CN109738366A - 用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置 - Google Patents
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Abstract
用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，属于卫生用品领域，包括导光结构、光信号发射器、光信号接收器、信号处理单元和警示单元。导光结构植入到吸湿芯体内，导光结构的一端连接光信号发射器，导光结构的另一端连接光信号接收器，光信号发射器和光信号接收器分别连接信号处理单元，信号处理单元还连接警示单元；其中，当排泄物接触到吸湿芯体表面或进入吸湿芯体时，使得导光结构传导的光信号发生变化，信号处理单元将光信号发射器发射的光信号和光信号接收器接收到的光信号进行比较分析后，发出相对应的信号至警示单元。导光结构感测区域和感测范围具有延伸的优点，可在吸湿芯体的任何位置进行构建，对吸湿芯体的使用需求更具灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及卫生用品领域，尤其涉及一种用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置。
背景技术
目前的纸尿裤，吸湿内芯中采用高分子吸水材料，因而在吸收尿液、透气和保持干爽的效能上有比较好的效果，然而，2015年在中国江苏和浙江区域的一项调研统计显示，依然约有53％的婴幼儿有着罹患红屁股(尿布疹)的困扰，其根本原因在于婴幼儿的尿布疹并不是因为尿液而导致的，粪便与尿液的混合物接触皮肤造成细菌侵害皮肤才是尿布疹发生的主要原因。
目前无法解决尿布疹的关键原因在于粪便，因为尿布疹并不是因为单纯的因为尿液而发生，尿布疹发生的成因关键在于粪便与尿液混合之后，没有及时更换纸尿裤，粪便混合尿液无法被纸尿裤吸收，穿戴者的臀部皮肤处于潮湿环境，尿液中的尿素和粪便中的细菌结合在一起，分解形成带有刺激性的氨，刺激穿戴者的皮肤，穿戴者臀部皮肤上的天然保护层逐渐被破坏；粪便与尿液混合并在臀部区域滞留时间较长后，纸尿裤内部的湿度和温度促进发酵产生酸性物质，粪便中的脂肪酶、蛋白酶和尿素酶等消化酶和其分解产物，持续刺激穿戴者皮肤而对皮肤造成进一步的损伤和感染，进而导致尿布疹。
由此可见，粪便持续接触皮肤造成细菌侵害皮肤才是尿布疹发生的主要原因，所以，尽管纸尿裤吸水透气干爽技术发展如此快速，尿布疹患病率依然没有明显地下降。
自从1961年，一次性纸尿裤开始进入消费市场，半个多世纪以来，全球的传统纸尿裤业者一直努力地以快速吸收尿液的材料技术作为重点研发方向，企图为穿戴者提供纸尿片内部的干爽舒适环境，但是，一遇到无法被吸收的粪便就立刻失效，呈现的事实情况就是，无论纸尿片的干爽技术如何进步，穿戴者罹患的尿布疹的情况依然没有明显地改善。
尽管，近几年来，纸尿片所采用的先进材料和生产技术，已经可以提供令人满意的“干爽舒适”程度，同时，陆续有国内外的一些企业推出可以检测尿片湿度的智能尿片概念商品，但是，尿布疹患病率依然没有明显地下降。这表示，保持尿片干爽与感测尿湿的对策，无法真正有效解决尿布疹这个痛点。
在过去，有印刷在纸尿裤外侧表面的“尿湿显示图形”，近几年来，还陆续有国内外的一些企业发布所谓的“智能纸尿裤”商品，其工作原理是大多是利用纸尿裤在吸收尿液之后，纸尿裤外侧的空气湿度会有所提高，因此利用感测纸尿裤外侧的湿度变化，就可以感测到纸尿裤的尿湿信号，由此以检测尿片湿度的技术作为手段，再经由通讯技术，提醒照顾者可以及时更换纸尿裤，希冀藉由尿湿信号通知照顾者及时更换尿片来解决尿布疹的产生。但是，这类感测尿湿的技术手段无视于初生婴儿一天可能排尿十数次，让照顾婴儿的妈妈疲于奔命，同时，其根本的缺点在于，感测尿湿的方向基本上是谬误的，这个无法有效感测到粪便的情况，走入误区的方向，对尿布疹的发生依然无法达成有效预防的目的。
又有部分研究单位和纸尿裤业者，以内建感测芯片或是不同的传感元件到纸尿裤内部，这个的确可以有效的感测到尿液与粪便等不同的情况，再经由通讯技术，提醒照顾者可以及时更换纸尿裤。
此类以在纸尿裤内部进行内建感测芯片或是传感元件的技术，虽然可以达到感测粪便的目的，但是，却有着以下缺点：
