CN216411129U - 大小便检测装置及卫生产品 - Google Patents

Abstract

一种大小便检测装置及卫生产品，其中的大小便检测装置,包括大小便检测传感器和相连的控制装置,大小便检测传感器包括两个相对设置的检测电极和位于电极上下的两层绝缘层；两个检测电极和上下绝缘层之间共同围设出感应区,并在两个检测电极之间形成感应间隙；控制装置与大小便检测传感器的两个检测电极相连接，控制装置根据检测两个检测电极之间的电阻变化和电容变化来判断大便和/或小便和/或卫生产品饱和情况而输出报警信息。把该检测装置放置于尿不湿或者尿垫上，在卫生产品被尿湿或者尿湿到接近饱和状态时或者有大便时能够及时提醒，护理人员或家长在收到提示后进行更换。

Description

大小便检测装置及卫生产品

技术领域

本实用新型涉及日用品领域，尤其涉及一种可区分大小便的卫生产品，具体而言，就是日常生活中大量使用到的尿不湿、尿垫等产品及该产品上需要的大小便检测装置。

背景技术

现在市售的尿不湿和高质量的尿垫等产品,由于加入了高分子材料，更准确说是高分子材料的发展应用在尿不湿等产品上，使得尿不湿等产品具备超强的吸水和锁水能力，可以迅速吸收大量的尿液并且锁定尿液而不影响使用者的舒适性，目前广泛应用于婴幼儿和病人身上。由于婴幼儿和病人没有自理能力，且现有的多数产品均没有能够检测监控是否被尿湿到接近饱和或者已经有大便解出的情况，护理人员或家长需要每隔一段时间检查婴幼儿或病人是否排尿到一定程度影响其皮肤或已经排出粪便；如果频繁更换，不但没有充分发挥现有尿不湿的作用，造成浪费，而且对使用者也带来不便；如果发生了应该更换而没有发觉拖延了更换，也造成使用者排出的饱和尿液或粪便长时间附着皮肤带来的问题，极易导致皮肤疾病；即使有一些产品增加了检测装置，也还存在各种各样的问题。

对于尿垫，特别是在医院使用时，大部分情况下都是需要检测有无大小便以便更换，个别情况下，对于比较少的小便量，也是可以容忍的，关键在于能够定量监测到。

尿垫也好，尿不湿也罢，均是非常普及的产品，价格也不贵，为了节省护理时间并且有效检测大小便的情况，迫切需要在造价方面能够吻合这类产品的检测装置，而且还要准确对大小便的情况进行检测，更好的是同时可以监控盗汗、翻身等健康数据。

电容传感器的最少单位就是二根电极，具备造价低的基本条件，加上纺织行业发展和材料行业的发展，可以使用舒适性非常好的材料来制作电极，例如导电布、导电线等，但尿垫或者尿不湿使用在人体上时，由于人体是由大部分液体成分组成的大电容，二根适用于尿垫或者尿不湿的电极构成的传感器，其电容值大体在几百PF的数量级，对其的检测，需要使用到最近十来年发展起来的数字电容转换电路及其专业芯片,现有成熟技术的电容数字转换电路(CDC)，例如ADI7142、ADI7147，采用Δ-Σ调制方式通过多次对被测电容进行充放电并于参考电容比较的方法(参见：US Patent Number:5,134,401)直接将被测电容值转换成数字值，可以将对电容的测量灵敏度提高到1ff级别，容易满足对电容测量灵敏度的要求，特别是，这些芯片的设计具有多个通道，使得电路设计简单方便。

另外，人体排出的大小便也会影响电极间的电阻，随着排出的过程和吸收的过程，不但体现在电容上，也会体现在电阻上，二个参数的检测各有其特点，把他们有机地加以综合，用最简单的电路结构，最低的造价成本得到精确的监测结果是目前没有解决的技术问题。

有了这些现有技术的背景支持，需要设计出合适的检测传感器的结构以完成本实用新型的目的。

本公司也对该行业进行了现有技术专利的大量检索，发现下列比较接近的专利技术或多或少都存在无法满足造价低、检测准确度高的产品，也没有太多在结构上考虑应用于尿不湿、尿垫甚至被褥等工作场合时对人体的影响：

