CN217521070U - 汗液检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汗液检测技术领域,特别涉及一种汗液检测模组及其制备方法,汗液检测模组包括至少两个电极,每个所述电极包括至少一个与待测汗液接触的接触面,所述接触面呈分离点状分布,在检测过程中,当待检测汗液与所述电极接触,通过在所述电极与待测汗液之间形成电流回路,以实现所述电极对应输出待检汗液的汗液检测信号。在本实用新型中将电极打散成分离点状分布的接触面,使得有效交变电场被强行压缩在一个很薄的空间,因此,在进行汗液检测时,只需要少量的汗液量即可实现检测,且无需对汗液做处理。所述汗液检测装置及其检测方法,可使汗液检测准确度较高的同时,还可简化测量步骤。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及汗液检测技术领域,其特别涉及一种汗液检测装置。
【背景技术】
汗液从通过汗腺从标题传送到皮肤表面,分泌诸多跟身体相关的生物标记物,如离子、蛋白质、激素、荷尔蒙等,因此通过检测汗液中的这些分泌物,可以快速的非侵入式的判断人体健康程度。相关技术表明,汗液中如钠离子跟体内脱水症,氯离子跟囊肿性纤维化,钾离子跟身体代谢等存在显著关系,在血液和尿液的对比中,汗液数据对其生理指标具有高度相关性。
现有的汗液检测设备一般体积较大,不便于携带,而且由于人体身上的汗腺分布并非均匀,导致汗液的分泌量并不稳定,现有的检测设备存在汗液中的生物信息监测面临取样和检测不一致的问题。因此,亟待提供一种新型的汗液检测设备。
【实用新型内容】
为了解决现有汗液检测的问题,本实用新型提供一种汗液检测装置。
本实用新型为解决上述技术问题,提供以下方案:一种汗液检测装置,其包括汗液检测模组以及体表检测模组,体表检测模组包括检测待测主体的皮肤表面阻抗的至少两个检测面,所述汗液检测模组包括与待测主体的汗液接触的至少两个接触面;其中,所述接触面与所述检测面设于不同平面。
优选地,所述汗液检测模组包括至少两个电极,每个所述电极包括至少一个电极块,所述电极块包括所述接触面,所述接触面呈分离点状分布;和/或所述体表检测模组包括至少两个体表电极,所述汗液检测模组以及所述体表检测模组均包括四线制测量方式或二线制测量方式。
优选地,所述汗液检测装置还包括外壳及固定件,所述外壳与所述固定件围合形成U型结构,所述汗液检测模组和体表检测模组设于U型结构内,所述固定件与所述外壳一体成型或可拆卸连接,其中,所述外壳设于朝向外的一面,而所述固定件设于朝向内的一面,所述固定件形成夹持空间。
优选地,所述外壳包括第一表面及第二表面,在所述第一表面对应设置第一台阶与第二台阶;所述汗液检测模组的接触面外露于第一台阶,所述体表检测模组的检测面外露于第二台阶。
优选地,在所述第一台阶上设有下凹结构,所述汗液检测模组的接触面设于所述下凹结构内;或所述第一台阶上设有支撑结构,所述支撑结构设置在汗液传感器的检测表面的边缘。
优选地,所述下凹结构的深度为0.5mm-3mm;或所述支撑结构的高度为0.5mm-3mm。
优选地,所述汗液检测装置还包括温度检测模组、紫外线检测模组、环境温湿度检测模组以及心率检测模组中任一个或几个的组合;所述汗液检测装置还包括控制模组,所述控制模组分别与汗液检测模组、体表检测模组连接,所述控制模组还与温度检测模组、紫外线检测模组、环境温湿度检测模组以及心率检测模组中任一个或几个连接。
优选地,所述外壳的第二表面上设有防水透气膜以及光学透镜,其中,所述防水透气膜与所述环境温湿度检测模组相对应,所述光学透镜与所述紫外线检测模组相对应。
优选地,所述心率检测模组独立于所述外壳设置;和/或和/或所述心率检测模组设置在外壳内,且所述心率检测模组部分外露于第一表面或所述第二表面。
优选地,所述汗液检测装置包括处理模组与电源模组,所述汗液检测模组以及所述体表检测模组对应将汗液检测信号、皮肤水润度信号传输至所述处理模组;所述电源模组连接至所述汗液检测模组、所述体表检测模组以及所述处理模组,并为其提供电能源。
与现有技术相比,本实用新型所提供的汗液检测装置,具有如下的有益效果:
本实用新型提供一种汗液检测装置,其包括汗液检测模组以及体表检测模组,体表检测模组包括检测待测主体的皮肤表面阻抗的至少两个检测面,所述汗液检测模组包括与待测主体的汗液接触的至少两个接触面;其中,所述接触面与所述检测面设于不同平面。对应的汗液检测模组与体表检测模组,可为所述汗液检测装置提供汗液检测以及体表检测,通过在不同平面设置接触面与检测面,可使所述汗液检测模组与所述体表检测模组在使用时,可分别对体表或汗液进行检测,从而可提高检测精准度。
所述汗液检测装置中的所述汗液检测模组包括至少两个电极,每个所述电极包括至少一个电极块,所述电极块包括所述接触面,所述接触面呈分离点状分布;当汗液与所述接触面接触,所述电极与汗液之间形成电流回路,则所述电极对应输出汗液的汗液检测信号,其中,汗液检测信号包括电流信号和/或压降信号,进而可提高汗液检测装置运行的稳定性及实现精准检测。
所述汗液检测装置中的所述体表检测模组包括至少两个体表电极,所述汗液检测模组以及所述体表检测模组均包括四线制测量方式或二线制测量方式,针对所述汗液检测模组以及所述体表检测模组进一步的限定,可以满足在精准检测的前提下,使所述汗液检测装置的结构更简单。
为了使所述汗液检测装置便于安装及携带,则所述汗液检测装置还包括外壳及固定件,所述外壳与所述固定件围合形成U型结构,所述汗液检测模组和体表检测模组设于U型结构内。所述固定件与所述外壳一体成型或可拆卸连接,可便于基于功能的不同而进行调整,且可具备多样化的组装方式。
在本实用新型中,所述外壳设于朝向外的一面,而所述固定件设于朝向内的一面,所述固定件形成夹持空间。可见,基于所述固定件直接形成夹持空间,可使所述汗液检测装置更便捷地夹持在行李、衣服等,从而可便于使用者随身携带,满足在户外、室内使用的需求。
在本实用新型中,为了使所述汗液检测模组的接触面与所述体表检测模组的检测面设于不同平面,则所述外壳包括第一表面及第二表面,在所述第一表面对应设置第一台阶与第二台阶;所述汗液检测模组的接触面外露于第一台阶,所述体表检测模组的检测面外露于第二台阶。进而可使所述汗液检测模组的接触面与所述体表检测模组的检测面具有高度差。
为了使所述汗液检测装置中,所述汗液检测模组的接触面不与待测主体的皮肤接触,则进一步在所述汗液检测模组的多个接触面附近形成下凹结构或支撑结构。具体地,在所述第一台阶上设有下凹结构,所述汗液检测模组的接触面设于所述下凹结构内;或所述第一台阶上设有支撑结构,所述支撑结构设置在汗液传感器的检测表面的边缘。
所述下凹结构的深度为0.5mm-3mm;或所述支撑结构的高度为0.5mm-3mm。进而可在所述汗液检测模组的接触面的周围围合形成可容置汗液的空间,针对所述下凹结构的深度或支撑结构高度的限定,则可保证待测汗液可以在达到一定厚度,从而使待测汗液与所述电极块的接触面更充分的接触,且可避免待测汗液在检测过程中外溢。此外,还可以分隔开皮肤与电极的接触面,特别在穿戴式应用中,所述下凹部可以起到存储和引导皮肤流出的汗液,从而更好地实现待测汗液进行检测。
