CN118057953A - 湿度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及湿度传感器(10)，其包括具有第一面(14)和在几何上与第一面(14)相对的第二面(16)的支撑基板(12)，其中：第一面(14)设置有被配置成与液体接触的多个电极对(30)，以及第二面(16)包括彼此并联连接的多个检测部件(20)，各个检测部件(20)包括与电极对(30)相关联的晶体管(T)，并且湿度传感器(10)对多个检测部件(20)的等效电阻(Req)敏感。

Description

湿度传感器

本发明涉及旨在检测表面上液体的存在和位置的湿度传感器。

液体来自起点，湿度传感器可以测量平面中的流动范围。

得益于具有特定选择的电极和电子组件的***，可以检测任何给定表面上液体的位置。存在许多应用：泄漏检测、智能服装、伤口敷料、尿布、液位传感器、活动性(汽车、船等)。

特别地，本发明特别适合于集成到用于慢性伤口的伤口敷料中，其中愈合过程可能需要长达12个月或甚至18个月。

伤口渗出含有水和电解质等的液体(称为渗出物)。这种液体或渗出物逐渐浸透伤口敷料。当伤口敷料达到一定的饱和度时，必须更换伤口敷料。伤口敷料可以定期更换。然而，当未达到饱和度时，伤口敷料的更换会产生成本(与护理人员和伤口敷料的成本相关)和伤口的通气，而避免该成本和通气将是有利的。

这是从现有技术中已知的为伤口敷料配备湿度感测***以推断伤口敷料的饱和状态的原因。其中，已知WO 2013/114273通过测量伤口敷料湿度检测***的两个连续电极之间的电导率变化来评估伤口敷料的饱和。因此，这种用于检测伤口敷料的湿度的***依赖于液体的电导率。该***不能很好地适应取决于病理、伤口和患者的生理数据而可能渗出的不同流体(血液、脓液等)的电导率差异。

文献EP 2 014 267、EP 2 944 299和US2020/405546中描述的湿度传感器也是从现有技术中已知的。

本发明的目的是提供作为对现有技术中已知的湿度传感器的改进的湿度传感器。

本发明的目的是通过湿度传感器来实现的，湿度传感器包括具有第一面和在几何上与第一面相对的第二面的支撑基板。第一面设置有被配置成与液体接触的多个电极对。第二面包括彼此并联连接的多个第一检测部件，以及各第一检测部件包括与电极对相关联的晶体管。各第一检测部件的晶体管被配置成在电流在与该晶体管相关联的电极对中的电极之间经过时从第一状态切换到第二状态。电极对中的电极串联电连接到晶体管的输入电极，以及电极对中的另一电极电连接到固定电位、特别地连接到接地电位，以及晶体管的输出电极与第一电阻器串联电连接，使得湿度传感器对多个第一检测部件的第一电阻器的等效电阻敏感。

因此，湿度检测不是通过测量与电极接触的液体的电阻、阻抗或电导率直接实现的。

在本发明中，不需要测量各个电极对中的电极之间的电阻的变化，流经电极对的电流用于使晶体管切换或不切换。电流是由电极端子之间导电液体的存在感应的，与液体的特定性质无关。因此，湿度检测基于切换的晶体管的数量，所述晶体管可在两个状态之间切换。

根据等效电阻，可以推导与如下各个晶体管相关联的第一电阻器的数量，该晶体管由于电极对中的电极之间液体的存在而已经被切换。因此，可以推断由于电极对中的电极之间液体的存在而连接的电极对的数量。所连接的电极对的数量与润湿表面有关。因此，根据本发明的等效电阻与第一面的电极之间液体的存在相关。

结果，在将湿度传感器应用于伤口敷料的情况下，本发明有利地使得可以避免测量取决于各液体(特别地各渗出物)特定的组成和性质的液体的电阻(或阻抗或电导率)的需要。

特别地，湿度传感器可以被配置成测量多个第一检测部件的第一电阻器的等效电阻。

更具体地，湿度传感器可以包括集成电路或微芯片，特别地用于测量等效电阻，并且可选地用于处理所测得的数据。

另一方面，湿度传感器可以是电气装置，该电气装置可以包括至少一个计算单元和/或一个处理器。除了计算单元和/或处理器之外，或者代替计算单元和/或处理器，湿度传感器可以包括嵌入式计算机。

