CN113271850A - 用于流体监测设备的开关电路 - Google Patents

Abstract

根据一方面，提供了一种用于控制供应到流体监测单元(4)的功率的开关电路(1)。所述开关电路(1)包括：传感器(2)，其被配置为检测从用户的皮肤导出的流体并且响应于对流体的检测而生成检测信号；以及控制器(3)，其被配置为：接收所述检测信号，根据所述检测信号来生成唤醒信号，并且将所述唤醒信号供应给控制到所述流体监测单元(4)的功率供应的开关(6)以便激活所述开关(6)并且唤醒所述流体监测单元(4)，其中，任选地，所述流体是汗液。根据另一方面，提供了一种控制到流体监测单元的功率的方法。

Description

用于流体监测设备的开关电路

技术领域

本发明的实施例总体上涉及控制供应到流体监测设备的功率。

背景技术

需要对指示健康和福祉的生物标志物进行无创、连续且长期的监测。例如，为了监测脱水、压力、睡眠、儿童健康和围手术期监测，从皮肤导出的体液(如汗液、皮脂和间质液)可用于监测。例如，汗液是一种含有丰富的生理和代谢信息的不易接触的生物流体。可靠汗液感测的发展已经受到以下几个问题的阻碍：(1)汗液感测的结果是高度可变的；(2)各种生物标志物的血液值与汗液值之间似乎缺乏相关性；(3)汗液感测的重点一直放在传感器上，而不是在针对产生的微小量的可靠且健壮的收集方法上。汗液的临床相关成分的一些示例是用以监测脱水的Na+、Cl-和/或K+；作为炎症的早期警告的乳酸；糖尿病及新生儿的葡萄糖；以及用于睡眠和压力监测的皮质醇。

基于汗液的连续监测电子器件(如可穿戴贴片)常常由电池供电，该电子器件需要功率来处理、分析并传送由汗液传感器测量的数据。这样的电子器件的功耗非常显著，特别是由于连续监测和为了用户方便。这样的设备中的次优功率管理可导致设备的频繁再充电和/或设备的更换，从而给用户造成不便和/或造成所需的电池尺寸增大，增加可穿戴设备的占用面积(footprint)成本、重量等，这也给用户带来不便。

因此，期望最小化电子器件的功耗并有效地管理由流体监测电子器件消耗的功率。

发明内容

根据第一方面的实施例，提供了一种用于控制供应到流体监测单元的功率的开关电路，所述开关电路包括：传感器，其被配置为检测从用户的皮肤导出的流体并且根据对流体的检测来生成检测信号；以及控制器，其被配置为接收所述检测信号，根据所述检测信号来生成唤醒信号，并且将所述唤醒信号供应给控制到所述流体监测单元的功率供应的开关以便激活所述开关并且唤醒所述流体监测单元，其中，任选地，所述流体是汗液。

因此，供应到所述流体监测单元的所述功率可以根据对流体的所述检测来控制。即，当流体由传感器检测到时，功率可以被供应到流体监测单元，使得当存在待分析的流体时流体监测单元是活动的。相反，当没有检测到流体或检测到的流体量不足时，功率可以不被供应到流体监测单元，并且因此，在没有流体要进行行监测的时段期间，流体监测单元可以消耗很少功率或不消耗功率。流体可以任选地是汗液。传感器可以检测从用户的皮肤排出和导出的体液。

所述传感器可以优选地检测汗液。即，所述传感器可以被配置为检测汗液并且根据对汗液的检测来生成检测信号。如果所述传感器被配置为检测汗液，那么流体监测单元可以是汗液监测单元。

因此，流体监测单元的功耗可以被降低并被限制到存在从用户的皮肤导出的体液(例如汗液)的情形。即，在不存在流体的时候，流体监测单元没有什么可测量/监测的，因此流体监测单元不需要是活动的，而由该单元消耗的功率将被浪费。因此，通过根据对流体的检测来控制供应到流体监测单元的功率，该单元的功耗可以被适当地限制，并且电源(例如电池)的寿命可以被最大化。

所述传感器根据对流体的所述检测来生成所述检测信号。例如，所述传感器可以响应于检测到流体、流体量和/或被检流体的性质来生成所述检测信号。所述检测信号可以是由所述传感器直接从对流体的检测生成的电势。即，对流体的检测可以生成用作检测信号并被提供给控制器的电压。传感器可以是提供在收集流体的微流控路径中的湿检测器。湿检测器可适于在微流控路径中存在湿度变化(超过湿度阈值)时发射变湿信号作为检测信号。以上所述，流体可以是汗液，因此传感器可以检测汗液。

因此，由汗液检测生成的电信号(电势)被用来唤醒并且激活流体监测单元。取决于传感器的配置和/或类型，电信号可以以许多方式来生成。即，生成电信号的条件可以根据传感器和/或传感器具体检测的内容而变化。检测信号可以对应于传感器响应于检测而生成的电势，使得检测信号可以是所生成的电压或可以使用所生成的电压来生成。检测信号可以被认为是传感器的输出，其被输入到控制器。

流体监测单元可以监测从用户的皮肤导出的体液，例如，汗液、皮脂和间质液，并且与用户的连续监测相关联，并且具体地，与用户的流体和/或用户的流体的性质相关联。如果流体监测单元监测汗液，那么该单元可以被称为汗液监测单元。汗液监测单元也可以被称为汗液监测电子器件或汗液监测设备，并且与用户的连续监测相关联，并且具体地，与用户的汗液和/或用户的汗液的性质相关联。为简单起见，在本说明书中，对流体的监测和流体监测单元可以被称为对汗液的监测和汗液监测单元。然而，应当指出，本发明的实施例不限于对汗液的监测或汗液监测单元，并且可以监测从用户的皮肤排出和导出的任何体液。

监测可以包括采集来自排出流体的测量结果。流体监测单元可以被提供为附接到用户的适当位置的可穿戴设备。这可能是一个有大量汗腺的位置。流体监测单元的位置可以被称为测量/测量部位。传感器可以包括样品部位，其是发生流体检测的部位。传感器的样品部位可以被定位为紧密靠近流体监测单元的测量/测量部位，使得在每个部位处的流体量是可比较的。流体监测单元的性质和要求(例如，最佳流体量)可以根据单元的应用和/或待监测的流体的性质而变化。

用户是其流体要由流体监测单元监测的个体。用户也可以被称为患者、人类对象、个体、感兴趣的人等，并且可以是其流体正被监测以评价其健康和福祉的个体。汗腺被布置于皮肤中，使得它们从用户的皮肤表面排出汗液。排出汗液的腺体可以被称为活性腺体，使得如果在皮肤的特定区域处没有汗液被排出，那么认为在该区域没有腺体或没有活性腺体。

