DE60128828T3

DE60128828T3 - Fernsignalisierungssystem von feuchtigkeit

Info

Publication number: DE60128828T3
Application number: DE60128828.9T
Authority: DE
Inventors: Dean Jeutter; Thomas Odorzynski
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: WO2002048983A1; DE60128828T2; NO20032487L; EP1342219B2; NO20032487D0; JP3981009B2; JP2004516561A; ES2283451T3; US20020070868A1; MXPA03004833A; EP1342219B1; AU2002228944A1; EP1342219A1; US6603403B2; DE60128828D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zustands-Meldesystem, wobei das System mit saugfähigen Artikeln verwendet wird, wie zum Beispiel Windeln, Kindertrainingshosen, Damenhygieneprodukten, Inkontinenzkleidung und ähnlichen.
Herkömmliche Meldesysteme sind in herkömmliche Artikel eingearbeitet worden, um einen Pfleger auf Änderungen des Zustandes der Artikel aufmerksam zu machen. Zum Beispiel sind herkömmliche Meldesysteme in saugfähige Einwegartikel, wie zum Beispiel Windeln und Inkontinenzkleidung, eingearbeitet worden. Die saugfähigen Artikel sind üblicherweise mit saugfähigen Polstern oder Einlagen oder mit anderen saugfähigen Strukturen versehen, die zwischen einer körperabgewandten Lage und einer flüssigkeitsdurchlässigen Decklage angeordnet werden. Die saugfähigen Strukturen weisen eingebaute supersaugfähige Materialien auf, die mit faserartigen Matrizen, welche aus Naturfasern und Synthesefasern bestehen, kombiniert sind. Zum Beispiel haben die saugfähigen Strukturen mit cellulosehaltigen Holzfaserstoffflusen vermischte supersaugfähige Partikel enthalten.
Die Meldesysteme sind üblicherweise eingesetzt worden, um den Benutzer auf eine Änderung der Feuchtigkeit der saugfähigen Struktur aufmerksam zu machen. Einige herkömmliche Meldeeinrichtungen weisen einen Mechanismus auf, der einer Farbänderung oder einer anderen Änderung des visuellen Erscheinungsbildes unterliegt, wenn das Absorptionsmittel befeuchtet wird. Zum Beispiel weisen saugfähige Artikel Ziermuster oder Zierbilder auf, die sichtbar werden oder verblassen, wenn der Artikel befeuchtet wird. Andere herkömmliche Einrichtungen weisen eine zerbrechliche oder bröckelige Komponente auf, die zerbrechen kann, um einen Nasszustand des Absorptionsmittels zu melden. Wieder andere herkömmliche Einrichtungen verwenden aktive elektronische Systeme, die in den ausgewählten saugfähigen Artikel eingearbeitet werden. Die elektronischen Einrichtungen umfassen dabei Stromversorgungen und verwenden angetriebene Tonanzeigen oder visuelle Anzeigen, wie zum Beispiel Summer oder Lampen. Besondere Anordnungen verwenden auch Funksender, um den Feuchtigkeitsalarm an einen Fern-Funkempfänger zu senden.
Herkömmliche Einrichtungen und Systeme, wie zum Beispiel die oben beschriebenen, sind nicht hinreichend zufriedenstellend. Systeme, die mit Farbänderungsmechanismen oder visuellen Änderungsmechanismen arbeiten, werden leicht durch darüber liegende Lagen, wie zum Beispiel Bettlaken oder Lagen von Bekleidung, verdeckt. Wenn solche Systeme gut sichtbar angeordnet werden, sind diese Systeme nicht unterscheidbar und nicht unauffällig und haben die Feuchtigkeitsinformation unerwünscht anderen Personen als dem Pfleger angezeigt. Systeme, die eine zerbrechliche Komponente verwenden, weisen ähnliche Nachteile auf. Systeme, die mit einer Stromquelle in dem zugehörigen Artikel ausgestattet sind, sind von dem Verbraucher nicht angenommen worden. Infolgedessen besteht ein anhaltender Bedarf an verbesserten Verfahren und Systemen zum Melden einer Änderung des internen Zustandes eines ausgewählten Artikels.
WO 99/33037 , über das die unabhängigen Patentansprüche charakterisiert sind, beschreibt ein System zum Fernerfassen von Fluid. Das System umfasst eine Resonanzschaltung, die an einem Ort angeordnet wird, an dem das Fluid erfasst werden soll. Das Vorliegen von Fluid ändert die Fähigkeit der Schaltung, Energie von einem Fernoszillator zu empfangen. Dies verursacht Änderungen in der Schaltung des Oszillators, die erfasst und als Anzeichen des Vorliegens von Fluid an der Resonanzschaltung verwendet werden.
US 5,903,222 beschreibt einen Windeldetektor zum Detektieren von Feuchtigkeitszuständen in einer Windel oder in einem Unterwäscheartikel. Der Detektor umfasst einen kapazitiven Sensor, der an einer Außenfläche des zu überwachenden Kleidungsstückes angebracht ist.
US 5,570,082 beschreibt ein System zum Erfassen von Feuchtigkeit in einer Windel. Das System umfasst eine Spule 5, die in einer Windel angeordnet ist. Das Resonanzverhalten der Spule verändert sich in Abhängigkeit von dem Vorliegen/Nichtvorliegen von Flüssigkeit. Ein Fernempfänger detektiert die Erzeugung einer Resonanz, die eine harmonische Komponente einer durch einen Fernsender in der Spule induzierten Resonanz ist.
US 5,463,377 beschreibt eine Vorrichtung zu Detektieren des Vorliegens von Flüssigkeit in einem Kleidungsstück, die einen elektrisch passiven Sensor umfasst, der angepasst ist, um mit der Flüssigkeit in Berührung zu sein, und einen elektrisch aktiven Ferndetektor.
Gemäß der hier vorliegenden Erfindung wird ein System gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Das Überwachungssystem umfasst eine Abfrageeinrichtung, die in einer funktionsfähigen Nähe zu dem Artikel angeordnet ist und die so konfiguriert ist, dass sie Eingangsenergie mit einer vorbestimmten Eingangsfrequenz bereitstellt. Eine Zustands-Meldeeinrichtung ist in einem überwachten Abschnitt des Artikels angeordnet. Die Zustands-Meldeeinrichtung umfasst einen Sensor, der eine Änderung des Zustandes anzeigen kann, die eintritt, wenn der überwachte Abschnitt des Artikels von einem ersten Zustand zu einem zweiten Zustand wechselt. Ein Passivtransponder ist in funktionsfähiger Kommunikation mit dem Sensor angeordnet. Der Transponder ist so konfiguriert, dass er die Eingangsenergie von der Abfrageeinrichtung empfangen und Anzeigedaten erzeugen kann, wenn sich der überwachte Abschnitt in dem zweiten Zustand befindet. Der Transponder ist so konfiguriert, dass er eine Ausgangsenergie von dem Artikel weg überträgt. Die Ausgangsenergie umfasst wenigstens einen Teil der Eingangsenergie, und die Ausgangsenergie ist so konfiguriert, dass sie die Anzeigedaten trägt. Ein Ausgangsempfänger ist so konfiguriert, dass er die Ausgangsenergie und die Anzeigedaten von dem Transponder elektronisch akquiriert. Ein Detektor ist mit dem Ausgangsempfänger verbunden und kann auf einen Schwellenwert der Anzeigedaten reagieren. Ein Melder ist in Kommunikation mit dem Detektor angeordnet und ist so konfiguriert, dass er das Vorliegen des Schwellenwertes der Anzeigedaten meldet.
Die Zustands-Meldeeinrichtung kann vereinzelt sein und kann Feuchtigkeitsinformationen an den Pfleger übergeben, ohne die Informationen dabei ebenfalls an andere unbeteiligte Beobachter zu übergeben. Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung können ohne die Verwendung einer in dem zugehörigen Artikel angeordneten Stromquelle auskommen und sind weniger anfällig für die Erzeugung unerwünschter Leckströme.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr ausführlicher beschrieben werden und weitere Vorteile werden unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung und der Zeichnungen offensichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt repräsentativ eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht einer nach außen gerichteten Seite eines Artikels, der eine Einrichtung und ein Verfahren eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung beinhaltet.
2 zeigt repräsentativ eine Vorderansicht der nach außen gerichteten Seite eines Artikels, der an einem Träger platziert worden ist und eine Einrichtung und ein Verfahren eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung enthält.
3 zeigt repräsentativ eine schematische Vorderansicht der nach außen gerichteten Seite des in 2 veranschaulichten Artikels, wobei ein Abschnitt eines Paketmoduls teilweise aufgeschnitten ist, um eine relative Positionierung einer Transponderspule und einer Abfrageeinrichtungsspule, die an dem Artikel befestigt sind, zu veranschaulichen.
3A zeigt repräsentativ einen teilweisen schematischen Querschnitt entlang dem Schnitt 3A-3A von 3.
4 zeigt repräsentativ ein schematisches Blockschema einer Einrichtung und eines Verfahrens eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
5 zeigt repräsentativ ein schematisches Blockschema eines elektronischen Sensors und eines Passivtransponders, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
5A zeigt repräsentativ ein schematisches Blockschema eines Paketmoduls, das mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden kann und eine Abfrageeinrichtung und einen zugehörigen Melder mit und ohne Fernpagingsender enthält.
6A und 6B zeigen repräsentativ einen schematischen Schaltplan eines elektronischen Paketmoduls, das zusammen mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
7 zeigt repräsentativ ein schematisches Blockschema einer Fernpagingeinheit, die zusammen mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
8A und 8B zeigen repräsentativ ein schematisches Schaltbild der Fernpagingeinheit, die zusammen mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Die verschiedenen Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in dem Kontext eines saugfähigen Wegwerfartikels, wie zum Beispiel einer Wegwerfwindel, beschrieben werden. Die hier vorliegende Erfindung kann auch zusammen mit anderen solchen Artikeln, wie zum Beispiel Damenhygieneartikeln, Kindertrainingshosen und Inkontinenzkleidung angewendet werden. Normalerweise sind Wegwerfartikel für einen begrenzten Gebrauch bestimmt und nicht zum Waschen oder anderweitigen Reinigen für Wiederverwendung vorgesehen. Eine Wegwerfwindel wird zum Beispiel entsorgt, nachdem sie von dem Träger verschmutzt worden ist.
Es ist weiterhin zu beachten, dass bei Verwendung in der hier vorliegenden Veröffentlichungsschrift die Ausdrücke „umfasst, beinhaltet”, „umfassen, beinhalten” und andere Ableitungen von diesem Wortstamm als offene Ausdrücke gebraucht werden, die das Vorhandensein von beliebigen genannten Merkmalen, Elementen, Ganzzahlen, Schritten, Komponenten spezifizieren sollen, die jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Elemente, Ganzzahlen, Schritte, Komponenten oder Gruppen derselben ausschließen.
Die vorliegende Offenlegung der Erfindung wird mit den Ausdrücken ihrer verschiedenen Komponenten, Elemente, Ausführungen, Konfigurationen, Anordnungen und anderen Merkmalen beschrieben werden, die jeweils auch einzeln oder gemeinschaftlich als „Aspekte” der Erfindung bezeichnet oder durch andere ähnliche Ausdrücke ausgedrückt werden können. Es ist beabsichtigt, dass die verschiedenen Formen der offengelegten Erfindung eines oder mehrere beziehungsweise einen oder mehrere ihrer verschiedenen Merkmale oder Aspekte enthalten können und dass die genannten Merkmale und Aspekte in jeder beliebigen gewünschten, funktionsfähigen Kombination derselben verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3A kann die hier vorliegende Erfindung einen unterscheidungsfähigen Artikel 20 bereitstellen, der einen überwachten Teil 22 und eine Zustands-Meldeeinrichtung 24 zum Kommunizieren einer Änderung des Zustandes des überwachten Teiles aufweist. In einem gewünschten Aspekt kann die Änderung des Zustandes in dem Artikel auftreten. Die Zustands-Meldeeinrichtung umfasst einen Sensor 26, der eine Zustandsänderung anzeigen kann, die auftritt, wenn der überwachte Teil 22 des Artikels 20 von einem ersten Zustand zu einem unterschiedlichen zweiten Zustand wechselt. Ein elektronischer Passivtransponder 28 wirkt funktionsfähig mit dem Sensor 26 zusammen. Der Transponder 28 ist so konfiguriert, dass er elektromagnetische Eingangsenergie empfängt, die mit einer vorbestimmten Eingangsfrequenz bereitgestellt worden ist, und der Transponder 28 ist so konfiguriert, dass er mit funktionsfähigen Anzeigedaten antwortet, wenn sich der überwachte Teil 22 des Artikels in dem zweiten Zustand befindet.
Es wird ein Verfahren beschrieben, welches ein Verfahren bereitstellen kann zum Kommunizieren einer Änderung des Status eines überwachten Teils 22 eines Artikels 20. Das Verfahren beinhaltet das Anordnen eines Statussignalmechanismus 24 in dem Artikel 20. Der Statussignalmechanismus beinhaltet einen Sensor 26, der eine Änderung eines Status anzeigen kann, der auftritt, wenn der überwachte Teil 22 des Artikels 20 von einem ersten Zustand zu einem verschiedenen zweiten Zustand wechselt. Ein passiver elektronischer Transponder 28 wird bereitgestellt, um wirksam mit dem Sensor 26 zusammenzuwirken. Der Transponder 28 ist eingerichtet, elektromagnetische Inputenergie zu empfangen, welche an den Transponder bei einer vorbestimmten Inputfrequenz bereitgestellt wurde. Der Transponder 28 ist eingerichtet, mit wirksamen Anzeigedaten zu reagieren, wenn der überwachte Teil 22 des Artikels sich in dem zweiten Zustand befindet.
Ebenso beschrieben ist ein überwachtes Verfahren und eine überwachte Vorrichtung zum Melden eines vorbestimmten Zustandes in einem Artikel 20, der einen überwachten Teil 22 aufweist, bereitstellen. Das Überwachungsverfahren oder Überwachungssystem umfasst eine Abfrageeinrichtung 30, die in einer funktionsfähigen Nähe zu dem Artikel angeordnet werden kann, und kann so konfiguriert sein, dass es Eingangsenergie mit einer vorbestimmten Eingangsfrequenz bereitstellt. Eine Zustands-Meldeeinrichtung 24 ist an dem überwachten Teil 22 des Artikels angeordnet. Die Zustands-Meldeeinrichtung umfasst einen Sensor 26, der eine Änderung des Zustandes anzeigen kann, der auftritt, wenn der überwachte Teil 22 des Artikels 20 von einem ersten Zustand zu einem unterschiedlichen zweiten Zustand wechselt. Ein Passivtransponder 28 befindet sich in funktionsfähiger Kommunikation mit dem Sensor 26. Der Transponder ist ein elektronischer Transponder. Der Transponder 28 ist so konfiguriert, dass er Eingangsenergie von der Abfrageeinrichtung 30 empfängt, und er ist so konfiguriert, dass er Anzeigedaten erzeugt, wenn sich der überwachte Teil 22 in dem zweiten Zustand befindet. Der Transponder 28 ist so konfiguriert, dass er eine Ausgangsenergie von dem Artikel 20 weg überträgt. Die Ausgangsenergie umfasst wenigstens einen Teil der Eingangsenergie, und die Ausgangsenergie ist konfiguriert, um die Anzeigedaten zu tragen. Ein Ausgangsempfänger 34 ist konfiguriert, um die Ausgangsenergie und die Anzeigedaten von dem Transponder 28 elektronisch zu akquirieren. Ein Detektor 36 ist mit dem Ausgangsempfänger 34 verbunden und kann auf einen Schwellenwert der Anzeigedaten reagieren. Ein Melder 38 steht in Kommunikation mit dem Detektor 36 und kann so konfiguriert sein, dass er das Vorliegen des Schwellenwertes der Anzeigedaten meldet.
In besonderen Aspekten kann die Erfindung eine Übertragung von Hochfrequenzenergie von einer sendenden Antennenspule zu einer in einem nichtmetallischen Träger eingebetteten Empfangsspule beinhalten. In besonderen Anordnungen kann die Erfindung eine Vorrichtung zum Anzeigen von Änderungen in dem Widerstand, der zwischen den Elektroden, die in dem Trägermaterial eingebettet sind, auftreten, bereitstellen. Ein Merkmal der Erfindung kann eine Anzeige einer Widerstandsänderung bei Verwendung einer drahtlosen Verbindung durch das nichtmetallische Trägermaterial umfassen. Das System zeigt einen Feuchtigkeitszustand an, der durch die Einleitung oder durch anderes offenbartes Vorhandensein eines elektrisch leitenden Materials, wie zum Beispiel Urin oder eine andere leitende Flüssigkeit, erzeugt wird. Ein weiteres Merkmal beinhaltet ein Erfassen oder Erkennen einer Widerstandsänderung durch Messung des Betrages reflektierter Leistung von einem eingebetteten abgestimmten Kreis in einen gekoppelten abgestimmten Kreis. Ein weiteres Merkmal umfasst ein drahtloses Erfassen oder Erkennen der Feuchtigkeit eines nichtmetallischen Trägermaterials, das zu einer Widerstandsänderung führt, die an eingebetteten Elektroden auftritt, die durch Messen des Betrages reflektierter Leistung von einem gekoppelten, eingebetteten abgestimmten Kreis erfasst werden kann. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein System, das letztendlich eine Widerstandsänderung durch eine drahtlose Vorrichtung an einen entfernt gelegenen Monitor meldet.
Die Aspekte oder Merkmale der Erfindung, allein und in Kombination, können verschiedene Vorteile bereitstellen. Solche Vorteile umfassen eine nicht-intrusive Überwachung von Änderungen der elektrischen Impedanz oder der elektrischen Leitfähigkeit unter Verwendung einer drahtlosen Methode. Das Verfahren und die Vorrichtung stellen drahtloses Erfassen der elektrischen Impedanz und des Feuchtigkeitszustandes durch ein nichtmetallisches Trägermaterial bereit und können drahtloses Melden der Änderung der elektrischen Impedanz und des Feuchtigkeitszustandes bereitstellen. In einer speziellen Anordnung kann die Änderung der Impedanz eine Änderung des elektrischen Widerstands beinhalten. Die Änderung der elektrischen Impedanz in einem überwachten Trägermaterial wird durch Messen von Änderungen der reflektierten Leistung von einem eingebetteten Teil in einen externen gekoppelten, abgestimmten Kreis erfasst. Die Vorrichtung der Erfindung weist keine direkte elektrische Verbindung zwischen ihrer externen Messelektronik und ihrem eingebetteten Teil auf. Infolgedessen gibt es keine Verschlechterung eines elektrischen Kontaktes, die im anderen Fall die genannten Komponenten miteinander verbindet. Alle aktiv angetriebenen Kreise sind elektrisch gegen die Innenseite des Artikels isoliert. Infolgedessen gibt es im Wesentlichen keine Gefahr von Ableitungsstrom oder elektrischen Kriechströmen geben. Die Vorrichtung der Erfindung kann eine unterscheidungsfähige magnetische Kopplung zwischen ihrem eingebetteten Teil und einem separaten externen Messteil bereitstellen. Das eingebettete Teil kann gut in ein ausgewähltes Kleidungsstück eingearbeitet werden, und das eingebettete Teil kann einen einfachen abgestimmten Kreis aus zwei Komponenten umfassen. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung der Erfindung einen tragbaren, externen Messmechanismus und einen Alarmsignal-Sendemechanismus. Ein drahtloses Alarmsignal kann zu einem entfernt angeordneten Überwachungsgerät gesendet werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann der ausgewählte Artikel, wie zum Beispiel der repräsentativ gezeigte Windelartikel 20, eine körperabgewandte Lage 102, eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage 100 und einen saugfähigen Körper 90, der zwischen der körperabgewandten Lage 102 und der Decklage 100 angeordnet ist, umfassen. In besonderen Aspekten kann die körperabgewandte Lage 102 im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig sein. In anderen Aspekten kann die körperabgewandte Lage dampfdurchlässig oder „atmungsaktiv” sein.
In gewünschten Konfigurationen kann der Artikel einen ersten Hosenbundabschnitt, wie zum Beispiel den gezeigten hinteren Hosenbundabschnitt 80, und einen zweiten Hosenbundabschnitt, wie zum Beispiel den gezeigten vorderen Hosenbundabschnitt 82, bereitstellen. Der Artikel kann zusätzlich einen Zwischenabschnitt oder Schrittabschnitt 84 aufweisen, der den ersten und den zweiten Hosenbundabschnitt 80 beziehungsweise 82 miteinander verbindet. Ein System aus elastomeren Kräuselungs- und Dichtungselementen, wie zum Beispiel ein System mit Beingummibändern 86 und/oder Bundgummibändern 88, kann verwendet werden, um den Sitz zu verbessern und Auslaufen zu reduzieren. Ein funktionsfähiges Befestigungssystem, wie es zum Beispiel durch das gezeigte System mit Befestigungsmitteln 98 bereitgestellt wird, kann verwendet werden, um den ersten Hosenbundabschnitt 80 mit dem zweiten Hosenbundabschnitt 82 zu verbinden, um den Artikel an dem Träger zu halten. Das Befestigungssystem kann funktionsfähig konfiguriert werden, um den ersten, hinteren Hosenbundabschnitt 80 in einer überlappenden Beziehung mit dem zweiten, vorderen Hosenbundabschnitt 82 in einer Hinten-nach-vorn-Anordnung zu verbinden, wodurch der Körper des Trägers umschlossen wird und die Windel bei Gebrauch sicher an dem Träger gehalten wird. Wahlweise kann das Befestigungssystem Befestigungsmittel 98 verwenden, die so konfiguriert sind, dass sie den vorderen Hosenbundabschnitt 82 in einer überlappenden Beziehung mit dem hinteren Hosenbundabschnitt 80 in einer Vorn-nach-hinten-Anordnung verbinden, um die Windel zu halten. In solchen optionalen Anordnungen kann der vordere Hosenbundabschnittbereich als der erste Hosenbundabschnitt 80 identifiziert werden und der hintere Hosenbundbereich kann als der zweite Hosenbundabschnitt 82 identifiziert werden. Es ist gut zu erkennen, dass vollständig konfigurierte Artikel, wie zum Beispiel Kindertrainingshosen, Damenhygieneartikel, Inkontinenzkleidung und andere vollständig ausgebildete dreidimensionale Artikel gegebenenfalls keine Befestigungsmittel beinhalten.
Die 1 und 2 zeigen typische Ansichten der repräsentativen Wegwerfwindel 20. In 1 sind Abschnitte der Struktur teilweise aufgeschnitten, um den inneren Aufbau des Windelartikels deutlicher zu zeigen, und die Körperseitenfläche der Windel, die mit dem Träger in Kontakt kommt, ist von dem Betrachter abgewandt. Die Außenränder der Windel bilden einen Umfang mit den sich längs erstreckenden Seitenrändern und den sich seitlich erstreckenden Endrändern. Die Seitenränder bilden Beinöffnungen für die Windel und sind wahlweise gekrümmt oder konturiert. Die Endränder werden als gerade gezeigt, können jedoch wahlweise gekrümmt sein.
In Bezug auf die bezeichneten Flächen des Artikels sind die verschiedenen nach innen zeigenden oder körperseitigen Flächen so konfiguriert, dass sie dem Körper des Trägers zugewandt sind, wenn der Artikel um den Träger platziert wird. Die bezeichneten nach außen zeigenden Flächen des Artikels sind so konfiguriert, dass sie von dem Körper des Trägers abgewandt sind, wenn der Artikel um den Träger platziert wird.
Die verschiedenen Komponenten des Artikels können montiert werden, indem verschiedene herkömmliche Befestigungsverfahren und Befestigungsmechanismen verwendet werden, wie zum Beispiel Klebstoffe, Schallbindungen, Wärmebindungen, Schweißnähte, Heftungen, Druckknöpfe, Stifte, Nieten, Knöpfe und ähnliches sowie Kombinationen derselben. Die Befestigungsmechanismen können in beliebigen funktionsfähigen Muster oder Konfigurationen angeordnet werden.
Die Decklage 100, die körperabgewandte Lage 102, der saugfähige Körper 90 und die anderen Komponenten des Artikels werden miteinander verbunden oder auf andere Weise funktionsfähig miteinander in Zusammenhang gebracht. Die verschiedenen Komponenten können zum Beispiel mittels geeigneter Befestigungsmechanismen (nicht gezeigt), wie zum Beispiel Klebebindungen, Schallbindungen, Wärmebindungen, Zusammennadeln, Nähen oder andere bekannte Befestigungsverfahren sowie Kombinationen derselben funktionsfähig miteinander verbunden werden. Zum Beispiel können eine gleichförmige durchgehende Lage aus Klebstoff, eine gemusterte Lage aus Klebstoff, ein gesprühtes Muster aus Klebstoff oder ein Feld aus getrennten Linien, Wirbeln oder Punkten aus Bauklebstoff verwendet werden, um die verschiedenen Komponenten und Teile des Artikels geeignet miteinander zu verbinden, zu montieren und/oder aneinander zu befestigen.
Der saugfähige Körper 90 stellt einen saugfähigen Rückhalteabschnitt bereit, wie er zum Beispiel durch das repräsentativ gezeigte saugfähige Polster bereitgestellt wird, das aus ausgewählten wasseranziehenden oder hydrophilen Fasern und stark saugfähigen Partikeln besteht. Der Rückhalteabschnitt ist so konfiguriert, dass er aufgesaugte Flüssigkeiten und andere Abfallstoffe hält und speichert. Der saugfähige Körper kann zwischen der Decklage 100 und der körperabgewandten Lage 102 angeordnet werden, um die Windel 20 oder einen anderen saugfähigen Artikel auszubilden. Der saugfähige Körper weist einen Aufbau auf, der im Allgemeinen komprimierbar, anpassbar, nicht hautreizend gegenüber der Haut des Trägers ist und in der Lage ist, Körperexsudate aufzusaugen und zurückzuhalten. Es ist zu beachten, dass die Struktur des saugfähigen Körpers ein einzelnes aus einem Stück bestehendes Stück Material oder alternativ dazu eine Vielzahl von einzelnen separaten Stücken von Material, die funktionsfähig zusammengesetzt werden können, umfassen kann.
Verschiedene Arten von benetzungsfähigem, hydrophilem faserartigem Material können verwendet werden, um die Komponenten des saugfähigen Körpers 90 auszubilden. Beispiele von geeigneten Fasern sind unter anderem natürlich auftretende organische Fasern, die aus eigenbenetzungsfähigem Material bestehen, wie zum Beispiel Zellulosefasem; Synthesefasern, die aus Zellulose oder aus Zellulosederivaten bestehen, wie zum Beispiel Rayonfasern; anorganische Fasern, die aus einem eigenbenetzungsfähigen Material bestehen, wie zum Beispiel Glasfasern; Synthesefasern, die aus eigenbenetzungsfähigen thermoplastischen Polymeren bestehen, wie zum Beispiel Polyesterfasern oder Polyamidfasern; und synthetische Fasern, die aus einem nicht benetzungsfähigen thermoplastischen Polymer bestehen, wie zum Beispiel Polypropylenfasern, die durch geeignete Mittel hydrophiliert worden sind. Die Fasern können hydrophilisiert werden, zum Beispiel durch Behandlung mit Siliciumdioxid, durch Behandlung mit einem Material, das eine geeignete hydrophile Komponente aufweist und nicht ohne Weiteres aus der Faser entfernbar ist oder durch Ummantelung der nicht benetzungsfähigen hydrophoben Faser mit einem hydrophilen Polymer während oder nach der Ausbildung der Faser. Für den Zweck der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass ausgewählte Mischungen aus den verschiedenen oben genannten Arten von Fasern ebenfalls verwendet werden können.
Die saugfähige Körperstruktur 90 kann eine Matrix aus hydrophilen Fasern, wie zum Beispiel eine Bahn aus Zelluloseflocken, gemischt mit Teilchen aus einem stark saugfähigen Material, umfassen. In besonderen Anordnungen kann der saugfähige Körper 90 ein Gemisch aus supersaugfähigen Hydrogel bildenden Teilchen und schmelzgeblasenen Fasern aus synthetischem Polymer oder eine Mischung aus supersaugfähigen Teilchen mit einem faserartigen passenden Material, bestehend aus einem Gemisch aus Naturfasern und/oder synthetischen Polymerfasern, umfassen. Die supersaugfähigen Teilchen können im Wesentlichen homogen mit den hydrophilen Fasern oder nicht gleichmäßig gemischt sein.
Um den Einschluss des stark saugfähigen Materials zu verbessern, kann die saugfähige Körperstruktur 90 eine Umwicklungslage oder Einwickellage umfassen, die unmittelbar neben und um den saugfähigen Körper platziert werden kann. Die Einwickellage kann mit der saugfähigen Struktur und mit den verschiedenen anderen Komponenten des Artikels verbunden werden. Die Einwickellage kann eine Lage aus saugfähigem Material oder im Wesentlichen nicht saugfähigem Material sein, die den größten Teil der körperseitigen und/oder äußeren Fläche des saugfähigen Körpers bedeckt. Die Einwickellage kann im Wesentlichen alle Umfangsränder des saugfähigen Körpers umschließen, um eine im Wesentlichen vollständige Umhüllung um denselben auszubilden. Alternativ dazu kann die Einwickellage eine saugfähige Umwicklung bereitstellen, die den größten Teil der körperseitigen und der äußeren Fläche des saugfähigen Körpers bedeckt und im Wesentlichen nur die Seitenränder des saugfähigen Körpers umschließt.
Zum Beispiel kann die vollständige Einwickellage oder wenigstens die körperseitige Lage der Einwickellage eine schmelzgeblasene Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern, wie zum Beispiel schmelzgeblasenen Polypropylenfasern, umfassen. Ein weiteres Beispieleiner saugfähigen Umwicklung kann eine Zellulosebahn geringer Porosität umfassen, wie zum Beispiel ein Hygienepapier, das aus einer Mischung von Hartholz-/Weichholzfasern im Verhältnis von etwa 50:50 besteht.
In den verschiedenen Aspekten und Konfigurationen der Erfindung können die Befestigungsmechanismen zwischen der ausgewählten ersten Befestigungskomponente und der ausgewählten zweiten Befestigungskomponente klebend, kohäsiv, mechanisch oder Kombinationen aus denselben sein. In dem Kontext der hier vorliegenden Erfindung ist ein mechanisches Befestigungssystem ein System, das zusammenwirkende erste und zweite Komponenten umfasst, die mechanisch ineinander eingreifen, um eine gewünschte Sicherung zu ergeben.
Wünschenswert umfassen die erste und die zweite Befestigungskomponente ergänzende Elemente eines zusammenwirkend ineinander eingreifenden Befestigungssystems. Die mechanischen Befestigungskomponenten können durch mechanische Befestigungsmittel, wie zum Beispiel Haken, Schnallen, Druckknöpfe, Knöpfe und ähnliches bereitgestellt werden, die zusammenwirkende und ergänzende mechanisch verriegelnde Komponenten umfassen.
Wie in den veranschaulichten Anordnungen gezeigt wird, kann das mechanische Befestigungssystem zum Beispiel ein Schnür-Befestigungssystem sein. Solche Befestigungssysteme umfassen üblicherweise Befestigungselemente, die die Form eines „Hakens” oder einer hakenähnlichen eingreifenden Komponente aufweisen, und umfassen eine zusammenwirkende „Schlinge” oder eine schlingenähnliche aufnehmende Komponente, die lösbar in die Hakenkomponente eingreift und mit dieser eine Verbindung herstellt. Herkömmliche Systeme sind zum Beispiel unter dem Warenzeichen VELCRO erhältlich. Das Hakenelement kann durch eine einzinkige, eine mehrzinkige Hakenkonfiguration oder durch eine im Allgemeinen durchgehende Konfiguration mit vergrößertem Kopf bereitgestellt werden, wie sie zum Beispiel durch ein Hakenelement mit Flachrundkopf bereitgestellt wird. Das Schlingenelement kann durch ein Gewebe, einen Vliesstoff, eine Maschenware, eine perforierte oder gelochte Schicht oder Lage und ähnliches sowie durch Kombinationen derselben bereitgestellt werden. Die zahlreichen Anordnungen und Varianten solcher Befestigungssysteme sind gemeinschaftlich als Schnür-Befestigungselemente bezeichnet worden.
Bei einer Konfiguration, die ein selektiv lösbares, ineinander eingreifendes mechanisches Befestigungssystem verwendet, kann zum Beispiel die erste Befestigungskomponente auf wenigstens einer benannten Anlagefläche oder Sicherungsfläche der Befestigungslasche 98 angeordnet werden und kann die zusammenwirkende zweite Befestigungskomponente auf der benannten Eingriffsfläche des benannten Anlegeteiles 96 angeordnet werden. Bei dem repräsentativ gezeigten Schnür-Befestigungsmittel kann die Befestigungskomponente, die an der benannten Anlagefläche oder Sicherungsfläche der benannten Anlagefläche oder Sicherungsfläche der Befestigungslasche 98 angebracht ist, zum Beispiel ein hakenartiges mechanisches Eingriffelement umfassen, und kann die ergänzende Befestigungskomponente, die funktionsfähig mit dem benannten Anlegebereichsteil 96 verbunden und an diesem befestigt ist, ein schlingenartiges Befestigungselement umfassen.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung ist weiterhin offensichtlich und gut erkennbar, dass die relativen Positionen und/oder Materialien der ersten Befestigungskomponente und ihrer zusammenwirkenden, ergänzenden zweiten Befestigungskomponente vertauscht werden können. Dementsprechend kann die Befestigungskomponente, die an der benannten Anlagefläche der Befestigungslaschen 98 befestigt wird, das schlingenartige mechanische Befestigungselement umfassen; und die ergänzende, zweite Befestigungskomponente, die funktionsfähig mit dem benannten Anlegebereichsteil verbunden und an diesem befestigt ist, kann die hakenartigen Befestigungsteile umfassen.
Für die verschiedenen Konfigurationen der Erfindung ist ein Beispiel eines geeigneten Befestigungshakenelementes ein Mikrohakenelement, das in einem Material bereitgestellt wird, das unter der Bezeichnung VELCRO HTH 829 von der VELCRO U.S.A., Inc. mit Sitz in Manchester, New Hampshire, USA, vertrieben wird. Das Mikrohakenmaterial weist befestigte Teile in Form angewinkelter zinkenartiger Hakenelemente auf. Die Hakenelemente können mit einer Hakenhöhe in dem Bereich von etwa 0,030 bis 0,063 cm (etwa 0,012 bis 0,025 Zoll) ausgeführt werden sowie mit einer Hakenbreite in dem Bereich von etwa 0,007 bis 0,022 cm (etwa 0,003 bis 0,009 Zoll). Die Hakenelemente werden auf einem Trägerschichtmaterial mit einer Dicke von etwa 0,0076 bis 0,008 cm (etwa 0,003 bis 0,0035 Zoll) geformt. Eine weitere geeignete Art von Befestigungshakenteil ist auf einem Material 3M CS200 zu finden, das von der Minnesota Mining and Manufacturing (3M) Company mit Sitz in St. Paul, Minnesota, USA, erhältlich ist. Andere geeignete Hakenmaterialien sind von verschiedenen Lieferanten, wie zum Beispiel der VELCRO U.S.A., Inc. und der 3M Company, erhältlich.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung kann das Schlingenmaterial durch einen Vliesstoff, ein Gewebe oder eine Maschenware oder durch Kombinationen derselben bereitgestellt werden. Ein geeignetes Schlingenmaterial kann zum Beispiel aus einer Zweistangen-Wirkware der Art, wie es von der Mills, Inc., Greensboro, North Carolina, USA, unter dem Handelsnamen #34285 erhältlich ist, bestehen, oder aus anderen Arten von Maschenware. Geeignete Schlingenmaterialien sind ebenso von der 3M Company erhältlich, die eine Nylonwebschlinge unter ihrer Handelsmarke SCOTCHMATE vertreibt. Die Firma 3M Company vertreibt weiterhin eine Schlingengewebebahn mit Klebstoff auf der Rückseite der Gewebebahn sowie das Strickschlingenband 3M.
Das Schlingenmaterial kann auch einen Vliesstoff mit durchgehenden gebundenen Bereichen, die eine Vielzahl von einzelnen ungebundenen Bereichen bilden, umfassen. Die Fasern oder Filamente in den einzelnen ungebundenen Bereichen des Gewebes werden durch durchgehende gebundene Bereiche, die einen jeden ungebundenen Bereich so einschließen oder umgeben, dass keine Stützlage oder Trägerschicht aus Folie oder Klebstoff erforderlich ist, formbeständig gemacht. Die ungebundenen Bereiche sind insbesondere ausgelegt, um Zwischenräume zwischen den Fasern oder Filamenten in dem ungebundenen Bereich zu bilden, die ausreichend offen oder groß bleiben, um Hakenelemente des ergänzenden Hakenmaterials aufzunehmen und in diese einzugreifen. Insbesondere kann ein ungebundener Mustervliesstoff oder eine Gewebebahn eine Spinnvliesbahn umfassen, die aus schmelzgesponnenen Einkomponenten- oder Mehrkomponentenfilamenten ausgebildet wird. Wenigstens eine Oberfläche des Vliesstoffes kann eine Vielzahl vereinzelter, ungebundener Bereiche umfassen, die von durchgehenden gebundenen Bereichen umgeben sind oder eingeschlossen werden. Die durchgehenden gebundenen Bereiche verleihen den Fasern oder Filamenten, die die Vliesstoffbahn ausbilden, Formbeständigkeit, indem sie die Abschnitte der Fasern oder Filamente, die sich außerhalb der ungebundenen Bereiche im Wesentlichen frei von Bindung oder Verschmelzen erstrecken, miteinander verbinden oder verschmelzen. Der Grad der Bindung oder Verschmelzung innerhalb der gebundenen Bereiche ist ausreichend, um die Vliesstoffbahn innerhalb der gebundenen Bereiche nichtfaserartig zu machen, wodurch die Fasern oder Filamente in den ungebundenen Bereichen als „Schlingen” zur Aufnahme der und zum Eingreifen in die Hakenelemente wirken. Beispiele geeigneter punkt-ungebundener Gewebe werden in dem US-Patent Nr. 5,858,515 diskutiert.
Das in den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung eingesetzte Schlingenmaterial muss nicht auf einen einzelnen oder vereinzelten Flicken auf der nach außen gerichteten Oberfläche des Artikels begrenzt sein. Anstelle dessen kann das Schlingenmaterial durch eine im Wesentlichen durchgehende äußere faserartige Lage bereitgestellt werden, die zusammengeführt, eingebaut oder auf andere Weise verbunden wird, um sich über einen vorbestimmten Oberflächenbereich des gewünschten Artikels zu erstrecken. Zum Beispiel kann die äußere faserartige Lage angeordnet sein, um sich über im Wesentlichen den gesamten freiliegenden Oberflächenbereich einer zusammen mit dem Artikel verwendeten tuchähnlichen äußeren Abdeckung zu erstrecken.
In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung muss die Eingriffskraft zwischen der ausgewählten ersten Befestigungskomponente und ihrer benannten und funktionsfähigen zweiten Befestigungskomponente ausreichend groß und dauerhaft sein, um eine angemessene Sicherung des Artikels bei Gebrauch an dem Träger bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf die 1, 3 und 3A kann das überwachte Teil 22 ein beliebiger gewünschter Bereich des ausgewählten Artikels sein. Zum Beispiel kann der benannte überwachte Teil 22 ein vorbestimmter Bereich des saugfähigen Körpers 90 in dem Artikel sein. Das überwachte Teil des saugfähigen Körpers ist ein Abschnitt, der zum Aufsaugen und Zurückhalten von Urin oder anderen Körperflüssigkeiten bestimmt ist.
Das überwachte Merkmal ist die Feuchtigkeit des überwachten Abschnittes des Absorptionsmittels.
Der Sensor 26 ist ein elektronischer Sensor. Insbesondere ist der Sensor 26 so konfiguriert, dass er die Zustandsänderung anzeigt, indem er eine Änderung der elektronischen Impedanz bereitstellt, die auftritt, wenn das überwachte Teil 22 des saugfähigen Körpers von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand wechselt. Der erste Zustand ist ein im Wesentlichen trockener Zustand und der zweite Zustand ist ein befeuchteter Zustand. Dementsprechend ist der passive Transponder 28 so konfiguriert, dass er mit den ausgewählten Anzeigedaten reagiert, wenn sich der saugfähige Körper 90 in dem befeuchteten zweiten Zustand befindet. Die Zustands-Meldeeinrichtung kann dabei eine Feuchtigkeits-Meldeeinrichtung bereitstellen.
Der Sensor 26 kann eine veränderliche resistive Impedanz bereitstellen. In einem anderen Aspekt kann der Sensor 20 eine veränderliche kapazitive Impedanz bereitstellen. Die Impedanz des Sensors 26 kann so konfiguriert werden, dass sie sich ändert, wenn das überwachte Teil 22 des Artikels von seinem ersten Zustand in seinen zweiten Zustand wechselt. Somit ändert sich die Impedanz des Sensors 26, wenn der überwachte Teil 22 des Artikels von seinem ersten, im Wesentlichen trockenen Zustand in seinen zweiten befeuchteten Zustand wechselt.
Der Transponder 28 ist dahingehend passiv, dass er keine herkömmliche Stromversorgung, wie zum Beispiel eine Batterie, eine Solarzelle, eine Wickelfeder, einen elektrischen Generator oder andere herkömmliche Mechanismen, die allgemein als Stromquelle angesehen werden, umfasst. Dementsprechend umfasst der passive Transponder ein passives elektronisches Gerät oder ähnliches.
Der Transponder 28 ist ein passiver elektronischer Transponder, der einen funktionsfähigen Koppler umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Anzeigedaten von dem Artikel 20 weg kommuniziert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen induktiven Koppler.
Eine Abfrageeinrichtung 30 ist so konfiguriert, dass sie die gewünschte Eingangsenergie mit der vorgegebenen Eingangsfrequenz bereitstellt. Die Abfrageeinrichtung kann zum Beispiel so konfiguriert sein, dass sie die Eingangsenergie mit einer beliebigen funktionsfähigen Frequenz bereitstellt. In gewünschten Aspekten kann die Eingangsfrequenz eine funktionsfähige Frequenz in dem elektromagnetischen Spektrum sein. Die Frequenz der Eingangsenergie kann zum Beispiel eine Audiofrequenz oder eine andere Schallfrequenz, eine Funkfrequenz, eine Mikrowellenfrequenz, eine Infrarotfrequenz, eine optisch sichtbare Frequenz, eine Ultraviolettfrequenz oder andere höhere oder niedrigere Frequenzen sowie Kombinationen aus denselben sein. Die Abfrageeinrichtung ist durch eine Komponente bereitgestellt, die von dem Artikel getrennt ist und die selektiv in einer funktionsfähigen Nähe zu dem Artikel positioniert wird. Die Abfrageeinrichtung wird durch eine Komponente bereitgestellt, die selektiv in einer funktionsfähigen Nähe zu dem Transponder 28 positioniert ist oder positioniert werden kann.
In einem besonderen Aspekt kann die Eingangsfrequenz von Hochfrequenz (HF) sein und die Hochfrequenz kann wenigstens mindestens etwa 0,1 MHz sein. Die Hochfrequenz kann alternativ dazu wenigstens etwa 5 MHz sein und kann wahlweise wenigstens etwa 7 MHz sein, um verbesserte Leistung bereitzustellen. In anderen Aspekten kann die Hochfrequenz nicht mehr als höchstens etwa 50 MHz sein. Die Hochfrequenz kann alternativ dazu nicht mehr als etwa 15 MHz sein und kann wahlweise nicht mehr als etwa 12 MHz sein, um verbesserte Wirksamkeit bereitzustellen.
Die gewünschte Auswahl der Eingangsfrequenz kann besondere Vorteile bereitstellen. Zum Beispiel können höhere Frequenzen die Verwendung kleinerer elektronischer Komponenten ermöglichen. Niedrigere Frequenzen können die Menge von Leistung reduzieren, die erforderlich ist, um die gewünschte Eingangsenergie zu erzeugen.
Der Transponder 28 ist so konfiguriert, dass er einen Teil der Eingangsenergie an die Abfrageeinrichtung 30 zurückgibt und dadurch die Anzeigedaten von dem Artikel 20 weg überträgt. Der Transponder 28 ist so konfiguriert, dass er einen Teil der Eingangsenergie elektronisch an die Abfrageeinrichtung zurückführt.
Wie in den 1, 4, 5A, 6A und 8B gezeigt umfasst die Abfrageeinrichtung 30 eine Abfrageeinrichtungsspule 52. Der Transponder 28 umfasst eine funktionsfähige Transponderspule 50. Die Transponderspule 50 weist eine induktive Impedanz auf. Analog dazu weist die Abfrageeinrichtungsspule 52 eine induktive Impedanz auf. Der Passivtransponder 28 reagiert durch eine induktive Kopplung zwischen der Transponderspule 50 und der Abfrageeinrichtungsspule 52. In den verschiedenen Konfigurationen der Erfindung kann die Abfrageeinrichtungsspule 52 als eine Antenne ausgelegt werden.
Das Verfahren der Erfindung umfasst eine Positionierung der Abfrageeinrichtungsspule 52 in einer funktionsfähigen Nähe zu der Transponderspule 50. In einem gewünschten Aspekt kann die Abfrageeinrichtungsspule in einer im Wesentlichen koaxialen Beziehung zu der Transponderspule 50 positioniert werden, und die Mittelachse der Abfrageeinrichtungsspule kann so ausgerichtet werden, dass sie im Wesentlichen mit der Mittelachse der Transponderspule übereinstimmt. Die Eingangsenergie wird zu der Abfrageeinrichtungsspule 52 zugeführt, und die Eingangsenergie wird funktionsfähig von der Abfrageeinrichtungsspule 52 zu der Transponderspule 50 übertragen. Eine Menge von Ausgangsenergie, die Anzeigedaten trägt, wird von der Abfrageeinrichtungsspule 52 empfangen. Die Abfrageeinrichtungsspule 52 empfängt Ausgangsenergie, die von der Transponderspule 50 zurück zu der Abfrageeinrichtungsspule 52 reflektiert wird. Ein Schwellenwert der Anzeigedaten wird funktionsfähig detektiert, und das Vorhandensein des Schwellenwertes der Anzeigedaten wird funktionsfähig gemeldet. In den verschiedenen Anordnungen der Erfindung kann das Melden oder Benachrichtigen des Schwellenwertes einen beliebigen funktionsfähigen Anzeigemechanismus oder ein beliebiges funktionsfähiges Verfahren anwenden.
In der repräsentativ gezeigten Anordnung kann die Transponderspule 50 eine eingängige oder eine mehrgängige Spule mit einem ausgewählten Durchmesser 54 (zum Beispiel 5) sein. Zusätzlich kann die Abfrageeinrichtungsspule 52 ebenfalls eine eingängige oder eine mehrgängige Spule mit einem ausgewählten Durchmesser 56 (zum Beispiel 5A) sein. Der Durchmesser 54 der Transponderspule und der Durchmesser 52 der Abfrageeinrichtungsspule können ein ausgewähltes Verhältnis aufweisen. Das ausgewählte Verhältnis kann so konfiguriert sein, dass der Kopplungskoeffizient k zwischen der Transponderspule 50 und der Abfrageeinrichtungsspule 52 erhöht wird. Der erhöhte Kopplungskoeffizient kann die Wirksamkeit der Übertragung von Energie zwischen den Spulen erhöhen. Ein gewünschter Spulendurchmesser einer der beiden Spulen wird auf der Grundlage der physischen Zwangsläufigkeiten des Artikels 20 und der Wellenlänge/Frequenz der für Betrieb vorgesehenen Energie ausgewählt. In der gezeigten Anordnung ist es zum Beispiel zweckmäßig, anfangs die Größe der Transponderspule auf der Grundlage des verfügbaren Platzes und der leichten Positionierung der Transponderspule in dem Artikel auszuwählen.
Der Durchmesser der zweiten Spule kann danach so festgelegt werden, dass der Kopplungskoeffizient k erhöht wird. In besonderen Aspekten kann der Durchmesser der zweiten Spule auf dem Durchmesser der ersten Spule basieren, und auf dem erwarteten Trennungsabstand zwischen den beiden Spulen. Siehe zum Beispiel F. E. Terman, Radio Engineer's Handbook, erste Ausgabe, McGraw-Hill Book Company, Inc. New York, 1943, zum Beispiel Seiten 67–73. In den gezeigten Konfigurationen wird der Trennungsabstand vorwiegend durch die Gesamtdicke der verschiedenen Schichten oder Lagen von Material (zum Beispiel die Schichten oder Lagen des Artikels 20 und des Systempaketmoduls 68) bestimmt, die in normalem Betrieb zwischen der Transponderspule 50 und der Abfrageeinrichtungsspule 52 angeordnet sind. Wenn die erste und die zweite Spule (zum Beispiel die Transponderspule und die Abfrageeinrichtungsspule) in einer beabstandeten, im Wesentlichen koaxialen Beziehung angeordnet sind, kann bestimmt werden, dass ein erhöhter oder ein maximierter Kopplungskoeffizient k bereitgestellt werden kann, wenn die Spulendurchmesser gemäß der folgenden Formel konfiguriert sind: d₁ = ((d₂)² + 4D²)^1/2 wobei:

d₂: = Durchmesser der relativ kleineren Spule,
d₁: = Durchmesser der relativ größeren Spule,
D: = Trennungsabstand zwischen den beiden Spulen.

In gewünschten Anordnungen, bei denen der Trennungsabstand D erwartungsgemäß etwa 5 mm ± 1,5 mm beträgt, ist der Durchmesser 56 der Abfrageeinrichtungsspule 52 etwa das 1,25-fache des Durchmessers 54 der Transponderspule 50, um verbesserte Leistung bereitzustellen. In der repräsentativ gezeigten Konfiguration kann die Abfrageeinrichtungsspule zum Beispiel einen Durchmesser von etwa 1,25 Zoll (etwa 3,2 cm) haben und die Transponderspule 50 kann einen Durchmesser 54 von etwa einem Zoll (2,54 cm) haben.
Unter Bezugnahme auf die 1, 3A, 4 und 5 kann der Transponder 28 einen elektronisch abgestimmten Kreis enthalten, der elektronisch mit einer vorbestimmten Eingangsfrequenz oder im Wesentlichen mit der Eingangsfrequenz mitschwingen kann. Analog dazu kann die Abfrageeinrichtung 30 einen elektronisch abgestimmten Schwingkreis beinhalten, der abgestimmt ist, um mit der ausgewählten Eingangsfrequenz oder im Wesentlichen mit der Eingangsfrequenz mitzuschwingen. Zum Beispiel kann die Abfrageeinrichtung mit einem geeignet dimensionierten Abstimmkondensator 46 abgestimmt werden. Wenn die Abfrageeinrichtung 30 Hochfrequenzleistung bei einer Eingangsfrequenz von 10 MHz und eine eingängige Transponderspule 50 mit einem Durchmesser von einem Zoll (2,54 cm) verwendet, kann die Abfrageeinrichtung mit einem parallel angeschlossenen Kondensator von 3900 pF abgestimmt werden.
In einem weiteren Aspekt kann der Ausgangsempfänger 34 einen Kreis enthalten, der elektronisch bei der vorbestimmten Eingangsfrequenz mitschwingen kann. In einem weiteren Aspekt kann der Transponder 28 so konfiguriert sein, dass er die gewünschte Ausgangsenergie bei einer vorbestimmten Ausgangsfrequenz liefert. In gewünschten Anordnungen kann die Ausgangsfrequenz im Wesentlichen gleich der Eingangsfrequenz sein. In alternativen Anordnungen kann die Ausgangsfrequenz von der Eingangsfrequenz unterschiedlich sein.
Eine Hauptenergiequelle 58 ist funktionsfähig so konfiguriert, dass sie die Eingangsenergie bereitstellt. In gewünschten Anordnungen wird die Hauptenergiequelle getrennt bereitgestellt und ist sie von dem Artikel 20 elektrisch isoliert. Die gewünschte elektrische Isolierung kann durch die Drahtlos-Kommunikation zwischen dem Passivtransponder 28 und der Abfrageeinrichtung 30 und dem Ausgangsempfänger bereitgestellt werden.
Unter Bezugnahme auf die 4, 5, 6A und 6B umfasst ein besonderer Aspekt der Erfindung ein Konfigurieren eines Ausgangsempfängers 34, um elektronisch die benannten Anzeigedaten zu akquirieren, die von dem Transponder 28 übertragen werden. In besonderen Anordnungen kann der Ausgangsempfänger die Konfiguration eines elektronischen Richtungskopplers 60 aufweisen. Ein Detektor 36 wird angeschlossen, um die Anzeigedaten von Energie, die von dem Ausgangsempfänger 34 geliefert wird, aufzulösen. Zum Beispiel kann der bereitgestellte Energiepegel in einem Betrag schwanken, der dem ausgewählten ersten und zweiten Zustand des überwachten Teiles 22 entspricht. In einem besonderen Aspekt kann ein elektronischer Abtaster verwendet werden, um einen durch die Anzeigedaten bereitgestellten oder aus den Anzeigedaten abgeleiteten Wert zu überwachen. Zum Beispiel kann ein Komparator 40 so konfiguriert werden, dass er auf einen Schwellenwert der Anzeigedaten reagiert. Ein Melder ist funktionsfähig in Kommunikation mit dem Detektor 36 verbunden und ist so konfiguriert, dass er das Vorliegen von wenigstens einem Schwellenwert der Anzeigedaten meldet. Der Mechanismus und das Verfahren zum Bereitstellen der verbundenen Kommunikation können zum Beispiel einen Schalter 42 umfassen.
Der Melder 38 kann so konfiguriert werden, dass er eine beliebige geeignete, gewünschte Anzeige bereitstellt. Zum Beispiel kann der Melder 38 so konfiguriert sein, dass er eine Tonanzeige bereitstellt. Alternativ dazu kann der Melder so konfiguriert sein, dass er eine visuelle Anzeige bereitstellt. Wahlweise kann der Melder eine andere Art von Anzeige bereitstellen, wie zum Beispiel eine taktile Anzeige, eine Vibrationsanzeige, eine Fühlanzeige oder ähnliches sowie Kombinationen derselben.
In einem weiteren Aspekt kann der Melder 38 so konfiguriert sein, dass er einen Funkrufempfänger (Pager) oder eine andere Weiterleitungseinrichtung beinhaltet, die funktionsfähig die gewünschte Bewertung der Anzeigedaten und/oder das erkannte Vorliegen des Schwellenwertes an einen entfernteren Standort übertragen kann. Solche Informationen können zum Beispiel in der Form ausgewählter Signaldaten übertragen werden. Unter Bezugnahme auf die 4, 5A, 6A, 6B, 7, 8A und 8B kann die Weiterleitungsvorrichtung einen zusätzlichen Sender 70 beinhalten, der die gewünschten Signaldaten funktionsfähig senden kann, sowie einen zusätzlichen Empfänger 72, der die weitergeleiteten, von dem zusätzlichen Sender übergebenen Signaldaten funktionsfähig empfangen kann. Der ergänzende Sender kann ein Infrarotsender, ein Ultraschallsender, ein HF-Sender oder ähnliches sein, oder Kombinationen aus denselben. Dementsprechend kann der entsprechende und zusammenwirkende Empfänger ein Infrarotempfänger, ein Ultraschallempfänger, ein HF-Empfänger oder ähnliches sein, oder Kombinationen aus denselben. In dem repräsentativ gezeigten Beispiel kann der zusätzliche Sender ein Hochfrequenzsender sein, und der zusätzliche Empfänger kann ein Hochfrequenzempfänger sein. Zusätzlich kann die Weiterleitungsvorrichtung eine Fernmelderanzeige umfassen, die das Vorliegen des Schwellenwertes der Anzeigedaten meldet. Wie an anderer Stelle in dieser Schrift bereits ausgeführt worden ist, kann die Melderanzeige nach Wunsch durch einen beliebigen geeigneten Anzeigemechanismus oder durch ein beliebiges geeignetes Anzeigeverfahren bereitgestellt werden.
Eine gewünschte Konfiguration einer Vorrichtung zur Fernanzeige eines trockenen oder eines nassen Zustandes in einem nichtmetallischen Material oder Substrat kann eine Drahtlos-HF-Verbindung umfassen, die mit der ausgewählten Eingangsfrequenz erzeugt wird. Die Verbindung kann zwischen einer externen HF-Quelle und einem passiven (das heißt, keine Stromquelle) abgestimmten Schaltungsabschnitt hergestellt werden, welcher in einen nichtmetallischen Artikel, wie zum Beispiel eine Windel oder ein anderes Kleidungsstück (zum Beispiel 1, 3 und 3A) eingebettet ist. Die HF-Verbindung kann implementiert werden, indem eine stabile HF-Quelle und der zugehörige abgestimmte Schwingkreis, der in den Artikel eingebettet ist und unter Verwendung der Abfrageeinrichtung 30 elektronisch mit der HF-Quelle verbunden ist, verwendet werden. Die Stromversorgung für die Kreise des externen Abschnittes der Vorrichtung kann durch handelsübliche Batterien, wie zum Beispiel Batterien der Größe AAA oder durch eine Knopfzelle, bereitgestellt werden. Wenn der überwachte Teil 22 des Artikels mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit, wie zum Beispiel Urin, befeuchtet wird, kann der befeuchtete Zustand erfasst werden, indem elektrische Widerstandsänderungen detektiert werden, die in den befeuchteten Abschnitten des Artikels auftreten. Der externe Abschnitt kann ein anderes HF-Signal mit einer ausgewählten zweiten HF-Frequenz an eine entfernt angeordnete Pagingeinheit senden, um den erfassten feuchten Zustand fern zu melden.
Die Stromversorgung und die zugehörige Schaltung des gewünschten externen Abschnittes der Meldeeinrichtung sind in einem geeigneten Systempaketmodul 68 untergebracht. In gewünschten Konfigurationen ist das Systempaketmodul 68 unterscheidbar kompakt und von geringem Gewicht. Zum Beispiel kann das Systemmodul 68 ein Gewicht von höchstens etwa 15 Gramm haben. Zusätzlich kann das Systemmodul 68 Abmessungen aufweisen, die kleiner sind als etwa vier Zentimeter in der Breite, kleiner als vier Zentimeter in der Höhe und kleiner als ein Zentimeter in der Tiefe oder Dicke.
Das Paketmodul 68 umfasst weiterhin eine funktionsfähige Befestigungsvorrichtung zum Sichern des Systemmoduls 68 an dem ausgewählten Zielartikel 20. Verschiedene Arten von herkömmlichen Mechanismen können verwendet werden, um das Paketmodul 68 an dem Zielartikel zu halten. Solche Haltemechanismen können zum Beispiel unter anderem Klebstoffe, Druckknöpfe, Haken, ineinander eingreifende mechanische Befestigungsmittel, Schnürbefestigungen, magnetische Befestigungsmittel oder ähnliche sowie Kombinationen aus denselben sein. In der veranschaulichten Konfiguration kann das Paketmodul 68 zum Beispiel eine Hakenkomponente beinhalten, und der Zielbereich des Artikels 20 kann ein ergänzendes Schlingenmaterial beinhalten.
Das System kann eine Zeiwege-Drahtlos-Funkverbindung zwischen einer externen Mikroleistungs-HF-Quelle und dem Passivtransponder 28, der in das nichtmetallische Trägermaterial des ausgewählten Artikels eingebettet ist, verwenden. Ein Mikroleistungs-HF-Träger wird von einer kleinen (etwa 3,2 cm) externen Antennenspule, wie sie zum Beispiel von der Abfrageeinrichtungsspule 52 bereitgestellt wird, übertragen. In der gezeigten Anordnung kann ein im Wesentlichen stationärer HF-Träger übertragen werden. Alternativ dazu kann die Übertragung des HF-Trägers nichtstationär sein. Zum Beispiel kann die Konfiguration der übertragenen HF getaktet, zyklisch ein- und ausgeschaltet oder auf andere Weise verändert werden. Die externe Antennenspule kann magnetisch eng mit einer kleineren (etwa 2,5 cm) internen Antennenspule, wie sie von der Transponderspule 50 bereitgestellt wird, gekoppelt sein. Die interne Spule ist wünschenswert in das überwachte Teil der saugfähigen Polsterung eingebettet. Diese Spulen können als eine Transformatorkopplung zwischen dem abgestimmten Primärkreis mit seiner externen Spule und dem abgestimmten Sekundärkreis mit seiner eingebetteten Spule verstanden werden. Die Durchmesserdifferenz zwischen der Primärspule und der Sekundärspule ermöglicht eine gewisse Toleranz gegenüber zu erwartenden Fehlausrichtungen und relativen Bewegungen zwischen den Spulen. Wenn der Primärkreis und der Sekundärkreis funktionsfähig gekoppelt sind, wird ein Teil der von dem Primärkreis zu dem Sekundärkreis gekoppelten Energie von dem Sekundärkreis zurück reflektiert und erscheint in dem Primärkreis. Der Betrag von in den Primärkreis reflektierter Energie steht in Beziehung zu der Impedanz, die an dem Sekundärkreis erscheint. In der repräsentativ gezeigten Anordnung umfasst der Sekundärkreis einen Widerstandssensor.
Der veranschaulichte Sensor kann zum Beispiel aus zwei dünnen Drähten (zum Beispiel AWG-Nummer 24), die in einem Abstand von etwa 1 cm und in dem Absorptionsmaterial des repräsentativ gezeigten Windelartikels angeordnet sind, bestehen. Der elektrische Widerstand an diesen Drähten wird groß sein (unterbrochener Stromkreis oder hoher Widerstand), wenn der überwachte Teil der Windel trocken ist, und weitaus kleiner, wenn der überwachte Teil der Windel mit einem elektrisch leitfähigen Material, wie zum Beispiel Urin, befeuchtet ist. Die beabstandeten Enden dieser Drähte sind mit dem abgestimmten Sekundärkreis parallel elektrisch verbunden. Infolgedessen kann die trockene saugfähige Polsterung ein reflektiertes Signal in den externen Primärkreis hinein bereitstellen, das sich wesentlich von dem reflektierten Signal unterscheidet, das von einem befeuchteten saugfähigen Polster bereitgestellt wird.
Um die gewünschte Eingangsenergie bereitzustellen, kann die Energiequelle ein Mikroleistungssystem unter Verwendung eines Quarzkristall-Referenzoszillators, der mit der ausgewählten Eingangsfrequenz schwingt, und eines Leistungsverstärkers sein. Der Verstärkerausgang wird direkt an den abgestimmten Primärreihenkreis angeschlossen, der aus der externen Spule und einem einstellbaren Schwingkondensator besteht. Zwischen dem Leistungsverstärker und dem Primärkreis ist ein Richtungskoppler 60 angeordnet, von dem Energie von dem gekoppelten Sekundärkreis abgetastet und überwacht werden kann. Der Richtungskoppler kann eine beliebige Vorrichtung sein, die funktionsfähig das Vorwärtssignal (von dem Leistungsverstärker) von dem reflektierten Signal, das von dem Sekundärkreis in dem Artikel in den Primärkreis zurückgeführt wird, trennen kann. Als Nächstes wird der reflektierte Ausgang von dem Richtungskoppler detektiert, um eine Spannung Vdet, deren Größe in Beziehung zu der Größe der reflektierten Energie steht und daher in Beziehung zu der Größe des Widerstandes an dem Sensor steht, bereitzustellen. Diese Spannung unterscheidet sich wesentlich für ein trockenes saugfähiges Polster im Vergleich zu einem feuchten saugfähigen Polster.
Unter Bezugnahme auf die 4, 5A, 6A und 6B kann die Eingangsfrequenz durch eine beliebige herkömmliche Erzeugungsvorrichtung bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die repräsentativ gezeigte Anordnung einen quarzgesteuerten Oszillator verwenden, der die Eingangsenergie mit einer Frequenz von etwa 10,024 MHz erzeugt. Die Hochfrequenzleistung wird geeignet verstärkt und gespeichert, wie zum Beispiel durch Anwenden einer Schaltung, die die gezeigte IC2 umfasst (zum Beispiel die Vorrichtung MAX 626A, erhältlich von der Firma Maxim Semiconductor mit Sitz in Sunnyvale, Kalifornien, USA). Die Hochfrequenzleistung wird an die Abfrageeinrichtungs-Antennenschaltung 64 angelegt, und die Antenne kann zum Beispiel durch die Abfrageeinrichtungsspule 52 bereitgestellt werden.
Ein Richtungskoppler 60 kann durch verschiedene Arten von funktionsfähigen Kreisen, die nach dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind, bereitgestellt werden. In der repräsentativ gezeigten Konfiguration kann der Richtungskoppler zum Beispiel durch die Schaltung bereitgestellt werden, die den gezeigten Transformator T1 sowie die zugehörigen Kondensatoren C15 und C9 zusammen mit dem Widerstand R5 beinhaltet. Wie veranschaulicht wird, kann der Kondensator C15 eingestellt werden, um einen Empfang der Ausgangsenergie, die von der Abfrageeinrichtungsspule 52 von der Transponderspule 50 empfangen wird, abzustimmen. Ein geeigneter Abtaster kann einen Wert überwachen, der aus den von dem Richtungskoppler übergebenen Anzeigewerten bereitgestellt oder aus diesen abgeleitet wird. In der repräsentativ gezeigten Konfiguration kann der Abtaster einen Detektor verwenden, um ein ausgewähltes Signal für Weiterverarbeitung zu übergeben. Zum Beispiel kann die repräsentativ gezeigte Anordnung einen Hüllendetektor umfassen. Die Spannung Vdet des detektierten Signals kann danach an eine herkömmliche Komparatoreinrichtung übergeben werden.
Verschiedene herkömmliche Detektionsverfahren können verwendet werden. Zum Beispiel kann die detektierte Spannung groß oder klein sein, wenn sich der überwachte Teil 22 des Artikels 20 in seinem ersten Zustand (zum Beispiel trocken) befindet. Analog dazu kann das detektierte Spannungssignal groß oder klein sein, wenn sich der überwachte Teil 22 des Artikels in seinem zweiten Zustand (zum Beispiel feucht) befindet. In der repräsentativ gezeigten Anordnung ist das Detektionsverfahren dergestalt konfiguriert, dass die detektierte Spannung groß ist, wenn sich der überwachte Teil in seinem trockenen Zustand befindet, und dass die detektierte Spannung klein ist, wenn sich der überwachte Teil des Artikels in seinem feuchten Zustand befindet.
Der Detektor 36 kann einen Hüllendetektor umfassen, wie er durch die repräsentativ gezeigte Schaltung bereitgestellt wird, die den Kondensator C2, den Widerstand R1 und die Diode D2 (zum Beispiel Schottky-Diode SD103-AWDI, erhältlich von der Diodes, Inc. mit Sitz in Westlake Village, Kalifornien, USA) umfasst. Der Hüllendetektor kann funktionsfähig die von dem Richtungskoppler empfangenen Anzeigedaten detektieren und die Anzeigedaten verwenden, um die detektierte Spannung Vdet zu erzeugen.
Wie repräsentativ gezeigt wird, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung wünschenswert ein Spannungsschwellenwert-Detektorsystem 40 umfassen. Das Spannungsschwellenwert-Detektorsystem kann einen Komparator umfassen sowie einen Schalter 42, der entsprechend der Größe einer an seinem Eingang anliegenden Spannung öffnen und schließen kann. Wie repräsentativ gezeigt wird, kann der Komparator durch eine Schaltung bereitgestellt werden, die IC1 (zum Beispiel die Vorrichtung MAX 921, erhältlich von Maxim Semiconductor) enthält. Der Schaltvorgang kann durch eine Schaltung bereitgestellt werden, die Q1 enthält.
In dem Beispiel der gezeigten Konfiguration kann die Spannung Vdet entsprechend einem befeuchteten Absorptionsmittel so konfiguriert werden, dass sie den Schalter einschaltet, und die Spannung Vdet entsprechend einem trockenen Absorptionsmittel kann so konfiguriert werden, dass sie den Schalter ausschaltet. Die Schaltschwelle kann wünschenswert eingestellt sein, um verschiedene Anwendungsfälle oder Anwendungsbedingungen zu berücksichtigen, wie zum Beispiel für unterschiedliche Widerstände des überwachten nichtmetallischen Trägermaterials und für unterschiedliche nichtmetallische Trägermaterialdicken).
Wenn der Komparator oder eine andere Komponente eines funktionsfähigen Schwellenwertdetektors 40 sieht, dass die Anzeigedaten, wie sie durch die detektierte Spannung Vdet dargestellt werden, einen ausgewählten Schwellenwert erreichen, wird das Ausgangssignal von dem Komparator erzeugt, wenn die detektierte Spannung Vdet unter eine vorbestimmte Bezugsspannung Vref fällt.
Eine gewünschte Bezugsspannung Vref kann unter Anwendung einer herkömmlichen Schaltung bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die gezeigte Anordnung die Bezugsspannung durch Anwendung einer SCHWELLENWERT-Schaltung, die ein einstellbares Potentiometer POT1 umfasst, bereitstellen.
Das Ausgangssignal von dem Komparator kann so konfiguriert werden, dass es eine beliebige herkömmliche Schaltvorrichtung oder einen beliebigen herkömmlichen Schaltkreis betätigt. Zum Beispiel kann die gezeigte Konfiguration des Schaltkreises einen Q1 verwenden, der von einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) (zum Beispiel VN0605, erhältlich von Vishay Siliconix, einem Geschäftsbereich der Vishay Intertechnology, Inc. mit Sitz in Malvern, Pennsylvania, USA) bereitgestellt wird. In der gezeigten Anordnung ist der Schalter ein Schließer, und der Schalter schließt, wenn das Ausgangssignal von dem Komparator empfangen wird. Das Schließen des Schalters kann verwendet werden, um ein geeignetes Meldesystem zu aktivieren, und der Melder kann eine beliebige funktionsfähige Anzeige umfassen. Zum Beispiel kann der von den Schaltkreisen übergebene Ausgang so konfiguriert werden, dass er einen hörbaren „Piepser” oder eine andere Art von Alarm aktiviert, der in dem externen Teil des Systems beinhaltet ist, wie er zum Beispiel von dem Paketmodul 68 bereitgestellt wird.
In einem gewünschten Aspekt kann der Melder ein Weiterleitungs- oder ein Pagingsystem oder eine Weiterleitungs- oder eine Pagingeinheit umfassen, das oder die funktionsfähig ein Relaissignal an einen entfernteren Standort weiterleiten kann. Insbesondere kann die Weiterleitungsvorrichtung verwendet werden, um das Vorliegen des Schwellenwertes der Anzeigedaten an dem entfernteren Standort zu melden.
In dem Beispiel der repräsentativ gezeigten Konfiguration kann die Weiterleitungseinrichtung einen zusätzlichen Sender 70 umfassen, der einen HF-Sender aufweisen kann, sowie einen zusammenwirkenden Signalgeber. Der Sender kann durch eine herkömmliche Schaltung bereitgestellt werden, wie zum Beispiel eine Schaltung, die ein HF-Modul umfasst, das so konfiguriert ist, dass es mit einer Frequenz von 418 MHz sendet. Wie repräsentativ gezeigt wird, kann der HF-Sender durch eine Schaltung bereitgestellt werden, die ein Schaltkreismodul TX1 (zum Beispiel HX1003, erhältlich von der R. F. Monolithics, Inc. mit Sitz in Dallas, Texas, USA) umfasst. Der Signalgeber kann eine beliebige herkömmliche Schaltung verwenden, wie zum Beispiel eine Schaltung, die den repräsentativ gezeigten IC3 (zum Beispiel LS555, erhältlich von der National Semiconductor, Inc. mit Sitz in Santa Clara, Kalifornien, USA) verwendet. In dem repräsentativen Beispiel der gezeigten Anordnung erzeugt der Signalgeber einen Rechteckimpuls mit einer Frequenz von etwa 1 kHz. Das Signal von 1 kHz wird verwendet, um die gesendete HF-Frequenz und die in eine funktionsfähige Antenne 104 gerichtete und von dieser ausgestrahlte Energie zu modulieren. In der gezeigten Anordnung wird die Hochfrequenzübertragung durch Anwendung von Ein-/Aus-Tastung moduliert. Andere Arten von Modulation können alternativ dazu angewendet werden. Eine solche Modulation kann unter anderem Phasenumtastung, Diditalcodemodulation oder ähnliches umfassen, ebenso wie Kombinationen aus denselben. Die verschiedenen Schaltkreise des Eingangsfrequenzgenerators, des Richtungskopplers, des Detektors, des Komparators und des Meldersystems können mit einem geeigneten Stromversorgungsmodul gespeist werden. In der gezeigten Konfiguration kann die Stromversorgung eine herkömmliche Batterie, wie zum Beispiel eine Akkumulatorzelle von 1,5 Volt, umfassen. Die Stromversorgung kann ebenso einen Verstärkungsspannungs-Schaltwandler verwenden, wie zum Beispiel einen Spannungsschaltwandler, der die repräsentativ gezeigte Schaltkreisvorrichtung U1 (zum Beispiel MAX756, erhältlich von der Maxim Semiconductor, Inc.) umfasst.
Unter Bezugnahme auf die 4, 7, 8A und 8B kann das Weiterleitungssystem eine separat bereitgestellte Fern-Pagingeinheit 74 beinhalten. Die Pagingeinheit kann einen geeigneten zusätzlichen Empfänger 72 umfassen, der in der gezeigten Anordnung ein zusammenwirkender HF-Empfänger sein kann. Die Pagingeinheit kann weiterhin einen Signaldetektor 76, einen Komparator 78 oder einen Schwellenwertdetektor und ein geeignetes Anzeigesystem umfassen, wie es zum Beispiel durch einen Fernmelder 44 zusammen mit einer zugehörigen Stromversorgung bereitgestellt wird. Der Empfängerabschnitt der Pagingeinheit ist so konfiguriert, dass er die von der Weiterleitungseinrichtung an dem Systemmodul 68 erzeugte Übertragung empfängt. Eine beliebige kompatible Empfangsschaltung kann hier verwendet werden.
Wie repräsentativ gezeigt wird, kann das Fernempfangssystem einen Einchip-Hybrid-AM-Funkempfänger mit einer Empfangsantenne 106, einen Niederfrequenzdetektor 76, einen Spannungspegelkomparator, einen Alarmmelder (wie zum Beispiel einen hörbaren „Piepser”) und eine spannungsgeregelte Stromversorgung (zum Beispiel 7, 8A und 8B) umfassen. Das HF-Signal (zum Beispiel bei 418 MHz) kann unter Verwendung des Amplitudenmodulations-Empfängerhybridchips empfangen werden. Der Ausgang von dem Empfänger 72 kann ein Rechteckimpuls mit konstanter Amplitude mit der ausgewählten Modulationsfrequenz (zum Beispiel 1 kHz) sein. Dieses Niederfrequenz-Rechteckimpulssignal kann danach detektiert werden, um eine Spannung bereitzustellen, deren Amplitude in Beziehung zu der Stärke des empfangenen HF-Signals steht, wodurch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aktivieren des Fernempfangssystems durch eine Situation außerhalb des Betriebsbereiches bereitgestellt werden. Diese Spannung wird mit einer einstellbaren Bezugsspannung mit der folgenden Komparatorschaltung verglichen. Somit wird ein feuchtes Absorptionsmittel (oder eine Situation außerhalb des Betriebsbereiches) zu einer Aktivierung des ausgewählten Melders oder der Alarmeinrichtung (zum Beispiel des hörbaren „Piepsers”) führen.
Die Empfangsschaltung kann zum Beispiel ein integriertes Schaltungsmodul IC20 verwenden. Ein Beispiel einer geeigneten integrierten Schaltung HRX1 ist eine Vorrichtung RX1300, die von der R. F. Monolithics, Inc. erhältlich ist. Das modulierte Signal auf der empfangenen Funkfrequenz wird funktionsfähig detektiert. Der Detektor kann eine beliebige geeignete, herkömmliche Schaltung verwenden. In der gezeigten Anordnung wird der Detektor durch eine Schaltung bereitgestellt, die den Widerstand R21, den Kondensator C4 und ein Diodensystem D21 (zum Beispiel Dual Schotttky BAS70-062X, erhältlich von der Diodes, Inc.) umfasst. Das detektierte Signal kann verwendet werden, um eine detektierte Spannung Vin zu erzeugen, und die detektierte Spannung kann an eine geeignete Komparatorschaltung angelegt werden. Die Komparatorschaltung kann zum Beispiel die repräsentativ gezeigte IC21 (zum Beispiel der Mikroleistungskomparator MAX921) umfassen. Die detektierte Spannung Vin wird mit einer Bezugsspannung Vref verglichen; wenn die detektierte Spannung Vin einen ausgewählten Wert erreicht, kann der Komparator ein Ausgangssignal erzeugen, das eine geeignete Anzeigeeinheit aktiviert. In dem Beispiel der gezeigten Anordnung umfasst die Anzeigeeinheit einen „Piepser” BP1.
Die Pagingeinheit umfasst eine geeignete Stromversorgung, wie zum Beispiel eine Stromversorgung, die eine Batterie umfasst. In der gezeigten Anordnung verwendet die Stromversorgung eine Neun-Volt-Batterie, die mit einem Spannungsregler (zum Beispiel einem 78L06SM, erhältlich von der National Semiconductor, Inc.) verbunden ist, der eine gewünschte geregelte Spannung bereitstellt. In der gezeigten Anordnung wird die Spannung auf einen Wert von etwa 6 Volt eingeregelt.
Wenn er für Gebrauch angeordnet wird, kann der Passivtransponder 28 an einer beliebigen zweckmäßigen Position in dem ausgewählten Artikel 20 angeordnet werden. Der Transponder oder ein funktionsfähiger Abschnitt desselben kann nach Bedarf an einer Position an der Vorderseite, der Rückseite oder an den Seiten des Artikels angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Transponderspule 50 an einer vorbestimmten Position entlang eines Hosenbundabschnittes einer Windel angeordnet werden, wie repräsentativ in 1 bis 3A gezeigt wird. In einer gewünschten Anordnung kann die Transponderspule an einer im Allgemeinen mittigen Position an dem vorderen Hosenbundabschnitt der Windel positioniert werden. Elektrisch leitfähige, isolierte Drähte können den Transponder (zum Beispiel den Abschnitt, der von der Transponderspule 50 bereitgestellt wird) funktionsfähig mit dem Sensor 26 verbinden. Zum Beispiel können blanke Drahtenden in einem Abstand von etwa 1 cm beabstandet sein. Der Sensor (zum Beispiel blanke Drahtenden) kann an einer beliebigen funktionsfähigen Position in dem Artikel angeordnet werden. In einem Beispiel einer gewünschten Anordnung kann der Sensor in einem benannten vorderen Abschnitt der Windel nahe einem dazwischen gelegenen Schrittabschnitt der saugfähigen Polsterung positioniert werden.
Ein funktionsfähiger Abschnitt des Transponders (zum Beispiel die Transponderspule 50) kann nahe der funktionsfähigen Fläche des Artikels, welches nach Bedarf eine Oberseitenfläche, eine Unterseitenfläche, eine nach innen gerichtete Fläche oder eine nach außen gerichtete Fläche sein kann, angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Transponderspule an einem funktionsfähigen Ort angeordnet werden, der sich nahe neben einer benannten nach außen gerichteten Oberfläche der Windel befindet. Zusätzlich kann die Ebene der Spule wünschenswert im Allgemeinen parallel zu der nach außen gerichteten Oberfläche der Windel ausgerichtet werden.
Während des normalen Gebrauchs kann die Abfrageeinrichtung in einer funktionsfähigen Nähe zu dem Passivtransponder 28 angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Abfrageeinrichtungsspule 52 neben einer nach außen gerichteten Oberfläche des Paketmoduls 68 angeordnet werden, wobei die Ebene der Abfrageeinrichtungsspule im Allgemeinen parallel zu der nach außen gerichteten Oberfläche ausgerichtet ist. Das Paketmodul kann mit einem geeigneten Befestigungsmittel an der Windel gesichert werden, um die Abfrageeinrichtungsspule 52 funktionsfähig auf die Transponderspule 50 auszurichten. Wünschenswert ist das Befestigungsmittel in der Lage, selektiv entfernbar zu sein und erneut befestigt werden zu können (zum Beispiel eine Schnürbefestigung). In einer gewünschten Konfiguration können die Transponderspule und die Abfrageeinrichtungsspule etwa konzentrisch angeordnet sein. Wenngleich es eingreifende Schichten oder Lagen des Artikels (wie zum Beispiel die äußere Bedeckung der Windel) gibt, kann eine funktionsfähige Drahtlos-Kommunikation zwischen der Transponderspule und der Abfrageeinrichtungsspule bestehen. In dem Beispiel der repräsentativ gezeigten Konfiguration kann der ausgewählte Melder (zum Beispiel die Pagingeinheit 74) so konfiguriert werden, dass er seine zugehörige Anzeige (zum Beispiel einen „Piepser”) aktiviert, bis eine funktionsfähige Positionierung zwischen der Abfrageeinrichtung und dem Transponder eingerichtet wird (zum Beispiel eine funktionsfähige Ausrichtung zwischen der Abfrageeinrichtungsspule 52 und der Transponderspule 50).
Nach der erfolgten recht ausführlichen Beschreibung der Erfindung wird ohne Weiteres erkennbar sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsbereich abzuweichen. Alle genannten Änderungen und Modifikationen sollen als in dem Erfindungsbereich gemäß Definition in den anhängenden Patentansprüchen liegend gelten.

Claims

Überwachungssystem zum Melden eines vorgegebenen Zustands in einem absorptionsfähigen Einwegartikel (20), wobei das Überwachungssystem umfasst: eine Zustands-Meldeeinrichtung (24), angeordnet in einem überwachten Teil (22) des Artikels, wobei die Zustands-Meldeeinrichtung (24) beinhaltet: einen Sensor (26), der eine Zustandsänderung anzeigen kann, die eintritt, wenn der überwachte Teil (22) des Artikels (20) von einem ersten Zustand in einen verschiedenen zweiten Zustand wechselt, wobei der Sensor (26) so eingerichtet ist, dass er die Zustandsänderung durch Bereitstellen einer Änderung der elektronischen Impedanz anzeigt, die eintritt, wenn der überwachte Teil (22) von einem im Wesentlichen trockenen ersten Zustand in einen befeuchteten zweiten Zustand wechselt, einen Passivtransponder (28), der in einer funktionsfähigen Kommunikation mit dem Sensor (26) ist, wobei der Transponder (28) so konfiguriert ist, dass er Eingangsenergie von einer Abfrageeinrichtung (30) empfängt, wobei der Transponder (28) so konfiguriert ist, dass er Anzeigedaten erzeugt, wenn der überwachte Teil (22) in dem zweiten Zustand ist, wobei die Anzeigedaten so eingerichtet sind, dass sie eine Änderung der Menge der Energie enthalten, die durch den Transponder (28) reflektiert wird, wobei die Änderung der reflektierten Energie durch die Änderung der elektronischen Impedanz bereitgestellt wird, und wobei der Transponder (28) so konfiguriert ist, dass er eine Ausgangsenergie von dem Artikel (20) weg überträgt, wobei die Ausgangsenergie wenigstens einen Teil der Eingangsenergie enthält, und wobei die Ausgangsenergie so konfiguriert ist, dass sie die Anzeigedaten trägt, und einen externen Teil, welcher umfasst: die Abfrageeinrichtung (30), die in einer funktionsfähigen Nähe zu dem Artikel (20) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie die Eingangsenergie mit einer vorgegebenen Eingangsfrequenz bereitstellt, einen Ausgangsempfänger (34), der so konfiguriert ist, dass er die Ausgangsenergie und die Anzeigedaten von dem Transponder (30) elektronisch akquiriert; einen Detektor (36), der mit dem Ausgangsempfänger (34) verbunden ist und auf einen Schwellenwert der Menge der Energie, die durch den Transponder (28) in den Anzeigedaten reflektiert wird, reagieren kann; einen Melder (38), der mit dem Detektor (36) in Kommunikation ist und so konfiguriert ist, dass er ein Vorhandensein des Schwellenwertes der durch den Transponder reflektierten Menge der Energie meldet; und eine Stromversorgung, wobei der Artikel (20) einen saugfähigen Körper (90) enthält, der den überwachten Teil (22) enthält; die Abfrageeinrichtung (10) eine induktive Abfragespule (52) enthält, der Transponder (28) eine induktive Transponderspule (50) enthält, die funktionsfähig mit dem Sensor (26) verbunden ist, die Transponderspule (50) so konfiguriert ist, dass sie die Eingangsenergie von der Abfrageeinrichtungsspule (52) akquiriert, und die Transponderspule (50) weiterhin so konfiguriert ist, dass sie die Ausgangsenergie und die Anzeigedaten zu der Abfragespule (52) liefert. dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungssystem des Weiteren umfasst: ein Systempackungsmodul (68), welches den externen Teil enthält; und eine Befestigungseinrichtung zur Sicherung des Moduls (68) an dem Artikel (20), wobei die Befestigungseinrichtung ein selektiv entfernbarer und wiederverschließbarer Verschluss ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsempfänger (34) einen elektronischen Abtaster enthält, der einen durch die Anzeigedaten bereitgestellten Wert überwacht.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Transponder (28) einen elektronischen abgestimmten Schwingkreis enthält, der bei der vorgegebenen Eingangsfrequenz elektronisch mitschwingen kann.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überwachungssystem des Weiteren enthält: einen zusätzlichen Hochfrequenzsender (70), einen zusätzlichen Hochfrequenzempfänger (72), der von dem zusätzlichen Sender (70) gelieferte weitergeleitete Daten empfangen kann, und eine Fernanzeige (44), die das Vorhandensein des Schwellenwertes der Anzeigedaten anzeigen kann.
System nach Anspruch 4, wobei die Fernanzeige (44) eine Tonanzeige umfasst.
System nach Anspruch 4, wobei die Fernanzeige (44) eine visuelle Anzeige umfasst.
System nach Anspruch 4, wobei die Fernanzeige (44) eine taktile Anzeige umfasst.