СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЫПУСКА ЖИДКОСТИ ВО ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ
METHOD FOR DETECTING LIQUID DISCHARGE INTO ABSORBENT ARTICLE

Область техники, которой относится изобретение
В целом, изобретение относится к способу обнаружения выпуска жидкости во впитывающее изделие. Также изобретение относится к системе, соответствующей такому способу.
Уровень техники
В целом, способы обнаружения событий влажности или выпуска жидкости во впитывающее изделие в технике известны. В традиционной системе датчик контролирует сопротивление между двумя проводниками, находящимися в подгузнике, и сравнивает значения сопротивлений с заданным и фиксированным пороговым значением сопротивления. Если значение сопротивления меньше порогового значения сопротивления, датчик посылает сигнал в устройство сигнализации, которое сообщает сиделке и/или владельцу этого подгузника, что владелец обмочился.
Проблема в такой системе состоит в том, что она может быть склонна к предоставлению ложных положительных результатов, то есть информированию сиделки и/или пользователя, что имеет место мочеиспускание, присутствующее в нижнем белье, когда его на деле нет, потому что имеется только "проверка" или "тест" на присутствие мочеиспускания (то есть падает ли сопротивление нательного белья ниже заданного порогового значения). Такие ложные положительные результаты могут зависеть от плохого монтажа, помех или возмущений со стороны неизвестных источников. Дополнительно в некоторых ситуациях, таких, когда человек, пользующийся подгузником, сидит или если к нижнему белью, которое было ранее увлажнено, прикладывается другое давление, сопротивление нижнего белья может падать ниже порогового значения, указывая, таким образом, на новое мочеиспускание, когда на деле событие последующего выпуска жидкости не произошло. Следовательно, будет обнаружен ложный положительный результат.
Обычно количество ложных положительных результатов снижается при выборе более высокого порогового значения. Однако относительно высокое пороговое значение увеличивает риск необнаружения небольших количеств выпуска жидкости. Соответственно традиционные устройства могут быть непригодны для точного обнаружения многочисленных мочеиспусканий/или предотвращения обнаружения ложных положительных результатов. Кроме того, выпотевание может по меньшей мере отчасти ввести нижнее белье в насыщение, обычно за относительно длительный промежуток времени, и может вызвать срабатывание датчика. Также, помимо этого, после первого мочеиспускания владельцем значение сопротивления нижнего белья существенно меньше, чем когда белье сухое. Однако пороговое значение не меняется и поэтому сопротивление может быть ниже порогового, таким образом, приводя к срабатыванию сигнализации даже при том, что последующее событие выпуска жидкости не произошло.
Например, в WO 2008/075227 раскрывается способ обнаружения выпуска жидкости во впитывающее изделие. В целом, способ, соответствующий одному из вариантов осуществления, описанному в WO 2008/075227, для обнаружения присутствия выпуска жидкости внутрь впитывающего изделия, содержит этапы, на которых: контролируют электрическое свойство изделия как изделия, которое носит владелец, в котором электрическое свойство изменяется в ответ на выпуск жидкости; определяют крутизну изменения параметра электрического свойства во времени и сравнивают крутизну изменения с пороговым значением, чтобы определить присутствие выпуска жидкости. В соответствии с другими вариантами осуществления WO 2008/075227 для определения выпуска жидкости могут также выполняться этапы, на которых: сравнивают электрическое свойство во времени с пороговым значением и/или сравнивают электрическое свойство с заданным пороговым значением.
Однако все еще существует потребность в улучшенных способах, которые по меньшей мере облегчают проблемы обнаружения ложных положительных результатов, имеющиеся в предшествующем уровне техники, позволяют достоверное обнаружение многочисленных мочеиспусканий и менее чувствительны к нарушениям в работе, таким как короткое замыкание проводников.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение основано на том, что анализируя данные о выпуске жидкости во времени относительно исходных данных во времени, точность способа обнаружения событий выпуска жидкости может быть повышена. Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в устранении или по меньшей мере в облегчении вышеупомянутых проблем. В соответствии с одним из вариантов изобретения эти задачи решаются способом, обладающим признаками, определенными в приложенной формуле изобретения. Предпочтительные варианты осуществления способа приводятся в приложенных зависимых пунктах формулы изобретения.
Первый вариант изобретения относится к способу обнаружения события выпуска жидкости во впитывающее изделие, в котором упомянутое впитывающее изделие содержит датчик, выполненный с возможностью формирования выходного электрического сигнала, представляющего степень влажности упомянутого впитывающего изделия, в котором упомянутый выходной электрический сигнал принимается блоком обработки. Способ содержит этапы, на которых обеспечивают во времени исходные данные, представляющие событие выпуска жидкости; получают во времени данные выпуска жидкости в форме упомянутого выходного электрического сигнала; анализируют упомянутые данные выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных во времени посредством упомянутого блока обработки и обнаруживают событие выпуска жидкости, основываясь на упомянутом анализе.
Здесь степень влажности должна означать любую степень влажности, а также отсутствие влажности вообще, то есть абсолютно сухая или другая степень степени сухости. Степень влажности может альтернативно быть выражена как состояние влажности. Дополнительно датчик может быть любым датчиком подходящего типа, формирующим выходной электрический сигнал, представляющий состояние влажности или степень влажности впитывающего изделия. Такой датчик может быть датчиком, измеряющим электрическое свойство, такое как проводимость, импеданс, сопротивление, полная проводимость, напряжение, ток и т.д., или электрическое свойство, соответствующее температуре, влажности, pH или другому подходящему свойству. Дополнительно датчик может содержать полупроводник, чувствительный к моче или влажности. Исходные данные во времени могут быть набором данных или математической моделью, описывающей событие выпуска жидкости, из которой может быть получен набор данных во времени. Такой набор данных, если нужно или желательно, может быть представлен графически в виде справочной кривой. Исходные данные, представляющие событие выпуска жидкости, имеют различные характеристики для различных типов датчиков. Поскольку исходные данные, представляющие событие выпуска жидкости, имеют различные характеристики для различных типов датчиков, для датчика, который должен использоваться при применении способа, соответствующего изобретению, необходимо определение исходных данных. Дополнительно анализ может содержать любой подходящий способ анализа для сравнения выпуска жидкости или влажности, данных и исходных данных во времени или для оценки разности между данными выпуска жидкости и исходными данными во времени. Например, сравнение некоторым образом данных выпуска жидкости с исходными данными во времени или вычисление степени корреляции набора данных и данных выпуска жидкости. Другим подходящим способом может быть аппроксимация кривой данных выпуска жидкости, чтобы обнаружить математическую функцию или кривую, аппроксимирующую данные, и после этого сравнить аппроксимированную кривую с заданной математической функцией, описывающей заданную математическую модель для выпуска жидкости или события влажности. Дополнительно могут использоваться также другие подходящие способы оценки степени соответствия или степени подобия между данными выпуска жидкости и исходными данными.
