KR20140124190A - 수분감지 센서 및 시스템과 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수분감지 센서 및 그 시스템에 관한 것으로, 특히 저렴하고 간단한 탄소를 재질로 하는 전도성 저항체를 패드에 도포하여 구성이 간단하고, 센서의 착탈 여부 및 수분 감지 여부 검지가 가능한 수분감지 센서 및 그 시스템에 대한 것이다.
본 발명의 수분감지 센서는 투수성을 갖는 패드,
상기 패드에 도포되는 일정한 저항 값을 가진 두 개 이상의 전도체 전극,
상기 전극 한쌍에 전기적으로 연결되고 상기의 전극과 다른 저항 값을 가지고 상기 패드에 도포되는 보조 전극으로 구성되어 수분감지센서의 착탈 여부, 불량 여부 및 수분감지여부를 감지하는 주전극과 보조전극을 포함함에 기술적이 특징이 있다.

Description

수분감지 센서 및 시스템과 그 방법{Humidity Sensor, System and Method for Controlling thereof}

본 발명은 기저귀용 수분감지 센서 및 시스템과 그 방법에 관한 것으로, 특히 저렴한 전극 패드를 사용해 구성이 간단하고, 수분감지 센서의 착탈 여부를 감지할 수 있는 기저귀용 습도 센서 및 시스템과 그 방법에 관한 것이다.

예전이나 지금이나 중요한 출산 용품 중에 하나가 바로 기저귀이다. 이 기저귀가 출산 용품 중에서 중요한 이유는 바로 그 사용횟수에 있을 것이다. 보통 아이가 태어나서 기저귀를 땔 때 까지는 평균적으로 두 돌 전후로 보면 이때까지 사용되는 일회용기저귀 개수는 아기에 따라 어느 정도의 차이는 있겠지만 약 10,000개 전후로 보면 된다. 이렇듯 아이를 키우는데 있어서 기저귀는 필수적이고 아주 중요한 제품이다. 기저귀가 중요한 출산용품인 만큼 그 시장도 경쟁이 치열하고 아주 다양

한 제품들이 나오고 있는 상황이다. 기저귀 시장을 크게 나누어보면 아기 기저귀시장과 성인 기저귀 시장으로 양분되며 세부시장으로는 일회용 종이기저귀, 천 기저귀 시장으로 나누어 질 것이다. 하지만 아직까지 성인용 기저귀시장은 그 사용에 있어서 상당한 특수성을 가지기 때문에 시장에서 대부분의 영역은 아기 기저귀시장이 차지한다고 볼 수 있다.

그러나 고령화가 급속히 진전되면서 요실금 등으로 인한 시니어 전용 기저귀에 대한 관심이 높아지고 있다. 요실금의 경우 성인 여성의 약 40%, 60대 이후 성인 남성의 약 30%가 증상을 보이는 것으로 알려져 있을 만큼 일반적이지만, 적극적인 치료방법을 찾기 보단 남몰래 고민하는 경우가 많다.

이는 심리적 위축을 유발해, 외출이나 대인관계를 꺼리는 등 사회생활에도 지장을 초래할 수 있다. 요실금 증상이 생겼을 때는 이로 인한 불안감을 극복하고 일상생활의 자신감을 되찾기 위한 방법으로 요실금 팬티를 착용하는 것이 필요하다. 이에 따라 시니어 전용 기저귀가 노년의 적극적인 사회활동을 돕는 ‘도우미’로 각광 받고 있다.

고령화시대가 도래하고 노인 인구 중 치매나 중병을 가지고 있는 인구가 많아짐으로 인해 노인 요양원과 요양병원은 불경기가 지속되는 상황에서도 계속 생겨나고 있다. 통계청에 따르면 65세 이상 노인 인구비율은 전체인구 중 2010년 11%에서 2018년 14.3%로 늘고 2026년에는 20.8%로 늘어날 것으로 추산하고 있는데다가 2008년 7월부터시행한 ‘노인장기요양보험’을 계기로 노인요양시설의 숫자가 계속 늘어날 것으로 예상된다. 등급 판정을 통해 1~3등급까지 각각 114만600원, 103만 700원, 87만 8900원의 보조금을 지급받도록 되어 있다.

또한 국내 요양병원에서 치료를 받는 노인 요실금 환자 10명 중 8명은 적절한 배뇨질환 치료를 받지 못한 채 기저귀에 의존해 생활하고 있는 것으로 나타났다.그러나 현재 노인 요양시설의 요양보호사는 환자 2.5명당 1명으로 규정되어있으나 요양시설이 증가함에 따라 요양보호사(간병인)의 필요 숫자 또한 더욱 늘어남에 따라 자질이 부족한 요양원이나 요양보호사 숫자 또한 늘어날 것으로 예상된다. 현재 노인 요양시설에서 학대 사실이 드러나는 경우가 있기도 하기 때문이다.

