Детектор для определения состояния подгузника и подгузник, содержащий данный детектор Российский патент 2024 года по МПК A61F13/42 

Описание патента на изобретение RU2819560C2

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к детектору для обнаружения и дифференциации мочи и кала в одноразовых подгузниках, а также к подгузнику, содержащему указанный детектор.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Контроль состояния одноразовых подгузников является важной задачей для лиц, ухаживающих за младенцами, дошкольниками, детьми, пожилыми людьми или людьми с ограниченной мобильностью или больными. Более конкретно, множество устройств и систем различных типов обеспечивают контроль, индикацию и оповещение о различных состояниях: мочеиспускания и дефекации. Такие устройства могут быть поделены на четыре типа в зависимости от используемого способа измерения:

1. Химический анализ на основании изменения цвета индикатора в зависимости от веществ, которые попадают на впитывающий слой подгузника. Такие устройства просты и относительно недороги в производстве. Однако такие устройства требуют непосредственного осмотра подгузника лицом, ухаживающим за пользователем подгузника.

2. Датчики мочи, работа которых основана на изменении проводимости между двумя или более проводящими элементами. Пример такого решения предложен в патентном документе US 2018177644 А1. Такие устройства улучшают надежность и обеспечивают оповещение ухаживающего без прямого осмотра. Однако такие устройства сложные и дорогие для массового производства, в основном из-за сложной конструкции датчиков, обычно выбрасываемых вместе с подгузником, из-за чего требуется частая их замена.

3. Датчики дефекации, работа которых основана на анализе газов или измерении проводимости между двумя или более проводящими элементами. Известно, что при дефекации выделяются конкретные газы, такие как метан, сероводород и другие. Пример такого решения предложен в патентном документе WO 2017078502 А1. Однако, по сравнению с устройствами первого и второго типов, относительная сложность устройств третьего типа привела к увеличению стоимости и размера, а также к снижению энергетической эффективности измерительного устройства. Кроме того, существует вероятность ошибки в случае образования газов без дефекации.

4. Комбинации устройств второго и третьего типов, изложенные в патентном документе ЕР 2832323 А1. Комбинация устройств второго и третьего типов ведет к созданию сложных и дорогих устройств с высокими эксплуатационными и энергетическими затратами, а также с высокой стоимостью производства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание полной системы для контроля изменений состояния подгузника (таких как мочеиспускания или дефекация) и оповещения лиц, ухаживающих за пользователем подгузника, имеющей малую сложность и низкую стоимость, а также резонансной системы для сканирования мочи и кала на наличие или отсутствие определенных веществ и объектов, имеющей очень малую стоимость.

Цель изобретения достигнута с помощью технических решений согласно следующим пунктам:

1. Детектор для определения состояния подгузника, содержащий блок датчиков, который содержит проводящий элемент, имеющий по меньшей мере два электрода, которые выполнены с возможностью определения электрических параметров окружающей их среды, соединительный участок по меньшей мере на одном конце проводящего элемента, выполнен с возможностью его соединения с измерительным устройством, и несущий слой, к которому прикреплен проводящий элемент. Измерительное устройство содержит входную часть, выполненную с возможностью соединения с блоком датчиков, процессор, выполненный с возможностью приема сигналов, которые соответствуют значениям электрических параметров, определенным блоком датчиков, и обработки указанных сигналов, устройство управления питанием, выполненное с возможностью управления электроэнергией, подаваемой от источника питания, устройство определения, выполненное с возможностью определения, на основании оценки обработанных сигналов с использованием заданных пороговых значений электрических параметров в течение заданных периодов времени, изменилось ли состояние подгузника, и передающее устройство, выполненное с возможностью передачи на принимающее устройство информации, касающейся выявленного изменения состояния. Измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения резонансного сканирования, во время которого на блок датчиков передается периодический сигнал на нескольких частотах.

Детектор для определения состояния подгузника (далее детектор), имеющий признаки пункта 1, обеспечивает полную систему для контроля и оповещения, имеющую малую сложность и низкую стоимость. Более конкретно, электроды блока датчиков образуют цепь, в которой электрические параметры между датчиками зависят от окружающей их среды. При нахождении электрического параметра выше заданного предела считается, что между электродами нет соединения. При изменении окружающей среды, например путем появления проводящего вещества (например мочи) рядом с электродами, электрический параметр изменяется по сравнению с параметром в сухой среде в зависимости от электрических параметров данного вещества, а также концентрации проводящих частиц в данном веществе. Это обеспечивает своевременную замену подгузников, устранение дискомфорта и заболеваний, вызванных ненадлежащей заменой подгузников, а также обеспечивает возможность ранней диагностики. Кроме того, обнаружение обеспечено с помощью блока датчиков, имеющего малое количество элементов.

Благодаря тому, что блок датчиков имеет малое количество элементов, сокращены затраты на его изготовление. Так как блок датчиков может быть выкинут вместе с подгузником, долговременные эксплуатационные затраты преимущественно состоят из затрат на замену блока датчиков. Таким образом, уменьшение стоимости блока датчиков намного уменьшает общую стоимость использования детектора по сравнению с детектором, имеющим более сложный блок датчиков.

Заданный порог может быть установлен на подходящее значение, которое ниже сопротивления в сухой среде, но выше самого высокого сопротивления, обеспечиваемого некоторым количеством проводящего вещества. Количество и свойства проводящего вещества могут быть заданы в соответствии с предполагаемым использованием, например малое количество жидкости для новорожденного и большое количество жидкости для взрослого.

Благодаря установке заданного порога в средстве определения в измерительном устройстве, детектор можно использовать для различных пользователей без необходимости при этом замены измерительного устройства. Это позволяет еще более сократить общие затраты в случае, когда детектор в течение своего срока службы используется для разных пользователей.

Кроме того, измерительное устройство, с которым соединен блок датчиков, также имеет малую сложность и, следовательно, малую стоимость. Помимо этого, измерительное устройство выполнено с возможностью резонансного сканирования на наличие или отсутствие определенных веществ или объектов. Так что резонансное сканирование обеспечено с очень малыми затратами благодаря использованию одного и того же блока датчиков и измерительного устройства как для обнаружения, так и для сканирования.

2. Детектор по п. 1, в котором измерительное устройство дополнительно содержит конденсатор, электрически подключенный параллельно источнику питания. Устройство управления питанием выполнено с возможностью регулировки тока, протекающего от конденсатора и источника питания, с обеспечением поддержания указанного тока ниже заданного предела

Известно, что срок службы батареи значительно сокращается из-за частых, резких скачков потребления энергии. В детекторах такое резкое изменение потребления энергии происходит при активации передатчика при выявлении события, такого как мочеиспускание, дефекация или изменение состояния самого детектора, например отсоединение блока датчиков. Поэтому детекторы много раз за день выполняют передачу сигналов, в зависимости от частоты появления событий.

Благодаря конденсатору, подключенному параллельно батарее по п. 2, при активации передатчика энергия по меньшей мере частично подается от конденсатора, а батарея не перегружается. Таким образом уменьшается скачок потребления энергии при передаче, что снижает перегрузку батареи и увеличивает срок ее службы.

