用于尿布的装置、系统、尿布以及制造电极的方法

用于尿布的装置、系统、尿布以及制造电极的方法
【技术领域】
[0001] 多种实施方式大体涉及用于尿布的装置、系统、尿布及制造电极的方法。一个具体 实施方式涉及一种用于在尿布打湿时提醒看护者需要更换尿布的装置。
【背景技术】
[0002] 对于看护者来说，知道何时为不能有效传达尿布更换需求的小孩和一些成年病患 更换脏尿布是一个挑战。脏尿布的不及时更换会引起不适、潜在的皮肤问题（如溃疡和皮 炎）及感染。因此，需要替代的干预措施来解决此类问题。
[0003] -种这样的替代干预措施是使用尿液指示带，其中尿液指示带在尿液被检测到时 会改变颜色。然而，这依然需要看护者在尿布的使用过程中频繁地人工检查每一个尿液指 示带。
[0004] 因此，需要提供一种可用于有效提醒看护者何时需要更换尿布的装置。

【发明内容】

[0005] 多种实施方式提供了用于尿布的装置，装置包括两个电极、与两个电极连接的电 子设备，两个电极可操作为当通过离子化液体电连接在一起时产生电势差，电子设备可操 作为当电势差被产生时产生报警信号。
[0006] 在一个实施方式中，每一个电极都由不同的材料制成。
[0007] 在一个实施方式中，一个电极包括金属。
[0008] 在一个实施方式中，一个电极包括碳。
[0009] 在一个实施方式中，一个电极呈矩形或弧形。
[0010] 在一个实施方式中，电极彼此平行。
[0011] 在一个实施方式中，电极具有不同的长度和/或宽度。
[0012] 在一个实施方式中，装置还包括柔性材料片，其中电极被印刷在柔性材料片上。
[0013] 在一个实施方式中，电子设备包括扬声器，并且报警信号包括从扬声器发出的音 频信号。
[0014] 在一个实施方式中，电子设备包括光源，并且报警信号包括从光源发出的视觉信 号。
[0015] 在一个实施方式中，电子设备包括发射器，并且报警信号包括从发射器发送的通 讯信号。
[0016] 在一个实施方式中，电子设备可操作为测量电势差的值，并且使发射器根据该值 发送通讯信号。
[0017] 在一个实施方式中，电子设备可操作为周期性地测量电势差的值，并且使发射器 根据该值周期性地发送通讯信号。
[0018] 在一个实施方式中，电子设备可操作为仅当电势差的值等于或高于电势差阈值时 产生报警信号。
[0019] 在一个实施方式中，装置包括一个或多个附加电极，每一个附加电极都与电子设 备连接，并且电子设备可操作为当至少两个电极之间产生电势差时产生报警信号。
[0020] 在一个实施方式中，装置包括至少两个弧形电极，一起形成一个圆的至少一部分， 并且另外的电极被设置在圆的内部。
[0021] 在一个实施方式中，另外的电极被设置在圆的中心。
[0022] 在一个实施方式中，电子设备还包括电源，电源可操作为提供电力以产生报警信 号。
[0023] 多种实施方式提供了一种系统，系统包括一个实施方式中的装置；和具有接收器 的服务器，接收器可操作为从装置接收通讯信号，服务器还可操作为产生通讯信号已经被 接收的指示。
[0024] 在一个实施方式中，服务器包括显示屏，并且服务器可操作为在显示屏上显示指 不O
[0025] 在一个实施方式中，系统包括两个或更多其它实施方式（多个其它实施方式）中 的装置，每一个装置都可操作为在从装置发送的通讯信号中包含唯一标识符，唯一标识符 唯一地识别装置，并且其中服务器可操作为基于所接收到的通讯信号中的唯一标识符确定 是哪个装置发送了所接收到的通讯信号并通过与所接收到的通讯信号对应的指示向所述 唯一标识符提供参考。
[0026] 多种实施方式提供了一种尿布，尿布包括另一个实施方式中的装置。
[0027] 在一个实施方式中，装置的柔性材料片是尿布的材料片。
[0028] 多种实施方式提供了 一种制造电极的方法，方法包括将电极印刷到材料片上。
[0029] 在一个实施方式中，印刷包括使滚轴的滚轴表面与材料片接触，滚轴表面涂覆有 墨水；以及相对材料片移动滚轴表面以将墨水从滚轴表面转印到材料片上。
[0030] 在一个实施方式中，方法包括在滚轴表面和材料片的中间设置一个层，该层具有 一个或多个切口，以使得仅当切口存在时墨水从滚轴表面被转印到材料片上。
【附图说明】
[0031] 仅通过示例并结合附图，对于本领域的普通技术人员来说，通过下面的描述，本发 明的实施方式将更加清楚并将得到更好的理解，其中相同的参考标号对应相同的部件。其 中：
[0032] 图1示出了根据实施方式的装置在位于尿布上时的立体图；
[0033] 图2示出了根据实施方式的装置的电路图；
[0034] 图3示出了根据实施方式的两个电极的平面图；
[0035] 图4示出了根据实施方式的装置的截面图；
[0036] 图5示出了根据实施方式的电子设备的立体图；
[0037] 图6示出了根据不同实施方式的电极布置的平面图；
[0038] 图7示出了相对于产生报警信号所需的最小尿量绘制的电极间距的图示；
[0039] 图8示出了相对于检测到的电势差绘制的尿液浓度的图示；
[0040] 图9示出了相对于针对不同尿样检测到的电势差绘制的时间的图示；
[0041] 图10示出了尿样被稀释的次数与由不同电极对检测到的电势的关系的图示；