通过计算单元和/或处理器和/或集成计算机，湿度传感器可以被配置成测量多个第一检测部件的第一电阻器的等效电阻。

湿度传感器还可以被配置成确定第一电阻器两端的电压。在这种情况下，当测量电压时，湿度传感器还可以包括放大部件，以在由计算单元、处理器和/或集成计算机处理所测得的电压之前放大所测得的电压。

湿度传感器还可以包括数据存储部件。存储介质可以由本领域技术人员例如根据容量和速度从已知存储介质中选择。例如，所测得的等效电阻和/或所获得的电压值可以被存储在这些数据存储部件中。

另外，应该注意，将电极之一连接到固定电位使得对切换为所述状态之一的晶体管的数量的确定比切换为另一状态的晶体管更容易。

特别地，将一个电极连接到固定电位，并且将另一电极串联连接到晶体管的输入电极，使得可以获得层级式的电压的变化，从而便于湿度检测。

由于以下实施例，根据本发明的湿度传感器可以进一步被改进。

根据本发明的一个实施例，晶体管可以是双极晶体管、特别地是正-负-正(PNP)双极晶体管，双极晶体管被配置成从与第一状态相对应的所谓导通状态切换到与第二状态相对应的所谓关断状态，以及其中，晶体管的输入电极是双极晶体管的基极，并且晶体管的输出电极是双极晶体管的集电极。

根据本发明的一个实施例，晶体管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其中，晶体管的输入电极是MOSFET的栅极，并且晶体管的输出电极是MOSFET的漏极。

根据本发明的一个实施例，湿度传感器可以包括具有不同值的第一电阻器。

通过使用具有不同值的第一电阻器，可以改进湿度检测的灵敏度和质量。

根据本发明的一个实施例，多个电极对可以按第一面的预定区域分布，并且各个第一电阻器的值可以与第一面的预定区域有关。

因此，可以确定湿度传感器的各种预定区域上液体的存在和分布这两者。

例如，与第一面上中心布置的电极对相关联的第一电阻值可以不同于与第一面上***布置的电极对相关联的第一电阻值。这使得可以确定第一面的中心是否比其***更湿润。

根据本发明的一个实施例，多个第一检测部件可以被包装在封装树脂中。

封装树脂确保紧密密封，从而防止短路。

根据本发明的一个实施例，支撑基板可以包括允许流体在第一面和第二面之间流动的至少一个通孔。

至少一个通孔的存在允许液体流过支撑基板，因此支撑基板不被制成不可渗透的。通孔允许液体沿着从第一面延伸到第二面的方向“垂直”扩散通过支撑基板。

根据本发明的一个实施例，多个电极对中的电极可以沿包含在第一面的平面中的至少两个方向布置在第一面上、特别地布置为交叉形、特别地布置为具有至少六个点的交叉形。

电极的交叉形或星形布置有利于液体在第一面的平面中的“水平”扩散。事实上，电极根据其布置可以阻止液体在第一面的平面中的传播。

根据本发明的一个实施例，对于各个电极对，该电极对中的各个电极可以通过形成在第一面和第二面之间的金属化孔而电连接到布置在第二面上的相应第一检测部件。

根据本发明的一个实施例，支撑基板可以是能够弯曲的柔性层，特别地厚度小于300微米，更特别地厚度小于150微米。

根据本发明的一个实施例，湿度传感器还可以包括在第二面上的微芯片，该微芯片被配置成特别地通过射频通信将数据发送到第三方。

因此，湿度传感器适于能够处理通过检测部件收集的数据，并且通过射频通信数据。

根据本发明的一个实施例，第一面还可以包括无线电天线。

因此，来自湿度检测***的数据可以经由射频被通信到第三方装置。

无线电天线布置在第一面上、即设置有电极的面上的事实，既节省了空间，也便于支撑基板中的安装和电连接。

根据本发明的一个实施例，无线电天线可以围绕多个电极对布置。

因此，不管例如电极之间的距离如何，都可以容易地制造不同形式的湿度传感器。

根据本发明的一个实施例，支撑基板还可以包括至少另一检测电极对和除了湿度之外的量的至少第二检测部件，并且所述检测电极对电连接到第二检测部件，使得湿度传感器还被配置成测量除了湿度之外的量，特别地测量温度、压力、pH或化学种类的存在。