进一步地,在所述外壳的第二表面上设有防水透气膜以及光学透镜,其中,所述防水透气膜与所述环境温湿度检测模组相对应,所述光学透镜与所述紫外线检测模组相对应。防水透气膜可在保证环境温湿度检测模组运行正常的同时,提高其防水性能;所述光学透镜也可使所述紫外线检测模组与外界环境分隔开,进而在保证所述紫外线检测模组正常运行的同时,对紫外线检测模组进行保护。
为了进一步提高汗液检测的精准度,所述汗液检测装置还包括温度检测模组、紫外线检测模组、环境温湿度检测模组、心率检测模组以及控制模组,所述紫外线检测模组、所述环境温湿度检测模组以及所述控制模组均设于U型结构内,所述控制模组分别与紫外线检测模组、环境温湿度检测模组、心率检测模组、汗液检测模组以及体表检测模组连接。将汗液检测信号与体表检测信号关联的同时,还进一步结合体表温度检测、环境的紫外线强度检测、环境温度湿度检测、心率检测信号这些数据,从而可综合多种数据,进而提高汗液检测的精准度。
为了便于使用及操作,则所述紫外线检测模组、所述环境温湿度检测模组至少部分外露于第二表面,以避免与所述汗液检测模组的接触面、所述体表检测模组的检测面有接触。此外,为了提高检测精准度和灵活度,所述所述心率检测模组还可独立于所述外壳设置,如心率检测模组设于其他智能穿戴设备之上。
在本实用新型所提供的所述汗液检测装置中,还包括处理模组与电源模组,所述汗液检测模组以及所述体表检测模组对应将汗液检测信号、皮肤水润度信号传输至所述处理模组;所述电源模组连接至所述汗液检测模组、所述体表检测模组以及所述处理模组,并为其提供电能源。可见,通过设置处理模组与电源模组,可有效地为所述汗液检测模组以及所述体表检测模组提供电能源以及信号处理。
【附图说明】
图1是本实用新型第一实施例提供的汗液检测装置的功能模块示意图之一。
图2是汗液检测装置的结构示意图。
图3是图2中所示汗液检测装置中体表检测模组的体表电极分布示意图之一。
图4是图1中所示汗液检测装置中体表检测模组的体表电极分布示意图之二。
图5是图1中所示汗液检测装置中体表检测模组的体表电极分布示意图之三。
图6是汗液检测装置另一个角度的结构示意图。
图7A是汗液检测装置的功能模块示意图之二。
图7B是汗液检测装置中心率检测模组与处理模组、控制模组的功能模块示意图。
图8是汗液检测装置的侧面示意图。
图9是汗液检测装置中包含支撑结构的侧面示意图。
图10是汗液检测装置中包含下凹结构的结构示意图。
图11是另外的一些实施方中,汗液检测装置的结构示意图。
图12是本实用新型第二实施例汗液检测方法的步骤流程示意图。
图13是本实用新型第三实施例提供的汗液检测模组的结构示意图。
图14是图13中所示汗液检测模组中电极结构示意图。
图15A是汗液检测模组中电极的接触面的分布示意图之一。
图15B是汗液检测模组中电极的接触面的分布示意图之二。
图15C是汗液检测模组中电极的接触面的分布示意图之三。
图15D是汗液检测模组中电极的接触面的分布示意图之四。
图16是汗液检测模组中电极的电连接件的分布示意图之一。
图17是汗液检测模组中电极的电连接件的分布示意图之二。
图18是一些具体实施方式中汗液检测模组的结构示意图。
图19是第三实施例的第一具体实施方式的汗液检测模组的结构示意图。
图20是图19中所示汗液检测模组中电极块与电连接件连接的结构示意图。
图21A是汗液检测模组以四线制测量方法进行检测的电路原理示意图。
图21B是汗液检测模组以二线制测量方法进行检测的电路原理示意图。
图22是第一实施例的第二具体实施方式的汗液检测模组的结构示意图。
图23是图19中所示汗液检测模组中电连接件的结构示意图。
图24是第三实施例的第三具体实施方式的汗液检测模组的结构示意图。
图25是图24中所示汗液检测模组中电连接件的结构示意图。
图26是第三实施例提供的汗液检测方法的步骤流程示意图。
图27是图26中所示汗液检测方法的步骤P3的步骤流程示意图。
图28是实验组1、对比组1-2以生理盐水为测量液体其体积、厚度与稳定性之间的关系示意图。
图29是实验组1、对比组1以生理盐水为测量液体其体积、厚度与稳定性之间的关系示意图。
附图标识说明:
60、汗液检测装置;61、汗液检测模组;611、电极;6110、接触面;62、体表检测模组;621、体表电极;6210、检测面;63、处理模组;64、电源模组;601、温度检测模组;602、心率检测模组;65、紫外线检测模组;66、环境温湿度检测模组;67、控制模组;68、外壳;680、防滑结构;681、第一表面;6811、第一台阶;6812、第二台阶;6819、基准面;682、第二表面;6821、防水透气膜;6822、光学透镜;683、支撑结构;684、下凹结构;69、固定件;690、夹持空间;609、充电结构。
10、汗液检测模组;11、电极;111、电极块;1110、接触面;112、电连接件;12、基板;121、下凹部;1211、下凹部底面;1212、下凹部开口;101、激励电极;1011、第一激励电极;1012、第二激励电极;102、感测电极;1021、第一感测电极;1022、第二感测电极;105、工作电极;106、参比电极;107、对电极;
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
请查阅图1,本实用新型的第一实施例提供一种汗液检测装置60,其可实现对待测主体的汗液进行检测,所述汗液检测装置60包括汗液检测模组61以及体表检测模组62,其中,汗液检测模组61与待测主体的汗液接触后并生成汗液检测信号,体表检测模组62与皮肤接触并生成皮肤水润度信号,在一预设测量时间内,当皮肤水润度信号变化幅度小于设定的数量级,则输出汗液检测信号,当皮肤水润度信号变化幅度大于等于设定的数量级,则输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。
继续如图1中所示,所述汗液检测装置60还包括处理模组63与电源模组64,所述汗液检测模组61以及所述体表检测模组62对应将汗液检测信号、皮肤水润度信号传输至所述处理模组63。所述电源模组64连接至所述汗液检测模组61、所述体表检测模组62以及所述处理模组63,并为其提供电能源。
如图2中所示,在本实施例中,所述汗液检测模组61包括多个电极611,所述电极611包括接触面6110,待测主体的汗液与所述接触面6110接触,则所述电极611对应输出汗液的电流信号和/或压降信号。
如图2所示,所述体表检测模组62也包括至少两个体表电极621,所述体表检测模组62包括检测待测主体的皮肤表面阻抗的检测面6210。当体表电极621的数量为两个时,所述体表检测模组62的体表电极621可如图2中所示包含一中心电极,以及环绕中心电极设置的环电极;或如图3中所示,所述包含两个对称设置的体表电极621。
当体表电极621的数量为四个时,如图4中所示,所述体表检测模组62的体表电极621可为由内向外设置的环设电极;或如图5中所示,每个体表电极621包括多个体表电极块6211,多个体表电极块6211呈分散式分布,具体可为离散中心对称分布、错位点阵分布、陈列点阵分布等等,不同功能的体表电极块之间也可以穿插设置。
