NL1013012C2

NL1013012C2 - Sensor for detecting the presence of moisture.

Info

Publication number: NL1013012C2
Application number: NL1013012A
Authority: NL
Inventors: Peter Hillebrand De Haan
Original assignee: Tno
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-12
Also published as: EP1238267A2; WO2001018535A3; WO2001018535A2; AU7560400A

Description

Titel: Sensor voor het detecteren van de aanwezigheid van vocht.Title: Sensor for detecting the presence of moisture.

De uitvinding heeft betrekking op een vochtsensor voor het detecteren van de aanwezigheid van vocht voorzien van een elektrisch circuit en IGP's (Intrinsiek Geleidende Polymeren) waarbij elektrische eigenschappen van de IGP's 5 afhankelijk zijn van de hoeveelheid vocht waarmee deze in aanraking komen en waarbij het elektrisch circuit is ingericht om een verandering van de elektrische eigenschappen van de IGP's te detecteren voor het detecteren van vocht.The invention relates to a moisture sensor for detecting the presence of moisture provided with an electrical circuit and IGPs (Intrinsically Conductive Polymers) in which electrical properties of the IGPs 5 depend on the amount of moisture with which they come into contact and in which the electrical circuit is arranged to detect a change in the electrical properties of the IGPs to detect moisture.

10 Een dergelijke vochtsensor is op zich bekend. Bij de bekende vochtsensor vormen de IGP's een onderdeel van het elektrisch circuit, waarbij het elektrisch circuit is ingericht om een verandering van de weerstand van de IGP's op basis van een verandering in de aanwezigheid van het 15 vocht te detecteren.Such a moisture sensor is known per se. In the known moisture sensor, the IGPs form part of the electrical circuit, the electrical circuit being arranged to detect a change in the resistance of the IGPs based on a change in the presence of the moisture.

Een nadeel van de bekende inrichting is dat de detectie van vocht niet bijzonder nauwkeurig kan worden uitgevoerd. In het bijzonder wanneer de vochtsensor wordt toegepast in een babyluier, incontinentieluier, matras 20 en/of couveuse voor het detecteren van lichaamsvocht, zoals urine, blijkt dat detectie van een afgifte van relatief kleine hoeveelheden lichaamsvocht vaak niet mogelijk is.A drawback of the known device is that the detection of moisture cannot be carried out particularly accurately. Particularly when the moisture sensor is used in a baby diaper, incontinence diaper, mattress 20 and / or incubator for detecting body fluid, such as urine, it is found that detection of a release of relatively small amounts of body fluid is often not possible.

De uitvinding beoogt een vochtsensor te verschaffen die de aanwezigheid van relatief kleine hoeveelheden vocht 25 mogelijk maakt. Volgens een eerste nadere uitwerking van de uitvinding geldt dat de IGP's deel uitmaken van een capaciteit waarbij het elektrisch circuit is ingericht om een verandering van de capaciteit te detecteren voor het detecteren van het vocht. Volgens deze uitwerking geldt 30 derhalve dat in plaats van een weerstandsmeting een capacitieve meting wordt uitgevoerd.The object of the invention is to provide a moisture sensor that enables the presence of relatively small amounts of moisture. According to a first further elaboration of the invention, the IGPs form part of a capacitance in which the electrical circuit is arranged to detect a change in capacitance for detecting the moisture. According to this elaboration, therefore, it applies that instead of a resistance measurement, a capacitive measurement is performed.

Meer in het bijzonder geldt dat aan een eerste zijde van een substraat een laagje is aangebracht dat de IGP's omvat en dat aan een tegenover de eerste zijde gelegen tOt 3012 2 tweede zijde van het substraat elektroden zijn aangebracht die tezamen met het laagje deel uitmaken van de capaciteit.More particularly, it holds that a layer comprising the IGPs is arranged on a first side of a substrate and that electrodes are arranged on a second side of the substrate opposite the first side and that form part of the substrate together with the layer. capacity.

Het is echter eveneens mogelijk dat aan een eerste zijde van een substraat een laagje is aangebracht dat de 5 IGP's omvat waarbij tenminste een eerste elektrode aan een tegenover de eerste zijde gelegen tweede zijde van het substraat is aangebracht en waarbij tenminste een tweede elektrode op het laagje is aangebracht, dusdanig dat het laagje althans voor een deel tussen de eerste en tweede 10 elektrode in ligt waarbij de eerste en tweede elektrode tezamen met de IGP's deel uitmaken van de capaciteit. Volgens een nadere uitwerking van deze variant geldt dat aan de eerste zijde van het substraat tevens geleidende paden zijn aangebracht die tezamen met de capaciteit een LC-kring 15 vormen van het elektrisch circuit.However, it is also possible that a layer comprising the 5 IGPs is applied to a first side of a substrate, wherein at least a first electrode is applied to a second side of the substrate situated opposite the first side and wherein at least a second electrode is applied to the layer is arranged such that the layer lies at least partly between the first and second electrodes, the first and second electrodes together with the IGPs being part of the capacitance. According to a further elaboration of this variant, it applies that conductive paths are also arranged on the first side of the substrate, which together with the capacitance form an LC circuit of the electrical circuit.

Voor het uitvoeren van een capacitieve meting is het volgens een andere uitwerking van dit aspect van de uitvinding eveneens mogelijk dat aan een eerste zijde van een substraat een laagje is aangebracht dat de IGP's omvat 20 waarbij tenminste een elektrisch geleidend en windingen omvattend pad is aangebracht aan een tegenover de eerste zijde gelegen tweede zijde van het substraat waarbij het elektrisch geleidend pad een spoel vormt van het elektrisch circuit alsmede tezamen met het laagje de capaciteit.According to another elaboration of this aspect of the invention, for carrying out a capacitive measurement, it is also possible that a layer comprising the IGPs is provided on a first side of a substrate, wherein at least one electrically conductive and winding path is applied to a second side of the substrate situated opposite the first side, the electrically conductive path forming a coil of the electric circuit as well as the capacitance together with the layer.

