JP6747656B2

JP6747656B2 - Excretion management system

Info

Publication number: JP6747656B2
Application number: JP2015032691A
Authority: JP
Inventors: 一樹中島; 紘也藤田
Original assignee: University of Toyama NUC
Current assignee: University of Toyama NUC
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2035-02-23
Also published as: JP2015178764A

Description

本発明は、排泄を管理する排泄管理システムおよび便器に関する。 The present invention relates to an excretion management system and a toilet bowl that manage excretion.

高齢者は、比較的に便秘になりやすく、必要に応じて下剤を服用させる必要がある。そのため、高齢者の排泄の有無や、排泄物の判別および排泄量などの高齢者の排泄に関する情報を適切に管理する必要性が高まってきている。
しかしながら、高齢者、特に認知症高齢者が単独で排泄を行う場合、本人により申告される排泄に関する情報は信憑性が低い。このような事情により、排泄に関する情報を客観的に管理できる装置やシステムが望まれている。 Elderly people are more likely to have constipation and need to take laxatives as needed. Therefore, there is an increasing need to appropriately manage information on excretion of the elderly, excretion of the elderly, and information about excretion of the elderly such as the amount of excretion.
However, when the elderly, especially the elderly with dementia, excrete alone, the information on excretion reported by the person is not reliable. Under these circumstances, there is a demand for a device or system that can objectively manage excretion information.

人々の排泄を管理する装置として、非特許文献１には生理的なモニタリングを行う排泄装置が開示されている。この装置は、便座が、便器周りの床を掘り込んで設けられたロードセルに支持部を介して支持されており、便座に座った人の体重を時系列的に計測することができる。さらに、排泄前後の体重から排泄量等も算定することができる。 As a device for managing excretion of people, Non-Patent Document 1 discloses an excretion device that performs physiological monitoring. In this device, the toilet seat is supported by a load cell provided by digging the floor around the toilet via a support portion, and the weight of a person sitting on the toilet seat can be measured in time series. Furthermore, the excretion amount and the like can be calculated from the body weight before and after excretion.

K. Yamakoshi, Unconstrained physiological monitoring in daily living for health care, Frontiers Med. Biol. Eng., 2000, 10, 239-259.K. Yamakoshi, Unconstrained physiological monitoring in daily living for health care, Frontiers Med. Biol. Eng., 2000, 10, 239-259.

上記装置の体重の測定精度は、排泄物の重さが約数十〜数百ｇであるため、１００ｋｇの重さに対し、１ｇ程度の精度が要求される。そのため、上記装置は、高精度のロードセルを用いる必要があり、装置の製造コストが非常に高額となる。また、装置の製造や設置にはトイレ床面の工事を伴うので、かなりの技術力と労力を要する。 Since the weight of the excrement weighs about several tens to several hundreds of g, the accuracy of measuring the body weight of the above device is required to be about 1 g for a weight of 100 kg. Therefore, the above device needs to use a highly accurate load cell, and the manufacturing cost of the device becomes very high. Further, since the manufacturing and installation of the device involves the construction of the floor surface of the toilet, considerable technical skill and labor are required.

そこで、本発明は、排泄を客観的に管理することができる排泄管理システムおよびこの排泄管理システムに使用可能な便器であって、製造および設置が容易であり、低コストで製造可能な便器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an excretion management system capable of objectively controlling excretion and a toilet bowl usable in this excretion management system, which is easy to manufacture and install and can be manufactured at low cost. The purpose is to

本発明の排泄管理システムは、便器のボウル部内の温度の空間分布を非接触で計測する温度計測部と、温度計測部で計測した温度データを処理する制御部と、を備え、制御部が、温度データに基づいて、ボウル部内における排泄の有無を判定する。 The excretion management system of the present invention includes a temperature measurement unit that measures the spatial distribution of the temperature in the bowl of the toilet bowl in a non-contact manner, and a control unit that processes the temperature data measured by the temperature measurement unit. The presence or absence of excretion in the bowl is determined based on the temperature data.

本発明の排泄管理システムは、さらにボウル部内の臭気を計測する臭気計測部を備え、制御部が、臭気計測部で計測された臭気データと、温度データとに基づいて、ボウル部内で排出される排出物について、大便、小便および放屁のうちの少なくとも１つの判別を行うものであってもよい。 The excretion management system of the present invention further includes an odor measuring unit for measuring the odor in the bowl, and the control unit discharges the odor in the bowl based on the odor data measured by the odor measuring unit and the temperature data. At least one of stool, urine, and flatus may be determined for the discharged matter.

本発明の排泄管理システムは、制御部が、温度データに基づいて、ボウル部内で排泄される排泄物の排泄量を算定するものであってもよい。 In the excretion management system of the present invention, the control unit may calculate the excretion amount of the excrement excreted in the bowl unit based on the temperature data.

本発明の便器は、ボウル部を有する便器本体と、ボウル部内の温度の空間分布を非接触で計測する温度計測部と、ボウル部内の臭気を計測する臭気計測部と、を備える。 The toilet bowl of the present invention includes a toilet body having a bowl portion, a temperature measuring portion that measures the spatial distribution of the temperature inside the bowl portion in a non-contact manner, and an odor measuring portion that measures the odor inside the bowl portion.

本発明の排泄管理システムは、温度計測部で計測した温度データに基づいて、ボウル部内における排泄の有無を判定することができる。
また、本発明の排泄管理システムは、温度計測部および臭気計測部で計測した温度データおよび臭気データに基づいて、ボウル部内で排出された排出物について、大便、小便および放屁のうちの少なくとも１つの判別を行うことができる。
また、本発明の排泄管理システムは、温度計測部で計測した温度データに基づいて、ボウル部内で排泄された排泄物の排泄量を算定することができる。 The excretion management system of the present invention can determine the presence or absence of excretion in the bowl based on the temperature data measured by the temperature measuring unit.
Further, the excretion management system of the present invention, based on the temperature data and the odor data measured by the temperature measuring unit and the odor measuring unit, at least one of stool, urine and flatus for the discharge discharged in the bowl unit. It can be discriminated.
Further, the excretion management system of the present invention can calculate the excretion amount of the excrement excreted in the bowl, based on the temperature data measured by the temperature measuring unit.

本発明の便器は、上記の排泄管理システムに使用することができ、従来の排泄を管理する装置に比べ、製造および設置が容易であり、製造コストも大幅に抑えることができる。
本発明の便器は、温度計測部でボウル部内の温度の空間分布を計測することにより、排泄時におけるボウル部内の温度の時空間的な変化を捉えることができるので、ボウル部内における排泄の有無を確実に把握することができる。また、本発明の便器は、温度計測部が非接触で排泄物の温度を計測するので、接触型の計測部に比べて衛生的であり、温度計測部の維持コストもあまりかからない。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The toilet bowl of the present invention can be used in the above-mentioned excretion management system, is easier to manufacture and install, and can significantly reduce the manufacturing cost as compared with the conventional device for managing excretion.
Since the toilet bowl of the present invention can detect the spatiotemporal change in the temperature in the bowl during excretion by measuring the spatial distribution of the temperature in the bowl with the temperature measuring unit, the presence or absence of excretion in the bowl can be determined. You can be sure. Further, in the toilet bowl of the present invention, since the temperature measuring unit measures the temperature of the excrement without contact, it is more hygienic than the contact type measuring unit, and the maintenance cost of the temperature measuring unit is less expensive.