在本实施例中,所述体表检测模组62的体表电极621的材质包括金、银、钛中任一种或几种的组合;和/或所述汗液检测模组61的电极611的材质也可包括金、银、钛中任一种或几种的组合。
在本实施例中,所述汗液检测模组61以及所述体表检测模组62均可采用四线制测量方式或二线制测量方式。
可以理解,在本实施例中所述皮肤的水润度,可理解为皮肤的湿润度与皮肤表面的阻抗成反比。具体地,皮肤在干燥状态下,则皮肤表面的阻抗较大,其阻抗可为几千至上万。当皮肤在湿润状态下,则皮肤表面的阻抗较小,其阻抗可为几十只几百。人体由于运动或环境温湿度表面,会产生汗液以使人体处理舒适状态。因此,通过对皮肤表面的阻抗大小进行检测,即可对应反映出皮肤水润度程度,进而可实现对人体出汗状态进行检测。
在一预设测量时间内,如1分钟-5分钟内,当皮肤水润度信号变化小于预设的数量级,如小于2个数量级,则对应皮肤一直处于干燥状态,待测主体未出汗或者皮肤一直处于湿润状态,待测主体一直在出汗。此时,由汗液检测模组61测得的汗液检测信号可以准确反映待测主体汗液的真实离子浓度。
在一预设测量时间内,如1分钟-5分钟内,当皮肤水润度信号变化大于等于预设的数量级,如大于等于2个数量级,则表明,皮肤由干燥状态向湿润状态突变,对应为待测主体产生汗液,皮肤逐渐湿润或者皮肤由湿润状态向干燥状态突变,对应为待测主体停止出汗,皮肤逐渐干燥,这时则需要对测得的汗液检测信号进行修正,以获得汗液校正数据。
可以理解,上述预设测量时间可基于待测主体的生理特征不同、检测精准度的不同而对应做调整,在此仅作为示例,不作为本实用新型的限定。
基于所述体表检测模组62对皮肤水润度信号的检测,即可对待测主体的出汗状态进行判断,从而可更准确地检测汗液的状态。当数据符合有效判断时,认为该用户体内出现出汗现象。此时,进一步读取汗液检测模组61的汗液检测信号,从而确定汗液的具体电学特性。
由于使用体表检测模组62作为出汗情况的预判断,因此当用户逐渐停止运动时,身体开始降温并逐渐减少排汗。此时体表检测模组62将检测到特定的体表特征,也即为皮肤水润程度数据。但由于待测主体已经停止出汗后,汗液此时已减少分泌,再加上汗液蒸发,导致残留在汗液检测模组61的电极611上的汗液浓度逐渐增高,这时不可直接读取汗液浓度信息,而应该通过体表电极621的皮肤水润度信号对汗液检测信号进行校正。
在本实施例中,通过体表电极621的皮肤水润度信号对汗液检测信号数据进行校正可包括两种方式:
第一种是建立皮肤水润度信号与汗液检测信号之间的关系数据库,当在预设测量时间内,皮肤水润度信号的变化幅度超过预设的数量级,则基于上述关系数据库对应查找并输出校正后的汗液校正数据。
第二种是建立皮肤水润度信号与汗液检测信号之间关系的运算模型,当在预设测量时间内,皮肤水润度信号的变化幅度超过预设的数量级,则将皮肤水润度信号、汗液检测信号等对应输入运算模型中进行计算后输出汗液校正数据。可以理解,上述运算模型也可基于深度学习的方式获得。
可见,采用所述汗液检测模组61以及所述体表检测模组62的组合,可实现更准确的汗液检测。
结合图2及图6中所示,所述汗液检测装置60还包括外壳68以及固定件69,所述外壳68可收容所述汗液检测模组61和体表检测模组62,或所述外壳68与所述固定件69围合形成可收容所述汗液检测模组61和体表检测模组62的空间。所述固定件69与所述外壳68一体成型或可拆卸连接,所述固定件69可为夹持件、粘附件或者挂钩等。
继续如图6中所示,所述外壳68与所述固定件69围合形成U型结构,其中,所述外壳68设于朝向外的一面,而所述固定件69设于朝向内的一面。所述固定件69形成有用于夹持在待测主体的衣物上的夹持空间690。
结合图2及图6中所示,所述外壳68的表面可分给第一表面681与第二表面682。其中,所述汗液检测模组61部分外露于所述第一表面681;所述体表检测模组62可设于第一表面681,也可设于第二表面682或所述外壳的其他表面。
如图2及7中所示,所述汗液检测装置60还包括温度检测模组601,所述汗液检测模组61、所述体表检测模组62以及一温度检测模组601部分外露于所述第一表面681。其中,所述温度检测模组601为可测量体表温度的金属片。
结合图6及图7A,所述汗液检测装置60还包括紫外线检测模组65、环境温湿度检测模组66以及控制模组67。所述紫外线检测模组65以及所述环境温湿度检测模组66电连接至所述处理模组63,并输出对应紫外线检测信号以及环境温湿度检测信号;所述控制模组67分别与紫外线检测模组65、环境温湿度检测模组66、汗液检测模组61、体表检测模组62、温度检测模组601连接。
其中,结合图6中所示,在所述外壳68的第二表面682上设有防水透气膜6821以及光学透镜6822。其中,所述防水透气膜6821与所述环境温湿度检测模组66对应,所述防水透气膜6821可与所述环境温湿度检测模组66结合,用于内部传感器测量外部空气的温度湿度。所述光学透镜6822与所述紫外线检测模组65对应,以使紫外线可透过所述光学透镜6822达到所述紫外线检测模组65,以实现环境紫外光线的检测。
为了使所述汗液检测装置60体积更小、设计更紧凑,则在本实施例中,所述紫外检测模组65、所述环境温湿度模组66以及所述控制模组67与所述体表检测模块62、所述汗液检测模组61非共面设置。
可以理解,为了满足多种汗液检测的需求,所述汗液检测装置60中也可以包括紫外线检测模组65或环境温湿度检测模组66,对应的处理模块63可连接至紫外线检测模组65或环境温湿度检测模组66。
更进一步地,如图7B中所示,为了提高所述汗液检测装置60的汗液分析精准度,则在本实施例中,所述汗液检测装置60还可进一步包括心率检测模组602,所述心率检测模组602可与处理模组63以及控制模组67实现信号连接。所述心率检测模组602可对待测主体的心跳、心率等变化进行检测。所述心率检测模组602可以设置在外壳68内,且所述心率检测模组602部分外露于第一表面681或所述第二表面682。
在一些具体实施例中,所述心率检测模组602还可独立于所述外壳68设置。如所述心率检测模组602可设置于智能穿戴设置(如手表、心率检测仪器等)之上。当所述心率检测模组602独立于所述外壳68设置时,则所述心率检测模组602与处理模组63、控制模组67之间通过蓝牙连接、4G/5G信号连接等无线连接,以实现所述心率检测模组602与所述处理模组63、所述控制模组67之间实现信号通讯。
为了满足所述汗液检测装置60多样化使用的需求,所述汗液检测装置60的功能模块如体表检测模组62、紫外线检测模组65、环境温湿度检测模组66等与所述汗液检测模组61均可为非共面设置,其中,所述汗液检测模组61对应的接触面6110与所述体表检测模组62对应的检测面6210可设置在面向不同方向的平面上。
结合图6及图8中所示,为了更便于使用汗液检测装置60进行检测,则体表检测模组62与所述汗液检测模组61设置在所述外壳68的同一侧。但是为了避免所述汗液检测模组61直接与皮肤接触,则所述汗液检测模组61的接触面6110到皮肤表面的距离大于所述体表检测模组62的检测面6210到皮肤表面的距离。
