KR20230121236A - 대소변 감지 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대소변을 감지하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 대소변 감지 방법은 장치가 대소변을 감지하는 방법에 있어서, 상기 장치는, 복수의 금속산화물 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 가스 센서; 전극의 저항의 변화량을 감지하여 소변 발생 여부를 감지하는 저항 센서; 전극의 정전용량의 변화량을 감지하여 대변 발생 여부를 감지하는 커패시턴스 센서; 및 상기 가스 센서, 상기 저항 센서 및 상기 커패시턴스 센서 중 적어도 일부를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 장치가 상기 가스 센서를 통해 상기 온도별 저항 변화를 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 온도별 저항의 변화가 미리 정해진 제1 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 장치가 상기 저항 센서를 통해 전극의 저항 변화량을 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 저항 변화량이 미리 정해진 제2 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 장치가 상기 커패시턴스 센서를 통해 전극의 정전용량 변화량을 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 정전용량 변화량이 미리 정해진 제3 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 장치가 상기 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하는 경우에 대소변이 발생한 것으로 판단하고 사용자의 어플리케이션으로 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 대소변 감지 방법은 장치가 대소변을 감지하는 방법에 있어서, 상기 장치는, 복수의 금속산화물 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 가스 센서; 전극의 저항의 변화량을 감지하여 소변 발생 여부를 감지하는 저항 센서; 전극의 정전용량의 변화량을 감지하여 대변 발생 여부를 감지하는 커패시턴스 센서; 및 상기 가스 센서, 상기 저항 센서 및 상기 커패시턴스 센서 중 적어도 일부를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 장치가 상기 가스 센서를 통해 상기 온도별 저항 변화를 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 온도별 저항의 변화가 미리 정해진 제1 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 장치가 상기 저항 센서를 통해 전극의 저항 변화량을 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 저항 변화량이 미리 정해진 제2 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 장치가 상기 커패시턴스 센서를 통해 전극의 정전용량 변화량을 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 정전용량 변화량이 미리 정해진 제3 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 장치가 상기 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하는 경우에 대소변이 발생한 것으로 판단하고 사용자의 어플리케이션으로 전달하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 대소변을 감지하기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시각적인 정보에 의하지 않고 대소변을 감지하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 용변을 스스로 처리하지 못하는 유아나 거동이 불편한 환자는 기저귀를 착용하게 되는데, 상기의 기저귀는 배설 후 일정 시간 내에 교체하지 않으면 배설물로 인해 발진이나 습진 또는 욕창을 유발하므로 신속한 교체가 필요하다. 이에 따라 유아나 환자의 보호자는 수시로 대소변 유무를 후각, 시각이나 촉각을 이용하여 확인하여야 하므로 매우 불편하고, 특히 작은 양의 배설이 있을 경우에는 쉽게 확인이 불가능하여 비위생적일 뿐만 아니라 착용자의 질병을 유발하는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 대한민국 공개특허 제10-2004-0074806호에는 기저귀의 배뇨 경보장치가 개시되어 있다.
상기의 배뇨 경보장치는 도전성 검출선이 일정한 간격을 두고 내장되고, 검출선의 연장선이 밴드부상에 자성체로 이루어진 탈부착단자에 연결된 구성을 갖는 기저귀와, 기저귀의 탈부착단자에 부착될 수 있도록 일단으로 형성된 탈부착단자와, 상기 탈부착단자를 통해 전달되는 검출선의 전류변화를 검출하는 검출부와, 검출부로부터 검출된 전류변화에 따라 배뇨 여부를 감지하는 제어IC와, 제어IC의 제어에 따라 배뇨 경보를 스피커를 통해 멜로디로 발생시키는 멜로디IC와, 멜로디IC의 음량조절을 위한 음량조절스위치와 교체가능한 구조를 갖는 배터리를 포함하는 감지장치로 구성된다.
