DE102021105805A1 - Method for sensory detection of temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel sowie eine Vorrichtung zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel, welches das Erfassen einer Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel umfasst, um festzustellen, welche(r) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck zwischen einer Hautoberfläche des Windelträgers und der Windelinnenfläche der Windel herrscht und zur Erfassung der Temperatur, Feuchtigkeit und/oder des Drucks der Windel der zumindest einen Sensor umfasst, welcher an der Innenfläche der Windel angeordnet ist und dort einen Druck, eine Feuchtigkeit, und/oder eine Temperatur an der Innenfläche der Windel misst, und wobei der Sensor mechanisch fest, jedoch austauschbar, mit der Windel verbunden ist.The present invention relates to a method for sensory detection of temperature, moisture and / or pressure on a diaper inner surface of a diaper and a device for sensory detection of temperature, moisture and / or pressure on a diaper inner surface of a diaper, which detects a temperature, moisture and /or pressure on a diaper inner surface of a diaper in order to determine which temperature, humidity and/or pressure prevails between a skin surface of the diaper wearer and the diaper inner surface of the diaper and for detecting the temperature, humidity and/or pressure of the diaper of comprises at least one sensor, which is arranged on the inner surface of the diaper and there measures a pressure, humidity, and/or temperature on the inner surface of the diaper, and wherein the sensor is mechanically fixed but interchangeably connected to the diaper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel oder einer sonstigen Fläche, wie zum Beispiel einer Oberfläche eines Gurtes, oder einer Armatur (zum Beispiel Fahrzeugarmatur), sowie eine Vorrichtung zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 9.The present invention relates to a method for sensory detection of temperature, moisture and/or pressure on an inner surface of a diaper or another surface, such as a surface of a belt or a fitting (e.g. vehicle dashboard), and a device for sensory detection of temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper according to the preambles of claims 1 and 9.

Bisher bekannte Windeln haben den Nachteil, dass keine Überwachung des Kindes möglich ist. Es existieren zwar Systeme, die über eine Kameratechnik das Kind während des Schlafes überwachen und so als eine Art Bewegungsdetektor fungieren, jedoch ist dieses System nicht nur kostspielig, sondern auch recht ungenau. Die Kamera muss nämlich stets auf das Kind gerichtet sein, was an Sich schon bereits aufgrund der Bewegung des Kindes anspruchsvoll ist. Auch müssen unterschiedliche Lichtverhältnisse berücksichtigt werden.Previously known diapers have the disadvantage that it is not possible to monitor the child. Although there are systems that use camera technology to monitor the child while it is sleeping and thus act as a kind of motion detector, this system is not only expensive but also very imprecise. The camera must always be aimed at the child, which in itself is already demanding due to the movement of the child. Different lighting conditions must also be taken into account.

Ziel der vorliegenden Anmeldung ist es daher, eine nicht nur kostengünstige, sondern ebenso auch zuverlässige sowie einfach zu realisierende Windelträgerüberwachung, ohne dass aufwendige Überwachungssysteme in optischer Hinsicht zwingend nötig wären. Zum Beispiel steht hierzu eine Oberfläche des Sensors in direktem Kontakt mit der Hautoberfläche des Benutzers (= Windelträgers). Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass zwischen der Hautoberfläche des Benutzers und der Oberfläche des Sensors zumindest eine Abstandschicht- und/oder Abstandselement, wie zum Beispiel eine Stoffschicht, angeordnet ist. In dieser Version ist der Sensor und/oder eine Verarbeitungsprozessor des Sensors so konfiguriert, dass trotz des Abstandes zu der Oberfläche der Haut über die gemessenen Werte Rückschlüsse über die tatsächlichen Messwerte direkt auf der Hautoberfläche getätigt werden können. Hierzu kann in dem Verarbeitungsprozessor eine entsprechende an die Abstandsschicht- und/oder das Abstandselement hinterlegte Konkordanztabelle hinterlegt sein, welche die direkt an der Hautoberfläche gemessenen oder zu vorherrschenden Werte mit den tatsächlich auf Abstand gemessenen Werten vergleicht und in Bezug setz. Denkbar ist somit, dass die Temperatur an der der Haut abgewandten Stoffseite (= Abstandsschicht) niedriger ist als die tatsächliche Oberflächentemperatur der Haut, jedoch auf Basis der hinterlegten Tabellenwerte auf die tatsächliche Oberflächentemperatur der Haut rückgeschlossen werden kann ohne dass der Sensor in direktem Kontakt mit der Hautoberfläche käme.The aim of the present application is therefore to provide not only cost-effective, but also reliable and easy-to-implement diaper wearer monitoring without the need for complex optical monitoring systems. For example, one surface of the sensor is in direct contact with the skin surface of the user (= diaper wearer). Alternatively, however, it is also conceivable for at least one spacer layer and/or spacer element, such as a fabric layer, to be arranged between the skin surface of the user and the surface of the sensor. In this version, the sensor and/or a processing processor of the sensor is configured in such a way that, despite the distance from the surface of the skin, conclusions can be drawn about the actual measured values directly on the skin surface via the measured values. For this purpose, a corresponding concordance table stored in the spacer layer element and/or the spacer element can be stored in the processing processor, which compares and relates the values measured directly on the skin surface or to be prevailing values with the values actually measured at a distance. It is therefore conceivable that the temperature on the side of the fabric facing away from the skin (= spacer layer) is lower than the actual surface temperature of the skin, but that the actual surface temperature of the skin can be deduced from the stored table values without the sensor being in direct contact with the skin skin surface.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel zunächst eine Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel erfasst, oder einer sonstigen Fläche, wie zum Beispiel einer Oberfläche eines Gurtes, oder einer Armatur (zum Beispiel Fahrzeugarmatur), um festzustellen, welche(r) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck zwischen einer Hautoberfläche des Windelträgers und der Windelinnenfläche der Windel oder an der Hautoberfläche selbst herrscht, wenn die Windel nass ist.According to at least one embodiment of the method, for the sensory detection of temperature, moisture and/or pressure on an inner surface of a diaper, first a temperature, moisture and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper or another surface, such as a surface of a belt, or an armature (e.g. vehicle armature) to determine what temperature, humidity and/or pressure prevails between a skin surface of the diaper wearer and the diaper inner surface of the diaper or at the skin surface itself when the diaper is wet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Windel zur Erfassung der Temperatur, Feuchtigkeit und/oder des Drucks einen Sensor, wobei der Sensor an der Innenfläche der Windel angeordnet ist und dort einen Druck, eine Feuchtigkeit, und/oder eine Temperatur an der Innenfläche der Windel misst, und wobei der Sensor mechanisch fest, jedoch austauschbar, mit Windel verbunden ist. Eine Verarbeitungs- und Kommunikationseinheit kann außen insbesondere an der Windel selbst angebracht sein. Hierzu ist vorstellbar, dass diese Einheit elektrische oder sonstige Anschlüsse zum Datentransfer, zum Beispiel einen USB-Anschluss umfasst. Diese Einheit ist jedoch so an der Windel positioniert, dass diese das Baby oder den Träger im Allgemeinen nicht beim Liegen stört.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mittels der gemessenen Werte ein Bewegungsablauf und/oder eine Geschwindigkeits- sowie Bewegungsamplitudenmessung.des Benutzers, insbesondere in einem Koordinatensystem beispielsweise vor dem Bildschirm über einen vorgegebenen Zeitraum gespeichert und/oder auf dem Bildschirm dargestellt. Zum Beispiel wird hierzu zumindest einem Sensor eine Sensorkoordinate zugeordnet, sodass über die Messung eines oder mehrerer der oben genannten Messwerte die Bewegung innerhalb dieses Koordinatensystems gemessen wird.According to at least one embodiment, the diaper comprises a sensor for detecting the temperature, humidity and/or pressure, the sensor being arranged on the inner surface of the diaper and measuring pressure, humidity and/or temperature on the inner surface of the diaper there , and wherein the sensor is mechanically fixed but interchangeably connected to the diaper. A processing and communication unit can be attached externally, in particular to the diaper itself. It is conceivable that this unit includes electrical or other connections for data transfer, for example a USB connection. However, this unit is positioned on the diaper so that it does not generally disturb the baby or the wearer when lying down.
According to at least one embodiment, the measured values are used to store a movement sequence and/or a speed and movement amplitude measurement of the user, in particular in a coordinate system, for example in front of the screen over a predetermined period of time and/or displayed on the screen. For example, a sensor coordinate is assigned to at least one sensor for this purpose, so that the movement within this coordinate system is measured by measuring one or more of the above-mentioned measured values.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform verbindet sich der Sensor mit einem kabellosen Übertragungssystem, zum Beispiel über ein WLAN, mit einem Überwachungsgerät, sodass die gemessenen Werte überwacht werden. Insofern ist eine Art „Babyphon“ erdacht, welches jedoch in zumindest einer Ausführungsform auf akustische Signallaute an den Überwacher verzichtet und stattdessen zur Messung zumindest eines der oben genannten Messwerte genutzt wird.According to at least one embodiment, the sensor connects to a monitoring device with a wireless transmission system, for example via a WLAN, so that the measured values are monitored. In this respect, a kind of “baby monitor” has been devised, which, however, in at least one embodiment, dispenses with acoustic signal sounds to the monitor and is instead used to measure at least one of the measurement values mentioned above.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Überwachungsgerät eine elektronische Schaltung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Fernsehschaltungen; Satelliten-TV-Empfänger-Schaltung; Kabelfernsehempfänger-Schaltung; VCR-Schaltung; DVD-Player-Schaltung; Computer-Schaltungen; CD-Player-Schaltungen; Schaltung für Musikempfänger; IPTV-Fernseh- und/oder Empfängerschaltungen; Schaltung für Spiele; Hausautomatisierungsschaltungen; Empfängerschaltungen.According to at least one embodiment, the monitoring device comprises electronic circuitry selected from the group consisting of: television circuitry; Satellite TV receiver circuit; cable television receiver circuit; VCR circuit; DVD player circuit; computer circuits; CD player circuits; circuit for music receivers; IPTV television and/or receiver circuits; circuit for games; home automation circuits; receiver circuits.

