柔性印刷糞尿傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種柔性印刷糞尿傳感器，包括柔性薄膜襯底11、印刷導(dǎo)電電極12和傳感區(qū)域13三部分。柔性薄膜襯底11，作為印刷襯底，用以支持傳感器的電極部分和功能材料的附著；印刷導(dǎo)電電極12，作為傳感器的電極，用于傳感功能的實現(xiàn)和電信號的傳導(dǎo)；傳感區(qū)域13， 用以附著功能材料并且接觸到糞尿排泄物中的成分改變其電學(xué)參量轉(zhuǎn)化成可被電極感應(yīng)到的電學(xué)量。本實用新型通過印刷的工藝將糞尿傳感器印刷在柔性薄膜襯底上，傳感器結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡單，成本低，靈敏度足夠，使用更加方便舒適，能實現(xiàn)一次性使用，用完即扔的效果。
【專利說明】柔性印刷糞尿傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種柔性的，可印刷制備的糞尿傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]傳感器，作為人類感官的延伸，是檢測和控制的首要環(huán)節(jié)，已經(jīng)得到人們的廣泛重視。可以轉(zhuǎn)化成電學(xué)量(比如電壓，電阻，電容，電感等)的傳感器，尤其方便應(yīng)用在智能化，網(wǎng)絡(luò)化的未來生活中。目前市面上存在的傳感器，從功能，種類，制備工藝上看形形色色，多種多樣。現(xiàn)有傳感器幾乎可以測量任意物理量，并且在測量靈敏度，精度，重復(fù)性等方面已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)優(yōu)異的程度。傳感器的性能并不是越優(yōu)異越好，在符合既定需要的情況下，人們往往更考慮傳感器的成本，體積，使用方便等其它非功能因素。
[0003]這里我們解決一個小問題:嬰幼兒尿不濕、成人紙尿褲里面有無糞尿排泄物，然后轉(zhuǎn)化成可探測的電學(xué)量，傳送給信號探測電路?，F(xiàn)有的可以用于此種情況的傳感器有很多，比如:各種各樣的水傳感器，尿素傳感器，濕度傳感器等?，F(xiàn)有的傳感器存在著一些問題，如:成本高，體積大、使用不便。換句話說，人們僅僅需要傳感器告訴糞尿排泄物的有還是無，并不需要知道有多少量；人們更想要傳感器廉價，最好是一次性的，用完即扔；人們更想要傳感器體積小，很容易放置在尿不濕，紙尿褲里面；人們更想要傳感器的安裝，不影響穿著舒適性。因此糞尿傳感器的精度和重復(fù)性已經(jīng)不是很關(guān)鍵，人們更看中廉價，體積小，使用方便和舒適。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，CN201410003566號中國專利申請公開了一種螺栓式水傳感器，包括第一金屬導(dǎo)體、第二金屬導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體之間填充的絕緣隔離材料。然而，上述傳感器功能單一、是立體的螺栓式、制造工藝復(fù)雜、成本高、不能方便且舒適地使用。
[0005]有鑒于此，有必要提供一種柔性印刷糞尿傳感器以解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供一種柔性印刷糞尿傳感器，以印刷工藝廉價批量制備平面的柔性糞尿傳感器，可以讓檢測糞尿的傳感器，變得像紙尿褲、尿不濕一樣廉價，一次性用完即扔。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]本實用新型實施例公開一種柔性印刷糞尿傳感器，包括:
[0009]柔性薄膜襯底，作為印刷襯底，用以支持傳感器的電極部分，和功能材料的附著；
[0010]印刷導(dǎo)電電極，作為傳感器的電極，用于傳感功能的實現(xiàn)和電信號的傳導(dǎo)；
[0011]傳感區(qū)域，用以附著功能材料，并且接觸到糞尿排泄物中的成分，改變其電學(xué)參量，轉(zhuǎn)化成可被電極感應(yīng)到的電學(xué)量；
[0012]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述柔性薄膜襯底，可以是:紙、聚合物、無機(jī)物、天然纖維制品、金屬、復(fù)合材料。襯底材料可以吸收、吸附、黏貼、或者包埋功能材料。
[0013]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述印刷導(dǎo)電電極，其油墨可以是:銀漿、鋁漿、銅漿、金漿等金屬漿料；也可以是:透明導(dǎo)電漿料、導(dǎo)電聚合物、摻雜無機(jī)半導(dǎo)體材料等。印刷工藝可以是:絲網(wǎng)印刷、移印、轉(zhuǎn)印、套印、燙金、凹版印刷、凸版印刷、納米壓印、無掩膜打印、噴墨印刷。