25 Volgens een alternatief van de uitvinding, dat eveneens aan de geschetste problemen tegemoetkomt geldt dat het elektrisch circuit is voorzien van een transponder die is opgenomen in een omhulling die althans voor een deel is vervaardigd van de IGP's. Hierbij fungeert de omhulling als 30 een kooi van Faraday die, afhankelijk van de aanwezigheid van vocht, de transponder in meer of mindere mate afschermt van een buiten de omhulling gelegen ruimte. Wanneer derhalve met behulp van een zend- en ontvanginrichting een ondervraagveld wordt gegenereerd waarin de vochtsensor 35 wordt gebracht zal de grootte van een door de zend- en ontvanginrichting ontvangen reactie van de transponder 101301? 3 afhankelijk zijn van de mate waarin de transponder door de omhulling wordt afgeschermd, dat wil zeggen afhankelijk zijn van de hoeveelheid aanwezig vocht in de nabijheid van de vochtsensor. Hierbij kunnen de zend- en ontvanginrich-5 ting en de transponder werken volgens het principe van de op zich bekende absorptiesystemen of transmissiesystemen.According to an alternative of the invention, which also addresses the problems outlined, it holds that the electrical circuit is provided with a transponder included in an enclosure which is at least partly made of the IGPs. In this case, the enclosure functions as a Faraday cage which, depending on the presence of moisture, shields the transponder to a greater or lesser extent from a space outside the enclosure. Therefore, when an interrogation field is introduced with the aid of a transmitter and receiver, into which the moisture sensor 35 is introduced, the magnitude of a response of the transponder 101301 received by the transmitter and receiver will be. 3 depend on the degree to which the transponder is shielded by the envelope, that is to say depend on the amount of moisture present in the vicinity of the moisture sensor. The transmitting and receiving device and the transponder can herein operate according to the principle of the absorption systems or transmission systems known per se.

Volgens een alternatieve variant van de uitvinding die aan de gestelde problemen tegemoetkomt geldt dat de vochtsensor een IGP's omvattend stroomgeleidend weefsel 10 omvat.According to an alternative variant of the invention that addresses the stated problems, the moisture sensor comprises an IGPs comprising current-conducting fabric 10.

In het bijzonder geldt hierbij dat de vochtsensor is voorzien van tenminste één paar elektroden die deel uitmaken van het elektrisch circuit en die op verschillende plaatsen met het weefsel zijn verbonden. Hierbij is het 15 mogelijk dat de vochtsensor is voorzien van tenminste twee paar elektroden.In particular, it holds here that the moisture sensor is provided with at least one pair of electrodes which form part of the electrical circuit and which are connected to the tissue at different locations. It is possible here that the moisture sensor is provided with at least two pairs of electrodes.

Volgens deze bijzondere uitvoeringsvorm is het met behulp van het elektrisch circuit bepalen van de weerstand tussen de elektroden van elk paar mogelijk een schatting te 20 doen van de positie waar het vocht zich op het weefsel bevindt. Er wordt als het ware een kruispeiling uitgevoerd.According to this particular embodiment, by determining the resistance between the electrodes of each pair by means of the electrical circuit, it is possible to estimate the position where the moisture is on the tissue. A cross-bearing is performed, as it were.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toontThe invention will now be further elucidated with reference to the drawing. Herein shows

Fig. la een zijaanzicht van de eerste uitvoerings-25 vorm van een vochtsensor overeenkomstig de uitvinding; fig. lb een bovenaanzicht van de vochtsensor volgens fig. la; fig, 2a een bovenaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding; 3 0 fig. 2b een zijaanzicht van de vochtsensor volgens fig. 2a; fig. 3a een bovenaanzicht van een derde uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding; fig. 3b een zijaanzicht van de vochtsensor volgens 35 fig. 3a; 1013012 4 fig. 4a een zijaanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding die is opgenomen in een luier; fig. 4b een resonant circuit van de vochtsensor 5 volgens fig. 4a.Fig. 1a is a side view of the first embodiment of a moisture sensor according to the invention; Fig. 1b is a top view of the moisture sensor according to Fig. 1a; Fig. 2a shows a top view of a second embodiment of a moisture sensor according to the invention; Fig. 2b shows a side view of the moisture sensor according to Fig. 2a; Fig. 3a shows a top view of a third embodiment of a moisture sensor according to the invention; Fig. 3b shows a side view of the moisture sensor according to Fig. 3a; 1013012 Fig. 4a is a side view of a fourth embodiment of a moisture sensor according to the invention which is incorporated in a diaper; Fig. 4b shows a resonant circuit of the moisture sensor 5 according to Fig. 4a.

fig. 5a een bovenaanzicht van een vijfde en zesde uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding; fig. 5b een zijaanzicht van de vijfde uitvoeringsvorm van de vochtsensor volgens fig. 5a; 10 fig. 5c een zijaanzicht van de zesde uitvoeringsvorm van de vochtsensor volgens fig. 5a; en fig. 6 een zijaanzicht van een zevende uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Fig. 5a shows a top view of a fifth and sixth embodiment of a moisture sensor according to the invention; Fig. 5b shows a side view of the fifth embodiment of the moisture sensor according to Fig. 5a; Fig. 5c is a side view of the sixth embodiment of the moisture sensor according to Fig. 5a; and Fig. 6 is a side view of a seventh embodiment according to the invention.

