專利名稱：小型嬰兒報尿器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種家庭日常生活用的尿濕報訊(報警)裝置。
日常生活中，幾乎所有嬰兒，特別是新生兒，都使用尿布。濕尿布對嬰兒是不良刺激物，特別是臀部和會陰部皮膚長時間受濕尿布刺激，易發(fā)生尿布皮炎。借助于一種電子裝置－嬰兒報尿器，或報尿器，可以比較方便地確定尿布的干濕。嬰兒報尿器因主要用于嬰兒而得名，毫無疑問，它也適于需要報尿的成人之用。
中國專利申請?zhí)?5 2 03638是最早有關(guān)報尿器的中國專利申請之一，也是典型的晶體管報尿器，由傳感、控制、聲響、電源四部分組成；體積小，可吊掛在使用者身上，用于懷抱嬰兒及時報尿。中國專利公告號CN2051371U公開的一種報尿器，按其原理由傳感、控制、聲光、電源四部分組成，尿濕時，聲光同時報警。中國專利公告號CN2125855U公開的一種晶體管報尿器，按其基本原理仍由傳感、控制、聲響、電源四部分構(gòu)成。只是其控制部分由前置放大器和由同類型晶體管組成的集基耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路一起構(gòu)成。在報尿器中引入雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路提高了報尿率，并為改善其他技術(shù)指標，例如減少或切斷持續(xù)報尿時通過傳感器的微電流，奠定了基礎(chǔ)。許多報尿器的傳感器，采用雙面敷銅板，正反兩面各制成一對分隔在板上的印刷電極，正反兩面電極并聯(lián)成一對，成為傳感器－電極探頭，在本實用新型專利申請文件中稱印刷電極板，焊上引線，接入電路使用。尿濕引起電極間阻抗下降，由于傳感器接有驅(qū)動電源，阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電信號輸出。這種傳感器實際上是間接型換能器。為敘述方便起見，本專利申請有關(guān)文件稱接驅(qū)動電源的一電極為驅(qū)動端，輸出電信號的另一電極為輸出端。其他結(jié)構(gòu)的傳感器原理上與此相同，對這一專業(yè)的技術(shù)人員來說，很容易將傳感器的兩端區(qū)分成驅(qū)動端和輸出端。
本實用新型的目的在于提供一種體積較小、安全、衛(wèi)生、工作較可靠、成本較低、耗電較少的嬰兒報尿器。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的由雙面敷銅板作成的印刷電極板或埋設(shè)在尿布中的電極或固定在尿褲的電極作為傳感器，其驅(qū)動端接驅(qū)動電源電路，輸出端接或經(jīng)前置放大器接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入端。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出端接或經(jīng)放大器接蜂鳴器。電池作為整個報尿器的電源。在傳感電路中可接有電容器、電阻器(或可變電阻器或電位器)、熱敏元件組成的抗干擾－電平控制－熱穩(wěn)定電路。最好，傳感器與控制電路間有負反饋電路連接。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路可以是PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路或晶閘管電路，以實現(xiàn)本實用新型的目的。
本實用新型，是一種外型體積較小，報尿時，特別是長時間報尿時通過傳感器的電流極小，因而對嬰兒很衛(wèi)生的裝置。


圖1是本實用新型的電原理圖。
圖2是本實用新型其他實施方法的電原理圖。
圖3是本實用新型其他實施方法的電原理圖。
圖4是本實用新型的另一實施例。
圖5是本實用新型其他實施方法的電原理圖。
圖中元器件的編號是雙位數(shù)，第一位表示該元器件所在的圖號，第二位則表示該元器件在該圖中的編號。為使圖中需說明的實質(zhì)內(nèi)容比較突出，在圖2－圖5中均不畫出傳感器，可認為傳感器連接在圖中所畫的可拆卸端子上。
參照附圖1－圖5對本實用新型作進一步描述。
圖1所示的報尿器可分為傳感電路、控制電路、聲響電路、電源四個基本部分。
傳感電路，主要是印刷電極板或埋設(shè)在尿布中的電極或固定在尿褲的電極作成的傳感器S11。電池GB11、電阻器R12、二極管VD11、電阻器R11、傳感器S11、電阻器R13、負溫度系數(shù)熱敏電阻RT11順次串聯(lián)，其中二極管按正方向接入，組成驅(qū)動電源電路，本專利申請文件中簡稱為驅(qū)動電路。為方便敘述，本專利申請文件中將按正方向接入的二極管稱正向二極管。電阻器R13與熱敏電阻RT11串聯(lián)、該串聯(lián)電路的兩端與電容器C11并聯(lián)，組成信號輸出電路，本專利申請文件中簡稱為輸出電路。傳感器、驅(qū)動電路、輸出電路組成傳感電路。其中，電池GB11是公共電源，既是傳感器的驅(qū)動電源又是報尿器其他電路的電源。電阻器R13、負溫度系數(shù)熱敏電阻RT11(以下簡稱熱敏電阻RT11)、電容器C11既屬驅(qū)動電路，又屬輸出電路。電阻器R12既屬驅(qū)動電路又屬控制電路。傳感器S11與線路的其他部分之間可用接插件，例如耳機插頭、插座，連接。