如申请号201110433861.5公开的基于电化学电容器的液体检测装置、方法及纸尿裤，其采用电化学方法，利用金属电极和尿液形成电解液，变成电解电容从而使电容量提高到uf级以上，可以忽略人体电容的影响(300pf以下)。同时公开了在纸尿裤不同层设置检测电极的方案，也提到区分大小便，但没有给出具体解决方案。

另一篇申请号为202010410663.6的专利文献公开的一种可检测及区分大小便的吸收用品及相关方法，虽然其给出了利用吸收层对不同流动性液体吸收能力不同，并利用电解电容检测吸收层电容变化规律区分大小便的方法，但所述吸收层的结构过于复杂，且电解电容产生的电解液会释放有害物质和气体。

申请号为201710058948.6公开了一种大小便检测传感器、尿布及监测系统，其利用所述误报通孔和隔离层将传感器分为大便检测区域和小便检测区域，即利用人体结构区分大小便检测区域，并采取隔离措施以防大小便误报，但由于人体动作或体型不同等原因导致具体使用时很难掌握好位置。

申请号为201810006992.7公开了一种多感应点具有尿布饱和度监测功能的智能尿布及监测方法，其利用多对电极测电阻的方法，根据电阻值以及一段时间内的变化情况，以此判断尿布是否饱和。在镂空基底上布置多点电极，由于生产工艺以及材料成本等原因使其加工过程和结构更加复杂和成本更高。

申请号为201510596695.9公开了一种能区分大小便的报警护理用品，电极放置于护理垫的渗透层上或下，电极包含导电面和不沾水绝缘面，导电面接触渗透层，不沾水绝缘面接触吸水材料层，所述护理垫上设有大便识别孔，并使电极经过大便识别孔，电极导电面与渗透层接触会至两个电极通过渗透层短路，无法识别大小便，大便识别孔存在对位不准覆盖面积小的问题。

申请号为200920114721.X公开了一种带报警防尿用品及尿湿报警器，该专利是利用测电阻的原理实现湿度传感，从而判断是否有尿湿发生进行报警，该申请用两个有间隔的电极，并测量两个电极之间的电阻，电极可以迂回布置或直线布置。但该专利没有采用上绝缘层、间隙也没有利用沟槽的深度，从而无法避免人体直接接触两个电极导致误报的风险，该专利要求一旦尿湿立即报警，不考虑区分大小便的问题，所以不需要下绝缘层。该专利无法解决区分大小便和判断尿液饱和度的问题。

申请号为201310420257.8公开的婴儿撒尿提醒器，该专利虽然公开了利用检测电阻的方案，也无法实现区分大小便和判断尿液饱和度的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种大小便检测装置及卫生产品，适应尿垫、尿不湿等产品的成本造价，而且能够检测大小便的情况甚至尿液饱和度，适用于尿垫、尿不湿等卫生产品，也可以用在被子、裤子等大小便的监测，还可以检测盗汗、翻身等健康状态。

本实用新型的大小便检测装置，包括大小便检测传感器和相连的控制装置,其特征在于：所述大小便检测传感器包括两个相对设置的检测电极和位于电极上下的两层绝缘层，每个所述检测电极位于两层绝缘层之间；两个所述检测电极和所述上下绝缘层之间共同围设出感应区,并在两个所述检测电极之间形成感应间隙；所述控制装置包括电源、MCU控制芯片、用于切换检测电阻电容变化的模拟开关组；检测电容变化时所述模拟开关将两个检测电极分别接入到所述控制芯片的电容输入端口和所述控制芯片的激励端口；检测电阻变化是所述模拟开关将两个检测电极分别接入到VCC和所述控制芯片的AD检测端口，所述控制芯片的激励端包括电容激励信号电路，所述电容激励信号电路产生1K-10M的高频方波激励信号；所述控制装置根据检测所述两个检测电极之间的电阻变化和电容变化来判断大便和/或小便和/或小便被吸收的饱和情况而输出报警信息。