실제로 요양원이나 요양병원에 입원하고 있으며, 요실금을 호소하는 환자의 28.6%는 ‘사타구니와 회음부에 피부질환이 생겼다’고 응답했다. 16.3%는 습진, 12.3%는 욕창이 생겼다. 특히 치매 뇌중풍(뇌졸중) 환자가 많아 이 같은 질환이 생겨도 정확하게 알리지 못하는 것으로 나타났다.

따라서, 체계적으로 요실금환자 또는 거동 불편자들의 편의와 이러한 분들의 보호자들의 걱정을 덜어주기위하여 소변을 감지하는 기저귀는 이미 판매되고 있기는 하나, 노인 요양시설내의 학대가 야기되고 있는 즈음. 자녀 입장에서는 믿을만한 요양시설을 찾게 되는 것은 당연한 일일 것이다. 건강보험심사평가원에서 2011년 발표한 요양기관 평가표에 의하면 학대는 육체적, 정신적, 정서적, 언어적, 경제적 학대 그리고 방임으로 분류한 바 있다.

요양시설에 입원한 부모의 학대 여부를 확인하기 위한 방법 중 하나가 기저귀를 제 때 갈아주지 않아 발진 등 기저귀 속 피부를 확인 하라는 것도 명시되어있다. 대부분의 요양시설에서는 개인마다 소변 혹은 대변을 본 즉시 갈아주는 것이 아니라 전체적으로 일정한 시각을 정해 놓고 기저귀를 갈아 주고 있음이 평가표에 여실히 들어나 있다. 이는 개인마다 소변 보는 간격이 다른 것은 물론이고 병중이거나 그렇지 않은 경우 등 환자 개개의 환경을 고려치 않는다는 것이며, 정서적인 학대에 속하는 것이다. 최근들어 2011년 전까지 보다 요양시설이 더 많이 늘어나고 있는 것이 사실이므로 조만간 요양시설의 충분조건이 넘쳐나게 될 것은 당연한 일이고 그렇게 되면 소비자(노인을 둔 보호자) 입장에서는 서비스가 좋은 입양시설을 선택 할 수 있게 될 것이다.

이에 기저귀가 젖게 되면 요양보호사에게 뿐 아니라 보호자에게까지 메시지가 전달되어 원거리에서도 노인분에 대한 염려를 한 가지라도 덜 수 있다는 점에서 요양사 및 요양시설에 대한 신뢰를 형성할 수 있을 것이다.

이렇게 유아용 기저귀에 있어 대소변을 감지하여 알람을 송출하여 기저귀의 교환시기를 인지할 수 있도록 하는 장치가 널리 제안되어 왔으나, 제조비용과 오동작 등의 문제로 인하여 실질적으로 제품화하여 실용화하는데 많은 제약이 있으며, 종래의 기술은 소변을 검출하거나, 소변과 대변을 구분 검출하는 정전용량식의 방식등이 개발되어져 왔다.

출원번호 10-2007-0038443의 경우에 보면, 정전용량을 이용한 기저귀용 수분감지 센서 및 그 관리 시스템에 관한 것으로, 전극 패드를 사용해 구성이 간단하고, 전력 소모량이 적으며, 높은 정밀도를 가지는 기저귀용 수분 감지 센서 및 그 관리 시스템을 개시하였다. 대부분의 기저귀용 수분 감지부는 기저귀와 일체형으로 수분감지 센서를 형성하여 소모품으로 구성하여 사용자의 편의성 및 매출증대를 꾀하며, 상기 센서가 형성된 기저귀에 착탈되는 형태로 수분감지 시스템을 구성하였다.

