Инфракрасная система определения влажности для впитывающего изделия

Неинвазивное сигнальное устройство для определения и индикации присутствия мочи во впитывающем изделии и система сбора и определения мочи. Устройство включает корпус; парный ИК генератор/детектор, расположенный внутри корпуса. Парный ИК генератор/детектор приспособлен для обнаружения изменения в отражении инфракрасного света в результате поступления мочи во впитывающее изделие. Парный ИК генератор/детектор включает генерирующий инфракрасный свет светодиод и чувствительный к инфракрасному излучению фототранзистор. Система сбора и определения выделений тела включает впитывающее изделие и сигнальное устройство. Обеспечивается повышение компактности устройства и повышение точности обнаружения присутствия мочи. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки США №12/347,539, поданной 31 Декабря, 2008, озаглавленной «Системы Удаленного Обнаружения для Впитывающих Изделий».

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Впитывающие изделия, такие как подгузники, обучающие трусы, продукты для страдающих недержанием, продукты женской гигиены, плавательное нижнее белье, и тому подобное, традиционно включают проницаемую для жидкости, обращенную к телу подкладку, непроницаемое для жидкости наружное покрытие, и впитывающую структуру. Впитывающая структура обычно расположена между наружным покрытием и подкладкой для приема внутрь и удержания жидкостей (например, мочи), выделяемых пользователем. Впитывающая структура может быть выполнена из, например, супервпитывающих частиц. Многие впитывающие изделия, особенно те, что продаются под торговой маркой HUGGIES Kimberly-Clark Corporation, являются настолько эффективными при впитывании жидкостей, что иногда трудно сказать было ли загрязнено впитывающее изделие выделениями тела или нет, особенно когда впитывающее изделие носится новорожденным или другими очень маленькими пользователями. Количество выделений у таких пользователей имеет тенденцию быть очень небольшим. Другие пользователи могут также производить очень небольшое количество выделений.

Соответственно, различные типы индикаторов увлажнения или влажности предлагаются для использования во впитывающих изделиях. Индикаторы влажности включают различные пассивные индикаторы, такие как индикаторные полоски, печать, или другие устройства в пределах каждого впитывающего изделия, требующие от лица, осуществляющего уход, платить за индикатор влажности в каждом впитывающем изделии вне зависимости от того, намерено ли лицо, осуществляющее уход, использовать индикатор влажности. Индикаторы влажности могут также включать сигнальные устройства, которые предназначены для помощи родителям или сиделкам при раннем обнаружении состояния влажного подгузника. Устройства могут производить звуковые, тактильные, электромагнитные, или видимые сигналы. Многие из этих устройств основываются на электронике, включающей проводящие элементы внутри каждого впитывающего изделия, таким образом, что они могут повышать стоимость впитывающего изделия.

В некоторых объектах, например, проводящие нити или фольга расположены во впитывающем изделии таким образом, что продолжаются от передней части изделия до задней части изделия. Проводящие материалы служат проводящими токопроводами для сигнального устройства и образуют открытый контур в изделии, который может быть замкнут, когда жидкостное выделение тела, такое как моча, замкнет контакт.

Проводящие токопроводы, включенные во впитывающие изделия, однако, вызывают различные проблемы. Например, впитывающие изделия являются серийно производимыми на очень быстро движущемся оборудовании. Включение проводящих токопроводов во впитывающее изделие при традиционной скорости машины является проблематичным.

В дополнение, упакованные впитывающие изделия, обычно, подаются через детектор металла, для уверенности в том, что посторонние предметы не содержатся в упаковке. Если проводящие токопроводы изготовлены из или содержат металл, детектор металла может быть активирован, регистрируя ложноположительное срабатывание. Включение металлических материалов во впитывающие изделия может также вызывать проблемы для тех пользователей белья, которые пытаются пройти через ворота контроля в системах безопасности, которые содержат детекторы металла.

В свете вышеуказанного на текущий момент существует необходимость в сигнальной системе для впитывающего изделия, которая не требует проводящих элементов, содержащих металл или других устройств, которые должны быть вставлены во внутренние области изделия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы настоящего изобретения предприняли интенсивные исследования и опытно-конструкторские работы в отношении улучшения впитывающих изделий, более конкретно в предоставлении индикатора влажности только тогда, когда это желательно для лица, осуществляющего уход, и без прибавления в стоимости впитывающего изделия. Существует необходимость в определении влажности в подгузниках и продуктах для страдающих недержанием в целом. Технология, которая может быть осуществлена без изменения конструкции подгузника, является предпочтительной.

Неинвазивный (бесконтактный) датчик измеряет инфракрасную отражающую способность на некоторой глубине во впитывающем изделии. Оправданным подходом является парная система ИК генератора/детектора, которая прикреплена к соответствующей целевой зоне на наружном покрытии впитывающего изделия.

Настоящее изобретение, в общем, направлено на различные сигнальные системы, которые особенно хорошо подходят для использования во взаимодействии с впитывающими изделиями. Сигнальные системы, например, могут быть подключены к сигнальному устройству, которое может быть выполнено для испускания сигнала, такого как звуковой, тактильный, электромагнитный, или видимый сигнал, для индикации пользователю, что жидкостные выделения тела присутствуют во впитывающем изделии. Например, в одном объекте, впитывающее изделие включает подгузник и сигнальную систему, выполненную для индикации присутствия мочи или испражнений. В других впитывающих изделиях, однако, сигнальные системы могут быть выполнены для индикации присутствия дрожжевых грибков или метаболитов (промежуточных продуктов обмена веществ).