本实用新型的产品是可应用在现有尿不湿、尿垫、床、褥等产品上的，用以区分大小便以及判断小便的饱和度情况的一个传感器，通过设置具有感应间隙的两个检测电极，测试间隙内出现大便或者小便的情况下电极间的电阻和电容变化，控制装置依此区分大便小便以及判断小便吸收的饱和度情况，最后输出报警信息，报警信息实际上就是是否更换尿布湿等产品的逻辑指令，包括各种声光电的方式，也包括无线、蓝牙等现有技术的各种输出方式。

为了防止挤压等情况下检测电极与人体的接触，本实用新型中在检测电极的上下面必须各设置一层绝缘层，这样结构的传感器多少会影响尿不湿对尿液的吸收效率，为了尽可能减少其不利影响，一般可以在尿不湿、尿垫、床、褥等产品的前部和后部对应人体产生大小便的位置各设置一个大小便检测传感器，每个大小便检测传感器大体的面积为100-200平方毫米，两个大小便检测传感器可以串联也可以并联连接至控制装置；对于适用于大人的尿布湿产品，可以适当扩大传感器的覆盖空间，为此，可以把线形的传感器迂回设置，即所述感应间隙在上下绝缘层之间形成连续弯折沟槽。

进一步地，所述感应间隙的宽度为2-5mm，深度为0.5-3mm；所述检测电极为导电布或者导电线，宽度为1-5mm，厚度0.3-1mm。

进一步地，所述感应间隙在检测电极处的宽度大于在上下绝缘层处的宽度。

进一步地，所述感应间隙延伸至上绝缘层，在感应间隙延伸至上绝缘层而未延伸至下绝缘层，下绝缘层能够对检测电极起到支撑作用从而保持感应间隙结构的稳定，使得大便或者小便能够进入感应间隙。

进一步地，所述感应间隙从下绝缘层延伸至上绝缘层，为了防止感应间隙被挤压导致电极无法准确检测进入间隙内的大便或者小便，可以在两个所述检测电极、所述感应间隙和上下绝缘层中至少一个断续设置绝缘支撑。断续设置的原因是既保持感应间隙结构的稳定，又使得大便或者小便能够进入感应间隙。可以采用刺绣或者镂空工艺制作。

进一步，为了对于使用在人体这个大电容身旁的非常微小的电极电容能够比较准确予以测量，所述大小便传感器还包括上下屏蔽层，所述上下屏蔽层分别设置在位于所述检测电极上方的绝缘层的上表面和位于所述检测电极下方的绝缘层的下表面上。

所述上下屏蔽层之间设置为主动屏蔽或者上下屏蔽层均接地。

在所述上绝缘层的上表面覆盖有亲肤层或所述上绝缘层的上表面为亲肤结构。此时，所述感应间隙需要延伸至亲肤层。

进一步，所述控制电路控制装置包括电源、MCU控制芯片、用于切换检测电阻电容变化的模拟开关组，检测电容变化时所述模拟开关将两个检测电极分别接入到所述控制芯片的电容输入端口和所述控制芯片的激励端口，检测电阻变化是所述模拟开关将两个检测电极分别接入到VCC和所述控制芯片的AD检测端口。这种MCU控制芯片系成熟的数字电容转换电路芯片，例如：背景技术部分提到的市售ADI7142、ADI7147芯片。

进一步，通过测量电极电阻随时间变化的情况，再根据积分公式

计算电阻变化曲线的面积，当S＝S_饱和时，所述卫生产品为饱和状态；当任意一次Si≥S_大便时，所述卫生产品为排便状态；或计算电阻变化曲线的上升时间和下降时间区分大小便，当t₂≥t_饱和时，所述卫生产品为饱和状态；当t₁+t₂大于等于1倍t_饱和时，所述卫生产品为排便状态；其中Si是电阻值从起始计算阈值后的电阻值曲线与起始计算阀值线之间的积分面积，t₁是当电阻值低于起始计算阀值到从电阻值上升到大于等于结束计算阀值之间的计时时间，t₂是当t₁计时结束时到电阻值上升到大于等于结束计算阀值之间的计时时间，起始计算阀值为一个电阻值小于最大值的设定值，结束计算阀值为大于电阻值最低值的设定值；起始计算阀值、结束计算阀值、S_饱和、S_大便、t_饱和为根据实验数据得出的可配置阈值。