In fig. la en lb is met verwijzingscijfer 1 een 15 vochtsensor volgens de uitvinding aangeduid. De vochtsensor is voorzien van een substraat 2. Dit substraat kan bijvoorbeeld bestaan uit een van de binnenlagen van een luier, een matras, een couveuse en dergelijke, een en ander afhankelijk van de toepassing van de vochtsensor. Het 20 substraat 2 kan derhalve bestaan uit bijvoorbeeld een plastic laag, een textiellaag, zoals een non-woven, een papierlaag etc. Op het substraat 2 is een intrinsiek geleidende polymeer 4 aangebracht in de vorm van een laagje 4. Intrinsiek geleidende polymeren vertonen door hun 25 chemische structuur halfgeleide eigenschappen. De eigenschappen van geleidende polymeren zijn afhankelijk van de omgeving.In Figures 1a and 1b, reference numeral 1 denotes a moisture sensor according to the invention. The moisture sensor is provided with a substrate 2. This substrate can for instance consist of one of the inner layers of a diaper, a mattress, an incubator and the like, depending on the application of the moisture sensor. The substrate 2 can therefore consist of, for example, a plastic layer, a textile layer, such as a non-woven, a paper layer, etc. On the substrate 2, an intrinsically conductive polymer 4 is applied in the form of a layer 4. Intrinsically conductive polymers exhibit by their chemical structure semiconductor properties. The properties of conductive polymers depend on the environment.

Op zich zijn IGP's bekend. Zo heeft het Amerikaanse textielbedrijf Milliken eind jaren 80 een techniek ontwik-30 keld om een dun laagje polypyrool aan te brengen op de afzonderlijke weefsels van textiel, zoals bijvoorbeeld polyester (merknaam: Contex). Daarnaast zijn andere typen IGP's bekend zoals polythiofeen (en derivaten), polyaniline e. d.IGPs are known per se. For example, the American textile company Milliken developed a technique in the late 1980s to apply a thin layer of polypyrole to the individual textile fabrics, such as polyester (brand name: Contex). In addition, other types of IGPs are known, such as polythiophene (and derivatives), polyaniline e. d.

35 Volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van het feit dat elektrische eigenschappen van de IGP's afhankelijk lotsoff 5 zijn van de hoeveelheid vocht waarmee de IGP's in aanraking komen. De vochtsensor is voorts voorzien van een elektrisch circuit 6 dat is ingericht om een verandering van de elektrische eigenschappen van de IGP's te detecteren voor 5 het detecteren van vocht.According to the invention, use is made of the fact that electrical properties of the IGPs depend on the quantity of moisture with which the IGPs come into contact. The moisture sensor is further provided with an electrical circuit 6 adapted to detect a change in the electrical properties of the IGPs for detecting moisture.

In dit voorbeeld is het laagje IGP's 4 aan een eerste zijde 8 van het substraat 2 aangebracht. Aan een tegenover de eerste zijde 8 van het substraat 2 gelegen tweede zijde 10 zijn elektroden 12, 14 aangebracht. In dit 10 voorbeeld zijn de elektroden 12, 14 uitgevoerd als een op zich bekende kamcondensator. Het elektrisch circuit 6 omvat een meeteenheid 16 die met de elektroden 12, 14 van de kamcondensator 16 is verbonden. De kamcondensator 12, 14 vormt tezamen met het laagje IGP's 4 een capaciteit die met 15 behulp van de meetinrichting 16 op op zich bekende wijze kan worden gemeten. Omdat de elektrische eigenschappen (weerstand, elektrische susceptibiliteit) van het intrinsiek geleidend polymeer 4 afhankelijk zijn van de hoeveelheid vocht waarmee het laagje IGP's in aanraking 20 komt kan het vocht aldus met behulp van de meetinrichting 16 worden gemeten. De capaciteit (en de hiermee corresponderende verliesfactor) van de IGP-laag kan worden gemeten door met behulp van de meetinrichting 16 signalen met verschillende frequenties te genereren en de amplitudes 25 van deze signalen te bepalen. Verandering in de capaciteit ten gevolge van de aanwezigheid van vocht kan aldus worden gedetecteerd.In this example, the layer of IGPs 4 is applied to a first side 8 of the substrate 2. Electrodes 12, 14 are arranged on a second side 10 opposite the first side 8 of the substrate 2. In this example, the electrodes 12, 14 are designed as a comb capacitor known per se. The electrical circuit 6 includes a measuring unit 16 connected to the electrodes 12, 14 of the comb capacitor 16. The comb capacitor 12, 14, together with the layer of IGPs 4, forms a capacity which can be measured in a manner known per se by means of the measuring device 16. Since the electrical properties (resistance, electrical susceptibility) of the intrinsically conductive polymer 4 depend on the amount of moisture with which the layer of IGPs comes into contact, the moisture can thus be measured with the aid of the measuring device 16. The capacitance (and the corresponding loss factor) of the IGP layer can be measured by generating signals of different frequencies with the aid of the measuring device 16 and determining the amplitudes of these signals. Thus, change in capacity due to the presence of moisture can be detected.

De meetinrichting 16 kan derhalve bijvoorbeeld een wisselstroomgenerator omvatten. Tevens is het mogelijk dat 30 de meetinrichting 16 dusdanig is uitgevoerd dat de met behulp van de meetinrichting 16 bepaalde capaciteit draadloos kan worden toegevoerd aan een leesinrichting 18 (fig. lb) .The measuring device 16 can therefore, for example, comprise an alternating current generator. It is also possible that the measuring device 16 is designed in such a way that the capacity determined by means of the measuring device 16 can be supplied wirelessly to a reading device 18 (Fig. 1b).

