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湿度传感器

阅读：544发布：2020-05-11

IPRDB可以提供湿度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种湿度传感器，所述湿度传感器包括自支撑基板以及由该基板承载的导电迹线。所述迹线被图案化以提供调谐RF电路的至少一部分，该RF电路可被设置在所述基板的仅一侧上并且其特征在于阻抗或电阻。所述迹线不是自支撑的。所述基板适于当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解。此类降解使RF电路的操作产生剧烈变化，这可被远程读出器解释为湿”状况。所述基板被所述目标流体接触可使RF电路的阻抗或电阻改变至少5倍、10倍、100倍或1000倍，和/或可使得所述迹线崩解以便为RF电路提供开路，和/或可基本上使得RF电路无法操作。(56)对比文件US 2011/0291802 A1,2011.12.01,说明书[0035]、附图1.WO 2008/069753 A1,2008.06.12,说明书第34页第5-24行.，下面是湿度传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种湿度传感器，包括：

自支撑基板；以及

导电迹线，所述导电迹线由所述基板承载并被图案化以提供调谐RF电路的至少一部分，所述RF电路以阻抗为特征并且被设置在所述基板的仅一侧上；

其中所述导电迹线具有小于1微米的厚度，以使得所述导电迹线不是自支撑的；并且其中所述基板适于当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解，使得所述RF电路的阻抗或电阻改变至少5倍。

2.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述基板当被所述目标流体接触时溶解。

3.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述基板当被所述目标流体接触时溶胀。

4.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述基板为或包括具有平滑主表面的柔性膜。

5.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述基板为或包括聚乙烯醇。

6.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述目标流体包含极性液体。

7.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述目标流体包含水。

8.根据权利要求7所述的湿度传感器，其中所述目标流体为或包括一种或多种含水人类体液。

9.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述导电迹线包含银。

10.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述导电迹线具有小于100纳米的厚度。

11.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述导电迹线包括感应线圈。

12.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述导电迹线与所述基板紧密接触。

13.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述导电迹线具有可变厚度和/或可变宽度，并且其中所述导电迹线的一个或多个易受破损影响的区域比所述导电迹线的其它部分更薄和/或更窄。

14.根据权利要求13所述的湿度传感器，其中所述导电迹线具有可变厚度，所述厚度变化与所述导电迹线和所述基板之间的结构化界面相关联。

15.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述调谐RF电路还包括导电链接构件，所述导电链接构件连接所述导电迹线的两个部分。

16.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中当所述基板被所述目标流体接触时，所述RF电路的阻抗或电阻改变至少100倍。

17.根据权利要求16所述的湿度传感器，其中当所述基板被所述目标流体接触时，所述RF电路的阻抗或电阻改变至少1000倍。

18.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中当所述基板被所述目标流体接触时，所述导电迹线基本上崩解以便为所述RF电路提供开路。

19.根据权利要求1所述的湿度传感器，其中所述基板被所述目标流体接触基本上使得所述RF电路无法操作。

20.根据权利要求1所述的湿度传感器，还包括设置在所述湿度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所述的湿度传感器，其中所述粘合剂包含有机硅。

22.一种吸收衣服，包含根据权利要求1所述的湿度传感器。

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片材、液体不可渗透片材、被设陷在所述液体可渗透片材和所述液体不可渗透片材之间的吸收材料，并且其中所述湿度传感器设置在所述液体可渗透片材和所述液体不可渗透片材之间。

24.一种具有湿度传感器的构造制品，包含根据权利要求1所述的湿度传感器。

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。

26.一种具有湿度传感器的系统，包括：

根据权利要求1所述的湿度传感器；以及

读出器，所述读出器被构造成远程评估所述调谐RF电路的状况。

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个人的移动或静止支撑件中或上。

说明书全文

湿度传感器

技术领域

[0001] 本发明整体涉及湿度传感器以及并入有此类传感器的制品和系统，和与此类传感器有关的方法。

背景技术

[0002] 成千上万的小孩和老人每天穿戴尿布。对于这两个群体而言，可能需要依靠其它因素来检查湿度。就由于医学病况或生活处境而穿戴尿布的成人患者而言，在一些情况下，未注意到的湿尿布对使用者来说可能变成健康风险。尿布疹和皮肤溃烂恰好是两种可能的医学病况，它们可能是由于长期暴露于湿的条件下所引起的。由于患者的健康风险以及保健提供者的可能的货币债务两方面，因此需要用于增强尿布监控的过程和程序。

[0003] 在一些地方，针对需要使用尿布的成人患者的标准监控过程是每四小时至少一次地监控患者的失禁情况。如果患者自己不能传达尿布的状态，那么需要由照护者物理检查尿布。为了进行令人满意的物理检查，通常需要物理地将患者翻身。这可能对护士或工作人员造成健康风险，并且对于较重的患者，可能需要额外的人员或者甚至机械升降装置。将非常需要通过在不执行物理检查的情况下询问尿布的状态来消除该消耗时间且有损尊严的过程。

[0004] 其他人已提出了在尿布中使用的湿度传感器。例如，参见美国专利申请公布US 2008/0300559(Gustafson等人)。还参见美国专利申请公布US2004/0064114(David等人)、US 2004/0070510(Zhang等人)、US2005/0156744(Pires)、US 2006/0058745(Pires)、US
2007/0083174(Ales，III等人)、US 2008/0132859(Pires)和US 2008/0266123(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，在尿布中(以及其它应用中)广泛使用湿度传感器仍未实现。

发明内容

[0005] 已开发出了一系列传感器，其可检测湿度并且可被远程询问。这些传感器还与低成本的制造技术相容。已发现，所述传感器可不仅适用于尿布或其它吸收衣服，而且还适用于其中需要检测湿度但难以可视地或以其它方式直接观察湿度的其它最终用途应用。此类其它应用可涉及将湿度传感器并入到与构造相关的制品(诸如壁板、绝缘材料、地板、屋顶和配件或支撑结构)中，以检测来自例如地下管道、地板下、墙壁后或天花板上的泄漏。其它应用可涉及将湿度传感器并入到包装或盒子中，以检测例如用于医疗或机动车应用中的例如泄漏或融化。

[0006] 除了其它方面，在本文中还描述了包括自支撑基板以及由所述基板承载的导电迹线的传感器。导电迹线被图案化以提供调谐RF电路的至少一部分，所述RF电路优选地被设置在所述基板的仅一侧上并且其特征在于阻抗或电阻。与所述基板相比，导电迹线不是自支撑的。所述基板适于当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解。所述基板的这种降解使RF电路的操作产生剧烈变化，这可被远程读出器或询问装置解释为“湿”状况。被目标流体所接触可使RF电路的阻抗或电阻改变至少5倍、10倍、100倍或1000倍。被目标流体所接触可使得导电迹线崩解以便为RF电路提供开路。被目标流体所接触可基本上使得RF电路无法操作。

[0007] 传感器可包括设置在传感器的外表面上的皮肤相容性粘合剂。此类粘合剂可包含有机硅。

[0008] 在一些情况下，基板当被目标流体接触时溶解。在一些情况下，基板当被目标流体接触时溶胀。在一些情况下，基板为或包括具有平滑或轮廓化主表面的柔性膜。在一些情况下，基板为或包括聚乙烯醇(PVA)。在一些情况下，目标流体包含极性液体(诸如水)、或者一种或多种含水人类体液。

[0009] 在一些情况下，导电迹线包含银。在一些情况下，导电性迹线具有小于1微米、或小于100纳米的厚度。在一些情况下，导电迹线包括线圈，并且RF电路包括耦合到所述线圈的至少一个电容器以提供谐振频率。导电迹线优选地与基板紧密接触。在一些情况下，导电迹线具有可变厚度和/或可变宽度。在一些情况下，导电迹线具有可变厚度，所述厚度的变化与导电迹线和基板之间的结构化界面相关联。在一些情况下，RF电路还包括连接导电迹线的两个部分的导电链接构件，诸如跳线。

[0010] 本发明还公开了包含所公开的湿度传感器的吸收衣服(诸如尿布)以及其它制品。就吸收衣服而言，所述衣服可包括液体可渗透片材、液体不可渗透片材、以及捕获在所述液体可渗透片材与所述液体不可渗透片材之间的吸收材料。湿度传感器可被设置在液体可渗透片材与液体不可渗透片材之间、或液体可渗透片材与使用者的身体之间。优选地，湿度传感器被设置在液体不可渗透片材与吸收芯之间，以使得当芯饱和时所述湿度传感器将降解并且将不会由于少量的目标流体的释放而触发。

[0011] 本发明还公开了并入有所公开的湿度传感器的在建筑构造中使用的制品。这种构造制品可以为或包括壁板、绝缘材料、地板(包括但不限于地毯)、屋顶和/或用于管道的配件或支撑结构。

[0012] 描述了如下的系统：其中将所公开的湿度传感器中的至少一者与读出器组合以便评估传感器的状况，所述读出器被构造成远程地评估调谐RF电路的状况。读出器可被构造成安装在用于人的移动或固定支撑件中或上：例如床、椅子(包括例如轮椅或摇椅)、手推车或其它移动或固定支撑件。

[0013] 还讨论了相关的方法、系统和制品。

[0014] 根据下文的详细描述，本专利申请的这些和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，不应该将以上的发明内容理解为对要求保护的主题的限制，所述主题仅由所附权利要求书限定，如可以在审查期间进行修改的。

附图说明

[0015] 图1是将片材分切成或以其它方式转换成单个传感器标签之前，卷起的含有大量湿度传感器的片材和幅材的示意性透视图；

[0016] 图2a和图2b是示例性湿度传感器的示意性电路图；

[0017] 图2c是示例性远程询问装置或读出器的示意性框图；

[0018] 图3a是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”状态；

[0019] 图3b是与图3a的示意图类似的示意图，但其中湿度传感器处于“湿”状态；

[0020] 图4、图5、图6和图7是示例性湿度传感器的示意性平面图；

[0021] 图8是示例性湿度传感器的细节的示意透视图；

[0022] 图9a是湿度传感器的一部分的示意性侧视图或剖视图；

[0023] 图9b是另一个湿度传感器的一部分的示意性侧视图或剖视图；

[0024] 图10a和图10b是用于在湿度传感器中使用的传感器基板的示意性侧视图或剖视图，所述基板各自具有可变厚度的导电迹线；

[0025] 图10c是用于在湿度传感器中使用的传感器基板的示意性平面图，所述基板具有可变宽度的导电迹线；

[0026] 图11是片材或幅材的平面图，在所述片材和幅材上的是用于在湿度传感器中使用的印刷电路元件；

[0027] 图12是PVA片材的照片，在所述PVA片材上已印刷有被图案化以提供调谐RF电路的一部分的导电迹线；

[0028] 图12a是适用于所公开的湿度传感器的U形部件；

[0029] 图13是示出湿度传感器的不同最终用途应用的示意图；并且

[0030] 图14a是尿布或类似失禁衣服的示意性平面图，并且图14b是沿着图14a中的线14b-14b截取的示意性剖视图。

[0031] 在附图中，类似的附图标号指示类似的元件。

具体实施方式

[0032] 在图1中，可以看到使用高容量膜处理设备制造的卷起的片材或幅材110。幅材110包括已涂覆导电迹线的柔性基板114，所述迹线形成调谐RF电路116的至少一部分。迹线通常形成至少感应线圈，但该迹线还可包括其它不同的电路元件和连接特征，如下文更全面例示的。导电迹线以及该RF电路的其余部分因此由基板114承载。

