JP6806294B2 - Liquid detection sensor and liquid detection device - Google Patents
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Description
この発明は、例えばおむつなどに装着され、失禁による排尿などの状態を検知する無線タグによる液体検知センサと、この液体検知センサの状態を検知する液体検知装置に関する。 The present invention relates to a liquid detection sensor using a wireless tag that is attached to, for example, a diaper and detects a state such as urination due to incontinence, and a liquid detection device that detects the state of the liquid detection sensor.
近年の高齢化の進展に伴い、おむつを必要とする被介護者が増大している。特に認知症などの発症に伴い、被介護者が介護者との間で満足な意思疎通が図れないなどの理由により、尿意を介護者に伝えられない状況も増大している。このような状況下おいては、予め定められた時刻もしくは一定時間ごとに、おむつを交換する必要がある。
しかしながら、おむつの交換直後において被介護者が失禁をする場合もあり、この状態のまま時間が経過すると排尿等による匂いが充満したり、これが重なるうちに被介護者に、いわゆるおむつかぶれを発症させる場合も生ずる。
With the progress of aging in recent years, the number of care recipients who need diapers is increasing. In particular, with the onset of dementia and the like, the situation in which the care recipient cannot convey the urinary intention to the caregiver is increasing due to reasons such as the inability to achieve satisfactory communication with the caregiver. Under such circumstances, it is necessary to change the diaper at a predetermined time or at regular intervals.
However, the care recipient may incontinence immediately after changing the diaper, and if time elapses in this state, the odor due to urination or the like may fill up, or the care recipient may develop so-called diaper rash while this overlaps. Sometimes it happens.
また、介護者にとっても、おむつを開けなれば状態を把握することができないので、失禁をしていない被介護者のおむつを開けて、また付け直すことが発生することになる。
したがって介護者に不要な労力が発生し、さらに被介護者の睡眠等を妨害することにもなる。このために、介護者がおむつを開けなくても、失禁を検知することができる失禁検知センサが提案されている。
In addition, since the caregiver cannot grasp the condition if the diaper is opened, the diaper of the care recipient who is not incontinent must be opened and put on again.
Therefore, unnecessary labor is generated for the caregiver, and further, the sleep of the care recipient is disturbed. For this reason, an incontinence detection sensor that can detect incontinence without the caregiver opening the diaper has been proposed.
従来の失禁検知センサとしては、例えば特許文献1に開示されているように、コイルとコンデンサの組み合わせにより特定の周波数に対して共振特性を有する共振回路を用いたものが提案されている。
この共振回路としては、銅もしくはアルミニウムなどの金属をエッチング処理により作成したものが用いられており、前記コンデンサを形成する一対の電極間に配置された誘電体が、例えば尿を吸水したか否かを検知するように構成されている。
As a conventional incontinence detection sensor, for example, as disclosed in
As this resonance circuit, a metal such as copper or aluminum produced by etching is used, and whether or not the dielectric arranged between the pair of electrodes forming the capacitor has absorbed, for example, urine. Is configured to detect.
すなわち、前記誘電体が尿を吸水したことによる比誘電率の増大により、共振周波数が低下するのを検知装置(リーダ)側で検知する構成が採用されている。
そして、前記した失禁検知センサは、水洗いして乾燥させることにより、再利用が可能であることを、特許文献1において特徴点として挙げている。
That is, a configuration is adopted in which the detection device (reader) side detects that the resonance frequency decreases due to the increase in the relative permittivity due to the dielectric absorbing water in urine.
The feature of
また従来の失禁検知センサとして、パッシブ型のRFIDタグを用いたものが、特許文献2に開示されている。このRFIDタグにはICチップが搭載され、RFIDタグに例えば尿が付着することで、タグのアンテナコイルにおけるインダクタンスが変動するのを検知装置(リーダ)側で検知する構成が採用されている。
Further, as a conventional incontinence detection sensor, a sensor using a passive RFID tag is disclosed in
加えて特許文献2には、このRFIDタグを利用して、被介護者の複数回の失禁を時間経過と共に監視できるようにするために、一度RFIDタグに浸透して付着した尿を、タグから直ちに排出できるように工夫したRFIDタグを包むパッケージの形態も開示している。
In addition, in
前記した特許文献1に開示された失禁検知センサは、誘電体の水分による誘電率変化を用いるので周波数変化の安定性が悪いという技術的な課題がある。また、特許文献2に開示された失禁検知センサは、いずれも再利用が可能となるようにするため、ICチップを装着しセンサとしての単価は高価なものとなる。そのために、センサをその都度使い捨てにすることはできず、必然的に再利用せざるを得ないものとなる。
The incontinence detection sensor disclosed in
そこで本件出願人は、昨今において注目されているプリンテッドエレクトロニクス製造技術を応用し、可撓性のフィルム上に、導電性インキを用いて塗布もしくは印刷によりコイルならびにコンデンサを含む共振回路を搭載した液体検知センサについて、先に提案をしており、これは特許文献3に開示されている。
これによると、ICチップを搭載したセンサに比較して、格段に安価な液体検知センサを提供することができ、この液体検知センサを例えばおむつに装着することで、失禁検知センサとして好適に利用することができ、しかもその都度使い捨てとする運用形態を採用することができる。
Therefore, the Applicant applied the printed electronics manufacturing technology, which has been attracting attention in recent years, to a liquid in which a resonance circuit including a coil and a capacitor is mounted on a flexible film by coating or printing with a conductive ink. The detection sensor has been proposed earlier, and this is disclosed in
According to this, it is possible to provide a liquid detection sensor that is much cheaper than a sensor equipped with an IC chip, and by attaching this liquid detection sensor to, for example, a diaper, it is suitably used as an incontinence detection sensor. Moreover, it is possible to adopt an operation mode in which the product is disposable each time.
