CN103797360A

CN103797360A - 使用具有易碎联接件的rf电路的湿度传感器

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Publication number: CN103797360A
Application number: CN201280038998.3A
Authority: CN
Inventors: 贾斯汀·M·约翰逊; 洛里-安·S·普里奥洛; 布伦达·B·巴德里; 詹姆士·C·瓦努斯; 罗伯特·D·洛伦兹; 雅各布·D·查特顿; 史蒂文·J·佩尔龙; 唐纳德·R·巴特尔斯
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: CN103797360B; EP2742343A4; WO2013023054A2; US20130036802A1; WO2013023054A3; EP2742343B1; JP6576394B2; TWI612299B; JP2014529732A; CA2844826A1; TW201312104A; US20150148762A1; EP2742343A2; BR112014003174A2; US8978452B2; US9782302B2; JP6263472B2; JP2017207503A

Abstract

本发明公开了一种湿度传感器，所述湿度传感器包括承载调谐RF电路的基板。所述电路包括施用到所述基板的导电性图案、电容器、以及跳线，这些部件全部设置在所述基板的同侧。所述导电性图案包括电感线圈、以及内部末端和外部末端。所述跳线将所述内部末端电耦合到所述外部末端。所述跳线还包括易碎联接件，所述易碎联接件在被目标流体接触时产生所述RF电路的运行中的急剧变化。所述急剧变化可被远程读出器译为“润湿”状况。所述易碎联接件与所述目标流体的接触可将所述RF电路的阻抗或电阻改变至少5倍、10倍、100倍、或更多倍，并且/或者可导致所述易碎联接件破裂以产生开式电路，并且/或者可基本上使得所述RF电路无效。

Description

使用具有易碎联接件的RF电路的湿度传感器

技术领域

本发明整体涉及湿度传感器，以及装配此类传感器的制品和系统、和与此类传感器相关的方法。

背景技术

每天数以百万计的年轻人和老年人穿戴尿布。对于这两个群体而言，湿度检查可需要依赖于其他人。就正因医学病症或生活情况而穿戴尿布的成年患者而言，在一些情况下，未被注意到的湿尿布可成为使用者的健康风险。尿布疹和皮肤溃疡仅仅为两种可能的可因长期暴露于湿度而引起的医学病症。对于患者的健康风险以及保健提供者的可能性金钱责任而言，用于增强尿布监测的工艺和工序是有利的。

在一些地方，对于需要使用尿布的成年患者而言的标准监测工序为每四小时监测至少一次患者的失禁。如果患者不能表达其自身的尿布状态，则护理者需要对尿布进行物理检查。为了实现令人满意的物理检查，通常需要物理地转动患者。这可对护士或工作人员造成健康风险，并且对于重症患者而言，可能需要额外的人员或者甚至机械提升装置。将为高度有利的是，通过在不执行物理检查的情况下查询尿布的状态来消除这种耗时且不体面的工序。

其他人已提出可用于尿布中的湿度传感器。参见（例如）美国专利申请公开US2008/0300559（Gustafson等人）。另外参见美国专利申请公开US2004/0064114（David等人)、US2004/0070510（Zhang等人）、US2005/0156744(Pires)、US2006/0058745(Pires)、US2007/0083174（Ales,III等人）、US2008/0132859(Pires)、和US2008/0266123（Ales等人），以及美国专利6,373,395(Kimsey)、6,583,722（Jeutter等人)、6,603,403（Jeutter等人)、和6,774,800（Friedman等人）。然而，湿度传感器在尿布中的广泛应用以及其他用途仍有待去实现。

发明内容

我们已经开发出一系列能够检测湿度并且能够进行远程查询的传感器。这些传感器还与低成本制备技术兼容。我们已经发现，这些传感器不仅可适用于尿布或其他吸收衣服中，而且可适用于其他最终应用（其中希望检测湿度但难以在视觉上或者说是直接地观察湿度）中。此类其他应用可涉及将湿度传感器装配到构造相关的制品（例如，壁板、绝缘材料、地板、屋顶、以及配件和支撑结构）内以检测（例如）来自地下管道、地板下方、墙壁后面、或天花板上面的渗漏。其他应用可涉及将湿度传感器装配到包装件或盒子内以检测（例如）医学或汽车应用中的渗漏或融化。

本文描述了（除了别的以外）传感器，所述传感器包括承载调谐RF电路的第一基板。该电路包括施用到第一基板的导电性图案、电容器、和跳线，这些部件全部设置在第一基板的同侧。导电性图案包括电感线圈以及内部末端和外部末端。跳线将内部末端电耦合到外部末端。跳线还包括易碎联接件，所述易碎联接件在被目标流体接触时在RF电路的运行中产生急剧变化。急剧变化可被远程读出器译为“润湿”状况。易碎联接件与目标流体的接触可将RF电路的阻抗和电阻改变至少5倍、10倍、100倍、或1000倍，并且/或者可导致易碎联接件破裂以产生开式电路，并且/或者可基本上使得RF电路无效。

电容器可包括第一电容器极板和第二电容器极板，所述第一电容器极板选自导电性图案的内部末端和外部末端中的一者，并且所述第二电容器极板选自跳线的第一末端或第二末端。电容器还可包括设置在第一电容器极板和第二电容器极板之间的第一介电材料，所述第一介电材料可溶于目标流体中以提供易碎联接件。

调谐RF电路还可包括相对于最初提到的电容器而言设置在跳线的相对末端的第二电容器，所述第二电容器具有设置在第三电容器极板和第四电容器极板之间的第二介电材料，所述第二材料也溶于目标流体并且也为易碎联接件的一部分。

作为另外一种选择或除此之外，易碎联接件可包括粘合剂，所述粘合剂将跳线连接到基板并且可溶于目标流体中。作为另外一种选择或除此之外，跳线可包括设置在第二基板上的导电性构件，并且第二基板能够在目标流体中溶解、溶胀、或者说是降解以提供易碎联接件。

在一些的情况下，第一介电材料、第二介电材料、和/或第二基板可为或可包括聚乙烯醇(PVA)。在一些情况下，目标流体包括极性液体（例如水）、或者一种或多种水性人类体液。

在一些情况下，第二基板为自支撑膜，并且跳线的导电性构件为非自支撑的。在一些情况下，跳线的导电性构件具有小于1微米或小于100纳米的厚度。在一些情况下，导电性构件具有可变厚度和/或可变宽度。在一些情况下，导电性迹线具有可变厚度，所述厚度变化与导电性构件和第二基板之间的结构化界面相关。

传感器可包括设置在该传感器的外表面上的皮肤相容性粘合剂。这种粘合剂可包括硅树脂。

还公开了装配本发明所公开的湿度传感器的吸收衣服（例如尿布）以及其他制品。就吸收衣服而言，所述衣服可包括液体可渗透的片材、液体不可渗透的片材、以及捕获在液体可渗透的片材和液体不可渗透的片材之间的吸收材料。湿度传感器可设置在液体可渗透的片材和液体不可渗透的片材之间、或者液体可渗透的片材和使用者的身体之间。优选地，湿度传感器设置在液体不可渗透的片材和吸收芯之间，以使其将在芯饱和时降解并且将不会因仅少量目标流体的释放而被触发。

还公开了用于建筑构造中的装配本发明所公开的湿度传感器的制品。此类构造制品可为或包括壁板、绝缘材料、地板（包括但不限于地毯）、屋顶、和/或用于一个或多个管道的一个或多个配件或一个或多个支撑结构。

我们描述了下述系统，其中将本发明所公开的湿度传感器中的至少一个与被构造成远程评估调谐RF电路的状况的读出器相结合，以便评估传感器的状况。读出器可被构造成安装在人的移动或固定支撑件之中或之上，例如，床、椅（包括如轮椅或摇椅）、手推车、或者其他移动或固定的支撑件。

还讨论了相关的方法、系统、和制品。

本专利申请的这些和其他方面从下文的具体实施方式中将显而易见。然而，在任何情况下，上述发明内容均不应理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为在将片材裁切或者说是转换加工成单个传感器标签之前的包括大量湿度传感器的卷状片材或幅材的示意性透视图；

图2a和2b为示例性的湿度传感器的示意性电路图；

图2c为示例性的远程查询装置或读出器的示意性方框图；

图3a为包括湿度传感器和读出器的检测系统的示意图，其中湿度传感器处于“干燥”状态；

图3b为类似于图3a的示意图，但其中湿度传感器处于“润湿”状态；

图4、5、6、和7为示例性的湿度传感器的示意性平面图；

图8为示例性的湿度传感器的细节的示意性透视图；

图9a为湿度传感器的一部分的示意性侧视图或剖视图；

图9b为另一个湿度传感器的一部分的示意性侧视图或剖视图；

图9c为又一个湿度传感器的一部分的示意性侧视图或剖视图；

图10a和10b为用于湿度传感器中的各种跳线的示意性侧视图或剖视图，所述跳线各自具有可变厚度的导电性构件；

图10c为用于湿度传感器中的跳线的示意性平面图，所述跳线具有可变宽度的导电性构件；

图11a为用于湿度传感器中的调谐RF电路的示意性平面图，并且图11b为图11a的电路的一个实施例的建模数据的曲线图；

图12为形成于跳线的末端和导电性图案的末端之间的电容器的示意性侧视图或剖视图，所述电容器包括易碎联接件，所述易碎联接件的代表性实施例被制备和测试；

图12a为适用于本发明所公开的湿度传感器中的U形部件；

图13为示出湿度传感器的不同最终应用的示意图；并且

图14a为尿布或类似失禁衣服的示意性平面图，并且图14b为沿图14a中的线14b-14b截取的示意性剖视图。

在这些附图中，类似的参考标号指示类似的元件。

具体实施方式

在图1中，示出了可利用高容量膜处理设备制备的卷状片材或幅材110。幅材110包括其上已施用导电性图案或迹线的柔性基板114，所述图案形成调谐RF电路116的至少一部分。迹线通常形成至少一个电感线圈，但其还可包括其他不同的电路元件和连接特征，如在下文中更充分地阐述。导电性图案、以及RF电路的其余部分因而由基板114承载。

虽然仅一个电路116示于附图中，但读者应当理解，基本上相同或相似的调谐RF电路优选地以阵列形式提供在幅材上，一个此类电路设置在标记为112的每个区域中，并且所有的此类电路优选地设置在幅材110的同侧。参考标号112因而可指标签或签条形式的单个传感器，所述单个传感器可（例如）通过经由沿线113a、113b的裁切或切割操作转换加工幅材110来获得。

调谐RF电路116还包括除导电性图案之外的一个或多个分立电路元件。例如，电路116包括至少单独跳线（导电性联接构件）和任选的分立电容器，如下文进一步所讨论的，这些部件由基板114承载并且连接到导电性图案以便完成RF电路116并提供所需功能。在一些情况下，导电性图案自身可包括除电感线圈之外的一个或多个电容器。如果需要，可在将幅材裁切或切割成单个传感器标签112之后而非在这种裁切或切割操作之前，将形成RF电路116的部分的任何分立电路元件附接到基板114、或者RF电路116的一部分。作为另外一种选择，当幅材110在被分割成单个标签之前仍保持完整的过程中，可将一个或多个分立电路元件附接到基板114、或者RF电路116的一部分。导电性图案以及RF电路116的其他一个或多个部件优选地由基板承载，并且设置在基板114的仅一侧。这种布置方式从制备观点来看是有利的，使得可采用仅单侧膜处理操作。

基板114不仅为柔性的，而且优选地为自支撑的。就这一点而言，如果基板具有足够的机械完整性以允许在不存在过度破损、撕裂、或其他损坏（这将使基板不适用于其预期应用）的情况下来处理基板，则该基板据称为自支撑的。

重要的是，电路116包括与该电路的跳线部件相关的易碎联接件。易碎联接件可包括将跳线或其一部分连接到传感器基板的导电性或非导电性粘合剂，所述粘合剂能够在接触水或其他目标流体时溶解。作为另外一种选择或除此之外，易碎联接件可包括形成跳线的部分的第二基板，所述第二基板能够在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。第二基板可为自支撑的，并且设置在第二基板上且形成跳线的部分的导电性构件优选地为非自支撑的。利用这些设计特征时，传感器标签暴露于目标流体可在RF电路的物理结构中产生急剧变化，并且在RF电路的运行中产生相应的急剧变化，其中后者可被远程读出器或查询装置译为“润湿”状况。例如，当易碎联接件被目标流体接触时，跳线或其一部分的导电性构件可完全破裂、碎裂、或者裂开。

RF电路运行中的急剧变化可表现为（例如）电路的电阻或阻抗改变至少5倍、10倍、100倍、或1000倍。就这一点而言，“电阻或阻抗的改变”是指电阻或阻抗大小的改变。阻抗将直流(DC)电阻的概念延伸到交流(AC)电路，其不仅描述电压和电流的相对振幅，而且描述相对相位。阻抗描述相对于交流电的测量值并且由复数来描述。阻抗的实部描述电阻（电压和电流的振幅比），并且虚部描述相位差。相位差仅在电路具有电容或电感部件时产生，一般来讲，加号用于指示虚部的电感并且负号用于指示虚部的电容。阻抗分析仪通过测量电压相对于流过电子电路的电流的比率来工作。

作为另外一种选择或除此之外，RF电路的运行中的急剧变化可表现为谐振频率、Q-因子、带宽、振幅、和/或其他谐振特征的变化。作为另外一种选择或除此之外，运行中的急剧变化可表现为跳线或其一部分的显著分裂或断裂以便提供具有开式电路的RF电路。作为另外一种选择或除此之外，运行中的急剧变化可表现为导致RF电路基本上无效。

适用于本发明所公开的湿度传感器中的示例性的调谐RF电路示意性地示于图2a和2b中。在图2a中，简单的RF电路216包括按如图所示方式连接的电感器218和电容器220。这些部件的电感L和电容C相结合以提供LC电路216，该电路具有由以下公式给定的谐振频率f（以周期/秒（或赫兹）为单位来表示）：

f = \frac{1}{2 π \sqrt{LC}} .