3. Детектор по п.п. 1 или 2, в котором электроды выполнены из сплава, содержащего по меньшей мере один из следующих материалов, медь или серебро.

Медь и серебро имеют антибактериальные свойства, а также проводящие свойства, позволяющие их использовать как электроды в блоке датчиков. Чтобы определить электрические параметры блок данных с электродами располагают по существу в подгузнике, близко к коже пользователя (человека, на котором надет подгузник).

Благодаря добавлению по меньшей мере одного из веществ, меди или серебра, в сплав, используемый для изготовления электродов блока датчиков, уменьшают рост бактерий рядом с блоком датчиков и, следовательно, уменьшают раздражение кожи пользователя, при этом электрические свойства блока датчиков остаются такими же по сравнению с блоком датчиков, в электродах которого нет ни меди, ни серебра.

4. Детектор по одному из п.п. 1-3, в котором электроды выполнены из клейкого материала.

Электроды по существу могут быть выполнены отдельно, например, с помощью проводов, и прикреплены к несущему слою блока датчиков, например, с помощью клейкого материала или любого другого средства крепления.

Благодаря выполнению электродов из клейкого материала, их можно образовать непосредственно на несущем слое без необходимости дополнительных средств крепления. Таким образом стоимость изготовления блока датчиков еще более уменьшается.

5. Детектор по одному из п.п. 1-4, в котором несущий слой выполнен из впитывающего жидкость материала.

При наступлении события, например, мочеиспускания, жидкость распределяется рядом с блоком датчиков. Электрические свойства блока датчиков подвержены изменению пока между электродами присутствует жидкость.

Благодаря тому, что несущий слой может впитывать жидкость, жидкость проходит через него или быстро впитывается им, что позволяет блоку датчиков быстрее вернуться в сухое состояние.

6. Детектор по одному из п.п. 1-5, дополнительно содержащий крепежное средство для прикрепления проводящего элемента к несущему слою, причем указанное крепежное средство не впитывает жидкость.

Электроды обычно не впитывают жидкость. Благодаря тому, что крепежное средство также не впитывает жидкость, жидкость рядом с электродами проходит вокруг электродов и крепежных средств и не поглощается ими, что позволяет блоку датчиков быстрее вернуться в сухое состояние.

7. Детектор по одному из п.п. 1-6, в котором измерительное устройство дополнительно содержит корпус, имеющий средство крепления, выполненное с возможностью съемного прикрепления измерительного устройства к поверхности подгузника.

Благодаря съемному прикреплению измерительное устройство легко удаляется с подгузника при замене подгузника, что упрощает работу ухаживающего.

8. Детектор по одному из п.п. 1-7, в котором источник питания представляет собой сменную батарею, расположенную в измерительном устройстве.

Когда источник питания разрядился, измерительное устройство не может работать пока источник питания не будет перезаряжен. Если источник питания установлен в измерительном устройстве без возможности отсоединения, его зарядка потребует соединения с помощью кабеля, что ограничит движение пользователя и приведет к дискомфорту пользователя, особенно детей и дошкольников.

Благодаря использованию сменной батареи в качестве источника питания функциональность измерительного устройства быстро полностью восстанавливается путем замены батареи. Таким образом уменьшается нерабочее время измерительного устройства, а также уменьшается дискомфорт или ограничение движения пользователя во время зарядки источника питания.

9. Детектор по одному из п.п. 1-8, в котором в первом состоянии подгузника электрическое соединение между двумя электродами отсутствует, а во втором состоянии подгузника электрическое соединение между двумя электродами обеспечено проводящим материалом, скопившимся в пространстве между электродами.

Благодаря выполнению детектора таким образом, что сухая среда является первым (отключенным) состоянием, а наличие проводящего вещества является вторым (подключенным) состоянием, в сочетании с заданным порогом, определена четкая граница между двумя состояниями, что способствует точному определению смены состояния, а также улучшает энергоэффективность.

10. Детектор по одному из п.п. 1-8, в котором устройство управления питанием выполнено с возможностью подачи на электроды синусоидального переменного напряжения.

Благодаря подаче на электроды синусоидального переменного напряжения обеспечено электрическое возбуждение молекул в проводящем веществе, что позволяет выполнить резонансное сканирование.

11. Детектор по п.п. 9 или 10, в котором устройство управления питанием выполнено с возможностью подачи периодического сигнала для резонансного сканирования на заданных частотах, которые выбираются в соответствии с соответствующими резонансными частотами заданных веществ или ингредиентов веществ, что приводит к резонансным колебаниям данного вещества или его ингредиента, и процессор выполнен с возможностью оценки полученных электрических параметров, причем присутствие заданного вещества в пространстве между электродами проводящего элемента определяется, когда оцененный электрический параметр находится в диапазоне, установленном в отношении указанного заданного вещества.

В детекторах, содержащих признаки по п. 11, контролируется наличие заданных веществ или ингредиентов веществ в пространстве между электродами. Заданные вещества или ингредиенты веществ установлены в виде заданной группы частот, подходящих для слежения за состоянием здоровья, или в соответствии с ожидаемыми интересующими веществами, относящимися к состоянию здоровья пользователя.

В качестве примера, например, для дошкольника, общее здоровье можно контролировать путем определения группы частот в широком диапазоне, контролируя тем самым множество веществ, чтобы выявить неожиданные проблемы со здоровьем. Таким образом обеспечено раннее обнаружение начала болезни.

В противоположность этому, например, для лица с конкретным заболеванием, группа частот может быть задана в соответствии с веществами или ингредиентами, относящимися к болезни, или в соответствии с другим разумным ожиданием, например измерение глюкозы у пациента с диабетом. Таким образом контроль здоровья выполняется с улучшенной, благодаря устранению лишнего сканирования, энергоэффективностью.

12. Подгузник, содержащий впитывающую зону, выполненную с возможностью впитывания жидких или твердых отходов, детектор, выполненный по одному из п.п. 1-11, и средство крепления измерительного устройства для прикрепления измерительного устройства к поверхности подгузника, которая не является внутренней, когда подгузник надет на пользователя. Блок датчиков расположен в указанной впитывающей зоне, а средство крепления измерительного устройства выполнено в виде карманного элемента подгузника.

Благодаря наличию впитывающей зоны, в которой размещен блок датчиков детектора, обеспечена среда, подходящая для измерения электрических параметров. Кроме того, благодаря тому, что измерительный блок прикреплен не на внутренней стороне подгузника, комфорт пользователя не ухудшен измерительным блоком. Карманный элемент защищает измерительное устройство от внешнего механического воздействия.

13. Подгузник по п. 12, в котором карманный элемент образован перекрывающимися участками подгузника.

Обычно клейкие полосы или другие перекрывающиеся участки подгузника используют для закрепления подгузника на пользователе. Благодаря образованию карманного элемента перекрывающимися участками подгузника уменьшаются трудозатраты ухаживающего, необходимые для надевания подгузника на пользователя. Кроме того, обеспечена защита от нежелательных действий.

14. Подгузник по п. 12, в котором карманный элемент выполнен в виде углубления в материале подгузника.