ところで、本件出願人が先に特許出願をした特許文献3に開示された液体検知センサは、これをおむつに装着することで、失禁による尿等の水分を受けて、印刷されたコンデンサおよびコイル導体による共振回路が壊されることに着目している。すなわち、センサの前記共振回路が動作不能になされることで、失禁の状態を検知するものである。
By the way, the liquid detection sensor disclosed in
しかしながら前記した共振回路は、フィルム基材上において比較的小さな面積において形成することができるので、この液体検知センサをおむつに装着した場合に、必ずしもセンサの主要部分に尿等の水分が触れるとは限らない。またおむつの濡れる場所に男女差があるなど、実用面においてセンサとしての信頼性に欠ける問題が浮上している。 However, since the resonance circuit described above can be formed in a relatively small area on the film substrate, when the liquid detection sensor is attached to a diaper, it is not always the case that water such as urine comes into contact with the main part of the sensor. Not exclusively. In addition, there is a problem that the reliability as a sensor is lacking in practical use, such as the difference between men and women in the place where the diaper gets wet.
そこで、失禁の検知精度を上げるために、前記共振回路における例えばコイルの導体部分の面積を大きく形成することが考えられる。しかしこの場合には、おむつへの装着時におけるアンテナ(コイル導体部分)が曲がりなどの影響を大きく受けて共振周波数にずれが発生し、センサからの情報を取得するリーダ側の検知機能(情報の読み取り機能)が低下するという別の問題が招来されることになる。 Therefore, in order to improve the detection accuracy of incontinence, it is conceivable to form a large area of, for example, the conductor portion of the coil in the resonance circuit. However, in this case, the antenna (coil conductor part) when attached to the diaper is greatly affected by bending, etc., causing a deviation in the resonance frequency, and the detection function (information information) on the reader side that acquires information from the sensor. Another problem is that the reading function) is reduced.
この発明は、前記した実用上の問題点ならびに技術的な観点に基づいてなされたものであり、例えばおむつに装着して失禁の検知機能を向上させるために、広い面積をカバーすることができる引き回し配線を備えることで、センサとしての信頼性を向上させた液体検知センサを提供することを課題とするものである。
また、液体検知センサからの情報を取得するリーダにおいては、ベッド上の被介護者の存在(おむつの存在)および失禁状態か否かの検証も行うことが可能であり、介護者および被介護者の双方において、その扱いに負担の少ない液体検知装置を提供することを課題とするものである。
The present invention has been made based on the above-mentioned practical problems and technical viewpoints, and is a routing capable of covering a large area, for example, in order to be attached to a diaper to improve the incontinence detection function. An object of the present invention is to provide a liquid detection sensor having improved reliability as a sensor by providing wiring.
In addition, the reader that acquires information from the liquid detection sensor can also verify the existence of the care recipient on the bed (presence of diapers) and whether or not it is incontinent, and the caregiver and the care recipient can also be verified. In both cases, it is an object to provide a liquid detection device that is less burdensome to handle.
前記した課題を達成するためになされたこの発明に係る液体検知センサの基本構成は、可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材面上にコンデンサおよびコイル導体とが形成されると共に、隣接して配置された前記コンデンサとコイル導体との間において両者を接続する配線が、前記基材面上に導電性インキを用いて塗布もしくは印刷により長く引き回された共振回路が形成され、かつ前記基材と前記引き回し配線との間には、水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、前記引き回し配線を切断する配線破壊層が配置される。 The basic configuration of the liquid detection sensor according to the present invention made to achieve the above-mentioned problems is that a flexible sheet-like film is used as a base material, and a capacitor and a coil conductor are formed on the base material surface. A resonance circuit is formed in which the wiring connecting the capacitor and the coil conductor, which are arranged adjacent to each other, is laid on the surface of the base material for a long time by coating or printing with conductive ink. Further, between the base material and the routing wiring, a wiring breaking layer that cuts the routing wiring by expanding with moisture or by dissolving with moisture is arranged.
そして、この発明に係る液体検知センサのより好ましい構成によると、可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材面上にコンデンサおよびコイル導体とが形成されると共に、隣接して配置された前記コンデンサとコイル導体との間において両者を接続する2本の配線が、前記基材面上に前記コンデンサとコイル導体と共に、導電性インキを用いて塗布もしくは印刷により施されることで共振回路が形成され、前記2本の配線のうちの一方が、前記コンデンサを形成する第1電極と、渦巻状に形成されたコイル導体の一方の端部を接続する引き回し配線であり、前記2本の配線のうちの他方が、前記コンデンサを形成する第2電極と、前記コイル導体の他方の端部を接続するバイパス線であり、前記引き回し配線の基材面上における長さ寸法が、長方形コイル導体の長辺の長さ寸法もしくは円形状コイル導体の直径よりも大きく成形され、かつ前記基材と前記引き回し配線との間には、水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、前記引き回し配線を切断する配線破壊層が配置されると共に、前記引き回し配線は、折り返し先端部において往路配線と復路配線とを接続した一本の導体配線により形成され、前記往路配線と復路配線が、前記基材面上において隣接した状態で配置される。 Then, according to a more preferable configuration of the liquid detection sensor according to the present invention, a capacitor and a coil conductor are formed on the surface of the base material using a flexible sheet-like film as a base material, and are arranged adjacent to each other. A resonance circuit is formed by applying or printing two wires connecting the capacitor and the coil conductor on the base material surface together with the capacitor and the coil conductor using conductive ink. Is formed , and one of the two wirings is a routing wiring that connects the first electrode forming the capacitor and one end of the coil conductor formed in a spiral shape. The other of the wirings is a bypass wire connecting the second electrode forming the capacitor and the other end of the coil conductor, and the length dimension of the routing wiring on the substrate surface is a rectangular coil conductor. It is formed larger than the length of the long side of the conductor or the diameter of the circular coil conductor, and it expands with moisture or dissolves with moisture between the base material and the routing wiring. As a result, a wiring destruction layer that cuts the routing wiring is arranged, and the routing wiring is formed by a single conductor wiring that connects the outward wiring and the return wiring at the folded-back tip portion, and the outward wiring and the return wiring are formed. The wires are arranged adjacent to each other on the substrate surface .