상기한 기저귀의 배뇨 경보장치는 대소변을 즉시 감지하여 알릴 수 있는 장점이 있지만, 검출선이 동선 또는 도 전성 도료 등을 도포한 것을 적용하고 있으므로 인체의 피부와 접촉될 경우 여전히 피부 트러블을 유발하는 한계점이 있다. 또한, 금속선으로 형성된 검출선은 대소변과 반응할 경우 더욱 쉽게 산화되므로 유아나 환자의 연약한 피부에 심각한 악영향을 초래하고 기저귀 표면을 오염시키게 된다. 특히, 종래 검출선은 굵은 동선으로 형성됨에 따라 이물감을 유발하고 쉽게 구부러지지 않아 착용감이 불량한 단점이 있을 뿐만 아니라 가격이 고가인 동선의 소요량 증가로 제조비용이 상승하고, 기저귀의 무게 또한 증가하는 단점이 있다.
본 발명은 시각적인 정보에 의하지 않고 대소변을 감지하는 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 대소변 감지 방법은, 장치가 대소변을 감지하는 방법에 있어서, 상기 장치는, 복수의 금속산화물 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 가스 센서; 전극의 저항의 변화량을 감지하여 소변 발생 여부를 감지하는 저항 센서; 전극의 정전용량의 변화량을 감지하여 대변 발생 여부를 감지하는 커패시턴스 센서; 및 상기 가스 센서, 상기 저항 센서 및 상기 커패시턴스 센서 중 적어도 일부를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 장치가 상기 가스 센서를 통해 상기 온도별 저항 변화를 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 온도별 저항의 변화가 미리 정해진 제1 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 장치가 상기 저항 센서를 통해 전극의 저항 변화량을 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 저항 변화량이 미리 정해진 제2 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 장치가 상기 커패시턴스 센서를 통해 전극의 정전용량 변화량을 감지하는 단계; 상기 장치가 상기 감지된 정전용량 변화량이 미리 정해진 제3 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 장치가 상기 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하는 경우에 대소변이 발생한 것으로 판단하고 사용자의 어플리케이션으로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가스 센서는, 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도를 조절하는 히터부; 상기 복수의 금속산화물 플레이트 또는 상기 히터부의 온도를 감지하는 히터 컨트롤러; 및 미리 정해진 시간 동안 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하는 저항 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 서로 구분되는 메인 공간 및 가스 공간을 형성하고, 상기 메인 공간은 외부에 대해서 수밀하게 밀봉되도록 형성되고, 상기 가스 공간은 상기 하우징의 일면에 형성된 에어홀을 통해 외부와 연통되도록 형성되고, 상기 메인 공간과 상기 가스 공간은 상기 가스 센서 또는 상기 가스 센서가 실장된 회로기판에 의해 구분되는 공간일 수 있다.
상기 하우징에는 상기 메인 공간과 상기 가스 공간 사이에 위치하는 개구부가 형성되고, 상기 가스 센서 또는 상기 가스 센서가 실장된 회로기판은 상기 개구부의 외곽 부분과 방수 테이프에 의해 수밀하게 결합될 수 있다.
상기 가스 공간 내부에 위치하고, 상기 에어홀을 덮는 방수필터를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 센서는, 센서 베이스 기판; 상기 베이스 기판에 실장된 센서칩 - 상기 센서칩은 상기 복수의 금속산화물 플레이트 및 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도를 조절하는 히터부를 포함함 -; 상기 베이스 기판에 결합되어 상기 센서칩이 수용되는 내부 공간을 형성하고, 상기 센서칩이 감지하는 가스가 유입되는 유입홀이 형성된 커버부; 및 상기 유입홀을 덮는 방수필터를 포함할 수 있다.
