KR20180085579A

KR20180085579A - 기저귀의 대소변 감지 장치

Info

Publication number: KR20180085579A
Application number: KR1020170009306A
Authority: KR
Inventors: 배윤섭
Original assignee: (주)아이티헬스
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2018-07-27

Abstract

대소변을 스스로 처리할 수 없는 사람을 위하여 배변에 따른 대변이나 배뇨에 따른 소변을 감지하여 보호자에게 알려주는 기술에 관한 것으로, 특히 반응성이 우수한 물질을 이용하여 대변이나 소변을 감지하되 사용자에게 무해하고 간단한 구조로 구현할 수 있도록 한 기저귀의 대소변 감지 장치에 관한 것이다.

Description

기저귀의 대소변 감지 장치{EXCRETION SENSING APPARATUS FOR DIAPRE}

본 발명은 대ㅇ소변을 스스로 처리할 수 없는 사람을 위하여 배변에 따른 대변이나 배뇨에 따른 소변을 감지하여 보호자에게 알려주는 기술에 관한 것으로, 특히 반응성이 우수한 물질을 이용하여 대변이나 소변을 감지하되 사용자에게 무해하고 간단한 구조로 구현할 수 있도록 한 기저귀의 대소변 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 배변에 따른 대변이나 배뇨에 따른 소변을 스스로 처리하지 못하는 사용자들은 기저귀를 착용하게 되며, 배변에 이용된 기저귀나 배뇨에 이용된 기저귀는 보호자에 의해 수거 처리된다. 이와 같은 경우, 보호자가 직접 육안으로 기저귀를 보고 배변이나 배뇨가 이루어졌는지를 판단하는 것은 대단히 귀찮은 일이다.

더욱이, 제 때에 배변이나 배뇨가 이루어진 사실을 확인하지 못하는 경우 기저귀를 착용한 사용자(이하, '피보호자'라 칭함)는 배변에 따른 대변이나 배뇨에 따른 소변이 있는 기저귀를 오랫동안 착용한 상태로 있게 되어 비위생적이고 피보호자의 건강에 나쁜 영향을 줄 우려가 있다.

이에 따라 근래 들어, 피보호자가 배변이나 배뇨하는 것을 감지하는 대소변 감지센서 및 대소변 감지센서를 이용하여 피보호자가 배변하거나 배뇨한 것을 감지하여 보호자에게 알려주는 장치에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.

그런데, 종래에는 대소변 감지센서로서 대변이나 소변에 포함되어 있는 수분을 근거로 배변이나 배뇨 사실을 감지하는 저항막 방식의 대소변 감지센서가 주로 이용되었다. 상기 저항막 방식의 대소변 감지센서는 대변이나 소변에 포함된 수분을 감지하기 위하여 대변이나 소변과 접촉되는 면이 개방된 구조를 갖는다.

따라서, 종래의 저항막 방식의 대소변 감지센서를 이용하는 경우, 배변이나 배뇨가 끝난 상태의 기저귀를 오랫동안 착용하고 있으면, 감지센서의 대변이나 소변과 접촉되는 면에 이물질이 부착되거나 산화되어 대소변 감지능력이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 저항막 방식의 대소변 감지센서를 이용하는 경우, 피보호자가 배변이나 배뇨가 끝난 후 기저귀를 착용한 상태로 움직이게 되면 센서 표면의 수분량이 변화하여 대소변 감지의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 저항막 방식의 대소변 감지센서를 이용하는 경우, 대변이나 소변에 포함된 수분이 금속표면과 접촉하게 되므로 이에 의해 분극현상이 발생하여 저항 성분이 증가되고, 이로 인하여 전도도가 감소하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 저항막 방식의 대소변 감지센서를 이용하는 경우, 감지센서의 대변이나 소변과 접촉되는 면에 대변이나 소변이 직접 접촉되어 비위생적이며, 주변의 환경 변화에 민감한 단점이 있고 단가가 높은 단점이 있다.

물론, 종래 기저귀에 적용되는 다른 센서로서 가스센서, 온도센서 등이 있지만, 이들의 단가가 아주 높아 널리 보급하는데 어려움이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대소변에 포함된 물질과 기저귀에 부착한 금속나트륨과 같은 반응성이 우수한 물질이 반응하여 전도성의 변화를 일으키거나 빛을 발생하거나 온도의 변화를 일으키는 것을 감지하여 배변 또는 배뇨 사실을 보호자에게 알려주는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기저귀의 대소변 감지 장치는 기저귀; 사용자의 배변이나 배뇨에 따른 수분에 반응하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력하는 대소변 감지기 및 상기 대소변 감지기에서 출력되는 상기 대소변 검출신호를 근거로 기저귀 착용자의 배변이나 배뇨 사실을 시각적으로 또는 청각적으로 사용자 또는 보호자에게 알려주는 대소변 알림장치를 포함하는 것을 특지으로 한다.