L和C的值优选地被选择为使得谐振频率被调谐到射频(RF)电磁波谱的所需部分，如，30kHz至300GHz的波谱所需部分。在优选的实施例中，谐振频率可介于1至100MHz的较窄范围的所需部分中，或者更具体地讲可处于（例如）13.56MHz的目标频率。在任何情况下，传感器电路的调谐RF频率优选地被选择为与远程读出器或查询装置的频率范围兼容（如，基本上匹配、重叠、或者被涵盖），所述读出器和所述传感器的RF电路由此来充当湿度检测系统。如果能量接近电路的谐振频率，则电感器218充当天线以接收来自读出器的RF电磁能量，并且电感器218随后重新发射电路谐振频率或接近电路谐振频率的所吸收能量中的至少一些。

图2b的RF电路216b类似于电路216，不同的是单个电容器220已被替换为两个串联连接的单独电容器220a、220b。在可供选择的实施例中，可使用不止两个单独的电容器，并且它们可全部串联连接或者它们可以其他方式进行连接。此外，尽管在本发明所公开的RF电路中，仅一个电感线圈为优选的，但还可以想到具有不止一个电感器的实施例。在一些实施例中，RF电路的各个元件彼此进行连接以使得提供下述RF电路，所述RF电路的响应可由2a的简单LC谐振电路来近似表示。例如，图2b的单个电容器220a、220b在数学上可由具有适当电容C的单个电容器220来表示。构成RF电路的各个电路元件的值（如，电感器218的电感、以及电容器220a、220b的电容）同样被选择为提供调谐到射频频谱的所需部分的谐振频率，如上文所述。事实上，所有的实际电路均包括一些数量的电阻。在本发明所公开的湿度传感器的一些实施例中，RF电路可具有可忽略不计的电阻，而在其他情况下RF电路可具有不可忽略不计的电阻。在后一情况下，RF电路可包括一个或多个单独电阻器（如）以形成RLC谐振电路。

在一些情况下，调谐RF电路中可包括额外的电路（未示出）以用于通过天线来发射识别码。此类额外的电路可与用于已知射频识别(RFID)装置中的电路相同或相似。能够将码传送到读出器的装置通常称为RFID装置。不能传送识别码的装置有时称为电子制品防盗(EAS)装置。EAS装置吸收和破坏由读出器发射的电磁场（例如，RF场）。场的破坏可被读出器检测到并且被译为指示EAS装置的存在。用于本发明所公开的湿度传感器中的调谐RF电路优选地具有大体较简单的EAS设计，但可设想到其他设计（包括但不限于较复杂的RFID设计）。优选的调谐RF电路实际上是无源的，即，它们不装配电池或其他板载电源，但作为替代，它们通过与读出器天线发射的电磁场的耦合来获取能量。然而，在一些情况下，根据湿度传感器的最终应用，调谐RF电路实际上可为有源的，即，其可包括电池或其他电源。在任何情况下，调谐RF电路通常由谐振频率和电路阻抗来表征。

图2c为示例性的远程查询装置或读出器230的示意性方框图。读出器230包括电感器232、RF源234、和谐振分析仪236。能量存储在围绕充当天线的电感器232的场中。如果湿度传感器在读出器230附近，则此存储的能量可耦合到湿度传感器的调谐RF电路。谐振分析仪236可被构造成检测从读出器230的天线耦合到调谐RF电路的能量值的变化，如果调谐RF电路的谐振频率足够接近读出器电路的谐振频率则发生这种耦合。查询器信号的扰动（可归因于由调谐RF电路耦合的能量的变化）可被视为构成感测信号或感测电路信号。

图3a和3b为包括湿度传感器和读出器330的检测系统的示意图。在图3a中，湿度传感器312a处于“干燥”状态，并且在图3b中，湿度传感器已接触水或者其他目标流体由此产生处于“润湿”状态的湿度传感器312b。

在图3a中，读出器330发出RF信号，所述RF信号的至少一部分具有可被传感器312a的调谐RF电路316a吸收的合适频率成分。电路316a包括未受损的易碎联接件。传感器312a将一些吸收能量转换成（较弱的）感测信号，所述感测信号由电路316a发出并且被读出器330感测。读出器330将来自电路316a的感测信号译为“干燥”状况，并且可由读出器330提供指示灯或者其他合适的状态输出。

在图3b中，读出器330同样发出相同的RF信号。传感器312b在读出器附近（正如传感器312a一样），但传感器暴露于目标流体已（如）通过引起跳线基板局部或完全地溶解、或者溶胀或者说是降解而导致易碎联接件全部或部分地失效。调谐RF电路316b示于附图中，但电路可因易碎联接件的全部或部分失效而全部或局部地无效。或者，电路可保持工作，但其可具有与电路316a极其不同的特性，如，极其不同的阻抗、极其不同的谐振频率、Q-因子、带宽、振幅、和/或其他谐振特性。因此，传感器312b可提供无感测信号，或者其可提供下述感测信号，所述感测信号极其不同于由传感器312a在接触目标流体之前提供的感测信号。读出器330将感测信号的缺失、或者极其不同的感测信号译为“润湿”状况。然后可由读出器330提供“润湿”指示灯或其他合适的状态输出。

图4提供了一个示例性的湿度传感器412的示意图。传感器412包括自支撑基板414和由基板承载的调谐RF电路416。基板414可为（如）在基板材料的连续幅材的转换加工操作中已从相同基板材料的较大片材切割出的相对较小的样本。优选地，基板414为足够薄的以便具有柔性，而且为足够厚的以便具有自支撑性。基板414优选地由下述材料构成，所述材料为可熔融挤出的或者溶剂浇注的并且能够浇注成柔性膜的。示例性的基板材料包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、和聚酯的膜。作为另外一种选择，传感器基板414可包括一种或多种在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解的材料，如在名称为“Wetness Sensors”（湿度传感器）的共同转让的美国专利申请XXX（代理人案卷号，66445US002）中有所论述，该专利申请与本文同一天提交并且以引用方式并入本文中。

传感器基板414可为一体膜，即，其可在基板的整个空间和体积中具有均一的组合物。作为另外一种选择，基板可具有不均一的组合物。一种类型的不均一的组合物为堆叠式分层介质或具有由不同材料构成的并排条的条纹状介质，所述材料中的至少一种可被目标流体降解。例如，基板可由具有不同材料的两个不同层构成，或者可由三个或者更多个材料层构成，所述三个或者更多个材料层可彼此均不相同或者可包括（例如）呈交替顺序的材料。还可以想到共混材料，所述共混材料（如）由提供连续相的第一材料和提供分散相的第二材料构成。

湿度传感器412还包括已施用到基板414的导电性迹线或图案。在图4的实施例中，导电性图案被分成两部分：图案422a、和图案422b。这些部分统称为导电性图案422。图案422包括形成电感线圈418的螺旋形路径。图案422还包括标记为423a、423b、423c、和423d的加宽区或接触垫。垫423a提供图案422的内部末端（其位于线圈418的内部），并且垫423b提供图案422的外部末端（其位于线圈418的外部）。

图案422可直接施用到基板414的暴露主表面，或者一个或多个居间层可被包括（例如）以提高粘合性。可通过任何合适的技术在基板上形成图案422，所述技术包括印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的图案化技术。图案422可由金属或其他合适的导电性材料构成，例如，石墨和/或一种或者多种导电性聚合物。示例性的导电性材料包括铜、银、和/或镍，但此列表不应理解为限制性的。图案422优选地具有显著小于基板414的厚度。在一些实施例中，图案422具有（例如）小于1微米、或小于100纳米的厚度。图案422可为机械精细的，以使其在不存在支撑基板（即基板414）的情况下不能保持物理完整性。在这种情况下，图案422在以其自身（与支撑基板414分离）进行考虑时将不被视为是自支撑的（根据上文所述的术语而言）。在其他情况下，图案422可为更厚的并且甚至为自支撑的，前提条件是跳线424包括如下文所讨论的易碎联接件。

电路416还包括单独的、分立的电容器420，所述电容器420连接在图案422的垫423c和423d之间。电容器420可为芯片电容器或者能够附接到如图所示的垫423c、423d的任何其他合适的电容器部件。可通过焊接、粘合剂、或通过其他合适的技术来实现附接。

最后，电路416还包括跳线424。跳线424可在内部垫423a和外部垫423b之间提供低阻抗导电路径，并且其自身具有极小的或者不具有电阻、电容或电感。跳线424的第一末端424a与垫423a形成直接电接触，并且跳线424的第二末端424b与垫423b形成直接电接触，而跳线424避免与其所跨越的图案422的部分形成任何电接触。（在图4中，跳线424跨越线圈418中的两个环，但未与这些环形成电接触。）这样，跳线424具有连接线圈418和电容器420的效果，这基本上如图2a的示意性电路图所示。跳线可由任何合适的一种或多种导电性材料和任选的一种或多种绝缘材料来构造，这些材料允许跳线提供垫423a和423b之间的导电路径，同时保持与其所跨越的线圈418的部分绝缘。示例性的跳线424为或包括设置在绝缘聚合物基板上的金属或者其他导电层，但也可以使用其他构造。绝缘和/或导电粘合剂也可印刷在基板414或者跳线424上，或者说是选择性地涂布到跳线424（一侧）与基板414和图案422（另一侧）之间，使得跳线424保持固定到基板414，同时形成必要的电连接并且避免其他电连接。有关合适跳线的附加信息进一步地提供于下文中。

重要的是，跳线424与易碎联接件相关，所述易碎联接件能够在接触目标流体时完全或部分失效。易碎联接件未单独地标记于图4中，因为其可包括与跳线相关的若干不同部件中的一个（或多个）。例如，易碎联接件可包括将跳线或其一部分连接到传感器基板的导电性或非导电性粘合剂，所述粘合剂能够在接触水或者另一种目标流体时溶解。作为另外一种选择或除此之外，易碎联接件包括形成跳线的部分的第二基板，所述第二基板能够在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。第二基板可为自支撑的，并且设置在第二基板上且形成跳线的部分的导电性构件优选地为非自支撑的。传感器标签暴露于目标流体因而可产生RF电路的物理结构的急剧变化以及RF电路的运行中的相应急剧变化。能够在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解的材料在本文的别处有所论述。

易碎联接件可设计用于在接触极性目标流体（例如水）时、或者作为替代在接触非极性的目标流体时失效。极性和非极性目标流体的其他论述、以及能够与这些类型的流体中的任何一种结合使用的合适材料提供于下文中。

可在如下情况下将电路416的分立电路元件（即，电容器420和跳线424）附接到基板414和导电性图案422：当基板材料的幅材仍完整时、或者当这种幅材被裁切或切割以提供单个传感器标签412之后、或者在以上情况的组合情形下（其中一个分立电路元件在转换加工之前附接到基板，并且另一个分立电路元件在转换加工之后附接到基板）。分立电路元件（如，元件420、424）优选地由基板承载并且设置在基板414上与导电性图案422相同的一侧。

在可供选择的实施例中，传感器412可包括与分立电容器420串联连接的一个或两个附加电容器，所述一个或多个附加电容器形成在跳线末端424a与垫423a的节点处、和/或在跳线末端424b与垫423b的节点处。这可通过如下方式来实现：避免跳线末端424a处的导体与接触垫423a之间的直接电连接、和/或跳线末端424b处的导体与接触垫423b之间的直接电连接，并且作为替代在适当跳线末端与导电性图案的相应接触垫之间包括绝缘材料（例如绝缘粘合剂或膜）。通过控制绝缘材料的厚度、跳线末端处的导体的尺寸、接触垫的尺寸、以及跳线末端和接触垫的相对位置，可在一个或多个所选节点处实现所需的电容。

现在转向图5，示出了另一个湿度传感器512的示意图。类似于传感器412，传感器512包括传感器基板514和由基板承载的调谐RF电路516。上述讨论的基板414的特征也适用于基板514。例如，基板514优选为足够薄的以便具有柔性，而且为足够厚的以便具有自支撑性。基板514可为一体膜，或者其可具有不均一的组合物，如本文在别处所讨论的。

湿度传感器512还包括已施用到基板514的导电性图案。类似于图4的实施例，导电性图案被分成两部分：图案522a、和图案522b。这些部分统称为导电性图案522。图案522包括形成电感线圈518的螺旋形路径。图案522还包括位于其终端部分处的加宽区域或接触垫，所述垫被标记为523a、523b。垫523a提供图案522的内部末端（其位于线圈518的内部），并且垫523b提供图案522的外部末端（其位于线圈518的外部）。

取代图4的分立电容器420，传感器512包括集成电容器520，所述集成电容器520可由图案522a和迹线522b的交错部分形成。交错部分的几何形状（例如，单独齿或叉的数量以及它们各自的长度和间距）可被定制以提供所需的电容数量。提供集成电容器的有利之处在于避免了附接分立电容器所需的制备步骤、并且避免了与分立电容器相关的可靠性和生产问题（例如，附接失效、未对准、分离等等）。

尽管图案522和图案422之间具有明显的设计差异，但结合图案422讨论的其他设计特征也适用于图案522。例如，可通过任何合适的技术在基板524上形成图案522，所述技术包括印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的图案化技术。此外，图案522可由任何合适的导电性材料构成，并且可具有显著小于基板514的厚度，所述图案522的厚度（例如）在一些实施例中小于1微米、或者小于100纳米。图案522在以其自身进行考虑时可并非为非自支撑的。

类似于电路416，电路516也包括跳线524。在一个实施例中，跳线524在内部垫523a和外部垫523b之间提供低阻抗导电路径，并且其自身具有极小的或者不具有电阻、电容、或电感。跳线524的第一末端524a与垫523a形成直接电接触，并且跳线524的第二末端524b与垫523b形成直接电接触，而跳线524避免与其所跨越的图案522的部分形成任何电接触。（在图5中，跳线524跨越线圈518中的两个环，但未与这些环形成电接触。）这样，跳线524具有连接线圈518和电容器520的效果，这基本上如图2a的示意性电路图所示。

上文讨论的跳线424的特征也适用于跳线524。具体地讲，跳线524与合适的易碎联接件相关，所述易碎联接件能够在接触目标流体时完全或部分失效。易碎联接件暴露于目标流体产生RF电路516的物理结构的急剧变化、以及RF电路516的运行中的相应急剧变化。示例性的易碎联接件更详细地论述于本文的别处。