进一步，由于两个检测电极之间的电容属于PF数量极的状态，为了能够准确检测其电容变化，在本专利中引入非常成熟的数字电容转换电路组成。二个大小便检测电极分别接入数字电容转换电路的激励信号端和电容接入端，该技术系成熟的技术,所采用的数字电容转换电路芯片为CY8C4000系列等。

所述控制装置集成在柔性电路板上，并将所述柔性电路板包覆在硅胶套内，所述硅胶套粘接于所述卫生产品上或置于所述卫生产品上的小兜内或通过搭扣搭接于所述卫生产品上。

所述控制装置与所述传感器通过按扣连接或所述控制装置与所述传感器压接或插接。

在该方案中，集成控制装置的柔性电路板可拆卸的安装在卫生产品上，并与传感器采用可拆卸连接方式，且多个传感器与该柔性电路板是通用的，这样在更换卫生产品时可将集成有控制装置的柔性电路板拆卸下来，只需要将卫生产品与传感器进行更换即可，节省了使用成本。

本实用新型的卫生用品，包括干爽层、中间吸收层和防漏层，所述干爽层上安有上述任一技术方案所限定的大小便检测传感器，防漏层外安有上述任一技术方案所限定的控制装置。

在上述卫生用品的技术方案中，进一步地，在所述干爽层的前部和后部对应人体产生大小便的位置各设置一个所述大小便检测传感器。

在上述卫生用品的技术方案中，进一步地，所述中间吸收层包括吸水层和/或高分子锁水层。

本实用新型提供的大小便检测装置及卫生产品与现有技术相比的优点在于：通过在卫生产品上设置大小便检测装置，使得护理人员或家长无需时刻关注婴幼儿或病人是否大小便，在卫生产品被尿湿到某个饱和状态时或者有大便时能够及时提醒，护理人员或家长在收到提示后进行更换；节省了劳动量，又避免尿不湿等产品的未充分使用的浪费，还避免给使用者带来的不便，精准给出更换的信息；控制电路能够根据传感器中两个检测电极之间在规定时间内的电阻变化和电容变化可准确测出小便饱和状态和是否出现大便，并给出提示，电路结构简单，造价极低，适合尿垫等低价并且量大面广的这类产品配套使用或者复合使用。进一步，由于能够检测电容变化的情况，可以监测使用者的盗汗和睡眠情况，非常容易附加健康监测的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的等同技术方案。