[0042] 图11示出了根据实施方式的、用于信号传输的电子设备的框图；
[0043] 图12示出了根据实施方式的、用于接收来自多个电子设备的信号的服务器的框 图；
[0044] 图13示出了根据实施方式的、与多个电子设备通信的无线信号接收器的框图；
[0045] 图14示出了根据实施方式的、制造电极的方法中的制造步骤的截面图；
[0046] 图15示出了根据实施方式的、制造电极的方法中的制造步骤的截面图；
[0047] 图16示出了说明根据实施方式的、用于制造电极的方法的流程图；
[0048] 图17根据实施方式的电极的平面图。
【具体实施方式】
[0049] 参考图1，示出了用于尿布100的装置（或设备）102。装置102包括两个电极104 和106。电极104和106可基本呈矩形，并且可设置在尿布的外表面上或外表面中，并位于 尿布100的吸收层（没有示出）附近。在另一个实施方式中，电极104和106可位于尿布 100的内表面或中间面上，或位于内表面或中间面中。电极104和106可附接到尿布表面 (例如通过固定装置或粘合剂）并且/或者可以是尿布表面的一部分。在一个实施方式中， 电极104和106可印刷至尿布表面上。两个电极104和106是被隔开的，并适于当它们通 过诸如尿液的离子化液体电连接在一起时产生电势差。电势差可以通过电极材料的（如化 学、物理和/或电学）性质的变化而产生，其中该变化由电极通过含有离子的液体电连接引 起。两个电极104和106中的每一个都耦接至电子设备108。电子设备108适合于在两个 电极104和106产生电势差或在两个电极104和106之间产生电势差时产生报警信号。因 此，电子设备108适合于检测何时两个电极104和106之间存在电势差。通过电极104和 106产生的电势差可以给电子设备108提供足够的电力以产生报警信号。在一个实施方式 中，电子设备108可以是终端用户电子设备。
[0050] 在一个实施方式中，两个电极104和106形成尿布湿润传感器，并且电子设备108 为探测器。
[0051] 图2示出了通过电极104和电极106形成的装置102的等效电路。该电路输出 电压Vs 204。Rs 206是装置102的内部阻抗。Vs 204是两个电极104和106的电势差。R1202是电子设备108的输入阻抗。Vs 204依赖于用于形成电极104和106的材料，但是不依 赖于离子化液体的浓度。Rs 206依赖于离子化液体的量（如体积）、离子化液体的成分以及 离子化液体的浓度（即稀释的量）。当& 202远大于Rs 206时，电子设备108的电压输出 V。208近似等于Vs 204,即电子设备108的电压输出V。 208不依赖于电子设备108的内部 阻抗Rs 206。
[0052] 在使用中，随着尿布100被穿戴者使用，例如，在穿戴者穿着尿布100排尿之后，离 子化液体，如尿液，可能出现在两个电极104和106之间。在这种情况下，离子化液体电连 接两个电极104和106。换句话说，离子化液体提供了使得电荷载流子（如电子或空穴）能 够在电极104和106之间移动或流动的途径或通道。该电荷流在两个电极104和106之间 产生电势差。由于两个电极104和106可以在离子化液体溶液中建立稳定的电压，所以电 势差被产生。例如，一个电极可以是铜制的，另一个电极可以是铝制的。
[0053] 现在将解释在两个电极104和106之间建立电势差的原理。在大约25°C下，对于 IM溶解物和1个大气压，材料的标准氧化还原电势可以表达如下。
[0054] 半电池（正）：Cu2++2e-= Cu (p〇(Cu/Cu2 ) = +0.159 V (1)
[0055] 半电池（负）：Al3++3e-= A φ?! (Al/Al3 ) = -1.66 V (2)
[0056] 全电池：2Al+3Cu2+ = 2A13++3Cu (3)
[0057] 尿液中的铜电极和铝电极之间的电压差可以写为：
[0058]
[0059]
[0060] 其中，E°是在感兴趣温度下的标准电池电势；αΑΡ+和α&+分别是是 Cu "在 尿液中的化学活性；T是系统的绝对温度；z是在电解反应中传输的电子的摩尔数；以及R 和F分别是通用气体常数和法拉第常数。
[0061] 有氨溶液时，例如尿液，负的半电池变为：
[0062] Al (s)+4 (OH-) = Al (OH) :+3e-φ(,(ΑΙ/ΑΙ(ΟΗ)4 ) = _2.33 V (5)
[0063] 所以，电子设备108的输出电压将更高。
[0064] 如等式⑷所示，电子设备108的电压差依赖于⑴电极材料，电极材料影响Ec^ 值，（ii)尿液中的组分，其中组分影响电极表面上离子的均衡，以及（iii)温度。
[0065] 在一个实施方式中，两个电极中的每一个都设置为与另一个电极极性相反。因此 一个电极可以是正电极，而另一个电极可以是负电极。电极的极性可由用于制造电极的材 料决定。电极的极性可由用于制造另一个电极的材料决定。