可在如下情况下将跳线524（其可为调谐RF电路516的仅有分立电路元件、或者可为多个分立电路元件之一）附接到基板514和导电性图案522：当基板材料的幅材仍完整时，或者当这种幅材被裁切或切割以提供单个传感器标签512之后。包括元件524的一个或多个分立电路元件优选地由基板承载并且设置在基板514上与导电性图案522相同的一侧。

类似于传感器412，传感器512可作为另外一种选择包括与分立电容器520串联连接的一个或两个附加电容器，所述一个或多个附加电容器形成在跳线末端524a与垫523a的节点处、和/或跳线末端524b与垫523b的节点处。这可通过如下方式来实现：避免跳线末端524a处的导体与接触垫523a之间的直接电连接、和/或跳线末端524b处的导体与接触垫523b之间的直接电连接，并且作为替代在适当跳线末端与导电性迹线的相应接触垫之间包括绝缘材料（例如绝缘粘合剂或膜）。通过控制绝缘材料的厚度、跳线末端处的导体的尺寸、接触垫的尺寸、以及跳线末端和接触垫的相对位置，可在一个或多个所选节点处实现所需的电容。

图6示出了另一个湿度传感器612的示意图。类似于传感器412和512，传感器612包括传感器基板614和由基板承载的调谐RF电路616。上文讨论的基板414、514的特征也适用于基板614。例如，基板614优选为足够薄的以便具有柔性，而且为足够厚的以便具有自支撑性。基板614可为一体膜，或者其可具有不均一的组合物，如本文在别处所讨论的。

湿度传感器612也包括已施用到基板614的导电性图案622。在图6的实施例中，导电性图案622提供于仅单个邻接部分中。图案622包括形成电感线圈618的螺旋形路径。图案622还包括标记为623a、623b的加宽区域或接触垫。垫623a提供图案622的内部末端（其位于线圈618的内部），并且垫623b提供图案622的外部末端（其位于线圈618的外部）。

取代图4的分立电容器420或图5的交错电容器520，传感器612包括在垫623a、623b与跳线624的末端的节点处形成的电容器620a和620b。这些电容器620a、620b在下文中结合跳线624来进一步地描述。

尽管图案622与图案422、522之间具有明显的设计差异，但结合图案422、522讨论的其他设计特征也适用于图案622。例如，可通过任何合适的技术在基板614上形成图案622，所述技术包括印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的图案化技术。此外，图案622可由任何合适的导电性材料构成，并且可具有显著小于基板614的厚度，所述图案622的厚度（例如）在一些实施例中小于1微米、或者小于100纳米。图案622在以其自身进行考虑时可并非为非自支撑的。

如上文所述，电路616包括跳线624。在一个实施例中，跳线624在接触垫623a、623b和末端624a、624b之间分别提供电容耦合，以便提供不同的电容器620a、620b，所述跳线624还在末端624a、624b之间提供沿跳线的低阻抗导电路径。跳线624的给定末端与图案622的相应接触垫之间的电容耦合可通过在跳线末端和接触垫之间包括绝缘材料（例如绝缘粘合剂或膜）来实现。通过控制绝缘材料的厚度、跳线末端处的导体的尺寸、接触垫的尺寸、以及跳线末端和接触垫的相对位置，可在相应节点处实现所需的电容620a、620b。跳线624避免与其所跨越的图案622的部分形成任何电接触。（在图6中，跳线624跨越线圈618中的两个环，但未与这些环形成电接触。此外，跳线与图案622的这些部分之间的电容耦合优选地相比于电容器620a、620b为可忽略不计的。）这样，跳线624具有提供连接至线圈618的两个电容器的效果，这基本上如图2b的示意性电路图所示。

上述讨论的跳线424、524的特征也适用于跳线624。具体地讲，跳线624与合适的易碎联接件相关，所述易碎联接件能够在接触目标流体时完全或部分失效。易碎联接件暴露于目标流体产生RF电路616的物理结构的急剧变化、以及RF电路616的运行中的相应急剧变化。可通过将用于电容器620a、620b中的一者或二者的绝缘材料选择为在暴露于目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解的材料来提供易碎联接件。例如，接触目标流体随后可导致电容器620a、620b中的一者或两者完全或部分无效。本文在别处提供了有关示例性易碎联接件的其他信息。

可在如下情况下将跳线624（其可为调谐RF电路616的仅有分立电路元件）附接到基板614和导电性图案622：当基板材料的幅材仍完整时，或者当这种幅材被裁切或切割以提供单个传感器标签612之后。分立电路元件624优选地由基板承载并且设置在基板614上与导电性图案622相同的一侧。

在可供选择的实施例中，可通过在跳线624的相关末端与导电性图案622的相应接触垫之间提供直接电连接来消除电容器620a、620b中的一者。例如，可通过在跳线的末端624a与接触垫623a之间提供直接电连接来消除电容器620a。作为另外一种选择，可通过在跳线的末端624b与接触垫623b之间提供直接电连接来消除电容器620b。在任一种情况下，结果为下述调谐RF电路，其中（唯一的）剩余电容器与电感器相连，如图2a的电路图所示。在这些可供选择的实施例中，作为另外一种选择或除此之外，易碎联接件可被引导至跳线624的如下部分，所述部分与相应的接触垫形成直接电连接。例如，导电性粘合剂可用于将跳线624的末端与导电性图案622的相应接触垫物理地和电学地连接，并且导电性粘合剂能够在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。

图7示出了湿度传感器712，所述湿度传感器712在若干方面类似于图6中的传感器612，但具有不同的线圈纵横比并且具有直跳线而非U-形跳线。类似于传感器412、512、和612，传感器712包括传感器基板714和由基板承载的调谐RF电路716。上文讨论的基板414、514、和614的特征也适用于基板714。例如，基板714优选为足够薄的以便具有柔性，而且为足够厚的以便具有自支撑性。基板714可为一体膜，或者其可具有不均一的组合物。

湿度传感器712还包括已施用到基板714的导电性图案722。在图7的实施例中，导电性图案722提供于仅单个邻接部分中。图案722包括形成电感线圈718的螺旋形路径。图案722还包括标记为723a、723b的加宽区域或接触垫。垫723a提供图案722的内部末端（其位于线圈718的内部），并且垫723b提供图案722的外部末端（其位于线圈718的外部）。

类似于传感器612，传感器712包括在垫723a、723b与跳线724的末端的节点处形成的电容器720a和720b。这些电容器720a、720b在下文中结合跳线724来进一步地描述。

尽管导电性图案722与导电性图案422、522、和622之间具有明显的设计差异，但结合图案422、522、和622讨论的其他设计特征也适用于图案722。例如，可通过任何合适的技术在基板714上形成图案722，所述技术包括印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的图案化技术。此外，图案722可由任何合适的导电性材料构成，并且可具有显著小于基板714的厚度，所述图案722的厚度（例如）在一些实施例中小于1微米、或者小于100纳米。图案722在以其自身进行考虑时可并非为自支撑的。

电路716包括跳线724。在一个实施例中，跳线724在接触垫723a、723b和末端724a、724b之间分别提供电容耦合，以便提供不同的电容器720a、720b，所述跳线724还在末端724a、724b之间提供沿跳线的低阻抗导电路径。跳线724的给定末端与图案722的相应接触垫之间的电容耦合可通过在跳线末端和接触垫之间包括绝缘材料（例如绝缘粘合剂或膜）来实现。通过控制绝缘材料的厚度、跳线末端处的导体的尺寸、接触垫的尺寸、以及跳线末端和接触垫的相对位置，可在相应节点处实现所需的电容720a、720b。跳线724避免与其所跨越的图案722的部分形成任何电接触。（在图7中，跳线724跨越线圈718中的三个环，但未与这些环形成电接触。此外，跳线与图案722的这些部分之间的电容耦合优选地相比于电容器720a、720b为可忽略不计的。）这样，跳线724具有提供串联连接到线圈718的两个电容器的效果，这基本上如图2b的示意性电路图所示。

上述讨论的跳线424、524、624的特征也适用于跳线724。具体地讲，跳线724与合适的易碎联接件相关，所述易碎联接件能够在接触目标流体时完全或部分失效。易碎联接件暴露于目标流体产生RF电路716的物理结构的急剧变化、以及RF电路716的运行中的相应急剧变化。可通过将用于电容器720a、720b中的一者或二者的绝缘材料选择为在暴露于目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解的材料来提供易碎联接件。例如，接触目标流体随后可导致电容器720a、720b中的一者或两者完全或部分无效。本文在别处提供了有关示例性易碎联接件的其他信息。

可在如下情况下将跳线724（其可为调谐RF电路716的仅有分立电路元件）附接到基板714和导电性图案722：当基板材料的幅材仍完整时，或者当这种幅材被裁切或切割以提供单个传感器标签712之后。分立电路元件优选地由基板承载并且设置在基板714上与导电性图案722相同的一侧。

在可供选择的实施例中，可通过在跳线724的相关末端与导电性图案722的相应接触垫之间提供直接电连接来消除电容器720a、720b中的一者。例如，可通过在跳线的末端724a与接触垫723a之间提供直接电连接来消除电容器720a。作为另外一种选择，可通过在跳线的末端724b与接触垫723b之间提供直接电连接来消除电容器720b。在任一种情况下，结果为下述调谐RF电路，其中（唯一的）剩余电容器与电感器相连，如图2a的电路图所示。在这些可供选择的实施例中，作为另外一种选择或除此之外，易碎联接件可被引导至跳线724的如下部分，所述部分与相应的接触垫形成直接电连接。例如，导电性粘合剂可用于将跳线724的末端与导电性图案722的相应接触垫物理地和电学地连接，并且导电性粘合剂能够在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。

读者应当理解，结合图4-7描述的实施例仅为示例性的并且并非意图进行限制。任何给定的所述传感器的特征旨在尽可能地适用于其他传感器。例如，结合图4和5描述的分立或集成电容器也可装配到图6和7的电路内。传感器和/或传感器线圈的纵横比可根据需要进行调整，如，图5的纵横比与图7的纵横比形成对比。此外，可通过装配本文在别处提及的其他设计特征（如，将RFID集成电路芯片装配到给定的调谐RF电路内）来修改传感器。

图8为示例性的湿度传感器812或传感器标签的一部分的示意图，其中参照附接到传感器基板的跳线示出了附加细节。传感器812因而包括已施用导电性图案822的传感器基板814。基板814优选为自支撑的，并且其承载调谐RF电路816，导电性图案822为所述调谐RF电路816的一部分。图案822可并非为自支撑的。图案822可包括至少电感线圈818和接触垫823b。

跳线824（例如）利用一种或多种粘合剂（未示出）或者通过其他合适的方式附接到基板和/或导电性图案的一部分。跳线（其可为或可包括设置在电绝缘基板（例如，聚合物材料层）上的金属层或其他导电性材料层）直接地或者电容性地耦合到图案822的接触垫823b。此外，跳线优选地避免与其所跨越的图案822的部分进行直接接触和显著的电容耦合。在一些实施例中，这可通过提供具有如下导体的跳线来完成，所述导体在跳线的末端处（相比于跨越此前提及的图案822部分的跳线部分）具有较大的横向尺寸或宽度。加宽导体可在跳线末端处形成凸块，所述凸块优选地对准或者被定位成对应于导电性图案822的接触垫823b，如图8所示。这种对准或者定位增强跳线末端与接触垫之间的电容耦合，或者如果需要直接电接触，则简化两者间形成直接电接触的过程。

在图8的实施例中，跳线824包括已施用导体828的跳线基板826，所述导体828在末端824b处加宽以提供凸块829b。跳线基板826可（例如）包括柔性薄膜或其他合适的部件。图8的跳线基板826示为电绝缘的，使得凸块829b和垫823b形成电容器820b。

导体828（包括凸块829b）可直接施用到基板826的暴露主表面，或者一个或多个居间层可被包括（例如）以提高粘合性。导体828可通过印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的技术来制备，并且可由与导电性图案822相同的材料或（在一些实施例中）不同的材料构成。因此，例如，跳线的导体828可由金属或者其他合适的导电性材料（例如石墨和/或一种或多种导电性聚合物）制成。示例性的导电性材料包括铜、银、和/或镍，但此列表不应理解为限制性的。导体828优选地具有显著小于基板826的厚度。在一些实施例中，导体828具有（例如）小于1微米、或者小于100纳米的厚度。优选地，导体828为机械精细的，以使其在不存在支撑基板（即，基板826）的情况下不能保持其物理完整性。导体828在以其自身（与支撑基板826分离）进行考虑时因而优选地被视为非自支撑的（根据上文所述的术语而言）。因此，如果基板826的一些或全部在存在目标流体的情况下溶解，则导体828（包括凸块829b）可失去其机械完整性，由此引起RF电路816的运行中的急剧变化。

如上文所讨论的，跳线具有与其相关的易碎联接件。易碎联接件未标记于图8中，因为其可包括与跳线相关的若干不同部件中的一个或多个。易碎联接件可（例如）为或包括跳线基板826，前提条件是该基板由在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解的材料构成。跳线基板826在这种情况下优选为自支撑的，并且导体828优选为非自支撑的。这样，当水或者另一种目标流体接触该构造时，导体828的物理结构（包括凸块829b）可急剧地变化，尤其是如果最初为导体828提供机械支撑的跳线基板826完全或部分地溶解。