因此，除了检测湿度之外，湿度传感器还有利地允许检测物理量、化学量或甚至电化学量。因此，通过组合湿度传感器中的多个检测部件，可以避免使用不同的单独的传感器。

第二检测部件可以嵌入在封装树脂中。

本发明的目的还涉及上述湿度传感器在伤口敷料中的使用，其中湿度传感器的多个电极对被布置在伤口敷料中以与来自伤口的液体接触。

湿度传感器在伤口敷料中的使用有利地使得可以避免测量特别地取决于各伤口和患者的血液、渗出物、脓液等的电阻(或阻抗或电导率)的需要。

本发明的目的也通过利用根据上述实施例之一的湿度传感器来检测湿度的方法来实现，该方法包括以下步骤：a)测量湿度传感器的多个第一检测部件的第一电阻器的等效电阻，该等效电阻取决于切换为第一状态和第二状态之一的晶体管的数量，然后，b)根据所测得的等效电阻值，推断设置有电极的第一面上液体的存在。

在将湿度传感器应用于伤口敷料的情况下，根据本发明的检测湿度的方法有利地使得可以避免测量取决于各液体(特别地各渗出物)特定的组成和性质的液体的电阻(或阻抗或电导率)的需要。

实施例可以被组合以形成本发明的更有利的实施例变体。

下面将通过优选实施例、特别地通过参考附图，更详细地说明本发明及其优点，其中：

图1是根据本发明一个实施例的湿度传感器的示意性横截面图；

图2是伤口敷料的示意性横截面图，其中集成了根据图1所示的一个实施例的湿度传感器；

图3是根据本发明一个实施例的湿度传感器的第一面的示意性图；

图4是根据本发明的一个变型的图3中的湿度传感器的示意性图，该湿度传感器包括射频天线；

图5示意性地示出了根据本发明的一个实施例的检测部件；

图6示意性地示出了根据本发明的、与湿度检测***并联的第一电阻器的连接；

图7示出了根据所连接的电极对的数量的电压的演变；

图8示出了包括如图2所示的伤口敷料和通信装置的***；

图9示出了图8所示的***和用户终端。

现在将通过示例并参考附图，使用有利的实施例更详细地描述本发明。所描述的实施例是简单的可能配置，并且应该记住，诸如上述的单个特征可以彼此独立地提供，或者可以在本发明的实现期间绝对省略。

图1是根据本发明一个实施例的湿度传感器10的示意性横截面图。

湿度传感器10旨在检测表面上液体的存在和位置。

湿度传感器10包括支撑基板12。

支撑基板12是能够弯曲、特别地以符合元件的曲率的柔性层。

例如，在湿度传感器10被集成到伤口敷料中的情况下，柔性支撑基板12适于弯曲，以符合人体的所述伤口敷料旨在施加到的部分的形状。

支撑基板12可以由环氧玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘乙二醇酯(PEN)或其他材料制成。

支撑基板12的厚度L小于300微米，特别地小于150微米。注意，厚度L仅对应于支撑基板12的厚度，而不考虑除基板12本身之外的任何层(诸如密封剂等)的厚度。

支撑基板12包括第一面14和根据笛卡尔坐标系的Y轴在几何上与第一面14相对第二面16。

第一面14设置有多个电极18，这些电极18被配置成与液体接触。

电极18优选地由镀金或镍-金的铜合金制成，或者由镀金的铝、青铜、金或其他材料制成。

第二面16设置有多个检测部件20。如下所述，检测部件20彼此并联连接。检测部件20也可以在下面称为“第一检测部件20”。第一检测部件20被配置成检测湿度。如下所说明的，在变型中，支撑基板12还可以包括一个或多于一个第二检测部件(未示出)，该第二检测部件被配置成检测除湿度之外的量，以测量温度、压力、pH或某种化学种类的存在等。

