溫度測量裝置以及溫度測量方法
2023-05-01 06:40:21 2
專利名稱：溫度測量裝置以及溫度測量方法
技術領域：
本發明涉及溫度測量裝置以及溫度測量方法。
背景技術：
在攜帶式的溫度計測裝置、特別是手錶型等的與人體接觸而使用的溫度計測裝置中，通過設置在殼體內部或殼體外周部的溫度傳感器來檢測外氣溫度。但是，在迄今為止的溫度計測裝置中，存在如下問題，即在攜帶時或安裝時，溫度傳感器會經由殼體受到體溫的影響，不能準確地測量外氣溫度。通過使熱敏部突出於殼體，並在熱敏部與殼體之間設置規定的間隙，從而能夠排除體溫穿過殼體而帶來的影響。另外還公開了如下內容，即檢測是否佩戴在身上，在佩戴在身上的情況下進行溫度校正處理(例如，參照專利文獻1)。此外，公開了通過簡單的結構來計測人體深部的溫度的方法(例如，參照專利文獻2)。專利文獻1日本特開平8-254579號公報專利文獻2日本特開2006-308538號公報然而，在專利文獻1中，雖然其目的在於通過設計溫度傳感器的位置來減小體溫的影響，但是存在如下問題，即只要像手錶那樣佩戴在身上，就不能消除殼體或傳感器支撐部的熱傳導對體溫的影響。另外，在專利文獻2中，不能同時準確地計測外氣溫度。
發明內容
本發明是為了解決上述問題中的至少一部分而完成的，可以作為以下方式或應用例來實現。[應用例1]一種溫度測量裝置，其特徵在於，該溫度測量裝置包括第1表面溫度測量部，其測量被測量對象的表面溫度作為第1表面溫度；第1參照溫度測量部，其測量與所述第1表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、且與外氣之間具有第1熱阻值的位置處的溫度作為第1參照溫度；第1外氣溫度測量部，其測量與所述第1參照溫度的測量位置之間具有所述第1熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第 1外氣溫度；第2表面溫度測量部，其測量與所述第1表面溫度的測量位置不同的表面位置處的第2表面溫度；第2參照溫度測量部，其測量與所述第2表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、且與外氣之間具有與所述第1熱阻值不同的第2熱阻值的位置處的溫度作為第2參照溫度；第2外氣溫度測量部，其測量與所述第2參照溫度的測量位置之間具有所述第2熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第2外氣溫度；深部溫度運算部，其使用所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度以及所述第2參照溫度的值，運算出所述被測量對象的深部溫度；以及外氣溫度運算部，其使用所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度、所述第2參照溫度、所述第1外氣溫度以及所述第2外氣溫度的值，運算出外氣的外氣溫度。
由此，通過使用計測兩種不同的熱流的傳感器部，從而即使在佩戴在身上的情況下，也能夠利用一個裝置測量準確的深部溫度和外氣溫度。並且，即使對於設置在人體等上而進行測量的手錶型、片型等的溫度測量裝置而言，也能夠利用一個構造簡單的裝置，準確地測量深部溫度和外氣溫度。這裡，所謂被測量對象的深部，是指與體表溫度相比，溫度變化小、溫度分布穩定的部位，例如是指中心部等。因此，深部體溫例如表示中心溫度。這裡，所謂中心溫度，是指在恆溫動物的活態內部的溫度狀態中，不隨向影響循環調節和生物體外皮部的環境的散熱的變化而改變的溫度，理論上是指中心部的平均溫度。[應用例2]在上述溫度測量裝置中，其特徵在於，在所述第1表面溫度的測量位置與所述第1參照溫度的測量位置之間、以及在所述第2表面溫度的測量位置與所述第2參照溫度的測量位置之間，設置有相同的具有所述規定的熱阻值的絕熱部，在所述第1參照溫度的測量位置與外氣之間，設置有具有所述第1熱阻值的第1散熱控制部，在所述第2參照溫度的測量位置與外氣之間，設置有具有所述第2熱阻值的第2散熱控制部，所述第1散熱控制部的與外氣的接觸面、以及所述第2散熱控制部的與外氣的接觸面構成為，規定的熱傳遞係數相等。由此，第1表面溫度測量部和第2表面溫度測量部被具有相同的熱阻值的絕熱部覆蓋。這裡，各個絕熱部位於表面溫度的測量位置與參照溫度的測量位置之間。