CN212159641U - 一种可穿戴设备的汗液ph值检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,包括PH‑ISFET传感器模组、探针模组、信号处理集成模组、基带芯片、控制信号输入模组以及电源模组；所述PH‑ISFET传感器模组分别与所述探针模组以及信号处理集成模组相连，所述信号处理集成模组还与所述基带芯片以及所述电源模组相连，所述基带芯片以及所述电源模组还与所述控制信号输入模组相连，本实用新型通过上述结构，通过设置探针模组采用毛细管和虹吸原理采集使用者的汗液，并通过设置PH‑ISFET传感器模组并在PH‑ISFET传感器内离子敏场效应管的栅极上贴氢离子敏感膜来获取汗液中H+离子浓度并转换为PH值的方式实现了可对汗液进行准确并多次的获取，方便了用户的使用。

Description

一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置

技术领域

本实用新型涉及可穿戴设备,尤其是一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置。

背景技术

研究表明，皮肤pH值的变化与许多皮肤疾病的发生有着密切的关系，如过敏性皮炎、痤疮等，汗液pH值还会随汗液中Na+浓度的升高而上升，同时Na+浓度则反映了出汗者的脱水程度，通过对汗液pH值的测量，也可以间接掌握出汗者的脱水程度，在运动科学、军事等领域有着重要意义。

然而，传统的可穿戴技术及其商业化产品使用光电检测的方法，侧重于对物理指标的测量，如心率、体温、运动跟踪、生物电信号和步数等，国外的商业化产品有iWatch手表、Fitbit手环、GoogleGlass眼镜等可穿戴产品，国内的有以小米手环等为代表的一系列手环和手表类产品。但这些侧重于物理指标检测的传统可穿戴技术还不能满足人类健康监测的另外一个重要信息来源，即体液的监测，另外，专门用于检测汗液PH值的穿戴设备主要集中在可穿戴式微流控芯片在汗液领域中的应用。但是，可穿戴式微流控芯片对汗液pH值的检测方法还存在检测方法比较单一的问题，目前绝大多数研究都基于汗液与显色指示剂发生反应，然后通过肉眼或光电检测读取pH值的方法，精度不好，且不能重复使用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种能实现PH值实时显示、安全方便同时固定效果好的智能终端无级调节表带。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,包括PH-ISFET传感器模组、探针模组、信号处理集成模组、基带芯片、控制信号输入模组以及电源模组；

所述PH-ISFET传感器模组分别与所述探针模组以及信号处理集成模组相连，所述信号处理集成模组还与所述基带芯片以及所述电源模组相连，所述基带芯片以及所述电源模组还与所述控制信号输入模组相连；

其中，所述PH-ISFET传感器模组包括离子敏场效应管、参考电极场效应管以及差分电路，所述离子敏场效应管的栅极还贴有氢离子敏感膜；

所述离子敏场效应管的栅极与所述探针模组相连，所述离子敏场效应管还与所述参考电极场效应管相连，所述差分电路与所述参考电极场效应管相连，所述氢离子敏感膜贴在所述离子敏场效应管的栅极上。

进一步的，所述PH-ISFET传感器模组里除了离子敏场效应管的栅极与所述探针模组相连之外其余位置均采用封装技术进行密封。

进一步的，所述信号处理集成模组包括滤波放大器、A/D转换器、信号放大电路以及微处理芯片；

所述滤波放大器、所述A/D转换器、所述信号放大电路以及所述微处理芯片之间依次相连。

进一步的，所述一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置还包括显示模组；

所述显示模组与所述电源模组以及基带芯片相连。

进一步的，所述控制信号输入模组包括但不限于触控输入模组、按键输入模组以及语音控制模组中的一种。

进一步的，所述微处理芯片以及基带芯片的型号为骁龙Wear2100芯片。

进一步的，所述氢离子敏感膜还可为其它离子敏感膜，从而实现测试其它离子浓度的功能。

本实用新型采用上述结构，通过设置探针模组采用毛细管和虹吸原理采集使用者的汗液，并通过设置PH-ISFET传感器模组并在PH-ISFET传感器内离子敏场效应管的栅极上贴氢离子敏感膜来获取汗液中H+离子浓度并转换为PH值的方式实现了可对汗液进行准确并多次的获取，解决了现有技术当中现有的可穿戴式微流控芯片对汗液pH值的检测方法比较单一，目前绝大多数研究都基于汗液与显色指示剂发生反应，然后通过肉眼或光电检测读取pH值的方法，精度不好，且不能重复使用的问题，方便了用户使用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中差分电路的电路示意图；

图中标号名称为：10-PH-ISFET传感器模组、20-探针模组、30-信号处理集成模组、40-基带芯片、50-控制信号输入模组、60-电源模组、11-离子敏场效应管、12-参考电极场效应管、13-差分电路，14-氢离子敏感膜、31-滤波放大器、32-A/D转换器、33-信号放大电路、34-微处理芯片、70-显示模组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种可穿戴设备的汗液PH10值检测装置,如图1所示，包括PH10-ISFET传感器模组10、探针模组20、信号处理集成模组30、基带芯片40、控制信号输入模组50以及电源模组60；

PH10-ISFET传感器模组10分别与探针模组20以及信号处理集成模组30相连，信号处理集成模组30还与基带芯片40以及电源模组60相连，基带芯片40以及电源模组60还与控制信号输入模组50相连；

