BE1019297A5

BE1019297A5 - A FLEXIBLE SENSOR MAT FOR MEASURING ONE OR MORE PARAMETERS.

Info

Publication number: BE1019297A5
Application number: BE2011/0252A
Authority: BE
Original assignee: Custom8 Nv
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2012-05-08

Abstract

Een flexibele sensormat voor het meten van één of meer parameters, en een werkwijze voor het samenstellen van een dergelijke sensormat, waarbij de sensormat een aantal meetmodules omvat, elke meetmodule omvattende: een aantal sensoren, middelen voor communicatie met de sensoren, en middelen om de meetmodule elektrisch te verbinden met een andere meetmodule van de sensormat. Bovendien heeft de sensormat een dendritische maasstructuur, zodanig dat zij rekbaar en gas- en dampdoorlatend is.A flexible sensor mat for measuring one or more parameters, and a method for assembling such a sensor mat, the sensor mat comprising a plurality of measurement modules, each measurement module comprising: a plurality of sensors, means for communicating with the sensors, and means for measuring module can be electrically connected to another measuring module of the sensor mat. In addition, the sensor mat has a dendritic mesh structure such that it is stretchable and gas and vapor permeable.

Description

EEN FLEXIBELE SENSORMAT VOOR HET METEN VAN ÉÉN OF MEER PARAMETERSA FLEXIBLE SENSOR MAT FOR MEASURING ONE OR MORE PARAMETERS

Technisch gebied van de uitvindingTechnical field of the invention

Onderhavige uitvinding betreft een flexibele sensormat voor het meten van één of meer parameters, in het bijzonder een dergelijke sensormat die modulair is opgebouwd.The present invention relates to a flexible sensor mat for measuring one or more parameters, in particular such a sensor mat which is modular in construction.

Stand van de techniekState of the art

Het is bekend dat het gebruik van elektronische apparaten om de toestand van een patiënt te controleren een groeiende trend is in de gezondheidszorginstellingen, wat resulteert in een verhoogde waakzaamheid en verminderde personeelskosten.It is known that the use of electronic devices to monitor the condition of a patient is a growing trend in healthcare institutions, resulting in increased vigilance and reduced personnel costs.

Als voorbeeld kan men de temperatuur van een patiënt meten om hem zo te controleren. In het algemeen kan de lichaamstemperatuur levensnoodzakelijke informatie leveren over het welzijn van een patiënt: een puntmeting van de temperatuur van de patiënt kan worden gebruikt om de aanwezigheid of afwezigheid van de patiënt, koorts, decubitus, enz. aan te geven. Hoewel de lichaamstemperatuur van een patiënt op verschillende manieren kan worden gemeten, zijn sensormatten van bijzonder belang. Sensormatrices worden veel gebruikt in de wetenschap en de industrie voor temperatuur-en drukmetingen. Echter, in situaties van patiëntenbewaking, kan plaatsing van zo’n hardware die kwetsbaar is, scherp en / of hard in contact met het lichaam van een patiënt, risico’s, ongemakken en / of letsel met zich meebrengen. Bovendien moet de sensormatrix geschikt zijn om gebruikt te kunnen worden voor verschillende patiënten.As an example, one can measure the temperature of a patient in order to check it. In general, the body temperature can provide vital information about the well-being of a patient: a point measurement of the patient's temperature can be used to indicate the presence or absence of the patient, fever, pressure sores, etc. Although the body temperature of a patient can be measured in various ways, sensor mats are of particular importance. Sensor matrices are widely used in science and industry for temperature and pressure measurements. However, in patient monitoring situations, placement of such hardware that is fragile, sharp and / or hard in contact with a patient's body may involve risks, discomfort and / or injury. In addition, the sensor matrix must be suitable to be used for different patients.

In de stand der techniek is het gebruik van elektronische componenten in dekens goed gekend. Octrooi US 7144803 beschrijft een geweven textiel dat elektronische functies omvat en gebruikt kan worden in een deken. Een weefsel kan worden geweven door het verstrekken van een eerste type van functionele garens met sensoren en/of lichtbronnen en een tweede type van functionele garens bevattende processors in dezelfde stof. Als gevolg daarvan kan men omgevingsparameters van de deken detecteren. Octrooiaanvraag US 2011/0001629 beschrijft een intelligente elektronische deken die informatie met betrekking tot de positionering van de het deken met betrekking tot zichzelf bepaalt. Bijvoorbeeld de elektronische deken kan automatisch reageren als een persoon zich in of uit bed bevindt, waardoor het toezicht op deze persoon wordt bevorderd.The use of electronic components in blankets is well known in the art. Patent US 7144803 describes a woven textile that includes electronic functions and can be used in a blanket. A fabric can be woven by providing a first type of functional yarns with sensors and / or light sources and a second type of functional yarns containing processors in the same fabric. As a result, environmental parameters of the blanket can be detected. Patent application US 2011/0001629 describes an intelligent electronic blanket that determines information regarding the positioning of the blanket with respect to itself. For example, the electronic blanket can respond automatically when a person is in or out of bed, thereby promoting supervision of that person.

