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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für Feuchtigkeit usw., der eine
Kapazitätsveränderung
oder eine Widerstandsveränderung
benutzt, und ein Verwaltungssystem dafür, und insbesondere betrifft
sie einen Sensor für
Feuchtigkeit usw., der einen flexiblen und wasserdurchlässigen Elektrodenpad
aufweist, und auf diese Weise eine hohe Genaugikeit, einen sehr
geringen Stromverbrauch und einen vereinfachten Aufbau aufweist,
und ein Verwaltungssystem dafür.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Auf
dem Gebiet der Feuchtigkeitssensoren, auf das die vorliegende Erfindung
angewandt werden kann, werden Feuchtigkeitssensoren entsprechend ihrer
Arbeitsgrundlage in einen Widerstandssensor, der eine sich durch
Feuchtigkeit verändernde
Leitfähigkeit
in porösen
Keramikmaterialien oder Elektrolyten nutzt, und einen Kapazitätssensor
eingeteilt, der eine Veränderung
der Permittivität
(Dielektrizitätskonstante)
nutzt, die auftritt, wenn Feuchtigkeit von einem hochmolekularen
Polymer absorbiert wird.
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Der
Feuchtigkeitssensor des Widerstandstyps lässt sich leicht miniaturisieren
und kann für eine
breite Feuchtigkeitsspanne benutzt werden, und seine Reaktionsgeschwindigkeit
ist hoch. Der Feuchtigkeitssensor des Kapazitätstyps wird unter Ausnutzung
des Grundsatzes hergestellt, dass sich die Kapazität abhängig von
der Menge an Wasser verändert,
die im Poly mermaterial absorbiert ist. Der Feuchtigkeitssensor des
Kapazitätstyps
weist eine breite Feuchtigkeitsmessspanne von 1 bis 100% auf und
verfügt über einen
linearen Ausgang, weshalb sich Anwendungsschaltkreise leicht implementieren lassen.
Ferner kann der Feuchtigkeitssensor des Kapazitätstyps auf dem Gebiet der Messung
und Justierung nicht nur bei Raumtemperatur arbeiten, sondern auch
bei Temperaturen zwischen –40°C und 100°C, ohne eine
separate Temperaturausgleichsvorrichtung zu benötigen. Außerdem lässt sich der Feuchtigkeitssensor
des Kapazitätstyps
leicht auf Schaltungen anwenden, die Mikrocomputer nutzen, da er
mit Gleichstrom arbeiten kann.
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Die üblichen
Feuchtigkeitssensoren des Kapazitätstyps, die auf das Gebiet
der Fertigung von Mikroelementen beschränkt sind, sind jedoch sehr
kostspielig. Daher eignen sie sich nicht für die Nutzung in der Landwirtschaft,
Fischerei, Forstwirtschaft, Medizin, Hygiene und Industrie.
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Auf
dem Gebiet von Detektionssensoren für Windeln, für die sich
der Feuchtigkeitssensor der vorliegenden Erfindung benutzen lässt, weisen übliche Detektionssensoren
für Windeln
im Allgemeinen dünne
Elektrodenschichten (Aluminiumschichten) auf, bei denen es sich
um ein leitfähiges
Material handelt, und die in bestimmten Intervallen auf eine Bahn
aus Silizium oder Kunststoff geklebt sind, um so eine Bandform herzustellen.
Bei dieser Konfigurierung dient der Harn als Leiter, der die Elektrodenschichten elektrisch
verbindet, so dass ein Harndetektionssignal erfasst wird.
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Es
wurden zahlreiche Vorschläge
für Verfahren
zum Detektieren von Harn oder Kot in einer Windel und zum Übertragen
eines Alarms für
den Windelwechsel unterbreitet. Aufgrund hoher Herstellungskosten
und Fehlfunktionen weisen die üblichen Verfahren
jedoch eine große
Zahl von Ein schränkungen
auf in Bezug auf die materielle Fertigung und die praktische Anwendung
auf. Übliche
Verfahren eignen sich zudem zum Detektieren von Harn durch elektrische
Ströme,
die von Ionen usw. erzeugt werden, haben jedoch Schwierigkeiten
bei der Detektion von Kot. Auch weisen die üblichen Verfahren das schwerwiegende
Problem auf, aufgrund ihrer Verwendung elektrischer Ströme möglicherweise
eine plötzliche Stimulation
des menschlichen Körpers
hervorzurufen. Mit anderen Worten, zwischen den Elektroden kann
eine Spannung angelegt werden, die hoch genug ist, um den menschlichen
Körper
zu beeinflussen, und der Harn kann bewirken, dass ein hoher und abrupter
elektrischer Strom zwischen den Elektroden fließt, was zu einer plötzlichen
Stimulation des menschlichen Körpers
führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Die
vorliegende Erfindung wurde daher unter Berücksichtigung der oben erörterten
Probleme des Stands der Technik getätigt, und es ist eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Feuchtigkeitssensor und ein Verwaltungssystem
dafür bereitzustellen, die
eine hohe Genauigkeit, einen sehr geringen Stromverbrauch und einen
vereinfachten Aufbau aufweisen, und zudem wirtschaftlich und geeignet
für die Benutzung
in der Landwirtschaft, Fischerei, Forstwirtschaft, Medizin, Hygiene
und Industrie sind.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Windelverwaltungssystem bereitzustellen,
das eine hohe Genauigkeit und einen sehr geringen Stromverbrauch
aufweist und wirtschaftlich ist, und das sowohl Harn als auch Kot
mit hoher Präzision
detektieren kann, und das keine Stimulation für den menschlichen Körper darstellt.
