BR122022022226B1 - Sensor para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um sensor, sistema e método para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo. Em vez de métodos convencionais para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo, tal como verificação visual que requer inspeção constante do artigo, e para muitos artigos não é possível, ou o uso de indicadores quimicamente ativados que geralmente são de uso único, a presente invenção usa carga elétrica para detectar ou constatar a hidratação ou umidade de um artigo. Desse modo, a presente invenção visa fornecer uma maneira reutilizável para detectar ou constatar hidratação ou umidade em diferentes artigos. A presente invenção pode ser usada em aplicações em que a hidratação ou umidade muda frequentemente.

Description

O presente pedido de patente consiste em pedido dividido do pedido de patente de invenção BR 112021010283-3, de 28/11/2019. CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente divulgação refere-se, de modo geral, a um sensor, sistema e método para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo ao qual o sensor está conectado.

ANTECEDENTES

[0002] Muitos tipos diferentes de artigos são usados em uma casa típica. Durante o uso desses artigos, eles podem entrar em contato com um líquido, tais como água e/ou soluções ou misturas aquosas. A presença do líquido pode não ser imediatamente observável e, portanto, ações oportunas e adequadas em resposta podem não ser determinadas.

[0003] O artigo deve, então, ser constantemente verificado para determinar a presença de água.

[0004] Um exemplo de tal artigo é um artigo absorvente, em particular, um artigo descartável para cuidados pessoais, tais como uma fralda, um cueiro, uma fralda roupinha, uma roupa para incontinência de adulto e similares. Depois de colocada a fralda, não há como saber se há líquido (tal como urina) na fralda.

[0005] Um outro exemplo pode ser uma peça de roupa, por exemplo, uma camada em uma roupa de várias camadas. A roupa pode ter uma camada externa à prova d'água, com várias camadas de baixo para garantir que o usuário se mantenha aquecido. Se a camada impermeável for rompida, uma camada externa das camadas inferiores será exposta aos elementos, a camada externa poderá ficar molhada. Por causa das outras camadas intermediárias entre o usuário e a camada externa, a ruptura da camada impermeável pode não ser imediatamente aparente para o usuário, levando a mais entrada de água.

[0006] Estão disponíveis indicadores quimicamente ativados que contêm vários compostos químicos que sofrem uma reação química quando expostos à hidratação. Esses indicadores são geralmente de uso único e podem não indicar a quantidade de hidratação presente.

[0007] Indicadores que contêm sensores também estão disponíveis, utilizando sensores capacitivos, resistivos, indutivos, ópticos e de sonar.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Em um primeiro aspecto, a presente invenção pode consistir amplamente em um sensor para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo ao qual o sensor está ligado, em que o sensor compreende: uma primeira placa e uma segunda placa, em que a primeira placa e a segunda placa são eletricamente condutoras, em que a primeira placa e a segunda placa são orientadas ao longo de e/ou paralelas a um plano de sensor, o plano de sensor configurado para ser orientado, em uso, substancialmente paralelo ao artigo ao qual o sensor está fixado, em que a primeira placa está localizada entre uma primeira porção da segunda placa e uma segunda porção da segunda placa.

[0009] Em um aspecto adicional, a presente invenção pode consistir amplamente em um sensor para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo, de preferência, um artigo absorvente, ao qual o sensor está fixado, em que o sensor compreende: uma primeira placa (11) e uma segunda placa (12), em que a primeira placa e a segunda placa são eletricamente condutoras, em que a primeira placa é separada da segunda placa por uma camada dielétrica intermediária (20), em que visto em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa, uma das seguintes condições é atendida: a projeção da primeira placa no plano não se sobrepõe à segunda placa; ou a projeção da primeira placa no plano se sobrepõe a menos de 5% da área de superfície da segunda placa com a segunda placa; o dito sensor compreende ainda um meio de medição configurado para medir um valor representativo para uma carga elétrica influenciada pela hidratação nas proximidades da primeira placa.

[0010] De acordo com um outro aspecto, quando visto em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa, o formato da projeção da primeira placa no plano é substancialmente complementar ao formato da segunda placa.

[0011] De acordo com um outro aspecto, quando vista em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa, a projeção da primeira placa no plano está a uma distância (d) da segunda placa.

[0012] De acordo com um outro aspecto, a primeira porção da segunda placa está localizada em ou adjacente a uma primeira borda da primeira placa, e em que a segunda porção da segunda placa está localizada em ou adjacente a uma segunda borda da primeira placa.

[0013] De acordo com um outro aspecto, a primeira borda está localizada adjacente à segunda borda e/ou em que a primeira borda está localizada oposta à segunda borda.

[0014] De acordo com um outro aspecto, uma porção da segunda placa está localizada em cada lado da primeira placa.

[0015] De acordo com um outro aspecto, a segunda placa compreende uma ou mais porções adicionais, localizadas em ou perto de uma ou mais bordas da primeira placa.

[0016] De acordo com um outro aspecto, a primeira placa compreende uma tira alongada.

[0017] De acordo com um outro aspecto, a segunda placa compreende um par de tiras alongadas, em que cada tira alongada do par de tiras alongadas é uma dentre a primeira porção ou a segunda porção da segunda placa.

[0018] De acordo com um outro aspecto, a primeira placa é deslocada verticalmente da segunda placa, e em que a primeira placa está configurada para ser localizada, em uso, mais perto do artigo ao qual o sensor está fixado do que a segunda placa, ou a segunda placa está configurada estar localizada, em uso, mais perto do artigo ao qual o sensor está fixado do que a primeira placa.

[0019] De acordo com um outro aspecto, uma camada intermediária é fornecida entre a primeira placa e a segunda placa.

[0020] De acordo com um outro aspecto, a camada intermediária é uma camada isolante e/ou uma camada dielétrica.

[0021] De acordo com um outro aspecto, a camada intermediária é um substrato ao qual a primeira placa e a segunda placa são fixadas, de preferência, um PCB, com mais preferência, um PCB flexível.

[0022] De acordo com um outro aspecto, a camada intermediária se estende além de uma borda da primeira placa ou segunda placa para fornecer uma superfície à qual os componentes elétricos podem ser fixados.

[0023] De acordo com um outro aspecto opcionalmente em combinação com qualquer uma das cláusulas anteriores, em que a camada dielétrica intermediária (20) é um substrato ao qual a primeira placa e a segunda placa são fixadas, de preferência, um PCB, com mais preferência, um PCB flexível, em que a camada dielétrica intermediária se estende além de uma borda da primeira placa e/ou da segunda placa para fornecer uma superfície de montagem, em que os meios de medição são fornecidos na superfície de montagem.

[0024] De acordo com um outro aspecto opcionalmente em combinação com qualquer uma das cláusulas anteriores, em que os meios de medição são configurados para carregar um capacitor formado pela primeira e pela segunda placas e a camada dielétrica intermediária, para descarregar ativamente o dito capacitor e para medir um sinal elétrico, de preferência, uma tensão, entre a primeira e a segunda placas após a dita descarga ativa.

[0025] De acordo com um outro aspecto, os componentes elétricos são um ou mais dos seguintes: um microcontrolador uma bateria ou outra fonte de energia um comparador um conversor analógico para digital um componente integrado um resistor um transistor um capacitor um indutor um comutador um diodo e/ou LED um cristal de ressonância uma antena um transistor um módulo de comunicação um módulo de exibição.

[0026] De acordo com um outro aspecto, a camada intermediária tem menos de 25 mm de espessura, ou entre cerca de 0,05 e 25 mm de espessura, ou entre cerca de 0,02 mm e 2,5 mm de espessura.

[0027] De acordo com um outro aspecto, a primeira placa é fornecida em um primeiro lado do sensor, em que o primeiro lado é configurado para estar localizado em direção ao artigo em uso.

[0028] De acordo com um outro aspecto, a segunda placa é fornecida em um segundo lado do sensor, em que o segundo lado é configurado para estar localizado longe do artigo em uso.

[0029] De acordo com um outro aspecto, o sensor tem uma camada protetora.

[0030] De acordo com um outro aspecto, a camada protetora é fornecida como uma camada externa configurada para fornecer proteção ao sensor.

[0031] De acordo com um outro aspecto, a camada protetora é configurada para encapsular o sensor.

[0032] De acordo com um outro aspecto, a camada protetora é ou compreende um ou mais dentre: uma camada de polímero, ou tinta, ou tinta látex, ou borracha ou vidro.

[0033] De acordo com um outro aspecto, a camada protetora é configurada para ser um material eletricamente isolante.