Een behoefte bestaat nog steeds voor een handig en eenvoudig te gebruiken apparaat voor het meten van mechanische en micro-klimatologische kenmerken van een te onderzoeken materiaal.There is still a need for a convenient and easy-to-use device for measuring mechanical and micro-climatic characteristics of a material being investigated.

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Het is een doel van de uitvinding om een meetapparaat te voorzien voor het meten van mechanische en/of micro-klimatologische kenmerken van een te onderzoeken materiaal.It is an object of the invention to provide a measuring device for measuring mechanical and / or micro-climatic characteristics of a material to be examined.

Hiertoe wordt, volgens een eerste aspect van de uitvinding, een flexibele sensormat voorzien voor het meten van één of meer parameters, waarbij de sensormat een aantal meetmodules omvat, elke meetmodule omvattende: een aantal sensoren; middelen voor communicatie met de sensoren; en middelen voor elektrische verbinding van de meetmodule met een andere meetmodule van de sensormat; waarbij de sensormat een dendritische maasstructuur heeft, zodanig dat zij gas- en dampdoorlatend is.To this end, according to a first aspect of the invention, a flexible sensor mat is provided for measuring one or more parameters, the sensor mat comprising a number of measuring modules, each measuring module comprising: a number of sensors; means for communication with the sensors; and means for electrically connecting the measuring module to another measuring module of the sensor mat; wherein the sensor mat has a dendritic mesh structure such that it is gas and vapor permeable.

Voorkeurdragende uitvoeringsvormen van de uitvinding worden weergegeven in de aangehechte afhankelijke octrooiconclusies.Preferred embodiments of the invention are set forth in the appended dependent patent claims.

Een sensormat volgens de uitvinding is bij voorkeur modulair, wat betekent dat een sensormat opgebouwd kan worden uit een te kiezen aantal meetmodules.A sensor mat according to the invention is preferably modular, which means that a sensor mat can be built up from a selectable number of measuring modules.

De uitvinding omvat eveneens, volgens een tweede aspect ervan, een werkwijze om een dergelijke sensormat samen te stellen.The invention also comprises, according to a second aspect thereof, a method for assembling such a sensor mat.

Korte beschrijving van de figurenBrief description of the figures

Fig. 1a is een voorstelling van een sensormat volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.FIG. 1a is a representation of a sensor mat according to an embodiment of the invention.

Fig. 1b is een voorstelling van een meetmodule van een sensormat volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.FIG. 1b is a representation of a measuring module of a sensor mat according to an embodiment of the invention.

Fig. 2 is een voorstelling van een sensormat volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.FIG. 2 is a representation of a sensor mat according to another embodiment of the invention.

Fig. 3 is een voorstelling van een sensormat die galvanisch geïsoleerd is volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.FIG. 3 is a representation of a sensor mat that is galvanically isolated according to an embodiment of the invention.

In de figuren verwijzen gelijke referentienummers naar gelijke of analoge elementen.In the figures, the same reference numbers refer to the same or analogous elements.

UitvoeringsvormenEmbodiments

De huidige uitvinding zal beschreven worden aan de hand van bepaalde uitvoeringsvormen en met referentie naar bepaalde figuren. De uitvinding is echter hiertoe niet beperkt, maar ze is enkel beperkt door de beschermingsomvang van de conclusies. De figuren zijn slechts schematisch en niet beperkend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige elementen uitvergroot en niet op schaal getekend zijn voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en relatieve afmetingen komen niet noodzakelijk overeen met de actuele afmetingen van fysische uitvoeringsvormen.The present invention will be described with reference to certain embodiments and with reference to certain figures. However, the invention is not limited thereto, but it is only limited by the scope of the claims. The figures are only schematic and not restrictive. In the figures, the dimensions of some elements may be enlarged and not drawn to scale for illustrative purposes. The dimensions and relative dimensions do not necessarily correspond to the current dimensions of physical embodiments.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en gelijkaardige termen enkel gebruikt om onderscheid te maken tussen verschillende gelijke elementen en beschrijven deze termen niet noodzakelijk een bepaalde sequentie, noch in tijd, noch in ruimte, rangorde, volgorde of op eender welke andere wijze. Het is duidelijk dat de termen onderling verwisselbaar zijn onder geschikte omstandigheden en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven in een andere sequentie dan hierin beschreven of geïllustreerd kunnen functioneren.Furthermore, the terms first, second, third and similar terms are used only to distinguish between different identical elements and these terms do not necessarily describe a particular sequence, neither in time, nor in space, rank, order, or in any other way. It is understood that the terms are interchangeable under suitable conditions and that the embodiments of the invention described herein may function in a sequence other than described or illustrated herein.

