Модуль обнаружения влаги и приемный блок

МОДУЛЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЛАГИ И ПРИМНЫЙ БЛОК Изобретение относится к модулю обнаружения влаги для контроля состояния увлажнения подгузника. Модуль содержит влагочувствительный датчик и влагонепроницаемый слой,закрывающий этот датчик и выполненный с возможностью крепления к поверхности подгузника,которая во время использования подгузника пациентом обращена к его коже так, что влагочувствительный датчик контактирует с указанной поверхностью подгузника.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФРЕД БЕРГМАН ХЕЛСКЭА ПТИ ЛТД. (AU) Настоящее изобретение относится к модулю обнаружения влаги для контроля состояния увлажненности подгузника, содержащего влагочувствительный датчик. Такой модуль обнаружения влаги, например, известен из европейской публикации патента ЕР 1114313, описывающей систему и электронный датчик, которые взаимодействуют с электромагнитным опрашивающим полем, чтобы бесконтактным способом передавать сведения о местном увлажнении считывающему устройству. Применение такого модуля обнаружения влаги обеспечивает более эффективный уход за людьми,которые носят подгузник вследствие проблем с недержанием, например пожилыми людьми, особенно если эти люди не могут активно сообщить, что используемый ими в данный момент подгузник должен быть заменен, или потому, что они не осознают, что подгузник мокрый, или не способны попросить медсестру. Когда в подгузнике обнаружена влага, считывающее устройство может выдавать предупредительный сигнал, чтобы медсестра или обслуживающий персонал были поставлены в известность о необходимости замены подгузника пациента. Однако на практике использование такого модуля обнаружения влаги может привести к неэффективному использованию подгузников и лишним действиям по их замене, так как обнаружение влаги не всегда должным образом отражает необходимость замены подгузника. Так, например, впитывающая способность подгузника используется минимально. Задачей настоящего изобретения является создание модуля обнаружения влаги, выполненного согласно ограничительной части формулы изобретения, в котором упомянутый недостаток устраняется. В частности, изобретение направлено на создание модуля обнаружения влаги, который более достоверно указывает на потребность в замене подгузника. Для этого модуль обнаружения влаги также содержит влагонепроницаемый слой, закрывающий датчик и выполненный с возможностью крепления к поверхности подгузника, которая во время использования подгузника пациентом обращена к коже пациента,так что влагочувствительный датчик контактирует с указанной поверхностью подгузника. Благодаря влагонепроницаемому слою, закрывающему датчик и во время использования прикрепленному к поверхности подгузника, ориентированной к коже, модуль устроен таким образом, что влага может достигнуть этого датчика лишь через материал подгузника ниже модуля. Так как влага на поверхности подгузника, контактирующей с кожей пациента, не может проникнуть через этот модуль, датчик,как преимущество, выдает более достоверную информацию, поскольку он воспринимает влагу, проникающую сквозь материал подгузника ниже поверхности, покрытой влагонепроницаемым слоем. В результате обнаружение влаги происходит только тогда, когда впитывающая способность подгузника, по меньшей мере частично, использована, и влага достигает этого модуля, который более достоверно указывает на потребность в замене подгузника. Следует отметить, что публикация WO 2006/058276 описывает подгузник, оборудованный влагочувствительным датчиком, частично покрытым слоем абсорбента влаги. Далее, подгузник содержит электроизолятор, размещенный на части датчика, чтобы избежать воздействия электрических напряжений или токов на кожу пользователя. Следует отметить далее, что публикация US 2004/0236302 описывает абсорбирующие влагу панталоны, оборудованные влагочувствительным датчиком. Датчик размещается в корпусе, который является непроницаемым для влаги, но проницаемым для частиц газов. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описываются в следующих пунктах формулы изобретения. Исключительно в качестве примера далее будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 схематически показывает вид сбоку на поперечное сечение модуля обнаружения влаги вместе с подгузником в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 схематически показывает вид сверху на подгузник и модуль обнаружения влаги, показанный на фиг. 1; фиг. 3 показывает цепь датчика в модуле обнаружения влаги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 показывает цепь датчика в модуле обнаружения влаги согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 5 показывает цепь датчика в модуле обнаружения влаги согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 6 а схематически показывает вид в перспективе датчика, показанного на фиг. 5, в первом состоянии; фиг. 6b схематически показывает вид в перспективе датчика, показанного на фиг. 5, во втором состоянии; фиг. 6 с схематически показывает вид в перспективе датчика, показанного на фиг. 5, в третьем состоянии; фиг. 7 показывает схематическое представление считывающего устройства согласно данному изо-1 023505 бретению; фиг. 8 показывает схематическое представление следующего варианта воплощения датчика в модуле обнаружения влаги в дополнительном варианте осуществления согласно данному изобретению. Следует отметить, что чертежи показывают только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. На чертежах одинаковые или соответствующие друг другу детали обозначены одними и теми же позициями. Фиг. 1 схематически показывает вид сбоку на поперечное сечение модуля 1 обнаружения влаги в соответствии с настоящим изобретением. Модуль 1 прикреплен к подгузнику 2, содержащему влагопоглощающий участок 3 и имеющий поверхность 4, обращенную, во время использования подгузника 2 пациентом, к его коже. Влагопоглощающий участок 3 содержит, например, пеленку или стеганую прокладку. Модуль 1 содержит влагочувствительный датчик 5 и влагонепроницаемый слой 6, закрывающий датчик 5. Влагонепроницаемый слой 6 снабжен липким слоем 7, прикрепленным к поверхности 4, также называемой внутренней поверхностью подгузника, так что влагочувствительный датчик 5 соприкасается с поверхностью 4. Следует отметить, что влагонепроницаемый слой 6 также может быть прикреплен к внутренней поверхности 4 иным способом, например с использованием зажимов. Дополнительно модуль обнаружения влаги 1 содержит верхний слой 8 комфорта, закрывающий влагонепроницаемый слой 6, так что ношение подгузника 2 с прикрепленным модулем 1 более удобно. Предпочтительно слой 8 содержит биологически совместимый материал, чтобы противодействовать нежелательным физиологическим реакциям на коже, таким как реакции раздражения. Очевидно, что в принципе модуль 1 также может быть выполнен без верхнего слоя 8, что приведет к удешевлению модуля обнаружения, например, в случае, если влагопоглощающий участок 3 содержит стеганую прокладку. В процессе использования подгузника 2 влага 9 может находиться наверху модуля 1. Однако пока впитывающая способность подгузника 2 не использована в достаточной степени, преждевременного обнаружения влаги 9 можно избежать благодаря наличию влагонепроницаемого слоя 6. Влага сможет достигнуть датчика 5, только пройдя через влагопоглощающий участок 3. Фиг. 2 схематически показывает вид сверху на модуль обнаружения влаги 1 и подгузник 2. Подгузник 2 содержит передний участок 2 а, прилегающей к животу пациента, задний участок 2b, прилегающей к спине пациента, и промежуточный участок 2 с, соединяющей передний участок 2 а и задний участок 2b. Как показано, модуль 1 обнаружения влаги расположен в промежуточной секции 2 с в области, которая находится ближе к заднему участку 2b, чем к переднему участку 2 а. Размещение модуля 1 обнаружения влаги так, что первое расстояние D1 между модулем 1 и передним участком 2 а больше, чем второе расстояние D2 между модулем 1 и задним участком 2b, обеспечивает предпочтительное обнаружение влаги,когда влагопоглощающий участок 3 впитал относительно большое количество влаги и оставшаяся впитывающая способность стала относительно малой. В результате, пока подгузником было поглощено только относительно небольшое количество влаги, никакого распознавания не происходит, а значит эффективно используется впитывающая способность подгузника 2. В другом варианте осуществления настоящего изобретения модуль 1 располагается так, что первое расстояние D1 меньше второго расстояния D2, так что обнаружение влаги происходит на более ранней стадии, когда влага еще не проникла через заднюю часть промежуточного участка 2 с, так что подгузник 2 может быть заменен раньше, таким образом