Более конкретно, настоящее описание направлено на сигнальные системы для впитывающих изделий, которые могут определять присутствие жидкостных выделений тела без обеспечения или введения проводящих элементов во внутренние области изделия. Например, в одном объекте, датчик может быть установлен на внешней поверхности впитывающего изделия, то есть имеет возможность обнаружения изменений на внутренней области изделия, что показывает присутствие жидкостных выделений тела, таких как моча, которая является жидкостью, поглощающей инфракрасное излучение. В этом объекте, датчик может включать, например, парную систему ИК генератора/детектора. Поступление во впитывающее изделие мочи создаст изменения в инфракрасном рассеивании, так как некоторая часть инфракрасного излучения поглощается поступающими выделениями. Датчик может быть размещен в сообщении с сигнальным устройством. Как только изменение внутри впитывающего изделия обнаружено, сигнальное устройство может быть выполнено так, чтобы испускать сигнал, который указывает, что жидкостные выделения тела присутствуют во впитывающем изделии.

Настоящее изобретение направлено на сигнальное устройство для обнаружения и индикации присутствия выделений тела во впитывающем изделии, причем устройство включает корпус и парный ИК генератор/детектор, расположенный в корпусе, причем парный ИК генератор/детектор приспособлен для обнаружения изменения в рассеивании инфракрасного света в связи с поступлением выделений во впитывающее изделие, причем парный ИК генератор/детектор включает светодиод, генерирующий инфракрасное излучение, и чувствительный к инфракрасному излучению фототранзистор.

Настоящее изобретение также направлено на сбор экссудатов тела и систему определения, включающую впитывающее изделие и сигнальное устройство, приспособленное для использования во взаимодействии с впитывающим изделием для определения присутствия выделений тела в нем, причем сигнальное устройство включает корпус и парный ИК генератор/детектор, включающий светодиод, генерирующий инфракрасное излучение и чувствительный к инфракрасному излучению фототранзистор.

Настоящее изобретение также направлено на сигнальное устройство для обнаружения и индикации присутствия экссудатов тела во впитывающем изделии, причем устройство включает корпус и механизм прикрепления для разъемного прикрепления корпуса к впитывающему изделию. Устройство также включает парный ИК генератор/детектор, расположенный в корпусе, причем парный ИК генератор/детектор включает светодиод, генерирующий инфракрасное излучение, и чувствительный к инфракрасному излучению фототранзистор, при этом сигнальное устройство приспособлено для испускания сигнала, когда поступление выделений во впитывающей структуре обнаруживается парным ИК генератором/детектором.

Другие признаки и объекты настоящего изобретения обсуждаются более подробно далее.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Упомянутые выше и другие признаки и элементы настоящего изобретения и порядок появления их будут более очевидны, и описание само по себе будет лучше понятно посредством ссылки на последующее описание, прилагаемую формулу изобретения и сопроводительные чертежи.

Фиг.1 - вид сзади, в перспективе одного объекта впитывающего изделия;

Фиг.2 - вид спереди, в перспективе одного объекта впитывающего изделия, показанного на Фиг.1, включающий один объект индикатора влажности по настоящему изобретению;

Фиг.3 - вид сверху впитывающего изделия, показанного на Фиг.1, с изделием в расстегнутом, растянутом и плоско разложенном состоянии, показывающем поверхность изделия, которая обращена от пользователя;

Фиг.4 - вид сверху, аналогичный Фиг.3, показывающий поверхность впитывающего изделия, которая обращена к пользователю во время ношения трусов и с участками, вырезанными, чтобы показать ниже расположенные элементы;

Фиг.5 - блок-схема сигнального устройства по настоящему изобретению;

Фиг.6 - характеристика отклика датчика на повторное поступление выделений с использованием сигнального устройства и впитывающего изделия по настоящему изобретению.

Повторное использование ссылочных позиций в настоящем описании и чертежах предназначено для обозначения таких же или аналогичных признаков или элементов настоящего описания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Должно быть понятно для специалистов в данной области техники, что настоящее описание является описанием только примерных объектов, и не предназначено для ограничения более широких объектов настоящего изобретения.

Настоящее описание, в общем, направлено на сигнальные системы для впитывающих изделий, которые указывают пользователю, когда жидкостные выделения тела поступили в изделие. Например, в одном объекте, сигнальная система выполнена для испускания сигнала, когда моча обнаружена во впитывающем изделии. Впитывающее изделие может быть, например, подгузником, обучающими трусами, продуктом для страдающих недержанием, продуктом женской гигиены, медицинским бельем, бандажом и тому подобное.

Конкретное преимущество заключается в том, что сигнальные системы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут обнаруживать присутствие жидкостных выделений тела в пределах впитывающего изделия, без необходимости проектирования впитывающего изделия с любыми элементами или датчиками, содержащимися во внутреннем пространстве изделия. В прошлом, например, металлические проводящие токопроводы были обычно размещены в пределах внутреннего пространства впитывающего изделия. Сигнальные системы по настоящему изобретению, с другой стороны, могут определять присутствие жидкостного выделения тела из наружной поверхности изделия, что может сильно упростить включение сигнальной системы в изделие.