图1是本实用新型的传感器置于类似尿不湿等产品上时反映出来的层次结构示意图；

图2是本实用新型的传感器迂回布置在卫生用品上的示意图；

图3是本实用新型在卫生用品前后各布置一个传感器的示意图；

图4是本实用新型的传感器串行连接示意图；

图5是本实用新型的传感器并行连接示意图；

图6是本实用新型上下增加屏蔽层的示意图；

图7是本实用新型屏蔽层接地的示意图；

图8是本实用新型屏蔽层接主动屏蔽的示意图；

图9是本实用新型模拟开关原理框图；

图10是本实用新型的电路原理框图；

图11是本实用新型测电阻时的等效电路；

图12是本实用新型测量电容时的等效电路；

图13是本实用新型一次排尿过程电阻变化曲线；

图14是多次排尿过程电阻变化及积分曲线；

图15是卫生产品使用时人体翻身时的电容值曲线；

图16是本实用新型的产品迂回布置传感器在卫生用品上的实例图；

图17是一次排便过程电阻变化积分曲线图；

图18是一次排便过程电阻变化曲线图；

图19是迂回布置的传感器复合在纸尿垫上的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参见图1、图3、图4、图5；本实用新型的大小便检测装置，包括大小便检测传感器200和相连的控制装置400，大小便检测传感器200与外置的控制装置400通过导线300电连接；所述大小便检测传感器200包括两个相邻设置的检测电极203、213和位于检测电极203、213上下的两层绝缘层202、204，每个所述检测电极位于两层绝缘层之间；两个所述检测电极203、213和所述上下绝缘层202、204之间共同围设出感应区,并在两个所述检测电极203、213之间形成感应间隙d(标号207)，所述感应间隙d(标号207)从下绝缘层204延伸至表面亲肤层(标号201)；两个检测电极相邻贴装或压接到渗透层123上，渗透层起到支撑两条传感器电极的作用，同时也保证小便可以容易的通过并进入卫生产品内部；渗透层123背面对应检测电极位置涂有背胶124，为保证小便可被卫生产品吸收，背胶124间歇需大于等于两个感应电极形成的间歇207；所述大小便检测传感器200可通过背胶124粘接在任意卫生产品上；所述控制装置400与所述大小便检测传感器200的两个检测电极203、213相连接，所述控制电路400根据检测所述两个检测电极203、213之间的电阻变化和电容变化来判断大便和/或小便和/或卫生产品饱和情况而输出报警信息。

本实用新型的产品是可应用在现有尿不湿、尿垫、床、褥等产品上的、用以区分大小便以及判断小便的饱和度情况的一个大小便检测装置，通过设置具有感应间隙的两个检测电极203、213，测试感应间隙d(标号207)内出现大便或者小便的情况下电极203、213间的电阻和电容变化，控制电路400依此区分大便和小便以及判断卫生产品的饱和度情况，最后输出报警信息，报警信息实际上就是是否更换尿不湿等产品的逻辑指令，包括各种声光电的方式，也包括无线、蓝牙等现有技术的各种输出方式。

参照图1、图2、图3、图4、图5；在尿不湿100等产品中加装大小便检测传感器200，为了防止挤压等情况下检测电极203、213与人体的接触，本实用新型中在检测电极上下面必须各设置一层绝缘层202、204，这样结构的大小便检测传感器多少会影响卫生产品对尿液的吸收效率，为了尽可能减少其不利影响，一般可以在尿不湿、尿垫、床、褥等产品的前部和后部对应人体产生大小便的位置各设置一个大小便检测传感器200，每个大小便检测传感器大体的面积为100-200平方毫米，两个大小便检测传感器可以串联(如图4所示)也可以并联(如图5所示)连接至控制装置400；对于适用于大人的尿不湿等产品，可以适当扩大传感器的覆盖空间，为此，可以把线形的传感器迂回设置(如图2，图19所示)，即所述感应间隙在表面亲肤层与吸收层之间形成连续弯折沟槽211。

进一步，参照图1；所述检测电极203，213及其上下绝缘层形成的感应间隙的宽度d(标号207)为2-5mm，深度h1(标号210)即是两条传感器从下绝缘层204延伸至表面亲肤层(标号201)的沟槽为0.5-3mm。所述检测电极为导电布或者导电线，宽度D(标号219)为1-5mm，厚度h(标号209)0.3-1mm。

进一步，所述感应间隙d(标号207)在检测电极处的宽度大于在上下透气绝缘层处的宽度d1(标号208)，因为担心使用者翻身等挤压到检测电极与人体发生接触，检测电极处缩进去一点可以防止此情况的出现，当然也可以和沟槽211上下各层形成的宽度相同。

参照图1、图2；进一步地，为了防止感应间隙207(沟槽211)被挤压导致电极无法准确检测进入间隙内的大便或者小便，可以在两个所述检测电极、所述感应间隙207(沟槽211)和上下绝缘层中布置至少一个断续设置绝缘支撑110。断续设置的原因是既保持感应间隙207(沟槽211)结构的稳定，又使得大便或者小便能够进入感应间隙207(沟槽211)。可以采用刺绣或者镂空工艺制作。