그러나, 이와 같은 방법은 요양사 및 간병인들이 환자 또는 어린이가 착용한 수분감지센서에 수분이 감지되는 것을 수분감지 시스템이 검지하여 다양한 방법으로 사용자 또는 간병인 및 요양인에게 알람을 주었을 때에, 기저귀를 적절한 시기에 교체하여 주었는 지에 대한 대응책이 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 종래의 이러한 문제를 해결하기 위하여 수분감지센서에 수분이 감지되었을 때에 수분감지를 검지하고 이를 다양한 방법으로 사용자 또는 간병인에게 알람을 제공함은 물론, 수분 감지 센서가 수분감지 시스템에 연결이 되었는 지, 분리가 되었는 지를 감지하고 저장하여 이를 사용자 또는 관리자에게 수분이 감지되고 얼마만에 수분감지센서를 제거하고 다시 새로운 수분감지 센서로 교체해 주었는 지를 저장하고 보여줄 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 저렴한 수분감지센서를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수분감지센서는

2개 이상의 동일한 저항치를 가지는 주 전극부와 주 전극부의 양단을 연결하고 주 전극부보다 높은 저항치를 가지는 보조 전극부가 프린트되어 형성된 제 1 부직포와, 상기 제 1 부직포에 전극부가 형성된 면의 위에 제 2 부직포가 형성되고 상기 제 1 부직포에 초음파공법등 다양한 방법으로 접착되고 상기 제 1 부직포의 전극부가 형성된 반대측면에 기저귀등에 접착할 수 있는 접착부가 형성된 수분 감지부와,

상기 수분 감지부의 2개 이상의 전극부에 전기적으로 도통되게 착탈식으로 연결 가능한 수분감지 시스템을 구비한다.

여기서 수분감지센서의 주 전극부는 저렴한 가격의 탄소성분의 재질을 프린팅 하고, 보조 전극부도 저항이 높은 탄소 성분의 재질을 사용한다. 또한 수분 감지센서의 2개 이상의 동일한 저항치를 가지는 주 전극부와 주 전극부의 양단을 연결하고 주 전극부보다 높은 저항치를 가지는 보조 전극부는 기저귀의 외측의 방수층에 프린트되어 형성하여 일체화할 수도 있다.

또한, 수분감지 시스템은 수분감지센서와 착탈되는 착탈부와, 수분이 감지되었는 지를 확인할 수 있는 수분감지부와, 수분이 감지되었으면 이를 어떻게 처리할 지를 결정하는 제어부와, 검지된 다양한 데이터를 외부로 송출할 수 있는 통신부와, 수분 감지, 센서 착탈 또는 배터리가 방전되는 등의 이벤트가 발생하였을 때에 사용자에게 피드백을 제공하는 피드백부로 구성할 수도 있다.

본 발명의 수분감지 시스템은 수분감지시간부터 수분감지 센서의 착탈시간을 카운트하기 위한 타이머와, 카운트된 시간이 미리 정해진 권장 수분감지센서(기저귀)교체시간에 도달하였을 경우에 사용자에게 시각적, 청각적 또는 촉각적인 방법 중 적어도 어느 하나의 방법으로 피드백을 해주는 피드백부가 더 포함할 수 있다.

이상과 같이, 본원 발명에 의한 수분감지센서, 시스템을 이용하여 환자 또는 어린이들의 기저귀 관리를 진행할 경우에는, 수분감지센서를 저가로 구현하여 일반 사용자도 사용할 수 있도록 하고, 기존의 일반기저귀에서 부착하여 사용할 수 있게 하여 사용자의 선택권을 높여줄 수도 있음은 물론이고, 환자 또는 어린이들의 프라이버시 및 삶의 질을 향상함은 물론 환자들의 위생 상태를 좋게 유지할 수 있게 하여 욕창등 2차적인 질병에 감염되는 것을 방지할 수 있으며, 요양사 또는 간병인들이 제때에 환자의 기저귀를 갈수 있는 동기를 제공할 수 있다.

또한 보호자 또는 관리가가 요양사 또는 간병인이 환자에게 제대로 기저귀를 위생적으로 교체를 해주었는 지 모니터링을 가능하게 하여 요양사 또는 간병인과 보호자 또는 관리자들간의 신뢰성 향상에 도움을 줄 수 있다.

또한 수분감지센서가 수분감지시스템에 재대로 연결되었는 지를 확인해 줄 수 있게 하여, 사용상의 오류를 낮추어 요양사 간병인은 물론 환자들의 편리성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 수분감지 센서의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 수분감지 센서의 또다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 수분감지 시스템의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 수분감지센서의 수분감지부 및 센서착탈 검지부의 원리를 나타낸 회로도이다.
도 5는 본 발명에 의한 수분감지센서의 수분감지부 및 센서착탈 검지부 회로의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 각 상태별로 나타난 파형을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 수분감지 셈서 및 시스템에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 수분감지 센서의 일실시예를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 수분감지센서는 제 1 부직포(100)와, 상기 제 1 부직포위에 프린트된 주 전극 한쌍과(102), 상기 주전극 한쌍 사이를 전기적으로 연결하는 형태로 상기 제 1 부직포에 프린트된 보조 전극(103)과, 상기전극부가 프린트된 위로 접합되는 제2 부직포(110)로 구성되어진다. 또한 상기 제 1 부지포의 전극이 프린트된 반대면에는 기저귀등에 붙일 수 있는 접착면이 부착되어 있다.