[0066] 图3示出了根据实施方式的两个电极304和306的平面图。柔性材料片302为基 底（例如表面或衬底），两个电极304和306安装在其上。例如，电极304, 306可以印刷在 片材302上或粘在其上（例如通过粘合剂或紧固件）。因此，应理解的是，电子可以存在于 片材302的表面上和/或可以渗透入片材302然后成为片材302的主体的一部分。材料 片302是柔性的并且可以在两个电极304和306的附接或固定之后被卷起。两个电极304 和306可以由不同种类的材料制成，包括金属，金属氧化物，导电聚合物或任何合适的可以 在离子化液体中建立稳定电压的材料。这样的材料的例子为铜、铝和碳。两个电极304和 306可以彼此平行。两个电极304和306可以互相成一定角度，即非彼此平行。两个电极 304和306可以彼此偏离。两个电极304和306中的一个或两者可以是部分地或完全地弯 曲的。一个电极可以比另一个更厚和/或更长。应理解的是，电极304和306可以被用于 如上所述的根据图1和图2的装置，即电极304和306可以与电子设备108和尿布100 - 起使用。在材料片上设置电极为装置的使用者带来了舒适。
[0067] 图4示出了根据实施方式的装置400的截面图。装置400包括两个与电子设备406 连接的电极402、404。如图4更详细地示出，装置400被安装在尿布上，其中尿布包括尿液 传输层408、尿液吸收层410、以及防尿层412。每一层都可以是材料片的一部分。尿液传输 层408可以接触尿布穿戴者的皮肤。防尿层412可以提供尿布的外表面。电子设备406被 安装在防尿层412的外表面上（例如通过固定物或粘合剂）。以这种方式，可以阻止尿液到 达电子设备406并引起损害。电极402和404穿过防尿层412并进入到尿液吸收层410之 内。以这种方式，电极402和404被配置为在使用中当足够的尿液穿过尿液传输层408并 进入到尿液吸收层410时通过离子化液体电连接。产生的电势差随后通过联接（即将电极 402、404与电子设备406联接起来的部分）提供给电子设备406。应理解的是，电极402和 404可以从电子设备（或终端用户电子设备）406伸出，以使得它们可以被按压向尿布材料 层并刺入尿布材料层，例如防尿层412和尿液吸收层410。所以电极402和404是伸出物。 另一方面，电极402和404可以和尿布的一个或多个层集成在一起。因此，如上面根据图3 所述，电极402和404可以位于材料片上。例如，电极402和404可以在尿布制造期间与尿 布层一起成形。另外地，电极402和404可以在尿布被制造之后再被改装。
[0068] 电子设备406适合于在检测到电势差时产生报警信号以表明尿布需要更换。两个 电极402和404相对于各个尿布层的位置可以被调节以适合产生报警信号所需要的电势 差。例如，为了减少产生报警信号所需的尿液量，电极402和404可以被设置在远尚尿液吸 收层410的位置，即更靠近尿液传输层408的位置。或者，为了增加产生报警信号所需的尿 液量，电极402和404可以被设置在不那么远离尿液吸收层410的地方，即更靠近防尿层 412的地方。两个电极402和404可以由不同的材料制成，并且它们中的至少一个可以包 含铜或铝。在一个实施方式中，电极中的一个可以设置在比另一个电极更深入尿布的位置。 在一个实施方式中，装置400可以是可从尿布拆卸的，并且，可能地，是可再附接到尿布的。 [0069] 图5示出了根据实施方式的电子设备（或终端用户电子设备）500的立体图。在 电子设备500上有两个连接点502和504,这两个连接点中的每一个都适合于连接不同的 电极，例如，图3的电极304和306中的不同的一个。装置500可以通过在两个表面之间夹 紧电极进行连接，以使得电极机械地并且电学上地连接到电子设备500。另外地，连接元件 (例如电缆或电线）可以用来将电子设备500和两个电极电连接在一起。在电子设备500 上还可以有紧固件，如夹子、按钮、钩子、带扣，以将电子设备500与诸如尿布或其它衣服片 的一些东西连接起来。
[0070] 电子设备500可以包括扬声器，光源，和/或发射器，并且可以分别发送音频信号、 视觉信号和/或通讯信号。电子设备500还可以包括电源（没有示出），其中电源用于提供 电力以产生报警信号。在一个实施方式中，通过与电子设备500联接的电极所产生的电势 差足够产生报警信号。在另一个实施方式中，电源需要提供产生报警信号所需的全部或一 部分电压。
[0071] 在一个实施方式中，电子设备500可操作为测量两个电极之间电势差的值，并且 使发射器根据电势差的值发送通讯信号。例如，电子设备500可以配置为检测一定范围的 值以内的电势差的值，例如，范围可以是1到10。1和10可以表不电势差的任意值或具体 的量，例如，IV和IOV或0.1 V和IV。以这种方式，电子设备可以表示出尿布被弄湿的程度 和数量，即有多需要对尿布进行更换。例如，如果为1的值被检测到，则这可以表示存在最 小量的离子化液体，即尿布不需要更换。另外地，如果为10的值被检测到，则这可以表示存 在大量的离子化液体，即尿布需要更换。1和10中间的值可以表示一定量的离子化液体的 存在，其中离子化液体的量与该值和两个极端值（即1和10)之间的差异成比例。此外，电 子设备500可以利用阈值编程，如果检测到的值超过阈值，则发送通讯信号。例如，阈值可 以为5,因此，如果为3的值被检测，则不发送通讯信号，而如果为8的值被检测到，则发送通 讯信号。以这种方式，报警信号可以根据电连接两个电极的离子化液体的量而产生，而不是 仅仅根据离子化液体存在与否产生。