Het dient opgemerkt dat de termen “bevatten” en “omvatten” niet opgevat moeten worden als zijnde beperkt tot de stappen, elementen, stukken, onderdelen of gelijkaardige die daarna vernoemd worden. Deze term sluit geen verdere stappen, elementen, stukken, onderdelen of gelijkaardige uit. Het duidt de aanwezigheid van stappen, elementen, stukken, onderdelen of gelijkaardige aan, maar sluit de aanwezigheid van één of meerdere stappen, elementen, stukken, onderdelen of gelijkaardige, of groepen van stappen, elementen, stukken, onderdelen of gelijkaardige niet uit. Dus de omvang van de uitdrukking “een inrichting bevattende A en B” is niet beperkt tot een inrichting die enkel uit A en B bestaat. Het betekent dat in het licht van de huidige uitvinding, de voor de uitvinding relevante componenten of elementen van de inrichting A en B zijn.It should be noted that the terms "contain" and "include" should not be construed as being limited to the steps, elements, pieces, parts, or the like that are subsequently named. This term does not exclude further steps, elements, pieces, parts or similar. It indicates the presence of steps, elements, pieces, parts or similar, but does not exclude the presence of one or more steps, elements, pieces, parts or similar, or groups of steps, elements, pieces, parts or similar. So the scope of the expression "a device containing A and B" is not limited to a device that only consists of A and B. It means that in light of the present invention, the components or elements of the device relevant to the invention are A and B.

Een referentie naar “één” of “een” uitvoeringsvorm betekent dat specifieke kenmerken, eigenschappen of structuren beschreven in relatie tot die uitvoeringsvorm minstens geïntegreerd zijn in minstens één uitvoeringsvorm volgens de uitvinding. Daarom verwijzen referenties naar “in een uitvoeringsvorm” of “in één uitvoeringsvorm" in verschillende delen van de beschrijving niet noodzakelijkerwijze naar dezelfde uitvoeringsvorm, al kunnen zij wel naar dezelfde uitvoeringsvorm verwijzen. Verder kunnen de specifieke kenmerken, eigenschappen of structuren gecombineerd worden in één of meer uitvoeringsvormen, zoals duidelijk is voor de vakman.A reference to "one" or "an" embodiment means that specific features, properties, or structures described in relation to that embodiment are at least integrated into at least one embodiment of the invention. Therefore, references to "in one embodiment" or "in one embodiment" in different parts of the description do not necessarily refer to the same embodiment, although they may refer to the same embodiment. Furthermore, the specific features, properties or structures may be combined in one or more embodiments, as is clear to the skilled person.

Op gelijkaardige wijze moet begrepen worden dat in de beschrijving van de als voorbeeld gestelde uitvoeringsvormen, verschillende kenmerken van de uitvinding soms gegroepeerd staan in één uitvoeringsvorm, figuur of deel van de beschrijving met als doel het voorzien van een duidelijke beschrijving teneinde de verschillende kenmerken van de uitvinding duidelijk te maken. Deze voorstellingswijze betekent echter niet dat de uitvinding meer kenmerken zou bevatten dan die welke zijn geformuleerd in de conclusies. In plaats daarvan, zoals blijkt uit de hierna volgende conclusies, ligt de vindingrijkheid van de uitvinding in minder dan alle kenmerken van één enkele voorgaande uitvoeringsvorm zoals beschreven. Dus zijn de conclusies volgend op de beschrijving bij deze expliciet geïntegreerd in de gedetailleerde beschrijving van de uitvinding, waarbij elk van de conclusies op zich een afzonderlijke uitvoeringsvorm van de uitvinding vormt.Similarly, it is to be understood that in the description of the exemplary embodiments, various features of the invention are sometimes grouped in one embodiment, figure, or part of the description for the purpose of providing a clear description in order to understand the various features of the invention. make the invention clear. However, this method of representation does not mean that the invention would contain more features than those formulated in the claims. Instead, as is apparent from the following claims, the inventiveness of the invention lies in less than all the features of a single preceding embodiment as described. Thus, the claims following the description herein are explicitly integrated into the detailed description of the invention, each of the claims per se forming a separate embodiment of the invention.

Verder, hoewel sommige uitvoeringsvormen hierin beschreven bepaalde kenmerken bevatten en andere niet, worden combinaties van kenmerken van de verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als zijnde binnen de omvang van de uitvinding, zoals kan worden verstaan door de vakman.Furthermore, although some embodiments described herein contain certain features and others do not, combinations of features of the various embodiments are intended to be within the scope of the invention as may be understood by those skilled in the art.

In bijgaande beschrijving worden talrijke details beschreven en weergegeven. Het is echter duidelijk dat de uitvinding kan uitgevoerd worden zonder deze specifieke details. In andere gevallen worden al bekende methodes, structuren, elementen en dergelijke niet getoond om de beschrijving niet nodeloos onduidelijk te maken in het licht van de uitvinding.Numerous details are described and presented in the accompanying description. However, it is clear that the invention can be practiced without these specific details. In other cases, already known methods, structures, elements and the like are not shown in order not to unnecessarily obscure the description in the light of the invention.