Ook is het mogelijk dat de door de elektroden 12, 14 35 en het laagje IGP 4 gevormde capaciteit tezamen met de meetinrichting 16 een op zich bekend resonant circuit 1013012 6 vormt, zoals het wel bij anti-diefstal labels wordt toegepast. Dit resonante circuit kan dan nog zijn voorzien van een chip waarin een identificatiecode is opgenomen. Op deze wijze kan, met behulp van de leesinrichting 18, die in dit 5 voorbeeld dan een ondervraagveld genereert, de hoeveelheid vocht die wordt gedetecteerd door de vochtsensor 1, worden uitgelezen tezamen met een identieficatiecode van de vochtsensor. Een dergelijk systeem kan met voordeel worden toegepast in bijvoorbeeld een ziekenhuis. Hierbij kunnen de 10 matrassen van ziekenhuisbedden elk van een vochtsensor 1 worden voorzien. Omdat elke vochtsensor zijn eigen identie-ficatiecode heeft is het mogelijk dat met behulp van de leesinrichting 18 niet alleen wordt vastgesteld dat een van de matrassen nat is geworden maar eveneens welk matras nat 15 is geworden.It is also possible that the capacitance formed by the electrodes 12, 14 and the layer of IGP 4 together with the measuring device 16 forms a resonant circuit 1013012 6 known per se, as it is used in anti-theft labels. This resonant circuit can then still be provided with a chip in which an identification code is included. In this way, with the aid of the reading device 18, which then generates an interrogation field in this example, the amount of moisture detected by the moisture sensor 1 can be read out together with an identification code of the moisture sensor. Such a system can advantageously be used in, for example, a hospital. The 10 mattresses of hospital beds can each be provided with a moisture sensor 1. Since each moisture sensor has its own identification confirmation code, it is possible that with the aid of the reading device 18 it is not only determined that one of the mattresses has become wet, but also which mattress has become wet.

Een tweede mogelijke uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding zal worden besproken aan de hand van de fig. 2a tot 2b. Hierbij zijn met fig. 1 overeenkomende onderdelen van dezelfde verwijzingscijfers 20 voorzien. Bij deze uitvoeringsvorm is op het substraat 2 wederom een laagje IGP's 4 aangebracht. Op het laagje 4 is een elektrode 12 aangebracht. Op de tweede zijde 10 is een plaatvormige elektrode 14 aangebracht. De elektrode 12 is dusdanig op het laagje 4 aangebracht, dat het laagje 4, 25 althans voor een deel, tussen de elektroden 12, 14 in ligt. Ook de elektrode 12 is plaatvormig uitgevoerd. In de elektrode 12 zijn echter een aantal openingen 20 aangebracht, zodat het laagje IGP's 4 bereikbaar is voor vocht 22 dat zich aan de eerste zijde 8 van het substraat 30 bevindt. De elektroden 12, 14 maken tezamen met het laagje IGP's 4 wederom deel uit van een capaciteit. Voorts geldt dat aan de eerste zijde 8 van het substraat geleidende paden 24 zijn aangebracht die bijvoorbeeld zijn vervaardigd van koper. De geleidende paden 24 vormen tezamen met de 35 eerdergenoemde capaciteit 4, 12, 14 een LC-kring die deel uitmaakt van het elektrisch circuit 6. De resonantie 1013018 7 frequentie van de gevormde LC-kring zal afhankelijk zijn van de elektrische eigenschappen van het laagje IGP's en hiermee van de hoeveelheid vocht in de omgeving van de vochtsensor. De resonantie frequentie kan wederom op op 5 zich bekende wijze met behulp van de meetinrichting 16 worden bepaald. De meetinrichting 16 kan hiertoe zijn voorzien van een wisselstroomgenerator met behulp waarvan een in frequentie variërend wisselstroomsignaal aan de LC-kring kan worden toegevoerd voor het bepalen van de 10 resonantie frequentie. Het is echter eveneens mogelijk, zoals in relatie met fig. la besproken, dat de LC-kring en de meetinrichting 16 een onderdeel vormen van een resonant circuit dat met behulp van de uitleesinrichting 18 kan worden uitgelezen wanneer deze in een door de uitlees-15 inrichting 18 gegenereerd ondervraagveld wordt gebracht. De meetinrichting 16 is dan bijvoorbeeld een simpele kortsluiting. In dat geval wordt door de meetinrichting 18 een ondervraagveld gegenereerd met behulp waarvan de resonantie frequentie van de LC-kring wordt bepaald. In dit 20 voorbeeld kan dan ook de meetinrichting 16 worden vervangen door een chip 16 waarin wederom een identieficatiecode van de sensor 1 is opgeslagen. Deze chip 16 kan wanneer de LC-kring in het ondervraagveld wordt gebracht de stroom door de LC-kring moduleren met de identieficatiecode. Deze 25 gemoduleerde stroom kan door de uitleeseenheid 18 worden gedetecteerd.A second possible embodiment of a moisture sensor according to the invention will be discussed with reference to Figs. 2a to 2b. Parts corresponding to Fig. 1 are provided with the same reference numerals 20. In this embodiment, a layer of IGPs 4 is again applied to the substrate 2. An electrode 12 is arranged on the layer 4. A plate-shaped electrode 14 is arranged on the second side 10. The electrode 12 is arranged on the layer 4 in such a way that the layer 4, 25 lies at least partly between the electrodes 12, 14. The electrode 12 is also plate-shaped. However, a number of openings 20 are provided in the electrode 12, so that the layer of IGPs 4 is accessible to moisture 22 which is located on the first side 8 of the substrate 30. The electrodes 12, 14 together with the layer of IGPs 4 again form part of a capacitance. Furthermore, it holds that conductive paths 24 are provided on the first side 8 of the substrate, which are made, for example, of copper. The conductive paths 24 together with the aforementioned capacitance 4, 12, 14 form an LC circuit which is part of the electrical circuit 6. The resonance 1013018 7 frequency of the formed LC circuit will depend on the electrical properties of the layer IGPs and thus the amount of moisture in the vicinity of the moisture sensor. The resonance frequency can again be determined in a manner known per se with the aid of the measuring device 16. The measuring device 16 can for this purpose be provided with an alternating current generator by means of which a frequency-varying alternating current signal can be supplied to the LC circuit for determining the resonance frequency. However, it is also possible, as discussed in relation to Fig. 1a, that the LC circuit and the measuring device 16 form part of a resonant circuit which can be read out with the aid of the reading device 18 when it is in a read-out by the reading device. device 18 generated interrogation field is brought. The measuring device 16 is then, for example, a simple short circuit. In that case, an interrogation field is generated by the measuring device 18, with the aid of which the resonance frequency of the LC circuit is determined. In this example, therefore, the measuring device 16 can be replaced by a chip 16 in which an identification code of the sensor 1 is again stored. This chip 16, when the LC circuit is brought into the interrogation field, can modulate the current through the LC circuit with the identification code. This modulated current can be detected by the reading unit 18.