そして、この発明に係る液体検知センサは、望ましくは水分を含んで膨張もしくは溶解する前記配線破壊層が、前記引き回し配線の長手方向に沿った複数か所において、前記引き回し配線の長手方向に交差するようにして配置される。 Then, in the liquid detection sensor according to the present invention, the wiring breaking layer that expands or dissolves, preferably containing water, intersects the routing wiring in the longitudinal direction at a plurality of locations along the longitudinal direction of the routing wiring. It is arranged in this way.
さらに、水分を含んで膨張する前記配線破壊層には、好ましくはポリアクリル酸ナトリウムが用いられ、水分を含んで溶解する前記配線破壊層には、好ましくは比較的重合度が小さいポリアクリル酸や、ポリビニルアルコールが用いられる。 Further, sodium polyacrylate is preferably used for the wiring breaking layer that expands with water, and polyacrylic acid having a relatively low degree of polymerization is preferably used for the wiring breaking layer that dissolves with water. , Polyvinyl alcohol is used.
一方、前記した課題を達成するためになされたこの発明に係る液体検知装置の一つの好ましい形態は、前記した液体検知センサを検査対象に取り付けた状態で、前記液体検知センサの状態を非接触で検知する液体検知装置であって、前記液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化を検知することで、前記検査対象における液体による濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段とが備えられる。 On the other hand, one preferable form of the liquid detection device according to the present invention made to achieve the above-mentioned problems is that the state of the liquid detection sensor is non-contacted with the above-mentioned liquid detection sensor attached to an inspection target. A liquid detection device for detecting, a detection radio wave emitting means for sweeping and emitting a detection radio wave frequency from the liquid detection sensor, and the detection radio wave emitting means when the resonance frequency of the liquid detection sensor is matched. By detecting the change in the transmission side current in the above, a discriminating means for discriminating the wet or dry state due to the liquid in the inspection target is provided.
また、この発明に係る液体検知装置の他の一つの好ましい形態は、前記した液体検知センサを第1液体検知センサとして検査対象に取り付け、前記第1液体検知センサの共振周波数とは異なる共振周波数を有する共振回路を備えると共に、水分によって共振回路が破壊されない第2液体検知センサを検査対象にさらに取り付けた状態で、前記第1液体検知センサおよび第2液体検知センサの状態を非接触で検知する液体検知装置であって、前記第1液体検知センサおよび第2液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記第1液体検知センサおよび第2液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化をそれぞれ検知することで、前記検査対象の有無および前記検査対象の液体による濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段とが備えられる。 Further, in another preferred embodiment of the liquid detection device according to the present invention, the above-mentioned liquid detection sensor is attached to an inspection target as a first liquid detection sensor, and a resonance frequency different from the resonance frequency of the first liquid detection sensor is set. A liquid that non-contactly detects the states of the first liquid detection sensor and the second liquid detection sensor with a second liquid detection sensor that is provided with a resonance circuit and whose resonance circuit is not destroyed by moisture. A detection device that sweeps the frequency of the detection radio wave and emits the first liquid detection sensor and the second liquid detection sensor, and the first liquid detection sensor and the second liquid detection sensor. By detecting changes in the transmitting side current in the detected radio wave emitting means when the resonance frequency of the above is matched, there is provided with a discriminating means for discriminating the presence or absence of the inspection target and the wet or dry state due to the liquid of the inspection target. Be done.
前記したこの発明に係る液体検知センサによると、可撓性のシート状フィルム基材にコンデンサおよびコイル導体が形成され、前記コンデンサとコイル導体の両者を接続する配線が、導電性インキにより前記フィルム基材上に長く引き回された共振回路が形成される。そして、前記基材と引き回し配線との間には、水分を含んで膨張もしくは溶解する配線破壊層を配置した構成が採用される。
この構成によると、広い面積をカバーする引き回し配線を備えることができるので、共振周波数にずれを生じさせることなく、液体検知の信頼性を向上させた液体検知センサを提供することができる。
According to the liquid detection sensor according to the present invention described above, a capacitor and a coil conductor are formed on a flexible sheet-like film base material, and the wiring connecting both the capacitor and the coil conductor is based on the film with conductive ink. A long-running resonant circuit is formed on the material. Then, a configuration is adopted in which a wiring breaking layer that expands or dissolves by containing water is arranged between the base material and the routing wiring.
According to this configuration, since the routing wiring covering a wide area can be provided, it is possible to provide a liquid detection sensor having improved reliability of liquid detection without causing a deviation in the resonance frequency.
一方、前記した液体検知センサを、検査対象としてのおむつに取り付けることにより、前記液体検知センサを失禁検知センサとして利用することができる。
その液体検知装置の好ましい第1の形態によれば、おむつに取り付けた液体検知センサに対して検知電波を送信する送信側の電流変化の有無によって、おむつが乾燥状態にあるか濡れ状態であるかを確実に判別することができる。
On the other hand, by attaching the liquid detection sensor to a diaper to be inspected, the liquid detection sensor can be used as an incontinence detection sensor.
According to the preferred first mode of the liquid detection device, whether the diaper is in a dry state or a wet state depending on the presence or absence of a change in the current on the transmitting side that transmits the detection radio wave to the liquid detection sensor attached to the diaper. Can be reliably determined.