並且，在各個參照溫度的測量位置與外氣之間，分別設置有具有彼此不同的熱阻值的第1、第2散熱控制部。這裡，各個散熱控制部位於參照溫度的測量位置與外氣溫度的測量位置之間。因此， 第1表面溫度測量位置與第1參照溫度測量位置與第1外氣溫度測量位置之間的熱通量值、和第2表面溫度測量位置與第2參照溫度測量位置與第2外氣溫度測量位置之間的熱通量值不同。即，第1表面溫度、第1參照溫度、第2表面溫度、第2參照溫度、第1外氣溫度以及第2外氣溫度均被測量到彼此不同的值。在深部溫度運算部中，通過使覆蓋第1及第2表面溫度測量部的絕熱部的熱阻值相同，由此，能夠在運算上消除該熱阻值，從而使用第1表面溫度、第1參照溫度、第2表面溫度以及第2參照溫度的值，運算出被測量對象的深部溫度。在外氣溫度運算部中，通過將第1散熱控制部的與外氣的接觸面以及第2散熱控制部的與外氣的接觸面構成為具有相同的熱傳遞係數，由此，能夠在運算上消除該熱傳遞係數，從而使用第1表面溫度、第1參照溫度、第2表面溫度、第2參照溫度、第1外氣溫度以及第2外氣溫度的值，運算出被測量對象的深部溫度。因此，能夠與被測量對象固有的從深部到表面的熱阻值無關地運算出被測量對象的深部溫度以及外氣的外氣溫度，因此，即使因被測量對象的類型不同而使傳熱特性發生了變化，也能夠利用設置在絕熱部及散熱控制部中的多個測量溫度部，準確地算出被測量對象的深部溫度及外氣溫度。[應用例3]在上述溫度測量裝置中，其特徵在於，該溫度測量裝置包括顯示裝置，其具有顯示部，該顯示部顯示由所述深部溫度運算部運算出的所述深部溫度、以及由所述外氣溫度運算部運算出的所述外氣溫度；以及溫度計主體，其具有所述第1表面溫度測量部、所述第2表面溫度測量部、所述第1參照溫度測量部、所述第2參照溫度測量部、所述第1外氣溫度測量部以及所述第2外氣溫度測量部，所述顯示裝置與所述溫度計主體分體
5地構成。由此，顯示裝置與溫度計主體分體地構成，因此促進了需要接觸被測量對象表面的、具有第1及第2表面溫度測量部的溫度計主體的輕量化。因此，即使溫度計主體長時間接觸被測量對象的表面，也不會造成負擔，能夠實現長時間連續的溫度監視。[應用例4]在上述溫度測量裝置中，其特徵在於，所述深部溫度運算部及所述外氣溫度運算部設置在所述顯示裝置中。由此，深部溫度運算部及外氣溫度運算部設置在顯示裝置中，因此能夠將溫度計主體的結構部件抑制為最小限度。因此，促進了溫度計主體的輕量化、小型化，即使在接觸於被測量對象的表面時進行長時間的測量，也能夠進一步降低負擔。[應用例5]在上述溫度測量裝置中，其特徵在於，所述顯示裝置及所述溫度計主體分別包含能夠通過無線通信相互收發信息的收發部。由此，顯示裝置及溫度計主體分別包含收發部，構成為能夠相互進行無線通信，因此，能夠與溫度計主體分開一定距離而設置顯示裝置。由於在顯示裝置與溫度計主體之間不進行接線，因此，能夠使溫度計主體與顯示裝置完全分離，從而進一步促進了溫度計主體的輕量化，提高了溫度計主體的操作性。[應用例6]在上述溫度測量裝置中，其特徵在於，所述溫度計主體構成為能夠粘貼在所述被測量對象的表面上。由此，溫度計主體構成為能夠粘貼在被測量對象的表面上，因此提高了溫度計主體的操作性、攜帶性。[應用例7]—種溫度測量方法，其特徵在於，該溫度測量方法包括以下步驟第1 溫度測量步驟，測量被測量對象的第1表面溫度，並且，測量與該第1表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、且與外氣之間具有第1熱阻值的位置處的溫度作為第1參照溫度， 並測量與該第1參照溫度的測量位置之間具有所述第1熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第1外氣溫度；第2溫度測量步驟，測量與所述第1表面溫度的測量位置不同的表面位置處的第2表面溫度，並且，測量與該第2表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、且與外氣之間具有與所述第1熱阻值不同的第2熱阻值的位置處的溫度作為第2參照溫度，並測量與該第2參照溫度的測量位置之間具有所述第2熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第2外氣溫度；深部溫度運算步驟，根據所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度以及所述第2參照溫度的值，運算出所述被測量對象的深部溫度；以及外氣溫度運算步驟，根據所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度、所述第2參照溫度、所述第1外氣溫度以及所述第2外氣溫度的值，運算出外氣的外氣溫度。