[发明专利]穿戴式排汗率传感器及其装配方法

说明书

本发明涉及一种穿戴式排汗率传感器及其装配方法，传感器包括多层织物，每层织物上均设置有电极，织物与电极间隔设置，织物作为电极的衬底和湿敏介质，每层织物与电极形成一个湿度传感器，湿度传感器根据湿度的变化输出的电容值或电阻值也发生变换，比较湿度传感器的电容值或电阻值以及响应时间，得到排汗速率和排汗速率的变化率；装配方法包括：选取具有吸湿性的中空纤维制成织物，对织物进行叠层处理及平整化处理；采用喷墨打印工艺在平整化后的织物表面加工电极；对电极进行环境测试，对电极在不同湿度环境下的电学特性进行标定。本发明以织物作为衬底更适用于贴敷在人体体表，更适合穿戴使用，能够实时监测人体排汗率的变化。

技术领域

本发明涉及湿度传感器技术领域，尤其是指一种穿戴式排汗率传感器及其装配方法。

背景技术

人体排汗率反映人体单位皮肤面积在单位时间内排出的汗液量，可与体温协同实时反应人体体温调节状态以及水分指征等健康参数。排汗率传感器一般采用湿度传感器作为基本检测单元，体温传感器则普遍通过各类温度传感器实现。

基于对排汗率和人体体温的检测数据，可以对身体健康状况进行实时分析判断，并在健康指征下降时提供预警。例如，可以用于运动员在体育训练过程中的身体指标分析，以实现最佳的训练效果；也可以用于高温环境工作人员的身体状态实时监控分析，从而在身体健康指征下降时及时进行预警，确保人员身体健康。

现有的人体排汗率检测方案主要有体重差法、贴片汗吸法、通气汗囊法等，其普遍存在分析方法复杂、检测精准度差、无法实现实时检测等缺陷，严重制约了通过排汗率检测对于人体健康状态和生理指标的实时性测试分析，难以对运动员或高温环境下的工作人员等排汗率较高人群进行实际场景应用。

现有技术的湿度传感器，通常以硅、砷化镓作为硬质衬底，不可弯曲，贴附性差，不适用于柔性的人体皮肤表面检测。就湿敏介质而言，陶瓷类材料也无法应用于柔性可弯曲场景。另一大问题是，现有的湿度传感器将衬底与湿敏介质层独立，结构复杂且相对厚重，无法与日常穿戴的护腕类织物进行有效贴合，不具备可行性。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的传感器与织物不相容、无法运用到健康监测领域的问题，提供一种织物与电子器件相结合的穿戴式排汗率传感器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种穿戴式排汗率传感器，包括多层织物，每层所述织物上均设置有电极，所述织物与电极间隔设置，所述织物作为电极的衬底和湿敏介质，每层所述织物与电极形成一个湿度传感器，所述湿度传感器根据湿度的变化输出的电容值或电阻值也发生变换，比较两个湿度传感器的电容值或电阻值以及响应时间，得到排汗速率，比较三个湿度传感器的电容值或电阻值以及响应时间，得到排汗速率的变化率。

在本发明的一个实施例中，设置在不同层织物上的多个电极分布在织物的不同位置，多层电极的纵向投影不重叠。

在本发明的一个实施例中，所述电极为叉指电极，所述叉指电极采用采用喷墨打印工艺喷涂在织物上。

在本发明的一个实施例中，在位于最内层的织物内壁上还设置有温度传感器。

在本发明的一个实施例中，在温度传感器和位于最外层的电极上设置有保护层。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种穿戴式排汗率传感器的装配方法，包括：选取具有吸湿性的中空纤维制成织物，对织物进行叠层处理，并对每层织物的表面做平整化处理；采用喷墨打印工艺在平整化后的织物表面加工电极，喷墨结束立即进行固化烧结；对电极进行环境测试，测试该电极在不同环境下的电容值或电阻值，对电极在不同湿度环境下的电学特性进行标定。