[0034] De acordo com um outro aspecto, a camada protetora é configurada para ter menos do que cerca de 25 mm de espessura, ou entre cerca de 5 e cerca de 20 mm de espessura.

[0035] De acordo com um outro aspecto, o sensor compreende uma porção de fixação.

[0036] De acordo com um outro aspecto, a porção de fixação é fornecida em um lado (opcionalmente um primeiro lado) do sensor.

[0037] De acordo com um outro aspecto, a porção de fixação é configurada para permitir a fixação do sensor ao artigo.

[0038] De acordo com um outro aspecto, a porção de fixação permite a conexão e a desconexão do sensor ao artigo.

[0039] De acordo com um outro aspecto, a porção de fixação compreende um ou mais dos seguintes: um material de gancho e/ou laço um adesivo um alfinete ou botão um mecanismo de fixação eletrostática.

[0040] De acordo com um outro aspecto, o sensor é formado integralmente com o artigo.

[0041] De acordo com um outro aspecto, o sensor compreende pelo menos uma camada de isolamento.

[0042] De acordo com um outro aspecto, a camada de isolamento está localizada em um lado (opcionalmente um segundo lado) do sensor configurado para estar localizado longe do artigo em uso.

[0043] De acordo com um outro aspecto, a camada de isolamento compreende uma camada isolante.

[0044] De acordo com um outro aspecto, a camada isolante da camada de isolamento é uma camada de polímero.

[0045] De acordo com um outro aspecto, a camada de isolamento compreende uma folha condutora.

[0046] De acordo com um outro aspecto, a camada de isolamento é configurada para isolar o sensor do ambiente externo.

[0047] De acordo com um outro aspecto, o artigo é um ou mais dos seguintes: um artigo absorvente, em particular, um artigo descartável para cuidados pessoais, tais como uma fralda, um cueiro, uma fralda roupinha, uma roupa para incontinência de adulto e similares, curativo (por exemplo, um curativo para feridas) roupa de cama roupas uma tampa ou recipiente um objeto ou material o qual é configurado para desempenhar ou absorver hidratação um objeto ou material o qual é configurado para secar ao longo do tempo (por exemplo, concreto ou madeira).

[0048] Em um aspecto adicional, a presente invenção pode consistir amplamente em um sistema para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo ao qual o sistema está ligado, em que o sistema compreende: um controlador ou processador, um sensor, em que o sensor é configurado para armazenar uma carga elétrica, e em que a capacidade de armazenamento de carga elétrica do sensor é baseada na hidratação ou na umidade do artigo, em que o controlador é configurado para: carregar o sensor por um primeiro período de tempo e, após o primeiro período de tempo, descarregar parcialmente o sensor por um segundo período de tempo e, subsequentemente, medir uma saída do sensor, opcionalmente em um tempo predeterminado, em que o controlador é configurado para determinar uma saída do sensor indicativa da hidratação ou umidade do artigo com base na saída medida do sensor.

[0049] De acordo com um outro aspecto, o controlador é configurado para, após o primeiro período de tempo, descarregar ativamente pelo menos parcialmente o sensor por um segundo período de tempo.

[0050] De acordo com um outro aspecto, o sensor compreende uma primeira e uma segunda placas separadas por uma camada dielétrica (20), e em que o controlador é configurado para, após o primeiro período de tempo, descarregar ativamente pelo menos parcialmente o sensor conectando-se a primeira e a segunda placa substancialmente com o mesmo potencial.

[0051] De acordo com um outro aspecto, o sensor compreende uma ou mais placas (opcionalmente, as placas são eletricamente condutoras).

[0052] De acordo com um outro aspecto, o sensor é o sensor, de acordo com qualquer uma das cláusulas anteriores.

[0053] De acordo com um outro aspecto, o sensor é carregado fornecendo-se ou aplicando-se uma diferença de potencial ou tensão através do sensor.

[0054] De acordo com um outro aspecto, o sensor é carregado fornecendo-se ou aplicando-se uma diferença de potencial ou tensão através de uma ou da primeira placa e uma ou da segunda placa.

[0055] De acordo com um outro aspecto, o sensor é carregado com uma tensão constante.

[0056] De acordo com outro aspecto, o primeiro período de tempo é de cerca de 30 μs.

[0057] De acordo com outro aspecto, o primeiro período de tempo é de cerca de 20 μs, ou cerca de 10 μs, ou cerca de 5 μs, ou cerca de 2 μs.

[0058] De acordo com um outro aspecto, o segundo período de tempo é de cerca de 7 μs.

[0059] De acordo com um outro aspecto, o sensor é descarregado através de uma resistência conhecida.

[0060] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é medida por um conversor analógico para digital (opcionalmente por meio de um circuito divisor de tensão).

[0061] De acordo com um outro aspecto, o sistema compreende pelo menos um elemento de memória.

[0062] De acordo com um outro aspecto, o sistema compreende um ou mais comutadores configurados para serem controlados pelo dito processador para carregar e/ou descarregar o sensor (opcionalmente, os comutadores são um ou mais transistores).

[0063] De acordo com um outro aspecto, a saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo é ainda baseada em uma medição de linha de base inicial.

[0064] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é proporcional à umidade ou hidratação do artigo.

[0065] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é maior quando o artigo está molhado ou hidratado do que quando o artigo está seco.

[0066] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é menor quando o artigo está seco do que quando o artigo está molhado ou hidratado.

[0067] De acordo com um outro aspecto, a saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo é baseada em uma comparação entre uma primeira derivada da saída do sensor e/ou opcionalmente uma segunda derivada da saída do sensor.

[0068] Em um aspecto adicional, a presente invenção pode consistir amplamente em um método implementado por processador para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo, em que o método compreende: carregar um sensor por um primeiro período de tempo, e após o primeiro período de tempo, descarregar parcialmente o sensor por um segundo período de tempo e, subsequentemente, medir uma saída do sensor opcionalmente em um tempo predeterminado, e determinar uma saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo com base na saída medida do sensor.

[0069] De acordo com um outro aspecto, o sensor compreende uma ou mais placas (opcionalmente, as placas são eletricamente condutoras).

[0070] De acordo com um outro aspecto, o sensor é o sensor, de acordo com qualquer uma das cláusulas anteriores.

[0071] De acordo com um outro aspecto, o sensor é carregado fornecendo-se uma diferença de potencial ou tensão através do sensor.

[0072] De acordo com um outro aspecto, o sensor é carregado fornecendo-se uma diferença de potencial ou tensão através de uma ou da primeira placa e uma ou da segunda placa.

[0073] De acordo com um outro aspecto, o sensor é carregado com uma tensão constante.

[0074] De acordo com outro aspecto, o primeiro período de tempo é de cerca de 30 μs.

[0075] De acordo com outro aspecto, o primeiro período de tempo é de cerca de 20 μs, ou cerca de 10 μs, ou cerca de 5 μs, ou cerca de 2 μs.

[0076] De acordo com um outro aspecto, o segundo período de tempo é de cerca de 7 μs.

[0077] De acordo com um outro aspecto, o sensor é descarregado através de uma resistência conhecida.

[0078] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é medida por meio de um conversor analógico para digital (opcionalmente por meio de um circuito divisor de tensão).

[0079] De acordo com um outro aspecto, o processador é interfaceado e/ou conectado a pelo menos um elemento de memória.

[0080] De acordo com um outro aspecto, um ou mais comutadores são configurados para serem controlados pelo dito processador para carregar e/ou descarregar o sensor (opcionalmente, os comutadores são um ou mais transistores).

[0081] De acordo com um outro aspecto, a saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo é ainda baseada em uma medição de linha de base inicial.

[0082] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é proporcional à umidade ou hidratação do artigo.

[0083] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é maior quando o artigo está molhado ou hidratado do que quando o artigo está seco.

[0084] De acordo com um outro aspecto, a saída do sensor é menor quando o artigo está seco do que quando o artigo está molhado ou hidratado.

[0085] De acordo com um outro aspecto, a saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo é baseada em uma comparação entre uma primeira derivada da saída do sensor e/ou opcionalmente uma segunda derivada da saída do sensor.

[0086] De acordo com um outro aspecto, um sinal de evento é gerado em resposta à primeira derivada e/ou à segunda derivada que atende um limite predeterminado.

[0087] Em um aspecto adicional, a presente invenção pode consistir amplamente em um método implementado por processador para determinar a hidratação ou umidade de um artigo, em que o método compreende: receber uma série de leituras de medição de um sensor indicativo da hidratação ou umidade do artigo, calcular a primeira derivada da diferença entre leituras de medição consecutivas, opcionalmente calcular a segunda derivada da diferença entre os primeiros cálculos consecutivos da primeira derivada, e comparar o cálculo da primeira derivada e o cálculo da segunda derivada.