また、液体検知装置の好ましい第2の形態によれば、液体によって引き回し配線が破壊される前記した液体検知センサを第1液体検知センサとし、第1液体検知センサとは異なる共振周波数の共振回路を備えて、水分によって共振回路が破壊されない第2液体検知センサを検査対象としてのおむつに取り付けることにより、検査対象としてのおむつの有無(被介護者がベッド上に居るか否かの判断)およびおむつが乾燥状態にあるか濡れ状態であるかを確実に判別することができる。 Further, according to a preferred second mode of the liquid detection device, the above-mentioned liquid detection sensor in which the wiring is broken by the liquid is used as the first liquid detection sensor, and a resonance circuit having a resonance frequency different from that of the first liquid detection sensor is provided. In preparation, by attaching a second liquid detection sensor whose resonance circuit is not destroyed by moisture to the diaper to be inspected, the presence or absence of the diaper to be inspected (determination of whether the care recipient is on the bed) and the diaper Can be reliably determined whether is in a dry state or a wet state.
この発明に係る液体検知センサおよび液体検知装置について、これを介護施設における失禁検知装置として利用した場合を例にして説明する。
図1に示すように、介護施設における被介護者のベッド1には、リーダ11がベッドごとに個別に設置され、このリーダ11から伸びるアンテナ12が、例えばベッド1とベッド上の敷き布団との間、もしくはベッド1の裏面側に取り付けられる。
The liquid detection sensor and the liquid detection device according to the present invention will be described by taking as an example a case where the liquid detection sensor and the liquid detection device are used as an incontinence detection device in a nursing facility.
As shown in FIG. 1, a leader 11 is individually installed for each bed in the
図2に示すようにベッド1上の被介護者2にはおむつ3が装着され、このおむつ3内には液体検知センサとしての失禁検知センサ21(以下、単に検知センサとも言う。)が収容されている。
この検知センサ21には、後で詳細に説明するが、コンデンサC1およびコイルL1とにより形成された共振回路が搭載されている。そして、この共振回路が前記リーダ11に接続されたアンテナ12から出射される検知電波に応答するか否かにより、被介護者2のおむつ3の状態、すなわち乾燥状態かもしくは濡れた状態かを前記リーダ11において検知するように作用する。
As shown in FIG. 2, a
The
前記リーダ11において、被介護者2のおむつ3が濡れた状態であることを検知した場合には、図1に示すように前記リーダ11より、介護施設の監視センターに設置されたホストコンピュータ5に対して、例えば無線LANを利用してその情報がベッドのアドレスコードと共に伝送される。なお図1に示す符号6は、監視センター側に設置された無線LANの送受信装置を示している。
また、ホストコンピュータ5は、設定されたプログラムにしたがって、介護者7が所持する携帯型受信装置8に対して、無線LANの送受信装置6を利用して情報を伝達するように動作する。
When the reader 11 detects that the
Further, the
図3は、検知センサ21とリーダ11とを含む失禁検知装置16の全体構成を示したブロック図である。
被介護者に装着されたおむつ3内には、前記した検知センサ21が装着されており、被介護者のベッドには前記したとおり、リーダ11に接続されたアンテナ12が配置されている。なお、リーダ11には前記アンテナ12に対して検知電波を送信するための検知電波送信装置13と、検知電波送信装置13に接続された判別装置14とが備えられている。前記判別装置14は検知電波送信装置13における送信側電流の変化を検知することでおむつ3に装着された検知センサ21の状態を判別するものであり、その詳細な説明は後述する。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the
The
図4および図5は、この発明に利用される液体検知センサ21の第1の例を説明するものである。
この液体検知センサ21は、可撓性のシート状フィルムを基材として、当該基材上に導電性インキを用いて、コンデンサC1とコイルL1、およびその両者を接続して共振回路を形成する引き回し配線とが形成される。
またこの実施の形態においては、導体を形成する導電性インキと共に、コンデンサC1には誘電体、また引き回し配線に交差するようにして水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、引き回し配線を切断する配線破壊層が成膜される。
4 and 5 show a first example of the
The
Further, in this embodiment, the capacitor C1 is expanded by containing moisture so as to intersect the dielectric and the routing wiring together with the conductive ink forming the conductor, or is dissolved by containing moisture. Then, a wiring breakage layer that cuts the routing wiring is formed.
そして前記した導電性インキ、誘電体層、配線破壊層の成膜材料は適当な溶剤に溶かすことにより、またゲル化させるなどで液体状にすることにより、塗布法やスクリーン印刷もしくはインクジェットなどの印刷手法を利用して、基材上に任意の形状に成膜することができる。
また異種の材料を積層して構成することができるので、これから説明するLC共振回路以外に、各種のデバイスを平面的にまたは厚さ方向に形成することも可能となる。
Then, the film-forming materials of the conductive ink, the dielectric layer, and the wiring breaking layer described above are dissolved in an appropriate solvent and made into a liquid by gelling or the like, so that a coating method, screen printing, or printing such as an inkjet can be performed. The technique can be used to form a film on the substrate in any shape.
Further, since different materials can be laminated to form a structure, various devices can be formed in a plane or in a thickness direction in addition to the LC resonance circuit described below.