参照图6、图7、图8、图10；进一步，为了对于使用在人体这个大电容身旁的非常微小的电极电容能够比较准确予以测量，所述大小便检测传感器还包括上下屏蔽层206，所述上下屏蔽206分别设置在位于所述检测电极203、213上方绝缘层202的上表面和位于所述检测电极203、213下方绝缘层204的下表面上。所述上下屏蔽层206之间设置为主动屏蔽(如图8所示)或者上下屏蔽层均接地(如图7所示)。

在所述上绝缘层的上表面覆盖有亲肤层(标号201)或上表面为亲肤结构。该亲肤层或亲肤结构因与人体直接接触，可采用无纺布等吸水柔软面料制成，可粘接、缝制、压接于上绝缘层的上表面，或上绝缘层也可以直接采用亲肤厌水材料制作。

参照图9、图10；进一步，所述控制装置包括电源430、MCU控制芯片420、用于切换检测电阻电容变化的模拟开关组410；检测电容变化时所述模拟开关组410中模拟开关411接通2，所述模拟开关组410中模拟开关412接通4将两个检测电极203、213分别接入到所述MCU控制芯片420的电容输入端口和所述控制芯片的激励端口，激励端口产生1K-10M的高频方波激励信号，其等效电路参照图12，此时MCU控制芯片420端口分别配置为激励信号和电容输入端，可检测两个检测电极203、213间形成的电容503的变化；检测电阻变化是模拟开关411接通1，模拟开关412接通3将两个检测电极分别接入到VCC和所述MCU控制芯片420的AD检测端口，其等效电路参照图11，此时MCU控制芯片420端口设置为AD检测端口，检测电极203、213之间等效为可变电阻501等效可变电阻一端接地，一端通过采样电阻502接通电源VCC形成分压电路，经AD采样采集电压可得到502、501公共端的电压变化，通过计算可得出可变电阻501的电阻变化。所述MCU控制芯片420的端口可通过内部配置，配置成电容输入、激励信号或AD检测端口。

参照图13、图14、图17、图18；图中R表示电阻变化值，t是时间变化，Y1为正常情况下的电阻基准值，601是以Y1为起点平行于t绘制的电阻基础值基准线，Y2是起始计算阈值，602是以Y2为起点平行于t绘制的起始计算阀值线，Y3为结束计算阈值，603是以Y3为起点平行于t绘制的结束计算阀值线，Y4是电极受大小便影响变化的最大值,604是以Y4为起点平行于t绘制的最大值基准线，t1是从电阻数据曲线开始下降并穿过起始计算阀值线602开始到电阻数据曲线上升并穿过结束计算阀值线603的时间，t2是t1计时结束到电阻数据曲线上升并穿过起始计算阀值线602的时间，S1、S2、…、SN为电阻数据曲线下降并穿过起始计算阀值线602，到电阻数据曲线上升并穿过起始计算阀值基准线602之间被起始计算基准线602切割形成的面积，由于实际使用过程中采样的电阻值不一定会正好等于设定的阈值(起始计算阈值，结束计算阈值)故描述时采用“穿过”，即t1计时起点为电阻值小于等于起始计算阀值即开始计时，当电阻值大于等于结束计算阀值停止计时；通过比较电阻数据曲线下降时间t1和上升时间t2可判断尿液的吸收率或是否为粪便，当t1下降很快保持时间很短，t2上升时间也很快时为尿液，当t1下降快但t2上升缓慢即可视为大便或尿不湿内的高分子吸收层已经饱和，此时可发出提示信息提示更换尿不湿。