本発明の実施形態の便器を示す平面図である。It is a top view which shows the toilet bowl of embodiment of this invention. 図１のII−II線断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the II-II sectional view taken on the line of FIG. 温度計測部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a temperature measurement part. 本発明の第一実施形態の排泄管理システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the excretion management system of 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態の排泄管理システムの全体的な処理の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the flow of the whole processing of the excretion management system of a first embodiment of the present invention. 図５のステップＳ２０の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing the flow of a specific process of step S20 of FIG. アンモニア臭センサおよび硫化水素臭センサで計測された臭気の時系列を示すグラフである（大便排泄時）。It is a graph which shows the time series of the odor measured by the ammonia odor sensor and the hydrogen sulfide odor sensor (during fecal excretion). アンモニア臭センサおよび硫化水素臭センサで計測された臭気の時系列を示すグラフである（小便排泄時）。It is a graph which shows the time series of the odor measured with the ammonia odor sensor and the hydrogen sulfide odor sensor (during urine excretion). 模擬実験の実験装置を示す正面図である。It is a front view which shows the experiment apparatus of a simulation experiment. 模擬実験において温度計測部で計測された温度の時系列を示すグラフである（Ｑ＝１０ｍｌ/ｓ）。It is a graph which shows the time series of the temperature measured by the temperature measurement part in a simulation experiment (Q=10 ml/s). 模擬実験において温度計測部で計測された温度の時系列を示すグラフである（Ｑ＝３０ｍｌ/ｓ）。It is a graph which shows the time series of the temperature measured by the temperature measurement part in a simulation experiment (Q=30 ml/s). 模擬実験において温度計測部で計測された温度の時系列を示すグラフである（Ｑ＝５０ｍｌ/ｓ）。It is a graph which shows the time series of the temperature measured by the temperature measurement part in a simulation experiment (Q=50 ml/s). 全ての検査面の温度変化量の総和を示すグラフである。It is a graph which shows the sum total of the amount of temperature changes of all the inspection sides. 温度変化量の積分値Ｓと単位時間当たりの流量Ｑとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the integrated value S of the amount of temperature change, and the flow rate Q per unit time. 温度変化量の積分値Ｓと総流量Ｑtotalとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the integrated value S of the amount of temperature change, and the total flow rate Qtotal. 温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalとの関係を示すグラフである。Is a graph showing the square integration value S ² of the temperature variation the relation between the total flow rate Qtotal. 本発明の第二実施形態の排泄管理システムにおける温度計測部の配置状況を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement condition of the temperature measurement part in the excretion management system of 2nd embodiment of this invention. 温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalとの関係を示すグラフである。Is a graph showing the square integration value S ² of the temperature variation the relation between the total flow rate Qtotal. 温度変化量の二乗積分値Ｓ^１．５と総流量Ｑtotalとの関係を示すグラフである。It is a graph showing the square integral value S ^1.5 of the temperature variation of the relation between the total flow rate Qtotal.

以下、本発明の便器および排泄管理システムの実施形態について説明する。まず、最初に便器の実施形態について説明し、次いで排泄管理システムの実施形態について説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態の便器を示す。本発明の実施形態の便器は、便器本体１１と、温度計測部２１と、臭気計測部３１とを備えている。
なお、以下の説明において、排泄物とは、大便および小便を意味するものとし、排泄とは大便または小便が行われることを意味する。また、排出物とは、排泄物に放屁を加えたものを意味し、排出とは、大便、小便または放屁が行われることを意味する。 Hereinafter, embodiments of the toilet bowl and the excretion management system of the present invention will be described. First, the embodiment of the toilet bowl will be described first, and then the embodiment of the excretion management system will be described.
1 and 2 show a toilet bowl according to an embodiment of the present invention. The toilet bowl according to the embodiment of the present invention includes a toilet body 11, a temperature measuring unit 21, and an odor measuring unit 31.
In the following description, excrement means stool and urine, and excretion means stool or urination. In addition, the discharge means the excrement plus flatus, and the discharge means that stool, urine or flatus is performed.

便器本体１１は、いわゆる洋式の便器本体であり、排泄物を受ける部分であって上部が開口した器状のボウル部１２と、ボウル部１２の底部に設けられる排水路１３とを有している。また、便器本体１１には、ボウル部１２内に排泄される排泄物を排水路１３を通じて水で洗い流すために洗浄装置（図示略）が備えられている。便器本体１１の上部には、便座部１４が上下に回転可能に取り付けられている。また、便座部１４の下面には、便器本体１１に当接する足部１５が設けられている。便座部１４を下した状態では、便座部１４と便器本体１１との間には、足部１５の高さ分の隙間が空いている。
なお、便器本体１１は、いわゆる和式の便器本体であってもよい。 The toilet body 11 is a so-called western-style toilet body, and has a bowl-shaped bowl portion 12 that is a portion that receives excrement and has an open top, and a drainage channel 13 that is provided at the bottom of the bowl portion 12. .. In addition, the toilet body 11 is provided with a cleaning device (not shown) for rinsing the excretions excreted in the bowl portion 12 with water through the drainage channel 13. A toilet seat portion 14 is attached to the upper part of the toilet body 11 so as to be vertically rotatable. Further, a foot portion 15 that comes into contact with the toilet body 11 is provided on the lower surface of the toilet seat portion 14. In the state where the toilet seat 14 is lowered, a gap corresponding to the height of the foot 15 is left between the toilet seat 14 and the toilet body 11.
The toilet body 11 may be a so-called Japanese style toilet body.

便座部１４と便器本体１１との間の隙間のうち、ボウル部１２の周壁の前部の上端面には、ボウル部１２内の温度の空間分布を非接触で計測する温度計測部２１が設けられている。温度計測部２１は、図３に示すように、ｍ行×ｎ列のサーモパイル素子を有するセンサ部２３と、各素子の出力を増幅する増幅部（図示略）と、出力をデジタルデータに変換するための第一のＡ／Ｄ変換部（図示略）と、を備えており、各サーモパイル素子で計測した温度をデジタルデータとして出力する。温度計測部２１のセンサ部２３は、ボウル部１２内に向けられている。なお、温度計測部２１には、温度データを通信するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信手段や有線通信手段を備えてもよい。 In the gap between the toilet seat 14 and the toilet body 11, a temperature measuring unit 21 for measuring the spatial distribution of the temperature in the bowl 12 in a non-contact manner is provided on the upper end surface of the front part of the peripheral wall of the bowl 12. Has been. As shown in FIG. 3, the temperature measurement unit 21 includes a sensor unit 23 having m rows×n columns of thermopile elements, an amplification unit (not shown) that amplifies the output of each element, and converts the output into digital data. And a first A/D conversion unit (not shown) for outputting the temperature measured by each thermopile element as digital data. The sensor unit 23 of the temperature measuring unit 21 is directed inside the bowl unit 12. The temperature measuring unit 21 may include a wireless communication unit such as Bluetooth (registered trademark) or a wired communication unit in order to communicate the temperature data.

温度計測部２１は、ボウル部１２内において、Ｘ方向にｍ行、かつ、Ｙ方向にｎ列のマトリクス状に区分された各検査面２５の温度を非接触で計測することができる。本実施形態において、センサ部２３は、４行×４列のサーモパイル素子を有しており、計１６の検査面２５の温度を計測できる。検査面２５には、図３に示すように、０から１５までのチャンネル番号ｃｈが割り振られている。 The temperature measurement unit 21 can measure the temperature of each inspection surface 25, which is divided into a matrix of m rows in the X direction and n columns in the Y direction, in the bowl unit 12 in a non-contact manner. In the present embodiment, the sensor unit 23 has 4 rows×4 columns of thermopile elements and can measure the temperature of the inspection surface 25 of a total of 16. Channel numbers ch from 0 to 15 are assigned to the inspection surface 25, as shown in FIG.

温度計測部２１が設置される対象は、便座部１４であっても、便器本体１１であっても、足部１５であってもよく、特に限定されるものではない。また、その取り付け位置も、特に限定されるものではないが、上記のようにボウル部１２の周壁の前部の上端面に設けると、温度計測部２１と排泄物との距離が近くなって、排泄物の温度を計測する精度が向上する。また、この位置は、温度計測部２１を取り付けやすく、その手入れもし易い。
なお、様々な方向から排泄物の温度を計測するため、温度計測部２１を便器本体１１または便座部１４の前部、後部または側部等に複数設けてもよい。このように温度計測部２１を複数設けると、排泄物から放射される熱エネルギーを捕らえられる範囲が広がり、後述する排泄管理システムにおける排泄物の排泄量の算定精度が向上する。 The target on which the temperature measuring unit 21 is installed may be the toilet seat 14, the toilet body 11, or the foot 15, and is not particularly limited. The mounting position is also not particularly limited, but if it is provided on the upper end surface of the front part of the peripheral wall of the bowl portion 12 as described above, the distance between the temperature measuring portion 21 and the excrement becomes short, The accuracy of measuring the temperature of excrement is improved. In addition, at this position, the temperature measuring unit 21 can be easily attached and easily maintained.
In addition, in order to measure the temperature of excrement from various directions, a plurality of temperature measuring units 21 may be provided in the front portion, rear portion, side portion, or the like of the toilet body 11 or the toilet seat 14. By providing a plurality of temperature measuring units 21 in this way, the range in which the heat energy radiated from the excrement can be captured expands, and the accuracy of calculating the excretion amount of the excrement in the excretion management system described later improves.