由此，通過使用計測兩種不同的熱流的傳感器部，從而即使在佩戴在身上的情況下，也能夠利用一個裝置測量準確的深部溫度和外氣溫度。並且，即使對於設置在人體等上而進行測量的手錶型、片型等的溫度測量裝置而言，也能夠利用一個構造簡單的裝置，準確地測量深部溫度和外氣溫度。
圖1是表示第1實施方式的電子體溫計的結構框圖。
圖2是表示將第1實施方式的溫度計主體安裝到人體上的狀態的放大圖。圖3是表示安裝了第1實施方式的溫度計主體及顯示裝置的狀態的圖。圖4是表示第1實施方式的電子體溫計的動作的流程圖。圖5是表示實施例1的溫度計主體及測量結果的圖。圖6是表示第2實施方式的溫度計主體及測量結果的圖。圖7是表示第3實施方式的溫度計主體及測量結果的圖。圖8是表示第4實施方式的溫度計主體及測量結果的圖。圖9是放大地表示第5實施方式的腕戴式溫度計測裝置的要部的圖。圖10是圖9的A-A，線處的剖面圖。標號說明2 電子體溫計(溫度測量裝置)；4 人體；4A 體表(body surface) 6 操作者；8 腕戴式溫度計測裝置(溫度測量裝置)；10 溫度計主體；12 顯示裝置；14A、14B、14C、14D 溫度測量部；16A、16B、16C、16D 接觸面；18 絕熱部；18A 第1散熱控制部；18B 第2散熱控制部；20A 體表傳感器(第1表面溫度測量部)；20B 體表傳感器(第2表面溫度測量部)；22A、22B 界面；23A、2!3B 接觸面；24A 中間傳感器(第1參照溫度測量部)；24B 中間傳感器(第2參照溫度測量部)；25A 外氣傳感器(第1外氣溫度測量部)；25B 外氣傳感器(第2外氣溫度測量部)；26A.26B :A/D轉換部；28.28A.28B 收發部；30、30A、30B 天線線圈；32 顯示部；34 操作部；36 控制部；38 存儲部；42 深部體溫運算部(深部溫度運算部)；43 外氣溫度運算部；44A、44B 外側中間傳感器；46A、46B 界面；50,60,70 溫度計主體；110 裝置主體(顯示裝置)；112 腕帶；114 殼體；116 顯示部；118、120、122 顯示區域；124 液晶顯示面板；126,128 顯示區域；130 感溫帽(temperature-sensitive cap) ；132 溫度計主體；134 主幹部分；136 後蓋；138 溫度計主體配置空間；142 孔。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本實施方式的電子體溫計。(第1實施方式) 以下，根據附圖來說明本實施方式。圖1是表示作為本實施方式的溫度測量裝置的電子體溫計的結構框圖。本實施方式的電子體溫計2具有溫度計主體10，其與作為被測量對象的人體4 的體表4A(參照圖幻接觸；以及顯示裝置12，其與溫度計主體10分體地設置。在本實施方式中，由於顯示裝置12與溫度計主體10分體地構成，因此，促進了需與人體4的表面接觸的溫度計主體10的輕量化。因此，即便溫度計主體10長時間地接觸於人體4的表面，也不會造成負擔，從而能夠實現長時間連續的溫度監視。圖2是表示將本實施方式的溫度計主體10安裝到人體4上的狀態的放大圖，並且圖3是表示安裝了本實施方式的溫度計主體10及顯示裝置12後的狀態的圖。首先，如圖2所示，溫度計主體10具有兩個(一對)溫度測量部14A、14B。溫度測量部14A具有絕熱部18，其具有與人體4的體表4A接觸的接觸面16A ；以及第1散熱控制部18A，其設置在絕熱部18與外氣之間。另一方面，溫度測量部14B具有絕熱部18，其具有接觸面16B，該接觸面16B接觸於與溫度測量部14A的接觸位置不同的位置處的體表4A ；以及第2散熱控制部18B，其位於絕熱部18與外氣之間。即，絕熱部18在溫度測量部14A 和溫度測量部14B中是相同的，具有相同的熱阻值。另外，第1散熱控制部18A的與外氣接觸的接觸面23A、以及第2散熱控制部18B的與外氣接觸的接觸面23B的構造、表面積以及粗糙度等構成為，使得接觸面23A與接觸面23B的熱傳遞係數相同。