[0072] 在一个实施方式中，电子设备500适合于周期性地测量两个电极之间电势差的 值，并且使发射器根据电势差的值周期性地发送通讯信号。相比于连续检测，周期性的检测 可以减轻电子设备500的电池的负担。通信信号的周期性传输也可以减轻电池的负担。应 理解的是，执行检测的周期可以和执行传输的周期相同或不同。[0073] 在一个实施方式中，电子设备500具有大约70mm的长度，大约40mm的宽度以及大 约16mm的高度。在其它实施方式中，一个或多个尺寸可以变化。
[0074] 图6(a)到图6(c)的每一个都不出了根据三个不同实施方式中的一个的电极布置 的平面图。在图6 (a)中，两个电极602和604大体上呈矩形并且在材料片606上相对于彼 此平行布置。有益地，这提供了可以被简单而便宜地制造的布置。
[0075] 如图6(b)和图6(c)所示，可以有一个或多个附加电极连接到如上所述的两个电 极。当一个或多个附加电极存在时，应理解的是，每一个附加电极都可以与电子设备联接， 并且电子设备可操作为当至少两个电极（包括最初的两个电极和每一个附加电极）之间的 电势差被生成时产生报警信号。
[0076] 在一个实施方式中，一个或多个电极大体上呈弧形并且这些电极可以被设置为形 成圆或圆的一部分，如图6(b)所示通过电极608、610、612以及614形成，以及如图6 (c)所 示通过电极618、620、622以及624形成。
[0077] 如图6(b)所示，电极可以包括一个或多个电极对。电极608和614可以形成第一 电极对，并且电极610和612可以形成第二电极对。每一对可以包括具有极性的一个电极和 具有相反极性的另一个电极。因此，电极608和610可以具有相同极性。同样地，电极612 和614可以具有相同极性。
[0078] 图6 (c)示出了弧形电极618、620、622和624,它们具有相同极性，并被设置为围绕 具有相反极性的电极626形成一个圆。这允许电极618、620、622、624以及626当任何一对 具有相反极性的电极通过离子化液体连接在一起时产生电势差。例如，电极618和626可 以产生电势差，或者620和626可以产生电势差。
[0079] 在一个实施方式中，当不同的电极组合通过离子化液体连接在一起时可以产生不 同的电势差的值。例如，如果电极618和626通过离子化液体连接，则可检测到0. 5V的电 势差，如果电极618、620和626通过离子化液体连接在一起，则可检测到IV的电势差。有 益地，这提供可用于检测一个或多个特定量的离子化液体的简单的电极布置，即电极的一 个或多个特定组合。
[0080] 在一个实施方式中，用于形成每一个电极的材料可以被设置为使得当不同的电极 对通过离子化液体电连接在一起时产生不同量的电势差。例如，当电极618和626被连接 在一起时，可以产生〇. 5V的电势差；而当电极620和626通过相同量和种类的离子化液体 连接在一起时，可以产生IV的电势差。
[0081] 在一个实施方式中，不同的电极对之间的距离可以不同，以使得通过一个电极对 的检测能够比通过另一个电极对的检测表示存在更多的离子化液体。例如，多个矩形电极 可以被平行布置，但是一个或多个电极可以具有与一个或多个其它电极不同的长度和/或 宽度。在另一个实施方式中，图6(C)的布置可以被使用；然而，电极626可以不被设置在由 电极618到624形成的圆的中心。代替地，电极626可以是偏心的并且最接近电极618。稍 远些的电极可以是620,再远些的电极可以是624,以及最远的电极可以是622。有益地，这 提供了可用于检测一个或多个特定量的离子化液体的简单的电极布置，即一个或多个特定 电极对。
[0082] 在一个实施方式中，电子设备可操作为当任意两个具有相反极性的电极之间产生 电势差时产生报警信号。
[0083] 电极的布置和设计不限于这些例子。在一个例子中，电极中的一个比另一个电极 长。电极可具有金属线、金属箔、金属条、丝网印刷金属层或通过其它沉积的方式形成的金 属层的形式。电极可以被直接印刷在尿布上，或者被设置为附接在尿布上。
[0084] 多种实验在根据实施方式的装置上进行。在此实施方式中，图1的装置102与图 6(a)的电极布置一起使用。下文描述了这些实验的结果。
[0085] 图7是两个电极之间的距离和产生报警信号所需的最小尿量的关系的图表。装置 被附接在两种尿布上以测试两个电极之间的距离度对产生报警信号所需的最小尿量的影 响。对于Tena?成人尿布，用于产生报警信号的阈值电压被设置为〇. 4V，对于Pampers? 婴儿（9-12kg)尿布，阈值电压被设置为0. 2V。
[0086] 应注意的是，Pampers?.尿布在吸收层之上有一个特殊的层，该层不易被弄湿，这 导致了对于给定的电极间距离，Pampers?尿布需要比Tena?尿布更高的最小尿量，尽管 Pampers?尿布具有更低的用于产生报警信号的阈值设定。由（?)代表的线7〇4表不， 在等于或高于用于Tena?成人尿布的阈值电压（0.4V)时产生报警信号的最小尿量；用于 湿润报警的阈值电压：〇.4V。由（鲁）代表的线702表示，在等于或高于用于Pampers?婴 儿（9-12kg)尿布的阈值电压（0. 2V)时产生报警信号的最小尿量。由图7可知，随着两个 电极之间距离的增加，对于相同的阈值电压，需要更大的尿量来产生报警信号。
