專利名稱：微型嬰兒報尿器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家用的尿濕報警裝置。
生活中，幾乎所有嬰兒，特別是新生兒，都使用尿布。由于濕尿布對嬰兒是不良刺激物，故最好借助于一種電子裝置－嬰兒報尿器，或報尿器，比較方便地確定尿布的干濕。嬰兒報尿器主要用于嬰兒，也適于需要報尿的成人之用。
中國專利申請號85203638是最早有關報尿器的中國專利申請之一，也是典型的報尿器，由傳感、控制、聲響、電源四部分組成。中國專利公告號CN2037488U公開的一種報尿器，按其原理仍由傳感、控制、聲響、電源四部分組成，其電路采用CMOS非門－74HC14組成，全機體積與一盒火柴相仿。中國專利公告號CN2125855U公開的一種報尿器，按其基本原理仍由傳感、控制、聲響、電源四部分構成。只是其控制部分包括分立元件組成的集基耦合雙穩態觸發器。這為提高報尿率，改善其他技術指標，例如減少或切斷持續報尿時通過傳感器的微電流，奠定了基礎。
本實用新型的目的在于提供一種體積小、安全、衛生、工作可靠、耗電少的嬰兒報尿器。
本實用新型的目的是這樣來實現的報尿器，仍由傳感、控制、聲響、電源四部分組成。由雙面敷銅板作成的印刷電極板或埋設在尿布中的電極或固定在尿褲的電極作為傳感器，傳感器接或經CMOS門電路接由CMOS門電路組成的雙穩態觸發器輸入端。雙穩態觸發器的輸出端接或經CMOS門電路接蜂鳴器。蜂鳴器可以由CMOS門電路組成的多諧振蕩器和壓電陶瓷發聲元件構成。電池作為整個報尿器的電源，以實現本實用新型的目的。
本實用新型，是一種外型體積小，報尿時，特別是長時間報尿時，通過傳感器的電量極少，因而是衛生的報尿裝置。
圖1是本實用新型一個實施例的電原理圖，其觸發器用兩個與非門組成。
圖2是本實用新型另一實施例的電原理圖，其觸發器用兩個與非門組成，但兩個與非門二輸入端并接。本實施例需用低壓CMOS工藝、扁平封裝的四2輸入與非門。
圖3是用一般CMOS四2輸入與非門實施圖2所示的實施例時電路可能的接法。
圖4是本實用新型另一實施例的電原理圖，其觸發器用二個非門組成。
圖5是本實用新型另一實施例的電原理圖，其觸發器用二個或非門組成。
圖6是本實用新型可能的其他實施方法的電原理圖。
圖7是本實用新型可能的其他實施方法的電原理圖。
圖8是本實用新型可能的其他實施方法的電原理圖。
圖中元器件的編號是雙位數，第一位表示該元器件所在的圖號，第二位則表示該元器件在該圖中的編號。為使圖中需說明的實質內容比較突出，在圖5－圖8中均不畫出傳感器，可認為傳感器連接在圖中所畫的可拆卸端子上。此外，圖7－圖8中均不畫出蜂鳴器的具體電原理圖，而以其圖形符號表示。
參照附圖1－圖8對本實用新型作進一步描述。
圖1所示的報尿器可分為傳感電路、控制電路、聲響電路、電源四個基本部分。
傳感電路，主要是印刷電極板或埋設在尿布中的電極或固定在尿褲的電極作成的傳感器S11。傳感器與與非門D12輸入端相連接的一端是傳感器的輸出端，另一端經電阻器R13接驅動電源(負電源)，是傳感器的驅動端。傳感器與報尿器電路的其他部分之間可用接插件，例如耳機插頭、插座，連接。傳感器S11、電阻器R13、電平控制電阻器R14、抗干擾電容器C11組成傳感電路。
控制電路，由兩個CMOS二輸入端與非門D11、D12，以及電阻器R11、R12、按鈕開關SB11組成的雙穩態觸發器。
聲響電路，主要由兩個CMOS二輸入端與非門D13、D14、電阻器R15、R16、電容器C12組成的門控音頻多諧振蕩器。壓電陶瓷發聲元件BL11將多諧振蕩器產生的音頻脈沖轉換為報警的聲音信號。多諧振蕩器與壓電陶瓷發聲元件組成的壓電蜂鳴器，在本例中即為聲響電路。可以用其他蜂鳴器(聲響指示器，或訊響器)，例如小型電磁蜂鳴器代替壓電蜂鳴器。
電源部分，由電池，可用鈕扣式干電池，最好是氧化銀電池或鋅汞電池，供給整機電源。
