排便气味检测装置的制作方法

本实用新型属于气味检测技术领域，具体涉及一种排便气味检测装置。

背景技术：

目前看护人员主要通过闻纸尿裤的气味，判断被看护人(如婴儿或者大小便失禁的老人或病人)是否排便，因此往往不是第一时间发现，而被看护人臀部皮肤长时间处于粪便未清理的环境中，皮肤受到刺激会出现发炎或红疹等“红屁股”问题。现有技术中，有通过湿度传感器放置于纸尿裤上，通过侦测湿度变化，第一时间通知看护人员更换纸尿裤，但是这种技术主要针对小便状况，而纸尿裤本身能够通过尿显线判断小便状态，而且湿度传感器无法做到准确判断大便状态。现有技术中也存在通过气味检测装置来判断大便排泄，但通常是利用普通气味传感器，其功耗比较高，若做成便携式装置则存在小电池无法支持长时间测量的问题，因此需要频繁地更换电池，不具备实际使用价值。

技术实现要素：

实用新型目的：针对现有技术的不足，本实用新型提出一种排便气味检测装置，通过纳米气体传感器检测排便的气味，能够精准测量排便状况，且整体体积小，功耗低。

技术方案：一种排便气味检测装置，包括至少一个纳米气体传感器、带ADC接口的控制器、报警器，所述至少一个纳米气体传感器的输出电压连接控制器的ADC接口，所述控制器的输出接口连接报警器。

作为优选，所述控制器的输出接口通过无线ISM收发器连接至报警器。

所述报警器为扬声器。

所述纳米气体传感器包括H2S传感器、NH3传感器、C8H7N传感器、C9H9N传感器、CH3COOH传感器、C4H8O2传感器、H2传感器、CH4传感器中的一种或多种。

本实用新型的工作原理：大便气味的主要成分是吲哚(C8H7N)、粪臭素(C9H9N)、硫化氢(H2S)、胺(NH3)、乙酸(CH3COOH)、丁酸(C4H8O2)。屁的气味大约由59％的氮、21％的氢、9％的二氧化碳、7％的甲烷以及4％的氧气组成。另外正常尿液内的挥发酸是胺(NH3)。将气味检测装置设置于被看护人员的排泄物吸收用品(如尿不湿/纸尿裤)上，由于纳米气体传感器非常灵敏，当侦测到周围空气中的一种主要特征气味时，比如吲哚(C8H7N)、粪臭素(C9H9N)、硫化氢(H2S)或者胺(NH3)的时候，传送电压信号给控制器，控制器将接收的电压值与预设值比较，当高于预设值时控制报警器发出警报声，提醒看护人员更换纸尿裤。

有益效果：

1、本实用新型利用纳米气体传感器，其灵敏度高，能够第一时间识别排便特征气体，从而高精度地判断排便状况。

2、本实用新型使用的纳米气体传感器为无源器件，检测装置整体功耗极低，可以做到长时间使用，无需频繁更换电池。

3、纳米传感器配合控制器加蜂鸣器/扬声器即可实现大便检测的实时提醒，结构简单，体积小，使用简便，可以粘附于纸尿裤或尿不湿上，非常适用于婴幼儿及大小便失禁病人的日常护理提醒。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的气味检测装置结构框图；

图2是根据图1的气味采集电路原理图；

图3是根据本实用新型另一实施例的气味检测装置结构框图；

图4是根据图3的气味采集电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

本实用新型的排便气味检测装置包括至少一个纳米气体传感器、带ADC接口的控制器、报警器，所述至少一个纳米气体传感器的输出电压连接控制器的ADC接口，所述控制器的输出接口连接报警器。作为优选，控制器的输出接口通过无线ISM收发器连接至报警器，即气味采集部分和报警部分分开设置，这样可以将采集部分设置于被看护人排泄物收集物上，报警部分设置在看护人员活动范围附近，更便于使用，而且发出的报警声不会惊扰到被看护人员。此时，纳米气体传感器、控制器、无线ISM收发器构成气味采集电路，报警器和无线ISM接收器构成报警装置。

