專利名稱：尿布沾濕報警裝置及沾濕檢測傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于嬰幼兒、老人等人使用的尿布的沾濕檢測傳感器以及尿布沾濕報警裝置。
尿布一般只有嬰幼兒使用，近來老人中使用尿布的人也有所增加。尿布因人體的排泄而被沾濕后，如果不換的話不但不舒服，氣味難聞而且容易引發皮膚病。故沾濕后馬上更換是最理想的。一般母親在看管自己的孩子時，看到尿布沾濕后能馬上更換，放置著沾濕的狀態不管的情況很少見，但對于在老年醫院等處過夜的老人而言，由于這些地方常常是每隔一定的時間才更換尿布，排泄時間又因人而異，一般不能適應固定的時間，因此會產生尿布雖經幾次沾濕卻仍然不換的情況。尿布在沾濕的狀態下長時間不換的話，無論從健康上還是從衛生上都是不利的。
因此，人們提出了在尿布被沾濕時通過電子裝置檢測出此狀態、并向自己或者他人報警的各種方案，其中之一是日本實用新型公報第60-181311號的說明書中所記載的方案。該方案是在不透過水分的里層面的一個端部上延設上一層吸水層，并以從延長部分的兩側夾住的方式附上金屬層，通過夾住吸水層的里層面和金屬層形成電容，檢測因吸水層的吸水量的變化而變化的靜電容量，從而知道尿布的沾濕程度。
另一個例子是日本實用新型公告第6-21018號公報中所公開的方案。該方案將上面的傳感器的構造進行了具體化，即沿長方形的不透過水分的里層面的長邊以一定的間隔平行地設置金屬層，電絕緣層只覆蓋一部分金屬層，其上方被能透過水分的表面層所覆蓋。通過檢測這個構造中由金屬層、電絕緣層以及表面層構成的電容的靜電容量的變化，就可以知道尿布的沾濕程度。
其他的例子還有日本實用新型公告第6-7698號公報中所公開的方案。該方案是在一次性使用的紙制尿布的主體中置入了一個被制成導電性表面吸附層的溫度傳感器，其輸出信號以電波形式發射到外部。
采用以上這些技術的話，尿布沾濕的情況就可以報告給護士等看護人員。但是，上面的這幾個方案都是將金屬層夾在尿布的中間，尿布被拋棄時，傳感器也被扔掉，造成傳感器本身不能被長期使用。本發明的目的在于提供一種對這一缺點進行了改良了的尿布沾濕報警裝置以及該裝置中使用的沾濕檢測傳感器。
作為解決上述問題的裝置，本申請中的第1方面的發明為一種尿布沾濕報警裝置，其特征在于包括尿布沾濕檢測傳感器，它由一對電極稍稍分離后并列附著而成，上述電極之間形成有一靜電容量，當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化；將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器；捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器；以及因上述檢測器的輸出信號而工作的起振器和蜂嗚器中的至少一個。
本發明第2方面的發明為一種尿布沾濕報警裝置，其特征在于包括尿布沾濕檢測傳感器，它由一對電極稍稍分離后并列附著而成，上述電極之間形成有一靜電容量，當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化；將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器；捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器；將上述檢測器的輸出信號以電波方式向空中發射的振蕩器及發射器；接收、輸出該發射器的信號的接收器；以及與該接收機相連接的起振器或蜂鳴器。
本發明第3方面的發明為一種尿布沾濕報警裝置，其特征在于包括尿布沾濕檢測傳感器，它由一對電極稍稍分離后并列附著而成，上述電極之間形成有一靜電容量，當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化；將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器；捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器；在上述檢測器的輸出信號上附加上識別號碼的振蕩器；通過該識別號碼識別并且顯示多個信號的裝置。
本發明第4發明的發明在于上述各個方面中所記載的沾濕檢測傳感器，其特征在于在兩個不透過水分的層之間以稍稍分離、并列的方式附著形成一對電極，在兩個電極之間形成一靜電容量，同時在一個層的一面上設有與尿布前部的表面相結合的裝置。