Благодаря наличию углубления в материале подгузника и размещению измерительного устройства в этом углублении измерительное устройство защищено от нежелательных действий пользователя.

15. Подгузник по одному из п.п. 12-14, в котором карманный элемент выполнен таким образом, что он полностью охватывает измерительное устройство в состоянии, в котором данное устройство соединено с блоком датчиков и прикреплено к подгузнику.

Благодаря тому, что измерительное устройство полностью обернуто в состоянии, в котором данное устройство соединено с блоком датчиков и прикреплено к подгузнику (рабочее состояние), еще более улучшен комфорт пользователя и защита от нежелательных действий или механического воздействия.

16. Подгузник по одному из п.п. 12-15, в котором несущий слой блока датчиков расположен между проводящим элементом и впитывающей зоной.

При размещении на подгузнике проводящий элемент расположен на верхней стороне, ближе к пользователю чем впитывающая зона, которая может оставаться влажной при впитывании жидкости. Таким образом несущий слой действует как разделитель между впитывающей зоной и проводящим элементом, позволяя тем самым датчику высыхать достаточно быстро.

Кроме того, расположение несущего слоя между проводящим элементом и впитывающей зоной позволяет надежно прикрепить проводящий элемент к подгузнику без ущерба для точности обнаружения, вызванного воздействием впитывающей зоны.

17. Подгузник по одному из п.п. 12-16, в котором средство крепления измерительного устройства расположено с задней стороны пользователя, или предпочтительно с передней стороны пользователя, или более предпочтительно пользователя.

Размещение средства крепления измерительного устройства с задней стороны пользователя улучшает защиту от нежелательных действий. Размещение средства крепления измерительного устройства с передней стороны пользователя улучшает комфорт, когда пользователь, например, инвалид, лежит на спине. Размещение средства крепления измерительного устройства с боковой стороны пользователя еще более улучшает комфорт в лежачем положении и предотвращает при этом нежелательные действия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее настоящее изобретение объяснено на примерах вариантов выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает вид в аксонометрии подгузника, имеющего детектор согласно изобретению,

Фиг. 2 изображает вид в аксонометрии проводящего элемента блока датчиков детектора, показанного на фиг. 1,

Фиг. 3 изображает вид в разрезе подгузника, содержащего проводящий элемент, показанный на фиг. 2,

Фиг. 4 изображает вид в аксонометрии, показывающий соединительный участок проводящего элемента и измерительное устройство,

Фиг. 5 изображает блок-схему измерительного устройства, содержащего измерительное устройство с резонансным сканированием,

Фиг. 6 изображает блок-схему, иллюстрирующую операцию обнаружения, выполняемую измерительным устройством,

Фиг. 7 изображает блок-схему, иллюстрирующую операцию резонансного сканирования, выполняемую измерительным устройством,

Фиг. 8А изображает вид в аксонометрии блока датчиков согласно модификации варианта выполнения изобретения,

Фиг. 8В изображает вид в разрезе блока датчиков, показанного на фиг. 8А,

Фиг. 9А изображает вид в разрезе части подгузника, содержащего измерительное устройство согласно варианту выполнения изобретения,

Фиг. 9В изображает вид в разрезе части подгузника, содержащего измерительное устройство согласно модификации варианта выполнения изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ

Согласно варианту выполнения изобретения, детектор 1 для определения состояния подгузника 3 содержит блок 2 датчиков и измерительное устройство 4. Блок 2 датчиков, показанный на фиг. 3, содержит проводящий элемент 22, содержащий по меньшей мере два электрода 22, причем указанные электроды 22 выполнены с возможностью определения электрических параметров R, L, С, Z окружающей среды по существу в нижней части подгузника 3. Электроды 22 выполнены из сплава, содержащего по меньшей мере один из материалов, медь или серебро. В настоящем варианте выполнения электроды 22 прикреплены с помощью клейкого материала (не показан) к несущему слою 21, который выполнен из впитывающего жидкость материала, например из нетканого текстильного материала. Клейкий материал служит в качестве крепежного средства, которое прикрепляет проводящий элемент 22. В данном варианте выполнения крепежное средство выполнено в виде тонкого слоя клея, нанесенного на одну сторону проводящего элемента 22, причем проводящий элемент 22 контактирует с несущим слоем 21. В данном варианте выполнения выбирают клей, который не впитывает жидкость.

Как показано на фиг. 2, блок 2 датчиков также содержит соединительный участок 25 на одном конце проводящего элемента 22, причем соединительный участок 25 соединен с измерительным устройством 4. Соединительный участок 25 содержит продольные концы 23 электродов 22, а также вставку 24.

Измерительное устройство 4, показанное на фиг. 1 и 4, содержит входную часть 402, которую соединяют с блоком 2 датчиков с помощью вставки 41 измерительного устройства 4, выполненной с возможностью соединения со вставкой 24 блока 2 датчиков. Измерительное устройство 4 также содержит процессор 403, выполненный с возможностью приема сигналов, соответствующих значениям электрических параметров R, L, С, Z, зарегистрированных блоком 2 датчиков, и с возможностью обработки указанных сигналов. Кроме того, как показано на фиг. 5, измерительное устройство 4 содержит устройство 45 управления питанием, содержащее переключатель 404 управления питанием и цепь 406 управления зарядом, выполненную с возможностью регулировки электроэнергии, подаваемой от источника питания (батарея 407). Процессор 403 также содержит устройство определения для измерительного устройства 4, выполненное с возможностью определения, на основании оценки обработанных сигналов с использованием заданных пороговых значений электрических параметров R, L, С, Z в течение заданных периодов времени, изменилось ли состояние подгузника 3. Измерительное устройство 4 также содержит передающее устройство, выполненное с возможностью передачи принимающему устройству информации, касающейся выявленного изменения состояния. В данном варианте выполнения передающее устройство встроено в процессор. Измерительное устройство 4 выполнено с возможностью выполнения резонансного сканирования, во время которого периодический сигнал передается на блок 2 датчиков на различных частотах. Резонансное сканирование более подробно описано далее.

Измерительное устройство 4 также содержит конденсатор 405, электрически подключенный параллельно источнику питания, причем устройство 45 управления питанием выполнено с возможностью регулировки тока, протекающего из конденсатора 405 и источника питания, с обеспечением поддержания указанного тока ниже заданного предела. Источник питания представляет собой заменяемую батарею 407, расположенную внутри измерительного устройства 4.

Измерительное устройство 4 также содержит корпус, показанный на фиг. 4, имеющий средство крепления (не показано), выполненное с возможностью съемного прикрепления измерительного устройства 4 к поверхности подгузника 3, которая не является внутренней.

При использовании детектора 1 для определения состояния подгузника 3, на первом этапе блок 2 датчиков прикрепляют к нижней части подгузника 3, при этом конец блока 2 датчиков, содержащий соединительный участок 25, загнут за край подгузника 3. На втором этапе вставку 24 вставляют во вставку 41 измерительного устройства 4 и закрепляют с помощью разъема, показанного на фиг. 4.