本實施方式的溫度測量部14A、14B為縱向層疊式。在本實施方式中，溫度計主體 10的面積根據溫度測量部的個數而成為兩部分。溫度計主體10的縱向長度根據每一個溫度測量部的絕熱件的個數而成為兩部分。一個溫度測量部的傳感器的個數為三個。在本實施方式中，具有以下優點面積效率好，不需要上部的絕熱件，相應地材料效率好。溫度測量部14A具有作為第1表面溫度測量部的體表傳感器20A，其測量體表4A 的溫度作為第1表面溫度即第1體表溫度；作為第1參照溫度測量部的中間傳感器24A，其測量絕熱部18與第1散熱控制部18A之間的界面22A的溫度作為第1參照溫度；以及作為第1外氣溫度測量部的外氣傳感器25A，其測量第1散熱控制部18A的與外氣的接觸面23A 的溫度作為第1外氣溫度。另外，溫度測量部14B具有作為第2表面溫度測量部的體表傳感器20B，其測量體表4A的溫度作為第2表面溫度即第2體表溫度；作為第2參照溫度測量部的中間傳感器 24B,其測量絕熱部18與第2散熱控制部18B之間的界面22B的溫度作為第2參照溫度；以及作為第2外氣溫度測量部的外氣傳感器25B，其測量第2散熱控制部18B的與外氣的接觸面23B的溫度作為第2外氣溫度。由這些溫度測量部14A、14B組成的溫度計主體10構成為接觸面16A、16B可通過粘結劑等分別粘貼在人體4上，通過該粘結劑等，能夠以良好的接觸壓力與體表4A緊密貼合。在本實施方式中，溫度計主體10被緊密貼合在幼兒(人體4)的胸部。這裡，溫度計主體10的粘貼位置優選設置在能夠比較穩定地測量體表溫度的額頭、後腦、胸部、背部等部位。另外，在溫度計主體10上覆上罩的情況下，溫度計主體10可以與寢具接觸。在本實施方式中，由於溫度計主體10構成為能夠粘貼在人體4的表面，因此提高了溫度計主體10的操作性、攜帶性。另外，溫度測量部14A的第1散熱控制部18A與溫度測量部14B的第2散熱控制部18B由不同的材料構成，由此，第1散熱控制部18A的熱阻值與第2散熱控制部18B的熱阻值被設定為不同的值。關於體表傳感器20A、20B、中間傳感器24A、24B以及外氣傳感器25A、25B，可採用將體表4A的溫度、界面22A、22B的溫度及接觸面23A、23B的溫度轉換為電阻值的傳感器、 或者將溫度值轉換為電壓值的傳感器等。這裡，作為將溫度轉換為電阻值的傳感器，可採用片式熱敏電阻(chip thermistor)、印有熱敏電阻圖案的柔性基板、鉬測溫電阻體等。而作為將溫度轉換為電壓值的傳感器，可採用熱電偶元件、PN接合元件、二極體等。在本實施方式中，對於溫度測量部14A與溫度測量部14B彼此而言，體表傳感器20A的位置與外氣傳感器25A的位置之間以及體表傳感器20B的位置與外氣傳感器25B的位置之間的熱通量值不同。即，第1表面溫度與第2表面溫度、第1參照溫度與第2參照溫度、第1外氣溫度與第 2外氣溫度均被測量到彼此不同的值。另外，溫度測量部14A、14B除了具有體表傳感器20A、20B、中間傳感器24A、24B以及外氣傳感器25A、25B以外，如上述圖1所示，還分別具有A/D轉換部以及收發部28A.28B.另外，由於溫度測量部14A、14B形成為一體，因此，可將A/D轉換部^A、26B組裝成共同的A/D轉換部、將收發部^A、28B組裝為共同的收發部。A/D轉換部^A、26B將由體表傳感器20A、20B、中間傳感器24A、24B以及外氣傳感器25A、25B轉換後的電阻值或電壓值的模擬信號轉換為數位訊號，並輸出到收發部2從、 28B。收發部^A、28B分別具有天線線圈30A、30B，通過電波，將由A/D轉換部
轉換為數位訊號的溫度值(電阻值或電壓值)的信號發送到顯示裝置12側。另外，天線線圈30A、30B也可以構成為共用的天線線圈。如圖3所示，顯示裝置12為手錶式，構成為可以攜帶，可以由抱著安裝了溫度計主體10的幼兒的操作者6所佩戴。如上述圖1所示，顯示裝置12具有收發部觀，其與溫度計主體10之間收發信號；顯示部32，其顯示體溫的測量結果等；操作部34，其從外部對顯示裝置12進行操作；控制部36，其控制顯示裝置12的動作；以及存儲部38，其積蓄從收發部28和控制部36等得到的信息。收發部28具有天線線圈30，與溫度計主體10的天線線圈30A、30B之間分別進行電波的收發。另外，天線線圈30通過向天線線圈30A、30B發送電波，從而利用電磁感應使天線線圈30A、30B產生電動勢，進行溫度測量部14A、14B的充電。