[0088] De acordo com um outro aspecto, o recebimento de uma série de leituras de medição de um sensor indicativo da hidratação ou umidade do artigo compreende o método, de acordo com qualquer uma das cláusulas do método acima.

[0089] De acordo com um outro aspecto, a série de leituras de medição do sensor indicativas da hidratação ou umidade do artigo é a saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo com base na saída medida do sensor, de acordo com qualquer uma das cláusulas do sensor acima.

[0090] De acordo com um outro aspecto, o sensor é o sensor, de acordo com qualquer uma das cláusulas de sensor acima.

[0091] De acordo com um outro aspecto, o método é realizado pelo sistema, de acordo com qualquer uma das cláusulas do sistema acima.

[0092] De acordo com um outro aspecto, o cálculo da primeira derivada é ainda comparado com pelo menos um cálculo anterior de primeira derivada.

[0093] De acordo com um outro aspecto, o cálculo da segunda derivada é ainda comparado com pelo menos um cálculo anterior da segunda derivada.

[0094] De acordo com um outro aspecto, nenhum pico de primeira derivada e nenhum pico de segunda derivada indicam que a hidratação ou umidade do artigo medida pelo sensor é constante ou imutada.

[0095] De acordo com um outro aspecto, um pequeno pico de primeira derivada e nenhum ou quase nenhum pico de segunda derivada indicam que o sensor foi fixado a um artigo.

[0096] De acordo com outro aspecto, um grande pico negativo da primeira derivada e um pico de segunda derivada indo de um valor positivo para um valor negativo indicam que o sensor foi removido de um artigo com um alto nível de hidratação ou umidade.

[0097] De acordo com um outro aspecto, um pico positivo de primeira derivada e um pico de segunda derivada indo de um valor negativo para um valor positivo indicam que a hidratação ou umidade do artigo medida pelo sensor está aumentando.

[0098] De acordo com outro aspecto, um ligeiro pico positivo da primeira derivada e um pico da segunda derivada indo de um valor negativo para um valor positivo indicam que o artigo está se aproximando do ponto de saturação.

[0099] De acordo com um outro aspecto, um pico decrescente da primeira derivada e um pico decrescente da segunda derivada após uma indicação de um aumento da hidratação ou umidade do artigo indicam que o artigo atingiu o ponto de saturação.

[00100] De acordo com um outro aspecto, a medição é realizada automaticamente, por exemplo, de acordo com um período predeterminado e/ou em que a medição é realizada após o recebimento de um disparo, por exemplo, a pedido de um usuário, ou após um sinal detectado.

[00101] Uma vantagem técnica da presente invenção é alcançada medindo-se a ionização do ambiente em torno do sensor com precisão usando a configuração do sensor (tendo uma primeira e uma segunda placas), conforme descrito.

[00102] Uma outra vantagem técnica pode ser alcançada, uma vez que o presente arranjo não requer descarga total da célula eletromecânica entre as medições, como é necessário com as técnicas de medição capacitivas.

[00103] Deve ser entendido que modalidades alternativas podem compreender qualquer uma ou todas as combinações de duas ou mais das peças, elementos ou recursos, ou aplicações ilustrados, descritos ou referidos neste relatório descritivo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00104] A Figura 1 mostra uma vista inferior de um sensor.

[00105] A Figura 2 mostra uma vista superior de um sensor.

[00106] As Figuras 3 a 5 mostram cortes transversais de um sensor.

[00107] A Figura 6 mostra um exemplo de saída de um sensor.

[00108] A Figura 7 mostra as vistas superior e inferior de um sistema que inclui um sensor.

[00109] A Figura 8 mostra um sistema fixado a um artigo.

[00110] A Figura 9 mostra um circuito do sensor/sistema.

[00111] A Figura 10 mostra um fluxograma de um ciclo de medição para o sistema.

[00112] A Figura 11 mostra uma vista geral esquemática do sistema.

[00113] A Figura 12 mostra um gráfico de leituras de medição tomadas a partir de um sensor em diferentes níveis de hidratação ou umidade e outros pontos de dados associados.

[00114] A Figura 13 mostra um fluxograma de um método que utiliza uma 1a e uma 2a derivadas.

[00115] A Figura 14 mostra uma série de gráficos de saída (200, 300, 400) de um sensor exemplificativo, em que a série 200 é a saída bruta do sensor e a série 300 é uma saída filtrada e a série 400 é uma saída de primeira derivada.

[00116] A Figura 15A mostra uma vista frontal de ilustração esquemática (olhando para o segundo lado 22) de um sensor, que tem uma matriz de subsensores 10.

[00117] A Figura 15B mostra uma ilustração esquemática de volta à vista (olhando para o primeiro lado 21) de um sensor, tendo uma matriz de subsensores 10.

[00118] A Figura 15C mostra uma vista esquemática em corte transversal do sensor da Figura 15 A.

[00119] A Figura 16A mostra uma ilustração esquemática de uma outra configuração alternativa do sensor 10.

[00120] A Figura 16B mostra uma vista esquemática em corte transversal do sensor da Figura 16A, ao longo da linha AA.

[00121] A Figura 16C mostra uma vista esquemática em corte transversal do sensor da Figura 16A, ao longo da linha BB.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00122] É divulgado um sensor, sistema que inclui o sensor e método para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo ao qual o sensor está fixado.

[00123] O sensor pode ser configurado para medir a presença de qualquer líquido ou fluido. Por exemplo, no caso em que o artigo é uma fralda para uma criança, o sensor pode ser configurado para medir a presença de urina.

[00124] O sensor 10 pode ser um sensor 10 que tem uma saída que é indicativa da hidratação ou umidade de um artigo 28.

[00125] Em particular, será observado que o sensor é, de preferência, capaz de detectar hidratação ou umidade de um artigo sem estar diretamente em contato com a hidratação ou umidade. Ou seja, o sensor é capaz de detectar a hidratação ou umidade dentro de uma fralda (por exemplo), quando fixado ao lado externo (lado seco) da fralda.

[00126] Esse recurso é altamente desejável, pois permite qualquer uma ou mais das seguintes vantagens: • facilidade de adicionar/remover o sensor do artigo • facilidade de acessar o sensor (particularmente útil onde o módulo do sensor fornece saída visual e/ou audível, ou requer outra interação e/ou manutenção, tais como carregamento, recarregamento, transferência por download de dados, etc.) • manter o sensor higienicamente limpo, o que torna o aparelho mais benéfico e/ou mais facilmente reutilizável.

[00127] O sensor 10 pode ser um sensor do tipo capacitivo que varia quanto à capacitância dependendo do teor de hidratação ou umidade do artigo 28. Por exemplo, um artigo com um teor de hidratação relativamente maior leva a uma capacitância relativamente maior do sensor 10 em comparação com um artigo com um teor de hidratação relativamente menor.

[00128] Em algumas modalidades, o sensor pode ser um sensor para o qual a capacidade de armazenamento de carga do sensor muda dependendo do teor de hidratação ou umidade do artigo 28. Por exemplo, um artigo com um teor de hidratação relativamente maior leva a uma capacidade de armazenamento de carga relativamente maior do sensor 10 em comparação com um artigo com um teor de hidratação relativamente menor.

[00129] Em algumas modalidades, o sensor pode ser um sensor do tipo indutivo e a indutância pode variar com base no teor de hidratação do artigo.

[00130] As Figuras 1 a 5 mostram um sensor 10. O sensor pode compreender uma primeira placa 11 e uma segunda placa 12. A primeira placa 11 e a segunda placa 12 podem ser eletricamente condutoras.

[00131] A primeira placa 11 e a segunda placa 12 podem ser produzidas a partir de um material metálico, tal como cobre, ou alumínio, ou estanho, ou chumbo, ou qualquer metal condutor ou liga.

[00132] A primeira placa 11 e a segunda placa 12 podem ser orientadas ao longo e/ou substancialmente paralelas a um plano de sensor nominal 13. O plano de sensor 13 pode ser orientado, durante o uso, substancialmente paralelo ao artigo 28 ao qual o sensor 10 está fixado.

[00133] A primeira placa 11 pode estar localizada entre uma primeira porção 14 da segunda placa 12 e uma segunda porção 15 da segunda placa 12 (quando vista em vista plana).

