用于在尿布中测量尿液量及检测粪便存在的系统的制作方法_2

文档序号:9634453阅读:来源:国知局
即在朝向地心的表面,
[0037]-同时测量传感器中电极的第一对电极的两个电极之间的电容,并且
[0038]-基于测得的电容计算吸收材料中液体量的估计值。
[0039]在本发明的一个【具体实施方式】中,该方法还包括以下步骤:
[0040]-跨传感器中的电极的第二对电极的两个电极施加交流电压,第二对电极被设置为在一个区域的相对侧布置,该区域中的物质,该物质的存在是希望被估计的,例如粪便,可以预期会出现,
[0041]-同时测量传感器中的第二对电极的两个电极之间的电容,并且
[0042]-基于测得的电容计算物质例如粪便,存在于第二对电极的两个电极附近的估计值。
[0043]在本发明的一个【具体实施方式】中,该方法还包括以下步骤:
[0044]-在一侧的第二对电极和另一侧的接触面之间施加交流电压,该接触面被设置为与人体电接触,
[0045]-同时测量一侧的第二对电极和另一侧的接触面之间的电容,并且
[0046]-基于测得的电容计算物质例如粪便,存在于第二对电极和身体之间的估计值。
【附图说明】
[0047]本发明的一些【具体实施方式】根据附图在下文中更详细地说明,其中
[0048]图1示出了根据本发明一个【具体实施方式】的用于改装用途的传感器从外部观看的示意图,
[0049]图2示出了从后面观看的图1的传感器,
[0050]图3示出了图1的传感器,其中外层的一部分被去除以使传感器的内层部分可见,
[0051]图4示出了图2的传感器,其中后侧层的一部分被去除以使传感器的内层部分可见,
[0052]图5示出了图1和3的传感器通过其中A-A线所标示的横截面,
[0053]图6示出了图1的传感器通过其中B-B线所标示的横截面,
[0054]图7示出了从安装了图1-6的传感器的内部观看的尿布的示意图,
[0055]图8示出了图7的尿布和传感器沿其中C-C线所标示的横截面,并标示了电场,
[0056]图9示出了图7的尿布和传感器沿其中D-D线所标示的横截面,并标示了电场,
[0057]图10示出了相关联的数据记录器(发射器)从前面观看的示意图,
[0058]图11示出了从侧面观看的图10的数据记录器(发射器),
[0059]图12示出了从后面观看的图10的数据记录器(发射器),以及
[0060]图13示出了根据本发明一个【具体实施方式】的具有尿布、传感器和数据记录器的完整功能单兀的立体不意图。
[0061]附图作为本发明如何能实现的实施例再现,并且应当认为对保护范围是非限定性的,保护范围由权利要求所主张。
【具体实施方式】
[0062]图1示出了根据本发明一个【具体实施方式】的完整的传感器1的实施例,其具有亲肤及防潮电绝缘外层2,其中指示了穿过外层2及第一非液体吸收绝缘层(电介质)9(图1中未示出)的开口提供了从外部至用于电容式液体检测的第一电极7的电接入。外层2可以,例如,由塑料薄膜组成。
[0063]图2从后侧示出了同样的传感器1,其由后侧层3覆盖,其中穿过后侧层3的开口提供了至用于电容式液体传感的第二及最里面电极4的电接入,且其中穿过后侧层3的两个另外的开口及第二非吸湿绝缘层(电介质)5(图2中未示出)提供了至用于电容式粪便检测的第一 6及第二 8电极的电接入。传感器1的后侧层3优选为带粘性的防潮及电绝缘层,例如双面胶带。
[0064]图3示出了外层2缩短的传感器1,从而暴露出部分的电介质5、9,用于电容式粪便检测的电极6、8及后侧层3。事实上,外层2覆盖了整个传感器1,但内层5、6、8、9出于解释的原因以这种方式示出。用于电容式粪便检测的电极6、8—起构成了用于检测粪便的电容式传感器。
[0065]图4从后侧示出了传感器1,这一次缩短了后侧层3,从而暴露出部分的用于电容式液体检测的第二电极4及第二电介质5。事实上,后侧层3覆盖了整个传感器1,但内层4-9出于解释的原因以这种方式示出。第二电介质5也被缩短了。事实上,其覆盖了整个传感器1,如图3所示。用于电容式液体检测的电极4、7及第二电介质5 —起构成了用于检测液体量的电容式传感器。用于液体检测的电极4、7的长度对应于需要测量的液体吸收材料的长度。在图4中,还示出了用于电容式粪便检测的电极6、8,第一电介质9及外层2。用于电容式粪便检测的电极6、8的长度被调节以适合尿布中的面积,在其中可预见会出现粪便。