由圖1，使用時，若尿布干燥，報尿器處于待命狀態，這時與非門D11的輸入端C處于低電平；輸入端D，因經電阻器R11與電源正端相接而處于高電平。與非門D11輸出端以及與非門D12輸入端E為高電平。傳感器S11呈高阻抗，與非門D12輸入端F高電平，與非門D12輸出端以及與非門D13的輸入端G為低電平。與非門D13的輸出端以及與非門D14二個并接的輸入端J、K，以及與非門D13輸入端H為高電平。這樣，由與非門D13、D14組成的多諧振蕩器停振。壓電陶瓷發聲元件BL11不發聲。尿濕時，傳感器S11呈低阻抗，傳感器B端電位降低，與非門D12輸入端F為低電平，與非門D12輸出端、與非門D11的輸入端C為高電平，與非門D11的輸出端、與非門D12的輸入端E為低電平。這樣，由與非門D11、D12組成的觸發器翻轉，與非門D13的輸入端G為高電平，多諧振蕩器起振，壓電陶瓷發聲元件BL11發聲報尿。更換尿布后，仍發聲，這時需按按鈕開關SB11，使與非門D11輸入端D轉為低電平，觸發器翻轉，與非門D13輸入端G處于低電平，振蕩器停振，壓電陶瓷發聲元件BL11停止發聲報尿。報尿時與非門D12的輸入端E處于低電平，傳感器S11 A、B兩端間電壓接近于零，通過傳感器的電流接近于零。
圖2示本實用新型另一實施例。這是本實用新型典型的實施方法。由兩個CMOS二輸入端與非門D21、D22、電阻器R22、按鈕開關SB21組成雙穩態觸發器。兩個CMOS二輸入端與非門D23、D24、電阻器R23、電容器C22組成多諧振蕩器。與非門D21、D22、D24的兩個輸入端各自并接。傳感器S21一端與與非門D21的輸入端相接，另一端經電阻器R21與電源GB21的正端相接。報尿器待命時與非門D21輸入端、與非門D22輸出端為低電平，多諧振蕩器停振，壓電陶瓷發聲元件BL21不發聲。尿濕時傳感器S21呈低阻抗，與非門D21的輸入端高電平，觸發器翻轉，與非門D22輸出高電平，多諧振蕩器起振，壓電陶瓷發聲元件BL21發聲報尿。更換尿布并按按鈕開關SB21后報尿器回到待命狀態。報尿時由于與非門D21輸入端電平升高，與電源間的電位差減小，通過傳感器的微電流不大于0.1μA，相當于手拿一節干電池或一粒鈕扣電池時通過手電流的0.6％。
報尿器的四個CMOS二輸入端與非門，最好能使用專門制造的采用低壓CMOS工藝、只需1.5V電池供電的扁平封裝的CMOS四2輸入與非門。此外還要求其輸入端高電平時與電源正極間電位差很小，以使報尿時通過傳感器的電流不大于0.1μA。以這樣的集成電路按圖2裝配成的報尿器，其體積不超過26×23×7mm，約一盒火柴體積的15％。用鈕扣電池供電，待命時整機耗電為零(或不大于0.1μA)，報尿時耗電約0.1－0.3mA。
圖2所示的報尿器，若用普通的CMOS四2輸入與非門，例如CD4011、74HC00等，其電源電壓不應小于3V，否則，報尿器不能正常工作。此外，如報尿時通過傳感器的電流大于1μA，則電阻器R21接電源的一端應斷開，串聯入一個二極管后改接在與非門D21的輸出端，見圖3。
圖4示本實用新型另一實施例。以非門取代圖3中二輸入端并接的與非門。工作原理相同。只是在同一芯片上的三非門一2輸入與非門無現成產品，需專門制造。
圖5所示的報尿器由兩個CMOS二輸入端或非門D51、D52、電阻器R51、R52、按鈕開關SB51組成雙穩態觸發器。兩個CMOS二輸入端或非門D53、D54、電阻器R55、R56、電容器C52組成門控音頻多諧振蕩器。與非門和或非門的區別是相對的，或非門在負信號系統內是與非門，可使圖5的報尿器電路設計成以低電平作為控制信號。由此，參照圖1的報尿器來理解圖5的報尿器工作過程。圖5中，電容器C51是抗干擾電容。
