CN109862857B - 吸收部件的更换必要性判断装置 - Google Patents

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Abstract

一种吸收部件的更换必要性判断装置，包括：发电部，其通过与吸收部件所吸收的液体接触而发电，并且发电量根据液体的量而变化；信号输出部，其输出与发电量对应的检测信号；和处理部，其基于检测信号获取与液体的量有关的参数，并且基于参数判断吸收部件的更换必要性。

Description

吸收部件的更换必要性判断装置
技术领域
本发明涉及吸收部件的更换必要性判断装置等,该吸收部件设置在当吸收的液体发生泄漏时需要更换的一次性尿布、排泄训练裤、失禁短裤、吸收性衬垫等中。
背景技术
例如，为了减轻对于患有认知障碍或身体残疾的人(被看护者)的排尿的看护负担，有时使用一次性尿布。关于该一次性尿布，内部设置有由高分子吸水体等制成的吸水部件，通过吸水部件吸收尿液来防止漏出到外部。然而，由于当吸水部件由尿液饱和时不能吸收更多的尿液，因此看护人员需要频繁地检查一次性尿布的内部，以确认尿液的吸收状态。看护人员这样检查尿液的吸收状态的行为是一种费时费力的行为，并且对于被看护者来说，可能成为伤害尊严等伴随精神上的痛苦的行为。
作为能够解决以上所述的问题的技术，在专利文献1中提出了以下液体检测系统的方案：该液体检测系统包括具有检测液体的检测部和将液体作为催化剂而发电的发电部的传感器结构体、以及利用传感器结构体的输出信号来检测液体的液体检测装置(下文中也称为现有技术1)。在该液体检测系统中，当组装在一次性尿布中的传感器结构体被尿液弄湿时，发电部产生电力，并且利用该电力来驱动检测部。检测部包括压电元件，该压电元件通过与尿液接触而被压电以输出信号，并且压电元件的输出信号被发送至液体检测装置。液体检测装置通过解析压电元件的输出信号来获取尿液的检测时间或尿量。因此，能够基于尿液的检测时间或尿量来判断一次性尿布的更换必要性，从而不再需要看护人员直接检查被看护者所穿着的一次性尿布的行为。
另外，在专利文献2和非专利文献1中公开了一种一次性尿布，该一次性尿布包括通过与尿液接触而产生电动势的电动模块、以及发送无线信号的无线发送模块(以下也称为现有技术2)。电动模块包括将尿液作为电解液来产生电动势的一对电极，无线发送模块将基于电动模块的电动势的信号发送到接收器。利用基于电动势的信号使得能够检测到已经发生了排尿，从而能够不再需要看护人员直接检查被看护者所穿着的一次性尿布的行为。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-132518号公报
专利文献2：日本特开2015-229003号公报
非专利文献1：田中亚实、宇都宫文靖、道关隆国，“可穿戴式自供电式尿布形尿失禁传感器抑制的具有0.3V启动转换器的响应时间变化”，IEEE传感器期刊第16卷，第10号，2016年5月15日
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述现有技术1中，分别设置了利用液体进行发电的发电部、和检测液体并输出检测信号的检测部。因此，存在零件数量增加并且结构变得复杂化的可能性。
另一方面，在现有技术2的情况下，由于能够利用基于由电动模块产生的电动势的信号来检测排尿，因此能够使电动模块既作为发电部又作为检测部发挥作用。因此，不像现有技术1那样，不需要与发电部分开的检测部，能够实现装置的简化和小型化，并且向一次性尿布等中的组装也变得容易。
但是，现有技术2只能单纯地检测到有排尿。对于一次性尿布来说，如果是尿量较少，则能够吸收多次量的尿液，因此通过检测到一次排尿就更换一次性尿布，存在变得不经济的情况。相反，如果试图在多次排尿后才更换一次性尿布，则在更换之前吸水部件由于尿液而变得饱和并且尿液漏出到外部的可能性升高。
另外，如果不仅能够获取关于一次性尿布的信息，而且能够获取关于吸收部件所吸收的液体的量的信息，则有助于掌握吸收部件的状态。
本公开的目的在于提供一种吸收部件的更换必要性判断装置和方法，该装置和方法不仅能够检测到液体被吸收部件吸收，而且能够判断吸收部件的更换必要性。另外，本发明的另一个目的是能够获取关于吸收部件所吸收的液体的量的信息。
用于解决技术问题的方案
(1)本公开的吸收部件的更换必要性判断装置，包括：发电部，其通过与吸收部件所吸收的液体接触而发电，并且发电量根据所述液体的量而变化；
信号输出部，其输出与所述发电量对应的检测信号；和
处理部，其基于所述检测信号获取与所述液体的量有关的参数，并且基于所述参数判断吸收部件的更换必要性。
上述构成的更换必要性判断装置能够通过与发电量对应的检测信号而检测到液体被吸收部件吸收。另外，通过使用与基于检测信号获取的液体的量有关的参数，能够将吸收部件所吸收的液体的量作为判断材料，来判断更换的必要性。此外,吸收部件的更换除了吸收部件单体的更换以外,还包含像一次性尿布那样内置有吸收部件的物体的整体的更换。
(2)优选的是，所述参数包含所述吸收部件中注入液体的次数。