对于水性传感器而言，可用于跳线基板826的合适材料可选自已知的天然或合成的水溶性或水分散性材料中的任何一种。优选的基板材料还为可熔融挤出的并且能够浇注成柔性膜。示例性的成膜聚合物或低聚物基板材料为聚乙烯醇(PVA)。PVA为极性材料，并且其在暴露于水或者其他极性液体（包括水性人类体液（例如尿液或血液））时显著地溶解和/或溶胀。PVA的聚合物可由聚醋酸乙烯酯来制备并且能够以各种分子量和水解水平商购获得。可供选择的可溶解或者可降解的基板材料包括但不限于：易碎纸张，例如，薄页纸或新闻纸；植物天然聚合物，例如，藻酸和藻酸衍生聚合物、阿拉伯半乳聚糖、纤维素衍生物（包括但不限于羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、淀粉、和淀粉衍生物）；源自微生物的天然聚合物，例如，多糖，源自动物的聚合物（包括明胶、胶原、粘多糖等等）；聚氧化烯；衍生自烯键式(ethenically)不饱和单体（包括但不限于乙烯基单体、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺等等）的聚合物和共聚物；聚乙烯亚胺；聚乳酸；聚乙醇酸；以及包括上述物质中的一种或多种的混合物。其他合适的基板材料包括聚氧化乙烯或聚乙二醇、果胶、芽霉菌糖、和丙烯酸聚合物基聚合物膜。其他合适的基板材料可选自公开于名称为“System forDelivering Cosmetics and Pharmaceuticals”（用于递送化妆品和药物的系统）的PCT公开WO02/092049（Godbey等人）中的材料，该公开以引用的方式并入本文。如该文献所公开的那样，增塑剂可用于降低膜的脆性，从而使得膜具有更高的韧性和柔性并且这通常改善其操作性能。另一种合适的基板材料为得自3M公司的水溶性的波峰焊带#5414(Water-Soluble WaveSolder Tape#5414)，其为具有PVA膜背衬、合成水溶性粘合剂、和牛皮纸内衬的条带。

在一些情况下，湿度传感器可被设计用于检测除水之外的目标流体，或者甚至可检测除极性液体之外的流体（如，衍生自石油基产物的非极性液体（例如汽油、煤油、己烷、庚烷、甲苯、和其他芳香族、直链、或支链烃类、或者它们的混合物））。对于被设计用于检测非极性液体的湿度传感器而言，跳线基板可优选地由非极性材料构成。例如，聚苯乙烯为可被用作跳线基板或者包括在跳线基板中并且在接触非极性目标流体时将溶解、溶胀、或者说是降解的非极性材料。将因非极性目标流体而降解的其他示例性基板包括由ABS、EPDM、PVC、聚丙烯、和其他非极性材料（优选地具有极少或不具有交联、增塑剂、或稳定剂）制成的基板。

跳线基板826可为一体膜，即，其可在基板的整个空间和体积中具有均一的组合物。作为另外一种选择，基板可具有不均一的组合物。一种类型的不均一的组合物为堆叠式分层介质或具有由不同材料构成的并排条的条纹状介质，所述材料中的至少一种可被目标流体降解。例如，基板可由具有不同材料的两个不同层构成，或者可由三个或者更多个材料层构成，所述三个或者更多个材料层可彼此均不相同或者可包括（例如）呈交替顺序的材料。还可以想到共混材料，所述共混材料（如）由提供连续相的第一材料和提供分散相的第二材料构成。在其中传感器基板由多种不同材料构成（层合、共混、共挤出、条纹形式、或其他方式）的情况下，所述多种材料中的一者、一些、或全部在（例如）存在目标流体的情况下可溶解、或可溶胀、或者说是可降解。

在其中在跳线824与末端824b处的图案822之间需要直接电连接的情况下，可将一定体积的导电性粘合剂（未示出）（例如）以足够的量进行涂覆以覆盖凸块829b和垫823b的暴露部分，这种粘合剂不仅在凸块和垫之间形成直接电连接，而且通过垫823b将跳线824的末端824b机械地粘接到基板814。图8示出了在凸块829b下充分延伸的跳线基板826，然而为了在垫823b与末端824b处的凸块829b之间形成电接触，导电性凸块829b可延伸到跳线基板826之外以使得在凸块829b和垫823b之间不存在绝缘膜。除此之外或者作为另外一种选择，可在跳线824和传感器基板814/导电性图案822之间提供粘合剂以将跳线824粘接到基板。

在这种情况下，易碎联接件可除此之外或者作为另外一种选择包括导电性或非导电性粘合剂中的一种或多种，所述导电性或非导电性粘合剂用于将跳线机械地和/或电力地耦合到传感器812的其他元件。形成易碎联接件的一种或多种粘合剂因此可被定制为在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。就这一点而言，示例性的粘合剂包括水溶性或者水分散性粘合剂（例如，描述于专利公开US2002/0187181（Godbey等人）和US2010/0272784（Kantner等人）中的那些）和水溶性导电性粘合剂（例如，描述于美国专利4,848,353(Engel)中的那些），这些专利的内容以引用方式并入本文中。传感器标签暴露于目标流体可导致此类一种或多种粘合剂完全或部分地溶解，由此（例如）产生跳线导体的物理结构的急剧变化以及RF电路的运行中的相应急剧变化。

结合图8讨论的跳线装置可用于本文所述的传感器实施例的任何一个中以适当地用于该具体实施例或其部分。

图9a为湿度传感器912或传感器标签的一部分的示意图，其中还参照附接到传感器的基板的跳线示出了细节，其中跳线可为或可包括设置在绝缘聚合物基板上的金属层或其他导电性材料层。传感器912因而包括已施用导电性图案922的传感器基板914。图案922局部地加宽以提供垫923b。基板914优选地为自支撑的。基板914还优选地承载调谐RF电路，导电性图案922为所述调谐RF电路的一部分。图案922可并非为自支撑的。图案922可包括至少电感线圈和接触垫923b。

跳线924被示为经由粘合剂层927附接到基板914。如图所示的粘合剂层927为非导电性的；否则，如果层927为导电性的，则其将导致其所接触的导电性图案922的不同部分之间的短路。代表性的非导电性粘合剂材料可为或包括（例如）硅树脂、丙烯酸酯、氨基甲酸酯、增粘的天然或合成橡胶、或者在针对本系统所述的频率范围内不具有导电特性的其他粘合剂。跳线924包括设置在跳线基板926上的导体928。导体928可沿着跳线的长度具有给定的限定横向尺寸或宽度，但可进行扩展或加宽以在跳线的末端924b处形成凸块929b。加宽的凸块929b与垫923b形成电容器，所述电容的数值取决于粘合剂层927和跳线基板926的介电特性和厚度、以及凸块929b和垫923b的相对几何形状。跳线基板926被假定为电绝缘的，但在一些实施例中，其可为导电性的，在这种情况下，单独的导体928可因多余而从跳线中省去。

如果（例如）跳线基板926为或者包括在接触目标流体时能够溶解、溶胀、或者说是降解的材料，则跳线924可包括易碎联接件。适用于此目的的示例性的基板材料在上文中有所讨论。作为另外一种选择或除此之外，上文讨论的粘合剂材料中的任何一种可被配制为在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。示例性的非导电性粘合剂材料可包括（例如）轻度交联或者非交联的极性聚合物和增塑剂（其量足以提供一定程度的压敏粘性）。合适的粘合剂可包含或者可不包含水。这种粘合剂提供良好的粘附力和迅速的水溶性，且不会不利地影响其所涂覆的膜。适用于粘合剂中的聚合物包括但不限于聚(环氧乙烷)；天然和合成的多糖以及它们的衍生物；烯键式不饱和亲水性单体（包括具有3到8个碳原子的烯键式不饱和羧酸（例如(甲基)丙烯酸及其盐））的均聚物和共聚物以及衍生自不饱和酸酐（例如马来酸酐和衣康酸酐）的聚合和后续水解的聚合物；丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺基丙磺酸及其盐；甲基乙烯基醚；乙基乙烯基醚；以及具有衍生自包含单体的胺与烷化剂或质子酸（例如N、N'-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯及其衍生物和乙烯基吡啶）的反应的胺官能团的聚合物。适用于粘合剂中的聚合物可为整体数均分子量在10,000和100,000道尔顿之间的非交联的聚合物或者聚合物混合物。此类聚合物提供粘合强度和水溶性的良好平衡。粘合剂组合物可包含相对量为粘合剂组合物的约10重量%至约60重量%的聚合物。某些实施例可包含具有约20重量%至约50重量%的聚合物的粘合剂组合物。包含此含量的亲水性聚合物基质的粘合剂组合物具有粘性、柔软性、粘合性、和粘合强度的所需平衡。粘合剂组合物还可包含增塑剂（包括约10重量%至约80重量%（相对于粘合剂的总重量）的极性有机化合物）和约0重量%至60重量%的水。所有的这些重量百比均为基于全部粘合剂组合物的总重量计的。可用于增塑剂中的化合物包括但不限于一元醇和多元醇。低分子量聚氧化乙烯（平均分子量高达600道尔顿）、甘油、单甲氧基聚氧化乙烯、和丙二醇为合适的，因为它们提供良好的粘合特性。粘合剂组合物可包含量至多为约80重量%的增塑剂和量至多为约60重量%的水。某些实施例可包含约10重量%至约50重量%的增塑剂和至多约10重量%的水。此类粘合剂通常具有压敏粘合剂的良好平衡性同时保持良好的水溶性。示例性的粘合剂包括由交联的聚乙烯基吡咯烷酮、乙二醇增塑剂、和任选的水构成的聚合物。其他示例性的非导电性粘合剂包括聚-2-乙基-2-唑啉、和包含均一共混物（其包含(a)选自N-乙烯基己内酰胺均聚物、N-乙烯基吡咯烷酮共聚物、和它们的混合物的聚合物、以及(b)非挥发性增塑剂（包括具有约2至约1的亲水-亲脂平衡的一元或多元醇））的PSA。

示例性的导电性粘合剂材料包括（例如）能够充分溶胀且不溶解的交联的溶胀性聚合物基质。当这些交联材料因水而溶胀时，它们被称为水凝胶。示例性的粘合剂示于若干专利中，所述专利包括美国专利4,274,420(Hymes)、4,352,359（Larimore等人）、4,524,087(Engel)、4,539,996(Engel)、和4,554,924(Engel)。‘087和‘996Engel专利公开了一种导电性粘合剂，所述导电性粘合剂由粘合剂前体的基本上无溶剂的自由基聚合来形成，所述粘合剂前体具有多元醇、至少一种离子型单体、交联剂、和引发剂。可包括非离子型共聚单体。列出的离子型单体为α、β-不饱和羧酸的盐，如丙烯酸钾和丙烯酸钠以及甲基丙烯酸钠。列出的非离子型共聚单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸羟乙酯。'924Engel专利公开了一种导电性粘合剂，所述导电性粘合剂由粘合剂前体的基本上无溶剂自由基聚合来形成，所述粘合剂前体具有多元醇、至少一种非离子型单体、引发剂、交联剂、和以足以使组合物导电的量存在的可电离盐。示出的非离子型单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、和N-乙烯基吡咯烷酮。另一种导电性粘合剂在英国专利申请GB2,115,431(Sieverding)中有所公开。该专利公开描述了通过将聚合物溶解或分散在增塑液中并且使混合物经受辐射来形成的粘合剂。所述的导电性粘合剂是由聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、乙酸镁、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、FD&C Blue#2、和水制备的。以商标（得自科罗拉多州博尔德市威利公司(Valleylab,Inc.,Boulder,CO)）出售的导电性粘合剂据认为是根据GB2,115,431专利公开的公开内容制备的。另一种合适的粘合剂为可从美国明尼苏达州圣保罗市3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota,USA.)商购获得的Z轴导电性双面胶带。

可分散或溶解在极性溶液（包括水）中的一类粘合剂为可再浆化粘合剂类型。它们通常为非交联的。一种此类可再浆化粘合剂是利用丁基丙烯酸盐和丙烯酸甲基二乙醇铵的共聚单体制备的。离子物质可溶于这些粘合剂中以使它们具有导电性。示例性的粘合剂是由适形的、内聚的、粘合剂共聚物基质制成的，所述共聚物基质由粘合剂前体与增塑、导电溶液的自由基聚合形成，所述粘合剂前体包含作为水溶性氢键供体单体的羧酸、作为水溶性氢键接受单体的N-乙烯基吡咯烷酮、和聚合引发剂，所述增塑、导电溶液具有约0重量%至98重量%的水溶性、极性有机化合物、约2重量%至100重量%的水、和约0重量%至12重量%的水溶性盐（如卤化物）。可方便地使用钠和钾的氯化物、碘化物、和溴化物盐。尤其优选的是氯化钾。如果增塑导电溶液包含能有效地在用于预期应用的最终组合物中提供足够导电性的极性或离子物质，则其为“导电性的”。水溶性极性有机化合物相对水的比率以及盐的浓度可根据所需的流变学性能和电性能进行改变。

图9b为另一个湿度传感器912b的一部分的示意图，该图同样参照跳线示出了细节，其中跳线924为或包括设置在绝缘聚合物基板926上的金属或其他导电层。传感器912b在若干方面类似于图9a的传感器912，并且类似的部件由类似的参考标号来标记，这些部件除了上文提供的描述之外无需进一步的解释。传感器912b与传感器912的不同之处在于跳线924已被翻转，以使其相对于传感器基板914和导电迹线922的取向被反转（相比于其在图9a中的取向而言）。此外，已在跳线末端924b的附近选择性地施加增加的压力以便将电绝缘粘合剂从凸块929b和垫923b之间的区域挤出，从而在凸块929b和垫923b之间形成直接电接触。这种增加的压力还未施加到示于附图中的跳线的其余部分，以使得跳线924避免直接电接触并且显著地电容耦合到在示于附图中的导电性图案922的其他部分。在一些情况下，位于与末端924b相对的跳线924端部处的第二末端（在图9b中未示出）同样可在导体928的类似凸块和导电性图案922的类似垫之间提供直接电接触，使得跳线924在跳线的两端处均与图案922形成直接电接触。在其他情况下，可未将增加的压力施加到跳线924的第二末端，使得绝缘性粘合剂保持设置在导体928的第二凸块和图案922的第二垫之间，并且使得跳线924在示于图9b中的跳线的端部或末端处提供直接电接触，但在跳线924的相对或第二端部或末端处提供电容耦合。

如果（例如）跳线基板926为或包括能够在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解的材料，则图9b的跳线924可包括易碎联接件。作为另外一种选择或除此之外，粘合剂层927可被配制成在接触目标流体时溶解、溶胀、或者说是降解。

