專利名稱：微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用的尿濕報警裝置。
生活中，幾乎所有嬰兒，特別是新生兒，都使用尿布。由于濕尿布對嬰兒是不良刺激物，故最好借助于一種電子裝置－嬰兒報尿器，或報尿器，比較方便地確定尿布的干濕。嬰兒報尿器主要用于嬰兒，也適于需要報尿的成人之用。
中國專利申請?zhí)?5203638是最早有關(guān)報尿器的中國專利申請之一，也是典型的報尿器，由傳感、控制、聲響、電源四部分組成。中國專利公告號CN2037488U公開的一種報尿器，按其原理仍由傳感、控制、聲響、電源四部分組成，其電路采用CMOS非門－74HC14組成，全機體積與一盒火柴相仿。中國專利公告號CN2125855U公開的一種報尿器，按其基本原理仍由傳感、控制、聲響、電源四部分構(gòu)成。只是其控制部分包括分立元件組成的集基耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。這為提高報尿率，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)。
本實用新型的目的在于提供一種體積小、安全、衛(wèi)生、工作可靠、耗電少的嬰兒報尿器。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的報尿器，仍由傳感、控制、聲響、電源四部分組成。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，傳感器接或經(jīng)CMOS門電路接由CMOS門電路組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入端。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端接或經(jīng)CMOS門電路接蜂鳴器。蜂鳴器可以由CMOS門電路組成的多諧振蕩器和壓電陶瓷發(fā)聲元件構(gòu)成。電池作為整個報尿器的電源，以實現(xiàn)本實用新型的目的。
本實用新型，是一種外型體積小，報尿時，特別是長時間報尿時，通過傳感器的電量極少，因而是衛(wèi)生的報尿裝置。


圖1是本實用新型一個實施例的電原理圖，其觸發(fā)器用兩個與非門組成。
圖2是本實用新型另一實施例的電原理圖，其觸發(fā)器用兩個與非門組成，但兩個與非門二輸入端并接。本實施例需用低壓CMOS工藝、扁平封裝的四2輸入與非門。
圖3是用一般CMOS四2輸入與非門實施圖2所示的實施例時電路可能的接法。
圖4是本實用新型另一實施例的電原理圖，其觸發(fā)器用二個非門組成。
圖5是本實用新型另一實施例的電原理圖，其觸發(fā)器用二個或非門組成。
圖6是本實用新型可能的其他實施方法的電原理圖。
圖7是本實用新型可能的其他實施方法的電原理圖。
圖8是本實用新型可能的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5－圖8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。此外，圖7－圖8中均不畫出蜂鳴器的具體電原理圖，而以其圖形符號表示。
參照附圖1－圖8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。傳感器與與非門D12輸入端相連接的一端是傳感器的輸出端，另一端經(jīng)電阻器R13接驅(qū)動電源(負電源)，是傳感器的驅(qū)動端。傳感器與報尿器電路的其他部分之間可用接插件，例如耳機插頭、插座，連接。傳感器S11、電阻器R13、電平控制電阻器R14、抗干擾電容器C11組成傳感電路。
控制電路，由兩個CMOS二輸入端與非門D11、D12，以及電阻器R11、R12、按鈕開關(guān)SB11組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
聲響電路，主要由兩個CMOS二輸入端與非門D13、D14、電阻器R15、R16、電容器C12組成的門控音頻多諧振蕩器。壓電陶瓷發(fā)聲元件BL11將多諧振蕩器產(chǎn)生的音頻脈沖轉(zhuǎn)換為報警的聲音信號。多諧振蕩器與壓電陶瓷發(fā)聲元件組成的壓電蜂鳴器，在本例中即為聲響電路?？梢杂闷渌澍Q器(聲響指示器，或訊響器)，例如小型電磁蜂鳴器代替壓電蜂鳴器。
電源部分，由電池，可用鈕扣式干電池，最好是氧化銀電池或鋅汞電池，供給整機電源。
由圖1，使用時，若尿布干燥，報尿器處于待命狀態(tài)，這時與非門D11的輸入端C處于低電平；輸入端D，因經(jīng)電阻器R11與電源正端相接而處于高電平。與非門D11輸出端以及與非門D12輸入端E為高電平。傳感器S11呈高阻抗，與非門D12輸入端F高電平，與非門D12輸出端以及與非門D13的輸入端G為低電平。與非門D13的輸出端以及與非門D14二個并接的輸入端J、K，以及與非門D13輸入端H為高電平。這樣，由與非門D13、D14組成的多諧振蕩器停振。壓電陶瓷發(fā)聲元件BL11不發(fā)聲。尿濕時，傳感器S11呈低阻抗，傳感器B端電位降低，與非門D12輸入端F為低電平，與非門D12輸出端、與非門D11的輸入端C為高電平，與非門D11的輸出端、與非門D12的輸入端E為低電平。這樣，由與非門D11、D12組成的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，與非門D13的輸入端G為高電平，多諧振蕩器起振，壓電陶瓷發(fā)聲元件BL11發(fā)聲報尿。更換尿布后，仍發(fā)聲，這時需按按鈕開關(guān)SB11，使與非門D11輸入端D轉(zhuǎn)為低電平，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，與非門D13輸入端G處于低電平，振蕩器停振，壓電陶瓷發(fā)聲元件BL11停止發(fā)聲報尿。報尿時與非門D12的輸入端E處于低電平，傳感器S11 A、B兩端間電壓接近于零，通過傳感器的電流接近于零。
圖2示本實用新型另一實施例。這是本實用新型典型的實施方法。由兩個CMOS二輸入端與非門D21、D22、電阻器R22、按鈕開關(guān)SB21組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。兩個CMOS二輸入端與非門D23、D24、電阻器R23、電容器C22組成多諧振蕩器。與非門D21、D22、D24的兩個輸入端各自并接。傳感器S21一端與與非門D21的輸入端相接，另一端經(jīng)電阻器R21與電源GB21的正端相接。報尿器待命時與非門D21輸入端、與非門D22輸出端為低電平，多諧振蕩器停振，壓電陶瓷發(fā)聲元件BL21不發(fā)聲。尿濕時傳感器S21呈低阻抗，與非門D21的輸入端高電平，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，與非門D22輸出高電平，多諧振蕩器起振，壓電陶瓷發(fā)聲元件BL21發(fā)聲報尿。更換尿布并按按鈕開關(guān)SB21后報尿器回到待命狀態(tài)。報尿時由于與非門D21輸入端電平升高，與電源間的電位差減小，通過傳感器的微電流不大于0.1μA，相當于手拿一節(jié)干電池或一粒鈕扣電池時通過手電流的0.6％。
報尿器的四個CMOS二輸入端與非門，最好能使用專門制造的采用低壓CMOS工藝、只需1.5V電池供電的扁平封裝的CMOS四2輸入與非門。此外還要求其輸入端高電平時與電源正極間電位差很小，以使報尿時通過傳感器的電流不大于0.1μA。以這樣的集成電路按圖2裝配成的報尿器，其體積不超過26×23×7mm，約一盒火柴體積的15％。用鈕扣電池供電，待命時整機耗電為零(或不大于0.1μA)，報尿時耗電約0.1－0.3mA。
圖2所示的報尿器，若用普通的CMOS四2輸入與非門，例如CD4011、74HC00等，其電源電壓不應(yīng)小于3V，否則，報尿器不能正常工作。此外，如報尿時通過傳感器的電流大于1μA，則電阻器R21接電源的一端應(yīng)斷開，串聯(lián)入一個二極管后改接在與非門D21的輸出端，見圖3。
圖4示本實用新型另一實施例。以非門取代圖3中二輸入端并接的與非門。工作原理相同。只是在同一芯片上的三非門一2輸入與非門無現(xiàn)成產(chǎn)品，需專門制造。
圖5所示的報尿器由兩個CMOS二輸入端或非門D51、D52、電阻器R51、R52、按鈕開關(guān)SB51組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。兩個CMOS二輸入端或非門D53、D54、電阻器R55、R56、電容器C52組成門控音頻多諧振蕩器。與非門和或非門的區(qū)別是相對的，或非門在負信號系統(tǒng)內(nèi)是與非門，可使圖5的報尿器電路設(shè)計成以低電平作為控制信號。由此，參照圖1的報尿器來理解圖5的報尿器工作過程。圖5中，電容器C51是抗干擾電容。
以上列舉了用兩個與非門或者兩個非門(反相器)或者兩個或非門組成觸發(fā)器，進而再與其他部分一起構(gòu)成報尿器的實施例。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，在傳感電路與控制電路間加入非門或與非門或或非門，這樣，傳感器輸出的信號在雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器前得到處理。同理也可在觸發(fā)器輸出端加接非門或與非門或或非門，使輸出信號得到附加處理后再控制蜂鳴器?？刂齐娐酚伤郊拥姆情T或與非門或或非門與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成。一般來說，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以用多個門電路組成。
圖6示在傳感器與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器之間加入非門(反相器)的實施例。CMOS反相器D62、D63組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，反相器D64、D65組成多諧振蕩器，壓電陶瓷發(fā)聲元件BL61所需的音頻電流取自反相器D66。在傳感器與觸發(fā)器間存在反相器D61。傳感器的信號經(jīng)反相器D61后加到觸發(fā)器的輸入端?？刂齐娐酚煞聪嗥鱀61、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、二極管VD61組成。二極管VD61是控制多諧振蕩器的器件。當反相器D63輸出低電平時，反相器D64輸入端被鉗位于低電平，因而多諧振蕩器停振，反之，當反相器D63輸出高電平時，二極管不導(dǎo)通，因而多諧振蕩器起振。
圖7示在非門D71、D72組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端加接反相器D73以控制蜂鳴器HA71發(fā)聲報尿的本實用新型實施例。
圖8示用多個反相器，本例中為六個反相器－D81、D82、D83、D84、D85、D86組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，進而構(gòu)成本實用新型實施例。
本實用新型的優(yōu)點，以圖2為例，是體積小、安全、衛(wèi)生、工作可靠、耗電少。
權(quán)利要求1.一種由i.傳感電路，包括傳感器；ii.控制電路，包括雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；iii.聲響電路，包括蜂鳴器；iv.電源；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)器是由CMOS門電路組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是由CMOS與非門組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是由CMOS或非門組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是由CMOS非門組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是由兩個CMOS二輸入端與非門，二輸入端并接成一輸入端，組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；傳感器的輸出端與其中一個門電路的輸入端相接，傳感器的驅(qū)動端經(jīng)二極管－電阻器串聯(lián)電路與該門電路輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的嬰兒報尿器，其特征在于蜂鳴器由多諧振蕩器和壓電陶瓷發(fā)聲元件組成，且多諧振蕩器由兩個CMOS二輸入端與非門，其中一個二輸入端并接成一輸入端，組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的嬰兒報尿器，其特征在于所述的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是由兩個CMOS非門組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；傳感器的輸出端與其中一個門電路的輸入端相接，傳感器的驅(qū)動端經(jīng)二極管－電阻器串聯(lián)電路與該門電路輸出端連接。
8.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是固定在尿褲上的一對電極。
專利摘要一種家用尿濕報警裝置，由傳感電路、控制電路、聲響電路、電源四部分構(gòu)成?？刂齐娐钒ㄓ蒀MOS門電路組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。聲響電路，可用壓電陶瓷發(fā)聲元件以及CMOS門電路組成的多諧振蕩器構(gòu)成。持續(xù)報尿時，通過傳感器的微電流實際上被切斷。本實用新型體積小、安全、衛(wèi)生、工作可靠、耗電少，適合于嬰兒日常生活報尿之用。
文檔編號G08B3/10GK2172886SQ9322010
公開日1994年7月27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