吸收部件中注入液体的次数越多，吸收部件所吸收的液体的量越多，吸收部件饱和并发生泄漏的可能性就越大。因此，通过获取吸收部件中注入液体的次数作为参数，能够在没有发生泄漏的时机进行需要更换的判断。此外，这里所谓的“注入”是指以液体从接近吸收部件的位置或远离吸收部件的位置吸收到吸收部件的方式使液体进入(供给)至吸收部件，包含向设置于一次性尿布等中的吸收部件排尿的形式。“注入”也可以换称为“投入”。“投入”是指以液体从接近吸收部件的位置或远离吸收部件的位置吸收到吸收部件的方式使液体进入。
(3)优选的是，所述参数包含每一次注入至所述吸收部件中的液体的量。
每一次注入至吸收部件中的液体的量给向吸收部件的吸收程度带来影响。例如，在以多的次数注入少量液体的情况和以少的次数注入大量液体的情况下，即使液体的总量相同，吸收程度也产生不同，有时前者比后者更早地发生泄漏。因此，通过获取每一次的液体的量作为参数，能够更适当地判断吸收部件的更换必要性。
(4)优选的是，所述信号输出部以与所述发电量对应的时间间隔而间歇地输出检测信号，
所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔而获取所述参数。
由于输出检测信号的时间间隔依赖于发电量，并且该发电量依赖于吸收部件所吸收的液体的量，因此能够从输出检测信号的时间间隔容易地获取与液体的量有关的参数。
(5)优选的是，所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔的变化，获取所述吸收部件中注入液体的次数而作为所述参数。
根据该构成，输出检测信号的时间间隔的变化依赖于发电量的变化，发电量的变化依赖于吸收部件所吸收的液体的量的变化，因此，能够从输出检测信号的时间间隔的变化，获取吸收部件所吸收的液体的量的变化，即，能够获取与液体向吸收部件注入的时机和注入次数相关的参数。另外，吸收部件中注入液体的次数越多，吸收部件所吸收的液体的量越多，吸收部件饱和并泄漏的可能性就越大，因此，通过获取吸收部件中注入液体的次数作为参数，能够在没有发生泄漏的时机进行需要更换的判断。
(6)优选的是，所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔，获取每一次注入至所述吸收部件中的液体的量而作为所述参数。
如上所述，每一次注入至吸收部件中的液体的量给向吸收部件的吸收程度带来影响，因此，通过与吸收部件中注入液体的次数一起获取每一次的液体的量作为参数，能够更适当地判断吸收部件的更换必要性。
(7)优选的是，所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔的平均值而获取所述参数。
通过这样的构成，能够在减小由时间间隔的不适当的变动等引起的影响的状态下获取参数。
(8)优选的是，输出所述检测信号的时间间隔在每个预定范围分别与所述液体的量相对应。
通过这样的构成，能够按照期望设定获取液体的量时的细分度。
(9)优选的是，所述预定范围根据所述吸收部件中注入液体的次数而不同。
在液体相对于吸收部件的注入次数少的情况下，所吸收的液体的量也变少，因此，与液体的注入次数多的情况相比，发电部所进行的发电容易变得不稳定，输出检测信号的时间间隔也容易变得不稳定。因此，通过使时间间隔的预定范围根据液体的注入次数而不同，能够进行适合于注入次数的适当的液体的量的对应。
(10)优选的是，该更换必要性判断装置还包括：无线发送部，利用无线发送所述检测信号；和无线接收部，接收所发送的所述检测信号，所述处理部基于由所述无线接收部接收到的所述检测信号而获取所述参数。
通过这样的构成，能够将发电部和信号输出部与处理部离开地配置，例如，能够在从穿着设置有吸收部件的尿布的人离开的地点判断更换必要性。
(11)优选的是，在比需要更换所述吸收部件的所述液体的注入次数靠前的次数的阶段，所述处理部进行下次注入以后需要更换所述吸收部件的判断。
通过这样的构成，当进行了可能发生泄漏的液体注入时，无需获取其尿液量等，就能够立即通知需要更换的意思等。
(12)优选的是，所述发电部包括仅由碳制成的片状电极或包含所述碳的片状电极。
通过这样的构成，能够获取发电量根据液体的量变化的这样的所期望的发电特性。
(13)优选的是，所述片状电极相对于所述吸收部件配置在注入所述液体的一侧的相反侧。
(14)本公开的装置包括：发电部，其构成为通过与吸收部件所吸收的液体接触而发电，并且发电量根据所述液体的量而变化；和
信号输出部，其以与所述发电量对应的时间间隔，间歇地输出检测信号。
上述构成的装置，由于发电部构成为发电量根据吸收部件所吸收的液体的量而变化，并且信号输出部以与发电量对应的时间间隔而间歇地输出检测信号，所以能够使用输出检测信号的时间间隔，来获取与吸收部件所吸收的液体的量相关的信息。
上述“吸收部件”不限于需要更换的部件或能够更换的部件。例如，吸收部件不限于应用于一次性尿布或吸水性衬垫等，还包含能够吸收液体的所有部件。例如，吸收部件还包含从地面吸收水的植物或栽培植物的培养基。在该情况下，能够掌握植物或培养基内部的液体的量，并且能够对判断补充水或培养液的时机等有帮助。
另外，“关于液体的量的信息”可以包含吸收部件所吸收的液体的量(总量)本身，或与液体的量有关的预定参数。作为该参数，例如可以列举吸收部件中注入液体的次数、以及注入吸收部件中的每一次的液体的量。
