CN102470063A

CN102470063A - 利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置

Info

Publication number: CN102470063A
Application number: CN2009801606980A
Authority: CN
Inventors: 朴喜福
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2012-05-23
Also published as: WO2011013874A1; KR100950864B1

Abstract

本发明涉及一种尿布用尿便检测装置，更具体涉及利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，以非接触方式检测无法分辨大小便的幼儿、行动不便的老弱者或重患者的尿布内部的大小便的有无之后，通过灯、蜂鸣器、振动等通知信号通知给保护者。上述检测装置包括：(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动检测装置的电力；(c)电极部，位于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；(d)输出部，位于上述印刷电路基板上，通过信号显示由上述电极部检测的静电电容变化；(e)控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述输出部的动作关系；以及(f)壳体，覆盖上述印刷电路基板。

Description

利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置

技术领域

本发明涉及尿布用尿便检测装置，更具体涉及利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，以非接触方式检测无法分辨大小便的幼儿、行动不便的老弱者或重患者的尿布内部的大小便的有无之后，通过灯、蜂鸣器、振动等通知信号通知给保护者。

背景技术

行动不便的幼儿、老弱者、重患者等时常穿戴尿布。然而，掌握无法明确表达意思的尿布穿戴者的排泄状态的方法大部分是通过嗅觉或视觉来进行的，但最近的尿布提高了密闭性，因此不容易通过嗅觉来掌握排泄状态，时常通过肉眼确认尿布来掌握排泄物有无是非常繁杂且麻烦的事情。而且，若保护者不及时确认尿布穿戴者的排泄物有无，则穿戴者处于排泄大小便的状态，因此不仅不卫生而且存在发生湿疹等皮肤疾病的担忧。

为了解决这种问题，发明了安装有各种传感器的尿布。

以往发明的大小便检测装置使用湿度传感器(韩国注册实用新型第20-0147256号)、气体传感器(韩国公开专利第10-2005-0081121号)、温度传感器(韩国注册实用新型第20-0414605号)等。

利用湿度传感器的方式是检测因大小便中包含的水分而变化的电阻或水分本身。利用湿度传感器的大小便检测装置需要直接与大小便触及的尿布接触，因此存在一旦沾上大小便就每次都需要洗涤的麻烦，存在有可能因包含在大小便中的水分以及氨气等而受到损坏的缺点。上述检测装置还可以插入到尿布的衬垫内部，但此情况下，一次性的尿布的特性上无法再使用上述传感器，因此存在尿布的制造单价非常高的缺点。

检测气味或气体的方式虽然具有非接触检测方式的优点，但为了提高对气体的检测能力而需要使用大量高价的催化剂，因此存在难以小型化的缺点。另外，不仅对大小便的气味有反应，而且对烟味、各种饮食气味、汗味等也敏感地反应，因此存在因环境因素而误动作的问题。

使用温度传感器的大小便检测装置检测因大便或小便而上升的尿布的温度而输出信号，根据单位时间内重新冷却的速度来辨别大便和小便。这种方法虽然具有制造简单的优点，但对于小量的大小便，由于温度变化不大，因此存在检测能力下降的缺点。

在大小便检测装置中检测尿便的有无之后向保护者输出的通知信号主要由音乐或蜂鸣器等声音构成，因此睡眠中的幼儿或老弱者、重病者有可能因突然发出的声音而受到惊吓。另外，在保护者远离的情况、房门关闭的情况、存在噪音的情况等下难以检测上述的信号。

另外，通常静电电容是通过相互对置的两个电极之间的电容来表示，需要将与形成于检测装置底面的电极相互对置的电极设置到尿布内部。

美国专利公开公报US2005/0195085涉及利用四对传导性传感器和一对静电电容传感器的尿便检测装置，其中，三对传导性传感器用于检测小便，剩余的一对传导性传感器和一对静电电容传感器用于检测大便。但是，存在因多个传感器而检测装置的尺寸变大的缺点，并且在使用者以穿戴的状态躺下的情况下，对身体施加物理上的刺激，因此存在使用不便的缺点。

