IT201900015051A1

IT201900015051A1 - Sensore tessile per il rilevamento di liquidi

Info

Publication number: IT201900015051A1
Application number: IT102019000015051A
Authority: IT
Inventors: Riccardo Marchesi
Original assignee: Knitronix S R L
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-02-26
Also published as: WO2021038454A3; WO2021038454A2; EP4022116A2; US11913147B2; EP4022116B1; US20220307166A1

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “Sensore tessile per il rilevamento di liquidi”

DESCRIZIONE

Ambito dell’invenzione

La presente invenzione riguarda l’ambito dei sensori ambientali.

In particolare, l’invenzione riguarda un sensore di tipo tessile per il rilevamento di liquidi e/o umidità.

Descrizione della tecnica nota

Come noto, un problema ricorrente nelle strutture sanitarie che effettuano ricoveri a lunga degenza è quello della formazione delle piaghe da decubito. La formazione delle piaghe da decubito viene causata principalmente dalla cattiva circolazione sanguigna nelle zone di contatto fra il corpo ed il materasso sul quale giace il paziente, ma essa è accelerata notevolmente se la zona di contatto è umida. I degenti che giacciono su tessuti umidi hanno infatti molte più probabilità di sviluppare piaghe da decubito in brevissimo tempo. Questo quadro è reso più complesso se il degente è una persona anziana affetta da incontinenza.

Inoltre, nonostante le procedure indichino che tra un paziente e l'altro ci debba essere una perfetta sterilizzazione degli strati di tessuto che sono in contatto con il corpo, la perdita di liquidi fisiologici che non vengono prontamente rimosse dal personale paramedico aumenta molto il rischio di formazioni di colonie di batteri che proliferano sugli strati più esterni del materasso e la formazione di piaghe.

Esistono sistemi con sensori di umidità posti tra il corpo del paziente e lo strato superiore del materasso. Tali sistemi permettono un intervento immediato da parte degli operatori sanitari in caso di perdite di liquidi. Se inoltre il segnale proveniente dal sensore viene portato nella sala di controllo del reparto può consentire un risparmio notevole di personale, poiché non sarà più necessario operare un controllo completo di tutti i pazienti ad ogni turno, ma sarà sufficiente assistere solo quei pazienti i cui letti sono umidi. Un sistema che allerta il personale di qualsiasi perdita consente pertanto di contenere i costi e garantire un servizio più efficiente.

Ad esempio, in WO2008115987 viene descritto un dispositivo per rilevare l’umidità su di un coprimaterasso, in cui sono presenti circuiti conduttivi disposti su tutta la superficie in modo da garantire uguale sensibilità all'umidità in qualsiasi posizione del coprimaterasso. L'umidità viene rilevata applicando un diverso livello di tensione ai circuiti conduttivi adiacenti e misurando la corrente che scorre tra di essi. In particolare, i circuiti conduttivi sono inseriti in uno strato di supporto o apposti su di esso mediante stampaggio. Lo strato di supporto, preferibilmente impermeabile, costituisce il coprimaterasso.

Tale sistema, tuttavia, presenta il principale inconveniente di essere poco adatto ad essere sottoposto a deformazione, in quanto i circuiti conduttivi, che siano inseriti o stampati, risultano avere necessariamente proprietà elastiche differenti rispetto allo strato di supporto.

Infatti, in caso che i circuiti siano maggiormente rigidi del supporto, ad esempio in caso di supporto tessile, essi rischiano di danneggiarsi durante la flessione o l’estensione del coprimaterasso, azioni molto frequenti durante la movimentazione del paziente o la piegatura del coprimaterasso. Se, invece, il supporto fosse rigido o semirigido, i circuiti sarebbero protetti da danneggiamento, ma il coprimaterasso comporterebbe un minore confort del paziente e sarebbe difficilmente ripiegabile quando non utilizzato.

Inoltre, il dispositivo descritto in WO2008115987, a causa della sua conformazione, non può essere utilizzato, ad esempio, per il rilevamento di liquidi all’interno di edifici o altri contesti in cui sia necessario rilevare una perdita.

Si sente dunque l’esigenza di un dispositivo per il rilevamento di liquidi che possa risolvere i suddetti inconvenienti.

Sintesi dell’invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo tessile per il rilevamento di liquidi che abbia la stessa resistenza a deformazione, flessione ed estensione di un tessuto tradizionale.

È anche scopo della presente invenzione fornire un siffatto dispositivo che sia in grado di rilevare cambiamenti di umidità nell’aria o in un materiale adiacente al dispositivo.