1、在一般家庭使用纸尿裤的先决条件和要求是：该此解决方案与成本效益必须满足一次性使用，用过即丢的低成本特性；采用内建芯片或是传感元件的技术，在成本上明显远远超过一般家庭能够接受的范围，因此很难得到消费大众和纸尿裤业者的认可与采用。
2、由于穿戴者的姿势、穿戴纸尿裤的位置、排便的形状与量有着非常大的差异，所以，粪便在纸尿裤内部的位置和区域范围也会有非常大的差异，把芯片或传感元件内建到纸尿裤的固定位置，也会因为感测位置和感测范围的限制出现难以避免的误差。
3、在现有已知的感测技术中，一是使用化学物质接触粪尿来以颜色变化提示情况，二是以电子传感的技术以不同形态的接点接触粪尿藉以产生可取得电子信号，这些手段，都需要穿戴者冒着接触到化学物质或是电性能量的风险，对人身的安全与卫生存在可能的潜在危害风险。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其采用光线传导的原理，在吸湿芯体的表层或表层下方植入导光结构，一方面安全性高，另一方面，感测范围的灵活性较大。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，包括导光结构、光信号发射器、光信号接收器、信号处理单元和警示单元，所述导光结构植入吸湿芯体，导光结构的一端连接光信号发射器，导光结构的另一端连接光信号接收器，光信号发射器和光信号接收器分别连接信号处理单元，所述信号处理单元还连接警示单元；其中，当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得导光结构传导的光信号发生变化，信号处理单元将光信号发射器发射的光信号和光信号接收器接收到的光信号进行比较分析后，发出相对应的信号至警示单元。
本发明中，吸湿芯体包括纸尿裤、纸尿片、传统的尿布或独立内建导光结构的贴片等具有让流体物质通过表层、渗透进入芯体、或吸收保存流体物质能力的卫生用品。
所述导光结构与光信号发射器和光信号接收器为可拆卸式连接。
所述信号处理单元与警示单元为有线连接或者无线连接，所述警示单元采用光、影像、气味、声音或物理动作进行警示。
所述导光结构内建于吸湿芯体的表层或表层下方。
所述光信号发射器所发射的光为可见光或不可见光。
在第一技术方案中，所述导光结构包括至少一个导光通道，所述导光通道的两端分别连接光信号发射器和光信号接收器。在该方案中，为了增强进入到导光通道的光信号强度，导光通道的外表面形成有利于外部光信号由导光通道的外侧面折射进入导光通道内的表面纹理。
在第二技术方案中，所述导光结构包括并排设置的第一导光通道和第二导光通道，第一导光通道的一端和第二导光通道的一端分别连接光信号发射器，第二导光通道的另一端连接光信号接收器，第一导光通道的另一端呈开放或封闭状态；其中，第一导光通道和第二导光通道之间具有适当距离或空间以使当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得从第一导光通道射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道内。在本方案中，所述第一导光通道的一端和第二导光通道的一端连接相同或不同的光信号发射器。
在第三技术方案中，所述导光结构包括并排设置的第一导光通道和第二导光通道，第一导光通道的一端连接光信号发射器，第二导光通道的一端连接光信号接收器，第一导光通道的另一端和第二导光通道的另一端呈开放或封闭状态；其中，第一导光通道和第二导光通道之间具有适当距离或空间以使当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得从第一导光通道射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道内。
在第二和第三技术方案中，所述第二导光通道的外表面形成有利于外部光信号由第二导光通道的外侧面折射进入第二导光通道内的表面纹理。
在第二和第三技术方案中，从第一导光通道射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道内的情况包括以下：从第一导光通道射出的光信号经过排泄物直接透射、或经过排泄物的表面进行反射、或经过被排泄物污染的吸湿芯体反射进入到第二导光通道内。
相对于现有的技术，本发明技术方案取得的有益效果为：