In het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 3a en 3b zijn met fig. 1 overeenkomende onderdelen wederom van eenzelfde verwijzingscijfer voorzien. Wederom geldt dat aan 30 de eerste zijde 8 van het substraat het laagje 4 is aangebracht dat de IGP's omvat. Voorts is tenminste één elektrisch geleidend en windingen omvattend pad 24 aangebracht aan de tweede zijde 10 van het substraat. Dit elektrisch geleidend pad vormt een spoel. De uiteinden van 35 de spoel 24 zijn verbonden met de meetinrichting 16. Omdat de spoel 24 en het substraat 4 aan tegenover elkaar gelegen 1013012 8 zijden van het substraat 2 zijn geplaatst vormen deze in combinatie tevens een capaciteit. Met behulp van de meet-inrichting 16 kan wederom de resonantie frequentie worden bepaald van de door de spoel en het laagje IGP's gevormde 5 LC-kring zoals dit in relatie tot fig. 2 is besproken.In the exemplary embodiment according to Figs. 3a and 3b, parts corresponding to Fig. 1 are again provided with the same reference numerals. Again it holds that on the first side 8 of the substrate the layer 4 comprising the IGPs is provided. Furthermore, at least one electrically conductive and winding path 24 is provided on the second side 10 of the substrate. This electrically conductive path forms a coil. The ends of the coil 24 are connected to the measuring device 16. Since the coil 24 and the substrate 4 are placed on opposite sides of the substrate 2, these3030 also form a capacity. With the aid of the measuring device 16, the resonance frequency of the LC circuit formed by the coil and the layer of IGPs can again be determined as discussed in relation to Fig. 2.

In fig. 4a is een vierde mogelijke uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding getoond. De vochtsensor is voorzien van een op zich bekende transponder van het type dat bijvoorbeeld gebruikt wordt bij anti-10 diefstal labels. De transponder 28 kan bijvoorbeeld een resonant LC-circuit 30 omvatten (zie fig. 4b), alsmede een met het resonante circuit 30 gekoppelde chip 32. Wanneer de transponder 28 in een met behulp van een door een uitleeseenheid 18 gegenereerd elektromagnetisch 15 ondervraagveld wordt gebracht, zal de transponder 28 hierop reageren wanneer de frequentie van het ondervraagveld overeenkomt met de resonantie frequentie van het LC-circuit 30. Het door de uitleeseenheid 18 en de transponder 28 gevormde systeem kan zowel functioneren volgens het op zich 20 bekende transmissie principe als het op zich bekende absorptie principe. Volgens de uitvinding is de transponder 28 opgenomen in een omhulling 34 die althans voor een deel is gevormd door IGP's. Deze omhulling kan bijvoorbeeld bestaan uit een folie vervaardigt van IGP of een folie 25 waarop een coating van IGP's is aangebracht. Omdat de weerstand van de IGP's van de omhulling 34 laag is, zal de omhulling werken als de kooi van Faraday en de transponder 28 afschermen van het met behulp van de uitleesinrichting 18 gegenereerde ondervraagveld. De uitleeseenheid 18 zal 30 dan geen transponder 28 detecteren. De eigenschappen van het IGP zijn echter dusdanig gekozen dat wanneer het IGP met water (bijvoorbeeld urine) in aanraking komt de weerstand toeneemt. De afscherming van de transponder 28 neemt hiermee af, zodat de uitleeseenheid 18 de transponder 35 28 kan detecteren. Hiermee wordt derhalve het vocht gedetecteerd dat zich in de omgeving van de omhulling 34 1013012 9 bevindt. De omhulling 34 kan bijvoorbeeld worden opgenomen in een luier, zoals getoond in fig. 4a, waarbij de laag 36 een buitenlaag van de luier vormt (cover stock) en waarbij de laag 38 een binnenlaag van de luier vormt. Ook kan aldus 5 met behulp van de leesinrichting 18, aan de hand van de sterkte van het ontvangen signaal, de grootte van de weerstand van de IGP's worden bepaald. Deze grootte van de weerstand is dan een maat voor de vochtigheid bij de sensor.Fig. 4a shows a fourth possible embodiment of a moisture sensor according to the invention. The moisture sensor is provided with a transponder of the type known per se, which is used for instance for anti-theft labels. The transponder 28 may, for example, comprise a resonant LC circuit 30 (see Fig. 4b), as well as a chip 32 coupled to the resonant circuit 30. When the transponder 28 is placed in an electromagnetic interrogation field generated by means of a read unit 18 , the transponder 28 will respond to this when the frequency of the interrogation field corresponds to the resonance frequency of the LC circuit 30. The system formed by the reading unit 18 and the transponder 28 can function both according to the transmission principle known per se and the known absorption principle. According to the invention, the transponder 28 is contained in an enclosure 34 which is at least partly formed by IGPs. This envelope can for instance consist of a foil made of IGP or a foil on which a coating of IGPs has been applied. Because the resistance of the IGPs of the enclosure 34 is low, the enclosure will act as the Faraday cage and shield the transponder 28 from the interrogation field generated by the reader 18. The reading unit 18 will then not detect a transponder 28. However, the properties of the IGP are chosen in such a way that when the IGP comes into contact with water (for example urine) the resistance increases. The shielding of the transponder 28 hereby decreases, so that the reading unit 18 can detect the transponder 28. This therefore detects the moisture that is in the vicinity of the casing 34 1013012 9. For example, the envelope 34 may be contained in a diaper, as shown in Fig. 4a, the layer 36 forming an outer layer of the diaper (cover stock) and the layer 38 forming an inner layer of the diaper. Also, with the aid of the reading device 18, the magnitude of the resistance of the IGPs can be determined on the basis of the strength of the received signal. This magnitude of the resistance is then a measure of the humidity at the sensor.