本發明第5方面的發明是在上面第4方面所記載的沾濕檢測傳感器中，其特征在于所述的那對電極的平面形狀為相對的邊平行、或者呈鋸齒狀、波浪型等彎曲狀。
與現有技術中捕捉沾濕面積的增大的此類傳感器相比，具有上述構成的沾濕檢測傳感器的不同之處在于捕捉沾濕側的介電常數相對于空氣的介電常數的變化，另外根據這一原理傳感器本身沒有必要放到尿布中。本發明的使用了這種沾濕檢測傳感器的尿布沾濕告警裝置提供了現有技術中沒有揭示過的具體構造。
圖1為本發明的沾濕檢測傳感器的平面圖。
圖2為表示圖1中的A-A截面與尿布之間的關系的截面圖。
圖3是用于說明空氣和水分中的相對介電常數的差異的說明圖。
圖4為本發明的尿布沾濕報警裝置的一個實施例的電路圖。
圖5為本發明的尿布沾濕報警裝置的另一個實施例的電路圖。
圖6為本發明的尿布沾濕報警裝置的又一個實施例的電路圖。
附圖中各符號的意義如下1檢測傳感器2里層面3電極 4電極5表面層6尿布 11振蕩器13檢測器15起振器 16振蕩器 20接收器22蜂鳴器23識別號識別器25個人計算機下面借助
本發明的幾個實施例。首先，圖1及圖2中所示的是尿布沾濕傳感器。該尿布沾濕傳感器1是在水分不能透過的內側層2的上面附著一對由金屬膜構成的稍稍分離(距離d)的電極3、4，再在上面覆上一層也是不能透過水分的表面層5。
如圖2所示，在內側層2上設有與設在尿布6的表面上的結合帶7進行結合的結合帶8。作為結合帶7、8，可以在任一方的表面上將織物纖維編織成繩狀使之突出，而在另一方上則形成與該繩狀突出部分相嚙合的凸起部分。當然，其他的構造也是可以采用的。9、10是與電極3、4相連接的引線。
內側層2在結合帶7、8的作用下被粘貼在尿布6的表面上時，內側層2受到尿布6一側的介電常數的影響，而表面層5則受到空氣的介電常數的影響。圖3中表示了尿布6被沾濕、內側層2一側的介電常數在水分的作用下上升到了“80”時的情形。此時，表面層5一側的空氣的中的介電常數還是為“1”，因此，就產生了很大的差值。電極3、4之間的靜電容量也因此發生很大的變化。
在實際制作、取得數據的樣品中，內側層2和表面層5采用了寬40mm、長80mm以下、厚5～50微米的長方形聚丙烯、聚酯等塑料薄膜。電極采用了鋁、亞鉛、銅等材料，寬度為10～20mm，厚度為50微米以下。電極3、4間的距離設為0.5mm左右。這二個電極3、4沿內側層2的長度方向通過粘接、蒸發淀積或者層壓等方式形成。電極3、4的平面形狀如圖1所示，其相對邊為踞齒狀，但也可以制成波浪型曲折狀，或者單純地平行也可。制成踞齒狀或者波浪型曲折狀的話，即使沾濕的形狀比較復雜時也能良好地適應。
圖4中所示的是使用了上述的沾濕檢測傳感器1的尿布沾濕報警裝置的一個例子。下面對該實施例進行說明。11為振蕩器，它將一定頻率的交流信號加到沾濕檢測傳感器1的電極3上。由于電極3、4之間具有一定容量的靜電電容量，當交流信號加到電極3上時，電極4上也會感生出電壓。當有負載與電極4相連接時，負載上會流過與靜電容量相對應的電流。報警器13通過Ⅰ-Ⅴ變換器12連接到電極4上，檢測靜電容量的變化。該信號從接在后面的運算放大器14供給至與其輸出端相連的起振器15。
下面說明其作用。如前所述，沾濕檢測傳感器1在使用時設在其內側層2上的結合帶8粘接到尿布6表面的結合帶7上。在粘接到尿布6上之前，內側層2和表面層5側的干燥程度相等，故介電常數均為“1”左右，沒有差值產生。粘接到尿布6上之后，內側層2一側的濕度稍稍有效增加，介電常數略有變化，電極3、4之間的靜電容量也發生變化。此外，當尿布6由于使用者的排泄而被沾濕時，被沾濕的一側的介電常數將變得非常高，達“80”左右，因此，一旦發生沾濕即刻就能檢測出來。
這樣，以把沾濕檢測傳感器1粘貼到尿布6上時的狀態為基準，把這一時刻的狀態與尿布6被沾濕時的狀態相比較，就能捕捉住因沾濕而發生較大變化的靜電容量，使起振器15工作。
使起振器15工作適用于(比方說)排泄無法自主但如被告知排泄則自己能夠進行其后的處理的老人等情形。如自己也無法進行其后的處理需通知看護人員時，則連接一個蜂嗚器來代替起振器15，或者蜂鳴器和起振器15一起連接。
圖5所示為本發明的另一個實施例。該電路包括對檢測器13的輸出信號進行調制用的振蕩器16；將上述信號向空中發射的發射器17；天線18；接收來自天線18的電波的天線19；對來自天線19的電波進行接收、檢波用的接收器20；用于切換接收器20的輸出信號的切換開關21；以及與切換開關21相連接的起振器15和蜂鳴器22。