상기 장치는, 체온을 측정하는 온도 센서; 상기 가스 센서; 및 상기 온도 센서 및 상기 가스 센서와 결합되고, 메인 기판과 연결되는 연성 회로기판을 포함하는 센서 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 가스 센서와 대향하는 에어홀이 형성된 제1 면 및 상기 제1 면에서 절곡되어 연장되고 사용자가 장착 시 사용자의 피부와 대향하는 제2 면을 포함하고, 상기 연성 회로기판은, 상기 온도 센서와 상기 가스 센서 사이에서 연장되고, 상기 하우징의 내측에서 상기 제1 면과 상기 제2 면을 따라 절곡되는 제1 기판부; 및 상기 온도 센서와 상기 메인 기판 사이에서 연장되고, 상기 하우징의 내측에서 상기 제1 면과 상기 제2 면을 따라 절곡되는 제2 기판부를 포함할 수 있다.
상기 센서 모듈은, 상기 가스 센서와 상기 연성 회로기판은 납땜으로 결합되고, 상기 납땜을 둘러싸는 언더필 수지재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 대소변 감지 방법에 의하면, 시각적인 정보에 의하지 않고 장치를 통해 대소변을 감지하고 이를 사용자에게 알릴 수 있어 편리하고, 장치에 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대소변 감지 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치가 가스 센서를 통해 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 것의 일 예시이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 에어홀과 메인 공간 및 가스 공간의 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 구조를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈이 하우징 내부에서 절곡되어 위치하면서 개구부의 외곽부분과 결합되는 구조를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 가스 센서와 연성 회로기판을 언더필한 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치가 가스 센서를 통해 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 것의 일 예시이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 에어홀과 메인 공간 및 가스 공간의 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 구조를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈이 하우징 내부에서 절곡되어 위치하면서 개구부의 외곽부분과 결합되는 구조를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 가스 센서와 연성 회로기판을 언더필한 상태를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 설명되는 각 단계들은 특별한 인과관계에 의해 나열된 순서에 따라 수행되어야 하는 경우를 제외하고, 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대소변 감지 방법의 순서도이다. 구체적으로는 가스 센서, 커패시턴스 센서 및 저항 센서를 포함하는 장치가 대소변을 감지하는 방법에 대해 도시한 것이다.
본 발명의 장치가 대소변을 감지하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 장치가 가스 센서를 통해 온도별 저항 변화를 감지하는 단계(S110), 장치가 감지된 온도별 저항의 변화가 미리 정해진 제1 조건을 만족하는지 판단하는 단계(S120), 장치가 저항 센서를 통해 전극의 저항 변화량을 감지하는 단계(S130), 장치가 감지된 저항 변화량이 미리 정해진 제2 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계(S140), 장치가 커패시턴스 센서를 통해 전극의 정전용량 변화량을 감지하는 단계(S150), 장치가 감지된 정전용량 변화량이 미리 정해진 제3 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계(S160) 및 장치가 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하는 경우에 대소변이 발생한 것으로 판단하고 사용자의 어플리케이션으로 전달하는 단계(S170)를 포함할 수 있다.
단계(S110)에서는, 장치가 가스 센서 내의 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지한다. 가스 센서는 복수의 금속산화물 플레이트 및 히터부를 포함하고, 가스 센서 내의 금속산화물 플레이트는 가스 성분이 금속산화물에 흡착되면 저항값이 변화한다. 가스 성분이 존재하면 저항값이 변화하는 원리를 기초로 장치가 가스센서의 복수의 온도가 유지되는 금속산화물 플레이트의 저항값을 일정 주기마다 측정하여 저항 변화를 감지하는 것이다.
장치는 가스 센서의 동작 알고리즘에 따라 복수의 온도에서의 저항값을 획득할 수 있다. 장치는 이러한 복수의 온도에서의 저항값 중 미리 정해진 일부의 온도에서의 저항값을 대소변을 감지하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, 장치는 가스 센서로부터 10개 내지 12개의 온도에서의 저항값을 주기적으로 획득할 수 있다. 여기서, 장치는 이 중 1개 내지 3개의 온도만을 선택하여 이의 저항값을 기초로 대소변을 감지할 수 있다.