본 발명은 사용자에게 비교적 해가 거의 없고, 비교적 간단한 구조를 가진 저가의 대소변 감지센서를 제공하며, 송수신 장치를 이용하여 원거리의 보호자에게 대소변 여부 등을 알려줄 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 기존의 대소변 감지센서와 달리 금속 나트륨과 같이 반응성을 우수한 물질이 대소변에 포함된 수분 혹은 이온성 물질과 반응 시에 전기전도도의 변화, 빛의 발생 혹은 온도의 발생을 감지할 수 있는 센서를 이용함으로써 다양한 형태의 대소변 감지센서를 구성할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기저귀의 대소변 감지 장치의 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기저귀의 대소변 감지 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 대소변 감지장치(500)는 기저귀(100), 대소변 감지기(200) 및 대소변 알림장치(300)를 포함한다.

기저귀(100)는 사용자가 배변하거나 배뇨할 때 배출되는 수분을 잘 흡수하고 대변이나 소변이 유출되지 않도록 감싸는 역할을 한다. 이를 위해 상기 기저귀(100)는 수분을 잘 흡수하는 섬유소재로 이루어진 패드와 그 패드를 감싸는 내피와 외피를 포함한다.

대소변 감지기(200)는 사용자의 배변이나 배뇨에 따른 수분에 반응하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 대소변 감지기(200)의 제1실시예를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 기저귀(100)에 설치된 한 쌍의 연결선(211),(212) 및 상기 연결선(211),(212)의 사이에 설치된 금속나트륨(213)을 포함한다. 여기서, 미설명부호 "200A"는 상기 대소변 감지기(200)의 연결선(211),(212)을 대소변 알림장치(300)에 연결하기 위한 연결부이다.

참고로, 대소변은 사용자가 섭취하는 음식물 혹은 사용자에 따라 차이가 있으나, 수분(H₂O) 및 나트륨(Na), 칼륨(K)과 같은 금속성 이온 및 염소(CL)과 같은 다양한 이온성 물질이 포함되어 있다. 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 칼륨(K), 칼슘(Ca)과 같은 물질은 상온에서 수분(H₂O) 및 이온성 물질과 반응성이 매우 활발한 특성이 가지고 있다. 그 중에서 특히 금속나트륨(Na)은 주기율표 제1족에 속하는 알칼리금속중의 하나로서, 녹는점이 약 371K 정도이며, 칼로 쉽게 자를 수 있을 정도로 무르며, 전기음성도가 0.9정도로 전도성이 높다. 상기 금속나트륨(Na)은 상온에서 수분(H₂O)과 만나면, 이에 반응하여 수산화나트륨(NaOH)과 수소(H₂)를 발생함과 아울러 빛과 열이 발생한다. 이는 다음의 [수학식 1]로 표현할 수 있다.

2 Na + 2 H₂0 => 2 NaOH + H₂

이때, 발생된 수소(H₂)는 공유 결합으로 안정화되나, 수산화나트륨(NaOH)은 수분을 흡수하는 성질 때문에 공기 중의 수분(H₂O) 및 이산화탄소(CO₂)와 반응하여 탄산수소나트륨(NaHCO₃)으로 안정화되는 특징을 가지고 있다. 상기 금속성 나트륨(Na)은 바닷물에 포함된 염화나트륨(NaCl)의 주성분중의 하나로서, 전기분해와 같은 공정을 통해 비교적 저렴한 비용으로 생산된다.

금속나트륨(213)은 상기와 같은 나트륨(Na)의 특성을 갖는 것으로, 사용자의 배변이나 배뇨에 의해 기저귀(100)에 수분이 유입되면 그 수분에 반응하여 수산화나트류(NaOH)과 수소(H₂)로 변화되는데, 이때 빛과 열이 발생하여 연결선(211),(212) 양단의 전기적 특성이 변화된다.

대소변 감지기(200)는 연결선(211),(212) 양단의 전기적 특성 변화를 검출하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 대소변 감지기(200)의 제2실시예를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 기저귀(100)에 설치된 한 쌍의 연결선(221),(222), 상기 연결선(221),(222)의 사이에 설치된 금속나트륨(223) 및 상기 온도센서(224)를 포함한다.

금속나트륨(223)은 상기와 같은 나트륨(Na)의 특성을 갖는 것으로, 사용자의 배변이나 배뇨에 의해 기저귀(100)에 수분이 유입되면 그 수분에 반응하여 수산화나트류(NaOH)과 수소(H₂)로 변화되는데, 이때 빛과 열을 발생한다.