В соответствии с настоящим изобретением, сигнальная система может иметь различные конфигурации и конструкции. Ссылаясь на Фиг.1 и 2, в примерных целях показано впитывающее изделие 20, которое может быть использовано во взаимодействии с сигнальными системами по настоящему изобретению. Впитывающее изделие 20 может быть одноразовым или нет. Понятно, что настоящее изобретение подходит для использования с различными другими впитывающими изделиями, предназначенными для личного пользования, включая подгузники, обучающие трусы, плавательные трусы, продукты женской гигиены, продукты для страдающих недержанием, медицинское белье, операционные тампоны и бандажи, другие изделия личной гигиены или медицинской гигиены, и тому подобное, но не ограничивается ими, не выходя из объема настоящего изобретения.

Только для иллюстрации, различные материалы и способы выполнения впитывающих изделий, таких как подгузник 20, по различным объектам настоящего изобретения описаны в Патентной Заявке РСТ WO 00/37009, опубликованной 29 Июня, 2000 Fletcher и др.; Патенте США 4,940,464, датированном 10 Июля, 1990 Van Gompel и др.; Патенте США 5,766,389, выданном 16 Июня, 1998 Brandon и др., и Патенте США 6,645,190, выданном 11 Ноября, 2003 Olson и др., которые включены сюда посредством ссылки в той степени, в которой соответствуют (то есть не противоречат) изложенному здесь.

Подгузник 20 схематично показан на Фиг.1 в частично застегнутом состоянии. Подгузник 20, показанный на Фиг.1 и 2, также показан на Фиг.3 и 4 в открытом и растянутом состоянии. При этом Фиг.3 представляет собой вид сверху, показывающий наружную сторону подгузника 20, в то время как Фиг.4 показывает внутреннюю сторону подгузника 20. Как показано на Фиг.3 и 4, подгузник 20 образует продольное направление 48, которое продолжается от передней части изделия при ношении до задней части изделия. Перпендикулярным продольному направлению 48 является латеральное направление 49.

Подгузник 20 образует пару продольных концевых областей, иначе упоминаемых здесь как передняя область 22 и задняя область 24, и центральную область, иначе упоминаемую здесь как область ластовицы 26, продолжающуюся продольно между передней и задней областями 22, 24 и взаимно соединяющуюся с ними. Подгузник 20 также образует внутреннюю поверхность 28, приспособленную для использования (например, расположенную относительно других компонентов изделия 20) так, чтобы быть расположенной по направлению к пользователю, и наружную поверхность 30, противоположную внутренней поверхности. Передняя и задняя области 22, 24 являются теми участками подгузника 20, которые, когда носятся, целиком или частично покрывают или окружают талию или среднюю-нижнюю часть тела пользователя. Область ластовицы 26, обычно, является тем участком подгузника 20, который, когда носится, расположен между ног пользователя и покрывает нижнюю часть тела и промежность пользователя.

Впитывающее изделие 20 имеет пару латерально противоположных боковых краев 36 и пару продольно противоположных поясных краев, соответственно обозначенных передний поясной край 38 и задний поясной край 39.

Показанный подгузник 20 включает основной элемент 32, который, в этом объекте, охватывает переднюю область 22, заднюю область 24, и область ластовицы 26. Ссылаясь на Фиг.1-4, основной элемент 32 включает наружное покрытие 40 и обращенную к телу подкладку 42 (Фиг.1 и 4), которая может быть прикреплена к наружному покрытию 40 посредством взаимного наложения с помощью адгезивов, ультразвукового прикрепления, термического прикрепления или других традиционных технологий. Ссылаясь на Фиг.4, подкладка 42 может подходящим образом прикрепляться к наружному покрытию 40 вдоль периметра основного элемента 32 с образованием переднего поясного шва 62 и заднего поясного шва 64. Как показано на Фиг.4, подкладка 42 может подходящим образом прикрепляться к наружному покрытию 40 с образованием пары боковых швов 61 в передней области 22 и задней области 24. Подкладка 42 может быть, в общем, приспособлена, то есть расположена относительно других компонентов изделия 20, для расположения по направлению к коже пользователя во время ношения впитывающего изделия. Основной элемент 32 может, кроме того, включать впитывающую структуру 44, более конкретно показанную на Фиг.4, расположенную между наружным покрытием 40 и обращенную к телу подкладкой 42 для впитывания жидкостных выделений тела, выделяемых пользователем, и может, кроме того, включать пару удерживающих клапанов 46, прикрепленных к обращенной к телу подкладке 42, чтобы предотвратить латеральное течение выделений тела.

Эластичные удерживающие клапаны 46, как показано на Фиг.4, образуют частично неприкрепленный край, который принимает вертикальную конфигурацию в по меньшей мере области ластовицы 26 подгузника 20 для образования уплотнения напротив тела пользователя. Удерживающие клапаны 46 могут продолжаться продольно вдоль всей длины основного элемента 32 или могут продолжаться только частично вдоль длины основного элемента. Подходящие конструкции и расположения для удерживающих клапанов 46 являются, в общем, хорошо известными для специалистов в данной области техники и описаны в Патенте США 4,704,116, выданном 3 Ноября, 1987, Enloe, который включен сюда посредством ссылки.

