ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ДАТЧИК ОБНАРУЖЕНИЯ ЖИДКИХ ВЫДЕЛЕНИЙ
ABSORBENT PRODUCT CONTAINING SENSOR FOR DETECTION OF LIQUID EMISSIONS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к впитывающим изделиям, содержащим датчик обнаружения жидких выделений.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Из уровня техники известно создание впитывающего изделия с датчиком обнаружения жидких выделений для обнаружения промокания впитывающего изделия из-за мочеиспускания пользователя. Одним из примеров такого изобретения предшествующего уровня техники является AU-B-63393/94. Согласно данному документу детектор мочи включает в себя две клеммы, между которыми расположена влагочувствительная полоска или подушечка. Когда влагочувствительная полоска или подушечка сухие, электропроводность между клеммами по существу равна нулю. При увлажнении мочой электропроводность резко возрастает. Таким образом, детектор работает как переключатель, указывающий на необходимость сменить впитывающее изделие.
Производителю впитывающего изделия или лицу, осуществляющему уход, может потребоваться дополнительная информация об акте мочеиспускания, относящаяся к природе мочеиспускания. Именно это является технической целью настоящего изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению дается впитывающее изделие для впитывания жидких выделений пользователя, которое носится в области промежности, причем впитывающее изделие содержит впитывающий центральный слой для впитывания жидких выделений, проводящий слой, находящийся в электрическом контакте с впитывающей сердцевиной, и первый и второй электрические контакты с проводящим слоем, такие, что когда между первым и вторым электрическими контактами прикладывают электрический потенциал, между ними через проводящий слой электрический ток течет таким образом, чтобы идти по первому пути с относительно высоким импедансом по проводящему слою, когда впитывающая сердцевина находится в сухом состоянии, и чтобы пойти по пути со сравнительно низким импедансом, когда впитывающая сердцевина находится во влажном состоянии из-за жидких выделений, который по меньшей мере частично отклоняется от впитывающей сердцевины, причем изменение импеданса при переходе из состояния сухого слоя в состояние влажного слоя можно измерить.
Два альтернативных пути протекания тока неявно требуют надлежащего выбора импеданса проводящего слоя, чтобы эффект мог иметь место. Поэтому, если импеданс проводящего слоя очень низок, ток будет течь только вдоль проводящего слоя независимо от того, является ли впитывающая сердцевина влажной или сухой. Кроме того, импеданс проводящего слоя должен быть ниже импеданса сухой впитывающей сердцевины, чтобы ток тек по неотклоненному маршруту, когда впитывающая сердцевина сухая.
Впитывающее изделие по настоящему изобретению позволяет выполнять проверку системы контроля, поскольку даже в сухом состоянии между первым и вторым контактами вдоль проводящего слоя устанавливается проводящий обратный путь. Кроме того, изменение импеданса при отклонении зависит от размера промокшей впитывающей сердцевины, находящейся в электрическом контакте с проводящим слоем между контактами. Таким образом, система допускает определение не только сухого или влажного состояния между контактами, но также и долю пути тока, проходящего через влажный слой, что указывает на протяженность влажного участка впитывающей сердцевины. Эта информация полезна для определения впитывающей способности впитывающего изделия.
Предпочтительно, имеется множество наборов первого и второго контактов, распределенных вдоль и/или поперек проводящего слоя, для лучшей локализации участка впитывающей сердцевины, находящейся во влажном состоянии.
Предпочтительно, наборы контактов и проводящий слой распределены вдоль впитывающей сердцевины по меньшей мере на примерно 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% или даже на 80% полной продольной протяженности впитывающей сердцевины.
Предпочтительно, контакты и проводящий слой расположены так, чтобы пропускать электрический ток вдоль и/или поперек впитывающей сердцевины, когда она находится во влажном состоянии, по меньшей мере на 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% или даже 90% полного поперечного и/или продольного размера впитывающей сердцевины. Этот признак обеспечит хорошее покрытие впитывающей сердцевины детектором жидких выделений для определения размера и расположения жидких выделений.
Предпочтительно, контакты выполнены в форме линейных контактов, по существу выровненных по поперечной оси впитывающей сердцевины, причем данные линейные контакты продольно разнесены друг от друга. Это обеспечивает обнаружение жидких выделений, где бы в поперечной протяженности контактов ни произошло повреждение, и расположения и количества жидких выделений в продольном направлении.