参照图1和图2，在一个实施例中，气味检测装置由气味采集装置1和报警装置2构成，二者之间通过无线ISM收发器无线连接。气味采集装置1电路主要包括H2S传感器102、带ADC接口的MCU 100、无线ISM收发器101、一号电源103，一号电源103给无线ISM收发器101、MCU 100和H2S传感器102供电。H2S传感器102的7、9引脚两个通道的输出电压分别与MCU 100的ADC AIN2、AIN3连接；MCU 100的P0.13、P0.14、P0.15、P0.16分别与无线ISM收发器101的SPI接口(13、14、15、16引脚)连接；MCU 100的P0.11(中断输出)、P0.12、P0.17分别与无线ISM收发器101的9引脚(GPIO2)、20引脚(SDN：关机)、17引脚(nIRQ：中断输出)连接；无线ISM收发器101的2、3、4引脚均与天线网络连接。

气味采集装置1的H2S传感器102可以采用SNG1007，MCU 100可以采用nRF52810，无线ISM收发器101可以采用Si4331。

报警装置2包括无线ISM接收器201、扬声器202、二号电源203，无线ISM接收器201与连接扬声器202，二号电源203用于供电。

纳米气体传感器利用纳米晶或多孔纳米材料可以增加与气体分子接触的表面积，其灵敏度可以增加几倍。此外，传统的传感器体积大、功耗大，以金属氧化物制成的气体传感器为例，工作时往往会消耗几十瓦的功率，即使改用陶瓷基片制作传感器，功耗虽有降低，但也有几瓦。而使用纳米材料制成的气体传感器，可以等同于一颗电阻，没有功耗。MCU采用的nRF52810也是低功耗芯片，待机电流只有1.5uA，因此气味检测装置功耗也极低，依靠一颗普通纽扣电池的电量可以运行数月，使得本产品具有更高的实际使用价值。

使用时，气味采集装置1对附近的H2S信息进行采集，纳米气体传感器利用半导体纳米陶瓷与气体接触时电阻的变化来检测气体。半导体纳米陶瓷表面吸附气体分子时，根据半导体的类型和气体分子的种类不同，材料的电阻率也随之发生不同的变化。当传感器的电阻发生变化时，MCU检测到的电压值发生变化。气味采集装置1的MCU 100通过ADC AIN2、AIN3读取H2S传感器102的电压值，然后将读到的电压数据与预设值进行判断，如果超过预设值，MCU 100通过SPI接口发送指令通知给无线ISM收发器101。电压数据的判断可以通过MCU内置的比较器来完成，无需进行计算。无线ISM收发器101收到通知后将警示信号通过无线传输的方式发射给外部对应的无线报警装置2，外部的无线报警装置2收到警示信号会产生铃声提示。当H2S传感器102的电压值没有超过预设值时，报警装置2没有铃声提示。

参照图3和图4，给出了气味检测装置的另一实施方式，和上述实施例中不同之处在于纳米气体传感器有两个，包括H2S传感器102和NH3传感器105，NH3传感器105的6、8引脚两个通道的输出电压分别与MCU 100的ADC AIN1、AIN0连接；其他连接关系同上一实施例中。使用该电路结构的气味检测装置能够检测出NH3和H2S两种特征气味，提高了对排便状况的检测精度。

类似地，通过在电路结构中增加相应的纳米气体传感器，例如C8H7N传感器、C9H9N传感器、CH3COOH传感器、C4H8O2传感器、H2传感器、CH4传感器，可以检测到相应的气味或气体，从而更进一步地提高排便检测的精度。传感器具体型号可以根据实际情况选型，本实用新型实施例中，NH3传感器型号为SMD1002；CH4传感器型号为SMD1008。