[發明專利]一種用于液體速率檢測的可穿戴傳感器及制備方法

在審

• 申請號: 202310603950.2
• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116649900A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 周震;請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 蘇州能斯達電子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 溫州知遠專利代理事務所(特殊普通合伙) 33262
• 代理人: 湯時達

本發明涉及一種用于液體速率檢測的可穿戴傳感器及制備方法，可穿戴傳感器包括：傳感器層，包括基底、設置于所述基底一側表面上的流速傳感器以及電解質傳感器，所述流速傳感器具有懸臂梁結構，懸臂梁結構凸出于所述傳感器層一側的表面外；流道層，流道層與所述傳感器層的一側緊密貼合，所述流速傳感器的懸臂梁結構在所述流道層的流道內部；粘附層，粘附層與所述流道層的另一側緊密貼合。本發明的一種用于液體速率檢測的可穿戴傳感器及制備方法該能夠有效避免電解質濃度對出汗速率檢測造成的干擾，并且能夠普適性地集成嵌入在基于微流道設計的傳感器內，實現對流入微流道內液體速率的實時檢測，解決了現有技術中存在的檢測準確性問題。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，特別涉及一種用于液體速率檢測的可穿戴傳感器及制備方法。

背景技術

人在高溫環境工作和進行體育運動時，會由于體溫調節性出汗導致大量體液流失(脫水)，如不及時進行合理水合補充，工作和運動的耐久性將受損，并伴隨著多種生理功能的改變，嚴重時或長期脫水狀態會對人的生命健康造成威脅。隨著全球變暖的加劇，熱浪(溫度上升)使弱勢人群處于熱相關疾病的高風險中，尤其是病人、兒童、老人、戶外勞動者(建筑工人、交通警察)、消防員、士兵、運動員和參加體育運動的人。出汗速率和電解質濃度可以作為水合狀態和熱應激相關病狀況的有效指標。開發可穿戴出汗速率和電解質濃度的傳感器，在運動健康、健康管理和醫療診斷領域具有重要的研究和應用意義。

目前報道的出汗速率傳感器大部分基于微流道的柔性微流控器件設計，汗液通過器件與皮膚的接觸，流入微流道內部進行出汗速率的檢測。基于微流道的柔性微流控器件設計面臨幾個關鍵的問題：一是進入微流道內的汗液，其被測量的阻抗/電導值受汗液電解質濃度和汗液體積的同時影響，因此會影響出汗速率檢測的準確性；二是目前較長的微流道設計會造成多次使用排汗不方便、流體阻力等影響。因此，出汗速率的準確檢測是目前可穿戴傳感器面臨的關鍵挑戰之一。

發明內容

本發明提供的一種具有仿魚側線等生物結構和功能的、用于微流道內液體速率檢測的可穿戴傳感器。

具體技術方案如下：一種用于液體速率檢測的可穿戴傳感器，包括：傳感器層，包括基底、設置于所述基底一側表面上的流速傳感器以及電解質傳感器，所述流速傳感器具有懸臂梁結構，懸臂梁結構凸出于所述傳感器層一側的表面外；流道層，流道層與所述傳感器層的一側緊密貼合，所述流速傳感器的懸臂梁結構在所述流道層的流道內部；粘附層，粘附層與所述流道層的另一側緊密貼合。

在一些實施例中，所述電解質傳感器暴露于所述流道內，所述流道層內設有液體入口以及排液出口，液體入口與流道層的流道連通。

在一些實施例中，所述粘結層具有液體收集腔，液體收集腔的中心軸線與所述液體入口的中心軸線重合。

在一些實施例中，所述流速傳感器為具有仿魚側線的表神經丘懸臂梁結構的彎曲應變傳感器，液體流過流速傳感器，即引起所述流速傳感器的懸臂梁結構發生不同撓度的彎曲應變，彎曲應變的大小與流速大小呈正相關性，所述電解質傳感器為插指電極。

在一些實施例中，流速傳感器的插指電極表面區域涂布納米敏感材料。

在一些實施例中，納米敏感材料上涂布絕緣防水材料。

在一些實施例中，流速傳感器的插指電極區域的三邊邊緣切開且一端翹起，形成懸臂梁結構。

在一些實施例中，所述流道層與傳感器層的傳感器一側通過化學共價交聯的方法緊密貼合。