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Technische Lösung
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Die
genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung lässt sich durch einen Feuchtigkeitssensor erfüllen, der
Folgendes umfasst: zwei Elektrodenpads mit Wasserdurchlässigkeit
und Leitfähigkeit; eine
Absorptionsschicht zum Absorbieren von Feuchtigkeit, wobei die Absorptionsschicht
zwischen den zwei Elektrodenpads angeordnet ist; und eine Messeinheit
zum Detektieren von Feuchtigkeit durch eine Kapazitätsveränderung
zwischen den zwei Elektrodenpads.
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Die
genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung lässt sich auch durch einen Feuchtigkeitssensor
erfüllen,
der Folgendes umfasst: zwei Elektrodenpads mit Wasserdurchlässigkeit
und Leitfähigkeit; eine
Absorptionsschicht zum Absorbieren von Feuchtigkeit, wobei die Absorptionsschicht
zwischen den zwei Elektrodenpads angeordnet ist; und eine Messeinheit
zum Detektieren von Feuchtigkeit durch eine Widerstandsveränderung
zwischen den zwei Elektrodenpads.
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Vorzugsweise
weisen die zwei Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung ferner
einen Verbindungsanschluss(-leiter) aufweisen, der aus einem leitfähigen Material
besteht, das mit einem weichen Material umwickelt ist.
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Vorzugsweise
sind die zwei Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung derart angeordnet,
dass sie eine obere Schicht und eine untere Schicht bilden, oder
eine rechte Schicht und eine linke Schicht.
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Die
Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise wasserdurchlässige Elektrodenpads
mit einer Dicke zwischen 0,02 mm und 0,06 mm.
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Eine
oder beide Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise
Gewebe, die durch Vermischen oder Verflechten von Faden und feinem
Faden eines elektrischen Leiters hergestellt sind.
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Eine
oder beide Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise
hergestellt, indem feiner Faden eines elektrischen Leiters des Maschentyps
mit einem Papierpad kombiniert wird.
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Eine
oder beide Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise
hergestellt, indem ein leitendes Material in einer Maschenform aus feinen
Linien auf ein Gewebematerial aufgedruckt oder aufgebracht wird.
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Eine
oder beide Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise
hergestellt, indem ein leitendes Material in einer Maschenform aus feinen
Linien auf ein Papiermaterial aufgedruckt oder aufgebracht wird.
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Eine
oder beide Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise
Gewebe aus feinem Faden eines elektrischen Leiters des Maschentyps.
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Eine
oder beide Elektrodenpads der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise
Gewebe aus feinem Faden eines elektrischen Leiters des Maschentyps,
die mit einem absorbierenden Material mit Isolationseigenschaften
beschichtet sind.
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Vorzugsweise
weist der Feuchtigkeitssensor der vorliegenden Erfindung ferner
eine Anzeigeeinheit zum Empfangen und Anzeigen eines Feuchtigkeitssignals
auf, das von der Messeinheit detektiert wird.
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Vorzugsweise
weist der Feuchtigkeitssensor der vorliegenden Erfindung ferner
eine Übertragungseinheit
zum Empfangen eines Feuchtigkeitssignals, das von der Messeinheit
detektiert wird, und zum Übertragen
des Feuchtigkeitssignals an eine Empfangseinheit auf.
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Die
genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung lässt sich durch ein Verwaltungssystem
für einen
Feuchtigkeitssensor erfüllen,
das Folgendes umfasst: den Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 14; eine
Empfangseinheit zum Empfangen eines Feuchtigkeitssignals, das von
der Übertragungseinheit übertragen
wurde; und eine Verwaltungsanzeigeeinheit zum Anzeigen eines Feuchtigkeitssignals,
das von der Empfangseinheit empfangen wurde.