在該實施例中，當電極3、4之間的靜電容量因尿布6被沾濕而發生變化時，其信號以電波方式傳到接收器20，使被切換開關21所切換的起振器15或蜂鳴器22工作。當切換到起振器15時，將該起振器佩戴在身上的看護人員因振動而被告知；而當切換到蜂鳴器22時，看護人員停到聲音而得知情況，馬上就能進行尿布6的更換。
圖6所示是本發明的又一個實施例。在該實施例中，振蕩器16中具有識別號碼附加功能，接收器20的后半部分中設有識別號碼識別器23。識別號碼識別器23的輸出端通過通信電纜24連接到作為裝置的一個例子的個人計算機25上。
在該實施例中，由于通過識別號碼可以識別出具體的人，因此可以同時監視多個人的狀態。也就是說，尿布被沾濕使電極3、4間的靜電容量發生變化時，其信號上由振蕩器16附加上識別號碼，再以電波形式發射到空中。天線19對該電波進行接收，接收器20把檢波輸出輸入到識別號碼識別器23中，通過識別號碼就可以從個人計算機25的畫面上得知誰的尿布被沾濕了。
在圖6所示的實施例中，識別號碼識別器23和個人計算機25之間是通過通信電纜24進行連接的，不這樣的話，其間通過電波進行無線連接也是可以的。另外，使用更大型的計算機或者具有專門功能的微型處理器來代替個人計算機25也是可以的。
本發明為具有上述構成的尿布沾濕報警裝置及沾濕檢測傳感器，在尿布被沾濕后能馬上通知使用尿布的使用者或者看護人員。另外，沾濕檢測傳感器可以裝設在尿布的外側，無需象現有的這類傳感器那樣需要沾濕電極，而且還具有能多次反復使用的特點。
權利要求
1．一種尿布沾濕報警裝置，其特征在于包括尿布沾濕檢測傳感器，由一對電極稍稍分離后并列附著而成，上述電極之間形成有一靜電容量，當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化；將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器；捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器；以及因上述檢測器的輸出信號而工作的起振器和蜂鳴器中的至少一個。
2．一種尿布沾濕報警裝置，其特征在于包括尿布沾濕檢測傳感器，由一對電極稍稍分離后并列附著而成，上述電極之間形成有一靜電容量，當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化；將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器；捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器；將上述檢測器的輸出信號以電波方式向空中發射的振蕩器及發射器；接收、輸出該發射器的信號的接收器；以及與該接收機相連接的起振器或蜂鳴器。
3．一種尿布沾濕報警裝置，其特征在于包括尿布沾濕檢測傳感器，由一對電極稍稍分離后并列附著而成，上述電極之間形成有一靜電容量，當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化；將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器；捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器；在上述檢測器的輸出信號上附加上識別號碼的振蕩器；通過該識別號碼識別并且顯示多個信號的裝置。
4．如權利要求1至3中的任一個所記載的沾濕檢測傳感器，其特征在于在兩個不透過水分的層之間以稍稍分離、并列的方式附著形成一對電極，在兩個電極之間形成一靜電容量，同時在一個層的一面上設有與尿布前部的表面相結合的裝置。
5．如權利要求4所記載的沾濕檢測傳感器，其特征在于所述的那對電極的平面形狀為相對的邊平行、或者呈鋸齒狀、波浪型等彎曲狀。
全文摘要
本發明提供了一種使嬰幼兒及老人在尿布被沾濕后能告知母親及看護人員的告警裝置以及這種裝置中使用的傳感器。本發明的尿布沾濕報警裝置包括:尿布沾濕檢測傳感器,由一對電極稍稍分離后并列附著而成,上述電極之間形成有一靜電容量,當尿布被沾濕時該靜電容量發生變化;將交流信號加到上述沾濕檢測傳感器的上述電極上的振蕩器;捕捉上述的那對電極之間的靜電容量的變化的檢測器;以及因上述檢測器的輸出信號而工作的起振器或蜂鳴器。
文檔編號A61F13/42GK1213529SQ97119360
公開日1999年4月14日 申請日期1997年10月8日 優先權日1997年10月8日
發明者松成昌男 申請人:日本高度紙工業株式會社