Для дальнейшего улучшения удержания и/или впитывания выделений тела подгузник 20 может также подходящим образом включать ножные эластичные элементы 58 (Фиг.4), которые известны специалистам в данной области техники. Ножные эластичные элементы 58 могут быть оперативно прикреплены к наружному покрытию 40 и/или обращенной к телу подкладке 42 и расположены в области ластовицы 26 впитывающего изделия 20.

Ножные эластичные элементы 58 могут быть образованы из любого подходящего эластичного материала. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, подходящие эластичные материалы включают листы, нити или полосы природного каучука, синтетического каучука, или термопластичных эластомерных полимеров. Эластичные материалы могут быть растянуты и адгезивно прикреплены к субстрату, адгезивно прикреплены к собранному складками субстрату, или адгезивно прикреплены к субстрату и затем эластифицированы или подвержены усадке, например, с использованием тепла, так что эластичные стягивающие силы передаются субстрату. В одном конкретном объекте, например, ножные эластичные элементы 58 могут включать множество полученных сухим прядением, соединенных многоволоконных эластомерных спандекс нитей, продающихся под торговой маркой LYCRA и коммерчески доступных у Invista, Wilmington, Delaware, U.S.A.

В некоторых объектах, впитывающее изделие 20 может, кроме того, включать слой приема и распределения жидкости (не показан), который может быть дополнительно расположен смежно впитывающей структуре 44 и прикреплен к различным компонентам в изделии 20, таким как впитывающая структура 44 или обращенная к телу подкладка 42, способами, известными в уровне техники, такими как использование адгезивов. Слой приема и распределения жидкости помогает замедлить и распределить выделения или потоки жидкости, которые могут быть быстро введены во впитывающую структуру изделия. Предпочтительно, слой приема и распределения может быстро принять и временно удерживать жидкость перед высвобождением в участки впитывающей структуры для хранения или удержания. Примеры подходящих слоев приема и распределения описаны в Патенте США №5,486,168; и Патенте США №5,490,846. Другие подходящие материалы приема и распределения описаны в Патенте США № 5,820,973. Полные описания этих патентов включены сюда посредством ссылки в той степени, в которой соответствуют (то есть не противоречат) указанному здесь.

Как показано на Фиг.1-4, впитывающее изделие 20, кроме того, включает пару противоположных эластичных боковых панелей 34, которые прикреплены к задней области основного элемента 32. Как показано более конкретно на Фиг.1 и 2, боковые панели 34 могут быть растянуты вокруг пояса и/или бедер пользователя для удержания белья на месте. Как показано на Фиг.3 и 4, эластичные боковые панели прикреплены к основному элементу вдоль пары противоположных продольных краев 37. Боковые панели 34 могут быть прикреплены или присоединены к основному элементу 32 с использованием любой подходящей технологии прикрепления. Например, боковые панели 34 могут быть присоединены к основному элементу с помощью адгезивов, ультразвукового прикрепления, термического прикрепления, или другой традиционной технологии.

В альтернативном объекте, эластичные боковые панели могут также быть образованы за одно целое с основным элементом 32. Например, боковые панели 34 могут включать продолжение обращенной к телу подкладки 42, наружного покрытия 40, или обоих из обращенной к телу подкладки 42 и наружного покрытия 40.

В объектах, показанных на чертежах, боковые панели 34 соединены с задней областью впитывающего изделия 20 и продолжаются по передней области изделия, когда изделие удерживается на месте на пользователе. Должно быть понятно, однако, что боковые панели 34 альтернативно могут быть соединены с передней областью изделия 20 и продолжаются по задней области, когда изделие надето.

С впитывающим изделием 20 в застегнутом положении, как частично показано на Фиг.1 и 2, эластичные боковые панели 34 могут соединиться с помощью застегивающей системы 80 для образования трехмерной конфигурации подгузника, имеющей поясное отверстие 50 и пару ножных отверстий 52. Поясные отверстия 50 изделия 20 образованы поясными краями 38 и 39, так что окружают талию пользователя.

В объектах, показанных на чертежах, боковые панели разъемно прикреплены к передней области 22 изделия 20 с помощью застегивающей системы. Должно быть понятно, однако, что в других объектах боковые панели могут быть постоянно прикреплены к основному элементу 32 на каждом конце. Боковые панели могут быть постоянно скреплены вместе, например, когда образуют обучающие трусы или впитывающую плавательную одежду.

Эластичные боковые панели 34 каждая имеют продольный наружный край 68, ножной концевой край 70, расположенный по направлению к продольному центру подгузника 20, и поясные концевые края 72, расположенные по направлению к продольному концу впитывающего изделия. Ножные концевые края 70 впитывающего изделия 20 могут быть подходящим образом изогнуты или наклонены относительно латерального направления 49 для обеспечения лучшего облегания вокруг ног пользователя. Однако должно быть понятно, что один из ножных концевых краев 70 может быть изогнут или наклонен так, как ножной концевой край задней области 24, или альтернативно ни один из ножных концевых краев может быть не изогнут или наклонен, не выходя из объема настоящего изобретения. Как показано на Фиг.4, наружные края 68 являются, обычно, параллельными продольному направлению 48, в то время как поясные концевые края 72 являются обычно параллельными поперечной оси 49. Должно быть понятно, однако, что в других объектах наружные края 68 и/или поясные края 72 могут иметь наклон или быть изогнутыми, если это необходимо. И, наконец, боковые панели 34, обычно, выровнены с поясной областью 90 основного элемента.

