JP4524799B2 - 尿量測定大便器 - Google Patents
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Description
一端が前記ボール面に開口して前記溜水に連通した測定管路を備え前記溜水の水位を測定する溜水水位測定手段と、
前記溜水水位測定手段で得られる溜水水位の排尿に伴う変化量と予め記憶された検量線とから***された尿量を求める尿量算出手段と、を有する尿量測定大便器において、
溜水量を変化させることによって前記溜水の水位を変化させる検量水位形成手段と、
前記検量水位形成手段によって溜水量を変化させたときの溜水水位を前記溜水水位測定手段で測定して得られる、溜水量と溜水水位との関係から前記検量線を作成する検量線作成手段とを有し、
前記検量水位形成手段は、溜水の水位を変化させるための検量水を所定量ずつ前記ボール面に供給する検量水供給手段を備え、前記洗浄水供給手段によってボール面の前記溜水を全量除去した後に前記検量水供給手段を作動させて、前記検量水の水位を変化させることを特徴とすることにより、
装置施工時の水平だしのばらつき等の、設置後に形成される溜水水位に対するばらつき要因があっても、設置施工後に溜水水位測定手段の出力の補正や検量線の再作成を行なって溜水水位測定手段の測定精度の校正を行なうことにより、水位の測定値から高精度に尿量を求めることを可能とするとともに、排尿時の尿量測定と同じ条件で、溜水量と水位の検量関係を高精度に知ることが出来る。
検量水貯留手段の容器に貯留される検量水量が既知であり、それを、時間的間隔をあけて順次供給するものであるため、規定された水量を供給した時の水位が安定する結果、検量線作成に必要な溜水量と水位測定値との関係を高精度に知ることが出来る。
検量水の段階的な水量変化を単一の容器で構成された検量水貯留手段で実現することが可能となるため、検量水の供給精度を高精度にすることが可能であり、装置がコンパクトに構成できる。
検量水の流出経過時間からその時間での検量水供給量を算出できるため、検量水供給量と水位との関係づけを検量水流出時間を測定するだけで連続的に行うことを可能とした。
供給する検量水を貯留する必要がないことにより、検量水を貯留するための時間が不要となるため、検量線作成所要時間が短縮できる。
一端が前記ボール面に開口して前記溜水に連通した測定管路を備え前記溜水の水位を測定する溜水水位測定手段と、
前記溜水水位測定手段で得られる溜水水位の排尿に伴う変化量と予め記憶された検量線とから***された尿量を求める尿量算出手段と、を有する尿量測定大便器において、
溜水量を変化させることによって前記溜水の水位を変化させる検量水位形成手段と、
前記検量水位形成手段によって溜水量を変化させたときの溜水水位を前記溜水水位測定手段で測定して得られる、溜水量と溜水水位との関係から前記検量線を作成する検量線作成手段とを有し、
前記検量水位形成手段は、溜水の水位を変化させるための検量水を所定量ずつ前記ボール外に排出する検量水排出手段を備え、前記洗浄水供給手段によって前記ボール面の溢流水位まで水を検量水として供給した後に、前記検量水排出手段を作動させて前記検量水の水位を変化させることを特徴とすることにより、
装置施工時の水平だしのばらつき等の、設置後に形成される溜水水位に対するばらつき要因があっても、設置施工後に溜水水位測定手段の出力の補正や検量線の再作成を行なって溜水水位測定手段の測定精度の校正を行なうことにより、水位の測定値から高精度に尿量を求めることを可能とするとともに、検量線作成のための検量水供給手段を専用に設けることなく、検量線作成が可能となる。
水を排出するために特別な配管路を用意する必要が無く、機能実現のためのコスト低減と信頼性低下の防止を両立することを可能とした。
溜水水位を絶対値として検知できるため、測定開始スタート水位の正確性・再現性が低くても、排尿前後の溜水量を正確に認識することを可能とした。
