CN105078659B - 传感器、失禁服、和激活失禁服的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于检测至少排尿或排便中的一个进入失禁服中的传感器，传感器包括激活单元和检测单元并且传感器连接到电源；激活单元包括：两个分开的电极，和在检测单元和电源之间串联布置的开关；其中激活单元被配置为通过闭合开关在存在水气时激活检测单元；其中至少检测单元和激活单元的一个包括闭锁电路，闭锁电路被布置为使得检测单元的激活是不可逆的。本发明还披露了包括这种传感器的失禁服，例如尿布。本发明还披露了用于操作这种传感器或失禁服的方法。

Description

传感器、失禁服、和激活失禁服的方法

技术领域

本发明涉及传感器、失禁服和激活失禁服的方法。

背景技术

世界上许多地方的老年人口导致对失禁服的使用增加。当失禁服被尿湿透时，或者被粪便或排泄物弄脏时，换失禁服是对失禁病人的健康护理的基本方面。知道什么时候有必要换尿布是重要的：一方面，换尿布太频繁是昂贵的并且浪费尿布材料和护理工作者的力气，以及过分干涉和破坏；另一方面，如果不在适当的时期换尿布，则会有皮肤刺激的重大风险，皮肤刺激可能导致需要可能持续几个星期的进一步的医疗介入和处理，并且是更具有破坏性的和更昂贵的。另外，通过提供及时的提醒，可以避免弄脏床单和失禁服渗漏，这导致节约劳工和费用。

气味或触摸可能被用于发现尿布的污染；在最糟糕的情况下这可能需要严格检验：对于婴儿，这可能是可接受的，对于成年人和老年病人，这可能被认为是侵犯。因此，理想的情况是当需要换尿布时提供自动系统用于提供适当的提醒。

近来，有提出将电子产品包含进失禁服中，从而确定什么时候失禁服变湿或被污染，以制造所谓的“智能尿布”等等。例如，美国专利申请公开号US2008/0262453披露了一种远程监控尿布系统、装备及使用方法，它包括与尿布设备通信的远程放置的监测台。尿布设备具有电子元件，电子元件被配置为检测反向检测器电极两端的传导率的增加，这种增加可以被用于经由EMF信号指示尿布设备是湿的。

失禁服，特别是用于老年人的失禁服通常是“长保质期”物品，它们通常是经常生产的和提供给大量买进的使用者，例如疗养院，并且可能几个月或甚至几年不使用。对于智能尿布和其它包括电子产品的失禁服，它引入了一种潜在风险，那就是用于电子产品的电源在生产衣服和使用检测污染或类似情况的电子产品期间时可能变质。

发明内容

根据一个方面，一种用于检测排尿或排便中的至少一个进入失禁服中的传感器，失禁服例如是尿布，传感器包括激活单元和检测单元并且传感器连接到电源；激活单元包括：至少两个分开的电极，与检测单元串联布置的开关，该开关将检测单元连接到电源；其中激活单元配置为在存在水气时通过闭合开关来激活检测单元；检测单元和激活单元中的至少一个包括闭锁电路，闭锁电路布置为使检测单元的激活是不可逆的。检测单元的激活一般是将它的状态从睡眠或停用改变为活跃中的一种。电源可能是电池，以及电池可能整合到失禁服。

在实施例中，闭锁电路被布置为使得检测单元的激活是不可逆的。在其它实施例中，闭锁被用于在最后的固定或变化周期，其中检测单元是停用的。停用可能是以下操作的结果，作为示例但不是限制，检测到假阳性，或接收到提醒信号的确认，或者例如发生所存储的失禁服变湿的情况时手动复位，和用户希望延长它的保质期限。激活单元用于将检测单元的操作与失禁服中存在水气去耦。因此，检测单元的操作是非暂时的，或持久的，也就是它不限于存在水气的周期。

在一个或多个实施例中，激活单元配置为检测两个分开的电极之间的电导率变化。

在一个或多个其它实施例中，两个电极是不同的并具有不同的电化电位从而在存在水气时形成电化电池，激活单元由电化电池供电。

在一个或多个实施例中，至少两个分开的电极被切换地连接到检测单元。

在一个或多个实施例中，激活单元配置为一旦激活则锁定开关闭合。在一个或多个实施例中，传感器还包括保持电路用于一旦激活保持开关闭合，其中保持电路由电源供电。保持电路被配置为只在激活后被供电。

