[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN110823958A - 液体暴露感测装置和控制器 - Google Patents

液体暴露感测装置和控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN110823958A
CN110823958A CN201910728081.XA CN201910728081A CN110823958A CN 110823958 A CN110823958 A CN 110823958A CN 201910728081 A CN201910728081 A CN 201910728081A CN 110823958 A CN110823958 A CN 110823958A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
liquid
signal
substance
time delay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910728081.XA
Other languages
English (en)
Inventor
阿克塞尔·纳克尔特斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP BV
Original Assignee
NXP BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NXP BV filed Critical NXP BV
Publication of CN110823958A publication Critical patent/CN110823958A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/34—Paper
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/048—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance for determining moisture content of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0078—Testing material properties on manufactured objects
    • G01N33/0081—Containers; Packages; Bottles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/36—Textiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

一个例子公开一种液体暴露感测装置，所述液体暴露感测装置包括：第一传感器，被配置成联接到参考材料；其中所述第一传感器被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过所述参考材料产生第一信号；第二传感器，被配置成联接到暴露材料；其中所述第二传感器被配置成响应于所述物质的所述液相和/或蒸气相通过所述暴露材料产生第二信号；和控制器，所述控制器联接到所述第一传感器和第二传感器并且被配置成响应于超过阈值时间延迟的在所述第一信号和所述第二信号之间的时间延迟而产生液体检测信号。

Description

液体暴露感测装置和控制器
技术领域
本说明书涉及用于检测液体暴露的系统、方法、设备、装置、制品和指令。
背景技术
在卡纸板包装材料中的水分检测和通过液态水润湿的检测；和检测高湿度条件的能力为监测物流操作的重要参数(仅次于温度)；然而，当前水分计和相对湿度测量系统关注水分的测量，而不关注找出水分改变的原因。
在许多物流、仓储和递送应用中，允许由于相对湿度造成的封装件水分改变，但是不允许由于润湿造成的改变。应注意，例如与水直接接触不同于可在不直接润湿的情况下发生的100％湿度和冷凝。例如，将封装件从冷库移动到热的高湿度环境将导致冷凝但不导致如这里定义的直接润湿。然而，飞溅的液体、雨水、溢出等为直接润湿的形式。
封装件是否已经历高湿度或润湿在各种药品、包裹邮递物品和其它重要包装的运送和储存中可为非常重要的。客户通常支付额外的钱以验证客户的封装件在输送期间未被弄湿，或者以识别该封装件是否确实被弄湿。这类信息可对封装件完整性、质量控制和保险索赔有影响。
发明内容
根据例子实施例，液体暴露感测装置包括：第一传感器，被配置成联接到参考材料；其中第一传感器被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过参考材料产生第一信号；第二传感器，被配置成联接到暴露材料；其中第二传感器被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过暴露材料产生第二信号；和控制器，该控制器联接到第一传感器和第二传感器并且被配置成响应于超过阈值时间延迟的在第一信号和第二信号之间的时间延迟而产生液体检测信号。
在另一个例子实施例中，第一传感器和第二传感器为阻抗传感器并且第一信号和第二信号为阻抗信号。
在另一个例子实施例中，第一传感器和第二传感器为电容传感器并且第一信号和第二信号为电容信号。
在另一个例子实施例中，电容信号的振幅响应于物质的蒸气相增加而增加。
在另一个例子实施例中，第一传感器和第二传感器为导电传感器并且第一信号和第二信号为导电信号。
在另一个例子实施例中，导电信号的振幅响应于物质的液相增加而增加。
在另一个例子实施例中，第一传感器被配置成与参考材料电流接触，并且第二传感器被配置成与暴露材料电流接触。
在另一个例子实施例中，暴露材料和参考材料为相同类型的材料。
在另一个例子实施例中，暴露材料和参考材料为不同类型的材料。
在另一个例子实施例中，暴露材料和参考材料具有相同材料厚度。
在另一个例子实施例中，暴露材料和参考材料具有不同材料厚度。
在另一个例子实施例中，暴露材料被配置成在参考材料与物质的液相直接接触之前与物质的液相直接接触。