[0087] 图8示出了浓度和对四个不同样品检测到的电势差的关系的图表。每一个样品 在尿液中包含不同的组分，即肌氨酸酐C7H4N3CK氯化钠 NaCl、氨NH3、尿素 CO(NH2)2。线802、 804、806和808分别表示，对于氨NH3、肌氨酸酐C7H4N 3CK氯化钠 NaCl以及尿素 CO (NH2)2，在 每一个组分的浓度发生变化时电压的变化。每个曲线中的左边、中间以及右边的点对应于 尿液中的最小的、典型的以及最大的组分浓度。氨溶液NH3产生最高电压。装置的电压输 出强烈依赖于尿液组分，但是不太依赖于它们的浓度。
[0088] 图9示出了时间和在六个不同的尿液样品中检测到的电势差的关系的图表。线 902、904、906、908、910和912表示对于六个不同个体的电压的变化。可发现的是，电子设 备可以在一个长的时间周期里生产稳定的电压信号。而且，对来自六个不同人的尿液样品 (样品1-6)，电子设备被观察到具有非常一致的电压输出，即在不同使用者之间有最小性
[0089] 图10示出了通过不同电极对检测到的电势差关于尿液样品被稀释的次数的图 表。线1002和1004分别表示铝/铜电极对和铝/碳电极对的电势差的变化。在大约5分 钟之后，电势差通过每个电极对被检测。可看出，尿液的浓度对通过电极产生的电势差几乎 没有影响。然而，不同的电极材料可以导致不同的输出电势。例如，铝/铜电极对的输出电 压大约为0. 45V，低于铝/碳电极对的输出电压（0. 82V)。
[0090] 图11示出了根据实施方式的装置1100的框图。装置1100包括与模拟处理器1104 通信的尿液传感器1102。模拟处理器1104与数字信号处理器1108通信。识别单元1106 也与数字信号处理器1108通信。数字信号处理器1108和发射器1110通信。
[0091] 在一个实施方式中，尿液传感器1102包括两个或更多如上所述的电极。在一个实 施方式中，尿液传感器1102是如上所述的电极对。因此，当两个或更多电极通过离子化液 体（例如尿液）连接在一起时，电势差在电极之间被产生。电势差信号从尿液传感器1102 被传送到模拟处理器1104。模拟处理器1104处理电势差信号以产生经过处理的信号。在 一个实施方式中，信号可以被处理以减少噪声或放大信号。经过处理的信号可以从模拟处 理器1104被传送到数字信号处理器1108。另外，装置1100的标识符同样可以从识别单元 1106被发送到数字信号处理器1108。数字信号处理器1108可以将经过处理的信号数字化 并且为数字信号添加标识符。然后数字信号可以通过数字信号处理器1108被发送到用于 传输的发射器1110。在一个实施方式中，发射器是无线发射器，数字信号被无线发送。应理 解的是，所发送的数字信号可以提供如上所述的根据其它实施方式的通讯信号。同样地，在 一些实施方式中可以没有识别单元1106,或者识别单元1106可以形成装置1100的其它元 件中的一个的一部分。在一些实施方式中，装置1100的一个或多个元件的功能可以通过一 个或多个不同元件的相同元件提供。在一个实施方式中，元件1104到1110形成如上所述 的根据其它实施方式的电子设备。
[0092] 图12示出了根据实施方式的服务器1200的框图。在一个实施方式中 ，服务器1200 是信号接收服务器系统。服务器1200包括和数字信号处理器1204通信的接收器1202。数 字信号处理器1204和信号计量器以及识别器1206通信。信号计量器和识别器1206和信 号记录器以及警报管理器1208通信。
[0093] 在一个实施方式中，接收器1202可操作为例如从装置1100接收通讯信号（即发 送的数字信号）。在一个实施方式中，接收器是无线接收器，信号被无线接收。然后所接收 的信号可以通过接收器1202传送到数字信号处理器1204,其中数字信号处理器1204可以 处理信号，例如，除去噪声或放大信号。数字信号处理器1204可以将经过处理的信号传送 到信号计量器和识别器1206,计量器和识别器1206可以确定电势差的值，电势差的值与发 送所接收信号的装置的标识符一起包含在信号中。例如，电势差的值可以是测量到的电势 差的量，例如IV。另外地，值可以简单地表示数量，例如，值可以是预定的范围中的值，例如 从1到10。在一个实施方式中，指示可以唯一地识别产生和发送所接收信号的特定的装置。 例如，当服务器1200与多个不同的装置一起操作时，每个装置在它的信号中可以包括不同 的标识符，标识符唯一地识别装置。因此，服务器1200可以识别是哪个装置发送的所接收 到的信号，从而识别哪个尿布需要更换。一旦值和标识符被确定，信息被传送到信号记录器 和警报管理器1208。信号记录器和警报管理器1208可以保持所接收数据的记录，以使其记 录接收到的值以及对应的装置标识符，或许还有相同装置标识符以及接收到的历史值。另 外，如果所接收的值表明附接于装置的尿布需要更换，则信号记录器和警报管理器1208可 以产生报警信号（例如音频和/或视觉信号）。例如，此动作可以通过比较所接收的值和阈 值来触发，如果所接收的信号大于阈值，则可以产生报警信号。另外地，如果信号被接收，则 可以产生报警信号，其中如果离子化液体被检测到，则仅发送信号。