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Vorzugsweise übertragen
bei dem Verwaltungssystem für
einen Feuchtigkeitssensor die Übertragungseinheiten
Identifikationssignale, die jeweils für mehrere der Feuchtigkeitssensoren
spezifisch sind, wobei die Empfangseinheit die Feuchtigkeitssensoren
durch die spezifischen Identifikationssignale unterscheidet, und
wobei die Verwaltungsanzeigeeinheit die Feuchtigkeit für die einzelnen
Feuchtigkeitssensoren sortiert und anzeigt.
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Die
genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung lässt sich außerdem durch ein Verwaltungssystem
für eine
Windel erfüllen,
das Folgendes umfasst: einen Detektionssensor für eine Windel, bei dem es sich
um den Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 14 handelt; eine Empfangseinheit
zum Empfangen eines Harn- oder Kotsignals von der Übertragungseinheit;
und eine Verwaltungsanzeigeeinheit, die anhand des empfangenen Harn-
oder Kotsignals von der Empfangseinheit anzeigt, ob uriniert oder
defäkiert
wurde.
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Vorzugsweise übertragen
bei dem Verwaltungssystem für
eine Windel die Übertragungseinheiten
Identifikationssignale, die jeweils für mehrere der Feuchtigkeitssensoren
spezifisch sind, wobei die Empfangseinheit die Feuchtigkeitssensoren
durch die spezifischen Identifikationssignale unterscheidet, und
wobei die Verwaltungsanzeigeeinheit die Feuchtigkeit für die einzelnen
Feuchtigkeitssensoren sortiert und anzeigt, ob uriniert oder defäkiert wurde.
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Vorzugsweise
weist das Verwaltungssystem für
eine Windel der vorliegenden Erfindung ferner eine Alarmeinheit
auf, die über
einen Lautsprecher, eine Leuchte usw. mitteilt, ob uriniert oder
defäkiert wurde,
wenn das Harn- oder Kotsignal von der Empfangseinheit empfangen
wird.
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Vorzugsweise
weist das Verwaltungssystem für
eine Windel der vorliegenden Erfindung ferner eine Übertragungseinheit
für die
Verwaltung auf, die das Harn- oder Kotsignal an ein verdrahtetes
oder drahtloses Endgerät übermittelt.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Der
Feuchtigkeitssensor oder der Detektionssensor für eine Windel gemäß der vorliegenden Erfindung
weist einen vereinfachten Aufbau auf. Er weist zudem den Vorteil
auf, nur sehr wenig Strom zu verbrauchen, da er eine Kapazitätsveränderung
oder eine Widerstandsveränderung
detektiert.
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Auch
arbeitet der Feuchtigkeitssensor der vorliegenden Erfindung mit
einer hohen Genauigkeit, da er Elektrodenpads mit hoher Wasserdurchlässigkeit
benutzt, um eine Kapazitätsveränderung
oder eine Widerstandsveränderung
zu messen. Aus diesem Grund ist er wirtschaftlich, und er kann einen Aufbau
aufweisen, der zur Anwendung auf vielen Gebieten geeignet ist, so
in der Landwirtschaft, Fischerei, Forstwirtschaft, Medizin, Hygiene
und Industrie.
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Außerdem beeinflusst
der Detektionssensor für
eine Windel gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht den menschlichen Körper und ist sehr wirtschaftlich,
da sich eine Messeinheit und eine Übertragungseinheit und ähnliches
an einer Windel anbringen und wieder davon lösen lassen. Auch weist er die vorteilhafte
Wirkung auf, den menschlichen Körper oder
die Haut weder zu stimulieren noch zu schädigen, da der Pad, die Messeinheit
und die Übertragungseinheit,
die dafür
verwendet werden, weich und flexibel sind.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist eine vereinfachte Darstellung, die Elektrodenpads
und eine Absorptionsschicht zwischen diesen zeigt, die für den Feuchtigkeitssensor und
den Detektionssensor für
eine Windel gemäß der vorliegenden
Erfindung benutzt werden können;
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2 ist eine Aufbaudarstellung eines Elektrodenpads,
bei dem Gewebe benutzt wird, in dem Faden und feiner Faden eines
elektrischen Leiters vermischt oder verflochten sind, gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist eine Aufbaudarstellung, die zeigt, wie
Elektrodenpads, bei denen Gewebe benutzt wird, in dem Faden und
feiner Faden eines elektrischen Leiters vermischt oder verflochten
sind, derart angeordnet sind, dass sie eine rechte und eine linke Schicht
bilden, gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist eine schematische Darstellung, die einen
Feuchtigkeitssensor und ein Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist eine schematische Darstellung, die einen