在另一个例子实施例中，第一传感器和第二传感器被配置成测量电容和电导两者；并且控制器被配置成响应于第一信号和第二信号超过阈值电容时间延迟以及来自第一传感器和第二传感器的第三信号和第四信号超过阈值电导时间延迟而产生液体检测信号。
在另一个例子实施例中，控制器被配置成响应于第一信号或第二信号超过振幅阈值信号水平产生液体冷凝信号。
在另一个例子实施例中，控制器包括存储器元件，其记录在物理运输行程的一个或多个支线期间物质的液相和/或蒸气相何时和/或是否通过暴露材料和/或参考材料。
在另一个例子实施例中，另外包括将第一传感器和参考材料与周围环境分离的涂层；其中涂层对于蒸气相为可透过的，但是对于液相为不可透过的。
在另一个例子实施例中，第一传感器和第二传感器两者均响应于物质的蒸气相。
在另一个例子实施例中，暴露材料和/或参考材料为以下至少一种：纸、卡纸板、布、网或纤维。
在另一个例子实施例中，另外包括具有腔的封装件；其中腔的内表面衬有暴露材料；并且其中参考材料在腔的外侧。
在另一个例子实施例中，另外包括具有腔的封装件；其中腔的外表面衬有暴露材料；并且其中参考材料在腔的内侧。
在另一个例子实施例中，另外包括基板；其中第一传感器在基板的一侧上并且第二传感器在基板的相对侧上。
根据例子实施例，液体暴露控制器电路包括：控制器电路，被配置成联接到第一传感器和第二传感器；其中第一传感器被配置成联接到参考材料，并且被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过参考材料产生第一信号；其中第二传感器被配置成联接到暴露材料，并且被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过暴露材料产生第二信号；并且其中控制器电路被配置成响应于超过阈值时间延迟的在第一信号和第二信号之间的接收时间延迟而产生液体检测信号。
以上讨论不旨在呈现在当前或将来权利要求集的范围内的每个例子实施例或每个实施方案。附图和之后的具体实施方式也示例出各种例子实施例。
结合附图考虑以下具体实施方式，可更加完全地理解各种例子实施例。
附图说明
图1为液体暴露感测装置的例子。
图2为在折叠之前液体暴露感测装置的部分的例子。
图3为在涂布之后液体暴露感测装置的例子。
图4A和图4B为来自第一传感器的第一信号和来自第二传感器的第二信号的例子第一集合。
图5A和图5B为来自第一传感器的第一信号和来自第二传感器的第二信号的例子第二集合。
图6A和图6B为来自第一传感器的第一信号和来自第二传感器的第二信号的例子第三集合。
图7A和图7B为来自第一传感器的第一信号和来自第二传感器的第二信号的例子第四集合。
图8A和图8B为来自第一传感器的第一信号和来自第二传感器的第二信号的例子第五集合。
虽然本公开容许各种修改和替代形式，但是本公开的细节已经借助于例子在附图中示出并且将进行详细描述。然而，应理解，除了所描述的特定实施例之外，其它实施例也为可以的。还涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。
具体实施方式
现在讨论的为液体暴露感测装置的例子实施例，该液体暴露感测装置如果应用于封装件、医疗装置或其它待监测的物体，那么将在封装件、医疗装置或其它待监测的物体是否暴露于和/或掉落在水或另一种液体中，或者封装件是否在该封装件的运输行程的一个或多个支线期间仅经历导致可能的冷凝的高湿度周围环境之间进行区分。
在一些例子实施例中，液体暴露感测装置包括两种材料(即，暴露材料、受测试材料等和参考材料)，其中将两种材料隔开使得两种材料不同时经历任何润湿，和/或允许两者的水分含量由于相对湿度的改变而不是由于润湿而改变(例如保护“参考材料免于被弄湿”)。这类免于被润湿的保护与不仅防止参考材料润湿而且防止暴露于相对湿度的正常囊封不同。
图1为液体暴露感测装置100的例子。液体暴露感测装置100包括基板支撑件102、传感器基板104、联接到参考材料116的第一传感器106、联接到暴露材料114的第二传感器110、用于使第一传感器106对暴露材料114屏蔽的第一接地板108，和用于使第二传感器110对参考材料116屏蔽的第二接地板112。
暴露材料114(例如受测试材料)暴露于待监测的周围环境。这样，周围环境可为物质118的蒸气相120或液相122。在一个例子实施例中，暴露材料114为封装件的朝外表面。
应注意，在一些例子中，物质118的蒸气相120受在材料114、材料116中的孔隙力支配，并且物质118的液相122受在材料114、材料116中的毛细管力支配。
参考材料116被半保护免受待监测的周围环境的影响(例如可暴露于物质118的蒸气相120但不暴露于物质118的液相122)。在一个例子实施例中，参考材料116在封装件内侧的某处。例如，如果封装件具有腔，那么腔的外表面可衬有暴露材料114，并且参考材料116在腔的内侧。替代地，腔的内表面可衬有暴露材料114，并且参考材料116在腔的外侧。
在各种实施例中，封装件和任一种材料114、材料116可由纸、卡纸板、布、网和/或纤维制成。
在一些例子实施例中，基板104为柔性材料(例如50um薄PET箔)并且还容纳其它电路组件(例如电池、控制器、集成电路等)。支撑件102可为1mm厚泡沫间隔物，基板104在该支撑件102上折叠。在替代的例子实施例中，支撑件102和基板104可为印刷电路板。
在一些例子实施例中，根据液体暴露感测装置100被设计成用于监测哪些物质118，支撑件102和基板104中的任一个或两个排斥特定物质118(例如水)。在一些例子中，第一传感器106在基板104的一侧上，并且第二传感器110在基板104的相对侧上。
在一些例子实施例中，液体暴露感测装置100永久地附接到包装(例如经由胶水或粘合剂)并且为一次性的。
在液体暴露感测装置100中，第一传感器106被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过(即，液体和/或气体扩散)参考材料116产生第一信号。第二传感器110被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过暴露材料114产生第二信号。