(15)上述装置还包括处理部，该处理部基于输出所述检测信号的时间间隔而获取与所述液体的量有关的参数。
根据该构成，通过使用基于输出检测信号的时间间隔获取的与液体的量有关的参数，能够掌握吸收部件所吸收的液体的量。
发明效果
根据本公开的吸收部件的更换必要性判断装置，不仅能够检测到吸收部件中已注入液体，而且能够判断吸收部件的更换必要性。根据本公开的装置，能够获取与吸收部件所吸收的液体的量相关的信息。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的吸收部件的更换时期判断装置的概略性构成图。
图2是表示传感器单元的概略构成图。
图3是沿图1中的A-A线的剖视图。
图4是表示由发电部产生的电流值根据尿量的变化的图表。
图5A是绘制在注入预定单位量(40cm3)的尿液的情况下的由无线接收部接收到的检测信号的图表。图5B是绘制在注入预定单位量(80cm3)的尿液的情况下的由无线接收部接收到的检测信号的图表。图5C是绘制在注入预定单位量(120cm3)的尿液的情况下的由无线接收部接收到的检测信号的图表。
图6A是将图5A的A部放大地表示的图表。图6B是将图5A的B部放大地表示的图表。
图7A是表示每隔一定时间注入预定单位量(40cm3)的尿液的情况下的检测信号的接收间隔的变化的图表。图7B是表示每隔一定时间注入预定单位量(80cm3)的尿液的情况下的检测信号的接收间隔的变化的图表。图7C是表示每隔一定时间注入预定单位量(120cm3)的尿液的情况下的检测信号的接收间隔的变化的图表。
图8A是表示第一次注入尿液时的尿液总量与平均接收间隔之间的关系的图表。图8B是表示在第二次以后注入尿液时的尿液总量与平均接收间隔之间的关系的图表。
图9是表示多次注入单位量的尿液的情况下的尿液的泄漏情况的图像。
图10表示尿液单位量与需要更换吸收部件的尿液总量之间的关系。
图11是表示吸收部件的更换必要性的判断处理步骤的流程图。
图12是更详细地表示吸收部件的更换必要性的判断步骤的流程图。
图13是表示以多种模式多次注入尿液的情况下的尿液的泄漏情况的图像。
图14A是在以图13的模式A多次注入尿液的情况下，将使用图12的步骤而获取的更换时期和时间与尿液总量之间的关系一并表示的图表。图14B是在以图13的模式B多次注入尿液的情况下，将使用图12的步骤而获取的更换时期和时间与尿液总量之间的关系一并表示的图表。图14C是在以图13的模式C多次注入尿液的情况下，将使用图12的步骤而获取的更换时期和时间与尿液总量之间的关系一并表示的图表。图14D是在以图13的模式D多次注入尿液的情况下，将使用图12的步骤而获取的更换时期和时间与尿液总量之间的关系一并表示的图表。
图15是其它实施方式所涉及的吸收部件的更换时期判断装置的说明图。
具体实施方式
以下关于本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的一实施方式所涉及的吸收部件的更换必要性判断装置的概略性构成图。
本实施例的更换必要性判断装置10应用于一次性尿布(下文中也简称为“尿布”)50，检测尿布50中的排尿，并且基于其尿液量等判断尿布50的更换必要性或更换时期。
图1例示的尿布50是所谓的开放型，是安装于被看护者或婴幼儿等使用者并用带子固定的类型。在尿布50的内部设置有由高分子吸收体或棉状纸浆等形成的吸收部件51。在该吸收部件51中能够吸收尿液。吸收部件51还作为能够保持所吸收的液体的保持体发挥作用。
[更换必要性判断装置的构成]
更换必要性判断装置10包括传感器单元17、无线接收部15和处理部16。
图2是表示传感器单元17的概略构成图。传感器单元17组装在尿布50中，并包括发电部11、蓄电部12、间歇电源部13和无线发送部14。
(发电部11的构成)
图3是沿图1中的A-A线的剖视图。
如图1至图3所示，发电部11包括一对电极21和22。这一对电极21和22将吸收部件51所吸收的尿液作为电解液来产生电动势。一对电极21和22形成为长条，并且以沿左右方向隔开间隔的状态，沿着一次性尿布50的前后设置。
一对电极21和22由例如仅由碳制成的片状电极21或者包含碳的片状电极21和将铝作为原材料的电极22的组合构成。应用于片状电极21的碳可以包含苯酚等合成树脂、煤、焦炭、由源自沥青等化石燃料的原料制成的活性炭或中孔碳。双方的电极21和22的长度例如都形成为320mm。将碳作为原材料的其中一个电极21的宽度形成为大约5mm，将铝作为原材料的电极22的宽度形成为大约2mm。另外，如图3所示，一对电极21和22配置在比吸收部件51靠下侧的位置，即配置在与穿着尿布50的人52接触的一侧(排尿侧)的相反侧。片状电极21的碳是多孔性的，能够吸收并保持液体。例如，片状电极21的碳具有大量的纳米级的孔。
片状电极21的厚度可以为50-500μm，更优选可以为100-400μm。片状电极21的碳密度可以为0.3-1.0g/cc，更优选为0.4-0.7g/cc。片状电极21的碳的比表面积可以是500-4000m2/g，更优选是1000-2000m2/g。片状电极21的碳的平均粒径可以为0.1-10μm，更优选为1-5μm。