[00134] A primeira porção 14 da segunda placa 12 pode estar localizada em ou adjacente a uma primeira borda 18 da primeira placa 11, ou alternativamente perto de uma primeira borda 18 da primeira placa 11 de modo que nenhuma sobreposição ocorra, ou de modo que ocorra menos do que aproximadamente 5% (da área da segunda placa) de sobreposição quando vista em vista plana. Ainda alternativamente, um pequeno vão (equivalente a ‘d’ nas Figuras 15 e 16) pode estar presente.

[00135] A segunda porção 15 da segunda placa 12 pode estar localizada em ou adjacente a uma segunda borda 19 da primeira placa 11, ou alternativamente perto de uma segunda borda 19 da primeira placa 11 de modo que nenhuma sobreposição ocorra, ou de modo que ocorra menos do que aproximadamente 5% (da área da segunda placa) de sobreposição quando vista em vista plana. Ainda alternativamente, um pequeno vão (equivalente a ‘d’ nas Figuras 15 e 16) pode estar presente.

[00136] A primeira porção 14 da segunda placa 12 pode estar localizada em ou adjacente a uma primeira borda do sensor ou, alternativamente, perto de uma primeira borda do sensor de modo que nenhuma sobreposição ocorra, ou de modo que ocorra menos de aproximadamente 5% (da área da segunda placa) de sobreposição quando vista em vista plana. Ainda alternativamente, um pequeno vão (equivalente a ‘d’ nas Figuras 15 e 16) pode estar presente.

[00137] A segunda porção 15 da segunda placa 12 pode estar localizada em ou adjacente a uma segunda borda do sensor 10 ou, alternativamente, perto de uma segunda borda do sensor de modo que nenhuma sobreposição ocorra, ou de modo que ocorra menos do que aproximadamente 5% (da área da segunda placa) de sobreposição quando vista em vista plana. Ainda alternativamente, um pequeno vão (equivalente a ‘d’ nas Figuras 15 e 16) pode estar presente.

[00138] A primeira borda do sensor 10 pode estar localizada adjacente à segunda borda e/ou a primeira borda do sensor 10 pode estar localizada oposta à segunda borda.

[00139] A primeira borda 18 da primeira placa 11 pode estar localizada adjacente à segunda borda 19 e/ou a primeira borda 18 da primeira placa 11 pode estar localizada oposta à segunda borda 19.

[00140] Cada porção (por exemplo, a primeira porção 14 e a segunda porção 15) da segunda placa 12 pode estar localizada em cada lado da primeira placa 11.

[00141] A segunda placa 12 pode compreender uma ou mais porções adicionais. A uma ou mais poções adicionais podem estar localizadas em ou adjacentes a uma ou mais bordas da primeira placa 11.

[00142] A primeira placa 11 pode ser ou compreender uma tira alongada.

[00143] A segunda placa 12 pode compreender um par de tiras alongadas. Cada tira alongada do par de tiras alongadas pode ser uma dentre a primeira porção 14 ou a segunda porção 15 da segunda placa 12.

[00144] Em modalidades preferenciais, quando visto em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa, a forma da projeção da primeira placa no plano é substancialmente complementar à forma da segunda placa.

[00145] A primeira placa 11 pode ser, por exemplo, um formato de X ou + em que cada porção da segunda placa 12 está localizada entre braços adjacentes ou projeções da primeira placa 11.

[00146] Por exemplo, o sensor pode ser configurado como uma matriz de subsensores (equivalente ao sensor 10), a fim de fornecer saída de zonas separadas. Tal configuração é mostrada esquematicamente na Figura 15, incluindo uma bateria 30 e controlador/IC/meios de medição 31.

[00147] A Figura 15A mostra um segundo lado de um sensor e ilustra uma lacuna ‘d’ entre a primeira placa 11 e a segunda placa 12, de modo que, quando vista em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa 12, a projeção da primeira placa não se sobrepõe à segunda placa.

[00148] A Figura 15B mostra um primeiro lado do sensor 10 da Figura 15A. A Figura 15C mostra uma vista em corte transversal que ilustra um deslocamento preferencial através da espessura do sensor 10 entre a primeira (ou primeiras) placa 11 e a segunda (ou segundas) placa 12.

[00149] Se presentes, tais dados de saída de zona podem ser usados para derivar mais informações úteis, tais como direcionalidade e/ou migração de hidratação ou umidade entre/através das zonas. Alternativamente, isso pode ser alcançado com o uso de vários sensores.

[00150] A Figura 16 ilustra esquematicamente ainda outra configuração alternativa do sensor 10. Nesta configuração alternativa, a segunda placa 12 afunila em direção a uma borda do sensor 10. De uma maneira similar à descrita acima com referência à Figura 15, esta modalidade ilustra uma lacuna ‘d’ de modo que, quando vista em uma vista plana, não há sobreposição entre a primeira placa 11 e a segunda placa 12. Alternativamente, quando visto em vista plana, a lacuna ‘d’ pode se aproximar de zero ou, alternativamente, ainda uma pequena sobreposição pode representar até aproximadamente 5% da área da segunda placa 12.

[00151] A Figura 16B ilustra esquematicamente um corte transversal ao longo da linha AA, enquanto a Figura 16C ilustra esquematicamente um corte transversal ao longo da linha BB.

[00152] A primeira placa 11 e/ou a segunda placa 12 podem compreender pelo menos um corte angular.

[00153] A segunda placa 12 pode ter cerca de 50 mm de comprimento e cada porção da segunda placa ou a segunda placa pode ter cerca de 15 mm ou cerca de 30 mm de largura.

[00154] A primeira placa 11 pode ter cerca de 50 mm de comprimento e cerca de 5 mm de largura.

[00155] Prevê-se que o formato externo do sensor 10 pode assumir várias formas. Por exemplo, o sensor pode ser aproximadamente redondo, retângulo alongado, oval alongado, em formato de gotícula e/ou qualquer outra variante prática. Nas modalidades mais preferenciais, a espessura do sensor é pequena para que o sensor geralmente forme uma tira flexível apropriada para fixação a um artigo.

[00156] Será observado que várias regiões do módulo de sensor podem variar em dimensão, particularmente em seções onde eletrônicos adicionais, tais como fonte de alimentação, PCB, controlador de IC, módulo de comunicação, etc. podem estar presentes.

[00157] A primeira placa 11 pode estar na mesma placa que a segunda placa 12.

[00158] A primeira placa 11 pode ser deslocada verticalmente da segunda placa 12. A primeira placa 11 pode ser configurada para estar localizada, em uso, mais perto do artigo 28 ao qual o sensor 10 está fixado do que a segunda placa 12.

[00159] A segunda placa 12 pode ser configurada para estar localizada, em uso, mais perto do artigo 28 ao qual o sensor 10 está fixado do que a primeira placa 11.

[00160] O sensor 10 pode compreender uma camada intermediária 20 fornecida entre a primeira placa 11 e a segunda placa 12.

[00161] A camada intermediária 20 pode ser uma camada isolante e/ou uma camada dielétrica.

[00162] A camada intermediária 20 pode ser ou compreender um polímero ou uma camada de fibra de vidro, ou um gás, ou bolso de polímero cheio de ar ou óleo ou qualquer material não condutor e/ou dielétrico. Em algumas modalidades, a camada intermediária 20 pode ser uma placa de circuito impresso (PCB).

[00163] A camada intermediária 20 pode ser um substrato ao qual a primeira placa e a segunda placa são depositadas, gravadas e/ou fixadas.

[00164] A camada intermediária 20 pode se estender além de uma borda da primeira placa 11 ou da segunda placa 12 para fornecer uma superfície ou área à qual os componentes elétricos podem ser fixados.

[00165] Em algumas modalidades, o sensor ou sistema pode compreender uma ou mais asas para fornecer uma superfície ou área à qual os componentes elétricos podem ser fixados.

[00166] Os componentes elétricos podem ser alojados em um ou mais alojamentos. O alojamento pode proteger os componentes elétricos dos ambientes circundantes.

[00167] Os componentes elétricos podem ser um ou mais dos seguintes: um microcontrolador e/ou processador uma bateria ou outra fonte de energia um comparador um conversor analógico para digital um componente integrado um resistor um capacitor um indutor um comutador um diodo e/ou LED um cristal de ressonância uma antena um transistor um módulo de comunicação. um módulo de exibição.

[00168] A camada intermediária 20 pode ter menos de 25 mm de espessura, ou entre cerca de 0,05 e 25 mm de espessura, ou entre cerca de 0,05 mm e 2,5 mm de espessura.

[00169] A primeira placa 11 pode ser fornecida em um primeiro lado 21 do sensor. O primeiro lado 21 é configurado para ser localizado em direção ao artigo 28 em uso.

[00170] A segunda placa 12 pode ser fornecida em um segundo lado 22 do sensor. O segundo lado 22 pode ser configurado para estar localizado longe do artigo 28 em uso.

