呼气传感器、呼气传感器单元及呼气检测方法技术

本发明专利技术所涉及的呼气传感器(1)具备：基体(11)；第1电极(12)，其设置于基体(11)的表面的一部分；第2电极(13)，其设置于基体(11)的表面的一部分；覆盖层(14)，其由不透水的材料形成且在该覆盖层与基体(11)之间覆盖第2电极(13)。基体(11)由表面电位根据水分附着于第1电极(12)或基体(11)的表面而发生变化的材料形成。对于基体(11)而言，如果包含水分的呼气接触第1电极(12)的表面，则第1电极(12)侧的表面电位发生变化。

Exhalation sensor, exhalation sensor unit and exhalation detection method

The invention relates to a breath sensor (1) comprises a base (11); first (12), the electrodes arranged on the substrate (11) part of the surface of the electrode; second (13), which is arranged on the substrate (11) part of the surface of the covering layer; (14), which is composed of not the formation of impervious material and the covering layer and the substrate (11) between the electrode (13) covering second. The matrix (11) is formed by the surface potential, which is attached to the surface of the first electrode (12) or the matrix (11) by the surface potential. For the matrix (11), the surface potential of the first electrode (12) side changes when the exhalation of the water is exposed to the surface of the first electrode (12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】呼气传感器、呼气传感器单元及呼气检测方法
本专利技术涉及呼气传感器、呼气传感器单元及呼气检测方法。
技术介绍
在医疗现场等，要求用以监视患者的呼吸状态的传感器。因此，提出了具备在双面形成有导电体层的聚偏氟乙烯(PVDF)膜以及配置于该PVDF膜的双面的电极的传感器(例如参照专利文献1)。该传感器通过由呼气接触PVDF膜而引起的PVDF膜的温度变化来评估呼气的有无。专利文献1：日本专利第4989932号公报
技术实现思路
然而，专利文献1所记载的传感器由于是一种基于温度来检测呼气的有无的结构，所以容易受到外部的温度环境等的影响。因此，该传感器根据使用环境存在无法准确评估呼气有无的隐患。本专利技术是鉴于上述缘由而完成的，其目的在于提供一种能够准确评估呼气的有无的呼气传感器。为了达成上述目的，本专利技术所涉及的呼气传感器具备：基体；设置于上述基体的表面的一部分的第1电极；设置于上述基体的表面的一部分的第2电极；以及覆盖层，其由不透水的材料形成且在该覆盖层与上述基体之间覆盖上述第2电极，上述基体由表面电位根据水分附着于上述第1电极或上述基体的表面而发生变化的材料形成。此外，本专利技术所涉及的呼气传感器也可以是，上述基体是薄膜状，上述第1电极设置于上述基体的一主面，上述第2电极设置于上述基体的另一主面。此外，本专利技术所涉及的呼气传感器也可以是，上述基体是薄膜状，上述第1电极及上述第2电极设置于上述基体的同一主面。此外，本专利技术所涉及的呼气传感器也可以是，上述基体由阳离子交换膜形成。此外，本专利技术所涉及的呼气传感器也可以是，上述覆盖层由阴离子交换膜形成。此外，本专利技术所涉及的呼气传感器单元具备：上述呼气传感器；检测电路，其检测上述第1电极与上述第2电极之间的电位差；呼吸次数计算部，其根据上述电位差的变动而计算出预先设定的期间内的呼吸次数。此外，本专利技术所涉及的呼气传感器单元还可以具备：存储部，其将表示上述电位差与呼气中包含的水分浓度之间的相关关系的相关信息进行存储；水分浓度计算部，其基于存储于上述存储部的上述相关信息和利用上述检测电路检测出的电位差而计算出呼气中包含的水分浓度。从其他观点出发的本专利技术所涉及的呼气检测方法包括：检测呼气传感器的第1电极与第2电极之间的电位差的步骤；和根据上述电位差的变动计算出预先设定的期间内的呼吸次数的步骤，上述呼气传感器具有：基体；设置于上述基体的上述第1电极；设置于上述基体的上述第2电极；覆盖层，其由不透水的材料形成且在该覆盖层与上述基体之间覆盖上述第2电极，上述基体由表面电位根据水分附着于上述第1电极或上述基体表面而发生变化的材料形成。此外，本专利技术所涉及的呼气检测方法还可以包括：基于表示上述电位差与呼气中包含的水分浓度的相关关系的相关信息以及上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而计算出呼气中包含的水分浓度的步骤。本专利技术的呼气传感器具备：由阳离子交换膜形成的基体；设置于上述基体的第1电极；设置于上述基体的第2电极；覆盖层，其由不透水的材料形成且在该覆盖层与上述基体之间覆盖上述第2电极，在上述第1电极与上述第2电极之间，产生与接触上述基体或上述第1电极的呼气中包含的水分相应的电位差。根据本专利技术，通过对包含水分的呼气附着于第1电极或基体的表面时的基体的表面电位的变化进行检测，能够检测出呼气的有无。