结合图6及图8中所示,在一些具体实施方式中,为了满足所述汗液检测模组61的接触面6110与皮肤表面的距离限定,在所述外壳68的第一表面681上对应设置第一台阶6811与第二台阶6812。所述汗液检测模组61的接触面6110外露于第一台阶6811,所述体表检测模组62的检测面6210外露于第二台阶6812。其中,设定所述汗液检测装置60的内部的一个平面为基准面6819,则所述第一台阶6811到基准面6819的高度h1小于第二台阶6812到基准面6819的高度h2。可见,所述体表检测模组62的检测面6210与所述汗液检测模组61的接触面6110设于不同的平面。
更进一步地,如图2以及图9中所示,为了在使用过程中,使所述汗液检测模组61的接触面6110不与待测主体的皮肤接触,则在一些具体示例中,在所述第一台阶6811上设置支撑结构683,所述支撑结构683设置在汗液检测模组61的检测表面的边缘,且所述支撑结构683未完全包围所述汗液检测模组61的检测表面。具体地,所述支撑结构683包括两个对称设置的弧形凸起。所述支撑结构683的高度为0.5mm-3mm,具体地,所述支撑结构683的高度还可为0.5mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.1mm、2.4mm、2.7mm以及3mm等。
或在另一些具体示例中,如图10中所示,在所述第一台阶6811上设有下凹结构684,所述汗液检测模组61的接触面6110设于下凹结构684内,所述下凹结构684的深度为0.5mm-3mm,具体地,所述下凹结构684的深度还可为0.5mm、1mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.3mm以及3mm等。
可以理解,为了增加所述汗液检测装置60的便携性,如图11中所示,在所述外壳68的第一表面681和第二表面(图未示)均设有防滑结构680。
继续如图11中所示,在本实施例另外的一些实施方式中,所述汗液检测装置60还包括充电结构609,所述充电结构609具体开设于所述固定件69的表面。所述充电结构609与所述电源模组64电性连接,所述充电结构609可为插入式充电口、磁吸充电口、触点式充电口或无线充电结构中任一种或几种的组合。如图11中所示,在本实施例中,所述充电结构609具体为金属顶针,其可与所述电源模组64配合使用。
本实施例所提供的汗液检测装置60,其可用于对人体的汗液进行检测,具体的使用步骤包括:
所述汗液检测装置60在无需使用时,则通过固定件69夹在衣服或手臂带上,以便于随身携带,当需要使用所述汗液检测装置60进行检测时,则将所述汗液检测装置60中部分外露于第一表面681的汗液检测模组61、体表检测模组62、温度检测模组601朝向皮肤,并使得体表检测模组62、温度检测模组601与皮肤紧密贴合。基于体表检测模组62检测获得的皮肤水润度信号,并进行判断,进而对应输出汗液检测信号;或者基于皮肤水润度信号对汗液检测信号校正后,输出汗液校正数据。
在一些更优的方案中,在位于所述第二表面682的紫外线检测模组65、环境温湿度检测模组66还可进一步对环境的紫外线强度、环境温湿度等进行检测。
可进一步结合皮肤体表温度变化、紫外线强度、环境温湿度数据作为汗液检测数据校正的辅助数据。具体的校正可包括如下两种方式:
第一种是建立皮肤水润度信号、温度检测信号、紫外线检测信号、环境温湿度信号与汗液检测信号之间的关系数据库,当在预设测量时间内,皮肤水润度信号的变化幅度超过预设的数量级,则基于上述关系数据库对应查找并输出校正后的汗液校正数据。
第二种是建立皮肤水润度信号、温度检测信号、紫外线检测信号、环境温湿度信号与汗液检测信号之间关系的运算模型,当在预设测量时间内,皮肤水润度信号的变化幅度超过预设的数量级,则将皮肤水润度信号、温度检测信号、紫外线检测信号、环境温湿度信号等对应输入运算模型中进行计算后输出汗液校正数据。可以理解,上述运算模型也可基于深度学习的方式获得。
可以理解,为了满足不同的使用场景,上述紫外线强度检测信号、环境温湿度检测信号可基于不同的需求做选择。
进一步地,在本实施例中,还可将心率检测信号作为汗液加测数据校正的辅助数据,对应的心率检测信号可由心率检测模块602获得,所述心率检测模块602可设于外壳68内或所述心率检测模块602也可独立于所述外壳68设置。
本实施例所提供的汗液检测装置60具有较优的稳定性、耐用性以及灵敏度,因此,不仅能满足在智能手表的应用,而且也可应用于专业健身器械中的使用。所述汗液检测装置60在不同场景中使用时,也会设置有不同的物理尺寸。
请查阅图12,本实用新型的第二实施例提供一种汗液检测方法Q10,所述汗液检测方法具有如上述第一实施例所述汗液检测装置的技术特征,所述汗液检测方法具体包括如下步骤:
步骤Q1,提供体表检测模组及汗液检测模组;使体表检测模组与皮肤接触并生成皮肤水润度信号,使待测主体的汗液与汗液检测模组接触,所述汗液检测模组生成对应汗液检测信号;
步骤Q2,在一预设测量时间内,对所述皮肤水润度信号的变化幅度进行判断;以及
步骤Q3,基于判断结果,对应输出汗液检测信号;或输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。
具体地,为了提高相关汗液检测信号的准确度,则上述步骤Q3还可进一步包括:
步骤Q31,当所述皮肤水润度信号的变化幅度小于设定数量级,则对应输出汗液检测信号;或
步骤Q32,当所述皮肤水润度信号的变化幅度大于设定数量级,则对应输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。
可以理解,本实施例中所述汗液检测方法是基于上述汗液检测装置进行的,因此,有关其中体表检测模组、汗液检测模组相关限定,与上述第一实施例中有关汗液检测装置的相关限定一致,相同的描述内容在此不再赘述。
在上述步骤Q31、步骤Q32中,所述皮肤水润度信号的变化幅度,可以理解为在某一预设测量时间内也即在一分钟或五分钟之内,待测主体的表面皮肤的阻抗值大小的变化情况。
在一预设测量时间内,比如用户在开始运动至出汗的时间内,具体可为1分钟至5分钟的任意时间内,当皮肤水润度信号变化小于预设的数量级,如小于2个数量级,则对应皮肤一直处于干燥状态,待测主体未出汗或者皮肤一直处于湿润状态,待测主体一直在出汗。此时,由汗液检测模组测得的汗液检测信号可以准确反映待测主体汗液的真实离子浓度。
在一预设测量时间内,比如用户在停止运动出汗至身体不在出汗的时间内,具体可为1分钟至5分钟的任意时间内,当皮肤水润度信号变化大于等于预设的数量级,如大于等于2个数量级,则表明皮肤由干燥状态向湿润状态突变,对应为待测主体产生汗液,皮肤逐渐湿润或者皮肤由湿润状态向干燥状态突变,对应为待测主体已经停止出汗,皮肤逐渐干燥,这时则需要对测得的汗液检测信号进行修正,以获得汗液校正数据。