溜水水位測定手段の出力の校正動作を稼働部のない簡便な構成で実現でき、結果として再現性の高い溜水水位測定手段に対する出力校正の実現を可能とした。また、校正動作と溜水水位測定とが時間差なく実現できることから、溜水水位測定手段が持つ経時的な出力ドリフトの影響を受けず、より高精度の溜水水位測定の実現を可能とした。
便器溜水中に存在する可能性のある異物を排出できるため、校正動作時に測定管路を経由して異物を吸引することによって測定系に詰まりなどのトラブル発生を防止することを可能とした。
便器1は、使用者の***物を受けるために使用され、便器1の内側には、使用者の***物を受ける溜水4を貯えるボール2が構成される。溜水4はトラップ部5を介して下水管9と連通している。ボール2上部にはリム3が構成され、リム3にリム吐水ノズル7が設置されている。ボール2底部には、トラップ部5に吐水方向を向けているゼット吐水ノズル8が構成されている。リム吐水ノズル7は、検量水供給手段13からの供給水、および洗浄水供給手段6からの供給水を合流して吐水することが出来る。ゼット吐水ノズル8は、洗浄水供給手段6から供給される洗浄水を吐水することが出来る。洗浄水供給手段6では、吐水の開閉のほかに、リム吐水ノズル7とゼット吐水ノズル8との水の供給先の切換を行うことが出来る。ゼット吐水ノズル8からの吐水はトラップ部5に対して負圧を発生させ、発生したサイホン現象によって、***物を下水管9に送出するとともに溜水4を十分低い水位にする。そして、リム吐水ノズル7から吐水を行い、溜水を補給する。本図ではサイホン現象によって溜水を排出する方法を示したが、溜水4と下水管9の間に排出管路を設けたり、簡易水洗便器のようにボール2の底部近傍にフラップ弁状の排出手段が設けられるものであってもよい。
本発明のように便器のボール面を測定容器として利用する測定においては、水を溜めるボール2の形状が単純でないことから、測定された水位から尿量を換算するための検量線が必要となる。
検量水供給手段13は、3つの壁に仕切られた4つの槽から構成される。
給水用開閉弁25が開くと、給水管24から供給される水は、まずスタート溜水量用貯水槽20に貯水される。次に、スタート溜水量用貯水槽20が満水になると第1検量水供給用貯水槽21に水の供給が移る。ここでスタート溜水量用貯水槽20の満水時高さは第1検量水供給用貯水槽21の満水時高さよりも高いか、または両者は等しい関係にある。同様に、第1検量水供給用貯水槽21が満水になると第2検量水供給用貯水槽22に水の供給が移り、第2検量水供給用貯水槽22が満水になると、あふれ水排水槽23に水の供給が移る。ここで第1検量水供給用貯水槽21の満水時高さは第2検量水供給用貯水槽22の満水時高さよりも高いか、または両者は等しい関係にある。あふれ水排水槽23に水が供給されると、あふれ水排水槽23内の水はあふれ水排水管29により下水配管などに排水されるので、給水用開閉弁25を閉じる。
シーケンス管理部16からの指令により、検量水目標記憶手段33から次の目標値を供給水量比較手段32に送る。供給水量比較手段32は、検量水供給制御手段30を動作させ、給水を開始させるとともに、積算流量測定手段31の検量水の積算流量を監視し、目標値と比較する。そして、検量水の積算流量が目標値に達したら、供給水量比較手段32は、検量水供給制御手段30により給水を停止する。同様に、検量水目標記憶手段33から給水量比較手段32に送る目標値を段階的に変化させ、検量線作成に必要な水量変化を得ることができる。
断面積が一様な検量水貯留手段40には、給水配管41から給水開閉弁41を介して給水が行われ、あふれ水配水管45を利用して一定容量の水が貯えられる。検量水貯留手段40の底辺には、検量水供給量制限手段44があり、検量水供給配管12に接続される。検量水供給量制限手段44は一般的にはオリフィス穴であり、検量水貯留手段40が満水状態で検量水供給制御手段43により検量水の供給が開始してからの経過時間により、供給される検量水の流出速度が推定できるようになっている。