[0033] 尽管图中仅示出一个电路116，但读者将理解，在幅材上优选地以阵列形式设置有基本上相同或类似的调谐RF电路，一个此类电路被设置在每个标记为112的区域中，并且所有此类电路优选地被设置在幅材110的相同侧上。附图标号112因此可指代呈标签或标记形式的单个传感器，其可通过例如沿着线113a、113b进行切开或切割操作来转换幅材110而获得。

[0034] 除了导电迹线之外，调谐RF电路116通常包括一个或多个离散电路元件。例如，如下面进一步讨论的，电路116可包括单独的跳线(导电链接构件)和电容器，它们可由基板114承载并且连接至导电迹线，以便使RF电路116完整并提供所需的功能。在一些情况下，除了感应线圈外，该导电迹线本身还可包括一个或多个电容器。如果需要，可在将幅材切开或切割成单独的传感器标签112之后，而不是在这样的切开或切割之前，将形成RF电路116的一部分的任何离散电路元件附接到基板114，或附接到RF电路116的一部分。作为另外一种选择，在将幅材细分成单个标签之前，可将一个或多个离散电路元件附接到基板114，或者附接到RF电路116的一部分，而幅材110仍然是完整的。导电迹线和RF电路116其它部件优选地由基板承载并且设置在基板114的仅一侧上。从制造的观点来看，此类布置是有利的，以使得可采用仅单侧的膜处理。

[0035] 基板114不仅是柔性的，而且其还是自支撑的。就这一点而言，如果基板具有足以允许在没有过度破损、撕裂或将使得基板不适于其预期应用的其它损坏的情况下处理基板的机械完整性，那么基板被称为是自支撑的。

[0036] 显著地，基板适于当被目标流体(诸如水)接触时溶解、溶胀或以其它方式降解，并且导电迹线不是自支撑的。由于特征的这种组合，将传感器标签暴露于目标流体可以使RF电路的物理结构产生剧烈的变化，并且使RF电路的操作产生相应的剧烈变化，其中后一种剧烈变化可由远程读出器或询问装置解释为“湿”状态。例如，在基板经定制以使得当被目标流体接触时完全或甚至部分地溶解的情况下，在没有最初由基板提供的结构支撑时，导电迹线和其它RF电路元件可简单地伸缩、碎裂或裂开。

[0037] RF电路的操作的剧烈变化可由例如电路的电阻或阻抗改变至少5倍、10倍、100倍或1000倍来证实。就这一点而言，“电阻或阻抗的变化”是指电阻或阻抗的量级变化。阻抗是将直流电(DC)电阻的概念延伸至交流电(AC)电路，从而不仅描述了电压和电流的相对振幅，而且描述了相对相位。阻抗描述了相对于交流电的量度并且用复数来描述。阻抗的实部描述了电阻(电压和电流的振幅比)，并且虚部描述了相位差。只有当电路具有电容部件或电感部件时才出现相位差，并且通常使用正号指示虚部的电感，而使用负号指示虚部的电容。阻抗分析器通过测量通过电子电路的电压与电流之比来工作。

[0038] 作为另外一种选择或除此之外，RF电路操作的剧烈变化可通过谐振频率、Q-因子、带宽、振幅和/或其它谐振特性的变化来证实。作为另外一种选择或除此之外，操作的剧烈变化可通过导电迹线基本上崩解或破碎以便为RF电路提供开路来证实。作为另外一种选择或除此之外，操作的剧烈变化可通过使得RF电路基本不操作来证实。

[0039] 图2a和图2b中示意性地示出适于在所公开的湿度传感器中使用的示例性调谐RF电路。在图2a中，简单的RF电路216包括如所示出的连接的电感器218和电容器220。这些部件的电感L和电容C组合，从而得到LC电路216，该LC电路具有由下式给定的谐振频率f(以周期/秒或赫兹为单位来表示)：

[0040]

[0041] 优选地选择L和C的值，使得谐振频率被调谐至射频(RF)电磁频谱的所需部分，例如，从30kHz至300GHz的频谱的所需部分。在优选的实施例中，谐振频率可例如在从1MHz至100MHz的较窄范围的所需部分内，或者更具体地在13.56MHz的目标频率下。在任何情况下，优选地选择传感器电路的调谐RF频率，以与远程读出器或询问装置的频率范围兼容(例如，基本匹配、重叠或落在其范围内)，因此读出器和传感器的RF电路作为湿度检测系统进行操作。如果能量接近于电路的谐振频率，那么电感器218用作从读出器接收RF电磁能量的天线，并且电感器218接着在电路的谐振频率下或接近谐振频率重新发射所吸收的能量的至少一些。

[0042] 图2b的RF电路216b与电路216类似，其不同之处在于，已用两个串联的单独电容器220a、220b取代了单个电容器220。在可供选择的实施例中，可使用超过两个单独的电容器，它们可全部串联或者它们可按其它方式连接。此外，尽管在所公开的RF电路中优选的是只有一个电感器线圈，但也可料想到具有不止一个电感器的实施例。在一些实施例中，RF电路的各种元件以提供图2a的简单LC谐振电路可以逼近其响应的RF电路这样的方式彼此连接。
例如，图2b的独立电容器220a、220b可由具有合适电容C的单个电容器220用数学方式表示。
再次选择构成RF电路的各种电路元件的值(例如，电感器218的电感和电容器220a、220b的电容)，从而得到被调谐至RF频谱的所需部分的谐振频率，如以上讨论的。事实上，所有真实的电路都包含一定量的电阻。在所公开的湿度传感器的一些实施例中，RF电路可以具有忽略不计的电阻，而在其它情况下，RF电路可以具有不能忽略不计的电阻。在后一种情况下，RF电路可包括一个或多个独立的电阻，例如以形成RLC谐振电路。

[0043] 在一些情况下，调谐RF电路中可包括另外的电路(未示出)，用于经由天线发射标识代码。此类另外的电路可以与已知的射频标识(RFID)装置中使用的电路相同或类似。能够将代码发送至读出器的装置通常被称为RFID装置。不能发送标识代码的装置有时候被称为商品电子防盗(EAS)装置。EAS装置吸收并干扰读出器发射的电磁场，诸如RF场。可由读出器检测对电磁场的干扰，并且将其解释为指示存在EAS装置。尽管料想到其它设计(包括但不限于更复杂的RFID设计)，但在所公开的湿度传感器中使用的调谐RF电路优选地属于通常的较为简单的EAS设计。优选的调谐RF电路实质上是无源的，即，它们没有装配电池或其它板上电源，而是替代地从连接至读出器天线发射的电磁场获取电力。然而，在一些情况下，根据湿度传感器的最终用途应用，调谐RF电路实质上可以是有源的，即，该调谐RF电路可包括电池或其它电源。在任何情况下，通常调谐RF电路的特征在于谐振频率和电路阻抗。

[0044] 图2c是示例性远程询问装置或读出器230的示意性框图。读出器230包括电感器232、RF源234的谐振分析器236。能量被存储在用作天线的电感器232周围的场中。如果湿度传感器在读出器230的附近，那么所存储的这种能量可连接至湿度传感器的调谐RF电路。谐振分析器236可被构造成检测从读出器230的天线耦合至调谐RF电路的能量的量的变化，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，则出现这种耦合。由调谐RF电路耦合的能量的变化引起的询问信号中的扰动可被视为构成感测信号或感测电路信号。

[0045] 图3a和图3b是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在“干”状态，并且在图3b中，湿度传感器已与水和另一种目标流体接触，以产生处于“湿”状态的湿度传感器312b。

[0046] 在图3a中，读出器330广播RF信号，该RF信号的至少一部分具有能够被传感器312a的调谐RF电路316a吸收的合适频率分量。传感器312a将一些所吸收的能量转换成(较弱)的感测信号，通过电路316a广播所述感测信号并且由读出器330感测所述感测信号。读出器330将来自电路316a的感测信号解释为“干”状况，并且可由读出器330提供指示灯或其它合适的状态输出。

[0047] 在图3b中，读出器330再次广播相同的RF信号。传感器312b在读出器附近，与传感器312a完全相同，但将传感器暴露至目标流体已导致承载调谐RF电路的基板部分或完全溶解(或溶胀或以其它方式降解)。出于这个原因，用虚线画出传感器312b的基板。图中示出的调谐RF电路316b，但是由于缺少支撑基板或支撑基板降解，电路可能完全地或部分地无法操作。作为另外一种选择，电路可保持能够操作，但其可具有与电路316a的特性非常不同的特性，例如，非常不同的阳抗、非常不同的谐振频率、Q-因子、带宽、振幅和/或其它谐振特性。因此，传感器312b可不提供感测信号，或者它可提供与在接触目标流体之前传感器312a提供的感测信号非常不同的感测信号。读出器330将不存在感测信号或者非常不同的感测信号解释为“湿”状况。接着，可由读出器330提供“湿”指示灯或其它合适的状态输出。

[0048] 图4提供了一个示例性湿度传感器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可以是已从较大片的相同基板材料切割下的相对小的样本(例如，在基板材料的连续幅材上的转换操作中)。优选地，基板414薄得足以具有柔性，但厚得足以自支撑。如已经提到的，基板优选地由当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解的材料构成。优选的基板材料也可以是熔融可挤出的或者溶剂浇注的，并且能够被浇注为柔性膜。对于含水传感器，合适的材料可选自已知的天然或合成水溶性或水分散性材料中的任一者。示例性的成膜性聚合物或低聚物基板材料是聚乙烯醇(PVA)。PVA是极性材料，并且当它暴露于水或其它极性液体(包括诸如尿或血的含水人类体液)时，它基本上溶解和/或溶胀。PVA的聚合物可由聚乙烯醋酸制备并且可市售获得各种分子量和水解水平的PVA聚合物。可选的基板材料包括但不限于：易碎纸，诸如薄页纸或新闻纸的；植物天然聚合物，诸如藻酸和藻酸衍生聚合物、阿拉伯半乳聚糖、包括但不限于羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、淀粉和淀粉衍生物的纤维素衍生物；源于微生物的天然聚合物，诸如多糖、源于动物的聚合物包括凝胶、胶原蛋自、粘多糖及类似物；聚氧基亚烷；衍生自包括但不限于乙烯单体、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺等的烯键式不饱和单体的聚合物和共聚物；聚乙烯亚胺；聚乳酸；聚乙醇酸；以及包括前述物质中的一者或多者的混合物。其它合适的基板材料包括聚环氧乙烷或聚乙二醇、果胶、支链淀粉和基于聚羧乙烯的聚合物膜。另外其它合适的基板材料可选自PCT公开WO 02/092049(Godbey等人)“System for Delivering Cosmetics and Pharmaceuticals”(递送化妆品和生物制药的系统)中公开的材料，该公开以引用方式并入本文。如在该文件中公开的，可以使用增塑剂降低膜的脆性，从而使得膜更坚韧、更适形，并且总体上改善其处理性质。另外合适的基板材料是得自3M公司的水溶性波焊带#5414(Water-Soluble Wave Solder Tape#5414)，它是具有PVA膜背衬、合成水溶性粘合剂和牛皮纸内衬的带。