片状电极21例如可以通过如下方式制造：将作为粘合剂的四氟乙烯树脂分散液和作为导电辅助材料的科琴黑，与经水蒸汽活化的预定量的活性炭混合并捏合，对捏合后的材料在利用双轴辊加压的同时使其延伸为片状。
此外，一对电极21不限于由如上所述的材质或制造方法形成的电极，只要是具有后述的发电特性的电极，则没有特别限制。
(蓄电部12和间歇电源部13的构成)
如图2所示，蓄电部12由电容器(电容)构成。由发电部11产生的电动势被施加到蓄电部12以蓄积电荷。当在蓄电部12中蓄积预定量的电荷时，间歇电源部13通过释放该电荷来接收电力并动作。当从蓄电部12释放电荷时，利用发电部11将电荷再次蓄积在蓄电部12中。因此，反复进行电荷的蓄积(充电)和释放(放电)，每次当蓄电部12放电时，间歇电源部13就间歇性地动作。
每次当从蓄电部12供给电力时，间歇电源部13就间歇性地生成并输出检测信号。也就是说，蓄电部12和间歇电源部13构成输出检测信号的信号输出部。间歇电源部13所输出的检测信号由伴随向吸收部件51的排尿而产生的电动势生成，因此成为检测出已经发生排尿的信号。检测信号作为电源电力供应给无线发送部14。
(无线发送部14和无线接收部15的构成)
如图2所示，无线发送部14构成为通过接收检测信号作为电源电力，将预定振幅的无线信号发送到外部。由于该无线信号与检测信号的供给大致同时发送，因此实质上相当于检测信号。
如图1所示，无线接收部15接收从无线发送部14发送的无线信号。然后，无线接收部15将该无线信号作为检测信号发送到处理部16。
(处理部16的构成)
处理部16例如由个人计算机、平板PC、智能手机等构成。处理部16包括CPU等控制部24、存储器等存储部25、以及液晶显示器或扬声器等输出部26。处理部16基于从无线接收部15发送的检测信号，执行与吸收部件51(尿布50)的更换有关的预定处理。例如，处理部16进行检测到已经发生排尿的处理、获取排尿次数、排尿液总量和每次排尿量的处理，判断吸收部件51的更换必要性的处理等。这些处理通过控制部24执行导入到存储部25中的软件来实现。后面将说明处理的详细内容。
(发电部11的发电特性)
本实施方式的发电部11具有发电量根据尿布50的吸收部件51所吸收的尿量而变化的发电特性。具体地，发电部11具有吸收部件51所吸收的尿量越多则发电量越多的发电特性。特别地，含碳的片状电极21能够保持的尿量与吸收部件51所吸收的尿量相关。具体地，吸收部件51所吸收的尿量越多，片状电极21所保持的尿量也越多。另外，片状电极21所保持的尿量越多，发电量也越大。
图4是表示由发电部11根据尿量生成的电流值的变化的图表。通过在与一对电极21和22并联地连接10kΩ负载电阻的状态下，将尿液注入(排尿)尿布50的吸收部件51中，来测量电流值。尿液以每两小时各80cm3分多次注入。
如图4所示，当注入第一次尿液时，由发电部11生成的电流值急剧上升，然后电流值减小，然后以大致恒定的值(约40μA)稳定地推移。当注入第二次尿液时，电流值再次急剧上升，然后电流值减小，然后以大致恒定的值(约50μA)稳定地推移。因此，第二次尿液注入后的稳定电流值成为比第一次尿液注入后的稳定电流值大的值。另外，第三次尿液注入后的电流的最小值成为比第二次尿液注入后的电流的最小值大的值。当注入第三次尿液时，电流值再次急剧上升，然后电流值减小，然后以大致恒定的值(约60μA)稳定地推移。第三次尿液注入后的稳定电流值成为比第二次尿液注入后的稳定电流值大的值。另外，第二次尿液注入后的电流的最小值成为比第一次尿液注入后的电流的最小值大的值。
如上所述，注入到吸收部件51中的尿液总量即吸收部件51所吸收的尿液总量越多，发电部11中的发电量越大。换句话说，注入吸收部件中的尿液总量越多，在将尿液注入吸收部件51之后直到下一次注入尿液之前的时间内的发电量的平均值越大。
(间歇电源部13所进行的检测信号的输出)
图5A-图5C是绘制由无线接收部15接收到的检测信号的图表。此外，可以认为由无线接收部15接收检测信号的接收时机与由间歇电源部13输出检测信号的输出时机几乎是同时的。图5A表示以40cm3的单位量将尿液隔开时间分别注入两次的情况，图5B表示以80cm3的单位量将尿液隔开时间分别注入两次的情况，图5C表示以120cm3的单位量将尿液隔开时间分别注入两次的情况。此外，图5A的图表中的横轴的一个刻度是1000秒，图5B和图5C的图表中的横轴的一个刻度是100秒。此外，在图6A和图6B示出了在图5A中的A部和B部中横轴的一个刻度与图5B和图5C中的相同的图表。
如图5A和图6A所示，在注入了第一次的40cm3的尿液的情况下，在此之后立即确认了检测信号的数次接收。但是，此后没有信号的接收。另外，如图5A和图6B所示，当在约一小时(3600秒)之后注入第二次的尿液时，以基本恒定的时间间隔(接收间隔)ta2接收有检测信号。因此，基于所接收的检测信号的时间间隔(接收间隔)的变化，能够检测注入尿液的时机和注入尿液的次数。
如图5B所示，当注入第一次的80cm3的尿液时，直到第二次注入之前期间，以基本恒定的接收间隔tb1接收有检测信号。此外，如图5C所示，当注入第一次的120cm3的尿液时，直到第二次注入之前期间，以基本恒定的接收间隔tc1接收有检测信号。然后，当分别注入第二次的尿液时，以比第一次短的时间间隔tb2和tc2接收有检测信号。因此，与上述同样，能够基于检测信号的接收间隔的变化来检测注入尿液的时机和注入尿液的次数。如下所述，注入尿液的次数用于尿布50的更换必要性的判断。