图9c示出了结合图9a和9b的一些方面的湿度传感器912c。类似于图9a，跳线924的凸块929b电容耦合到接触垫923b。但类似于图9b，跳线924为“向下”取向的，即，其中导体928设置在传感器基板914和跳线基板926之间。图9a的延伸粘合剂层927在图9c中被替换成粘合剂层927b，所述粘合剂层927b较集中在形成于凸块929b和垫923b之间的电容器的附近，并且并未沿着跳线924的整个长度延伸。另一个绝缘层927a提供在跳线924的其他部分下面。层927a至少覆盖位于跳线924下面的导电性图案922的部分，以便阻止导体928与导电性图案922形成电接触。与粘合剂层927b不同，绝缘层927a优选地对导体928提供极少的或不提供实际的粘附性。即，尽管绝缘层927a优选地粘接到传感器基板914，并且还任选地粘接到导电性图案922，但其基本上不粘接到导体928。形成于凸块929b和垫923b之间的电容是粘合剂层927b的厚度和介电特性的强函数，但与图9a的实施例不同，所述电容基本上对跳线基板926的厚度和介电特性不敏感。

优选地，跳线912c的粘合剂层927b被制成对目标流体相对不敏感，例如，其在与目标流体接触时可既不发生任何显著程度的溶解也不发生任何显著程度的溶胀或者说是降解，但跳线基板926优选地被选择为在接触目标流体时溶解（或者说是溶胀或降解）。此外，跳线基板926优选地被制成是自支撑的，但导体928并非如此。当这种制品被目标流体接触时，跳线基板926可（例如）溶解，而制品的剩余部件可不溶解。然而，在不存在（自支撑）跳线基板926的情况下，（非自支撑）导体928的未通过粘合剂层927b粘接固定的部分将自由地裂开或者说是破裂，即使凸块929b可因粘合剂层927b的粘结作用而保持未受损。由凸块929b和垫923b形成的电容器因而可在与目标流体接触之后保持未受损，而连接凸块929b与跳线的相对端的凸块的导电路径可破裂或失效，（如）由此导致调谐RF电路的显著开式电路状况，并且使得RF电路基本上无效。相比于在电容器极板之间装配可溶解或可溶胀材料的实施例而言，这种设计方法的优点可为（例如）在RF电路的谐振特性方面具有较好的传感器到传感器的可重复性，并且/或者在存在高湿度的情况下具有给定传感器的谐振特性的较好稳定性。

在图9c的一个非限制性的示例性实施例中，基板914可为或包括2密耳（51微米）厚的聚酯膜，导电性图案922（包括接触垫923b）可为或包括1.4密耳（35微米）厚的铜层，跳线基板926可为或包括2密耳（51微米）厚的PVA层，导体928（包括凸块929b）可为或包括40至150纳米厚的银膜，粘合剂层927b可为或包括约2密耳（51微米）厚的z轴导电双面胶带层，并且绝缘层927a可为或包括约2密耳（51微米）厚的非导电性丙烯酸类粘合剂粘接带层。

结合图9a、9b、和9c讨论的跳线装置可用于本文所述的传感器实施例的任何一个中以适当地用于该具体实施例或其部分。另外，未示于图9a-9c中并且与末端924b相对的跳线端部可与末端924b的跳线端部具有相同的设计（包括与传感器基板914和导电性图案922（包括接触垫923b）具有相同类型的附接或耦合），或者其可具有本文讨论的其他设计中的任何一种。

图10a和10b为可用于湿度传感器中的跳线的示意性侧视图或剖视图，所述跳线各自采用具有可变厚度的导电性构件。给定导电性构件的相对较厚部分和相对较薄部分的组合可有利地用于本发明所公开的实施例的任何一个中。较厚部分可（例如）通过有助于提供导电性构件的足够高的电导率和足够低的电阻率而有助于提供提高的电学特性。较薄部分可（例如）有助于提供导电性构件的下述区域，所述区域与较厚区域相比更易于在跳线基板与目标流体接触而开始溶解、溶胀、或者说是降解时破裂。提供易于破裂的特定区域可有助于为湿度传感器提供更可预测的或更可靠的失效机制。应该指出的是，在示例性的实施例中，导电性构件以自身作为整体进行考虑时保持为非自支撑的，如本文在别处所述，但在一些情况下，导电迹线的较厚区域中的一些或全部在单独或独立地进行考虑时可为自支撑的。此外，在示例性的实施例中，导电性构件的较薄部分和较厚部分比跳线基板的厚度更薄，并且导电性构件的较薄部分和较厚部分优选地小于（例如）1微米或100纳米。在一些情况下，较厚部分为较薄部分的厚度的至少两倍。还可以想到其他厚度关系，但应谨记对电路的易碎性和电学特性进行权衡。

然后转到图10a中，示出了可用于本发明所公开的湿度传感器中的跳线1024a，所述跳线1024a包括可具有自支撑性并且能够在接触目标流体接触时溶解、溶胀、或者说是降解的跳线基板1026。导电性构件1028a已（如）通过印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的图案化技术形成于基板1026上。导体1028a可由金属或其他合适的导电材料（例如，石墨和/或一种或多种导电聚合物）构成。导体1028a优选为机械精细的，以使其在不存在支撑基板1026的情况下不能保持其物理完整性。导电性构件1028a在以其自身进行考虑时因而可并非为自支撑的，即使在一些情况下，导电性构件的较厚区域中的一些或全部在单独或独立考虑时可为自支撑的。

如图所示，导体1028a具有可变的厚度。导体1028a因而包括较厚部分1028a-1和较薄部分1028a-2。可利用多种制备技术来提供可变厚度。例如，如果使用薄膜蒸镀来形成迹线，则可采用挡板或屏蔽件来降低选定区域中的膜厚度。如果使用印刷来形成导体，则可采用多程加工或者可操纵印刷参数以构造选定区域中的膜厚度。如果使用蚀刻工艺来形成导体，则可采用选择性蚀刻来降低选定区域中的膜厚度。

图10b的跳线1024b也适用于本发明所公开的湿度传感器，并且导电性构件的厚度轮廓在一些方面类似于图10a的跳线1024a的厚度轮廓。跳线1024b包括优选具有自支撑性并且可在接触目标流体时能够溶解、溶胀、或者说是降解的跳线基板1026b。导电性构件1028b已（如）通过印刷、涂布、蚀刻、电极沉积、气相沉积、热成像转移、和/或其他已知的图案化技术形成于基板1026b上。导体1028b可由金属或其他合适的材料构成，如本文在别处所讨论的。施用足够量或足够厚的导体1028b，以使得金属在成型背衬的凹陷区域中为较厚的并且成型背衬的凸起区域中为较薄的，而并非仅符合成型背衬的轮廓，尤其是在通过电极沉积或气相沉积来施用的情况下。此外，导体1028b作为整体而言优选为非自支撑的，并且其较薄部分尤其如此。

导体1028b具有可变厚度。此厚度变化图案或轮廓与导电性构件1028a（图10a）相似，但对应于厚度变化的结构化表面1026b-1为导电性构件1028b和基板1026b之间的内部或“埋藏”界面，而非导电性构件1028b的外部或暴露表面。然而，结果同样为导电性构件1028b具有可变厚度，包括较厚部分1028b-1和较薄部分1028b-2。可利用多种制备技术来提供可变厚度。例如，当在基板1026b上形成导电性构件1028b之前，可（如）通过压印或者通过使用连续浇注和固化(3C)工艺来对（例如）基板的暴露表面进行微结构化以形成表面1026b-1。然后可通过印刷或其他方法将形成导电性构件1028b的导电材料沉积到结构化表面1026b-1上以产生如下导电性构件，所述导电性构件具有基本上平坦的暴露表面，然而具有沿其导体长度变化的厚度。

优选地，此厚度轮廓提供彼此由显著较长长度的较厚区域隔开的变薄区域。这种设计有利地最大化导体的电导率（并且最小化电阻率），同时还提供多个间隔开的变薄区域以在目标流体接触基板时促进RF电路失效。从制备观点而言，埋藏的界面设计（例如，图10b的界面设计）比暴露的结构化表面设计（例如，图10a的界面设计）更有利。

图10c为适用于本发明所公开的湿度传感器的另一个跳线1024c的示意性平面图。跳线1024c包括跳线基板1026和施用到基板的导电性构件1028c。本文在别处讨论的跳线基板和导电性构件的特征同样适用于图10c的那些部件。类似于图10a和10b的跳线，跳线1024c提供导电性构件的不同区域，使得导体在这些区域中更易于破裂。在图10c中，这些区域的特征在于导电性构件在一系列间隔开的区域中的横向面内尺寸或宽度的减小。因此，导体1028c具有可变宽度。相对较窄部分1028c-2沿着导体1028c的长度进行分布，并且由导体的相对较宽部分1028c-1隔开。较宽部分提高导电性构件的电导率，并且降低导电性构件的电阻率。

读者应当理解，图10a到10c的实施例旨在为示例性的而非限制性的。可设想到设计变型形式。可使用除V形或矩形特征之外的厚度或宽度轮廓。可根据需要来选择减小厚度区域或减小宽度区域的相对间距。在一些情况下，在导电性构件或跳线的整个长度上可使用仅一个此类减小厚度区域或减小宽度区域。此外，不同实施例的特征旨在进行混合和配合。实施例可在给定的导电性构件中包括一个或多个减小厚度区域和一个或多个减小宽度区域。在一些方面，导电性构件的厚度变化比宽度变化更有利，因为如果给出给定系统的表面积限制，则增加迹线的厚度与增加迹线的宽度相比将导致电阻抗的更大变化。用于导电迹线的示例性厚度小于电信号在RF工作频率下的趋肤深度，并且增加迹线的厚度允许RF信号穿行更多的区域。

实例

实例1

图11a示出了适用于本发明所公开的湿度传感器中的调谐RF电路1116。该电路包括已印刷到柔性传感器基板（未标记）上的导电性图案1122，所述图案1122包括位于图案的内部末端处的垫1123a和位于所述图案的外部末端处的垫1123b，所述图案还被成形用于提供电感线圈1118。针对本实例的目的，垫1123a、1123b各自被假定为方形的，其中方形的一边的长度为14.5mm，这对应于0.000210m²的面积。哑铃形跳线1124（其方形端部的尺寸和形状与导电性图案的垫一致）在跳线的第一方形末端1124a处电容耦合到垫1123a，由此形成第一电容器1120a。跳线还在与第一末端相对的跳线的第二方形末端1124b处电容耦合到垫1123b，由此形成第二电容器1120b。每个电容器还被假定为包括由绝缘材料构成的方形件，所述绝缘材料与图案1122的相应垫和跳线1124的末端共延，所述绝缘材料被假定具有50微米的厚度和3.5的介电常数K（参见下文的讨论）。第一电容器和第二电容器按照图2b所示的方式连接到电感线圈。在图11a的平面图中，跳线1124的方形末端阻挡方形绝缘件和图案1122的方形垫的视图。

将电路1116进行计算建模以确定其是否可用于构造具有13.56MHz（该频率为在美国被保留用于工业、科学和医疗(ISM)装置的频带并且在美国被广泛地用于RFID装置）的谐振频率的实际实施例。我们假定线圈1118为用于RFID装置中的大体方形的电感线圈，所述电感线圈（如）由具有大约35微米（对应于所谓的“1盎司铜”）的迹线厚度的铜制成，且该线圈具有约8个匝或环，所述匝或环的外边界或外层是边长为40mm（约1.5英寸）的方形。由这些设计参数构成的线圈具有约3.4微亨的电感。

利用计算电路的复阻抗Z的计算机程序来对该电路建模。随频率而变化的经计算阻抗Z的虚部被绘制于图11b中，参见曲线1150。Z的虚部为零时的频率对应于电路的谐振频率。曲线1150在略低于13.56MHz的频率下具有零值。这些建模结果表明，如果对建模参数（例如，与电容器1120a、1120b相关的尺寸中的任何一个）稍作修改，则具有适当设计参数的调谐RF电路可被制成具有等于标准13.56MHz频率的谐振频率。

另外构造和测试了利用可溶解膜制成的各个电容器，此类电容器因而可用作本文所公开的湿度传感器中的易碎联接件。对于这些实验而言，将2密耳（约51微米）厚的聚乙烯醇(PVA)热塑性材料片材（MonoSol^TM M8630膜，可得自美国印第安纳州波蒂奇市的MonoSol有限责任公司(MonoSol,LLC,Portage,Indiana,USA)）用作可溶解膜。将约90纳米厚度的银蒸气涂布到此膜的一侧。将此膜的条带接合到具有相同宽度的铜条带。铜条带为3M^TM119194条带（具有导电性粘合剂的铜箔），该条带具有40微米厚的铜层和较薄（大约26微米厚）的导电压敏粘合剂层。将铜条带的粘合剂侧涂覆到银涂布的PVA条带，以产生类似于图12所示的电容器的电容器。图12以简化方式示出了示例性的电容器1220，其中1226指可溶解膜（如，PVA膜的片材），1228指具有凸块1229的导电性构件（如，具有导电性粘合剂的铜层），并且1222指具有接触垫1223（如，PVA上的银涂层）的导电性图案1222。应该指出的是，在构造的实例中，铜条带的宽度为基本上均一的以使得在导电性构件1228中未形成明显的凸块1229，并且银导体的宽度也为基本上均一的以使得在图案1222中未形成明显的垫1223。

制备若干样本电容器，其中一些电容器采用1英寸宽（并且交叠在1×1英寸方形中，这对应于约0.000645平方米的电容器面积）的铜和PVA条带，其他电容器采用0.5英寸宽（并且交叠在一个0.5×0.5英寸方形中，这对应于约0.000161平方米的电容器面积）的铜和PVA条带。利用Agilent^TM精密阻抗分析仪（型号4294A，利用型号42941A探针）在13.56MHz附近来测量所构造的电容器的电容，并且利用下面的关系式来计算PVA的介电常数K：

C = \frac{ϵA}{d},

和

K = \frac{ϵ}{ϵ_{0}},

其中C为测得的电容，ε为PVA绝缘体的介电常数，A为PVA绝缘体的方形件的横截面积（以及每个电容器“极板”的面积），d为电容器极板之间的间距（在这种情况下，51微米的PVA绝缘体膜厚度），K为PVA绝缘体的介电常数，并且ε₀为真空介电常数(8.854×10^-12C²/N·m²)。结果如下：