[0014]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述功能材料可以是:無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、離子液體、有機(jī)小分子材料、高分子材料、無機(jī)介電材料、有機(jī)介電材料、聚合物樹脂、納米粒子、復(fù)合材料。
[0015]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述糞尿傳感器包括多個探測區(qū)域，如:水，濕氣，尿素、氨氣，吲哚，二氧化硫，硫化氫等探測區(qū)域，這樣就可以逐一探測到排泄物的類型，和成分，甚至可以分析使用者的身體狀況。
[0016]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電極形狀，可以是襯底同一平面方向上的平行排列，扭曲排列，交錯排列。電極還可以分別印刷在襯底的上下兩個平面上。
[0017]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述功能材料可以印刷在襯底上面的兩電極之間，可以浸漬在襯底的孔隙中，也可以涂覆在整個傳感區(qū)域，還可以包埋在襯底內(nèi)。
[0018]作為本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述功能材料也可以省略，單單利用襯底和糞尿的物理化學(xué)性質(zhì)，來實現(xiàn)傳感。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:所述柔性印刷糞尿傳感器，傳出的是電信號，容易被探測和智能化控制使用；所述柔性印刷糞尿傳感器包括柔性薄膜襯底、印刷導(dǎo)電電極、功能材料，結(jié)構(gòu)簡單，原料豐富，用料??；所述柔性印刷糞尿傳感器使用工業(yè)上已經(jīng)成熟的印刷工藝，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，工藝成本低；所述柔性印刷糞尿傳感器對于僅僅檢測糞尿的有與無來說，靈敏度足夠；所述柔性印刷糞尿傳感器是平面的，面積可以做的很小，方便在紙內(nèi)褲和尿不濕中使用，使用者不會感覺到任何不適。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本實用新型【具體實施方式】中柔性印刷糞尿傳感器的原理圖；
[0022]圖2是本實用新型【具體實施方式】中柔性印刷糞尿傳感器應(yīng)用示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0024]圖1是本實用新型【具體實施方式】中柔性印刷糞尿傳感器的原理圖。參圖1所示，本實施方式中，柔性印刷糞尿傳感器的原理圖，包括柔性薄膜襯底11、印刷導(dǎo)電電極12、傳感區(qū)域13。其中，柔性薄膜襯底11的材質(zhì)可以是:紙、聚合物、無機(jī)物、天然纖維制品、金屬、復(fù)合材料。柔性薄膜襯底11作為印刷襯底，用以支持傳感器的電極部分12，和功能材料。印刷導(dǎo)電電極12，可以使用:銀漿、鋁漿、銅漿、金漿等金屬漿料，也可以是:透明導(dǎo)電漿料、導(dǎo)電聚合物、摻雜無機(jī)半導(dǎo)體材料等。印刷工藝可以是:絲網(wǎng)印刷、移印、轉(zhuǎn)印、套印、燙金、凹版印刷、凸版印刷、納米壓印、無掩膜打印、噴墨印刷。印刷導(dǎo)電電極12作為傳感器的電極，用于傳感功能的實現(xiàn)和電信號的傳導(dǎo)。印刷導(dǎo)電電極12在功能材料的附著區(qū)13處，設(shè)計有叉齒狀的傳感電極14。兩個傳感電極14沒有連接在一起，而是叉齒狀的排列交錯，便于傳感信號的收集。傳感區(qū)域13中附著的功能材料可以是:無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、離子液體、有機(jī)小分子材料、高分子材料、無機(jī)介電材料、有機(jī)介電材料、聚合物樹脂、納米粒子、復(fù)合材料。功能材料的作用是:用以接觸到糞尿排泄物中的成分，改變其電學(xué)參量，轉(zhuǎn)化成可被電極感應(yīng)到的電學(xué)量。
[0025]本實用新型優(yōu)選的實施方式中，柔性薄膜襯底11選用耐高溫紙；印刷導(dǎo)電電極12選用金屬鋁漿；功能材料選用最簡單的無機(jī)鹽NaCl ;印刷圖案采用圖1中的叉齒狀傳感電極14 ;印刷工藝選用絲網(wǎng)印刷；傳感區(qū)域13中NaCl的附著方式選用NaCl水溶液浸漬后烘干的辦法。
[0026]繼續(xù)參照圖1所示，本實施方式中，所述柔性印刷糞尿傳感器的工作過程為:當(dāng)柔性印刷糞尿傳感器沒有接觸到糞尿排泄物時，作為柔性薄膜襯底11的耐高溫紙是干燥的，對應(yīng)的傳感區(qū)域13里面附著有NaCl的晶粒；結(jié)晶狀的NaCl和干燥的耐高溫紙是不導(dǎo)電的；因此，兩叉齒狀傳感電極14之間的電阻是很大的。當(dāng)柔性印刷糞尿傳感器接觸到糞尿排泄物時，作為柔性薄膜襯底11的耐高溫紙會遇水濕潤；NaCl在傳感區(qū)域13上附著會被溶解；溶解的NaCl水溶液是導(dǎo)電的，進(jìn)而導(dǎo)致兩叉齒狀傳感電極14之間的電阻迅速變小。通過檢測兩印刷導(dǎo)電電極12之間的電阻，就可以確定柔性印刷糞尿傳感器有無接觸到糞尿排泄物。