图7A以及图7B是表示每隔一定时间注入预定单位量的尿液的情况下的检测信号的接收间隔的变化的图表，横轴表示时间，纵轴表示检测信号的接收间隔。图7A表示每隔1个小时注入单位量40cm3的尿液的情况，图7B表示每隔2个小时注入单位量80cm3的尿液的情况，图7C表示每隔3个小时注入单位量120cm3的尿液的情况。
如图7A所示，在单位量是40cm3的情况下，如参考图5A说明的那样，由于在第一次尿液注入后几乎没有接收到检测信号，因此接收间隔变得极大，通过第二次以后的尿液注入获取适当的值。在从第二次尿液注入之后到第三次注入之前(横轴的1-2小时)，尽管有些不稳定，但接收间隔约为40-50秒，在第三次注入以后，以基本恒定的接收间隔接收有检测信号。另外，所注入的尿液总量越多，接收间隔越短。
如图7B所示，在单位量是80cm3的情况下，在第一次尿液注入后，接收间隔缓慢增加并逐渐稳定，在第二次以后的尿液注入之后，接收间隔变得基本恒定。另外，所注入的尿液总量越多，接收间隔越短。
如图7C所示，在单位量是120cm3的情况下，在第一次尿液注入之后和第二次注入之后，以基本稳定的接收间隔接收有检测信号。另外，所注入的尿液总量越多，接收间隔越短。
如上所述，吸收部件51中注入并吸收的尿量越多，检测信号的接收间隔越短。这是由于，如图4所示，吸收部件51中注入的尿量越多，发电部11中的发电量越大，蓄电部12的充电速度随之越快，间歇电源部13的动作间隔(检测信号的输出间隔)越短。
另外，即使所注入的尿液的单位量不同，如果总量相同，则接收间隔也变得几乎相同。图8A和图8B是表示尿液总量与平均接收间隔之间的关系的图表。特别地，图8A示出了第一次注入尿液的情况，图8B示出了第二次以后注入尿液的情况。区分为第一次和第二次以后是因为,例如，如图7A和图7B所示，第一次注入尿液后,接收间隔的变动大,第二次以后注入尿液后,接收间隔稳定,因此即使总量相同，平均接收间隔也可能不同。此外,如图5A所示，在以单位量40cm3第一次注入尿液的情况下，尽管在注入后立即接收到检测信号，但此后没有接收到检测信号，因此在图8A和图8B中,将平均接收间隔视为约为60秒。
如图8A和图8B所示，尿液总量越多,平均接收间隔越短。本实施方式中的处理部16考虑到如图8A和图8B所示的接收间隔和尿液总量之间的关系，通过运算来求出平均接收间隔和尿液总量，用于后述的尿布50的更换时期的必要性判断。
(尿液总量的获取)
尿液总量基于以下表1求出。
[表1]
Figure GDA0002963073830000121
在表1中，在第一次注入了尿液的情况下，当接收间隔t为44秒≦t时，看作注入了40cm3的尿液。另外，当接收间隔t是28秒≦t<44秒时，看作注入了80cm3的尿液。当接收间隔t为t<28秒时，看作注入了120cm3的尿液。
在第二次以后注入了尿液的情况下，当接收间隔t为32秒≦t时，尿液总量看作是80cm3。此外，当接收间隔t为25秒≦t<32秒时，尿液总量看作是120cm3。此后，随着接收间隔t减小，将尿液总量以每40cm3增加。也就是说，根据接收间隔的范围，以每40cm3将尿液总量对应。换句话说，以40cm3的细分度获取尿液总量。通过进行这样的处理，与更精细地测量尿液总量的情况相比，能够简化判断更换必要性时的处理，能够减少运算负荷。每一次的尿量可以通过计算注入尿液前的总量与注入后的总量之间的差值来求出。
(尿液的注入次数和吸收材料的泄漏状态)
图9是表示多次注入单位量的尿液的情况下的尿液的泄漏情况的图像。
在以40cm3的单位量注入尿液的情况下，在第三次注入(总量120cm3)时发生少量的尿液泄漏，在第四次注入时(总量160cm3)尿液泄漏增多。因此，在以40cm3的单位量追加尿液的情况下，可以说在第四次注入尿液后的阶段需要更换吸收部件51(尿布50)。
在以80cm3的单位量注入尿液的情况下，在第二次注入(总量160cm3)时发生少量的尿液泄漏，在第三次注入时(总量240cm3)尿液泄漏增多。因此，可以说在第三次注入尿液后的阶段需要更换吸收部件51。
在以120cm3的单位量注入尿液的情况下，在第二次注入(总量240cm3)时泄漏增多。因此，可以说在第二次注入尿液后的阶段需要更换吸收部件51。
此外，从图9的结果可知，即使总量是相同的，单位量(每次的量)越少，泄漏越多。例如，当总量为120cm3时，单位量40cm3的情况比单位量120cm3泄漏更多，当总量为160cm3时，单位量40cm3的情况比单位量80cm3泄漏更多。这是因为，单位量越少，尿液越难以在吸收部件51上扩散，尿液由吸收部件51的一部分局部地吸收。因此，为了判断更换必要性，不仅单纯地需要考虑尿液总量，而且还需要考虑尿液的单位量(每一次的尿液的量)。
在图10中表示尿液单位量与需要更换吸收部件51的尿液总量之间的关系。在本实施方式中，如以下说明的那样，在考虑了排尿次数和每一次的尿液量的基础上，来判断更换时期。
[吸收部件51的更换必要性的判断处理步骤]