улучшая комфорт пациента, носящего подгузник 2. Эксперименты показали, что предпочтительное место расположения модуля 1 находится в диапазоне между приблизительно % и приблизительно % относительно третьего расстояния D3 между передним участком и задним участком. Нижняя граница диапазона соответствует ситуации, когда отношение между вторым расстоянием D2 и первым расстоянием D1 составляет около %, в то время как верхняя граница диапазона соответствует ситуации, когда отношение между вторым расстоянием D2 и первым расстоянием D1 составляет около %. В указанном диапазоне оказывается, что для большинства доступных подгузников обнаружение влаги происходит, когда влагопоглощающий участок 3 все еще имеет некоторую абсорбирующую способность, а подгузник 2 не пропускает влагу, что приводит к оптимизации использования подгузников. Когда подгузник 2 носится пациентом, влагопоглощающий участок 3 впитывает влагу, такую как моча. На первой стадии влага собирается в первой области 10 вблизи места, где влага входит во влагопоглощающий участок 3. С течением времени влага проникает дальше во влагопоглощающий участок 3,так как впитывающая способность на единицу площади ограничена. Как показано на фиг. 2, область,которая впитала влагу, постепенно растет от первой области 10 вдоль направления Р проникновения к второй области 11 и затем к третьей области 12 до достижения места расположения, где модуль 1 обнаружения влаги прикреплен к подгузнику. Как только влага достигнет влагочувствительного датчика 3,который контактирует с внутренней поверхностью 4 подгузника, происходит обнаружение влаги. Таким образом можно контролировать состояние увлажненности подгузника 2. Для использования людьми,страдающими особым недержанием или имеющими проблемы с подвижностью, датчик 5 может быть размещен в другом месте в подгузнике. По желанию могут быть использованы один или несколько дополнительных датчиков. Фиг. 3 показывает цепь влагочувствительного датчика 5 в модуле 1 обнаружения влаги согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Цепь содержит резонансный контур, реализованный в виде катушки 20 и конденсатора 21, соединенных между собой параллельно. Кроме того,параллельно подключен чувствительный к влаге резистор 22. Если значение сопротивления резистора 22 остается относительно высоким, резонансный контур будет настроен на предопределенную резонансную частоту, например около 8,2 МГц. Однако если значение сопротивления резистора 22 становится относительно низким, цепь теряет свою резонансную характеристику, так как катушка 20 и конденсатор 21 замыкаются накоротко. Чувствительный к влаге резистор 22 на фиг. 3 устроен таким образом, что в сухом состоянии его значение сопротивления высокое, а во влажном состоянии значение сопротивления низкое. Для этого резистор 22 содержит материал, такой как вата или целлюлоза, который становится электрически проводящим во влажном состоянии. Очевидно, что может быть использован любой материал, у которого во влажном состоянии есть электропроводящие характеристики, например соль или конкретный полимер. Как следствие, резонансная характеристика исчезает, если на резистор 20 попадает влага, появляющаяся из влагопоглощающего участка 3. Таким образом, влагочувствительный датчик выполнен с возможностью отключения, если превышена заранее определенная степень влажности. Фиг. 4 показывает цепь влагочувствительного датчика 5 в модуле 1 обнаружения влаги согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Цепь устроена аналогично цепи, показанной на фиг. 3. Однако на фиг. 4 влагочувствительный резистор 22 устроен таким образом, что в сухом состоянии его значение сопротивления низкое, а во влажном состоянии значение сопротивления высокое. Для этого резистор 22 содержит материал, который расширяется во влажном состоянии, таким образом электрически размыкая концы сопротивления 22. Например, указанный материал может содержать прессованную вату. Как следствие, резонансная характеристика становится активной, если на резистор 20 попадает влага, появляющаяся из влагопоглощающего участка 3. Таким образом, влагочувствительный датчик выполнен с возможностью отключения, если превышена определенная заранее степень влажности. Фиг. 5 показывает цепь влагочувствительного датчика 5 в модуле 1 обнаружения влаги согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Цепь устроена аналогично