本発明の便器には、ボウル部１２内の臭気を計測する臭気計測部３１が設けられている。臭気計測部３１は、硫化水素臭に対して感度の高い硫化水素臭センサ３２と、アンモニア臭に対して感度の高いアンモニア臭センサ３３と、これらのセンサ３２，３３からの出力をデジタルデータに変換するための第二のＡ／Ｄ変換部３４とを備えており、各センサ３２，３３で計測された臭気をデジタルデータとして出力する。各センサ３２，３３は、合成樹脂等で形成された柔軟性を有するチューブ３５を備えている。チューブ３５は、一端（先端）が便座部１４と便器本体１１との間の隙間のうち便器本体１１の側部の上端面に取り付けられ、他端が各センサ３２，３３に取り付けられている。便器本体１１のボウル部１２内の臭気は、チューブ３５を介して、各センサ３２，３３に取り込まれる。
臭気計測部３１は、活性炭フィルター（図示略）を備えるものであってもよい。活性炭フィルターを備えると、活性炭フィルターを介した空気を各センサ３２，３３で計測し、その臭気を基準値として定めることができる。
なお、臭気計測部３１は、センサの種類を含め、上記の構成に特に限定されるものではなく、また取り付け位置も便器本体１１の側部の上端面に限定されるものではない。 The toilet bowl of the present invention is provided with an odor measuring unit 31 for measuring the odor in the bowl 12. The odor measuring unit 31 converts a hydrogen sulfide odor sensor 32 having high sensitivity to hydrogen sulfide odor, an ammonia odor sensor 33 having high sensitivity to ammonia odor, and outputs from these sensors 32, 33 into digital data. And a second A/D conversion unit 34 for doing so, and outputs the odor measured by each sensor 32, 33 as digital data. Each of the sensors 32, 33 includes a flexible tube 35 made of synthetic resin or the like. The tube 35 has one end (tip) attached to the upper end surface of the side of the toilet body 11 in the gap between the toilet seat 14 and the toilet body 11, and the other ends attached to the sensors 32 and 33. The odor in the bowl portion 12 of the toilet body 11 is taken into each of the sensors 32 and 33 via the tube 35.
The odor measuring unit 31 may include an activated carbon filter (not shown). When the activated carbon filter is provided, the air passing through the activated carbon filter can be measured by the sensors 32 and 33, and the odor can be set as the reference value.
The odor measuring unit 31 is not particularly limited to the above configuration including the type of sensor, and the mounting position is not limited to the upper end surface of the side portion of the toilet body 11.

本発明の便器は、計測された温度データや臭気データを後述する制御部５１等によりディスプレイやモニタ等の表示部４２に表示するようにしてもよいし、ハードディスク等の記憶部４１に記憶するようにしてもよい。 In the toilet bowl of the present invention, the measured temperature data and odor data may be displayed on the display unit 42 such as a display or a monitor by the control unit 51 described later, or may be stored in the storage unit 41 such as a hard disk. You can

以上に説明した本発明の便器は、既存の便器を用いて構成（製造）することもできる。 The toilet bowl of the present invention described above can be configured (manufactured) using an existing toilet bowl.

本発明の便器は、温度計測部２１によりボウル部１２内の温度の空間分布を時系列的に計測することができ、ボウル部１２内で排泄が行われると、排泄物とボウル部１２内の温度の差異により排泄物が通過する検査面２５の温度が変化する。また、本発明の便器は、臭気計測部３１により、ボウル部１２内の臭気を時系列的に計測することができ、排出が行われると、排出物（大便、小便または放屁）の種類に応じて臭気が変化する。 In the toilet bowl of the present invention, the temperature measuring unit 21 can measure the spatial distribution of the temperature in the bowl unit 12 in time series, and when excretion is performed in the bowl unit 12, the excrement and the inside of the bowl unit 12 are discharged. Due to the difference in temperature, the temperature of the inspection surface 25 through which the excrement passes changes. Further, in the toilet bowl of the present invention, the odor measuring unit 31 can measure the odor in the bowl portion 12 in a time-series manner, and when the odor is discharged, depending on the type of discharged matter (stool, urine or flatus). The odor changes.

本発明の便器によると、従来の排泄を管理する装置に比べ、構成がシンプルで、製造および設置が容易であり、製造コストも大幅に抑えることができる。 According to the toilet bowl of the present invention, as compared with the conventional device for managing excretion, the configuration is simple, the manufacture and installation are easy, and the manufacturing cost can be largely suppressed.

本発明の便器によれば、温度計測部２１でボウル部１２内の温度の空間分布を計測することにより、排泄物時におけるボウル部１２内の温度の時空間的な変化を捉えることができるので、ボウル部１２内にける排泄の有無を確実に把握することができる。さらに、後述するように温度計測部２１で計測した温度データに基づいて、排泄物の排泄量を算定することもできる。また、温度計測部２１は、非接触で排泄物の温度を計測するため、接触型の計測部に比べて衛生的であり、温度計測部２１の維持コストがあまりかからない。
また、本発明の便器は、ボウル部１２内の臭気も計測することができるので、後述するように計測した温度データと臭気データに基づいて、ボウル部１２内に排出された排出物の判別を行うことができる。 According to the toilet bowl of the present invention, since the temperature measuring unit 21 measures the spatial distribution of the temperature in the bowl unit 12, it is possible to capture the spatiotemporal change in the temperature in the bowl unit 12 during excrement. The presence or absence of excretion in the bowl portion 12 can be surely grasped. Further, as described later, the excretion amount of excrement can be calculated based on the temperature data measured by the temperature measuring unit 21. Further, since the temperature measuring unit 21 measures the temperature of the excrement in a non-contact manner, it is more hygienic than the contact-type measuring unit, and the maintenance cost of the temperature measuring unit 21 does not cost much.
Further, since the toilet bowl of the present invention can also measure the odor in the bowl portion 12, it is possible to determine the discharged matter discharged in the bowl portion 12 based on the measured temperature data and odor data as described later. It can be carried out.

次に、本発明の第一実施形態の排泄管理システムについて説明する。
本発明の第一実施形態の排泄管理システムは、温度計測部２１と、臭気計測部３１と、を備えている。温度計測部２１および臭気計測部３１は、例えば上記便器と同様に便器本体１１に取り付けられる。なお、温度計測部２１、臭気計測部３１および便器本体１１の構成は、上記便器のものと同じであるため、ここでは説明を省略する（図１参照）。
また、第一実施形態の排泄管理システムは、図４に示すように、温度計測部２１および臭気計測部３１で計測されたデータ等を記憶する記憶部４１と、計測されたデータを表示する表示部４２と、計測されたデータを処理したり、温度計測部２１、臭気計測部３１、記憶部４１および表示部４２を制御したりする制御部５１と、制御部５１への指令や情報の入力を受け付ける入力部４３と、を備えている。温度計測部２１、臭気計測部３１、記憶部４１、表示部４２および制御部５１は、バス４４やインターフェイス４５により接続されている。
記憶部４１には、例えばハードディスクドライブが用いられる。また、表示部４２には、ディスプレイやモニタが用いられる。制御部５１には、上記各部を制御するＣＰＵ５２と、制御時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ５３と、制御を行うためのプログラム等を記憶するＲＯＭ５４と、を有するものが用いられる。 Next, the excretion management system of the first embodiment of the present invention will be described.
The excretion management system according to the first embodiment of the present invention includes a temperature measuring unit 21 and an odor measuring unit 31. The temperature measuring unit 21 and the odor measuring unit 31 are attached to the toilet body 11 in the same manner as the toilet, for example. The configurations of the temperature measuring unit 21, the odor measuring unit 31, and the toilet body 11 are the same as those of the above-described toilet bowl, and therefore the description thereof is omitted here (see FIG. 1).
Further, the excretion management system of the first embodiment, as shown in FIG. 4, a storage unit 41 that stores data and the like measured by the temperature measuring unit 21 and the odor measuring unit 31, and a display that displays the measured data. And a control unit 51 that processes the measured data and controls the temperature measurement unit 21, the odor measurement unit 31, the storage unit 41, and the display unit 42, and inputs commands and information to the control unit 51. And an input unit 43 that accepts. The temperature measuring unit 21, the odor measuring unit 31, the storage unit 41, the display unit 42, and the control unit 51 are connected by a bus 44 and an interface 45.
For the storage unit 41, for example, a hard disk drive is used. A display or monitor is used as the display unit 42. As the control unit 51, one having a CPU 52 for controlling each of the above units, a RAM 53 for temporarily storing data at the time of control, and a ROM 54 for storing a program for performing control and the like is used.