对此，为了解决上述问题而本申请的发明者不断努力的结果，确认到以下情况而完成了本发明，即，在将以干燥尿布状态的静电电容值为基准而检测尿布内部的静电电容值的变化的、静电电容传感器的电极单独形成在印刷电路基板下部的情况下，即使将包括上述静电电容传感器的检测装置附着到尿布的外部，也具有优异的检测尿便的能力，而且不存在因排泄物而产生的污染，能够反复使用多次。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尿布用尿便检测装置，不仅具有优异的灵敏度，而且能够简单地装卸于尿布的外部，并且能够反复使用。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，其特征在于，包括：(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动检测装置的电力；(c)电极部，位于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；(d)输出部，位于上述印刷电路基板上，通过信号显示由上述电极部检测的静电电容变化；(e)控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述输出部的动作关系；以及(f)壳体，覆盖上述印刷电路基板。

本发明提供一种利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，其特征在于，包括：(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动发送器的电力；(c)电极部，形成于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；(d)发送部，位于上述印刷电路基板上，向接收器发送由上述电极部检测的静电电容变化信号；(e)发送控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述发送部的动作关系；(f)发送器，包括覆盖上述印刷电路基板的壳体；以及接收器，其中，该接收器包括：(a)接收部，接收由上述发送器的发送部发送的信号；(b)电源部，供给用于驱动接收器的电力；(c)输出部，显示由上述接收部接收的静电电容变化信号；(d)接收控制部，控制上述接收部、上述电源部、上述输出部以及上述电源部的动作关系；以及(e)壳体，覆盖上述接收部、上述电源部、上述输出部以及上述接收控制部。

本发明的其他特征以及实现例是通过以下的详细说明以及所附的权利要求变得更加明确。

附图说明

图1是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置的印刷电路基板的上部的图。

图2是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置前面以及背面的照片。

图3是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置的电路的图。

图4是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置的构成的框图。

图5是将利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置附着到尿布的照片。

图6是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置在尿布上的附着位置的图。

具体实施方式

在本发明中着眼于：包括人体在内的地球上的所有物质与大地形成虚拟接地(Visual Ground)，因此穿戴尿布的人与本发明涉及的检测装置及大地之间形成虚拟接地。即，在利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置上所形成的单个电极可以看作是(+)极，穿戴尿布的人可以看作是(-)极，因此，尿布的两电极之间的静电电容因存在于两个电极之间的尿布的湿度而变化。

因此，本发明的一种观点涉及的利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，其特征在于，包括：(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动检测装置的电力；(c)电极部，位于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；(d)输出部，位于上述印刷电路基板上，通过信号显示由上述电极部检测的静电电容变化；(e)控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述输出部的动作关系；以及(f)壳体，覆盖上述印刷电路基板。

在本发明中，上述静电电容传感器是包括静电电容传感器电路部以及电极部概念的用语。

幼儿的大便含有大量的水分，因此利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置不仅能够检测小便而且能够检测大便。

下面，参照附图详细说明本发明涉及的利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置为如下。

图1是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置的印刷电路基板的上部的图，图2是示出利用本发明的一实施例涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置前面以及背面的图。

形成于上述印刷电路基板20上的静电电容传感器电路部10可以包括振荡元件、脉冲计数器等(参照图3)，以便在穿戴者尿便到尿布的情况下，检测因包含于尿便中的水分而变化的、流过尿布的电流量。

上述振荡元件用于产生脉冲信号，所产生的脉冲的周期以及占空比随着阻抗而变化。上述振荡元件可以使用常用的NE555芯片等。

上述脉冲计数器计数给定时间内的信号频率而向控制部(MCU)传输，因此，控制部60根据上述频率能够判断尿便有无。

在上述印刷电路基板20之下形成有能够检测尿布的静电电容变化的电极部(未图示)。上述电极部包括导电性薄板形状的单个电极。上述电极只要是导电体，就能够无特殊限制地利用，可以举出银、铜、铁、铝、铅、锰等，上述电极只要能够实现电极功能就不限制其形状以及大小，上述电极可以在印刷电路基板20的制造过程中形成。