1、本发明采用光线传导的原理，运用内建导光通道在吸湿芯体内，所述导光通道采用的材料为导光材料(例如光纤、透明塑料线/片或其他具有透明导光特性的材料)，将光信号导入到该导光材料，再接收传导回来的光信号，经由该光信号的变化，例如强度、颜色和光谱等信号变化，就可以研判出吸湿芯体内是否有尿液、粪便或是其他任何异物的存在，当判断出有尿液、粪便或是任何其他异物的存在，可发出相对应的警示信号提醒照顾者前来及时更换已经被污染的吸湿芯体。
2、本发明采用的导光材料为透明塑料线等材料内建在纸尿裤内部，因为采取光传导的原理，没有任何物质直接和间接的接触到穿戴者，相比于化学检测和电性检测的技术都需要直接或间接的接触到穿戴者，本发明具有更高的安全性。
3、本发明采用的导光材料为透明塑料线等材料，其物料成本远低于任何一种目前已知的芯片或是传感元件，对消费大众与纸尿裤业者有相对较低的成本负担。
4、现有技术中运用芯片或传感元件，因为受限于芯片或传感元件在纸尿裤内设置的固定位置，只能对纸尿裤或纸尿片相对固定或有限的区域范围内进行感测，本发明导光材料感测区域和感测范围具有延伸的优点，可以经由光纤(透明塑料线或片)在吸湿芯体任何需要的区域进行设计与构建，感测的区域范围可以涵盖到吸湿芯体的任何需要的区域或位置，对吸湿芯体的使用需求更具灵活性，因此排泄物存在于纸尿裤内的任何位置时都可以感测到，可以及时提醒照顾者进行已经被污染的纸尿裤或纸尿片。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例1中电子部件采用有线连接的结构示意图；
图3为实施例1中电子部件采用无线连接的结构示意图；
图4为实施例1中导光通道和电子部件结合的结构示意图；
图5为实施例1的工作原理示意图之一；
图6为实施例1的工作原理示意图之二；
图7为实施例2的结构示意图；
图8为实施例2的工作原理示意图之一；
图9为实施例2的工作原理示意图之二；
图10为实施例3的结构示意图；
图11为实施例3的工作原理示意图之一；
图12为实施例3的工作原理示意图之二；
图13为实施例3中第二导光通道加强光信号传导的工作原理示意图。
附图说明：导光通道1，光信号发射器2，光信号接收器3，信号处理单元4，警示单元5，无线信号传输单元6，第一接合部7，第二接合部8，第一中空通道71，第二中空通道81；第一导光通道9，第二导光通道10。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1～3所示，用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，包括导光结构、光信号发射器2、光信号接收器3、信号处理单元4和警示单元5。
在本实施例中，所述导光结构为一个导光通道1，导光通道采用光纤；所述导光通道1植入吸湿芯体，导光通道1的两端分别连接光信号发射器2和光信号接收器3；光信号发射器2和光信号接收器3分别连接信号处理单元4，所述信号处理单元4还连接警示单元5。其中，当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得导光通道1传导的光信号发生变化，信号处理单元4将光信号发射器2发射的光信号和光信号接收器3接收到的光信号进行比较分析后，发出相对应的警示信号至警示单元5。
在本实施例中，信号处理单元4、光信号发射器2、光信号接收器3和警示单元5共同组成一电子部件，该电子部件与导光通道1形成可拆卸式连接，且在组装时导光通道1的两端可分别接入到光信号发射器2和光信号接收器3。
具体地，如图4所示，在本实施例中，导光通道1弯曲设置使得导光通道1的两端处于同一方向，在该方向导光通道设有第一接合部7，该第一接合部7内设有与导光通道1两端分别连接的第一中空通道71；
电子部件还设有第二接合部8，以与导光通道1的第一接合部7组合；其中，第二接合部8具有与第一中空通道71连通的第二中空通道81，且第二中空通道81分别连接光信号发射器2和光信号接收器3，以使得电子部件与导光通道1在相互组接时，自光信号发射器2所发射出的光信号经过导光通道1而被光信号接收器3接收。
如图2所示，本实施例中警示单元5与信号处理单元4为有线连接，警示单元5为一发光/声装置，于警示信号传送至该发光/声装置时，该发光/声装置发出警示通知光/声；更具体地，警示单元5包括一发光装置以及与该发光装置连接的一导光条，于该警示单元5接收到该警示信号后，该发光装置产生多条光束并从该导光条的一前端向内射入，从该导光条的一末端向外射出，且该导光条的该末端可显露于一吸湿芯体使用者的一衣物外。