단계(S120)에서는, 장치가 이전 단계(S110)에서 감지한 저항 변화가 미리 정해진 제1 조건을 만족하는지 판단한다. 구체적으로 미리 정해진 제1 조건은 대변에서 발생되는 가스 성분인 황화수소가 금속산화물에 흡착된 경우에, 온도별 저항의 변화와 그 경우에 황화수소의 농도에 대해 미리 실험을 통해 얻어진 실험값으로 정해질 수 있다.
단계(S130)에서는, 장치가 저항 센서를 통해 전극의 저항 변화량을 감지한다. 저항 센서는 소변이 전극에 닿으면 전극의 저항값이 변화하는 원리를 이용하여 소변을 감지할 수 있다.
단계(S140)에서는, 장치가 이전 단계(S130)에서 감지한 저항 변화량이 미리 정해진 제2 조건을 만족하는지 판단한다. 구체적으로 미리 정해진 제2 조건은 소변이 전극에 닿았을 때 저항의 변화량에 대해 미리 실험을 통해 얻어진 실험값으로 정해질 수 있다.
단계(S150)에서는, 장치가 커패시턴스 센서를 통해 전극의 정전용량 변화량을 감지한다. 커패시턴스 센서는 소변 또는 대변이 전극에 닿으면 전극의 정전용량이 변화하는 원리를 이용하여 소변 또는 대변을 감지할 수 있다.
단계(S160)에서는, 장치가 이전 단계(S150)에서 감지한 정전용량 변화량이 미리 정해진 제3 조건을 만족하는지 판단한다. 구체적으로 미리 정해진 제3 조건은 소변 또는 대변이 감지된 경우, 정전용량 변화량에 대해 미리 실험을 통해 얻어진 실험값으로 정해질 수 있다.
단계(S170)에서는, 장치가 이전 단계에서 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하는 경우에 대소변이 발생한 것으로 판단하고 사용자의 어플리케이션으로 전달한다. 장치는 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하여야 대소변이 발생한 것으로 판단할 수 있고, 어느 하나의 조건이라도 불만족하는 경우에는 대소변이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서(200)는 복수의 금속산화물 플레이트(210), 히터부(220), 히터 컨트롤러(230), 핫플레이트 온도센서(240) 및 저항 측정부(250)를 포함할 수 있다. 또한, 가스 센서(200)에 소변 등 이물질이 들어가지 않도록 방수 필터를 포함할 수 있다.
복수의 금속산화물 플레이트(210)는 히터부(220)에 의해 가열되고, 히터부(220)는 히터 컨트롤러(230)에 의해 일정 온도로 조절될 수 있다. 핫플레이트 온도센서(240)는 복수의 금속산화물 플레이트(210) 또는 히터부(220)의 온도를 측정하고 일정 온도를 유지하도록 할 수 있다. 저항 측정부(250)는 주기적으로 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분이 공기 중에 얼마나 있는지를 판단할 수 있다. 가스 센서(200)는 복수의 금속산화물 플레이트(210) 각각을 일정 온도 범위로 변화시키면서 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 공간에 대변에서 발생되는 황화수소(H2S)가 공기 중에 얼마나 있는지를 판단함으로써 대변의 발생 여부를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 장치가 가스 센서를 통해 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 것의 일 예시이다.