控制器(参见图2)联接到第一传感器106和第二传感器110，并且被配置成响应于超过阈值时间延迟的在第一信号和第二信号之间的时间延迟而产生液体检测信号(例如参见图4-图8)。利用两个传感器106、110，液体暴露可使用要么仅两个电容测量值、仅两个电导测量值，要么电容测量值和电导测量值的两个集合来检测。
第一传感器106和第二传感器110可为阻抗传感器、电容传感器和/或导电传感器。
注意，在一些例子实施例中，电容测量值增加与蒸气浓度水平(例如如果物质为水，那么为湿度)增加相关，因为物质118的蒸气相120的介电强度随蒸气浓度水平而变化。类似地，电导测量值增加与液相122冷凝增加相关，因为冷凝起到短路的作用并且缩短在电极之间的路径长度，由此增加电导。
由此如果第一传感器106和第二传感器110为电容传感器，并且第一信号和第二信号为电容信号，那么电容信号的振幅响应于物质的蒸气相增加而增加。在一些例子实施例中，传感器106、传感器110被配置成在1MHz下测量电容。
此外如果第一传感器106和第二传感器110为导电传感器，并且第一信号和第二信号为导电信号，那么导电信号的振幅响应于物质的液相增加而增加。在一些例子实施例中，传感器106、传感器110被配置成在直流下测量电导。
在一些例子实施例中，第一传感器106被配置成与参考材料116电流接触，并且第二传感器110被配置成与暴露材料114电流接触。
在一些例子实施例中，第一传感器106和第二传感器110被配置成测量电容和电导两者；并且控制器206被配置成响应于第一信号和第二信号超过阈值电容时间延迟以及来自第一传感器106和第二传感器110的第三信号和第四信号超过阈值电导时间延迟而产生液体检测信号。
控制器206包括存储器元件，其记录在物理运输行程的一个或多个支线期间物质的液相和/或蒸气相何时和/或是否通过暴露材料114和/或参考材料116。
在一些例子实施例中，暴露材料114和参考材料116具有相同厚度。在其它例子中，材料114、材料116具有不同厚度。此外，在一些例子实施例中，暴露材料114和参考材料116为相同类型的材料。在其它例子中，材料114、材料116为不同的。在再其它例子实施例中，液体暴露感测装置100使用均具有相同厚度并且由相同类型的材料制成的匹配的暴露材料114和参考材料116。
当使用不同类型和/或厚度的材料114、材料116时，可需要响应于材料114、材料116的温度行为进行控制器206的电路、逻辑、指令等的调节。例如，介电常数可随温度而改变，吸收/解吸特性也可如此。材料114、材料116的这些属性也可存储在存储器元件中。
图2为在折叠之前液体暴露感测装置100的部分200的例子。液体暴露感测装置100的部分200包括具有第一电极对202的第一传感器106、具有第二电极对204的第二传感器110、可能具有存储器元件(未示出)的控制器206，和折叠区域208。
电极对202、电极对204(例如“指状电容器”)可为相等大小的、由导电材料制成的、每个约1cm2、在指状电极之间具有类似于材料114、材料116的厚度的间隔的印刷或蚀刻叉指形电极对(例如蚀刻铝，6个指状电极为0.5mm宽并且具有1mm间隔，每一侧连接3个指状电极)。
在各种例子实施例中，电极202、电极204未被绝缘材料覆盖，因此允许在电极202、电极204和包装材料之间的电流接触。如果电极对202、电极对204中的任一个覆盖有绝缘材料，那么主要可以从该电极对进行电容测量。
接地板108、接地板112也可为大小相等的印刷或蚀刻接地平面。在一些例子中，接地板108、接地板112比叉指形电极大至少支撑件102的厚度，并且在每一侧上相等地延伸(例如12mm乘12mm)。第一接地板204使暴露材料110对第一电极对202屏蔽，并且第二接地板208使参考材料116对第二电极对206屏蔽。
控制器206以预定时间间隔测量来自两个传感器106、110的信号以捕获电容和/或电导的任何改变。在一些例子实施例中，控制器206以最好能够允许检测由待监测的一种或多种液体所导致的润湿的频率操作第一传感器106和第二传感器110。例如，小于100kHz的频率可用于检测液态水和湿度。控制器206可被配置成测量环境温度，和简单或复阻抗(即，电容(μF)和/或电导(姆欧))。
电源(未示出)(例如印刷的电池)也可包括在基板104上。
在一些例子实施例中，电极对202、电极对204和接地板108、接地板112印刷在柔性基板104上，该柔性基板104然后沿在折叠区域208中的折叠线围绕支撑件102折叠并且用粘合剂或胶水保持在适当的位置。然后参考材料116附接到第一传感器106，并且第二(例如暴露材料)传感器110和第一接地板108附接到暴露材料114(例如封装件的内侧或外侧)。
图3为在涂布之后液体暴露感测装置100的例子300。在一些例子中，应用将第一传感器106和参考材料116与周围环境分离的涂层302。涂层对于物质118的蒸气相120为可透过的，但是对于液相122为不可透过的。由此，涂层302为蒸气可透过的，但为不透水的(例如比如可透气的隔膜/织物)。
图4A和图4B为来自第一传感器106的第一信号和来自第二传感器110的第二信号的例子第一集合400。传感器信号的第一集合400示出相对湿度低的区域402和区域404以及相对湿度增加的区域406和区域408。
在比如图4A中所示的一些例子实施例中，第一(例如参考材料)传感器106的电容改变滞后于第二(例如暴露材料)传感器110的电容改变，具有基于(例如受限于)通过外部包装材料的水蒸气扩散的时间常数。
如果内侧和外侧电容和电导测量值均低(即，图4A中的区域402和图4B中的区域404)，那么由于相对湿度低造成水分水平低。然而，如果与先前测量周期相比，内侧和外侧电容均增加，但是电导仍然低(即，图4A中的区域406和图4B中的区域408)，那么由于相对湿度增加造成水分水平增加。
图5A和图5B为来自第一传感器106的第一信号和来自第二传感器110的第二信号的例子第二集合500。传感器信号的第二集合500示出时间延迟502、阈值电容时间延迟504、时间延迟506、阈值电容时间延迟508，和冷凝水平510。
具有小于阈值电容时间延迟504的时间延迟502的两个传感器106、110的电容改变和/或具有小于阈值电导时间延迟508的时间延迟506的两个传感器106、110的电导改变与暴露材料114的相对湿度的改变相关。