因此，溫度計主體10是受該電動勢驅動的，在內部不需要電池等電源。在本實施方式中，顯示裝置12及溫度計主體10分別具有收發部^、28A、28B，構成為能夠彼此進行無線通信，因此，可以與溫度計主體10分開一定距離來設置顯示裝置12。由於顯示裝置12未與溫度計主體10進行接線，因此，能夠使溫度計主體10與顯示裝置12完全分離，從而更加促進了溫度計主體10的輕量化，提高了溫度計主體10的操作性。顯示部32通過液晶畫面等來顯示溫度信息和操作畫面，例如可以顯示所測量的體表溫度、作為運算出的深部溫度的深部體溫、外氣的外氣溫度等。在本實施方式中，顯示部32被設置在相當於手錶的通常的錶盤的部分處，在操作者6將顯示裝置12戴在手腕上的狀態下，能夠觀察確認顯示部32。操作部34構成為可通過按鈕、控制杆、鍵等，從外部向顯示裝置12輸入信息，例如，可按照顯示部32上顯示的畫面來選擇菜單，而且，可輸入其他被測量者(本實施方式中為幼兒)的姓名、年齡、體溫的測量日期等信息。控制部36具有作為深部溫度運算部的深部體溫運算部42，該深部體溫運算部42 根據第1體表溫度、第2體表溫度、第1參照溫度以及第2參照溫度，運算出人體4的深部體溫。另外，控制部36具有外氣溫度運算部43，該外氣溫度運算部43根據第1體表溫度、第2體表溫度、第1外氣溫度、第2外氣溫度、第1參照溫度以及第2參照溫度，運算出外氣的外氣溫度。在本實施方式中，深部體溫運算部42及外氣溫度運算部43設置在顯示裝置12中，因此，能夠將溫度計主體10的結構部件限制為最小限度。因此，促進了溫度計主體10的輕量化、小型化，在接觸到人體4的表面時，即使進行長時間的測量，也能夠進一步降低負擔。根據上述結構，在穩定狀態下，溫度測量部14A或溫度測量部14B中的熱通量恆定，因此，通過設第1體表溫度為Tl、第2體表溫度為T3、第1參照溫度為T2、第2參照溫度為T4、深部體溫為Tcore，由此，關於深部體溫，如果將從人體4的深部到體表4A的熱阻設為Rb、將絕熱部18的熱阻設為Rs，則能夠得到下式(1)及式O)的關係式。 由此，關於深部體溫Tcore，能夠得到式(3)的關係式。
τ 73( TI _ Γ2 卜 ΓΙ (T3 -Γ4)/oNIcore=--…(3)
( 卜/ 2 卜(/ 5—/4)另外，如果設第1外氣溫度為Τ5、第2外氣溫度為Τ6、外氣溫度為Tout，則關於外氣溫度，能夠得到下式(4)及式(5)的關係式。- Τ5 -Tout)··· (4)
/nf A其中，h是接觸面23A、23B的熱傳遞係數。由此，關於外氣溫度Tout，能夠得到式 (6)的關係式。
,.廣 T(y(71 - "Γ2) ~ Τ5(Τ3 ~ 7*4)/ _ χI Ottt=...................................................；..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................■" (6J因此，將上式( 作為深部體溫Tcore的運算式存儲到深部體溫運算部42中。並且，將上式(6)作為外氣溫度Tout的運算式存儲到外氣溫度運算部43中。在存儲部38中存儲從溫度計主體10發送的第1體表溫度Tl、第2體表溫度T3、 第1參照溫度T2、第2參照溫度T4、第1外氣溫度T5以及第2外氣溫度T6。另外，還存儲由深部體溫運算部42運算出的人體4的深部體溫Tcore及由外氣溫度運算部43運算出的外氣的外氣溫度iTout。這裡，存儲部38構成為能夠存儲與多個人體4有關的溫度信息，按照每個人體4 存儲深部體溫iTcore等。另外，存儲部38能夠存儲在計算深部體溫Tcore時測量到的第1 體表溫度Tl及第2體表溫度T3等、以及在計算外氣溫度Tout時測量到的第1外氣溫度T5 及第2外氣溫度T6等的測量位置。另外，存儲部38中，除了上述溫度信息以外，例如還可以存儲被測量者(人體4、幼兒)的姓名、年齡、測量日期等測量信息。此時，這些測量信息可以從操作部34輸入。上述電子體溫計2以如下方式工作。圖4是表示本實施方式的電子體溫計2的動作的流程圖。在人體4(在本實施方式中為幼兒的胸部)上安裝溫度計主體10，抱著幼兒的電子體溫計2的操作者6將顯示裝置12戴在手腕上。當操作者6通過操作顯示裝置12的操作部34而接通了顯示裝置12的開關時，收發部觀經由天線線圈30向溫度計主體10(溫度測量部14A及溫度測量部14B)發送電波。通過由該電波引起的電磁感應使天線線圈30A、 30B產生電動勢，從而對溫度計主體10進行充電(步驟S10)。溫度計主體10隨電動勢而啟動(步驟S20)，體表傳感器20A、20B、中間傳感器 24A、24B以及外氣傳感器25A、25B啟動。