整个支撑基板12、电极18和检测部件20由电气印刷电路板22构成。

电气印刷电路板22可以通过制造柔性印刷电路板(即柔性的印刷电路板，也称为“柔性PCB”或“柔性电路”，特别地在智能卡领域内)的公知方法来制造。特别地，电气印刷电路板22可以通过在法国专利申请FR 3013504 A1中公开的制造方法来制造。

根据这种制造方法，在支撑基板层12的第一面14上提供由支撑基板层12和至少一片导电材料组成的材料。导电材料是例如铜、铝或铜或铝的合金。支撑基板12的第二面16涂覆有粘合剂材料(未示出)。涂覆有粘合剂和导电材料的支撑基板12例如通过机械冲压或激光被穿孔，以形成用于以线圈对线圈的方法引导带的孔26和可选地横向开口(穿孔)。然后将第二片导电材料层压到支撑基板12的第二面16。该片覆盖粘合剂和孔26。孔26然后被称为“盲”孔，因为它们在一个面上被金属片封闭。

可替代地，提供由支撑基板12和两层导电材料组成的材料。该材料例如通过机械冲压或激光被穿孔，以形成孔26，孔26然后被称为“通”孔。

不管孔26是否形成为通孔，都因此在孔26中电沉积一层或多于一层导电材料。然后通过光刻在两片导电材料上利用光敏树脂的沉积、日晒和显露来制作图案。

化学图案雕刻步骤使得可以产生面14上的电极18和电路22，电路22使得可以连接面16上的检测部件20。

在雕刻期间中保护图案的树脂被化学地去除，并且顶涂层(例如镍和金)被可选地电化学或化学地沉积在雕刻后的图案上和金属化孔26中。

然后将检测部件20中使用的电子组件组装在电路22上。

为了将电路22和检测部件20与液体电隔离，电路22和检测部件20在第二面16处被包装在封装树脂24中。封装树脂24确保在第二面16处的紧密密封并防止短路。

封装树脂24可以是硅酮、聚酰胺、环氧树脂或其他。

如图1所示，各电极18通过从第一面14到第二面16穿过支撑基板12的金属化孔26被电连接到相应的检测部件20。

换句话说，各金属化孔26使得可以将电极18电连接到检测部件20。

如上文关于制造方法所说明的，孔26通过铜、镍和/或金的沉积物被金属化。

如图1所示，电路22设置有至少一个通孔28，从而允许流体在第一面14和第二面16之间流动。因此，各通孔28通过电路22和封装树脂24而从第一面14延伸到第二面16。

各通孔28可以通过冲压或穿孔封装树脂和电路22来制成。

图2示意性地示出了根据图1所示实施例的湿度传感器10在伤口敷料100中的集成。伤口敷料100包括湿度传感器10和通信模块COM。

将不再详细描述具有已经用于描述图1的相同附图标记的元素，并且参考上面对这些元素的描述。

伤口敷料100包括多层。为了图的清晰和简化，在图2的示意性表示中有意省略了一些层。

在湿度传感器10的支撑基板12的第一面14上提供吸收层102。吸收层102可以由多个层(未示出)组成。吸收层102包括被配置成施加到伤口的施加面104。因此，吸收层102被配置成从旨在施加伤口敷料100的伤口吸收液体，特别地渗出物。渗出物是从伤口渗出的液体。渗出物包含水和电解质等。电极18被布置在第一面14上，电极18被配置成与被吸收层102吸收的液体接触。

如参考图1所说明的，封树脂24确保在第二面16处的紧密密封并防止短路。但是，第二面16的紧密密封具有使基板12不可渗透的效果。然而，来自伤口的流体必须能够垂直地、即沿着图2所示的Y轴在伤口敷料100的深度方向上扩散通过伤口敷料100等。为此，通孔28允许第一面14和第二面16之间的流体连通。通孔28的分布可以是规则的，或者在伤口敷料100的中心区域和伤口敷料100的***部分之间变化。

为了与至少一个第三方装置通信，伤口敷料100包括通信模块COM。在图2所示实施例的示例中，通信模块COM被包装在树脂24中，使得其受到保护。可替代地，通信模块COM可以被部分包装。