在本实施例中,对应的汗液检测模组与体表检测模组可同步测量或分步测量。在一些具体实施例中,在体表测量模组检测到数据后,汗液检测模组才能检测到数据。因此,将汗液检测与体表检测相结合,可以避免部分汗液嵌入在所述汗液检测模组的接触面而无法流走,导致汗液水分挥发浓度过高,而造成误判的情况。
可以理解,在本实施例中,对应的体表检测模块中,体表检测模块中上述预设测量时间以及皮肤水润度信号的变化幅度会受不同的待测主体、不同的身体部位、环境温湿度条件等的影响。比如不同的待测主体在相同运动量的情况下,出汗程度不同。而同一待测主体,一般上半身出汗也会快于下半身出汗。对于环境温湿度的影响,则更明显。因此,为了提高汗液检测的准确度,往往还需要进一步对所述汗液检测信号进行修正,或者建立不同待测主体的标定数据库,以便于精准检测。
在一些更优的汗液检测方法中,进一步包括采用紫外线检测模组、环境温湿度检测模组还可进一步对环境的紫外线强度、环境温湿度等进行检测。可进一步结合紫外线强度、环境温湿度数据作为汗液检测信号校正的辅助数据。在进行校正时,也可基于不同的待测主体、以及待测主体自身的生理特征,赋予不同检测数据对应的权重,以使汗液检测更准确。
请参阅图13,本实用新型的第三实施例提供一种汗液检测模组10,所述汗液检测模组10作为第一实施例所提供的汗液检测装置60中的汗液检测模组61,也可对应适用于第二实施例所提供的汗液检测方法中。
所述汗液检测模组10包括至少两个电极11及容置所述电极11的基板12,至少一所述电极11包括至少一与待测汗液接触的接触面1110,所述接触面1110呈分离点状分布。如图13中所示,所述电极11包括多个电极块111,所述接触面1110与所述电极块111一一对应,或者单个所述电极块111包括多个接触面1110。
所述汗液检测模组10能对待测汗液进行检测,并输出对应的检测数据。待测汗液对应的待测主体可为人、动物。
如图13中所示,所述接触面1110与基板12的表面共面设置。在一些其他的实施例中,所述接触面1110高于或低于所述基板12的表面。
所述电极块111的结构包括圆柱、棱柱、棱锥、圆锥、球体中任一种或几种的组合。如图14中所示,在本实施例中,所述电极块111为圆柱状结构,且单个所述电极块111包括一个接触面1110。
结合图13及图14中所示,单个所述接触面1110的面积为0.01mm2-10mm2,具体地,还可为0.01mm2-2mm2、0.1mm2-5mm2、2mm2-6mm2、4mm2-8mm2、6mm2-10mm2等,具体地,所述接触面1110的面积还可为0.01mm2、1mm2、3mm2、5mm2、8mm2或10mm2,以满足不同汗液类型测量的需求。
可以理解,单个所述电极块111的接触面1110的面积在上述的范围内,可以使多个电极块111组合形成的电极11具有适当的电磁场覆盖范围,同时也可使所述汗液检测模组10保持良好的传感器灵敏度,从而可获得更准确稳定的检测数据。
在本实施例中,如图15A-15D中所示,所述汗液检测模组10包括多个分散排布的多个电极块111,电极块111与电极块111之间的距离较小,可以使电极块111之间形成的有效交变电场被强行压缩在一个较小的空间内。如图15A中所示,为了进一步提高检测的稳定性和灵敏度,则相邻设置的电极块111的接触面1110的边缘之间的距离L小于2mm,进一步地,相邻设置的电极块111的接触面1110的边缘之间的距离L可为0.01mm-2mm、0.01mm-1mm、0.05mm-1.5mm等,具体地,其距离L可为0.005mm、0.01mm、0.5mm、1mm、1.5mm或1.9mm。
所述电极块111的接触面1110的形状可包括圆形、规则多边形或不规则多边形等。在同一电极11中包含的多个电极块111其接触面1110的形状可以相同或不同。具体形状可基于所述汗液检测模组10的使用场景做调整。
如15A中所示,多个接触面1110呈离散中心对称分布,其中,不同位置的电极块111的接触面1110的面积大小不一致。
如图15B中所示,多个接触面1110呈错位点阵分布,其中,不同位置的电极块111的接触面1110的面积大小一致。
如图15C中所示,多个接触面1110呈阵列点阵分布,其中,不同位置的电极块111的接触面1110的面积大小一致。
如图15D中所示,多个接触面1110呈非均匀点阵分布,其中,不同位置的电极块111的接触面1110的面积大小不一致。
如图16中所示,为了使所述汗液检测模组10运行更稳定,则所述电极11还包括用于与外设电路实现电性连接的电连接件112,所述电连接件112设于所述电极块111远离所述接触面1110的一端,一个所述电连接件112可与一电极块111连接,或所述电连接件112也可与多个电极块111电性连接。所述电连接件112的形状可基于电极块111的分布方式做调整,在此不做对应的限定。
结合图16及图17中所示,在所述汗液检测模组10中,所述电连接件112的数量可为4个、2个或者基于需求做调整。
结合图13及图18在本实施例中,所述基板12材质包括陶瓷、绝缘聚合物中任一种,其中,绝缘聚合物包括但不受限于:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺等中任一种或几种的组合。
具体如图18中所示,在一些具体实施方式中,所述基板12的一表面设置下凹部121,所述电极11容置于下凹部121内;所述下凹部121具有一下凹部底面1211及下凹部开口1212,所述下凹部底面1211到下凹部开口1212的距离h小于3mm,也即所述下凹部121的深度小于3mm,具体地,所述下凹部底面1211到下凹部开口1212的距离h还可为0.5mm-3mm,0.5mm-2mm,0.6mm-1.5mm等。
可以理解,为了使所述下凹部121更好地起到汗液收集的效果,则所述下凹部开口1212的尺寸大于所述下凹部底面1211的尺寸。
所述电极块111的接触面1110外露于所述下凹部底面1211,从而可以更好地与待测汗液接触。
所述基板12的下凹部121的设置,可为待测汗液提供一定存储的空间,以使所述待测汗液可在下凹部121内达到测量高度,从而提高待测汗液检测的准确度。
本实施例中提供的保护的电极块111以分离点状的方式排布,可把电极块111之间交变电场被压缩在一个很小的空间内,同时兼顾所述汗液检测模组10的精准性和耐用性。
请参阅图19,第三实施例的第一具体实施方式的汗液检测模组10中,所述电极11可进一步细分为包括两个激励电极101以及两个感测电极102,其中,两个所述感测电极102设于两个激励电极101之间。每个所述激励电极101或所述感测电极102均包括至少一个电极块111,所述电极块111包括与待测汗液接触的接触面1110,所述接触面1110呈分离点状分布;当待检测汗液与所述电极11接触,并在所述电极11与待测汗液之间形成电流回路,则所述电极11对应输出待检汗液的汗液检测信号,其中,汗液检测信号包括电流信号和/或对应压降的电压信号。
具体的,如图19中所示,在本实施方式中,两个激励电极101可进一步分为第一激励电极1011、第二激励电极1012,两个感测电极102分别为第一感测电极1021、第二感测电极1022。其中,第二激励电极1012围绕第一激励电极1011设置,在所述第二激励电极1012围合范围内,第一感测电极1021与第二感测电极1022围绕第一激励电极1011设置;