Что касается работы детектора 1, следует отметить, что в первом состоянии подгузника 3 электрическое соединение между двумя электродами 22 отсутствует, а во втором состоянии подгузника 3 электрическое соединение между двумя электродами 22 обеспечено биологической жидкостью, действующей как проводящий материал, скопившийся в пространстве между электродами 22.

Кроме того, во время работы устройство 45 управления питанием подает синусоидальное переменное напряжение на электроды 22. Помимо этого, устройство 45 управления питанием подает периодический сигнал для резонансного сканирования на заданных частотах, которые выбираются в соответствии с соответствующими резонансными частотами конкретных веществ или ингредиентов веществ, которые могут попасть в подгузник 3, что приводит к резонансным колебаниям данного вещества или его ингредиента. На следующем этапе процессор 403 оценивает полученные электрические параметры R, L, С, Z путем обнаружения того, что заданное вещество присутствует в пространстве между электродами 22 проводящего элемента 22, когда оцененный электрический параметр находится в диапазоне, заданном в отношении данного конкретного вещества.

Как показано на фиг. 1, подгузник 3 согласно варианту выполнения изобретения содержит впитывающую зону 31, которая впитывает жидкие или твердые отходы. Впитывающая зона 31 выполнена с использованием материалов, обычно используемых для производства подгузников 3. Подгузник 3 содержит рассмотренный выше детектор 1, блок 2 датчиков которого прикреплен к впитывающей зоне 31 подгузника 3, а несущий слой 21 остается расположенным между проводящим элементом 22 и впитывающей зоной 31. Измерительное устройство 4 размещают в карманном элементе 33 подгузника 3, который расположен на задней части подгузника 3, когда он надет пользователем.

Как показано на фиг. 9А, карманный элемент 33 выполнен в виде углубления 35 в материале подгузника 3 таким образом, что полностью охватывает измерительное устройство 4 в состоянии, в котором данное устройство соединено с блоком 2 датчиков и прикреплено к подгузнику 3.

Приведенное выше описание относится к одному варианту выполнения настоящего изобретения. Однако характеристики детектора 1 и подгузника 3 могут быть различным образом модифицированы. Согласно варианту выполнения детектора 1, имеется крепежное средство для прикрепления проводящего элемента 22 к несущему слою 21, содержащее материал, который не впитывает жидкость.

Согласно модификации подгузника 3, карманный элемент 33 подгузника 3 может быть образован путем простого наложения друг на друга частей подгузника 3 в процессе закрепления подгузника на пользователе. По существу, карманный элемент 33 также может быть расположен спереди пользователя, или более предпочтительно сбоку пользователя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ И ЕГО РАБОТА

Рассмотренный ниже детектор 1 для определения состояния подгузника 3 представляет собой вариант выполнения настоящего изобретения. Рассмотренный в данном документе детектор 1 предназначен для использования в качестве устройства контроля подгузника 3, которое содержит измерительное устройство 4 многоразового применения и одноразовый датчик, который может быть помещен в подгузник 3 непосредственно во время изготовления или может быть выполнен как отдельный элемент, который размещает лицо, ухаживающее за пользователем подгузника. Подгузник 3 носит пользователь, например младенец, дошкольник, ребенок, пожилой человек или человек с ограниченной мобильностью или инвалид.

Детектор 1 выполнен с возможностью своевременного обнаружения и записи событий (мочеиспускание или дефекация), анализа событий, беспроводного оповещения ухаживающего, а также резонансного сканирования мочи и кала на наличие или отсутствие в них некоторых веществ. Это обеспечивает своевременную замену подгузников и устранение дискомфорта и заболеваний, вызванных ненадлежащей заменой подгузников, а также, возможно, раннюю диагностику.

Детектор 1 содержит три основных компонента, размещаемых на подгузнике: блок 2 датчиков, измерительное устройство 4 (измерительное устройство 4) и приложение, соединенное с сервером/облачным хранилищем.

Блок 2 датчиков детектора является одноразовым, а измерительное устройство 4 для многократного применения. Блок 2 датчиков, показанный на фиг. 1-4 помещен в подгузник 3 (или его вставляют дополнительно) и содержит проводящий элемент 22, содержащий два электрода 22 (проводники) разнесенные таким образом, что между ними нет электрического соединения. Блок 2 датчиков заканчивается соединительным участком 25 (например вставкой 24) для соединения с измерительным устройством 4. Таким образом, блок 2 датчиков можно рассматривать как электрический конденсатор 405 или катушку индуктивности с переменными характеристиками. Изменение характеристик определяется окружающей средой. Блок 2 датчиков соединен с измерительной цепью измерительного устройства 4.

Измерительное устройство 4 выполнено в соответствии с блок схемой, показанной на фиг. 5, и имеет рабочий алгоритм для обнаружения событий, показанный на фиг. 6, и рабочий алгоритм для резонансного сканирования, показанный на фиг. 7. Цепь измерительного устройства содержит следующие узлы: блок 2 датчиков (не является частью измерительного устройства 4), входную часть 402, процессор 403 (содержащий встроенный передатчик), суперконденсатор (конденсатор 405), цепь 406 управления зарядом, батарею 407, переключатель 404 управления питанием, переключатель 408 коммутируемого входа, входной усилитель 409 (отраженного сигнала), выходной усилитель 410 (сигнала сканирования), переключатель 411 приема/передачи и компенсационное устройство 412.

В электротехнике известно, что каждый электрический элемент имеет несколько основных параметров: R - активное сопротивление, L - индуктивность, С - емкость, Z - импеданс и их обратные величины, а также характеристическое или волновое сопротивление. Каждый из этих параметров может быть измерен и изменение величин этих параметров напрямую связано с изменениями состояния окружающей среды, в которой помещены соответствующие элементы.

В случае подгузника 3 событием, изменяющим окружающую среду, является мочеиспускание или дефекация. При наступлении события параметры окружающей среды изменяются путем увеличения или уменьшения. Тип воздействия, измеряемого измерительным устройством 4, определяется параметром окружающей среды, выбранным для измерения. В качестве примера будет рассмотрено измерение R (сопротивления) и р (проводимости).

Рабочий алгоритм для обнаружения событий показан на фиг. 6. Детектор 1 работает следующим образом.

Входная часть 402 содержит компаратор с очень большим входным сопротивлением и низким потреблением (500 пА). При наступлении события, компаратор активируется и выдает импульс, который «будит» процессор 403, тем самым переключая процессор 403 из режима «полное выключение» в режим «глубокий сон». В этом режиме работает только частота процессора и некоторые основные функции. По истечении некоторого периода времени, процессор 403 подключается к датчику с помощью переключателя 408 коммутируемого входа, чтобы выполнить контрольное измерение. В зависимости от результата измерения процессор 403 переключается в режим «полного выключения» или посылает сигнал о необходимости смены подгузника 3.

Когда подгузник 3 сухой сопротивление стремится к бесконечности (более 200 МОм) и через блок 2 датчиков ток фактически не течет. При мочеиспускании блок 2 датчиков намокает и происходит резкое падение сопротивления и увеличение проводимости. Это вызывает активацию измерительного устройства 4, переводя его в режим ожидания. Тем временем моча впитывается в подгузник 3. По истечении некоторого периода времени (например от 100 до 300 секунд) измерительное устройство 4 измеряет сопротивление или проводимость цепи блока 2 датчиков. Если сопротивление или проводимость преодолели некоторый порог (заданное пороговое значение, например R≥15 МОм or R≥20 МОм), средство определения определяет, что подгузник 3 еще не полон и переключается в режим «полного выключения».