更换必要性判断装置10中的处理部16以图11所示的步骤，判断吸收部件51(尿布50)的更换时期。
当处理部16从无线接收部15接收到检测信号时(步骤S1)，处理部16首先获取排尿次数(步骤S2)。通过如图5A～图5C所示测量第一次接收到检测信号的时机和接收间隔变化的时机，能够获取排尿次数。
此后，处理部16针对各次排尿而计算出检测信号的平均接收间隔(步骤S3)。平均接收间隔可以是将例如在一小时期间接收的检测信号的接收间隔平均化得到的平均值。
处理部16根据上述的表1求出与接收间隔的范围对应的尿液总量(步骤S4)。具体地，在排尿次数是第一次的情况下，处理部16基于表1的左侧栏求出尿液总量，在排尿次数是第二次以后的情况下，处理部16基于表1的右侧栏求出尿液总量。
接下来，处理部16计算每一次的尿液量(步骤S5)。例如，在排尿次数是第一次的情况下，处理部16将在步骤S4中求出的总量作为每一次的量。另外，在排尿次数是第二次以后的情况下，处理部16通过从在步骤S4中求出的总量中减去在其前一次的排尿中求出的总量，来求出每一次的量。
处理部16使用在步骤S2中获取的排尿次数和在步骤S5中求出的每一次的尿液量，来进行尿布50的更换必要性的判断(步骤S6)。
[更换必要性判断的详细情况]
图12是更详细地表示尿布50的更换必要性的判断步骤的流程图。
(第一次的排尿)
在排尿是第一次的情况下，处理部16判定每一次的尿液量是否是120cm3(步骤S11)。在判定结果是肯定性(是)的情况下，处理部16使处理前进到步骤S18，在判定结果是否定性(否)的情况下，处理部16使处理前进到步骤S12。在该判定结果是肯定性的情况下，将每一次的尿液量确定为120cm3。
在步骤S12中，处理部16判定每一次的尿液量是否是40cm3。在判定结果是肯定性(是)的情况下，处理部16使处理前进到步骤S13，在判定结果是否定性(否)的情况下，处理部16使处理前进到步骤S16。在该判定结果是肯定性的情况下，将每一次的尿液量确定为40cm3。另外，在该判定结果是否定性的情况下，将每一次的尿液量确定为80cm3。
(第二次的排尿)
接下来，处理部16针对第二次的排尿进行判断。在第一次的尿液量是40cm3的情况下，处理部16在步骤S13中判定第二次的排尿中的尿液量是否是40cm3。在判定结果是肯定性(是)的情况下，处理部16使处理前进到步骤S14，在判定结果是否定性(否)的情况下，处理部16使处理前进到步骤S17。在该判定结果是肯定性的情况下，将每一次的尿液量确定为40cm3。另外，在该判定结果是否定性的情况下，将每一次的尿液量确定为80cm3或120cm3。
在第一次的尿液量是80cm3的情况下，处理部16当在步骤S16中检测到第二次排尿时，判断为与其量无关能够继续使用尿布。这是因为如图9所示，认为在注入了80cm3的单位量的尿液后进一步注入80cm3的尿液(当总量为160cm3时)的尿液的泄漏情况、以及然后进一步注入80cm3的尿液时(当总量为240cm3时)的尿液的泄漏情况。即，即使第二次排尿中的尿液量为80cm3(总量160cm3)，尿布50的泄漏也是微小的，认为不会令使用者感到不适感，不需要立即更换尿布。另外，即使第二次排尿中的尿液量为120cm3(总量200cm3)，也认为泄漏比总量为240cm3时的泄漏少，不需要立即更换尿布。
在第一次的尿液量是120cm3的情况下，如图12所示，处理部16在步骤S18中基于检测到第二次排尿的事实，进行需要更换尿布的意思的判断。该判断是基于以下事实作出的：如图9所示，当在注入了120cm3单位量的尿液后进一步注入120cm3的尿液(总量240cm3)时，尿液的泄漏多。另外，该判断是基于以下事实作出的：若将单位量40cm3的情况作为参考来考虑从总量120cm3的状态注入40cm3的尿液的情况，则即使总量为160cm3，也可能泄漏到需要更换的程度。此外，该判断是基于考虑了以下事实作出的：在从总量120cm3的状态进一步注入80cm3的尿液的情况下，泄漏进一步增多。
另外，在图12的步骤S18中，处理部16一并执行需要更换尿布的意思的通知。作为该通知，例如可以从作为输出部26的扬声器发出表达尿布更换的警报声。或者，可以在作为输出部26的显示器上进行需要更换尿布的意思的显示。
(第三次的排尿)
在第一次和第二次的尿液量都是40cm3的情况下，处理部16当在步骤S14中检测到第三次排尿时，判断为与其量无关能够继续使用尿布。这是因为如图9所示，认为在注入了两次单位量40cm3的尿液后进一步注入40cm3的尿液(总量为120cm3)的情况下，尿液的泄漏极其微少，即使注入80cm3或120cm3的尿液(总量为160cm3或200cm3)，也不会产生泄漏到需要更换的程度。
在第一次的尿液量是40cm3并且第二次的尿液量是80cm3或120cm3的情况下，处理部16在步骤S17中基于检测到第三次排尿的事实，进行需要更换尿布的意思的判断。这是因为，在该情况下，第三次排尿后的总量至少为160cm3，认为此时尿液的泄漏情况成为在图9中以单位量40cm3注入了四次尿液的情况与以单位量80cm3注入了两次尿液的情况之间的中间状态。因此，有可能泄漏到需要更换尿布的程度。另外，在步骤S17中，同样一并执行需要更换尿布50的意思的通知。