Анализируя данные выпуска жидкости во времени относительно исходных данных во времени, способ может учитывать изменение данных относительно исходных данных во времени, вместо того, чтобы просто сравнивать мгновенное значение данных выпуска жидкости с пороговым значением. Другими словами, разность между характеристиками во времени исходных данных и данных выпуска жидкости сравнивается, приводя в результате к достоверному обнаружению выпуска жидкости. Дополнительно способ может учитывать нелинейную зависимость между выходным электрическим сигналом датчика элемента и состоянием влажности или степенью влажности впитывающего изделия.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления исходные данные задаются. Здесь термин "заданные" должен означать, что набор данных или математическая модель определяются до того, как применяется способ изобретения. В соответствии по меньшей мере с одним примером варианта осуществления исходные данные основаны на наборе результатов измерений выпуска жидкости, выполненных до применения способа изобретения, и предпочтительно на статистически достоверном наборе результатов измерений.
В соответствии по меньшей мере с одним примером варианта осуществления этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных во времени содержит оценку степени соответствия кривых, представляющих упомянутые данные выпуска жидкости и упомянутые исходные данные во времени соответственно, и в котором этап обнаружения события выпуска жидкости основан на упомянутой степени соответствия.
Здесь термин "степень соответствия" означает степень соответствия в форме между соответствующими кривыми, представляющими два набора данных во времени. Степень соответствия и степень корреляции могут оцениваться, используя любой соответствующий способ, такой как визуальное сравнение кривых, особенно их формы, вычисление коэффициента корреляции или другие известные математические способы. Степень соответствия может сравниваться с заданной степенью соответствия, причем выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень соответствия равна или выше заданной степени соответствия. Степень соответствия должным образом анализируется независимо от фактических значений соответствующих данных. В случае многочисленных событий выпуска жидкости степень соответствия оценивается для каждого периода времени, соответствующего одному единственному событию выпуска жидкости.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных во времени содержит оценку степени корреляции упомянутых данных выпуска жидкости и упомянутых исходных данных во времени соответственно, причем этап обнаружения события выпуска жидкости основан на упомянутой степени корреляции.
Оценивая степень корреляции упомянутых данных выпуска жидкости и упомянутых исходных данных во времени, способ может учитывать изменение данных во времени вместо того, чтобы делать сравнение с единственным пороговым значением. Таким образом достигается более достоверное обнаружение выпуска жидкости. Степень корреляции может оцениваться, используя любой подходящий способ, такой как визуальное сравнение кривых, представляющих данные выпуска жидкости и исходные данные соответственно, или вычисление коэффициента корреляции, или другие известные способы. Степень корреляции может сравниваться с заданной степенью корреляции, причем выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень корреляции равна, выше чем или ниже заданной степени корреляции, в зависимости от того, является ли корреляция положительной или отрицательной. В случае положительной корреляции выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень корреляции равна или выше заданной степени корреляции. А в случае отрицательной корреляции выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень корреляции равна или ниже заданной степени корреляции. В случае многочисленных событий выпуска жидкости степень корреляции оценивается для каждого промежутка времени, соответствующего одному единственному событию выпуска жидкости.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных во времени сравнивает вычисление произведения упомянутых данных выпуска жидкости и упомянутых исходных данных.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных по времени содержит вычисление свертки упомянутых данных выпуска жидкости и упомянутых исходных данных. В соответствии по меньшей мере с одним примером варианта осуществления упомянутая конволюция содержит упомянутое произведение.
Здесь пригодна дискретная форма конволюции. Такая конволюция предпочтительна, так как ее относительно легко реализовать и анализировать. Дополнительно использование конволюции не требует сложных алгоритмов для смещения исходных данных во времени к каждому одиночному событию выпуска жидкости.
Альтернативно вместо конволюции может использоваться взаимная корреляция.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных во времени содержит сравнение значения произведения или конволюции упомянутых данных и упомянутых исходных данных с первым заданным значением относительно базового уровня упомянутых данных выпуска жидкости, и упомянутый этап обнаружения события выпуска жидкости основывается на упомянутом сравнении, причем выпуск жидкости считается произошедшим, когда произведение или конволюция получается из упомянутого базового уровня посредством по меньшей мере упомянутого первого заданного значения.
Термин "базовый уровень" должен означать уровень, на котором упомянутый электрический сигнал устойчив до или после события выпуска жидкости. То есть является стабильным уровнем перед любым событием выпуска жидкости или уровнем, на котором сигнал стабилизировался после события выпуска жидкости. Отклонение может быть отрицательным или положительным, в зависимости от того, является ли произведение или корреляция отрицательным значением или положительным значением. Если произведение или корреляция имеет положительное значение, событие выпуска жидкости считается произошедшим, когда произведение или конволюция отклоняется в положительном направлении относительно базового значения с первым заданным значением. Если произведение или корреляция имеет отрицательное значение, событие выпуска жидкости считается произошедшим, когда произведение или конволюция отклоняется в отрицательном направлении относительно базового значения с первым заданным значением.