図4(A)は、フィルム基材22上に、導電性インキを用いてコンデンサC1の第1電極(下部電極)23を印刷により成膜した例を示している。この例においてはコンデンサC1の下部電極23は櫛歯状に形成されている。そして櫛歯状の下部電極23を接続する導体が、フィルム基材22の中央方向に向かって伸ばされており、その導体端部23aが後述する引き回し配線に接続される。
また前記第1電極(下部電極)23の成膜と同時に、バイパス線24も導電性インキによって印刷により成膜される。このバイパス線24はコンデンサC1の後述する上部電極とコイルL1の内側端部を接続する機能を果たす。
FIG. 4A shows an example in which the first electrode (lower electrode) 23 of the capacitor C1 is formed by printing on the
Further, at the same time as the film formation of the first electrode (lower electrode) 23, the
図4(B)は、前記したコンデンサC1の第1電極(下部電極)23の上に重ねて印刷されるコンデンサC1の誘電体層25および配線破壊層26等のパターンを示すものである。なお図4(B)においては図面が繁雑になるために、先に印刷したコンデンサC1の下部電極23およびバイパス線24は、図示を省略している。
FIG. 4B shows a pattern of the
水分を含んで膨張もしくは溶解する配線破壊層26は、それぞれ短冊状に成膜されてフィルム基材22の上半部における広い面積を占めるようにして矩形状に配列されている。
これらの短冊状に成膜された各配線破壊層26は、この配線破壊層26の上に重ねて成膜される後述する引き回し配線と交差するように配置される。
また絶縁層27が、前記したバイパス線24の一部を覆うようにして成膜される。この絶縁層27は前記バイパス線24と、後述するコイル導体とが短絡するのを防止する機能を果たす。
なお、前記した誘電体層25と配線破壊層26および絶縁層27は、同一材料を1回の印刷で形成しても良く、また別の材料を2回以上に別けて印刷しても良い。
The wiring breakage layers 26 that expand or dissolve by containing water are formed in strips and are arranged in a rectangular shape so as to occupy a large area in the upper half of the
Each of these strip-shaped film-deposited wiring breakage layers 26 is arranged so as to intersect the routing wiring described later, which is overlaid on the
Further, the insulating
The
図4(C)は、前記した誘電体層25の上面に成膜されるコンデンサC1の第2電極(上部電極)28、この上部電極28に前記したバイパス線24を介して接続される渦巻状のコイル導体29、および前記コイル導体29に直列に接続されて、短冊状に配列された前記配線破壊層26を横切るようにして、その上面に成膜される引き回し配線30のパターンを示している。
FIG. 4C shows a second electrode (upper electrode) 28 of the capacitor C1 formed on the upper surface of the
図4(C)に示したコンデンサC1の第2電極(上部電極)28、渦巻状のコイル導体29、引き回し配線30のパターンを、導電性インキの印刷により成膜することで、前記した下部電極23と上部電極28との間に誘電体層25が挿入されてコンデンサC1が形成される。さらにコンデンサC1と前記コイル導体29とは引き回し配線30により接続されて直列共振回路が形成される。これにより、図5に透視図で示した構成の液体検知センサ21を得ることができる。
By forming a pattern of the second electrode (upper electrode) 28 of the capacitor C1 shown in FIG. 4C, the
図5に示したように、この液体検知センサ21においては、前記引き回し配線30は、矩形状に形成されたループと、このループを前記コンデンサC1とコイルL1に接続する互いに平行に配列された接続線30a,30bより構成している。
そして、前記引き回し配線30の基材22面上における長さ寸法、すなわち図5に示す例においては、前記引き回し配線30の矩形状に形成されたループと、接続線30a,30bを含む全体の長さ寸法は、長方形状のコイル導体29の長辺の長さ寸法よりも大きく成形される。なお図5に示したコイル導体29はほぼ正方形に形成されており、この場合においては、前記したコイル導体29の長辺の長さ寸法は、正方形の一辺の長さ寸法と言うことになる。
As shown in FIG. 5, in the
Then, the length dimension of the
このように、引き回し配線30の長さ寸法を大きくとることで、実質的に液体検知面積を拡大することができ、これにより液体検知センサとしての検知範囲が広がることになる。それ故、液体検知センサとしての信頼性の向上に寄与することができる。
しかも、引き回し配線30の長さは、後述する共振回路のQ値の低下に多少の影響を与えるものの、共振周波数の変化に影響を与えるものではない。
なお、図5に示したコイル導体29は、前記したとおりほぼ正方形に形成されているが、このコイル導体29の外形形状は、例えば円形状に形成することもできる。この場合には、引き回し配線の長さ寸法は、円形状コイル導体の直径よりも大きく成形されることが望ましい。
By increasing the length dimension of the
Moreover, the length of the
The
前記したコンデンサC1とコイルL1を接続する引き回し配線30を備えた検知センサ21は、フィルム基材22と引き回し配線30との間に、配線破壊層26が引き回し配線30と交差するようにして成膜されている。
そして好ましい1つの形態においては、前記配線破壊層26として、水分を含んで膨張する膨張材料層が利用される。この膨張材料層を用いた検知センサ21によると、検知センサ21に水分が侵入した場合には、配線破壊層26としての膨張材料層は水分を含んで膨張し、この膨張作用により配線破壊層(膨張材料層)26に重ねて成膜された前記引き回し配線30を切断するように作用する。
In the
Then, in one preferable form, an expansion material layer that expands by containing water is used as the
また、好ましい他の1つの形態においては、前記配線破壊層26として、水分を含んで溶解する溶解材料層が利用される。この溶解材料層を用いた検知センサ21によると、検知センサ21に水分が侵入した場合には、配線破壊層26としての溶解材料層は水分を含んで溶解する。これにより配線破壊層(溶解材料層)26に重ねて成膜された前記引き回し配線30は、溶解材料層の溶解により効果的に切断される。
前記した水分により膨張もしくは溶解する配線破壊層26を利用することにより、検知センサ21のLC共振回路は機能を停止して、前記したリーダ11から投射される検知電波には反応しなくなる。
Further, in another preferable form, a dissolution material layer that contains and dissolves water is used as the
By utilizing the
前記した液体検知センサ21を構成するフィルム基材22としては、好ましくはPET(ポリエチレンテレフタレート)を用いることができる。このPETは導電性インキの密着性に優れ、低コストで入手し易く、さらに比較的成形性が良好であるという理由で好適に利用することができる。
また、前記導電性インキとしては、低温で導電性を有する銀ペースト、銀銅ナノペースト等が用いられる。
As the
Further, as the conductive ink, a silver paste, a silver copper nanopaste or the like having conductivity at a low temperature is used.