De uitvinding zal nu worden beschreven aan de hand van een gedetailleerde beschrijving van verschillende uitvoeringsvormen van de uitvinding. Het is duidelijk dat andere uitvoeringsvormen geconfigureerd kunnen worden volgens de kennis van de vakman zonder af te wijken van de technische bijdrage van de uitvinding. De uitvinding wordt enkel beperkt door de bewoording van de aangehechte conclusies.The invention will now be described with reference to a detailed description of various embodiments of the invention. It is clear that other embodiments can be configured according to the knowledge of the skilled person without departing from the technical contribution of the invention. The invention is limited only by the wording of the appended claims.

Fig. 1a toont een sensormat volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De sensormat omvat meetmodules 10 die op hun beurt voorzien zijn van een aantal sensoren 11, middelen voor communicatie met de sensoren 12 en middelen om de meetmodule elektrisch te verbinden 14 met een andere meetmodule van de sensormat. De sensoren 11, middelen voor communicatie 12 en middelen voor elektrische verbinding 14 zijn in de uitvoeringsvorm van Fig. 1a gekoppeld, bv. gesoldeerd, aan een flexibele gedrukte bedrading 24. Deze gedrukte bedrading 24 kan bv. een dikte hebben van 18pm . In andere uitvoeringsvormen kan de gedrukte bedrading 24 een dikte hebben van 9pm, 12pm of 35 pm. In andere uitvoeringsvormen kunnen de sensoren, middelen voor communicatie en middelen voor elektrische verbinding op een andere, de vakman bekende wijze, aan elkaar gekoppeld zijn.FIG. 1a shows a sensor mat according to an embodiment of the invention. The sensor mat comprises measuring modules 10 which in turn are provided with a number of sensors 11, means for communication with the sensors 12 and means for electrically connecting the measuring module 14 to another measuring module of the sensor mat. The sensors 11, means for communication 12 and means for electrical connection 14 are in the embodiment of FIG. 1a coupled, e.g. soldered, to a flexible printed wiring 24. This printed wiring 24 can have a thickness of, for example, 18 µm. In other embodiments, the printed wiring 24 may have a thickness of 9 µm, 12 µm or 35 µm. In other embodiments, the sensors, means for communication, and means for electrical connection may be coupled to each other in a different manner known to those skilled in the art.

De meetmodules 10 in Fig. 1a hebben een dusdanige vorm dat wanneer zij onderling worden verbonden, er een dendritische maasstructuur van verbindingen ontstaat, zodanig dat de sensormat gas- en dampdoorlatend is. De meetmodule 10 wordt tevens vergroot getoond in Fig. 1b.The measuring modules 10 in FIG. 1a have a shape such that when they are interconnected, a dendritic mesh structure of connections is created such that the sensor mat is gas and vapor permeable. The measuring module 10 is also shown enlarged in FIG. 1b.

De dendritische maasstructuur is een boomachtige structuur met vertakkingen, vergelijkbaar met het menselijk zenuwstelsel. De vertakkingen oftewel dendrieten dienen om de elektrische signalen van de sensoren te ontvangen en door te geven. Tussen de dendrieten of vertakkingen zijn er openingen of mazen; in Fig. 1a zijn dit mazen met verschillende vormen, zoals mazen 21 en 22.The dendritic mesh structure is a tree-like structure with branches, similar to the human nervous system. The branches or dendrites serve to receive and transmit the electrical signals from the sensors. There are openings or meshes between the dendrites or branches; in FIG. 1a, these are meshes of various shapes, such as meshes 21 and 22.

De mazen 21 en 22 zijn gas- en dampdoorlatend. De gas- en dampdoorlatende oppervlakte van de sensormat is groter dan de niet-doorlatende oppervlakte. De sensormat uit Fig. 1a bestaat uit drie meetmodules 10, en heeft een totale oppervlakte die gelijk is aan de oppervlakte van de omschreven veelhoek, in dit geval de omschreven rechthoek 20. De totale maasoppervlakte van de sensormat van Fig. 1a is de som van de oppervlakten van alle mazen 21 en 22 van de sensormat, dus van alle mazen binnen de omschreven rechthoek 20. De som van de totale maasoppervlakte en de oppervlakte van de flexibele gedrukte bedrading 24, dus van het doorlatende gedeelte en het niet-doorlatende gedeelte, is natuurlijk de totale oppervlakte van de sensormat.The meshes 21 and 22 are gas and vapor permeable. The gas and vapor-permeable surface of the sensor mat is larger than the non-permeable surface. The sensor mat of FIG. 1a consists of three measuring modules 10, and has a total area equal to the area of the described polygon, in this case the described rectangle 20. The total mesh area of the sensor mat of FIG. 1a is the sum of the surfaces of all the meshes 21 and 22 of the sensor mat, that is to say of all the meshes within the defined rectangle 20. The sum of the total mesh surface and the surface of the flexible printed wiring 24, that is to say of the transmissive part and impermeable part, of course, is the total area of the sensor mat.