控制電路，是由晶體管VT11、VT12、電阻器R12、按鈕開關(guān)SB11組成的PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。
聲響電路，主要是由晶體管VT13、電阻器R14、R15和壓電陶瓷發(fā)聲元件BL11組成壓電蜂鳴器HA11(圖1虛線框，框內(nèi)畫出蜂鳴器的內(nèi)部電路)。電容器C12是去耦(或旁路)電容器。圖中，晶體管VT13是NPN型的，顯而易見，也可用PNP型的，這時只需將在C，D兩點與控制電路連接的極性關(guān)系反轉(zhuǎn)即可。壓電蜂鳴器可有多種線路結(jié)構(gòu)，且已商品化，為簡化繪圖并使本實用新型實質(zhì)內(nèi)容能比較突出，以下附圖不再畫出蜂鳴器內(nèi)部具體電路，而僅以蜂鳴器的圖形符號表示。毫無疑問，用其他蜂鳴器(聲響指示器，或訊響器)，例如小型電磁蜂鳴器可代替壓電蜂鳴器。蜂鳴器與去耦電容器C12組成聲響電路。
電源部分，由電池，可用鈕扣式干電池或蓄電池，最好是氧化銀電池或鋅汞電池，供給整機電源。
由圖1，E點是電源、驅(qū)動電源、傳感器信號輸出、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸入、輸出的公共點，因此我們將E點作為參考點來描述電路各點，例如，盡管驅(qū)動電源電路由電池GB11、電阻器R11、R12、二極管VD11、電阻器R13、熱敏電阻RT11組成，而電阻器R13、熱敏電阻RT11、電容器C11既屬驅(qū)動電路，又屬輸出電路，考慮到E點是公共點(或零點)，在對電路作描述時，我們認為傳感器的A端經(jīng)電阻器R11、二極管VD11、電阻器R12接驅(qū)動電源GB11，是驅(qū)動電源端，簡稱驅(qū)動端；而傳感器的另一端－B端則被認為是信號輸出端(相對于公共點E輸出)，簡稱輸出端。
由圖1，傳感電路中的傳感器S11輸出端B與控制電路中的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入端X，即晶體管VT11的基極，相連接。由此，實現(xiàn)傳感電路與控制電路的連接。另方面，控制電路中的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出端C與聲響電路中蜂鳴器HA11相接，由此，實現(xiàn)控制電路與聲響電路的連接。
使用時，若尿布干燥，傳感器S11呈高阻抗，B點低電位，晶體管VT11、VT12同時截止，E、C間呈高阻抗，C、D間電壓為零，蜂鳴器HA11不發(fā)聲。尿濕后，由于尿液中含大量電解質(zhì)，是良導(dǎo)體，傳感器S11呈低阻抗，B點呈電位升高，晶體管VT11、VT12同時導(dǎo)通，E、C間呈低阻抗，C、D間電壓上升，蜂鳴器HA11發(fā)聲(報尿)。更換尿布后，蜂鳴器HA11仍發(fā)聲，這時需按按鈕開關(guān)SB11，使E、B間電位為零，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)，VT11、VT12截止，E、C間呈高阻抗，C、D間電壓為零，蜂鳴器HA11停止發(fā)聲。
B點電位升高，晶體管VT11、VT12導(dǎo)通，F(xiàn)點、A點電位下降，這時A、B兩點間電流，即報尿時通過傳感器電流為零(或小于0.1μA)，可見傳感器(驅(qū)動端A)與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路間有負反饋電路連接，從F點取出負反饋電壓經(jīng)正向二極管VD11與電阻器R11串聯(lián)電路加到傳感器的驅(qū)動端A(以及尿濕時加到傳感器的輸出端B)。報尿時無電流通過傳感器S11或通過的電流近于零，這時使用者是安全、衛(wèi)生的。如下所述，晶體管VT12的發(fā)射極可以是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的另一輸出端(F)。
圖1所示的報尿器，待命狀態(tài)消耗電流小于0.1μA，一般近于零，因此不必設(shè)置電源開關(guān)，報尿時，若所用的蜂鳴器是壓電蜂鳴器，耗電約0.2－0.5mA，若用小型自勵式電磁蜂鳴器約為1－2mA?？捎免o扣電池供電，整機體積較小，小于38×26×11.5mm，約為一盒火柴體積的40％，已可隨帶于懷抱嬰兒身上使用。圖1所述的實用新型，可作至少以下之一改變ⅰ.電阻器R13改用可變電阻器或電位器；ⅱ.負溫度系數(shù)熱敏電阻RT11用正向二極管替換；ⅲ.VD11直接接至D點，而不經(jīng)電阻器R12，這時傳感器失去負反饋；ⅳ.用導(dǎo)線替代二極管VD11；ⅴ.蜂鳴器HA11移入晶體管VT12發(fā)射極電路，電阻器R12取消。這時，VT12的發(fā)射極成為控制電路(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路)的輸出端。若將這五項改變?nèi)坎捎?，其電原理圖如圖2。