온도센서(224)는 상기 금속나트륨(223)의 주변에 설치됨과 아울러 상기 연결선(221),(222)의 사이에 설치되어 상기 금속나트륨(223)에서 발생되는 열을 감지하여 그에 따른 온도검출신호를 출력한다.

대소변 감지기(200)는 상기 온도센서(224)로부터 출력되는 온도검출신호를 근거로 그에 따른 대소변 검출신호를 출력한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 대소변 감지센서(200)의 제3실시예를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 기저귀(100)에 설치된 연결선(231),(232),(233), 상기 연결선(231),(232)의 사이에 설치된 금속나트륨(234) 및 상기 온도센서(235)를 포함한다.

금속나트륨(234)은 상기와 같은 나트륨(Na)의 특성을 갖는 것으로, 사용자의 배변이나 배뇨에 의해 기저귀(100)에 수분이 유입되면 그 수분에 반응하여 수산화나트류(NaOH)과 수소(H₂)로 변화되는데, 이때 빛과 열을 발생한다. 이를 위해 상기 금속나트륨(234)은 연결선(231),(232)의 사이에 설치된다.

온도센서(235)는 상기 금속나트륨(234)의 주변에 설치됨과 아울러 상기 (232),(234)의 사이에 설치되어 상기 금속나트륨(234)에서 발생되는 열을 감지하여 그에 따른 온도검출신호를 출력한다.

대소변 감지기(200)는 한편으로 상기 연결선(231),(232)을 통해 전기적 특성변화를 검출하고, 다른 한편으로는 상기 연결선(232),(233)을 통해 상기 온도검출신호를 검출하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력한다.

결국, 도 4a 및 도 4b의 제3실시예는 상기 제1실시예 및 제2실시예가 결합된 구성을 갖는다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 대소변 감지센서(200)의 제4실시예를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 기저귀(100)에 설치된 금속나트륨(241), 상기 금속나트륨(241)에 연결된 광섬유(242) 및 상기 광섬유(242)를 상기 대소변 알림장치(300)의 연결부(300A)에 연결하기 위한 연결포트(243)를 포함한다.

금속나트륨(241)은 상기와 같은 나트륨(Na)의 특성을 갖는 것으로, 사용자의 배변이나 배뇨에 의해 기저귀(100)에 수분이 유입되면 그 수분에 반응하여 수산화나트류(NaOH)과 수소(H₂)로 변화되는데, 이때 빛과 열을 발생한다.

광섬유(242)는 상기 금속나트륨(241)을 감싸는 형태로 설치되어 그로부터 발생되는 광을 역할을 한다.

대소변 감지기(200)는 포토센서(300B)를 통해 상기 광섬유(242)로부터 전송되는 광을 검출하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력한다. 감시 감도를 높이기 위하여, 상기 포토센서(300B)를 상기 금속나트륨(241)의 근접된 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 포토센서(300B)로서 적외선 광센서(IR Photo Sensor)를 사용할 수 있는데, 적외선은 자외선이나 가시광선과 달리 기저귀(100)의 얇은 천을 잘 투과하는 특성이 있으므로 우수한 광검출성능을 발휘할 수 있다.

여기서, 상기 광섬유(242)를 구비한 대소변 감지센서(200)를 대소변 알림장치(300)의 연결부(300A)에 보다 편리하게 연결할 수 있도록 하기 위하여, 상기 연결포트(243)에 연결 가이드를 설치할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 대소변 감지센서(200)의 제5실시예를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 기저귀(100)에 설치된 금속나트륨 덩어리(251) 및 수분 흡수부재(252)를 포함한다.

금속나트륨 덩어리(251)는 상기와 같은 나트륨(Na)의 특성을 갖는 것으로, 사용자의 배변이나 배뇨에 의해 기저귀(100)에 수분이 유입되면 그 수분에 반응하여 수산화나트류(NaOH)과 수소(H₂)로 변화되는데, 이때 노란 색의 빛과 열을 발생한다.

스티커나 그림 등을 이용하여, 상기 금속나트륨 덩어리(251)가 기저귀(100)에 설치된 위치를 기저귀(100)의 외부에 표시해 줌으로써, 사용자에게 사용상의 편리함을 줄 수 있다.

수분 흡수부재(252)는 상기 금속나트륨 덩어리(251)가 공기 중에 포함된 수분(H₂O)과 반응하지 않도록 하기 위해 공기를 차단하는 역할을 한다.

대소변 감지기(200)는 포토센서(300B)를 통해 상기 금속나트륨 덩어리(251)에서 발생되는 광을 검출하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력한다.

대소변 알림장치(300)는 상기 대소변 감지기(200)에서 출력되는 상기 대소변 검출신호를 근거로 기저귀 착용자의 배변이나 배뇨 사실을 시각적으로 또는 청각적으로 사용자 또는 보호자에게 알려주는 역할을 한다.