De totale maasoppervlakte is bij voorkeur groter dan 70 %_van de totale oppervlakte van de sensormat, meer bij voorkeur groter dan 75% van de totale oppervlakte van de sensormat.The total mesh area is preferably greater than 70% of the total area of the sensor mat, more preferably greater than 75% of the total area of the sensor mat.

De sensormat van Fig. 1a is modulair en bestaat, in de uitvoeringsvorm van Fig. 1a, uit drie meetmodules 10. Elke meetmodule 10 omvat vier middelen voor elektrische verbinding 14 met een andere meetmodule 10. Aan de randen van de sensormat kunnen nog andere meetmodules 10 elektrisch verbonden worden. Eén van de voordelen van een sensormat volgens de uitvinding is de aanpasbaarheid. De afmetingen van de sensormat kunnen aangepast worden, naargelang de vereisten, door het aantal meetmodules te wijzigen. Verder kunnen ook de gebruikte types sensoren aangepast worden: in één sensormat kunnen twee of meer verschillende meetmodules gebruikt worden, met elk hun eigen type of types sensoren. Door de modulariteit worden de kosten bovendien verlaagd.The sensor mat of FIG. 1a is modular and, in the embodiment of FIG. 1a, consisting of three measuring modules 10. Each measuring module 10 comprises four means for electrical connection 14 to another measuring module 10. Further measuring modules 10 can be electrically connected to the edges of the sensor mat. One of the advantages of a sensor mat according to the invention is the adaptability. The dimensions of the sensor mat can be adjusted, depending on the requirements, by changing the number of measuring modules. Furthermore, the types of sensors used can also be adapted: in one sensor mat, two or more different measuring modules can be used, each with their own type or types of sensors. Moreover, the costs are reduced due to the modularity.

Aangezien de sensor zelf rigide kan zijn, en dan geen buiging of torsie toelaat, kan het koppelen van de sensor aan de flexibele dendritische maasstructuur van de sensormat van onderhavige uitvinding de algemene rekbaarheid stimuleren. Een voordelig gevolg van de flexibele dendritische maasstructuur is dat door deze vorm men macroscopische rekbaarheid creëert, meer specifiek zal de maasstructuur voor rekbaarheid zorgen terwijl het materiaal waaruit deze bestaat niet noodzakelijk rekbaar moet zijn. De macroscopische rekbaarheid zal tevens, in geval van gebruik met een inclinatiesensor, ervoor zorgen dat de sensor de vervorming van het materiaal waarop of waartussen de sensor wordt aangebracht (bv. een matras) exact zal kunnen overnemen en volgenlSince the sensor itself can be rigid, and then does not allow bending or torsion, coupling the sensor to the flexible dendritic mesh structure of the sensor mat of the present invention can stimulate the general stretchability. An advantageous consequence of the flexible dendritic mesh structure is that this form creates macroscopic stretchability, more specifically the mesh structure will ensure stretchability, while the material of which it consists does not necessarily have to be stretchable. The macroscopic stretchability will also, in case of use with an inclination sensor, ensure that the sensor will be able to accurately take over and follow the deformation of the material on or between which the sensor is applied (eg a mattress).

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding, omvat elke meetmodule 10 van een sensormat sensoren 11 van een eerste type, bijvoorbeeld een temperatuursensor, een vochtigheidssensor, een versnellingsmeter, een druksensor, een krachtsensor, een inclinatiesensor of een kantelsensor. Een kantelsensor is een compacte sensor die schakelt wanneer hij een hellings- of kantelpunt overschrijdt. Dit gebeurt door de kanteling tussen twee assen van een referentievlak in twee of drie assen te meten. De kantelhoek kan worden gemeten met een versnellingsmeter, die tevens de juiste versnelling meet, of met een inclinatiesensor. De temperatuur- en vochtigheidssensoren kunnen worden gebruikt om absolute of relatieve waarden van temperatuur en vochtigheid te meten. Bij voorkeur zijn de sensoren soldeerbaar op de dendritische maasstructuur en leveren ze volledig gekalibreerde digitale signalen. Bijvoorbeeld de temperatuur en vochtigheid sensoren, SHT11 of SHT15 van Sensorion AG zijn geschikt om te worden gebruikt. Bovendien kan de afstand tussen de sensoren van de meetmodule 10 worden aangepast aan de specifieke behoeften en/of nieuwe ontwikkelingen in sensortechnologie. In sommige uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is de afstand tussen de sensoren 11 cm. Afhankelijk van de doelstellingen van de metingen (bijvoorbeeld een hoge nauwkeurigheid) kan dit aangepast worden.In an embodiment of the invention, each measuring module 10 of a sensor mat comprises sensors 11 of a first type, for example a temperature sensor, a humidity sensor, an accelerometer, a pressure sensor, a force sensor, an inclination sensor or a tilt sensor. A tilt sensor is a compact sensor that switches when it exceeds a slope or tilt point. This is done by measuring the tilt between two axes of a reference plane in two or three axes. The tilt angle can be measured with an accelerometer, which also measures the correct acceleration, or with an inclination sensor. The temperature and humidity sensors can be used to measure absolute or relative values of temperature and humidity. The sensors are preferably solderable on the dendritic mesh structure and provide fully calibrated digital signals. For example, the temperature and humidity sensors, SHT11 or SHT15 from Sensorion AG are suitable for use. Moreover, the distance between the sensors of the measuring module 10 can be adjusted to the specific needs and / or new developments in sensor technology. In some embodiments of the present invention, the distance between the sensors is 11 cm. This can be adjusted depending on the objectives of the measurements (for example, high accuracy).