次に、第一実施形態の排泄管理システムの使用方法について説明する。図５は、第一実施形態の排泄管理システムの全体的な処理の流れを示す。 Next, a method of using the excretion management system of the first embodiment will be described. FIG. 5 shows an overall processing flow of the excretion management system of the first embodiment.

まず、排泄管理システムを開始するため、温度計測部２１、臭気計測部３１、記憶部４１、表示部４２および制御部５１を起動する。
次いで、温度計測部２１および臭気計測部３１により、ボウル部１２内の温度および臭気の計測を行う（ステップＳ１０）。制御部５１は、温度計測部２１の各検査面２５で計測される温度データと、臭気計測部３１の硫化水素臭センサ３２およびアンモニア臭センサ３３で計測される臭気データを、サンプリング間隔ｄｔでＮ個収録して記憶部４１に記憶する。一度の計測（収録）において、記憶部４１には、温度データが、サーモパイル素子の数（４×４）に対応して１６ファイル生成され、臭気データが２つのセンサに対応して計２ファイル生成される。個々のファイルは、Ｎ・ｄｔ時間分の時系列データとなっている（例えば、図７および図１０参照）。
なお、ボウル部１２内の温度および臭気の計測は常時行ってもよく、その場合には、データをＮ個収録するごとに記憶部４１に記憶すればよい。また、制御部５１により、計測した温度および各臭気を所定の時間間隔で表示部４２に表示してもよい。 First, in order to start the excretion management system, the temperature measuring unit 21, the odor measuring unit 31, the storage unit 41, the display unit 42, and the control unit 51 are activated.
Next, the temperature measuring unit 21 and the odor measuring unit 31 measure the temperature and odor in the bowl 12 (step S10). The control unit 51 sets the temperature data measured on each inspection surface 25 of the temperature measurement unit 21 and the odor data measured by the hydrogen sulfide odor sensor 32 and the ammonia odor sensor 33 of the odor measurement unit 31 to N at the sampling interval dt. Individually recorded and stored in the storage unit 41. In one measurement (recording), the storage unit 41 generates 16 files of temperature data corresponding to the number of thermopile elements (4×4), and generates two files of odor data corresponding to two sensors. To be done. Each file is time-series data for N.dt time (see, for example, FIGS. 7 and 10).
It should be noted that the temperature and odor in the bowl portion 12 may be constantly measured, and in that case, the data may be stored in the storage portion 41 every time N pieces of data are recorded. Further, the control unit 51 may display the measured temperature and each odor on the display unit 42 at predetermined time intervals.

次に、排泄の有無の判定、排出物の判別および排泄物の排泄量の算定を行うため、ステップＳ１０で計測されたデータの処理を行う（ステップＳ２０）。図６は、ステップＳ２０の具体的な処理の流れを示す。 Next, the data measured in step S10 is processed in order to determine the presence or absence of excretion, to determine the excretion, and to calculate the excretion amount of the excrement (step S20). FIG. 6 shows a specific processing flow of step S20.

ステップＳ２０において、まず制御部５１は、計測時間範囲が同じである各検査面２５の温度時系列データ（計１６ファイル）と、これらに対応する硫化水素臭センサ３２およびアンモニア臭センサ３３の時系列データ（計２ファイル）とを記憶部４１から読み込む（ステップＳ２１）。なお、データの前処理として、制御部５１が、読み込んだ各時系列データに対し、移動平均やＦＦＴ(Fast Fourier Transform)等によるノイズ処理を施してもよい。 In step S20, the control unit 51 firstly sets the temperature time series data (total 16 files) of the inspection surfaces 25 having the same measurement time range and the time series of the hydrogen sulfide odor sensor 32 and the ammonia odor sensor 33 corresponding thereto. The data (two files in total) is read from the storage unit 41 (step S21). Note that, as preprocessing of data, the control unit 51 may perform noise processing such as moving average or FFT (Fast Fourier Transform) on each read time series data.

次いで、排泄の有無について判定を行う（ステップＳ２２）。通常、便器で排泄が行われる場合、ボウル部１２内を落下する排泄物の温度は、排泄前のボウル部１２内の温度より高くなる。これに基づき、制御部５１は、各検査面２５の温度時系列データについて、各時刻の温度データＴ_i,chと温度閾値Ｔ_ｎとを比較し、Ｔ_i,ch≦Ｔ_ｎであれば、排泄が行われていないと判断し、Ｔ_i,ch＞Ｔ_ｎであれば、排泄が行われたと判断する。そして、前後の時刻の温度データＴ_i,ch，Ｔ_i+1,chが、Ｔ_i,ch≦Ｔ_ｎからＴ_i+1,ch＞Ｔ_ｎとなる場合にはその時刻ｔ（＝ｉ・ｄｔ）を排泄開始時間ｔｓとし、Ｔ_i,ch＞Ｔ_ｎからＴ_i+1,ch≦Ｔ_ｎとなる場合にはその時刻ｔ（＝ｉ・ｄｔ）を排泄終了時間ｔｅとし、排泄時間ｔｔを以下に示す式（１）により算定する。ここで、添え字ｉ（＝１〜Ｎ）は、時系列データのデータ番号を表す。また、添え字ｃｈ（＝０〜ｃｈｍａｘ）は、各検査面２５のチャンネル番号を表し、ｃｈｍａｘは、最後のチャンネル番号を表す。本実施形態では、ｃｈｍａｘ＝１５となる。 Then, the presence or absence of excretion is determined (step S22). Usually, when excretion is performed with a toilet bowl, the temperature of the excrement that drops in the bowl 12 is higher than the temperature in the bowl 12 before excretion. Based on this, the controller 51 compares the temperature time series data of each inspection surface 25 with the temperature data T _{i,ch at} each time and the temperature threshold T _n, and if T _i,ch ≦T _n , It is determined that excretion has not been performed, and if T _i,ch >T _n, it is determined that excretion has been performed. Then, when the temperature data T _i,ch and T _{i+1,ch at} the preceding and following times _satisfy T _i,ch ≦T _n to T _i+1,ch >T _n , the time t (=i· dt) is the excretion start time ts, and when T _i,ch >T _n to T _i+1,ch ≦T _n , the time t (=i·dt) is the excretion end time te, and the excretion time tt Is calculated by the following equation (1). Here, the subscript i (=1 to N) represents the data number of the time series data. The subscript ch (=0 to chmax) represents the channel number of each inspection surface 25, and chmax represents the last channel number. In this embodiment, chmax=15.

一つの計測時間範囲において排泄が複数行われている場合には、排泄ごとに、排泄開始時間ｔｓ、排泄終了時間ｔｅおよび排泄時間ｔｔを算定する。温度閾値Ｔ_ｎは、例えば、温度時系列データのうち、非排泄時の温度データＴ_i,chの平均値とすることができる。 When a plurality of excretions are performed in one measurement time range, the excretion start time ts, the excretion end time te, and the excretion time tt are calculated for each excretion. The temperature threshold T _n can be, for example, the average value of the temperature data T _i,ch at the time of non-excretion in the temperature time series data.

なお、高温の地域において便器で排泄が行われる場合、ボウル部１２内を落下する排泄物の温度は、排泄前のボウル部１２内の温度より低くなる可能性がある。この場合には、各検査面２５の温度時系列データにおける各時刻の温度データＴ_i,chがＴ_i,ch≧Ｔ_ｎであれば、排泄が行われていないと判断し、Ｔ_i,ch＜Ｔ_ｎであれば、排泄が行われたと判断すればよい。また、前後の時刻の温度データＴ_i,ch，Ｔ_i+1,chが、Ｔ_i,ch≧Ｔ_ｎからＴ_i+1,ch＜Ｔ_ｎとなる時間を排泄開始時間ｔｓとし、Ｔ_i,ch＜Ｔ_ｎからＴ_i+1,ch≧Ｔ_ｎとなる時間を排泄終了時間ｔｅとし、排泄時間を式（１）により算定する。 In addition, when excretion is performed with a toilet in a high temperature area, the temperature of the excrement that falls in the bowl 12 may be lower than the temperature in the bowl 12 before excretion. In this case, if the temperature data T _{i,ch at} each time in the temperature time series data of each inspection surface 25 is T _i,ch ≧T _n, it is determined that excretion is not performed, and T _i,ch If T _n , it may be determined that excretion has been performed. Further, the time when the temperature data T _i,ch , T _{i+1,ch at} the preceding and following times is T _i,ch ≧T _n to T _i+1,ch <T _n is the excretion start time ts, and T _{i is ,ch} <T _n to T _i+1,ch ≧T _n is the excretion end time te, and the excretion time is calculated by the formula (1).

また、排泄の有無の判定は、上記のように温度データＴ_i,chと温度閾値Ｔ_ｎとの比較に基づいて判定する代わりに、温度変化量の絶対値ΔＴ_ｉ，ｃｈと温度変化量の閾値Ｔ_Δｎとの比較により判定を行ってもよい。温度変化量の絶対値ΔＴ_ｉ，ｃｈは、以下の式（２）により求められる。 In addition, instead of the determination based on the comparison between the temperature data T _i,ch and the temperature threshold value T _n as described above, the presence or absence of excretion is determined by the absolute value ΔT _i,ch of the temperature change amount and the temperature change amount. The determination may be made by comparison with the threshold value T _Δn . The absolute value ΔT _i,ch of the temperature change amount is _calculated by the following equation (2).

次いで、ボウル部１２内において排出される排出物について、大便と小便と放屁との判別を行う（ステップＳ２３）。本発明者は、研究の結果、図７および図８に示すように、便器で大便が排泄される場合には、硫化水素臭センサ３２およびアンモニア臭センサ３３のうちの全部または一方が反応し、便器で小便が排泄される場合には、硫化水素臭センサ３２およびアンモニア臭センサ３３が、いずれもほとんど反応しないことを見出した。また、便器で放屁が排出される場合には、両センサのうちの全部または一方が反応するものの、ボウル部１２内の温度はほとんど変化しないことも見出した。 Next, with respect to the waste discharged in the bowl portion 12, the stool, the urine, and the flatus are discriminated (step S23). As a result of the research, the present inventor, as shown in FIGS. 7 and 8, when the stool is excreted in the toilet bowl, all or one of the hydrogen sulfide odor sensor 32 and the ammonia odor sensor 33 reacts, It was found that the hydrogen sulfide odor sensor 32 and the ammonia odor sensor 33 hardly react when urine is excreted in the toilet bowl. It was also found that when flatus is discharged from the toilet bowl, all or one of both sensors reacts, but the temperature in the bowl portion 12 hardly changes.

そこで、これに基づき制御部５１は、臭気計測部３１で計測された臭気時系列データと温度計測部２１で計測された温度時系列データより大便と小便と放屁との判別を行う（ステップＳ２３）。表１は判別条件を示す。判別をより具体的に説明すると、制御部５１は、硫化水素臭センサ３２の臭気時系列データにおける各時刻の臭気データＯ_１ｉと第一の臭気閾値Ｏ_ｎ１とを比較すると共に、アンモニア臭センサ３３の臭気時系列データにおける各時刻の臭気データＯ_２ｉと第二の臭気閾値Ｏ_ｎ２とを比較し、ステップ２２において、いずれかの検査面２５の温度時系列データの各時刻の温度データＴ_i,chがＴ_i,ch＞Ｔ_ｎである場合、すなわち排泄が行われた場合において、Ｏ_１ｉ＞Ｏ_ｎ１またはＯ_２ｉ＞Ｏ_ｎ２であれば、その排泄は大便であると判定し、Ｏ_１ｉ≦Ｏ_ｎ１、かつ、Ｏ_２ｉ≦Ｏ_ｎ２であれば、その排泄は小便であると判定する。また、ステップＳ２２において、全ての検査面２５の温度時系列データの各時刻の温度データＴ_i,chがＴ_i,ch≦Ｔ_ｎである場合、すなわち排泄が行われていない場合において、Ｏ_１ｉ＞Ｏ_ｎ１またはＯ_２ｉ＞Ｏ_ｎ２であれば、放屁が行われたものと判定する。ここで、添え字ｉ（＝１〜Ｎ）は、時系列データのデータ番号を表す。第一の臭気閾値Ｏ_ｎ１および第二の臭気閾値Ｏ_ｎ２は、例えば活性炭フィルターを介した空気を各センサで計測した臭気の平均値とすることができる。
なお、排出物の判別は、上記のように大便と小便と放屁とを判別する代わりに、大便のみ、小便のみまたは放屁のみ判別するものであってもよいし、大便と小便、大便と放屁、または小便と放屁を判別するものであってもよい。 Therefore, based on this, the control unit 51 discriminates stool, urine, and flatus from the odor time series data measured by the odor measurement unit 31 and the temperature time series data measured by the temperature measurement unit 21 (step S23). .. Table 1 shows the discrimination conditions. To explain the determination more specifically, the control unit 51 compares the odor data O _{1i at} each time in the odor time series data of the hydrogen sulfide odor sensor 32 with the first odor threshold value O _n1, and at the same time, the ammonia odor sensor 33. The odor data O _{2i at} each time in the odor time series data of No. 2 is compared with the second odor threshold value O _n2, and in step 22, the temperature data T _{i, at} each time of the temperature time series data of any of the inspection surfaces 25 _{. When ch} is T _i,ch >T _n, that is, when excretion is performed, if O _1i >O _n1 or O _2i >O _n2 , the excretion is determined to be stool, and O _1i ≦ If O _n1 and O _2i ≦O _n2 , the excretion is determined to be urine. Further, in step S22, when the temperature data T _i,ch at each time of the temperature time series data of all the inspection surfaces 25 is T _i,ch ≦T _n, that is, when excretion is not performed, O _1i If >O _n1 or O _2i >O _n2 , it is determined that flatus has been performed. Here, the subscript i (=1 to N) represents the data number of the time series data. The first odor threshold value O _n1 and the second odor threshold value O _n2 can be, for example, average values of the odor measured by each sensor of air that has passed through the activated carbon filter.
In addition, instead of distinguishing urine, urine and flatus as described above, the discharged matter may be only stool, only urine or only flatus, urine and urine, urine and flatus, Alternatively, it may be one that distinguishes urine and flatus.

次いで、制御部５１は、ステップＳ２２において、いずれかの検査面２５の温度時系列データから排泄が行われたと判定された場合には、排泄物の排泄量（体積）Ｖを算定する（ステップＳ２４）。ここで、排泄物の排泄量Ｖは、排泄物の単位時間当たりの流量Ｑが一定であると仮定すれば、Ｖ=Ｑ・ｔｔとして算定することができる。排泄時間ｔｔは、ステップＳ２２で求められているため、排泄物の単位時間当たりの流量Ｑが求められれば、排泄物の排泄量Ｖが求められる。ただし、１回の排泄により、通常は、複数の検査面２５の温度時系列データにおいて排泄が行われたと判定され、これに対応して排泄時間も複数存在することとなる。そこで、このような場合には、排泄物の排泄量Ｖの算定における排泄時間ｔｔは各検査面の排泄時間の平均値ｔｔ_ａとし、Ｖ=Ｑ・ｔｔ_ａとして排泄量を算定することができる。
排泄物の単位時間当たりの流量Ｑの求め方としては、例えば、あらかじめ実験等により温度積分値Ｓと単位時間当たりの流量Ｑとの関係を調べ、この関係から流量算定式を求め、流量算定式から単位時間当たりの流量Ｑを求めることができる。本実施形態では、図９に示す装置を用い、タンク７１に貯留された３７℃の温水２００ｍｌをコック７７付のチューブ７３を介して異なる単位時間当たりの流量で容器７５に落下させ、その落下する温水の温度を温度計測部２１で計測する排泄を模した模擬実験を行った。
図１０〜図１２は、模擬実験により各検査面２５で計測された温度時系列データを示す。各グラフのチャンネル番号ｃｈは、図３に示されるチャンネル番号ｃｈに対応する。図１０によると、チャンネル番号ｃｈが４〜１１のグラフでは温水が通過したことにより、温度が上昇している。
模擬実験で計測された各検査面２５の温度時系列データより、各時刻ごとに各検査面２５における温度変化量の絶対値ΔＴ_ｉ，ｃｈの総和を求め（図１３参照）、さらにこの総和を時間に関して積分することにより温度変化量の積分値Ｓを求める。温度変化量の積分値Ｓは、以下の（３）式で表わされる。 Next, when it is determined in step S22 that the excretion is performed from the temperature time-series data of one of the inspection surfaces 25, the control unit 51 calculates the excretion amount (volume) V of the excrement (step S24). ). Here, the excretion amount V of excrement can be calculated as V=Q·tt, assuming that the flow rate Q of excrement per unit time is constant. Since the excretion time tt is obtained in step S22, if the flow rate Q of the excrement per unit time is obtained, the excretion amount V of the excrement is obtained. However, normally, it is determined that the excretion is performed in the temperature time series data of the plurality of inspection surfaces 25 by one excretion, and a plurality of excretion times also exist correspondingly. Therefore, in such a case, the excretion time tt in the calculation of the excretion amount V of the excrement can be the average value tt _a of the excretion time of each test surface, and the excretion amount can be calculated as V=Q·tt _a. ..
As a method for obtaining the flow rate Q of excrement per unit time, for example, the relationship between the temperature integrated value S and the flow rate Q per unit time is checked in advance by an experiment, etc. From this, the flow rate Q per unit time can be obtained. In the present embodiment, using the apparatus shown in FIG. 9, 200 ml of 37° C. warm water stored in the tank 71 is dropped into the container 75 via the tube 73 with the cock 77 at different flow rates per unit time, and the drop is performed. A simulation experiment was conducted in which the temperature of the warm water was measured by the temperature measuring unit 21 to simulate excretion.
10 to 12 show temperature time series data measured on each inspection surface 25 by the simulation experiment. The channel number ch of each graph corresponds to the channel number ch shown in FIG. According to FIG. 10, in the graph of channel numbers ch 4 to 11, the temperature rises due to the passage of hot water.
From the temperature time-series data of each inspection surface 25 measured in the simulation experiment, the sum of the absolute values ΔT _i,ch of the temperature change amount of each inspection surface 25 is obtained at each time (see FIG. 13), and this sum is further calculated. The integrated value S of the temperature change amount is obtained by integrating over time. The integrated value S of the temperature change amount is represented by the following equation (3).

温度変化量の積分値Ｓが求まると、温度変化量の積分値Ｓと単位時間当たりの流量Ｑとの関係が求まる。図１４は、温度積分値と単位時間当たりの流量の関係を示す。温度変化量の積分値Ｓに対応する流量Ｑは、離散的な値であるため、温度変化量の積分値Ｓと流量Ｑの値に対し、最小二乗法を適用して一次関数（Ｑ＝ａ・Ｓ＋ｂ；ａ，ｂは定数）を求め、この一次関数を流量算定式とすることができる。
そして、制御部５１は、ボウル部１２内で計測された各検査面２５の温度時系列データより、温度変化量の積分値Ｓを算定し、この温度変化量の積分値Ｓに基づいて、上記の流量算定式より単位時間当たりの流量Ｑを求め、この流量Ｑと排泄時間ｔｔまたは排泄時間の平均値ｔｔ_ａとの積により排泄物の排泄量Ｖを求める。 When the integrated value S of the temperature change amount is obtained, the relationship between the integrated value S of the temperature change amount and the flow rate Q per unit time is obtained. FIG. 14 shows the relationship between the temperature integrated value and the flow rate per unit time. Since the flow rate Q corresponding to the integrated value S of the temperature change amount is a discrete value, the least squares method is applied to the values of the integrated value S of the temperature change amount and the flow rate Q to obtain a linear function (Q=a -S+b; a and b are constants, and this linear function can be used as a flow rate calculation formula.
Then, the control unit 51 calculates the integrated value S of the temperature change amount from the temperature time series data of each inspection surface 25 measured in the bowl unit 12, and based on the integrated value S of the temperature change amount, Determination of the flow rate Q per unit time than the flow rate calculation formula to determine the excretion V of excrement by the product of the average value tt _a of the flow rate Q and the excretion time tt or excretion time.

排泄物の排泄量Ｖの別の算定手法としては、あらかじめ、実験等により温度変化量の積分値Ｓと総流量Ｑtotalとの関係を調べ、この関係から総流量算定式を求め、総流量算定式により求められる総流量Ｑtotalを排泄物の排泄量Ｖとすることができる。本実施形態では、図９に示される装置を用い、異なる量の温水を一定の単位時間当たりの流量で容器７５に落下させ、落下する温水の温度を温度計測部２１で計測する排泄を模した模擬実験を行う。そして、模擬実験で得られた各検査面２５の温度時系列データから温度変化量の積分値Ｓを求めることにより、温度変化量の積分値Ｓと総流量Ｑtotalの関係が求まる。図１５は、温度変化量の積分値Ｓと総流量の関係を示す。ここで、図１５に示される温度変化量の積分値Ｓに対応する総流量Ｑtotalは、離散的な値であるため、温度変化量の積分値Ｓと総流量Ｑtotalの値に対し、最小二乗法を適用して一次関数（Ｑtotal＝ａ・Ｓ＋ｂ；ａ，ｂは定数）を求め、これを総流量算定式とすることができる。
そして、制御部５１は、計測された各検査面２５の温度時系列データより、温度変化量の積分値Ｓを算定し、この温度変化量の積分値Ｓに基づいて、上記の総流量算定式により総流量Ｑtotalを求め、この総流量Ｑtotalを排泄物の排泄量Ｖとする。 As another calculation method of the excretion amount V of excrement, the relationship between the integrated value S of the temperature change amount and the total flow rate Qtotal is examined in advance by experiments, etc., and the total flow rate calculation formula is obtained from this relationship, and the total flow rate calculation formula is obtained. The total flow rate Qtotal obtained by the above can be set as the excretion amount V of excrement. In the present embodiment, using the device shown in FIG. 9, different amounts of warm water are dropped into the container 75 at a constant flow rate per unit time, and the temperature measurement unit 21 measures the temperature of the falling warm water to simulate excretion. Conduct a mock experiment. Then, the relationship between the integrated value S of the temperature change amount and the total flow rate Qtotal is found by finding the integrated value S of the temperature change amount from the temperature time series data of each inspection surface 25 obtained by the simulation experiment. FIG. 15 shows the relationship between the integrated value S of the temperature change amount and the total flow rate. Here, since the total flow rate Qtotal corresponding to the integrated value S of the temperature change amount shown in FIG. 15 is a discrete value, the least squares method is applied to the values of the integrated value S of the temperature change amount and the total flow rate Qtotal. To obtain a linear function (Qtotal=a·S+b; a and b are constants), and this can be used as a total flow rate calculation formula.
Then, the control unit 51 calculates the integrated value S of the temperature change amount from the measured temperature time series data of each inspection surface 25, and based on the integrated value S of the temperature change amount, the above total flow rate calculation formula. Then, the total flow rate Qtotal is obtained, and this total flow rate Qtotal is used as the excretion amount V of excrement.

さらに、総流量Ｑtotalの別の算定手法としては、例えば、あらかじめ実験等により以下の（４）式で表わされる各検査面２５の温度変化量の絶対値の総和の二乗値を時間積分して得られる温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と、総流量Ｑtotalとの関係を調べ、この関係から総流量算定式を求め、総流量算定式により求められる総流量Ｑtotalを排泄物の排泄量Ｖとすることもできる。また、温度変化量の二乗積分値Ｓ^２は、（４）式の代わりに（５）式で表算定することもできる。（５）式は、各検査面２５の温度変化量の二乗値の総和を時間積分した温度変化量の二乗積分値Ｓ^２である。 Further, as another calculation method of the total flow rate Qtotal, for example, a square value of the total sum of absolute values of the temperature change amounts of the respective inspection surfaces 25, which is represented by the following formula (4), is obtained by an experiment in advance and obtained by time integration. The relationship between the square integrated value S ² of the temperature change amount and the total flow rate Qtotal is investigated, the total flow rate calculation formula is obtained from this relationship, and the total flow rate Qtotal obtained by the total flow rate calculation formula is set as the excretion amount V of excrement. You can also Further, the square integral value S ² of the temperature change amount can be calculated by the formula (5) instead of the formula (4). The equation (5) is the square integrated value S ² of the temperature change amount obtained by time integration of the sum of the square values of the temperature change amount of each inspection surface 25.

本実施形態では、図９に示される装置を用い、異なる量の温水を異なる単位時間当たりの流量Ｑで容器７５に落下させ、その落下する温水の温度を温度計測部２１で計測する排泄を模した模擬実験を行う。そして、模擬実験で得られた各検査面２５の温度時系列データから（４）式または（５）式を用いて温度変化量の二乗積分値Ｓ^２を求めることにより、温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalの関係が求まる。図１６は、（４）式で求めた温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalの関係を示す。ここで、図１６に示される温度変化量の二乗積分値Ｓ^２に対応する総流量Ｑtotalは、離散的な値であるため、温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalの値に対し、最小二乗法を適用して一次関数（Ｑtotal＝ａ・Ｓ＋ｂ；ａ，ｂは定数）を求め、これを流量算定式とすることができる。
そして、制御部５１は、ボウル部１２内で計測された各検査面２５の温度時系列データより、温度変化量の二乗積分値Ｓ^２を算定し、この温度変化量の二乗積分値Ｓ^２に基づいて、上記の総流量算定式により総流量Ｑtotalを求め、この総流量Ｑtotalを排泄物の排泄量Ｖとする。 In the present embodiment, using the device shown in FIG. 9, different amounts of warm water are dropped into the container 75 at different flow rates Q per unit time, and the temperature measurement unit 21 measures the temperature of the falling warm water to simulate excretion. Perform a simulated experiment. Then, the square integral of the temperature change amount is obtained by obtaining the square integrated value S ² of the temperature change amount using the equation (4) or the equation (5) from the temperature time series data of each inspection surface 25 obtained in the simulation experiment. The relationship between the value S ² and the total flow rate Qtotal is obtained. FIG. 16 shows the relationship between the square integration value S ² of the temperature change amount obtained by the equation (4) and the total flow rate Qtotal. Here, the total flow rate Qtotal corresponding to the square integration value S ² of the temperature change amount shown in FIG. 16 are the discrete values, the square integral value S ² of the temperature variation with respect to the value of the total flow rate Qtotal , The least squares method is applied to obtain a linear function (Qtotal=a·S+b; a and b are constants), and this can be used as a flow rate calculation formula.
Then, the control unit 51 calculates the square integrated value S ² of the temperature change amount from the temperature time series data of each inspection surface 25 measured in the bowl unit 12, and uses this as the square integrated value S ² of the temperature change amount. Based on the above, the total flow rate Qtotal is calculated by the above total flow rate calculation formula, and this total flow rate Qtotal is set as the excretion amount V of excrement.

以上が排泄物の有無の判断、排泄物の判別および排泄物の定量的評価の一連の処理であり、別のデータファイルについてもこれらの処理を行う場合には上記と同様の処理を行い、これらの処理を行わない場合には処理を終了する（ステップＳ２５）。 The above is a series of processing for determining the presence or absence of excrement, distinguishing excrement, and quantitatively evaluating excrement. When performing these processing on another data file, perform the same processing as above. When the process of No. is not performed, the process ends (step S25).

制御部５１は、排泄の有無、排泄開始時間ｔｓ、排泄終了時間ｔｅ、排泄時間ｔｔ、大便と小便と放屁との判別および排泄物の排泄量Ｖを、表示部４２に出力するとともに、これらを記憶部４１に記憶する。 The control unit 51 outputs the presence/absence of excretion, the excretion start time ts, the excretion end time te, the excretion time tt, the distinction between stool, urine, and flatus and the excretion amount V of excrement to the display unit 42, and outputs these. It is stored in the storage unit 41.

本発明の第一実施形態の排泄管理システムは、温度計測部２１で計測した温度データに基づいて、ボウル部１２内における排泄の有無を判定することができる。
また、本発明の第一実施形態の排泄管理システムは、温度計測部２１および臭気計測部３１で計測した温度データおよび臭気データに基づいて、ボウル部１２内で排出された排出物について、大便、小便および放屁のうちの少なくとも１つの判別を行うことができる。
また、本発明の第一実施形態の排泄管理システムは、温度計測部２１で計測した温度データに基づいて、ボウル部１２内で排泄された排泄物の排泄量を算定することができる。 The excretion management system of the first embodiment of the present invention can determine the presence or absence of excretion in the bowl portion 12 based on the temperature data measured by the temperature measuring unit 21.
Further, the excretion management system of the first embodiment of the present invention is based on the temperature data and the odor data measured by the temperature measuring unit 21 and the odor measuring unit 31 for the waste discharged in the bowl unit 12, At least one of urine and flatus can be determined.
Further, the excretion management system according to the first embodiment of the present invention can calculate the excretion amount of the excrement excreted in the bowl 12 based on the temperature data measured by the temperature measuring unit 21.

次に、本発明の第二実施形態の排泄管理システムについて説明する。図１７は、本発明の第二実施形態の排泄管理システムの構成の一部を示す。
第二実施形態の排泄管理システムは、複数の温度計測部２１と、臭気計測部３１と、を備えている。第二実施形態の排泄管理システムは、第一実施形態の排泄管理システムとは、温度計測部２１を複数備えている点で異なる。温度計測部２１は、便器本体１１のボウル部１２の周壁の上端面において前後左右に４つ設けられている。各温度計測部２１のセンサ部２３は、前後方向または左右方向であって、ボウル部１２内側に向けられている。このように、温度計測部２１を前後左右に複数備えると、ボウル部１２内の温度の空間分布を多面的に計測することができる。なお、各温度計測部２１の配置は、必ずしも前後左右に配置する必要はなく、ボウル部１２内の温度を多方向から計測できる配置であればどのような配置であってもよい。 Next, the excretion management system of the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 17: shows a part of structure of the excretion management system of 2nd embodiment of this invention.
The excretion management system according to the second embodiment includes a plurality of temperature measuring units 21 and an odor measuring unit 31. The excretion management system of the second embodiment is different from the excretion management system of the first embodiment in that a plurality of temperature measuring units 21 are provided. Four temperature measuring parts 21 are provided in the front, rear, left and right on the upper end surface of the peripheral wall of the bowl part 12 of the toilet body 11. The sensor part 23 of each temperature measuring part 21 is directed in the front-rear direction or the left-right direction and is directed to the inside of the bowl part 12. As described above, when the temperature measuring units 21 are provided in the front, rear, left, and right, the spatial distribution of the temperature in the bowl 12 can be measured in multiple directions. The temperature measuring units 21 do not necessarily have to be arranged in the front, rear, left, and right directions, and may be arranged as long as the temperature inside the bowl 12 can be measured from multiple directions.