이를 위해 상기 대소변 알림장치(300)는 전원부(310), 입력신호 처리부(320), 마이크로컨트롤러(330), 표시부(340) 및 송신부(350)를 포함한다.

전원부(310)는 대소변 감지장치(500)의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 전원부(310)는 일차 배터리 또는 충전식 배터리를 구비할 수 있다.

입력신호 처리부(320)는 상기 대소변 감지기(200)로부터 수신되는 상기 대소변 검출신호를 수신처리하는 역할을 한다. 이를 위해 입력신호 처리부(320)는 상기 연결부(300A) 및 포토센서(300B)를 구비할 수 있다. 상기 입력신호 처리부(320)에 사람의 맥박, 체온 등의 생체신호를 측정할 수 있는 수단을 더 구비함으로써 사용자 또는 보호자에게 부가적인 서비스를 제공할 수 있다.

마이크로컨트롤러(330)는 상기 입력신호 처리부(320)를 통해 수신되는 신호를 근거로 사용자가 배뇨 또는 배변하였다는 것을 알리기 위한 대소변알림 신호나 정보를 생성하여 표시부(340)에 표시하는 역할을 한다. 상기 표시부(340)에 스피커와 같은 음성 출력수단을 구비하여 사용자가 배뇨 또는 배변하였다는 것을 청각적으로 알릴 수 있다.

송신부(350)는 상기 배뇨 또는 배변하였다는 것을 알리기 위한 대소변알림 신호나 정보를 외부에 무선으로 송신하는 역할을 한다.

한편, 도 7은 대소변 감지장치(500)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 기저귀(100), 대소변 감지기(200), 대소변 알림장치(300) 및 수신기(400)를 포함한다.

도 7은 상기 도 1과 비교할 때 수신기(400)를 더 구비한 것이 차이점이다. 상기 수신기(400)는 상기 대소변 알림장치(300)로부터 송신되는 상기 대소변알림 신호나 정보를 수신처리하여 배변 또는 배뇨 사실을 알리는 역할을 한다.

이를 위해 상기 수신기(400)는 전원부(410), 수신부(420), 제어부(430) 및 표시부(440)를 포함한다.

전원부(410)는 수신기(400)의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 전원부(410)는 일차 배터리 또는 충전식 배터리를 구비할 수 있다.

수신부(420)는 상기 대소변알림 신호나 정보를 수신처리하는 역할을 한다.

제어부(430)는 상기 상기 대소변알림 신호나 정보를 근거로 사용자가 배뇨 또는 배변하였다는 것을 알리기 위한 대소변알림 신호나 정보를 생성하여 표시부(440)에 표시하는 역할을 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 기저귀

Claims

기저귀; 사용자의 배변이나 배뇨에 따른 수분에 반응하여 그에 따른 대소변 검출신호를 출력하는 대소변 감지기 및 상기 대소변 감지기에서 출력되는 상기 대소변 검출신호를 근거로 기저귀 착용자의 배변이나 배뇨 사실을 시각적으로 또는 청각적으로 사용자 또는 보호자에게 알려주는 대소변 알림장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
제1항에 있어서, 센서를 사용하여 대소변의 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
제2항에 있어서,
전도성의 두 선 사이에 금속 나트륨을 도포하고,
대소변에 포함된 수분과 반응하여 전도성이 감소하는 것을 이용하여
대소변의 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
제2항에 있어서,
전도성의 3 선을 구비하고,
1선과 공통의 1선 사이에 금속 나트륨을 도포하고,
다른 1선과 공통의 1선 사이에 온도센서를 구비하여,
금속나트륨이 대소변의 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
제2항에 있어서
광섬유 끝에 금속나트륨을 도포하고,
광섬유 다른 한쪽에는 광센서를 구비하여
금속나트륨이 수분과 반응하여 빛을 발생하는 것을 감지하여
대소변의 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
2항에 있어서,
기저귀 내부에 금속나트륨을 배치하고,
기저귀 외부에서 광센서 및 적외선 센서를 구비하고,
대소변에 포함된 수분과 금속나트륨이 반응하여 열과 빛이 발생되는 것을
감지하여,
대소변의 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에서 있어서,
하나 이상의 센서를 기저귀에 설치하고,
기저귀 외부에 센서의 상테를 감지할 수 있는 감지기를 구비하고,
감지기와 무선으로 정보를 송수신할 수 있는 수신기를 구성하여
대소변의 유무를 원격으로 관리할 수 있는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.
제1항에 있어서,
금속나트륨에 특성을 개선하기 위하여 이온성의 물질을 추가하여
수분의 감지 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 기저귀의 대소변 감지 장치.