10 In fig. 5a en 5b is een vijfde uitvoeringsvorm van een vochtsensor volgens de uitvinding getoond. De vochtsensor is voorzien van een IGP's omvattend stroomgeleidend weefsel 40. Dit type weefsels wordt onder andere gebruikt voor het vervaardigen van antistatische 15 kleding. De DC-weerstand van het weefsel ligt bijvoorbeeld in het gebied van 20 Ω tot 20.000 kQ De vochtsensor is voorts voorzien van tenminste één paar en in dit voorbeeld tenminste twee paren elektroden 42, 44; 46, 48 die op verschillende plaatsen met het weefsel zijn verbonden. In 20 dit voorbeeld zijn de elektroden 42, 44 nabij tegenoverliggende langsranden van het weefsel geplaatst. Voorts zijn de elektroden 46, 48 aan twee andere tegenover elkaar gelegen langsranden van het weefsel geplaatst. De precieze positie van de elektroden is echter niet relevant. Met 25 behulp van een meetinrichting 16 wordt de impedantie gemeten tussen de. betreffende elektroden 42, 44. Deze impedantie wordt gemeten bij een geschikte frequentie in het frequentiegebied van bijvoorbeeld 20 Hz tot 1 MHz. Wanneer vocht op het weefsel komt zal de impedantie tussen 30 de elektroden 42, 44 veranderen door kortsluiting tussen de geleidende draden in het weefsel en door de intrinsieke eigenschappen van het vocht (zoals elektrische geleiding en hoge diëlektrische constante). Op deze wijze kan het vocht 50 worden gedetecteerd. Geheel analoog kan met behulp van 35 de elektroden 46, 48 en een tweede meetinrichting 16' het vocht 50 eveneens worden gedetecteerd. De impedantie 1013012 10 verandering die met behulp van de elektroden 46, 48 wordt gemeten zal afhankelijk zijn van de positie van het vocht op het weefsel 40. Dit geldt eveneens voor de impedantie verandering die door het vocht 50 met behulp van de elek-5 troden 42, 44 en de meetinrichting 16 wordt gemeten. Door de met behulp van de eerste meetinrichting 16 en met behulp van de tweede meetinrichting 16' bepaalde impedantie-veranderingen in combinatie te verwerken kan informatie worden verkregen over de positie van het vocht 50 op het 10 weefsel 40.Figures 5a and 5b show a fifth embodiment of a moisture sensor according to the invention. The moisture sensor is provided with an IGPs comprising current-conducting fabric 40. This type of fabric is used, inter alia, for the manufacture of anti-static clothing. The tissue DC resistance is, for example, in the range from 20 Ω to 20,000 kΩ. The moisture sensor is further provided with at least one pair and in this example at least two pairs of electrodes 42, 44; 46, 48 which are connected to the fabric at various locations. In this example, the electrodes 42, 44 are placed near opposite longitudinal edges of the tissue. Furthermore, the electrodes 46, 48 are placed on two other opposite longitudinal edges of the tissue. However, the exact position of the electrodes is not relevant. By means of a measuring device 16, the impedance is measured between the. concerning electrodes 42, 44. This impedance is measured at a suitable frequency in the frequency range of, for example, 20 Hz to 1 MHz. When moisture gets on the tissue, the impedance between electrodes 42, 44 will change due to short circuit between the conductive wires in the tissue and due to the intrinsic properties of the moisture (such as electrical conductivity and high dielectric constant). In this way, the moisture 50 can be detected. Entirely analogously, the moisture 50 can also be detected by means of the electrodes 46, 48 and a second measuring device 16 '. The impedance 1013012 change measured using the electrodes 46, 48 will depend on the position of the moisture on the fabric 40. This also applies to the impedance change generated by the moisture 50 using the electrodes. 42, 44 and the measuring device 16 is measured. By combining the impedance changes determined with the aid of the first measuring device 16 and with the aid of the second measuring device 16 ', information can be obtained about the position of the moisture 50 on the fabric 40.

Het betreffende weefsel 40 kan op een geschikte positie in bijvoorbeeld een luier worden gebracht, bijvoorbeeld direct onder de eerste vocht doorlatende laag dat in contact komt met de huid, midden in de urine afwerende laag 15 of onder de absorberende laag vlak boven de buitenste afschermende laag (de cover layer). De aansluitingen van de elektroden kunnen door de cover layer naar buiten worden gevoerd of binnen door de luier naar de rand worden gevoerd. De eerste meetinrichting 16 en de tweede meet-20 inrichting 16' kunnen dan meetinrichtingen zijn die buiten de luier zijn geplaatst. Het is uiteraard eveneens mogelijk dat de eerste meetinrichting 16 een LC-kring omvat die tezamen met de elektroden 42, 44 en het weefsel 40 een op zich bekende schakeling van een anti-diefstal label vormt. 25 De elektroden 46, 48 het weefsel 40 en de tweede meetinrichting 16' kunnen op geheel analoge wijze aldus een tweede transponder vormen van een anti-diefstal schakeling. Aldus zijn twee transponders gevormd die wanneer zij een van elkaar verschillende resonantie frequentie hebben van 30 elkaar gescheiden kunnen worden gedetecteerd met behulp van de uitleesinrichting 18 die dan tenminste twee ondervraag-velden kan genereren. Het eerste ondervraagveld correspondeert met de resonantie frequentie van de transponder 16, 40 42, 44 terwijl de frequentie van het tweede ondervraag-35 veld correspondeert met de resonantie frequentie van de transponder 16', 40, 46, 48. De impedantie die wordt 1013011 11 gevormd door de elektroden 42, 44 en het weefsel 40 kan dusdanig in de LC-kring van de eerste transponder zijn opgenomen dat de Q-factor van de transponder daalt wanneer dè impedantie van het weefsel 40 toeneemt. Het is echter 5 eveneens mogelijk dat de betreffende impedantie dusdanig in de LC-kring is opgenomen dat de Q-factor stijgt wanneer de betreffende impedantie toeneemt. Dit geldt geheel analoog voor de transponder die wordt gevormd door de meetinrichting 16', elektroden 46, 48 en het weefsel 40.The tissue 40 in question can be placed in a suitable position in, for example, a diaper, for example directly under the first moisture-permeable layer that comes into contact with the skin, in the middle of the urine-repellent layer 15 or under the absorbent layer just above the outer protective layer. (the cover layer). The electrodes terminals can be passed out through the cover layer or inside through the diaper to the edge. The first measuring device 16 and the second measuring device 16 'can then be measuring devices placed outside the diaper. It is of course also possible for the first measuring device 16 to comprise an LC circuit which, together with the electrodes 42, 44 and the fabric 40, forms a circuit known per se of an anti-theft label. The electrodes 46, 48, the tissue 40 and the second measuring device 16 'can thus form a second transponder of an anti-theft circuit in a completely analogous manner. Thus, two transponders are formed which, when they have a different resonance frequency, can be detected separately from each other using the reading device 18 which can then generate at least two interrogation fields. The first interrogation field corresponds to the resonance frequency of the transponder 16, 40, 42, 44, while the frequency of the second interrogation field, corresponds to the resonance frequency of the transponder 16, 40, 46, 48. The impedance which is 1013011 11 formed by the electrodes 42, 44 and the tissue 40 may be included in the LC circuit of the first transponder such that the Q factor of the transponder decreases as the impedance of the tissue 40 increases. However, it is also possible that the impedance in question is included in the LC circuit in such a way that the Q factor increases when the impedance in question increases. This is entirely analogous to the transponder formed by the measuring device 16 ', electrodes 46, 48 and the fabric 40.