探针模组20用于采用毛细管和虹吸原理采集使用者的汗液并将其输送到PH10-ISFET传感器模组；

PH10-ISFET传感器模组10用于根据汗液中的H+离子浓度输出电信号；

信号处理集成模组30用于将电信号放大并转换为数字信号；

基带芯片40用于将数字信号转换成对应的PH10值，从而实现汗液PH10值得多次获取；

控制信号输入模组50用于让用户输入控制信号，从而启动、结束或暂停本实用新型的运行；

其中，如图1及图2所示，PH10-ISFET传感器模组10包括离子敏场效应管11、参考电极场效应管12以及差分电路13，离子敏场效应管11的栅极还贴有氢离子敏感膜14；

离子敏场效应管11的栅极与探针模组20相连，离子敏场效应管11还与参考电极场效应管12相连，差分电路13与参考电极场效应管12相连，氢离子敏感膜14贴在离子敏场效应管11的栅极上；

氢离子敏感膜14用于获取汗液中的H+离子浓度；

离子敏场效应管11用于根据汗液中的H+离子浓度输出电信号；

差分电路13用于降低外界温度对离子敏场效应管11输出电信号的影响。

进一步的，PH10-ISFET传感器模组10里除了离子敏场效应管11的栅极与探针模组20相连之外其余位置均采用封装技术进行密封。

进一步的，如图1所示，信号处理集成模组30包括滤波放大器31、32A/D转换器、信号放大电路33以及微处理芯片34；

滤波放大器31、32A/D转换器、信号放大电路33以及微处理芯片34之间依次相连；

滤波放大器31用于将电信号进行过滤并发送到信号放大电路33；

信号放大电路33用于将过滤后的电信号进行放大并发送到32A/D转换器；

32A/D转换器用于将放大后的电信号转换为数字信号并将数字信号输出到微处理芯片34；

微处理芯片34用于与基带芯片40进行信号交互并将数字信号发送到基带芯片40。

进一步的，如图1所示，一种可穿戴设备的汗液PH10值检测装置还包括显示模组70；

显示模组70与电源模组60以及基带芯片40相连；

基带芯片40还用于将数字信号转换成对应的PH10值，并通过显示模组70进行显示。

进一步的，控制信号输入模组50包括但不限于触控输入模组、按键输入模组以及语音控制模组中的一种。

进一步的，微处理芯片34以及基带芯片40的型号为骁龙Wear2100芯片。

进一步的，氢离子敏感膜14还可为其它离子敏感膜，从而实现测试其它离子浓度的功能。

在本实用新型一具体应用场景中，本实用新型在运行时，探针模组20利用毛细管及虹吸原理用以采集汗液，并将汗液送入PH10-ISFET传感器模组10，此时汗液通过离子敏场效应管11栅极上贴的氢离子敏感膜14进入到离子敏场效应管11的栅极，此时离子敏场效应管11根据汗液的H+离子浓度输出对应的电信号，之后滤波放大器31将电信号进行过滤并发送到信号放大电路33，之后信号放大电路33将过滤后的电信号进行放大并发送到32A/D转换器，之后32A/D转换器用于将放大后的电信号转换为数字信号并将数字信号输出到微处理芯片34，此时微处理芯片34与基带芯片40进行信号交互并将数字信号发送到基带芯片40，此时基带芯片40还用于将数字信号转换成对应的PH10值，并通过显示模组70进行显示，从而实现汗液PH10值的实时显示以及多次获取。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (7)

1.一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，包括PH-ISFET传感器模组、探针模组、信号处理集成模组、基带芯片、控制信号输入模组以及电源模组；

所述PH-ISFET传感器模组分别与所述探针模组以及信号处理集成模组相连，所述信号处理集成模组还与所述基带芯片以及所述电源模组相连，所述基带芯片以及所述电源模组还与所述控制信号输入模组相连；

其中，所述PH-ISFET传感器模组包括离子敏场效应管、参考电极场效应管以及差分电路，所述离子敏场效应管的栅极还贴有氢离子敏感膜；

所述离子敏场效应管的栅极与所述探针模组相连，所述离子敏场效应管还与所述参考电极场效应管相连，所述差分电路与所述参考电极场效应管相连，所述氢离子敏感膜贴在所述离子敏场效应管的栅极上。

2.如权利要求1所述的一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，所述离子敏场效应管的栅极贴有氢离子敏感膜，所述PH-ISFET传感器模组里除了离子敏场效应管的栅极与所述探针模组相连之外其余位置均采用封装技术进行密封。

3.如权利要求1所述的一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，所述信号处理集成模组包括滤波放大器、A/D转换器、信号放大电路以及微处理芯片；

所述滤波放大器、所述A/D转换器、所述信号放大电路以及所述微处理芯片之间依次相连。

4.如权利要求1所述的一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，还包括显示模组；

所述显示模组与所述电源模组以及基带芯片相连。

5.如权利要求1所述的一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，所述控制信号输入模组包括但不限于触控输入模组、按键输入模组以及语音控制模组中的一种。

6.如权利要求3所述的一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，所述微处理芯片以及基带芯片的型号为骁龙Wear 2100芯片。

7.如权利要求1所述的一种可穿戴设备的汗液PH值检测装置,其特征在于，所述氢离子敏感膜还可为其它离子敏感膜，从而实现测试其它离子浓度的功能。

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