圖2中HA21是蜂鳴器。晶體管VT21、VT22，按鈕開關(guān)SB21，電池GB21的作用分別與圖1中的晶體管VT11、VT12，按鈕開關(guān)SB11，電池GB11的作用相同。正向二極管VD21、可變電阻器或電位器RP21、電容器C21與圖1中熱敏電阻RT11、電阻器R13、電容器C11的連接關(guān)系相同，作用相仿，構(gòu)成輸出電路。電阻器R21直接與電源相接，無負反饋作用。
圖1所述的實用新型還可作至少如下之一的改變ⅰ.用反向接入的二極管作溫度補償，這時需與抗干擾電容器并聯(lián)，原熱敏電阻RT11取消，即在原理圖上被導(dǎo)線代替。
ⅱ.電阻器R12可以取消，PNP型管和NPN型管的發(fā)射極分別接電源正負極，這時需添入限流電阻，蜂鳴器可接到雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路中一管的集電極與另一管的發(fā)射極上，如圖3所示。VD31為反向接入的二極管，作溫度補償用。電阻器R31、R32為限流電阻。兩晶體管，這種接法的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路仍屬PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。
圖1中VT11和VT12分別是NPN和PNP型管，可以同時改變?yōu)镻NP和NPN型管，只是電路中所有有極性的元器件、另件、包括蜂鳴器和電源，均需改變極性連接。
一般認為，晶閘管(可控硅)有三個PN結(jié)，這“三個PN結(jié)實際上構(gòu)成了兩個相互連接的三極管，一個是NPN型，另一個是PNP型，每管的集電極連到另一管的基極，形成正反饋”(《無線電》編輯部，電子愛好者實用資料大全，742頁，電子工業(yè)出版社，1989)。因此，晶閘管(可控硅)可看作PNP－NPN復(fù)合管，在信號觸發(fā)下同樣能翻轉(zhuǎn)，穩(wěn)定于導(dǎo)通或截止狀態(tài)。用晶閘管可代換上述的PNP－NPN復(fù)合管而構(gòu)成類似的報尿器。其實施例之一，如圖4所示。晶閘管VS41的觸發(fā)極G，與圖1對比，是控制電路的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸入端，與傳感器輸出端T相接，(圖4中未畫出傳感器，正如附圖說明中已指出的“在圖2－圖5中均不畫出傳感器，可認為傳感器連接在圖中所畫出的可拆卸端子上”)。晶閘管VS41的陽極P接蜂鳴器HA41，與圖2對比，是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端。與用PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路相比，晶閘管電路可能有兩點改變，如圖4ⅰ.按鈕開關(guān)SB41可以改接在晶閘管VS41陽極與陰極間。
ⅱ.一般晶閘管觸發(fā)電流較大(約10－50μA)，因此可取消傳感輸出電路中的電阻器(或可變電阻器或電位器)以及由熱敏元件組成的溫度補償電路，以提高觸發(fā)靈敏度?？稍趥鞲衅鞯尿?qū)動端與驅(qū)動電源間的電路中串入正溫度系數(shù)熱敏電阻RT41，作溫度補償。由圖4，與圖1作對比，可見二極管VD41、電阻器R41、熱敏電阻RT41構(gòu)成負反饋電路，從晶閘管的陽極(圖4中P點)取出負反饋電壓加到傳感器的驅(qū)動端Q(相當于圖1中的A點)。
以上列舉了用PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路或晶閘管電路作為控制電路的實施例。應(yīng)該看到，對本實用新型所可能作出的實施例說明總是個別的。對這一專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員運用本實用新型的構(gòu)思，作一般的靈活應(yīng)用是可能的。例如，電池兩端并聯(lián)去耦電容器，在控制電路中加入前置放大器，這樣，傳感電路輸出的信號在PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路(或晶閘管電路)前得到放大。同理，也可在PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路(或晶閘管電路)輸出端加接放大器，使輸出信號得到附加放大后再控制蜂鳴器。控制電路由所附加的放大器與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路組成，因而仍包括雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。上述的負反饋電路有可能從附加的放大器取得負反饋信號。所附加的放大器最好是共集電極或共發(fā)射極放大電路。在PNP－NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路前置共集電極放大器后置共發(fā)射極放大器的例子見圖5。