また、この実施の形態においては、コンデンサC1を構成する誘電体層25と配線破壊層26および絶縁層27とは、同一の素材を利用することができ、これらに前記した膨張材料を利用する場合には、例えばポリアクリル酸ナトリウムを好適に用いることができる。このポリアクリル酸ナトリウムを用いた高吸水性ポリマーによると、吸水により自重の数十倍に膨張する性質を有しており、したがって吸水により、導電性インキで成膜された前記引き回し配線30を確実に破断し、LC共振回路の機能を停止させることができる。
Further, in this embodiment, the same material can be used for the
また、配線破壊層26に前記した溶解材料を利用する場合には、低重合のポリアクリル酸、例えば分子量5000、あるいは25000 のポリアクリル酸、またPVA(ポリビニルアルコール)、でんぷんなども利用することができる。これらは、水に溶けやすく、したがって吸水により、導電性インキで成膜された引き回し配線30を確実に破断し、LC共振回路の機能を停止させることができる。
When the above-mentioned dissolved material is used for the
図6は、この発明に利用される液体検知センサ21の第2の例を示している。この液体検知センサ21においても、その成膜順序は図4に示した例と同様であるが、図6に示す例はコンデンサC1およびコイルL1を接続する引き回し配線として、折り返し先端部30eにおいて往路配線30cと復路配線30dを形成する実質的に一本の導体配線により形成されている。そして、前記往路配線30cと復路配線30dが、前記基材22面上において互いに平行に隣接した状態で配置されている。
FIG. 6 shows a second example of the
このように往路配線30cと復路配線30dを互いに平行に隣接(近接)させた状態で配置させると、同一か所で行き返り2本のいずれかで断線すればよいので検出能力がより向上する。このような引き回し配線の配列形態を採用することで、リーダ11側における検知能力を高い状態に保つことができる。
この図6に示す例においては、前記往路配線30cと復路配線30dはL字状に形成されて、配線破壊層26の上面に沿って成膜されている。しかし、このような形状はおむつの失禁で濡れやすい部分に配置するようにデザインすればよい。
When the outbound wiring 30c and the inbound wiring 30d are arranged in parallel with each other (close to each other) in this way, the detection ability can be further improved because the wiring can be broken at the same place by either of the two back and forth wires. By adopting such an arrangement form of the routing wiring, the detection ability on the reader 11 side can be maintained in a high state.
In the example shown in FIG. 6, the outbound wiring 30c and the inbound wiring 30d are formed in an L shape and are formed along the upper surface of the
そして、図6に示す例においても往路配線30cと復路配線30dによる引き回し配線の長さ寸法は、長方形状のコイル導体29の長辺の長さ寸法よりも大きく成形されており、このように、引き回し配線30の長さ寸法を大きくとることで、図5に示した例と同様に実質的に液体検知面積が拡大され、液体検知センサとしての信頼性の向上に寄与することができる。
なお、図5および図6に示した液体検知センサにおいては、図には示されていないが、前記基材22とコイルL1を形成する渦巻き状導体29との間にも、配線破壊層26を成膜することで、コイルL1の形成領域にも液体検知面積を拡大させることができる。
Further, also in the example shown in FIG. 6, the length dimension of the routing wiring by the outward wiring 30c and the return wiring 30d is formed to be larger than the length dimension of the long side of the
In the liquid detection sensors shown in FIGS. 5 and 6, although not shown in the figure, a
図7は、図5および図6に示した検知センサ21を無線タグとして利用して、リーダ11側において得られる検知センサの検知機能を説明するものである。
前記検知センサ21に形成されたLC共振回路は、例えば11MHz付近に共振特性を持たせたものが利用される。そして、図3に示したリーダ11の検知電波送信装置13は、13.56MHzを中心にして±数MHzの範囲で周波数がスイープする検知電波をアンテナ12に供給する。
したがって、ベッド1上の被介護者2のおむつ3に装着された検知センサ21は、ベッド1に敷設された前記アンテナ12より、周波数がスイープする電磁波を受けることになる。
FIG. 7 describes the detection function of the detection sensor obtained on the reader 11 side by using the
As the LC resonance circuit formed in the
Therefore, the
図7に示すグラフにおいては、周波数がスイープする電磁波による交流磁界の周波数fGと、この時の検知電波送信装置13からアンテナ12に供給される供給電流IGとの関係が示されている。なお図7における横軸は時間tを示している。
交流磁界の周波数fGがスイープし、検知センサ21のLC共振回路の共振周波数fR1に一致した場合(fG1=fR1)には、検知センサ21のLC共振回路が共鳴振動を発生する。これにより、アンテナ12は磁場に必要なエネルギーを供給するように作用し、アンテナ12への供給電流IGが増大する。
この状態は、リーダ11の検知電波送信装置13側における発振コイルの電圧の減少(dip)として捕らえることができ、図3に示す判別装置14において、このdipを検知することができる。
In the graph shown in FIG. 7, the relationship between the frequency fG of the alternating magnetic field due to the electromagnetic wave whose frequency sweeps and the supply current IG supplied from the detection radio wave transmitting device 13 to the antenna 12 at this time is shown. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the time t.