Des Weiteren wird in der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel vorgestellt, wobei alle für das hier beschriebene Verfahren offenbarten Merkmale ebenso für die hier beschriebene Vorrichtung als offenbart gelten und umgekehrt.Furthermore, the present invention presents a device for sensory detection of temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper, all features disclosed for the method described here also being disclosed for the device described here and vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Sensor, welcher dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist eine(n) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel zu erfassen, um festzustellen, welche(r) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck zwischen einer Hautoberfläche des Windelträgers und der Windelinnenfläche der Windel herrscht. Dabei ist der Sensor an der Innenfläche der Windel angeordnet ist und dort einen Druck, eine Feuchtigkeit, und/oder eine Temperatur an der Innenfläche der Windel misst, und wobei der Sensor mechanisch fest, jedoch austauschbar, mit Windel verbunden ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung, entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblen, Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.According to at least one embodiment, the device comprises a sensor which is set up and provided for detecting a temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper in order to determine which temperature, humidity and/or pressure between a skin surface of the diaper wearer and the diaper inner surface of the diaper. The sensor is arranged on the inner surface of the diaper and measures pressure, humidity and/or temperature on the inner surface of the diaper there, and the sensor is mechanically fixed to the diaper, but is interchangeable. According to at least one embodiment, the method for sensory detection of temperature, moisture and/or pressure on an inner surface of a diaper comprises at least one sensor for measuring pressure and/or moisture and/or temperature, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes , which are arranged, in particular in a horizontal direction, along and on a, in particular flexible, carrier material relative to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.

Die horizontale Richtung ist vorzugsweise eine Haupterstreckungsrichtung des flexiblen Trägermaterials.The horizontal direction is preferably a main extension direction of the flexible carrier material.

„Flexibel“ heißt in diesem Zusammenhang, dass das Trägermaterial zumindest stellenweise biegsam und damit elastisch ist.In this context, "flexible" means that the carrier material is at least partially flexible and therefore elastic.

Insbesondere kann es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff oder um einen sonstigen Bekleidungsstoff, wie zum Beispiel ein Polyester handeln.In particular, the carrier material can be a woven fabric or some other clothing fabric, such as a polyester.

Die dielektrische Schicht beabstandet damit die beiden Elektroden in einer horizontalen und/oder in einer dazu senkrechten Querrichtung.The dielectric layer thus spaces the two electrodes in a horizontal direction and/or in a transverse direction perpendicular thereto.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einer dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit, zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.According to at least one embodiment, at least one electrode and/or the dielectric layer is arranged at least in places on a side facing away from the carrier material, at least one at least partially moisture-permeable and/or moisture-absorbing moisture layer, the at least one electrode and/or dielectric layer thus being in a transverse direction are arranged between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance is at least partially changed by the moisture at least partially impinging on the dielectric layer, a processing unit being set up and provided for measuring and/or storing this change, so that a capacitive moisture sensor arises.

Ein kapazitiver Feuchtesensor ist im Prinzip ein Kondensator, dessen Dielektrikum vorzugsweise aus einem hygroskopischen Polymerschicht besteht, die entsprechend der Feuchtigkeit der Umgebungsluft Feuchtigkeit aufnimmt (absorbiert) oder abgibt (desorbiert) bis ein Gleichgewichtszustand (Diffusionsgefälle ist = 0) erreicht ist. Dabei verändert sich die Dielektrizitätskonstante des Polymermaterials als Funktion eines Feuchtegehalts.In principle, a capacitive humidity sensor is a capacitor whose dielectric preferably consists of a hygroscopic polymer layer that absorbs (absorbs) or releases (desorbs) moisture according to the humidity of the ambient air until a state of equilibrium (diffusion gradient = 0) is reached. The dielectric constant of the polymer material changes as a function of the moisture content.

Die Aufgabe der Verarbeitungseinheit besteht unter anderem darin, vorzugsweise auch aus einer gemessenen Umgebungstemperatur und dem feuchtigkeitsabhängigen Kapazitätswert des Sensors die relative Feuchte möglichst genau zu ermitteln.The task of the processing unit is, among other things, to determine the relative humidity as precisely as possible, preferably also from a measured ambient temperature and the humidity-dependent capacitance value of the sensor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem insbesondere flexiblen Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.According to at least one embodiment, the device for measuring pressure and/or humidity comprises at least one sensor for measuring pressure and/or humidity, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes, which in particular are arranged in a horizontal direction along and on a in particular flexible carrier material are arranged relative to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf eine dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Schicht (= Feuchteschicht) angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit, zumindest teilweise verändert wird, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.According to at least one embodiment, at least one electrode and/or dielectric layer, at least one at least partially moisture-permeable and/or moisture-absorbing layer (=moisture layer), is arranged at least in places on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and/or dielectric layer thus being arranged are arranged in the transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance is at least partially changed by the moisture at least partially impinging on the dielectric layer, with a processing unit being set up and provided for measuring and/or storing this change, so that a capacitive humidity sensor is created.

Die Feuchteschicht kann mit einem dielektrischen Material gebildet sein. Das Material der Feuchteschicht kann verschieden von dem Material der wasserundurchlässigen Schicht sein.The moisture layer can be formed with a dielectric material. The material of the moisture layer can be different from the material of the water-impermeable layer.

Unter „feuchtigkeitsabsorbierender Schicht“ kann in Zusammenhang der vorliegenden Anmeldung eine zumindest teilweise Aufnahme von Feuchtigkeit aus einem Umgebungsmedium in die Schicht selbst verstanden werden. Unter einer Feuchtigkeit kann daher eine gasförmige, oder Tröpfchenphase in dem Umgebungsmedium verstanden werden. Die Feuchtigkeit kann in der Umgebungsluft oder einem sonstigen Umgebungsmedium der Schicht enthalten sein.In the context of the present application, “moisture-absorbing layer” can be understood as an at least partial absorption of moisture from a surrounding medium into the layer itself. Moisture can therefore be understood to mean a gaseous or droplet phase in the surrounding medium. The moisture can be contained in the ambient air or another medium surrounding the layer.

Der Wasser- oder Flüssigkeitsgehalt von Luft wird im Allgemeinen als Luftfeuchtigkeit bezeichnet. Die absolute Luftfeuchtigkeit gibt an, wieviel Wasser- oder Flüssigkeitsdampf in der Volumeneinheit des Gasgemisches enthalten ist, Maßeinheit: g Wasser (oder sonstigen Flüssigkeit)·m^-3. Die relative Luftfeuchtigkeit ist der Quotient aus der bei einer bestimmten Temperatur im Gas vorhandenen Flüssigkeitsdampfmenge und der bei der gleichen Temperatur möglichen Sättigungsmenge an Flüssigkeitsdampf. Gewöhnlich wird die relative Luftfeuchte in Prozent (%) angegeben. Hierzu wird der Quotient mit 100 multipliziert. Ist die Luft gesättigt, d. h. die relative Luftfeuchtigkeit liegt bei 100 %, ist ein Teil der Flüssigkeit in der Luft flüssig. Man bezeichnet in diesem Falle das dazugehörige Flüssig-Gas-Stoffgemisch als Dunst oder Nebel.The water or liquid content of air is commonly referred to as humidity. The absolute humidity indicates how much water or liquid vapor is contained in the volume unit of the gas mixture, unit of measure: g water (or other liquid)·m ^-3 . Relative humidity is the quotient of the amount of liquid vapor present in the gas at a given temperature and the amount of liquid vapor that can be saturated at the same temperature. Relative humidity is usually given in percent (%). To do this, the quotient is multiplied by 100. If the air is saturated, ie the relative humidity is 100%, part of the liquid in the air is liquid. In this case, the associated liquid-gas mixture of substances is referred to as haze or fog.

Der Ausdruck Feuchtigkeit oder Feuchte kann das Maß der Anwesenheit von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in oder an einem Material (z. B. Textilien) oder einer Substanz oder in einem Gas oder in einem Raum sein.The term humidity or humidity can be the measure of the presence of water or other liquid in or on a material (e.g. textiles) or a substance or in a gas or in a space.

Die der hier beschriebene feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht kann sich daher von einer, insbesondere lediglich flüssigkeitsabsorbierenden (Feuchte)Schicht, unter anderem dadurch unterscheiden, dass die feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht aus einem Material gefertigt ist, welche neben der Adsorption von Flüssigkeit zudem auch in dem Umgebungsmedium enthaltene Feuchtigkeit absorbiert. Denkbar ist jedoch auch, dass die feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht lediglich eine Feuchtigkeit im Umgebungsmedium der Schicht absorbiert und daher keine Flüssigkeit absorbieren kann.The moisture-absorbing moisture layer described here can therefore differ from an in particular only liquid-absorbing (moisture) layer, among other things, in that the moisture-absorbing moisture layer is made of a material which, in addition to adsorbing liquid, also absorbs moisture contained in the surrounding medium. However, it is also conceivable that the moisture-absorbing moisture layer only absorbs moisture in the medium surrounding the layer and therefore cannot absorb any liquid.