Застегивающая система 80 может включать латерально противоположные первые застегивающие компоненты 82, приспособленные для повторно застегиваемого соединения с соответствующими вторыми застегивающими компонентами 84. В объекте, показанном на чертежах, первый застегивающий компонент 82 расположен на эластичных боковых панелях 34, в то время как второй застегивающий компонент 84 расположен на передней области 22 основного элемента 32. В одном объекте, передняя или наружная поверхность каждого из застегивающих компонентов 82, 84 включает множество соединяющих элементов. Соединяющие элементы первых застегивающих компонентов 82 приспособлены для многократного соединения и разъединения соответствующих соединяющих элементов вторых застегивающих компонентов 84 для разъемного удержания изделия 20 в его трехмерной конфигурации.

Застегивающие компоненты 82, 84 могут быть любыми повторно застегиваемыми застежками, подходящими для впитывающих изделий, такими как адгезивные застежки, когезивные застежки, механические застежки и др. В конкретных объектах застегивающие компоненты включают механические застегивающие элементы для улучшения их свойств. Подходящие механические застегивающие элементы могут быть обеспечены с помощью взаимного соединения геометрически сформированных материалов, таких как крючки, петли, луковицы, грибки, стрелки, шары на ножках, компоненты охватываемого и охватывающего парного соединения, пряжки, защелки или тому подобные.

В показанном объекте, первые застегивающие компоненты 82 включают крючковые застежки, и вторые застегивающие компоненты 84 включают комплементарные петлевые застежки. Альтернативно, первые застегивающие компоненты 82 могут включать петлевые застежки и вторые застегивающие компоненты 84 могут быть комплементарными крючковыми застежками. В другом объекте, застегивающие компоненты 82, 84 могут быть взаимно соединяемыми застежками со схожими повехностями, или адгезивно и когезивно застегивающими элементами, такими как адгезивная застежка и адгезивно-восприимчивая зона размещения или материал; или тому подобное.

В дополнение к возможному обеспечению эластичных боковых панелей, впитывающее изделие 20 может включать различные поясные эластичные элементы для обеспечения эластичности вокруг поясного отверстия. Например, как показано на чертежах, впитывающее изделие 20 может включать передний поясной эластичный элемент 54 и/или задний поясной эластичный элемент 56.

В одном объекте настоящего изобретения, лучше всего показанном на Фиг.2, сигнальное устройство 110 включает парный ИК генератор/детектор 120, который приспособлен для обнаружения присутствия выделений тела во впитывающем изделии 20. Парный ИК генератор/детектор 120 включает генерирующий инфракрасное излучение светодиод (LED) и воспринимающий инфракрасное излучение фототранзистор.

Оптическая технология, такая как описана здесь, может быть использована для определения влажности во впитывающем изделии. Свет рассеивается в воде и является более легко поглощаемым влажным изделием в противоположность сухому. Это поглощение света водой является особенно значительным в ближней инфракрасной области длин волн от 800 до 980 нанометров. Парный ИК генератор/детектор 120, особенно тот, что настроен на эти же длины волн инфракрасного света, может быть использован для определения влажности и индикации во впитывающем изделии. Парный ИК генератор/детектор 120 и его компоненты могут быть выбраны для настройки под одно или более выделений тела, включая мочу.

Свет, излучаемый с помощью генерирующего инфракрасное излучение светодиода, отражается от поверхности близко к системе датчика и собирается с помощью воспринимающего инфракрасное излучение фототранзистора, расположенного смежно светодиоду, генерирующему инфракрасное излучение. Электрический ток, текущий через воспринимающий инфракрасное излучение фототранзистор, определяется с помощью разности напряжения на концах чувствительного резистора и является пропорциональным интенсивности полученного инфракрасного сигнала.

Когда продукт сухой, большая часть инфракрасного света, излучаемого светодиодом, генерирующим инфракрасное излучение, отражается от различных компонентов впитывающего изделия 20 и собирается с помощью воспринимающего инфракрасное излучение фототранзистора. Это может привести, например, к полным 5 вольтам на выходе. После того как во впитывающее изделие 20 поступили выделения, больше инфракрасного излучения от светодиода, генерирующего инфракрасное излучение, поглотилось намоченным впитывающим изделием 20, чем поглощалось впитывающим изделием 20, когда впитывающее изделие 20 было сухим. Это большее поглощение инфракрасного света приводит к меньшему отражению инфракрасного света от впитывающего изделия 20. В некоторых случаях, количество инфракрасного света от светодиода, генерирующего инфракрасное излучение, поглощенное намоченным впитывающим изделием 20, может быть больше чем количество инфракрасного света, отраженного намоченным впитывающим изделием 20. Уменьшенное количество инфракрасного света, полученного воспринимающим инфракрасное излучение фототранзистором, приводит к уменьшению разности напряжения на концах чувствительного резистора.

В других объектах настоящего изобретения, один или более парный ИК генератор/детектор 120 используется во взаимодействии с впитывающим изделием 20. Блок-схема такой системы показана на Фиг.5.