When the frequency fG of the AC magnetic field sweeps and matches the resonance frequency fR1 of the LC resonance circuit of the detection sensor 21 (fG1 = fR1), the LC resonance circuit of the
This state can be captured as a decrease in the voltage of the oscillating coil (dip) on the detection radio wave transmission device 13 side of the reader 11, and this dip can be detected by the
したがって、図7に示すように前記dipが検出される場合においては、検知センサ21のLC共振回路は動作していることが確認され、これはベッド1上の被介護者2のおむつ3は、乾燥状態であると判断することができる。
また、被介護者2のおむつ3が濡れた状態においては、前記した引き回し配線の少なくとも一部が破壊されて、LC共振回路は動作不能となるために、前記dipは検出されず、これにより被介護者2は失禁の状態であると判断することができる。
リーダ11が前記dipを検知しない場合には、図1に示したとおりリーダ11より、介護施設のホストコンピュータ5に対して、例えば無線LANを利用してその情報がベッドのアドレスコードと共に伝送される。
Therefore, as shown in FIG. 7, when the dip is detected, it is confirmed that the LC resonance circuit of the
Further, when the
When the reader 11 does not detect the dip, the information is transmitted from the reader 11 to the
ところで、図7に基づいて説明した第1の実施の形態においては、被介護者2がベッド1から離れた場合などにおいては、前記dipを検出することはできず、したがって被介護者2のおむつ3が濡れているのか、被介護者2がベッド1から離れているのかを判別することができない。
そこで、第2の実施の形態においては、水分によって一部が壊れる前記した検知センサを第1検知センサとして利用すると共に、第1検知センサの共振周波数とは異なる共振周波数を有し、水分によって共振回路が破壊されない第2検知センサを備えた液体検知装置が提供される。
By the way, in the first embodiment described with reference to FIG. 7, the dip cannot be detected when the
Therefore, in the second embodiment, the above-mentioned detection sensor whose part is partially destroyed by moisture is used as the first detection sensor, and has a resonance frequency different from the resonance frequency of the first detection sensor, and is resonated by moisture. A liquid detection device including a second detection sensor that does not break the circuit is provided.
すなわち、前記第1検知センサと第2検知センサとは、共におむつ3に装着されて、リーダ11は、それぞれの検知センサの共振周波数の有無を検知するように構成される。
この場合、前記第1検知センサと第2検知センサとは、1つのフィルム基材22上に構成されていてもよく、また単独に構成された2つの検知センサが個別におむつ3に装着されていてもよい。
That is, the first detection sensor and the second detection sensor are both mounted on the
In this case, the first detection sensor and the second detection sensor may be configured on one
なお、第2検知センサは特に図示しないが、図4(B)に示す配線破壊層26が成膜されない構成が採用される。加えて、誘電体層25においては、液体によって膨潤しない親水性の弱い素材、例えばウレタン樹脂を用いて印刷するようになされる。
また、第2検知センサとしては、第1検知センサと同様に構成し、かつセンサ上に樹脂コートして水分の影響を遮断したものを利用することもできる。
Although the second detection sensor is not particularly shown, a configuration in which the
Further, as the second detection sensor, a sensor having the same configuration as the first detection sensor and having a resin coating on the sensor to block the influence of moisture can also be used.
図8は、第2の実施の形態において採用される検知特性を示しており、この図8に示すグラフの縦軸および横軸は、すでに説明した図7に示すグラフと同様である。
図8に示すグラフは、図7に示すグラフの検知特性に加えて、第2検知センサによるdip(fG2=fR2)を検知するように構成される。
この場合、第2検知センサ21のLC共振回路の共振周波数fR2は、好ましくは14MHzに設定される。
FIG. 8 shows the detection characteristics adopted in the second embodiment, and the vertical and horizontal axes of the graph shown in FIG. 8 are the same as the graph shown in FIG. 7 described above.
The graph shown in FIG. 8 is configured to detect dip (fG2 = fR2) by the second detection sensor in addition to the detection characteristics of the graph shown in FIG. 7.
In this case, the resonance frequency fR2 of the LC resonance circuit of the
図9は、第2の実施の形態において、図3に示すリーダ11における主に判別装置14によってなされる検知動作を説明するフローチャートである。以下、図9に基づいて第2の実施の形態における検知動作について説明する。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a detection operation mainly performed by the discriminating
リーダ11は、ステップS1において検知電波を発信する。これにより図8に示すように、アンテナ12の周囲に、周波数fGがスイープする交流磁界が形成される。
ステップS2において、リーダ11における判別装置14は、この状態における第1と第2の検知センサによる前記したdipの有無を検出する。
The reader 11 transmits the detection radio wave in step S1. As a result, as shown in FIG. 8, an alternating magnetic field swept by the frequency fG is formed around the antenna 12.
In step S2, the discriminating
続いてステップS3においては、前記dipがfR2付近に存在するか否かが検証される。このステップS3において、dipがfR2付近に存在しない(No)と判定された場合には、ステップS4に示されたように被介護者2はベッド1に不在であると判断する。またステップS3において、dipがfR2付近に存在する(Yes)と判定された場合には、ステップS5において、dipがfR1付近に存在するか否かが検証される。
Subsequently, in step S3, it is verified whether or not the dip exists in the vicinity of fR2. If it is determined in step S3 that the dip does not exist in the vicinity of fR2 (No), it is determined that the
ステップS5において、dipがfR1付近に存在する(Yes)と判定された場合には、ステップS6に示されたように、被介護者2はベッド1に存在し、おむつ3は乾燥状態であると判断する。
また、ステップS5において、dipがfR1付近に存在しない(No)と判定された場合には、ステップS7に示されたように、被介護者2はベッド1に存在し、おむつ3は濡れた状態であると判断する。
When it is determined in step S5 that the dip exists in the vicinity of fR1 (Yes), as shown in step S6, the
Further, in step S5, when it is determined that the dip does not exist in the vicinity of fR1 (No), the
前記各ステップS4、S6、S7によるいずれかの判定結果は、前記したとおりリーダ11より、介護施設のホストコンピュータ5に対して、例えば無線LANを利用してベッド1のアドレスコードと共に送信される。
なお、図9に示す動作フローにおいては、前記したステップS1〜S8の動作が繰り返されて、リアルタイムに検知動作がなされるが、その一巡の最終ステップには、ステップS9で示す所定の待ち時間の処理が挿入され、処理動作のタイミングが調整される。
As described above, the determination result of any of the steps S4, S6, and S7 is transmitted from the reader 11 to the
In the operation flow shown in FIG. 9, the operations of steps S1 to S8 described above are repeated to perform the detection operation in real time, and the final step of the cycle is the predetermined waiting time shown in step S9. The process is inserted and the timing of the process operation is adjusted.