Целью является экономия энергии, хранящейся в источнике питания. Когда наступает следующее событие такого же типа, процесс повторяется пока сопротивление или проводимость не выйдут за другое заданное пороговое значение (ниже или выше, в зависимости от выбранного измеряемого параметра, например R в диапазоне от 200 кОм до 1 МОм), что сигнализирует о том, что верхний слой остается постоянно влажным, подгузник 3 полон и его нужно заменить. Это приводит к активации передатчика, встроенного в измерительное устройство 4, который посылает на приемное устройство сигнал о необходимости смены подгузника 3. Возможна одна, две, три, четыре или более «активаций» измерительного устройства 4 за цикл, в зависимости от количества выпущенной мочи и впитывающей способности подгузника 3.

В случае дефекации работа немного отличается. Активирующее событие (изменение параметров окружающей среды) такое же как описано выше, но управляющее измерение определяет более высокое сопротивление или более низкую проводимость соответственно, что означает дефекацию. В противоположность моче, кал не впитывается в подгузник 3, что приводит к тому, что большее сопротивление в измеряемой среде сохраняется в течение более длительного периода времени. В этом случае передается сигнал о необходимости немедленной замены подгузника.

В измерительное устройство 4 встроен датчик, который определяет вставлен ли соединительный участок 25 блока 2 датчиков во вставку 41 измерительного устройства 4. Это сделано для предотвращения ситуации, когда забыли вставить измерительное устройство 4 в новый подгузник 3 при замене подгузника 3. Когда соединительный участок 25 блока 2 датчиков вынимают из измерительного устройства 4, датчик определяет этот факт, включается таймер и, в случае если измерительное устройство не подключат к блоку 2 датчиков в течение заданного периода времени (например 300 секунд), выдается напоминающий сигнал или сообщение.

Рассмотренный выше процесс измерения может быть применен по аналогии для измерения других параметров: емкость, индуктивность и импеданс. Измеряемый параметр зависит от конкретного технического решения и необходимой точности измерения. Для каждого типа измерения входная измерительная часть измерительного устройства 4 имеет различную электрическую схему. Однако входные цепи для измерения таких параметров хорошо известны специалисту в данной области и поэтому их подробное описание опущено.

Для достижения долго срока службы батареи предложена схема соединений, показанная на фиг. 5. Известно, что срок службы батареи значительно сокращается из-за резких скачков потребления энергии. В данном отношении литий-ионные батареи особенно чувствительны к такому режиму работы и очень быстро теряют свою мощность. В случае детектора 1 для определения состояния подгузника 3, резкое изменение потребления энергии происходит при активации передатчика. В качестве конкретного примера, в режиме «полное выключение» потребление энергии составляет 1 мкА, в режиме «глубокий сон» от 9 до 15 мкА, при передаче сигнала с помощью технологии Bluetooth от 13 до 15 мА и при передаче сигнала с помощью модуля Wi-Fi примерно 76 мА.

Чтобы избежать таких скачков в нагрузке батареи 407 цепь питания содержит конденсатор 405 высокой емкости (емкость 2,5 Ф), подключенный параллельно батарее 407, который заряжается с помощью подходящего регулятора на интегральной схеме (цепь 406 управления зарядом). Цепь 406 управления зарядом заряжает конденсатор 405 по заданному алгоритму и контролирует, чтобы максимальный ток, потребляемый от батареи 407, не превышал заданное значение, например 1 мА. Когда активируется передатчик, требуемая энергия подается от конденсатора 405, а батарея 407 не перегружается. Таким образом, в соответствии с проведенными автором экспериментами, срок службы батареи увеличен в 20-100 раз в зависимости от используемых элементов и способа передачи данных (Wi-Fi или Bluetooth) по сравнению со случаями, когда конденсатор 405 отсутствует.

Имеется приложение на сайте, сервере или в облаке для активации детектора 1, передачи приложению сообщений о событиях от подгузника 3, содержащего детектор 1, и передачи инструкций от приложения детектору. Это приложение устанавливают на телефоне, планшете или компьютере и таким образом измерительное устройство 4 активируется и сообщается с приложением. Приложение сохраняет статистику и отображает информацию по требованию. Так как такие приложения и подходящие средства передачи данных хорошо известны, их подробное описание опущено.

Измерительное устройство 4 (цепь управления) также может использоваться для резонансного сканирования на наличие веществ и малых объектов (размером менее 200 мкм). Схема соединений измерительного устройства 4, подходящего для резонансного сканирования, приведена на фиг. 5, а алгоритм работы изображен на фиг. 7.

В данной области техники известно, что все вещества и микроорганизмы (объекты) имеют резонансную частоту. Когда вещества растворены в проводящей среде и через них пропущен электрический ток определенной частоты, которая является резонансной по отношению к собственной частоте данного объекта, происходит увеличение результирующего тока. Таким образом может быть выявлено наличие определенных веществ и микроорганизмов в исследуемом предмете. Чем выше концентрация вещества или объекта, тем более сильный сигнал будет обнаружен.

Более конкретно, когда через объект (бактерию или вирус) проходит электрический ток, имеющий частоту равную или близкую резонансной частоте объекта, объект начинает колебаться с той же самой частотой. В результате происходит наложение обеих волн по фазе, что приводит к увеличению амплитуды сигнала. Например, бактерия кишечной палочки имеет резонансную частоту 356 кГц, а резонансная частота вирусов гриппа А и В (вместе грипп) равна 313.35 кГц и 323.9 кГц соответственно. Каждый вирус, бактерия, молекула или отдельный атом имеет свою собственную строго специфичную резонансную частоту, которая является постоянной и зависит от размера и строения объекта. Резонансные частоты можно легко определить за несколько секунд в лабораторных условиях используя образец объекта. Полученные резонансные частоты можно хранить в базе данных в измерительном устройстве 4.

Согласно изобретению, процессор 403 выполнен с возможностью подачи на блок 2 датчиков группы периодических электрических сигналов с разными частотами и с возможностью отслеживания их усиления путем оценки принятых электрических сигналов. Наличие конкретного вещества или объекта определяют в зависимости от частоты на которой сигнал усиливается. Резонансные частоты объектов, являющихся предметом поиска, известны заранее и хранятся в памяти процессора 403 как заданные частоты. В данном варианте выполнения сам процесс происходит очень быстро и в течение 1 секунды может быть отсканирована 1000 различных каналов, то есть 1000 различных веществ или объектов. Диапазон частот в данном варианте выполнения от 4 Гц до 1 МГц и зависит от размера и строения ожидаемых объектов или веществ. Во время анализа, чтобы улучшить точность, также можно использовать гармоники основной частоты сканирования.

Рабочий алгоритм для резонансного сканирования изображен на фиг. 7. Детектор 1 работает следующим образом.