如图3所示，警示单元5与信号处理单元4的连接也可为无线连接，此时在电子部件中设有与信号处理单元4连接的无线信号传输单元6，当警示信号传送至该无线信号传输单元6时，该无线信号传输单元6传送一无线警示信号至外界的警示单元5，该警示单元5为一移动终端，其采用灯光、屏幕影像、气味、声音或物理动作等信号提示照顾者进行更换吸湿芯体。
所述电子部件还包括用以夹持于吸湿芯体以供使用者安排该电子部件位于该吸湿芯体的一位置抑或夹持于吸湿芯体使用者的衣物以显露该电子部件的一发光装置于该衣物外的夹持部。
所述导光通道1内建于吸湿芯体的表层或表层下方；本实施例中，导光通道1藉由黏贴背胶贴合于吸湿芯体的表层或表层之下的一内夹层。
在使用中，由于电子部件为可拆卸式，成本较高的电子部件可重复使用，成本较低的导光通道，可随脏污的吸湿芯体一同丢弃。
如图5～6所示，本实施例1的工作原理如下：
当吸湿芯体表面或内部有排泄物时，导光通道1内的光信号部分折射出去并碰到排泄物时反射回来再次进入导光通道1内，因此使得到达光信号接收器3的光信号发生变化，从而可以检测到排泄物的存在与否、表面特性、或颜色等变化。
实施例2
如图7所示，所述导光结构包括并排设置的第一导光通道9和第二导光通道10，第一导光通道9的一端和第二导光通道10的一端分别连接光信号发射器2，第二导光通道10的另一端连接光信号接收器3，第一导光通道9的另一端呈开放或封闭状态；其余结构设置同实施例1，此处不再赘述。
其中，第一导光通道9和第二导光通道10之间具有适当距离或空间以使当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得从第一导光通道9射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道10内。在本实施例中，所述第一导光通道9的一端和第二导光通道10的一端连接相同或不同的光信号发射器2。
如图8～9所示，本实施例的工作原理如下：
1、首先光信号发射器2以第一导光通道9和第二导光通道10为传导路径发送光信号，第一导光通道9和第二导光通道10可向外发出部分光信号，而且第二导光通道10内可接收并传导由第一导光通道9发送出来的光信号，因此光信号接收器3接收从第二导光通道10所传导的光信号中不仅包含有从第二导光通道10自身的输入端所发射的光信号，也包含有从第一导光通道9发送出来的信号；
2、当吸湿芯体表面或内部有排泄物时，从第一导光通道9射出的光信号经过排泄物直接透射、或经过排泄物的表面进行反射、或经过被排泄物污染的吸湿芯体反射进入到第二导光通道10内，因此使得到达光信号接收器3的光信号发生变化，从而可以检测到排泄物的存在与否、表面特性、或颜色等变化。
在本实施例中，可在第二导光通道10内加入接受光照后会“变色”的材料，就可以经由光线的变化，进而改变构成第二导光通道10的导光材料的颜色和光通量等变化，藉由导光材料的颜色和光通量的变化可以感测到排泄物的存在与否、浓稠特性或颜色等不同的变化。
实施例3
如图10所示，本实施例所述导光结构包括并排设置的第一导光通道9和第二导光通道10，第一导光通道9的一端连接光信号发射器2，第二导光通道10的一端连接光信号接收器3，第一导光通道9的另一端和第二导光通道10的另一端呈开放或封闭状态；其余结构设置同实施例1，此处不再赘述。
其中，第一导光通道9和第二导光通道10之间具有适当距离或空间以使当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得从第一导光通道9射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道10内。
如图11～12所示，本实施例的工作原理如下：
1、首先光信号发射器2以第一导光通道9为传导路径发送光信号，且第一导光通道9可向外发出部分光信号，第二导光通道10内可接收并传导由第一导光通道9发送出来的光信号，因此光信号接收器3接收从第二导光通道10所传导的光信号中包含有从第一导光通道9发送出来的信号；
2、当吸湿芯体表面或内部有排泄物时，从第一导光通道9射出的光信号经过排泄物直接透射、或经过排泄物的表面进行反射、或经过被排泄物污染的吸湿芯体反射进入到第二导光通道10内，因此使得到达光信号接收器3的光信号发生变化，从而可以检测到排泄物的存在与否、表面特性、或颜色等变化。