Feuchtigkeitssensor und ein Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist eine Aufbaudarstellung, die eine Windel
zeigt, die mit einem Detektionssensor für eine Windel ausgestattet
ist, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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- 101,
102, 301, 302, 401, 402, 501, 502
- Elektrodenpad
- 103
- Absorptionsschicht;
- 201
- feiner
Faden eines elektrischen Leiters
- 202
- Faden;
- 203,
303, 406, 506
- Verbindungsanschluss(-leiter)
- 403
- Kapazitätsmesseinheit;
- 404,
504
- Übertragungseinheit
- 405,
505
- Anzeigeeinheit;
- 407,
507
- veränderbarer
Widerstand
- 408,
508
- Stromversorgungseinheit;
- 410,
510
- Empfangseinheit
- 411,
511
- Verwaltungsanzeigeeinheit;
- 503
- Widerstandsmesseinheit
- 601
- innerer
Elektrodenpad und innere Absorptionsschicht;
- 602
- innere
Decklage
- 603
- Absorptionsbahn;
- 604
- äußerer Elektrodenpad und äußere Absorptionsschicht
- 605
- wasserdichte
Decklage;
- 606
- äußere Decklage
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Art der Ausführung der Erfindung
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Die
Begriffe und Wörter
der Beschreibung und der Ansprüche
sind nicht aufgrund ihrer gewöhnlichen
oder lexikalen Bedeutung einschränkend
auszulegen. Vielmehr sind sie in derjenigen Bedeutung und Konzeption
zu verstehen, die dem Gedanken der vorliegenden Erfindung entsprechen,
dem Grundsatz folgend, dass ein Erfinder die begriffliche Konzeption so
definieren darf, dass damit die eigene Erfindung bestmöglich beschrieben
wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte veranschaulichende
Ausführungsformen
beschrieben wird, wird sie nicht durch die Ausführungsformen eingeschränkt, sondern
nur durch die beiliegenden Ansprüche.
Man wird verstehen, dass Fachleute in unterschiedlicher Weise Änderungen
oder Modifikationen an den Ausführungsformen
vornehmen können,
ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Im
Folgenden sollen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren detailliert beschrieben
werden.
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1 ist eine vereinfachte Darstellung, die Elektrodenpads
und eine Absorptionsschicht zwischen diesen zeigt, die für den Feuchtigkeitssensor und
den Detektionssensor für
eine Windel gemäß der vorliegenden
Erfindung benutzt werden können.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor mit einer Absorptionsschicht 103,
die Feuchtigkeit usw. zwischen Elektrodenpads des Maschentyps 101 und 102 absorbieren
kann, der eine Kapazitätsveränderung
oder eine Widerstandsveränderung zwischen
den Elektrodenpads detektiert. Der Sensor kann dazu benutzt werden,
Feuchtigkeit zu messen, oder zu detektieren, ob eine Windel mit
Harn oder Kot verschmutzt ist.
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Die
Elektrodenpads des Maschentyps gemäß der vorliegenden Erfindung
sind Gewebe, die durch Vermischen oder Verflechten von Faden 202 und
feinem Faden eines elektrischen Leiters 201 hergestellt
sind, wie in 2 gezeigt. Das Verflechten von
Faden und feinem Faden eines elektrischen Leiters bedeutet, dass
beide miteinander verdreht werden, um einen Faden herzustellen.
Aus dem so hergestellten Faden werden Gewebe gewoben, um die Elektrodenpads 101 und 102 auszubilden.
Dabei können
als Faden verschiedene Fadenarten wie Synthesefasern, Baumwolle
usw. benutzt werden, und als feiner Faden eines elektrischen Leiters
können
eine Aluminiumlegierung, Kupfer, eine Edelstahllegierung usw. benutzt
werden. Bei Bedarf kann auch feiner Faden aus Gold oder Silber benutzt
werden. Die Elektrodenpads 101 und 102 können auch
aus Papier hergestellt werden, wobei es sich bei dem Papier um nicht-gewebten
Stoff handeln kann.
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Oder
der Elektrodenpad kann ein Gewebe umfassen, das nur aus feinem Faden
eines elektrischen Leiters hergestellt ist. Der Elektrodenpad kann ein
Gewebe umfassen, bei dem feiner Faden eines elektrischen Leiters
des Maschentyps benutzt wird, der mit einem absorbierenden Material
mit Isolationseigenschaften beschichtet ist.
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Alternativ
kann der Elektrodenpad hergestellt sein, indem ein leitendes Material
in einer Maschenform aus feinen Linien auf einen Gewebepad oder
einen Papierpad gedruckt oder aufgetragen wird. Beim Aufdrucken
oder Auftragen des leitenden Materials können die feinen Linien derart
ausgebildet werden, dass sie eine Dicke, eine Breite, Abstände und
eine Maschenform aufweisen, die dem Bedarf oder den Zwecken des
Benutzers entsprechen.