Der Sensor und/oder die Verarbeitungseinheit können mittels einer Batterie oder einer Festnetzstromversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden.The sensor and/or the processing unit can be supplied with electrical energy by means of a battery or a landline power supply.

Alternativ oder zusätzlich ist die Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des Sensors und/oder Verarbeitungseinheit mittels sogenannten „Energy Harvesting“ möglich.As an alternative or in addition, it is possible to generate electrical energy to supply the sensor and/or processing unit by means of what is known as “energy harvesting”.

Als Energy Harvesting (wörtlich übersetzt Energie-Ernten) bezeichnet man die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen für mobile Geräte mit geringer Leistung. Die dafür eingesetzten Strukturen werden auch als Nanogenerator bezeichnet. Energy Harvesting vermeidet bei Drahtlostechnologien Einschränkungen durch kabelgebundene Stromversorgung oder Batterien.Energy harvesting is the term used to describe the extraction of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibration or air currents for low-power mobile devices. The structures used for this are also referred to as nanogenerators. Energy Harvesting eliminates the limitations of wired power supplies or batteries in wireless technologies.

Möglichkeiten des Energy Harvesting:

• • Piezoelektrische Kristalle erzeugen bei Krafteinwirkung, beispielsweise durch Druck oder Vibration, elektrische Spannungen. Diese Kristalle können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
• • Thermoelektrische Generatoren und pyroelektrische Kristalle gewinnen aus Temperaturunterschieden elektrische Energie. Diese Generatoren können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
• • Über Antennen kann die Energie von Radiowellen, eine Form von elektromagnetischer Strahlung, aufgefangen und energetisch verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind die passiven RFIDs. Diese Antennen können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
• • Photovoltaik, elektrische Energie aus der Umgebungsbeleuchtung.
• • Osmose.

Possibilities of energy harvesting:

• • Piezoelectric crystals generate electrical voltages when force is applied, for example through pressure or vibration. These crystals can be arranged on or on the carrier material.
• • Thermoelectric generators and pyroelectric crystals generate electrical energy from temperature differences. These generators can be arranged on or on the carrier material.
• • The energy of radio waves, a form of electromagnetic radiation, can be captured via antennas and used for energy. Passive RFIDs are an example of this. These antennas can be arranged on or on the carrier material.
• • Photovoltaics, electrical energy from ambient lighting.
• • Osmosis.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Sensor zusätzlich ein kapazitiver Drucksensor, wobei die Verarbeitungseinheit zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators zu messen und/oder zu speichern.In accordance with at least one embodiment, the sensor is also a capacitive pressure sensor, with the processing unit also being set up and provided for measuring and/or storing a change in capacitance of the capacitor caused by external pressure.

Grundsätzlich handelt es sich bei einem kapazitiven Sensor also um einen Sensor, welcher auf Basis der Veränderung der elektrischen Kapazität eines einzelnen Kondensators oder eines Kondensatorsystems arbeitet. Die Beeinflussung der Kapazität durch die zu erfassende Größe kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen, die primär durch den Verwendungszweck bestimmt ist.Basically, a capacitive sensor is a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system. The capacitance can be influenced by the variable to be detected in various ways, which is primarily determined by the intended use.

Ein kapazitiver Sensor basiert unter anderem darauf, dass zwei Elektroden, einer davon kann die zumessende Oberfläche sein, die „Platten“ eines elektrischen Kondensators bilden, dessen Kapazität oder Kapazitätsänderung gemessen wird, die folgendermaßen beeinflusst werden kann:

• - Eine Platte wird durch den zumessenden Effekt verschoben und/oder verformt, wodurch sich der Plattenabstand und damit die elektrische messbare Kapazität ändern.
• - Die Platten sind starr und die Kapazität an Sich ändert sich dadurch, dass ein elektrisch leitendes Material oder ein Dielektrikum in unmittelbare Nähe gebracht wird.
• - Die wirksame Plattenfläche ändert sich, indem die Platten wie bei einem Drehkondensator gegeneinander verschoben werden.

A capacitive sensor is based, among other things, on the fact that two electrodes, one of which can be the surface to be measured, form the "plates" of an electrical capacitor, its capacity or change in capacitance is measured, which can be influenced as follows:

• - A plate is displaced and/or deformed by the measuring effect, which changes the distance between the plates and thus the electrical capacitance that can be measured.
• - The plates are rigid and the capacitance itself changes by bringing an electrically conductive material or dielectric in close proximity.
• - The effective plate area changes as the plates are shifted against each other like in a variable capacitor.

Um auch kleine Veränderungen besser detektieren zu können kann die eigentliche Messelektrode häufig mit einer Schirmelektrode umgeben sein, die den inhomogenen Randbereich des elektrischen Feldes von der Messelektrode abschirmt, dadurch ergibt sich zwischen Messelektroden üblicherweise geerdeter Gegenelektrode ein annähernd paralleles elektrisches Feld mit der bekannten Charakteristik eines idealen Plattenkondensators.In order to be able to detect even small changes better, the actual measuring electrode can often be surrounded by a shielding electrode, which shields the inhomogeneous edge area of the electric field from the measuring electrode. This results in an approximately parallel electric field between measuring electrodes and the counter electrode, which is usually grounded, with the known characteristics of an ideal one plate capacitor.

Ein kapazitiver Drucksensor ist insbesondere ein solcher bei dem die Kapazitätsänderung infolge des Durchbiegens einer Membran und der resultierenden Änderung des Plattenabstands als Sensoreffekt ausgewertet wird. Zum Beispiel handelt es sich bei der Membran um das oben genannte Dielektrikum oder aber um die einzelnen Kondensatorelektroden, welche insbesondere in Form einer Platte ausgeführt sein können. Mit anderen Worten ist in einer derartigen Ausführungsform in neuartiger Art und Weise ein kapazitiver Feuchtesensor mit einem kapazitiven Drucksensor kombiniert, jedoch ohne dass diese Bauteile voneinander getrennte Elemente oder zwei separate Sensoren bildeten, sondern es handelt sich bei vorliegender Ausführungsform um ein „Two in One“-Konzept, in welchem der gleiche Sensor sowohl als Feuchtesensor als auch als Drucksensor fungiert.A capacitive pressure sensor is in particular one in which the change in capacitance as a result of the deflection of a membrane and the resulting change in the distance between the plates is evaluated as a sensor effect. For example, the membrane is the above-mentioned dielectric or the individual capacitor electrodes, which can be designed in particular in the form of a plate. In other words, in such an embodiment, a capacitive humidity sensor is combined with a capacitive pressure sensor in a new way, but without these components forming separate elements or two separate sensors, but in the present embodiment it is a "two in one" -Concept in which the same sensor acts both as a humidity sensor and as a pressure sensor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff, insbesondere in welchem elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors und der Verarbeitungseinheit eingewoben sind.According to at least one embodiment, the carrier material is a woven fabric, in particular into which electrical conductor tracks for electrical contacting of the sensor and the processing unit are woven.

Bei einem Webstoff handelt es sich im Sinne der Erfindung daher um ein Gewebe, welches manuell oder maschinell auf Basis von einzelnen Fäden gewebt wurde.For the purposes of the invention, a woven fabric is therefore a fabric that has been woven manually or by machine on the basis of individual threads.

Die elektrischen Leiterbahnen können in einem Gewebe daher zusätzlich neben den üblichen Fasern und Gewebesträngen integriert sein oder aber einzelne Gewebestränge, welche das Gewebenetz ausbilden ersetzen.The electrical conductor tracks can therefore also be integrated in a fabric in addition to the usual fibers and fabric strands, or they can replace individual fabric strands that form the fabric network.

Je nach Abstand und Eigenschaften der einzelnen Fäden (hochgedreht, bauschig, usw.) können ganz lockere Gewebe, wie Verbandgewebe oder Dichtegewebe wie Brokatstoff entstehen. Längselastisch werden Gewebe durch, als Kettenfäden eingesetzte Gummifäden (mehr Bändern verwendet) oder Kräusel- und Bauschgarne verwendet. Sie werden gespannt, verarbeitet und ziehen sich im Ruhezustand zusammen. Bauschgarne bestehen aus texturierten, also gekräuselten synthetischen Fasern. Die Kräuselung verändert die Eigenschaften der synthetischen Fasern. Die darauf gesponnenen Garne sind sehr elastisch und voluminös und haben eine gute Wärmedämmung.Depending on the distance and properties of the individual threads (twisted, bulky, etc.), very loose fabrics such as bandage fabrics or dense fabrics such as brocade fabric can be created. Fabrics are longitudinally elastic due to rubber threads used as warp threads (more tapes are used) or crimped and bulky yarns. They become tense, processed and contract when at rest. Bulky yarns consist of textured, i.e. crimped, synthetic fibers. The crimp changes the properties of the synthetic fibers. The yarns spun on it are very elastic and voluminous and have good thermal insulation.