Экспериментальные данные, поясняющие теорию, показаны на Фиг.6. Впитывающее изделие 20 по настоящему изобретению было выложено и плоско разложено на стандартной схеме с использованием парного ИК генератора/детектора 120 по настоящему изобретению. Впитывающее изделие 20 было намочено 10 мл соляного раствора после 90 секунд, дополнительными 30 мл соляного раствора после 180 секунд, и дополнительными 30 мл соляного раствора после 270 секунд. Выходное напряжение парного ИК генератора/детектора 120 было измерено и нанесено на Фиг.6. Кроме того, эксперименты с такой системой также показали быструю чувствительность к влажности во впитывающем продукте (<3 сек) и показали возможность определения многократных малых опорожнений порядка 10 мл.

В альтернативных объектах настоящего изобретения, схожие расположения датчиков могут использоваться с такими расположениями датчиков, использующих видимые длины волн, ультрафиолетовые или другие инфракрасные длины волн.

Генерирующие инфракрасное излучение светодиоды (LED) являются предпочтительными в качестве источника, генерирующего инфракрасное излучение из-за их низких требований по питанию, допускающих большее время работы для данной батареи или других источников питания. Подходящий парный ИК генератор/детектор, такой как AVAGO Technologies HSDL - 9100 Датчик расстояния поверхностной установки, является коммерчески доступным от компании AVAGO Inc. Дополнительное время работы батареи или другого источника питания может быть достигнуто с помощью оптимизации использования энергии и разработки алгоритма, как известно в данной области техники.

Использование парного ИК генератора/детектора 120, описанного здесь, активизирует «беспроводниковое» решение определения влажности для впитывающих изделий таким образом, что оно не оказывает негативного воздействия на существующие в настоящее время процессы производства впитывающего изделия, потому, что парный ИК генератор/детектор не производят как часть впитывающего изделия 20, и потому, что впитывающее изделие 20 не имеет проводников, расположенных в нем. Парный ИК генератор/детектор имеет быстрое время отклика, обычно менее чем 3 секунды, имеет возможность определения небольших опорожнений, таких как менее 10 миллилитров, и может определять множественные поступления выделений. Парный ИК генератор/детектор 120 может быть достаточно обеспечен энергией с помощью обычной доступной батареи, такой как 2032 литиевой батареи (Li Battery) для времени работы батареи по меньшей мере 3 месяца. Использование парного ИК генератора/детектора 120 с большинством его компонентов также позволяет устройству соответствовать стандартам Соединенных Штатов и Европейского Союза.

Например, неинвазивный парный ИК генератор/детектор 120 может быть использован для определения ИК отражательной способности материала рядом с чувствительным элементом. Как описано здесь, эта технология может быть использована для определения влажности во впитывающем изделии 20 снаружи наружного покрытия 40. Ключевыми проблемами, однако, с таким парным ИК генератором/детектором 120 являются управление расстоянием цели от парного ИК генератора/детектора 120 для получения достаточного расстояния для отражения и возможность системы определять малое количество влаги снаружи наружного покрытия. К таким проблемам следует подходить посредством согласования по уровням сигнала и алгоритмами для пропускания обусловленных окружающими условиями помех.

Когда достигнуты условия поступления выделений, как определено с помощью алгоритма, выполняемого микроконтроллером, таким как PIC 16F876A, вырабатывается аварийный сигнал, как описано здесь выше.

Сигнальное устройство 110 может испускать любой подходящий сигнал для индикации пользователю, что в изделие поступили выделения. Сигнал, например, может включать звуковой сигнал, тактильный сигнал, электромагнитный сигнал, или видимый сигнал. Звуковой сигнал, например, может быть простым, как гудок, или может включать музыкальную мелодию. В другом объекте, сигнальное устройство может испускать беспроводной сигнал так, что он активирует удаленное устройство, такое как телефон или пейджер.

Дополнительно объекты сигнального устройства 110 могут быть найдены в находящейся на рассмотрении Патентной Заявке США №12/347,539, озаглавленной «Система удаленного определения для впитывающих изделий», которая включена сюда посредством ссылки в той степени, в которой не противоречит указанному здесь.

Электронные устройства, взаимодействующие с парным ИК генератором/детектором 120, являются сравнительно простыми и могут быть миниатюризованными. Полный парный ИК генератор/детектор 120 расположен в корпусе 135 (смотри Фиг.2), который приспособлен для прикрепления к впитывающему изделию 20, или удерживается вблизи впитывающего изделия 20. Если корпус 135 прикреплен к впитывающему изделию 20 с использованием механизма прикрепления, корпус 135 может быть мешочком или жестким или полужестким корпусом 135, который прикреплен к наружному покрытию 40 впитывающего изделия 20 рядом с областью, где ожидается поступление выделений. Такой механизм прикрепления может использовать адгезивы, крючки и петли, механические застежки, такие как защелки, зажим, или пряжка, любой другой механизм прикрепления, или любая их комбинация. Различные механизмы прикрепления, включая те, что описаны в поданной и находящейся на рассмотрении Патентной Заявке США №2007/0142797 Long и др. и озаглавленной «Предметы одежды с простым в использовании сигнальным устройством»; Патентной Заявке США №2006/0244614 Long и озаглавленной «Соединительные механизмы»; и Патентной Заявке США №2007/0024457 Long и др. и озаглавленной «Соединительные механизмы во впитывающих изделиях для устройств сигнализации выделения жидкостей тела», включены сюда посредством ссылки, при условии, что они не противоречат (то есть не конфликтуют) с указанным здесь.