[00171] O sistema e/ou o sensor 10 pode ter uma camada protetora 23, por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 7 e 8.

[00172] A camada protetora 23 pode ser fornecida como uma camada externa configurada para fornecer proteção ao sistema e/ou sensor.

[00173] A camada protetora 23 pode ser configurada para encapsular o sistema e/ou o sensor.

[00174] A camada protetora 23 pode ser uma camada de polímero.

[00175] A camada protetora 23 pode ser composta por um ou mais dentre: tinta ou tinta látex, ou borracha ou vidro.

[00176] A camada protetora 23 pode ser configurada para ser um material eletricamente isolante.

[00177] A camada protetora 23 pode ser configurada para fornecer uma cobertura impermeável para interromper a entrada de água no sensor 10.

[00178] A camada protetora 23 pode ser configurada para ter menos do que cerca de 25 mm de espessura, entre cerca de 5 e cerca de 20 mm de espessura.

[00179] Conforme mostrado, por exemplo, na Figura 7, o sensor 10 pode compreender uma porção de fixação 24.

[00180] A porção de fixação 24 pode ser fornecida em um lado e/ou um primeiro lado do sensor 10.

[00181] A porção de fixação 24 pode ser configurada para permitir a fixação do sensor 10 ao artigo 11. A Figura 8 mostra o sensor 10 afixado ou fixado a uma fralda com o uso da porção de fixação 24.

[00182] A porção de fixação 24 pode permitir a conexão e desconexão do sensor 10 ao artigo 28 e do mesmo. Por exemplo, o sensor 10 pode ser removido e reposicionado, se necessário, ou removido e transferido para outro artigo.

[00183] Em algumas modalidades, o sensor 10 pode ser reutilizado várias vezes em vários artigos 28.

[00184] A porção de fixação 24 pode compreender um ou mais dentre: um material de gancho e/ou laço um adesivo um alfinete ou botão um mecanismo de fixação eletrostática.

[00185] Em algumas modalidades, o artigo 28 pode compreender um bolso ou recurso configurado para reter o sensor 10.

[00186] O sensor 10 e/ou o sistema pode ser formado integralmente com o artigo 28.

[00187] O sensor 10 pode compreender pelo menos uma camada de isolamento 25.

[00188] A camada de isolamento 25 pode estar localizada em um lado e/ou no segundo lado 22 do sensor 10 configurado para ser localizado longe do artigo 28 em uso.

[00189] A camada de isolamento 25 pode compreender uma camada isolante 26.

[00190] A camada isolante 26 da camada de isolamento 25 pode ser uma camada de polímero. Em algumas modalidades, a camada de isolamento 25 pode compreender fibra de vidro ou vidro ou uma placa de circuito impresso (PCB), um bolso cheio de gás ou ar.

[00191] Em algumas modalidades, uma ou mais dentre a primeira placa 11 e/ou a segunda placa 12 podem ser depositadas, gravadas e/ou fixadas à camada de isolamento 25.

[00192] A camada de isolamento 25 pode compreender uma folha condutora 27.

[00193] A folha condutora 27 pode fornecer um plano condutor.

[00194] A camada de isolamento 25 pode ser configurada para isolar o sensor do ambiente externo.

[00195] O artigo pode ser um ou mais dentre: uma fralda, um curativo (por exemplo, um curativo para feridas), roupa de cama, roupa ou uma parte da roupa, ou capa ou recipiente de qualquer tipo, um objeto ou material que está configurado para assumir ou absorver hidratação, ou um objeto ou material que está configurado para secar ao longo do tempo (por exemplo, concreto ou madeira).

[00196] Em algumas modalidades, o artigo pode ser um curativo para feridas. Quando o curativo é colocado para cobrir uma ferida, pode ser difícil dizer se algum líquido, tal como sangue ou pus ou outro tipo de secreção corporal, ou água de fora, está sob o curativo ou qual quantidade desse líquido está presente.

[00197] Também é divulgado um sistema 9 que compreende um sensor 10.

[00198] Também é divulgado um método para detectar ou constatar hidratação ou umidade de um artigo ao qual o sistema está ligado.

[00199] O sistema 9 pode detectar ou constatar a hidratação ou umidade de um artigo ao qual o sistema está ligado.

[00200] O sistema 9 pode compreender um controlador ou processador.

[00201] O sistema 9 pode compreender um sensor 10. O sensor 10 pode ser o sensor, conforme descrito acima.

[00202] O sensor 10 pode ser configurado para armazenar uma carga elétrica e em que a capacidade de armazenamento de carga elétrica do sensor é baseada na hidratação ou umidade do artigo.

[00203] O controlador pode ser configurado para carregar o sensor por um primeiro período de tempo 50 e, após o primeiro período de tempo 50, descarregar o sensor por um segundo período de tempo 51 e, subsequentemente, medir uma saída do sensor. De preferência, a saída do sensor é medida em um tempo de medição predeterminado (por exemplo, após o tempo de descarga). O tempo de medição predeterminado pode variar dependendo do uso esperado do sensor e/ou carga esperada ou taxa de descarga. Em algumas modalidades, o tempo predeterminado pode ser de aproximadamente 10 a 1.000 microssegundos após a descarga.

[00204] O primeiro período de tempo 50 e/ou o segundo período de tempo 51 podem ser predeterminados.

[00205] A Figura 6 mostra um exemplo de carga e descarga do sensor - explicado em mais detalhes abaixo, a Figura 9 mostra parte de um circuito de exemplo para o sistema, e a Figura 10 mostra um exemplo de um ciclo de medição do sensor.

[00206] O ciclo de medição 64 contém uma fase de carregamento 60, uma fase de descarga parcial 61 e uma fase de medição 62.

[00207] O ciclo de medição 64 pode ser realizado de uma maneira sequencial com a fase de carregamento 60 sendo realizada primeiro seguida pela fase de descarga parcial 61 e, em seguida, a fase de medição 62.

[00208] Após o ciclo de medição 64 ou cada um dos mesmos, o sensor 10 pode descarregar até o equilíbrio.

[00209] O ciclo de medição pode ser realizado várias vezes por segundo.

[00210] Neste ponto, uma saída do sensor, neste caso, sendo uma tensão através do sensor 10, é V1a ou V2a. Na fase de descarga parcial 61, o sensor 10 é descarregado. Em algumas modalidades, o comutador S2 é fechado para introduzir um caminho de descarga adicional de modo a fornecer uma taxa de descarga mais rápida. O comutador S2 pode ser aberto no final da fase de descarga 61.

[00211] O ciclo de medição começa com a ativação de S1. Isso irá carregar o sensor (como uma célula eletroquímica) e a capacitância parasita do circuito. Na fase de carregamento 60 do ciclo de medição 64, o sensor 10 é carregado por um primeiro período de tempo 50 até um tempo T1. Neste ponto, uma saída do sensor, neste caso, sendo uma tensão através do sensor 10, é V1 ou V2. O sensor 10 é carregado aplicando uma tensão através do sensor 10, por exemplo, fechando o comutador S1, conforme mostrado na Figura 9.

[00212] Na fase de descarga ou descarga parcial 61 do ciclo de medição 64, o sensor 10 é descarregado por um segundo período de tempo 51 do tempo T1 ao tempo T2. Por exemplo, a fonte é desconectada e S2 é ativado para conectar ao aterramento por cerca de 7 μs (T2-T1). Isso drenará a capacitância parasita do circuito, inverterá a célula eletroquímica e fará com que a força eletromotriz volte a fluir. Após este curto período de início da descarga, ambos S1 e S2 são abertos para fazer com que R1 seja conectado a uma alta impedância. No momento em que S2 torna-se alto-Z, o ambiente ionizado continua descarregando. Esta corrente de descarga ou EMF resultará em uma tensão através de R3, que é medida pelo sensor, de preferência, em um tempo predeterminado (T3).

[00213] Quando um ambiente com uma melhor capacidade de ser carregado (uma fralda molhada, por exemplo), mais carga se acumulará e a corrente fluirá através de R2 e R3, resultando em uma tensão mais alta medida pelo ADC que se correlaciona com a umidade do meio ambiente.

[00214] O comportamento observado é o de uma pequena célula eletroquímica. Quando a energia é “injetada”, o eletrólito (ar/cueiro/cueiro úmido) é ionizado. Um cueiro úmido tem uma capacidade melhor de se ionizar do que um seco. Após o ciclo de carga, a célula muda de uma célula de eletrólito para uma célula galvânica, causando um curto- circuito no circuito por um curto período de tempo. Devido à lentidão da célula, o EMF começa a fluir após esse curto- circuito do circuito, que pode ser medido para indicar a hidratação no ambiente ao redor do sensor.