Предпочтительно, поперечная протяженность каждого из контактов составляет по меньшей мере около 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 89% или 90% полной поперечной протяженности впитывающей сердцевины при расположении соответствующего контакта во впитывающей сердцевине.
В предпочтительном варианте осуществления проводящий слой полностью покрывает контакты, если смотреть на впитывающее изделие сверху, расположив его в плоскости.
Предпочтительно проводящий слой расположен между нижней стороной впитывающей сердцевины и влагонепроницаемой обратной стороной впитывающего изделия. Еще более предпочтительно контакты расположены на нижней стороне проводящего слоя.
В предпочтительном варианте осуществления впитывающая сердцевина зафиксирована между обратной стороной и верхним слоем, причем верхний слой способен пропускать жидкие выделения во впитывающую сердцевину и обратная сторона способна предотвращать выход жидких выделений из впитывающей сердцевины, причем проводящий слой снабжен обратной стороной или ее участком и контакты нанесены на обратную сторону. Обратная сторона находится в контакте с впитывающей сердцевиной и поэтому способна быть с ним в отношении проводимости. Предпочтительно, обратная сторона сделана, по меньшей мере частично, из проводящего полимера, что позволяет ей иметь некоторую растяжимость. Контакт может наноситься на обратную сторону адгезивным слоем, надежно закрепленным на обратной стороне. Альтернативно, верхний слой, впитывающая сердцевина и ламинат обратной стороны могут съемно устанавливаться на многоразовую раму впитывающего изделия, которую можно установить пользователю и которая может включать в себя крепежное средство для закрепления рамы вокруг талии пользователя, причем рама содержит контакты, электрически соединенные с проводящей обратной стороной, когда верхний слой, впитывающая сердцевина и обратная сторона съемно устанавливаются на раму впитывающего изделия. Это позволяет реализовать систему детектирования жидких выделений дешевле, поскольку контакты и связанные с ними схемы являются частью многоразовой рамы. Обратная сторона предпочтительно является дышащей, но при этом может считаться влагонепроницаемой, если предотвратить выход через нее из ламината жидкой формы жидких выделений.
Во втором объекте настоящего изобретения дается система, содержащая поглотитель, описанный выше, и измерительный модуль, способный прикладывать потенциал между первым и вторым контактами для измерения электрического свойства, которое меняется в зависимости от того, выбран ли путь с относительно высоким импедансом или путь с относительно низким импедансом.
В предпочтительном варианте осуществления степень электрического свойства измеряется и записывается измерительным блоком, которое также спроектировано.
Предпочтительно, измерения электрического свойства записываются измерительным блоком в динамике. Это позволяет отслеживать распространение жидких выделений.
В предпочтительном варианте осуществления в случае, когда впитывающее изделие содержит множество наборов первого и второго контактов, измерительный блок способен прикладывать потенциал между первым и вторым контактами каждого из наборов и измерять электрическое свойство каждого из наборов.
Предпочтительно, блок анализа способен обрабатывать данные измерения электрического свойства и определять, на какую протяженность по впитывающей сердцевине распространились жидкие выделения.
Предпочтительно, блок анализа способен определять местонахождение влажного участка впитывающей сердцевины на основании того, какой из наборов первого и второго контактов был активирован.
Более предпочтительно, блок анализа способен определять объем жидких выделений на основании протяженности влажного участка впитывающей сердцевины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 раскрывает расположение датчиков жидких выделений и проводящего слоя, которые должны быть связаны с впитывающей сердцевиной впитывающего изделия.
Фиг. 2 показывает продольное сечение ламината впитывающей сердцевины, проводящий слой, расположенный под впитывающей сердцевиной, и множество контактов на обратной стороне впитывающего изделия.
Фиг. 3 показывает то же расположение, что и фиг. 2, но в случае, когда продольный участок впитывающей сердцевины промочен жидкими выделениями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 раскрывает вид сверху расположения проводящих контактов 2, закрепленных в электрическом и физическом контакте с проводящим слоем 4. Конструкция контактов 2 и проводящего слоя 4 должна находиться в контакте с нижней частью впитывающей сердцевины, причем длина проводящего слоя 4 должна быть выровнена по длине впитывающей сердцевины. В идеале проводящий слой 4 должен иметь по меньшей мере такую же длину и ширину, что и впитывающая сердцевина, чтобы находиться в тесном контакте с впитывающей сердцевиной по всей поверхности впитывающей сердцевины. Тем не менее, проводящий слой 4 может, при некоторых условиях, быть несколько меньше впитывающей сердцевины, когда только некоторые области впитывающей сердцевины подходят для целей измерения.