Входная часть 402 активирует процессор 403 когда произошло событие. Событие может представлять собой регулярное обнаруживаемое событие, подобное рассмотренным выше, или ручной запрос на резонансное сканирование, отправленный пользователем через приложение.

Затем процессор 403 подключается к блоку 2 датчиков с помощью переключателя и выполняется контрольное измерение среды. Затем активируется компенсационное устройство 412 чтобы компенсировать изменение С (емкости) блока 2 датчиков и поддерживать в силе соотношение R/L=G/C (данный процесс будет более подробно рассмотрен ниже). Затем отправляют сигнал сканирования. Сигнал усиливают до заданного значения с помощью выходного усилителя 410 и передают на блок 2 датчиков через переключатель 411 прием/передача. Отраженный сигнал посылают на входной усилитель 409 через переключатель 411 прием/передача, усиливают до заданного предела, и затем посылают на процессор 403 для анализа. После этого выполняют сравнение с базой данных и обнаружение наличия или отсутствия вещества или объекта. Процесс повторяется с частотой переключения между приемом и передачей примерно 50 нс. Время переключения может изменяться в определенных пределах в зависимости от параметров среды, например может составлять от 40 до 60 нс.

Резонансные частоты нужных веществ или объектов запрограммированы в процессоре 403 в виде заданных частот. Как описано выше, данные частоты являются универсальными и постоянными и не подвержены воздействию среды или иным изменениям при нормальных условиях. Резонансные частоты определяются только размером и строением объекта. Когда режим сканирования активирован, процессор 403 последовательно генерирует частоты и посылает их на блок 2 датчиков через выходной усилитель 410. Усиленный сигнал проходит к блоку 2 датчиков через переключатель 411 прием/передача и переключатель 408 коммутируемого входа. Сигнал, который отражен на основании, например, принципа радара, проходит через переключатель 408 коммутируемого входа и переключатель 411 прием/передача к процессору 403 для анализа. В качестве альтернативы, для передачи и приема сигнала могут быть использованы отдельные устройства, чтобы улучшить точность за счет более медленной скорости сканирования. Процессор 403 анализирует входной сигнал на основании амплитуд различных частот и сравнивает их с заданными частотами. При обнаружении отклонения от этих значений в приложение передается информация для визуализации зарегистрированных отклонений.

По существу, блок 2 датчиков может быть представлен как линия передачи с распределенными параметрами, то есть элементы преобразования электрической энергии (индуктивность, емкость и сопротивление) равномерно или неравномерно распределены по линии. Для должного измерения резонансных частот линия, образованная блоком 2 датчиков, должна удовлетворять следующему условию: основные электрические параметры R, L, С и G должны находиться в следующем соотношении R/L=G/C, где R это активное сопротивление, G это проводимость, L это индуктивность и С это емкость. Они являются начальными параметрами до наступления события, то есть блок 2 датчиков сухой и внешние поля (магнитное и электромагнитное) находятся в определенных минимальных пределах и не влияют на фактическое измерение. Так как частоты, на которых выполняют резонансное сканирование, имеют широкий диапазон, указанные выше условия необходимы для обеспечения непрерывной передачи сигнала через блок 2 датчиков. Существует три основных параметра, которые характеризуют распространение электромагнитной волны в проводящей среде: коэффициент демпфирования α, фазовая скорость v и характеристическое сопротивление Zc. Эти параметры зависят от частоты.

Что касается компенсации, выполняемой компенсационным устройством 412: только при соблюдении указанного выше условия (R/L=G/C) параметры α, v и Zc становятся независящими от частоты и обеспечивается непрерывное распространение электромагнитных волн в широком спектре частот. При наступлении события (мочеиспускание или дефекация) параметры среды изменяются: проводимость увеличивается, сопротивление уменьшается, индуктивность остается относительно постоянной (для целей измерения) и емкость уменьшается (из-за увеличения диэлектрической постоянной е, например, от 1 до 75). Так как G изменяется относительно R линейно, a L остается относительно постоянной, необходимо ввести компенсацию С чтобы среда оставалась сбалансированной для проведения измерения. В данной ситуации характер цепи изменяется. Равномерно распределенные параметры становятся неравномерно распределенными по цепи. Это изменение регистрируется управляющей программой измерительного устройства 4, и вводятся соответствующие компенсации для обеспечения правильности измерений. Компенсации определяют в соответствии с изменениями параметров R, G, С и L, рассмотренными выше. Так как R и G являются обратными величинами, a L практически не изменяется, алгоритм изменения С определяется изменением R. Так как зависимость линейная, компенсация представляет собой результат зависимости С от R/G. Таким образом получают компенсации, которые могут храниться в измерительном устройстве 4.

Таким образом может быть выполнено резонансное сканирование.

МОДИФИКАЦИИ

В блоке 2 датчиков согласно изобретению проводящий элемент 22 прикреплен непосредственно к несущему слою 21 с помощью слоя клейкого материала. В качестве альтернативы, электроды 22 блока 2 датчиков могут быть выполнены в виде слоя клейкого материала на несущем слое 21.

В первой модификации вариант выполнения содержит покрывающий слой 211. Фиг. 8А изображает вид в аксонометрии блока 2 датчиков согласно первой модификации. Следует отметить, что на фиг. 8А часть покрывающего слоя 211 не показана, чтобы было видно электроды 22. Фиг. 8В изображает вид согласно первой модификации в разрезе, взятом в плоскости, перпендикулярной продольному направлению электродов 22.

Покрывающий слой 211 расположен сверху несущего слоя 21, который идентичен несущему слою 21 согласно варианту выполнения. Покрывающий слой 211 выполнен из такого же или аналогичного материала, что и несущий слой 21, например из нетканого текстильного материала. Электроды 22 проводящего элемента 22 расположены между несущим слоем 21 и покрывающим слоем 211, и несущий слой 21 и покрывающий слой 211 прикреплены друг к другу с помощью средств 212 крепления покрывающего слоя.

Средства 212 крепления покрывающего слоя, изображенные на фиг. 8В, представляют собой, например, точки клея или другого клейкого материала, расположенные на обеих сторонах двух электродов 22. Как видно на фиг. 8А, средства 212 крепления покрывающего слоя повторяются с промежутками в продольном направлении электродов 22. В данном примере три средства 212 крепления покрывающего слоя имеются на каждом шаге в продольном направлении, шаги повторяются с равными промежутками в продольном направлении электродов 22, причем покрывающий слой 211 и средства 212 крепления покрывающего слоя расположены по всей длине несущего слоя 21.

В качестве альтернативы, средства 212 крепления покрывающего слоя могут быть выполнены путем горячего прессования, например путем пропускания сложенных вместе несущего слоя 21, покрывающего слоя 211 и проводящего элемента 22 через два вращающихся цилиндра, имеющих нагретые выступы, так чтобы точечно расплавить несущий слой 21 и покрывающий слой 211, образовав тем самым механическое соединение. Каждый цилиндр может иметь три нагретых выступа, расположенных на расстоянии, соответствующем расстоянию между указанными средствами крепления на фиг. 8В, причем выступы могут повторяться по окружности цилиндра с расстоянием в окружном направлении, равном расстоянию, с которым повторяются указанные средства в продольном направлении.