开关被配置为控制供应到流体监测单元的功率。开关可以根据接收到唤醒信号来将流体监测单元与功率供应连接或断开连接。开关可以被提供为系统中的单独部件，例如，被设置在功率供应与流体监测单元之间。开关还可以是流体监测单元的一部分，诸如功率开关。开关也可以被提供为开关电路的一部分，使得开关用作功率供应与流体监测单元之间的接口。开关可以例如是晶体管，例如MOSFET。

可以看出，当开关被激活时，功率被供应到流体监测单元。相反，可以看出，当开关未被激活时，功率不被供应到流体监测单元或减少被供应到流体监测单元的功率量，使得该单元不唤醒。即，当开关未被激活时，流体监测单元可以处于睡眠或低功耗模式。可以认为，开关激活时闭合，停用时断开。开关通过唤醒信号来闭合，并且相反地，可以响应于唤醒信号未应用于开关而打开。因此，当传感器没有向控制器供应检测信号时，例如，当传感器没有检测到流体时，流体监测单元可以进入睡眠或低功率模式。即，唤醒信号可能未被控制器供应给开关，因此开关被停用。因此，当没有要分析的流体时，流体监测单元消耗的功率可以被最小化并且电源(例如电池)的寿命可以被最大化。

控制器接收来自传感器的检测信号，生成唤醒信号并将其提供给开关。因此，可以看出，控制器是流体检测与对流体监测单元的功率控制之间的接口。控制器还可以接收来自流体监测单元的信号，例如参数和设置。因此，控制器可以直接连接到传感器、开关和流体监测单元。控制器的功耗可以是低的并且低于当流体监测单元唤醒时该单元的功耗，并且通过控制供应到流体监测单元的功率来降低开关电路的总体功耗。控制器还可以被称为低功率唤醒生成块。

流体监测单元可以优选地响应于接收到唤醒信号而生成指示计时器延迟的计时器信号并将该计时器信号供应给控制器。控制器可以被配置为在由计时器信号指示的计时器延迟的持续时间内将唤醒信号供应给开关以便在至少计时器延迟的持续时间内维持流体监测单元的激活。因此，即使不再向控制器供应检测信号，计时器信号可以确保在对应于计时器延迟的最小时间量内向流体监测单元供应功率。因此，计时器信号或检测信号可以触发/维持流体监测单元的激活。

传感器可以响应于在预定时间量内检测到预定流体量而生成检测信号。即，当检测到超过预定阈值的流体量时可以生成检测信号。传感器还可以延迟生成检测信号，使得仅当在超过预定阈值的时间段内检测到流体量时才生成检测信号。因此，可以确保，只有在检测到适当流体量和/或在适当时间量内检测到流体时才生成检测信号。生成检测信号所需的流体量和/或时间量可以取决于流体监测单元的性质，例如该单元执行有意义的监测所需的流体，由此当有不足以使监测单元执行所需监测的流体量时避免唤醒监测单元。

开关电路还可以包括：通知单元，其被配置为接收唤醒信号并且响应于接收到唤醒信号而生成警报。警报可以是任何合适的警报或通知，并且可以通知用户流体监测单元已激活。警报可以是音频的和/或可视的，例如，可以将用户显示器上的通知生成为警报。

传感器可以优选地被配置为被定位成与用户的皮肤接触以便检测从用户的皮肤排出的流体。即，传感器可以直接附接或连接到皮肤的表面，以在皮肤的表面处直接检测由流体腺体排出的流体。例如，传感器可以被提供为贴片状结构或作为可直接附接到用户(其汗液要由流体监测单元监测)的皮肤的这种机构的一部分。

传感器可以被布置为被定位在身体的某一位置处，以检测从用户皮肤排出的流体。传感器可以被定位在紧密靠近流体监测单元和/或流体排出率较高的位置。传感器可以被提供有用于将传感器附接到用户皮肤的粘合剂。将传感器定位为与皮肤接触可提高流体检测的准确性并确保检测反映用户的状况，尤其是用户的流体排出。

传感器可以额外地或备选地在第一时间点处检测第一流体量；在第一时间点之后的第二时间点处检测第二流体量。传感器可以然后计算第一流体量与第二流体量之间的差并且当第一流体量与第二流体量之间的差超过预定阈值时生成检测信号。因此，传感器可以根据在一时间段内检测到的流体量的变化，即，基于检测到的流体量的变化率而不是在单个时间点处的流体量的大小来生成检测信号。相反，如果检测信号被提供到控制器使得流体监测单元唤醒，那么当第一流体量与第二流体量之间的差不超过预定阈值时传感器可以停止将检测信号提供到控制器。因此，如果流体没有随时间充分改变，流体监测单元可进入睡眠。对第一时间点处的第一流体量和第二时间点处的第二流体量的参考可以更具体地被认为是响应于在相应时间点处检测到的流体量而生成的电压信号的电平。因此，在实践中，可以计算在第一时间点生成的电压与在第二时间点生成的电压之间的差。

根据一方面的优选实施例，传感器可被配置为测量检测到的流体中的底物的浓度；并且当检测到的流体中的底物的浓度超过预定阈值时生成检测信号。底物可以例如是乳酸，使得传感器可以被配置为测量检测到的汗液的乳酸浓度；并且当检测到的汗液的乳酸浓度超过预定阈值时生成检测信号。即，检测信号可以根据检测到的汗液中的乳酸或其他底物的浓度来生成，使得当在汗液中存在给定浓度的乳酸(底物)时流体监测单元可以被激活。因此，根据对汗液的检测而生成的电信号可直接对应于汗液中的乳酸的浓度。

传感器还可以被配置为测量从流体得到的一种或多种酶的浓度。这种酶可能不存在于流体中，而是将底物转化成产物，从而产生能量。例如，葡萄糖氧化酶将葡萄糖和氧转化为具有H₂O₂(过氧化氢)的产物，过氧化氢可向电极提供电子。此类其他酶包括但不限于葡萄糖氧化酶、胆碱氧化酶、胆固醇氧化酶、D-氨基酸和L-氨基酸氧化酶、乙醇氧化酶、尿酸酶、乳酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶、胆红素氧化酶、谷氨酸氧化酶、腐胺氧化酶和多胺氧化酶。因此，检测信号的生成可以基于对流体的检测和/或检测到的流体的性质，例如乳酸浓度。例如，如果流体监测单元正在观察与汗液的乳酸浓度或酶的浓度相关的汗液的性质，这可能是有益的。类似地，流体监测单元可以考虑与汗液相关联的酶。