가스 센서(200)는 복수의 금속산화물 플레이트(210) 각각을 일정 온도 범위로 변화시키면서 온도별 저항 변화를 감지할 수 있다. 복수의 금속산화물 플레이트(210)를 사용하여 온도별 저항 변화를 측정함으로써 단일 금속산화물 플레이트를 사용하는 경우에 발생할 수 있는 측정 오류를 방지할 수 있다. 구체적으로 가스 센서(200)는 저항 변화로부터 가스 공간에 대변에서 발생되는 황화수소(H2S)가 얼마나 있는지를 판단함으로써 대변의 발생 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상온 근처에서는 가스 공간에 황화수소(H2S)가 존재하지 않는 경우에는 저항값이 500-600의 범위 내로 유지되다가, 황화수소(H2S)가 공기 중에 존재하면 저항값이 일정량 감소한다. 일례로, 350도에서 저항값이 3500 내외 정도로 측정되면, 황화수소(H2S)가 공기 중에 90 PPM 정도로 존재하는 것으로 보고 대변이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다른 실시예로 450도 내지 500도 정도에서 저항값이 11000 내지 13000 수준으로 측정된다면, 황화수소(H2S)가 공기 중에 30PPM 수준으로 존재하는 것으로 보고 대변이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 3을 참조하면, 황화수소(H2S)의 농도가 변함에 따라 온도가 높을수록 저항 변화량이 큰 경향을 가짐을 알 수 있다. 이를 기초로 생각하면, 플레이트(210)의 온도를 높게 유지한 상태에서 황화수소(H2S)의 농도를 감지하는 것이 정확도를 높이는 방법이라고 생각할 수 있다. 그러나 플레이트(210)의 온도가 높은 상태가 지속되면 플레이트(210)에 열손상이 누적되어 가스 센서(200)의 내구성이 저하될 우려가 있다.
그리고 플레이트(210)의 온도를 상대적으로 낮을 상태를 유지하는 것도 문제점을 야기할 수 있다. 황화수소(H2S)등의 가스는 플레이트(210)의 표면에 흡착되어 누적될 수 있다. 이러한 누적량이 증가되면 플레이트(210)의 측정 정확도가 저하될 수 있다. 이를 해소하기 위해서는, 플레이트(210)의 온도를 주기적으로 고온으로 하여 표면에 흡착된 가스 성분을 휘발 또는 증발시킬 필요가 있다. 이러한 이유로 가스 센서(200)의 플레이트(210) 온도는 측정 정확도, 내구성 유지 및 흡착 가스 성분의 제거를 종합하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 중간 대역의 온도를 유지하다가 주기적으로 높은 온도를 가하여 가스 성분을 제거할 수 있다. 또한, 사용자 또는 관리자로부터 정확도에 대한 설정 정보를 입력받아, 높은 정확도로 설정 정보를 입력받은 경우 보다 높은 플레이트(210) 온도를 선택하여 측정을 진행할 수 있다. 그러나 높은 온도에 의한 내구성 저하를 방지하기 위해, 사용자 또는 관리자가 높은 정확도로 설정할 경우, 높은 정확도의 지속시간을 제한하거나 일정 시간이 지난 후 온도를 다시 낮추는 동작이 수행될 수 있다.
경우에 따라서는 사용자의 상태 및 시간에 따라 온도가 변화되도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 대변 배출에 민감할 경우(대변 접촉에 따른 피부 질환 등이 있는 경우)라면 플레이트(210)의 온도를 높게 유지하여 정확도를 높일 수 있다. 그리고 야간이나 식후 시간 등 특정한 시간을 지정하여 플레이트(210)의 온도를 높게 유지하도록 조절할 수 있다. 또한, 사용자의 상태(사용자가 직전 대변 배출을 언제 했는지 여부 및 최근 대변에서 수분이 많은지(설사인지 여부) 여부)를 고려하여 플레이트(210)의 온도를 다르게 설정할 수 있다.