Следует отметить, что в данной модификации электроды 22 проходят не по всей длине несущего слоя 21. Как изображено на фиг. 8А, электроды 22 заканчиваются на расстоянии от конца несущего слоя 21. Конец несущего слоя 21, показанный на фиг. 8А, является концом, противоположным соединительному участку 25. Благодаря тому, что электроды 22 проходят не по всей длине несущего слоя 21, для их изготовления требуется меньше материала.

В качестве альтернативы, электроды 22 могут проходить по всей длине несущего слоя 21, что делает возможным массовое производство блока 2 датчиков теоретически бесконечной длины, который можно отрезать до требуемой длины перед размещением соединительного участка 25. При таком производстве, несущий слой 21, покрывающий слой 211 и электроды 22 могут непрерывно подаваться в виде рулонов или другой подходящей формы хранения, скрепляться упомянутым выше горячим прессованием, и непрерывно скатываться в рулон или храниться для последующего использования. Так как нет необходимости в использовании клейкого вещества, такое производство простое и включает только этап горячего прессования. Таким образом может быть уменьшена стоимость производства.

Кроме того, в конструкции согласно данной модификации электроды 22 покрыты с обеих сторон. Таким образом можно дополнительно уменьшить раздражение кожи пользователя.

Во втором примере модификации карманный элемент 33 образован перекрывающимися участками подгузника 3. Фиг. 9А изображает вид в разрезе подгузника 3, содержащего измерительное устройство согласно варианту выполнения. Разрез получен в направлении, перпендикулярном продольному направлению измерительного устройства 4, в состоянии, в котором измерительное устройство 4 прикреплено к подгузнику 3. Фиг. 9В изображает вид в разрезе подгузника 3, содержащего измерительное устройство 4 согласно второй модификации варианта выполнения.

Как показано на фиг. 9А, согласно варианту выполнения измерительное устройство 4 помещают в углубление 35, образующее карманный элемент 33. Согласно второй модификации карманный элемент 33 может быть образован перекрывающимися участками подгузника 3. По существу, клейкие полосы или другие перекрывающиеся участки подгузника 3 используют для закрепления подгузника 3 на пользователе. Эти клейкие полосы изображены на фиг. 1 и фиг. 9В в виде первого перекрывающегося участка 37 и второго перекрывающегося участка 39. Благодаря образованию карманного элемента 33 перекрывающимися участками подгузника 3 уменьшаются трудозатраты ухаживающего, необходимые для надевания подгузника 3 на пользователя. Следует отметить, что в подгузнике 3, показанном на фиг. 1, перекрывающиеся участки выполнены с обеспечением их перекрытия спереди (на передней стороне) подгузника 3, так что измерительное устройство 4 также должно быть расположено на передней стороне. Однако место, в котором обеспечено перекрытие перекрывающихся участков, может быть выбрано свободно и измерительное устройство 4 располагают соответствующим образом.

Детектор для определения состояния подгузника, содержащий блок датчиков, который содержит проводящий элемент, имеющий по меньшей мере два электрода, которые выполнены с возможностью определения электрических параметров окружающей их среды, соединительный участок по меньшей мере на одном конце проводящего элемента, причем соединительный участок выполнен с возможностью его соединения с измерительным устройством, и несущий слой, к которому прикреплен проводящий элемент. Измерительное устройство содержит входную часть, выполненную с возможностью соединения с блоком датчиков, процессор, выполненный с возможностью приема сигналов, которые соответствуют значениям электрических параметров, определенным блоком датчиков, и обработки указанных сигналов, устройство управления питанием, выполненное с возможностью управления электроэнергией, подаваемой от источника питания, устройство определения, выполненное с возможностью определения, на основании оценки обработанных сигналов с использованием заданных пороговых значений электрических параметров в течение заданных периодов времени, изменилось ли состояние подгузника, и передающее устройство, выполненное с возможностью передачи на принимающее устройство информации, касающейся выявленного изменения состояния. Измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения резонансного сканирования, во время которого периодический сигнал передается на блок датчиков на нескольких частотах.

ПЕРЕЧЕНЬ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ

Детектор 1 Блок датчиков 2 Несущий слой 21 Проводящий элемент 22 Электроды 22 Продольные концы 23 Вставка (соединительного участка) 24 Соединительный участок 25 Покрывающий слой 211 средства крепления покрывающего слоя 212 Подгузник 3 Впитывающая зона 31 Карманный элемент 33 Углубление 35 Первый перекрывающийся участок 37 Второй перекрывающийся участок 39 Измерительное устройство 4 Вставка (измерительного устройства) 41 Устройство управления питанием 45 Входная часть 402 Процессор 403 Переключатель управления питанием 404 Конденсатор 405 Цепь управления зарядом 406 Батарея 407 Переключатель коммутируемого входа 408 Входной усилитель 409 Выходной усилитель 410 Переключатель прием/передача 411 Компенсационное устройство 412 Электрические параметры R, L, С, Z

Похожие патенты RU2819560C2

название год авторы номер документа
ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ДЕТЕКТОР ВЛАЖНОСТИ 2011
  • Босаэус Маттиас
  • Эльфстрем Аллан
RU2579341C2
ВПИТЫВАЮЩАЯ ПРОКЛАДКА, СОДЕРЖАЩАЯ СРЕДСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ 2005
  • Густафсон Ингрид
  • Берланд Каролин
  • Недестам Стефан
RU2389461C2
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКРЕПЛЕНИЯ ИЛИ СНЯТИЯ ПОГЛОЩАЮЩЕГО ИЗДЕЛИЯ С ТЕЛА 2005
  • Берлэнд Кэролин
  • Моберг-Алехаммар Барбро
RU2384314C2
ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА С ДЕТЕКТОРОМ ЗАТЯЖЕК 2017
  • Курба Жером Кристиан
  • Миронов Олег
  • Зиновик Ихар Николаевич
RU2735170C2
ОДНОРАЗОВЫЙ ПОДГУЗНИК 2017
  • Кадзивара, Дзун
  • Фукуда, Юко
RU2739548C1
БЕСПРОВОДНАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ВПИТЫВАЮЩЕГО ИЗДЕЛИЯ 2010
  • Алес Iii Томас Майкл
  • Гакхар Судханшу
  • Лонг Эндрю Марк
RU2571808C2
ПРИГОДНОЕ ДЛЯ НОШЕНИЯ ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ 2015
  • Карни Джошуа Дэниэл
  • Швец Йоссеф
  • Озсумер Сердар
  • Трамонтана Мануэль
  • Локати Алессандро
RU2699553C1
ДЕТЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ 2013
  • Годфри Аластэр
RU2616775C2
ПОДГУЗНИК ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2008
  • Мураи Косуке
RU2467735C2
СПОСОБ И СИСТЕМА АССОЦИИРОВАНИЯ ПОКАЗАНИЙ МАШИНОЧИТАЕМОГО ДАТЧИКА, УСТАНОВЛЕННОГО НА ВПИТЫВАЮЩЕМ ИЗДЕЛИИ, С ЛИЧНОСТЬЮ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ 2005
  • Торстенссон Роберт
  • Сахлин Кристиан
RU2393830C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 819 560 C2