(第四次的排尿)
在第一次和第二次的尿液量是40cm3并且进而进行了第三次排尿的情况下，处理部16基于检测到第四次排尿的事实，进行需要更换尿布的意思的判断。另外，也一并执行需要更换尿布50的意思的通知。
此外,在步骤S13中，在第一次和第二次的尿液量均为40cm3的情况下，在第二次排尿的阶段决定在第三次排尿中继续使用并且在第四次排尿中进行尿布更换。因此，在步骤S14和S15中，不进行实质性的判断处理。另外，从步骤S12到步骤S16、S17的步骤也是相同的。在从步骤S11到步骤S18的步骤中，在第一次排尿阶段决定在第二次排尿中进行尿布更换。这样，处理部16在比实际需要更换尿布的排尿次数靠前的次数的阶段进行需要更换的判断。由此，在检测到排尿已经进行了实际需要更换的次数的时机，无需进行接收间隔的平均运算和尿液总量的获取等，就能够立即进行需要更换的通知等。因此，能够防止在尿液从吸收部件51泄漏的状态下继续穿着尿布50。
以上所说明的本发明的更换必要性判断装置10能够通过与发电部11所产生的发电量对应的检测信号而检测出尿液被吸收部件51吸收。因此，不需要与发电部11分开地设置检测尿液的传感器等，能够减少零件的数量并且实现结构的简化。另外，通过使用与基于检测信号获取的液体的量有关的参数(排尿次数和每次的尿液量)，能够将吸收部件51所吸收的液体的量作为判断材料，来判断更换的必要性。
此外，更换必要性判断装置10在判断吸收部件51的更换必要性的过程中，检测吸收部件51所吸收的尿液(液体)的量，例如吸收部件51所吸收的尿液的总量、或每次的尿液注入量。因此，更换必要性判断装置10也作为检测吸收部件51所吸收的液体的量的液量检测装置，或获取与吸收部件51所吸收的液体的量相关的信息的信息获取装置发挥作用。
[验证实验]
本申请的发明人对于图12中所示的判断步骤是否适当进行了验证实验。该验证实验假定实际的排尿，一边以多种模式改变每次的量，一边将尿液(人造尿液)多次注入尿布50中，来验证实际的尿布中的尿液泄漏情况和尿布更换必要性的判断是否匹配。
在本实验中，将尿液以下面的表2中所示的四种模式A-D注入。所有模式的总量均为240cm3。另外，对于所有模式，也都是每隔一个小时注入尿液。
[表2]
Figure GDA0002963073830000171
图13是表示多种模式A-D中的尿液的泄漏情况的图像。另外，图14A～图14D是将使用图12的步骤而获取的更换时期(用☆记号表示)和时间与尿液总量之间的关系一并表示的图表。
在图14A～图14D中，吸收部件的更换时期判断为，模式A和B中是第四次，模式C中是第三次，模式D中是第二次。当参照图13确认实际的尿布中的尿液泄漏情况时，模式A和B中是第四次的尿液注入时，模式C中是第三次的尿液注入时，模式D中是第二次的尿液注入时，尿液的泄漏分别增多，实际上需要更换尿布。因此，了解了通过图12所示的步骤能够适当地判断尿布的更换时期。
[其它实施方式]
图15是表示其它实施方式所涉及的更换必要性判断装置(信息获取装置)的构成图。该更换必要性判断装置10包括多个传感器单元17a、17b、...17x、无线接收部15和处理部16。各传感器单元17a、17b、...17x与上述实施方式同样，具有发电部11、蓄电部12、间歇电源部13和无线发送部14(参照图2)。多个传感器单元17a、17b、...17x例如在看护设施中分别设置于多个被看护者所穿着的一次性尿布中。
各传感器单元17a、17b、...17x具有分别被赋予的标识符(ID)A、B、...X。各传感器单元17a、17b、...17x的无线发送部14将检测信号与标识符A、B、...X的信息一起发送。无线接收部15接收从各传感器单元17a、17b、...17x发送的带有标识符A、B、...X的检测信号，并发送至处理部16。
在处理部16的存储部25中存储有表格T，该表格T将赋予各传感器单元17a、17b、...17x的标识符A、B、...X、与穿着具备各传感器单元17a、17b、...17x的一次性尿布的被看护者的信息(姓名、房间编号、床的位置等)相互对应(相互关联)。处理部16通过参照从无线接收部15发送的检测信号的标识符，来判别该检测信号是从哪个传感器单元17a、17b、...17x发送来的。然后，处理部16能够基于检测信号的接收间隔和接收间隔的变化，将排尿的时机、排尿次数和尿液量(总量或每一次的量)等参数分别按照标识符A、B、...X分类，并存储在存储部中。因此，能够针对每个被看护者，进行一次性尿布的更换必要性的判断、排尿有无的检测、和排尿量的检测等。
因此，本实施方式公开了具有以下所述的特征的液体检测系统。
即，一种液体检测系统，包括：发电部，其通过与吸收部件所吸收的液体接触而发电；
信号输出部，其伴随所述发电而输出检测信号；和
处理部，其基于所述检测信号而检测到所述液体已被吸收。
另外，液体检测系统包括多个具有所述发电部和所述信号输出部的传感器单元，
所述处理部针对每个所述传感器单元，识别检测信号并检测到液体已被吸收。
另外，在液体检测系统中，所述处理部具有存储部，该存储部将赋予每个所述传感器单元的标识符与确定所述传感器单元的发电部所安装的位置(包括地点或人)的信息对应地存储。