可以理解,其中,当待测汗液与所述第一激励电极1011、所述第二激励电极1012、所述第一感测电极1021、所述第二感测电极1022接触,所述第一激励电极1011与所述第二激励电极1012产生电流,电流经过待测汗液以使感测电极产生对应压降的电压信号。
为了而获得更好的检测效果,则两个激励电极101对应的接触面1110的总面积与两个感测电极102对应的接触面1110的总面积之比为1:(0.1-10),具体地,两个激励电极101对应的接触面1110的总面积与两个感测电极102对应的接触面1110的总面积之比还可为1:1、1:2或1:3等。
进一步的,如图19中所示,所述感测电极102与所述激励电极101对应的电极块111的接触面1110均呈分离点状分布。
继续如图19中所示,在一个具体实例中:两个感测电极102对应的电极块111的数量为12个,而环设于最外围的电极块111的数量也为12个,设于中心位置的电极块111的数量为1个。
在本具体实施方式中,结合图19、图20以及图21A-图21B中所示,上述汗液检测模组10的运行原理如下:
第一激励电极1011与第二激励电极1012之间形成电流回路,外设电源向第一激励电极1011施加交流电流;由于汗液包覆第一激励电极1011、第二激励电极1012、第一感测电极1021及第二感测电极1022,也即,汗液与第一激励电极1011、第二激励电极1012、第一感测电极1021及第二感测电极1022接触,则第一激励电极1011与第二激励电极1012之间产生交变电场,第一激励电极1011与第二激励电极1012产生的电流经过覆盖在其上的汗液后,汗液中的总离子浓度产生一个压降,该压降可经过第一感测电极1021和第二感测电极1022被外部电压检测到。
为了更清楚的进行说明,在本具体实施方中,对汗液的电解质浓度与其电阻值做进一步说明:
可以理解,当汗液中的电解质浓度较低时,汗液中的离子浓度总量就比较低,对应的汗液电导率也就低。对于一定体积的汗液,其对应等效阻抗(即电阻)也就相当高。当电解质的阻抗很高。
为了进一步将待测汗液的电阻与汗液的电解质浓度关联起来,可通过配置已知浓度的汗液电解质,经过汗液检测模组10进行检测,获得其对应的电阻,进而可建立汗液电阻值与汗液电解质浓度的标定数据库,所述标定数据库中预存有不同电阻值以及与该不同电阻值一一对应的离子浓度。当汗液检测模组10测得待测汗液电阻后,即可获得对应的待测汗液电解质浓度。
具体地,当汗液覆盖第一激励电极1011、第二激励电极1012、第一感测电极1021及第二感测电极1022时,第一激励电极1011、第二激励电极1012输出激励电流,第一感测电极1021、第二感测电极1022检测其对应的激励电压;经过激励电流、激励电压的计算即可获得对应的待测汗液的电阻,也即获得待测汗液的电解质浓度(Electrolyte)。
进一步地,由于汗液中钠离子的浓度占汗液总电解质浓度的90%以上,其中,钠离子浓度比钾离子浓度高一个数量级,因此,汗液钠离子浓度可以通过将汗液的电解质浓度乘以一个系数,即可认为近似得到一个等效钠离子浓度,可利用公式表达如下:
Na+=Electrolyte*C;
其中,Na+为钠离子浓度,Electrolyte为电解质浓度,C为修正系数。修正系数可基于待测汗液进行修正。以人体的汗液为例,修正系数可为汗液中钠离子浓度占汗液总电解质浓度的比例,该系统可基于使用场景进行提前设置。可以理解,基于不同部位的汗液,该修正系数对应调整。
进一步结合图19、图20以及图21A-图21B中所示,所述汗液检测模组中四个电极可采用四线制测量方法或二线制测量方法。
具体如图20以及图21A中所示,在一些具体实施方式中采用四线制测量方式进行检测,具体地,所述激励电极101、所述感测电极102的电极块111可与多个电连接件112电性连接。在本具体实施方式中,电连接件112的数量为四个,其分别与两个激励电极101、两个感测电极102对应的电极块111电性连接且电连接件112之间相互绝缘。四个电连接件112由内向外呈圆环形设置。其中,与激励电极101对应的两个电连接件112分别位于圆心及最外围,而与感测电极102对应的两个电连接件112位于圆心的电连接件112与位于最外围的电连接件112之间。
此外,采用四电极测量方法,可以抵消金属电极与汗液接触的接触电阻,进而可获得待测汗液对应的电阻。
如图21B中所示,当本实施方式另外的一些具体示例中,汗液检测模组10采用二线制测量方法进行测量,具体地,所述电极11还包括用于与外设电路电性连接的两个电连接件112,所述电连接件112设于所述电极块111远离所述接触面1110的一端,其中一个电连接件112以另一个电连接件112为中心,呈环形排布,其中,第一激励电极1011与第一感测电极1021共用一电连接件112且互通,第二感测电极1022与第二激励电极1012共用另一电连接件112且互通。
在本具体实施方式中,采用四电极测量方法或采用二电极测量方法进行测量,由于激励电极101产生的交流信号会抵消其因接触汗液产生的极化现象,因此,本实施方式提供的汗液检测模组10所测量获得检测结果稳定及灵敏,其中,以四电极测量方法对应的检测稳定性及灵敏度会更优。
请参阅图22及图23,在第三实施例的第二具体实施方式提供一种基于二线制测量的汗液检测模组10,其与上述第一具体实施方式的区别除了测量方式的不同之外,还包括如下区别点:所述电极包括两个电极11,每个电极11包括至少一个电极块111以及与电极块111连接的电连接件112,每个电极11之间相互绝缘。所述电极块111包括与待测汗液接触的接触面1110,所述接触面1110呈分离点状分布。
可以理解,具体地,所述接触面1110可包括以离散中心对称分布、错位点阵分布、阵列点阵分布、非均匀点阵分布等方式进行分布。
在所述电极块111远离接触面1110的一端还连接有电连接件112。
在本实施方式中,所述汗液检测模组10基于二线制测量的步骤如下:
当待测汗液覆盖两个电极11时,由于电极11之间形成电流回路,则电流可经过待测汗液而产生压降,基于其中一电极11可获得电流信号,而另一电极11可获得对应压降的电压信号。
可见,基于本实施方式提供一种基于二线制测量的汗液检测模组10也可对待测汗液的成分进行检测。
请参阅图24,在第三实施例的第三具体实施方式中,所述汗液检测模组10包括三个电极11,三个电极11对应为工作电极105、参比电极106和对电极107,其中,工作电极105、参比电极106和对电极107的材料各不相同,其可基于电化学方式进行测量。
在本实施例中,所述工作电极105、所述参比电极106和所述对电极107均包括至少一个电极块111,所述电极块111包括与待测汗液接触的接触面1110,所述接触面1110呈分离点状分布。
可以理解,在本实施方式中,与所述工作电极105、所述参比电极106和所述对电极107分别对应的电极块111的接触面1110均可呈分离点状分布,其具体可包括以离散中心对称分布、错位点阵分布、阵列点阵分布、非均匀点阵分布等方式进行分布。