以上列舉了用兩個與非門或者兩個非門(反相器)或者兩個或非門組成觸發器，進而再與其他部分一起構成報尿器的實施例。應該看到，對本實用新型所可能作出的實施例說明總是個別的。對這一專業領域內普通的技術人員運用本實用新型的構思，作一般的靈活應用是可能的。例如，在傳感電路與控制電路間加入非門或與非門或或非門，這樣，傳感器輸出的信號在雙穩態觸發器前得到處理。同理也可在觸發器輸出端加接非門或與非門或或非門，使輸出信號得到附加處理后再控制蜂鳴器。控制電路由所附加的非門或與非門或或非門與雙穩態觸發器組成。一般來說，雙穩態觸發器可以用多個門電路組成。
圖6示在傳感器與雙穩態觸發器之間加入非門(反相器)的實施例。CMOS反相器D62、D63組成雙穩態觸發器，反相器D64、D65組成多諧振蕩器，壓電陶瓷發聲元件BL61所需的音頻電流取自反相器D66。在傳感器與觸發器間存在反相器D61。傳感器的信號經反相器D61后加到觸發器的輸入端。控制電路由反相器D61、雙穩態觸發器、二極管VD61組成。二極管VD61是控制多諧振蕩器的器件。當反相器D63輸出低電平時，反相器D64輸入端被鉗位于低電平，因而多諧振蕩器停振，反之，當反相器D63輸出高電平時，二極管不導通，因而多諧振蕩器起振。
圖7示在非門D71、D72組成的雙穩態觸發器輸出端加接反相器D73以控制蜂鳴器HA71發聲報尿的本實用新型實施例。
圖8示用多個反相器，本例中為六個反相器－D81、D82、D83、D84、D85、D86組成的雙穩態觸發器，進而構成本實用新型實施例。
本實用新型的優點，以圖2為例，是體積小、安全、衛生、工作可靠、耗電少。
權利要求1.一種由i.傳感電路，包括傳感器；ii.控制電路，包括雙穩態觸發器；iii.聲響電路，包括蜂鳴器；iv.電源；構成的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩態觸發器是由CMOS門電路組成的雙穩態觸發器。
2.根據權利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩態觸發器是由CMOS與非門組成的雙穩態觸發器。
3.根據權利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩態觸發器是由CMOS或非門組成的雙穩態觸發器。
4.根據權利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩態觸發器是由CMOS非門組成的雙穩態觸發器。
5.根據權利要求2所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩態觸發器是由兩個CMOS二輸入端與非門，二輸入端并接成一輸入端，組成的雙穩態觸發器；傳感器的輸出端與其中一個門電路的輸入端相接，傳感器的驅動端經二極管－電阻器串聯電路與該門電路輸出端連接。
6.根據權利要求5所述的嬰兒報尿器，其特征在于蜂鳴器由多諧振蕩器和壓電陶瓷發聲元件組成，且多諧振蕩器由兩個CMOS二輸入端與非門，其中一個二輸入端并接成一輸入端，組成。
7.根據權利要求4所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩態觸發器是由兩個CMOS非門組成的雙穩態觸發器；傳感器的輸出端與其中一個門電路的輸入端相接，傳感器的驅動端經二極管－電阻器串聯電路與該門電路輸出端連接。
8.根據權利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的傳感器是固定在尿褲上的一對電極。
專利摘要一種家用尿濕報警裝置，由傳感電路、控制電路、聲響電路、電源四部分構成。控制電路包括由CMOS門電路組成的雙穩態觸發器。聲響電路，可用壓電陶瓷發聲元件以及CMOS門電路組成的多諧振蕩器構成。持續報尿時，通過傳感器的微電流實際上被切斷。本實用新型體積小、安全、衛生、工作可靠、耗電少，適合于嬰兒日常生活報尿之用。
文檔編號G08B3/10GK2172886SQ9322010
公開日1994年7月27日 申請日期1993年7月23日 優先權日1993年7月23日
發明者繆新元 申請人:繆新元