[00215] Na fase de medição 62 do ciclo de medição 64, uma saída do sensor é medida. A saída pode ser baseada na quantidade de carga e/ ou na quantidade de carga que foi descarregada. Em algumas modalidades, a saída do sensor pode ser baseada em uma propriedade elétrica do sensor. Em algumas modalidades, a saída do sensor pode ser baseada na voltagem através do sensor, ou outra voltagem no circuito, ou uma corrente extraída do sensor (por exemplo, através de um resistor conhecido). No circuito da Figura 9, por exemplo, a saída é uma tensão medida no ponto A. Na Figura 9, a saída é medida com o uso de um circuito divisor de tensão e um conversor analógico-digital. A saída do sensor é, então, fornecida ao processador ou controlador 33.

[00216] O processador ou controlador 33 pode, com base na saída do sensor, determinar uma saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo com base na saída medida do sensor 10.

[00217] Conforme mostrado na Figura 6, a linha 52 (linha tracejada) mostra um exemplo de ciclo de medição 64 para um sensor onde hidratação ou umidade está presente, enquanto a linha 53 mostra um exemplo de ciclo de medição 64 para um sensor onde hidratação ou umidade não está presente.

[00218] Para a linha 52, onde hidratação ou umidade está presente no tempo T1, a tensão V1 é a mesma que a tensão V2 para a linha 53, onde nenhuma hidratação está presente no sensor 10. O sensor tem uma capacidade de carga maior onde houver hidratação do que onde não há nenhuma hidratação. Portanto, dado o mesmo tempo de carga (o primeiro período de tempo 50) e um tempo de carga que garante que o sensor 10 seja totalmente carregado, independentemente do teor de hidratação, o sensor 10, onde há hidratação, manterá mais carga do que o sensor 10, onde nenhuma hidratação está presente, no entanto, a tensão através do sensor será a mesma (isto é, V1 = V2).

[00219] Subsequentemente, no final da fase de descarga parcial 61, a saída da tensão V1a do sensor 10 para a linha 52, em que a hidratação ou umidade está presente, será maior do que a tensão V2a para a linha 53, onde nenhuma hidratação está presente.

[00220] O processador ou controlador 33 pode comunicar a saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo com base em um dispositivo externo 31 através do módulo de comunicação 30.

[00221] O módulo de comunicação 30 pode ser um módulo de comunicação sem fio, tal como Bluetooth, Wi-Fi ou outro módulo de comunicação RF adequado. Será evidente que a escolha da protocolo e/ou frequência de comunicação pode ter vantagens aplicáveis a cenários de uso específico. Por exemplo, frequência relativamente baixa (800 a 900 MHz) pode ser vantajosa em ambientes de grande escala, tais como hospitais, lares de idosos e creches, onde um comprimento de onda mais longo pode penetrar melhor nos obstáculos.

[00222] Protocolos, tal como Bluetooth (BLEv5 +, Z-wave e outros), podem fornecer tecnologia mesh para comunicação em uma área mais ampla.

[00223] Alternativamente, o módulo de comunicação 30 pode ser uma solução com fio, tal como USB, ethernet ou outro protocolo. Será observado que um protocolo com fio também pode ser usado para fornecer energia ao sensor 10 e/ou carregar/recarregar o sensor.

[00224] Também será observado que várias tecnologias de transferência de energia indutiva podem ser úteis para carregar/recarregar uma bateria integrada.

[00225] O sensor 10 pode compreender uma ou mais placas. As placas podem ser eletricamente condutoras. As placas podem ter qualquer um dos recursos ou características das placas, conforme descrito acima.

[00226] O sensor 10 pode ser carregado fornecendo ou aplicando uma diferença de potencial ou tensão através do sensor.

[00227] O sensor 10 pode ser carregado fornecendo uma diferença de potencial ou tensão através de uma ou da primeira placa e uma ou da segunda placa.

[00228] O sensor pode ser carregado com uma tensão constante.

[00229] O primeiro período de tempo pode ser de cerca de 30 μs.

[00230] O primeiro período de tempo pode ser de cerca de 20 μs, ou cerca de 10 μs, ou cerca de 5 μs, ou cerca de 2 μs.

[00231] O segundo período de tempo pode ser de cerca de 7 μs.

[00232] O sensor é descarregado por meio de uma resistência conhecida.

[00233] A saída do sensor é medida por um conversor analógico para digital e/ou por meio de um circuito divisor de tensão ou qualquer outro método de medição adequado.

[00234] O sistema pode compreender pelo menos um elemento de memória 34.

[00235] O sistema pode compreender um ou mais comutadores (por exemplo, S1 e S2) configurados para serem controlados pelo dito processador para carregar e/ou descarregar o sensor.

[00236] Os comutadores podem ser qualquer comutador conhecido na técnica, por exemplo, um ou mais transistores.

[00237] A saída do sensor pode ser proporcional à umidade ou hidratação do artigo.

[00238] A saída do sensor pode ser maior quando o artigo está úmido ou hidratado do que quando o artigo está seco.

[00239] A saída do sensor pode ser menor quando o artigo está seco do que quando o artigo está úmido ou hidratado.

[00240] A Figura 11 mostra uma vista geral esquemática do sistema. O sistema pode compreender um ou mais módulos de comunicação 30. O módulo de comunicação 30 pode ser fornecido como parte do processador ou outros componentes elétricos.

[00241] O módulo de comunicação 30 pode fornecer comunicação entre o sistema e um dispositivo externo 31. O módulo de comunicação 30 pode fornecer comunicação por meio de uma conexão com fio e/ou sem fio.

[00242] O módulo de comunicação 30 pode ser configurado para fornecer qualquer saída do sensor e/ou sistema.

[00243] Um módulo de exibição também pode ser fornecido. O módulo de exibição pode exibir qualquer saída do sensor e/ou do sistema.

[00244] Em algumas modalidades, a saída indicativa da hidratação ou umidade e o ponto de saturação do artigo são determinados usando a primeira e a segunda derivadas da diferença entre as leituras de medição consecutivas do sensor, conforme mostrado na Figura 13.

[00245] A saída indicativa da hidratação ou umidade e o ponto de saturação do artigo é ainda baseada na comparação entre a primeira e a segunda derivadas da diferença entre as leituras de medição consecutivas da saída do sensor.

[00246] Em algumas modalidades, a saída de dados brutos do sensor 10 pode ser processada a bordo do sensor.

[00247] Alternativamente, os dados brutos do sensor 10 podem ser comunicados pelo módulo de comunicação 30 para um dispositivo externo que pode processar ainda mais os dados, calculando, por exemplo: • filtrando os dados, • calculando uma primeira derivada, • calculando uma segunda derivada • ponderando • comparando qualquer um dos itens acima a um ponto de ajuste predeterminado • qualquer outro cálculo descrito no presente documento.

[00248] O dispositivo externo pode ser, por exemplo, um telefone inteligente, tablet, computador, servidor de nuvem, servidor de banco de dados ou controlador dedicado. Será observado que o ambiente no qual o dispositivo se destina a ser usado ditará, pelo menos em algum grau, as configurações preferenciais. Por exemplo, o cálculo externo e a análise da saída do fluxo de dados (com ou sem fio) de um sensor 10 podem reduzir os requisitos de energia do módulo central 10, prolongando assim a vida esperada de uma determinada bateria/carga.

[00249] Alternativamente, em configurações onde um sistema autônomo é preferível, o módulo de sensor 10 pode incorporar etapas de processamento adicionais da saída de dados e/ou pode incluir uma interface de usuário a fim de permitir alertas e/ou a interação do usuário para comunicar eventos relacionados à umidade ou hidratação de um artigo etc.

[00250] A Figura 12 mostra um gráfico que detalha uma série de leituras de medição do sensor ao longo do tempo e as correspondentes primeira e segunda derivadas dessas leituras.

[00251] A determinação da saída indicativa da hidratação ou umidade e do ponto de saturação do artigo com base em uma comparação entre a primeira e a segunda derivadas será explicada mais adiante.

[00252] A cada período de tempo, o sensor realiza um ciclo de medição, conforme descrito em relação à Figura 6. Este ciclo de medição é recorrente e independente dos ciclos anteriores. Cada ciclo de medição produz uma leitura.

[00253] De preferência, as medições são feitas de forma autônoma e podem ocorrer, por exemplo, periodicamente em um intervalo predeterminado ou, alternativamente, ainda podem ocorrer em resposta a um gatilho, tal como uma entrada de um usuário ou fonte externa.