电极部的电阻R和电容C通过振荡元件实现充电以及放电，其结果，发生振荡而以频率以及振幅的变化输出。由于电阻值固定，因此通过电容值的变化来输出不同频率和振幅的信号，控制部监视该信号的变化而判断大小便的有无。

如上面所记载，在利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置上所形成的单个电极可以看作是(+)极、穿戴尿布的人可以看作是(-)极，两电极间的静电电容因存在于两电极之间的尿布的湿度量而变化。

上述电极部上附着有维可牢尼龙搭扣带(velcro tape)80，以便能够将上述尿布用尿便检测装置附着到尿布。由于上述维可牢尼龙搭扣带80的一侧面具有粘接剂，因此能够容易附着到电极部。

在上述印刷电路基板20上还可以形成有电源部30、输出部50、控制部60、电源开关70，它们的位置没有特殊限制。

上述电源部30用于供给驱动检测装置100的电力，可以利用通常使用的电池。

上述电源部30向静电电容传感器电路部10、控制部60、输出部50、电极部等不是连续供给电力而是周期性地供给电力，由此延长电池寿命。

上述输出部50用于显示在电极部中检测的静电电容变化，若由上述电极部检测静电电容变化，则通过控制部60接收静电电容变化通知信号之后，能够将上述静电电容变化通过灯、蜂鸣器(音乐)、振动等信号来输出。使用者可以根据需要选择适当的输出方式以及强度来使用上述信号的输出。

上述灯54可以利用LED，优选上述蜂鸣器52可以调节音量，以便穿戴者在睡眠中不因信号而醒来或受到惊吓。

另外，上述输出部50可以根据输出周期以及输出时间而周期性地输出信号。根据使用者的选择来能够调节上述输出周期以及输出时间。考虑到尿布穿戴者的睡眠妨碍因素、干电池使用时间等，优选以一分钟为周期输出信号5秒中。

上述控制部60用于控制上述静电电容传感器电路部10、上述电源部30、上述电极部以及上述输出部50的动作关系，最初接通电源时记录干燥尿布的检测级别(静电电容值)，以一定周期驱动振荡元件之后，将检测级别的变化与最初级别进行比较，在变化量大于等于一定水平的情况下，生成静电电容变化通知信号。

上述控制部60从电极部接收静电电容变化检测信号之后，生成静电电容变化通知信号而向输出部50发送。另外，若接收到新的静电电容变化检测信号，则解除之前的通知信号，并生成新的通知信号而向输出部发送。

在上述控制部60中内置有ADC(Analog-Digital Converter：模拟-数字转换器)，因此能够将模拟形式的电压级别转换为数字，通过转换成数字的电压值来表示大小便的有无。

即，在干燥的尿布上安装本发明涉及的尿便检测装置之后，若接通电源，则上述控制部60监视振荡元件的输出值并将该输出值作为基准值来记录。之后，以大约3秒为周期对振荡电路供给电源0.2秒中，监视振荡元件的输出值，将该值与基准值进行比较，在“变化值在一定水平以上”的情况下，输出大小便检测信号。

上述一定水平的变化值的基准可以任意设定，在制造尿便检测装置时可以将特定值编程到控制部60中，或者设置单独的选择开关，以便使用者根据需要能够进行调节。

因此，上述控制部60通过改变上述变化值的基准，能够根据需要调节构成静电电容传感器的电极部的灵敏度。

例如，即使将检测装置安装到在穿戴者躺着的时候对身体不施加刺激的位置即尿布的正面末端或侧面等，若提高静电电容传感器的灵敏度，则也能够提高大小便的检测率。

另外，在穿戴者的健康条件例如皮肤敏感而容易发生湿疹或健康上需要经常换尿布的情况下，对于不容易检测到的极少量的大小便也能够输出通知信号。

反之，对微量的大小便不输出通知信号，由此能够减少一次性尿布的使用个数。

即，利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置能够以强/中/弱三个阶段调节电极的灵敏度，在穿戴者为婴幼儿的情况即小便量较少的情况下选择强或中，以便也能够检测，在穿戴者为老弱者或患者的情况下可以选择中或弱。