即，参照图14、图17，通过测量电极电阻随时间变化的情况，再根据积分公式

计算电阻变化曲线的面积，当S＝S_饱和时，所述卫生产品为饱和状态；当任意一次Si≥S_大便时，所述卫生产品为排便状态；或计算电阻变化曲线的上升时间和下降时间区分大小便，当t₂≥t_饱和时，所述卫生产品为饱和状态；当t₁+t₂大于等于1倍t_饱和时，所述卫生产品为排便状态；其中Si是电阻值从起始计算阈值后的电阻值曲线与起始计算阀值线之间的积分面积，t₁是当电阻值低于起始计算阀值到从电阻值上升到大于等于结束计算阀值之间的计时时间，t₂是当t₁计时结束时到电阻值上升到大于等于结束计算阀值之间的计时时间，起始计算阀值为一个电阻值小于最大值的设定值，结束计算阀值为大于电阻值最低值的设定值；起始计算阀值、结束计算阀值、S_饱和、S_大便、t_饱和为根据实验数据得出的可配置阈值。同样通过计算投影面积S1、S2、…、SN的和也可以判断尿不湿内的高分子材料吸收尿液的饱和度。电阻电容测量采用图11或图12的等效电路测量。测量结果如图14，图中斜线阴影标识的部分S1,S2直到SN即为每次排尿并吸收形成的积分效果图。其中起始计算阀值，结束计算阀值为经验值，可根据数据波动范围确定。如图17，图18分别为大便状态的面积积分图和曲线图，图中可看出当大便时由于曲线很长时间无法再次穿过起始计算阀值线602，所以当积分面积斜线标识的部分Si＞S_大便时阴影部分，即可判断大便。同样当t₁+t₂大于等于1倍t_饱和时即可判断大便。

进一步，由于二个电极之间的电容属于PF数量极的状态，为了能够准确检测其电容变化，在本专利中引入非常成熟的数字电容转换电路组成如CY8C4000系列芯片。参照图10，控制装置400包括电源模块430，报警电路440，MCU标号420，模拟开关组410，其中模拟开关组也可包含在MCU模块内部。检测电极203、213分别接入控制400的模拟开关组410内，经过模拟开关组选择接入MCU标号420，电极203、213之间形成电容Cx,电阻Rx,同时电极206经模拟开关410接入MCU控制芯片420的管脚，经MCU控制芯片420设置可接成主动屏蔽，或接地处理，电极206将检测电极203、213包裹在内部，使人体和吸收层中的尿液对检测电极203、213的影响减到了最小。当有尿液或粪便进入检测电极203、213形成的感应间隙后对电容、电阻产生影响，MCU控制芯片420结合之前的数据进行判断后经报警电路输出结果。

参照图15的电容变化曲线，可看出当人体翻滚时会对电容产生很大影响，造成电容数据大幅度下降，而同时刻的电阻不会受人体翻动影响，从而可判断出人在睡眠时的无意识翻动次数，为判断人体睡眠质量提供了依据。

参照图16，图19，分别为传感器布置在尿不湿和纸尿垫上成迂回布置的示意图所述控制装置400集成在柔性电路板上，并将所述柔性电路板包覆在硅胶套，或其它柔性壳体内，所述硅胶套粘接于所述卫生产品100上或置于所述卫生产品100上的小兜内或通过搭扣搭接于所述卫生产品100上，图19仅示出了传感器，控制模块可放于纸尿垫旁边；图16，图19中也没有示出控制装置400与传感器电极连接的电线，也没有示出连接成熟的搭扣连接结构。

所述控制装置400与所述大小便检测传感器200通过按扣连接或所述控制装置400与所述大小便检测传感器200压接或插接。

在该方案中，集成控制装置400的柔性电路板可拆卸的安装在卫生产品上，并与大小便检测传感器200采用可拆卸连接方式，且多个大小便检测传感器200与该柔性电路板是通用的，这样在更换卫生产品100时可将集成有控制装置400的柔性电路板拆卸下来，只需要将卫生产品100与大小便检测传感器200进行更换即可，节省了使用成本。

以上方案均是以出现大便就给出更换的报警信息而设计，但实际上，完全可以通过电容电阻变化曲线来检测大便的量、干燥状态以及容忍度来修改报警阀值，就像容忍小便的饱和度一样。

本实用新型的卫生用品，包括干爽层、中间吸收层和防漏层，所述中间吸收层包括吸水层和/或高分子锁水层,所述干爽层上安有上述任一技术方案所限定的大小便检测传感器，防漏层外安有上述任一技术方案所限定的控制装置。

