[发明专利]使用导电弹性体的电解质传感器

说明书

技术领域

本公开案涉及导电弹性体在电子器件中的使用。更特定而言，本公开案涉及传感器中使用的电极。更特定而言，本公开案涉及检测包括但不限于尿液、汗液、血液、粪便、唾液、和脊髓液中所存在电解质的传感器中使用的电极。

背景技术

本部分中所述的方法可能有人研究过，但不一定是以前被想到的方法。因此，除非本文中另外指出，本部分中所述的方法不是本申请案权利要求中的先有技术，并不因为包括在本部分中而纳入先有技术。

众所周知，由于导电聚合物和导电弹性体具有弹性和导电性，因此以垫片或密封件的形式得到使用。作为导体的一些有用性能包括方便的成型、耐腐蚀性和气密接触界面。但是，由于很难得到金属一样低的电阻率，其作为导体的使用有限。导电弹性体一般由引入导电碳素或金属颗粒的硅橡胶构成。材料的电阻率随导电颗粒含量变化。

与报警装置通过电路连接的传感器电极用于遗尿症治疗是众所周知的事情。尿液中存在的电解质通过充填电极之间的空隙或通道实现报警电路闭合，由此指示出现排尿的情况。大多数现有电极有一组平行的正负电极图形，否则就是线性蛇形的图形，故此尿液必须接触裸线使报警电路闭合。裸线通过绝缘体中的间隙能够与尿液接触，这样尿液就必须进入正负极间隙以接触电线并使电路闭合(见PCT/JP2006/313995，Wada等人)。

US 2008/0246620和PCT/NZ2008/000331在Wada之外另外提出，其限于电路沿两个导电塑料半区之间的狭窄间隙闭合，每个半区分别与从接线端子伸入传感器主体的一个正极导电元件和一个负极导电元件接触。因为电解质可能存在于一个塑料半区而不使电路闭合，整个传感器仅通过此电路由两个半区组成的表面，所以这种情况存在不利之处。本公开案不限于这种方式，通过本发明导电弹性体正负轨迹电极连接到各自电线端子引线端，并且导电弹性体轨迹电极在整个传感器“轨迹图案”上都相互靠近，从而使电解质可以通过同时接触沿占去整个传感器表面的整个轨迹图案的正负轨迹电极表面上任何点就使电路闭合。这是一个很重要的改进，这是因为要考虑到阴茎或其他电解质源在电解质位置方面不可预测，故此在神经系统训练中每一刻都要争取时，每个闭合电路所需的电解质体积或数量应尽可能低，对应的电路闭合应尽可能迅速，以实现有效的治疗。传感器轨迹图案的实例如图2A-2L中所示。

与现有解决方案相比的另一个优势是使用热成型安装轨迹电极。所述热成型弹性体电极显著比现有传感器薄膜或印刷电路更大更牢固，能够耐受用户穿戴过夜，也能耐受尿液等腐蚀性物质的降解。Crnkovich等人的US 2008/0041792中描述了一种完全使用固体非柔性载体上印刷电路板探测导液管部位泄漏的“湿度传感器”。这种电路不能耐受尿液的腐蚀性效应与佩戴者的过夜连续使用的合并作用。

用来探测尿液以外物质中存在的电解质所用的传感器将会以传感器电极之间形成导电桥接的相同原理运行，由此执行闭合电路的功能，为不同治疗形式提供帮助，具体取决于传感器探测的内容、上游电子器件以及处理的是何种人体系统。其他目的的实例包括探测导液管部位的血液或脊髓液泄漏和感知尿布中的粪便。这些实例并不排除其他用途，而是要描述一些在传感器电极中使用导电弹性体的一些应用，以及在哪些方面显示出导电弹性体电极因为很多原因（但是特别是因为电解质可接触耐用弹性体轨迹电极的表面任何部分并立即产生电流，而现有解决方案需要额外的时间使电解质与散布的金属线触点接触或需要足够的体积和方向性连接塑料电极半区)比现有解决方案普遍有改善。

发明内容

提供本概述是为了以一种简化形式介绍一系列概念的精选，在下面详细描述中将进行进一步的描述。本概述的目的并不是识别请求保护对象的关键特征或基本特征，其目的也不是用来帮助确定请求保护对象的范围。

本专利公开的使用导电弹性体的电解质传感器是一种探测电解质的传感器，所探测的电解质包括但不限于尿液、汗液、唾液、粪便、脊髓液和血液中存在的电解质，且该传感器能够作为所有电解质的传感器使用。应了解术语“电解质”包括但不限于汗液、血液、尿液、粪便、唾液或脊髓液中存在的电解质。使用导电弹性体的电解质传感器的一个应用实例是在遗尿症治疗领域，由此将传感器接入由传感器中尿液的存在触发的报警电路。传感器包含正负导电弹性体轨迹电极、一个或多个基底部分以及分隔电极的一个或多个间隙或通道。“正”“负”轨迹电极被定义为相应连接到最终转而与正负电池端子相连的正负接线端引线的电极。导电弹性体轨迹电极优选热成型在高度柔性的非导电性有机硅基底部分上，间隙或通道借此将整个图案上的正负轨迹电极分隔开。