図6のように、検量水供給量制限手段44を通過する供給検量水の流速は、検量水貯留手段40での水位の減少に従い、1次関数的に減少する。検量水供給量制限手段44に対しては重力だけしか働いていないため、流速の再現性は高く、検量水流出時間計測手段46で経過時間を計測することによって、検量水量演算手段47で、各経過時間ごとの検量水の供給量を連続的に計算することができ、経過時間を介在させることによって、検量水の供給量と溜水水位測定手段14の水位測定値とを関係づけ、検量線作成手段18で検量線を作成することができる。
S101で検量線創生が指示される。検量線の創生は施工時に必須であり、以降は所定期間を設定して経時的に実施して、全体システムの測定精度が一定範囲に収まるように実施される。S102はボール内の溜水を下水に対して排出するステップであり、図1から図6の構成であれば、ゼット吐水によってトラップ部に負圧を発生させ、サイホン現象で溜水を全て排出する。次いで、S103でボールに対して所定量の水が供給されスタート水位が形成される。溜水水位測定手段の経時的なドリフト変動を配慮し、例えば容器で量り取られたり、給水量が制御される構成で水が供給される。S104は、その位置を原点として認識するステップであり、例えばスタート水位時の溜水量は1.3L、水位が原点として認識される。S105は前記スタート水位に対して所定量の水を供給し、その水位変化量を測定するステップである。例えば1回目の定量給水量を0.4Lとすると、溜水量が1.7Lとなったときの溜水水位変化量を測定する。S106は所定回数分の定量給水を制御するステップである。例えば、2回目の定量給水量を0.4Lとすると、溜水量が2.1Lとなったときの溜水水位変化量が測定されることになる。繰り返し数は便器の製造ばらつきの程度や、目標とする精度によって適宜変更すればよい。S107は検量線を演算するステップであり、前述の事例では、溜水水位1.3Lと1.7Lと2.1L時の測定された水位変化量によって、補間関数が演算され、溜水水位と溜水量の関係が認知され、S108で検量線の設定動作が終了する。
S101で検量線創生が指示される。検量線の創生は施工時に必須であり、以降は所定期間を設定して経時的に実施して、全体システムの測定精度が一定範囲に収まるように実施される。S102は校正動作に対して便器洗浄を事前準備として、ボール内の溜水を下水に対して排出するステップであり、図8から図16の構成であれば、ゼット吐水によってトラップ部に負圧を発生させ、サイホン現象で溜水を全て排出する。便器には色々なものが捨てられる恐れがあるため、校正に対しては常に溜水を排出、換水してから校正動作を実施することで、測定系への異物詰り等のトラブル発生を未然防止している。次いで、S103でボールに対してトラップ部の溢流水位Hとなるまで水が供給される。S104は、校正管に対して水を供給し、校正管の中を満水にするステップで、校正の再現性が常に一定となるように配慮されている。S105は、その位置を校正基準水位として認識するステップである。S107は検量線設定範囲の上限まで溜水を排出するステップである。以降、検量線設定範囲の下限に向けて、所定量の溜水排出が繰返される。例えば溢流水位時の溜水量を2.7L、および、検量線設定範囲の上限時の溜水量を2.1Lとすると、S107ステップの溜水排出量は0.6Lということになる。S108は所定量の排水を行い、溜水水位を測定するステップである。S109は流出排出回数を制御するステップである。例えば1回の定量給水量を0.2Lとすると、検量線設定範囲の下限溜水量を1.3Lとすると、溜水量を前述の2.1Lから、1.9L、1.7L、1.5L、1.3Lと変化させて、都度、溜水の絶対水位を測定する。繰り返し数は便器の製造ばらつきの程度や、目標とする精度によって適宜変更すればよい。S110は検量線を演算するステップであり、前述の事例では、溜水水位1.3Lと1.5Lと1.7L1.9Lと2.1L時の測定された溜水の絶対水位によって補間関数が演算され、溜水水位と溜水量の関係が認知され、S111で検量線の設定動作が終了する。
2・・・・・・ボール
3・・・・・・リム
4・・・・・・溜水
5・・・・・・トラップ部
6・・・・・・洗浄水供給手段