传感器生成检测信号可以由多个条件(例如以上讨论的条件)中的任何一个来触发。这些条件中的两个或更多个可以协同使用以确保例如基于开关电路的应用来适当地生成检测信号。生成检测信号的条件还可以取决于要监测的流体的生物标志物。例如，观察流体中的一些生物标志物可能需要比其他生物标志物更大流体量。如果正被测量的成分具有高的再吸收率，那么可能优选地是在高流体速率下进行测量以减少信号上的变化。

生成检测信号的条件还可以根据流体监测单元的激活历史而动态地改变。例如，如果流体监测单元已经在最近的预定时间段内是活动的，那么传感器对检测信号的生成可以基于在一时间段内流体量的变化，而不是流体量的大小。或者，可以抑制检测信号的生成，使得流体监测单元在非常接近的两个时间段内不执行对流体的重复监测。控制器可以被配置为设定传感器生成检测信号的要求。控制器还可以被配置为存储流体监测单元的激活历史，该激活历史指示随时间对唤醒信号的生成。控制器还可以被配置为基于激活历史设定传感器生成检测信号的要求。

开关电路还可以包括：与传感器并联连接的可变电阻器；以及与可变电阻器并联连接的电容器。可变电阻器和电容器可以控制检测信号到控制器的递送。换言之，可变电阻器和电容器两者可以在传感器的输出端并且在传感器与控制器之间并联提供，以基于流体生成的速率来优化向控制器递送检测信号的计时。并联连接的可变电阻器可为传感器输出提供动态且可配置的电阻。可以控制电阻器的值以控制电容器的充电，并且电容器的充电可以延迟检测信号到控制器的递送，因此电阻器和电容器可以提供可配置的延迟。因此，通过改变电容器充电所花费的时间，可以控制要递送检测信号所花费的时间。因此，流体监测单元的唤醒可以基于流体生成的速率。

另外，电阻器的值以及因此对电容器充电所需的电压可以有效地限定在将检测信号提供给控制器之前需要满足阈值电压。即，所生成的电压可能必须超过给定值，以便对电容器充电并将检测信号递送到控制器。如果根据检测到的流体量来生成检测信号，那么可以看出，阈值将与检测到的给定流体量相关。电阻器和电容器还可以充当过滤器，以防止当传感器未检测到适当的流体量时瞬态信号激活流体监测单元。

可变电阻器的值可以通过控制器来控制。控制器可以当流体监测单元活动时根据从流体监测单元接收到的参数来控制可变电阻器的值。即，当流体监测单元活动时，其可以向控制器提供指示参数(根据其可以控制可变电阻器的值)的信息。参数是流体监测单元的参数和/或用户的参数。即，可变电阻器的值可以基于流体监测电子器件的性质(例如，被监测的流体的性质、测量的类型和/或流体监测电子器件所需的流体量)来控制。该值可以额外地或备选地基于待监测的用户的状况(例如，用户的出汗率)来控制。可变电阻器可以被提供为MOSFET并且控制器可以通过控制MOSFET的开关来控制由MOSFET提供的电阻的值。

控制器可以在停用开关之前暂时地将可变电阻器设定为最小值以便使电容器放电。即，电阻器可以被设定为低电阻值使得电容器可以被放电并且由电容器和电阻器设定的延迟/阈值可以被有效地“重置”。这可能发生在流体监测单元已经是活动的时段结束时，即在流体监测单元处于唤醒时并在其要通过停用开关返回睡眠模式之前。电容器可以在对应于流体监测单元的分析周期(其可以被称为测量周期)的时间段的结束时放电，即，测量周期可以是流体监测电子器件分析流体的时间段。电阻器可以暂时地被设定为低值，使得在电阻器被设定为对应于以上讨论的期望延迟/电压阈值的值之前，电阻器被设定为低值一段时间以允许电容器放电。

传感器可以是基于电子皮肤的生物燃料电池，E-BFC，其响应于对流体的检测而生成电势。所生成的电势可以对应于检测到的流体量。电势可以是检测信号或可以用于生成检测信号，使得检测信号的生成对应于响应于对流体的检测而对电势的生成。因此，所生成的电势(电压)可以用于经由控制器和控制到流体监测单元的功率供应的开关来唤醒该单元。由E-BFC生成的电势可以与检测到的流体量成比例使得更大的流体量得到更大的生成电势。

E-BFC可以当所生成的电势超过对应于对给定流体量的检测的预定阈值时生成检测信号。所生成的电势可以是检测信号，因此该信号可能不会被供应到控制器直到已经生成对应于最小流体量的阈值。因此可以在检测信号被生成或被提供到控制器之前要求最小流体量。因此，流体监测单元的唤醒可以要求对最小流体量的检测。

传感器可以响应于流体流过设备而生成检测信号。传感器可以包括：流道，其被布置为使得流体流过流道；以及感应电极(阵列)，其被围绕所述流道的外围周向布置。感应电极(阵列)可以由于流体中的移动离子流过流道而生成摩擦电势。由感应电极生成的摩擦电势可以对应于流体中的移动离子流过流道的速率。更具体地，对应于流体中的移动离子流过流道的速度和浓度(流率和浓度率)。感应电极可以当所生成的摩擦电势超过对应于移动离子的给定速率的预定阈值时生成检测信号。因此，流体中的移动离子可以用于提供检测信号。移动通过流道的离子可以与感应电极交互以感生出摩擦电势(电压)。

摩擦电势可以是检测信号或可以用于生成检测信号，使得检测信号的生成对应于响应于流体流过流道而对摩擦电势的生成。因此，所生成的摩擦电势(电压)可以用于经由控制器和控制到流体监测单元的功率供应的开关来唤醒该单元。由在流道中流动的流体生成并且利用感应电极测量的电势可以与检测到的流体量成比例使得更大的流体量得到更大的生成电势。因此，可以在检测信号被生成或被供应到控制器并且流体监测单元被激活之前要求最小流的流体。流道可以是微流控路径。