Zum Beispiel kann das Trägermaterial Teil eines Bezugstoffes eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes oder eines Bürostuhls, sein. Insofern kann der Sensor, vorzugsweise jedoch die gesamte Vorrichtung, auf dem Bezugsstoff eines solchen Sitzes aufgebracht oder in einen solchen integriert sein.For example, the carrier material can be part of a cover material for a seat, in particular a vehicle seat or an office chair. In this respect, the sensor, but preferably the entire device, can be applied to the cover material of such a seat or integrated into one.

Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, die einzelnen Feuchte- sowie Druckwerte zu erfassen und aus einer Kombination der einzelnen Feuchte- und Druckwerte zumindest einen jeweiligen Kennwert zu ermitteln, aus welchem ableitbar ist, welches Individuum (mit Gewicht und/oder Größe) gerade den Fahrzeugsitz besetzt.For example, the processing unit is set up and intended to record the individual humidity and pressure values and to determine at least one respective characteristic value from a combination of the individual humidity and pressure values, from which it can be derived which individual (with weight and/or size ) just occupied the vehicle seat.

Zum Beispiel kann aus der Druckmessung durch die Verarbeitungseinheit ein Gewicht der jeweiligen Person abgeleitet und festgestellt werden. Auch kann die jeweilige Feuchtigkeit, welche die jeweilige Person an den Sensor abgibt, gemessen werden, wobei der jeweilige Kennwert zum Beispiel ein Produkt aus dem relativen Feuchtigkeitswert mal der von der Verarbeitungseinheit ermittelten Belastungsgewicht ist.For example, a weight of the respective person can be derived and determined from the pressure measurement by the processing unit. The respective humidity which the respective person releases to the sensor can also be measured, with the respective characteristic value being, for example, a product of the relative humidity value times the load weight determined by the processing unit.

Überschreitet ein derartiger Kennwert einen entsprechenden Grenzwert kann die Verarbeitungseinheit insbesondere mittels einer Anbindung an die Elektronik des Fahrzeugs, eine Warnung aussprechen. Diese Warnung kann dahingehend lauten, dass der Sitz überbelegt ist oder der Fahrer zu stark schwitzt. Diese Warnung kann jedoch auch ersetzt werden durch eine entsprechende Anzeige dahingehend welcher Belegungstyp den Sitz nutzt. Bei einem Belegungstyp kann es sich um eine Gewichtsklassifikation eines jeweiligen Benutzers handeln, oder aber auch darum handeln, ob es sich bei dem Benutzer um ein Tier, einen Menschen oder auch um eine Sache handelt. Vorzugsweise ist daher die Verarbeitungseinheit in eine Anzeigenelektronik des Fahrzeugs integrierbar, zumindest jedoch mit einer solchen verbindbar.If such a characteristic value exceeds a corresponding limit value, the processing unit can issue a warning, in particular by means of a connection to the electronics of the vehicle. This warning may be that the seat is overcrowded or that the driver is perspiring excessively. However, this warning can also be replaced by a corresponding display as to which type of occupancy is using the seat. An occupancy type can be a weight classification of a respective user, or whether the user is an animal, a human being or an object. The processing unit can therefore preferably be integrated into display electronics of the vehicle, but at least can be connected to such.

Hierzu ist denkbar, dass die Verarbeitungseinheit sich zum Beispiel mittels Bluetooth oder einer sonstigen Wireless Verbindung mit einer Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindet und der jeweilige Kenn- oder Grenzwert und/oder die jeweilige Warnung und/oder die jeweilige Identifikation des Benutzers auf einem Display des Fahrzeugs wiedergegeben werden.For this purpose, it is conceivable that the processing unit connects to a receiving unit of the vehicle, for example via Bluetooth or another wireless connection, and the respective characteristic or limit value and/or the respective warning and/or the respective identification of the user is reproduced on a display of the vehicle will.

Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass diese einzelnen Werte und/oder Identifikationen auch extern abrufbar und/oder extern darstellbar sind. Zum Beispiel kann das Auto auf eine Überbelegung hin von einem externen Controller überwacht werden.Alternatively or additionally, it is conceivable that these individual values and/or identifications can also be called up and/or displayed externally. For example, the car can be monitored for overcrowding by an external controller.

Zum Beispiel kann mittels einer Datenverbindung die Verarbeitungseinheit mit einer Auslöseeinheit eines Airbags in Verbindung stehen, sodass die Verarbeitungseinheit auch die Auslöseeinheit steuern und/oder regeln kann, insbesondere in Bezug auf einen Auslösezeitpunkt des Airbags. Zusätzlich und/oder alternativ ist es möglich, dass die Verarbeitungseinheit eine Controllereinheit des Airbags mit Daten zum Beispiel im Hinblick auf einen Belegungstyp, Position und/oder Gewicht eines Benutzers des Fahrzeugsitzes versorgt.For example, the processing unit can be connected to a triggering unit of an airbag by means of a data connection, so that the processing unit can also control and/or regulate the triggering unit, in particular with regard to a triggering time of the airbag. Additionally and/or alternatively it is possible for the processing unit to supply a controller unit of the airbag with data, for example with regard to an occupancy type, position and/or weight of a user of the vehicle seat.

Diese Daten können dazu führen, dass der Auslösezeitpunkt und die Auslösereihenfolge des Airbags auf den Benutzer angepasst sind, sodass ein Personenschaden an dem Benutzer vermieden wird.This data can lead to the deployment time and the deployment sequence of the airbag being adapted to the user, so that personal injury to the user is avoided.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht auf dem Trägermaterial oder auf einer auf dem Trägermaterial angeordneten, insbesondere wasserundurchlässigen Schicht aufgedruckt oder mittels eines Dünnschichtverfahrens aufgebracht.In accordance with at least one embodiment, at least one electrode and/or dielectric layer is printed on the carrier material or on a particularly water-impermeable layer arranged on the carrier material or applied by means of a thin-layer process.

Dies heißt, dass zumindest ein Element, vorzugsweise sowohl die Elektrode als auch die dielektrische Schicht, auf dem Trägermaterial oder einer zwischen dem Sensor und dem Trägermaterial aufgebrachten vorzugsweise elektrisch nicht leitfähigen, weiter vorzugsweise wasserundurchlässigen Schicht mittels eines Druckverfahrens aufgedruckt.This means that at least one element, preferably both the electrode and the dielectric layer, is printed on the carrier material or on a preferably electrically non-conductive, more preferably water-impermeable layer applied between the sensor and the carrier material using a printing process.

Bei dem Druckverfahren kann es sich zum Beispiel um ein Inkjetverfahren handeln. The printing process can be an inkjet process, for example.

Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit in der gleichen Weise wie der Sensor auf das Trägermaterial aufgebracht. Hierzu ist vorstellbar, dass auch die Verarbeitungseinheit, zumindest jedoch eine, insbesondere leitende, Schicht der Verarbeitungseinheit auf das Trägermaterial zum Beispiel aufgedruckt ist. Die Datenkommunikation zwischen der Verarbeitungseinheit und dem Sensor kann dann über die oben genannten Leiterbahnen entstehen. Diese Leiterbahnen können zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in den Webstoff eingewoben sein oder sogar einzelne Fasern des Webstoffs selbst ausbilden.For example, the processing unit is applied to the substrate in the same way as the sensor. For this purpose, it is conceivable that the processing unit, but at least one, in particular conductive, layer of the processing unit is printed onto the carrier material, for example. The data communication between the processing unit and the sensor can then occur via the conductor tracks mentioned above. These conductor tracks can be at least partially, but preferably completely, woven into the woven fabric or even form individual fibers of the woven fabric itself.

Zum Beispiel ist zumindest eine Elektrode flächig ausgeführt. Das heißt, dass eine Dicke der Elektrode im Vergleich zu deren Flächenausdehnung vernachlässigbar ist. Eine solche Elektrode kann daher insbesondre mittels eines Druckverfahrens hergestellt werden.For example, at least one electrode is designed to be flat. This means that the thickness of the electrode is negligible compared to its surface area. Such an electrode can therefore be produced in particular by means of a printing process.

Alternativ hierzu kann eine Dicke zumindest einer Elektrode höchstens 5 mm betragen. Hierzu kann das Druckverfahren mehrmals angewandt werden, sodass zumindest zwei, vorzugsweise jedoch dann mehr, Einzeldruckschichten übereinandergestapelt werden. Des Weiteren kann die Elektrode auch mittels eines 3D-Druckverfahrens auf dem Trägermaterial angeordnet sein.As an alternative to this, a thickness of at least one electrode can be at most 5 mm. For this purpose, the printing process can be used several times, so that at least two, but preferably more, individual printed layers are stacked one on top of the other. Furthermore, the electrode can also be arranged on the carrier material by means of a 3D printing process.

1. Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling)1. The FDM process (Fused Deposition Modeling)

Alternativbezeichnungen: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)Alternative designations: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)

Das Verfahren bezeichnet schichtweises Auftragen (Extrusion) eines Materials durch eine heiße Düse. Das Verbrauchsmaterial befindet sich in Form eines langen Drahts (sog. Filament) auf einer Rolle und wird durch die Fördereinheit in einen Druckkopf geschoben, dort eingeschmolzen und auf einem Druckbett ausgebracht. Druckkopf und/oder Druckbett sind dabei in drei Richtungen beweglich. So können Kunststoffschichten schrittweise aufeinander aufgebracht werden.The process refers to the layer-by-layer application (extrusion) of a material through a hot nozzle. The consumable is in the form of a long wire (so-called filament) on a roll and is pushed by the conveyor unit into a print head, where it is melted and applied to a print bed. The print head and/or print bed can be moved in three directions. In this way, layers of plastic can be applied one on top of the other step by step.