[0094] 服务器1200可以还包括显示屏（没有示出），用于在显示屏上显示指示。指示可以 表明信号已经从特定的装置被接收，和/或通过特定装置检测到的电势差的存在（或值）。 以这种方式，系统的操作者，随着他们的各自的穿戴者使用他们的尿布，可以监视显示屏并 确定哪个尿布需要更换，其中系统包括服务器1200和一个或多个装置1100。
[0095] 图13说明了这样一种系统1300,其包括服务器1304和装置1302 (a)到1302(h)。 在一个实施方式中，服务器1304和装置1302(a)到1302(h)被安置在星形结构中。每一个 装置1302可操作为发送通讯信号。通讯信号可以包括唯一标识符，唯一标识符唯一地识别 发送它的装置。服务器1304可操作为从装置1302(a)到1302(h)中的每一个接收通讯信 号，并基于通讯信号中的唯一标识符确定是哪个装置发送的所接收到的通讯信号。服务器 可操作为为使用者提供指示（例如通过显示屏），以识别是哪个装置发送了所接收的信号， 从而识别哪个尿布需要更换。在一个实施方式中，系统1300通过ZigBee通信协议连接在 一起。然而，一些其它实施方式可以使用其它的将被所属领域的技术人员所知的通信协议。 [0096] 图14示出了根据实施方式的用于制造电极的组件的截面图。材料片1502被设置 为基底。滚轴1504被设置为在材料片1502上制造电极。
[0097] 根据一个实施方式，滚轴1504用于将电极或电极的布置印刷到材料片1502上。在 一个实施方式中，滚轴1504被配置为通过印刷连续的、未被阻断的材料（例如，导电油墨或 油漆）部分（例如长条）形成电极。该部分可以被切断然后形成多个电极。所属领域的技 术人员还应理解的是，根据实施方式的制造方法被称为滚动印刷。在另一个实施方式中，滚 轴1504被配置为通过形成虚线或长条形成电极的布置，其中每一个电极都是分离的材料 (例如油漆或墨水）段，并且在每一个邻近的部分之间都有缺口存在。如本领域技术人员将 理解的，形成在滚轴1504的滚动面上的图案或纹理将允许形成实线或虚线。另外，电极的 尺寸和形状可通过改变或设置滚轴表面上的图案或纹理的特征进行控制。
[0098] 在一个实施方式中，一旦被形成，印刷的电极（多个印刷的电极）就可以通过暴露 于大气中而进行干燥。在另一个实施方式中，印刷的电极（多个印刷的电极）可以暴露于 压缩空气和/或热空气中以加速干燥过程。成品可以被收起为卷，并且电极被印刷在被卷 起以形成卷的材料片的至少一侧上。
[0099] 图15示出了根据实施方式的用于制造电极的组件的截面图。该实施方式可以与 丝网印刷处理一起使用。如前所述，材料片1602被设置为基底，滚轴1606被设置为在材料 片1602上形成电极。然而，在该实施方式中，附加层1604设置在片材1602和滚轴1606之 间。在一个实施方式中，附加层1604为掩膜。附加层1604可以使其一个或多个部分被剪 掉，从而形成型板。滚轴1606可以具有平滑的滚轴表面。附加材料可以由丝制品制成。
[0100] 在一个实施方式中，仅当在附加层1604上有切口时，电极才通过滚轴1606被印刷 到材料片1602上。以这种方式，应用到材料片1602的电极图案通过附加层1604中的切口 决定。在进一步的实施方式中，滚轴1606可以具有应用到其滚轴表面的图案或纹理，以使 得应用到材料片1602的电极图案是附加层1604上的切口和滚轴1606的滚轴表面上的图 案或纹理的组合。
[0101] 在上述图14和图15的组件中，应理解的是，滚轴可以在固定的材料片上滚动，以 及/或者在材料片可以相对于滚轴移动。因此，重要的是滚轴和材料片之间的相对运动，而 并非必需一个元件必需在另一个元件静止的情况下移动。
[0102] 图16示出了根据实施方式的用于制造电极的方法的流程图1400。方法提供了一 种经济的制造电极的方法。
[0103] 在步骤1402中，材料片可以被准备。材料片可具有纸、天然或合成塑料、或尿布材 料的一部分的形式。在一个实施方式中，材料片可以设置在用于相对于滚轴移动或运输材 料片的传送带上，其中滚轴用于将电极印刷到材料片上。在制造电极期间，材料片可以保持 紧绷。在另一个实施方式中，材料片可以环绕滚轴，例如，作为传送带系统的一部分。
[0104] 在步骤1404中，电极被印刷在材料片上。根据实施方式，步骤1404包括使滚轴 的滚轴表面与材料片接触以将电极或电极的布置印刷到材料片上，其中滚轴表面涂覆有墨 水。然后滚轴可以相对于材料片移动以将墨水从滚轴表面转印到材料片上。在一个实施方 式中，滚轴可以旋转地移动而材料片可以纵向地移动。在一个实施方式中，步骤1404包括 形成连续的、未被阻断的材料（例如，油墨或油漆）部分（例如长条）。然后该部分可以被 切断以形成多个电极。在另一个实施方式中，步骤1404包括通过滚轴形成虚线或长条以形 成电极的布置，其中每一个电极都是分离的材料部分，并且在每一个邻近的部分之间都有 缺口存在。如本领域技术人员将理解的，形成在滚轴的滚动面上的图案或纹理将允许形成 实线或虚线。另外，电极的尺寸和形状将通过改变或设置滚轴表面上的图案或纹理的特征 进行控制。