在上述卫生用品的技术方案中，进一步地，在所述干爽层的前部和后部对应人体产生大小便的位置各设置一个所述大小便检测传感器如图3所示即为在卫生产品前部后部各布置了一个传感器200并通过线缆连接后接入控制器，图中并没有示出控制器及连接装置。

本实用新型提供的大小便检测装置及卫生产品与现有技术相比的优点在于：通过在卫生产品上设置大小便检测装置，使得护理人员或家长无需时刻关注婴幼儿或病人是否大小便，在卫生产品被尿湿到某个饱和状态时或者有大便时能够及时提醒，护理人员或家长在收到提示后进行更换；节省了劳动量，又避免尿不湿等产品的未充分使用的浪费，还避免给使用者带来的不便，精准给出更换的信息；控制电路能够根据传感器中两个检测电极之间在规定时间内的电阻变化和电容变化可准确测出小便饱和状态和是否出现大便，并给出提示，电路结构简单，造价极低，适合尿垫等低价并且量大面广的这类产品配套使用或者复合使用。进一步，由于能够检测电容变化的情况，可以监测使用者的盗汗和睡眠情况，非常容易附加健康监测的功能。

Claims (14)

1.一种大小便检测装置,包括大小便检测传感器和相连的控制装置,其特征在于：所述大小便检测传感器包括两个相对设置的检测电极和位于两个相对电极上部的上绝缘层和两个相对电极下部的下绝缘层，每个所述检测电极位于上、下两层绝缘层之间；两个所述检测电极和所述上、下两层绝缘层之间共同围设出感应区,并在两个所述检测电极之间形成感应间隙；所述控制装置包括电源、MCU控制芯片、用于切换检测电阻电容变化的模拟开关组；检测电容变化时所述模拟开关将两个检测电极分别接入到所述控制芯片的电容输入端口和所述控制芯片的激励端口；检测电阻变化是所述模拟开关将两个检测电极分别接入到VCC和所述控制芯片的AD检测端口，所述控制芯片的激励端包括电容激励信号电路，所述电容激励信号电路产生1K-10M的高频方波激励信号；所述控制装置根据检测所述两个检测电极之间的电阻变化和电容变化来判断大便和/或小便和/或小便被吸收的饱和情况而输出报警信息。

2.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述感应间隙在上下绝缘层之间形成连续弯折沟槽。

3.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述感应间隙在检测电极处的宽度大于在上下绝缘层处的宽度。

4.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：在所述上绝缘层的上表面覆盖有亲肤层或所述上绝缘层的上表面为亲肤结构。

5.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述感应间隙从下绝缘层延伸至上绝缘层，在两个所述检测电极、所述感应间隙和上下绝缘层中至少一个断续设置绝缘支撑。

6.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述感应间隙的宽度为2-5mm，深度为0.5-3mm；所述检测电极为导电布或者导电线，宽度为1-5mm，厚度0.3-1mm。

7.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述大小便传感器还包括上下屏蔽层，所述上下屏蔽层分别设置在位于所述检测电极上方的绝缘层的上表面和位于所述检测电极下方的绝缘层的下表面上。

8.根据权利要求7所述的大小便检测装置，其特征在于：所述上下屏蔽层之间设置为主动屏蔽或者上下屏蔽层均接地。

9.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述感应间隙延伸至上亲肤层。

10.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述MCU控制芯片的端口可通过内部配置成电容输入、激励信号或AD检测端口。

11.根据权利要求1所述的大小便检测装置，其特征在于：所述MCU控制芯片管脚具有可配置成同时和/或分时检测电阻和/或电容的器件。

12.一种卫生用品，包括干爽层、中间吸收层和防漏层，其特征在于：所述干爽层上安有权利要求1-11中任意一个所限定的大小便检测装置的大小便检测传感器，防漏层外安有权利要求1-11中任意权利要求所限定的检测装置的控制装置。

13.根据权利要求12所述的一种卫生用品，其特征在于：在所述干爽层的前部和后部对应人体产生大小便的位置各设置一个所述大小便检测传感器。

14.根据权利要求12所述的一种卫生用品，其特征在于：所述中间吸收层包括吸水层和/或高分子锁水层。

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