10 Wederom kan dan afhankelijk van de bepaling van een verandering van de Q-factoren van de eerste en tweede transponder informatie worden verkregen over de positie van het vocht 50 op het weefsel.Again, depending on the determination of a change in the Q factors of the first and second transponders, information can then be obtained about the position of the moisture 50 on the fabric.

In fig. 5c wordt nog getoond dat de elektroden 46, 15 48 via een capacitieve koppeling met de uitleeseenheid 16' kunnen worden verbonden. Hiertoe is tegenover de elektrode 46 een elektrode 46' aangebracht, terwijl tegenover de elektrode 48 een elektrode 48' is aangebracht. De elektroden 46', 48' zijn dan verbonden met de uitleesinrichting 20 16'. Indien bijvoorbeeld het substraat 2 wordt gevormd door de buitenlaag van een luier kan de inrichting 16' eenvoudig met de elektroden 46' en 48' worden verbonden. Voorwaarde is dan wel dat de inrichting 161 een voldoende hoge frequentie genereert voor het bepalen van de impedantie 25 tussen de elektroden 46 en 48. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan een frequentie die groter is dan 100 kHz. Geheel analoog kan de inrichting 16 met behulp van elektroden 42' en 441 de impedantie tussen de elektroden 42 en 44 bepalen.In Fig. 5c it is further shown that the electrodes 46, 48 can be connected to the reading unit 16 'via a capacitive coupling. For this purpose, an electrode 46 'is arranged opposite the electrode 46, while an electrode 48' is arranged opposite the electrode 48. The electrodes 46 ', 48' are then connected to the reading device 20 16 '. For example, if the substrate 2 is formed by the outer layer of a diaper, the device 16 'can simply be connected to the electrodes 46' and 48 '. A condition is then that the device 161 generates a sufficiently high frequency for determining the impedance between the electrodes 46 and 48. This may, for example, be a frequency which is greater than 100 kHz. Entirely analogously, the device 16 can determine the impedance between the electrodes 42 and 44 with the aid of electrodes 42 'and 441.

30 In de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 wordt gebruik gemaakt van het verschil in elektrochemische potentiaal van twee verschillende IGP's. Er wordt een sensor gevormd door twee lagen 4a, 4b van verschillende IGP's (bijv. polypyrool en polyaniline of polypyrool en polythiofeen) of 35 een laag IGP met een laag metaal (bijv. aluminium) van elkaar te scheiden met een diëlektricum 60 dat vocht kan 1013012 12 absorberen (bijv. vloeipapier). Op de twee verschillende IGP's of op de IGP en metaallaag wordt als meeteenheid een voltmeter 16 aangesloten. Als de sensor droog is, zal er geen spanningsverschil worden gemeten tussen de beide lagen 5 omdat het diëlektricum niet geleidend is en er derhalve geen ladingsuitwisseling plaatsvindt tussen de twee verschillende stroomgeleidende lagen. Als de sensor nat is, wordt het diëlektricum (enigszins) geleidend door het geabsorbeerde water (of urine) zodat de voltmeter het 10 verschil in de elektrochemische potentiaal van de beide materialen kan aanwijzen. Er is geconstateerd dat het potentiaalverschil (open klem spanning) in geval van een laag polypyrool en aluminium ongeveer 700-800 mV bedraagt en het potentiaalverschil in geval van een laag polypyrool 15 en polyaniline ca. 100 mV bedraagt. Het potentiaalverschil bij lage elektrische belasting (zgn. open klem spanning) is onafhankelijk van de hoeveelheid toegevoerde vocht, mits de geleiding voldoende is. De kortsluitstroom kan wel afhankelijk zijn van de hoeveelheid toegevoerde vocht.In the embodiment according to Fig. 6 use is made of the difference in electrochemical potential of two different IGPs. A sensor is formed by separating two layers 4a, 4b of different IGPs (eg polypyrole and polyaniline or polypyrol and polythiophene) or a layer of IGP with a layer of metal (eg aluminum) with a dielectric 60 capable of moisture 1013012 12 absorb (eg tissue paper). A voltmeter 16 is connected as the measuring unit to the two different IGPs or to the IGP and metal layer. When the sensor is dry, no voltage difference will be measured between the two layers 5 because the dielectric is not conductive and therefore no charge exchange takes place between the two different current-conducting layers. When the sensor is wet, the dielectric becomes (slightly) conductive through the absorbed water (or urine) so that the voltmeter can indicate the difference in the electrochemical potential of the two materials. It has been found that the potential difference (open clamp voltage) in the case of a low polypyrole and aluminum is about 700-800 mV and the potential difference in the case of a low polypyrol and polyaniline is about 100 mV. The potential difference at low electrical load (so-called open terminal voltage) is independent of the amount of moisture supplied, provided the conductivity is sufficient. The short-circuit current can, however, depend on the amount of moisture supplied.