7・・・・・・リム吐水ノズル
8・・・ゼット吐水ノズル
9・・・下水管
10・・・排水ソケット
11・・・導圧管
12・・・検量水供給配管
13・・・検量水供給手段
14・・・溜水水位測定手段
15・・・制御部
16・・・シーケンス管理部
17・・・検量線作成手段
18・・・尿量算出手段
19・・・測定値出力手段
20・・・スタート溜水量用貯水槽
21・・・第1検量水供給用貯水槽
22・・・第2検量水供給用貯水槽
23・・・あふれ水排水槽
24・・・給水管
25・・・給水用開閉弁
26・・・スタート溜水量供給水開閉弁
27・・・第1検量水供給用開閉弁
28・・・第2検量水供給用開閉弁
29・・・あふれ水排水管
30・・・検量水供給制御手段
31・・・積算流量測定手段
32・・・供給水量比較手段
33・・・検量水目標値記憶手段
40・・・検量水貯留手段
41・・・給水配管
42・・・給水用開閉弁
43・・・検量水供給制御手段
44・・・検量水供給量制限手段
45・・・あふれ水排水管
46・・・検量水流出時間計測手段
47・・・検量水量演算手段
101・・・大便器ユニット
102・・・洋風大便器
103・・・止水洗
104・・・キャビネット
106・・・ボール
106a・・・リム面
107・・・リム吐水ノズル
108・・・トラップ部
108a・・・頂部
108b・・・トラップ部入口
109・・・ゼット吐水ノズル
110・・・便座
112・・・便ふた
114・・・採尿装置
114a・・・採尿器
114b・・・採尿アーム
114c・・・採尿ユニット
114d・・・尿成分測定部
116・・・水路切替手段
118・・・圧力センサー
118a・・・圧力導管
118b・・・排水導管
119・・・溜水量測定ユニット
119a・・・開閉弁A
119b・・・開閉弁B
119c・・・開閉弁C
119d・・・開閉弁D
119e・・・開閉弁E
119f・・・校正管
119g・・・フロートスイッチ
119h・・・ポンプ
119i・・・トラップ
119j・・・異物除去手段
119k・・・校正貯水部
120・・・制御手段
122・・・操作・表示部
124・・・排水ソケット
126・・・下水配管
128・・・尿量算出手段
130・・・検量線作成手段
132・・・衛生洗浄装置リモコン
134・・・尿成分測定部リモコン
136・・・プリンター
H・・・溢流水位
H’・・・待機水位
Q・・・溜水量
ΔV・・・出力電圧変化量
W・・・満水水位
X・・・空水位
Y・・・スタート水位
Z・・・排尿後水位
Claims (10)
- 使用者の排尿を受けると共に溜水が形成されたボール面と、水を供給することにより前記ボール面を洗浄するとともに前記溜水を下水配管に排出する洗浄水供給手段と、
一端が前記ボール面に開口して前記溜水に連通した測定管路を備え前記溜水の水位を測定する溜水水位測定手段と、
前記溜水水位測定手段で得られる溜水水位の排尿に伴う変化量と予め記憶された検量線とから***された尿量を求める尿量算出手段と、を有する尿量測定大便器において、
溜水量を変化させることによって前記溜水の水位を変化させる検量水位形成手段と、
前記検量水位形成手段によって溜水量を変化させたときの溜水水位を前記溜水水位測定手段で測定して得られる、溜水量と溜水水位との関係から前記検量線を作成する検量線作成手段とを有し、
前記検量水位形成手段は、溜水の水位を変化させるための検量水を所定量ずつ前記ボール面に供給する検量水供給手段を備え、前記洗浄水供給手段によってボール面の前記溜水を全量除去した後に前記検量水供給手段を作動させて、前記検量水の水位を変化させることを特徴とする尿量測定大便器。 - 前記検量水供給手段は、水を前記検量水として貯留する複数の容器からなる検量水貯溜手段と、前記検量水貯溜手段に水を供給するための給水手段と、前記検量水貯留手段の前記各容器に貯溜された前記検量水を時間的供給間隔をあけて順次に、ボール面に供給する検量水供給制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の尿量測定大便器。
- 前記検量水供給手段は、水を前記検量水として貯留する単一の容器からなる検量水貯留手段と、前記検量水貯留手段に水を供給するための給水手段と、前記検量水貯留手段の前記容器に貯留された前記検量水をボール面に供給する検量水供給制御手段とを備え、前記検量水供給制御手段は、前記給水手段による前記検量水貯留手段への給水完了後に前記ボール面への検量水供給を行なうことを、複数回繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の尿量測定大便器
- 前記検量水供給手段は、あらかじめ規定された容量の水を前記検量水として貯留する検量水貯溜手段と、前記検量水貯溜手段からボール面に供給するために流出させる前記検量水の流出速度を制限する検量水供給量制限手段と、前記検量水貯溜手段からボール面に前記検量水を供給するための水路を開閉する検量水供給制御手段と、前記検量水の流出する流出経過時間を計測する検量水流出時間計測手段と、前記流出経過時間と前記流出速度とから任意の経過時間における検量水供給量を算出する検量水量演算手段と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の尿量測定大便器。
- 前記検量水供給手段は、前記検量水の供給を制御する検量水供給制御手段と、検量水供給量を測定する積算流量測定手段と、少なくとも異なる2つ以上の水位をボール面に形成するために必要な検量水量である検量水供給量目標値を記憶した検量水目標値記憶手段と、前記積算流量測定手段による供給水量と前記検量水供給量目標値とを比較し、検量水供給制御手段に検量水供給の断続指令を出力する供給水量比較手段と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の尿量測定大便器。
- 使用者の排尿を受けると共に溜水が形成されたボール面と、水を供給することにより前記ボール面を洗浄するとともに前記溜水を下水配管に排出する洗浄水供給手段と、
一端が前記ボール面に開口して前記溜水に連通した測定管路を備え前記溜水の水位を測定する溜水水位測定手段と、
前記溜水水位測定手段で得られる溜水水位の排尿に伴う変化量と予め記憶された検量線とから***された尿量を求める尿量算出手段と、を有する尿量測定大便器において、
溜水量を変化させることによって前記溜水の水位を変化させる検量水位形成手段と、
前記検量水位形成手段によって溜水量を変化させたときの溜水水位を前記溜水水位測定手段で測定して得られる、溜水量と溜水水位との関係から前記検量線を作成する検量線作成手段とを有し、
前記検量水位形成手段は、溜水の水位を変化させるための検量水を所定量ずつ前記ボール外に排出する検量水排出手段を備え、前記洗浄水供給手段によって前記ボール面の溢流水位まで水を検量水として供給した後に、前記検量水排出手段を作動させて前記検量水の水位を変化させることを特徴とする尿量測定大便器。 - 前記測定管路は他端を前記下水配管に連通させ、前記検量水排出手段は、前記検量水を前記測定管路を経由して前記ボール外に排出することを特徴とする請求項6に記載の尿量測定大便器。
- 前記溜水水位測定手段は、その出力値を校正するための基準となる校正基準水位を創生する校正基準水位作成手段を有し、前記校正基準水位における前記溜水水位測定手段の出力を計測することによって、前記溜水水位測定手段の出力を校正することを特徴とする請求項6に記載の尿量測定大便器。
- 前記校正基準水位作成手段は、一端が前記測定管路によってボール面の前記溜水に接続され、他端の上端が大気に対して開放された校正管と、前記校正管に水を供給する校正水補給手段と、を有することを特徴とする請求項8に記載の尿量測定大便器。
- 前記溜水水位測定手段手段の出力の校正を行なう前、及び、前記溜水水位測定手段手段の検量線を作成する前に、便器洗浄を実施することを特徴とする請求項6乃至請求項9のいづれかに記載の尿量測定大便器。
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