表1

样本	A	测得的电容(pF)	K
				1	0.000645m²	11.5	0.101
2	0.000645m²	400	3.50
				3	0.000645m²	370	3.24
4	0.000645m²	320	2.80
				5	0.000645m²	（短路）	--
6	0.000161m²	100	3.51
				7	0.000161m²	104	3.64

样本5未获得电容测量值，因为银导体和铜条带为短路的。

查看结果可以看出，1×1英寸（0.000645m²）的电容器具有极其一致的结果（在300至400皮法的范围内）。样本1在11.5pF下的错误或无关结果是由于使用下述银涂布PVA片材引起的，所述银涂布PVA片材相比于其他样本而言具有远远较薄的银涂层（即，远薄于90nm），这是因为所述片材是在银涂布卷材的端部附近切割的。较小的0.5英寸×0.5英寸（0.000161m²）电容器具有约100pF的相对一致的结果。这些结果与上述公式一致，所述公式示出电容C与面积A成正比。较大的1英寸电容器相对较小的0.5英寸电容器的面积比为4比1，并且这些电容器类型的测得电容的比率也为约4比1，这与得自公式的预期结果相同。上述结果表明，用于实例中的PVA材料的介电常数为约3.5。

尽管这些电容器未被暴露于目标流体，但从这些结果我们可预期到，装配这种电容器的调谐RF电路如果暴露于水或其他目标流体则具有至少5倍、10倍、100倍、或1000倍的阻抗变化，或者具有开式电路，或者将导致RF电路无效。

实例2-10

实例2至10描述了条形和U形样本的制备，所述样本具有完全覆盖相应条形或U形基板的一个主表面或侧面的导电材料层。此类样本可用作（例如）本发明所公开的调谐RF电路中的具有易碎联接件的跳线。

实例2

将具有2、4、和6密耳（分别约51、102、和153微米）的测得厚度的各个聚乙烯醇(PVA)膜片材（以“Monosol M8630”得自美国印第安纳州波蒂奇市Monosol有限责任公司(Monosol,LLC,Portage,Indiana,USA)）用作自支撑基板。通过磁控管物理气相沉积来将银膜涂布到127mm×178mm的PVA膜基板样本上。银膜是从银金属靶溅射沉积的。将PVA基板放置在真空室内的基板托架装置上，其中溅射银靶位于基板托架上方178mm高度处。在该室被抽空到1×10^-5托的基础压力之后，利用质量流量控制器来将溅射气体氩气以50sccm（标准立方厘米/分钟）的流速注入室内。将室的总压力调节为2毫托。利用0.10千瓦的恒定功率电平下的DC电源来开始溅射。改变溅射持续时间以产生具有不同银膜厚度的样本。例如，利用0.10千瓦的功率电平涂布7分钟可产生具有140nm的银膜厚度的样本。基板未被加热并且保持在室温下。通过测量涂布过程中沉积到紧邻样本放置的硅片上的银的厚度来确定沉积在样本上的银膜的厚度。利用KLA TencorModel P-15轮廓曲线仪（得自美国加利福尼亚州圣何塞市KLA Tencor公司(KLA Tencor Corporation,San Jose,California,USA)）来测定沉积在晶片上的银的厚度。

从银涂布的PVA基板片材切割出各个条形样本（具有25mm×152mm的尺寸）。利用下述方法来测试各个样本以获得基板的破裂和溶解点。将填充有盐水溶液（0.9%氯化钠）的500毫升烧杯保持在环境温度(20.5℃)下并且在搅拌下进行摇动。将银涂布基板的各个样本浸入盐水溶液中，使得整个样本被液体覆盖。以秒为单位来测量样本破裂和样本溶解所需的时间。样本破裂被定义为基板膜开始裂开由此在银涂层中形成裂隙的点。溶解被定义为基板膜完全溶于液体中以使得银的小颗粒悬浮于液体中的点。结果列于表2中。

表2

实例3

根据实例2中所述的工序，通过磁控管物理气相沉积来将银以40nm的厚度溅射沉积到具有2密耳（约51微米）的测得厚度的PVA膜片材（以“Monosol M8630”得自美国印第安纳州波蒂奇市Monosol有限责任公司(Monosol,LLC,Portage,Indiana,USA)）上。从银涂布的PVA基板片材切割出样本条（25mm×152mm），并且放置在非导电表面上。测试样本在利用盐水溶液润湿之前和之后的电阻。利用Simpson Model260欧姆计（得自美国威斯康星州紫胶杜弗朗博市辛普森电气公司(Simpson Electric,Lac duFlambeau,Wisconsin,USA)），将欧姆计的测试引线附接到样本的相对端。设定仪表以记录0至2000欧姆范围内的测量值。测量约0欧姆的初始电阻读数。在将单份的盐水溶液（0.5mL的0.9%氯化钠）浇注到样本的中心区域上之后，银涂布的PVA膜破裂，由此在银涂层中产生裂隙。电阻测量值在10秒的时间内从0欧姆变为2000欧姆（最大仪表设定值）。

实例4

遵照与实例3中所述相同的工序，不同的是盐水溶液被替换为1.0毫升的模拟伤口液溶液。根据美国专利申请公开US2011/0040289（Canada等人）中描述的工序，通过将氯化钠（2.07克）和氯化钙（0.07克）溶于去离子水（247.9克）中来制备模拟伤口液溶液。测试样本在暴露于模拟伤口液之前和之后的电阻。利用Smart Electrician Model364-5017数字仪表（得自美国威斯康星州欧克莱尔市梅纳兹公司(Menards Corporation,Eau Claire,Wisconsin,USA)），将欧姆计的测试引线附接到样本的相对端。设定仪表以记录0至300欧姆范围内的测量值。测量0欧姆的初始电阻读数。在将单份的模拟伤口液溶液（1.0mL）浇注到样本的中心上后，银涂布的PVA膜破裂，由此在银涂层中产生裂隙。电阻测量值在11秒的时间内从0欧姆变为300欧姆（最大仪表设定值）。

实例5

利用型号3912Carver液压机（得自美国印第安纳州沃巴什市Carver公司(Carver Corporation,Wabash,Indiana,USA)），在170℃和34,500千帕（5000psi）下来压缩具有1.8mm的初始测量厚度的膨胀聚苯乙烯泡沫(EPF)的方形片材（76mm×76mm）并持续18秒，以提供0.23mm厚的样本。将EPF的压缩片材用作自支撑基板。然后利用CI-1001导电性油墨（得自美国俄亥俄州特拉华市ECM公司(ECM Corporation,Delaware,Ohio,USA)）并通过Mayer棒（3号）来灌涂EPF片材的整个表面。涂层厚度为约1.7克/平方米(gsm)。将印刷的片材在50℃的烘箱中放置30分钟。在冷却到环境温度后，从印刷的EPF片材中切割出76mm×13mm的带。测试条形样本在暴露于无铅汽油之前和之后的电阻。利用Smart Electrician Model364-5017数字仪表，将欧姆计的测试引线附接到样本的相对端。设定仪表以记录0至300欧姆范围内的测量值。测量0欧姆的初始电阻读数。将附接有引线的样本置于玻璃培养皿中，并且将无铅汽油（10毫升）添加到培养皿中，以产生约6mm深的汽油池。在初始设置时，将附接有引线的样本进行谨慎地挠曲，以使得引线将不接触汽油溶剂。涂布EPF的条在与汽油接触之后破裂，由此在导电性油墨涂层中产生裂隙。在从将汽油添加到样本时起的44秒的时间内，电阻测量值从0欧姆变为300欧姆（最大仪表设定值）。

实例6

获得成人尺寸的人体模型，所述人体模型被设计用于吸收制品（得自美国密歇根州卡拉马祖市营销技术服务公司(Marketing Technology Service,Inc.,Kalamazoo,Michigan,USA)）的测试。将人体模型布置成站立位置。使用Masterflex Peristalic L/S泵（得自美国伊利诺伊州弗农山市科尔-帕默公司(Cole-Parmer,Vernon Hills,Illinois,USA)）通过人体模型的凸型或凹型出口来抽吸盐水溶液(0.9%NaCl)。人体模型配有具有40-50英寸的髋部尺寸的Medline Comfort-Aire Unisex一次性贴身短内裤尿布（得自美国伊利诺伊州曼德林市美联实业公司(Medline Industries,Mundelein,Illinois,USA)）。根据实例2中所述的工序由一侧用银（40纳米厚）溅射涂布的305mm×254mmPVA膜（2密耳厚）的片材来制备组件的传感器部分。然后利用激光切割膜以提供大体U形的样本，这种形状示于图12a的平面图中。参考此图，两个平行边的长度L1为约190mm，另一边的长度L2为约15mm，并且宽度w为约5mm。通过如下方式来制备层合物：利用极少量的喷雾粘合剂（以“3M^TM Super77^TM Multipurpose Adhesive”得自美国明尼苏达州梅普尔伍德市3M公司(3M Company,Maplewood,Minnesota,USA)）来将样本（银侧朝上）附接到薄页纸（220mm×40mm片材）。将样本定位在薄页纸的中心，使得两个平行边的开口端的约25mm延伸到薄页纸的边缘之外。将层合物利用相同的喷雾粘合剂附接到尿布的内前部上的底片（位于从腰带的顶部计90mm的位置处）。将层合物的样本侧定向为朝向人体模型。穿过尿布的底片切出小孔，以使得可将延伸到薄页纸背衬之外的U形样本的两端插过该孔并且利用鳄鱼夹附接到Agilent4294A精密阻抗分析仪（得自美国加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司(Agilent Technologies,SantaClara,California,USA)）。利用LabVIEW软件（得自美国德克萨斯州奥斯汀市美国国家仪器公司(National Instruments,Austin,Texas,USA)）来自动执行泵的操作和阻抗数据的记录。

通过人体模型中的入口端口来将盐水溶液以4ml/s的设定速率添加到尿布。在约40秒的实耗时间时，检测到阻抗测量值从0欧姆变化至约200欧姆。在155秒的实耗时间时，检测到阻抗进一步地变化至大于1000欧姆。随时间变化的阻抗的测量值提供于表3中。实验结束时的层合物的视觉检查表明，PVA基板已溶解，从而破坏了传感器的完整性。利用凸型或凹型出口端口获得了类似的结果。

表3

实例7

根据实例2中所述的工序并利用一侧溅射涂布有银的PVA膜（2密耳厚）片材来制备包括具有不均一厚度的导电迹线的样本，不同的是为了获得导电性材料的不均一厚度，将图案模板放置在膜上以掩蔽或防止PVA基板的特定区域被涂布。在图案模板就位的情况下，溅射涂布PVA膜以提供第一银涂层（40纳米厚）。然后移除模板，并且涂覆第二银涂层（40纳米厚）。结果为下述图案，其中膜的一些区域涂布有80nm厚的银，并且膜的剩余区域涂布有仅40纳米厚的银。

利用激光来切割涂布膜以制备总体上如图12a所示的U形样本，其中两个平行边的长度L1为约99mm，另一边的长度L2为约15mm，并且宽度w为约5mm。

制备了在导电性银层中包括具有可变厚度的不同图案的五个样本（在本文中称为样本7a至7e）。制备了包括具有均一厚度的导电性银层的两个样本（在本文中称为样本7f和7g）。

在样本7a中，导电层包括四个具有80nm厚的涂布银的区域，其中每个区域具有8mm×5mm的面积。这四个区域同等地定位在U形基板的两个平行边上（每个边具有2个区域），所述区域起始于距所述形状的上（封闭）端5mm的位置处（如从图12a的透视图可见）和所述形状的下（开口）端处。对于样本7a而言，导电层的总面积的16%具有80nm厚的银涂层，并在剩余面积具有40nm厚的银涂层。

在样本7b中，导电层包括八个具有80纳米厚的涂布银的区域，其中每个区域具有由5mm×5mm的方形定义的面积。这八个区域同等地定位在U形基板的两个平行边上（每个边上具有4个区域），所述区域起始于距所述形状的上（封闭）端10mm的位置处（参见图12a）以及距所述形状的下（开口）端5mm的位置处。对于样本7b而言，导电层的总面积的20%具有80nm厚的银涂层，并且剩余面积具有40nm厚的银涂层。

在样本7c中，导电层包括十个具有80nm厚的涂布银的区域，其中每个区域具有由5mm×5mm的方形定义的面积。这十个区域同等地定位在U形基板的两个平行边上（每个边上具有5个区域），所述区域起始于距所述形状的上（封闭）端8mm的位置处（参见图12a）以及距所述形状的下（开口）端2mm的位置处。对于样本7c而言，导电层的总面积的25%具有80nm厚的银涂层，并且剩余面积具有40nm厚的银涂层。

在传感器样本7d中，导电层包括十六个具有80nm厚的涂布银的区域，其中每个区域具有由5mm×5mm的方形定义的面积。这十六个区域同等地定位在U形基板的两个平行边（每个边上具有8个区域）上，所述区域起始于距所述形状的上（封闭）端8mm的位置处（参见图12a）以及距所述形状的下（开口）端5mm的位置处。对于样本7d而言，导电层的总面积的40%具有80nm厚的银涂层，并且剩余面积具有40nm厚的银涂层。

在传感器样本7e中，导电层包括八个具有40nm厚的涂布银的区域，其中每个区域具有由5mm×5mm的方形定义的面积。这八个区域同等地定位在U形基板的两个平行边上（每个边上具有4个区域），所述区域起始于距所述形状的上（封闭）端10mm的位置处（参见图12a）以及距所述形状的下（开口）端5mm的位置处。对于样本7e而言，导电层的总面积的20%具有40nm厚的银涂层，并且剩余面积具有80nm厚的银涂层。