상기 주 전극(102)은 고저항의 저가격의 탄소 재질을 사용하고, 보조 전극(103)은 동일한 탄소재질을 사용하지만 주 전극의 저항보다 높은 것으로 구성되어져 있다.

전극부 한 쌍의 일단에는 수분감지 시스템의 결합부가 용이하게 전기적, 기계적으로 연결되어 고정될 수 있게 전극부의 폭을 다른 부위보다 넓게 형성된 결합부(101)가 형성되어 있으며, 이 결합부(101)의 반대측면에는 보조전극이 형성되어 있으며, 보조 전극의 위치는 주전극(102)의 결합부(101)의 반대측 끝에서부터 결합부의 바로 앞까지 위치할 수 있다.

이는 기저귀의 길이 차이에 있어 수분감지센서의 길이를 잘라 내어 조절할 경우에 보조전극이 잘려나가지 않게 조절해 줄 수 있는 장점이 있다.

도 2는 본 발명에 의한 수분감지 센서의 또다른 실시예를 도시한 도면이다.

팬티형의 기저귀에 있어 수분감지센서가 일체화 된 것을 도시한 형태로 일자형 기저귀에 일체화할 경우에도 마찬가지 경우이다. 기저귀는 통상적으로 수분을 빨리 흡수하고 통과시켜 피부가 항상 뽀송뽀송한 느낌을 갖게 해주는 부직포와, 수분을 흡수하여 보유하는 특성을 가지는 재질의 수분 담지부와 외부에 수분이 노출되지 않도록 방수층의 재질로 구성되어 있다. 이때에 기저귀를 착용하고 앞뒤면의 기저귀 결합을 해주는 양면 테이프가(105) 형성되어 있다. 이중 도1의 수분감지센서의 주 전극부(102) 또는 보조전극(103)을 실크스크린등의 방식으로 인쇄를 하고 팬티형 기저귀 또는 일자형 기저귀를 제조하게 되면 별도의 수분감지센서를 구비하지 않더라도 저렴한 수분감지기능을 갖는 수분감지센서 일체형 기저귀를 제조할 수 있다. 이때에 수분감지센서는 침형의 전극부를 가지고 있어 이 전극부가 부직포를 통과하여 전극부에 전기적으로 닿게 되어 섬유센서의 착탈 여부를 알 수 있게 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 수분감지 시스템의 일실시예를 도시한 도면이다.

수분감지 시스템은 기구적, 전기적으로 상기 수분감지센서의 결합부(101)에 침형으로 연결되도록 구성되어져 있는 도전체로 구성되어 있는 센서 착탈부(202)와, 센서착탈부(202)에서 입력되어지는 전기적 신호를 검지하여 센서의 착탈 여부 및 수분 감지여부를 검지하는 수분감지부(201)와, 수분감지부(201)의 출력 신호를 받아 현재의 상태를 판단하고 데이터를 저장하거나 전송할 지를 결정하는 역할을 하는 제어부(200)와, 데이터를 전송하는 통신부(205) 그리고 각 부위에 전원을 공급하는 전원부(204)로 구성되어져 있다.

도 4 내지 도 5는 본 발명에 의한 수분감지센서의 수분감지부 및 센서착탈검지부의 회로도의 일실시예를 나타난 파형을 도시한 도면이다.

즉 수분감지센서에 연결되지 않거나 센서 전극부 중간에 단락이 생겼을 때는 입력 전압 Vb와 동일한 Vb가 출력이 되고, 10M오옴의 저항치를 가지는 수분감지센서가 연결되었으나 수분이 센서에 감지되지 않은 상태, 즉 수분감지센서가 연결되었으나 수분이 검지되지 않은 일반적인 환자 착용상태에서는 Vb의 2/3정도의 전압이 검출되며, 습도센서가 연결되었고 수분이 센서에 감지된 상태, 즉 환자가 수분감지센서를 착용하고 배변 배뇨를 햇을 경우에는 약 2M오옴의 저항을 나타내므로 Vb의 1/2의 전압이 검출되게 되는 것이다.

이때 5M오옴의 저항치는 주전극(102)의 저항값에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 주전극(102)의 저항치가 2~5M오옴이라고 가정할 경우 평균 3.4M오옴으로 평균치를 정하고 이를 반으로 전압분배하기 위해 3.5M오옴의 저항을 사용하는 것이 유리하며, 시중에서 구입하기 쉬운 3.3M오옴으로 정하는 것이 편하다. 이때에 주전극의 저항치를 2~5M오옴으로 오차범위를 크게 잡는 것은 재질의 정확도를 낮추는 대신에 제조단가를 낮추기 위함이다.