Bovendien omvat de meetmodule 10 een middel om met de sensoren te kunnen communiceren, bij voorkeur een communicator chip 12. Bij voorbeeld de PIC16F88 microcontroller van Microchip is geschikt voor de communicatie met de sensoren. In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de meetmodule voorzien van Xbee of Bluetooth om draadloze communicatie met de sensoren mogelijk te maken. Een meetmodule 10 kan eveneens middelen 13 omvatten om de Outputs van de sensormetingen, ontvangen door de communicator chip 12, om te zetten naar een bus-signaal. Dit bus-signaal is een signaal dat wordt gecommuniceerd via een bus-netwerk topologie. Een bus-netwerk topologie is een netwerkarchitectuur waarin een reeks van stations, hier meetmodules 10, zijn verbonden via een gedeelde communicatielijn, een zogenaamde bus. Bovendien maakt de bus-netwerk topologie toevoeging van nieuwe apparaten mogelijk, doordat de bus-netwerk topologie gebruik maakt van een uitzend-kanaal, wat betekent dat alle aangesloten stations elk uitgezonden signaal kunnen ontvangen, en dat alle stations dezelfde prioriteit hebben in het gebruik van het netwerk om data te verzenden. De bus-netwerk topologie kan serieel of parallel zijn. In een bevoorrechte uitvoeringsvorm van de uitvinding is het bus-signaal een signaal volgens het RS 485 protocol.Moreover, the measuring module 10 comprises a means for communicating with the sensors, preferably a communicator chip 12. For example, the PIC16F88 micro-controller from Microchip is suitable for communication with the sensors. In another embodiment of the invention, the measuring module is provided with Xbee or Bluetooth to enable wireless communication with the sensors. A measuring module 10 may also comprise means 13 for converting the Outputs of the sensor measurements received by the communicator chip 12 into a bus signal. This bus signal is a signal that is communicated via a bus network topology. A bus network topology is a network architecture in which a series of stations, here measuring modules 10, are connected via a shared communication line, a so-called bus. In addition, the bus network topology allows the addition of new devices, because the bus network topology uses a broadcast channel, meaning that all connected stations can receive each broadcast signal, and that all stations have the same priority in the use of the network to send data. The bus network topology can be serial or parallel. In a preferred embodiment of the invention, the bus signal is a signal according to the RS 485 protocol.

Wanneer een meetsignaal binnenkomt van een sensor, wenst men in het algemeen te weten op welke positie op de sensormat de bewuste sensor zich bevindt. Dit kan gebeuren door, nadat de sensormat is samengesteld uit meetmodules, éénmalig een configuratie uit te voeren, waarbij met elke meetmodule, en met elke sensor binnen de meetmodule, de positie binnen de sensormat geassocieerd wordt.When a measurement signal arrives from a sensor, it is generally desired to know at which position the sensor in question is located on the sensor mat. This can be done by performing a one-off configuration after the sensor mat is composed of measuring modules, whereby the position within the sensor mat is associated with each measuring module and with each sensor within the measuring module.

Fig. 2 toont een sensormat volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding De mazen 23 hebben hier een andere vorm. De sensormat heeft een lay-out van 1x2 meetmodules en telt in totaal acht sensoren. In sommige uitvoeringsvormen is de sensormat voorzien van meetmodules 10, waarbij elke meetmodule voorzien is van identieke sensoren van een eerste type; bijvoorbeeld elke meetmodule bevat vier versnellingsmeters. De meetmodule is aangesloten op een tweede meetmodule 10, door een middel om de meetmodules elektrisch te verbinden 14, bv. soldeereilanden 14. Andere mogelijkheden om de meetmodules elektrisch met elkaar te verbinden zijn geleidende haken of geleidende Velcro-type materialen. De sensormat bestaande uit meetmodules met slechts versnellingsmeters kan worden gebruikt voor bewegingsmetingen. In een andere mogelijke sensormat is elke meetmodule voorzien van vier gecombineerde temperatuur- en vochtigheidssensoren; in een andere uitvoeringsvorm omvat elke meetmodule van de sensormat vier temperatuursensors en vier vochtigheidssensoren. De onderhavige uitvinding kan natuurlijk variaties omvatten van de beschreven uitvoeringsvoorbeelden. Bijvoorbeeld kan men een verscheidenheid aan meetmodules gebruiken als alternatieven.FIG. 2 shows a sensor mat according to another embodiment of the invention. The meshes 23 here have a different shape. The sensor mat has a layout of 1x2 measuring modules and has a total of eight sensors. In some embodiments, the sensor mat is provided with measuring modules 10, wherein each measuring module is provided with identical sensors of a first type; for example, each measuring module contains four accelerometers. The measuring module is connected to a second measuring module 10, by means for electrically connecting the measuring modules 14, e.g. soldering islands 14. Other possibilities for electrically connecting the measuring modules to one another are conductive hooks or conductive Velcro-type materials. The sensor mat consisting of measuring modules with only accelerometers can be used for movement measurements. In another possible sensor mat, each measuring module is equipped with four combined temperature and humidity sensors; in another embodiment, each sensor module measurement module comprises four temperature sensors and four humidity sensors. The present invention can of course comprise variations of the exemplary embodiments described. For example, a variety of measurement modules can be used as alternatives.