上述电源开关70用于接通(on)或断开(off)利用上述静电电容传感器的尿布用尿便检测装置100的电源。

上述壳体90用于覆盖上述印刷电路基板20，具有保护印刷电路基板20以及形成在上述印刷电路基板上的静电电容传感器电路部10、电源部30、输出部50、控制部60等的功能以及美观功能。上述壳体90不覆盖形成在印刷电路基板20之下的电极部以及附着在电极部上的维可牢尼龙搭扣带80。

利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置100可以在上述壳体90的一侧面追加安装有尿布附着用辅助单元。上述辅助单元用于将上述检测装置100附着到维可牢尼龙搭扣带80无法附着的材料的尿布上，可以将别针等安装到形成在上述壳体90的多个连接环上。上述辅助单元根据需要能够自由地装卸。

本发明涉及的利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，其特征在于，包括：(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动发送器的电力；(c)电极部，形成于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；(d)发送部，位于上述印刷电路基板上，向接收器发送由上述电极部检测的静电电容变化；(e)发送控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述发送部的动作关系；(f)发送器，包括覆盖上述印刷电路基板的壳体；以及接收器，其中，该接收器包括：(a)接收部，接收由上述发送器的发送部发送的信号；(b)电源部，供给用于驱动接收器的电力；(c)输出部，显示由上述接收部接收的静电电容变化信号；(d)接收控制部，控制上述接收部、上述电源部、上述输出部以及上述电源部的动作关系；(e)壳体，覆盖上述接收部、电源部、输出部以及接收控制部。

图4是示出利用本发明的一实施例涉及的尿布用尿便检测装置的构成的框图。

如图4所示，利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置500包括：发送器200，附着于尿布的外部而检测静电电容变化，将静电电容变化检测信号向接收器300发送；以及接收器300，通过有线或无线从上述发送器200接收静电电容变化检测信号，并输出静电电容变化通知信号。

上述发送器200包括：(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动发送器的电力；(c)电极部，形成于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；(d)发送部，位于上述印刷电路基板上，将由上述电极部检测的静电电容变化信号向接收器发送；(e)发送控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述发送部的动作关系；以及(f)壳体，覆盖上述印刷电路基板。

上述接收器300包括：(a)接收部，接收由上述发送器的发送部发送的信号；(b)电源部，供给用于驱动接收器的电力；(c)输出部，显示由上述接收部接收的静电电容变化信号；(d)接收控制部，控制上述接收部、上述电源部、上述输出部以及上述电源部的动作关系；(e)壳体，覆盖上述接收部、电源部、输出部以及接收控制部。

利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置500如下地进行动作。

由发送器200的电极部检测的电流量变化传递到发送控制部，发送控制部将静电电容变化检测信号区分为大便和小便而向发送部传输。发送部将由电极部传输的静电电容变化检测信号通过有线或无线向接收器300的接收部传输。

接收器的接收部将从发送部接收的静电电容变化检测信号向接收控制部发送，接收控制部生成静电电容变化通知信号而向输出部传输。输出部可以通过灯、蜂鸣器、振动等信号来输出。使用者可以根据需要选择适当的输出方式以及强度而使用上述信号。

本发明涉及的上述尿布用尿便检测装置的接收器可以由保护者所持有或者使其位于自身周围，因此即使离开穿戴者也能够确认穿戴者的尿便有无。上述接收器可以形成为项链或手镯形式或追加单独的固定单元而构成，以便保护者佩戴到衣服等。