цепи, показанной на фиг. 4. При этом влагочувствительный резистор 22 устроен таким образом, что в сухих условиях, в первом состоянии, его значение сопротивления низкое, так что резонансная характеристика исчезает, а в условиях влажности, во втором состоянии, значение сопротивления высокое, так что резонансная характеристика становится активной. Кроме того, когда сопротивление 22 остается влажным в течение определенного промежутка времени, в третьем состоянии, его значение сопротивления становится низким снова и вновь замыкает накоротко резонансную цепь. Таким образом, влагочуствительный датчик выполнен с возможностью отключения по истечении заранее определенного периода времени после его включения. Фиг. 6 а-с схематически показывают вид в перспективе датчика с фиг. 5 в первом, втором и третьем состоянии соответственно. Датчик имеет два конца 23, 24, которые, когда датчик находится в первом,сухом состоянии, см. фиг. 6 а, находятся в электрически замкнутом положении посредством физически соприкасающихся кончиков 25, 26, которые соединены с первым и вторым концами 23, 24, соответственно. Кроме того, датчик 5 содержит ватный слой 27, который размещен в полости и упирается в кончики 25, 26. Во втором состоянии, см. фиг. 6b, ватный слой 27 вследствие впитывания влаги 28 расширяется в направлении кончиков 25, 26 и деформирует их так, что они физически разъединяются, а концы 23, 24 электрически размыкаются. В этом втором состоянии таким образом включается датчик. Дополнительно, в третьем состоянии, см. фиг. 6 с, ватный слой 27 насыщается влагой 28 и вновь электрически замыкает кончики 25, 26, тем самым выключая датчик. В результате предупредительный сигнал, такой как акустический сигнал, генерируемый внешним считывающим устройством, может остановиться. В процессе использования модуля 1 обнаружения влаги согласно настоящему изобретению, пассивная резонансная цепь взаимодействует с электромагнитным опрашивающим полем, чтобы бесконтактно передавать сведения о локальном увлажнении считывающему устройству 31. Фиг. 7 показывает схематическое представление считывающего устройства согласно данному изобретению. Считывающее устройство 31 генерирует опрашивающее электромагнитное поле F, например радиочастотный сигнал фиксированной частоты, к примеру, около 8,2 МГц, или сигнал на частоте в пределах от приблизительно 7,7 до приблизительно 8,7 МГц. Когда датчик 5 включен, его цепь, имея резонансную характеристику, действует как высокочастотный передающий элемент, также называемый высокочастотной меткой, передавая электромагнитный сигнал R отклика, который принимается считывающим устройством 31, таким образом обеспечивая беспроволочную радиочастотную систему обнаружения влаги для того, чтобы контролировать состояния увлажненности подгузника. Фиг. 8 показывает схематическое представление следующего варианта воплощения датчика в модуле обнаружения влаги в дополнительном варианте осуществления согласно данному изобретению. Датчик содержит пассивную высокочастотную метку 40, состоящий из катушки 41 и конденсатора 42,-3 023505 соединенных параллельно и настроенных на определенную резонансную частоту, например около 8,2 МГц. Однако, как понятно специалистам, в другом варианте осуществления датчик может быть настроен на другую резонансную частоту. Показанный датчик относится к так называемым меткам типа расширенной зоны обслуживания (EAS). В сухом состоянии эта метка выдает электромагнитный сигнал R отклика. Когда метка становится влажной, витки катушки электрически замыкаются накоротко, в результате чего сигнал от метки постепенно слабеет и в конечном итоге может стать настолько слабым, что больше не обнаруживается. С использованием пассивной высокочастотной метки получают недорогое,но эффективное воплощение датчика. Изобретение не ограничивается примерами осуществления, описанными здесь. Следует понимать,что возможно множество вариантов. Вместо применения пассивной резонансной цепи, модуль обнаружения влаги может также быть снабжен активной резонансной цепью. Кроме того, модуль может использовать другой тип передающего элемента, такой как ленточная активная антенна. Кроме того, если требуется отключить резонансный контур извне, может быть применено локальное электромагнитное поле относительно высокой напряженности, что необратимо повредит схему цепи катушки 20. Следует отметить, что датчик, вместо использования влагочувствительного резистора, может быть выполнен с возможностью обнаружения влаги иным способом, например используя влагозависимый конденсатор, чувствительное электролитическое устройство, преобразующее воду в водород и кислород,когда расходуемый на это электрический ток является критерием количества влаги; используя влагочувствительный резонансный материал (пьезоэлектрический эффект); используя изменения теплопроводности; используя деформации материала и/или используя оптические изменения, включая охлажденное зеркало, т.