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Die
Elektrodenpads können
je nach Anwendung von unterschiedlicher Dicke sein. Vorzugsweise sind
die Elektrodenpads 101, 102 selbst jedoch mit 0,02
mm bis 0,06 mm äußerst dünn, da ein
Messobjekt eine Kapazitätsveränderung
oder eine Widerstandsveränderung
in der Absorptionsschicht 103 ist. Bei dem Sensor der vorliegenden
Erfindung können beide
Elektrodenpads unter Verwendung von Gewebe oder Papier hergestellt
sein, oder einer der Elektrodenpads kann unter Verwendung von Gewebe und
der andere Elektrodenpad unter Verwendung von Papier hergestellt
sein.
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Die
Absorptionsschicht 103 ist zwischen den Elektrodenpads
ausgebildet, wie in 1 gezeigt. Für die Absorptionsschicht 103 kann
jedes beliebige Material benutzt werden, das Feuchtigkeit absorbieren
kann. Die Dicke der Absorptionsschicht 103 bestimmt eine
Distanz zwischen den beiden Elektrodenpads und lässt sich entsprechend der Anwendung
und der Genauigkeit des Sensors geeignet steuern.
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Die
Elektrodenpads 101 und 102 können derart angeordnet sein,
dass sie eine obere Schicht und eine untere Schicht bilden, wobei
die Absorptionsschicht 103 zwischen ihnen angeordnet ist.
Oder sie können
links und rechts von der Absorptionsschicht 103 angeordnet
sein.
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3 zeigt, wie die gleichen Elektrodenpads wie
in 2 links und rechts angeordnet sind.
Bezug nehmend auf 3, sind die Elektrodenpads 301 und 302,
bei denen es sich um Papierpads oder Gewebepads handelt, rechts
und links von der Absorptionsschicht 103 angeordnet. Bei
einer solchen Rechts-Links-Anordnung kann einer oder beiden Seiten
der Elektrodenpads 301 und 302 eine Feuchtigkeitsabsorptionsbahn
angeordnet sein, um die Funktion der Detektierung einer Kapazitätsveränderung oder
einer Widerstandsveränderung
zu verbessern.
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Die
Elektrodenpads 101, 102, 301 und 302 der
vorliegenden Erfindung sind sowohl wasserdurchlässig als auch leitfähig, weshalb
Feuchtigkeit, die durch die Elektrodenpads 101, 102, 301 und 302 dringt,
rasch von der Absorptionsschicht 103 zwischen den Elektrodenpads
absorbiert werden kann. Da die Elektrodenpads 101, 102, 301 und 302 weich und
flexibel sind, können
die Elektrodenpads dicht an einem Messobjekt anhaften, wodurch feinere
Messungen ermöglicht
werden.
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Der
Verbindungsanschluss(-leiter) 203 und 303 besteht
aus einem leitfähigen
Material, das mit einem weichen Material umwickelt ist, um leicht
mit den Elektrodenpads 101, 102, 301 und 302 und
einer Messeinheit oder eine Übertragungseinheit
verbindbar zu sein.
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Das
weiche Material kann aus Kunststoffhergestellt sein, der für den menschlichen
Körper
unschädlich
ist, z. B. Polyvinylchlorid (PVC), Silikon, Schwamm usw.
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Insbesondere
weist der Verbindungsanschluss(-leiter) ferner eine leitende Verbindungseinheit
auf, die mit einem weichen Material umwickelt ist, um eine effizientere
Verbindung zu den Elektrodenpads 101, 102, 301 und 302 und
der Messeinheit oder Übertragungseinheit
herzustellen.
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Bezug
nehmend auf 4 misst eine Kapazitätsmesseinheit 403 eine
Kapazitätsveränderung zwischen
den Elektrodenpads, wenn die Absorptionsschicht 103 zwischen
den Elektrodenpads Feuchtigkeit usw. absorbiert. Wozu der erfindungsgemäße Sensor
benutzt wird, wird je nach Art der gemessenen Werte bestimmt, die
von der Kapazitätsmesseinheit 403 erhalten
werden. Das heißt,
wenn die Kapazitätsveränderungen
fein gemessen und kontinuierlich verfolgt werden, lässt sich
der Sensor als Feuchtigkeitssensor verwenden. Wird hingegen nur
eine kritische Kapazitätsveränderung
detektiert, lässt
sich der Sensor als Detektionssensor für eine Windel verwenden.
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Bezug
nehmend auf 5 misst eine Kapazitätsmesseinheit 503 eine
Widerstandsveränderung zwischen
den Elektrodenpads, wenn die Absorptionsschicht 103 zwischen
den Elektrodenpads Feuchtigkeit usw. absorbiert. Wozu der erfindungsgemäße Sensor
benutzt wird, wird je nach Art der gemessenen Werte bestimmt, die
von der Widerstandsmesseinheit 503 erhalten werden. Das
heißt,
wenn die Widerstandsveränderungen
fein gemessen und kontinuierlich verfolgt werden, lässt sich
der Sensor als Feuchtigkeitssensor verwenden. Wird hingegen nur
eine kritische Widerstandsveränderung
detektiert, lässt
sich der Sensor als Detektionssensor für eine Windel verwenden.