[0027]圖2是本實用新型【具體實施方式】中柔性印刷糞尿傳感器應(yīng)用示意圖。參圖2所示，圖中示意地繪示了嬰幼兒紙尿褲的圖形，其中:21是表示紙尿褲褲體，22是糞尿排泄物的吸收區(qū)，23是柔性印刷糞尿傳感器，24是連接導(dǎo)線，25是探測處理電路。本實施方式中，優(yōu)選地，所述柔性印刷糞尿傳感器的傳感區(qū)域13放置在糞尿排泄物的吸收區(qū)22的正下方。柔性印刷糞尿傳感器23可以通過連接導(dǎo)線24將兩電極的阻值傳送到探測處理電路25中，處理電路可以根據(jù)阻值的變化分析出是否有糞尿排泄物的產(chǎn)生，處理電路還可以通過無線信號，傳輸給想要獲得信息的設(shè)備終端。
[0028]值得提及的是，本實用新型其他實施方式中，所述柔性薄膜襯底11、印刷導(dǎo)電電極12，功能材料均可以別的類似材料被替換；其印刷工藝，吸附方式也可以被替換；探測的電學(xué)量也可以被替換。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:所述柔性印刷糞尿傳感器，傳出的是電信號，容易被探測和智能化控制使用；所述柔性印刷糞尿傳感器包括柔性薄膜襯底、印刷導(dǎo)電電極、功能材料，結(jié)構(gòu)簡單，原料豐富，用料??；所述柔性印刷糞尿傳感器使用工業(yè)上已經(jīng)成熟的印刷工藝，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，工藝成本低，完全可以實現(xiàn)一次性使用用完即扔；所述柔性印刷糞尿傳感器對于僅僅檢測糞尿的有與無來說，靈敏度足夠；所述柔性印刷糞尿傳感器是平面的，面積可以做的很小，方便在紙內(nèi)褲和尿不濕中使用，使用者不會感覺到任何不適。
[0030]以上所述僅是本實用新型的【具體實施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于包括:柔性薄膜襯底、印刷導(dǎo)電電極、傳感區(qū)域三部分，其中:柔性薄膜襯底作為印刷襯底，用以支持傳感器的電極部分和功能材料的附著；印刷導(dǎo)電電極作為傳感器的電極，用于傳感功能的實現(xiàn)和電信號的傳導(dǎo)；傳感區(qū)域，用以附著功能材料并且接觸到糞尿排泄物中的成分改變其電學(xué)參量轉(zhuǎn)化成可被電極感應(yīng)到的電學(xué)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述柔性薄膜襯底可以是:人工合成有機(jī)物、無機(jī)物、天然纖維制品、金屬、復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于制備工藝可以是:絲網(wǎng)印刷、移印、轉(zhuǎn)印、套印、燙金、凹版印刷、凸版印刷、納米壓印、無掩膜打印、噴墨印刷，所述印刷導(dǎo)電電極其油墨可以是:銀漿、鋁漿、銅漿、金漿、導(dǎo)電聚合物、摻雜無機(jī)半導(dǎo)體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述功能材料可以是:無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、離子液體、有機(jī)小分子材料、高分子材料、無機(jī)介電材料、有機(jī)介電材料、聚合物樹脂、納米粒子、復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述糞尿傳感器可以包括多個探測區(qū)域且各個探測區(qū)域分別探測不同的物質(zhì)，如:濕氣、尿素、氨氣、吲哚、二氧化硫、硫化氫探測區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述電極形狀，可以是襯底同一平面方向上的平行排列，扭曲排列，交錯排列，還可以分別印刷在襯底的上下兩個平面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述功能材料可以印刷在襯底上面的兩電極之間，可以吸附在襯底的孔隙中，可以涂覆或者黏貼在整個傳感區(qū)域，還可以包埋在襯底內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述功能材料也可以省略，單單利用襯底和糞尿的物理化學(xué)性質(zhì)實現(xiàn)傳感。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷糞尿傳感器，其特征在于所述電學(xué)量，可以是:電壓、電流、電阻、電導(dǎo)、電感、阻抗。
【文檔編號】G01N27/00GK204177759SQ201420601861
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月19日
【發(fā)明者】吳振武 申請人:吳振武