В соответствии по меньшей мере одним примерным вариантом осуществления этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных во времени содержит вычисление большого количества последовательных значений данных упомянутого произведения или конволюции, которые отклоняются от упомянутого базового уровня на упомянутое первое базовое значение, в котором упомянутое большое количество последовательных значений данных сравнивается со вторым заданным значением, в котором выпуск жидкости считается произошедшим, когда заданное количество последовательных значений данных превысило второе заданное значение.
Здесь термин "последовательный" означает абсолютно последовательный. То есть последовательные точки данных являются последовательностью точек данных, которые следуют друг за другом по порядку. Второе заданное значение может быть равно или отличаться от первого заданного значения и основываться на наборе измерений выпуска жидкости, выполненных перед применением способа изобретения.
Такое сравнение предпочтительно, так как оно уменьшает количество обнаруженных ложных событий выпуска жидкости. Таким образом, точность способа дополнительно увеличивается.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления датчик содержит множество зон обнаружения для обнаружения выпуска жидкости, причем каждая из упомянутых зон датчика выполнена с возможностью формирования соответствующего выходного электрического сигнала, представляющего абсолютную влажность каждой соответствующей зоны.
Множество зон обнаружения альтернативно могут иметь форму множества элементов датчиков влажности или датчиков влажности, формирующих множество зон обнаружения.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этап получения данных выпуска жидкости выполняется отдельно для каждой зоны обнаружения.
Получать данные отдельно для каждой зоны обнаружения предпочтительно, поскольку это позволяет игнорировать данные для желаемой зоны, если она содержит некоторые ошибки или неточности.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этапы анализа данных выпуска жидкости и обнаружения события выпуска жидкости выполняются для данных выпуска жидкости, составленных из данных для каждой зоны обнаружения, или для данных для каждой зоны обнаружения отдельно.
Здесь составленные данные предназначены означать, что данные выпуска жидкости содержат данные выпуска жидкости для каждой зоны обнаружения жидкости, например, в форме суммы данных выпуска жидкости для каждой зоны обнаружения или некоторым другим соответствующим способом. Выполняя этапы анализа данных выпуска жидкости и обнаружения событий выпуска жидкости, такие сформированные данные выпуска жидкости позволяют производить вычисления быстрее, поскольку необходимо выполнить меньшее количество этапов вычислений. Кроме того, предъявляются меньшие требования к вычислениям и к требуемой памяти.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этап обнаружения события выпуска жидкости содержит этап обнаружения по меньшей мере одного из последовательных событий выпуска жидкости, основываясь на упомянутых данных, полученных отдельно для каждой зоны обнаружения, в котором упомянутый этап анализа данных выпуска жидкости применяется к суммарным полученным данным во времени или для каждой части полученных данных во времени, соответствующих одиночному выпуску жидкости.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления способ дополнительно содержит этап периодически повторяющегося сравнения изменения упомянутого выходного электрического сигнала, представляющего степень влажности, между двумя различными временами и третьим заданным значением перед этапом анализа данных выпуска жидкости, на котором решение о выполнении этапа анализа упомянутых данных выпуска жидкости принимается на основе упомянутого сравнения.
Такое сравнение позволяет избежать ненужной обработки данных. Поэтому требуется меньшая производительность обработки данных.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления выходной сигнал принимается первым блоком обработки во время этапа получения данных выпуска жидкости в форме упомянутого выходного электрического сигнала.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления этапы анализа упомянутых данных выпуска жидкости относительно исходных данных, представляющих выпуск жидкости, и обнаружения события выпуска жидкости, основываясь на упомянутом анализе, выполняются посредством упомянутого первого блока обработки или посредством второго блока обработки.
Два блока обработки позволяют выполнять обработку данных в удаленном месте, что может быть предпочтительным по нескольким причинам. Например, блок во впитывающем изделии может быть меньше, если он не выполняется с возможностью обработки данных. Дополнительно для сиделки может быть полезным иметь возможность дистанционно следить за данными выпуска жидкости.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления выходным электрическим сигналом является сопротивление, проводимость, импеданс, напряжение, полная проводимость или ток.
Второй вариант изобретения относится к системе обнаружения события выпуска жидкости во впитывающем изделии. Система содержит впитывающее изделие, содержащее датчик, выполненный с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего электрическое свойство, и блок обработки, выполненный с возможностью обработки упомянутого выходного сигнала, формируемого датчиком впитывающего изделия. Блок обработки выполнен с возможностью осуществления способа согласно изобретению и обнаружения события выпуска жидкости в упомянутое впитывающее изделие, основываясь на упомянутом способе.
Соответственно система выполнена с возможностью индикации события выпуска жидкости.
В соответствии по меньшей мере с одним примерным вариантом осуществления система дополнительно содержит блок отображения, который соединяется или может соединяться с упомянутым блоком обработки и выполнен с возможностью отображения результата способа, соответствующего изобретению.
В соответствии по меньшей мере с одним примером варианта осуществления система дополнительно содержит блок сигнализации, выполненный с возможностью формирования сигнала тревоги, основываясь на обнаружении события выпуска жидкости.
Преимущества системы подобны преимуществам способа, описанным выше.
В целом, все термины, использованные в формуле изобретения, должны интерпретироваться в соответствии с их обычным смыслом, принятым в области техники, если здесь явно не определяется что-либо иное. Все ссылки на "элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.д." должны интерпретироваться открыто как обращенные по меньшей мере к одному случаю упомянутого элемента, устройства, компонента, средства, этапа и т.д., если явно не установлено иное.
Другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного раскрытия, из приложенных зависимых пунктов формулы изобретения, а также из чертежей.