所生成的摩擦电势也可以随时间进行监测使得响应于摩擦电势的变化而生成检测信号。即，传感器可以：在第一时间点处检测第一摩擦电势量；并且在所述第一时间点之后的第二时间点处检测第二摩擦电势量。传感器电子器件然后可以计算所述第一摩擦电势量与所述第二摩擦电势量之间的差并且当所述第一摩擦电势量与所述第二摩擦电势量之间的所述差超过预定阈值时生成所述检测信号。相反，如果检测信号被提供到控制器使得流体监测单元是唤醒的，那么传感器可以当所述第一摩擦电势量与所述第二摩擦电势量之间的所述差不超过预定阈值时停止将检测信号提供给控制器。因此，如果摩擦电势没有随时间充分改变，流体监测单元可进入睡眠。类似地，如果(在对地的单端测量用作参考电极的情况下)摩擦电势下降到绝对阈值以下(如果针对地来测量的话)，则流体监测单元可进入睡眠。

感应电极可以例如被串联布置为流道的周向元件/阵列，使得如果提供多个感应电极，那么流体在一对感应电极之间流动。感应电极可以对地来测量。可以优选地提供至少两个感应电极：正电极和接地电极或参考电极。在感应电极处生成的摩擦电势可以对应于两个电极之间的差，并且可以将检测(激活)信号提供给功率控制单元(控制器)的开关。

备选地，传感器可以包括：流道，其被布置为使得流体流过流道；以及一个或多个离子选择电极，其被布置在流道内部。离子选择电极可以由于流体中的移动离子流过流道而生成电化学电势。由离子选择电极生成的电化学电势可以对应于流体中的(特定)移动离子流过流道的速率或浓度。离子选择电极可以在所生成的电化学电势超过对应于移动离子的给定速率或浓度的预定阈值时生成检测信号。因此，流体中的(特定)移动离子可以用于提供检测信号。移动通过流道的离子可以与离子选择电极交互以感生出电化学电势(电压)。

电化学电势可以是检测信号或可以用于生成检测信号，使得检测信号的生成对应于响应于流体流过流道而对电化学电势的生成。因此，所生成的电化学电势(电压)可以用于经由控制器和控制到流体监测单元的功率供应的开关来唤醒该单元。由离子选择电极和在流道中流动的流体生成的电势可以与流体量和/或检测到的特定离子的浓度成比例使得更大的流体量和/或更大浓度的特定离子得到更大的生成电势。因此，可以在检测信号被生成或被供应到控制器并且流体监测单元被激活之前要求最小流的流体。流道可以是微流控路径。

所生成的电化学电势也可以随时间进行监测使得检测信号响应于电化学电势的变化而被生成。即，传感器(并且更具体地，与传感器相关联的控制电子器件和软件)可以：在第一时间点处检测第一电化学电势量；并且在所述第一时间点之后的第二时间点处检测第二电化学电势量。传感器然后可以计算所述第一电化学电势量与所述第二电化学电势量之间的差并且当所述第一电化学电势量与所述第二电化学电势量之间的所述差超过预定阈值时生成所述检测信号。相反，如果检测信号被提供到控制器使得流体监测单元是唤醒的，那么传感器可以当所述第一电化学电势量与所述第二电化学电势量之间的所述差不超过预定阈值时停止将检测信号提供给控制器。因此，如果电化学电势没有随时间充分改变，流体监测单元可进入睡眠。

离子选择电极和参考电极可以被(同心地)布置在流道中，使得流体在参考电极周围流动。优选地，可以提供至少两个离子选择电极：正电极和接地电极或参考电极。离子选择电极所生成的信号可以针对参考电极(上的电势)进行测量。流体可以流过离子选择膜电极，并且该电极可以相当于使用参考电势/方案的电势滴定pH测量探头。

本发明扩展到对应于设备方面的方法方面。

具体地，根据第二方面的实施例，提供了一种控制到流体监测单元的功率的方法，所述方法包括：检测从用户的皮肤导出的流体；根据对流体的所述检测来生成检测信号；根据所述检测信号来生成唤醒信号；并且将所述唤醒信号供应给控制到所述流体监测单元的功率供应的开关以便激活所述开关并且唤醒所述流体监测单元，其中，任选地，所述流体是汗液。

本发明的各方面，例如，控制器可以被实施在数字电子电路中或计算机硬件、固件、软件中或它们的组合中。本发明的各方面可以被实施为计算机程序或计算机程序产品，即，有形地体现在信息载体中(例如机器可读存储设备中或传播信号中)的计算机程序，用于由一个或多个硬件模块运行或控制一个或多个硬件模块的操作。计算机程序可以采取独立程序、计算机程序部分或一个以上计算机程序的形式并且可以以任何形式的编程语言(包括汇编的或解释的语言)来编写，并且其可以以任何形式来部署，包括作为独立程序或作为适合于使用在通信系统环境中的模块、部件、子例程或其他单元。计算机程序可以被部署为运行在一个模块上或处于一个站点处或跨多个站点分布并且由通信网络互连的多个模块上。

本发明的方法步骤的方面可以由运行计算机程序的一个或多个可编程处理器通过在输入数据上进行操作并生成输出来执行本发明的功能。本发明的装置的方面可以被实施为编程的硬件或专用逻辑电路，包括例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

适合于运行计算机程序的处理器包括例如通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般地，处理器将从只读存储器或随机访问存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于运行指令的处理器，其耦合到用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。

因此，可以看出，本发明的实施例可以提供使电子器件的总体功耗最小化并根据对从用户的皮肤导出的流体(例如汗液)的检测来有效地管理由流体监测电子器件消耗的功率的单元。

附图说明

本公开的各实施例可以采取各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤的安排。因此，附图出于图示各种实施例的目的，不应被解释为对实施例的限制。在绘制的附图中，同样的附图标记指代同样的元件。另外，应指出，附图可以不按比例绘制。

图1是根据本发明的一般实施例的开关电路的框图；

图2是根据本发明的一般实施例的包括开关电路的系统的框图；

图3是根据本发明的一般实施例的用于控制供应到流体监测单元的功率的方法的流程图；

图4是根据本发明的一方面的实施例的包括开关电路的系统的电路图；

图5是根据本发明的一方面的实施例的包括开关电路的系统的电路图；

图6是根据本发明一方面的实施例的系统中的电极和流道的图；

图7是根据本发明一方面的实施例的生成检测信号的感应电极的框图；

图8是根据本发明一方面的实施例的E-BFC和得到的电压生成的图；以及

图9是示出乳酸转化为丙酮酸的图。

具体实施方式

本公开的实施例及其各种特征和有利细节更完全地参考在附图中描述和/或图示并且在以下描述中详述的非限制性示例来解释。应当指出，在附图中图示的特征不必按比例绘制，并且如技术人员将认识到的，即使没有在本文中明确陈述，一个实施例的特征也可以用于其他实施例。公知部件和处理技术的描述可以被省略以避免使本公开的实施例模糊不清。本文中使用的示例仅仅旨在方便理解本文实施例可被实践的方式并且进一步使得本领域技术人员能够实践本文的实施例。因此，本文中的示例不应被解释为限制本公开的实施例的范围，其仅仅受权利要求书和适用法律限定。