[0049] 在一些情况下，湿度传感器可被设计用于检测除了水之外的目标流体，或者甚至可检测除了极性液体之外的液体，例如，衍生自石油基产品的非极性液体(诸如，汽油、煤油、己烷、庚烷、甲苯，以及其它芳香簇、直链或支链烃类，或者其混合物)。对于设计用于检测非极性液体的湿度传感器而言，基板优选地由非极性材料构成。例如，聚苯乙烯是可用作基板或包括在基板中的非极性材料，并且当被非极性目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解。其它将因非极性目标流体而降解的示例性基板包括由以下材料制成的那些：ABS、EPDM、PVC、聚丙烯以及优选地具有很少或没有交联、增塑剂或稳定剂的其它非极性材料。

[0050] 传感器基板414可以是一体的膜，即，它可在基板的整个空间或体积内具有均匀的组合物。作为另外一种选择，基板可具有不均匀的组合物。一种类型的不均匀的组合物是堆叠的分层介质，或者是不同材料的具有并列型通道的条形介质，其中至少一种是能因目标流体而降解。例如，基板可以由两种不同材料的两个不同层构成，或者由三层或更多层彼此都可以不同或者可包括例如交替顺序的材料的材料构成。还料想到使用例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的共混材料。在其中传感器基板由多种不同材料构成的情况下，无论分层的、混合的、共挤出的、条状的或其它的，多种材料中的一个、一些或全部在例如存在目标流体的情况下可溶解、或者可溶胀或者可按其它方式降解。

[0051] 湿度传感器412还包括已涂覆至基板414的导电迹线。在图4的实施例中，导电迹线被分成两部分：迹线422a和迹线422b。这些部分被统称为导电迹线422。迹线422包括形成感应线圈418的螺旋形路径。迹线422还包括被标记为423a、423b、423c和423d的加宽的区域或接触焊盘。焊盘423a在线圈418的内部上提供迹线422的内部终点，焊盘423b在线圈418的外部上提供迹线422的外部终点。

[0052] 可将迹线422直接涂覆至基板414的暴露的主表面，或者可包括一个或多个居间层(例如，用于提升粘附性)。可通过合适的技术在基板上形成迹线422，所述合适的技术包括印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知的图案化技术。迹线422可由金属或其它合适的导电材料构成，例如，诸如石墨和/或一种或多种导电聚合物。示例性导电材料包括铜、银和/或镍，但不应该将此列表理解为是限制性的。迹线422的厚度优选地基本上小于基板414的厚度。例如，在一些实施例中，迹线422的厚度小于1微米，或者小于100纳米。优选地，迹线422是机械上非常易损的，它在没有支撑基板(即，基板414)的情况下不能保持其物理完整性。因此，当从迹线422本身考虑(将其与支撑基板，414分开考虑)时，该迹线不是自支撑的，如以上使用该术语的那样。因此，如果在存在目标流体的情况下基板414的一些或全部溶解，那么迹线422丧失其机械完整性并且引起RF电路416操作的剧烈变化。

[0053] 电路416还包括单独的、离散电容器420，其连接在迹线422的焊盘423c和423d之间。电容器420可以是芯片电容器或其它任何合适的能够附接到焊盘423c、423d电容器部件，如所示出的。可通过焊接、粘合剂或通过任何其它合适的技术实现附接。

[0054] 最后，电路416还包括跳线424。跳线424可在内部焊盘423a和外部焊盘423b之间提供低阻抗导电路径，其本身有很小的或没有电阻、电容或电感。在跳线424避免与同它交叉的部分迹线422有任何电接触的同时，跳线424的第一终点424a与焊盘423a直接电接触，并且跳线424的第二终点424b与焊盘423b直接电接触。(在图4中，跳线424与线圈418的两个环交叉，但不与这些环电接触。)这样，跳线424具有基本上如图2a的示意性电路图所示地连接线圈418和电容器420的作用。跳线可由任何合适的导电材料和任选的绝缘材料构造，这些材料允许跳线在保持与同它交叉的部分线圈418绝缘的同时，在焊盘423a和423b之间提供导电路径。示例性的跳线424为或者包括沉积在绝缘材料聚合物基板上的金属或其它导电层，但其它构造也是可能的。还可在基板414或跳线424上印刷绝缘和/或导电粘合剂，或者以其它方式在一侧的跳线424和另一侧的基板414和迹线422之间选择性地施用绝缘和/或导电粘合剂，以使得在形成所需的电连接并且避免其它电连接的同时，牢固地将跳线424在基板414上固定就位。下面进一步提供与合适的跳线相关的附加信息。

[0055] 在基板材料的幅材仍保持完整的同时，或者在将此幅材切开或切割以提供独立的传感器标签412之后，或者其组合，可将电容器420的离散电路元件和跳线424附接到基板414，并且附接到导电迹线422(其中，一个离散电路元件在转换之前附接到基板，并且另一个离散电路元件在转换之后附接)。离散电路元件(例如，元件420、424)优选地由基板承载并且与导电迹线422设置在基板414的同一侧上。

[0056] 在可供选择的实施例中，传感器412可包括与离散电容器420串联连接的一个或两个附加的电容器，在跳线终点424a和焊盘423a的接合处，和/或跳线终点424b和焊盘423b的接合处形成该附加的电容器。这可通过以下方式实现：避免跳线终点424a处的导体和接触焊盘423a之间，和/或在跳线终点424b处的导体和接触焊盘423b之间避免直接电连接，并且替代地通过在合适的跳线终点和导电迹线对应的接触焊盘之间包括绝缘材料(诸如，绝缘的粘合剂和膜)。通过控制绝缘材料的厚度、跳线终点处的导体的大小、接触焊盘的大小和跳线终点和接触焊盘的相对位置，可在所选择的接合处实现所需的电容。

[0057] 现在转到图5，看到的是另一个湿度传感器512的示意图。与传感器412类似，传感器512包括自支撑基板514和由基板承载的调谐RF电路516。上面所讨论的基板414的特征也适用于基板514。例如，基板514优选地足够薄而为柔性的，但足够厚而为自支撑的。基板514还包含当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解的材料。基板514可以是一体的膜，或者基板可具有不均匀的组合物，如本文中的其它地方所讨论的。

[0058] 湿度传感器512还包括已被涂覆至基板514的导电迹线。与图4的实施例类似，导电迹线被分成两部分：迹线522a和迹线522b。这些部分被统称为导电迹线522。迹线522包括形成感应线圈518的螺旋形路径。迹线522还包括标记为523a、523b的加宽的区域或接触焊盘。焊盘523a在线圈518的内部上提供迹线522的内部终点，并且焊盘523b在线圈518的外部上提供迹线522的外部终点。

[0059] 作为图4的离散电容器420的替代，传感器512包括一体化电容器520，可通过迹线522a和迹线522b的相互交叉部分形成一体化电容器。可以调控相互交叉部分的几何形状(诸如，独立的尖齿或插针的数量和它们各自的长度和间距)，从而得到所需的电容量。由于避免了附接离散电容器所需的制造步骤，并且避免了与离散电容器相关的可靠性和良率的问题(诸如，附接故障、未对准、分离等)，因此提供一体化电容器是有利的。

[0060] 尽管迹线522和迹线422之间的设计差异清楚，但结合迹线422讨论的其它设计特征也可适用于迹线522。例如，可通过任何合适的技术在基板524上形成迹线522，包括印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知的图案化技术。另外，迹线522可由任何合适的导电材料构成，并且其厚度可基本小于基板514的厚度，例如，在一些实施例中，迹线522的厚度小于1微米，或者小于100纳米。当考虑迹线522本身时，它不是自支撑的。因此，如果在存在目标流体的情况下基板514中的一些或全部溶解，那么迹线522丧失其机械完整性并且引起RF电路516的操作的剧烈变化。

[0061] 与电路416类似，电路516也包括跳线524。在一个实施例中，跳线524在内部焊盘523a和外部焊盘523b之间提供低阻抗导电路径，其自身具有很低的或者没有电阻、电容或电感。在跳线524避免与同它交叉的部分迹线522形成任何电接触的同时，跳线524的第一终点524a与焊盘523a直接电接触，跳线524的第二终点524b使得与焊盘523b直接电接触。(在图5中，跳线524与线圈518中的两个环交叉，但不与这些环电接触。)这样，跳线524具有连接线圈518和电容器520的效果，基本上如图2a的示意性电路图所示的。上面讨论的跳线424的特征也可适用于跳线524。

[0062] 跳线524可以仅是调谐RF电路516的离散电路元件，或者可以是各种离散电路元件之一，在基板材料的幅材仍然完整的同时，或者在将这种幅材切开或切割以提供单个传感器标签512之后，可将跳线524附接到基板514和导电迹线522。包括元件524的离散电路元件优选地由基板承载并与导电迹线522设置在基板514的同一侧上。

[0063] 与传感器412类似，传感器512可以可供选择地包括与离散电容器520串联连接的一个或两个附加的电容器，在跳线终点524a和焊盘523a的接合处，和/或在跳线终点524b和焊盘523b的接合处形成所述附加的电容器。这可通过以下方式实现：避免跳线终点524a处的导体和接触焊盘523a之间，和/或跳线终点524b处的导体和接触焊盘523b之间直接电连接，替代地通过在合适的跳线终点和导电迹线对应的接触焊盘之间包括绝缘材料(诸如，绝缘的粘合剂或膜)。通过控制绝缘材料的厚度、跳线终点处导体的大小、接触焊盘的大小和跳线终点和接触焊盘的相对位置，可在所选的接合处实现所需的电容。

[0064] 在图6中看到另一个湿度传感器612的示意图。与传感器412和512类似，传感器612包括自支撑基板614和由基板承载的调谐RF电路616。上面所讨论的基板414、514的特征也可适用于基板614。例如，基板614优选地足够薄而为柔性的，但足够厚而为自支撑的。基板614还包含当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解的材料。基板614可以是一体的膜，或者它可具有不均匀的组合物，如本文其它地方所讨论的。

[0065] 湿度传感器612还包括已涂覆至基板614的导电迹线622。在图6的实施例中，仅在单个邻接部分中设置导电迹线622。迹线622包括形成感应线圈618的螺旋形路径。迹线622还包括标记为623a、623b加宽的区域或接触焊盘。焊盘623a在线圈618内部上提供迹线622的内部终点，焊盘623b在线圈618的外部上提供迹线622的外部终点。

[0066] 作为图4的离散电容器420或者图5相互交叉的电容器520的替代，传感器612包括电容器620a和620b，其是在焊盘623a、623b与跳线624的终点的接合处形成的。下面结合跳线624进一步描述这些电容器620a、620b。

[0067] 尽管迹线622和迹线422、522之间的设计差异清楚，但结合迹线422、522讨论的其它设计特征也可适用于迹线622。例如，也可通过任何合适的技术在基板614上形成迹线622，包括印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知的图案化技术。另外，迹线622可由任何合适的导电材料构成，并且其厚度可基本上小于基板614的厚度，例如，在一些实施例中，迹线622的厚度小于1微米，或小于100纳米。当考虑迹线622本身时，它不是自支撑的。因此，如果在存在目标流体的情况下基板614的一些或全部溶解，那么迹线
622丧失其机械完整性并且引起RF电路616操作的剧烈变化。