Проводящий слой 4 имеет форму прямоугольного листа, и контакты 2 имеют форму линейных контактов, продолжающихся через по меньшей мере половину ширины проводящего слоя 4. В показанном варианте осуществления имеются пять контактов 2, продольно разнесенных друг от друга по проводящему слою 4 и продольно распределенных по меньшей мере в половине проводящего слоя 4. Количество контактов может меняться и должно быть выбрано исходя из желаемой точности измерения и т.д.
Каждый из контактов 2 соединен с измерительным блоком 6 соответствующим проводником, изолированным от проводящего слоя 4 и впитывающей сердцевины. Измерительный блок 6 предназначен для подачи напряжения между соседними парами контактов 2 для пропускания тока от первой пары контактов на вторую пару контактов по проводящему слою 4. Ток может отклоняться через впитывающую сердцевину, когда впитывающая сердцевина влажная, что будет более подробно описано в дальнейшем. Измерительный блок 6 подает напряжение на каждую, предпочтительно, соседнюю пару контактов 2 и снимает и записывает показание импеданса пути протекания тока для каждой соседней пары контактов 2. При желании для целей измерения напряжение может также быть приложено между двумя контактами, не являющимися непосредственно соседними.
На фиг. 2 показано расположение контактов 2 и проводящего слоя 4 вместе с впитывающей сердцевиной 12 и влагопроницаемой обратной стороной 10 впитывающего изделия. На фиг. 2 контакты 2 и проводящий слой 4 показаны разнесенными друг от друга в направлении, перпендикулярном проводящему слою 4 по соображениям чистоты. В действительности, контакты 2 должны находиться в тесном физическом и электрическом контакте с проводящим слоем 4. Продольное сечение ламината впитывающей сердцевины 12, проводящий нижний слой 4 и обратная сторона 10 показаны на фиг. 2. Как видно, проводящий слой 4 приложен к нижней стороне впитывающей сердцевины 12, контакты 2 нанесены на верхнюю сторону обратной стороны 10. Контакты 2 могут иметь форму проводящих волокон, например металлических проводов, и непроводящих волокон, покрытых проводящим материалом, или, предпочтительно, проводящей печатной платы на влагонепроницаемой обратной стороне 10. Проводящий слой 4 может быть сделан из полимерного материала, который является проводящим, но имеет высокое сопротивление проводимости по сравнению с влажной впитывающей сердцевиной и низкое сопротивление проводимости по сравнению с сухой впитывающей сердцевиной.
На фиг. 1 и 2 не показаны верхний слой впитывающего изделия и другие обычные детали впитывающего изделия. На практике концептуальная система, показанная на фиг. 1 и 2, объединяется с традиционным впитывающим изделием, таким как урологическая одежда для взрослых в предпочтительной форме, или даже пеленки для новорожденных или детей, или гигиеническая прокладка.
Типовое использование системы определения жидких выделений по предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения можно понять исходя из фиг. 2 и 3. На фиг. 2 впитывающая сердцевина 12 сухая. Соответственно, когда измерительный блок 6 подает электрический потенциал на каждую соседнюю пару контактов 2, электрический ток протекает из первого контакта соседней пары на второй контакт соседней пары 2 по проводящему слою 4. Измерительный блок 6, таким образом, измеряет импеданс, преимущественно определяемый проводящим слоем 4, выполненным из проводящего материала со сравнительно высоким сопротивлением. Измерительный блок 6 или блок анализа (не показан) могут сравнивать импеданс, измеренный для указанной пары контактов 2, с импедансом, ожидаемым при сухой впитывающей сердцевине 12, и определять, что впитывающая сердцевина между парой соседних контактов 2 сухая. Измерительный блок 6 для проведения измерений способен работать циклами по каждой из соседних пар и, возможно, также осуществлять сравнение для определения сухого состояния для каждой из соседних пар контактов 2. Может использоваться другой цикл, если напряжение подается на пары контактов, которые не являются непосредственно соседними.