е. измерение капелек на зеркале при изменении температуры. Кроме того, между датчиком 5 и поверхностью 4, которая в процессе использования обращена к коже пациента, можно проложить дополнительный слой, образующий таким образом буферное и/или визуальное покрытие датчика 5. Дополнительный слой может, например, быть реализован в виде влагопроницаемого покрывного слоя. Дополнительно следует отметить, что модуль обнаружения влаги может использоваться не только в комбинации с подгузником, но также и с другими изделиями, в которых состояние увлажненности должно быть под контролем, например бандаж, перевязочные средства или устройство, отводящее жидкость,такое как трубка, имеющая шов. Другие варианты настоящего изобретения очевидны специалистам в данной области и должны рассматриваться в пределах объема изобретения, определенного следующей формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Модуль обнаружения влаги для контроля состояния увлажненности подгузника, содержащий влагочувствительный датчик, покрытый влагонепроницаемым слоем, выполненным с возможностью крепления на стороне, обращенной к коже пациента, к подгузнику, содержащему влагопоглощающий участок, так что влагочувствительный датчик контактирует с указанным влагопоглощающим участком подгузника. 2. Модуль обнаружения влаги по п.1, дополнительно содержащий верхний слой комфорта, покрывающий влагонепроницаемый слой. 3. Модуль обнаружения влаги по п.2, в котором верхний слой комфорта содержит биологически совместимый материал. 4. Модуль обнаружения влаги по любому из пп.1-3, в котором влагонепроницаемый слой снабжен липким слоем для крепления к подгузнику. 5. Модуль обнаружения влаги по любому из пп.1-4, в котором влагочувствительный датчик выполнен с возможностью отключения, если превышена заранее определенная степень влажности. 6. Модуль обнаружения влаги по любому из пп.1-5, в котором влагочувствительный датчик выполнен с возможностью включения, если превышена заранее определенная степень влажности. 7. Модуль обнаружения влаги по п.6, в котором влагочувствительный датчик выполнен с возможностью отключения по истечении заранее определенного периода времени после его включения. 8. Модуль обнаружения влаги по любому из пп.1-7, дополнительно содержащий передающий элемент для передачи электромагнитного сигнала. 9. Модуль обнаружения влаги по п.8, в котором передающий элемент содержит пассивную резонансную цепь. 10. Подгузник, содержащий влагопоглощающий участок, содержащий поверхность, которая во время использования подгузника пациентом обращена к коже пациента, причем подгузник дополнительно содержит модуль обнаружения влаги по любому из пп.1-9, а влагочувствительный датчик контактирует с влагопоглощающим участком. 11. Подгузник по п.10, содержащий передний участок для носки с прилеганием к животу пациента и задний участок для носки с прилеганием к спине пациента, причем расстояние между модулем обнаружения влаги и передним участком больше, чем расстояние между модулем обнаружения влаги и задним участком. 12. Подгузник по п.11, в котором модуль обнаружения влаги расположен в интервале между приблизительно 2/3 и приблизительно 3/4 относительно расстояния между передним участком и задним участком. 13. Считывающее устройство, содержащее опрашивающий блок для передачи электромагнитного опрашивающего сигнала на модуль обнаружения влаги по п.8 или 9 для контроля степени увлажнения подгузника; приемный блок для приема электромагнитного сигнала, переданного указанным передающим элементом, содержащимся в модуле обнаружения влаги, выполненный с возможностью срабатывания в ответ на указанный опрашивающий сигнал и на основании степени увлажнения влагочувствительного датчика; предупредительный блок для выработки предупредительного сигнала на основании принятого электромагнитного сигнала.