도 3에서는 단일 금속산화물 플레이트의 온도와 황화수소(H2S)의 농도의 변화에 따른 저항값의 변화만을 도시하였으나, 복수의 금속산화물 플레이트(210)를 사용하기 때문에 각각의 금속산화물 플레이트에서 측정된 저항값의 변화는 차이가 있을 수 있다. 다만, 다소 차이가 있더라도 측정된 저항값의 변화를 평균하여 판단하기 때문에 단일 금속산화물 플레이트를 사용하는 경우에 발생할 수 있는 측정 오류를 상당부분 방지할 수 있다. 또한, 상기 가스 센서(200)는 황화수소(H2S)뿐만 아니라 대기 중에 휘발되어 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소 화합물인 에틸렌, 메탄 등도 감지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성을 나타낸 것이다. 본 발명의 대소변 감지 방법을 수행하기 위한 장치는 하부 하우징(400), 상부 하우징(430) 및 커버부(440)를 포함할 수 있다. 구체적으로 상부가 개방되는 하부 하우징(400), 하부 하우징(400)의 상부의 적어도 일부를 덮고, 하부 하우징(400)과의 사이에 내부 공간을 형성하는 상부 하우징(430), 상부 하우징(430)의 상부를 덮고, 일 방향의 부분이 상부 하우징(430)과 결합부(450)를 통해 힌지 결합되어 일단이 결합된 상태로 상부 하우징(430)에 대해 개방될 수 있는 커버부(440), 하부 하우징(400) 및 상부 하우징(430) 중 적어도 하나의 상기 일 방향과 반대되는 하부 하우징(400)의 타 방향 부분에 형성되는 에어홀(420), 하부 하우징(400)에 수용되고 에어홀(420)을 향해 가스 센서가 위치하는 센서 모듈(410), 장치에 전원을 공급하는 배터리(460) 및 하부 하우징(400)과 배터리(460) 사이에 위치하는 회로기판(470)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 에어홀과 메인 공간 및 가스 공간의 구조를 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 장치는 가스 성분이 통과할 수 있는 에어홀(420), 에어홀(420)을 통과한 가스 성분과 이물질을 수용할 수 있는 복수의 공간으로서 메인 공간(510)과 가스 공간(520)을 포함할 수 있다. 메인 공간(510)은 에어홀(420)이 존재하는 측면에 대해서 가스 센서가 실장된 회로기판에 의해 수밀하게 밀봉되어 이물질이 투과하지 못하고 가스 성분만 출입할 수 있다. 가스 공간(520)은 에어홀(420)을 통해 외부와 연통된다. 메인 공간(510)과 가스 공간(520)은 가스 센서(200) 또는 가스 센서가 실장된 회로기판에 의해 구분될 수 있으며 메인 공간(510)은 이물질이 들어가지 않도록 외부에 대해서 방수 테이프에 의해 밀봉될 수 있다. 또한, 가스 공간(520)의 내부에 위치하고, 에어홀(420)을 덮는 방수필터를 포함하여 이물질이 에어홀(420)을 통과하지 못하도록 필터링 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 구조를 나타낸 것이다.
센서 모듈(310)은 온도 센서(610), 가스 센서가 실장된 회로기판(620), 메인 기판(630) 및 연성 회로기판(640)을 포함할 수 있다.
온도 센서(610)은 하부 하우징의 하면에 위치하여 장치가 사용될 때 착용자의 신체에 접촉하여 체온을 측정할 수 있다.
가스 센서(200)는 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출할 수 있으며 에어홀을 향해 절곡하여 장치에 장착된다.
가스 센서가 실장된 회로기판(620)의 가스 센서(200)는 돌출되어 있고, 가스 센서(200)를 제외한 나머지 부분은 방수테이프(622)로 처리될 수 있다.
메인 기판(630)은 온도 센서(610) 및 가스 센서(200)에 제공되는 전원을 끌어오기 위한 것이다.
연성 회로기판(640)을 통해 전기적 신호가 이동할 수 있다. 유연한 소재이기 때문에 절곡하여도 그 기능을 잃지 않으며, 절곡된 상태에 대해서는 도 7에서 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈이 하우징 내부에서 절곡되어 위치하면서 개구부의 외곽부분과 결합되는 구조를 나타낸 것이다.
하우징은 가스 센서가 실장된 회로기판(620)과 대향하는 에어홀(420)이 형성된 제1 면 및 제1 면에서 절곡되어 연장되고 사용자가 장착 시 사용자의 피부와 대향하는 제2 면을 포함한다. 연성 회로기판은 온도 센서(610)와 가스 센서 사이에서 연장되고, 하우징의 내측에서 제1 면과 제2 면을 따라 절곡되는 제1 기판부(700) 및 가스 센서와 메인 기판(630) 사이에서 연장되고, 하우징의 내측에서 제1 면과 제2 면을 따라 절곡되는 제2 기판부(710)를 포함할 수 있다.