Краткое описание чертежей
Это и другие варианты настоящего изобретения будут теперь описаны более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, показывающие вариант(ы) осуществления изобретения, на которых:
Фиг. 1 - схематичное представление способа, соответствующего по меньшей мере первому примерному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - график типичного набора исходных данных во времени;
Фиг. 3 - данные выпуска жидкости для одной зоны и типичный набор исходных данных во времени;
Фиг. 4 - данные выпуска жидкости для множества зон обнаружения впитывающего изделия и выпусков жидкости, обнаруженных посредством по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения
Фиг. 5 - система обнаружения выпуска жидкости во впитывающее изделие в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения и
Фиг. 6 - схематичный вид впитывающего изделия, пригодного для способа и системы, соответствующих изобретению.
Все чертежи являются схематичными, не обязательно представлены в масштабе и показывают только части, необходимые для объяснения изобретения, другие части не приводятся или просто подразумеваются.
Подробное описание чертежей
Теперь изобретение будет в качестве примера описано более подробно на примерах вариантов осуществления и со ссылкой на сопроводительные чертежи. Здесь такие слова, как "верхний", "нижний", "под", "над" и т.д., имеют свое обычное значение в вертикальном направлении, когда используется впитывающее изделие, соответствующее изобретению. Таким образом, верхний участок является участком, который находится ближе к пользователю, чем нижний. Дополнительно передний и задний участки впитывающего изделия обозначают участки, находящиеся в передней и задней частях соответственно относительно пользователя, когда используется впитывающее изделие.
Примерный вариант осуществления способа обнаружения события выпуска жидкости во впитывающее изделие, соответствующее изобретению, поясняется на Фиг. 1. На Фиг. 6 впитывающее изделие имеет форму изделия для недержания у взрослых или подгузника 1. Принципы настоящего изобретения, однако, применимы к другим впитывающим изделиям, таким как подгузники для младенца или малыша, санитарные полотенца или другие известные впитывающие изделия. Впитывающее изделие 1 содержит датчик, выполненный с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего степень влажности в состоянии влажности упомянутого впитывающего изделия, в котором упомянутый выходной электрический сигнал принимается блоком обработки. Способ содержит этапы, на которых:
- обеспечивают 100 заданные исходные данные во времени, представляющие выпуск жидкости;
- получают 200 данные о выпуске жидкости во времени в форме упомянутого выходного электрического сигнала;
- анализируют 300 упомянутые данных выпуска жидкости во времени относительно исходных данных во времени, представляющих выпуск жидкости, посредством упомянутого блока обработки; и
- обнаруживают 400 выпуск жидкости, основываясь на упомянутом анализе.
Соответственно выходной электрический сигнал является одним из таких как сопротивление, проводимость, импеданс, напряжение, полная проводимость, индуктивность, емкость или ток. Заданные исходные данные основаны на наборе заранее выполненных измерений выпуска жидкости, то есть выполненных до применения способа к впитывающему изделию 1. Соответственно количество заранее выполняемых измерений таково, что набор результатов измерений статистически достоверен. Во время заранее выполняемых измерений жидкость неоднократно выпускается во впитывающие изделия 1 и собираются данные. После этого данные анализируется для определения набора данных во времени, описывающего типичный выпуск жидкости. Соответственно исходные данные имеют форму набора дискретных значений данных во времени и могут быть нанесены на график в качестве исходной кривой. Типичный набор исходных данных показан в виде исходной кривой на Фиг. 2, которая ниже описывается более подробно. Альтернативно кривая, аппроксимированная под исходные данные, может описывать типичное событие выпуска жидкости. Такая кривая может математически быть описана функцией, то есть математической моделью, описывающей событие выпуска жидкости.
Во время этапа получения 200 данных выпуска жидкости в форме упомянутого выходного электрического сигнала выходной сигнал получают первым блоком 19 обработки и этапы анализа упомянутых данных выпуска жидкости относительно исходных данных, представляющих событие выпуска жидкости, и обнаружения события выпуска жидкости, основываясь на упомянутом анализе, выполняются посредством второго блока 17 обработки. Альтернативно этапы анализа 300 упомянутых данных выпуска жидкости относительно исходных данных, представляющих событие выпуска жидкости, и обнаружения события выпуска жидкости, основываясь на упомянутом анализе, также выполняются посредством первого блока 19 обработки.
Способ может также содержать этап указания, что событие выпуска жидкости произошло. Такое указание может быть в форме сигнала тревоги, замечания в сообщении на блоке отображения или в другой приемлемой форме.
В примерном варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, этап анализа 300 данных выпуска жидкости, оценивающий соответствие кривых данных выпуска жидкости и исходных данных соответственно, содержит вычисление конволюции упомянутых данных выпуска жидкости и упомянутых исходных данных. Поскольку данные выпуска жидкости имеют форму дискретных значений, приемлема дискретная форма конволюции. Кроме того, дискретная форма конволюции предпочтительна, так как дискретная форма требует меньше сложной аналоговой электроники.
В целом, конволюция двух функций в конечном диапазоне [0, t] определяется формулой
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>f</mi><mo>∗</mo><mi>g</mi></mrow><mo>]</mo></mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mn>0</mn><mi>t</mi></msubsup><mrow><mi>f</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>g</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo>−</mo><mi>τ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>d</mi><mi>τ</mi></mrow></mrow></mstyle></mrow>
Дискретная конволюция определяется суммой вместо интеграла
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>f</mi><mo>∗</mo><mi>g</mi></mrow><mo>]</mo></mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo><mtext> </mtext><mo>=</mo><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><msubsup><mo>∑</mo><mn>0</mn><mi>m</mi></msubsup><mrow><mi>f</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>m</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>g</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mi>m</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle></mrow>
Следующая дискретная конволюция является дискретной последовательностью с отличительными пиками в те моменты времени, когда происходит выпуск жидкости, смотрите Фиг. 4. После этого конволюция сравнивается с пороговым значением. Если конволюция превышает пороговое значение, которое является примером отклонения на заданное значение относительно базового уровня в соответствии с формулой изобретения, выпуск жидкости считается произошедшим, и, следовательно, обнаруживается событие выпуска жидкости. Если вместо непрерывного интеграла используется форма конволюции, результирующая конволюция является непрерывной функцией с пиками в моменты, когда произошел выпуск жидкости, и явление выпуска жидкости обнаруживается подобно случаю с дискретной конволюцией.