圖5中，晶體管VT51、VT52的作用與圖1中VT11、VT12相同。晶體管VT53接成共集電極放大電路，VT54則接成共發(fā)射極放大電路。傳感器的輸出端與前置放大器的輸入端，即晶體管VT53基極相接；而前置放大器的輸出端，即VT53的發(fā)射極，與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入端，即VT51的基極相連接?？梢?，傳感器的輸出端經(jīng)前置放大器接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入端。同樣，由圖5可見，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出端經(jīng)放大器接蜂鳴器。反饋電壓仍由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，即VT52的發(fā)射極，取出經(jīng)二極管與電阻器串聯(lián)電路加到傳感器的驅(qū)動端。
本實用新型的優(yōu)點，以圖1為例，是體積較小、安全、衛(wèi)生、工作較可靠、成本較低、耗電較少。
權(quán)利要求1.一種由傳感電路、控制電路、聲響電路、電源組成，且傳感電路的傳感器(S11)輸出端(B)接或經(jīng)控制電路的前置放大器接控制電路的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸入端(X)，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出端(C)接或經(jīng)控制電路的放大器接聲響電路的蜂鳴器(HA11)而構(gòu)成的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路是PNP-NPN復(fù)合管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的傳感器(S11)與控制電路間有由正向二極管(VD11)與電阻器(R11)串聯(lián)構(gòu)成的負反饋電路連接，且一端接控制電路的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路另一輸出端(F)，另一端接傳感器(S11)的驅(qū)動端(A)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嬰兒報尿器，其特征在于傳感電路的輸出電路由可變電阻器(RP21)與正向二極管(VD21)串聯(lián)電路以及與該串聯(lián)電路相并聯(lián)的固定電容器(C21)所組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的傳感器(S11)是固定在尿褲上的一對電極。
5.一種由傳感電路、控制電路、聲響電路、電源組成，且傳感電路的傳感器輸出端(T)接控制電路的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸入端(G)，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出端(P)接聲響電路的蜂鳴器(HA41)而構(gòu)成的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路是晶閘管電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的嬰兒報尿器，其特征在于傳感電路與控制電路間有由正向二極管(VD41)、電阻器(R41)、正溫度系數(shù)熱敏電阻(RT41)串聯(lián)構(gòu)成的負反饋電路連接，一端接晶閘管(VS41)陽極(P)，另一端接傳感器驅(qū)動端(Q)。
專利摘要一種尿濕報警裝置，需解決縮小體積、觸發(fā)報警、切斷報警時通過傳感器的電流等技術(shù)問題。裝置由傳感、控制、聲響、電源四部分構(gòu)成。傳感器接或經(jīng)放大器接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路；雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出端接或經(jīng)放大器接蜂鳴器。本實用新型主要的技術(shù)特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路是PNP—NPN復(fù)合管(或晶閘管)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，且傳感器與控制部分間可有負反饋電路連接。本實用新型適合于嬰兒日常生活報尿之用。
文檔編號G08B3/00GK2177262SQ93219098
公開日1994年9月14日 申請日期1993年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月23日
發(fā)明者繆新元 申請人:繆新元