[0066]图5示出了如图1和3中的传感器1以A-A线所标示的横截面。其示意性地描绘了包括如上所述的外层2和后侧层3的传感器1的可能性设计的实施例。电介质5、9由电绝缘材料构成,例如泡棉胶带、聚乙烯泡沫、纸或应用在印刷工艺中的弹性液体聚合物,该聚合物随后固化。四个电极4、6、7、8由导电材料制成,例如铜、铝、铁、石墨涂层或导电聚合物,且可以用粘合剂类似胶带一样安装,或是在印刷工艺中直接施加于由电介质5和9构成的载体上。
[0067]图6示出了如图1中的传感器1以B-B线所标示的横截面,具有如上所述的外层2和后侧层3。还如之前所述地示出了用于电容性粪便检测的电极6、8以及第二电介质5。
[0068]图7不出了从内部观看的任意类型的尿布。尿布的表层15出于解释的原因部分打开显示,以示出尿布内部的液体吸收材料16。事实上,表层15覆盖了整个尿布。从尿布后边缘可以看到传感器1跨过尿布内的区域,预期粪便会在此出现。因此,传感器被设置为测量粪便的存在。
[0069]图8示出了图7中的尿布和传感器1沿C-C线所标示的横截面。当跨电容式液体传感器的电极4、7施加交流电压时,在液体吸收材料16的内部形成电场17。当跨电容式粪便传感器的电极6、8施加交流电压时,跨过尿布区域在传感器的表面和穿着尿布的人体之间形成电场18,该尿布区域中可预计会出现粪便。
[0070]图9示出了图7中的尿布和传感器1沿D-D线所标示的横截面。传感器1可以被紧固至尿布表面,使用例如胶水。还能看到电场18,当在跨电容式粪便传感器的电极6、8施加交流电压时形成。
[0071]图10是根据本发明一个【具体实施方式】的数据记录器10的示意性主视图,其中壳体11包含电子器件(测量电路、加速度计、GPS、GSM调制解调器、电源及无线电模块等)以及电池,橡胶铰链12被安装,用于通过例如磁铁接触,跨过尿布的前边缘紧固壳体11,且身体传感器13产生电连接至穿着尿布的人的身体。数据记录器10、尿布及传感器1 一起构成了完整功能的液体及粪便检测单元19。
[0072]图11示出了图10的数据记录器,从具有壳体11、橡胶铰链12、身体传感器13及插头14的一侧观看,插头14产生电连接至传感器1的四个电极4、6、7、8。
[0073]图12是同样的数据记录器10的后视图,其中插头14行使对于传感器1的四个电极4、6、7及8的接触部分的功能。因此,插头14通过如图1和2所示的位于传感器1顶部的为此目的设计的开口产生电连接至四个电极4、6、7、8,这样数据记录器10可以容易地与传感器1 一起安装。
[0074]图13示出了以立体图示的一种任意尿布,其外部上安装了传感器1,以及数据记录器10。传感器1位于尿布纵向上的中央。这三个部分一起构成了液体及粪便检测单元19,这三个部分在整个系统中分别运作。
[0075]单元19通过数据记录器10行使功能,数据记录器10跨用于电容式液体检测的两个电极4、7施加交流电压,例如2Vac,以例如10kHz的频率,同时测量电极4、7之间的电容。由于液体传感器(由两个电极4、7及第二电介质5组成)产生电场17至尿布中的液体吸收材料16中去,测得的电容将取决于液体吸收材料16的介电性能。这利用了干燥及潮湿/湿润的液体吸收材料16之间的物理差异。水(及尿液)的介电常数大约比空气的介电常数高80倍。介电常数的这种差异对电场17的影响被利用于本设计中。测得的电容与尿布中液体量之间的关系大致是线性的,始终具有正斜率(存在的液体越多,则测得的电容越高)。有利地,第二电极4的宽度可以约为第一电极7的宽度的50%,如图5中大致所示的。
[0076]用于电容式粪便检测的电极6、8检测尿布中粪便的存在。传感器通过数据记录器10行使功能,数据记录器10在用于电容式粪便检测的两个电极6、8之间施加交流电压,例如2Vac,以例如10kHz的频率,同时测量电极6、8之间的电容。这些电极6、8通过图3_5所示的两个电介质层5、9与周围电绝缘及电容绝缘。如图3及4所示,第一电介质
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