20 Voorts is het bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 5a - 5c nog mogelijk dat de detectie niet berust op veranderingen in de intrinsieke elektrische eigenschappen van het IGP, maar op de veranderingen van de elektrische respons ten gevolge van de aanwezigheid van het geabsorbeerde water in 25 het weefsel of water op het weefsel. De diëlektrische constante van water is erg hoog en de geleidbaarheid is hoog zodat er zeker een verandering in de diëlektrische respons kan optreden. In dit geval wordt gebruik gemaakt van het stroomgeleidend weefsel dat IGP omvat als 30 elektrode. Dergelijke varianten worden elk geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.Furthermore, in the embodiment according to Figs. 5a - 5c, it is still possible that the detection is not based on changes in the intrinsic electrical properties of the IGP, but on the changes in the electrical response due to the presence of the absorbed water in the fabric or water on the fabric. The dielectric constant of water is very high and the conductivity is high so that certainly a change in the dielectric response can occur. In this case, the current-conducting tissue comprising IGP is used as the electrode. Such variants are each considered to fall within the scope of the invention.

f 013012f 013012

Claims

1- Moisture sensor for detecting the presence of moisture, provided with an electrical circuit and IGPs (Intrinsically Conductive Polymers), whereby the electrical properties of the IGPs depend on the amount of moisture they come into contact with and the electrical circuit is arranged to detecting a change in the electrical properties of the IGPs to detect the moisture, characterized in that the IGPs are part of a capacitance 10 wherein the electrical circuit is arranged to detect a change in capacity to detect the moisture.

2. Moisture sensor according to claim 1, characterized in that a layer comprising the IGPs is provided on a first side of a substrate and that electrodes are arranged on a second side of the substrate opposite the first side, together with the layer be part of the capacity.

Moisture sensor according to claim 2, characterized in that the electrodes are designed as a comb capacitor.

Moisture sensor according to claim 1, characterized in that a layer comprising the IGPs is provided on a first side of a substrate, wherein at least one first electrode is applied on a second side of the substrate situated opposite the first side and wherein at least a second electrode is arranged on the layer, such that the layer lies at least partly between the first and second electrode, the first and second electrode together with the IGPs being part of the capacity.

Moisture sensor according to claim 4, characterized in that conductive 1013012 paths are also arranged on the first side of the substrate, which together with the capacitance form an LC circuit of the electrical circuit.

6. Moisture sensor according to claim 1, characterized in that on a first side of a substrate a layer is provided which comprises the IGPs, wherein at least one electrically conductive and winding path is provided on a second side of the opposite side of the first side of the substrate. substrate in which the electrically conductive path forms a coil of the electric circuit 10 as well as the capacitance together with the layer.

7. Moisture sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical circuit is provided with a transponder for wirelessly obtaining information about the detected presence of the moisture.

Moisture sensor according to claim 7, characterized in that the transponder is provided with a resonant circuit comprising the capacity.

9. Moisture sensor for detecting the presence of moisture, provided with an electrical circuit and IGPs (Intrinsically Conductive Polymers) in which the electrical properties of the IGPs depend on the amount of moisture they come into contact with and the electrical circuit is arranged to detecting a change in the electrical properties of the IGPs to detect the moisture, characterized in that the electrical circuit includes a transponder included in an enclosure made at least in part from the IGPs.

Moisture sensor according to claim 9, characterized in that the properties of the IGPs are such that the resistance of the IGPs increases when they come into contact with the moisture.

11. Moisture sensor according to claim 1, characterized in that the moisture sensor comprises a current-conducting fabric comprising IGPs, at least a pair of electrodes connected to a first side of the fabric 1013012 and on a second side opposite the first side of the fabric. tissue electrodes connected by capacitive coupling to the first and second pair of electrodes and forming part of the electrical circuit.

12. Moisture sensor for detecting the presence of moisture, provided with an electrical circuit and IGPs (Intrinsically Conductive Polymers) in which the electrical properties of the IGPs depend on the amount of moisture with which they come into contact and in which the electrical circuit is arranged to detecting a change in the electrical properties of the IGPs to detect moisture, characterized in that the moisture sensor comprises a current-conducting tissue comprising the IGPs.

Moisture sensor according to claim 12, characterized in that the moisture sensor is provided with at least one pair of electrodes which form part of the electrical circuit and which are connected to the tissue at different locations.

Moisture sensor according to claim 13, that the at least one pair of electrodes is connected to a first side of the tissue and that the electrical circuit further comprises electrodes lying on a second side of the tissue opposite the first side and which are connected to the at least one pair of electrodes by a capacitive coupling.

Moisture sensor according to claim 14, characterized in that the moisture sensor is provided with at least two pairs of electrodes.

16. Moisture sensor for detecting the presence of moisture, provided with an electrical circuit and IGPs (Intrinsically Conductive Polymers) in which the electrical properties of the IGPs depend on the amount of moisture with which they come into contact and in which the electrical circuit is arranged to a 101301? detect change of the electrical properties of the IGP1 s for detecting the moisture, characterized in that the moisture sensor is provided with at least two layers, each of which is provided with IGPs and a dielectric 5 interposed between the layers, wherein the dielectric is of a type capable of absorbing moisture and wherein the sensor is arranged to detect the moisture, in use, by a voltage difference between the layers.

Diaper provided with a moisture sensor according to any one of the preceding claims.

Diaper provided with a moisture sensor according to any one of the preceding claims 2-8, characterized in that the first side of the substrate is directed towards an inner side of the diaper. 10130f2