应理解，本公开的实施例不限于本文中描述的特定方法、协议、设备、装置、材料、应用等，因为这些可以变化。还应理解，本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并非限制所要求保护的实施例的范围。必须指出，如本文中并且权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数引用，除非上下文清楚地另行指示。

除非另行限定，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有如本公开的实施例所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管描述了优选的方法、设备和材料，但是与本文中描述的那些相似或等价的任何方法和材料也可被用在实施例的实践或测试中。

如上所述，对流体(例如汗液)中的生物标志物的连续监测能够揭示个体的健康和福祉。然而，流体生成不是连续的或均匀的并且取决于个体的身体和精神状态，即，其是偶发性事件。使流体传感器(用于分析和处理数据的电子器件，即流体监测单元)连续地打开(即使在不存在流体样品时)将导致系统的功率利用不佳，因此导致较低的电池时间。因此，需要频繁进行电池充电和/或频繁更换电池、和/或增加传感器设备占用面积。

如上所述，本发明涉及一种仅当在流体传感器部位处可获得流体时生成用于传感器电子器件执行流体分析的唤醒信号的系统。通过仅当在传感器部位处可获得流体时接通流体传感器，在不存在流体样品的时段期间的传感器设备能量可被节省。因此可以延长电池时间并且可以实现更小的传感器设备占用面积。唤醒生成块是自供电的(无源，而无需额外的有源电子器件)或消耗非常低的能量来操作。还可以提供用于唤醒信号生成的可配置计时，其利用可变电阻器以基于流体生成的速率来优化唤醒计时。

图1示出了根据本发明的一般实施例的开关电路的框图。开关电路1包括传感器2和控制器3。传感器2被配置为检测从用户的皮肤导出的流体并且可以被设置成与用户的皮肤接触以便检测从用户的皮肤的表面排出的流体。流体可以优选地是汗液。传感器2根据对流体的检测来将检测信号2a提供到控制器3。控制器3接收来自传感器2的检测信号并且作为响应生成唤醒信号3a。控制器3将唤醒信号提供给开关，开关控制供应到流体监测单元的功率。

人类中流体(例如汗)的自然分泌是偶发的并且在时间上不是均匀的或不是周期性的。因此，当不存在流体时对流体监测单元供电将导致不必要能量的支出，从而导致对流体监测单元的功率供应(例如电池)的利用不佳。因此，流体监测单元的功耗可以通过基于对流体的检测来控制供应到电子器件的功率而得到有效管理。

图2示出了根据本发明的一般实施例的包括开关电路的系统的框图。系统包括开关电路1、流体监测单元4和功率供应5。流体监测单元4与功率供应5之间的连接由通过开关电路1中的控制器激活和停用的开关控制。即，供应到流体监测单元4的功率由开关控制。开关的具体定位可以变化并且其可以被提供为开关电路1的部分、流体监测单元4的部分、功率供应5的部分或者例如设置在流体监测单元4与功率供应5之间的单独实体。开关电路1被连接到流体监测单元4并且信息可以从流体监测单元4传输到开关电路1。

图3是根据本发明的一般实施例的用于控制供应到流体监测单元的功率的方法的流程图。在步骤S31处，检测从用户的皮肤导出的流体并且在步骤S32处根据对流体的检测来生成检测信号。然后在步骤S33处根据检测信号来生成唤醒信号。最后，在步骤S34处，将唤醒信号供应给控制到流体监测单元的功率供应的开关以便激活开关并且唤醒流体监测单元。

如上所述，本发明的实施例可以利用无源唤醒开关可以被放置于流体监测单元上的电池与电子器件子系统之间的技术来优化可穿戴流体监测设备(流体监测单元)的功耗。电子器件子系统被称为流体监测电子器件。流体监测电子器件是分析流体样品并且将其转化为有意义的数字数据的电子器件子系统。开关在被接通时通过将流体监测电子器件连接到功率供应(例如电池源)来将能量提供到流体监测电子器件并且在被关断时将功率供应与流体监测电子器件断开连接，由此节省电池中的能量。当用户体内的流体生成处于活动的适当时刻接通唤醒开关，使得监测设备可以收集、处理并且分析流体样品。相反，开关应在测量部位不存在流体或存在太少流体的情况下被关断。流体是从用户的皮肤导出的任何体液，例如汗液、皮脂、间质液。流体可以优选地是汗液，使得监测电子器件在由传感器检测到汗液时被唤醒。

激活/停用唤醒开关的这种接通/关断信号是唤醒信号。唤醒信号可根据使用在存在流体(例如汗液)的情况下生成电能的生物燃料电池的子系统(传感器)来生成。或者，唤醒信号可以根据子系统中的电极来生成。电极可以是围绕传感器的微流控系统的流道周向放置的感应电极或者放置于流道内部的离子选择电极。所生成的电能用于唤醒监测设备的电子器件子系统以执行对流体样品的分析。

通过仅在存在足够流体时唤醒耗电的流体监测电子器件，可以优化能量消耗，由此增加电池寿命和/或通过使用更小的电池来减少设备占用面积。生成唤醒信号的子系统的功耗是非常低的并且可以提供基于流体生成的速率来唤醒流体监测电子器件的可配置的延迟。

图4是根据本发明一方面的实施例的包括开关电路的系统的电路图。更具体地，图4示出了具有针对最佳唤醒计时的可配置延迟的基于汗液产生率的唤醒生成系统的示意性概览。在该实施例中，传感器是电化学传感器，具体地，基于电子皮肤的生物燃料电池(E-BFC)。E-BFC在本领域中已知的并且能够将人类的汗液转化成能够对无线电通信设备供电的显著电能。例如，已知一种能在53秒内将2.2mF的电容器充电到3.5V的E-BFC。这样的E-BFC可用于提供唤醒信号，并且一旦使用可作为汗液监测贴片的一部分提供的传感器确定个体中的汗液生成处于活动就接通汗液监测电子器件。即，E-BFC可以被提供为被应用/附接到用户的皮肤的贴片的一部分。因此，唤醒生成系统使用从在E-BFC处对汗液的检测得到的汗液样品来形成有源生物燃料电池。