Измерительный блок 6 или блок анализа также способен определять, что система функционирует должным образом, поскольку обратный ток принимается, таким образом указывая, что в проводящих путях между соседними парами контактов 2 нет разрывов и что импеданс соответствует ожидаемому уровню, таким образом показывая, что система функционирует должным образом, то есть что впитывающая сердцевина 12 не отошла от проводящего слоя 4 и находится в непрерывном тесном контакте с ним.
Кроме того, измерительный блок 6 способен осуществлять цикл измерений с равными и неравными интервалами и записывать измерение импеданса, проведенное так, что блок анализа может в дальнейшем определить поглощающую способность впитывающей сердцевины 12, что представляет собой особый интерес, поскольку позволяет в динамике наблюдать распределение жидких выделений, а также наблюдать отдельные акты жидких выделений.
На иллюстрации с фиг. 3 впитывающая сердцевина 12 является влажной в части продольного размера впитывающей сердцевины 12 и сухой в оставшейся части впитывающей сердцевины 12. Измерительный блок 6 способен прикладывать электрический потенциал между первым и вторым контактами 2 каждого соседнего набора контактов 2. Если обозначить контакты 2 как первый, второй, третий, четвертый и пятый, считая с левой стороны варианта осуществления по фиг. 3, измерительный блок 6 пропустит между первым и вторым контактами 2 ток, который пройдет по проводящему слою 4, соседнему с сухим участком впитывающей сердцевины 12, и затем ток пройдет через (в направлении нормали к плоскости проводящего слоя 4) слой 4 во влажный участок впитывающей сердцевины, чтобы проследовать по пути с наименьшим сопротивлением, поскольку влажная впитывающая сердцевина имеет большую проводимость, чем проводящий слой 4. Электрический ток затем пройдет назад через проводящий слой 4, возвращаясь ко второму контакту 2. Полный импеданс этого частично отклоненного проводящего пути, измеренный измерительным блоком 6, будет меньше импеданса, измеренного между первым и вторым контактами, когда впитывающая сердцевина 12 сухая, указывая таким образом на то, что впитывающая сердцевина 12 влажная. Импеданс, измеренный измерительным блоком 6, также будет выше, чем если бы впитывающая сердцевина 12 была влажной по всей длине пути между первым и вторым контактами 2, поскольку электрический ток должен по меньшей мере частично пройти по резистивному проводящему слою 4.
Соответственно, измерительный блок 6 или блок анализа, считывающий данные, записанные измерительным блоком 6, способен определить, что область между первым и вторым контактами 2 впитывающей сердцевины 12 частично, а не полностью влажная. Такой же вывод можно сделать в результате приложения измерительным блоком 6 потенциала между вторым и третьим контактами 2. Когда измерительный блок 6 прикладывает потенциал между третьим и четвертым контактами 2 и четверым и пятым контактами 2, результат измерения импеданса указывает на то, что в этих местах впитывающая сердцевина 12 находится в сухом состоянии.
Соответственно, анализ данных, записанных измерительным блоком 6, который может быть осуществлен программным обеспечением, установленным в блок анализа, сможет определить, что впитывающая сердцевина 12 частично влажная между первым и вторым контактами 2 и вторым и третьим контактами 2. Дополнительно, конкретный измеренный импеданс показывает, как далеко по проводящему слою 4 распространился влажный участок во впитывающей сердцевине 12, таким образом позволяя путем анализа не только определить, где в точности оканчивается влажный участок впитывающей сердцевины 12 между первым и третьим контактами 2, но и протяженность (в терминах длины или площади) влажного участка в данной области, таким образом позволяя системе точно определить расположение влажного участка и его протяженность. Данные о расположении и протяженности могут использоваться блоком анализа для вычисления предполагаемого объема влажного участка впитывающей сердцевины 12. Данные об объеме, площади и расположении влажного участка впитывающей сердцевины 12 представляют интерес как для лица, осуществляющего уход, так и для производителя впитывающих изделий, чтобы оценить впитывающую способность впитывающей сердцевины 12. Кроме того, поскольку измерительный блок 6 снимает и записывает измерения через равные интервалы, например каждую секунду или даже меньше, возможно проанализировать в динамике распространение влажного участка во впитывающей сердцевине 12, что также очень полезно для анализа впитывающей способности впитывающей сердцевины 12.