在汗液检测模组的工作电极105表面设置钠离子的离子选择层材料,利用工作电极105的离子选择层来捕获钠离子,以Ag/AgCl为主的参比电极106提供电势电极的比对标准,对电极107通过极化电流。
如图25中所示,在所述电极块111远离接触面1110的一端还连接有电连接件112。如图25中所示,所述电连接件112的数量为三个,均为环形设计,每个电连接件112分别与所述工作电极105、所述参比电极106和所述对电极107对应连接。
可见,在本实施方式中,三电极测量方式是采用电化学方式对待测汗液进行测量,其中每个电极中的多个电极块111之间均为分离点状分布。
在一些具体示例中,假设需要对汗液中钠离子进行电化学测量,其包括如下步骤:
在汗液检测模组的工作电极105表面设置钠离子的离子选择层材料,在工作状态下,工作电极105与所述对电极107之间构成电流回路,使所述工作电极105上的离子选择层可捕获钠离子,从而可反推出钠离子的浓度。
请参阅图26,本实用新型的第四实施例提供一种汗液检测方法P30,其包括如下步骤:
步骤P1,提供至少两个电极,至少一所述电极包括至少一个与待测汗液接触的接触面,所述接触面呈分离点状分布;
步骤P2,将待检测汗液与所述接触面接触,使所述电极与待测汗液之间形成电流回路;以及
步骤P3,检测所述电极对应输出待检汗液的检测信号;
其中,检测信号包括电流信号和/或对应压降的电压信号。
所述的汗液检测方法也可适用于上述第三实施例中所述的汗液检测模组。
为了更进一步地对上述的汗液检测方法进行说明,在一些具体实施方式中,基于上述汗液检测模组以四线制测量方法对人体的汗液进行检测,具体内容如下:
所述汗液检测模组包括四个电极,其中两个所述电极为激励电极,另外两个所述电极为感测电极,其中,两个所述感测电极设于两个所述激励电极之间。
可以理解,在所述汗液检测模组中,所述电极块包括多个,而待测汗液需要全部覆盖或者部分覆盖在所述汗液检测模组中的所有电极块。当待测汗液只覆盖部分电极块时,则被覆盖的多个电极块必须来源于四个电极,以满足激励及感测功能的实现。
在本实施例中,如果需要对不同的汗液进行检测,则其电极结构需要做相应的调整,汗液中的离子成分对电极具有一定腐蚀性,因此,对应的电极结构的接触面需要设置为抗腐蚀,以进一步提高所述汗液检测模组的稳定性。此外,电极结构的厚度、面积也需要做调整。而其中四电极结构的汗液检测模组可具有更优的检测稳定性。
有关具有四个电极的汗液检测模组的检测原理以及汗液检测模组的具体内容如上述第三实施例的描述相同,在此不再赘述。
需要进一步说明的是,当汗液检测模组为四电极结构时,上述步骤P3中检测所述电极对应输出待检汗液的检测信号,具体地,两个激励电极可进一步分为第一激励电极、第二激励电极,两个感测电极分别为第一感测电极、第二感测电极。其中,第二激励电极围绕第一激励电极设置,在所述第二激励电极围合范围内,第一感测电极与第二感测电极围绕第一激励电极设置;
可见,如图27中所示,在一些具体的实施方式中,上述步骤P3可进一步包括如下步骤:
步骤P31,在与所述待测汗液接触的第一激励电极和第二激励电极之间施加交流电流形成电流回路,并可形成电流信号;
步骤P32,电流可经过待测汗液而产生压降,在与所述待测汗液接触的所述第一感测电极与所述第二感测电极之间形成对应压降的电压信号;以及
步骤P33,输出电流信号与对应压降的电压信号。
可以理解,上述步骤P33中输出电流信号与对应压降的电压信号,基于公式R=U/I,可进一步将电流信号、对应压降的电压信号转换为待测汗液的电阻值。
而由上述第三实施例中有关汗液检测模组原理的相关描述可知,待测汗液的电阻值与待测汗液的电解质浓度成正比,从而建立标定数据库,其中,所述标定数据库中预存有不同电阻值以及与该不同电阻值一一对应的离子浓度。因此,基于预设的标定数据库,即可进一步基于待测汗液的电阻值得到对应的待测汗液的电解质浓度。
进一步地,不同的待测汗液中所含的离子浓度是有规律的,因此,可进一步基于预设的修正系数,利用待测汗液的电解质浓度与修正系数,运算获得所需测量的待测汗液中某种离子的浓度,以实现对待测汗液的检测。
在本实施例中,还可利用二线制测量方法或三电极测量方法进行汗液中离子浓度的检测。
具体地,基于二线制测量方法对汗液中离子浓度进行检测的步骤如下:
当待测汗液覆盖两个电极时,由于电极之间形成电流回路,则电流可经过待测汗液而产生压降,基于其中一电极可获得电流信号,而另一电极可获得对应压降的电压信号。
在另外一些实施例中,基于三电极的电化学方法进行检测的步骤如下:
在汗液检测模组的工作电极表面设置钠离子的离子选择层材料,利用工作电极的离子选择层来捕获钠离子,以Ag/AgCl为主的参比电极提供电势电极的比对标准,对电极通过极化电流。
在汗液检测模组的工作电极表面设置钠离子的离子选择层材料,在工作状态下,工作电极与所述对电极之间构成电流回路,使所述工作电极上的离子选择层可捕获钠离子,从而可反推出钠离子的浓度。
与现有的测量方法相比,本实施例所提供的汗液检测方法,由于所使用的汗液检测模组中电极包括多个呈离散点状分布的接触面,因此,可以在较少待测汗液的基础上,仍可以进行稳定、准确的汗液检测。
进一步地,提供如下的测试方法,以对上述第三实施例的汗液检测模组以及第三实施例的汗液检测方法所起的效果做进一步的说明。
设立实验组1以及对比组1、对比组2,使用生理盐水进行稳定性测试。测量方法采用二电极测量原理。
实验组1:汗液检测模块包括两个电极,电极包括多个电极块,电极块的接触面呈分离的点状分布。
对比组1:采用中心电极与外周环形电极配合。
对比组2:采用传统板状电极进行测量。
对应测试结果如图28及图29中所示。
其中从图28中可知得出,实验组1对应为矩形点阵,其表现出较好的稳定性,在生理盐水的体积和厚度较小的情况下,均表现出较好的稳定性,其稳定性可达到95%以上。
对比组1对应为三角形标记,其稳定性比实验组1差,尤其是当生理盐水的厚度小于1.6mm、体积小于0.5ml时,其稳定性明显低于实验组1。
对比组2对应为圆形标记,其稳定性随着生理盐水的体积、厚度波动性较大。
基于图28可知,本实用新型所对应的实验组1只需要很少的液体就可以达到稳定状态。
进一步地,可进一步比较实验组1与对比组1在不同液体的体积、厚度下的稳定性变化。从图28中可知示:
实验组1对应为矩形点阵,其表现出较好的稳定性,在生理盐水的体积和厚度较小的情况下,均表现出较好的稳定性,在稳定性可达到97%以上。
对比组1对应为三角形标记,其稳定性比实验组1差,尤其是当生理盐水的厚度小于0.2mm、体积小于0.1ml时,其稳定性明显低于实验组1。
而随着生理盐水的体积及厚度越大,则对比组1的稳定性也随之增加。
通过实验组1与对比组1的比对可以得出下表:
表1,实验组1与对比组1有效液体覆盖面积及稳定性比较表
结合图28-图29以及表1可知,对于本实用新型所提供的实验组1在极少液体覆盖情况下,其稳定性就可以超过96%。而对于对比组1而言,则还是需要达到一定容量液体才能达到96%以上的稳定性。因此,在同等条件下,本实用新型所提供的汗液检测模组及其对应的汗液检测方法可在更少汗液量的前提下,也可实现稳定、准确的汗液离子浓度检测。