[00254] Cada leitura de medição é feita carregando e descarregando o sensor, conforme mostrado e descrito em relação à Figura 6. O valor obtido em T2 é usado como leitura de medição.

[00255] Cada valor obtido em T2 é obtido e armazenado como uma leitura de medição como uma entrada para análise. Em uma modalidade, uma série de valores são obtidos em T2 para cada ciclo de medição. O número de leituras pode ser calculado para determinar a leitura de medição para o ciclo de medição. Isso ajuda a eliminar o ruído.

[00256] A linha 120 da Figura 12 mostra uma série de exemplos de leituras de medição ao longo do tempo, conforme descrito acima para um sensor, à medida que progride através de uma série de estágios (121, 123, 125, 127, 129, 131, 133) de vários níveis de hidratação ou umidade do artigo, conforme será descrito.

[00257] A saída indicativa da hidratação ou umidade do artigo é baseada em uma medição de linha de base inicial ou uma medição anterior, conforme mostrado pela linha 122. A medição da linha de base inicial nesta modalidade são as leituras de medição do sensor feitas antes de o sensor ser colocado no artigo, conforme mostrado pela região 121 do gráfico na Figura 12.

[00258] A medição da linha de base ou medição anterior depende do material usado para construir o sensor.

[00259] Em algumas modalidades, após uma leitura de medição ser feita pelo sensor, a medição da linha de base ou medição anterior é, então, removida desta leitura, conforme mostrado pelas leituras da linha 124 na Figura 12.

[00260] Nesta modalidade, o controlador ou processador determina uma primeira derivada da diferença entre as leituras de medição consecutivas em cada período de tempo, conforme será observado.

[00261] Nesta modalidade, o controlador ou processador determina, então, uma segunda derivada da diferença entre os primeiros cálculos consecutivos da primeira derivada em cada período de tempo, conforme será observado.

[00262] A linha 128 mostra a série dos primeiros cálculos de derivada das leituras de medição mostradas pela linha 124 ao longo do tempo. A linha 126 mostra os cálculos da segunda derivada ao longo do tempo.

[00263] Nesta modalidade, cada primeira derivada e segunda derivada são calculadas em tempo real à medida que o sensor faz leituras de medição.

[00264] Uma vez calculadas, a primeira e a segunda derivadas são comparadas pelo controlador ou processador. Esta comparação entre os cálculos de primeira derivada e segunda derivada pode ser usada para determinar quando a hidratação ou umidade do artigo é alterada e/ou quando o ponto de saturação do artigo foi atingido.

[00265] Nesta modalidade, o controlador ou processador compara os primeiros e pontos de dados de segunda derivada atuais ou mais atualizados. Em algumas modalidades, o controlador ou o processador também compara o ponto de dados de primeira derivada atual ou mais atualizado com os pontos de dados de primeira derivada anteriores e o ponto de dados de segunda derivada atual ou mais atualizado com os pontos de dados de segunda derivada anteriores.

[00266] A comparação desses pontos de dados permite que os diferentes estados de hidratação ou umidade variável, incluindo o ponto de saturação, sejam determinados. Como será explicado por meio de exemplo e com referência à Figura 12 abaixo, as diferentes regiões do gráfico 121, 123, 125, 127, 129, 131, 133 indicam, cada uma, um exemplo de um nível de hidratação ou umidade diferente ou variável do sensor ou artigo.

[00267] Em primeiro lugar, nenhum pico da primeira derivada e nenhum pico da segunda derivada indicam que o sensor está em estado constante ou imutado de hidratação ou umidade. Isso é mostrado na região 121, onde o sensor ainda não foi colocado no artigo, e na região 127, onde o sensor está lendo um nível constante de hidratação ou umidade.

[00268] Um pequeno pico da primeira derivada e nenhum ou quase nenhum pico da segunda derivada indicam que o sensor foi fixado a um artigo. Isso é mostrado a título de exemplo na região 123 da Figura 12.

[00269] Um grande pico negativo da primeira derivada e um pico da segunda derivada indo de positivo para negativo indicam a remoção do sensor de um artigo com um alto nível de hidratação ou umidade. Um exemplo disso é mostrado na região 133.

[00270] Um pico positivo de primeira derivada e um pico negativo de segunda derivada de negativo para positivo indicam que o nível de hidratação ou umidade está aumentando. Isso é mostrado na região 125, onde há um grande aumento de hidratação ou umidade.

[00271] Um ligeiro pico positivo da primeira derivada e um pico da segunda derivada indo de negativo para positivo indicam que o artigo está se aproximando de seu ponto de saturação. Isso é mostrado na região 129 da Figura 12.

[00272] Um pico decrescente de primeira derivada e um pico decrescente de segunda derivada seguindo estados que indicam uma mudança nos níveis de hidratação ou umidade, tais como aqueles descritos em relação às regiões 123, 125 ou 129 da Figura 12, indicam que o artigo atingiu seu ponto de saturação.

[00273] Será observado que diferentes artigos terão diferentes pontos de saturação e o ponto de saturação de cada artigo será determinado pelo material do artigo.

[00274] Em algumas modalidades, uma vez que o ponto de saturação do artigo foi alcançado, e isso foi determinado pelo controlador ou processador, isso disparará um sinal. Este sinal pode alertar o usuário sobre a saturação do artigo.

[00275] Com referência à Figura 14, serão descritos os resultados do teste de um sensor 10 de acordo com a presente invenção. Neste teste, um sensor 10 foi fixado ao exterior (lado seco) de uma fralda e a água foi periodicamente injetada no interior da fralda. Nesses testes, a fralda permaneceu estacionária durante todo o teste.

[00276] O protocolo de teste adotado (e mostrado na Figura 14) compreendeu: etapa 1 - injetar 45 ml de água ao longo de um período de 14 segundos etapa 2 - aguardar 6 minutos etapa 3 - injetar 25 ml de água ao longo de um período de 7 segundos etapa 4 - aguardar 1 minuto etapa 5 - repetir a injeção de 25 ml por um período de 7 segundos até que ocorra o vazamento.

[00277] Com referência à série 200 mostrada na Figura 14, os dados brutos de saída do sensor são mostrados. A linha tracejada 201 representa a linha de base (com o sensor 10 conectado à fralda) antes que qualquer água seja adicionada à fralda. Pode-se observar que a parte final do gráfico 202, está abaixo da linha de base original porque o sensor foi removido da fralda.

[00278] Com referência à série 300 mostrada na Figura 14, um gráfico filtrado dos dados brutos é mostrado.

[00279] A primeira parte do gráfico mostra 45 ml de água injetada em um período de 14 segundos. O gráfico, então, se estabiliza por um período de 6 minutos correspondendo à espera de 6 minutos, onde nenhuma hidratação adicional foi adicionada.

[00280] Após o período de espera de 6 minutos, uma série de etapas de um minuto é mostrada dentro das quais 25 ml de água foram injetados.

[00281] Na parte final do gráfico, a fralda fica saturada e novas injeções de água são mascaradas na saída do sensor, devido ao fato de que ocorreu vazamento.

[00282] Pode ser visto a partir da análise dos gráficos das séries 200 e 300 que há uma forte correlação entre o volume de água injetado e a saída do sensor detectada pelo sensor 10. Esta forte correlação é particularmente útil dado que o sensor 10 é um sensor do tipo sem contato e foi colocado no exterior (lado seco) da fralda.

[00283] Além disso, com referência à série 400, conforme mostrado na Figura 14, um gráfico da primeira derivada dos dados filtrados é mostrado. A partir deste gráfico, os picos correspondentes à injeção de líquido na fralda podem ser vistos claramente. Por conseguinte, os dados de primeira derivada podem ser usados para se correlacionar fortemente e identificar a ocorrência de um evento de injeção.

[00284] A menos que o contexto exija claramente o contrário, ao longo da descrição e das reivindicações, as palavras “compreende” “compreendendo” e similares devem ser interpretadas em um sentido inclusivo em oposição a um sentido exclusivo ou exaustivo, ou seja, no sentido de “incluindo, mas sem limitação”.

[00285] Quando, na descrição anterior, foi feita referência a números inteiros ou componentes com equivalentes conhecidos dos mesmos, esses números inteiros são incorporados ao presente documento como se fossem apresentados individualmente.

[00286] A invenção também pode ser amplamente referida como consistindo nas partes, elementos e recursos referidos ou indicados no relatório descritivo do pedido, individualmente ou coletivamente, em todas ou quaisquer combinações de duas ou mais das ditas partes, elementos ou recursos.