In een andere uitvoeringsvorm is de sensormat voorzien van een aantal meetmodules met identieke sensoren van een eerste type en een aantal andere meetmodule met sensoren van een ander, bijvoorbeeld meetmodules bestaande uit vier temperatuursensoren zijn elektrisch verbonden met meetmodules bestaande uit vier druksensoren, en omgekeerd.In another embodiment, the sensor mat is provided with a number of measuring modules with identical sensors of a first type and a number of other measuring module with sensors of another, for example measuring modules consisting of four temperature sensors are electrically connected to measuring modules consisting of four pressure sensors, and vice versa.

Fig. 3 illustreert de lay-out van een sensormat die galvanisch geïsoleerd is en die voorzien is met een USB-verbinding volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De lay-out van de sensormat maakt het plaatsen van de meetmodules mogelijk zodat er een bus-netwerk topologie en bus-signaal kan worden verstrekt doorheen de sensormat. Bij voorkeur is het bus-signaal een signaal volgens het RS 485-protocol. Dit signaal kan bijvoorbeeld verder worden omgezet worden naar een RS232-bus, en dan, volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, galvanisch geïsoleerd 30 en uiteindelijk omgezet naar een USB2-bus 40. In nog andere uitvoeringsvormen van de uitvinding is de sensormat voorzien van een voeding 15, bijvoorbeeld voor de communicator chip, die verstrekt wordt door de 5V voeding van de USB2-bus 40.FIG. 3 illustrates the layout of a sensor mat which is galvanically isolated and which is provided with a USB connection according to an embodiment of the invention. The layout of the sensor mat makes it possible to place the measurement modules so that a bus network topology and bus signal can be provided through the sensor mat. Preferably the bus signal is a signal according to the RS 485 protocol. This signal can, for example, be further converted to an RS232 bus, and then, according to another embodiment of the invention, galvanically isolated and finally converted to a USB2 bus 40. In still other embodiments of the invention, the sensor mat is provided with a power supply 15, for example for the communicator chip, which is supplied by the 5V power supply of the USB2 bus 40.

Eën van de toepassingen van een sensormat volgens de uitvinding is deze waarbij een sensormat wordt aangebracht op of in een matras, bij voorkeur tussen twee van de lagen waaruit de matras is opgebouwd. In de sensormat kunnen dan druksensoren, versnellingsmeters, kantelsensoren, inclinatiesensoren, temperatuursensoren of vochtigheidssensoren gebruikt worden, of een combinatie hiervan. Uit bv. de temperatuursignalen kan o.m. de positie van de persoon op de matras bepaald worden. Zoals hierboven al besproken is dit, zeker in een ziekenhuis of een rusthuis, zeer nuttige informatie. Enkele voordelen van een sensormat volgens uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn dat deze de patiënt niet hindert, robuust is, en de functies van de matras niet verstoort. Een ander voordeel is de rekbaarheid van de sensormat; zonder gebruik te maken van rekbare materialen kan de sensormat de vervorming van het materiaal, bijvoorbeeld de matras, exact overnemen en volgen. Ook is de sensormat door de dendritische maasstructuur rekbaar en gas- en dampdoorlatend is.One of the applications of a sensor mat according to the invention is that in which a sensor mat is arranged on or in a mattress, preferably between two of the layers from which the mattress is constructed. Pressure sensors, accelerometers, tilt sensors, inclination sensors, temperature sensors or humidity sensors can be used in the sensor mat, or a combination of these. From the temperature signals, for example, the position of the person on the mattress can be determined. As discussed above, this is very useful information, certainly in a hospital or retirement home. Some advantages of a sensor mat according to embodiments of the invention are that it does not hinder the patient, is robust, and does not disturb the functions of the mattress. Another advantage is the stretchability of the sensor mat; without using stretchable materials, the sensor mat can precisely take over and follow the deformation of the material, for example the mattress. The sensor mat is also elastic and gas and vapor permeable due to the dendritic mesh structure.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan een sensormat gebruikt worden om kenmerken van materialen te meten, zoals bijvoorbeeld isolerende eigenschappen en vochtdoorlaatbaarheid. Hiervoor kunnen twee sensormatten gebruikt worden, met daartussen het te testen materiaal, bv. een slaapzak of een kledingmateriaal. Voor dergelijke micro-klimatologische metingen kan men dan een warmteflux en/of vochtflux door het materiaal opleggen. Naargelang het geval gebruikt met dan sensormatten met temperatuur- en of vochtigheidssensoren. Door gebruik van twee sensormatten kunnen temperatuurs- en/of vochtgradiënten bepaald worden, waaruit, via de bekende, opgelegde flux, de materiaalkenmerken kunnen worden bepaald.In another embodiment of the invention, a sensor mat can be used to measure characteristics of materials, such as, for example, insulating properties and moisture permeability. Two sensor mats can be used for this, with the material to be tested in between, for example a sleeping bag or clothing material. For such micro-climatic measurements, a heat flux and / or moisture flux can then be imposed through the material. Used according to the case with then sensor mats with temperature and / or humidity sensors. By using two sensor mats, temperature and / or moisture gradients can be determined, from which the material characteristics can be determined via the known, imposed flux.