在本实用新型所提供的实施例中,应理解,“与A对应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其他信息确定B。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于可选实施例,所涉及的动作和模组并不一定是本实用新型所必需的。
在本实用新型的各种实施例中,应理解,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。
在本实用新型的附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模组、程序段或代码的一部分,该模组、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方案中,方框中所标注的功能也可以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,在此基于涉及的功能而确定。需要特别注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
与现有技术相比,本实用新型所提供的汗液检测装置及汗液检测方法,具有如下的有益效果:
本实用新型所提供的汗液检测装置,其包括汗液检测模组以及体表检测模组,其中,体表检测模组与皮肤接触并生成皮肤水润度信号,汗液检测模组与待测主体的汗液接触后并生成汗液检测信号,在一预设测量时间内,对所述皮肤水润度信号的变化幅度进行判断,并基于判断结果,对应输出汗液检测信号或输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。可见,在本实用新型所提供的汗液检测装置中可对人体的汗液检测的同时,还可对皮肤表面的水润度进行检测。由于皮肤表面的水润度直接对应待测主体的出汗状态,因此,基于对所述皮肤水润度信号的变化幅度的判断,并基于判断结果输出不同的检测数据,则可以解决现有技术中在取样和检测时,汗液中的生物信息不一致的问题。
在本实用新型中进一步地限定所述汗液检测装置数据输出的规则:当皮肤水润度信号的变化幅度小于设定的数量级,则输出汗液检测信号;或当皮肤水润度信号的变化幅度大于等于设定的数量级,则输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。可见,基于体表检测模组测得的皮肤水润度信号的变化幅度对输出的检测数据进行调整,可以使检测数据更准确。
本实用新型所提供的一种汗液检测方法,其包括以下步骤:提供体表检测模组及汗液检测模组;使体表检测模组与皮肤接触并生成皮肤水润度信号,使待测主体的汗液与汗液检测模组接触,所述汗液检测模组生成对应汗液检测信号;在一预设测量时间内,对所述皮肤水润度信号的变化幅度进行判断;以及基于判断结果,对应输出汗液检测信号;或输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。可见,在本实用新型所提供的汗液检测方法中可对人体的汗液检测的同时,还可对皮肤表面的水润度进行检测。由于皮肤表面的水润度直接对应待测主体的出汗状态,因此,基于对所述皮肤水润度信号的变化幅度的判断,并基于判断结果输出不同的检测数据,则可以解决现有技术中在取样和检测时,汗液中的生物信息不一致的问题。
进一步地,所述汗液检测方法中进一步限定当所述皮肤水润度信号的变化幅度小于设定数量级,则对应输出汗液检测信号;或当所述皮肤水润度信号的变化幅度大于设定数量级,则对应输出基于皮肤水润度信号校正后的汗液校正数据。可见,基于体表检测模组测得的皮肤水润度信号的变化幅度对输出的检测数据进行调整,可以使检测数据更准确。
以上对本实用新型实施例公开的一种汗液检测模组及其制备方法、汗液检测装置及汗液检测方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制,凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汗液检测装置,其特征在于:其包括汗液检测模组以及体表检测模组,体表检测模组包括检测待测主体的皮肤表面阻抗的至少两个检测面,所述汗液检测模组包括与待测主体的汗液接触的至少两个接触面;其中,所述接触面与所述检测面设于不同平面。
2.如权利要求1所述汗液检测装置,其特征在于:所述汗液检测模组包括至少两个电极,每个所述电极包括至少一个电极块,所述电极块包括所述接触面,所述接触面呈分离点状分布;和/或所述体表检测模组包括至少两个体表电极,所述汗液检测模组以及所述体表检测模组均包括四线制测量方式或二线制测量方式。
3.如权利要求1所述的汗液检测装置,其特征在于:所述汗液检测装置还包括外壳及固定件,所述外壳与所述固定件围合形成U型结构,所述汗液检测模组和体表检测模组设于U型结构内,所述固定件与所述外壳一体成型或可拆卸连接,其中,所述外壳设于朝向外的一面,而所述固定件设于朝向内的一面,所述固定件形成夹持空间。
4.如权利要求3所述的汗液检测装置,其特征在于:所述外壳包括第一表面及第二表面,在所述第一表面对应设置第一台阶与第二台阶;所述汗液检测模组的接触面外露于第一台阶,所述体表检测模组的检测面外露于第二台阶。
5.如权利要求4所述的汗液检测装置,其特征在于:在所述第一台阶上设有下凹结构,所述汗液检测模组的接触面设于所述下凹结构内;或所述第一台阶上设有支撑结构,所述支撑结构设置在汗液传感器的检测表面的边缘。
6.如权利要求5中所述汗液检测装置,其特征在于:所述下凹结构的深度为0.5mm-3mm;或所述支撑结构的高度为0.5mm-3mm。
7.如权利要求4所述的汗液检测装置,其特征在于:所述汗液检测装置还包括温度检测模组、紫外线检测模组、环境温湿度检测模组以及心率检测模组中任一个或几个的组合;所述汗液检测装置还包括控制模组,所述控制模组分别与汗液检测模组、体表检测模组连接,所述控制模组还与温度检测模组、紫外线检测模组、环境温湿度检测模组以及心率检测模组中任一个或几个连接。
8.如权利要求7中所述汗液检测装置,其特征在于:所述外壳的第二表面上设有防水透气膜以及光学透镜;其中,所述防水透气膜与所述环境温湿度检测模组相对应,所述光学透镜与所述紫外线检测模组相对应。
9.如权利要求7所述的汗液检测装置,其特征在于:所述心率检测模组独立于所述外壳设置;和/或所述心率检测模组设置在外壳内,且所述心率检测模组部分外露于第一表面或所述第二表面。
10.如权利要求1-9中任一项所述汗液检测装置,其特征在于:所述汗液检测装置包括处理模组与电源模组,所述汗液检测模组以及所述体表检测模组对应将汗液检测信号、皮肤水润度信号传输至所述处理模组;所述电源模组连接至所述汗液检测模组、所述体表检测模组以及所述处理模组,并为其提供电能源。
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