本技術(shù)涉及可穿戴設備和傳感器，具體涉及一種可自調(diào)控復位的微流道汗液傳感器。

背景技術(shù)：

1、可穿戴汗液傳感設備相比較于目前針對人體運動狀態(tài)和體征物理數(shù)據(jù)的采集所使用的其他汗液檢測設備來說，能夠更直接準確的判斷人體的健康狀態(tài)。因此，可穿戴汗液傳感器的研究是目前可穿戴健康電子設備領(lǐng)域發(fā)展的重點之一。靈活的可穿戴汗液傳感器可以連續(xù)、實時、無創(chuàng)地檢測汗液分析物，在分子水平上深入了解人體生理學，并因其在個性化健康監(jiān)測中的應用而受到廣泛關(guān)注。

2、軟微流控、多路復用生物傳感、能量收集器件和材料的最新發(fā)展推動了可穿戴汗液傳感平臺的兼容性。目前可穿戴汗液傳感器取得了顯著的進展，可穿戴比色法和熒光汗液傳感器通過指示劑和分析物之間的顯色/發(fā)光反應相關(guān)的顏色/吸光度/熒光深度提供視覺傳感,從而獲取到汗液量以及電解質(zhì)濃度等信息。然而，對于某些應用(包括工人安全、軍事訓練和接觸性運動)，防護設備限制了對此類設備的目視檢查，因此視覺汗液傳感器變得不再適用。電化學傳感器克服了需要視覺查看的缺點，通過將目標內(nèi)容物轉(zhuǎn)換為微型和特定電極表面的電流或電位信號，被廣泛用于汗液分析，電化學技術(shù)具有高靈敏度和選擇性的特點，電極也可以靈活地設計成不同的形狀和尺寸。

3、但是目前汗液傳感器主要涉及到以下方面的技術(shù)挑戰(zhàn)：

4、1.基于比色法測試準確性有待提高。通過紙基結(jié)合比色和光學的方法，由液體芯吸方程可知，無法克服材料本身阻力造成的流速衰減，準確性受限。長流道與比色和光學結(jié)合的方法，多用于定性評估，難以定量測定，準確性低；而長流道與電信號結(jié)合的方法，難以避免汗液量和濃度雙模信號耦合的問題，影響檢測結(jié)果的準確性。因此，需要尋找的新的方法提升汗液傳感器對出汗速度和電解質(zhì)濃度檢測結(jié)果的準確性。

5、2.目前汗液傳感器檢測時間短的問題，科研領(lǐng)域雖然嘗試通過設計類似復位泵排出流道中的汗液來重復使用，但操作繁瑣而且復位泵的設計進一步占據(jù)了微流道可容納的汗液量，另一方面，目前市面上擁有的長流道產(chǎn)品很難滿足中高強度運動下的長時間監(jiān)測需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種可自調(diào)控復位的微流道汗液傳感器，將工作信號通過解耦機制輸出可調(diào)控臺階信號，利用吸汗層材料持續(xù)將汗液排走，實現(xiàn)長時間連續(xù)監(jiān)測。無線模塊對數(shù)據(jù)進行傳輸、分析，給出人體生理信號指標，并提供健康狀態(tài)預警、合理補充水和電解質(zhì)等建議。建立汗液信號實時采集、傳輸、分析和反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)汗液信息的準確、長時、穩(wěn)定監(jiān)測。

2、本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種可自調(diào)控復位的微流道汗液傳感器，包括自上而下依次設置的檢測模塊、吸濕層、疏水膜層、通氣孔層、流道層、電極層、皮膚膠層和離型膜層；

4、所述電極層上規(guī)則設置有用于液體流入的液體入口、多組用于信號檢測的檢測叉指電極和若干電極觸點，所述多組用于信號檢測的檢測叉指電極圍繞所述液體入口規(guī)則布置、并通過引線電性規(guī)則電性連接至所述電極觸點形成檢測電極觸點；

5、所述流道層上規(guī)則設置有用于所述液體導流的流道和沿所述流道兩側(cè)規(guī)則排布的若干排氣孔，所述流道的首端設置在所述液體入口的正上方、并與之連通；

6、所述通氣孔層上規(guī)則設置有上流道和沿所述若干排氣孔上下垂直設置的若干通氣孔，所述上流道沿所述流道的形狀和大小設置，所述上流道設置在所述流道的正上方、并與之連通形成所述傳感器的液體微流道，所述液體從所述電極層的所述液體入口流入至所述液體微流道中，所述液體微流道為所述液體導流，從所述液體微流道的首端流傳到其末端；所述液體微流道設置在所述檢測叉指電極之間有周期性規(guī)律的若干指狀電極的正上方；所述通氣孔層上的所述上流道和若干所述通氣孔之間均規(guī)則設置有一個或多個用于平衡所述液體微流道內(nèi)外壓力的爆破閥；