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Die
Kapazitätsmesseinheit 403 und
die Widerstandsmesseinheit 503 können separat oder gleichzeitig
benutzt werden.
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Bezug
nehmend auf 4 und 5 kann
das Signal, das den Ergebnis werten entspricht, welche von der Kapazitätsmesseinheit 403 oder
der Widerstandsmesseinheit 503 detektiert wurden, an eine Anzeigeeinheit 405, 505 gesendet
werden, die am Sensor angebracht ist, und von dieser angezeigt werden.
Oder kann das Signal, das den Ergebniswerten entspricht, welche
von der Kapazitätsmesseinheit 403 oder
der Widerstandsmesseinheit 503 detektiert wurden, kann
an eine Übertragungseinheit 404, 504 gesendet
werden und anschließend
von einer Empfangsvorrichtung angezeigt werden, die mit einer Empfangseinheit 410, 510 ausgerüstet ist,
oder es kann durch Alarmausgabe über
einen Lautsprecher, eine Leuchte usw. übermittelt werden. Dabei empfängt die
Empfangseinheit 410, 510 das von der Übertragungseinheit 404, 504 übertragene
Signal. Es ist zu beachten, dass die erfindungsgemäße Empfangseinheit
trotz der wörtlichen
Bedeutung auch ein Signal an den Sensor übertragen kann, und dass die Übertragungseinheit
das Signal auch empfangen kann. Das heißt, die Funktionen der Empfangseinheit und
der Übertragungseinheit
sind nicht durch die hierin verwendeten wörtlichen Begriffe eingeschränkt.
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4 ist eine schematische Darstellung, die einen
Feuchtigkeitssensor und ein Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der erfindungsgemäße Sensor
umfasst die Elektrodenpads 401 und 402, die Kapazitätsmesseinheit 403,
die Übertragungseinheit 404,
die Anzeigeeinheit 405, den Verbindungsanschluss(-leiter) 406,
der die Elektrodenpads 401 und 402 mit der Messeinheit 403 oder
einer Stromversorgung verbindet, einen veränderbaren Widerstand 407,
der die Empfindlichkeit des Sensors steuert, eine Stromversorgungseinheit 408 usw.
Außerdem
sind die Empfangseinheit 410 und die Verwaltungsanzeigeeinheit 411 im
Verwaltungssystem des Sensors enthalten.
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5 ist eine schematische Darstellung, die einen
Feuchtigkeitssensor und ein Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der erfindungsgemäße Sensor
umfasst die Elektrodenpads 501 und 502, die Widerstandsmesseinheit 503,
die Übertragungseinheit 504,
die Anzeigeeinheit 505, den Verbindungsanschluss(-leiter) 506,
der die Elektrodenpads 501 und 502 mit der Messeinheit 503 oder
einer Stromversorgung verbindet, einen veränderbaren Widerstand 507,
der die Empfindlichkeit des Sensors steuert, eine Stromversorgungseinheit 508 usw.
Außerdem
sind die Empfangseinheit 510 und die Verwaltungsanzeigeeinheit 511 im
Verwaltungssystem des Sensors enthalten.
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Das
Verwaltungssystem für
einen Feuchtigkeitssensor gemäß der ersten
und zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst den Feuchtigkeitssensor, die
Empfangseinheit 410, 510 und eine Verwaltungsanzeigeeinheit 411, 511.
Dabei können
ein oder mehrere Feuchtigkeitssensoren benutzt werden. Falls mehrere
Feuchtigkeitssensoren benutzt werden, weisen die einzelnen Übertragungseinheiten 404 und 504 der
Feuchtigkeitssensoren ein spezifisches Identifikationssignal auf,
wobei die Empfangseinheiten 410 und 510 anhand
des spezifischen Identifikationssignals erkennen können, von
welchem Feuchtigkeitssensor das Signal stammt. Die Empfangseinheit 410, 510,
die ein Signal vom Feuchtigkeitssensor empfangen soll, kann mit
einer Verwaltungsanzeigeeinheit 411, 511 installiert
sein, die dazu dient, den Feuchtigkeitswert anzuzeigen, der von
der Empfangseinheit 410, 510 empfangen wird. Die
Verwaltungsanzeigeeinheit 411, 511 bestimmt anhand eines
Identifikationssignals, das für
jeden der Feuchtigkeitssensoren spezifisch ist, von welchem Feuchtigkeitssensor
das Signal stammt, und zeigt Feuchtigkeitsdaten von dem entsprechenden
Feuchtigkeitssensor an. Außerdem
ist der Empfangseinheit und der Über tragungseinheit
vorzugsweise ein bidirektionales oder unidirektionales Kommunikationsmittel
beigefügt,
um Störeinflüsse zu verhindern.