2. Das SLS Verfahren (Selektives Lasersintern)2. The SLS process (Selective Laser Sintering)

Im Unterschied zum Sinterverfahren, bei dem Stoffe in Pulverform unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden werden, geschieht dies beim SLS-Verfahren selektiv durch einen Laser (alternativ auch Elektronenstrahl oder Infrarotstrahl). Es wird also nur ein bestimmter Teil des Pulvers miteinander verschmolzen.In contrast to the sintering process, in which substances in powder form are bonded together under the influence of heat, this is done selectively in the SLS process using a laser (alternatively also an electron beam or infrared beam). So only a certain part of the powder is fused together.

Dazu wird stets eine dünne Pulverschicht von der Beschichtungseinheit auf dem Druckbett ausgebracht. Der Laser (oder andere Energiequelle) wird nun punktgenau auf einzelne Stellen der Pulverschicht ausgerichtet, um die erste Schicht der Druckdaten auszubilden. Hierbei wird das Pulver an- oder aufgeschmolzen und verfestigt sich anschließend wieder durch geringfügiges Abkühlen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver bleibt um die gesinterten Bereiche herum liegen und dient als Stützmaterial. Nachdem eine Schicht verfestigt ist, senkt sich das Druckbett um den Bruchteil eines Millimeters ab. Die Beschichtungseinheit fährt nun über das Druckbett und bringt die nächste Pulverschicht aus. Anschließend wird die zweite Schicht der Druckdaten durch den Laser (oder eine andere Energiequelle) gesintert. So entsteht schichtweise ein dreidimensionales Objekt.A thin layer of powder is always applied to the print bed by the coating unit. The laser (or other energy source) is now aligned with pinpoint accuracy to individual areas of the powder layer in order to form the first layer of the print data. Here, the powder is melted or melted and then solidifies again through slight cooling. The unmelted powder remains around the sintered areas and serves as a support material. After a layer has solidified, the print bed lowers by a fraction of a millimeter. The coating unit now moves over the print bed and applies the next layer of powder. The second layer of print data is then sintered by the laser (or other energy source). This creates a three-dimensional object layer by layer.

3. Three-Dimensional Printing (3DP)3. Three Dimensional Printing (3DP)

Das 3DP-Verfahren funktioniert sehr ähnlich wie das selektive Lasersintern, doch anstelle einer gerichteten Energiequelle verfährt ein Druckkopf über das Pulver. Dieser gibt winzige Tröpfchen von Bindemittel auf die zugrunde liegenden Pulverschichten ab, die so miteinander verbunden werden. Ansonsten ist dieses Verfahren dem SLS-Verfahren gleich.The 3DP process works very similarly to selective laser sintering, but instead of using a directed energy source, a printhead moves over the powder. This releases tiny droplets of binder onto the underlying layers of powder, which are thus bonded together. Otherwise, this procedure is the same as the SLS procedure.

4. Stereolithographie (SLA)4. Stereolithography (SLA)

Anstelle eines Kunststoffdrahts oder Druckmaterials in Pulverform kommen beim Stereolithographie-Verfahren flüssige Harze, sog. Photopolymere, zum Einsatz. Sie werden schichtweise durch UV-Strahlung verhärtet und erzeugen so dreidimensionale Objekte. Dafür wird die Bauplattform im Harzbecken schrittweise abgesenkt. Es gibt auch Varianten (sog. Polyjet-Verfahren) ohne ein ganzes Becken mit flüssigem Harz. Dafür wird ein Epoxidharz tröpfchenweise aus einer Düse aufgebracht und durch einen UV-Laser sofort ausgehärtet.Instead of a plastic wire or printing material in powder form, liquid resins, so-called photopolymers, are used in the stereolithography process. They are hardened in layers by UV radiation and thus create three-dimensional objects. For this purpose, the construction platform in the Harz basin is gradually lowered. There are also variants (the so-called Polyjet process) without a whole tank of liquid resin. For this purpose, an epoxy resin is applied drop by drop from a nozzle and immediately cured by a UV laser.

5. Laminated Object Manufacturing (LOM)5. Laminated Object Manufacturing (LOM)

Alternativbezeichnung: Layer Laminated Manufacturing (LLM)Alternative designation: Layer Laminated Manufacturing (LLM)

Das Verfahren basiert weder auf chemischen Reaktionen noch auf einem thermischen Prozess. Es wird dabei mit einem trennenden Werkzeug (z.B. einem Messer oder Kohlendioxidlaser), einer Folie oder einer Platte (z.B. Papier) an der Kontur geschnitten und schichtweise aufeinander geklebt. So entsteht durch Absenken der Bauplattform ein Schichtobjekt aus geklebten, übereinanderliegenden Folien.The process is based neither on chemical reactions nor on a thermal process. It is cut along the contour with a separating tool (e.g. a knife or carbon dioxide laser), a foil or a plate (e.g. paper) and glued to one another in layers. By lowering the construction platform, a layered object is created from glued, superimposed foils.

Eine oder mehrere wasserundurchlässige Schichten und/oder auch die Feuchteschicht können in derselben Art und/oder Dicke wie die Elektrode aufgebracht werden.One or more water-impermeable layers and/or also the moisture layer can be applied in the same type and/or thickness as the electrode.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Feuchteschicht den Kondensator vollständig.In accordance with at least one embodiment, the moisture layer covers the capacitor completely.

Dies kann heißen, dass die Feuchteschicht, nach außen, das heißt in der Querrichtung den Sensor nach außen abgrenzt und abschließt, sodass der Sensor zwischen der Feuchteschicht und dem Trägermaterial angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Sensor zumindest einen weiteren Kondensator auf, welcher in der Querrichtung unter oder über dem Kondensator angeordnet und durch eine weitere wasserundurchlässige Schicht beabstandet von dem Kondensator auf oder unter dieser weiteren wasserundurchlässigen Schicht angeordnet ist, sodass ein Kondensatorenstack entsteht.This can mean that the moisture layer outwards, that is to say in the transverse direction, delimits and closes off the sensor so that the sensor is arranged between the moisture layer and the carrier material.
According to at least one embodiment, the sensor has at least one additional capacitor, which is arranged in the transverse direction below or above the capacitor and spaced apart from the capacitor by an additional water-impermeable layer on or under this additional water-impermeable layer, so that a capacitor stack is formed.

Der weitere Kondensator kann in der gleichen Weise wie der Kondensator aufgebaut sein und ebenso in einer gleichen Weise wie der Kondensator auf die weitere wasserundurchlässige Schicht angeordnet sein.The further capacitor can be constructed in the same way as the capacitor and also can be arranged on the further waterproof layer in a same way as the capacitor.

Mittels eines derartigen Kondensatorenstacks kann die Sensorik ganz besonders einfach verfeinert werden nämlich insofern, als dass denkbar ist das bei zwei den Kondensatorstack ausbildenden Sensoren beide Sensoren die gleichen Aufgaben verrichten, jedoch durch die einzelnen Sensoren jeweilige Messwerte ermittelt werden, die zusammen genommen auf einen Mittelwert schließen lassen. Zum Beispiel wird von jedem der beiden Sensoren jeweils die (relative) Feuchtigkeit der Umgebung gemessen wobei aus diesen beiden Messwerten dann der Feuchtigkeitsmittelwert ermittelt wird. Gleiches kann entsprechend mit der Druckmessung geschehen, sodass die Genauigkeit der gesamten Messung insbesondere einer Kombination der Messungen von (relativer) Feuchtigkeit und dem jeweiligen Druck besonders genau ausgestaltet werden kann.Using such a capacitor stack, the sensor system can be refined in a particularly simple manner, namely insofar as it is conceivable that with two sensors forming the capacitor stack, both sensors perform the same tasks, but the respective measured values are determined by the individual sensors, which together conclude a mean value to let. For example, the (relative) humidity of the environment is measured by each of the two sensors, and the average humidity value is then determined from these two measured values. The same can be done accordingly with the pressure measurement, so that the accuracy of the entire measurement, in particular a combination of the measurements of (relative) humidity and the respective pressure, can be designed particularly precisely.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht die dielektrische Sicht zumindest teilweise selbst aus.According to at least one embodiment, the water-impermeable layer and/or the further water-impermeable layer at least partially forms the dielectric layer itself.

Dies kann heißen, dass ein anstatt der separaten Positionierung einer dielektrischen Schicht neben der wasserundurchlässigen Schicht und/oder neben der weiteren wasserundurchlässigen Schicht, diese dielektrische Schicht selbst durch die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht gebildet ist.This may mean that instead of positioning a dielectric layer separately next to the water-impermeable layer and/or next to the further water-impermeable layer, this dielectric layer itself is formed by the water-impermeable layer and/or the further water-impermeable layer.

Eine derartige Erzeugung der dielektrischen Schicht durch die wasserundurchlässige Schicht(en) bildet daher ein besonders einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren zu einer kostengünstigen Vorrichtung.Such a production of the dielectric layer through the water-impermeable layer(s) therefore forms a particularly simple and cost-effective manufacturing method for a cost-effective device.