[0105] 在一个实施方式中，步骤1404包括通过丝网印刷处理印刷电极。如前所述，步骤 1402提供了材料片，并且电极如步骤1404中所示被印刷在材料片上。然而，在该实施方式 中，步骤1404还包括在材料片和滚轴之间设置附加层。附加层可以使其一个或多个部分被 剪掉，从而形成型板。电极可以利用平滑的滚轴表面印刷。在一个实施方式中，附加层被布 置为使得仅油漆/墨水在切口存在时才从滚轴表面转印到材料片上。在进一步的实施方式 中，应用到材料片的电极图案由附加层上的切口和滚轴的滚轴表面上的图案或纹理的组合 形成。
[0106] 在一个实施方式中，一旦被形成，印刷的电极（多个印刷的电极）就可以通过暴露 于大气中而进行干燥。在另一个实施方式中，印刷的电极（多个印刷的电极）可以暴露于 压缩空气和/或热空气中以加速干燥过程。成品可以被收起为卷，并且电极被印刷在被卷 起以形成卷的材料片的至少一侧上。
[0107] 图17示出了根据图14或图15的组件和图16的方法的印刷在材料片1706上的 电极1702和1704的平面图。在一个实施方式中，有多个电极组，1702 (a)到1704(a)。电 极1702(a)到1704(a)以平行成对方式印刷，在该方式中，电极对1702 (a)到1704(a)与邻 近的电极对1702(b)和1704(b)分开。这两对电极是对齐的。每个电极对中的每一个电极 都与电极对中的另一个电极通过间隙分开。材料片1706可以被卷起以形成卷。有益地，卷 可以被提供给护理者以如上所述在上述实施方式的装置中使用。例如，卷的一部分可以被 撕掉以提供与电子设备（例如电子设备500) -起使用的电极对。在一个例子中，卷还可以 具有孔眼，使得卷从邻近的电极对中间撕开。一旦撕掉，撕下的电极就可以附接至电子设备 和尿布。例如，电极对可以被设置和安装在尿布的外表面、尿布的内表面或尿布的两个表面 的中间。
[0108] 然而，本领域技术人员将意识到的是，还可使用许多其它方法，只要它们能够将电 极附接或印刷到材料片上。
[0109] 使用尿液指示条是已知的，在尿液被检测到时，尿液指示条会改变颜色。然而，这 依然要求护理者在尿布被使用时频繁地人工检查每一个尿液指示条。这种检查是不方便 的，尤其是当护理者不只负责一个人时。而上述实施方式的优点是产生报警信号，报警信号 会提醒护理者，而不需要护理者辛苦的检查。例如，报警信号可以是声音警报。因此，护理 者不需要在视觉上检查每一个尿布，代替地，护理者可以等待警报然后去替换产生警报的 尿布。
[0110] 上述实施方式的优点是报警信号基于被测量的电势差产生。这是有益的，因为，如 上所示，电势差不依赖于尿液浓度。可选地，测量电极中电容和/或电导而不是电势差的系 统是不太有效的，因为电容和电导都更依赖于尿液的浓度。因此，产生报警信号所需的尿量 将根据使用者而波动，甚至依赖于使用者的水含量。
[0111] 根据上述实施方式，当两个电极通过离子化液体电连接在一起时，电势差被产生 并被检测到。电势差随后被用于产生报警信号。本领域技术人员将意识到的是，可以使用 许多电极或电子设备的其它布置或类型，只要它们在离子化液体存在时产生电势差和报警 信号。
[0112] 在一个实施方式中，电子设备是无线设备。无线设备可以包括处理器模块、诸如小 键盘的输入模块和诸如显示器的输出模块。电子设备的上述功能可以作为软件实现，例如 在无线设备内部运行的计算机程序。
[0113] 处理器模块可以通过合适的收发装置连接到无线网络，以允许无线通讯和/或 进入例如因特网或其它网络系统，例如局域网（LAN)、无线个人区域网络（WPAN)或广域网 (WAN) 〇
[0114] 处理器模块可以包括处理器、随机存取存储器（RAM)和只读存储器（ROM)。处理器 模块还可以包括多个输入/输出（I/O)接口，例如连接显示器的I/O接口，和连接小键盘的 I/O 接口。
[0115] 处理器模块的元件可以通过互连总线及以相关领域技术人员所知的方式连接。
[0116] 计算机程序可以被提供给在数据存储媒介（诸如闪存模块或存储卡/存储棒）上 编码的无线设备的使用者，并可以利用相应的无线设备的数据存储器的存储器读写器被读 取。计算机程序在其通过处理器被执行时被读取和控制。程序数据的中间存储可以利用 RAM完成。
[0117] 虽然多个示例性的实施方式已经存在于前文详细描述的本发明的说明书中，但是 应理解的是，还存在许多变型，这些变型包括电极和电子设备的布置及如何检测电势差。
[0118] 应理解的是，上述实施方式之一的一个或多个特征可以与一个或多个其它上述实 施方式中的一个或多个特征组合，以形成在所附权利要求范围内的不同的实施方式。
[0119] 本领域技术人员将理解的是，可以在不超过所附宽泛描述的权利要求的范围的情 况下，对【具体实施方式】所示的本发明做出多个改变和/或修改。因此本发明实施方式完全 是说明性的而不是限定性的。
【主权项】