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當這些傳感器20A、20B、24A、24B、25A、25B啟動時，溫度計主體10經由天線線圈 30A、30B從收發部^AJSB向顯示裝置12發送待機信號(步驟S30)。顯示裝置12的控制部36在接收到該待機信號時，從收發部28經由天線線圈30 發送溫度測量開始信號(步驟S40)。溫度計主體10接收該溫度測量開始信號，驅動體表傳感器20A、20B、中間傳感器 24A、24B以及外氣傳感器25A、25B，測量體表4A的第1體表溫度Tl、第2體表溫度T3、界面 22A、22B的第1參照溫度T2、第2參照溫度T4以及接觸面23A、23B的第1外氣溫度T5、第 2外氣溫度T6 (步驟S50，第1溫度測量步驟及第2溫度測量步驟)。這些體表溫度T1、T3、 參照溫度Τ2、Τ4以及外氣溫度Τ5、Τ6的溫度信息在A/D轉換部中從模擬信號轉換為數位訊號，通過收發部^A、28B經由天線線圈30A、30B發送到顯示裝置12。另外，優選的是，在經過了規定時間從而從人體4的深部到體表4A的傳熱達到穩定狀態(平衡狀態)之後，測量體表溫度Tl、T3以及參照溫度T2、T4。在控制部36的深部體溫運算部42中，將體表溫度Tl、T3以及參照溫度T2、T4代入式⑶的T1、T2、T3及T4，由此運算出深部體溫Tcore (步驟S60，深部溫度運算步驟)。另外，在控制部36的外氣溫度運算部43中，將體表溫度Tl、Τ3、參照溫度Τ2、Τ4 以及外氣溫度Τ5、Τ6代入式(6)的Τ1、Τ2、Τ3、Τ5以及Τ6，由此運算出外氣溫度Tout (步驟 S60，外氣溫度運算步驟)。控制部36將深部體溫Tcore及外氣溫度Tout存儲到存儲部38中(步驟S70)，並且使顯示部32顯示深部體溫Tcore及外氣溫度Tout (步驟S80)。操作者6在抱著幼兒的狀態下，可通過手錶型的顯示裝置12的顯示部32，確認深部體溫Tcore及外氣溫度Tout。控制部36通過內置的定時器對從體表溫度Tl、T3的測量時起的經過時間進行計數，監視是否經過了規定時間(步驟S90)。當經過時間為規定時間以上時，回到步驟S40，控制部36向溫度計主體10發送溫度測量開始信號，再次進行體表溫度Tl、T3、參照溫度T2、 T4及外氣溫度T5、T6的測量。由此，按照每個規定時間，測量體表溫度Tl、Τ3、參照溫度Τ2、Τ4及外氣溫度Τ5、 Τ6，運算出深部體溫Tcore及外氣溫度Tout，積蓄到存儲部38中。在本實施方式中，通過使用計測兩種不同的熱流的傳感器部，由此，即使在戴在身上的情況下，也能夠利用一個裝置測量準確的深部體溫Tcore和外氣溫度Tout。另外，對於設置到人體4等上而進行測量的手錶型、片型等的電子體溫計而言，也能夠利用一個構造簡單的裝置來準確地測量深部體溫Tcore和外氣溫度Tout。另外，溫度計主體10還可以搭載有電池，從而無需從外部充電即可測量溫度。(實施例1)圖5是表示本實施例的溫度計主體10及測量結果的圖。接著，在本實施例中，對使用了溫度計主體10而得到的測量結果進行說明。本實施例中的測量環境如下。作為設定值，外氣溫度為25°C。另外，人體4的深部溫度(IOmm以下)為37°C，熱傳導率為0. 3 (W/mK)。溫度測量部14A、14B分別呈直徑為50mm的圓柱狀。在溫度測量部14A上，從體表 4A側起，層疊有熱傳導率為0. 05(ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料和熱傳導率為0. 01 (W/ mk)的第1散熱控制部18A。在溫度測量部14B上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為0. 05 (ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料和熱傳導率為0. 02 (ff/mk)的第2散熱控制部18B。 