例如，液态水蒸气可相对快速地渗透通过暴露材料114并且由此也相对快速地改变来自两个传感器的信号。
如果过度的湿度导致冷凝，那么电导测量值也将具有小于阈值电导时间延迟508的时间延迟506(即，两个传感器将相对快速地登记材料电导的大幅增加)。
如果内侧和外侧电容均高并且电导率增加(参见图5A和图5B)，那么相对湿度的增加已导致冷凝增加并且电容值对应于周围环境饱和水平。
图6A和图6B为来自第一传感器106的第一信号和来自第二传感器110的第二信号的例子第三集合600。传感器信号的第三集合600示出冷凝阈值水平602和电导604。这些图呈现图5A和图5B的特殊情况，其中存在大量的冷凝。
如果内侧和外侧电导604均超过冷凝阈值水平602，那么由非常高的湿度引起的冷凝将很可能引起包装材料的结构破坏。实际破坏阈值602取决于使用的包装材料(例如纸包装可具有比布包装低的阈值)。
在一些例子实施例中，此情形与温度缓慢升高相关(即，封装件为冷的并且与潮湿空气接触，并且缓慢变热)。
图7A和图7B为来自第一传感器106的第一信号和来自第二传感器110的第二信号的例子第四集合700。传感器信号的第四集合700包括时间延迟702和阈值电容时间延迟704。
与第二(例如暴露材料)传感器110的电容改变(参见图7A)相比，具有大于阈值电容时间延迟704的时间延迟702的第一(即，参考材料)传感器106的电容改变与接触暴露材料114的物质118的液相122相关。
在此例子中，暴露材料114已与液体物质直接接触并且随液体扩散通过暴露材料114而变湿(例如可能由于例如外部雨水、内部内容物溢出等)。
因为在暴露材料114和参考材料116之间基本上不存在物理接触，所以参考材料116将基本上不与液体物质接触，并且由此在第一传感器106和第二传感器110的电容(参见图7A)响应之间将存在大的时间延迟702。
通过将时间延迟702与阈值电容时间延迟704进行比较，控制器206可在仅由于高湿度造成的冷凝润湿和可对由暴露材料114(例如封装件)承载和/或包围的装置或物质的质量产生负面影响的直接液体润湿之间进行区分。
在另一个例子实施例中，如果第一传感器106的电容低，第一传感器106的电导低、第二传感器110的电容高，并且第二传感器110的电导低(参见图7A和图7B)，那么暴露材料114已与物质118的液相122接触。这里要么存在少量的液体，要么这是开始另外润湿的早期阶段。时间标度受水通过包装材料的扩散支配。
由此，通过将时间延迟702与第一信号和第二信号的阈值电容时间延迟704进行比较，控制器206可在暴露材料114的快速润湿(例如经由液体浸入、雨水、溢出等)与仅处于潮湿环境中的暴露材料114之间进行辨别。
在一些例子实施例中，润湿仅引起第二(例如在暴露材料上)传感器110变湿，同时第一(例如参考材料)传感器106保持干燥或至少延迟变湿。
图8A和图8B为来自第一传感器106的第一信号和来自第二传感器110的第二信号的例子第五集合800。传感器信号的第五集合800包括时间延迟802、阈值电容时间延迟804、时间延迟806，和阈值电导时间延迟808。
具有大于阈值电容时间延迟804的时间延迟802或具有大于阈值电导时间延迟808的时间延迟806的第一传感器106或第二传感器110的电容和/或电导改变与接触暴露材料114的物质118的液相122相关。
此例子可理解为在时间上延长传感器信号的第四集合700(参见图7A和图7B)，由此产生传感器信号的第五集合800。这里电容信号已到达周围环境饱和水平(例如100％湿度)(参见图8A)，并且现在冷凝信号也开始增加(参见图8B)。
在此例子800中，暴露材料114已与液体物质直接接触的时间比之前在图7A和图7B中所示的时间长，并且随液体继续扩散通过暴露材料114，暴露材料114变得甚至更加润湿。
在第一传感器106和第二传感器110之间的这些不同测量值与润湿的外部包装材料相关而不是由于周围环境湿度的增加。
在一些例子实施例中，控制器206进行此确定，即如果第一传感器106的电容低，第一传感器106的电导低，第二传感器110的电容高，并且第二传感器110的电导高(参见图8A 和图8B)，那么暴露材料114经历湿度饱和和冷凝两者；而参考材料116仅由于由来自暴露材料114的内表面的物质118的液相122的蒸发引起的局部(例如封装件内侧)相对湿度的增加而开始经历湿度的增加。图8B示出由于第一传感器106尚未被润湿，所以第一传感器106尚未测量到任何冷凝。
应注意，在一些例子实施例中，冷凝和外部润湿暴露均将导致暴露材料114特性的微小但是永久的改变(例如值新<>值旧)。由此在冷凝事件之后，内侧材料114和外侧116均可返回到不同但是仍然相等的测量值(例如内侧＝外侧)；然而在润湿内侧材料114和外侧材料116的情况下不可相等地返回到其之前的测量值(例如内侧<＞外侧)。由此在这类实施例中，即使在润湿事件期间没有进行控制器206的测量，但在润湿事件之后仍然可被检测到。
上文例子实施例可应用于智能传感器。包装(例如食品、包裹、药品等)制造商也可对用于测量各种类型的水分的这些例子实施例感兴趣。上文例子实施例不仅报告水分水平和温度，并且区别这类水分的原因(例如直接润湿对环境湿度)。
虽然上文讨论给出应用于封装件的单个液体感测装置的例子，但是其它应用也是可以的。例如：多个液体感测装置可应用于封装件上的不同位置。此外，可添加额外和/或冗余液体暴露感测装置100。
虽然上文已经通常讨论“外侧润湿”但是“内侧干燥”的实施例，但是液体暴露感测装置100也可应用于“内侧润湿”但是“外侧干燥”的封装件，用于监测内部食品或药品溢出。
液体暴露感测装置100也可在物体、食品或装置经过各种制造步骤时应用于监测该物体、食品或装置，以确保质量控制。
液体暴露感测装置100也可为RFID/NFC标签的一部分。然后需要额外天线用于通信。这将类似于我们在过去几年中已开发的温度记入NFC标签，但也可监测水分。不考虑本发明的基本部分。
除非明确陈述特定顺序，否则可以任何顺序执行上文附图中讨论的各种指令和/或可操作步骤。此外，本领域的技术人员将认识到，虽然已讨论一些指令/步骤的例子集合，但是在本说明书中的材料也可以多种方式组合以产生其它例子，并且应在此详细描述提供的上下文中理解。