Davon abgesehen kann grundsätzlich vorgesehen sein die Elektroden, die dielektrische Schicht und die wasserundurchlässige Schicht(en) derart zueinander anzuordnen, dass ein elektrischer Kurzschluss in jedem Fall verhindert ist.Apart from that, the electrodes, the dielectric layer and the water-impermeable layer(s) can in principle be arranged in relation to one another in such a way that an electrical short circuit is prevented in any case.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt eine maximale Dicke der Feuchteschicht wenigstens 30 % und höchstens 80 % der maximalen Dicke der wasserundurchlässigen Schicht und/oder der maximalen Dicke der weiteren wasserundurchlässigen Schicht.According to at least one embodiment, a maximum thickness of the moisture layer is at least 30% and at most 80% of the maximum thickness of the water-impermeable layer and/or the maximum thickness of the further water-impermeable layer.

Dies stellt nicht nur einen besonders flach gebauten Sensor sicher, sondern gewährleistet auch eine besonders schnelle Reaktionszeit auf Feuchtigkeitsveränderungen. Die von außen auf die Feuchteschicht einwirkende Feuchtigkeit muss daher keine großen Strecken zu dem Dielektrikum durchwandern.This not only ensures a particularly flat sensor, but also ensures a particularly fast reaction time to changes in humidity. The moisture acting on the moisture layer from the outside therefore does not have to travel long distances to the dielectric.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit wobei insbesondere angemerkt sei, dass alle für die obig beschriebene Vorrichtung offenbarten Merkmale auch für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt.Furthermore, the present invention relates to a method for measuring pressure and/or humidity, it being noted in particular that all features disclosed for the device described above are also disclosed for the method described here and vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zu Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit zunächst einen ersten Schritt mittels welchem zumindest ein Sensor zu Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit bereitgestellt wird, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial zueinander angeordnet sind aufweist, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.According to at least one embodiment, the method for measuring pressure and/or humidity initially comprises a first step by means of which at least one sensor for measuring pressure and/or humidity is provided, the sensor having at least one capacitor with at least two electrodes which, in particular in a horizontal direction along and are arranged on a, in particular flexible, carrier material to one another, wherein at least one dielectric layer is arranged between the electrodes.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einer dem Trägermaterialabgewandten Seite zumindest einer Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit diese Änderung misst und/oder speichert, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.
Dabei weist das oben beschrieben Verfahren die gleichen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen wie die obig beschriebene Vorrichtung auf.According to at least one embodiment, at least one at least partially moisture-permeable and/or moisture-absorbing moisture layer is arranged at least in places on a side of at least one electrode and/or the dielectric layer that is remote from the carrier material, with the at least one electrode and/or the dielectric layer thus being arranged in a transverse direction are arranged between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance changes at least partially as a result of the moisture at least partially hitting the dielectric layer, with a processing unit measuring and/or storing this change, resulting in a capacitive moisture sensor.
The method described above has the same advantages and advantageous configurations as the device described above.

Im Folgenden wird die hier beschriebene Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele und den dazugehörigen Figuren näher beschrieben.The invention described here is described in more detail below using two exemplary embodiments and the associated figures.

Gleiche oder gleichwirkende Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Components that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols.

In der 1 ist ein Verfahren zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel 3 gezeigt. Hierbei wird die Erfassung einer Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel 3 gezeigt, um festzustellen, welche(r) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck zwischen einer Hautoberfläche des Windelträgers und der Windelinnenfläche der Windel 3 herrscht und umfasst zur Erfassung der Temperatur, Feuchtigkeit und/oder des Drucks der Windel zumindest einen Sensor 6, der an der Innenfläche der Windel 3 angeordnet ist und dort einen Druck, eine Feuchtigkeit, und/oder eine Temperatur an der Innenfläche der Windel 3 misst, und wobei der Sensor 6 mechanisch fest, jedoch austauschbar, mit der Windel 3 verbunden ist.In the 1 a method for sensory detection of temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper 3 is shown. Here, the detection of a temperature, moisture and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper 3 is shown in order to determine which temperature, moisture and/or pressure prevails between a skin surface of the diaper wearer and the diaper inner surface of the diaper 3 and is included for detection the temperature, humidity and/or pressure of the diaper at least one sensor 6, which is arranged on the inner surface of the diaper 3 and there measures a pressure, humidity, and/or a temperature on the inner surface of the diaper 3, and the sensor 6 is connected to the diaper 3 in a mechanically fixed but interchangeable manner.

Der 1 ist entnehmbar, dass mittels der gemessenen Werte ein Bewegungsablauf und/oder eine Geschwindigkeits- sowie Bewegungsamplitudenmessung und/oder eine Geschwindigkeits- sowie Bewegungsamplitudenmessung des Benutzers 17 über einen vorgegebenen Zeitraum gespeichert und/oder auf dem Bildschirm 16 dargestellt wird.Of the 1 It can be seen that the measured values are used to store and/or display a movement sequence and/or a speed and movement amplitude measurement and/or a speed and movement amplitude measurement of the user 17 over a predetermined period of time and/or on the screen 16 .

Der Sensor 6 verbindet sich mit einem kabellosen Übertragungssystem, zum Beispiel über ein WLAN, mit einem Überwachungsgerät, sodass die gemessenen Werte überwacht werden.The sensor 6 connects to a monitoring device using a wireless transmission system, for example via a WLAN, so that the measured values are monitored.

Bei Über- oder Unterschreitung von einzeln für die Messwerte festgelegten Grenzwerten wird eine Alarmfunktion durch das Überwachungsgerät ausgelöst, wobei einstellbar zumindest einer der gemessenen Messwerte gespeichert, ausgewertet und/oder auf einem Bildschirm 16 elektronisch dargestellt wird.If the limit values specified for the measured values are exceeded or not reached, an alarm function is triggered by the monitoring device, with at least one of the measured values measured being stored, evaluated and/or displayed electronically on a screen 16 in an adjustable manner.

In der 2 ist in einem ersten Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit gezeigt.In the 2 a device according to the invention for measuring pressure and/or humidity is shown in a first exemplary embodiment.

In der 3 ist einer schematisch perspektivischen Ansicht eine in Bezug auf die Schichtenordnung dargestellte Explosionszeichnung dargestellt.In the 3 an exploded drawing shown in relation to the layer arrangement is shown in a schematic perspective view.

In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung gezeigt.In the 4 a further exemplary embodiment of a device described here is shown.

Wie nun der 2 entnommen werden kann, ist dort eine Vorrichtung 100 zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit gezeigt.How now that 2 can be removed, there is shown a device 100 for measuring pressure and/or humidity.

Beispielhaft ist dort ein Sensor 6 dargestellt, wobei der Sensor 6 einen Kondensatorstack zeigt mit einem Kondensator 20, sowie einem Kondensator 30, wobei die einzelnen Elektroden 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 in der horizontalen Richtung H1 übereinander angeordnet sind, wobei alternativ hierzu jedoch selbstverständlich eine Anordnung der einzelnen Elektroden 10, 11 eines einzelnen Kondensators 20, 30 in der Querrichtung Q1 welche senkrecht zur horizontalen Richtung H1 verläuft und damit auch senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des dort gezeigten Sensors 6 verlaufen oder angeordnet sein können.A sensor 6 is shown there as an example, the sensor 6 showing a capacitor stack with a capacitor 20 and a capacitor 30, the individual electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being in the horizontal direction H1 are arranged one above the other, although as an alternative to this, of course, an arrangement of the individual electrodes 10, 11 of an individual capacitor 20, 30 in the transverse direction Q1 which runs perpendicular to the horizontal direction H1 and thus also perpendicular to the main direction of extension of the sensor 6 shown there can run or be arranged .

Die einzelnen Elektroden 10, 11 sind auf einem Trägermaterial 13 angeordnet. Bei dem Trägermaterial 13 kann es sich insbesondere um einen Webstoff, insbesondere um einen flexiblen Webstoff handeln.The individual electrodes 10 , 11 are arranged on a carrier material 13 . The carrier material 13 can in particular be a woven fabric, in particular a flexible woven fabric.

Auf dem Trägermaterial 13 ist eine wasserundurchlässige Schicht 4 angeordnet, wobei auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 4 die beiden Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 in der horizontalen Richtung H1 aufgedruckt sind.A water-impermeable layer 4 is arranged on the carrier material 13, the two electrodes 10, 11 of the capacitor 20 being printed on this water-impermeable layer 4 in the horizontal direction H1.

Die Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 sind vollständig von einer weiteren wasserundurchlässigen Schicht 14 umgeben. Auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 14 ist in der gleichen Art und Weise der weitere Kondensator 30 mit entsprechenden Elektroden 10, 11 aufgedruckt. Zudem sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel freiliegende Außenflächen der einzelnen Elektroden 10, 11 des weiteren Kondensators 30 vorzugsweise vollständig von einer wasserdurchlässigen und/oder wasserabsorbierenden Feuchteschicht 7 umgeben.The electrodes 10, 11 of the capacitor 20 are completely surrounded by a further layer 14 which is impermeable to water. The further capacitor 30 with corresponding electrodes 10, 11 is printed on this water-impermeable layer 14 in the same way. In addition, in the present exemplary embodiment, exposed outer surfaces of the individual electrodes 10, 11 of the further capacitor 30 are preferably completely surrounded by a water-permeable and/or water-absorbing moisture layer 7.

Über diese Feuchteschicht 7 kann Wasser auf eine dielektrische Schicht 4 treffen, welche vorliegend in der horizontalen Richtung H1 zwischen den jeweiligen Elektroden 10, 11 eines Kondensators 20, 30 angeordnet ist.Via this moisture layer 7, water can impinge on a dielectric layer 4, which in the present case is arranged in the horizontal direction H1 between the respective electrodes 10, 11 of a capacitor 20, 30.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der 2 und 3 bildet die wasserundurchlässige Schicht 4 selbst eine dielektrische Schicht 4 des Kondensators 20 auf. Selbiges gilt für die weitere wasserundurchlässige Schicht 14 in Bezug auf den weiteren Kondensator 30.In the present embodiment 2 and 3 the waterproof layer 4 itself forms a dielectric layer 4 of the capacitor 20 . The same applies to the further water-impermeable layer 14 in relation to the further capacitor 30.

Durch Auftreffen und Durchdringen der Feuchtigkeit über die Feuchteschicht 7 werden die dielektrischen Eigenschaften insbesondere der dielektrischen Schicht 2 des weiteren Kondensators 30 verändert.The dielectric properties, in particular of the dielectric layer 2 of the further capacitor 30, are changed by the moisture impinging on and penetrating through the moisture layer 7. FIG.

Darüber hinaus ist eine Verarbeitungseinheit 5 erkennbar, welche in datentechnischer Verdingung mit den beiden Kondensatoren 20, 30 steht, wobei diese Verarbeitungseinheit 5 dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Änderung der relativen Feuchtigkeit der Umgebung und/oder der Feuchteschicht 7 zu messen.In addition, a processing unit 5 can be seen, which has a data connection with the two capacitors 20, 30, this processing unit 5 being set up and provided for measuring a change in the relative humidity of the environment and/or the moisture layer 7.

Durch die in der 2 dargestellte „stackwise“-Anordnung und dadurch, dass die weitere wasserundurchlässige Schicht 14 verhindert, dass der Kondensator 20 mit Feuchtigkeit in Kontakt kommt, kann daher vorgesehen sein, dass lediglich der weitere Kondensator 30 und dessen dielektrische Schicht 4 der Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Hierzu kann die Verarbeitungseinheit 5 dann eine Veränderung der Kapazität des weiteren Kondensators 30 vergleichen mit der stabilen Kondensatorkapazität des Kondensators 10, sodass hierzu ein besonders einfacher Vergleich in der Veränderung der relativen Feuchtigkeit und/auch des jeweiligen Belastungsdruckes hergestellt sein kann.Through the in the 2 illustrated "stackwise" arrangement and the fact that the further water-impermeable layer 14 prevents the capacitor 20 from coming into contact with moisture, it can therefore be provided that only the further capacitor 30 and its dielectric layer 4 is exposed to moisture. For this purpose, the processing unit 5 can then compare a change in the capacitance of the additional capacitor 30 with the stable capacitor capacitance of the capacitor 10, so that a particularly simple comparison can be made in the change in the relative humidity and/or the respective load pressure.

Durch den in der 2 dargestellten Pfeil ist auch eine Druckrichtung, unter welcher der Sensor 6 mit Druck beaufschlagt wird, gezeigt. Beides kann vorzugsweise durch den Sensor 6 und insbesondere durch die Vorrichtung 100 gemessen, ausgewertet und gespeichert werden. Hierzu dient insbesondere die in der Erfindung als wesentlich dargestellte Verarbeitungseinheit 5, welche zusätzlich auch entsprechende Druckwerte und insofern damit verbundene Änderungen in der Kapazität der einzelnen Sensoren 6 messen und auswerten kann, sodass die Verarbeitungseinheit 5 zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators 20 und insbesondere auch des weiteren Kondensators 30 zu messen und/oder zu speichern.Through the in the 2 The arrow shown also shows a pressure direction in which pressure is applied to the sensor 6 . Both can preferably be measured, evaluated and stored by the sensor 6 and in particular by the device 100 . The processing unit 5 shown as essential in the invention serves this purpose in particular, which can also measure and evaluate corresponding pressure values and the associated changes in the capacitance of the individual sensors 6, so that the processing unit 5 is also set up and provided for this purpose to measure and/or store the change in capacitance caused in the capacitor 20 and in particular also in the further capacitor 30 .

Die Feuchteschicht 7 kann flexibel oder nicht flexibel ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, dass die Feuchteschicht 7 als Webstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich um einen Webstoff handeln, welcher im einleitenden Teil der vorliegenden Anmeldung beispielhaft genannt wurde. Zudem ist es jedoch auch möglich, dass es sich bei der Feuchteschicht 7 um ein Substrat handelt welches, zum Beispiel in Form eines Epitaxie- oder eines Klebeprozesses auf den weiteren Kondensator 30 aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt wurde.The moisture layer 7 can be flexible or non-flexible. In addition, it is possible for the moisture layer 7 to be in the form of a woven fabric. In particular, it can be a woven fabric, which was mentioned as an example in the introductory part of the present application. In addition, however, it is also possible for the moisture layer 7 to be a substrate which is applied, for example glued, to the further capacitor 30, for example in the form of an epitaxy or an adhesive process.

Die wasserundurchlässige Schicht 14 und/oder die wasserundurchlässige Schicht 15 können ebenso flexibel und nicht flexibel, insbesondere auch ebenso in Form eines Webstoffes oder eines Substrats in der gleichen Weise wie die Feuchteschicht 7 ausgebildet sein.The water-impermeable layer 14 and/or the water-impermeable layer 15 can also be flexible and non-flexible, in particular also can be formed in the form of a woven fabric or a substrate in the same manner as the moisture layer 7 .

Zudem ist vorteilhaft denkbar, dass die Elektroden 10, 11 der beiden Kondensatoren 20, 30 auf die wasserundurchlässige Schicht 14 und die weitere wasserundurchlässige Schicht 15 in Form eines Druckprozesses zum Beispiel eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt wurden.In addition, it is advantageously conceivable that the electrodes 10, 11 of the two capacitors 20, 30 were printed onto the water-impermeable layer 14 and the further water-impermeable layer 15 in the form of a printing process, for example an inkjet printing process.

In der 3 ist eine Explosionszeichnung gezeigt, wobei insbesondere aus der 2 die jeweilige Anordnung der Elektroden 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 hervorgeht. Erkennbar ist wiederum die durch die Pfeilrichtung dargestellte Krafteinwirkung auf den Sensor 6, sowie durch die einzelnen schematisch dargestellten Tropfen einwirkende Feuchtigkeit. Insbesondere ist wiederum erkennbar, dass die Feuchtigkeit insbesondere zwischen den Elektroden 10, 11 eindringt und auf die jeweilige wasserdurchlässige Schicht 14 einen zum Beispiel erheblichen Effekt auf die elektrische Eigenschaft hat, sodass sich die Kapazität zumindest des weiteren Kondensators 30 wie in der 2 erläutert jeweils ändert.In the 3 is shown an exploded drawing, in particular from the 2 the respective lige arrangement of the electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 can be seen. The action of force on the sensor 6, represented by the direction of the arrow, as well as the moisture acting through the individual, schematically represented drops, can again be seen. In particular, it can again be seen that the moisture penetrates in particular between the electrodes 10, 11 and has, for example, a significant effect on the electrical properties of the respective water-permeable layer 14, so that the capacitance of at least the other capacitor 30 changes as in FIG 2 explained each changes.

In der 4 ist in einer weiteren Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung gezeigt, dass der Sensor 6 aus zwei Elektroden 10, sowie einer Elektrode 11 bestehen kann. Die Elektroden 10 haben eine Polarität (vorzugsweise die gleiche Polarität), während die Elektrode 11 eine davon unterschiedliche Polarität aufweist, wobei jedoch im rechten Teilbild der 4 die Explosionszeichnung des linken Teils der 4 gezeigt ist und erkennbar ist, dass drei wasserundurchlässige Schichten 4, 14, 15 verwendet werden. Die Elektroden 10 können auch unterschiedliche Polaritäten und/oder elektrische Potentiale aufweisen. Auch können die Elektroden 10 miteinander elektrisch verbunden sein.In the 4 a further embodiment of the invention described here shows that the sensor 6 can consist of two electrodes 10 and one electrode 11 . The electrodes 10 have one polarity (preferably the same polarity), while the electrode 11 has a different polarity thereof, but in the right part of the 4 the exploded view of the left part of the 4 1 and it can be seen that three waterproof layers 4, 14, 15 are used. The electrodes 10 can also have different polarities and/or electrical potentials. The electrodes 10 can also be electrically connected to one another.

Zum Beispiel können die Elektroden 10, 11 auch jeweils eine separate Polarität und/oder ein separates elektrisches Potential aufweisen und/oder generieren. Entsprechendes kann auch für die in den hier folgenden Figuren in Bezug auf die Elektroden gelten.For example, the electrodes 10, 11 can also each have and/or generate a separate polarity and/or a separate electrical potential. The same can also apply in relation to the electrodes in the following figures.

Zum Beispiel ist die unterste wasserundurchlässige Schicht wiederum die wasserundurchlässige Schicht 14, die darauffolgende wasserundurchlässige Schicht 15 und die in der Querrichtung Q1 darauf angeordnete wasserundurchlässige Schicht 16 eine weitere wasserundurchlässige Schicht, wobei jeweils eine Elektrode auf einer separaten wasserundurchlässigen Schicht jeweils aufgebracht insbesondere aufgedruckt ist.For example, the bottom waterproof layer is again the waterproof layer 14, the subsequent waterproof layer 15 and the waterproof layer 16 arranged thereon in the transverse direction Q1 is a further waterproof layer, with one electrode each being applied, in particular printed, on a separate waterproof layer.

In dieser Stackung der einzelnen wasserundurchlässigen Schichten 14, 15 und 16 wird daher durch Zusammenführen dieser Schichten der im linken Teil der 3 gezeigte Kondensator 20 erzeugt, wobei hierbei in der Querrichtung Q1, die Elektroden 10 jeweils, wie im dementsprechenden Teilbild entnommen werden kann auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sin.In this stacking of the individual waterproof layers 14, 15 and 16 is therefore by merging these layers in the left part of the 3 The capacitor 20 shown is produced, in which case the electrodes 10 are each arranged on different levels in the transverse direction Q1, as can be seen in the corresponding partial image.

Alternativ hierzu kann auch die Elektrode 11 zusammen mit zumindest einer der Elektroden 10 in einer gemeinsamen Ebene, das heißt auf oder in einer gemeinsamen wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 aufgebracht werden, sodass zum Beispiel nur noch die zweite der Elektroden 10 auf eine separaten wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 aufgestackt werden muss.Alternatively, the electrode 11 can also be applied together with at least one of the electrodes 10 in a common plane, i.e. on or in a common water-impermeable layer 4, 14, 15, so that, for example, only the second of the electrodes 10 is on a separate water-impermeable layer Layer 4, 14, 15 must be stacked.

Grundsätzlich können daher die einzelnen Elektroden 10,11 in unterschiedlichen Ebenen in der Q1-Richtung zueinander angeordnet sein. Zum Beispiel gilt eine paarweise Zuordnung zwischen genau einer wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 mit genau einer Elektrode 10, 11.In principle, therefore, the individual electrodes 10, 11 can be arranged in different planes in the Q1 direction relative to one another. For example, there is a paired association between exactly one water-impermeable layer 4, 14, 15 and exactly one electrode 10, 11.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand des Ausführungsbeispiels beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal, sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder in den Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description based on the exemplary embodiment. Rather, the invention includes every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or in the exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference List

33

Windeldiaper

44

dielektrische Schicht/ wasserundurchlässige Schichtdielectric layer/ waterproof layer

55

Verarbeitungseinheitprocessing unit

66

Sensorsensor

77

Feuchteschichtmoisture layer

1010

Elektrodeelectrode

1111

Elektrodeelectrode

1313

Trägermaterialcarrier material

1414

wasserundurchlässige Schichtwaterproof layer

1515

wasserundurchlässige Schichtwaterproof layer

1616

BildschirmScreen

1717

Benutzeruser

2020

Kondensatorcapacitor

3030

Kondensatorcapacitor

100100

Vorrichtungcontraption

200200

Verfahren procedure

H1H1

horizontalen Richtunghorizontal direction

Q1Q1

Querrichtungtransverse direction

Claims (9)

Verfahren (200) zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel (3), umfassend: ◯ Erfassen einer Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel (3), um festzustellen, welche(r) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck zwischen einer Hautoberfläche des Windelträgers und der Windelinnenfläche der Windel (3) herrscht, ◯ und zur Erfassung der Temperatur, Feuchtigkeit und/oder des Drucks der Windel (3) der zumindest einen Sensor (6) umfasst, ◯ dadurch gekennzeichnet, dass ◯ der Sensor (6) an der Innenfläche der Windel (3) angeordnet ist und dort einen Druck, eine Feuchtigkeit, und/oder eine Temperatur an der Innenfläche der Windel (3) misst, und wobei der Sensor (6) mechanisch fest, jedoch austauschbar, mit der Windel (3) verbunden ist, insbesondere wobei eine Verarbeitungs- und Kommunikationseinheit außen insbesondere an der Windel selbst angebracht ist.Method (200) for the sensory detection of temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper (3), comprising: ◯ detecting a temperature, humidity and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper (3) in order to determine which r) temperature, humidity and/or pressure between a skin surface of the Diaper wearer and the diaper inner surface of the diaper (3) prevails, ◯ and for detecting the temperature, humidity and/or the pressure of the diaper (3) which comprises at least one sensor (6), ◯ characterized in that ◯ the sensor (6) on is arranged on the inner surface of the diaper (3) and there measures a pressure, a humidity and/or a temperature on the inner surface of the diaper (3), and wherein the sensor (6) is mechanically fixed, but interchangeable, with the diaper (3 ), in particular wherein a processing and communication unit is attached externally, in particular to the diaper itself. Verfahren (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der gemessenen Werte ein Bewegungsablauf und/oder eine Geschwindigkeits- sowie Bewegungsamplitudenmessung und/oder eine Geschwindigkeits- sowie Bewegungsamplitudenmessung des Benutzers (17) über einen vorgegebenen Zeitraum gespeichert und/oder auf dem Bildschirm (16) dargestellt wird.Method (200) according to claim 1 , characterized in that by means of the measured values, a movement sequence and/or a speed and movement amplitude measurement and/or a speed and movement amplitude measurement of the user (17) is stored over a predetermined period of time and/or displayed on the screen (16). Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) sich mit einem kabellosen Übertragungssystem, zum Beispiel über ein WLAN, mit einem Überwachungsgerät verbindet, sodass die gemessenen Werte überwacht werden.Method (200) according to claim 1 or 2 , characterized in that the sensor (6) connects to a monitoring device with a wireless transmission system, for example via a WLAN, so that the measured values are monitored. Verfahren (200) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Über- oder Unterschreitung von einzeln für die Messwerte festgelegten Grenzwerten eine Alarmfunktion durch das Überwachungsgerät ausgelöst wird.Method (200) according to claim 2 or 3 , characterized in that an alarm function is triggered by the monitoring device when exceeding or falling below limit values specified individually for the measured values. Verfahren (200) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einstellbar zumindest einer der gemessenen Messwerte gespeichert, ausgewertet und/oder auf einem Bildschirm (16) elektronisch dargestellt wird.Method (200) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the measured values measured is stored, evaluated and/or displayed electronically on a screen (16) in an adjustable manner. Verfahren (200) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) folgenden Bauteile umfasst: o zumindest einen Kondensator (20) mit zumindest zwei Elektroden (10, 11), welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung (H1) entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial (13) zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden (10, 11) zumindest eine dielektrische Schicht (4) angeordnet ist, wobei auf einer dem Trägermaterial (13) abgewandten Seite zumindest einer Elektrode (10, 11) und/oder der dielektrischen Schicht (4) zumindest stellenweise zumindest eine zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht (7) angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode (10, 11) und/oder die dielektrische Schicht (4) in einer Querrichtung (Q1) zwischen dem Trägermaterial (13) und der Feuchteschicht (7) angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht (4) zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit (5) dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.Method (200) according to at least one of the preceding claims , characterized in that the sensor (6) comprises the following components: o at least one capacitor (20) with at least two electrodes (10, 11) which, in particular in a horizontal direction (H1) are arranged relative to each other along and on a, in particular flexible, carrier material (13), with at least one dielectric layer (4) being arranged between the electrodes (10, 11), with at least one electrode ( 10, 11) and/or the dielectric layer (4), at least one at least partially moisture-permeable and/or moisture-absorbing moisture layer (7) is arranged at least in places, with the at least one electrode (10, 11) and/or the dielectric layer (4 ) Are arranged in a transverse direction (Q1) between the carrier material (13) and the moisture layer (7), so that a capacitance through the on the dielek tric layer (4) at least partially changes, with a processing unit (5) being set up and provided for measuring and/or storing this change, so that a capacitive moisture sensor is created. Verfahren (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) zusätzlich ein kapazitiver Drucksensor ist, wobei die Verarbeitungseinheit (5) zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators (20) zu messen und/oder zu speichern.Method (200) according to claim 6 , characterized in that the sensor (6) is also a capacitive pressure sensor, the processing unit (5) being additionally set up and provided for measuring and/or storing a change in capacitance of the capacitor (20) caused by external pressure. Verfahren (200) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Trägermaterial (13) um einen Webstoff handelt, insbesondere in welchen elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors (6) und der Verarbeitungseinheit (5) eingewoben sind.Method (200) according to claim 6 or 7 , characterized in that the carrier material (13) is a woven fabric, in particular in which electrical conductor tracks for electrical contacting of the sensor (6) and the processing unit (5) are woven. Vorrichtung (100) zur sensorischen Erfassung von Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel (3), umfassend einen Sensor (6), welcher dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist eine(n) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck an einer Windelinnenfläche einer Windel (3) zu erfassen, um festzustellen, welche(r) Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Druck zwischen einer Hautoberfläche des Windelträgers und der Windelinnenfläche der Windel (3) herrscht. Dabei ist der Sensor (6) an der Innenfläche der Windel angeordnet ist und dort einen Druck, eine Feuchtigkeit, und/oder eine Temperatur an der Innenfläche der Windel (3) misst, und wobei der Sensor (6) mechanisch fest, jedoch austauschbar, mit Windel (3) verbunden ist:Device (100) for sensory detection of temperature, moisture and/or pressure on a diaper inner surface of a diaper (3), comprising a sensor (6) which is set up and provided for a(n) temperature, moisture and/or pressure a diaper inner surface of a diaper (3) in order to determine which temperature, humidity and/or pressure prevails between a skin surface of the diaper wearer and the diaper inner surface of the diaper (3). The sensor (6) is arranged on the inner surface of the diaper and measures pressure, moisture and/or temperature on the inner surface of the diaper (3) there, and the sensor (6) is mechanically fixed but replaceable, connected to diaper (3):

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