또한, 하우징에는 메인 공간과 가스 공간 사이에 위치하는 개구부가 형성되고, 가스 센서 또는 가스 센서가 실장된 회로기판(620)은 개구부의 외곽 부분과 방수 테이프(622)에 의해 수밀하게 결합될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 가스 센서와 연성 회로기판를 연결하고 언더필한 상태를 나타낸 것이다.
구체적으로 가스 센서(200)는 센서 베이스 기판(800), 복수의 금속산화물 플레이트 및 복수의 금속산화물 플레이트의 온도를 조절하는 히터부를 포함하고 상기 베이스 기판에 실장된 센서칩(810), 상기 베이스 기판에 결합되어 상기 센서칩이 수용되는 내부 공간을 형성하고, 상기 센서칩이 감지하는 가스가 유입되는 유입홀이 형성된 커버부(830) 및 상기 유입홀을 덮는 방수필터를 포함할 수 있다. 가스 센서(200)는 연성 회로기판(640)과 전기적 연결을 위해 납땜(840)으로 결합된다. 이 경우에 납땝(840)에 이물질이 들어가게 되면, 전기적 연결에 방해가 되거나 연결이 끊기는 상황이 발생할 수 있으므로, 언더필 수지재(850) 등을 이용하여 빈 공간을 채우게 된다. 이러한 방식으로 빈 공간을 채워 방수 기능을 하도록 하는 것을 언더필이라고 한다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200: 가스 센서 210: 금속산화물 플레이트
220: 히터부 230: 히터 컨트롤러
240: 핫플레이트 온도센서 250: 저항 측정부
400: 하부 하우징 410: 센서 모듈
420: 에어홀 430: 상부 하우징
440: 커버부
220: 히터부 230: 히터 컨트롤러
240: 핫플레이트 온도센서 250: 저항 측정부
400: 하부 하우징 410: 센서 모듈
420: 에어홀 430: 상부 하우징
440: 커버부
Claims (9)
- 장치가 대소변을 감지하는 방법에 있어서,
상기 장치는,
복수의 금속산화물 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하여 가스 성분을 검출하는 가스 센서;
전극의 저항의 변화량을 감지하여 소변 발생 여부를 감지하는 저항 센서;
전극의 정전용량의 변화량을 감지하여 대변 발생 여부를 감지하는 커패시턴스 센서; 및
상기 가스 센서, 상기 저항 센서 및 상기 커패시턴스 센서 중 적어도 일부를 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 장치가 상기 가스 센서를 통해 상기 온도별 저항 변화를 감지하는 단계;
상기 장치가 상기 감지된 온도별 저항의 변화가 미리 정해진 제1 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 장치가 상기 저항 센서를 통해 전극의 저항 변화량을 감지하는 단계;
상기 장치가 상기 감지된 저항 변화량이 미리 정해진 제2 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 장치가 상기 커패시턴스 센서를 통해 전극의 정전용량 변화량을 감지하는 단계;
상기 장치가 상기 감지된 정전용량 변화량이 미리 정해진 제3 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 장치가 상기 제1 내지 제3 조건을 모두 만족하는 경우에 대소변이 발생한 것으로 판단하고 사용자의 어플리케이션으로 전달하는 단계를 포함하는 대소변 감지 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 가스 센서는,
상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도를 조절하는 히터부;
상기 복수의 금속산화물 플레이트 또는 상기 히터부의 온도를 감지하는 히터 컨트롤러; 및
미리 정해진 시간 동안 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도별 저항 변화를 감지하는 저항 측정부를 더 포함하는 대소변 감지 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 하우징은 서로 구분되는 메인 공간 및 가스 공간을 형성하고,
상기 메인 공간은 외부에 대해서 수밀하게 밀봉되도록 형성되고,
상기 가스 공간은 상기 하우징의 일면에 형성된 에어홀을 통해 외부와 연통되도록 형성되고,
상기 메인 공간과 상기 가스 공간은 상기 가스 센서 또는 상기 가스 센서가 실장된 회로기판에 의해 구분되는 공간인 대소변 감지 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 메인 공간과 상기 가스 공간 사이에 위치하는 개구부가 형성되고,