样本7f由具有40nm厚度的均一银涂层来制备，并且样本7g由具有80nm厚度的均一银涂层来制备。

利用具有42941A阻抗探针的Agilent4294A精密阻抗分析仪（得自美国加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司(Agilent Technologies,SantaClara,California,USA)）来确定样本7a至7f的阻抗测量值。将该仪器从8MHz扫描到15MHz，并且利用开路和短路校准标准来校准探针。在阻抗分析仪上，将标记放置在13.56MHz处以显示阻抗的实部和虚部的值。将样本和探针放置在非导电表面上，并且通过将探针附接到距U形样本的端部约1mm处来测量横跨样本的开口端（即，图12a所示的形状的下端）的阻抗。结果以六次测量的平均值记录于表4中。

将样本7e放置在干纸巾（以商品名“WypAll”得自威斯康星州尼纳市Kimberly-Clark公司(Kimberly-Clark Corporation,Neenah,WI)）上并且将导电性样本的开口端附接到阻抗探针的引线。将自来水（1.0mL）直接放置在样本7e的一部分上，所述部分包括厚银涂层（80nm）的区域以及薄银涂层（40nm）的区域。在加水后13秒观察到薄涂布区域的破裂，而厚涂布区域在加水后30秒开始破裂。18欧姆的初始阻抗实部测量值在加水后9秒开始改变。在13秒时间点（其中观察到薄涂布区域的破裂），阻抗实部测量值大于1000欧姆。

表4

传感器样本	阻抗实部（欧姆）	阻抗虚部（欧姆）
			7a	43	4.8
7b	52.5	4
			7c	55.5	3.5
7d	42	4.7
			7e	18	5
7f	65	4
			7g	17	5

实例8

将实例7中描述的样本7f利用胶带（以商品名

透明胶带得自美国明尼苏达州梅普尔伍德市3M公司(3M Company,Maplewood,Minnesota,USA)）附接到一块102mm×102mm的干砌墙（得自哥伦比亚州华盛顿市拉法基北美公司(Lafarge North America,Washington,DC)）。利用具有42941A阻抗探针的Agilent4294A精密阻抗分析仪（得自美国加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司(Agilent Technologies,Santa Clara,California,USA)）来确定阻抗测量值。将该仪器从8MHz扫描到15MHz，并且利用开路和短路校准标准来校准探针。在阻抗分析仪上，将标记放置在13.56MHz处以显示阻抗的实部和虚部的值。将探针的引线附接到迹线的开口端并且测量干燥样本的初始阻抗值。测量干燥样本的初始阻抗。将附接到干砌墙的样本浸入含有自来水的托盘内，以使得约25.4mm（1英寸）（从附接到引线的末端的相对端开始计）的样本在水下。在将样本浸入水中5秒内记录到阻抗偏移变化。在30秒时，银涂布的PVA膜破裂，由此在银涂层中产生裂隙。干燥样本以及浸入自来水中30秒钟后的样本的阻抗测量值提供于表5中。

表5

实例9

根据实例2中所述的工序，通过磁控管物理气相沉积来将银溅射沉积到具有2密耳（约51微米）的测得厚度的聚乙烯醇(PVA)膜片材（以Monosol M8630得自美国印第安纳州波蒂奇市Monosol有限责任公司(Monosol,LLC,Portage,Indiana,USA)）上。制备具有涂布为141纳米、187纳米、和280纳米厚度的银的三个单独样本。利用激光来切割各个涂布膜样本以提供大体U形的样本，所述形状示于图12a中。参考此图，两个平行边的长度L1为约190mm，另一边的长度L2为约15mm，并且宽度w为约5mm。利用具有42941A阻抗探针的Agilent4294A精密阻抗分析仪（得自美国加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司(Agilent Technologies,SantaClara,California,USA)）来确定阻抗测量值。将该仪器从8MHz扫描到15MHz，并且利用开路和短路校准标准来校准探针。在阻抗分析仪上，将标记放置在13.56MHz处以显示阻抗的实部和虚部的值。将样本和探针放置在非导电表面上，并且通过将探针附接到距U形样本的端部约1mm处来测量横跨样本的开口端（即，图12a所示的形状的下端）的阻抗。测量干燥样本的初始阻抗。在将3.0毫升的人工尿（得自美国纽约州罗彻斯特市瓦德自然科学公司(Ward’s Natural Science,Rochester,New York,USA)）逐滴地添加到样本之后，在加入液体的几秒内记录到阻抗变化。三个样本的初始和最终阻抗测量值记录于表6中。

表6

实例10-假想例

具有2密耳（约51微米）厚度的聚乙烯醇(PVA)片材可被制备成具有如图10b所示的较薄和较厚区域并且可用作自支撑基板1026b。这种制备（例如，通过压印）可形成（例如）40nm深的凹陷微结构化表面1026b-1。可利用导电性油墨灌涂该基板，以提供导电性材料的40nm（‘薄’）区域(1028b-2)和导电性材料的80nm（‘厚’）区域(1028b-1)。导电性油墨涂层的所得暴露表面可为基本上平坦的。可利用激光来切割涂布膜以提供大体U形的样本，这基本上如图12a所示。参考此图，两个平行边的长度L1可为190mm，另一边的长度L2可为15mm，并且宽度w可为5mm。可使用厚区域和薄区域的任何图案，前提条件是在传感器中存在至少一个薄区域(1028b-2)。可利用任何合适的阻抗分析仪或欧姆计来进行阻抗测量。可将样本和探针放置在非导电表面上，并且可通过将探针附接在U形样本的端部处来连续地测量横跨导电样本的开口端的阻抗。可将水、盐水溶液、人工尿液、或模拟伤口液添加到样本。可测量样本在润湿之前和之后的阻抗。可观察到基板破裂（在迹线中产生裂隙），并且可测得阻抗改变100至1000倍。

实例11

制备具有结合图4所述的设计的完整RF标签。利用聚酯膜片材（厚度为2密耳，即，约51微米）作为柔性基板，并通过铜蚀刻工艺来制备导电性图案。导电性图案包括具有六匝或六个环的方形螺旋线圈。线圈元件的宽度为约0.5mm，并且厚度为约35微米。方形线圈的总体外部尺寸为约40mm（1.5英寸）。导电性图案还包括用于附接电容器和跳线元件的四个小接触垫。

使用分立的低ESR（等效串联电阻）薄膜电容器（得自美国南卡罗来纳州方廷因市AVX公司(AVX Corporation,Fountain Inn,South Carolina,USA)的ACCU-P系列）以将电路调谐至13.56MHz的频率以及大于10的Q因子。利用低温熔融焊料来将电容器焊接到导电性图案的两个接触垫上。

根据实例2中所述的工序并利用一侧溅射涂布有银的PVA膜片材（厚度为2密耳，即，约51微米）来制备跳线元件（包括易碎联接件）。利用激光来切割该膜以制备如图4所示的J形跳线，其中两个平行边具有约127mm和67mm的长度，另一边具有约5mm的长度，并且所有边的宽度为约5mm。

将Z轴导电性双面胶带（得自美国明尼苏达州圣保罗3M公司(3MCompany,St.Paul,Minnesota,USA)）的条（测得为6.35mm×10mm）附接到迹线的两个接触垫，并且随后将成品跳线元件附接到导电性条带以使得跳线的银侧与导电性条带接触。这完成了RF标签的电路。

将RF标签放置在4号婴儿尿布（以商品名“PAMPERS”得自美国俄亥俄州辛辛那提市宝洁公司(Procter&Gamble Company,Cincinnati,Ohio,USA)）的底片和吸收芯之间，其中图案化的铜导体被定位成面向吸收芯。利用手持式读出器来测量RF标签的响应。读出器包括天线，所述天线在13.56MHz的频率下谐振以最大化与RF标签的通信。利用增益/相位检测器（型号AD8302，得自美国马萨诸塞州诺伍德市模拟装置公司(AnalogDevices,Norwood,Massachusetts,USA)）来测量读出器天线（对于天线领域的技术人员而言已知的）启动时的“S11参数”的增益/相位子成分，以提供基线数值。按照相同的方式，测量具有插入的RF标签的干尿布的S11参数。如果在查询尿布时，读出器测得S11参数相比于校准值具有至少50%的变化，则RF标签被确定为干燥的--这指示未受损的标签和干燥的尿布。如果读出器测得S11参数相比于校准值具有低于50%的变化，则RF标签被确定为润湿的--这指示跳线元件完整性的破坏和润湿的尿布。根据测得的读数，对于干燥尿布启动读出器上的绿灯，并且对于润湿尿布启动红灯。

在系统的测试中，利用读出器来扫描包括如该实例11中所述的RF标签的新构造尿布，并且读出器上的绿灯被启动，这指示干燥的尿布。然后将100mL份的盐水(0.9%NaCl)浇注到尿布的顶片（位于尿液通常将会侵入的尿布区域中）上。利用读出器并且在加入盐水溶液之后30秒内重新扫描尿布，读出器上的红灯被启动，这指示润湿的尿布。由此，盐水溶液产生RF标签中的急剧变化并使其失效。

其他实施例和应用

图13为示出本公开所发明的湿度传感器1312的不同最终应用的示意图。所示出的应用仅为示例性的，并非意图进行限制。在一个应用中，将湿度传感器1312插入或者说是装配到吸收衣服（如尿布1360）内。在另一个应用中，将传感器1312插入或者说是装配到屋顶1350、建筑物、或类似结构内。传感器1312可（例如）定位在瓦片、瓷砖、或其他屋顶材料下面的通常将被期望保持干燥、而且在存在水分时重要的是应当知晓的位置中。在任一种情况下，可通过上文讨论的传感器1312的远程监测来方便地检测衣服、建筑物、或其他制品的湿度。

湿度传感器1312可有利地用于上文讨论的其他应用（其中希望检测湿度但难以在视觉上或者说是直接地观察湿度）中。可将传感器1312（例如）装配到或者说是附接到构造相关的制品（例如，壁板、绝缘材料、地板、和屋顶、以及配件和支撑结构）内以检测（例如）来自地下管道、地板下方、墙壁后面、或天花板上面的渗漏。其他应用可包括将湿度传感器1312装配到包装件或盒子内以检测（例如）医学或汽车应用中的渗漏或融化。

图14a为尿布1460或者类似的失禁或吸收衣服的示意图，并且图14b为沿图14a中线14b-14b截取的示意性剖视图。尿布包括液体可渗透的内部片材1462、液体不可渗透的外部片材1464、和吸收材料1466，所述吸收材料1466捕获在片材1462、1464之间并且任选地限于吸收区域1467。尿布1460还可包括弹性构件1468和闭合元件1470（例如胶带或钩环紧固件）。尿布还已进行组装以使得在可能变湿或者变脏的位置处包括湿度传感器1412。传感器1412（可为或包括本文所公开的湿度传感器中的任何一个）设置在片材1462、1464之间，并且可利用粘合剂、超声焊接、或通过其他已知的附接技术粘附到此类片材中的任一者。如果传感器1412设置在液体不可渗透的片材1464和吸收材料1466之间，则其将在材料1466饱和时降解并且将不会因仅少量目标流体的释放而被触发。可通过上文所讨论的传感器1412的远程监测来方便地检测尿布的湿度。

在一些情况下，可能有利的是将传感器1412设计为具有大纵横比（如，甚至大于图4和6的纵横比），设计方式为显著地延长跳线（424、624）。利用这种细长的传感器时，可将天线或电感器（如，418、618）放置在尿布内不太可能变湿或变脏的位置处（如，较靠近腰带的位置处），同时可将传感器的其余部分（具体地讲，跳线的至少一部分）放置在可能变湿或变脏的位置处。天线或电感器的这种放置方式也可用于改善与读出器装置的通信（如，信噪比）。

在可供选择的实施例中，本文所公开的湿度传感器中的任何一个可另外在传感器的外表面上或此外表面的一部分上包括皮肤相容性粘合剂（例如，温和的硅树脂皮肤粘合剂）。可将以此方式构造的传感器直接施用到受试者的皮肤，而非制备到尿布、贴身短内裤、或者其他衣服或制品内。此方法可潜在地降低总成本，并且可通过与现有衣服一起工作而无需专门制备的衣服或制品来有利于具体实施。粘合剂也可配制成可再贴的，使得传感器相对受试者的附接点可易于进行改变，并且/或者使得传感器可在（例如）变换间重新用在给定受试者上。可将粘合剂选择性地施用到天线或电感器（如，418、618）处的传感器的一部分上，并且尤其是如果湿度传感器具有细长的形状，则传感器的其余部分可不包括皮肤相容性粘合剂。在此实施例中，可将传感器的天线或电感器部分附接到（例如）受试者的腰部或者腰部之上，并且可允许传感器的其余部分仅适当地下垂到尿布或贴身短内裤中。

任何已知的皮肤相容性粘合剂可用于此类实施例中。在一个实施例中，可通过将100份聚二甲基硅氧烷（如，Xiameter brand OHX-4070）聚合物与30份MQ树脂（如，Belsil TMS803型，得自威凯化学品公司(WackerChemie AG)）共混以获得均一混合物来制备皮肤相容性粘合剂。可利用简单的刮刀式涂胶机或者通过其他已知的方式来将粘合剂溶液以合适的厚度（如，0.002英寸至0.004英寸）涂布到湿度传感器（或包括若干湿度传感器的幅材，参见（如）图1）的外表面上。此类粘合剂可通过（例如）暴露于合适的电子束源进行交联。优选地，皮肤相容性粘合剂为基本上不导电的，以使其不会不利地影响调谐RF电路的工作，甚至在直接施用到传感器的导电迹线上亦是如此。

本文所述的传感器在用于基于基础设施的湿度监测系统（如，检测失禁长期护理设施患者中的湿度的系统）中时可为尤其有用的。在这种系统中，流体传感器的状态随其所附接的个人卫生制品或其他制品的湿度状况而变化，并且传感器的状态在进行查询时被传送到读出器。读出器随后可经由网络连接来将此信息传送到中央存储位置。数据库可存储此信息（具有时间戳和/或其他识别信息）。然后可利用定制算法来对此信息进行后处理。可将得自多个部位的失禁相关数据进行校正、打包、提取、关联、集成、和分析，以供医院、保健机构、吸收制品制造商、政府、医疗保险公司等使用。示例性的湿度监测系统包括但不限于描述于U.S.7,250,547(Hofmeister)、U.S.7,977,529(Bergman)、U.S.2007/0270774(Bergman)、WO2007/128038(Bergman)、WO96/14813(Bergman)、和WO2011/054045(Bergman)中的系统，这些专利均以引用方式并入本文。湿度监测系统并不限于用于失禁患者的尿液检测，而且还适用于检测、监测、和处理其他情况（包括伤口处理），在这些情况中可存在来自身体（或其他源）的其他流体和渗出物。