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Das
Verwaltungssystem für
den Feuchtigkeitssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung kann beispielsweise für
einen Behälter
zur Kultivation von landwirtschaftlichen Erzeugnissen, einer Vorrichtung zum
Heranziehen von Setzlingen, einem Verwaltungssystem für gespeicherte
oder angezeigte landwirtschaftliche oder fischereiwirtschaftliche
Produkte oder einer industriellen Abfüllanlage angewandt werden,
in der eine sehr trockene Umgebung aufrechterhalten werden muss,
auf dem Gebiet der Fischerei, Waldwirtschaft und allen anderen Arten
der Industrie. Das heißt,
das Verwaltungssystem für
den Feuchtigkeitssensor weist einen weiten Anwendungsbereich auf.
Insbesondere kann das Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor auf
ein Gebiet der Feuchtigkeitsverwaltung angewandt werden, das einen
Elektrodenpad aus Gewebe- oder Papiermaterialien erfordert, der
eine gute Flexibilität
und Wasserdurchlässigkeit
aufweist. Auch kann der erfindungsgemäße Feuchtigkeitssensor als
Detektionssensor für
eine Windel benutzt werden, der bestimmt, ob eine die Windel tragende
Person uriniert oder defäkiert
hat.
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6 ist eine Aufbaudarstellung, die eine Windel
zeigt, die mit einem Detektionssensor für eine Windel ausgestattet
ist, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der innere Elektrodenpad und die äußere Absorptionsschicht 601 des Detektionssensors
sind zwischen der inneren Decklage 602 und der Absorptionsbahn 603 einer
Windel angebracht. Die wasserdichte Decklage 605 und die äußere Decklage 606 sind
an dem äußeren Elektrodenpad
und der äußeren Absorptionsschicht 604 ausgebildet.
Vorzugsweise ist die wasserdichte Decklage zwischen der Absorptionsbahn 603 und dem äußeren Elektrodenpad
und der äußeren Ab sorptionsschicht 604 angeordnet,
anders als in 6 gezeigt. Der Elektrodenpad
und die Absorptionsschicht des Detektionssensors für eine Windel
können
auch entweder an einer oder an beiden Seiten der Absorptionsbahn 603 vorgesehen
sein, abhängig von
der Anwendung der Windel, z. B. für einen Säugling, einen Patienten usw.
Dabei kann die Windel derart hergestellt sein, dass der Benutzer
die Position des Elektrodenpads und der Absorptionsschicht verändern kann.
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Die
Messeinheit, die mit dem Elektrodenpad verbunden ist, die Übertragungseinheit
oder die Anzeigeeinheit sind an oder nahe einem Windelgürtelband
vorgesehen, und können
derart ausgebildet sein, dass sie sich über einen Verbindungsanschluss(-leiter)
von dem Elektrodenpad trennen oder damit verbinden lassen. Dabei
lässt sich
die Position und Form der Elektrodenpads abhängig von ihrer jeweiligen Anwendung
variieren. Hat der Windelträger uriniert
oder defäkiert,
detektiert die Messeinheit eine Kapazitätsveränderung oder eine Widerstandsveränderung
zwischen den Elektrodenpads und sendet ein entsprechendes Signal
an die Übertragungseinheit oder
Anzeigeeinheit. Die Messeinheit kann kontinuierlich oder periodisch
detektieren, ob der Windelträger
uriniert oder defäkiert
hat. Ferner kann der Detektionssensor für eine Windel gemäß der vorliegenden Erfindung
ein eingebautes Mittel zum Messen der verbleibenden Lebensdauer
einer Stromversorgung aufweisen. Wenn die verfügbare Leistung also unter einem
Standardwert liegt, kann der Detektionssensor für eine Windel gemäß der vorliegenden
Erfindung ein entsprechendes Signal an die Übertragungseinheit oder Anzeigeeinheit
senden.
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Die
Messeinheit, die Anzeigeeinheit und die Übertragungseinheit sind mit
weichem und flexiblem Material umwickelt, das für den menschlichen Körper unschädlich ist,
damit sie beim Anbringen an den menschlichen Körper die Haut nicht irritieren.
Die Messeinheit, die Anzeigeeinheit und die Übertragungseinheit können in
einer für
ihre Anwendung geeigneten Form hergestellt sein.