即，能够基于呼气中包含的水分的有无而检测出呼气的有无。由此，能够不受使用呼气传感器的温度环境的影响而检测出呼气的有无，例如与基于呼气的温度而检测呼气的有无的结构相比，能够准确测量呼气的有无。附图说明图1是实施方式所涉及的呼气传感器单元的结构图。图2表示实施方式所涉及的呼气传感器，(A)是从基体的一主面侧观察的平面图，(B)是从基体的另一主面侧观察的平面图。图3是实施方式所涉及的计算部的结构图。图4是表示实施方式所涉及的呼气传感器单元的输出信号的一例的图。图5是表示实施方式所涉及的计算部所执行的呼气次数及水分浓度测量处理的一例的流程图。图6是表示实施方式所涉及的查找表中存储的电压与水分浓度之间的相关关系的图。图7是实施方式的第1变形例所涉及的呼气传感器的俯视图。图8是实施方式的第1变形例所涉及的呼气传感器单元的结构图。图9是实施方式的第2变形例所涉及的呼气传感器单元的结构图。图10是实施方式的第2变形例所涉及的呼气传感器单元的结构图。图11是实施方式的第3变形例所涉及的计算部的结构图。图12是表示实施方式的第3变形例所涉及的检测电路的输出电压、比较器的输出电压、运算部的触发端子的电压、给运算部的检测端子的输入电压及呼吸计数器的计数值之间的关系的一例的时序图，(A)是检测电路的输出电压的时序图，(B)是比较器的输出电压的时序图，(C)是运算部的触发端子的电压的时序图，(D)是给运算部的检测端子的输入电压的时序图，(E)是呼吸计数器的计数值的时序图。图13是实施方式的第4变形例所涉及的计算部的结构图。图14是表示实施方式的第4变形例所涉及的检测电路的输出电压、积分电路的输出电压的绝对值、及微分电路的输出电压之间的关系一例的时序图，(A)是检测电路的输出电压的时序图，(B)是积分电路的输出电压的绝对值的时序图，(C)是微分电路的输出电压的时序图。图15是表示实施方式的第4变形例所涉及的计算部所执行的呼气次数及水分浓度测量处理的一例的流程图。具体实施方式以下，参照附图详细地说明本专利技术的各实施方式。如图1所示，本实施方式所涉及的呼气传感器单元具备：呼气传感器1；检测电路2，其检测从呼气传感器1输出的信号；计算部，其计算呼气次数和呼气中包含的水分浓度；及显示部4。呼气传感器1具备：基体11；第1电极12，其设置于基体11的一主面；第2电极13，其设置于基体11的另一主面；覆盖层14，其隔着第2电极13覆盖其下方的基体11的表面。在第1电极12、第2电极13分别通过导电部件15a、15b连接有引线16a、16b。若该呼气传感器1接触呼气，则在基体11的第1电极12侧，呼气中包含的氢离子渗入基体11表面，由此使基体11表面的离子的状态发生变化，而使基体11的表面电位发生变化。另一方面，在被覆盖层14覆盖的基体11的第2电极13侧，由于呼气不会接触基体11表面，所以基体11的表面电位不会发生变化。呼气传感器1是用于基于这样的第1电极12的电位与第2电极13的电位的电位差的变动来测量呼吸次数的传感器。此外，由于氢离子与呼气中包含的水分浓度成正比，所以第1电极12的电位与第2电极13的电位之间的电位差反映了呼气中包含的水分浓度。因此，能够根据呼气传感器1的第1电极12的电位与第2电极13的电位间的电位差来测量出呼气中包含的水分浓度。以下，对呼气传感器1的各结构详细地进行说明。基体11由若包含水分的呼气附着于第1电极12或基体11则基体11的第1电极12侧的表面电位发生变化的阳离子交换膜形成。基体11是薄膜状的，例如是俯视呈纵横20mm的正方形。阳离子交换膜例如可以由全氟碳材料形成。作为这样的阳离子交换膜可以例举出如西格玛奥德里奇公司产的Nafion(注册商标)或旭硝子社产的SelemionCMV(注册商标)。通过像这样由阳离子交换膜形成基体11，能够在水附着的部分及其以外的部分与水分浓度相对应地产生充分大到能够检测出的电位差。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼气传感器，其中，具备：基体；第1电极，其设置于所述基体的表面的一部分；第2电极，其设置于所述基体的表面的一部分；覆盖层，其由不透水的材料形成，并且在该覆盖层与所述基体之间覆盖所述第2电极，所述基体由表面电位根据水分附着于所述第1电极或所述基体的表面而发生变化的材料形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.15 JP 2015-0832831.一种呼气传感器，其中，具备：基体；第1电极，其设置于所述基体的表面的一部分；第2电极，其设置于所述基体的表面的一部分；覆盖层，其由不透水的材料形成，并且在该覆盖层与所述基体之间覆盖所述第2电极，所述基体由表面电位根据水分附着于所述第1电极或所述基体的表面而发生变化的材料形成。2.根据权利要求1所述的呼气传感器，其中，所述基体是薄膜状，所述第1电极设置于所述基体的一主面，所述第2电极设置于所述基体的另一主面。3.根据权利要求1所述的呼气传感器，其中，所述基体为薄膜状，所述第1电极以及所述第2电极设置于所述基体的同一主面。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的呼气传感器，其中，所述基体由阳离子交换膜形成。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的呼气传感器，其中，所述覆盖层由阴离子交换膜形成。6.一种呼气传感器单元，其中，具备：根据权利要求1至5中的任意一项所述的呼气传感器；检测电路，其检测所述第1电极与所述第2电极间的电位差；呼吸次数计算部，其根据所述电位差的变动来计算出预先设定的期间内的呼吸次数。7.根据权利要求6所述的呼气传感器单元，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大寺昭三，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP