专利名称：小型婴儿报尿器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种家庭日常生活用的尿湿报讯(报警)装置。
日常生活中，几乎所有婴儿，特别是新生儿，都使用尿布。湿尿布对婴儿是不良刺激物，特别是臀部和会阴部皮肤长时间受湿尿布刺激，易发生尿布皮炎。借助于一种电子装置－婴儿报尿器，或报尿器，可以比较方便地确定尿布的干湿。婴儿报尿器因主要用于婴儿而得名，毫无疑问，它也适于需要报尿的成人之用。
中国专利申请号85 2 03638是最早有关报尿器的中国专利申请之一，也是典型的晶体管报尿器，由传感、控制、声响、电源四部分组成；体积小，可吊挂在使用者身上，用于怀抱婴儿及时报尿。中国专利公告号CN2051371U公开的一种报尿器，按其原理由传感、控制、声光、电源四部分组成，尿湿时，声光同时报警。中国专利公告号CN2125855U公开的一种晶体管报尿器，按其基本原理仍由传感、控制、声响、电源四部分构成。只是其控制部分由前置放大器和由同类型晶体管组成的集基耦合双稳态触发电路一起构成。在报尿器中引入双稳态触发电路提高了报尿率，并为改善其他技术指标，例如减少或切断持续报尿时通过传感器的微电流，奠定了基础。许多报尿器的传感器，采用双面敷铜板，正反两面各制成一对分隔在板上的印刷电极，正反两面电极并联成一对，成为传感器－电极探头，在本实用新型专利申请文件中称印刷电极板，焊上引线，接入电路使用。尿湿引起电极间阻抗下降，由于传感器接有驱动电源，阻抗的变化转换成电信号输出。这种传感器实际上是间接型换能器。为叙述方便起见，本专利申请有关文件称接驱动电源的一电极为驱动端，输出电信号的另一电极为输出端。其他结构的传感器原理上与此相同，对这一专业的技术人员来说，很容易将传感器的两端区分成驱动端和输出端。
本实用新型的目的在于提供一种体积较小、安全、卫生、工作较可靠、成本较低、耗电较少的婴儿报尿器。
本实用新型的目的是这样来实现的由双面敷铜板作成的印刷电极板或埋设在尿布中的电极或固定在尿裤的电极作为传感器，其驱动端接驱动电源电路，输出端接或经前置放大器接双稳态触发电路的输入端。双稳态触发电路的输出端接或经放大器接蜂鸣器。电池作为整个报尿器的电源。在传感电路中可接有电容器、电阻器(或可变电阻器或电位器)、热敏元件组成的抗干扰－电平控制－热稳定电路。最好，传感器与控制电路间有负反馈电路连接。双稳态触发电路可以是PNP－NPN复合管双稳态触发电路或晶闸管电路，以实现本实用新型的目的。
本实用新型，是一种外型体积较小，报尿时，特别是长时间报尿时通过传感器的电流极小，因而对婴儿很卫生的装置。
图1是本实用新型的电原理图。
图2是本实用新型其他实施方法的电原理图。
图3是本实用新型其他实施方法的电原理图。
图4是本实用新型的另一实施例。
图5是本实用新型其他实施方法的电原理图。
图中元器件的编号是双位数，第一位表示该元器件所在的图号，第二位则表示该元器件在该图中的编号。为使图中需说明的实质内容比较突出，在图2－图5中均不画出传感器，可认为传感器连接在图中所画的可拆卸端子上。
参照附图1－图5对本实用新型作进一步描述。
图1所示的报尿器可分为传感电路、控制电路、声响电路、电源四个基本部分。
传感电路，主要是印刷电极板或埋设在尿布中的电极或固定在尿裤的电极作成的传感器S11。电池GB11、电阻器R12、二极管VD11、电阻器R11、传感器S11、电阻器R13、负温度系数热敏电阻RT11顺次串联，其中二极管按正方向接入，组成驱动电源电路，本专利申请文件中简称为驱动电路。为方便叙述，本专利申请文件中将按正方向接入的二极管称正向二极管。电阻器R13与热敏电阻RT11串联、该串联电路的两端与电容器C11并联，组成信号输出电路，本专利申请文件中简称为输出电路。传感器、驱动电路、输出电路组成传感电路。其中，电池GB11是公共电源，既是传感器的驱动电源又是报尿器其他电路的电源。电阻器R13、负温度系数热敏电阻RT11(以下简称热敏电阻RT11)、电容器C11既属驱动电路，又属输出电路。电阻器R12既属驱动电路又属控制电路。传感器S11与线路的其他部分之间可用接插件，例如耳机插头、插座，连接。
控制电路，是由晶体管VT11、VT12、电阻器R12、按钮开关SB11组成的PNP－NPN复合管双稳态触发电路。
声响电路，主要是由晶体管VT13、电阻器R14、R15和压电陶瓷发声元件BL11组成压电蜂鸣器HA11(图1虚线框，框内画出蜂鸣器的内部电路)。电容器C12是去耦(或旁路)电容器。图中，晶体管VT13是NPN型的，显而易见，也可用PNP型的，这时只需将在C，D两点与控制电路连接的极性关系反转即可。压电蜂鸣器可有多种线路结构，且已商品化，为简化绘图并使本实用新型实质内容能比较突出，以下附图不再画出蜂鸣器内部具体电路，而仅以蜂鸣器的图形符号表示。毫无疑问，用其他蜂鸣器(声响指示器，或讯响器)，例如小型电磁蜂鸣器可代替压电蜂鸣器。蜂鸣器与去耦电容器C12组成声响电路。
电源部分，由电池，可用钮扣式干电池或蓄电池，最好是氧化银电池或锌汞电池，供给整机电源。
由图1，E点是电源、驱动电源、传感器信号输出、双稳态触发电路输入、输出的公共点，因此我们将E点作为参考点来描述电路各点，例如，尽管驱动电源电路由电池GB11、电阻器R11、R12、二极管VD11、电阻器R13、热敏电阻RT11组成，而电阻器R13、热敏电阻RT11、电容器C11既属驱动电路，又属输出电路，考虑到E点是公共点(或零点)，在对电路作描述时，我们认为传感器的A端经电阻器R11、二极管VD11、电阻器R12接驱动电源GB11，是驱动电源端，简称驱动端；而传感器的另一端－B端则被认为是信号输出端(相对于公共点E输出)，简称输出端。
由图1，传感电路中的传感器S11输出端B与控制电路中的双稳态触发电路的输入端X，即晶体管VT11的基极，相连接。由此，实现传感电路与控制电路的连接。另方面，控制电路中的双稳态触发电路输出端C与声响电路中蜂鸣器HA11相接，由此，实现控制电路与声响电路的连接。
使用时，若尿布干燥，传感器S11呈高阻抗，B点低电位，晶体管VT11、VT12同时截止，E、C间呈高阻抗，C、D间电压为零，蜂鸣器HA11不发声。尿湿后，由于尿液中含大量电解质，是良导体，传感器S11呈低阻抗，B点呈电位升高，晶体管VT11、VT12同时导通，E、C间呈低阻抗，C、D间电压上升，蜂鸣器HA11发声(报尿)。更换尿布后，蜂鸣器HA11仍发声，这时需按按钮开关SB11，使E、B间电位为零，双稳态触发电路翻转，VT11、VT12截止，E、C间呈高阻抗，C、D间电压为零，蜂鸣器HA11停止发声。
B点电位升高，晶体管VT11、VT12导通，F点、A点电位下降，这时A、B两点间电流，即报尿时通过传感器电流为零(或小于0.1μA)，可见传感器(驱动端A)与双稳态触发电路间有负反馈电路连接，从F点取出负反馈电压经正向二极管VD11与电阻器R11串联电路加到传感器的驱动端A(以及尿湿时加到传感器的输出端B)。报尿时无电流通过传感器S11或通过的电流近于零，这时使用者是安全、卫生的。如下所述，晶体管VT12的发射极可以是双稳态触发电路的另一输出端(F)。
图1所示的报尿器，待命状态消耗电流小于0.1μA，一般近于零，因此不必设置电源开关，报尿时，若所用的蜂鸣器是压电蜂鸣器，耗电约0.2－0.5mA，若用小型自励式电磁蜂鸣器约为1－2mA。可用钮扣电池供电，整机体积较小，小于38×26×11.5mm，约为一盒火柴体积的40％，已可随带于怀抱婴儿身上使用。图1所述的实用新型，可作至少以下之一改变ⅰ.电阻器R13改用可变电阻器或电位器；ⅱ.负温度系数热敏电阻RT11用正向二极管替换；ⅲ.VD11直接接至D点，而不经电阻器R12，这时传感器失去负反馈；ⅳ.用导线替代二极管VD11；ⅴ.蜂鸣器HA11移入晶体管VT12发射极电路，电阻器R12取消。这时，VT12的发射极成为控制电路(双稳态触发电路)的输出端。若将这五项改变全部采用，其电原理图如图2。
图2中HA21是蜂鸣器。晶体管VT21、VT22，按钮开关SB21，电池GB21的作用分别与图1中的晶体管VT11、VT12，按钮开关SB11，电池GB11的作用相同。正向二极管VD21、可变电阻器或电位器RP21、电容器C21与图1中热敏电阻RT11、电阻器R13、电容器C11的连接关系相同，作用相仿，构成输出电路。电阻器R21直接与电源相接，无负反馈作用。
图1所述的实用新型还可作至少如下之一的改变ⅰ.用反向接入的二极管作温度补偿，这时需与抗干扰电容器并联，原热敏电阻RT11取消，即在原理图上被导线代替。
ⅱ.电阻器R12可以取消，PNP型管和NPN型管的发射极分别接电源正负极，这时需添入限流电阻，蜂鸣器可接到双稳态触发电路中一管的集电极与另一管的发射极上，如图3所示。VD31为反向接入的二极管，作温度补偿用。电阻器R31、R32为限流电阻。两晶体管，这种接法的双稳态触发电路仍属PNP－NPN复合管双稳态触发电路。
图1中VT11和VT12分别是NPN和PNP型管，可以同时改变为PNP和NPN型管，只是电路中所有有极性的元器件、另件、包括蜂鸣器和电源，均需改变极性连接。
一般认为，晶闸管(可控硅)有三个PN结，这“三个PN结实际上构成了两个相互连接的三极管，一个是NPN型，另一个是PNP型，每管的集电极连到另一管的基极，形成正反馈”(《无线电》编辑部，电子爱好者实用资料大全，742页，电子工业出版社，1989)。因此，晶闸管(可控硅)可看作PNP－NPN复合管，在信号触发下同样能翻转，稳定于导通或截止状态。用晶闸管可代换上述的PNP－NPN复合管而构成类似的报尿器。其实施例之一，如图4所示。晶闸管VS41的触发极G，与图1对比，是控制电路的双稳态触发电路输入端，与传感器输出端T相接，(图4中未画出传感器，正如附图说明中已指出的“在图2－图5中均不画出传感器，可认为传感器连接在图中所画出的可拆卸端子上”)。晶闸管VS41的阳极P接蜂鸣器HA41，与图2对比，是双稳态触发器的输出端。与用PNP－NPN复合管双稳态触发电路相比，晶闸管电路可能有两点改变，如图4ⅰ.按钮开关SB41可以改接在晶闸管VS41阳极与阴极间。
ⅱ.一般晶闸管触发电流较大(约10－50μA)，因此可取消传感输出电路中的电阻器(或可变电阻器或电位器)以及由热敏元件组成的温度补偿电路，以提高触发灵敏度。可在传感器的驱动端与驱动电源间的电路中串入正温度系数热敏电阻RT41，作温度补偿。由图4，与图1作对比，可见二极管VD41、电阻器R41、热敏电阻RT41构成负反馈电路，从晶闸管的阳极(图4中P点)取出负反馈电压加到传感器的驱动端Q(相当于图1中的A点)。
以上列举了用PNP－NPN复合管双稳态触发电路或晶闸管电路作为控制电路的实施例。应该看到，对本实用新型所可能作出的实施例说明总是个别的。对这一专业领域内普通的技术人员运用本实用新型的构思，作一般的灵活应用是可能的。例如，电池两端并联去耦电容器，在控制电路中加入前置放大器，这样，传感电路输出的信号在PNP－NPN复合管双稳态触发电路(或晶闸管电路)前得到放大。同理，也可在PNP－NPN复合管双稳态触发电路(或晶闸管电路)输出端加接放大器，使输出信号得到附加放大后再控制蜂鸣器。控制电路由所附加的放大器与双稳态触发电路组成，因而仍包括双稳态触发电路。上述的负反馈电路有可能从附加的放大器取得负反馈信号。所附加的放大器最好是共集电极或共发射极放大电路。在PNP－NPN复合管双稳态触发电路前置共集电极放大器后置共发射极放大器的例子见图5。
图5中，晶体管VT51、VT52的作用与图1中VT11、VT12相同。晶体管VT53接成共集电极放大电路，VT54则接成共发射极放大电路。传感器的输出端与前置放大器的输入端，即晶体管VT53基极相接；而前置放大器的输出端，即VT53的发射极，与双稳态触发电路的输入端，即VT51的基极相连接。可见，传感器的输出端经前置放大器接双稳态触发电路的输入端。同样，由图5可见，双稳态触发电路的输出端经放大器接蜂鸣器。反馈电压仍由双稳态触发电路，即VT52的发射极，取出经二极管与电阻器串联电路加到传感器的驱动端。
本实用新型的优点，以图1为例，是体积较小、安全、卫生、工作较可靠、成本较低、耗电较少。
权利要求1.一种由传感电路、控制电路、声响电路、电源组成，且传感电路的传感器(S11)输出端(B)接或经控制电路的前置放大器接控制电路的双稳态触发电路输入端(X)，双稳态触发电路输出端(C)接或经控制电路的放大器接声响电路的蜂鸣器(HA11)而构成的婴儿报尿器，其特征在于所述的双稳态触发电路是PNP-NPN复合管双稳态触发电路。
2.根据权利要求1所述的婴儿报尿器，其特征在于所述的传感器(S11)与控制电路间有由正向二极管(VD11)与电阻器(R11)串联构成的负反馈电路连接，且一端接控制电路的双稳态触发电路另一输出端(F)，另一端接传感器(S11)的驱动端(A)。
3.根据权利要求2所述的婴儿报尿器，其特征在于传感电路的输出电路由可变电阻器(RP21)与正向二极管(VD21)串联电路以及与该串联电路相并联的固定电容器(C21)所组成。
4.根据权利要求3所述的婴儿报尿器，其特征在于所述的传感器(S11)是固定在尿裤上的一对电极。
5.一种由传感电路、控制电路、声响电路、电源组成，且传感电路的传感器输出端(T)接控制电路的双稳态触发电路输入端(G)，双稳态触发电路输出端(P)接声响电路的蜂鸣器(HA41)而构成的婴儿报尿器，其特征在于所述的双稳态触发电路是晶闸管电路。
6.根据权利要求5所述的婴儿报尿器，其特征在于传感电路与控制电路间有由正向二极管(VD41)、电阻器(R41)、正温度系数热敏电阻(RT41)串联构成的负反馈电路连接，一端接晶闸管(VS41)阳极(P)，另一端接传感器驱动端(Q)。
专利摘要一种尿湿报警装置，需解决缩小体积、触发报警、切断报警时通过传感器的电流等技术问题。装置由传感、控制、声响、电源四部分构成。传感器接或经放大器接双稳态触发电路；双稳态触发电路的输出端接或经放大器接蜂鸣器。本实用新型主要的技术特征在于所述的双稳态触发电路是PNP—NPN复合管(或晶闸管)双稳态触发电路，且传感器与控制部分间可有负反馈电路连接。本实用新型适合于婴儿日常生活报尿之用。
文档编号G08B3/00GK2177262SQ93219098
公开日1994年9月14日 申请日期1993年7月23日 优先权日1993年7月23日
发明者缪新元 申请人:缪新元