通信模块COM可以包括集成电路，例如处理器和天线。通信模块COM可以是近场通信(NFC)模块等。

在图2中，通信模块COM示意性地由块表示，其中集成电路或天线不可见，并且这种表示没有限制性。通信模块COM可以被布置成使得其所有元件都在一个面(第一面14或第二面16)上，或者分布在这两个面14和16上。通信模块COM的可能配置可以包括将其集成电路(图2中未示出)包装在树脂24中，安装在第二面16上，以及将其天线(图2中未示出)安装在第一面14上(可能没有包装)，随后将参考图3和图4进行描述。可以使用通信模块COM的天线和集成电路(图2中未示出)之间的直通连接。

最后，图2示出了施加面104由可拆卸的保护膜106保护。伤口敷料100被设计成直到使用为止为无菌的包装。

图2示出了包括支撑基板12的伤口敷料100，支撑基板12的第一面14被配置成直接或间接施加于伤口。第一面14设置有多个电极18，电极18被配置成与来自伤口的液体接触。在几何上与第一面(14)相对的第二面16包括平行连接的多个检测部件20。各检测部件20包括与形成电极对的两个电极18(在图3和图4中通过附图标记30示出)相关联的切换部件(在图2中不可见)，诸如晶体管等。各切换部件被配置成当电流在与所述切换部件相关联的电极对之间经过时从第一状态切换到第二状态。伤口敷料100的湿度，特别地吸收层102的湿度，可以根据与切换为另一状态的切换部件的数量相比、切换为所述状态之一的切换部件的数量来确定。

参考图3至图7进一步详细描述根据本发明的湿度的确定。

应当注意，伤口敷料100还可以包括除了湿度之外的不同量的至少另一测量传感器。在这种情况下，湿度传感器10的支撑基板12包括至少另一检测电极对(特别地不同于上述的多个电极对30)，以及至少除了湿度之外的量的第二检测部件(未示出)，所述检测电极对电连接到第二检测部件。因此，伤口敷料100中的湿度传感器10还被配置成测量除了湿度之外的量，特别地温度、压力、pH或化学种类的存在。

图3示出了根据本发明实施例的湿度传感器10的第一面14的示意性图。

将不再详细描述具有已经用于描述图1的相同附图标记的元素，并且应该参考上面对这些元素的描述。

湿度传感器10的第一面14包括多个电极18。

注意，第一面14不包括任何电子组件，这些电子组件被布置在第二面16上并且被包装在封装树脂24中。

根据图3所示的实施例，电极18是圆形的。在一个变型中，电极18的形式可以不同，例如方形、矩形、椭圆形、三角形、螺旋形、交叉形或星形。

优选地，电极18、18A、18B具有0.5mm²至8mm²之间的接触表面。

电极18由电极对30布置。

电极对30由彼此靠近而不彼此接触的两个电极18A、18B形成。构成电极对30的电极18A、18B间隔开电极间距离d1。距离d1可以根据实施例而变化。特别地，距离d1在100微米和2毫米之间。电极对30内的电极间距离d1可以在湿度传感器10的不同电极对30之间变化。

如参考图4更详细说明的，电极对30与各检测部件20相关联。

在图3所示的示例中，多个电极18交叉形布置在第一面14上，从而形成具有六个点的交叉。在一个变型(未示出)中，多个电极18根据具有八个点的交叉形配置而布置。点的数量不受限制。

交叉形配置使得可以便于液体(在图3中由虚线箭头E表示)从第一面14的平面(XZ)中的中心，特别地从第一面14的中心区域C到第一面14的***区域P1、P2、P3、P4的扩散和传播。

检测液体在平面的所有方向上扩散的电极18的其他布置是可能的(圆形地、同心地等)。

如图3所示，第一面14还包括无线电天线32。无线电天线32布置在第一面14上，即也设置有电极18的面14上的事实，既节省了湿度传感器10中的空间，也便于支撑基板12的安装和电连接。

无线电天线32通过至少一个金属化孔(在图3中不可见)电连接到第二面16的电路板22。特别地，天线可以电连接到通信模块COM的集成电路。

在图3的示例中，无线电天线32具有臂在电极18之间穿过的螺旋形状。

在图4所示的变型中，湿度传感器10可以设置有无线电天线34，该无线电天线34围绕多个电极对30布置。无线电天线34通过至少一个金属化孔(在图4中不可见)电连接到第二面16的印刷电路板22。如图4所示的布置使得更容易克服在制造不同平面内(XZ)尺寸的湿度传感器10时要考虑的形状因素。