各個厚度為2mm。如圖5所示，在本實施方式中，體表傳感器20A、20B位於離體表4A為Omm的位置。 中間傳感器24A、24B位於離體表4A為2mm的位置。外氣傳感器25A、25B位於離體表4A為 4mm的位置。將各傳感器的測量結果中的第1體表溫度Tl、第1參照溫度T2、第2體表溫度T3 以及第2參照溫度T4代入式C3)來計算深部體溫Tcore。另外，將第1體表溫度Tl、第1 參照溫度T2、第2體表溫度T3、第2參照溫度T4、第1外氣溫度T5以及第2外氣溫度T6代入式(6)來計算外氣溫度Tout。其結果，深部體溫Tcore為36. 81497，與設定值之間的差為-0. 18503。而外氣溫度Tout為24. 98655，與設定值之間的差為-0. 01345。(第2實施方式)圖6是表示本實施方式的溫度計主體及測量結果的圖。如圖6所示，本實施方式的溫度計主體50具有兩個(一對)溫度測量部14A、14B。 溫度測量部14A具有設置在絕熱部18之間的第1散熱控制部18A。另一方面，溫度測量部 14B具有設置在絕熱部18之間的第2散熱控制部18B。另外，各絕熱部18的與外氣接觸的接觸面的構造、表面積以及粗糙度等構成為，使得熱傳遞係數h相等。溫度測量部14A具有外氣傳感器25A，該外氣傳感器25A測量絕熱部18的與外氣的接觸面23A的溫度作為第1 外氣溫度。另外，溫度測量部14B具有外氣傳感器25B，該外氣傳感器25B測量絕熱部18的與外氣的接觸面23B的溫度作為第2外氣溫度。其他結構與實施例1相同。本實施方式的溫度測量部14A、14B為縱向層疊式。在本實施方式中，溫度計主體 50的面積根據溫度測量部個數而成為兩部分。溫度計主體50的縱向長度根據每一個溫度測量部的絕熱件的個數而成為三部分。一個溫度測量部的傳感器的個數為三個。(實施例2)接著，在本實施例中，對使用了溫度計主體50而得到的測量結果進行說明。本實施例的測量環境如下。在溫度測量部14A上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為0.05(W/mk)的作為絕熱部18的矽材料、熱傳導率為0.01 (W/mk)的第1散熱控制部 18A、以及熱傳導率為0. 05 (ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料。在溫度測量部14B上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為0. 05 (ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料、熱傳導率為0. 02 (W/ mk)的第2散熱控制部18B、以及熱傳導率為0. 05 (ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料。各個厚度為2mm。其他的測量環境與實施例1相同。如圖6所示，在本實施方式中，體表傳感器20A、20B位於離體表4A為Omm的位置。 中間傳感器24A、24B位於離體表4A為2mm的位置。外氣傳感器25A、25B位於離體表4A為 6mm的位置。將各傳感器的測量結果中的第1體表溫度Tl、第1參照溫度T2、第2體表溫度T3 以及第2參照溫度T4代入式C3)來計算深部體溫Tcore。並且，將第1體表溫度Tl、第1 參照溫度T2、第2體表溫度T3、第2參照溫度T4、第1外氣溫度T5以及第2外氣溫度T6代入式(6)來計算外氣溫度Tout。其結果，深部體溫Tcore為36. 83293,與設定值之間的差為-0. 16707。而外氣溫度Tout為24. 97185，與設定值之間的差為-0. 02815。(第3實施方式)
圖7是表示本實施方式的溫度計主體及測量結果的圖。如圖7所示，本實施方式的溫度計主體60具有兩個(一對)溫度測量部14A、14B。 其他結構與實施例2相同。溫度測量部14A具有外側中間傳感器44A，該外側中間傳感器44A測量第1散熱控制部18A與絕熱部18之間的界面46A的溫度作為第1外側參照溫度。另外，溫度測量部 14B具有外側中間傳感器44B，該外側中間傳感器44B測量第2散熱控制部18B與絕熱部18 之間的界面46B的溫度作為第2外側參照溫度。其他結構與實施例1相同。本實施方式的溫度測量部14A、14B為縱向層疊式。在本實施方式中，溫度計主體 60的面積根據溫度測量部的個數而成為兩部分。溫度計主體60的縱向長度根據每一個溫度測量部的絕熱件的個數而成為三部分。一個溫度測量部的傳感器的個數為四個。根據上述結構，在穩定狀態下，各個部分的熱通量恆定，因此，關於外氣溫度Tout， 能夠得到下式(7)及式(8)的關係式。