在一些例子实施例中，这些指令/步骤被实施为功能和软件指令。在其它实施例中，指令可使用逻辑门、专用芯片、固件以及其它硬件形式中的任一种来实施。
当指令实施为非瞬态计算机可读或计算机可用媒体中的可执行指令集时，该指令在编程有所述可执行指令并且受所述可执行指令控制的计算机或机器上实现。所述指令被加载用于在处理器(诸如一个或多个CPU)上执行。所述处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器)或其它控制或计算装置。处理器可指代单个组件或多个组件。所述计算机可读或计算机可用储存媒体被视为物品(或制品)的一部分。物品或制品可指代任何所制造的单个组件或多个组件。如本文所定义的非瞬态机器或计算机可用媒体不包括信号，但是这类媒体可能能够接收并且处理来自信号和/或其它瞬态媒体的信息。
将容易理解，如本文中大体描述并且在附图中示出的实施例的组件可以各种各样不同的配置来布置和设计。由此，如图中所表示的各种实施例的更详细描述不旨在限制本公开内容的范围，而仅仅是表示各种实施例。虽然在附图中呈现实施例的各种方面，但除非特别地指示，否则附图未必按比例绘制。
在不脱离本发明精神或基本特性的情况下，可以其它特定形式实施本发明。所描述的实施例应视为在所有方面均仅为说明性而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由此详细描述来指示。在权利要求书的等效物的含义和范围内的所有改变都涵盖在权利要求书的范围内。
贯穿本说明书对特征、优点或类似语言的参考不暗示可使用本发明实现的所有特征和优点应为或在本发明的任何单一实施例中。实际上，涉及特征和优点的语言应理解成意指结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征和优点以及类似语言的讨论可(但未必)指代同一实施例。
此外，本发明的所描述的特征、优点和特性可以任何合适方式在一个或多个实施例中组合。相关领域的技术人员应认识到，鉴于本文的描述，本发明可在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个的情况下实践。在其它情况下，可以在某些实施例中识别出可不存在于本发明的所有实施例中的额外特征和优点。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的参考意指结合所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。由此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可(但未必)全部都指代同一实施例。

Claims (10)

1.一种液体暴露感测装置，其特征在于，包括：
第一传感器，被配置成联接到参考材料；
其中所述第一传感器被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过所述参考材料产生第一信号；
第二传感器，被配置成联接到暴露材料；
其中所述第二传感器被配置成响应于所述物质的所述液相和/或蒸气相通过所述暴露材料产生第二信号；和
控制器，所述控制器联接到所述第一传感器和第二传感器并且被配置成响应于超过阈值时间延迟的在所述第一信号和所述第二信号之间的时间延迟而产生液体检测信号。
2.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，所述第一传感器被配置成与所述参考材料电流接触，并且所述第二传感器被配置成与所述暴露材料电流接触。
3.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，所述暴露材料被配置成在所述参考材料与所述物质的所述液相直接接触之前与所述物质的所述液相直接接触。
4.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，所述第一传感器和第二传感器被配置成测量电容和电导两者；并且
其中所述控制器被配置成响应于所述第一信号和所述第二信号超过阈值电容时间延迟以及来自所述第一传感器和第二传感器的第三信号和第四信号超过阈值电导时间延迟而产生所述液体检测信号。
5.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，所述控制器被配置成响应于所述第一信号或第二信号超过振幅阈值信号水平产生液体冷凝信号。
6.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，所述控制器包括存储器元件，其记录在物理运输行程的一个或多个支线期间所述物质的所述液相和/或蒸气相何时和/或是否通过所述暴露材料和/或所述参考材料。
7.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，进一步包括将所述第一传感器和所述参考材料与周围环境分离的涂层；
其中所述涂层对于所述蒸气相为可透过的，但是对于所述液相为不可透过的。
8.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，所述第一传感器和第二传感器两者均响应于所述物质的所述蒸气相。
9.根据权利要求1所述的传感器：
其特征在于，进一步包括基板；
其中所述第一传感器在所述基板的一侧上并且所述第二传感器在所述基板的相对侧上。
10.一种液体暴露控制器电路，其特征在于，包括：
控制器电路，被配置成联接到第一传感器和第二传感器；
其中所述第一传感器被配置成联接到参考材料，并且被配置成响应于物质的液相和/或蒸气相通过所述参考材料产生第一信号；
其中所述第二传感器被配置成联接到暴露材料，并且被配置成响应于所述物质的所述液相和/或蒸气相通过所述暴露材料产生第二信号；并且
其中所述控制器电路被配置成响应于超过阈值时间延迟的在所述第一信号和所述第二信号之间的接收时间延迟而产生液体检测信号。