图4中示出的电路包括E-BFC 21、低功率唤醒生成块31(控制器)、汗液监测电子器件4和开关6。可变电阻器7和电容器8被并联连接在E-BFC21的输出端。

E-BFC 21是基于皮肤的生物燃料电池，其响应于汗液而生成电压。所生成的电压的值取决于在E-BFC 21与用户的皮肤接触的部位处存在的汗液的量。恒定的汗液生成将在E-BFC 21的输出处产生恒定的电压。开源电压然后被连接到可变电阻器7和电容器8。可变电阻器7将动态电阻提供给E-BFC 21的输出。具体地，通过改变电阻负载(即，可变电阻器7的值)，可以提供用于电容器8电压Vin到达设定阈值Vth的可重新配置的延迟。这允许更好地控制唤醒系统所需的汗液量并且延迟可以被配置用于不同的出汗率。可变电阻器7可以被提供为晶体管，例如MOSFET，并且电阻可以通过控制晶体管的栅电压来改变。开关控制信号来自低功率唤醒生成块，用于控制可变电阻器。用于电阻器7的开关控制信号可由汗液监测电子器件4基于例如用户的出汗率和/或其他参数(例如汗液的性质或测量结果)进行设定。E-BFC 21输出端的可变RC也有助于移除Vin的瞬态峰值，当没有足够的汗液时，这些峰值可能会生成错误的唤醒触发。

低功率唤醒生成块31接收来自E-BFC 21和电容器8的信号Vin。来自汗液监测电子器件4的计时器信号和控制信号还被输入到低功率唤醒生成块31。当汗液监测电子器件4处于活动模式(即，未睡眠)时，提供开关控制信息以配置可变电阻器7的控制信号被递送到低功率唤醒生成块31，使得低功率唤醒生成块31可以根据开关控制来控制电阻器7的值。

根据从E-BFC和电容器8接收到的Vin，唤醒信号从低功率唤醒生成块31被递送给开关6。唤醒信号可以被认为是激活(闭合)或停用(断开)开关6的高或低逻辑信号并且可以被导出为NOT(Vtrigger OR Vtimer)，其中，NOT表示逻辑非并且OR表示数字信号的逻辑“与”。

当Vin信号超过阈值电压Vth时，Vtrigger信号被设定为逻辑“高”。Vtimer是“计时器”信号的值，其定义了在汗液监测电子器件4切换到睡眠模式之前到期的时间段。因此当汗液监测电子器件4切换到睡眠模式时，计时器信号被设定为逻辑“低”因此Vtimer被设定为逻辑“低”。

当在E-BFC处生成的汗液不充分时，Vin不超过Vth并且Vtrigger被设定为逻辑“低”。供应给开关6的唤醒信号因此被设定于逻辑“高”，其断开开关6并切断监测电子器件4。一旦在E-BFC处存在足够的汗液，Vin超过Vth，因此Vtrigger被设定为逻辑“高”。唤醒信号因此被设定为逻辑低并且开关6被闭合以唤醒监测电子器件4。当被唤醒时，监测电子器件4将计时器信号设定为“高”，由此将Vtimer设定为“高”。这确保一旦监测电子器件被唤醒，它们就能够确定何时回到睡眠。即，计时器设定汗液监测电子器件4唤醒的最小时间段，使得它们在汗液的分析期间不与功率供应断开连接。将Vtimer设定为“高”确保功率被维持到汗液监测单元4，而不管Vtrigger的值如何。

一旦监测电子器件已经完成了相关的处理，Vtimer就被设定为低。如果由于不能获得汗液Vtrigger还是低，那么唤醒信号高并且开关6被断开，从而触发对监测电子器件4的关断。下面的逻辑表(表1)示出了Vtrigger、Vtimer、唤醒信号与得到的汗液监测电子器件的状态之间的关系。这基于以上描述的逻辑关系NOT(Vtrigger OR Vtimer)。

Vtrigger	Vtimer	唤醒信号	开关	监测电子器件
					0	0	1	断开	睡眠
0	1	0	闭合	唤醒
					1	0	0	闭合	唤醒
1	1	0	闭合	唤醒

表1：电路部件的示例性逻辑表和由此导致的控制

低功率唤醒生成块31总是“接通”的，由此消耗活动能量。然而，该能量比在汗液监测电子器件4是恒定活动(即使不存在任何汗液)的情况下将支出的能量低得多。通过具体地在存在(足够)汗液的时刻激活汗液监测电子器件4，汗液监测系统的电池可以被保持并且其寿命被延长。可变负载电阻器7的电阻在每个成功测量周期之后被设定为非常低的值以便使负载电容器8放电并且准备电路用于下一周期。测量周期对应于汗液正被汗液监测电子器件分析的时间段。电阻器7的值可以在被设定为对应于汗液监测电子器件根据系统和/或用户的要求设定的开关控制的值之前被设定为低。

图5示出了根据本发明一方面的另一实施例的包括开关电路的系统的电路图。图5与图4相同，除了用电极传感器22替换来自图4的E-BFC的传感器。另外，全桥整流器9被连接在电极传感器22的输出端。电极传感器22利用通过汗液中的移动离子在电极中感生的电力。因此，类似于E-BFC，电极传感器22当在样品部位处存在汗液时生成电势。该电势然后可以用于触发对汗液监测电子器件4的唤醒。

如上所述，基于液体摩擦发电机/传感器的检测信号可以用于触发对汗液监测电子器件的唤醒。液体摩擦发电机/传感器的工作机制基于两个同时的效应：接触起电(摩擦电充电)和静电感应。在这种情况下，汗液流过通道(其可以例如是基于硅树脂或PTFE的)并在感测表面上生成摩擦拖拽力，其与汗液中存在的离子(增强信号)组合，导致在电极周围的局部电荷(电场)重新分布/不平衡(液体静电感应)，最终在两个感应电极之间感生电势差，并且驱动电子从一个电极流到另一个电极。

在备选实施例中，由流体通道内部的离子选择电极产生的检测信号用于触发唤醒汗液监测电子器件。与所有已知的电位离子传感器一样，离子选择膜被提供为关键部件。从也存在于样品中的各种干扰离子之中，离子选择膜建立偏好，传感器利用该偏好对样品中的分析物做出响应。如果离子能够穿透两相之间的边界，并且在平衡建立时在两相中形成不同的电位，能够到达电化学平衡。然而，如果只有一种类型的离子能够在两相之间交换，那么在这两相之间形成的电位差唯一由这两相中这一种类型的离子的活动确定。如果仅对一种类型的离子可渗透的离子选择膜被用来分离不同离子活动的两种溶液，那么膜两端的电势差可由能斯特方程定义。