상기 가스 센서 또는 상기 가스 센서가 실장된 회로기판은 상기 개구부의 외곽 부분과 방수 테이프에 의해 수밀하게 결합되는 대소변 감지 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 가스 공간 내부에 위치하고, 상기 에어홀을 덮는 방수필터를 더 포함하는 대소변 감지 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 가스 센서는,
센서 베이스 기판;
상기 베이스 기판에 실장된 센서칩 - 상기 센서칩은 상기 복수의 금속산화물 플레이트 및 상기 복수의 금속산화물 플레이트의 온도를 조절하는 히터부를 포함함 -;
상기 베이스 기판에 결합되어 상기 센서칩이 수용되는 내부 공간을 형성하고, 상기 센서칩이 감지하는 가스가 유입되는 유입홀이 형성된 커버부; 및
상기 유입홀을 덮는 방수필터를 포함하는 대소변 감지 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 장치는,
체온을 측정하는 온도 센서;
상기 가스 센서; 및
상기 온도 센서 및 상기 가스 센서와 결합되고, 메인 기판과 연결되는 연성 회로기판을 포함하는 센서 모듈을 더 포함하는 대소변 감지 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 가스 센서와 대향하는 에어홀이 형성된 제1 면 및 상기 제1 면에서 절곡되어 연장되고 사용자가 장착 시 사용자의 피부와 대향하는 제2 면을 포함하고,
상기 연성 회로기판은,
상기 온도 센서와 상기 가스 센서 사이에서 연장되고, 상기 하우징의 내측에서 상기 제1 면과 상기 제2 면을 따라 절곡되는 제1 기판부; 및
상기 가스 센서와 상기 메인 기판 사이에서 연장되고, 상기 하우징의 내측에서 상기 제1 면과 상기 제2 면을 따라 절곡되는 제2 기판부를 포함하는 대소변 감지 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 센서 모듈은,
상기 가스 센서와 상기 연성 회로기판은 납땜으로 결합되고, 상기 납땜을 둘러싸는 언더필 수지재를 더 포함하는 대소변 감지 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003090812A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-03-28 | Figaro Eng Inc | おなら検出方法とその装置 |
| KR20040074806A (ko) | 2003-02-19 | 2004-08-26 | 장희규 | 기저귀의 배뇨 경보장치 |
| JP2012507338A (ja) * | 2008-11-03 | 2012-03-29 | エスセーアー・ハイジーン・プロダクツ・アーベー | シャーシ構造を有しているパンツ型用品を製造する方法及び該方法に従って製造されたパンツ型用品 |
| KR20190071525A (ko) * | 2017-12-14 | 2019-06-24 | 그래메디스 주식회사 | 기저귀 장착용 용변 감지 장치 |
| KR20190071526A (ko) * | 2017-12-14 | 2019-06-24 | 그래메디스 주식회사 | 기저귀 장착용 용변 감지 장치를 갖는 용변 감지 모니터링 시스템 |
| KR20210106791A (ko) * | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 서정세 | 교류 임피던스 검출회로 및 서미스터를 이용한 기저귀용 소대변 검출장치 |
-
2022
- 2022-02-10 KR KR1020220017826A patent/KR102640522B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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| KR20210106791A (ko) * | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 서정세 | 교류 임피던스 검출회로 및 서미스터를 이용한 기저귀용 소대변 검출장치 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR102640522B1 (ko) | 2024-02-28 |
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