CN201910728081.XA 2018-08-07 2019-08-07 液体暴露感测装置和控制器 Pending CN110823958A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/057,227 US10712303B2 (en) 2018-08-07 2018-08-07 Liquid exposure sensing device and controller
US16/057,227 2018-08-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110823958A true CN110823958A (zh) 2020-02-21

Family

ID=67438870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910728081.XA Pending CN110823958A (zh) 2018-08-07 2019-08-07 液体暴露感测装置和控制器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10712303B2 (zh)
EP (1) EP3608662B1 (zh)
CN (1) CN110823958A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021208115A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 欧阳彬 监测气体浓度的设备和方法及传感器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11130424B2 (en) * 2019-11-20 2021-09-28 Ford Global Technologies, Llc Vehicle seating assembly having capacitive proximity sensor
CN113344151B (zh) * 2021-04-16 2023-08-25 中国农业大学 一种冷链温度自适应调整的故障辨析示警调控装置与方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135151A (en) * 1977-12-14 1979-01-16 Surface Systems, Inc. Apparatus for detecting wet and icy surface conditions
EP0768527A2 (en) * 1995-10-16 1997-04-16 Vaisala Oy Method and sensor for dewpoint measurement
US5789659A (en) * 1993-08-05 1998-08-04 Capteur Sensors & Analysers Ltd. Monitoring of multiple-electrode gas sensors
DE19738150A1 (de) * 1997-09-01 1999-03-11 Mahlo Gmbh & Co Kg Verfahren zur Erkennung des Feuchtegrades
US6455319B1 (en) * 1999-05-10 2002-09-24 California Institute Of Technology Use of spatiotemporal response behavior in sensor arrays to detect analytes in fluids
CN101216439A (zh) * 2008-01-18 2008-07-09 中国农业大学 一种土壤水分测量仪器及方法
CN101842689A (zh) * 2007-08-02 2010-09-22 Nxp股份有限公司 基于暴露材料的渐进腐蚀的湿度传感器
US20120062896A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Aziz Mahfoud Familia Systems and methods for permeability rate testing of barrier films
US20140218055A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 Veris Industries, Llc Capacitive humidity sensor with hysteresis compensation
US20150001200A1 (en) * 2012-01-10 2015-01-01 Hzo, Inc. Methods, apparatuses and systems for sensing exposure of electronic devices to moisture
KR20150136779A (ko) * 2014-05-28 2015-12-08 이근호 우수 침투속도 측정장치 및 이를 이용한 우수 침투속도 측정방법
US20160202201A1 (en) * 2015-01-09 2016-07-14 Honeywell International Inc. Humidity Sensor
CN107144598A (zh) * 2017-04-13 2017-09-08 西安交通大学 一种基于动态加热的流动湿蒸汽湿度传感器及测量方法
KR101799836B1 (ko) * 2017-01-18 2017-11-21 이재희 강우 구분형 누설 감지 센서
US20170350822A1 (en) * 2014-08-01 2017-12-07 Nokia Technologies Oy An apparatus and method for sensing a parameter

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352059A (en) 1980-06-13 1982-09-28 Massachusetts Institute Of Technology Determination of moisture level in materials