[0068] 如已经提到的，电路616包括跳线624。在一个实施例中，跳线624分别提供接触焊盘623a、623b和终点624a、624b之间的电容连接，以提供不同的电容器620a、620b，跳线624还沿着终点624a、624b之间的跳线提供低阻抗导电路径。可通过在跳线终点和接触焊盘之间包括绝缘材料(诸如，绝缘的粘合剂或膜)实现跳线624的给定终点和其对应的迹线622的接触焊盘之间的电容耦合。通过控制绝缘材料的厚度、跳线终点处导体的大小、接触焊盘的大小和跳线终点和接触焊盘的相对位置，可在各个接合处实现所需的电容620a、620b。跳线624避免与同它交叉的部分迹线622形成任何电接触。(在图6中，跳线624与线圈618中的两个环交叉，但不与这些环电接触。另外，与电容器620a、620b比较，跳线和迹线622的这些部分之间的电容耦合优选地是可忽略不计的。)这样，跳线624具有提供连接至线圈618的两个电容器的效果，基本上如图2b的示意性电路图中所示的。上面讨论的跳线424、524的特征也可适用于跳线624。

[0069] 在基板材料的幅材仍然完整的同时，或者在这种幅材被切开或切割以提供单个传感器标签612之后，可将仅可为调谐RF电路616的离散电路元件的跳线624附接到基板614和导电迹线622。离散电路元件624优选地由基板承载并且与导电迹线622设置在基板614的同一侧上。

[0070] 在可供选择的实施例中，可以通过在跳线624的相关终点和其导电迹线622的对应接触焊盘之间提供直接电连接来消除电容器620a、620b之一。例如，可通过在跳线的终点624a和接触焊盘623a之间提供直接电连接消除电容器620a。作为另外一种选择，可通过在跳线的终点624b和接触焊盘623b之间提供直接电连接消除电容器620b。在任一种情况下，结果是其中(唯一)剩下的电容器连接电感的调谐RF电路，如图2a中的电路图中所示的。

[0071] 图7描绘了与图6的传感器612以许多方式类似的湿度传感器712，但线圈的纵横比不同，并且具有笔直跳线，而不是U形跳线。与传感器412、512和612类似，传感器712包括自支撑基板714和由基板承载的调谐RF电路716。上面讨论的基板414、514和614的特征也可适用于基板714。例如，基板714优选地足够薄而为柔性的，但足够厚而为自支撑的。基板714还包含当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解的材料。基板714可以是一体的膜，或者基板可具有不均匀的组合物，如本文其它地方所讨论的。

[0072] 湿度传感器712还包括已涂覆至基板714的导电迹线722。在图7的实施例中，仅在单个相邻的部分内设置导电迹线722。迹线722包括形成感应线圈718的螺旋形路径。迹线722还包括被标记为723a、723b的加宽的区域或接触焊盘。焊盘723a在线圈718的内部上提供迹线722的内部终点，焊盘723b在线圈718的外部上提供迹线722的外部终点。

[0073] 与传感器612类似，传感器712包括在焊盘723a、723b与跳线724的接合处形成的电容器720a和720b。下面结合跳线724进一步描述这些电容器720a、720b。

[0074] 尽管迹线722和迹线422、522和622之间的设计差异清楚，但结合迹线422、522和622所讨论的其它设计特征也可适用于迹线722。例如，可通过任何合适的技术在基板714上形成迹线722，包括印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知图案化技术。另外，迹线722可由任何合适的导电材料构成，并且其厚度可基本上小于基板714的厚度，例如，在一些实施例中，迹线722的厚度小于1微米，或者小于100纳米。当考虑迹线722本身时，它不是自支撑的。因此，如果在存在目标流体的情况下基板714的一些或全部溶解，那么迹线722丧失其机械完整性并且引起RF电路716操作的剧烈变化。

[0075] 电路716包括跳线724。在一个实施例中，跳线724分别在接触焊盘723a、723b和终点724a、724b之间提供电容耦合，以提供不同的电容器720a、720b，跳线724还沿着终点724a、724b之间的跳线提供低阻抗的导电路径。可通过在跳线终点与接触焊盘之间包括绝缘材料(诸如，绝缘的粘合剂或膜)实现跳线724的给定终点及其迹线722的对应接触焊盘之间的电容耦合。通过控制绝缘材料的厚度、跳线终点处导体的大小、接触焊盘的大小和跳线终点和接触焊盘的相对位置，可在各个接合处实现所需的电容器720a、720b。跳线724避免了与同它交叉的部分迹线722的任何电接触。(在图7中，跳线724与线圈718中的三个环交叉，但不与这些环电接触。另外，与电容器720a、720b相比，跳线和迹线722的这些部分之间的电容耦合优选地是忽略不计的。)这样，跳线724具有基本上如图2b的示意性电路图中所示地提供与线圈718串联连接的两个电容器的作用。上面讨论的跳线424、524、624的特征也适用于跳线724。

[0076] 在基板材料的幅材仍然完整的同时，或者在这种幅材被切开或切割以提供单个传感器标签712之后，可以将可仅为调谐RF电路716的离散电路元件的跳线724附接到基板714和导电迹线722。离散电路元件优选地由基板承载并且与导电迹线722设置在基板714的同一侧上。

[0077] 在可供选择的实施例中，可通过在跳线724的关联终点和导电迹线722的对应接触焊盘之间提供直接电连接来消除电容器720a、720b之一。例如，可通过在跳线的终点724a与接触焊盘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，可通过在跳线的终点724b与接触焊盘723b之间提供直接电连接消除电容器720b。在任一种情况下，结果是其中(唯一)剩下的电容器连接有电感器的调谐RF电路，如图2a的电路图中所示的。

[0078] 读者将理解，结合图4-7描述的实施例仅是示例性的并且不是旨在进行限制。在可能的范围内，所描述的任何给定传感器的特征旨在可适用于其它传感器。例如，也可将结合图4和5描述的离散的或一体化的电容器装配到图6和图7的电路。比较例如图5的纵横比与图7的纵横比，可根据需要调节传感器和/或传感器线圈的纵横比。此外，可结合本文其它地方提到的其它设计特征来修改传感器，例如，将RFID集成电路芯片装配至给定调谐RF电路。

[0079] 图8是示例性湿度传感器812或传感器标签的一部分的示意图，其针对附接到传感器的基板的跳线示出另外的细节。因此，传感器812包括传感器基板814，导电迹线822已被涂覆至该传感器基板。基板814是自支撑的，但它在与水或另一种目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式进行降解。基板814承载调谐RF电路816，导电迹线822是该调谐RF电路的一部分。迹线822不是自支撑的。迹线822可包括至少感应线圈818和接触焊盘823b。

[0080] 诸如，用一种或多种粘合剂(未示出)或通过其它合适方式，将跳线824附接到基板和/或导电迹线的一部分。可以为或包括设置在诸如聚合物材料层的电绝缘材料基板上的金属层或其它导电材料层的跳线直接连接或电容耦合至迹线822接触焊盘823b。另外，跳线优选地避免了与同它交叉的部分迹线822直接接触和显著电容耦合。在一些实施例中，这可通过以下方式完成：提供具有导体的跳线，与同之前提到的部分迹线822交叉的部分跳线相比，所述导体的横向尺寸或宽度在跳线的终点处较大。加宽的导体可在跳线终点处形成凸块，所述凸块优选地与导电迹线822的接触焊盘823b对准，或者被定位为与导电迹线822的接触焊盘823b对应，如图8所示。这种对准或定位增强了跳线终点与接触焊盘之间的电容耦合，或者如果需要的是直接电接触，那么简化其间形成直接电接触的过程。

[0081] 在图8的实施例中，跳线824包括已被涂覆有导体828的跳线基板826，导体828在终点824b处被加宽以提供凸块829b。跳线基板826可例如包括薄的柔性膜或其它合适的部件。图8的跳线基板826被描绘为是电绝缘的，使得凸块829b和焊盘823b形成电容器820b。

[0082] 可直接将导体828(包括凸块829b)涂覆至基板826的暴露的主表面，或者可包括一个或多个居间层(例如，用于提升粘附性)。可通过以下方式制造导体828：印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知技术，并且在一些实施例中，导体828可由与导体迹线822相同的材料或不同的材料构成。因此，例如，跳线的导体828可由金属或其它合适的导电材料制成，例如，诸如石墨和/或一种或多种导电聚合物。示例性导电材料包括铜、银和/或镍，但是不应当将此列表理解为限制性的。导体828可设置在合适的跳线基板826上，该基板可例如包括薄的柔性膜或其它合适的部件。可以适用作跳线基板的示例性绝缘材料可包括能够被浇铸成柔性膜的可熔融挤出的材料，诸如，热塑性聚合物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇或本文其它地方描述的任何可分散的、可溶胀的或可溶解的基板。

[0083] 在终点824b处的跳线824和迹线822之间需要直接电连接的情况下，例如，可以施用的导电粘合剂(未示出)的体积在量上足以覆盖凸块829b和焊盘823b被暴露的部分，这种粘合剂不仅使凸块和焊盘之间形成直接电连接，而且通过焊盘823b将跳线824的终点824b机械地结合至基板814。另外地或者作为另外一种选择，可将粘合剂设置在跳线824和传感器基板814/导电迹线822之间，以将跳线824结合至基板。

[0084] 可将结合图8讨论的跳线布置用于本文讨论的任何传感器实施例，如适用于特定的实施例或者其一部分的。

[0085] 图9a是湿度传感器912或传感器标签的一部分的示意图，其还针对附接到传感器基板的跳线示出细节，其中跳线可以为或包括设置在绝缘聚合物基板上的金属层或其它导电材料层。因此，传感器912包括传感器基板914，该传感器基板已被涂覆有导电迹线922。迹线922被局部加宽，从而得到焊盘923b。基板914是自支撑的，但它在与水或另一种目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解。基板914承载调谐RF电路，导电迹线922是该调谐RF电路的一部分。迹线922不是自支撑的。迹线922可包括至少感应线圈和接触焊盘923b。

[0086] 跳线924示出为经由粘合剂层927附接到基板914。如图所示，粘合剂层927是不导电的；否则，如果层927导电，它将造成它所接触的导电迹线922的不同部分之间短路。例如，代表性非导电粘合剂材料可以为或包括有机硅、丙烯酸酯、氨基甲酸酯、高粘性天然或合成橡胶，或者针对这个系统描述的频率范围内不表现出导电性质的其它粘合剂。跳线924包括设置在跳线基板926上的导体928。导体928沿着跳线的长度可具有给定的受限横向尺寸或宽度，但可在跳线的终点924b处扩展或加宽以形成凸块929b。加宽的凸块929b与焊盘923b形成电容器，其电容的值取决于粘合剂层927和跳线基板926的介电性质和厚度以及凸块929b和焊盘923b的相对几何形状。假设跳线基板926是电绝缘材料的，但在一些实施例中，它可以是导电的，在这种情况下，由于冗余而可省略单独的导体928。例如，示例性绝缘材料跳线基板926可包括由可熔融挤出材料形成的柔性膜，诸如，热塑性聚合物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇或本文其它地方描述的任何可分散的、可溶胀的或可溶解的基板。