图5是将本发明的一实施例涉及的尿布用尿便检测装置100附着到尿布D的照片。图6是显示本发明的一实施例涉及的尿布用尿便检测装置在尿布的附着位置的图。

如图6所示，利用上述静电电容传感器的尿布用尿便检测装置100以及发送器200因尿布上的附着位置的不同而其检测灵敏度可以不同。

下面，通过实施例更具体说明本发明的构成以及作用。但以下的实施例只是用于例示本发明，本发明的内容不限定于实施例。

实施例

将本发明涉及的尿布用尿便检测装置给大田所属的老人医院的12名男女老年痴呆症患者使用一周。若检测到尿便通知信号，则用肉眼确认穿戴者的尿便的有无，通过以下式计算出检测率之后，显示于表1中。

表1

¹⁾参照图6

根据表1可以确认：本发明涉及的尿布用尿便检测装置在穿戴者实际尿便的情况下，大部分发生通知信号，尿便检测率非常优异。小便大部分是水分，在被尿布吸收的情况下，容易分散到尿布内部，因此与检测装置的安装位置无关地均作为尿便通知信号而输出。

产业上的可利用性

如以上详细说明那样，利用本发明涉及的静电电容传感器的尿布用尿便检测装置即使不直接与大小便接触也能够敏感地检测穿戴者的尿便有无，而且能够反复使用，因此，能够有效地利用于幼儿、行动不便的重患者或老年痴呆症患者。

以上，详细记述了本发明内容的特定的部分，具有本领域一般知识的技术人员能够明白这种具体技术只是优选的实施方式，本发明的范围不限定于此。因此，本发明的实际范围是由所附的权利要求和它们的等同物来定义的。

Claims

1.一种利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

包括：

(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；

(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动检测装置的电力；

(c)电极部，位于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；

(d)输出部，位于上述印刷电路基板上，通过信号显示由上述电极部检测的静电电容变化；

(e)控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述输出部的动作关系；以及

(f)壳体，覆盖上述印刷电路基板。

2.根据权利要求1所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

在上述电极部上附着有维可牢尼龙搭扣带，以便能够将上述尿布用尿便检测装置附着到尿布。

3.根据权利要求1所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

上述电极部包括单个电极。

4.根据权利要求1所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

在由上述电极部检测出静电电容变化的情况下，上述输出部将上述静电电容变化通过由灯、蜂鸣器、振动构成的组中所选择的一个以上的信号来输出。

5.根据权利要求1所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

上述输出部按照输出周期以及输出时间周期性地输出信号。

6.根据权利要求1所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

上述尿布用尿便检测装置在上述壳体的一侧面追加安装有尿布附着用辅助单元。

7.一种利用静电电容传感器的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

包括：

(a)印刷电路基板，形成有静电电容传感器电路部；

(b)电源部，位于上述印刷电路基板上，供给用于驱动发送器的电力；

(c)电极部，形成于上述印刷电路基板之下，检测尿布的静电电容变化；

(d)发送部，位于上述印刷电路基板上，向接收器发送由上述电极部检测的静电电容变化信号；

(e)发送控制部，位于上述印刷电路基板上，控制上述静电电容传感器电路部、上述电源部、上述电极部以及上述发送部的动作关系；

(f)发送器，包括覆盖上述印刷电路基板的壳体；以及

接收器，

该接收器包括：

(a)接收部，接收由上述发送器的发送部发送的信号；

(b)电源部，供给用于驱动接收器的电力；

(c)输出部，显示由上述接收部接收的静电电容变化信号；

(d)接收控制部，控制上述接收部、上述电源部、上述输出部以及上述电源部的动作关系；以及

(e)壳体，覆盖上述接收部、上述电源部、上述输出部以及上述接收控制部。

8.根据权利要求7所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

上述电极部包括单个电极。

10.根据权利要求7所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

11.根据权利要求7所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

上述输出部按照输出周期以及输出时间周期性地输出信号。

12.根据权利要求7所述的尿布用尿便检测装置，其特征在于，

上述尿布用尿便检测装置在上述发送器壳体的一侧面追加安装有尿布附着用辅助单元。