根据另一个方面，提供一种失禁服，包括电源和根据上述任一权利要求所述的传感器。电源可能是电池，该电池可能整合到失禁服。失禁服可能是尿布。失禁服可能包括无线发射机用于当发生失禁服弄脏时直接地或非直接地提醒护理工作。

根据另一个方面，提供一种激活用于失禁服的传感器的方法，传感器包括激活单元和检测单元并且传感器连接到电源，激活单元包括：两个分开的电极，以及在检测单元和电源之间串联布置的开关，该方法包括在存在水气时通过闭合开关来激活检测单元，以及锁定检测单元和激活单元中的至少一个。检测单元的激活是不可逆的。

在一个或多个实施例中，闭合开关包括提供在两个分开的电极之间的电导率的变化以导致有效的短路电路。

在一个或多个其它实施例中，两个电极是不同的和具有不同的电化电位从而在存在尿时形成电化电池，在存在尿时通过闭合开关来激活检测单元的步骤是由来自电化电池的功率使能的。

附图说明

通过示例的方式根据以下附图描述本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的传感器的简化框图；

图2a示出了智能尿布的透视图；

图2b示出了包括覆盖尿布的部分表面的一对电极布置的传感器的平面图；

图3示出了包括闭锁布置的传感器的框图；和

图4示出了包括自锁布置的传感器的框图。

具体实施方式

应当注意的是附图是图示的和并不是按比例绘制。为了使附图清楚和方便，一些图的部分的相对尺寸和比例被放大或减小。相同的附图标记通常在修改的不同实施例中用于表示相应的或相似的特征

图1示出了根据本发明实施例的传感器的简化框图。传感器包括激活单元110和检测单元120。激活单元110包括开关115，布置开关115从而可以将检测单元120可切换地连接到电源130。通常电源130是电池。

激活单元110包括一对电极118。为了清楚或与开关115分开，在图中示意性地示出了一对电极118；然而，在一些实施例中电极可能是开关115不可分割的部分。

现在转到图2，在图2a中示出了根据本发明实施例的智能尿布200的透视图，以及在图2b中，示出了包括覆盖尿布200的部分表面的一对电极118的布置的传感器的例子的平面图。

智能尿布200包括传感器100，具有检测单元120和激活单元110。如图所示，虽然检测单元可能是独立的，在其它实施例中，检测单元被分配在失禁服或智能尿布200的两端，如图2b所示，激活单元110包括一对电极118，可能被分配在尿布的内表面之上。电极可能被分配在尿布的一些或全部内表面上。电极的位置和间距为，当尿布穿戴者小便或排泄时，尿或排泄物中的水分形成两个电极之间的液体连接桥。电极通常可能以距离d被间隔，d可能大约在0.1mm至10mm之间，通常应用可能在约0.5mm至3mm之间。

在操作中，电极118之间的水分的存在被用于闭合开关115。在一个或多个实施例中，所产生的在电极之间的电导率的变化被检测到。由于水分的存在导致的电导率的变化可能导致电极之间简单的短路电路，从而闭合开关。于是传感器单元可能被从电源提供能量，从而被激活。一旦检测到水分的存在，为了保证检测单元120维持激活，可能需要闭锁布置。否则，特别是在“觉得干的”尿布的例子中，一旦水分被吸收进入尿布材料中，检测元件可能被停用。

图3示出了包括闭锁电路或作为激活单元110的部分的布置的传感器300的框图。传感器300包括检测单元120，可能通过可控开关310连接到电池130，可控开关在本实施例中被示为MOSFET。在其它实施例中，可能使用其它开关，例如双极的，或PMOS，晶体管。可控开关310的控制端连接到置位复位触发器320。在操作中，置位复位触发器的输出D连接到电池130，以提供操作置位复位触发器的功率。置位复位触发器320的置位输入S通过开关115可以连接到电池130。置位输入也可以通过偏置电阻器R连接到地，从而防止输入浮动。在其它实施例中，作为示例而不是限制，置位复位触发器可能被在双稳态结构中的背对背开关代替。