[0087] 图9b是另一个湿度传感器912b的一部分的示意图，该图再次示出了关于附接到传感器的基板的跳线的细节。传感器912b在许多方面与图9a的传感器912类似，用相同的附图标号标注类似的部件，除了上面提供的之外，不需要再对这些部件进行进一步说明。传感器912b与传感器912的不同之处在于：已将跳线924翻转，使得与图9a中它的方向相比，其相对于传感器基板914和导电迹线922的方向被反转。另外，在跳线终点924b附近选择性地施加增大的压力，以迫使电绝缘材料粘合剂到凸块929b和焊盘923b之间的区域之外，使得凸块
929b和焊盘923b之间形成直接电接触。未将这种增大的压力施加至图中示出的跳线的其余部分，使得跳线924避免了与图中示出的导电迹线922的其它部分直接电接触和显著电容耦合。在一些情况下，在跳线924的相对终点924b的端部处的第二终点(图9b中未示出)可以同样在导体928的类似凸块和导电迹线922的类似焊盘之间提供直接电接触，使得跳线924在跳线的两个端部处提供与迹线922的直接电接触。在其它情况下，可以不向跳线924的第二终点施加增大的压力，使得绝缘材料粘合剂保持被设置在导体928的第二凸块与迹线922的第二焊盘之间，并且使得跳线924在图9b示出的跳线的端部或终点处提供直接电接触，但在跳线924相对的或第二端部或终点提供电容耦合。

[0088] 可将结合图9a和图9b讨论的跳线布置用于本文讨论的任何传感器实施例，这同样适用于特定的实施例或其一部分。

[0089] 图10a和图10b是用于在湿度传感器中使用的传感器基板的示意性侧视图或剖视图，每个基板均具有可变厚度的导电迹线。可将给定导电迹线的相对较厚部分和相对较薄部分的组合用于所公开的任何实施例的优点。例如，导电迹线的较厚部分可通过帮助为迹线提供足够高的导电率和足够低的电阻率，来有助于为迹线提供增强的电性质。例如，当传感器基板在接触目标流体时开始溶解、溶胀或以其它方式降解时，导电迹线的较薄部分可以帮助提供相比于较厚的区域更易受破损影响的迹线区域。提供易受破损影响的特定区域可有助于为湿度传感器提供更可预见的或可靠的故障机制。注意的是，尽管在一些情况下单独地或分别地考虑导电迹线的一些或全部较厚区域，它可以是自支撑的，但是在示例性实施例中，从其自身考虑，作为整体的导电迹线如本文其它地方所描述地保持不是自支撑的。此外，在示例性实施例中，迹线的较薄部分和较厚部分均比传感器基板的厚度薄，并且例如，迹线的较薄部分和较厚部分优选地比1微米或100纳米薄。在一些情况下，较厚部分的厚度至少是较薄部分的厚度的两倍。还可料想到其它厚度关系，注意的是要权衡电路的易断和电性能。

[0090] 接着，转到图10a，看到用于所公开的湿度传感器的制品1024a，制品1024a包括自支撑的传感器基板1026，其适于承载调谐RF电路，并且其适于当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式降解。例如，通过印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知图案化技术，在基板1026上形成导电迹线1028a。迹线1028a可由金属或其它合适的导电材料构成，例如，如由石墨和/或一种或多种导电聚合物构成。迹线1028a在机械上非常精妙，使得它在没有支撑基板1026的情况下不能保持其物理完整性。即使在一些情况下，单独地或分别地考虑导电迹线的一些或全部较厚区域时，它可以是自支撑的，但因此当考虑迹线1028a本身时，迹线1028a不是自支撑的。迹线1028a通常被图案化，以至少形成RF电路的感应线圈。

[0091] 如图所示，迹线1028a表现出可变的厚度。因此，迹线1028a包括较厚部分1028a-1和较薄部分1028a-2。可使用各种构造技术提供可变厚度。例如，如果使用薄膜蒸镀形成迹线，那么可采用挡板或罩来减小所选区域内的膜厚度。如果使用印刷形成迹线，那么可采用多次扫描或者可操纵印刷参数，以在创建所选区域中的膜厚度。如果使用蚀刻形成迹线，那么可使用选择性蚀刻减小所选区域中的膜厚度。

[0092] 图10b的制品1024b是适用于所公开的湿度传感器的另一个制品，并且导电迹线的厚度分布在许多方面与图10a的制品1024a类似。制品1024b包括自支撑的传感器基板1026b，它适于承载调谐RF电路，并且适于当被目标流体接触时溶解、溶胀或以其它方式进行降解。例如，通过印刷、涂覆、蚀刻、电沉积、气相沉积、热敏转印和/或其它已知图案化技术，在基板1026b上形成导电迹线1028b。迹线1028b可以由金属或其它合适材料构成，如本文其它地方所讨论的。所施用的迹线1028b足够重或厚，使得金属在成型背衬的凹进区域中较厚并且在成型背初的凸起区域中较薄，并且不是刚好符合成型背衬的轮廓，当通过电沉积或气相沉积施用时尤其如此。此外，迹线1028b作为整体不是自支撑的，并且在其较薄部分尤其如此。迹线1028b通常被图案化，以至少形成RF电路和的感应线圈。

[0093] 迹线1028b表现出可变厚度。厚度可变图案或外形与迹线1028a的图案和外形(图10a)类似，但对应于厚度变化的结构化表面1026b-1是迹线1028b和基板1026b之间的内部或“掩埋”界面，而不是迹线1028b的外部或被暴露的表面。然而，结果同样是迹线1028b表现出可变厚度，包括较厚部分1028b-1和较薄部分1028b-2。可使用各种制造技术提供可变厚度。例如，在基板1026b上形成迹线1028b之前，例如可如通过压印或通过使用持续浇注和固化(3C)工艺微制造基板被暴露的表面，以形成表面1026b-1。接着，可通过印刷或通过其它方法将形成迹线1028b的导电材料沉积在结构化表面1026b-1上，以产生其暴露表面基本上平坦但其厚度沿着迹线长度变化的迹线。

[0094] 优选地，厚度分布通过较厚区域的明显较长长度提供彼此分离的变薄区域。这种设计有利地最大化迹线的导电率(并且是小化电阻率)，同时仍然提供多个间隔开的变薄区域，从而如果目标流体接触基板，那么促使RF电路失效。与诸如图10a的被暴露的结构化表面设计相比，从制造的观点来看，诸如图10b的被掩埋界面设计是有利的。

[0095] 图10c是适用于所公开的湿度传感器的另一个制品1024c的示意性平面图。制品1024c包括传感器基板1026和施用于基板的导电迹线1028c。本文其它地方讨论的传感器基板和导电迹线的特性同等适用于图10c的那些。与图10a和图10b的制品类似，制品1024c提供导电迹线的不同区域，这使得在这些区域迹线更易受破损影响。在图10c中，这些区域的特征在于，在一系列间隔开的区域中减少迹线的横向面内尺寸或宽度。因此，迹线1028c具有可变宽度。相对较窄部分1028c-2沿着迹线1028c的长度分布，由迹线的相对较宽部分
1028c-1隔开。较宽部分增强了导电率并且减小了迹线的电阻率。

[0096] 读者将理解，图10a至图10c的实施例意图是示例性的而非限制性的。构想出设计变型。可使用除了V形或矩形特征以外的厚度或宽度分布。可根据需要选择厚度减小或宽度减小区域的相对间隔。在一些情况下，可沿着迹线的整个长度使用仅一个这种厚度减小或宽度减小的区域。此外，不同实施例的特征旨在被混合和匹配。实施例可在给定的导电迹线内结合一个或多个厚度减小区域和一个或多个宽度减小区域。在一些方面，因为在给定了给定系统的表面积限制的情况下，增加迹线的厚度将比增加迹线的宽度导致电阻抗上更大的变化，所以迹线的厚度变化比迹线的宽度变化更有利。用于导电迹线的示例性厚度比在RF操作频率下的电信号的趋肤深度小，并且增加迹线的厚度使得RF信号经过更大的面积。

[0097] 实例

[0098] 实例1

[0099] 将测得的厚度为2密耳(约51微米)的聚乙烯醇(PVA)膜的片材(商品名为“Monosol M8630”，得自美国印第安纳州波蒂奇的膜诺所公司(Monosol，LLC，Portage，Indiana，USA))用作自支撑基板。利用真空将PVA膜的片材压在丝网印刷桌面上。紧贴这个片材放置的是157目丝网，丝网已在其中成像与图11的印刷的电路元件1116对应的图案阵列。此实例的具体图案是具有约六匝以螺旋形式布置的感应线圈。接着，甚至通过向印刷刮板施加压力穿过丝网来将图案状的导电油墨涂覆至PVA片材。接着移除丝网，从而产生总体如图11描绘的印刷的片材1110。将其放置在干燥架上一整夜，以允许印刷的片材风干。对总共三种不同的导电油墨(CI-2001、CI-5001、CI-1001，可得自美国俄亥俄州特拉华的ECM公司(ECM Corporation，Delaware，Ohio，USA))的应用重复此工序，从而产生标称相同图案但使用不同导电材料的三种印刷的片材。

[0100] 图11和图12中示出产生电路元件1116的整个图案的印刷技术。在显微镜下观察电路元件，发现迹线的边缘是锯齿状的。迹线的各个部分的宽度标称为约0.5毫米，并且测得的迹线的厚度为约12微米。

[0101] 在不向导电迹线附接任何个体电容器或跳线的情况下，使用具有42941A阻抗探针(42941A Impedance Probe)的安捷伦4294A精密阻抗分析仪(Agilent 4294A Precision Impedance Analyzer)(可得自美国加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦技术公司(Agilent Technologies，Santa Clara，California，USA))测量电路元件的阻抗。从8MHz至15MHz来扫描仪器并且使用开路和短路校准基准来校准该探针。在阻抗分析仪上，在13.56MHz处设置标记，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性表面并且使用探针在迹线两个断开的终点测量阻抗。表1中提供了不同导电油墨的结果：

[0102] 表1

[0103]导电油墨电阻(欧姆)
CI-1001(导电银墨水) 400
CI-2001(导电碳黑石墨) 4000
CI-5001(导电碳黑镍) 8000

[0104] 如上所述地通过切割印刷的片材1110制成各个标签以制造各个传感器大小的片，图12的照片中示出其中一个。在照片中，可通过PVA片材看到的参考网格是25.4毫米×25.4毫米(1英寸×1英寸)的方形阵列。这些标签与其导体形式的导电迹线适合作为形成本文所公开的调谐RF电路的基础，前提条件是这种标签与一个或多个合适的电容器和跳线结合。

[0105] 在没有施用这种部件的情况下，在将标签暴露于水的同时，测量使用CI-1001导电油墨制成的标签的阻抗。使用相同的带有42941A阻抗探针的安捷伦4294A精密阻抗分析仪进行阻抗测量。如之前的，从8MHz至15MHz来扫描仪器，并且使用开路和短路校准基准来校准该探针。在阻抗分析仪上，在13.56MHz处设置标记，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性表面，并且使用探针在迹线的两个断开的终点测量阻抗。在单个部分中将自来水(0.5mL)倾倒至标签上。随后PVA基板崩解，从而使标签的导电迹线中产生断裂。从加水开始的10秒时间内，阻抗实部测量从400欧姆变化至超过3,000欧姆。

[0106] 实例2-10

[0107] 实例2至实例10描述了具有完全覆盖各自的条形或U形基板的一个主表面或面的导电材料层的条形和U形样本的制造。例如，可使用这种样本作为所公开的调谐RF电路中的跳线。然而，读者将理解，可容易地修改这种样本的设计，例如通过合适地将导电材料图案化，从而得到具有由基板承载的具有一个或多个感应线圈和/或其它电路元件的标签，这种标签代表或提供调谐RF电路的至少一部分。这种标签将具有类似的电性质(润湿之前和之后)，如下面对实例2-10的样本所报告的那些。