天线32、34允许与湿度传感器10的第三方装置(未示出)无线连接，特别地通过要连接到天线32、34的通信模块COM的集成电路。

注意，在图3和图4所示的湿度传感器10的表示之间，仅天线不同。

湿度传感器10对第一面14被液体润湿的程度敏感。随着液体流动，例如从中心区域C逐渐扩散到第一面14。因此，液体36可能存在于电极对30的两个电极18A、18B之间。电极对30的两个电极18A、18B之间的液体36的存在使电极18A、18B彼此电连接。电流在电极18A、18B之间的通过在电极对30的所述电极18A、18B之间产生短路。通过检测部件20使用电极18A、18B的短路来确定液体在第一面14上的存在和分布，如下面参考附图进一步描述的。

图5示意性地示出了根据本发明一个实施例的检测部件20。

将不再详细描述具有已经用于描述图1至图4的相同附图标记的元素，并且参考上面对这些元素的描述。

根据本发明的各检测部件20包括与由多个电极18中的两个电极18A、18B形成的电极对30相关联的晶体管T。

特别地，晶体管T是正-负-正(PNP)双极晶体管。

在一个变型中，晶体管T是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，并且下面描述的电路可以相应地适用。特别地，双极晶体管的基极、集电极和发射极分别对应于MOSFET的栅极、源极和漏极。

晶体管T被配置成从第一状态(其中晶体管T处于导通状态)切换到第二状态(其中晶体管T处于关断状态)。实际上，晶体管T在饱和区中工作。

晶体管T的发射极e连接到电源电压Vcc。

晶体管T的集电极c串联连接到第一电阻器R1，例如1.2M欧姆电阻器R1。各检测部件20的第一电阻器R1在电路22中彼此并联连接。

在一个变型中，湿度传感器10的第一电阻器R1具有不同的值。例如，布置在第一面14的中心区域C(见图3和图4)的第一电阻器R1的值不同于布置在第一面14的***区域P1、P2、P3、P4(见图3和图4)的第一电阻器R1的值。

晶体管T的基极b连接到第二电阻器R2，例如20K欧姆电阻器R2。当液体接触电极18A、18B时，电阻器R2用于改变晶体管T的状态。

第二电阻器R2串联连接到电极对30中的电极18A。

电极对30的另一电极18B接地，即处于通常为0伏的参考电位。

如图5所示，第三电极R3(例如200K欧姆电阻器R3)连接到电源电压Vcc和晶体管T的基极。

注意，根据本发明的检测部件20不严格限于图5所示实施例的电路图。

在图5所示的实施例中，当电极18A、18B干燥时，即当电流不能流过电极对30、在电极18A、18B之间没有导体时，晶体管T处于导通状态。

当液体连接电极18A、18B时，晶体管T切换到关断状态，从而使晶体管T的基极b接地。事实上，各电极对30的电极18A、18B之间的液体的存在改变了电压，直到电压达到电压阈值为止，在该电压阈值处，晶体管T被配置成自动从第一状态切换到第二状态，特别地从导通状态切换到关断状态。因此，晶体管T在切换中工作，即一种“全有或全无”的工作(或切换)。因此，与晶体管T的集电极串联的第一电阻器R1两端的电压根据晶体管T的状态从一个电平变化到另一电平，这与电压的逐渐演变相反。

因此，各检测部件20的第一电阻器R1两端的电压表示相应晶体管T的状态。晶体管T的状态(导通状态或关断状态)表示各检测部件20的电极对30之间存在(或不存在)液体。第一电阻器R1并联安装在电路22中。

图6示意性地示出了湿度传感器10的第一电阻器R1的并联连接，在图3和图4所示的示例中，湿度传感器10包括并联的12个电阻器R1(R1₁至R1₁₂)和形成12个电极对30的24个电极18。电极的数量以及因此电阻器R1的数量不受限制。