Hoewel de uitvinding beschreven is met verwijzing naar specifieke uitvoeringsvormen, zal het voor de vakman duidelijk zijn dat verschillende wijzigingen en aanpassingen in vorm en detail mogelijk zijn zonder af te wijken van de beschermingsomvang van de conclusies voor de huidige uitvinding.Although the invention has been described with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications in form and detail are possible without departing from the scope of the claims for the present invention.

Claims

A flexible sensor mat for measuring one or more parameters, the sensor mat comprising a number of measuring modules (10), each measuring module (10) comprising: - a number of sensors (11); - means for communication (12) with the sensors (11); - means for electrical connection (14) of the measuring module (10) to another measuring module (10) of the sensor mat; and wherein the sensor mat has a dendritic mesh structure, and wherein the dendritic mesh structure enables the flexible sensor mat to be gas and vapor permeable, and wherein the dendritic mesh structure stimulates overall stretchability.

Sensor mat according to claim 1, wherein the sensors (11) are rigid.

3. Sensor mat according to claim 1 or claim 2, wherein the sensor mat has a total surface area and wherein the sensor mat comprises a number of meshes (21, 22, 23) with a total mesh surface area that is greater than 70% of the total surface area of the sensor mat.

The sensor mat of claim 3 wherein the total mesh area is greater than 75% of the total area of the sensor mat.

Sensor mat according to one of the preceding claims, wherein each measuring module (10) of the sensor mat comprises a number of the means for electrical connection (14) and wherein this number is the same for each measuring module (10).

Sensor mat according to one of the preceding claims, wherein each measuring module (10) further comprises a flexible printed wiring (24), and wherein the sensors (11), the means for communication (12) with the sensors and the means for electrical connection ( 14) are coupled to the flexible printed wiring (24).

The sensor mat of claim 6 wherein the flexible printed wiring (24) has a thickness of less than 35 µm.

Sensor mat according to claim 7, wherein the flexible printed wiring (24) has a thickness of less than 12 μπι.

The sensor mat according to any of claims 1 to 8, wherein each measuring module (10) of the sensor mat comprises sensors (11) of a first type.

Sensor mat according to one of claims 1 to 8, wherein a first measuring module (10) of the sensor mat comprises sensors (11) of a first type and a second measuring module (10) which forms part of the sensor mat and which is different from the first measuring module (10) comprises sensors (11) of a second type that is different from the first type.

Sensor mat as claimed in claim 9 or 10, wherein the sensor (11) of the first type is selected from the group consisting of a temperature sensor, a humidity sensor, an accelerometer, a pressure sensor, a force sensor, an inclination sensor and a tilt sensor.

Sensor mat according to one of the preceding claims, wherein the means for electrical connection (14) comprise a solder island (14).

Sensor mat according to any of the preceding claims, wherein the dendritic mesh structure of the flexible sensor mat enables the sensor mat to measure micro-climatic characteristics of a material to be examined.

Sensor mat as claimed in any of the foregoing claims, wherein the sensors send sensor signals and wherein each measuring module further comprises means for converting (13) the sensor signals to a bus signal.

The sensor mat of claim 14, wherein the bus signal is a signal according to an RS 485 protocol.

Sensor mat according to one of the preceding claims, wherein the sensor mat comprises a power supply (15).

The sensor mat according to any of the preceding claims, wherein the sensor mat is galvanically isolated.

Sensor mat as claimed in any of the foregoing claims, wherein the sensor mat is arranged on or in a mattress, preferably between two of the layers from which the mattress is constructed.

Method for assembling a flexible sensor mat for measuring one or more parameters, the method comprising the following steps: - a number of measuring modules (10) provided, wherein each measuring module (10) out of this number of measuring modules comprises a number of sensors (11 ), a communicator chip (12) for communication with the plurality of sensors (11), and connections (14) for electrically connecting the measuring module (10) to another measuring module (10); - all measuring modules (10) from this number of measuring modules (10) are electrically interconnected via the connections (14) of the measuring modules (10), thereby creating a sensor mat with a dendritic mesh structure that is gas and vapor-permeable and in which the dendritic mesh structure stimulates general stretchability.