[00287] A referência a qualquer técnica anterior neste relatório descritivo não é, e não deve ser considerada como, um reconhecimento ou qualquer forma de sugestão de que a técnica anterior faz parte do conhecimento geral comum no campo de atuação em qualquer país do mundo.

[00288] Certos recursos, aspectos e vantagens de algumas configurações da presente divulgação foram descritos com referência ao uso do sistema de umidificação de gás com um sistema de terapia respiratória. No entanto, certos recursos, aspectos e vantagens do uso do sistema de umidificação de gás, conforme descrito, podem ser vantajosamente usados com outros sistemas terapêuticos ou não terapêuticos que requerem a umidificação de gases. Certos recursos, aspectos e vantagens dos métodos e aparelhos da presente divulgação podem ser igualmente aplicados ao uso com outros sistemas.

[00289] Embora a presente divulgação tenha sido descrita em termos de certas modalidades, outras modalidades evidentes para aqueles versados na técnica também estão dentro do escopo desta divulgação. Assim, várias mudanças e modificações podem ser feitas sem se afastar da essência e do escopo da divulgação. Por exemplo, vários componentes podem ser reposicionados, conforme desejado. Além disso, nem todos os recursos, aspectos e vantagens são necessariamente exigidos para praticar a presente divulgação. Por conseguinte, o escopo da presente divulgação se destina a ser definido apenas pelas reivindicações a seguir.

RECURSOS PREFERENCIAIS

[00290] O sensor em que a camada intermediária (20) é uma camada isolante (26) e/ou uma camada dielétrica.

[00291] O sensor em que a camada intermediária (20) se estende além de uma borda da primeira placa (11) e/ou da segunda placa (12) para fornecer uma superfície à qual os componentes elétricos podem ser fixados.

[00292] O sensor em que os componentes elétricos são um ou mais dos seguintes: um microcontrolador uma bateria ou outra fonte de energia um comparador um conversor analógico para digital um componente integrado um resistor um transistor um capacitor um indutor um comutador um diodo e/ou LED um cristal de ressonância uma antena um transistor um módulo de comunicação um módulo de exibição.

[00293] O sensor em que a primeira placa (11) é fornecida em um primeiro lado (21) do sensor (10), em que o primeiro lado (21) é configurado para ser localizado em direção ao artigo (28) em uso.

[00294] O sensor em que a segunda placa (12) é fornecida em um segundo lado (22) do sensor (10), em que o segundo lado (22) é configurado para ser localizado longe do artigo (28) em uso.

[00295] O sensor em que a camada protetora (23) é fornecida como uma camada externa configurada para fornecer proteção ao sensor (10).

[00296] O sensor em que a camada protetora (23) é configurada para encapsular o sensor (10).

[00297] O sensor em que a camada protetora (23) é ou compreende um ou mais dentre: uma camada de polímero, ou tinta, ou tinta látex, ou borracha ou vidro.

[00298] O sensor em que a camada protetora (23) é configurada para ser um material eletricamente isolante.

[00299] O sensor em que a camada protetora (23) é configurada para ter menos do que cerca de 25 mm de espessura, ou entre cerca de 5 e cerca de 20 mm de espessura.

[00300] O sensor em que o sensor (10) compreende uma porção de fixação (24).

[00301] O sensor em que a porção de fixação (24) é fornecida em um lado, opcionalmente um primeiro lado, do sensor (10).

[00302] O sensor em que a porção de fixação (24) é configurada para permitir a fixação do sensor (10) ao artigo (28).

[00303] O sensor (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 29, caracterizado pelo fato de que a porção de fixação (24) compreende um ou mais dos seguintes: um material de gancho e/ou laço um adesivo um alfinete ou botão um mecanismo de fixação eletrostática.

[00304] O sensor em que a camada de isolamento (25) compreende uma camada isolante (26).

[00305] O sensor em que a camada isolante (26) da camada de isolamento (25) é uma camada de polímero.

[00306] O sensor em que a camada de isolamento (25) compreende uma folha condutora.

[00307] O sensor em que a camada de isolamento (25) é configurada para isolar o sensor 10 do ambiente externo.

[00308] O sistema em que o sensor (10) é carregado fornecendo ou aplicando uma diferença de potencial ou tensão através do sensor (10).

[00309] O sistema em que a saída do sensor (10) é proporcional à umidade ou hidratação do artigo (28).

[00310] O sistema em que a saída do sensor (10) é maior quando o artigo (28) está úmido ou hidratado do que quando o artigo (28) está seco.

[00311] O sistema em que a saída do sensor (10) é menor quando o artigo (28) está seco do que quando o artigo (28) está úmido ou hidratado.

[00312] O método em que a saída do sensor (10) é proporcional à umidade ou hidratação do artigo (28).

[00313] O método em que a saída do sensor (10) é maior quando o artigo (28) está úmido ou hidratado do que quando o artigo (28) está seco.

[00314] O método em que a saída do sensor (10) é menor quando o artigo (28) está seco do que quando o artigo (28) está úmido ou hidratado.

Claims (17)

1. SENSOR PARA DETECTAR OU CONSTATAR HIDRATAÇÃO OU UMIDADE DE UM ARTIGO, ao qual o sensor está fixado, em que o sensor é caracterizado por compreender: uma primeira placa (11) e uma segunda placa (12), em que a primeira placa e a segunda placa são eletricamente condutoras, em que a primeira placa é separada e deslocada da segunda placa por uma camada intermediária dielétrica (20), em que quando visto em uma projeção perpendicular em um plano que inclui a segunda placa, uma das seguintes condições é atendida: a projeção da primeira placa no plano não se sobrepõe à segunda placa; ou a projeção da primeira placa no plano se sobrepõe a menos de 5% da área de superfície da segunda placa com a segunda placa; e em que, quando visto em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa, e o formato da projeção da primeira placa no plano é substancialmente complementar ao formato da segunda placa, e o dito sensor compreende ainda um meio de medição configurado para medir um valor representativo para uma carga elétrica influenciada pela hidratação nas proximidades da primeira placa.

2. SENSOR (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo por ser visto em uma projeção em um plano que inclui a segunda placa, a projeção da primeira placa no plano está a uma distância (d) da segunda placa.

3. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por uma porção da segunda placa (12) estar localizada em cada lado da primeira placa (11).

4. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela segunda placa (12) compreender uma ou mais porções adicionais, localizadas em ou perto de uma ou mais bordas da primeira placa (11).

5. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela primeira placa (11) compreender uma tira alongada.

6. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela segunda placa (12) compreender um par de tiras alongadas, em que cada tira alongada do par de tiras alongadas é uma da primeira porção (14) ou da segunda porção (15) da segunda placa (12).

7. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por uma camada intermediária (20) ser fornecida entre a primeira placa (11) e a segunda placa (12).

8. SENSOR (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela camada intermediária (20) ser um substrato ao qual a primeira placa (11) e a segunda placa (12) são fixadas.

9. SENSOR (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela camada dielétrica intermediária (20) ser um substrato ao qual a primeira placa e a segunda placa são fixadas e em que a camada dielétrica intermediária se estende além de uma borda da primeira placa e/ou da segunda placa para fornecer uma superfície de montagem, em que os meios de medição são fornecidos na superfície de montagem.

10. SENSOR (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos meios de medição serem configurados para carregar um capacitor formado pela primeira e pela segunda placas e a camada dielétrica intermediária, para descarregar ativamente o dito capacitor e para medir um sinal elétrico, preferencialmente, uma tensão, entre a primeira e a segunda placas após a dita descarga ativa.

11. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pela camada intermediária (20) ter menos de 25 mm de espessura, ou entre cerca de 0,05 e 25 mm de espessura, ou entre cerca de 0,02 mm e 2,5 mm de espessura.

12. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que o sensor (10) é caracterizado por ter uma camada protetora (23).

13. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pela porção de fixação (24) permitir a conexão e a desconexão do sensor (10) ao artigo (28).

14. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, em que o sensor (10) é caracterizado por ser formado integralmente com o artigo (28).

15. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, em que o sensor (10) é caracterizado por compreender pelo menos uma camada de isolamento (25).

16. SENSOR (10), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela camada de isolamento (25) estar localizada em um lado ou um segundo lado (22) do sensor (10) configurado para ser localizado longe do artigo (28) em uso.

17. SENSOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo artigo (28) ser um ou mais dos seguintes: uma fralda; curativo; roupa de cama; roupas; uma tampa ou recipiente; um objeto ou material o qual é configurado para desempenhar ou absorver hidratação; ou um objeto ou material o qual é configurado para secar ao longo do tempo.