Используя конволюцию, форма кривой во времени, представляющая данные выпуска жидкости, сравнивается с формой кривой, представляющей заданные исходные данные, приводя в результате к тому, что получается объем перекрытия двух кривых или наборов данных. Следовательно, вычисляется степень подобия во времени между выпуском жидкости и заданными исходными данными. Для дискретной конволюции степень подобия является степенью соответствия наборов данных, представленных на графике в качестве кривых. Так как конволюция подразумевает, что исходные данные, представляющие одно событие выпуска жидкости, сдвигаются по измеренным данным выпуска жидкости, конволюция может проявлять осторожность в отношении произвольного количества событий выпуска жидкости без каких-либо любых дополнительных критериев для многочисленных событий выпуска жидкости. Такие дополнительные критерии могут вручную или используя какой-то алгоритм периодически сдвигать исходные данные таким образом, что участки данных выпуска жидкости, соответствующие каждому одиночному событию выпуска жидкости, могут сравниваться с исходными данными.
Если датчик, используемый для выполнения способа, соответствующего изобретению, содержит множество зон обнаружения для обнаружения выпуска жидкости, каждая из зон датчика выполнена с возможностью формирования соответствующего выходного электрического сигнала, представляющего степень влажности состояния влажности каждой соответствующей зоны. В таком случае этап получения данных выпуска жидкости соответственно выполняется отдельно для каждой зоны обнаружения. Данные выпуска жидкости от каждой из зон обнаружения могут быть проанализированы как данные выпуска жидкости, составленные из данных для каждой зоны обнаружения, соответственно как общая сумма каждой из зон или отдельно. Следовательно, также этап обнаружения события выпуска жидкости выполняется для таких полных данных выпуска жидкости, составленных из данных выпуска жидкости для каждой зоны обнаружения. Альтернативно данные могут быть получены как сумма для всех зон обнаружения вместе. Также альтернативно этапы анализа данных выпуска жидкости и обнаружения события выпуска жидкости выполняются для данных, состоящих из данных для каждой зоны обнаружения, или для данных для каждой зоны обнаружения отдельно. Также альтернативно предпочтительные составленные данные могут быть в некоторой другой форме, более подходящей, чем полная сумма данных каждой зоны обнаружения.
Способ изобретения содержит также этап обнаружения 400 (см. Фиг. 1) по меньшей мере одного последовательного события выпуска жидкости, если или всякий раз, когда оно присутствует, основываясь на упомянутых данных, полученных отдельно для каждой зоны обнаружения, причем упомянутые этапы анализа данных выпуска жидкости и обнаружения события выпуска жидкости применяются к общей сумме полученных данных во времени. Альтернативно этапы анализа данных выпуска жидкости и обнаружения события выпуска жидкости могут быть выполнены для каждой части полученных данных во времени, соответствующих одиночному выпуску жидкости.
Соответственно способ содержит этап периодически повторяющегося сравнения изменения упомянутого выходного электрического сигнала, представляющего степень влажности, между двумя различными моментами времени с заданным пороговым значением перед этапом анализа данных выпуска жидкости, чтобы решить, должны ли выполняться этапы анализа данных выпуска жидкости и обнаружения события выпуска жидкости, если выходной электрический сигнал уменьшается, когда влажность впитывающего изделия увеличивается, и этап анализа выполняется, когда выходной электрический сигнал уменьшает заданное пороговое значение. С другой стороны, если выходной электрический сигнал увеличивается, когда влажность впитывающего изделия увеличивается, этап анализа выполняется, когда выходной электрический сигнал увеличивает заданное пороговое значение. Такое сравнение перед анализом данных является предпочтительным, так как оно уменьшает ненужный анализ данных и уменьшает требуемые характеристики блока процессора.
На Фиг. 2 показан график типичного заданного набора исходных данных во времени. В целом, если происходит выпуск жидкости, измеренные электрические свойства изменяются. Если измеренным электрическим свойством является напряжение, то чем ниже измеренное напряжение, тем суше впитывающая основа 4, смотрите Фиг. 6. В случае, показанном на Фиг. 2, электрическое свойство увеличивается, когда выпуск жидкости сначала принимается в зоне 9 между двумя смежными проводящими дорожками 10 и затем стабилизируется. Электрическое свойство, используемое в примерном варианте осуществления, является отношением между опорным сопротивлением и измеренным сопротивлением впитывающего изделия 1 и поэтому представленное графически электрическое свойство является безразмерным. Для других электрических свойств свойство может вместо этого уменьшаться до падения или впадины и затем стабилизироваться. Различные другие датчики могут давать в результате исходные данные с совсем другими характеристиками. Последовательные события выпуска жидкости дают начало последовательным пикам или впадинам в зависимости от выбранного электрического свойства.
На Фиг. 3 показаны данные выпуска жидкости для одной зоны подгузника 1 и типичный набор исходных данных во времени. Сплошная линия соответствует данным датчика, тогда как пунктир соответствует исходным данным. Очевидно, что формы кривых подобны и поэтому степень соответствия кривых с высокой точностью указывает на событие выпуска жидкости.
На Фиг. 4 показаны данные выпуска жидкости для множества зон 9 обнаружения впитывающего изделия и события выпуска жидкости, обнаруженные с помощью по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения. Сплошная линия соответствует данным датчика, тогда как пунктир соответствует конволюции данных датчика и исходных данных. Данные датчика содержат сумму по всем зонам 9. Пики конволюции данных датчика и исходных данных указывают моменты, в которые происходило событие выпуска жидкости. На Фиг. 4 первое событие выпуска жидкости имело место почти сразу после t=9000, второе событие выпуска жидкости имело место почти в момент t=12000, третье событие выпуска жидкости имело место почти в момент t=16000 и, наконец, четвертое событие выпуска жидкости имело место немного после момента t=16000. Второе, третье и четвертое события выпуска жидкости могли быть либо обнаружены той же самой зоной 9, что первое событие выпуска жидкости, либо другой зоной 9 или зонами 9. Очевидно, что пики конволюции данных датчика и исходных данных совпадают с каждым увеличением электрического свойства данных датчика, указывающего событие выпуска жидкости.