В другом объекте настоящего изобретения, сигнальное устройство 110 приспособлено для удерживания рядом с самой наружной поверхностью наружного покрытия 40 впитывающего изделия 20. В этом объекте, не нужен механизм прикрепления. Пользователь впитывающего изделия 20 или лицо, осуществляющее уход, удерживает сигнальное устройство 110 рядом с наружным покрытием 40 впитывающего изделия 20 для определения, поступили ли во впитывающее изделие 20 выделения.

Датчики, такие как описанные здесь, дополнительно описываются, например, в Патентной Заявке США №11/511,583 и в Публикации Патентной Заявки США №2008/0048786, обе из которых включены сюда посредством ссылки, при условии, что они не противоречат изложенному здесь.

Например, в одном объекте, если система может быть выполнена так, что сигнальное устройство не будет испускать сигналы в течение некоторого периода времени, когда система была впервые активирована, где была активирована, означает, что система в состоянии определять и предоставлять сигнал. Период времени может отличаться в зависимости от конкретных обстоятельств и конкретных применений. Например, в одном объекте, система может быть выполнена так, что не испускает сигналы в по меньшей мере первые 15 минут, что не испускает сигналы в по меньшей мере первые 30 минут, что не испускает сигналы в по меньшей мере первые 45 минут, что не испускает сигналы в по меньшей мере первый час, когда впитывающее изделие надето.

В альтернативном объекте, устойчивое состояние определяется парным ИК генератором/детектором 120, используемым в системе. Устойчивое состояние может быть определено, когда существенные или важные изменения в инфракрасном отражении не появляются в течение некоторого периода времени, показывая, что условия устойчивого состояния были достигнуты. Например, система выполнена так, что только активизируется с момента, как парный ИК генератор/детектор 120 определяет отсутствие существенных изменений во внутреннем пространстве изделия на период около пяти минут, на около 10 минут, на около 20 минут, на около 30 минут, на около 45 минут, на около одного часа. Например, если датчик является парным ИК генератором/детектором 120, устойчивое состояние может быть определено, когда парный ИК генератор/детектор 120 определяет не более чем около 5 процентов изменений в инфракрасном отражении внутреннего пространства изделия на период по меньшей мере 10 минут.

Когда используется парный ИК генератор/детектор 120, парный ИК генератор/детектор 120 может быть расположен в любом походящем месте на впитывающем изделии 20. Например, парный ИК генератор/детектор 120 может быть расположен в области ластовицы 26, в задней области 24, или в передней области 22 изделия 20, в зависимости от различных факторов. Как описано здесь, в некоторых применениях, парный ИК генератор/детектор 120 может быть расположен на наружной поверхности наружного покрытия 40 впитывающего изделия 20.

Все датчики, описанные здесь, могут быть выполнены для расположения с впитывающим изделием 20. Когда одноразовый, парный ИК генератор/детектор 120 может быть интегрирован в наружное покрытие 40 впитывающего изделия 20. Например, в одном объекте, наружное покрытие 40 может включать более чем один слой и парный ИК генератор/детектор 120 может быть расположен между двумя слоями.

В альтернативном объекте, парный ИК генератор/детектор 120 может быть выполнен так, что будет удален с впитывающего изделия 20, когда впитывающее изделие 20 использовали, и помещено на новой впитывающее изделие 20. Фактически, в одном объекте, парный ИК генератор/детектор 120 и/или сигнальное устройство могут включать множество настроек, зависящих от впитывающего изделия 20, к которому оно прикреплено. Таким образом, сигнальная система может быть изменена, основываясь на спецификациях конкретного продукта. Закупаемый продукт может предоставить информацию потребителю, какие настройки использовать.

Эффективность впитывающих изделий возрастает, в одном объекте, сигнальная система по настоящему изобретению может быть выполнена так, чтобы испускать сигнал или не испускать сигнал во время первого поступления выделений и/или испускать сигнал, когда произошло второе поступление выделений. В одном объекте, например, впитывающее изделие 20 может быть выполнено так, что имеет возможность удерживать два поступления выделений мочи от пользователя. Система определения влажности может быть особенно необходима для этих типов впитывающих изделий 20 так, что лицо, осуществляющее уход, может отличать первое поступление выделений и второе поступление выделений. В соответствии с настоящим изобретением, сигнальная система может быть выполнена так, что распознает изменения в пределах впитывающего изделия 20 во время первого поступления выделений и затем повторно устанавливает критерии, основываясь на втором поступлении выделений. Как только второе поступление выделений распознано, сигнальная система может быть настроена испускать сигнал.

Например, после первого поступления выделений с мочой парный ИК генератор/детектор 120 может определить изменение в отражении инфракрасного света внутри впитывающего изделия 20. Парный ИК генератор/детектор 120 может также быть выполнен для определения изменений в отражении инфракрасного света после второго и последующих поступлений выделений в такой же мере.

Когда используется парный ИК генератор/детектор 120, как описывается здесь, в одном объекте, система может быть выполнена так, чтобы учитывать изменения в вышеуказанных измерениях, когда впитывающее изделие 20 впервые надето на пользователя. Например, когда впитывающее изделие 20 впервые надето, могут ожидаться изменения в инфракрасном отражении. Чтобы учесть это изменение, система по настоящему изобретению может быть выполнена таким образом, что сигналы будут испускаться сигнальным устройством 110, только когда устойчивое состояние внутри изделия будет достигнуто.