[0108] 实例2

[0109] 将测得的厚度为2、4和6密耳(分别为约51、102和153微米)的聚乙烯醇(PVA)膜的各个片材(商品名为“Monosol M8630”，可得自美国印第安纳州波蒂奇的膜诺所公司(Monosol，LLC，Portage，Indiana，USA))用作自支撑基板。通过磁控物理气相沉积将银膜涂覆到127毫米×178毫米的PVA膜基板的样本上。用银金属靶材溅射沉积银膜。将PVA基板放置在真空腔室内的基板夹持器装置上，溅射银靶材位于基板夹持器上方的178毫米高度处。-5
在将腔室抽空至1×10 托的基础压力之后，使用质量流量控制器允许溅射气体氩气以
50sccm(标准立方厘米/分钟)的流速进入腔室内。将腔室的总压力调节至2毫托。在0.10千瓦的恒定功率水平下使用DC电源初始化溅射。变化溅射持续时间，以产生具有不同银膜厚度的样本。例如，使用0.10千瓦的功率水平涂覆7分钟产生银膜厚度为140纳米的样本。基板不被加热并且被保持在室温下。通过测量涂覆过程期间放置在样本旁边的硅片上沉积的银的厚度来确定沉积在样本上的银膜的厚度。使用科天P-15型号轮廓测定仪(KLA Tencor Model P-15 Profilometer)(可得自美国加利福尼亚州圣荷西的科天公司(KLA Tencor Corporation，San Jose，California，USA))确定沉积在硅片上的银的厚度。

[0110] 从银涂覆的PVA基板片材上切割出各个条形样本(尺寸为25毫米×152毫米)。使用下面的方法测量各个样本的基板的崩解和溶解。将装有盐水溶液(0.9％的NaCl)的500毫升烧杯保持在环境温度(20.5℃)下并且将其搅拌摇匀。将涂覆银的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。以秒为单位测量样本崩解和样本溶解所需的时间。将样本崩解定义为基板薄膜开始断裂开，从而在银涂层中产生断裂的点。将溶解定义为基板膜总体在液体中溶解，留有一些银的小颗粒悬浮在液体内的点。表2中报告结果。

[0111] 表2

[0112]

[0113] 实例3

[0114] 根据实例2中描述的工序，通过磁控物理气相沉积用厚度为40内米银溅射沉积得到的厚度为2密耳(约51毫米)的PVA膜(商品名为“Monosol M8630”，可得自美国印第安纳州波蒂奇的膜诺所公司(Monosol，LLC，Portage，Indiana，USA))的片材。从涂覆有银的PVA基板片材切割样本条(25毫米×152毫米)并将其放置在非导电表面上。在用盐水溶液润湿之前和之后测试样本的电阻。使用辛普森260型号欧姆计(Simpson Model 260 Ohmmeter)(美国威斯康辛州拉克迪弗朗博辛普森电气公司(Simpson Electric，Lac du Flambeau，Wisconsin，USA))，将欧姆计的测试引线附接到样本的相对端部。将欧姆计设置为记录0至2000欧姆范围内的测量值。测得为约0欧姆的初始电阻读数。在将单个部分的盐水溶液(0.5毫升0.9％的NaCl)倾倒到样本的中心区域之上后，涂覆有银的PVA膜崩解，从而在银涂层上产生断裂。在10秒钟的时间段内，电阻测量值从0欧姆变化至2000欧姆(最大仪器设置值)。

[0115] 实例4

[0116] 采用与实例3中描述的相同的工序，不同之处在于，用1.0毫升的仿生伤口流体溶液代替盐水溶液。根据美国专利申请公布US 2011/0040289(Canada等人)中描述的工序，通过在去离子水(247.9克)中溶解氯化钠(2.07克)和氯化钙(0.07克)来制备仿生伤口流体溶液。在将样本暴露至仿生伤口流体之前和之后测试样本的电阻。使用智能电子364-5017型号数字仪表(Smart Electrician Model 364-5017 Digital Meter)(可得自美国威斯康辛州欧克莱尔默纳德公司(available from Menards Corporation，Eau Claire，Wisconsin，USA))，将欧姆计的测量引线附接到样本的相对端部。将欧姆计设置为记录0至300欧姆的范围内的测量值。测量为0欧姆的初始电阻读数。将单个部分的仿生伤口流体溶液(1.0毫升)倾倒到样本的中心之后，涂覆有银的PVA膜崩解，从而在银涂层上产生断裂。在11秒钟的时间段内，电阻测量值从0欧姆变化至300欧姆(最大仪器设置值)。

[0117] 实例5

[0118] 使用3912型号的卡弗液压计(Model 3912 Carver Hydraulic Press)(美国印第安纳州瓦贝希的卡弗公司(Carver Corporation，Wabash，Indiana，USA))在170℃和34,500kPa(5000psi)下将测得的初始厚度为1.8毫米的膨胀聚苯乙烯泡沫(EPF)的方形片材(76毫米×76毫米)压缩18秒，从而得到0.23毫米厚的样本。将被压缩的EPF片材用作自支撑基板。然后，使用迈耶棒(Mayer rod)(第3号)将C1-1001导电油墨(可得自美国俄亥俄州特拉华的EMC公司(ECM Corporation，Delaware，Ohio，USA))覆膜涂覆EPF片材的整个表面。涂层厚度为约1.7克/平方米(gsm)。将印刷的片材放置在50℃的烘箱中达30分钟。在冷却至环境湿度之后，从印刷的EPF片材中切割76毫米×13毫米的条。将条形样本暴露于无铅汽油之前和之后测试条形样本的电阻。使用智能电子364-5017型号数字仪表，将欧姆计的测试引线附接到样本的相对端部。将欧姆计设置成记录0至300欧姆的范围内的测量值。测得为0欧姆的初始电阻读数。将附接有引线的样本放置在玻璃培养皿中，并且将无铅汽油(10毫升)加入培养皿，以产生约6毫米深的汽油池。在初始设置时，小心地弯曲附接有引线的样本，以使得引线将不接触汽油溶剂。在与汽油接触之后，涂覆的EPF条崩解，从而在导电油墨涂层上产生断裂。从向样本中加入汽油开始44秒钟的时间段内，电阻测量值从0欧姆变化至300欧姆(最大仪器设置值)。

[0119] 实例6

[0120] 得到设计用于测试吸收制品的成人大小的人体模型(可得自美国密西根州卡拉马祖的营销技术服务公司(Marketing Technology Service，Inc.，Kalamazoo，Michigan，USA))。将人体模型布置在站立的位置。使用马斯特菲L/S蠕动泵(Masterflex Peristalic L/S Pump)(可得自美国伊利诺伊州弗农山的科尔帕默公司(Cole-Parmer，Vernon Hills，Illinois，USA))通过人体模型的男性或女性出口抽吸盐水溶液(0.9％的NaCl)。人体模型配备有麦朗舒适艾尔不区分性别的一次性贴身短内裤(Medline Comfort-Aire Unisex Disposable Brief)，臀部大小为40-50英寸(可得自美国伊利诺伊州曼德莱恩的麦朗工业公司(Medline Industries，Mundelein，Illinois，USA)。组件的传感器部分是由305毫米×254毫米的PVA膜(厚度为2密耳)的片材制备的，根据实例2中描述的工序，其一面上溅射涂覆有银(厚度为40纳米)。然后，使用激光切割膜，从而得到总体为U形的样本，形状在图12a的平面图中示出。参考此图，两个平行边的长度L1为约190毫米，另一边的长度L2为约15毫TM TM
米，宽度w为约5毫米。通过使用最少量的喷雾粘合剂(商品名为3M 超级77 多用途粘合剂(“3MTM Super 77TM Multipurpose Adhesive”)，可得自美国明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Company，Maplewood，Minnesota，USA)))将样本(银面朝上)附接到薄页纸(220毫米×40毫米的片材)来制备层合物。将样本定位在薄页纸的中心，使得两个平行边的开口端延伸超过薄页纸边缘约25毫米。使用相同的喷雾粘合剂将层合物附接到离腰带顶部90毫米位置的尿布的内部前部上的底片。层合物的样本面朝向人体模型。通过尿布的底片切开一个小孔，使得延伸超过薄页纸背衬的U形样本的两个端部能够被插入孔并且使用鳄鱼夹将其附接到安捷伦4294A精密阻抗分析仪(Agilent 4294A Precision Impedance Analyzer)(可得自美国加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦技术公司(Agilent Technologies，Santa Clara，California，USA))。使用LabView软件(可得自美国德克萨斯州奥斯汀的美国国家仪器公司(National Instruments，Austin，Texas，USA)自动地操作泵并且记录阻抗数据。

[0121] 以4毫升/秒的设定速率通过人体模型内的入口端口将盐水溶液添加至尿布。在实耗时间为约40秒的情况下，检测从0欧姆至约200欧姆的阻抗测量值的偏移。在实耗时间为155秒的情况下，检测大于1000欧姆的另外的阻抗偏移。表3中提供了阻抗与时间的测量。在实验的最后在视觉上检验层合物，表明PVA基板已溶解，从而毁坏传感器的整体性。使用男性或女性出口端口得到类似的结果。

[0122] 表3

[0123]

[0124] 实例7

[0125] 根据实例2中描述的工序用一面溅射涂覆有银的PVA膜(厚度为2密耳)的片材制备具有厚度不均匀的导电迹线的样本，不同之外在于，为了得到导电材料的不均匀厚度，将图案模板放置在膜上，以掩盖或防止PVC基板的特定区域被涂覆。通过使图案模板就位，溅射涂覆PVA膜，从而得到第一银涂层(厚度为40纳米)。然后，去除模板并且施用第二银涂层(厚度为40纳米)。结果得到以下图案：在膜的一些区域中涂覆有厚度为80纳米的银，在膜的其余区域涂覆有厚度仅为40纳米的银。

[0126] 使用激光切割被涂覆的膜，以制备总体如图12a所示的U形样本，其中两个平行边的长度L1为约99毫米，另一边的长度L2为约15毫米，并且宽度w为约5毫米。

[0127] 制备五个样本(本文中被称为样本7a至样本7e)，这些样本在导电银层中包含可变厚度的不同图案。制备2个样本(本文中被称为样本7f和7g)，这两个样本具有均匀厚度的导电银层。

[0128] 在样本7a中，导电层包含涂覆有厚度为80纳米的银的四个区域，其中每个区域的面积为8毫米×5毫米。这四个区域等距地定位在U形基板的两个平行面上(每面两个区域)，在与形状上部(闭合)的端部(如从图12a的透视图中看到的)和形状下部(开放)的端部相距5毫米的位置开始。对于样本7a，导电层的总面积的16％有80纳米厚的银涂层，并且其余的面积具有40纳米厚的银涂层。

[0129] 在样本7b中，导电层包括涂覆有厚度为80纳米的银的八个区域，每个区域的面积由5毫米×5毫米的方形来限定。这八个区域被等距地定位在U形基板的两个平行面上(每个面上4个区域)，在与形状的上部(闭合)的端部相距10毫米的位置(参照图12a)和与形状的下部(开放)的端部相距5毫米的位置开始。对于样本7b，导电层的总面积的20％具有80纳米厚的银涂层，并且其余面积具有40纳米厚的银涂层。