Для дополнительного повышения точности обнаружения способа может вычисляться количество последовательных точек данных, превышающих пороговое значение. Альтернативно, если измеренное электрическое свойство является отрицательным или если по некоторым причинам конволюция измеренных данных выпуска жидкости и исходных данных будет отрицательным значением, то пороговые значения также будут отрицательными. В таком случае значение, которое ниже, чем отрицательное пороговое значение, укажет, что событие выпуска жидкости имело место, или альтернативно абсолютное значение электрического свойства может сравниваться с положительным пороговым значением, как описано выше.
Вместо анализа данных, используя конволюцию, как описывается выше, может использоваться взаимная корреляция. В таком случае способ в других аспектах подобен способу, описанному выше. Также альтернативно другие соответствующие способы анализа для оценки разности между данными выпуска жидкости и исходными данными во времени могут использоваться в пределах объема формулы изобретения. Разность может оцениваться, вычисляя фактическую разность в каждой точке данных и основанной на этом вычислении общей разности. Такая общая разность может затем сравниваться с общим пороговым значением разности, чтобы обнаружить событие выпуска жидкости, основываясь на упомянутом сравнении. Альтернативно разность может вычисляться, сравнивая некоторым образом данные выпуска жидкости с заданными исходными данными во времени; вычисляя степень корреляции заданного набора данных и данных выпуска жидкости; аппроксимируя данные кривой выпуска жидкости и сравнивая аппроксимированную кривую с заданной математической функцией, описывающей заданную математическую модель для события влажности; или используя другие подходящие способы для оценки степени соответствия или степени подобия между данными выпуска жидкости и заданными исходными данными. В таком случае этап обнаружения события выпуска жидкости основывается на упомянутой степени соответствия или степени подобия. Степень соответствия должна означать степень соответствия формы между соответствующими кривыми, представляющими эти два набора данных во времени. Степень соответствия и степень корреляции могут оцениваться, используя любой соответствующий способ, такой как визуальное сравнение кривых, в частности формы кривых, вычисляя коэффициент корреляции, или другие известные математические способы. Из Фиг. 3 очевидно, что формы кривых подобны. Таким образом, степень соответствия кривых является высокой, указывая на событие выпуска жидкости. Степень соответствия может сравниваться с заданной степенью соответствия, при которой выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень соответствия равна или выше заданной степени соответствия. Степень соответствия соответственно анализируется независимо для фактического значения соответствующих данных. В случае многочисленных событий выпуска жидкости степень соответствия оценивается для каждого промежутка времени, соответствующего одному единственному событию выпуска жидкости.
Альтернативно этап анализа упомянутых данных выпуска жидкости во времени относительно упомянутых исходных данных содержит оценку степени корреляции упомянутых данных выпуска жидкости и упомянутых исходных данных во времени соответственно. В таком случае этап обнаружения события выпуска жидкости основан на упомянутой степени корреляции. Степень корреляции может оцениваться, используя любой соответствующий способ, такой как визуальное сравнение кривых, представляющих данные выпуска жидкости и исходные данные соответственно, или вычисление коэффициента корреляции, или другие известные способы. Степень корреляции может сравниваться с заданной степенью корреляции, причем выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень корреляции равна, выше или ниже заданной степени корреляции, в зависимости от того, является ли корреляция положительной или отрицательной. В случае положительной корреляции выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень корреляции равна или выше заданной степени корреляции. В случае отрицательной корреляции выпуск жидкости считается произошедшим, когда степень корреляции равна или ниже заданной степени корреляции. В случае многочисленных событий выпуска жидкости степень корреляции оценивается для каждого промежутка времени, соответствующего одному единственному событию выпуска жидкости.
Система
На Фиг. 5 показана система обнаружения выпуска жидкости во впитывающее изделие, соответствующая варианту осуществления изобретения. Система содержит впитывающее изделие 1, содержащее датчик 8, выполненный с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего электрическое свойство, и блок 19 обработки.
Дополнительно примерный вариант осуществления системы, показанной на Фиг. 5, содержит блок управления. Блок 18 управления содержит контакты 14 для сцепления с выступающим ушком ленты впитывающего изделия 1. Блок 18 управления содержит карту памяти, чтобы обеспечить жесткую память, буфер памяти, измерительную схему для измерения электрического свойства, часы, батарею, беспроводной передатчик и процессор, являющийся примером блока 19 обработки, соответствующим формуле изобретения. Батарея используется для обеспечения питания при работе всех компонент блока 18 управления.
Измерительная схема выполнена с возможностью регулярного приложения электрического потенциала между смежными парами проводящих дорожек 10 впитывающего изделия 1 и для измерения или индикации импеданса между ними.
Процессор 19 блока 18 управления может быть выполнен с возможностью получения данных измерений от измерительной схемы и хранения их в буфере, пока последовательность набора данных измерений для всех пар хранится в буфере. Процессор дополнительно выполнен с возможностью сохранения показаний часов вместе с каждым набором данных измерений. Сохранение этого набора данных регулярно повторяется (например, каждую секунду). Процессор выполнен с возможностью сравнения разности между двумя соседними значениями данных во время хранения данных с заданным значением. Если разность отклоняется на заданное значение относительно базового уровня, то процессор выполнен таким образом, чтобы передать данные из буферной памяти на удаленный блок памяти, такой как некоторого рода жесткая память центрального компьютера, чтобы дистанционно записать данные. Альтернативно данные могут быть написаны в карту памяти, являющуюся съемной, так чтобы запоминаемые данные могли быть доступны удаленно расположенному программному обеспечению для анализа. Также альтернативно к запомненным данным может быть получен доступ по кабелю, через USC-соединение и т.п. В таких случаях могут использоваться другие реализации жесткой памяти, отличные от карты памяти.