Реферат патента 2024 года Детектор для определения состояния подгузника и подгузник, содержащий данный детектор

Предложен детектор для определения состояния подгузника, содержащий блок датчиков, который содержит проводящий элемент, имеющий по меньшей мере два электрода, которые выполнены с возможностью определения электрических параметров окружающей их среды, соединительный участок по меньшей мере на одном конце проводящего элемента, выполненный с возможностью его соединения с измерительным устройством, и несущий слой, к которому прикреплен проводящий элемент. Измерительное устройство содержит входную часть, выполненную с возможностью соединения с блоком датчиков, процессор, выполненный с возможностью приема сигналов, которые соответствуют значениям электрических параметров, определенным блоком датчиков, и обработки указанных сигналов, устройство управления питанием, выполненное с возможностью управления электроэнергией, подаваемой от источника питания, устройство определения, выполненное с возможностью определения на основании оценки обработанных сигналов с использованием заданных пороговых значений электрических параметров в течение заданных периодов времени, изменилось ли состояние подгузника, и передающее устройство, выполненное с возможностью передачи на принимающее устройство информации, касающейся выявленного изменения состояния. Измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения резонансного сканирования, во время которого на блок датчиков передается периодический сигнал на нескольких частотах. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула изобретения RU 2 819 560 C2

1. Детектор для определения состояния подгузника, содержащий:

блок (2) датчиков, содержащий проводящий элемент (22), имеющий по меньшей мере два электрода, которые выполнены с возможностью определения электрических параметров: активного сопротивления (R), индуктивности (L), емкости (С), импеданса (Z) окружающей их среды, и

несущий слой (21), к которому прикреплен проводящий элемент (22), причем

измерительное устройство (4) содержит

входную часть (402), выполненную с возможностью соединения с блоком (2) датчиков,

процессор (403), выполненный с возможностью приема сигналов, которые соответствуют значениям электрических параметров (R, L, С, Z), определенным блоком (2) датчиков, и обработки указанных сигналов,

устройство (45) управления питанием, выполненное с возможностью управления электроэнергией, подаваемой от источника (407) питания, и

устройство определения, выполненное с возможностью определения на основании оценки обработанных сигналов с использованием заданных пороговых значений электрических параметров в течение заданных периодов времени, изменилось ли состояние подгузника,

отличающийся тем, что блок (2) датчиков дополнительно имеет соединительный участок (25) по меньшей мере на одном конце проводящего элемента (22), причем соединительный участок (25) выполнен с возможностью его соединения с измерительным устройством (4),

измерительное устройство (4) дополнительно содержит передающее устройство, выполненное с возможностью передачи на принимающее устройство информации, касающейся выявленного изменения состояния, и

процессор (403) измерительного устройства (4) выполнен с возможностью выполнения резонансного сканирования, во время которого на блок (2) датчиков передается периодический сигнал на нескольких частотах.

2. Детектор по п. 1, в котором измерительное устройство (4) дополнительно содержит конденсатор (405), электрически подключенный параллельно источнику (407) питания, причем устройство (45) управления питанием выполнено с возможностью регулировки тока, протекающего от конденсатора (405) и источника питания (407), с обеспечением поддержания указанного тока ниже предельного значения.

3. Детектор по п. 1 или 2, в котором электроды выполнены из клейкого материала.

4. Детектор по п. 1 или 2, в котором несущий слой (21) выполнен из впитывающего жидкость материала.

5. Детектор по одному из пп. 1-4, дополнительно содержащий крепежное средство для прикрепления проводящего элемента (22) к несущему слою (21), причем указанное крепежное средство не впитывает жидкость.

6. Детектор по одному из пп. 1-5, в котором измерительное устройство (4) дополнительно содержит корпус, имеющий средство крепления, выполненное с возможностью съемного прикрепления измерительного устройства (4) к поверхности подгузника.

7. Детектор по одному из пп. 1-6, в котором в первом состоянии подгузника электрическое соединение между двумя электродами отсутствует, а во втором состоянии подгузника электрическое соединение между двумя электродами обеспечено проводящим материалом, скопившимся в пространстве между электродами.

8. Детектор по одному из пп. 1-6, в котором устройство управления питанием выполнено с возможностью подачи на электроды синусоидального переменного напряжения.

9. Детектор по п. 7 или 8, в котором устройство управления питанием выполнено с возможностью подачи периодического сигнала для резонансного сканирования на различных частотах, которые выбираются в соответствии с соответствующими резонансными частотами веществ или ингредиентов веществ, присутствие которых в пространстве между электродами проводящего элемента требуется определить, что приводит к резонансным колебаниям таких веществ или их ингредиентов, при этом процессор выполнен с возможностью оценки полученных электрических параметров для определения присутствия такого вещества или его ингредиента в пространстве между электродами проводящего элемента по наличию резонанса на резонансной частоте этого вещества или его ингредиента при изменении оцениваемого электрического параметра в процессе резонансного сканирования.

10. Подгузник (3), содержащий впитывающую зону (31), выполненную с возможностью впитывания жидких или твердых отходов, детектор, выполненный по одному из пп. 1-9, и средство крепления измерительного устройства для прикрепления измерительного устройства (4) к поверхности подгузника (3), которая не является внутренней, когда подгузник надет на пользователя, причем блок (2) датчиков расположен в указанной впитывающей зоне, а средство крепления измерительного устройства выполнено в виде карманного элемента подгузника (3).

11. Подгузник (3) по п. 10, в котором карманный элемент образован перекрывающимися участками подгузника.

12. Подгузник (3) по п. 10, в котором карманный элемент выполнен в виде углубления в материале подгузника.

13. Подгузник (3) по одному из пп. 10-12, в котором карманный элемент выполнен таким образом, что он полностью охватывает измерительное устройство (4) в состоянии, в котором это устройство (4) соединено с блоком (2) датчиков и прикреплено к подгузнику (3).

14. Подгузник (3) по одному из пп. 10-13, в котором несущий слой (21) блока (2) датчиков расположен между проводящим элементом (22) и впитывающей зоной (31).

15. Подгузник (3) по одному из пп. 10-14, в котором средство крепления измерительного устройства расположено с задней стороны пользователя, или с передней стороны пользователя, или с боковой стороны пользователя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2819560C2

WO 9933037 A1, 01.07.1999
WO 2013013197 A1, 24.01.2013
US 6097297 A, 01.08.2000
ДАТЧИК ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ВЛАГИ ВО ВПИТЫВАЮЩИХ ИЗДЕЛИЯХ 2015
  • Ахонг Тимоти
  • Портхияс Дэнни
  • Фейеш Закари
  • Дхар Самир
  • Дабор Джереми
  • Айронстоун Джоэл
  • Цю Гарри
RU2686333C2

RU 2 819 560 C2

Авторы

Пасков Паско Тодоров

Банев Бисер Неделчев

Петков Станислав Чавдаров

Петков Станислав

Бабурков Петер

Даты

2024-05-21Публикация

2020-06-12Подача