US20060034731A1 (en) * 1995-03-27 2006-02-16 California Institute Of Technology Sensor arrays for detecting analytes in fluids
US7122152B2 (en) * 1999-05-10 2006-10-17 University Of Florida Spatiotemporal and geometric optimization of sensor arrays for detecting analytes fluids
US6346888B1 (en) * 1999-10-20 2002-02-12 Larry M. Conrad Non-resonant electromagnetic energy sensor
US7688215B2 (en) 2007-02-27 2010-03-30 Detec Systems Llc Moisture detection sensor tape and probes to determine surface moisture and material moisture levels
US20130151172A1 (en) 2011-12-12 2013-06-13 General Electric Company Method and device for determining a comparative moisture level
US8739623B2 (en) * 2012-03-09 2014-06-03 The University Of Kentucky Research Foundation Moisture sensors on conductive substrates
US10130518B2 (en) * 2012-04-12 2018-11-20 Elwha Llc Appurtenances including sensors for reporting information regarding wound dressings
KR102054689B1 (ko) * 2013-01-31 2020-01-22 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
US9535022B1 (en) * 2013-07-17 2017-01-03 The Boeing Company Composite material moisture detection
CN106999932A (zh) * 2014-09-26 2017-08-01 雅培医护站股份有限公司 用于流体样本中的凝结测定的具有流体结的盒设备
US9801332B2 (en) * 2015-09-30 2017-10-31 Deere & Company System and method for consistent depth seeding to moisture
DE102017206124A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Infineon Technologies Ag Fluidsensor, Verfahren zum Bereitstellen desselben und Verfahren zum Bestimmen eines Bestandteils eines Fluids

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135151A (en) * 1977-12-14 1979-01-16 Surface Systems, Inc. Apparatus for detecting wet and icy surface conditions
US5789659A (en) * 1993-08-05 1998-08-04 Capteur Sensors & Analysers Ltd. Monitoring of multiple-electrode gas sensors
EP0768527A2 (en) * 1995-10-16 1997-04-16 Vaisala Oy Method and sensor for dewpoint measurement
DE19738150A1 (de) * 1997-09-01 1999-03-11 Mahlo Gmbh & Co Kg Verfahren zur Erkennung des Feuchtegrades
US6455319B1 (en) * 1999-05-10 2002-09-24 California Institute Of Technology Use of spatiotemporal response behavior in sensor arrays to detect analytes in fluids
CN101842689A (zh) * 2007-08-02 2010-09-22 Nxp股份有限公司 基于暴露材料的渐进腐蚀的湿度传感器
CN101216439A (zh) * 2008-01-18 2008-07-09 中国农业大学 一种土壤水分测量仪器及方法
US20120062896A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Aziz Mahfoud Familia Systems and methods for permeability rate testing of barrier films
US20150001200A1 (en) * 2012-01-10 2015-01-01 Hzo, Inc. Methods, apparatuses and systems for sensing exposure of electronic devices to moisture