在实施例中，开关115包括电极对118，在操作中，如上所述，通过引入由实际的短路电路提供的电极之间的水分使开关闭合。如果实际的短路电路的电阻适当地低于偏置电阻器R的电阻，那么到置位复位触发器320的置位输入S将变高，因此它的输出将变高，由于该输出连接到可控开关310的控制端，于是可控开关310接通，也就是说，闭合。因此，传感器单元120通过连接电池130被激活。如图所示，没有到置位复位触发器的可控的复位输入，通常该输入是接地的，结果，传感器单元120的激活是持久的或不可逆的。在其它实施例中，重置可能连接到检测单元中的状态机，以在假触发之后或固定时间周期之后，或者可变时间周期之后，例如完成测量之后停止检测。在这样的实施例中，后来的排尿可能再一次激活传感器，允许之后的测量。

因此，在这样的实施例中，激活开关的任何电流接触可能通过置位复位触发器自动防回跳，可能很好地控制传感器单元和电池之间的串联阻抗。

可以理解的是，在以上描述的实施例中，一般在激活传感器单元120之前可能从电池130引出少量的电流。该电流可能被要求用于提供功率到置位复位触发器。另外，在水分引入短路电路之前电极之间的有限但非零的电导率可能导致少量剩余电流。

图4示出了包括自锁布置的另一个传感器的框图。与图3所示的布置类似，可控开关310被串联布置在切换它的单元120和电池130之间。然而，在该布置中，不是电导率变化，而是使用在不同金属之间的尿的电流作用：在这个和类似的实施例中，电极118由不同的材料418a和418b形成。如果材料具有不同的电化电位，当尿作为电解液存在时，电极和尿可能形成电化电池410。电化电池连接到可控开关310的控制端从而当在不同电极418a和418b之间引入尿时导致可控开关310的接通或闭合。可能通过将可控开关的控制端连接到它的输出A将该布置锁定“接通”，如440所示。可能包括例如10MΩ的高值电阻器415到地以防止浮动线。本领域技术人员将理解的是，在其它实施例中，置位复位触发器可能代替连接440被使用。如果置位复位触发器连接在可控开关310的输出侧，可能可以布置为在激活之前触发器不需要电流。

因此，在实施例中，如图2和图4所示，可能布置为在激活检测单元120之前，无论如何都没有电流从电池130引出。可以直接明显地得出在这样的布置中尿布的保存期是最长的。

虽然如图4所示，由电极和尿形成的电化电池被布置为直接使能可控开关，但是电化电池的其它实施例可能被布置为提供功率到更复杂的激活单元，例如包括如上所述的置位复位触发器的单元，它的功率可能从电化电池引出或有电化电池提供。在其它实施例中，激活单元可能包括阈值检测器，从而避免在存在较少水分时激活，较少水分例如是由失禁服的穿戴者的汗导致的水分。

传感器单元可能提供智能检测功能：例如它可能可以检测什么时候尿布被尿湿透，或者什么时候尿布的穿戴者已经排泄到尿布中。当传感器单元与尿布在一起时，尿布例如是“保持干的”或“感觉干的”尿布，尿布迅速将尿从内表面排掉，可能可以区别不同形式的污秽，例如粪便和尿。传感器单元可能还包括发射机，当尿布弄脏或受污发生时，发射机将检测的结果发送到接收机，例如为了提醒护士或者其它护理工作人员。这种具有检测功能尿布可能被描述为智能尿布。

虽然图2b所示的电极被示出为弯曲的电极对，在该电极对之间具有相对固定的距离d，但是本领域技术人员可以理解的是电极的交错布置同样是可能的：在一个实施例中(未示出)，每个电极对可能包括附着于中心轴的手指串，以及两个电极的手指可能是指状咬合状的。曲流的其它形式可能被附加使用或交错使用；例如可能布置平行轨道来遵循尿布的周长的外形和向着中心旋转。

可能通过在多层堆栈或层片中的一层上的单个表面上制作提供电极，层片形成了尿布的向外的表面区域。作为非限制性的替换，可能通过交织进入材料提供走线，该材料形成多层堆栈或层片的一层。作为另一个非限制性的替换，电极可能是沉积的导电材料，而不是印刷材料或交织材料。