此外，该液体检测系统例如通过在液体流经的配管的多个部位将传感器单元的发电部与吸收部件一起设置，能够作为检测有无液体从配管漏出和漏出部位的漏出检测系统发挥作用。在该情况下，在图15所示的表格T中，与传感器单元17a、17b、...17x的发电部的安装部位相关的信息以与标识符(ID)A、B、...X对应的状态存储。
本发明不限于上述的实施方式，而是可以在权利要求书所记载的发明的范围内变更。例如，可以采用以下所述的实施方式。
(1)尿布的更换必要性的具体判断步骤不限于上述的实施方式，而是可以进行适当变更。例如，在图12所示的步骤中，在第一次的排尿量为120cm3的情况下，无论第二次的尿液量如何，都判断为需要更换尿布(参照步骤S18)。但是，只有在第二次的尿量为40cm3的情况下，才认为尿液的泄漏没有那么多，因此也可以判断为能够继续使用。
(2)在上述实施方式中，以40cm3的细分度获取尿液的总量。但是不限于此，也可以以小于或大于40cm3的细分度获取尿液的总量。
(3)在上述实施方式中，基于尿液的次数和每次的尿液量来判断尿布的更换必要性。然而，也可以仅基于尿液的次数来判断尿布50的更换必要性。例如，在尿液已经注入了预定次数的时机，可以判断为需要更换尿布50。
此外，可以仅基于尿布50的注入尿布中的尿液的总量来判断尿布50的更换必要性。例如，当尿液总量达到预定量时，可以判断为需要更换尿布50。
(4)在上述实施方式中，由间歇电源部13生成的检测信号由无线发送部14发送，并且基于由无线接收部15接收的检测信号来判断尿布的更换必要性。但是，也可以将间歇电源部13和处理部16用电缆连接，并从间歇电源部13向处理部16经由电缆发送检测信号。
(5)在上述实施方式中，判断内置有吸收部件51的尿布50的更换必要性。但是不限于尿布50，也可以判断排泄训练裤、失禁短裤、吸收性衬垫等的更换必要性。另外，吸收部件51不限于吸收尿液的部件，也可以是吸收尿液以外的液体的部件。
(6)上述实施方式的信息获取装置不仅应用于一次性尿布等的更换必要性判断的用途，而且也可以广泛地应用于掌握吸收部件所吸收的液体的量。例如，信息获取装置可以作为栽培管理装置使用，该栽培管理装置通过将传感器单元的发电部安装到植物或植物的培养基，来检测植物或培养基的水分量，并管理水或培养液的供应时期等。
附图标记说明
10：更换必要性判断装置
11：发电部
12：蓄电部(信号输出部)
13：间歇电源部(信号输出部)
14：无线发送部
15：无线接收部
16：处理部
21：片状电极
26：输出部
50：一次性尿布
51：吸收部件。

Claims (12)

1.一种吸收部件的更换必要性判断装置，包括：发电部，其通过与吸收部件所吸收的液体接触而发电，并且发电量根据所述液体的量而变化；
信号输出部，其输出与所述发电量对应的检测信号；和
处理部，其基于所述检测信号获取与所述液体的量有关的参数，并且基于所述参数判断吸收部件的更换必要性，
在比需要更换所述吸收部件的所述液体的注入次数靠前的次数的阶段，所述处理部进行下次注入以后需要更换所述吸收部件的判断。
2.如权利要求1所述的吸收部件的更换必要性判断装置，其特征在于，所述参数包含所述吸收部件中注入液体的次数。
3.如权利要求1或2所述的吸收部件的更换必要性判断装置，其特征在于，所述参数包含每一次注入至所述吸收部件中的液体的量。
4.如权利要求1或2所述的吸收部件的更换必要性判断装置，其特征在于，所述信号输出部以与所述发电量对应的时间间隔而间歇地输出检测信号，
所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔而获取所述参数。
5.如权利要求4所述的更换必要性判断装置，其特征在于，所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔的变化，获取所述吸收部件中注入液体的次数而作为所述参数。
6.如权利要求4所述的更换必要性判断装置，其特征在于，所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔，获取每一次注入至所述吸收部件中的液体的量而作为所述参数。
7.如权利要求6所述的更换必要性判断装置，其特征在于，所述处理部基于输出所述检测信号的时间间隔的平均值而获取所述参数。
8.如权利要求4所述的更换必要性判断装置，其特征在于，输出所述检测信号的时间间隔在每个预定范围分别与所述液体的量相对应。
9.如权利要求8所述的更换必要性判断装置，其特征在于，所述预定范围根据所述吸收部件中注入液体的次数而不同。
10.如权利要求1所述的更换必要性判断装置，其特征在于，还包括：无线发送部，利用无线发送所述检测信号；和无线接收部，接收所发送的所述检测信号，所述处理部基于由所述无线接收部接收到的所述检测信号而获取所述参数。
11.如权利要求1所述的更换必要性判断装置，其特征在于，所述发电部包括仅由碳制成的片状电极或包含所述碳的片状电极。
12.如权利要求11所述的更换必要性判断装置，其特征在于，所述片状电极相对于所述吸收部件配置在注入所述液体的一侧的相反侧。
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