US20140218055A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 Veris Industries, Llc Capacitive humidity sensor with hysteresis compensation
KR20150136779A (ko) * 2014-05-28 2015-12-08 이근호 우수 침투속도 측정장치 및 이를 이용한 우수 침투속도 측정방법
US20170350822A1 (en) * 2014-08-01 2017-12-07 Nokia Technologies Oy An apparatus and method for sensing a parameter
US20160202201A1 (en) * 2015-01-09 2016-07-14 Honeywell International Inc. Humidity Sensor
KR101799836B1 (ko) * 2017-01-18 2017-11-21 이재희 강우 구분형 누설 감지 센서
CN107144598A (zh) * 2017-04-13 2017-09-08 西安交通大学 一种基于动态加热的流动湿蒸汽湿度传感器及测量方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021208115A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 欧阳彬 监测气体浓度的设备和方法及传感器
CN113866241A (zh) * 2020-04-13 2021-12-31 欧阳彬 监测气体浓度的设备和方法及传感器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3608662B1 (en) 2022-12-07
US20200049650A1 (en) 2020-02-13
US10712303B2 (en) 2020-07-14
EP3608662A1 (en) 2020-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110823958A (zh) 液体暴露感测装置和控制器
CN105339764B (zh) 用于运行传感器装置的方法
US8884771B2 (en) Smoke detection using change in permittivity of capacitor air dielectric
Unander et al. Characterization of printed moisture sensors in packaging surveillance applications
US20110320142A1 (en) Temperature independent pressure sensor and associated methods thereof
JP6745241B2 (ja) チップレス無線周波数識別（ｒｆｉｄ）アーキテクチャに基づく化学センサ
EP2203738B1 (en) Improved structure for capacitive balancing of integrated relative humidity sensor and manufacturing method
CN111051838A (zh) 具有rfid通信能力的阈值传感器
Starke et al. Flexible polymer humidity sensor fabricated by inkjet printing
US4083038A (en) Condenser plate assembly
US9151741B2 (en) RFID-based devices and methods for initializing a sensor
CN111044583A (zh) 湿度传感器芯片
EP2930502B1 (en) Thermal conductivity gas sensor
US20060225488A1 (en) Humidity sensor for measuring supersaturated water vapor utilizing a mini-heater
WO2018153885A1 (en) Sensor device, measuring system and measuring method for detecting presence of liquid and/or humidity
US10942070B2 (en) Sensor unit, temperature sensor including the same, method of manufacturing the sensor unit, and method of manufacturing the temperature sensor
US9304098B2 (en) Capacitive humidity sensor with hysteresis compensation
TWI591329B (zh) 具有濕度感測元件的檢測試片
US11287395B2 (en) Capacitive gas sensor
US20060145879A1 (en) Perforated plane moisture sensor
US8303897B2 (en) Capacitive sensor for organic chemicals comprising an elastomer and high dielectric materials with titanate
JPH0523124U (ja) 静電容量式湿度センサ
KR20230014862A (ko) 물품의 습도 또는 습윤도를 검출 또는 감지하기 위한 센서, 시스템 및 방법
JP7464121B2 (ja) 吸湿センサ、ｒｆｉｄタグ、および吸湿量測定システム
JP2020020790A (ja) 容量ガスセンサおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination