JP2010121962A - Device of measuring amount of liquid - Google Patents

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Inventor
Kenji Mogi
建二 茂木
Original Assignee
Loarant Corp
株式会社ローラン
Enda Ika Kogyo Kk
円田医科工業株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve cost reduction without causing the enlargement of a device, in a liquid mount measurement device. <P>SOLUTION: The device 1 of measuring the amount of urine that is the liquid amount measurement device includes: a measurement container 2 in which the urine (electrolyte) excreted by a patient is introduced; an electromagnetic valve 3 for discharging the urine stored in the measurement container 2; a measurement terminal 4; a detection part 5; and a control part 6 or the like. The measurement terminal 4 is installed in the measurement container 2, and constituted so that at least a part thereof is immersed in the urine stored in the measurement container 2. The measurement terminal 4 includes a structure in which the surface of a conductor is covered with a dielectric. When the urine is introduced into the measurement container 2, a capacitor is constituted of the urine introduced into the measurement container 2 and the measurement terminal 4. The detection part 5 detects the amount of the capacity of the capacitor constituted of the urine introduced into the measurement container 2 and the measurement terminal 4. The control part 6 calculates the amount of urine introduced into the measurement container 2 from the capacity detected by the detection part 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解液の液量を測定する液量測定装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid amount measuring apparatus for measuring the amount of an electrolytic solution.
従来から、例えば、病院などでは、入院している患者から排出された尿の量を測定、管理することが行われており、患者から排出された尿の量を測定するのに、液量測定装置が用いられている。このような液量測定装置としては、測定用ビーカに入れられている液(尿)の量を超音波センサや圧力センサを用いて測定するものがある。超音波センサを用いた液量測定装置は、測定用ビーカに入れられている液位(液面の高さ)を超音波センサによって検出することで、液の量を測定するものである。圧力センサを用いた液量測定装置は、測定用ビーカに入れられている液の重量により計測部にかかる加重を圧力センサによって検出することで、液の量を測定するものである。また、患者が排出した尿を収容袋に入れ、その重量を測定することにより、尿の量を測定するようにしたものも知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2002−238879号公報
Conventionally, for example, in hospitals, the amount of urine discharged from hospitalized patients has been measured and managed, and liquid volume measurement has been used to measure the amount of urine discharged from patients. The device is used. As such a liquid amount measuring apparatus, there is an apparatus that measures the amount of liquid (urine) contained in a measurement beaker using an ultrasonic sensor or a pressure sensor. An apparatus for measuring the amount of liquid using an ultrasonic sensor measures the amount of liquid by detecting the liquid level (the height of the liquid surface) contained in a measurement beaker using an ultrasonic sensor. A liquid amount measuring apparatus using a pressure sensor measures the amount of liquid by detecting the weight applied to the measuring unit by the weight of the liquid contained in the measurement beaker by the pressure sensor. In addition, there is also known a technique in which the amount of urine is measured by putting urine discharged by a patient into a storage bag and measuring its weight (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-238879 A
ところが、上述した従来の液量測定装置においては、装置が大掛かりになり、また、装置のコストが高い。   However, in the above-described conventional liquid amount measuring apparatus, the apparatus becomes large and the cost of the apparatus is high.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、大掛かりにならず、また、低コスト化を図ることができる液量測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a liquid amount measuring apparatus that is not large-scale and can achieve cost reduction.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、電解液の液量を測定する液量測定装置であって、電解液が入れられる測定容器と、測定容器の中に設置され、測定容器の中に入れられた電解液に少なくとも一部が浸される、導電体の表面を誘電体で覆った測定端子と、測定容器に入れられた電解液と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又はその静電容量に対応する静電容量対応値を検出する検出手段と、検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値から、測定容器に入れられている電解液の液量を算出する算出手段とを備えるものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a liquid volume measuring device for measuring the liquid volume of an electrolytic solution, which is installed in the measuring container, An electrostatic capacitance of a capacitor composed of a measurement terminal in which the surface of a conductor is covered with a dielectric, at least partly immersed in the electrolytic solution placed inside, and the electrolytic solution and the measurement terminal placed in a measurement container. From the detection means for detecting the capacitance or the capacitance-corresponding value corresponding to the capacitance, and the capacitance or the capacitance-corresponding value detected by the detection means, the amount of the electrolytic solution contained in the measurement container is determined. Calculating means for calculating.
請求項2の発明は、請求項1に記載の液量測定装置において、検出手段は、測定端子の導電体に所定の電圧を印加した後、測定端子の導電体に蓄積された電荷を放電させて、測定端子の導電体に蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間に基いて、測定容器に入れられた電解液と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又はその静電容量に対応する静電容量対応値を検出するものである。   According to a second aspect of the present invention, in the liquid amount measuring apparatus according to the first aspect, the detecting means applies a predetermined voltage to the conductor of the measurement terminal, and then discharges the electric charge accumulated in the conductor of the measurement terminal. Based on the discharge time required for the electric charge accumulated in the conductor of the measurement terminal to be discharged, the capacitance of the capacitor constituted by the electrolytic solution placed in the measurement container and the measurement terminal or the electrostatic capacity thereof The capacitance corresponding value corresponding to the capacitance is detected.
請求項3の発明は、請求項1に記載の液量測定装置において、測定端子は、誘電体から成るフィルム基板と、フィルム基板の表面に設けられた導電体である1対の銅箔と、1対の銅箔の表面を被覆する誘電体から成る表面レジストとを有するものである。   The invention of claim 3 is the liquid amount measuring device according to claim 1, wherein the measurement terminals are a film substrate made of a dielectric, and a pair of copper foils that are conductors provided on the surface of the film substrate; And a surface resist made of a dielectric covering the surface of a pair of copper foils.
請求項4の発明は、請求項1に記載の液量測定装置において、検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値と測定容器に入れられている電解液の液量との対応関係を示す換算テーブルを記憶した換算テーブル記憶手段をさらに備え、算出手段は、換算テーブル記憶手段に記憶している換算テーブルに基いて、検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値から、測定容器に入れられている電解液の液量を算出するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid quantity measuring device according to the first aspect, the correspondence between the capacitance detected by the detecting means or the capacitance corresponding value and the amount of the electrolytic solution contained in the measurement container Conversion table storage means that stores a conversion table indicating, based on the conversion table stored in the conversion table storage means, from the capacitance detected by the detection means or the capacitance corresponding value, The amount of the electrolytic solution put in the measurement container is calculated.
請求項5の発明は、請求項1に記載の液量測定装置において、測定容器は、該測定容器の底部に、電解液を排出するための排出口を有し、排出口を開閉する電磁弁と、電磁弁を開いて、測定容器に入れられている電解液を排出口から排出させる排出手段とをさらに備え、排出手段は、定期的に、又は、算出手段により所定量以上の液量が算出される度に、電磁弁を開いて、測定容器に入れられている電解液を排出口から排出させるものである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the liquid volume measuring apparatus according to the first aspect, wherein the measurement container has a discharge port for discharging the electrolytic solution at the bottom of the measurement container, and opens and closes the discharge port. And a discharge means for opening the electromagnetic valve and discharging the electrolyte contained in the measurement container from the discharge port, and the discharge means has a liquid amount equal to or greater than a predetermined amount periodically or by the calculation means. Each time it is calculated, the electromagnetic valve is opened, and the electrolyte contained in the measurement container is discharged from the discharge port.
請求項1の発明によれば、測定容器に電解液が入れられると、測定容器に入れられた電解液と測定端子とによってコンデンサが構成され、このコンデンサの静電容量は、測定容器に入れられる電解液の液量によって異なるものとなる。そして、検出手段によって、測定容器に入れられた電解液と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又は静電容量対応値が検出され、算出手段によって、検出手段により検出された静電容量又は静電容量対応値から、測定容器に入れられている電解液の液量が算出される。つまり、測定容器に入れられた電解液と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量に基いて、測定容器に入れられている電解液の液量が測定される。このような構成により、大掛かりにならず、また、低コスト化を図ることができる液量測定装置を実現できる。   According to the first aspect of the present invention, when the electrolytic solution is put into the measurement container, a capacitor is constituted by the electrolytic solution put into the measurement container and the measurement terminal, and the capacitance of the capacitor is put into the measurement container. It varies depending on the amount of the electrolytic solution. Then, the capacitance of the capacitor constituted by the electrolytic solution placed in the measurement container and the measurement terminal or the capacitance corresponding value is detected by the detection unit, and the capacitance detected by the detection unit by the calculation unit Alternatively, the amount of the electrolytic solution contained in the measurement container is calculated from the capacitance corresponding value. That is, the amount of the electrolyte solution contained in the measurement container is measured based on the capacitance of the capacitor constituted by the electrolyte solution and the measurement terminal placed in the measurement container. With such a configuration, it is possible to realize a liquid amount measuring apparatus that does not require a large scale and can be reduced in cost.
請求項2の発明によれば、測定容器に入れられた電解液と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又は静電容量対応値を、簡単な構成によって検出することができ、より低コスト化を図ることができる液量測定装置を実現できる。   According to the second aspect of the present invention, the capacitance of the capacitor constituted by the electrolytic solution placed in the measurement container and the measurement terminal or the capacitance-corresponding value can be detected with a simple configuration. It is possible to realize a liquid amount measuring apparatus that can reduce costs.
請求項3の発明によれば、測定端子を安価に作製することができ、より低コスト化を図ることができる液量測定装置を実現できる。また、測定端子を安価に作製することができるため、例えば、電解液の液量として尿の量を測定する場合などでは、衛生面を考慮して、測定端子を使い捨てにすることもできる。   According to the invention of claim 3, it is possible to realize a liquid amount measuring device that can manufacture the measurement terminal at a low cost and can further reduce the cost. In addition, since the measurement terminal can be manufactured at low cost, for example, when measuring the amount of urine as the amount of the electrolytic solution, the measurement terminal can be made disposable in consideration of hygiene.
請求項4の発明によれば、検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値と測定容器に入れられている電解液の液量との対応関係を示す換算テーブルに基いて、電解液の液量をより正確に測定することができる。   According to invention of Claim 4, based on the conversion table which shows the corresponding | compatible relationship between the electrostatic capacitance detected by the detection means or a capacitance corresponding value, and the amount of the electrolytic solution contained in the measurement container, the electrolytic solution The amount of liquid can be measured more accurately.
請求項5の発明によれば、測定容器に定期的に又は不定期に電解液が入れられる場合であっても、測定容器から電解液が溢れ出す事態を生じることがなく、測定容器に定期的に又は不定期に入れられる電解液の液量を正確に測定することができる。   According to the invention of claim 5, even when the electrolyte is periodically or irregularly placed in the measurement container, the electrolyte does not overflow from the measurement container, and the measurement container is regularly It is possible to accurately measure the amount of the electrolyte solution that is put in irregularly or irregularly.
以下、本発明を具体化した実施形態による液量測定装置について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態による液量測定装置である尿量測定装置の構成を示す。尿量測定装置1は、例えば、病院などにおいて、入院している患者から排出された尿の量を測定、管理するために用いられる装置である。   Hereinafter, a liquid amount measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a urine volume measuring apparatus which is a liquid volume measuring apparatus according to the present embodiment. The urine volume measuring device 1 is a device used to measure and manage the amount of urine discharged from a hospitalized patient, for example, in a hospital or the like.
尿量測定装置1は、患者から排出された尿が入れられる測定容器2と、測定容器2に入れられた尿を排出するための電磁弁3と、測定端子4と、検出部5と、制御部6等を備える。この尿量測定装置1は、測定容器2に入れられた尿と測定端子4とによってコンデンサを構成し、そのコンデンサの静電容量に基いて、測定容器2に入れられた尿の量を測定するようになっている。   The urine volume measuring device 1 includes a measurement container 2 in which urine discharged from a patient is put, an electromagnetic valve 3 for discharging urine put in the measurement container 2, a measurement terminal 4, a detection unit 5, and a control. Part 6 and the like. This urine volume measuring device 1 constitutes a capacitor by the urine placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4, and measures the amount of urine placed in the measurement container 2 based on the capacitance of the capacitor. It is like that.
測定容器2は、内部が中空で、上部が開口している。測定容器2の上部の開口している部分から、測定容器2に尿が入れられる。また、測定容器2は、底部に、尿を排出するための排出口2oを有している。測定容器2の尿が入れられる容積部分の空間は、略直方体形状をしている。すなわち、測定容器2は、内底面(排出口2oのある面)と、この内底面から起立する4つの内側面によって、尿が入れられる容積部分の空間を形成しており、そして、4つの内側面は、内底面に対して略垂直になっており、各内側面は、対向する内側面に対して略平行になっている。   The measurement container 2 is hollow inside and has an open top. Urine is put into the measurement container 2 from the open part of the upper part of the measurement container 2. Further, the measurement container 2 has a discharge port 2o for discharging urine at the bottom. The space of the volume portion in which the urine of the measurement container 2 is placed has a substantially rectangular parallelepiped shape. That is, the measurement container 2 forms a volume part space in which urine can be placed by the inner bottom surface (surface with the discharge port 2o) and the four inner surfaces rising from the inner bottom surface. The side surfaces are substantially perpendicular to the inner bottom surface, and each inner surface is substantially parallel to the opposing inner surface.
測定容器2は、例えば、ベッドの横などに、排出口2oを下側(床側)にし、内底面を略水平に(内側面を略鉛直に)して設置され、測定容器2の上部の開口している部分に、患者から排出された尿を導くカテーテル7の尿導出口7oが配置される。   The measurement container 2 is installed on the side of the bed, for example, with the discharge port 2o on the lower side (floor side) and the inner bottom surface substantially horizontal (inner surface substantially vertical). The urine outlet 7o of the catheter 7 that guides urine discharged from the patient is disposed in the opened portion.
電磁弁3は、測定容器2の排出口2oを開閉するようになっている。従って、電磁弁3が排出口2oを閉じているときには、測定容器2に入れられた尿は、測定容器2に蓄えられ、電磁弁3が排出口2oを開くことにより、測定容器2に入れられている(蓄えられている)尿は、排出口2oから測定容器2の外に排出される。   The electromagnetic valve 3 opens and closes the discharge port 2o of the measurement container 2. Therefore, when the solenoid valve 3 closes the discharge port 2o, the urine put in the measurement container 2 is stored in the measurement container 2, and the solenoid valve 3 opens the discharge port 2o and is put in the measurement container 2. The urine that is stored (stored) is discharged out of the measurement container 2 through the discharge port 2o.
測定端子4は、測定容器2の中に設置されており、測定容器2の中に尿が入れられると、測定容器2の中に入れられた尿に少なくとも一部が浸されるようになっている。この測定端子4は、導電体の表面を誘電体(絶縁体)で覆った構成となっている。従って、測定容器2の中に尿が入れられると、測定容器2の中に入れられた尿と測定端子4とによってコンデンサが構成されることになる。つまり、尿は、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩化物イオンなどの電解質を含んだ電解液であり、導電体であるため、2つの導電体(1つは測定端子4の導電体、もう1つは尿)の間に誘電体(測定端子4の誘電体)が介在する状態となって、コンデンサが構成されることになる。測定端子4は、リード線8a、8bを介して検出部4に電気的に接続されている。測定端子4の構成の詳細については後述する。   The measurement terminal 4 is installed in the measurement container 2, and when urine is put in the measurement container 2, at least a part of the measurement terminal 4 is immersed in the urine put in the measurement container 2. Yes. The measurement terminal 4 has a configuration in which the surface of the conductor is covered with a dielectric (insulator). Therefore, when urine is put in the measurement container 2, a capacitor is constituted by the urine put in the measurement container 2 and the measurement terminal 4. In other words, urine is an electrolyte containing electrolytes such as sodium ions, potassium ions, chloride ions, etc., and is a conductor, so two conductors (one conductor for the measurement terminal 4 and one for the other) In this state, the dielectric (the dielectric of the measurement terminal 4) is interposed between the urine and the capacitor. The measurement terminal 4 is electrically connected to the detection unit 4 via lead wires 8a and 8b. Details of the configuration of the measurement terminal 4 will be described later.
検出部5は、測定容器2に入れられた尿と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量を検出する。制御部6は、検出部5により検出した静電容量から、測定容器2に入れられている尿の量を算出する。また、制御部6は、電磁弁3を開いて、測定容器2に入れられている尿を排出口2oから排出させる。   The detection unit 5 detects the capacitance of a capacitor constituted by the urine placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4. The control unit 6 calculates the amount of urine contained in the measurement container 2 from the capacitance detected by the detection unit 5. In addition, the control unit 6 opens the electromagnetic valve 3 to discharge the urine contained in the measurement container 2 from the discharge port 2o.
図2(a)(b)(c)は、上記測定端子4の構成を示す。測定端子4は、導電体の表面を誘電体で覆った構成となっており、誘電体から成るフィルム基板41と、フィルム基板41の表面に設けられた導電体である1対の銅箔42a、42bと、1対の銅箔42a、42bの表面を被覆する誘電体から成る表面レジスト43とを有する。   2A, 2B, and 2C show the configuration of the measurement terminal 4. FIG. The measurement terminal 4 has a configuration in which the surface of the conductor is covered with a dielectric, a film substrate 41 made of a dielectric, and a pair of copper foils 42a that are conductors provided on the surface of the film substrate 41, 42b and a surface resist 43 made of a dielectric covering the surface of the pair of copper foils 42a and 42b.
銅箔42a、42bは、各々、一定の幅及び厚みで略真っ直ぐに細長く形成されている。そして、銅箔42aと銅箔42bは、互いに平行に配列されている。フィルム基板41は、略均一な厚みに形成されており、表面レジスト43も、略均一な厚みに形成されている。   Each of the copper foils 42a and 42b is formed to be elongated substantially straight with a constant width and thickness. The copper foil 42a and the copper foil 42b are arranged in parallel to each other. The film substrate 41 is formed with a substantially uniform thickness, and the surface resist 43 is also formed with a substantially uniform thickness.
表面レジスト43は、銅箔42a、42bの一方の側の端部を被覆しておらず、銅箔42a、42bの一方の側の端部は、露出されている。この銅箔42a、42bの露出されている部分(表面レジスト43により被覆されていない部分)は、測定端子4を検出部5に電気的に接続する(銅箔42a、42bを検出部5に電気的に接続する)ための接続部49とされ、この接続部49(銅箔42a、42bの露出されている部分)に、リード線8a、8b(図1参照)が接続される。リード線8a、8bの測定端子4への接続(接続部49への接続)は、例えばクリップ(不図示)を用いて、リード線8a、8bを接続部49に接触させた状態で、リード線8a、8bと測定端子4を挟持することにより行われる。   The surface resist 43 does not cover the end portion on one side of the copper foils 42a and 42b, and the end portion on one side of the copper foils 42a and 42b is exposed. The exposed portions of copper foils 42a and 42b (portions not covered with surface resist 43) electrically connect measurement terminal 4 to detector 5 (copper foils 42a and 42b are electrically connected to detector 5). The lead wires 8a and 8b (see FIG. 1) are connected to the connection portion 49 (the exposed portions of the copper foils 42a and 42b). For connecting the lead wires 8a and 8b to the measurement terminal 4 (connection to the connecting portion 49), for example, using a clip (not shown), the lead wires 8a and 8b are in contact with the connecting portion 49. This is performed by sandwiching the measurement terminals 4 with 8a and 8b.
このような構成の測定端子4は、フィルム基板41の背面を測定容器2の内側面に貼り付けることにより、測定容器2の中に設置される。このとき、測定端子4は、接続部49が測定容器2の外部に位置すると共に、銅箔42a、42bの先端(接続部49と反対側の端部)が測定容器2の底に位置するように、測定容器2の中に設置される(図1参照)。   The measurement terminal 4 having such a configuration is installed in the measurement container 2 by sticking the back surface of the film substrate 41 to the inner surface of the measurement container 2. At this time, the measurement terminal 4 is such that the connection part 49 is located outside the measurement container 2 and the tips of the copper foils 42 a and 42 b (ends opposite to the connection part 49) are located at the bottom of the measurement container 2. And installed in the measurement container 2 (see FIG. 1).
図3(a)(b)(c)は、尿量測定装置1による尿量を測定する方法の原理を示す。図3(a)(b)に示すように、測定端子4の設置された測定容器2に尿10が入れられて、測定端子4の一部が尿10に浸されている状態を考える。このような状態では、測定容器2の中に入れられた尿10と測定端子4とによってコンデンサが構成されることになる。つまり、導電体である測定端子4の銅箔42aと導電体である尿10との間に、誘電体である測定端子4のフィルム基板41及び表面レジスト43が介在する状態となって、1つのコンデンサが構成され、また、導電体である測定端子4の銅箔42bと導電体である尿10との間にも、誘電体である測定端子4のフィルム基板41及び表面レジスト43が介在する状態となって、別の1つのコンデンサが構成されることになる。   3A, 3B and 3C show the principle of a method for measuring urine volume by the urine volume measuring apparatus 1. FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, a state is considered in which urine 10 is put in the measurement container 2 in which the measurement terminal 4 is installed and a part of the measurement terminal 4 is immersed in the urine 10. In such a state, the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4 constitute a capacitor. That is, the film substrate 41 and the surface resist 43 of the measurement terminal 4 which is a dielectric are interposed between the copper foil 42a of the measurement terminal 4 which is a conductor and the urine 10 which is a conductor. A capacitor is configured, and the film substrate 41 and the surface resist 43 of the measurement terminal 4 that is a dielectric are interposed between the copper foil 42b of the measurement terminal 4 that is a conductor and the urine 10 that is a conductor. Thus, another single capacitor is formed.
従って、測定端子4の設置された測定容器2に尿10が入れられて、測定端子4の一部が尿10に浸されている状態では、電気回路的には、図3(c)に示すように、2つのコンデンサ11a、11bが直列に接続された状態になる。コンデンサ11aは、銅箔42aと尿10との間にフィルム基板41及び表面レジスト43が介在することにより構成されるコンデンサに対応し、コンデンサ11bは、銅箔42bと尿10との間にフィルム基板41及び表面レジスト43が介在することにより構成されるコンデンサに対応する。   Therefore, in a state where the urine 10 is put in the measurement container 2 in which the measurement terminal 4 is installed and a part of the measurement terminal 4 is immersed in the urine 10, the electric circuit is shown in FIG. Thus, the two capacitors 11a and 11b are connected in series. The capacitor 11 a corresponds to a capacitor configured by interposing the film substrate 41 and the surface resist 43 between the copper foil 42 a and the urine 10, and the capacitor 11 b is a film substrate between the copper foil 42 b and the urine 10. This corresponds to a capacitor formed by interposing 41 and the surface resist 43.
ここで、フィルム基板41の背面が測定容器2に密着しており、フィルム基板41の背面に尿10が存在しないことを考慮し、また、銅箔42a、42bの厚さを無視すると、コンデンサ11aの静電容量Ca、及びコンデンサ11bの静電容量Cbは、
Ca=ε×(Sa/d)・・・(1)
Cb=ε×(Sb/d)・・・(2)
εは、表面レジスト43の誘電率
Saは、尿10に浸されている部分の銅箔42aの面積
Sbは、尿10に浸されている部分の銅箔42bの面積
dは、表面レジスト43の厚さ
となる。
Here, considering that the back surface of the film substrate 41 is in close contact with the measurement container 2 and the urine 10 does not exist on the back surface of the film substrate 41, and the thickness of the copper foils 42a and 42b is ignored, the capacitor 11a Of the capacitor Ca and the capacitor Cb of the capacitor 11b are:
Ca = ε × (Sa / d) (1)
Cb = ε × (Sb / d) (2)
ε is the dielectric constant of the surface resist 43
Sa is the area of the copper foil 42a in the portion immersed in the urine 10
Sb is the area of the copper foil 42b in the portion immersed in the urine 10
d is the thickness of the surface resist 43.
そして、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量C(測定容器2の中に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量)は、コンデンサ11aとコンデンサ11bが直列に接続されていることから、
C=(Ca×Cb)/(Ca+Cb)・・(3)
であり、(1)(2)(3)式より、
C=ε×[{(Sa×Sb)/(Sa+Sb)}/d]・・・(4)
となる。
The combined capacitance C of the capacitor 11a and the capacitor 11b (capacitance of the capacitor constituted by the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4) is obtained by connecting the capacitor 11a and the capacitor 11b in series. From being connected,
C = (Ca × Cb) / (Ca + Cb) (3)
From the equations (1), (2) and (3),
C = ε × [{(Sa × Sb) / (Sa + Sb)} / d] (4)
It becomes.
また、尿10に浸されている部分の銅箔42aの面積Saと、尿10に浸されている部分の銅箔42bの面積Sbが等しいとすると、(4)式、及びSa=Sbより、合成静電容量Cは、
C=(1/2)×ε×(Sa/d)
=(1/2)×ε×(Sb/d)・・・(5)
となる。
Further, assuming that the area Sa of the copper foil 42a in the portion immersed in the urine 10 is equal to the area Sb of the copper foil 42b in the portion immersed in the urine 10, from the equation (4) and Sa = Sb, The combined capacitance C is
C = (1/2) × ε × (Sa / d)
= (1/2) × ε × (Sb / d) (5)
It becomes.
つまり、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cは、尿10に浸されている部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbに応じて、異なる値になる。すなわち、尿10に浸されている部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbが小さいほど、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cが小さくなり、逆に、尿10に浸されている部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbが大きいほど、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cが大きくなる。   That is, the combined capacitance C of the capacitor 11a and the capacitor 11b has different values depending on the areas Sa and Sb of the copper foils 42a and 42b in the portion immersed in the urine 10. That is, the smaller the areas Sa and Sb of the copper foils 42a and 42b in the portion immersed in the urine 10, the smaller the combined capacitance C of the capacitor 11a and the capacitor 11b. The larger the areas Sa and Sb of the copper foils 42a and 42b, the greater the combined capacitance C of the capacitors 11a and 11b.
また、尿10に浸されている部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbは、測定容器2に入れられている尿10の量に応じて、異なる大きさになる。すなわち、尿10の量が少ないほど、尿10の液面高さHが低くなって、尿10に浸されている部分の面積Sa、Sbが小さくなり、逆に、尿10の量が多いほど、尿10の液面高さHが高くなって、尿10に浸されている部分の面積Sa、Sbが大きくなる。   Further, the areas Sa and Sb of the copper foils 42 a and 42 b in the portion immersed in the urine 10 have different sizes depending on the amount of the urine 10 put in the measurement container 2. That is, as the amount of urine 10 decreases, the liquid surface height H of urine 10 decreases, and the areas Sa and Sb of the portion immersed in urine 10 decrease. Conversely, as the amount of urine 10 increases. The liquid surface height H of the urine 10 is increased, and the areas Sa and Sb of the portion immersed in the urine 10 are increased.
従って、測定容器2に入れられている尿10の量が少ないほど、尿10に浸される部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbが小さくなって、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cが小さくなる。逆に、測定容器2に入れられている尿10の量が多いほど、尿10に浸される部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbが大きくなって、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cが大きくなる。このように、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量C(測定容器2の中に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量)は、測定容器2に入れられている尿10の量に対応した値となる。   Therefore, the smaller the amount of urine 10 contained in the measurement container 2, the smaller the areas Sa and Sb of the copper foils 42a and 42b that are immersed in the urine 10, and the combined electrostatic capacitance of the capacitors 11a and 11b. The capacity C is reduced. Conversely, as the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 increases, the areas Sa and Sb of the copper foils 42a and 42b that are immersed in the urine 10 increase, and the combined static electricity of the capacitors 11a and 11b. The electric capacity C increases. Thus, the combined capacitance C of the capacitor 11a and the capacitor 11b (capacitance of the capacitor constituted by the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4) is placed in the measurement container 2. The value corresponds to the amount of urine 10 that is present.
コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cが、測定容器2に入れられている尿10の量に対応することから、コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量Cを検出できれば、その検出した合成静電容量Cから、実測により予め求めておいた合成静電容量Cと尿10の量との対応関係に基いて、測定容器2に入れられている尿10の量を求めることができる。また、検出した合成静電容量Cから、上記(5)式により、尿10に浸されている部分の銅箔42a、42bの面積Sa、Sbを求め、その面積Sa、Sbから、銅箔42a、42bの形状等に基いて、測定容器2に入れられている尿10の液面高さHを求め、そして、その液面高さHから、測定容器2の形状等に基いて、尿10の量を求めることもできる。   Since the combined capacitance C of the capacitor 11a and the capacitor 11b corresponds to the amount of urine 10 contained in the measurement container 2, if the combined capacitance C of the capacitor 11a and the capacitor 11b can be detected, the detected combined From the capacitance C, the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 can be determined based on the correspondence relationship between the synthetic capacitance C and the amount of urine 10 obtained in advance by actual measurement. Further, from the detected synthetic capacitance C, the areas Sa and Sb of the copper foils 42a and 42b in the portion immersed in the urine 10 are obtained by the above equation (5), and the copper foil 42a is obtained from the areas Sa and Sb. The liquid level height H of the urine 10 contained in the measurement container 2 is obtained based on the shape of the measurement container 2, and the urine 10 is determined from the liquid level height H based on the shape of the measurement container 2 and the like. You can also ask for the amount.
図4は、上記検出部5及び制御部6の構成を示す。検出部5は、測定端子4の銅箔42a、42bに電圧を印加した後、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷を放電させて、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間Tに基いて、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量C(コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量)を検出するようになっている。   FIG. 4 shows the configuration of the detection unit 5 and the control unit 6. The detection unit 5 applies a voltage to the copper foils 42 a and 42 b of the measurement terminal 4, and then discharges the charges accumulated in the copper foils 42 a and 42 b of the measurement terminal 4, thereby causing the copper foils 42 a and 42 b of the measurement terminal 4 to be discharged. Based on the discharge time T required for discharging the accumulated charge, the capacitance C of the capacitor formed by the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4 (combination of the capacitor 11a and the capacitor 11b). (Capacitance) is detected.
検出部5は、測定ライン50a、50bと、電源接続スイッチ51と、グランド接続スイッチ52と、抵抗53と、電圧値弁別部54と、放電時間計測部55と、静電容量算出部56と、検出制御部57等を備える。   The detection unit 5 includes measurement lines 50a, 50b, a power connection switch 51, a ground connection switch 52, a resistor 53, a voltage value discrimination unit 54, a discharge time measurement unit 55, a capacitance calculation unit 56, A detection control unit 57 and the like are provided.
測定ライン50aは、電圧値弁別部54に接続されている。測定ライン50aには、リード線8aを介して、測定端子4の銅箔42aが接続される。測定ライン50bは、グランドに接続されている。測定ライン50bには、リード線8bを介して、測定端子4の銅箔42bが接続される。   The measurement line 50 a is connected to the voltage value discriminating unit 54. The copper foil 42a of the measurement terminal 4 is connected to the measurement line 50a via the lead wire 8a. The measurement line 50b is connected to the ground. The copper foil 42b of the measurement terminal 4 is connected to the measurement line 50b via the lead wire 8b.
電源接続スイッチ51は、電源ライン59と測定ライン50aの間に接続されており、電源接続スイッチ51がオンのときに、測定ライン50aが電源ライン59に接続され、電源接続スイッチ51がオフのときに、測定ライン50aが電源ライン59から切断される。グランド接続スイッチ52は、測定ライン50bとグランドの間に接続されており、グランド接続スイッチ52がオンのときに、測定ライン50aがグランドに接続され、グランド接続スイッチ52がオフのときに、測定ライン50aがグランドから切断される。抵抗53は、グランド接続スイッチ52とグランドとの間に接続されている。   The power connection switch 51 is connected between the power line 59 and the measurement line 50a. When the power connection switch 51 is on, the measurement line 50a is connected to the power line 59 and when the power connection switch 51 is off. In addition, the measurement line 50 a is disconnected from the power supply line 59. The ground connection switch 52 is connected between the measurement line 50b and the ground. When the ground connection switch 52 is on, the measurement line 50a is connected to the ground, and when the ground connection switch 52 is off, the measurement line is connected. 50a is disconnected from the ground. The resistor 53 is connected between the ground connection switch 52 and the ground.
従って、グランド接続スイッチ52がオフしている状態で、電源接続スイッチ51がオンすると、測定ライン50a、50bを介して、測定端子4の銅箔42a、42bに電源電圧E=5vが印加されて、測定端子4の銅箔42a、42bに電荷が蓄積される(コンデンサ11a、11bが充電される)。また、電源接続スイッチ51がオフしている状態で、グランド接続スイッチ52がオンすると、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積されている電荷が、測定ライン50a、50b及び抵抗53を介して、グランドに放電される(コンデンサ11a、11bが放電される)。 Accordingly, when the power connection switch 51 is turned on while the ground connection switch 52 is turned off, the power supply voltage E 0 = 5v is applied to the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4 via the measurement lines 50a and 50b. Thus, charges are accumulated in the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4 (the capacitors 11a and 11b are charged). When the ground connection switch 52 is turned on while the power supply connection switch 51 is turned off, the charges accumulated in the copper foils 42 a and 42 b of the measurement terminal 4 are passed through the measurement lines 50 a and 50 b and the resistor 53. Then, it is discharged to the ground (the capacitors 11a and 11b are discharged).
電源接続スイッチ51及びグランド接続スイッチ52は、検出制御部57による制御のもと、オン、オフされる。すなわち、検出制御部57による制御のもと、グランド接続スイッチ52がオフされている状態で電源接続スイッチ51がオンされることにより、測定端子4の銅箔42a、42bに電源電圧E=5vが印加されて、測定端子4の銅箔42a、42bに電荷が蓄積され、その後、電源接続スイッチ51がオフされている状態でグランド接続スイッチ52がオンされることにより、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積されている電荷が、測定ライン50a、50b及び抵抗53を介して、グランドに放出される。 The power connection switch 51 and the ground connection switch 52 are turned on and off under the control of the detection control unit 57. That is, under the control of the detection control unit 57, the power supply connection switch 51 is turned on while the ground connection switch 52 is turned off, so that the power supply voltage E 0 = 5v is applied to the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4. Is applied, electric charges are accumulated in the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4, and then the ground connection switch 52 is turned on while the power supply connection switch 51 is turned off, whereby the copper foil of the measurement terminal 4 is turned on. The charges accumulated in 42a and 42b are discharged to the ground through the measurement lines 50a and 50b and the resistor 53.
測定端子4の銅箔42a、42bに電荷が蓄積されたときには、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積されている電荷は、Q=C×Eとなり、そのときの測定ライン50aの電圧レベルは、Eとなる。 Copper foil 42a of the measuring terminals 4, when the electric charge is accumulated in the 42b, the copper foil 42a of the measuring terminals 4, the charge stored in 42b, Q = C × E 0 and the voltage measurement line 50a at that time level, the E 0.
また、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷(Q=C×E)が放電されるときの測定ライン50aの電圧レベルをEとすると、その電圧レベルEは、図5に示すように、時間tの経過と共に次第に低下していき、
=E×e(−λ×t)・・・(6)
λは、時定数であり、λ=1/(C×R)
Rは、抵抗53の抵抗値
となる。
Further, when the voltage level of the measurement line 50a when the electric charge (Q = C × E 0 ) accumulated in the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4 is discharged is E , the voltage level E As shown in FIG. 5, it gradually decreases with the passage of time t.
E = E 0 × e (−λ × t) (6)
λ is a time constant, and λ = 1 / (C × R)
R is the resistance value of the resistor 53.
ここで、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間をTとすると、この放電時間Tは、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるときの測定ライン50aの電圧レベルEが、Eから所定の電圧レベルEr以下に低下するまでの時間である。従って、(6)式より、
Er=E×e(−(1/(C×R))×T)・・・(7)
の関係が得られる。
Here, assuming that the discharge time required for discharging the charges accumulated in the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4 is T, the discharge time T is accumulated in the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4. the voltage level E of the measuring line 50a when the charge is discharged - is the time to decrease from E 0 below a predetermined voltage level Er. Therefore, from equation (6)
Er = E 0 × e (− (1 / (C × R)) × T) (7)
The relationship is obtained.
すなわち、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間Tと、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量Cとは、対応関係にあり(Er、E、e、Rは、一定の値)、静電容量Cが小さいほど、放電時間Tが短くなり、静電容量Cが大きいほど、放電時間Tが長くなる。 That is, the discharge time T required for discharging the electric charges accumulated in the copper foils 42 a and 42 b of the measurement terminal 4, the electrostatic capacitance of the capacitor constituted by the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4. The capacitance C has a corresponding relationship (Er, E 0 , e, R are constant values). The smaller the capacitance C, the shorter the discharge time T, and the larger the capacitance C, the discharge time. T becomes longer.
電圧値弁別部54は、測定ライン50aの電圧レベルを基準電圧(所定の電圧レベルEr)と比較する比較回路等を備えており、測定ライン50aの電圧レベルを弁別する。そして、電圧値弁別部54は、測定ライン50aの電圧レベルが基準電圧よりも高いときにハイレベルの電圧を出力し、測定ライン50aの電圧レベルが基準電圧よりも低いときにローレベルの電圧を出力する。   The voltage value discriminating unit 54 includes a comparison circuit that compares the voltage level of the measurement line 50a with a reference voltage (predetermined voltage level Er), and discriminates the voltage level of the measurement line 50a. The voltage value discriminating unit 54 outputs a high level voltage when the voltage level of the measurement line 50a is higher than the reference voltage, and outputs a low level voltage when the voltage level of the measurement line 50a is lower than the reference voltage. Output.
放電時間計測部55は、電圧値弁別部54の出力電圧に基いて、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間Tを測定する。すなわち、放電時間計測部55は、検出制御部57による制御のもと、測定端子4の銅箔42a、42bから電荷の放電が開始されるタイミング(すなわち、電源接続スイッチ51がオフされている状態でグランド接続スイッチ52がオンされるタイミング)に同期して、時間の計測を開始し、その後、電圧値弁別部54の出力電圧がハイレベルである時間を計測する。従って、放電時間計測部55により計測される時間は、測定端子4の銅箔42a、42bから電荷の放電が開始されて(測定ライン50aの電圧レベルがEの状態)から、測定ライン50aの電圧レベルが所定の電圧レベルEr以下に低下するまでの時間となり、測定端子4の銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間Tとなる。 The discharge time measuring unit 55 measures the discharge time T required for discharging the charges accumulated in the copper foils 42 a and 42 b of the measurement terminal 4 based on the output voltage of the voltage value discriminating unit 54. In other words, the discharge time measuring unit 55 is under the control of the detection control unit 57, and the timing at which the discharge of electric charges starts from the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4 (that is, the state where the power connection switch 51 is turned off) The time measurement is started in synchronization with the ground connection switch 52 being turned on, and then the time when the output voltage of the voltage value discriminating unit 54 is at the high level is measured. Therefore, the time measured by the discharge time measuring unit 55, the copper foil 42a of the measuring terminals 4, from the discharge of charges from 42b is started (the voltage level of E 0 state of the measuring line 50a), the measuring line 50a This is the time until the voltage level drops below the predetermined voltage level Er, and the discharge time T required for the charge accumulated in the copper foils 42a, 42b of the measurement terminal 4 to be discharged.
静電容量算出部56は、放電時間計測部55により計測された放電時間Tに基いて、上記(7)式の関係から、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量C(コンデンサ11aとコンデンサ11bの合成静電容量)を算出する。   The capacitance calculation unit 56 is configured by the urine 10 and the measurement terminal 4 placed in the measurement container 2 based on the discharge time T measured by the discharge time measurement unit 55 from the relationship of the above equation (7). The capacitance C of the capacitor (the combined capacitance of the capacitor 11a and the capacitor 11b) is calculated.
制御部6は、メモリ61と、マイコン62等を備える。メモリ61は、検出部5により検出した(静電容量算出部56により算出した)静電容量Cと測定容器2に入れられている尿10の量との対応関係を示す換算テーブルを予め記憶している。換算テーブルの示す対応関係は、予め実測により得た対応関係となっている。メモリ61により、換算テーブル記憶手段が構成されている。   The control unit 6 includes a memory 61, a microcomputer 62, and the like. The memory 61 stores in advance a conversion table indicating the correspondence between the capacitance C detected by the detection unit 5 (calculated by the capacitance calculation unit 56) and the amount of urine 10 contained in the measurement container 2. ing. The correspondence shown by the conversion table is a correspondence obtained beforehand by actual measurement. The memory 61 constitutes conversion table storage means.
マイコン62は、検出部5により検出した静電容量Cから、測定容器2に入れられている尿10の量を算出する。すなわち、マイコン62は、メモリ61に記憶している換算テーブルに基いて、検出部5により検出した静電容量Cから、測定容器2に入れられている尿10の量を算出する。また、マイコン62は、定期的(例えば30分毎)に、電磁弁3を開いて、測定容器2に入れられている尿10を測定容器2の排出口2oから排出させる。マイコン62により、算出手段及び排出手段が構成されている。   The microcomputer 62 calculates the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 from the capacitance C detected by the detection unit 5. That is, the microcomputer 62 calculates the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 from the capacitance C detected by the detection unit 5 based on the conversion table stored in the memory 61. Further, the microcomputer 62 opens the electromagnetic valve 3 periodically (for example, every 30 minutes) to discharge the urine 10 contained in the measurement container 2 from the discharge port 2o of the measurement container 2. The microcomputer 62 constitutes calculation means and discharge means.
このような構成の尿量測定装置1によれば、測定容器2に尿10が入れられると、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによってコンデンサが構成され、このコンデンサの静電容量Cは、測定容器2に入れられる尿10の量によって異なるものとなる。そして、検出部5によって、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量Cが検出され、制御部6のマイコン62によって、検出部5により検出された静電容量Cから、測定容器2に入れられている尿10の量が算出される。つまり、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量Cに基いて、測定容器2に入れられている尿10の量が測定される。このような構成により、大掛かりにならず、また、低コスト化を図ることができる尿量測定装置1を実現できる。   According to the urine volume measuring apparatus 1 having such a configuration, when the urine 10 is put into the measurement container 2, the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4 constitute a capacitor, and the electrostatic capacity of the capacitor The capacity C varies depending on the amount of urine 10 put in the measurement container 2. The detection unit 5 detects the capacitance C of the capacitor formed by the urine 10 placed in the measurement container 2 and the measurement terminal 4, and is detected by the detection unit 5 by the microcomputer 62 of the control unit 6. From the capacitance C, the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 is calculated. That is, the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 is measured based on the capacitance C of the capacitor constituted by the urine 10 contained in the measurement container 2 and the measurement terminal 4. With such a configuration, it is possible to realize the urine volume measuring device 1 that is not large and can be reduced in cost.
しかも、測定端子4の銅箔42a、42bに電圧を印加した後、銅箔42a、42bに蓄積された電荷を放電させて、銅箔42a、42bに蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間Tを計測することにより、測定容器2に入れられた尿10と測定端子4とによって構成されるコンデンサの静電容量Cを、簡単な構成によって検出することができ、より低コスト化を図ることができる尿量測定装置1を実現できる。   In addition, after applying a voltage to the copper foils 42a and 42b of the measurement terminal 4, it is necessary to discharge the charges accumulated in the copper foils 42a and 42b and to discharge the charges accumulated in the copper foils 42a and 42b. By measuring the discharge time T, the capacitance C of the capacitor formed by the urine 10 and the measurement terminal 4 placed in the measurement container 2 can be detected with a simple configuration, thereby further reducing the cost. The urine volume measuring device 1 that can be realized can be realized.
また、誘電体から成るフィルム基板41と、フィルム基板41の表面に設けられた導電体である1対の銅箔42a、42bと、1対の銅箔42a、42bの表面を被覆する誘電体から成る表面レジスト43とによって、測定端子4を安価に作成することができ、より低コスト化を図ることができる尿量測定装置1を実現できる。しかも、測定端子4を安価に作製することができるため、衛生面を考慮して、測定端子4を使い捨てにすることもできる。   Also, a film substrate 41 made of a dielectric, a pair of copper foils 42a and 42b, which are conductors provided on the surface of the film substrate 41, and a dielectric covering the surface of the pair of copper foils 42a and 42b With the surface resist 43 formed, the measurement terminal 4 can be produced at low cost, and the urine volume measuring device 1 capable of further reducing the cost can be realized. Moreover, since the measurement terminal 4 can be manufactured at a low cost, the measurement terminal 4 can be made disposable in consideration of hygiene.
また、検出部5により検出した静電容量Cと測定容器2に入れられている尿10の量との対応関係を示す換算テーブルを記憶しておき、その換算テーブルに基いて尿10の量を算出することにより、尿10の量をより正確に測定することができる。   In addition, a conversion table indicating the correspondence between the capacitance C detected by the detection unit 5 and the amount of urine 10 contained in the measurement container 2 is stored, and the amount of urine 10 is calculated based on the conversion table. By calculating, the amount of urine 10 can be measured more accurately.
また、定期的に、電磁弁3を開いて、測定容器2に入れられている尿10を測定容器2の排出口2oから排出させることにより、測定容器2に定期的に又は不定期に尿10が入れられる場合であっても、測定容器2から尿10が溢れ出す事態を生じることがなく、測定容器2に定期的に又は不定期に入れられる尿10の量を正確に測定することができる。   Further, by periodically opening the electromagnetic valve 3 and discharging the urine 10 contained in the measurement container 2 from the discharge port 2o of the measurement container 2, the urine 10 is periodically or irregularly discharged into the measurement container 2. Even when the urine 10 is put in, the urine 10 does not overflow from the measurement container 2, and the amount of the urine 10 that is regularly or irregularly placed in the measurement container 2 can be accurately measured. .
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、測定容器に入れられた尿と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量に代えて、コンデンサの静電容量に対応する静電容量対応値(コンデンサに蓄積された電荷量、コンデンサの充電時間、コンデンサの放電時間等)を検出し、その静電容量対応値から、尿の量を算出するようにしてもよい。   In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, instead of the capacitance of the capacitor constituted by the urine placed in the measurement container and the measurement terminal, the capacitance corresponding value corresponding to the capacitance of the capacitor (the amount of charge accumulated in the capacitor, the capacitance of the capacitor The charging time, the discharging time of the capacitor, etc.) may be detected, and the amount of urine may be calculated from the capacitance corresponding value.
また、測定端子は、導電体の表面を誘電体で覆ったものであれば、どのような構成のものであってもよい。但し、測定容器に入れられた尿と測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又は静電容量対応値の検出精度を高めるために、測定端子の導電体の表面積は、大きい方が望ましく、また、測定端子の導電体の表面を覆う誘電体(上記実施形態では表面レジスト)は、薄い方が望ましい。   Further, the measurement terminal may have any configuration as long as the surface of the conductor is covered with a dielectric. However, in order to increase the detection accuracy of the capacitance of the capacitor constituted by the urine placed in the measurement container and the measurement terminal or the capacitance-corresponding value, it is desirable that the surface area of the conductor of the measurement terminal is large, In addition, it is desirable that the dielectric covering the surface of the conductor of the measurement terminal (surface resist in the above embodiment) is thinner.
また、定期的に電磁弁を開いて測定容器から尿を排出させることに代えて、所定量以上の尿量が算出される度に電磁弁を開いて測定容器から尿を排出させるようにしてもよい。また、測定する尿量は、体積であってもよいし、液位(所定の基準位置からの液面の高さ)であってもよい。また、本発明は、尿量測定装置に限られず、尿以外の電解液の液量を測定する液量測定装置にも適用可能である。   Instead of opening the solenoid valve periodically to discharge urine from the measurement container, the solenoid valve is opened to discharge urine from the measurement container every time a urine amount equal to or greater than a predetermined amount is calculated. Good. Further, the volume of urine to be measured may be a volume or a liquid level (a liquid level from a predetermined reference position). Further, the present invention is not limited to a urine volume measuring device, but can be applied to a liquid volume measuring device that measures the volume of an electrolyte other than urine.
本発明の一実施形態に係る尿量測定装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a urine volume measuring device according to an embodiment of the present invention. (a)は同尿量測定装置の測定端子の構成の平面図、(b)は同横断面図、(c)は同縦断面図。(A) is a top view of the structure of the measurement terminal of the urine volume measuring device, (b) is the transverse cross-sectional view, and (c) is the longitudinal cross-sectional view. (a)は同尿量測定装置の測定容器に尿が入れられている状態での測定端子の側面側から見た断面図、(b)は同測定端子の正面側から見た断面図、(c)は尿と測定端子とによって構成されるコンデンサを電気回路的に示す図。(A) is a cross-sectional view seen from the side of the measurement terminal in a state where urine is put in the measurement container of the urine volume measuring device, (b) is a cross-sectional view seen from the front side of the measurement terminal, c) An electric circuit diagram of a capacitor composed of urine and measurement terminals. 同尿量測定装置の検出部及び制御部の電気的ブロック構成図。The electrical block block diagram of the detection part and control part of the urine volume measuring device. 同尿量測定装置の測定端子に蓄積された電荷が放電されるときの測定ラインの電圧変化を示す図。The figure which shows the voltage change of a measurement line when the electric charge accumulate | stored in the measurement terminal of the urine volume measuring device is discharged.
符号の説明Explanation of symbols
1 尿量測定装置(液量測定装置)
2 測定容器
2o 排出口
3 電磁弁
4 測定端子
5 検出部
6 制御部
7 カテーテル
7o 尿導出口
8a、8b リード線
10 尿
11a、11b コンデンサ
41 フィルム基板(誘電体)
42a、42b 銅箔(導電体)
43 表面レジスト(誘電体)
49 接続部
50a、50b 測定ライン
51 電源接続スイッチ
52 グランド接続スイッチ
53 抵抗
54 電圧値弁別部
55 放電時間計測部
56 静電容量算出部
57 検出制御部
59 電源ライン
61 メモリ(換算テーブル記憶手段)
62 マイコン(算出手段、排出手段)
1 Urine volume measuring device (liquid volume measuring device)
2 Measurement container 2o Discharge port 3 Solenoid valve 4 Measurement terminal 5 Detection unit 6 Control unit 7 Catheter 7o Urine outlet 8a, 8b Lead wire 10 Urine 11a, 11b Capacitor 41 Film substrate (dielectric)
42a, 42b Copper foil (conductor)
43 Surface resist (dielectric)
49 connection unit 50a, 50b measurement line 51 power connection switch 52 ground connection switch 53 resistance 54 voltage value discrimination unit 55 discharge time measurement unit 56 capacitance calculation unit 57 detection control unit 59 power supply line 61 memory (conversion table storage means)
62 Microcomputer (calculation means, discharge means)

Claims (5)

  1. 電解液の液量を測定する液量測定装置であって、
    電解液が入れられる測定容器と、
    前記測定容器の中に設置され、前記測定容器の中に入れられた電解液に少なくとも一部が浸される、導電体の表面を誘電体で覆った測定端子と、
    前記測定容器に入れられた電解液と前記測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又はその静電容量に対応する静電容量対応値を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値から、前記測定容器に入れられている電解液の液量を算出する算出手段とを備える、
    ことを特徴とする液量測定装置。
    A liquid volume measuring device for measuring the volume of an electrolyte solution,
    A measurement container in which an electrolyte solution can be placed;
    A measurement terminal that is installed in the measurement container and is at least partially immersed in an electrolyte solution placed in the measurement container, the surface of the conductor covered with a dielectric;
    Detecting means for detecting a capacitance of a capacitor constituted by the electrolytic solution placed in the measurement container and the measurement terminal or a capacitance corresponding value corresponding to the capacitance;
    Calculation means for calculating the amount of the electrolyte solution contained in the measurement container from the capacitance detected by the detection means or a capacitance corresponding value;
    An apparatus for measuring the amount of liquid.
  2. 前記検出手段は、前記測定端子の導電体に所定の電圧を印加した後、前記測定端子の導電体に蓄積された電荷を放電させて、前記測定端子の導電体に蓄積された電荷が放電されるのに要する放電時間に基いて、前記測定容器に入れられた電解液と前記測定端子とによって構成されるコンデンサの静電容量又はその静電容量に対応する静電容量対応値を検出する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液量測定装置。
    The detecting means applies a predetermined voltage to the conductor of the measurement terminal and then discharges the charge accumulated in the conductor of the measurement terminal, so that the charge accumulated in the conductor of the measurement terminal is discharged. Detecting a capacitance of a capacitor constituted by the electrolytic solution placed in the measurement container and the measurement terminal or a capacitance corresponding value corresponding to the capacitance based on a discharge time required for
    The liquid quantity measuring device according to claim 1.
  3. 前記測定端子は、誘電体から成るフィルム基板と、前記フィルム基板の表面に設けられた導電体である1対の銅箔と、前記1対の銅箔の表面を被覆する誘電体から成る表面レジストとを有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液量測定装置。
    The measurement terminal includes a film substrate made of a dielectric, a pair of copper foils as conductors provided on the surface of the film substrate, and a surface resist made of a dielectric covering the surfaces of the pair of copper foils. And having
    The liquid quantity measuring device according to claim 1.
  4. 前記検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値と前記測定容器に入れられている電解液の液量との対応関係を示す換算テーブルを記憶した換算テーブル記憶手段をさらに備え、
    前記算出手段は、前記換算テーブル記憶手段に記憶している換算テーブルに基いて、前記検出手段により検出した静電容量又は静電容量対応値から、前記測定容器に入れられている電解液の液量を算出する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液量測定装置。
    A conversion table storage unit that stores a conversion table indicating a correspondence relationship between the capacitance detected by the detection unit or a capacitance-corresponding value and the amount of the electrolyte contained in the measurement container;
    The calculation means is based on the conversion table stored in the conversion table storage means, and the capacitance of the electrolytic solution contained in the measurement container from the capacitance or the capacitance corresponding value detected by the detection means. Calculate the quantity,
    The liquid quantity measuring device according to claim 1.
  5. 前記測定容器は、該測定容器の底部に、電解液を排出するための排出口を有し、
    前記排出口を開閉する電磁弁と、
    前記電磁弁を開いて、前記測定容器に入れられている電解液を前記排出口から排出させる排出手段とをさらに備え、
    前記排出手段は、定期的に、又は、前記算出手段により所定量以上の液量が算出される度に、前記電磁弁を開いて、前記測定容器に入れられている電解液を前記排出口から排出させる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液量測定装置。
    The measurement container has a discharge port for discharging the electrolyte solution at the bottom of the measurement container,
    A solenoid valve for opening and closing the outlet;
    A discharge means for opening the electromagnetic valve and discharging the electrolyte contained in the measurement container from the discharge port;
    The discharge means opens the electromagnetic valve periodically or whenever the calculation means calculates a liquid amount equal to or greater than a predetermined amount, and allows the electrolyte solution contained in the measurement container to be discharged from the discharge port. Drain,
    The liquid quantity measuring device according to claim 1.
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