[发明专利]电场感应设备

说明书

技术领域

本发明涉及非接触式监控器并具体地涉及与导体之间的电场耦合的导电表面，导体提供了能够探测物体的移动、位置和压力的系统。

背景技术

在该技术领域中已知有许多系统用于提供回应人或动物的行为的非接触式监控器或警报环境。监控器或警报的更加一般地已知形式用于医院环境或家庭中来回应呼吸和呼吸停止(apnea)，更具体地用于在幼儿和早产婴儿中防止呼吸停止。这种类型的呼吸监控器在医院中使用，当患者出现非正常呼吸模式或已经停止呼吸时提供可视的和/或可听的指示。

在编号US 4,033,332(Cavitron公司)的专利中，公开了非接触式行为和呼吸监控器，包括了具有回弹力的电容性的垫子(空气垫)或作为空气垫的垫子，在那里具有电容器可回应躺在垫上的患者的行为或呼吸。电子感应电路和警报单元与电容器垫子连接，在非正常呼吸速率改变或发生呼吸停止时提供指示和/或警报。这个监控器能够回应并能够在被监控的患者的呼吸(包括呼吸停止)的小的运动，以及将自然引起患者呼吸速率增加并导致指示虚警的较大的运动之间进行分辨。这个监控器使用每层间具有泡沫的三层导线网电极。例如将该夹层结构放置在婴儿空气垫中或下面。当婴儿躺在垫子上时，由呼吸引起的电极间的相对运动有效地改变了电极之间的电容。通过电子电路感应电容的改变，如果探测的电平落入预先确定的门限电平以外，向医务人员发出可视的和/或可听的警报。该系统使用基本的积分及滤波电路，来探测由增加的呼吸速率或呼吸停止引起的电容的长期变化。这个类型的系统的一个缺点是不能测量静态参数诸如距离、力或压力，容易受到在主线频率上获得的静电的影响，仅能测量诸如当人静坐时发生的事件变化和非常量值。进一步的缺点是该电子电路回应由垫子电缆的移动产生的静电电荷，除非使用非微小的声学电缆，并且该电路需要驱动导体和接收导体。

发明内容

本发明的目标是提供非接触式监控系统，用一些方法来克服上面提到过的现有技术的缺点，至少将为该产业提供有益的选择。

因此，本发明的第一个方面包含电场感应系统，用于探测目标的移动、位置和压力，包括：

至少一个导电板，

参考输入信号，

高阻抗驱动信号输入，由所述参考输入信号产生并连接到在所述至少一个导电板周围产生电场的所述至少一个导电板，

处理电路，接收所述参考输入信号和所述高阻抗驱动信号作为输入，并产生数字信号输出，以及

其中在所述电场中的所述目标的位置确定所述高阻抗驱动信号的值，并且所述处理电路提供指示与所述至少一个导电板相关的所述目标位置的所述数字信号输出。

优选地，所述高阻抗驱动信号同样是感应信号。

优选地，所述处理电路使用所述高阻抗驱动信号输入的所述值来计算由所述目标引起的位移、位置和压力的至少一个。

优选地，所述处理电路随时间(over time)使用在所述高阻抗驱动信号输入中的所述值来计算由所述目标引起的位移、位置和压力的至少一个。

优选地，将所述数字信号输出输入到包含可听的警报的显示系统。

可选择地，将所述数字信号输出输入到显示系统。

可选择地，将所述数字信号输出输入到可听的警报系统。

优选地，由位于能使所述位于远程的人员在电子设备上实时接收到所述数字数据的所述电场感应系统的人员，通过无线电、移动通信网络或因特网的至少一种，将所述数字信号输出从所述电场感应系统发送给位于远程的人员。

优选地，所述电子设备包括无线电、移动电话、个人数字助理、因特网连接设备和计算机中的至少一种。

优选地，所述至少一个导电板由固体材料构成。

可选择地，所述至少一个导电板由柔性的和可延长的材料的至少一种构成。

优选地，所述固体材料为铜板。

可选择地，所述固体材料为碳浸聚乙烯(carbon impregnatedpolyethylene)垫。

优选地，所述至少一种导电板涂有导电墨水，诸如银。

可选择地，所述至少一种导电板涂有导电墨水，诸如碳。

优选地，所述柔性的材料为导电膜。

可选择地，所述柔性的材料为多个导电纤维。

优选地，所述柔性的材料附着在或缝合在柔性类型材料的外衣或其他部分，在使用中不会约束用户执行任务的能力。

本发明的第二个方面包括多层电场感应系统用来探测目标的移动、位置和压力中的至少一种，包括：

构成多层结构的多个电性耦合的导电板，