В некоторых примерах понятно, что парный ИК генератор/детектор 120 необходим, чтобы создавать сопротивления ближайшим объектам, которые могут оказывать негативное влияние. В практических применениях, однако, такая ситуация является маловероятной, потому что оказывающий негативное влияние объект обычно должен быть очень близко расположен к парному ИК генератору/детектору 120. Это делает появление оказывающего негативное влияние объекта маловероятным, когда парный ИК генератор/детектор 120 используется во взаимодействии с впитывающим изделием 20. Тем не менее, проблема интерференции (негативного влияния) такого типа может быть решена с помощью интеллектуального алгоритма, который распознает и хранит выходной сигнал с момента, когда парный ИК генератор/детектор 120 расположен и активизирован. Алгоритм использует этот выходной сигнал как точку отсчета и обрабатывает последующие сигналы в соответствии с этой точкой отсчета. Другими словами, алгоритм включает элемент интеллектуального обнуления.

Как только устройство активизируют, алгоритм берет базовое измерение, которое является автоматическим и невидимьм для пользователя. С момента, когда сигнальное устройство 110 установлено пользователем, парный ИК генератор/детектор 120 автоматически обнуляет сам себя для установления требуемой точки нулевой влажности.

В другом объекте настоящего изобретения (не показан), сигнальное устройство 110 использует более чем один парный ИК генератор/детектор 120. Например, два парных ИК генератора/детектора 120 могут быть расположены так, что один около передней части впитывающего изделия 20 для определения мочи, и другой около задней части впитывающего изделия 20 для определения фекальных масс.

Эти и другие модификации и варианты настоящего изобретения могут быть осуществлены специалистами в данной области техники, не выходя из сущности и объема настоящего изобретения, которые более конкретно изложено в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, должно быть понятно, что объекты различных объектов могут быть заменены как в целом, так и частично. Кроме того, специалистам в данной области техники будет понятно, что предшествующее описание является только примерным, и не имеет целью ограничить изобретение так, как описано в приложенной формуле изобретения.

1. Неинвазивное сигнальное устройство для определения и индикации присутствия мочи во впитывающем изделии, содержащее:
корпус; и
парный ИК генератор/детектор, расположенный внутри корпуса, причем парный ИК генератор/детектор приспособлен для обнаружения изменения в отражении инфракрасного света в результате поступления мочи во впитывающее изделие, причем парный ИК генератор/детектор включает генерирующий инфракрасный свет светодиод и чувствительный к инфракрасному излучению фототранзистор.

2. Устройство по п. 1, в котором генерирующий инфракрасный свет светодиод вырабатывает инфракрасный свет с длиной волны от 800 до 980 нанометров.

3. Устройство по п. 1, в котором генерирующий инфракрасный свет светодиод выбирают для генерации длины волны, настраиваемой в соответствии с выделениями тела.

4. Устройство по п. 1, в котором корпус является гибким.

5. Устройство по п. 1, в котором сигнальное устройство приспособлено для обеспечения уведомления о присутствии выделений тела во впитывающем изделии.

6. Устройство по п. 5, в котором сигнальное устройство приспособлено для обеспечения визуального уведомления.

7. Устройство по п. 5, в котором сигнальное устройство приспособлено для обеспечения звукового уведомления.

8. Устройство по п. 5, в котором сигнальное устройство приспособлено для обеспечения беспроводного уведомления.

9. Устройство по п. 5, в котором сигнальное устройство приспособлено для обеспечения тактильного уведомления.

10. Устройство по п. 9, в котором тактильное уведомление является вибрационным уведомлением.

11. Устройство по п. 1, в котором сигнальное устройство приспособлено для удерживания смежно впитывающему изделию.

12. Устройство по п. 1, в котором сигнальное устройство выполнено так, чтобы становиться активным, только когда не возникает существенных изменений во внутреннем пространстве изделия, за период около пяти минут.

13. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее:
механизм прикрепления для прикрепления с возможностью удаления корпуса к впитывающему изделию; и
при этом сигнальное устройство приспособлено для испускания сигнала, когда поступление мочи во впитывающее изделие обнаруживают с помощью парного ИК генератора/детектора.

14. Устройство по п. 13, в котором сигнальное устройство включает множество настроек, которые могут быть выбраны пользователем, в зависимости от по меньшей мере одной спецификации впитывающего изделия.

15. Устройство по п. 13, в котором сигнальное устройство выполнено так, чтобы отличать первое загрязнение мочой впитывающего изделия от второго загрязнения мочой впитывающего изделия.

16. Устройство по п. 1, в котором электрический ток, текущий через чувствительный к инфракрасному излучению фототранзистор, определяется с помощью разности напряжения на концах чувствительного резистора и является пропорциональным интенсивности полученного инфракрасного сигнала.

17. Система сбора и определения мочи, содержащая:
впитывающее изделие; и
неинвазивное сигнальное устройство по п. 1.

18. Система по п. 17, дополнительно содержащая механизм прикрепления для прикрепления с возможностью удаления устройства к впитывающему изделию.

19. Система по п. 17, в которой сигнальное устройство приспособлено для обеспечения уведомления о присутствии выделений тела во впитывающем изделии.

20. Система по п. 17, в которой устройство приспособлено для удержания смежно впитывающему изделию.