7、所述疏水膜層上規(guī)則設置有用于所述液體流出的液體出口和沿所述若干通氣孔上下垂直設置若干透氣孔，所述液體出口設置在所述液體微流道的末端正上方、并與之末端連通，所述若干透氣孔、所述若干通氣孔和所述若干排氣孔一一對應、并相互連通；

8、所述吸濕層通過第二雙面膠層規(guī)則固定在所述疏水膜層的上表面，所述第二雙面膠層規(guī)則設置有用于排氣的第二槽孔區(qū)域和第二排氣口，所述第二排氣口連通所述第二槽孔區(qū)域和外界環(huán)境，所述第二槽孔區(qū)域避開所述液體出口和所述若干透氣孔的區(qū)域；

9、所述檢測模塊通過第一雙面膠層規(guī)則固定在所述疏水膜層的上表面、并蓋住所述吸濕層，所述第一雙面膠層上設置有避開所述吸濕層的第一槽孔區(qū)域和避開所述第二排氣口的第一排氣口，所述第一排氣口設置在所述第二排氣口的正上方、并與之連通共同組成所述傳感器裝置的排氣口。

10、進一步的，所述皮膚膠層貼附設置在所述電極層的柔性基底下表面，所述離型膜層貼附設置在所述皮膚膠層的下表面；所述皮膚膠層上規(guī)則設置有進液口、并與所述電極層的柔性基底下表面之間形成汗液儲存腔室，所述電極層上的所述液體入口設置在所述汗液儲存腔室的正上方、并與之連通。

11、進一步的，所述液體微流道采用開口圖形設計，所述開口圖形包括但不限于開口矩形圖形、開口圓形圖形或開口多邊形圖形。

12、進一步的，所述液體微流道利用開口矩形圖形設計。

13、進一步的，所述多組用于信號檢測的檢測叉指電極包括用于電解質(zhì)濃度測試的第一叉指電極和用于出汗率測試的第二叉指電極，所述第一叉指電極規(guī)則設置在所述液體入口的前方，所述第二叉指電極規(guī)則設置在所述第一叉指電極的前方、并沿所述液體微流道形狀設置，所述第一叉指電極的指狀電極規(guī)則設置在所述液體微流道的流道入口前方，所述第二叉指電極的若干指狀電極規(guī)則設置在所述第一叉指電極的前方，從所述液體微流道的首端延伸到所述液體微流道的末端。

14、進一步的，所述通氣孔層上的所述通氣孔的尺寸大于所述疏水膜層上的所述透氣孔的尺寸。

15、進一步的，所述流道層、所述通氣孔層、所述疏水膜層和所述第一雙面膠上均規(guī)則設置有避讓所述若干電極觸點的電極過孔。

16、進一步的，所述流道層雙面背膠處理形成雙面膠層，所述通氣孔層通過所述流道層與所述電極層粘貼固定在一起。

17、進一步的，所述檢測模塊中集成無線通信模塊，所述自調(diào)控復位微流道汗液傳感器通過所述無線通信模塊與電路處理模塊進行通信，將電學輸出信號傳輸給所述電路處理模塊，經(jīng)所述電路處理模塊里的信號處理電路將接收的電學輸出信號進行整形、放大、濾波、a/d轉(zhuǎn)換處理得到傳感器的輸出電信號，再通過集成在所述電路處理模塊里的算法把輸出電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的汗液監(jiān)測參數(shù)。

18、本實用新型的有益效果是：

19、1.本實用新型提供的一種可自調(diào)控復位的微流道汗液傳感器，通過設計短距離的矩形汗液微流道，這種短距離的設計不僅不會影響檢測的時間并且由于吸濕材料的存在，隨著汗液的進入到流出，經(jīng)過出口被吸濕層材料迅速吸走，不會存在汗液累積的現(xiàn)象。當有少量的汗液通過流道時便可以進行電導信號的檢測，可以得到汗液中總電解質(zhì)濃度和出汗速率，保證了實驗結(jié)果的準確性和實時原位性。

20、2.本實用新型提供的一種可自調(diào)控復位的微流道汗液傳感器，可通過皮膚較直接貼在皮膚表面便可以進行測試，目前市面上大多數(shù)商品需要使用彈性材料或者織物與傳感器結(jié)合做成條帶包裹在皮膚表面，這種方式增加了傳感器使用時的復雜性同時制備工序冗長。

21、3.本實用新型提供的一種可自調(diào)控復位的微流道汗液傳感器，可以連續(xù)測試電解液濃度和出汗速率，使用電化學檢測的方式避免了比色法在視覺上產(chǎn)生的誤差，提高了檢測的準確性，同時我們在流道周圍增加了透氣孔和微流閥，在液體流過流道時不至于出現(xiàn)外溢的現(xiàn)象，確保了傳感器的穩(wěn)定性。