[0130] 在样本7c中，导电层包含涂覆有厚度为80纳米的银的十个区域，其中每个区域的面积由5毫米×5毫米的方形限定。这十个区域被等距地定位在U形基板的两个平行面上(每面5个区域)，在与形状的上部(闭合)的端部相距8毫米的位置(参照图12a)和与形状的下部(开放)的端部相距2毫米的位置开始。对于样本7c，导电层的总面积的25％具有厚度为80纳米的银涂层，并且其余面积具有厚度为40纳米的银涂层。

[0131] 在传感器样本7d中，导电层含有十六个涂覆有厚度为80纳米的银的区域，其中每个区域的面积由5毫米×5毫米的方形限定。这16个区域被等距地定位在U形基板的两个平行侧上(每侧上8个区域)，在从形状的上部(闭合)的端部8毫米的位置(参照图12a)和形状的下部(开放)的端部的5毫米的位置开始。对于样本7d，导电层的总面积的40％具有厚度为80纳米的银涂层，并且其余面积具有厚度为40纳米的银涂层。

[0132] 在传感器样本7e中，导电层有八个涂覆有厚度为40纳米的银的区域，其中每个区域的面积由5毫米×5毫米的方形限定。这八个区域被等距地定位在U形基板的两个平行侧(每侧上4个区域)，在从形状的上部(闭合)端部10毫米的位置(参照图12a)和形状下部(开放)端部5毫米的位置开始。对于样本7e，导电层的总面积的20％具有40纳米厚的银涂层，并且其余面积具有80纳米厚的银涂层。

[0133] 用40纳米均匀厚度的银涂层来制备的样本7f，并且用80纳米均匀厚度的银涂层来制备的样本7g。

[0134] 使用具有4294lA阻抗探针的安捷伦4294A精密阻抗分析仪(可得自美国加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦技术公司(available from Agilent Technologies，Santa Clara，California，USA))来确定样本7a至7f的阻抗测量值。从8MHz至15MHz来扫描该仪器，并且使用开路和短路校准基准来校准该探针。在阻抗分析仪上，在13.56MHz处设置标记，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，通过附接与U形样本的端部相距约1毫米的探针，在样本的开口端(即，图12a中示出的形状的下部端部)测量阻抗。表4中报告了结果，其为六次测量的平均值。

[0135] 将样本7e放置在干纸巾(商标为“WypAll”，可得自威斯康辛州尼纳的金佰利克拉克公司(Kimberly-Clark Corporation，Neenah，WI))上，并且将导电样本的开口端附接到阻抗探针的引线。直接将自来水(1.0毫升)放置在样本7e的包含厚的银涂层(80纳米)和薄的银涂层(40纳米)区域的一部分上。在加水之后13秒时观察到薄的涂覆区域崩解，而在加水之后30秒时厚的涂覆区域开始崩解。在加入水之后9秒时，18欧姆的初始阻抗实部测量开始偏移。在13秒的时间点处(此时观察到薄的涂覆区域崩解)，阻抗实部测量值大于1000欧姆。

[0136] 表4

[0137]

[0138]

[0139] 实例8

[0140] 使用粘合剂胶带(商品名为思高透明胶带( Transparent Tape)，可得自美国明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Company，Maplewood，Minnesota，USA))将实例
7描述的样本7f附接到102毫米×102毫米的一片干燥的壁上(可得自华盛顿特区拉法基北美公司(Lafarge North America，Washington，DC))。使用具有42941A阻抗探针的安捷伦
4294A精密阻抗分析仪(可得自美国加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦技术公司(Agilent Technologies，Santa Clara，California，USA))来确定阻抗测量值。从8MHz至15MHz来扫描仪器，并且使用开路和短路校准基准来校准该探针。在阻抗分析仪上，在13.56MHz处放置标记，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，并且针对干燥的样本测量初始的阻抗值。测量干样本的初始阻抗。将附接到干燥壁的样本浸没至含有自来水的托盘，使得约25.4毫米(1英寸)的样本(从引线附接相对的端部开始)在水下。在将样本浸入至水中5秒钟内记录阻抗的偏移。在30秒钟时，银涂覆的PVA膜崩解，从而在银涂层上产生断裂。表5中给出干样本和将浸没至自来水中30秒后样本的阻抗测量。

[0141] 表5

[0142]

[0143] 实例9

[0144] 根据实例2中描述的过程通过磁控气相沉积使用银溅射沉积测量厚度为2密耳(为约51微米)的聚乙烯醇(PVA)膜的片材(商品名为膜诺所M8630(Monosol M8630)，可得自美国印第安纳州波蒂奇的膜诺所公司(Monosol，LLC，Portage，Indiana，USA))。制备三个独立的样本，它们被涂覆厚度为141纳米、187纳米和280纳米的银。使用激光切割涂覆膜的每个样本，从而得到总体为U形的样本，图12a中示出此形状。参照此图，两个平行边的长度L1为约190毫米，另一边的长度L2为约15毫米，并且宽度w为约5毫米。使用具有4294lA阻抗探针的安捷伦4294A精密阻抗分析仪(可得自美国加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦技术公司(Agilent Technologies，Santa Clara，California，USA))确定阻抗测量值。从8MHz至15MHz来扫描仪器，并且使用开路和短路校准基准来校准该探针。在阻抗分析仪上，在
13.56MHz处设置标记，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，通过附接与U形样本的开口端相距约1毫米的探针，在样本的开口端(即，图12a中示出的形状的下部端部)测量阻抗。测量干样本的初始阻抗。在样本中逐滴加入3.0毫升的人工尿液(可得自美国纽约罗切斯特的沃德自然科学(Ward’s Natural Science，Rochester，New York，USA))之后，在添加液体的数秒内记录阻抗偏移。表6中是报告的三个样本的初始的和最终的阻抗测量值。

[0145] 表6

[0146]

[0147] 实例10-假想例

[0148] 可制造厚度为2密耳(为约51毫米)的聚乙烯醇(PVA)片材，以具有图10b中描述的较薄和较厚的区域并且可以被用作自支撑基板1026b。例如，制造(例如，通过压印)能够以40纳米的深度形成凹陷的微结构化表面1026b-1。基板可以覆膜涂覆有导电油墨，从而得到
40纳米(“薄”)的导电材料区域(1028b-2)和80纳米(“厚”)的导电材料区域(1028b-1)。所得的导电油墨涂层的暴露表面可基本上是平坦的。可使用激光来切割涂覆膜，从而得到总体为U形的样本，基本上如图12a中所示。参照此图，两个平行边的长度L1可以是190毫米，另一边的长度L2可以是15毫米，并且宽度w可以是5毫米。只要在传感器中存在至少一个薄的区域(1028b-2)，就可使用薄区域和厚区域的任何图案。可以用任何合适的阻抗分析仪或欧姆计进行阻抗测量。可将样本和探针放置在非导电表面上可以通过在U形样本的端部处附接探针，在导电样本的开口端连续地测量阻抗。可以将水、盐水溶液、人工尿液或仿生伤口流体加入样本中。可在润湿之前和之后测量样本的阻抗。可观察基板的崩解(在迹线内形成断裂)，可测量100倍至1000倍的阻抗偏移。

[0149] 其它实施例和应用

[0150] 图13是示出所公开的湿度传感器1312的不同的最终用途应用的示意图。所描述的应用只是示例性的，并不旨在进行限制。在一个应用中，将湿度传感器1312插入或以其它方式装配到诸如尿布1360的吸收衣服中。在另一个应用中，将传感器1312插入或以其它方式装配到屋顶1350、建筑物或类似结构中。例如，可将传感器1312定位在正常地将期望其保持干燥的位置的木瓦、瓷砖或其它屋顶材料中，但意识到其中水份的存在很重要。在任一种情况下，可如上面所述地通过远程监控传感器1312来方便地检测衣服、建筑物或其它制品的湿度。

[0151] 湿度传感器1312可被有利地用于上面讨论的其它应用中，在所述其它应用中，期望检测湿度，但难以看到或以其它方式直接地观察湿度。例如，可将传感器1312装配到或以其它方式附接到与构造相关的制品，诸如壁板、绝缘材料、地板和屋顶，以及配件及支撑结构，以检测例如地下、地板下面、墙壁后面或屋顶上面的管道的泄漏。其它应用可包括将湿度传感器1312装配到包装或盒子内，以检测例如(如)医疗或汽车应用的泄漏或融化。

[0152] 图14a是尿布1460或类似的失禁或吸收衣服的示意图，图14b沿着图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和陷入片材1462、1464之间并且任选地限于吸收区域1467的吸收材料1466。尿布1460还可包括弹性构件1468和封闭元件1470，诸如，胶带或钩环扣件。还已经以在可能被润湿或污染的位置处包括湿度传感器1412这样的方式组装尿布。可以为或包括本文所公开的任一个湿度传感器的传感器1412定位在片材1462、1464之间，并且可以使用粘合剂、超声焊接或通过其它已知的附接技术将其粘附至任何这种片材。如果传感器1412设置在液体不可渗透片材1464与吸收材料1466之间，则当材料1466饱和时它将降解并且它将不因为仅释放少量的目标流体而被触发。如上讨论地通过远程监控传感器1412方便地检测尿布的湿度。

[0153] 在一些情况下，通过显著加长跳线(424、624)设计具有大纵横比的传感器1412可以是有利的，例如，甚至大于图4和图6的那些纵横比。用这种细长的传感器，可将天线或电感器(例如，418、618)放置在不太可能被润湿或污染的位置处的尿布内，例如，在比较接近腰带的位置处，而可将传感器的其余部分(并且具体地至少部分跳线)放置在可能被润湿或污染的位置处。也可将天线或电感器的这种放置用于改善与读出器装置的通信(例如，信噪比)。

[0154] 在可供选择的实施例中，本文所公开的任何湿度传感器可在传感器的外表面或在此外表面的一部分上另外地包括皮肤相容性粘合剂，诸如柔和的有机硅皮肤粘合剂。可以将以此方式构造的传感器直接施用到受试者的皮肤，而不是被制造成尿布、贴身短内裤或其它衣服或制品内。这种方法有可能降低整体成本并且有助于通过与现有的衣服一起工作并避免需要特别制造的衣服或制品来实现。例如，也可将粘合剂配制成可重新定位的，使得可容易地改变传感器与受试者的附接点，和/或使得在更改之间将传感器重新用于给定的受试者。可将粘合剂选择性地施用到天线或电感器(例如，418、618)处的传感器的一部分，并且特别是如果湿度传感器的形状是细长的，那么传感器的其余部分可以不包括皮肤相容性粘合剂。在此实施例中，可例如将传感器的天线或电感器部分附接到受试者的腰部或者腰部以上，可允许传感器的其余部分根据情况简单地挂到尿布或贴身短内裤。

[0155] 在此实施例中，可使用任何已知的皮肤相容性粘合剂。在一个实施例中，可通过以下方式制备皮肤相容性粘合剂：共混100份聚二甲基硅氧烷(例如，Xiameter牌的OHX-4070)聚合物和30份MQ树脂(例如，Belsil TMS 803类型，可得逢威凯化学品公司(Wacker Chemie AG))，以得到均匀的混合物。可使用简单的刮刀式涂胶机或通过其它已知的部件以合适的厚度(例如，0.002英寸至0.004英寸)将粘合剂溶液涂覆到湿度传感器(或者包含多个湿度传感器的幅材，参见例如图1)的外表面上。例如，可通过暴露于合适的电子束源交联此粘合剂。优选地，皮肤相容性粘合剂基本上不导电，使得它不利地影响调谐RF电路的操作，甚至当直接施用到传感器的导电迹线时。