1. 一种用于尿布的装置，所述装置包括： 两个电极；以及 电子设备，与所述两个电极联接； 所述两个电极可操作为当通过离子化液体电连接在一起时产生电势差，所述电子设备 可操作为当所述电势差被产生时产生报警信号。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，每一个电极都由不同的材料制成。3. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，一个电极包括金属。4. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，一个电极包括碳。5. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，一个电极呈矩形或弧形。6. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电极彼此平行。7. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电极具有不同的长度和/或宽 度。8. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，还包括柔性材料片，其中所述电极被印刷 在所述柔性材料片上。9. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电子设备包括扬声器，并且所述 报警信号包括从所述扬声器发出的音频信号。10. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电子设备包括光源，并且所述 报警信号包括从所述光源发出的视觉信号。11. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电子设备包括发射器，并且所 述报警信号包括从所述发射器发送的通讯信号。12. 根据权利要求11所述的装置，其中，所述电子设备可操作为测量电势差的值，并且 使所述发射器根据所述电势差的值发送所述通讯信号。13. 根据权利要求12所述的装置，其中，所述电子设备可操作为周期性地测量所述电 势差的值，并且根据所述电势差的值使所述发射器周期性地发送所述通讯信号。14. 根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述电子设备可操作为仅当所述电势差 的值等于或高于电势差阈值时产生所述报警信号。15. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置包括一个或多个附加电 极，每一个附加电极都与所述电子设备联接，并且所述电子设备可操作为当至少两个电极 之间产生所述电势差时产生所述报警信号。16. 根据权利要求15所述的装置，包括至少两个弧形电极，所述至少两个弧形电极一 起形成一个圆的至少一部分，并且另外的电极被设置在所述圆的内部。17. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述另外的电极被设置在所述圆的中心。18. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述电子设备还包括电源，所述电 源可操作为提供电力以产生所述报警信号。19. 一种系统，包括： 如权利要求11-17中任一项所述的装置；以及 服务器，具有接收器，所述接收器可操作为从所述装置接收所述通讯信号，所述服务器 还可操作为产生所述通讯信号已经被接收的指示。20. 根据权利要求19所述的系统，其中，所述服务器包括显示屏，并且所述服务器可操 作为在所述显示屏上显示所述指示。21. 根据权利要求19或20所述的系统，包括： 两个或更多如权利要求11-17中任一项所述的装置，每一个装置都可操作为在从所述 装置发送的通讯信号中包含唯一标识符，所述唯一标识符唯一地识别所述装置，以及 其中所述服务器可操作为基于所接收到的通讯信号中的所述唯一标识符确定所接收 到的通讯信号是由哪个装置发送的，并通过与所接收到的通讯信号对应的指示向所述唯一 标识符提供参考。22. -种尿布，包括如权利要求1到18中任一项所述的装置。23. 当权利要求22引用权利要求8时，根据权利要求22所述的尿布，其中，所述柔性材 料片是所述尿布的材料片。24. -种制造电极的方法，所述方法包括： 将电极印刷到材料片上。25. 根据权利要求24所述的方法，其中，印刷包括： 使滚轴的滚轴表面与所述材料片接触，所述滚轴表面涂覆有墨水；以及 相对所述材料片移动所述滚轴表面以将墨水从所述滚轴表面转印到所述材料片上。26. 根据权利要求25所述的方法，还包括在所述滚轴表面和所述材料片的中间设置一 个层，所述层具有一个或多个切口，使得墨水仅在切口存在时从所述滚轴表面被转印到所 述材料片上。
【专利摘要】多种实施方式提供了一种用于尿布的装置。装置具有两个电极和电子设备。电子设备与两个电极联接。两个电极可操作为当它们通过离子化液体被电连接在一起时产生电势差。电子设备可操作为当电势差被产生时产生报警信号。多种其它的实施方式涉及相应的系统、尿布以及制造电极的方法。
【IPC分类】A61F5/44, A61F13/42
【公开号】CN104884013
【申请号】CN201380054487
【发明人】应仪如, 徐国林, 邓任生, 陈晓军
【申请人】新加坡科技研究局
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年8月26日