电极传感器22可以包括流道和围绕流道的外腔周向布置的感应电极。感应电极由于汗液中的移动离子流过流道而生成摩擦电势。备选地，电极传感器可以包括流道和布置在流道内部的离子选择电极。如上所述，离子选择电极由于汗液中的移动离子流过流道而生成电化学电势。当感应电极(摩擦电势)被用在传感器中时，提供对地测量的至少一个电极。可以优选地存在至少两个电极来不同地测量。当离子选择电极(电化学电势)被用在传感器中时，提供对参考电极电位进行测量的至少一个电极，类似地，例如对于简单pH测量探头。

因此，由移动电子生成的电势用于唤醒汗液监测电子器件4以便仅仅当新的汗液由用户产生并在传感器处被检测到时按需进行测量。因此，唤醒生成系统使用来自电极传感器22的“自生成”的唤醒信号来使由汗液监测电子器件4进行的传感器测量事件与汗液产生率同步。

在传感器中使用电极，一旦产生新的汗液，通过微流控系统的(最初)瞬态或脉冲汗流/压力波(移动离子)生成液体摩擦电势或电化学电势(瞬态信号)，其用于唤醒汗液监测单元。所产生的信号由围绕微流控系统的流道周向放置的感应电极或微流控系统的流道内部的离子选择电极捕获。

图6示出了根据本发明一方面的实施例的相对于其他系统元件的电极和流道的图。系统包括流道23和电极传感器22，该电极传感器具有在通道23外部周向布置的感应电极或通道23内部的离子选择电极的电极。由用户排出的汗液流入流道23中。汗液可以被认为是水中的移动离子并且这些离子与电极22交互以生成电势。汗液可以包括例如钠离子Na+、氢氧离子OH-、氯离子Cl-和/或氢离子H+。因此，感应电极的使用提供了无源电路的基于汗液的唤醒信号生成系统，该无源电路具有从移动离子生成并通过感应电极或离子选择电极传送的自生成的唤醒信号。

所生成的电势被提供到唤醒电路和微控制器32，其继而唤醒监测单元4。唤醒电路和微控制器32可以在功能上相当于图5的低功率唤醒生成块31和开关6。流道23继续通过监测单元4使得用于唤醒监测单元4的汗液可以通过单元4以供当单元4唤醒时进行分析。监测单元4还可以被认为是分析汗液的组分或生物标志物的流体传感器或生物分析器单元。监测单元4在电极22处生成电势之前处于睡眠模式中。

一旦建立了稳定的汗流，系统就继续测量。在电极处产生的信号中的瞬态事件的周期性的频率(占空比)和/或时间导数(随时间的流动变化)可以被监测并用于关断设备，即，将监测单元切换到睡眠模式。例如，如果摩擦电信号随时间(例如10分钟)没有很大改变，那么设备由控制器设定返回到睡眠模式。

根据一方面，液体摩擦电发电机可用于生成检测信号。众所周知，这种发电机被安装在移液管尖端以测量电解液的浓度。取决于NaCl溶液体积(20-100μL)，NaCl浓度(0-500mM)和温度(20-60℃)，测量到大约1-2V的开路电压和大约高达15μA的电流。汗液中典型的Na+和Cl-浓度是50-70mM。有关摩擦电信号生成的信息，可以在以下网址处找到：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285517303750。

在具有摩擦电荷感应电极的唤醒系统中，电极对之间的电压差由具有非常大的输入阻抗(例如，200TΩ)的放大器来测量，因为摩擦电信号通常具有较高的最佳输出阻抗，需要使用功率转化电子器件将其匹配并转化为合适的唤醒电流。该信号通常是交流信号(AC)，其可能需要在由唤醒电子器件利用之前进行整流。在图5的电路中示出了适当的整流器。

图7示出了根据本发明一方面的实施例的感应电极的横截面。第一感应电极22a和第二感应电极22b被连接到放大器24，并提供流体通道23与所述感应电极配合。在图7中示出了流体通道23的横截面，其可由硅酮、PTFE等形成。汗液可以被提供在第一感应电极22a和第二感应电极22b上，其中汗液包括移动离子。摩擦电势通过移动离子来生成。第一感应电极22a和第二感应电极22b可以由铜形成。放大器24具有非常大的输入阻抗，例如，200TΩ。放大器24测量流体通道周围的两个感应电极22a、22b之间的电压差。第一感应电极22a可以是正电极，而第二感应电极22b可以是参考或接地电极。输出信号主要是AC信号，因此可能需要整流。因此，放大器的输出Vout可以被整流(例如，半或全桥整流)，然后被提供给控制器以生成唤醒信号。

根据本发明另一方面的实施例，汗液中乳酸的浓度可以用于唤醒汗液监测单元。即，乳酸氧化酶可用作E-BFC。本实施例的电路与图4所示的电路相同，除了基于乳酸浓度来生成检测信号的E-BFC。因此，图5所示的实施例与本实施例之间的差别在于，响应于乳酸浓度超过阈值，而不是当检测到汗液(或一定量的汗液)时，生成唤醒信号。通过将乳酸氧化酶与E-BFC的阳极整合，能量输出与汗液中乳酸的浓度直接相关。当汗液中有特定浓度的乳酸时，这可以激活汗液监测电子器件。

图8示出了根据实施例的在E-BFC的阳极和阴极处发生的反应和得到的电压生成的图。

由于乳酸是脓毒症的标志物(脓毒症的一个指标)，因此乳酸的任何增加都是在监测患者期间生成警报的原因。因此，高浓度的乳酸可以生成足够的电压以唤醒可实现直接通信以生成警报或通知的贴片和/或传感器。附加地或备选地，它还可以使传感器能够采集任何附加的测量结果，以便验证读数并减少误报量。即，如果E-BFC处生成的电压超过指示乳酸太高的阈值，则对乳酸的检测可提供唤醒信号或警报。除了考虑汗液中乳酸的浓度外，还可以使用乳酸浓度的变化。例如，如果乳酸浓度在预定时间量内与预定水平没有偏离至少预定量(即，浓度在一段时间内没有偏离特定量)，那么可以不生成检测信号并且监测单元可以保持不活动。