因此，在以上实施例中，本发明利用折射率的变化现象，就可检测有无附着物质以及附着物质的特性。
在一般情况下，导光材料的表层多为平滑的表面，会对外部的光信号有较大的反射作用，因此也相对的减少了折射进入导光材料的光信号强度。为了改善并加强外部的光信号折射进入导光材料，本发明在导光材料的外表面加上适当的切面或表面纹理，从而增加外部光信号可以折射进入导光材料的面积与有助于光信号折射的角度，如图13所示，在实施例3中所述第二导光通道10的外表面形成有利于外部光信号由第二导光通道10的外侧面折射进入第二导光通道10内的表面纹理。
同理，在实施例1中，可在所述导光通道的外表面形成有利于外部光信号由导光通道的外侧面折射进入导光通道内的表面纹理；在实施例2中，可在所述第二导光通道10的外表面形成有利于外部光信号由第二导光通道10的外侧面折射进入第二导光通道10内的表面纹理。
Claims (10)
1.用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：包括导光结构、光信号发射器、光信号接收器、信号处理单元和警示单元，所述吸湿芯体内建导光结构，导光结构的一端连接光信号发射器，导光结构的另一端连接光信号接收器，光信号发射器和光信号接收器连接信号处理单元，所述信号处理单元还连接警示单元；其中，当排泄物接触到吸湿芯体表面或进入吸湿芯体时，使得导光结构传导的光信号发生变化，信号处理单元将光信号进行比较分析后，发出相对应的信号至警示单元。
2.如权利要求1所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述导光结构包括至少一个导光通道，所述导光通道的两端分别连接光信号发射器和光信号接收器。
3.如权利要求2所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述导光通道的外表面形成有利于外部光信号由导光通道的外侧面折射进入导光通道内的表面纹理。
4.如权利要求1所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述导光结构包括并排设置的第一导光通道和第二导光通道，第一导光通道的一端和第二导光通道的一端分别连接光信号发射器，第二导光通道的另一端连接光信号接收器，第一导光通道的另一端呈开放或封闭状态；其中，第一导光通道和第二导光通道之间具有适当距离或空间以使当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得从第一导光通道射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道内。
5.如权利要求4所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述第一导光通道的一端和第二导光通道的一端连接相同或不同的光信号发射器。
6.如权利要求1所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述导光结构包括并排设置的第一导光通道和第二导光通道，第一导光通道的一端连接光信号发射器，第二导光通道的一端连接光信号接收器，第一导光通道的另一端和第二导光通道的另一端呈开放或封闭状态；其中，第一导光通道和第二导光通道之间具有适当距离或空间以使当排泄物进入吸湿芯体或接触到吸湿芯体表面时，使得从第一导光通道射出的光信号经排泄物进入到第二导光通道内。
7.如权利要求4、5或6所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述第二导光通道的外表面形成有利于外部光信号由第二导光通道的外侧面折射进入第二导光通道内的表面纹理。
8.如权利要求1所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述导光结构与光信号发射器和光信号接收器为可拆卸式连接。
9.如权利要求1所述的用于感测吸湿芯体排泄物存在的装置，其特征在于：所述信号处理单元与警示单元为有线连接或者无线连接，所述警示单元采用光、影像、气味、声音或物理动作进行警示。
10.如权利要求1所述的感测排泄物存在的纸尿裤，其特征在于：所述导光结构内建于吸湿芯体的表层或表层下方。
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