Второй блок 17 обработки, который является примером дополнительного блока 17 обработки, соответствующего формуле изобретения, соответственно располагается в некотором центральном компьютере и содержит программное обеспечение для выполнения по меньшей мере части способа, соответствующего изобретению. Второй блок 17 обработки используется, чтобы переработать запомненные данные в полезную форму для выполнения этапов анализа и обнаружения способа, описанного выше. Приемник, расположенный в центральном компьютере, используется для восстановления данных, посланных передатчиком блока 18 управления. После этого данные вводятся во второй блок 17 обработки. Соответственно второй блок 17 обработки получает данные выпуска жидкости для каждой из зон 9 обнаружения из памяти и пропускает их через фильтр для сглаживания данных, чтобы представить явные увеличения, когда обнаруживается событие выпуска жидкости, и сгладить любые признаки помех в данных. После того программное обеспечение второго блока 17 обработки будет выполнять описанные выше этапы анализа и обнаружения способа, соответствующего изобретению.
Вместо интегрирования в центральный компьютер второй блок 17 обработки может быть интегрирован в сотовый телефон, некий портативный компьютер и т.д. Также альтернативно вместо того, чтобы иметь блок 19 обработки интегрированным в блок 18 управления и удаленный второй блок 17 обработки интегрированным в центральный компьютер, система может содержать только единый блок 19 обработки, интегрированный в блок 18 управления. В таком случае единый блок 19 обработки блока 18 управления выполнен с возможностью получения данных, а также их обработки. В таком случае блок сигнализации также интегрируется в блок 18 управления.
Дополнительно примерный вариант осуществления, показанный на Фиг. 5, содержит блок 21 отображения, который соединяется или может соединяться с блоком 17 обработки, и выполнен с возможностью отображения результата способа изобретения, такого как данные выпуска жидкости, в удобно считываемой форме или просто конволюции данных выпуска жидкости и исходных данных. Например, данные могут быть в форме графика электрического свойства, такого как напряжение, с различным стилем линий (таким как цвет, точки и т.д.) для каждой из различных зон, так чтобы степень влажности в каждой из зон и ее развитие во времени могли просматриваться пользователем программного обеспечения, используемого при анализе.
Дополнительно система может содержать блок 22 сигнализации, выполненный с возможностью формирования сигнала тревоги, основываясь на обнаружении события выпуска жидкости. Блок 22 сигнализации располагается соответственно в центральном компьютере.
Альтернативно данные выпуска жидкости во времени могут быть представлены пользователю некоторым способом (например, в виде графика с достаточной разрешающей способностью по времени) вместе с исходными данными, так что пользователь может визуально сравнить два графика соответствующих данных для обнаружения каждого индивидуального выпуска жидкости.
На Фиг. 6 показано впитывающее изделие 1, подходящее для способа обнаружения выпуска жидкости, соответствующего настоящему изобретению. В целом, впитывающее изделие 1 содержит передний лист 2, задний лист 3 и впитывающую основу 4, расположенную между ними. При использовании передний лист 2 обращен к участку промежности пользователя, а задний лист 3 находится на противоположной стороне впитывающей основы 4. В продольном направлении впитывающее изделие 1 в целом содержит передний участок, задний участок и участок промежности, расположенный между ними. На Фиг. 1 впитывающее изделие показано в форме подгузника 1 для недержания у взрослых. Подгузник 1, показанный на Фиг. 6, является примером традиционного подгузника за исключением присутствия в нем датчика 8 влажности, содержащего предпочтительно множество зон 9 обнаружения выпуска жидкости (в этом конкретном примере имеются пять зон 9 выпуска жидкости). Датчик 8 влажности выполнен с возможностью формирования выходного электрического сигнала, представляющего состояние влажности или степень влажности впитывающей основы 4 подгузника 1.
В примере подгузника 1, показанного на Фиг. 6, каждая зона 9 обнаружения содержит первую и вторую электропроводящие дорожки 10 (в форме электропроводящих нитей или другого электропроводящего материала), каждая из которых выравнивается относительно поперечной оси 11 впитывающего изделия 1 и разнесенные друг от друга в продольном направлении вдоль продольной оси 12 впитывающего изделия 1. Проводящие дорожки 10 имеют физический и электрический контакт с впитывающей основой 4. Конечные зоны 9 обнаружения используют проводящую дорожку 10 совместно с соседней зоной, в то время как средние зоны 9 обнаружения используют обе проводящие дорожки 10 совместно с их соседними зонами 9 обнаружения.
Дополнительно впитывающее изделие 1 содержит контактную площадку 13 блока управления, к которой должен подключаться блок управления (не показан), чтобы приводить в действие каждую из зон 9 обнаружения, чтобы получить показания выпуска жидкости. Контактная площадка 13 располагается в поперечной центральной передней области талии впитывающего изделия 1. Контактная площадка 13 содержит множество электрических контактов 14 для создания электрического контакта с соответствующими контактами на блоке управления. Каждая проводящая дорожка 10 соединяется с соответствующим электрическим контактом 14 посредством соответствующего электропроводящего вывода 16. Объединение упомянутого контакта 14, вывода 16 и проводящей дорожки 10 формируется как единая структура (проводящая нить) по меньшей мере в одном примерном варианте осуществления, что станет более понятным дальше. Выводы 16 проходят вдоль кратчайшего пути от проводящей дорожки 10 к соответствующему контакту 14.