为了确定面14上液体的存在和分布，湿度传感器10被配置成测量并联的第一电阻器R1的等效电阻Req。可以以预定的时间间隔测量并联的第一电阻器R1的等效电阻Req。根据等效电阻Req，可以推断与如下晶体管T相关联的第一电阻器R1的数量，该晶体管T由于电极对30的电极18A、18B之间的液体的存在而被切换。因此，可以推断由于电极对30的电极18A、18B之间的液体34的存在而连接的电极对30的数量。所连接的电极对30的数量与被液体36润湿的表面相关。

图7示出了根据由于电极对30的电极18A、18B之间的液体36的存在所连接的电极对30的数量的电压演变的图表示。可以看出，电压随着各个所连接的电极对(在x轴上指示)而阶段性增加。电压的阶段性演变尤其取决于电阻器R2和R3的值。

因此，湿度传感器10对与在切换为关断状态的晶体管T(相应地处于导通状态)的数量相比、切换为导通状态的晶体管T(相应地处于关断状态)的数量敏感。根据本发明的湿度传感器10独立于各个电极对30的电极18A、18B之间的液体的电导率的值而工作。

因此，通过根据本发明的湿度传感器10测量湿度的方法包括：测量依赖于切换晶体管T的数量的第一电阻器R1的等效电阻Req，并且根据所测量的等效电阻的值，推断在设置有电极18的第一面14上液体的存在。

注意，晶体管T与微芯片兼容，以测量等效电阻Req和处理所测量的数据等。微芯片可以被配置成通过天线32或34经由射频通信或近场通信(NFC)等向第三方装置发送数据。因此，湿度传感器10适于能够处理通过检测部件收集的数据并利用射频传送该数据。该数据包括与由湿度传感器10检测到的湿度相关的至少一个信息，例如湿度值、与被液体覆盖的第一面14的表面相关的值(例如，电极的数量)、或者与湿度相关的百分比。

在湿度传感器10集成在伤口敷料100中的情况下，如图2所示，湿度传感器10有利地使得可以根据参考图5至图7描述的原理检测伤口敷料100的吸收层102中渗出物的存在和程度。

图8示出了包括如图2所示的伤口敷料100和通信装置DCOM的***200。

伤口敷料100还包括在与施加面104相对的侧提供的保护层108。本领域技术人员也可以将保护层108称为支撑层108。正是该层108在伤口敷料中以本领域技术人员已知的方式防水但透气。

在***200中，通信装置DCOM例如通过粘合剂、钩环纺织***或口袋可移除地附接到伤口敷料100的保护层108。因此，通信装置DCOM可以被拆下以重新使用，而伤口敷料100在使用后必须被丢弃。可移除的通信装置DCOM充当“贴片”，仅当***200在用户身上时，该贴片将被附着，然后当该伤口敷料被改变时，该贴片将被保留用于另一伤口敷料100。这限制了电子垃圾的量。

通信装置DCOM可以经由近场通信与通信模块COM通信，例如以检索湿度信息并将其存储在通信装置DCOM的存储器(未示出)中。

通信装置DCOM包括电源电池(未示出)，并且经由磁感应向***200的伤口敷料100提供电能。

如图9所示，通信装置DCOM还能够与用户终端202通信(例如，经由蓝牙[低能量]通信)，使得由***200的湿度传感器伤口敷料100检测的湿度数据可以被接收并显示在用户终端202上。

以指示的方式，通信装置DCOM可以发送将显示在用户终端202上的警报信号，例如以指示湿度变化率超过给定阈值。

附图标记列表

10：湿度传感器

12：支撑基板

14：第一面

16：第二面

18：电极

20：检测部件

22：电气印刷电路板

24：封装树脂

26：金属化孔

28：通孔

30：电极对

32：天线

34：天线

36：液体

100：伤口敷料

102：吸收层

104：施加面

106：可拆卸的保护膜

108：保护层

200：***

202：用户终端

COM：通讯模块

DCOM：通信装置

b：基极

c：集电极

C：中心区域

D1：电极间距离

L：厚度

e：发射极

E：流向

P1、P2、P3、P4：***区域

R1：第一电阻器

R2、R3：电阻器

Req：等效电阻

T：晶体管

Vcc：电源电压

X、Y、Z：笛卡尔坐标系

Claims (16)