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Ein
Verwaltungssystem für
eine Windel kann aus dem Detektionssensor für eine Windel gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und Verwaltungseinrichtungen für denselben
aufgebaut sein. Die Verwaltungseinrichtungen für den Detektionssensor für eine Windel
umfassen eine Empfangseinheit, die ein Harn- oder Kotsignal von
der Übertragungseinheit
empfängt,
und eine Verwaltungsanzeigeeinheit, die entsprechend dem Harn- oder
Kotsignal, das von der Empfangseinheit empfangen wurde, anzeigt,
ob uriniert oder defäkiert
wurde,. Das Verwaltungssystem für
eine Windelgemäß der vorliegenden
Erfindung kann mehrere Detektionssensoren verwalten. Dabei weisen
die einzelnen Übertragungseinheiten
der Detektionssensoren ein spezifisches Identifikationssignal auf,
weshalb die Emfpangseinheit der Verwaltungseinrichtung erkennen kann,
von welchem Detektionssensor ein Signal stammt. Die Verwaltungseinrichtung
bestimmt mit Hilfe des spezifischen Identifikationssignals des empfangenen
Signals, von welchem Detektionssensor ein Signal stammt, und zeigt
die Information des Signals für
den entsprechenden Detektionssensor an. Die Verwaltungseinrichtung
kann außerdem
die Information aus dem Signal durch einen Alarm eines Lautsprechers,
einer Leuchte usw. übermitteln.
Auch kann die Verwaltungseinrichtung ferner eine Übertragungseinheit
für Verwaltungszwecke
umfassen, die mittels eines verdrahteten oder drahtlosen Netzes ein
Signal an ein verdrahtetes oder drahtloses Endgerät von Kommunikationsnetzwerken übertragen kann,
z. B. einen Pager einer externen Verwaltungsperson. Darüber hinaus
kann die Verwaltungseinrichtung der vorliegenden Erfindung Daten
von Harn- oder Kotsignalen nach dem jeweiligen Detektionssensor
speichern und die Daten zur Diagnose verwenden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf mehrere bevorzugte
Ausführungsformen
beschrieben wurde, soll die Beschreibung die Erfindung nur veranschaulichen
und dient nicht dazu, die Erfindung einzuschränken. Fachleute können zu verschiedenen
Modifikationen und Variationen gelangen, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Der
Feuchtigkeitssensor und das Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung können
beispielsweise für
einen Behälter
zur Kultivation von landwirtschaftlichen Erzeugnissen, einer Vorrichtung
zum Heranziehen von Setzlingen, einem Verwaltungssystem für gespeicherte
oder angezeigte landwirtschaftliche oder fischereiwirtschaftliche
Produkte oder einer industriellen Abfüllanlage angewandt werden,
in der eine sehr trockene Umgebung aufrechterhalten werden muss,
auf dem Gebiet der Fischerei, Waldwirtschaft und allen anderen Arten
der Industrie.
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Der
Feuchtigkeitssensor und das Verwaltungssystem für den Feuchtigkeitssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung lassen sich in weitem Umfang auf ein Gebiet der Feuchtigkeitskontrolle
anwenden, das einen Elektrodenpad erfordert, der aus Gewebe- oder
Papiermaterialien und feinem Faden oder feinen Linien eines elektrischen
Leiters hergestellt ist und daher eine gute Flexibilität und Wasserdurchlässigkeit
aufweist.
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Außerdem können der
Feuchtigkeitssensor und das Verwaltungssys tem für den Feuchtigkeitssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung auf Hygieneprodukte oder medizinische Produkte anwenden, da
sich der Feuchtigkeitssensor an einer Windel anbringen lässt und
benutzt werden kann, um zu bestimmen, ob ein Windelträger uriniert
oder defäkiert hat.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für Feuchtigkeit usw., der eine
hohe Genauigkeit, einen sehr geringen Stromverbrauch und einen vereinfachten
Aufbau aufweist, und ein Verwaltungssystem dafür. Der Sensor und die Verwaltung
desselben gemäß der vorliegenden
Erfindung sind zudem wirtschaftlich. Der Sensor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst zwei Elektrodenpads und eine Absorptionsschicht
zum Absorbieren von Feuchtigkeit usw. dazwischen, und detektiert
eine Kapazitätsveränderung
und eine Widerstandsveränderung
zwischen den Elektrodenpads, und misst auf diese Weise Feuchtigkeit
usw. in Echtzeit. Bei dem Sensor können ein oder beide Elektrodenpads
hergestellt sein, indem ein leitendes Material in einer Maschenform aus
feinen Linien auf einen Papierrad oder einen Geweberad gedruckt
oder aufgetragen wird. Oder bei den Elektrodenpads kann es sich
um Gewebe mit feinem Faden eines elektrischen Leiters des Maschentyps
handeln, der mit einem absorbierenden Material mit Isolationseigenschaften
beschichtet ist.