如上所述，乳酸氧化酶将乳酸(底物)转化成丙酮酸(产物)。乳酸到丙酮酸的这种转化如图9所示。这种转化是能量生成的原因。这种方法类似于电化学生物传感器，因此，这种传感器中使用的酶还可以用于专门为其他感兴趣分子生成能量。这样的酶可以包括例如葡萄糖氧化酶、胆碱氧化酶、胆固醇氧化酶、D-氨基酸和L-氨基酸氧化酶、乙醇氧化酶、尿酸酶、乳酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶、胆红素氧化酶、谷氨酸氧化酶、腐胺氧化酶和多胺氧化酶。因此，可响应于检测到这样的酶超过阈值而生成唤醒信号。

从上文可以看出，本发明的实施例可以提供用于根据对汗液的检测来控制供应到汗液监测设备的功率的开关电路。该设备的功耗可以被最小化并且被有效地管理。

尽管上文仅详细描述了几个示例性实施例，但是本领域技术人员将容易认识到，在本质上不脱离本公开实施例的新颖教导和优点的情况下，在示例性实施例中可以进行许多修改。本发明的上述实施例可有利地独立于任何其他实施例使用或与一个或多个其他实施例以任何可行的组合使用。

因此，所有这样的修改旨在被包括在权利要求书中限定的本公开实施例的范围内。在权利要求书中，手段加功能条款旨在涵盖本文中描述为执行所述功能的结构并且不仅涵盖结构等价物，还涵盖等价结构。

另外，在一项或多项权利要求中置于括号内的任何附图标记不应被理解为对权利要求的限制。词语“包括”和“包含”等并不排除除了在任何权利要求或整个说明书中列出的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。元件的单数引用不排除这样的元件的复数引用，反之亦然。一个或多个实施例可以借助于包括若干不同的元件硬件来实施。在列举了若干单元的设备或装置权利要求中，这些单元中的若干可以由同一硬件来实现。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不表明不能有利地利用这些措施的组合。

Claims (14)

1.一种用于控制供应到流体监测单元的功率的开关电路，所述开关电路包括：

传感器，其被配置为检测从用户的皮肤导出的流体并且根据对流体的检测来生成检测信号；以及

控制器，其被配置为接收所述检测信号，根据所述检测信号来生成唤醒信号，并且将所述唤醒信号供应给控制到所述流体监测单元的功率供应的开关以便激活所述开关并且唤醒所述流体监测单元，其中，

任选地，所述流体是汗液；并且

所述传感器被配置为：

在第一时间点处检测第一流体量；

在所述第一时间点之后的第二时间点处检测第二流体量；

计算所述第一流体量与所述第二流体量之间的差；并且

当所述第一流体量与所述第二流体量之间的所述差超过预定阈值时生成所述检测信号。

2.根据权利要求1所述的开关电路，其中，

所述流体监测单元被配置为响应于接收到所述唤醒信号而生成指示计时器延迟的计时器信号并且将所述计时器信号供应给所述控制器；并且

所述控制器被配置为在所述计时器信号指示的所述计时器延迟的持续时间内将所述唤醒信号供应给所述开关以便至少在所述计时器延迟的所述持续时间内维持对所述流体监测单元的激活。

3.根据权利要求1或2所述的开关电路，其中，所述传感器被配置为响应于在预定时间量内检测到预定流体量而生成所述检测信号。

4.根据任一前述权利要求所述的开关电路，包括：通知单元，所述通知单元被配置为接收所述唤醒信号并且响应于接收到所述唤醒信号而生成警报。

5.根据任一前述权利要求所述的开关电路，其中，所述传感器被配置为被定位成与用户的皮肤直接接触以便检测从所述用户的皮肤排出的流体。

6.根据任一前述权利要求所述的开关电路，其中，所述传感器被配置为：

测量检测到的流体中的底物的浓度；并且

当所述检测到的流体中的所述底物的所述浓度超过预定阈值时生成所述检测信号。

7.根据任一前述权利要求所述的开关电路，包括：

与所述传感器并联连接的可变电阻器；以及

与所述可变电阻器并联连接的电容器，其中，

所述可变电阻器和所述电容器被配置为控制所述检测信号到所述控制器的递送。

8.根据权利要求7所述的开关电路，其中，所述控制器被配置为在所述流体监测单元活动时根据从所述流体监测单元接收到的参数来控制所述可变电阻器的值。

9.根据权利要求7或8所述的开关电路，其中，所述控制器被配置为在停用所述开关之前将所述可变电阻器暂时地设定到最小值以便使所述电容器放电。

10.根据任一前述权利要求所述的开关电路，其中，

所述传感器是基于电子皮肤的生物燃料电池，E-BFC，其被配置为响应于对流体的所述检测而生成电势；并且

所生成的电势对应于检测到的流体量。

11.根据权利要求10所述的开关电路，其中，所述E-BFC被配置为当所生成的电势超过与对给定流体量的检测相对应的预定阈值时生成所述检测信号。

12.根据权利要求1至10中的任一项所述的开关电路，其中，所述传感器包括：

流道，其被布置为使得流体流过所述流道；以及

感应电极，其被围绕所述流道的外围周向布置并且被配置为由于所述流体中的移动离子流过所述流道而生成摩擦电势；并且其中，

由所述感应电极生成的所述摩擦电势对应于所述流体中的移动离子流过所述流道的速率或浓度；并且

所述感应电极被配置为当所生成的摩擦电势超过对应于移动离子的给定速率的预定阈值时生成所述检测信号。

13.根据权利要求1至10中的任一项所述的开关电路，其中，所述传感器包括：

流道，其被布置为使得流体流过所述流道；以及

离子选择电极，其被布置在所述流道内部并且被配置为由于所述流体中的移动离子流过所述流道而生成电化学电势；并且其中，

由所述离子选择电极生成的所述电化学电势对应于所述流体中的移动离子流过所述流道的速率或浓度；并且

所述离子选择电极被配置为当所生成的电化学电势超过对应于移动离子的给定速率的预定阈值时生成所述检测信号。

14.一种控制到流体监测单元的功率的方法，所述方法包括：

检测从用户的皮肤导出的流体；

根据对流体的所述检测来生成检测信号；

根据所述检测信号来生成唤醒信号；并且

将所述唤醒信号供应给控制到所述流体监测单元的功率供应的开关以便激活所述开关并且唤醒所述流体监测单元，其中，

任选地，所述流体是汗液；并且

所述检测包括：

在第一时间点处检测第一流体量；

在所述第一时间点之后的第二时间点处检测第二流体量；并且

所述生成包括：

计算所述第一流体量与所述第二流体量之间的差；并且

当所述第一流体量与所述第二流体量之间的所述差超过预定阈值时生成所述检测信号。

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