[0156] 当在基于基础设施的湿度监控系统(例如，在检测失禁长期护理中心的患者湿度的系统)中使用时，本文所述的传感器特别有用。在此系统中，流体传感器的状态随着其附接的个人卫生制品或其它制品的湿度状况而变化，并且当被询问时向读出器传送传感器的状态。然后，可由读出器经由与中心存储位置的网络连接来传送信息。数据库可存储带有时间戳和/或其它标识信息的信息。然后，可使用定制算法对这个信息进行后期处理。可以对照、打包、提取、关联、整合和分析来自多个站点的与自我控制相关的数据，以供医院、护理机构、吸收制品的制造商、政府、健康保险公司等使用。示例性的湿度监控系统包括但不限于以引用方式并入本文的U.S.7,250,547(Hofmeister)、U.S.7,977,529(Bergman)、U.S.2007/0270774(Bergman)、WO 2007/128038(Bergman)、WO 96/14813(Bergman)和WO 2011/054045(Bergman)中描述的系统。湿度监控系统不限于对失禁患者的尿液检测，而且还具有检测、监控和管理其中可以存在来自人体(或来自其它源)的其它流体和渗出物的状况的能力，包括伤口管理。

[0157] 用于监控一个或多个受试者的失禁的示例性系统包括：一个或多个流体传感器，其被安装到期望监控其中的流体存在的物品的里面或上面；读出器，其包括合适的电子器件和将读出器耦合至传感器的天线；网络连接；和用于存储和分析数据的数据库。另一个系统包括：显示部件；输入部件，其可由使用者进行操作；一个或多个发送器，每个发送器与被监控的一个或多个受试者关联；所述一个或多个发送器被构造成发送至少包含多个受试者的与自我控制相关的数据，其中，已从一个或多个湿度传感器(诸如，本文所公开的那些)得到随时间流逝的与自我控制相关的数据，所述一个或多个湿度传感器与相应的各受试者穿戴的吸收制品关联；接收器单元，其被构造成从所述一个或多个发送器接收信号；以及处理部件，其与至少所述接收器单元通信，所述处理部件包括显示处理器，所述显示处理器被构造成处理接收到的信号并且将显示信息传送到所述显示部件，用于可视地呈现源于附接到由正被监控的受试者穿戴的吸收制器的湿度传感器的与自我控制相关的显示。

[0158] 传感器可属于不同类型，例如，其中它们具有不同功能的类型。除了湿度传感器外，传感器可包括用于感测受试者的温度、PH、压力、气味、生物分析、化学或生物标记和其它安康指示器的中的一个或多个的功能。电势传感器包括用于检测水、尿、血液、其它液体溶剂或其中成分的存在的传感器。另外，可将用于监控诸如ECG、血糖水平、血压、脉搏等重要信号的传感器与所公开的湿度传感器组合。可通过检测尿液中的多种代谢物、化学物质和离子、以及不同类型的其它物质和细胞来识别临床相关医疗状况的广泛列表。通过使用合适的已知传感器与所公开的传感器组合测试来自患者的尿液，可检测诸如亚硝酸、氨基酸、β-2微球蛋白的材料；诸如PH、渗透度、白细胞数、蛋白质、比重的测量值；诸如多发性骨髓瘤和血尿的状况。

[0159] 在一个示例性系统中，处理部件可被构造成接收受试者穿戴的吸收制品的失禁垫类型信息，并且基于垫类型指示器和与自我控制相关的数据来计算从吸收制品泄漏湿度的危险。传感器状态电路可与标识器电路组合，或者也可分别设置它们，将信息整合以标识正被监控的患者和/或失禁制品的类型。可以通过自动感测或人工输入来得到关于患者或吸收制器的类型的信息。系统可包括单独的输入部件，以有助于人工输入无湿度事件数据，包括发送器上的一个或多个致动器；任选地，电子地或采用其它方式扫描卡片或其它参考指南上的码，或者人工输入码；其中，使用手持装置任选地执行之前所述的任何操作。可包括另外的部件以感测受试者的移动。可将读出器或发送器与感测部件组合，以确定受试者位置的变化，包括例如位置跟踪装置(诸如，GPS)和/或一个或多个运动检测器(诸如，提供受试者的移动指示的加速计或压力传感器)。这种检测器可被构造成检测走动或摔倒，实时地将此信息发送给处理器，以引起照护者的注意。

[0160] 可能的读出器包括手持和固定的读出器，例如包括安装在床上的、安装在椅子上的(包括例如安装在轮椅上的和安装在摇椅上的)、安装在手推车上的、安装在墙壁上的、安装在家具上的、或者安装在患者任何其它移动或固定支撑单元的上面或里面的，其中，这种读出器可以是由电池供电的或者通过与墙壁插座的有线连接而供电的。

[0161] 处理部件可被设置在单个处理装置内或者可通过多个分离的或连接的处理单元或处理元件来设置，其中，每个元件可执行有助于系统整体功能的不同处理功能。这样，可由包括处理元件的系统的各种元件提供处理部件的各种功能，在一些实施例中，所述处理元件可与自我控制传感器本身和/或系统的发送器和接收器内包含的处理元件，或者在采用系统的特定站点内设置为“中心监控器”的一部分的处理元件关联，或者通过以下方式与一个或多个之前描述的元件通信：通过广域网(WAN)、局域网(LAN)、因特网、如本领域可知道的其它网络(包括例如通过专用的RF链路、有线以太网、无线以太网、Zigbee、蓝牙等)与其它处理元件进行有线连接或无线连接。可以局部地在客户端站点、远程地在单独的设施或在云中拥有数据库。通常提供用户界面是用于报告产生和统计查询。

[0162] 这种处理部件可被构造成致使警告或者以其它方式根据传感器的状态向照护者提供反馈，以使得照护者可以照料正被监控的受试者。作为另外一种选择或除此之外，处理部件可被构造成自动地关联与自我控制相关的数据和无湿度事件数据的模式。处理部件可被构造成从多种类型的传感器接收输入。这可通过例如以下方式实现：从与受试者穿戴的吸收制品关联的传感器收集自我控制数据；收集与受试者相关的无湿度事件数据；并且使用所收集的无湿度事件数据优化用于监控受试者失禁的机械模式，并且使用优化模式监控穿戴带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，处理部件接收从其中系统被用于监控受试者的失禁的多个站点得到的多站点与自我控制相关的数据。处理部件可包括接收多站点与自我控制相关的数据的数据编译处理器。系统可提供用于存储多站点数据的数据存储以及将一个或多个站点与数据编译处理器连接的一个或多个网络通信元件。处理部件可利用从多个站点得到的数据来执行分析，所述分析包括：标识吸收制器的使用趋势；估计正被监控的受试者的护理评估；标识照护者行为的趋势；标识可应用于一组患者的与自我控制相关的数据、事件数据和其它状况之间的相关性；检查不同失禁产品或自我控制护理的不同模式的性能基准等。

[0163] 湿度检测系统的一个实例可包括安装在贴身短内裤内的湿度传感器；安装在床上的读出器，所述安装在床上的读出器包括合适的电子器件和能够耦合至传感器的天线；无线网络连接；以及用于存储和分析数据的数据库。基于床的读出器可包括安装在床上的谐振检测电路和调谐天线，并且可包括存在感测单元(诸如，压力传感器)，以判定患者是否在床上。无线网络连接可以是专用RF链接，可将数据库存储在能够由护理中心的网络访问的机器上。机器可与数据库一起运行算法，以有条件地监控数据。一个算法可报告患者何时变湿并且自动通知卫生保健人员。系统可收集关于穿戴具有耦合至基于床的读出器的湿度传感器的贴身短内裤的每个患者的信息，并且可远程地将其注册在数据库中。用这种类型的持续监控，由于超过每两小时进行一次的最小检测时间，因此证明与现有标准F-TAG 315相容。当更换贴身短内裤时，以及当患者在床上或不在床上时，系统还可自动地生成日志。可将此信息用于产生每个患者的典型常规行为。通过利用这个系统和自动文档和趋势分析，可以生成更准确的预测入厕时间表。与尝试围绕诸如吃饭或睡眠时问表的其它活动训练和规定入厕活动相比，这可能更有效。

[0164] 对于此系统，具有众多潜在的优点和用途。系统可以用于训练人员来履行职责，所述职责包括：选择合适的吸收制品或垫类型；使用系统来监控和/或评估失禁患者；及时护理失禁的受试者；评估受试者的失禁状况；针对受试者制定失禁护理计划；评估失禁护理计划的有效性。可监控逐日趋势，包括所需的贴身短内裤的更换、所使用的贴身短内裤的平均数量、在床外度过的时间、更换之前润湿的平均时间等，以制定预测的入厕时间表。还可监控与趋势的偏差。处理部件可被构造成用一个或多个疾病状况指示器关联与自我控制相关的数据和无湿度数据的模式并且为调查疾病状态的存在提供指引。检查到异常可使得能够比没有这种系统进行预测相比将提早预测到健康问题，诸如，脱水、UTI、酵母菌感染等。这种类型的趋势分析还能帮助监控护理的质量或帮助标识人员的间隙。例如，更换之前润湿的平均时间可指示卫生保健设施的人员不在岗。通过监控所使用的贴身短内裤的平均数量、在更换之前润湿的平均时间和贴身短内裤中损害的量，系统可预测哪些患者出现皮肤/压迫溃疡的危险更高。系统可有助于对这些患者进行另外的检查并且使响应时间更快，以使他们状况恶化程度最小。系统还可以自动地产生所需的纸版报告，应该是皮肤/压迫溃疡形式。自动产生的文档可以确保正确地报告将患者的状况，使得进一步恶化最小，并且可看到问题，使得它在人员轮班期间不会不被注意到。

[0165] 除非另外指明，否则在说明书和权利要求中使用的表达特征大小、量、物理性质等的所有数字将被理解为被术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则说明书和权利要求中提出的数字参数为约数，它可以根据本领域的技术人员利用本申请的教导得到的所需性质而变化。

[0166] 本文使用空间相关术语(包括但不限于“上部”、“下部”、“下面”、“以下”、“上面”和“顶部”)是为了便于描述描述元件与其它元件之间的空间关系。除了图中描述的或本文所述的具体方向外，这些空间相关术语涵盖装置在使用或操作时的不同方向。例如，如果将图中示出的单元翻过或翻转，那么之前被描述为在其它元件以下或下面的部分将在那些其它元件上面。

[0167] 在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的各种修改和更改对本领域的技术人员将是明显的，并且应当理解，本发明不受本文提出的示例性实施例限制。

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湿度传感器-专利编号CN1185835A	2020-05-13	574
湿度传感器-专利编号CN105486729A	2020-05-11	587
湿度传感器-专利编号CN100573130C	2020-05-12	699
湿度传感器-专利编号CN101438149B	2020-05-12	947
湿度传感器-专利编号CN1142263A	2020-05-13	409
湿度传感器-专利编号CN102043000B	2020-05-11	588
湿度传感器-专利编号CN101903766B	2020-05-12	509
湿度传感器-专利编号CN1099590C	2020-05-13	457
湿度传感器-专利编号CN103717186B	2020-05-11	543
湿度传感器-专利编号CN105938117A	2020-05-11	393

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