DE69808807T2

DE69808807T2 - Verfahren und vorrichtung zur detektion einer flüssigkeit

Info

Publication number: DE69808807T2
Application number: DE69808807T
Authority: DE
Inventors: Thorning Bensen
Original assignee: BENT THORNING BENSEN AS ELSINO
Current assignee: BENT THORNING BENSEN AS ELSINO
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: ATE226349T1; US6677859B1; DK1057150T3; WO1999033037A1; NO20003223L; NO20003223D0; AU751886B2; NO322822B1; DE69808807D1; EP1057150B1; CA2316372A1; AU1752199A; CA2316372C; EP1057150A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Artikel zur Aufnahme einer Flüssigkeit, zu dem ein drahtloses Flüssigkeitsfühlelement zum Erfassen der Aufnahme bzw. Abgabe der Flüssigkeit durch den Artikel gehört, ein drahtloses Flüssigkeitsfühlelement zur Nutzung in einem solchen Artikel, ein System zur Überwachung der Flüssigkeitszufuhr bzw. -ableitung bei einem Menschen oder einem Tier, und die Nutzung derselben zur Besserung und Erhaltung der Gesundheit eines Patienten, alten Menschen oder eines Kleinkindes.

Gebiet der Erfindung

Im Allgemeinen umfasst der Nachweis einer Flüssigkeit, beispielsweise zur Bestimmung des Flüssigkeitsstands in einem Behälter oder zur Bestimmung von Flüssigkeitsleckagen an einem Körper wie einem diese Flüssigkeit enthaltenden Behälter oder Körper eines Menschen oder eines Tieres die Erzeugung eines Fühlelementesignals durch die Flüssigkeit und die Erfassung des erzeugten Fühlelementesignals durch entsprechende Anzeigeelektronik.
Bei Anwendungen wie beispielsweise bei der Bestimmung von Füllständen oder Leckagen stationärer Ölbehälter oder dem Nachweis einer Flüssigkeitsabgabe von Patienten oder bettlägerigen alten Menschen sind der Flüssigkeitssensor und die Anzeigeelektronik in der Regel über elektrische Leitungen, d. h. Drähte oder Kabel, miteinander verbunden. Solche Verbindungen sind jedoch störanfällig und können für Patienten oder bettlägerige alte Menschen sehr lästig sein und ihre Beweglichkeit erheblich einschränken.
insbesondere für Patienten oder alte Menschen, die umherlaufen können, bedeuten solche elektrischen Leitungen auf jeden Fall eine Einschränkung ihrer Beweglichkeit.
Da eine eingeschränkte Beweglichkeit von Patienten und alten Menschen eine intensivere Überwachung beispielsweise von Wunden sowie der Harn- und Stuhlinkontinenz durch das Personal erforderlich macht und eine solche Überwachung als arbeitsaufwändig und beschwerlich erachtet wird, sind in Krankenhäusern und Pflegeheimen die elektrischen Leitungen von Überwachungsgeräten unweigerlich der Grund für eine Verschlechterung der hygienischen Bedingungen für die Patienten und alten Menschen sowie für Wundinfektionen oder Harn- bzw. Stuhlweginfektionen und dergleichen.
Eine ähnliche Situation ist auch für die Überwachung der Temperatur von Patienten und alten Menschen zutreffend.
Deshalb erscheinen drahtlose Verbindungen mit der geeigneten Empfänger- /Senderelektronik für die Sensor- und Anzeigeelektronik als eine denbare Lösung. Zur Nutzung solcher Elektronik ist jedoch eine tragbare Stromversorgungseinheit wie eine Batterie erforderlich. Dies wiederum ist angesichts des nötigen Austauschs oder Wederaufladens der Batterien unpraktisch.
Folglich besteht ein Bedarf an einer drahtlosen Verbindung zwischen dem Flüssigkeits- bzw. Temperatursensor und der Anzeigeelektronik, die ohne tragbare Stromversorgungseinheit betrieben werden kann, sowie an Sensoren, die für die Exposition zum Nachweis eines externen Parameters, insbesondere einer Flüssigkeit oder einer Temperatur, ausgelegt sind und eine Fremdeinspeisung erübrigen.

Beschreibungen des Standes der Technik

In der internationalen Anmeldung PCT/NL/00083 wird ein System zum Nachweis und zur Signalisierung von Feuchtigkeit in einer Windel beschrieben, wobei zum System eine elektronische Einheit gehört, die in einer an einer Windel zu befestigenden Umhüllung untergebracht und direkt an Anschlüsse an einem Sensorstreifen angeschlossen ist, der zur Bestimmung des Vorhandenseins von Feuchtigkeit in der Nähe der Leitungen an der Innen- oder Außenseite der Windel befestigt ist.
In dem US-Patent Nr. 4 646 066 wird ein Anzeigesystem und ein Verfahren zur Messung einer inkrementalen Einwirkung eines Parameters der Umgebung beschrieben, wobei das Verfahren das Messen der Reaktionen eines Messobjekts auf ein elektromagnetisches Abfragesignal umfasst und zu dem Messobjekt ein Resonanzkreis und ein Element gehören, das auf eine Einwirkung der Umgebung, insbesondere auf die Einwirkung bestimmter Fluids, beispielsweise von Flüssigkeiten und Wasserdampf, anspricht, die die Elektronen-, oder Ionenleitfähigkeit beeinflusst. Es sind jedoch weder Ausführungen zum Einfluss auf die Parameter einschließlich der Kapazität des Resonanzkreises noch zu der Messmethode enthalten, die auf der Änderung der Übertragung von elektromagnetischer Energie von Oszillatoren basiert, die elektromagnetische Energie an die Resonanzkreise übertragen.
In der Patentschrift EP 0 715 152 wird ein Messsystem zum Nachweis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Artikels, beispielsweise eines Materials, einer Flüssigkeit, eines Puders oder des menschlichen Körpers beschrieben, wobei zu den Bestandteilen des Messsystems ein Oszillator zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals, ein Sensor einschließlich eines Schwingkreises zum Empfang des Hochfrequenzsignals vom Oszillator und ein Detektor zur Erzeugung eines Signals gehören, das mit einer Schwankung einer Impedanzänderung des Sensors im Zusammenhang steht, wobei der Sensor und der Detektor über ein Kabel miteinander verbunden sind.
In der Patentschrift GB 2 113 835 wird ein Sensor zum Nachweisen von Größen wie Position, Kraft, Druck, Füllstand, Volumenstrom, Temperatur, Spannung, Strom und Magnetfeld beschrieben, wobei zu den Bestandteilen des Sensors opto-elektrische Elemente zur Umwandlung optischer Energie in elektrische Energie und umgekehrt und mindestens ein Schwingkreis sowie Elemente gehören, die so ausgelegt sind, dass sie einen Kennwert des Schwingkreises mittels der nachzuweisenden Größe beeinflussen.
In der US-Patentschrift Nr. 5 570 082 wird ein System zum Nachweis von Feuchtigkeit in Windeln mit dem Ziel beschrieben, dass die Aufmerksamkeit einer Pflegeperson geweckt wird. Bei dem System handelt es sich um eine Kombination einer Antenne, eines nichtlinearen Elements und von zwei parallelen Elektroden, wobei die zwei Elektroden in der Windel in einem Bereich eingebettet sind, in dem das Auftreten von Feuchtigkeit wahrscheinlich ist, und so ausgelegt sind, dass eine starke Kopplung zwischen der Antenne und dem nichtlinearen Element vorhanden ist, wenn es Feuchtigkeit ausgesetzt sind, wodurch der Widerstand zwischen den Elektroden herabgemindert wird. Dieses System schließt keinen Schwingkreis ein.

2. Beschreibung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System zum Nachweis von Flüssigkeit bereitzustellen, das keine elektrische Leitung zwischen einem Flüssigkeitssensor und einem elektronischen Anzeigesystem benutzt und eine tragbare Stromversorgungseinheit für den Flüssigkeitssensor erübrigt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System zum Nachweis des Flüssigkeitsstands in einem Behälter zur Verfügung zu stellen, insbesondere des Füllstands einer in einem Behälter gesammelten Körperflüssigkeit eines Menschen bzw. zum Nachweis des Füllstands einer Infusionsflüssigkeit in einem Behälter und insbesondere des Füllstandes einer Infusionsflüssigkeit in einem Kunststoffbehälter, beispielsweise in einem Behälter aus weichem Kunststoff, dessen Wandungen während seiner Entleerung zum Aneinanderanliegen kommen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zum Nachweis einer aus dem Körper eines Menschen oder eines Tieres stammenden Körperflüssigkeit bereitzustellen, insbesondere zum Nachweis eines Abgangs von Körperflüssigkeit eines z. B. unter Harn- und/oder Stuhlinkontinenz leidenden Menschen, eines Menschen oder Tieres, die einer Operation unterzogen werden oder bei denen Körperflüssigkeit abgeleitet werden muss, oder eines Menschen oder Tieres beispielsweise mit blutender Wunde.
Aus der Beschreibung werden weitere Aufgaben ersichtlich sein.

Efindungsgemäße Lösung

Entsprechend einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Artikel zur Aufnahme einer Flüssigkeit, wobei zu dem Artikel ein drahtloses Flüssigkeitsfühlelement zum Erfassen der Aufnahme bzw. Abgabe der Flüssigkeit durch den Artikel gemäß Anspruch 1 gehört.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 8 definiert.
Entsprechend einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 9 ein drahtloses Flüssigkeitsfühlelement zum Erfassen der Aufnahme bzw. Abgabe einer Flüssigkeit durch einen solchen Artikel zur Aufbewahrung einer Flüssigkeit.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 10 bis 18 definiert.
Entsprechend einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 19 ein System zur Überwachung der Flüssigkeitszufuhr bzw. -ableitung bei Menschen oder Tieren.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 20 bis 32 definiert.
Entsprechend einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Anwendung eines solchen Systems gemäß den Ansprüchen 33 bis 35.

"Flüssigkeitsnachweisverfahren"

Entsprechend einem Aspekt sieht eine erfindungsgemäße Ausführungsform den Nachweis einer Flüssigkeit vor, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines oder mehrerer Oszillatoren, die elektromagnetische Energie übertragen, Bereitstellen eines oder mehrerer Schwingkreise, die elektromagnetische Energie von den Oszillatoren empfangen, Inkontaktbringen der Flüssigkeit mit dem einen oder mehreren Schwingkreisen, so dass sich die Werte der empfangenen elektromagnetischen Energie der Schwingkreise ändern, und Ermitteln der Änderungen der Werte der von den Oszillatoren übertragenen elektromagnetischen Energie auf Grund der Änderungen eines oder mehrerer Kennwerte derselben als Folge von Änderungen der Werte der von den Schwingkreisen empfangenen elektromagnetischen Energie, wodurch sich Empfangskreise für den Empfang und den Nachweis von Reaktionen der Schwingkreise erübrigen.

"Flüssigkeitsnachweissystem"

Entsprechend einem weiteren Aspekt umfasst eine erfindungsgemäße Ausführungsform einen oder mehrere Oszillatoren zur Übertragung elektromagnetischer Energie, einen oder mehrere Schwingkreise für den Empfang elektromagnetischer Energie von den Oszillatoren und einen oder mehrere Detektoren für den Nachweis von Änderungen bei einem oder mehreren Kennwerten des einen oder der mehreren Oszillatoren auf Grund von Änderungen bei den Kennwerten der Schwingkreise durch Kontakt derselben mit der Flüssigkeit, so dass man ein einfacheres System ohne Empfangskreise für den Empfang und den Nachweis der Reaktionen der Schwingkreise erhält.
Gemäß der Erfindung hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass auf elektrische Leiter zwischen dem Flüssigkeitssensor und der Anzeigeelektronik, eine Batteriestromversorgung des Sensors und Empfangskreise für den Empfang und den Nachweis der Reaktionen der Schwingkreise der Sensoren verzichtet werden kann.
Daraus ergibt sich eine Reihe von Vorteilen, so dass für den Nachweis von Änderungen im Sensor beispielsweise der Flüssigkeitssensor von der Anzeigeelektronik entfernt angeordnet sein kann. Dies ist besonders bei der Überwachung von Körpern günstig, in denen Flüssigkeit enthalten ist, wenn der Sensor und die Anzeigeelektronik, die dafür eingesetzt sind, nicht ununterbrochen durch elektrische Leitungen miteinander verbunden sein können oder wenn eine Verbindung zwischen ihnen über solche Leitungen nur unter großen Schwierigkeiten oder großen. Belastungen realisierbar ist. Zudem lassen sich die Oszillatoren und die Anzeigeelektronik vereinfachen.

"Anwendung des Flüssigkeitsnachweisverfahrens und -systems"

Entsprechend einem weiteren Aspekt umfassen erfindungsgemäße Ausführungsformen die Anwendung des Verfahrens oder des Systems für den Nachweis eines Flüssigkeitsstandes in einem oder mehreren Behältern, insbesondere in Inkontinenzbehältern, noch genauer in Windeln bzw. Vorlagen, und die Anwendung für den Nachweis der Entleerung eines eine Flüssigkeit enthaltenden Behälters, insbesondere der Entleerung eines Infusionsbehälters sowie für die Bestimmung von Flüssigkeitsleckagen an einem Behälter oder die Bestimmung des Abgangs einer Körperflüssigkeit bei einem Menschen oder einem Tier, im Besonderen bei einem Menschen, der an Harn- oder Stuhlinkontinenz leidet, wodurch das Betreuungspersonal den hygienischen Zustand beispielsweise einer Vorlage überwachen kann. Nach Feststellung von Körperausscheidungen können entsprechende Maßnahmen, beispielsweise das Wechseln der Vorlage, getroffen werden.
Entsprechend einem weiteren Aspekt umfasst eine Ausführungsform die Anzeige einer, Temperatur oder einer Temperaturdifferenz und deren Nutzung.

"Temperaturanzeigeverfahren"

Entsprechend einem Aspekt umfassen erfindungsgemäße Ausführungsformen das Bereitstellen eines oder mehrerer Oszillatoren, die elektromagnetische Energie übertragen, das Bereitstellen eines oder mehrerer Schwingkreise, die elektromagnetische Energie von den Oszillatoren empfangen, das Einwirkenlassen einer zu messenden Temperatur auf den einen oder die mehreren Schwingkreise, so dass sich die Werte der empfangenen elektromagnetischen Energie der Schwingkreise ändern, und die Anzeige der Änderungen der Werte der übertragenen elektromagnetischen Energie der Oszillatoren auf Grund der Änderungen eines oder mehrerer Kennwerte derselben als Folge der Änderungen der Werte der durch die Schwingkreise empfangenen elektromagnetischen Energie, wodurch auf Empfangskreise für den Empfang und Nachweis der Reaktionen der Schwingkreise verzichtet werden kann.

"Temperaturanzeigesystem"

Entsprechend einem weiteren Aspekt umfasst eine erfindungsgemäße Ausführungsform einen oder mehrere Oszillatoren zur Übertragung elektromagnetischer Energie, einen oder mehrere Schwingkreise für den Empfang elektromagnetischer Energie von den Oszillatoren und einen oder mehrere Detektoren für den Nachweis von Änderungen bei einem oder mehreren Kennwerten des einen oder der mehreren Oszillatoren auf Grund von Änderungen bei den Kennwerten der Schwingkreise durch Einwirkenlassen einer Temperatur, wodurch man ein einfacheres System erhält, bei dem auf Empfangskreise für den Empfang und den Nachweis von Reaktionen der Schwingkreise verzichtet werden kann.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass auf elektrische Leiter zwischen dem Temperatursensor und der Anzeigelektronik, eine Batteriestromversorgung des Sensors und Empfangskreise für den Empfang und den Nachweis der Reaktionen von Schwingkreisen der Sensoren verzichtet werden kann.
Daraus ergibt sich eine Reihe von Vorteilen, so dass für den Nachweis von Änderungen im Sensor beispielsweise der Temperatursensor von der Anzeigeelektronik entfernt angeordnet sein kann. Dies ist besonders bei der Temperaturüberwachung von Körpern günstig, wenn der dafür eingesetzte Sensor und die Anzeigeelektronik nicht ununterbrochen durch elektrische Leitungen miteinander verbunden sein können oder wenn eine Verbindung zwischen ihnen über solche Leitungen nur unter großen Schwierigkeiten oder großen Belastungen realisierbar ist. Zudem lassen sich die Oszillatoren und die Anzeigeelektronik vereinfachen.

"Anwendung des Temperaturmessverfahrens und -systems"

Abgesehen von der Anwendung des vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsnachweisverfahrens und -systems wird bei bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen zusätzlich die Anwendung des Temperaturmess- und anzeigeverfahrens und -systems vorgesehen.
Temperatursensoren, zu deren Bestandteilen auch temperaturempfindliche Schwingkreise gehören, können so ausgelegt sein, dass sich ihre Impedanzen bei bestimmten Temperaturen ändern, in der Regel in dem Bereich 35 bis 42ºC, vorzugsweise im Bereich 36 bis 40ºC, am besten im Bereich 36 bis 38ºC, ganz besonders bei etwa 37ºC.
Neben dem Monitoring von Körperausscheidungen bei Patienten oder alten Menschen oder der Flüssigkeitszufuhr kann deren Temperatur überwacht werden:

"Fühlelemente für externe Parameter

Entsprechend einem Aspekt betreffen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Sensoren, die sich für Verfahren und Systeme dieser Art zur Bestimmung externer. Parameter eignen, genauer gesagt Fühlelemente, zu deren Bestandteilen Schwingkreise gehören, die auf Parameter ansprechen, die deren Impedanz beeinflussen können und die beispielsweise auf eine Flüssigkeit oder eine Temperatur ansprechen.
Entsprechend diesem Aspekt umfasst eine Ausführungsform der Erfindung einen eine Rück- und eine Vorderseite aufweisenden Schichtträger sowie mindestens einen elektrischen Leiter einschließlich einer an der Rück- oder Vorderseite des Schichtträgers oder an beiden angeordneten bzw. darin eingebetteten Induktivität, wobei des Schichtträger des Weiteren mindestens zwei übereinander angeordnete Teile aufweist, so dass der elektrische Leiter zusammen mit mindestens einem Teil des Schichtträgers eine Kapazität bildet, wobei die Induktivität und die Kapazität elektrisch verbunden sind und einen Schwingkreis bilden und auf den Leiter der externe Parameter zur Einwirkung gebracht wird, um einen Parameter des Schwingkreises zu beeinflussen, wodurch ein Schwingkreis bereitgestellt wird, der sich einfach herstellen lässt, beispielsweise in Massenfertigung durch Anwendung kontinuierlicher Schichtträgerbeschichtungsverfahren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die zwei umschlagbaren Seitenteile des Schichtträgers um eine Faltachse herum drehbar, wodurch erreicht wird, dass die dazwischen gebildete Kapazität veränderbar ist. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn das Fühlelement an seiden Seitenwänden eines Behälters befestigt ist, die sich je nach dem, ob der Behälter gefüllt ist, beispielsweise mit einer Flüssigkeit, oder nicht, einander nähern oder voneinander entfernen können. Als ein Beispiel kann ein Umsammelbehälter genannt werden, an dessen Seite ein Fühlelement befestigt ist und dessen Seitenwände sich mit zunehmender Füllung voneinander weg bewegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehören zum Fühlelement ein Zuleitelement für eine Flüssigkeit, die auf die Impedanz des Schwingkreises einwirken soll, wodurch der Sensor besonders geeignet ist, das Vorhandensein einer Flüssigkeit festzustellen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine temperaturempfindliche Einheit Bestandteil des Fühlelements, wodurch eine drahtlose Fernüberwachung der Temperatur, beispielsweise eines Patienten oder eines alten Menschen, möglich ist.

"Artikel mit Fühlelement"

Entsprechend einem weiteren Aspekt umfassen, wie beschrieben, erfindungsgemäße Ausführungsformen einen Artikel mit Fühlelement, zu dessen Bestandteilen eine Kombination Sender/Empfänger gehört:
Bevorzugt sind unter anderem, jedoch nicht ausschließlich, Artikel zum Aufbewahren oder zur Aufnahme bzw. zur Abgabe von Flüssigkeit sowie Artikel zur Temperaturmessung, wobei solche Behälter beispielsweise auf ihren Füllungs- oder Entleerungsgrad hin überwacht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Artikel um einen Hygieneartikel zur gesunden Entwicklung und Aufrechterhaltung der Gesundheit.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Artikel aus einem absorbierenden Stoff oder einem Wickel- bzw. Stützverband, die zum Schutz, zur Abdeckung oder zur Ruhigstellung eines verletzten oder kranken Körperteils eines Menschen oder eines Tieres dienen oder bei Operationen eingesetzt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Artikel aus einem absorbierenden Stoff für Urin oder Stuhl, es handelt sich insbesondere, um eine Vorlage bzw. Windel.

"Anwendung von Artikeln mit Fühlelement"

Die erfindungsgemäßen Artikel mit Fühlelement sind vorzugsweise für ein Verfahren der Überwachung der hygienischen Bedingungen bei einem oder mehreren Patienten bestimmt, und dabei umfasst das Verfahren das erfindungsgemäße Anlegen eines oder mehrerer erfindungsgemäßer Hygieneartikel bei einem oder mehreren Patienten, wobei jeder Artikel mit einem Fühlelement mit darin enthaltenem Schwingkreises versehen ist, der sich jeweils von den arideren Schwingkreisen unterscheidet, sowie die Übertragung elektromagnetischer Energie an die Schwingkreise.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren des Weiteren die Überwachung zumindest einer Reaktion der Schwingkreise, wobei die herkömmlichen Verfahren des Abfragens des Schwingkreises genutzt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zudem die Überwachung von Änderungen der Übertragung elektromagnetischer Energie von einem oder mehreren Oszillatoren, die elektromagnetische Energie auf die Schwingkreise übertragen; wobei die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden können.
Aus der Beschreibung werden weitere Vorteile ersichtlich werden.

Fühlelemente

Im weitesten Sinne ist das erfindungsgemäße Fühlelement nicht unbedingt von dem Verfahren zur Ermittlung von Änderungen eines oder mehrerer Kennwerte des Schwingkreises abhängig, d. h. beispielsweise von der Ermittlung der Änderung bei der Übertragung elektromagnetischer Energie durch die Oszillatoren gemäß der Erfindung, oder von der Ermittlung einer Reaktion des Schwingkreises nach herkömmlichen Verfahren. Der in der Regel eingesetzte spezielle Schwingkreis ist abhängig von dem zu ermittelnden Parameter, beispielsweise von einem solchen wie Flüssigkeit oder Temperatur.
Bekannt sind unter anderem die Verfahren, auf die in Patent US 4 646 066 Bezug genommen wird, beispielsweise US 4 321 586.
Entsprechend dem Aspekt der Erfindung bezüglich Nachweises von Flüssigkeit weist ein Schwingkreis einen oder mehrere Kennwerte auf, die sich bei Kontakt zwischen dem Schwingkreis und einer Flüssigkeit ändern.
Entsprechend einem weiteren Aspekt umfassen erfindungsgemäße Ausführungsformen die Bestimmung einer Temperatur oder einer Temperaturdifferenz, und ein Schwingkreis hat einen oder mehrere Kennwerte, die sich durch Einwirkenlassen unterschiedlicher Temperaturen auf den Schwingkreis ändern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend den beiden Aspekten gehören zu den Kennwerten der Widerstand, die Kapazität, die Induktivität oder ein davon abgeleiteter Kennwert.
Durch den Kontakt zwischen dem Schwingkreis und der Flüssigkeit oder durch Einwirkenlassen unterschiedlicher Temperaturen auf den Schwingkreis ändern sich ein oder mehrere Kennwerte wie der Widerstand R, die Kapazität C und die Induktivität L oder ein davon abgeleiteter Kennwert, z. B. die Resonanzfrequenz ω&sub0; = (LC)-1/2 oder deren höhere Harmonische bzw. die Güte Q = ωL/R, beispielsweise bei der Resonanz ω = ω&sub0;.
Ändern sich ein oder mehrere Kennwerte, so ändert sich auch das Vermögen des Schwingkreises, elektromagnetische Energie zu empfangen. Dies lässt sich nachweisen durch Bestimmung der Änderung eines oder mehrerer Kennwerte eines oder mehrerer Oszillatoren, die elektromagnetische Energie auf den Schwingkreis übertragen.
Im Allgemeinen lassen sich Fühlelemente in beliebiger Weise herstellen, vorausgesetzt, die externen Parameter können auf die Impedanz der entsprechenden Schwingkreise Einfluss nehmen.
Entsprechend einem besonderen Aspekt der Erfindung in Bezug auf den Nachweis einer Flüssigkeit können Schwingkreise auf beliebige Weise hergestellt werden, vorausgesetzt, dadurch ist das Eindringen der Flüssigkeit bis zum Schwingkreis in einem solchen Maße gewährleistet, dass sich ein oder mehrere Kennwerte desselben ändern.
Entsprechend einem besonderen Aspekt des Flüssigkeitsnachweisverfahrens bedingt die Änderung von Kennwerten des Schwingkreises eine nachweisbare Änderung eines oder mehrerer Kennwerte des einen oder der mehreren Oszillatoren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Schwingkreis aus einer für die Aufnahme der Flüssigkeit und zum Kurzschließen des Stromkreises geeigneten Spirale mit separaten Wicklungen.
Die Wicklungen können aus einem beliebigen geeigneten. Werkstoff gefertigt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wicklungen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt, ausgewählt aus der Gruppe Metalle wie Aluminium, Kupfer und Zinn, aus einem elektrisch leitenden Polymer wie Polyanilin und elektrisch leitenden Polymermischungen wie aus Poly(p-phenylenvinylen), Polyacrylamid, Polyanilin und Polyethylen und deren Kombinationen.
Zu den besonders geeigneten elektrisch leitenden Polymeren gehören eine weiche, knitterfeste kohlenstoffhaltige Einkomponentenfarbe und -beschichtung, die unter dem Handelsnamen Amicon C 932-74 von Emerson & Cuming Speciality Polymers im Handel angeboten wird. Ein weiteres zweckmäßiges elektrisch leitendes Polymer ist eine hochweiche, knitterfeste silberhaltige Einkomponentenfarbe und -beschichtung, die unter dem Handelsname Elastosil N 189 von Wacker Chemikemi angeboten wird. Beide Produkte sind umweltverträglich.
Entsprechend dem besonderen Aspekt des Nachweises von Temperaturänderungen lassen sich die Schwingkreise auf beliebige Weise herstellen, vorausgesetzt, es wird der Einfluss unterschiedlicher Temperaturen auf die Impedanz des Schwingkreises in einem solchen Maße gewährleistet, dass sich ein oder mehrere Kennwerte desselben ändern.
Entsprechend dem besonderen Aspekt des Nachweises von Temperaturänderungen bewirkt die Änderung der Kennwerte des Schwingkreises eine nachweisbare Änderung eines oder mehrerer Kennwerte des einen oder der mehreren Oszillatoren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Schwingkreis aus einer Spirale mit separaten Wicklungen, deren Widerstand, Induktivität oder beide auf Temperaturen reagieren.
Die Wicklungen können aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff hergestellt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Wicklungen aus einem temperaturempfindlichen, elektrisch leitenden Werkstoff.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Spirale aus zwei Teilen, die über einen Thermistor in Reihe geschaltet sind.
Das Flüssigkeitsfühlelement lässt sich an einer beliebigen für den Nachweis der entsprechenden Flüssigkeit geeigneten Stelle anordnen. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Flüssigkeitsfühlelement in einem Behälter oder an einem solchen befestigt oder in einer Vorlage bzw. Windel eingebettet oder mit Hilfe eines Klebstoffs in einer Trägersubstanz eingebettet, und zwar vergleichbar mit einem Aufklebeetikett, das an einer bestimmten Stelle, z. B. an einem Behälter, einer Vorlage oder Windel befestigt werden soll.
Zur Verschlüsselung für den Erhalt bestimmter Frequenzmuster können mehrere Schwingkreise zusammen an einem Objekt angeordnet werden, so können beispielsweise mehrere kleine Schwingkreise mit z. B. unterschiedlichen Frequenzen, die in einer Windel bzw. Vorlage angebracht sind, als unverwechselbare Identifikation für beispielsweise einen bestimmten in einem Krankenhaus oder in einem Senioren- oder Pflegeheim zu überwachenden Patienten oder alten Menschen dienen.

Oszillatoren:

Erfindungsgemäß ist ein Oszillator in funktionaler Nähe eines Schwingkreises in Betrieb.