Проводящую дорожку 10 можно отличить от вывода 16, поскольку проводящая дорожка 10 находится в прямом физическом и электрическом контакте с впитывающей основой 4, в то время как вывод 16 такого контакта не имеет, поэтому он может быть электрически изолирован от впитывающей основы 4. Более конкретно, проводящие дорожки 10 находятся на стороне заднего листа впитывающей основы и имеют электрический и физический контакт с впитывающей основой 4. Выводы 16 располагаются на другой стороне заднего листа так, чтобы задний лист обеспечивал электрическую изоляцию между впитывающей основой 4 и выводами 16. Каждый из выводов 16 проходит через задний лист в точках 20. Один конец каждой проводящей дорожки 10 заканчивается без обратного пути к контактной площадке 13. Соответственно обратный путь может быть установлен только током, проходящим от одного контакта 14 через один вывод 16 и одну проводящую дорожку 10, и током, возвращающимся через соседнюю проводящую дорожку 10 и ее вывод 16, проходящий через пространство между соседними проводящими дорожками 10 в результате пространственного увлажнения впитывающей основы 4.
В одном примерном варианте осуществления каждый соответствующий контакт 14, вывод 16 и проводящая дорожка 10 изготавливаются из единой нити, которая покрыта электропроводящим материалом (например, металлом, углеродом или проводящими полимерами).
Объем изобретения, соответствующий формуле изобретения, не ограничивается подгузником 1, описанным выше, или датчиком 8 влажности, описанным выше. Принципы настоящего изобретения, однако, применимы к другим впитывающим изделиям, таким как младенческие или детские подгузники, санитарные полотенца или другие известные впитывающие изделия. Дополнительно принципы настоящего изобретения применимы к другим соответствующим датчикам 8 влажности, содержащим одну зону 9 обнаружения или также множество зон 9 обнаружения. Например, вместо упомянутого выше проводящие дорожки 10 могут реализовываться в виде электропроводящих чернил, печатаемых на впитывающем изделии 1 или на несущем устройстве, интегрированном в изделие. Также альтернативно вместо упомянутого впитывающего изделия, содержащего датчик 8 влажности, имеющий множество зон 9 обнаружения, может использоваться впитывающее изделие 1, содержащее множество датчиков или элементов датчиков. В таком случае каждый датчик соответствует зоне 9 обнаружения, описанной выше, и множество зон обнаружения 9 могут считаться сформированными множеством датчиков или элементов датчиков. Дополнительно данные выпуска жидкости анализируются, как описано выше для датчика, содержащего множество зон обнаружения. Также альтернативно впитывающее изделие 1 может содержать объединение множества детекторов или датчиков (или элементов датчиков) с множеством зон обнаружения.
Чтобы использовать систему, описанную выше, пользователь использует впитывающее изделие, имеющее зоны 9 обнаружения выпуска жидкости соответственно, в виде подгузника 1, как показано на Фиг. 6. Блок 18 управления прикрепляется к передней области талии впитывающего изделия 1 таким образом, что блок 18 управления соединяется с контактной площадкой 13 блока управления впитывающего изделия 1. Впитывающее изделие устанавливается на владельце, так чтобы блок 18 управления был способен в любой момент времени получать данные, касающиеся событий выпуска жидкости.
Поскольку блок управления и впитывающее изделие контактируют друг с другом, как описано выше, измерительная схема начинает собирать данные. Таким образом, измерительная схема блока 18 управления будет подавать на короткое время (меньше одной десятой секунды) электрический потенциал между первой и второй проводящими дорожками 10 одной из зон 9 обнаружения выпуска жидкости и повторять операцию по очереди для каждой из зон 9 обнаружения выпуска жидкости. Электрический потенциал может быть в форме переменного напряжения или постоянного напряжения. Электрическое свойство между первой и второй проводящими дорожками 10 в каждой из зон 9 обнаружения определяется и запоминается в буферной памяти. Этот процесс повторяется, пока разность между двумя соседними точками получения данных не превысит заданное пороговое значение, то есть не отклонится от базового уровня на заданное значение, как объяснялось ранее. В этот момент данные передаются в удаленную память в центральном компьютере. После этого данные могут быть собраны и посланы беспроводной связью в память непрерывно в режиме реального времени. После того процесс сбора данных продолжается в течение срока службы блока 18 управления и впитывающего изделия.
Если владелец обмочился или произошел другой тип вывода жидкости, ток может протекать между первой и второй проводящими дорожками 10 зоны 9 обнаружения выпуска жидкости, в которой первоначально имеют место мочеиспускание или выпуск жидкости. Это вызывает изменение электрического свойства, то есть, например, полного сопротивления основы 4, которое может быть обнаружено. Следовательно, блок 18 управления способен обнаружить и записать изменение электрического свойства, такого как импеданс, сопротивление, проводимость, напряжение, полная проводимость, ток, индуктивность, емкость и т.п. По мере того как мочеиспускание распространяется по зонам 9 обнаружения выпуска жидкости, электрическое изменение свойства в других зонах 9 обнаружения может быть получено, то есть обнаружено и зарегистрировано. Если некоторые из зон 9 обнаружения входят в насыщение и существует второе событие мочеиспускания, зоны 9 обнаружения, которые еще не вошли в насыщение или не были активированы, будут обеспечивать изменение электрического свойства в выходном сигнале для этих зон 9 обнаружения, что позволяет, таким образом, программному обеспечению проведения анализа блока обработки собирать данные по последующему событию выпуска жидкости. Когда данные получены и записаны, программное обеспечение блока 17 обработки будет выполнять способ, описанный выше, чтобы обнаружить выпуск жидкости.
Хотя изобретение было описано со ссылкой на конкретные примеры вариантов осуществления, иллюстрирующие их, множество различных альтернатив, модификаций и т.п. станут очевидными специалистам в данной области техники. Например, дополнительно изменения в раскрытых вариантах осуществления могут стать понятны и быть осуществлены на практике квалифицированным специалистом в данной области техники, исходя из изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащее" не исключает другие элементы или этапы и единственное число не исключает множественное число. Единый блок может выполнять функции нескольких пунктов, упомянутых в формуле изобретения. Простой факт, что определенные критерии упоминаются во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что объединение этих критериев не может быть использовано для достижения преимущества.