なお、前記した第2の実施の形態においては、例えば施設の出入口や通用口にも、リーダ11およびアンテナ12を設置し、前記したfR2付近のdipを監視することで、おむつ3を装着した被介護者2が無断で外出するような行動を検知することができる。
In the second embodiment described above, the
以上説明したこの発明に係る液体検知センサおよび液体検知装置によると、安価な液体検知センサを提供することができると共に、被介護者が装着するおむつの状態を確実に検知することができるなど、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。 According to the liquid detection sensor and the liquid detection device according to the present invention described above, an inexpensive liquid detection sensor can be provided, and the state of the diaper worn by the care recipient can be reliably detected. It is possible to obtain the action and effect as described in the column of the effect of the invention.
なお、この発明に係る液体検知装置は、基本的には検知センサ21とリーダ11との組み合わせにより構成することができるので、前記した介護施設において利用できるだけでなく、在宅介護においても、充分にその機能を発揮することができる。
また、この発明に係る液体検知装置は、前記した機能を生かして介護以外において、例えば漏水の状態を検知するなどの液体検知装置として利用することも可能である。
Since the liquid detection device according to the present invention can be basically configured by a combination of the
Further, the liquid detection device according to the present invention can also be used as a liquid detection device for detecting a state of water leakage, for example, in addition to nursing care by utilizing the above-mentioned functions.
1 ベッド
2 被介護者
3 おむつ
5 ホストコンピュータ
6 無線LAN送受信装置
7 介護者
8 携帯型受信装置
11 リーダ
12 アンテナ
13 検知電波送信装置
14 判別装置
16 液体検知装置(失禁検知装置)
21 液体検知センサ(失禁検知センサ)
22 フィルム基材
23 第1電極(下部電極)
24 バイパス線
25 誘電体層
26 配線破壊層
27 絶縁層
28 第2電極(上部電極)
29 コイル導体
30 引き回し配線
30a 接続線
30b 接続線
30c 往路配線
30d 復路配線
30e 折り返し先端部
C1 コンデンサ
L1 コイル
1
21 Liquid detection sensor (incontinence detection sensor)
22
24
29
Claims (5)
前記2本の配線のうちの一方が、前記コンデンサを形成する第1電極と、渦巻状に形成されたコイル導体の一方の端部を接続する引き回し配線であり、
前記2本の配線のうちの他方が、前記コンデンサを形成する第2電極と、前記コイル導体の他方の端部を接続するバイパス線であり、
前記引き回し配線の基材面上における長さ寸法が、長方形コイル導体の長辺の長さ寸法もしくは円形状コイル導体の直径よりも大きく成形され、
かつ前記基材と前記引き回し配線との間には、水分を含んで膨張することで、もしくは水分を含んで溶解することで、前記引き回し配線を切断する配線破壊層が配置されると共に、前記引き回し配線は、折り返し先端部において往路配線と復路配線とを接続した一本の導体配線により形成され、前記往路配線と復路配線が、前記基材面上において隣接した状態で配置されていることを特徴とする液体検知センサ。 As a flexible substrate a sheet film, two connecting both with the capacitor and the coil conductor on the substrate surface is formed, in between the adjacent arranged the condenser and the coil conductor wiring, together with the capacitor and the coil conductor on the substrate surface, the resonant circuit is formed by being applied by coating or printing using a conductive ink,
One of the two wirings is a routing wiring that connects the first electrode forming the capacitor and one end of the coil conductor formed in a spiral shape.
The other of the two wires is a bypass wire connecting the second electrode forming the capacitor and the other end of the coil conductor.
The length dimension of the routing wiring on the substrate surface is formed to be larger than the length dimension of the long side of the rectangular coil conductor or the diameter of the circular coil conductor.
And between said substrate and said lead-out lines, by expanding contain water, or to dissolve contain water, the arranged wiring failure layer for cutting the lead wires Rutotomoni, the lead The wiring is formed by a single conductor wiring connecting the outward wiring and the return wiring at the folded-back tip portion, and the outward wiring and the return wiring are arranged adjacent to each other on the base material surface. Liquid detection sensor.
前記液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化を検知することで、前記検査対象における液体による濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段を備えたことを特徴とする液体検知装置。 A liquid detection device that detects the state of the liquid detection sensor in a non-contact manner with the liquid detection sensor according to any one of claims 1 to 3 attached to an inspection target.
The detection radio wave emitting means that sweeps and emits the frequency of the detected radio wave to the liquid detection sensor and the change in the transmitting side current in the detected radio wave emitting means when the resonance frequency of the liquid detection sensor is matched are detected. As a result, the liquid detection device is provided with a discriminating means for discriminating a wet or dry state due to the liquid in the inspection target.
前記第1液体検知センサおよび第2液体検知センサに対して、検知電波の周波数をスイープさせて出射する検知電波出射手段と、前記第1液体検知センサおよび第2液体検知センサの共振周波数に一致した時の前記検知電波出射手段における送信側電流の変化をそれぞれ検知することで、前記検査対象の有無および前記検査対象の液体による濡れもしくは乾燥状態を判別する判別手段を備えたことを特徴とする液体検知装置。
The liquid detection sensor according to any one of claims 1 to 3 is attached to an inspection target as a first liquid detection sensor, and a resonance circuit having a resonance frequency different from the resonance frequency of the first liquid detection sensor is provided. It is a liquid detection device that detects the states of the first liquid detection sensor and the second liquid detection sensor in a non-contact manner with a second liquid detection sensor that is not destroyed by moisture and the resonance circuit is further attached to the inspection target. hand,
The detection radio wave emitting means that sweeps and emits the frequency of the detection radio wave to the first liquid detection sensor and the second liquid detection sensor matches the resonance frequency of the first liquid detection sensor and the second liquid detection sensor. A liquid characterized in that it is provided with a discriminating means for discriminating the presence or absence of the inspection target and the wet or dry state due to the liquid of the inspection target by detecting each change in the transmitting side current in the detection radio wave emitting means at the time. Detection device.
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