È ancora scopo della presente invenzione fornire un siffatto dispositivo che sia in grado di rilevare perdite di liquidi all’interno di edifici.

È inoltre scopo della presente invenzione fornire un metodo per la creazione del suddetto dispositivo, secondo forme e dimensioni variabili.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un dispositivo tessile per il rilevamento di liquidi secondo le rivendicazioni da 1 a 5.

L’immagliatura dei fili conduttivi non isolati con il tessuto matrice conferisce al dispositivo tessile maggiore estensibilità e flessibilità rispetto alla tecnica nota.

Inoltre, la creazione per immagliatura consente di fornire al dispositivo tessile complesse geometrie e lunghezze molto più elevate rispetto alla tecnica nota.

Oltre al rilevamento di perdite di liquidi nei letti di ospedali, sono numerose le applicazioni possibili della presente invenzione.

Ad esempio, un’applicazione riguarda il monitoraggio di perdite di acqua piovana nei tetti degli edifici storici. Una striscia del dispositivo tessile, secondo la presente invenzione, può essere distesa nel sottotetto di un edificio, disponendolo in strisce parallele tutte collegate elettricamente allo stesso dispositivo di monitoraggio della resistenza, in modo da coprire interamente la superficie del pavimento. Così facendo un eventuale gocciolamento di acqua proveniente dal tetto verrebbe immediatamente rilevato, permettendo di intervenire tempestivamente.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, si rivendica un metodo per la produzione del dispositivo tessile, secondo la presente invenzione.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e/o vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

- la figura 1 mostra schematicamente una prima forma realizzativa del dispositivo tessile per il rilevamento di liquidi, secondo la presente invenzione;

- la figura 2A mostra schematicamente in vista prospettica una seconda forma realizzativa del dispositivo tessile per il rilevamento di liquidi, secondo la presente invenzione;

- la figura 2B mostra schematicamente in sezione la forma realizzativa di figura 2A del dispositivo tessile per il rilevamento di liquidi, secondo la presente invenzione.

Descrizione di alcune forme realizzative preferite Con riferimento alla figura 1, in una possibile forma realizzativa, il dispositivo tessile 100 per il rilevamento di liquidi, secondo la presente invenzione, comprende un tessuto matrice 105 ottenuto mediante una lavorazione a maglia, durante la quale sono stati coimmagliati anche un primo filo conduttivo non isolato 110 ed un secondo filo conduttivo non isolato 120.

In particolare, ciascuno dei fili conduttivi non isolati 110,120 comprende una pluralità di ramificazioni 112,122 disposte in ranghi di maglia paralleli fra loro, ed immagliati a ranghi alterni, in modo tale che i fili conduttivi non isolati 110,120 formino rispettive strutture “a pettine” almeno parzialmente compenetrate tra loro e tali da coprire omogeneamente la superficie del dispositivo tessile 100.

I fili conduttivi non isolati 110,120 sono connessi ad una sorgente di energia elettrica, in modo tale da creare un circuito elettrico aperto ed avere una differenza di potenziale tra i fili conduttivi non isolati 110,120. Inoltre, è presente, ma non mostrato in figura per semplicità, un dispositivo di misurazione di resistenza elettrica atto a misurare la resistenza elettrica R nel circuito elettrico.

In tal modo, quando il tessuto matrice 105 è posto a contatto con un liquido, o con un materiale umido o bagnato, i fili conduttivi non isolati 110,120 si connettono elettricamente mediante tale liquido, e il dispositivo di misura della resistenza elettrica R misura una variazione di resistenza elettrica R nel circuito elettrico.

In particolare, il tessuto matrice 105 può essere almeno parzialmente in grado di assorbire liquidi. In tal caso, il tessuto matrice può assorbire il liquido o l’umidità e permettere la connessione elettrica tra i fili conduttivi non isolati 110,120.

In ogni caso, sia con tessuto matrice permeabile che impermeabile, il dispositivo è in grado di rilevare anche un liquido contenuto in un tessuto umido, o bagnato, esterno posto a contatto con i fili conduttivi non isolati. Pertanto, il dispositivo è in grado di rilevare una perdita di liquido anche prima che esso stesso sia inumidito o bagnato.

Inoltre, il dispositivo è in grado sia di rilevare la presenza improvvisa di un liquido o di un tessuto umido, rilevando una variazione della resistenza elettrica R che passa da un valore infinito (circuito elettrico aperto) ad un valore finito (circuito elettrico chiuso), sia di rilevare una variazione dell’umidità, rilevando una variazione nel valore di resistenza elettrica R che passa tra due valori finiti.

Inoltre, in caso vi siano una pluralità di primi e secondi fili conduttivi non isolati, i primi fili conduttivi possono essere connessi insieme ad un primo polo del dispositivo di misurazione della resistenza elettrica e, analogamente, i secondi fili conduttivi possono essere connessi insieme ad un secondo polo del dispositivo di misurazione della resistenza elettrica.

Con riferimento alle figure 2A e 2B, in una forma realizzativa alternativa del dispositivo tessile 100, i fili conduttivi non isolati 110,120 sono immagliati con il filo tessile 106 in corrispondenza di facce opposte 105a,105b del tessuto matrice 105, in modo da formare una struttura tridimensionale “a sandwich” in cui il tessuto matrice 105 è atto a separare il primo filo conduttivo non isolato 110 e il secondo filo conduttivo non isolato 120.La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi comprendente: - un tessuto matrice (105) ottenuto mediante lavorazione a maglia; - un primo filo conduttivo non isolato (110); - un secondo filo conduttivo non isolato (120); - una sorgente di energia elettrica connessa a detti fili conduttivi non isolati (110,120) in modo tale da creare un circuito elettrico ed avere una differenza di potenziale tra detti fili conduttivi non isolati (110,120); - un dispositivo di misurazione di resistenza elettrica atto a misurare la resistenza elettrica R in detto circuito elettrico; detto dispositivo tessile (100) essendo caratterizzato dal fatto che detti fili conduttivi non isolati (110,120) sono immagliati con detto tessuto matrice (105), e dal fatto che detto dispositivo tessile (100) è configurato in modo tale che quando detto tessuto matrice (105) è posto a contatto con un liquido, detti fili conduttivi non isolati (110,120) si connettono elettricamente mediante detto liquido, e detto dispositivo di misura della resistenza elettrica misura una variazione di resistenza elettrica R in detto circuito elettrico.
2. Il dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 1, in cui, quando detti fili conduttivi non isolati (110,120) si connettono elettricamente mediante detto liquido, detta resistenza R passa da un valore infinito ad un valore finito.
3. Il dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 1, in cui detto tessuto matrice (105) è un tessuto almeno parzialmente in grado di assorbire liquidi.
4. Il dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuno di detti fili conduttivi non isolati (110,120) comprende una pluralità di ramificazioni (112,122).
5. Il dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 4, in cui dette ramificazioni (112,122) di detti fili conduttivi non isolati (110,120) sono disposte in ranghi di maglia paralleli, in modo tale che detti fili conduttivi non isolati (110,120) formino rispettive strutture “a pettine” almeno parzialmente compenetrate tra loro.
6. Il dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo filo conduttivo non isolato (110) è immagliato con una prima faccia (105a) di detto tessuto matrice (105) e detto secondo filo conduttivo non isolato (120) è immagliato con una seconda faccia (105b) di detto tessuto matrice (105), opposta a detta prima faccia (105a), per formare una struttura tridimensionale “a sandwich” in cui detto tessuto matrice (105) è atto a separare detto primo filo conduttivo non isolato (110) e detto secondo filo conduttivo non isolato (120).
7. Un metodo per la produzione di un dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - disposizione di una macchina da maglieria rettilinea comprendente almeno un primo guidafilo, un secondo guidafilo ed un terzo guidafilo; - disposizione di un filo tessile (106) su detto primo guidafilo, di un primo filo conduttivo non isolato (110) su detto secondo guidafilo e di un secondo filo conduttivo non isolato (120) su detto terzo guidafilo; - immagliatura alternata di detto filo tessile (106) e di detti fili conduttivi non isolati (110,120); - connessione di una sorgente di energia elettrica a detti fili conduttivi non isolati (110,120) in modo tale da creare un circuito elettrico ed avere una differenza di potenziale tra detti fili conduttivi non isolati (110,120); - disposizione di un dispositivo di misurazione di resistenza elettrica atto a misurare variazioni di resistenza elettrica R in detto circuito elettrico.
8. Il metodo per la produzione di un dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 7, in cui detto filo tessile (106) è almeno parzialmente in grado di assorbire liquidi.
9. Il metodo per la produzione di un dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 7, in cui detti fili conduttivi non isolati (110,120) sono immagliati a partire da lati opposti tra loro di detta macchina da maglieria rettilinea.
10. Il metodo per la produzione di un dispositivo tessile (100) per il rilevamento di liquidi, secondo la rivendicazione 9, in cui dette ramificazioni (112,122) di detti fili conduttivi non isolati (110,120) sono disposte in ranghi di maglia paralleli, in modo tale che detti fili conduttivi non isolati (110,120) formino rispettive strutture “a pettine” almeno parzialmente compenetrate tra loro.