In dieser Beschreibung bedeutet der Begriff "funktionale Nähe eines Schwingkreises", dass ein an einem Objekt befindlicher Oszillator elektromagnetische Energie, beispielsweise in Form von Radiowellen oder Höchstfrequenzwellen, emittiert, die vollständig oder teilweise auf einen Schwingkreis an einem anderen Objekt übertragen werden können.
im Allgemeinen ist jeder geeignete Oszillator einsetzbar, d. h. ein Oszillator, der elektromagnetische Schwingungen erzeugen und elektromagnetische Energie, beispielsweise in Form von Radiowellen oder Höchstfrequenzwellen, übertragen kann, die vollständig oder teilweise von einem Schwingkreis empfangen werden.
Es versteht sich, dass auch mehrere Oszillatoren in funktionaler Nähe der Schwingkreise in Betrieb sein können, beispielsweise wenn mehrere Oszillatoren in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten und wenn Änderungen unterschiedlicher Kennwerte des Schwingkreises nachzuweisen sind.
In der Regel gehört zu einem Oszillator ein Generator, der ein Hochfrequenzsignal als Strahlungsenergie, beispielsweise einen Wechselstrom oder eine Wechselspannung bzw. einen Impuls mit einer Frequenz, erzeugt, die etwa der des Schwingkreises entspricht. Bei den Generatoren kann es sich um einen beliebigen geeigneten, den Fachleuten bekannten Generator handeln, z. B. um einen Hochfrequenzsignalgenerator.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehört zu dem Oszillator ein Generator, der ein elektromagnetisches Signal mit einer Frequenz erzeugt, die etwa der des Schwingkreises entspricht.
Bestandteil eines Oszillators sind ein oder mehrere Induktoren. Die Induktoren können innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses für den Oszillator angeordnet sein. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Induktoren für jedes einzelne Betriebsfrequenzband eines jeden Schwingkreises vorgesehen. Vorzugsweise können mehrere Induktoren manuell oder automatisch ausgetauscht werden. Die Induktoren können eine beliebige geeignete Form aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden externe Induktoren in Form von Windungen eingesetzt.
Die funktionale Nähe zwischen den Oszillatoren und den Schwingkreisen lässt sich in einer beliebigen geeigneten Weise erreichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden externe Induktoren in Form von Windungen eingesetzt, die den Schwingkreis umgeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Windungen in einem Bett zur Überwachung des Abgangs von Körperflüssigkeiten eines Menschen angebracht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gehören zu den Oszillatoren eine oder mehrere Antennen, wodurch die Richtung der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise von Radiowellen, genauer bestimmt werden kann. Bei einer Antenne kann es sich um eine beliebige geeignete, den Fachleuten bekannte Antenne, beispielsweise um einen Dipol handeln. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehören zur Antenne ein Strahlerelement, Antennenleitungen und wahlweise Transformatoren, die an den Induktor gekoppelt sind oder einen Teil des Induktors bilden.

Detektoren

Zudem System gehören des Weiteren ein oder mehrere Detektoren zum Nachweisen einer oder mehrerer Änderungen eines oder mehrerer Kennwerte des Oszillatoren auf Grund von Änderungen der Kennwerte eines oder mehrerer Schwingkreise.
Die Kennwerte der Oszillatoren können ein beliebiger geeigneter Kennwert sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Kennwerten des Oszillators um den Strom, die Spannung oder einen davon abgeleiteten Kennwert wie die Leistung, wobei ein oder mehrere Kennwerte oder davon abgeleitete Größen des Schwingkreises nachgewiesen werden, beispielsweise die Änderung der Frequenz, insbesondere der Resonanzfrequenz, die Änderung der Güte und die vollständige oder teilweise Minderung oder erneute Erhöhung dieser.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellen ein oder mehrere Detektoren eine Zu- oder Abnahme des Energieverlusts eines oder mehrerer Oszillatoren fest.
Aus der folgenden ausführlichen Beschreibung werden weitere bevorzugte Anwendungsmöglichkeiten ersichtlich sein.

3. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einer ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Prinzips der Erfindung,
die Fig. 2A bis 2J bevorzugte Ausführungsformen eines Schwingkreises und dessen Herstellung,
die Fig. 3A bis 3E weitere bevorzugte Ausführungsformen eines Schwingkreises,
die Fig. 4A bis 4D verschiedene Ausführungsformen des Schwingkreises,
Fig. 5 eine weitere bevorzugte Ausführungsformen der die Funktion des Schwingkreises vom Vorhandensein einer elektrisch leitenden Flüssigkeit abhängig ist,
die Fig. 6, 7, 8A und 8B verschiedene Ausführungsformen der Anwendungen des Schwingkreises,
die Fig. 9A, 9B, 10A, 10B, 11, 12A und 12B typische Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems,
die Fig. 13, 14 und 15 verschiedene Konfigurationen des externen Induktors des Oszillators und eine Antenne und
Fig. 16 eine typische Anwendung für die Fernüberwachung des Zustands der Windel bei einem Kleinkind in einem Kinderwagen.

4. Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Prinzips der Erfindung.
Ein schematisch dargestellter Oszillator 10 gibt elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz ab, die der eines in einer funktionalen Entfernung zum Oszillator befindlichen Schwingkreises 11 weitestgehend entspricht, so dass ein Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung vom Schwingkreis empfangen wird.
Der Oszillator gibt eine Leistung ab, die gewährleistet, dass eine geeignete Strahlungsmenge von dem Schwingkreis aufgenommen wird.
Mit dem Schwingkreis 11 gelangt eine Flüssigkeit 12 in Kontakt, sie beeinträchtigt die Fähigkeit des Schwingkreises, elektromagnetische Energie mit der Schwingungsfrequenz zu empfangen. In der Folge ändert sich die Oszillatorausgangsleistung, die von einem geeigneten Anzeigekreis angezeigt wird, der beispielsweise schematisch im rechten Teil des Kreises dargestellt ist, wo der Strom A und die Spannung V gemessen werden. Der Kreis ist des Weiteren an eine Stromversorgung und an dazugehörende Elektronik (nicht dargestellt) angeschlossen.
Die Fig. 2A bis 2D veranschaulichen bevorzugte Ausführungsformen eines Schwingkreises, insbesondere für ein erfindungsgemäßes Fühlelement.
Fig. 2A zeigt einen Schwingkreis, bestehend aus einem elektrischen Leiter, d. h. aus elektrisch leitenden Elementen, beispielsweise einem Leiter aus Metall wie Aluminium oder einer elektrisch leitenden Beschichtung in Form von zwei in Reihe geschalteten Spiralen 21, 22, die an Platten 24, 25 angeschlossen sind, die sich auf einem Schichtträger 23, beispielsweise einem textilen Material, Papier oder einer geeigneten Kunststofffolie, befinden. Der Schichtträger ist wie in Fig. 2B dargestellt, entlang der Linie A-A umgeschlagen, so dass die Rückseiten des Schichtträgers einander gegenüber angeordnet sind und die Oberseiten des Schichtträgers die Spiralen voneinander weg bewegen. Auf diese Wiese wird die Bildung von Kurzschlüssen zwischen den Spiralen verhindert, wie im Folgenden bei umgeschlagenem Schichtträger in den Fig. 2C und 2D gezeigt wird.
Je nach dem Umschlagwinkel ändert sich die Entfernung zwischen den Platten 24, 25, man erhält eine veränderliche Kapazität.
Es versteht sich, dass ein Fachmann in der Lage ist, zwecks Verstärkung der Kopplung wie auch zur Entkopplung der Magnetfelder der Spiralen des umgeschlagenen Schichtträgers die Anzahl der Windungen und ihre gegenseitig unterschiedliche Wickelrichtung festzulegen.
Fig. 2D zeigt einen Schnitt des Schwingkreises B-B von Fig. 2C zusammen mit einer Ersatzschaltung des Schwingkreises. Die zwei in Reihe geschalteten Spiralen 21, 22 stehen auf jeder Seite des umgeschlagenen Schichtträgers 23 hervor. Die zwei Mittenbereiche 24, 25 der Spiralen bilden die Plätten eines Kondensators, der die Platten der zwei Spiralen kapazitiv koppelt, so dass ein L-C-Schwingkreis entsteht, ein so genannter Behälter-LC- Schwingkreis. In der Praxis gehört zu einem solchen Kreis ein Widerstand R, entweder in Reihe oder parallel geschaltet.
Diese Ausführungsform des Schwingkreises weist den Vorteil auf, dass die sehr gut auf externe Einwirkgrößen ansprechenden Spiralen exponiert angeordnet sind. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Schwingkreis in einem Behälter oder einer Trägersubstanz ausgebildet ist, die eigentlich die Spiralen vor äußeren Beschädigungen schützen.
Die Fig. 2E und 2F ähneln den Fig. 2A und 2B, sie unterscheiden sich jedoch dadurch, dass ein Widerstand, im Besonderen ein Thermistor 26, zwischen den Spiralen 21, 22 vorgesehen ist.
Fig. 2H zeigt einen Schichtträger 23, der von einer Trommel 27 drei Sätzen Druckwalzen A, B, C zugeführt wird.
Von Walzensatz A wird der Schichtträger mit Spiralen 21, 22 (siehe Fig. 2 G) versehen. Von Walzensatz B wird ein Isoliermaterial aufgebracht, wobei die noch nicht angeschlossenen Spiralenenden 28, 29 unbedeckt bleiben, und von Walzensatz C wird der Widerstand 26, beispielsweise ein temperaturempfindliches Material, parallel zu den Spiralen aufgebracht. Links in Fig. 2H wird ein Umschlagarbeitsgang veranschaulicht.
Fig. 21 ist eine Ansicht eines Schichtträgers 23, der von einer Trommel 27 zwei Sätzen Druckwalzen A und B zugeführt wird. Von Walzensatz A wird der Schichtträger (siehe Fig. 2E) mit Spiralen 21, 22 versehen. Von Walzensatz B wird der Widerstand 26 in Reihe zu den Spiralen aufgebracht.
Fig. 2J zeigt eine Ausführungsform des Umschlagschritts.
Fig. 3A ist Fig. 2A ähnlich, nur dass sich Unterschiede in Bezug auf die Umschlagrichtung und das Einlegen einer Abstand haltenden Zwischenlage ergeben.
Fig. 3B zeigt einen weiteren Schwingkreis, bei dem der Schichtträger in umgekehrter Richtung im Vergleich zu Fig. 2A umgeschlagen wird und zwischen den umgeschlagenen Teilen eine Zwischenlage 26 aus einem geeigneten Isoliermaterial, beispielsweise aus textilem Material, Papier oder einem geeigneten Kunststoff entsprechend Fig. 3C eingelegt wird. In dem Mittenbereichen 24, 25 befinden sich die Platten eines Kondensators, die entsprechend den Fig. 3D und 3E kapazitiv gekoppelt sind.
Die Zwischenlage kann einen metallischen Leiter für die Korrektur der Spirale enthalten.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Spiralen besser gegen zufällige Beschädigungen geschützt sind, was günstig ist, wenn der Schwingkreis beispielsweise Bestandteil eines Aufklebeetiketts ist.
Des Weiteren kann die Zwischenlage so ausgelegt sein, dass sie über besondere Flüssigkeitsaufnahmeeigenschaften, beispielsweise über darin ausgebildete Flüssigkeitskanäle verfügt, die die Flüssigkeit leicht eindringen lassen, sodass die Kennwerte des Schwingkreises, z. B. die Kapazität, beeinflusst werden. Zudem kann die Zwischenlage eine Trägersubstanz mit geeigneten mechanischen Eigenschaften sein, so dass sie beispielsweise als Stützmaterial dient.
Die Fig. 4A bis 4D zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Schwingkreises.
Fig. 4A zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Material 31 zwischen den Spiralen 21, 22, beispielsweise der in den Fig. 2A bis 2D dargestellte Schichtträger 23 oder die in den Fig. 3D bis 3E dargestellte Zwischenlage 26, das Fluid 12 absorbieren kann, das insbesondere die Kapazität des Schwingkreises 11 beeinflussen kann. Diese Ausführungsform ist besonders für Anwendungen bestimmt, bei denen das Fluid die Dielektrizitätskonstante des Materials zwischen den Spiralenwindungen 21, 22 und/oder den Platten 24, 25 oder den Widerstand der unwillkürlich ausgetretenen Flüssigkeit erheblich ändert, z. B. wenn es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit wie Wasser oder Urin bzw. ein organisches Lösungsmittel oder Öl handelt oder wenn es sich bei dem Fluid um ein Gas handelt, das sich von dem unterscheidet, das den Schwingkreis unmittelbar umgibt wie beispielsweise Luft.
Fig. 4B ist eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform, bei der das Material 32 zwischen den zwei Spiralen 21, 22 nicht das Fluid absorbiert, wodurch insbesondere die Leitfähigkeit zwischen den Windungen der Spirale beeinflusst wird. Fig. 4C ist eine Draufsicht von Fig. 4B. Diese Ausführungsform ist z. B. für solche Anwendungen bestimmt, bei denen das Fluid ein elektrisch leitendes Fluid wie ein Elektrolyt ist.
Fig. 4D zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Windungen der Spirale 21, 22 in einem fluidabsorbierenden Medium 33 eingebettet sind.
Fig. 5 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Schwingkreises, bei der zum Schwingkreis zwei in einem Fluid absorbierenden Material 53 angeordnete Leiter gehören. Ursprünglich sind die zwei Leiter nicht verbunden. Nimmt jedoch das fluidabsorbierende Material 53 eine genügende Menge an elektrisch leitendem Fluid 12 oder an einem Fluid auf, das den Strom der unwillkürlich ausgetretenen Flüssigkeit zwischen den zwei Leitern beeinflusst, so kann der Schwingkreis in Resonanz versetzt werden und elektromagnetische Energie vom Oszillator empfangen.
Die Fig. 6, 7, 8A und 8B veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Anwendungen des Schwingkreises, insbesondere für ein erfindungsgemäßes Fühlelement.
Fig. 6 zeigt einen Schwingkreis 11, der in einer Windel, Vorlage oder einem Verband 60 eingebettet ist, die die Flüssigkeit, beispielsweise Urin oder eine Körperflüssigkeit, z. B. Blut Blut aus einer Wunde, mit Hilfe eines Absorptionsmaterials 61 absorbieren können.
Fig. 7 zeigt einen von Laminaten aufgenommenen Schwingkreis 11, wobei dieser zwischen zwei Materialien 71, 72 eingebettet ist, von denen das eine Material 71 für menschliche Haut gut verträglich ist und eine Durchdringung mit Feuchtigkeit und Körperflüssigkeit zulässt. Dieser in einem Laminat eingebettete Schwingkreis kann unmittelbar auf die Haut aufgebracht werden, er bedeckt dann eine blutende Wunde 73 vollständig oder teilweise. Auf der Haut lässt sich dieser entweder mit Pflaster oder einem Klebstreifen 75 fixieren.
Fig. 8A ist eine Ansicht eines aufklebbaren Schwingkreises 80 der in Fig. 7 gezeigten Art, wobei der Schwingkreis zwischen einer Trägersubstanz, die vollständig oder teilweise mit Klebstoff, beispielsweise einem hautfreundlichen Klebstoff, bedeckt ist, einem Material 81 zum Fixieren des Schwingkreises z. B. an der Haut oder an einer Windel bzw. Vorlage und einem lösbaren Abdeckmaterial 82 eingebettet ist, das zum Abdecken des Klebstoffs dient und zum Abnehmen vordem Anbringen ohne eine Einschränkung der Klebeeigenschaften desselben bestimmt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Schwingkreis in einem Laminat eingebettet bzw. direkt aufklebbar oder in das Trägermaterial integrierbar sein kann.
Fig. 8B zeigt mehrere aufklebbare Schwingkreise 80 ähnlich denen von Fig. 8A, die auf einem "endlosen" abnehmbaren Abdeckmaterial 81 aufgebracht und insbesondere für ein schnelles und einfaches Handhaben und Anbringen von mehreren Fühlelementen, beispielsweise für eine Flüssigkeit oder eine Temperatur an einem Körper eines Menschen oder an einem Artikel, beispielsweise einer Windel oder Vorläge, geeignet sind.
Die Fig. 9A und 9B mit Querschnittsansichten veranschaulichen eine Anwendung eines Flüssigkeitsfühlelements, d. h. eines Schwingkreises 91, der z. B. von derselben Art ist, wie in Fig. 4B oder Fig. 7 dargestellt, und der in einem Behälter 92, beispielsweise einem Sammelbehälter oder Drainagebehälter, zur Überwachung des Flüssigkeitsstandes, beispielsweise der abgeleiteten Flüssigkeit 12, angebracht ist. Die Kennwerte des Schwingkreises ändern sich bei Kontakt mit der Flüssigkeit entsprechend Fig. 9B.
Die Fig. 10A und 10Bsind eine Darstellung einer weiteren Anwendung eines Schwingkreises 101, z. B. der in den Fig. 3A bis 3E gezeigten Art, der an einem Behälter 102, beispielsweise einem Infusionsbehälter, außen am Füllstandsniveau A-A zur Überwachung des Füllstandes einer darin enthaltenen Flüssigkeit 12 angebracht ist, wobei sich die Fähigkeit des Schwingkreises, elektromagnetische Energie von einem Oszillator zu empfangen, ändert, wenn der Füllstand der Flüssigkeit unter das Füllstandsniveau A-A absinkt, da Veränderungen an dem Kondensator auftreten, der sich zwischen den in Reihe geschalteten Spiralen befindet, und zwar je nach dem, wie weit sich die Wände des Behälters einander nähern. Diese Ausführungsform eignet sich zur Überwachung von Infusionsflüssigkeiten und ist zur Alarmierung bestimmt, wenn der Infusionsbehälter leer ist.
Fig. 11 zeigt typische Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems.
Um einen Menschen herum ist ein externer Induktor 111 des Oszillators 112 angeordnet, der fremdgespeist wird und über die elektrischen Leitungen 113, beispielsweise Versorgungs- und/oder Übertragungsleitungen, mit der externen Elektronik verbanden ist.
Ein Schwingkreis 114, z. B. der in Fig. 7 dargestellten Art, deckt teilweise eine Wunde ab, von der möglicherweise Körperflüssigkeit abgeht.
Ein Schwingkreis 115, der z. B. entsprechend Fig. 6 in einer Vorlage eingebettet ist, dient der Überwachung von unwillkürlich abgehender Körperflüssigkeit wie Urin und Stuhl bei entsprechender Inkontinenz.
Zudem ist ein Schwingkreis 116 in einem Flüssigkeitsstandsdetektor für gesammelte Körperflüssigkeit bei angelegter Drainage angebracht.
Ferner sind die Schwingkreise 117 und 118 in zwei Infusionsbehältern zur Überwachung des Entleerungsgrades eingesetzt.
Schließlich ist der als Temperatursensor dienende Schwingkreis 119 am Körper angelegt.
Fig. 12A zeigt eine ähnliche Anordnung von Schwingkreisen wie in Fig. 11, wobei der externe Induktor 111 gegen eine Antenne 121 ausgetauscht ist.
In Fig. 12B ist ein umherlaufender Patient dargestellt, der erfindungsgemäß auf Flüssigkeit und Temperatur überwacht wird.
Sollen alle vier Anwendungen des Schwingkreises, wie sie in den Fig. 11 und 12 gezeigt sind, am gleichen Objekt genutzt werden, so werden die Kennwerte der Schwingkreise so gewählt, dass sie je Einzelschwingkreis unterschiedliche Reaktionen ergeben, beispielsweise unterschiedliche Resonanzfrequenzen, so dass das Risiko einer falschen Interpretation der Oszillatorkennwerte ausgeschlossen bzw. minimiert wird.
Die Fig. 13, 14 und 15 veranschaulichen unterschiedliche Konfigurationen des externen Induktors des Oszillators beim Einsatz von Schwingkreisen an mehreren Objekten. Zur Vereinfachung der Darstellung bleibt der Einsatz von Schwingkreisen als Füllstand- Infusionsbehälterentleerungs-, Blutungsdetektoren usw. unberücksichtigt.
Fig. 13 zeigt, dass nur ein Oszillator/externer Induktor und ein Schwingkreis oder wahlweise eine Gruppe von Schwingkreisen je Objekt, d. h. für je einen Patienten, eingesetzt wird.
In Fig. 14 sind ein Oszillator/externer Induktor und mehrere Schwingkreise für mehrere Objekte eingesetzt. Diese Anwendung setzt beispielsweise unterschiedliche Resonanzfrequenzen oder Frequenzmuster für die verschiedenen Schwingkreise voraus.
In Fig. 15 ist ein Oszillator vorgesehen, dessen Induktor mit einer Antenne verbunden ist. Diese Anwendung setzt z. B. unterschiedliche Resonanzfrequenzen oder Frequenzmuster für die verschiedenen Schwingkreise voraus. Sie ermöglicht, dass Patienten relativ frei umherlaufen können, da sie sich nicht innerhalb eines begrenzten Bereichs aufhalten müssen wie bei Fig. 14.
Besonders bevorzugt werden Kombinationen dieser Konfigurationen. Insbesondere kann unter Berücksichtigung der am Einsatzort verfügbaren und zulässigen HF-Frequenzen die Nutzung einer Antenne ausgeschlossen sein, um unerwünschte Störungen an Geräten, die auf Radiowellen ansprechen, möglichst gering zu haften.
Eine besonders bevorzugte Anwendung besteht in der Kombination der in Fig. 13 und Fig. 14 dargestellten Konfigurationen, die insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn überwiegend alte Menschen in Krankenhäusern und Senioren- bzw. Pflegeheimen zu überwachen sind. Bei diesen Anwendungen gibt es Patienten oder alte Menschen, die im Bett liegen, und solche, die innerhalb eines begrenzten Bereichs umherlaufen. Hier können beide Kategorien von Patienten oder Senioren von einer zentralen Überwachungsanlage aus überwacht werden.
So können Senioren auf den Abgang von Körperflüssigkeit überwacht und entsprechend versorgt werden, beispielsweise durch den Austausch der Vortagen, was eine wesentliche Verbesserung ihres Wohlbefindens bedeutet.
Fig. 16 zeigt eine besondere Anwendung, bei der der Schwingkreis in der Regel in eine Windel eines Kleinkinds eingebettet ist, das zum Schlafen in einen Kinderwagen gelegt wurde. Der Oszillator 161 hat im Allgemeinen einen externen Induktor 162, der mit einem entfernt angeordneten Sender/Empfänger 164 bzw. 165 zusammenwirkt.
Wenn der Kinderwagen keine elektromagnetische Abschirmung gewährleistet, aber geeignete HF-Frequenzen zur Verfügung stehen, kann zur drahtlosen Bestimmung der Kennwerte des Schwingkreises in der Windel und zur Ermittlung, ob die Windel Unbehagen verursacht, der Oszillator alternativ in größerer Entfernung angeordnet werden:

Claims

1. Artikel zur Aufnahme einer Flüssigkeit, wobei zu dem Artikel (60, 92, 102) Folgendes gehört: ein drahtloses Flüssigkeitsfühlelement zum Erfassen der Aufnahme bzw. Abgabe der Flüssigkeit durch den Artikel, wobei als Bestandteil des Fühlelements mindestens ein Schwingkreis (11) mit einem Schwingkreisparameter, der sich auf Grund der mit dem Schwingkreis in Kontakt kommenden Flüssigkeit (12) verändert und eine Einrichtung vorgesehen sind, die den drahtlosen Nachweis einer Änderung des Parameters ermöglicht, und wobei das Fühlelement an einer Stelle des Artikels angeordnet ist, die dazu geeignet ist, die Aufnahme bzw. Abgabe von Flüssigkeit durch den Artikel zu erfassen.

2. Artikel nach Anspruch 1, wobei das Fühlelement darin enthalten oder daran befestigt ist.

3. Artikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fühlelement mit einem Klebstoff in eine Trägersubstanz eingebettet ist.

4. Artikel nach Anspruch 1 bis 3, der ein Behälter ist.

5. Artikel nach Anspruch 1 bis 3, der ein absorbierender Stoff ist.

6. Artikel nach Anspruch 5, der eine Windet oder ein Verband ist.

7. Artikel nach Anspruch 1 bis 6, wobei es sich bei der Flüssigkeit um Urin, Stuhl oder Blut handelt.

8. Artikel nach Anspruch 1 bis 4, wobei es sich bei der Flüssigkeit um eine Infusionsflüssigkeit handelt.

9. Drahtloses Flüssigkeitsfühlelement zum Erfassen der Aufnahme bzw. Abgabe einer Flüssigkeit durch einen für die Aufnahme von Flüssigkeit bestimmten Artikel, wobei als Bestandteil des Fühlelements mindestens ein Schwingkreis (11) mit einem Schwingkreisparameter, der sich auf Grund der mit dem Schwingkreis in Kontakt kommenden Flüssigkeit (12) verändert, und eine Einrichtung vorgesehen sind, die den drahtlosen Nachweis einer Änderung des Parameters ermöglicht, und wobei das Fühlelement an einer Stelle des Artikels angeordnet ist, die dazu geeignet ist, die Aufnahme bzw. Abgabe von Flüssigkeit durch den Artikel zu erfassen, und wobei das Fühlelement aus Folgendem besteht:

einem Schichtträger (23) mit einer Rück- und einer Vorderseite und mindestens einem elektrischen Leiter (21, 22) einschließlich einer an der Rückseite oder Vorderseite des Schichtträgers oder an beiden angeordneten bzw. darin eingebetteten Induktivität (L),

wobei der Schichtträger des Weiteren mindestens zwei übereinander angeordnete Teile aufweist, so dass der elektrische Leiter zusammen mit mindestens einem Teil des Schichtträgers eine Kapazität (C) bereitstellt, wobei die Induktivität und die Kapazität elektrisch verbunden sind und zumindest einen Schwingkreis bilden.

10. Fühlelement nach Anspruch 9, wobei ferner ein Widerstandselement Bestandteil des Schwingkreises ist.

11. Fühlelement nach Anspruch 10, wobei das Widerstandselement ein Thermistor ist.

12. Fühlelement nach den Ansprüchen 9 bis 11, wobei die Kapazität von einem Elektrodenpaar und einem Abstandshalter gebildet wird.

13. Fühlelement nach Anspruch 12, wobei der Abstand zwischen dem Elektrodenpaar variabel ist.

14. Fühlelement nach Anspruch 12, wobei der Abstandshalter ein absorbierender Stoff ist.

15. Fühlelement nach den Artsprüchen 9 bis 14, wobei mindestens zwei Teile des Schichtträgers durch Falten übereinander angeordnet werden.

16. Fühlelement nach den Ansprüchen 9 bis 15, wobei der eine oder mehrere Schwingkreise aus Spiralen mit separaten Wicklungen für die Aufnahme der Flüssigkeit und zum Kurzschließen des Stromkreises bestehen.

17. Fühlelement nach Anspruch 16, wobei die Wicklungen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt sind, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Metallen wie Aluminium, Kupfer und Zinn, elektrisch leitenden Polymeren wie Polyanilin oder elektrisch leitenden Polymermischungen wie Mischungen aus Poly(pphenylenvinylen), Polyacrylamid, Polyanilin und Polyethylen besteht.

18. Fühlelement nach den Ansprüchen 9 bis 17, wobei zu der Einrichtung, die den drahtlosen Nachweis einer Änderung des Parameters ermöglicht, eine elektromagnetische Antenne gehört.

19. System zur Überwachung der Flüssigkeitszufuhr bzw. -ableitung bei Menschen oder Tieren, bestehend aus:

(a) einem oder mehreren Artikeln (60, 92, 102) zur Aufnahme der Flüssigkeit nach den Ansprüchen 1 bis 8 wahlweise mit einem drahtlosen Flüssigkeitsfühlelement nach den Ansprüchen 9 bis 16,

(b) einem oder mehreren Oszillatoren (10) für die Übertragung elektromagnetischer Energie auf einen oder mehrere Schwingkreise (11) des einen oder der mehreren Artikel und

(c) einer oder mehreren Detektoreinheiten zum Nachweis von Veränderungen eines oder mehrerer Kennwerte des einen oder der mehreren Oszillatoren bei Veränderungen der Kennwerte des einen oder der mehreren Schwingkreise.

20. System nach Anspruch 19, wobei zu dem einen oder den mehreren Oszillatoren ein oder mehrere Induktoren für jedes einzelne Betriebsfrequenzband eines jeden Schwingkreises gehören.

21. System nach Anspruch 20, wobei die Induktoren manuell oder automatisch ausgetauscht werden können.

22. System nach den Ansprüchen 20 und 21, wobei es sich bei den Induktoren um externe Induktoren in Form von Spiralen handelt.

23. System nach den Ansprüchen 19 bis 22, wobei der eine oder die mehreren Oszillatoren mit einer oder mehreren Antennen verbunden sind.

24. System nach Anspruch 23, wobei zu den Antennen ein Strahlungselement, Übertragungsleitungen und wahlweise an den Induktor gekoppelte oder einen Teil des Induktors bildende Transformatoren gehören.

25. System nach den Ansprüchen 19 bis 24, wobei die eine oder die mehreren Detektoreinheiten einen zunehmenden Energieverlust eines oder mehrerer der Oszillatoren anzeigen.

26. System nach den Ansprüchen 19 bis 24, wobei der eine oder die mehreren Detektoreinheiten einen abnehmenden Energieverlust eines oder mehrerer der Oszillatoren anzeigen.

27. System nach den Ansprüchen 19 bis 26, wobei zum Schwingkreis des Weiteren ein Widerstandselement gehört.

28. System nach Anspruch 27, wobei das Widerstandselement von einem Thermistor gebildet wird.

29. System nach den Ansprüchen 19 bis 28, wobei die Kapazität von einem Elektrodenpaar und einem Abstandshalter gebildet wird.

30. System nach Anspruch 29, wobei der Abstand zwischen dem Elektrodenpaar variabel ist.

31. System nach Anspruch 29, wobei der Abstandshalter ein absorbierender Stoff ist.

32. System nach den Ansprüchen 19 bis 31, wobei der eine oder die mehreren Oszillatoren in Frequenzbereichen betrieben werden, die den Resonanzfrequenzen der Schwingkreise entsprechen.

33. Nutzung eines Systems nach den Ansprüchen 19 bis 32 zur Besserung und Erhaltung der Gesundheit eines Patienten, alten Menschen oder eines Kleinkindes.

34. Nutzung nach Anspruch 33, wobei der Patient an Harn- und/oder Stuhlinkontinenz leidet.

35. Nutzung nach Anspruch 33 oder 34, wobei mehrere Patienten überwacht werden und für jeden Patienten zumindest ein Schwingkreis individuell abgestimmt ist.