在每一个这些非限制性的例子中，电极可能被认为是平面的，因为通常在同一平面中分离以及电极是在材料的相同层上或相同层中。在其它实施例中，电极可能是非平面的或多平面的，或可能布置在不同平面中。例如，第一电极118或418a可能由从中心轴或总线的两个方向衍生的手指布置而成。该电极可能布置在单个平面中，单个平面可能是层片或堆栈结果的一层的一个表面。在另外分离的平面中，它可能是相同层的不同表面，或者是层片或堆栈结果的另一个层的表面，形成其它电极118或418b。第二电极也可能被布置为中心轴或总线，手指从它们的两个面延伸。结构-也就是所说的每个电极的中心轴或总线的材料或尺寸可能是与手指相同或不同。特别是当它们是不同的时候，可能可以确定尿布表面上的空间梯度。

上述实施例根据尿布作为失禁服来描述。可以理解的是，可能使用其它失禁服，例如卫生巾代替尿布。另外，可以理解的是尿布或其它失禁服可能只发送它的提醒信号到附近的接收机，通常这种接收机可能是由病人自己穿戴的。至于是哪个病人需要护理的识别信息可能不需要植入从尿布到接收机的提醒信号中，因为这一信息可以在发送作为弄脏提醒的提醒之前由接收机添加。

通过阅读本申请，其它变化和修改对本领域技术人员将是明显的。这样的变化和修改可能包括对智能失禁服领域已经知道的相同的和其它特征，这可能替代或附加这里已经记载的特征。

虽然，从属权利要求指向特征的特定组合，应该理解的是本申请所披露的范围也包括在这里明白地或隐含地或任何在其中的总结披露的特征的新的特征或这些特征的任何新的组合，而不管它是否与权利要求目前所主张的发明相同与否，也不管它似否减轻本发明的任何或所有的相同的技术问题。

在不同实施例的内容中记载的特征可能可以在单个实施例中结合来提供。相反，为了简洁起见，单个实施例的内容中记载的不同特征，也可能被分开提供或以任何适当的子组合提供。因此申请人注意到在申请过程中或进一步的从中引出的申请中新的权利要求可能表示为这些特征和/或这些特征的组合。

为了完整的缘故，这里的术语“包括”并非排除其它元件或步骤，术语“一个”并不排除多个，单个处理器或其它单元可能完成权利要求所记载的多个单元的功能，权利要求中的附图标记并不起到限定范围的作用。

Claims (13)

1.一种用于检测排尿或排便中的至少一个进入失禁服中的传感器，其特征在于，传感器包括激活单元和检测单元并且传感器连接到电源；

激活单元包括：至少两个分开的电极，以及与检测单元串联布置的可控开关，所述可控开关用于将检测单元连接到电源；

其中激活单元被配置为在存在水气时通过闭合可控开关来激活检测单元；和

其中检测单元和激活单元中的至少一个包括闭锁电路，所述闭锁电路被配置为闭合所述可控开关；

其中，所述两个分开的电极是不同的，并且该两个分开的电极具有不同的电化电位，从而在存在尿时形成电化电池，以及激活单元通过电化电池供电。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，闭锁电路被布置为使得检测单元的激活是不可逆的。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，激活单元被配置为检测两个分开的电极之间的电导率的变化。

4.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，至少两个分开的电极切换地连接到检测单元。

5.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，激活单元被配置为一旦激活使可控开关锁定为闭合。

6.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，还包括保持电路用于一旦激活就保持可控开关闭合，其中保持电路由电源供电。

7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，保持电路被配置为只在激活后被供电。

8.一种失禁服，其特征在于，包括电源和根据上述任一权利要求所述的传感器。

9.根据权利要求8所述的失禁服，其特征在于，电源是整合到失禁服的电池。

10.根据权利要求8或9所述的失禁服，其特征在于，包括尿布。

11.一种激活用于失禁服的传感器的方法，其特征在于，传感器包括激活单元和检测单元并且传感器连接到电源，激活单元包括：两个分开的电极，以及在检测单元和电源之间串联布置的可控开关；

所述方法包括在存在水气时通过闭合可控开关来激活检测单元，

并且通过闭合所述可控开关锁定检测单元和激活单元中的至少一个；

其中，所述两个分开的电极是不同，并且该两个分开的电极具有不同的电化电位，从而在存在尿时形成电化电池，在存在尿时通过闭合可控开关来激活检测单元的步骤是由来自电化电池的功率使能的。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，检测单元的激活是不可逆的。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，闭合可控开关包括提供两个分开的电极之间的电导率的变化从而形成有效的短路电路。

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