[发明专利]汗液检测传感装置以及出汗量检测方法

说明书

本申请公开了汗液检测传感装置以及出汗量检测方法。该汗液检测传感装置包括：一吸水溶胀组件；和一配置于所述吸水溶胀组件的织物线材，表面具有导电涂覆层，所述织物线材能够在所述吸水溶胀片吸水溶胀下产生在其长度方向上形变，以致于使所述导电涂覆层跟随该形变引起电阻变化。本申请汗液检测传感装置，通过吸水溶胀组件对汗液进行吸收并溶胀发生体积变化，织物线材在该溶胀下产生因形变带来的电阻变化，从而将出汗量的体积转化为可被观察读取的电阻变化率，这样具有较好的能较为方便地检测出汗量，并且检出限较低。

技术领域

本发明涉及生物传感器的技术领域，具体涉及汗液检测传感装置以及出汗量检测方法。

背景技术

人体汗液主要是由98～99％的水(pH值4.2～7.5)、氯化钠(约300mg/100mL)、1～2％其他物质(包括少量尿素、乳酸、脂肪酸、葡萄糖等)组成。

当人体在进行运动或者在处于高温环境作业时，会流出大量的汗液。在抢救病人时，需根据病人的出汗量输入补液量，以免病人出现生命衰竭。每升汗液中平均含Na+不足58.4mg，K+不足10mg，Cl-不足45.4mg时，人体将会出现一系列问题，以致于人体对视、听觉刺激明显过敏，机体的抗体的调节能力也随之降低，会出现肌肉痉挛、脱水、甚至昏迷等症状。

如果能够及时探测这些人体汗液中的出汗量，则能够及时给予人们预警，从而可以有效开展水盐补给，避免出汗量过多对正常生命体征造成的危害。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供汗液检测传感装置以及出汗量检测方法，能较为方便地检测出汗量，并且检出限较低。

根据本申请的一个技术方案，本申请汗液检测传感装置，包括：

一吸水溶胀组件；

和一配置于所述吸水溶胀组件的织物线材，表面具有导电涂覆层，所述织物线材能够在所述吸水溶胀片组件在吸水溶胀下产生在其长度方向上形变，以致于使所述导电涂覆层跟随该形变引起电阻变化。

上述汗液检测传感装置的检测原理简单地说是将出汗量的体积转化为可被观察读取的电阻变化率。具体过程是：吸水溶胀组件可对汗液进行吸收并溶胀。吸水溶胀组件的溶胀会带来体积上的明显增大。虽然吸水溶胀组件溶胀是多方向性的，但是由于织物线材的“一维性”，这样吸水溶胀组件的溶胀最终在织物线材长度方向上产生明显的“拉扯”而形变。在该形变下，导电涂覆层在该方向上跟随形变，容易理解的是，导电涂覆层在线材长度方向所发生的跟随形变，类似于“拉面”效应，一定程度上带来其细微的截面积变小以及细微的长度增大，最终使得电阻变大，即带来电阻变化。

所属领域技术人员应当理解的是，上述形变并非仅仅指容易察觉(即不需要借助外界设备下就能用感觉到的)，事实上，该形变通常是微观、较小的。

织物线材

“织物线材”定义为纺织织物上所用的线状物，可以为织造物的，也可为无纺织物的。织物线材可以为天然线，例如棉线、麻线，也可以为聚酯线。

本申请中织物线材可以是单根或几根不形成交织的，也可以是形成交织的。可以是单股的，可以是多股的。

在一个较佳的实施方案中，织物线材的弹性模量要显著大于导电涂覆层的弹性模量。这样可确保，在水凝胶片发生溶胀时，织物线材能产生明显于导电涂覆层的形变，进而优先于导电涂覆层发生长度方向上的形变，最终带动导电涂覆层在长度方向上的形变。

针对织物线材的弹性模量，其较佳地为0.01～0.1MPa，例如0.01MPa、0.02MPa、0.05MPa、0.08MPa、0.09MPa、0.1MPa。若弹性模量过小，织物线材较为困难响应水凝胶片的溶胀而难以地发生形变；若弹性模量过大，可能带动导电涂覆层容易发生断裂等结构破坏，从而不会带来电阻的持续变化(即电阻可能停留在结构破坏对应的电阻值，之后几乎不变化)。