第二実施形態の排泄管理システムの使用方法は、第一実施形態の使用方法と基本的に同じである。ただし、排泄開始時間ｔｓおよび排泄終了時間ｔｅの判定は、第一実施形態の排泄管理システムのその判定における各検査面２５の温度データＴ_ｉ，ｃｈを各温度計測部２１の各検査面２５の温度データＴ_{ｉ，ｃｈ，ｓｎ}と置き換えて判定する。ここで、添え字ｓｎ（＝０〜Ｓｎｍａｘ）は、各温度計測部２１の番号を示す。本実施形態では温度計測部２１を４つ用いているため、Ｓｎｍａｘ＝３となる。また、排泄物の排泄量Ｖの算定に関して、第二実施形態の排泄管理システムは温度計測部２１を複数備えているので、温度変化量の積分値Ｓ、各検査面２５の温度変化量の絶対値の総和の二乗値を時間積分して求められる温度変化量の二乗積分値Ｓ^２および各検査面２５の温度変化量の二乗値の総和を時間積分して求められる温度変化量の二乗積分値Ｓ^２は、以下に示す（６）、（７）および（８）式により求める。 The usage method of the excretion management system of the second embodiment is basically the same as the usage method of the first embodiment. However, in the determination of the excretion start time ts and the excretion end time te, the temperature data T _i,ch of each inspection surface 25 in the determination of the excretion management system of the first embodiment is calculated for each inspection surface 25 of each temperature measurement unit 21. The temperature data T _i,ch,sn is replaced and judged. Here, the subscript sn (=0 to Snmax) indicates the number of each temperature measuring unit 21. In this embodiment, since four temperature measuring units 21 are used, Snmax=3. Regarding the calculation of the excretion amount V of excrement, since the excretion management system of the second embodiment includes a plurality of temperature measuring units 21, the integrated value S of the temperature change amount and the absolute value of the temperature change amount of each inspection surface 25 are absolute. The square integral value S ² of the temperature change amount obtained by time-integrating the square value of the total sum of the values and the square integral value of the temperature change amount obtained by integrating the sum of the square values of the temperature change amount of each inspection surface 25 with time. S ² is calculated by the following equations (6), (7) and (8).

（６）、（７）および（８）式のうち温度変化量ΔＴ_{ｉ，ｃｈ，ｓｎ}は、第一実施形態の排泄管理システムと同様の模擬実験（図９参照）により得られる各温度計測部２１の各検査面２５で計測された温度時系列データＴ_{ｉ，ｃｈ，ｓｎ}を用いて（９）式により求められる。温度閾値Ｔ_ｎは、第一実施形態の排泄管理システムと同様に、非排泄時の温度データの平均値とすることができる。 The temperature change amount ΔT _i,ch,sn in the equations (6), (7), and (8) is obtained by a simulation experiment (see FIG. 9) similar to the excretion control system of the first embodiment. The temperature time-series data T _i,ch,sn measured on each of the inspection surfaces 25 of 21 is used to obtain the equation (9). The temperature threshold T _n can be an average value of temperature data during non-excretion, as in the excretion management system of the first embodiment.

排出物の排泄量Ｖは、温度変化量の積分値Ｓまたは温度変化量の二乗積分値Ｓ^２が求まれば、第一実施形態の排泄管理システムと同じ方法で求められる。 The excretion amount V of the excrement is obtained by the same method as the excretion management system of the first embodiment, if the integrated value S of the temperature change amount or the square integrated value S ² of the temperature change amount is obtained.

図１８は、第二実施形態の排泄管理システムで、模擬実験を行い、模擬実験の温度時系列データＴ_{ｉ，ｃｈ，ｓｎ}を用いて式（７）により求めた温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalの関係を示す。図中の直線は、図中にプロットされたデータに対し最小二乗法を適用して求めた１次直線である。 FIG. 18 shows the excretion control system according to the second embodiment, in which a simulation experiment is performed, and the square integration value S of the temperature change amount obtained by the equation (7) using the temperature time series data T _i,ch,sn of the simulation experiment. ² shows the relationship between ² and the total flow rate Qtotal. The straight line in the figure is a linear line obtained by applying the least squares method to the data plotted in the figure.

また、本実施形態では、温度計測部２１を複数備えているため、以下の（１０）式で表わされる各検査面２５の温度変化量の絶対値の総和の１．５乗値を時間積分した温度変化量の１．５乗積分値Ｓ^１．５または式（１１）で表される各検査面２５の温度変化量の１．５乗値の総和を時間積分した温度変化量の１．５乗積分値Ｓ^１．５を用いて、排泄物の総流量Ｑtotalを求めることもできる。 Further, in the present embodiment, since a plurality of temperature measuring units 21 are provided, the 1.5th power of the sum of absolute values of the temperature change amount of each inspection surface 25 represented by the following equation (10) is integrated over time. Integral value S ^{1.5 of the} amount of temperature change or 1.5 of the amount of temperature change obtained by time-integrating the sum of the 1.5th power of the amount of temperature change of each inspection surface 25 represented by the equation (11). The total excrement flow rate Qtotal can also be obtained using the integral value S ^1.5 .

図１９は、第二実施形態の排泄管理システムで、模擬実験を行い、模擬実験の温度時系列データＴ_{ｉ，ｃｈ，ｓｎ}を用いて式（１０）により求めた温度変化量の二乗積分値Ｓ^２と総流量Ｑtotalの関係を示す。図１９中の線は、図中にプロットされたデータに対し最小二乗法を適用して求めた１次直線である。 FIG. 19 is an excretion control system according to the second embodiment, where a simulated experiment is performed, and the square integrated value S of the temperature change amount obtained by Equation (10) using the temperature time series data T _i,ch,sn of the simulated experiment. ² shows the relationship between ² and the total flow rate Qtotal. The line in FIG. 19 is a linear line obtained by applying the least squares method to the data plotted in the figure.

第二実施形態の排泄管理システムによると、温度計測部２１を複数備えているので、排泄物の排泄量の算定精度をより向上させることができる。
第二実施形態の排泄管理システムによると、総流量Ｑの算定において、温度変化量の１．５乗積分値Ｓ^１．５を用いるほうが温度変化量の二乗積分値Ｓ^２を用いる場合に比べ、落下流量ごとの総流量Ｑtotalの値のばらつきが少なくなり、総流量Ｑtotal（＝排泄量Ｖ）の算定精度がより高くなる。 According to the excretion management system of the second embodiment, since the plurality of temperature measurement units 21 are provided, the accuracy of calculating the excretion amount of excrement can be further improved.
According to the excretion management system of the second embodiment, in calculating the total flow rate Q, using the ^1.5th integral value S ^1.5 of the temperature change amount is better than using the ^2nd integral value S ² of the temperature change amount. The variation in the value of the total flow rate Qtotal for each falling flow rate is reduced, and the calculation accuracy of the total flow rate Qtotal (= excretion amount V) is further increased.

なお、本発明の便器および排泄管理システムは、上記実施形態の構成に特に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において変更可能である。 The toilet bowl and excretion management system of the present invention are not particularly limited to the configurations of the above-described embodiments and can be modified within the scope of the present invention.

１１便器本体
１２ボウル部
１３排水路
１４便座部
１５足部
２１温度計測部
２３センサ部
２５検査面
３１臭気計測部
３２硫化水素臭センサ
３３アンモニア臭センサ
３４第二のＡ／Ｄ変換部
３５チューブ
４１記憶部
４２表示部
４３入力部
４４バス
４５インターフェイス
５１制御部
５２ＣＰＵ
５３ＲＡＭ
５４ＲＯＭ
７１タンク
７３チューブ
７５容器
７７コック
ｃｈチャンネル番号 11 Toilet body 12 Bowl part 13 Drainage channel 14 Toilet seat part 15 Foot part 21 Temperature measuring part 23 Sensor part 25 Inspection surface 31 Odor measuring part 32 Hydrogen sulfide odor sensor 33 Ammonia odor sensor 34 Second A/D conversion part 35 Tube 41 Storage unit 42 Display unit 43 Input unit 44 Bus 45 Interface 51 Control unit 52 CPU
53 RAM
54 ROM
71 tank 73 tube 75 container 77 cock ch channel number

Claims

A temperature measurement unit that measures the spatial distribution of temperature in the bowl of the toilet bowl without contact,
A control unit that processes temperature data measured by the temperature measurement unit,
Equipped with
The excretion management system, wherein the control unit calculates an excretion amount of excrement excreted in the bowl unit based on time-series measurement of a spatial temperature distribution in the bowl unit.

The excretion management system according to claim 1, wherein the temperature measuring unit is provided on any one of a toilet seat portion, a foot portion provided between the toilet seat portion and the toilet body, and an upper end surface of an inner peripheral wall of a bowl portion of the toilet bowl. ..

The excretion management system according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the temperature measuring units are provided.

An odor measuring unit for measuring the odor in the bowl is provided,
The control unit determines, based on the odor data measured by the odor measuring unit and the temperature data, at least one of stool, urine, and flatus for the waste discharged in the bowl. The excretion management system according to claim 1 or 2, wherein