1.一种湿度传感器(10)，其包括具有第一面(14)和在几何上与所述第一面(14)相对的第二面(16)的支撑基板(12)，以及其中：

所述第一面(14)设置有被配置成与液体接触的多个电极对(30)，

所述第二面(16)包括彼此并联连接的多个第一检测部件(20)，

各第一检测部件(20)包括与电极对(30)相关联的晶体管(T)，

各第一检测部件(20)的所述晶体管(T)被配置成在电流在与该晶体管(T)相关联的电极对(30)中的电极(18A、18B)之间经过时从第一状态切换到第二状态，

所述电极对(30)中的电极(18A)串联电连接到所述晶体管(T)的输入电极(b)，

所述电极对(30)中的另一电极(18B)电连接到固定电位、特别地连接到接地电位，以及

所述晶体管(T)的输出电极(c)与第一电阻器(R1)串联电连接，

使得所述湿度传感器(10)对所述多个第一检测部件(20)的所述第一电阻器(R1)的等效电阻(Req)敏感。

2.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中，所述晶体管(T)是双极晶体管(T)、特别地是正-负-正双极晶体管即PNP双极晶体管，所述双极晶体管(T)被配置成从与所述第一状态相对应的所谓导通状态切换到与所述第二状态相对应的所谓关断状态，以及其中，所述晶体管(T)的输入电极(b)是所述双极晶体管(T)的基极(b)，并且所述晶体管(T)的输出电极(c)是所述双极晶体管(T)的集电极。

3.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中，所述晶体管(T)是金属氧化物半导体场效应晶体管即MOSFET，其中，所述晶体管(T)的输入电极(b)是所述MOSFET的栅极，并且所述晶体管(T)的输出电极(c)是所述MOSFET的漏极。

4.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，包括具有不同值的第一电阻器(R1)。

5.根据权利要求4所述的湿度传感器，其中，所述多个电极对(30)按所述第一面(14)的预定区域分布，并且各第一电阻器(R1)的值与所述第一面(14)的预定区域有关。

6.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，所述多个第一检测部件(20)被包装在封装树脂(24)中。

7.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，所述支撑基板(12)包括允许流体在所述第一面(14)和所述第二面(16)之间流动的至少一个通孔(28)。

8.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，所述多个电极对(30)中的电极(18、18A、18B)沿着包含在所述第一面(14)的平面中的至少两个方向布置在所述第一面(14)上，所述多个电极对(30)中的电极(18、18A、18B)特别地以交叉形布置、特别地以具有至少六个点的交叉形布置。

9.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，对于各电极对(30)，该电极对(30)中的各个电极(18、18A、18B)通过形成在所述第一面(14)和所述第二面(16)之间的金属化孔(26)电连接到布置在所述第二面(16)上的相应第一检测部件(20)。

10.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，所述支撑基板(12)是能够弯曲的柔性层，特别地厚度小于300微米、更特别地厚度小于150微米。

11.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，还包括在所述第二面(16)处的微芯片，所述微芯片被配置成将数据发送到第三方装置。

12.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，所述第一面(14)还包括无线电天线(32、34)。

13.根据权利要求12所述的湿度传感器，其中，所述无线电天线(34)围绕所述多个电极对(30)布置。

14.根据前述权利要求之一所述的湿度传感器，其中，所述支撑基板(12)还包括至少另一检测电极对以及除了湿度之外的量的至少第二检测部件，并且所述检测电极对电连接到所述第二检测部件，使得所述湿度传感器(10)还被配置成测量除了湿度之外的量，特别地测量温度、压力、pH或化学种类的存在。

15.一种根据前述权利要求之一所述的湿度传感器(10)在伤口敷料(100)中的用途，其中，所述湿度传感器(10)的多个电极对(30)被布置在所述伤口敷料(100)中以与来自伤口的液体接触。

16.一种通过根据权利要求1至14中任一项所述的湿度传感器来检测湿度的方法，包括以下步骤：

a)测量所述湿度传感器的多个第一检测部件(20)的第一电阻器(R1)的等效电阻(Req)，该等效电阻取决于切换为所述第一状态和所述第二状态之一的晶体管(T)的数量，然后，

b)根据所测得的等效电阻值，推断设置有电极(18)的第一面(14)上液体的存在。