用于监测一个或多个受试者中的失禁的示例性系统包括安装在希望用于监测所存在的流体的物品之内或之上的一个或多个流体传感器、读出器（包括适当的电子器件和用于将读出器耦合到一个或多个传感器的天线）、网络连接、以及用于数据存储和分析的数据库。另一种系统包括显示装置；可由用户操作的输入装置；一个或多个发射器，每个发射器与一个或多个正被监测的受试者相关；所述一个或多个发射器被构造成发送包含多个受试者的至少失禁相关数据的信号，其中所述失禁相关数据已随时间推移而从一个或多个湿度传感器（例如，本文公开的可与每个相应受试者穿戴的吸收制品相关的那些）获得；接收器单元，所述接收器单元被构造成接收来自所述一个或多个发射器的信号；以及处理装置，所述处理装置与至少接收器单元进行通信，所述处理装置包括显示处理器，所述显示处理器被构造成处理所接收的信号并且将显示信息传送到显示装置，所述显示装置用于显示失禁相关信息的视觉表示，所述失禁相关信息得自附接到由正被监测的受试者穿戴的吸收制品上的湿度传感器。

传感器可具有不同的类型，例如，其中它们具有不同的功能。除了湿度传感器，传感器可包括用于感测温度、pH、压力、气味、生物分析物、化学或生物标记物、和受试者的健康的其他指标中的一个或多个的功能。可能的传感器包括用于检测水、尿液、血液、其他液体溶剂、或其中的元素的存在的传感器。另外，可将用于监测生命体征（例如，ECG、血糖水平、血压、脉搏等）的传感器与本发明所公开的湿度传感器结合使用。可通过检测尿液中的多种代谢物、化学物质和离子、以及其他物质和不同类型的细胞来识别临床相关医学病症的外延列表。可通过利用适当的已知传感器并结合本发明所公开的传感器测试得自患者的尿液来检测诸如亚硝酸盐、氨基酸、β-2微球蛋白之类的材料，诸如pH值、渗透度、白细胞计数、蛋白、比重之类的测量，以及诸如多发性骨髓瘤和血尿之类的病症。

在一个实例系统中，处理装置可被构造成接收由受试者穿戴的吸收制品的失禁衬垫类型信息，并且基于衬垫类型指示器和失禁相关数据来计算从吸收制品渗漏湿度的风险。传感器状态电路可与标识符电路进行结合，或者其可被单独地提供用于整合如下信息，所述信息标识正被监测的患者和/或失禁制品的类型。可通过自动感测或者人工输入来获得有关患者或吸收制品的类型的信息。该系统可包括单独的输入装置以有利于非湿度事件数据的人工输入，所述输入装置包括发射器上的一个或多个致动器；以光学方式、以电子方式、或者以其他方式来从卡或者其他参考导向装置扫描代码，或者代码的人工输入；其中上述输入装置中的任何一种任选地利用手持装置来执行。可包括附加装置以感测受试者的移动。可将读出器或发射器与感测装置（用于确定受试者的位置变化，包括（如）位置跟踪装置（例如GPS））和/或一个或多个运动检测器（例如，提供受试者的运动的指示的加速计或压力传感器）结合。此类检测器可被构造成检测被实时地传送到处理器的徘徊或跌倒以通知给护理者。

可能的读出器包括手持式读出器和固定式读出器（包括床置式、椅置式（包括（如）轮椅安装式或摇椅安装式）、车载式、壁挂式、家俱安装式、或者安装在用于患者的任何其他移动或静止支撑单元之上或之内），其中此类读出器可（例如）为电池供电的或可通过有线连接到壁式插座来进行供电。

处理装置可被提供成单个处理装置，或者可由多个分立或连接的处理单元或处理元件来提供，其中每个处理单元或处理元件可执行不同的处理功能以有助于形成该系统的整体功能。因此，处理装置的各种功能可由该系统的各种元件来提供，所述元件包括在一些实施例中可与失禁传感器本身相关的处理元件、和/或包括在系统的发射器或接收器内的处理元件、或者下述处理元件，所述处理元件被提供为位于采用该系统的特定部位中的“中央监视器”的一部分、或者通过有线或无线连接（通过广域网(WAN)、局域网(LAN)、因特网、和可为本领域已知的其他网络（包括（例如）通过专有RF链路、有线以太网、无线以太网、Zigbee、蓝牙等））与上述元件中的一个或多个进行通信。数据库可承载在本地的客户位置处、远程的单独设施处、或者云中。通常提供用户界面以用于生成报告和统计查询。

处理装置可被构造成根据一个或多个传感器的状态来为护理者产生警示或者说是提供反馈，使得护理者能够注意到正被监测的受试者。作为另外一种选择或者除此之外，处理装置可被构造成使失禁相关数据和非湿度事件数据的模式自动地关联。处理装置可被构造成从多种类型的传感器接收输入。这可（例如）通过如下方式来实现：从与由受试者穿戴的吸收制品相关的传感器采集自制数据；采集与受试者有关的非湿度事件数据；以及使用所采集的非湿度事件数据和传感器数据来优化用于监测受试者的失禁的数学模型，并且使用优化模型来监测穿戴具有本发明的传感器的吸收制品的受试者的失禁。在一些实施例中，处理装置接收多位置数据，所述多位置数据得自其中使用该系统监测受试者的失禁的多个位置。处理装置可包括接收多位置失禁相关数据的数据编译处理器。该系统可提供用于存储多位置数据的数据存储器、以及将一个或多个位置与数据编译处理器相连的一个或多个网络通信元件。处理装置可利用得自多个位置的数据来执行分析，所述分析包括：识别吸收制品的使用趋势；评估正被监视的受试者的护理评价；识别护理者行为的趋势；识别失禁相关数据、事件数据、以及适用于该组患者的其他病症之间的相关性；标记不同失禁产品或不同失禁护理模型的性能，等等。

湿度检测系统的一个例子可包括安装在贴身短内裤内的湿度传感器、包括适当电子器件和能够耦合到传感器的天线的床置读出器、无线网络连接、以及用于数据存储和分析的数据库。床基读出器可包括安装在床内的谐振检测电路和调谐天线，并且可包括存在感测单元（例如压力传感器）以确定患者是在床上。无线网络连接可为专有RF链路，并且数据库可存储在能够由护理设施网络进行访问的机器上。机器可连同数据库一起来运行算法以有条件地监测数据。一个算法可记录患者变湿的时间并且自动地通知保健人员。该系统可采集有关正穿戴具有耦合到床基读出器的湿度传感器的贴身短内裤的每个患者的信息，并且可将其远程记录到数据库中。通过这种类型的连续监测，与现行标准F-TAG315的一致性得到证实，因为每两时一次的最小检查时间被超出。该系统还可自动地记录更换贴身短内裤的时间以及病人在床上或不在床上的时间。可使用此信息来产生用于每个患者的典型程序。通过利用此系统以及自动的文档和趋势分析，可创建更精确的可预测性如厕计划表。这可比试图训练和设定其他活动（例如吃饭或睡觉计划）间的如厕活动更有效。

此类系统存在若干可能的优点和用途。此系统可用于训练工作人员来执行任务，包括：选择合适的吸收制品或衬垫类型；利用此系统来监测和/或评估失禁患者；及时地注意失禁的受试者；评估患有失禁的受试者的病症；形成用于受试者的失禁护理计划；以及评估失禁护理计划的有效性。可监测每日的趋势（包括所需的贴身短内裤更换数、所用的贴身短内裤的平均数、床下花费的时间、更换之前的润湿平均时间、以及更多趋势）以形成预测性的如厕时间表。还可监测与这些趋势的偏差。处理装置可被构造成使失禁相关数据和非湿度数据的模式与一个或多个病症指示器相关，并且提供指导以研究所存在的疾病状态。对异常的检查可使得健康问题（例如脱水、尿路感染、酵母菌感染等等）的预测能够早于将在不存在此系统时的预测。这种类型的趋势分析还可有助于监测护理质量或有助于识别人员安置的缺口。例如，更换之前的高平均润湿时间可指示保健设施处的人员配备不足。通过监测所用的贴身短内裤的平均数量、被更换之前的平均润湿时间、和贴身短内裤中的侵害量，此系统能够预测出哪些患者处于形成皮肤/压迫性溃疡的较高风险中。此系统可促使对这些患者进行额外的检查和具有更快的响应时间，以最大程度地降低其病症的恶化。如果形成了皮肤/压迫性溃疡，则此系统还可自动地生成所需的文书工作。这种自动生成的文档可确保患者的病症得到正确的报告以使得进一步的恶化降至最低，并且可对此问题产生可视性以使其在工作人员更换期间不会被忽视。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求书使用的表达特征尺寸、数量、和物理性能等等的所有数字均应该被理解为受术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则本说明书和权利要求书提及的数字参数均为近似值，这些近似值可随本领域的技术人员利用本专利申请的教导内容寻求获得的所需特性而改变。

空间相关的术语（包括但不限于“下”、“上”、“下面”、“下方”、“上方”、和“上面”）若在本文中使用，则用于方便描述一个（或多个）元件相对于另一个元件的空间关系。此类空间相关术语涵盖除示于附图中并且描述于本文中的特定取向之外的装置在使用或运行中的不同取向。例如，如果示于附图中的单元被翻转或倒转，则先前描述为位于其他元件下方或下面的部分将位于所述其他元件的上方。

在不脱离本发明的范围和实质的条件下，本发明的各种修改和更改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且应当理解，本发明并不限于本文示出的示例性实施例。

Claims

1.一种传感器，包括：

第一基板；和

由所述第一基板承载的调谐RF电路，所述RF电路包括全部设置在所述第一基板的同侧的第一导电性图案、第一电容器、和跳线，所述RF电路通过阻抗或电阻来表征；

其中，所述第一导电性图案包括线圈、内部末端和外部末端；

其中，所述跳线将所述内部末端电耦合到所述外部末端；并且

其中，所述跳线包括易碎联接件，并且所述RF电路的阻抗或电阻在所述易碎联接件由目标流体接触时改变至少5倍。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述第一电容器为所述第一导电性图案的部分。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中，所述第一导电性图案包括交错的导电迹线，并且所述交错的导电迹线形成所述第一电容器。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述第一电容器包括电附接到所述第一导电性图案的分立部件。

5.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述跳线具有第一末端和第二末端，并且其中，所述第一电容器包括第一电容器极板和第二电容器极板，所述第一电容器极板选自所述第一导电性图案的内部末端和外部末端中的一者，并且所述第二电容器极板选自所述跳线的第一末端和第二末端中的一者。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中，所述跳线的第二末端具有与所述第一导电性图案的直接电连接。

7.根据权利要求5所述的传感器，其中，所述第一电容器还包括设置在所述第一电容器极板和第二电容器极板之间的第一介电材料，并且所述第一介电材料可溶于所述目标流体中以提供所述易碎联接件。

8.根据权利要求1所述的传感器，所述调谐RF电路还包括第二电容器，其中，所述跳线具有第一末端和第二末端，并且其中，所述第一电容器具有由所述跳线的第一末端形成的第一电容器极板和由所述第一导电性图案的内部末端形成的第二电容器极板，并且所述第二电容器具有由所述跳线的第二末端形成的第三电容器极板和由所述第一导电性图案的外部末端形成的第四电容器极板。

9.根据权利要求8所述的传感器，其中，所述第一电容器还包括设置在所述第一电容器极板和第二电容器极板之间的第一介电材料，并且所述第二电容器还包括设置在所述第三电容器极板和第四电容器极板之间的第二介电材料，并且其中，所述第一介电材料和第二介电材料均可溶于所述目标流体中以提供所述易碎联接件。

10.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述跳线的至少一部分通过粘合剂材料连接到所述第一基板的第一导电性图案，所述粘合剂材料可溶于所述目标流体中以提供所述易碎联接件。

11.根据权利要求10所述的传感器，其中，所述粘合剂材料为导电的。

12.根据权利要求10所述的传感器，其中，所述粘合剂材料为电绝缘的。

13.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述跳线包括设置在第二基板上的导电性构件。

14.根据权利要求13所述的传感器，其中，所述第二基板设置在所述导电性构件和所述第一导电性图案之间。

15.根据权利要求13所述的传感器，其中，所述第二基板能够在所述目标流体中溶解、溶胀或者说是降解以提供所述易碎联接件。

16.根据权利要求13所述的传感器，其中，所述第二基板通过粘合剂材料连接到所述第一基板，所述粘合剂材料可溶于所述目标流体中以提供所述易碎联接件。

17.根据权利要求13所述的传感器，其中，所述导电性构件具有可变的厚度。

18.根据权利要求13所述的传感器，其中，所述第二基板具有结构化表面，并且其中，所述导电性构件设置在所述结构化表面上。

19.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述易碎联接件与所述目标流体的接触基本上使得所述RF电路无效。

20.根据权利要求1所述的传感器，还包括设置在所述传感器的外表面上的皮肤相容性粘合剂。

21.根据权利要求20所述的传感器，其中，所述粘合剂包括硅树脂。

22.一种吸收衣服，包括根据权利要求1所述的传感器。

23.根据权利要求22所述的吸收衣服，其中，所述吸收衣服包括液体可渗透的片材、液体不可渗透的片材、以及捕获在所述液体可渗透的片材和所述液体不可渗透的片材之间的吸收材料，并且其中，所述传感器设置在所述液体可渗透的片材和所述液体不可渗透的片材之间。

24.一种构造制品，包括根据权利要求1所述的传感器。

25.根据权利要求24所述的构造制品，其中，所述构造制品为或包括壁板、绝缘材料、地板、屋顶、和/或用于管道的配件或支撑结构。

26.一种系统，包括：

根据权利要求1所述的传感器；和

被构造成远程评估所述调谐RF电路的状况的读出器。

27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述读出器被构造成安装在用于人的移动或固定支撑件之中或之上。