또한 이때의 보조전극(103)의 저항값은 주전극의 저항값보다는 크게 제조해야 한다.

도 6은 본 발명에 의한 수분감지센서의 수분감지부 및 센서착탈 검지부를 측정한 신호를 도시한 도면이다.

평상시(센서가 부착되지 않았을 때)에는 센서가 부착되지 않아 전압 값이 높게 측정된다. 센서가 부착되면 센서의 기본 저항인 2MΩ(오차 ±500kΩ)에 의해 전압이 낮아지며, 수분 접촉시에는 저항값이 더욱 낮아져 수분 검출을 확인 할 수 있다. 다음과 같은 신호를 통해 각 상태를 검출하는 역치 값(threshold)을 정하게 된다.

즉 도 5와 같이 수분감지센서가 연결이 안되어 있는, 즉 환자가 착용하지 않았거나, 환자가 착용하였더라도 센서 결합이 제대로 이루어지지 않은 상태이거나, 센서 자체 불량인 상태를 검지할 수 있는 상태와, 수분감지센서와 연결되어 있지만 수분 감지가 안된 상황, 즉 환자가 착용했지만 배변 배뇨상태가 아닌 정상상태와, 환자가 수분감지센서를 착용하고 있는 상태에서 배변 배뇨활동을 한 상태를 구분할 수 있는 파형을 나타낸다.

본 발명은 저렴하게 구성된 수분감지센서를 이용하여 센서의 착탈여부, 수분감지 여부를 검지함으로서, 수분감지 센서의 불량을 손쉽게 파악하여 불량품으로 인한 사용시의 혼란을 방지하고, 수분감지센서와 수분감지시스템의 연결이 올바르게 되었는지를 파악하여 사용자의 편의성을 높이고, 수분이 감지되고 난후에 요양사등 보호자가 얼마나 적절하게 수분감지센서(기저귀)를 교체해 주었는지 모니터링이 가능하여 사용자에게 보다 적절하게 위생적인 삶을 영위할 수 있게 해주는 장점이 있고, 보호자들이 손쉽게 기저귀 갈 시점을 파악하게 해주어 일손을 덜어주는 장점이 있다.

102 : 전도체 전극 103 : 보조 전극
101 : 결합부 100: 부직포
110 : 제 2 부직포

Claims (9)

1. 투수성을 갖는 패드;
   상기 패드에 도포되는 일정한 저항 값을 가진 두 개 이상의 전도체 전극;
   상기 전극 한쌍에 전기적으로 연결되고 상기의 전극과 다른 저항값을 가지고 상기 패드에 도포되는 보조 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수분감지센서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패드는 부직포인 것을 특징으로 하는 수분감지센서.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전도체 전극의 저항값보다 보조전극의 저항값이 큰 것을 특징으로 하는 수분 감지센서.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전도체 전극의 이단은 수분감지시스템과 연결되기 편하게 다른 부분보다 넓게 형성된 결합부로 구성된 것을 특징으로 하는 수분 감지 센서.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 도전체 전극 및 보조 전극이 도포된 패드면에 접착되는 제 2의 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수분감지센서.
6. 제 5항에 있어서, 상기 도전체 전극 및 보조 전극이 도포된 패드면의 반대측면에 기저귀와 접착되는 접착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수분감지센서
7. 방수성을 갖는 패드;
   상기 패드에 도포되는 일정한 저항 값을 가진 두 개 이상의 전도체 전극;
   상기 전도체 전극 한쌍에 전기적으로 연결되고 상기의 전도체 전극과 다른 저항값을 가지고 상기 패드에 도포되는 보조 전극;
   투수성을 갖는 패드;
   상기 패드들 사이에 위치되어지고 수분의 흡수성을 가지는 흡수층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수분감지센서.
   
8. 제 1 항 또는 제 7 항에 따른 전극 패드와 연결되는 수분감지센서 착탈부와;
   착탈부로부터 입력되어지는 상태에 따라 센서의 착탈여부를 감지하고 수분 을 감지하는 수분감지부와;
   수분 감지부의 신호를 판단하여 현재의 상태를 판단하고 데이터를 송신할 것인지를 판단하는 제어부;
   데이터를 전송하는 통신부로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 수분감지 시스템
   
9. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 전극 및 보조전극은 탄소를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 수분감지 시스템
   

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