[发明专利]湿度传感器

说明书

技术领域

本发明整体涉及湿度传感器以及并入有此类传感器的制品和系统，和与此类传感器有关的方法。

背景技术

成千上万的小孩和老人每天穿戴尿布。对于这两个群体而言，可能需要依靠其它因素来检查湿度。就由于医学病况或生活处境而穿戴尿布的成人患者而言，在一些情况下，未注意到的湿尿布对使用者来说可能变成健康风险。尿布疹和皮肤溃烂恰好是两种可能的医学病况，它们可能是由于长期暴露于湿的条件下所引起的。由于患者的健康风险以及保健提供者的可能的货币债务两方面，因此需要用于增强尿布监控的过程和程序。

在一些地方，针对需要使用尿布的成人患者的标准监控过程是每四小时至少一次地监控患者的失禁情况。如果患者自己不能传达尿布的状态，那么需要由照护者物理检查尿布。为了进行令人满意的物理检查，通常需要物理地将患者翻身。这可能对护士或工作人员造成健康风险，并且对于较重的患者，可能需要额外的人员或者甚至机械升降装置。将非常需要通过在不执行物理检查的情况下询问尿布的状态来消除该消耗时间且有损尊严的过程。

其他人已提出了在尿布中使用的湿度传感器。例如，参见美国专利申请公布US 2008/0300559(Gustafson等人)。还参见美国专利申请公布US2004/0064114(David等人)、US 2004/0070510(Zhang等人)、US2005/0156744(Pires)、US 2006/0058745(Pires)、US 2007/0083174(Ales，III等人)、US 2008/0132859(Pires)和US 2008/0266123(Ales等人)、以及美国专利6,373,395(Kimsey)、6,583,722(Jeutter等人)、6,603,403(Jeutter等人)和6,774,800(Friedman等人)。然而，在尿布中(以及其它应用中)广泛使用湿度传感器仍未实现。

发明内容

已开发出了一系列传感器，其可检测湿度并且可被远程询问。这些传感器还与低成本的制造技术相容。已发现，所述传感器可不仅适用于尿布或其它吸收衣服，而且还适用于其中需要检测湿度但难以可视地或以其它方式直接观察湿度的其它最终用途应用。此类其它应用可涉及将湿度传感器并入到与构造相关的制品(诸如壁板、绝缘材料、地板、屋顶和配件或支撑结构)中，以检测来自例如地下管道、地板下、墙壁后或天花板上的泄漏。其它应用可涉及将湿度传感器并入到包装或盒子中，以检测例如用于医疗或机动车应用中的例如泄漏或融化。

除了其它方面，在本文中还描述了包括自支撑基板以及由所述基板承载的导电迹线的传感器。导电迹线被图案化以提供调谐RF电路的至少一部分，所述RF电路优选地被设置在所述基板的仅一侧上并且其特征在于阻抗或电阻。与所述基板相比，导电迹线不是自支撑的。所述基板适于当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解。所述基板的这种降解使RF电路的操作产生剧烈变化，这可被远程读出器或询问装置解释为“湿”状况。被目标流体所接触可使RF电路的阻抗或电阻改变至少5倍、10倍、100倍或1000倍。被目标流体所接触可使得导电迹线崩解以便为RF电路提供开路。被目标流体所接触可基本上使得RF电路无法操作。

传感器可包括设置在传感器的外表面上的皮肤相容性粘合剂。此类粘合剂可包含有机硅。

在一些情况下，基板当被目标流体接触时溶解。在一些情况下，基板当被目标流体接触时溶胀。在一些情况下，基板为或包括具有平滑或轮廓化主表面的柔性膜。在一些情况下，基板为或包括聚乙烯醇(PVA)。在一些情况下，目标流体包含极性液体(诸如水)、或者一种或多种含水人类体液。

在一些情况下，导电迹线包含银。在一些情况下，导电性迹线具有小于1微米、或小于100纳米的厚度。在一些情况下，导电迹线包括线圈，并且RF电路包括耦合到所述线圈的至少一个电容器以提供谐振频率。导电迹线优选地与基板紧密接触。在一些情况下，导电迹线具有可变厚度和/或可变宽度。在一些情况下，导电迹线具有可变厚度，所述厚度的变化与导电迹线和基板之间的结构化界面相关联。在一些情况下，RF电路还包括连接导电迹线的两个部分的导电链接构件，诸如跳线。