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由此，關於外氣溫度Tout，能夠得到式(9)的關係式。
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f / / 一/』J 一、/δ—/OJ因此，將該式(9)作為外氣溫度Tout的運算式存儲到外氣溫度運算部43中。(實施例3)接著，在本實施例中，對使用了溫度計主體60而得到的測量結果進行說明。本實施例的測量環境與實施例2相同。如圖7所示，在本實施例中，體表傳感器20A、20B位於離體表4A為Omm的位置。中間傳感器24A、24B位於離體表4A為2mm的位置。外側中間傳感器44A、44B位於離體表4A 為4mm的位置。外氣傳感器25A、25B位於離體表4A為6mm的位置。將各傳感器的測量結果中的第1體表溫度Tl、第1參照溫度T2、第2體表溫度T3 以及第2參照溫度T4代入式C3)來計算深部體溫Tcore。並且，將第1外氣溫度T5、第1 外側參照溫度T7、第2外氣溫度T6以及第2外側參照溫度T8代入式(9)來計算外氣溫度 Tout。其結果，深部體溫Tcore為36. 83四3，與設定值之間的差為-0. 16707。而外氣溫度 Tout為24. 99394，與設定值之間的差為-0. 00606。(第4實施方式)圖8是表示本實施方式的溫度計主體及測量結果的圖。如圖8所示，本實施方式的溫度計主體70具有四個(兩對)溫度測量部14A、14B、 14C、14D。溫度測量部14A具有設置在絕熱部18與外氣之間的第1散熱控制部18A。另一方面，溫度測量部14B在絕熱部18與外氣之間具有第2散熱控制部18B。另外，溫度測量部 14C具有第1散熱控制部18A，其具有接觸面16C，該接觸面16C接觸於與溫度測量部14A、 14B的接觸位置不同的位置的體表4A ；以及絕熱部18，其設置在第1散熱控制部18A與外氣之間。另一方面，溫度測量部14D具有第2散熱控制部18B，其在與溫度測量部14A、14B、 14C的接觸位置不同的位置的體表4A處具有接觸面16D ；以及絕熱部18，其設置在第2散熱控制部18B與外氣之間。即，絕熱部18在溫度測量部14A、14B、14C、14D中是相同的，具有相同的熱阻值。溫度測量部14A具有體表傳感器20A，其測量體表4A的溫度；以及中間傳感器 24A，其測量絕熱部18與第1散熱控制部18A之間的界面22A的溫度。溫度測量部14B具有體表傳感器20B，其測量體表4A的溫度；以及中間傳感器 MB，其測量絕熱部18與第2散熱控制部18B之間的界面22B的溫度。溫度測量部14C具有外氣傳感器25A，其測量絕熱部18的與外氣之間的接觸面 23A的溫度；以及外側中間傳感器44A，其測量第1散熱控制部18A與絕熱部18之間的界面 46A的溫度。溫度測量部14D具有外氣傳感器25B，其測量絕熱部18的與外氣之間的接觸面 23B的溫度；以及外側中間傳感器44B，其測量第2散熱控制部18B與絕熱部18之間的界面 46B的溫度。其他結構與實施例1相同。本實施方式的溫度測量部14A、14B、14C、14D是單純地橫向排列。在本實施方式中，溫度計主體70的面積根據溫度測量部的個數而成為四部分。溫度計主體70的縱向長度根據每一個溫度測量部的絕熱材料的個數而成為兩部分。一個溫度測量部的傳感器的個數為四個。(實施例4)接著，在本實施例中，對使用了溫度計主體70而得到的測量結果進行說明。本實施例的測量環境如下。在溫度測量部14A上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為0. 05 (ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料和熱傳導率為0. 01 (ff/mk)的第1散熱控制部 ISA0在溫度測量部14B上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為0.05(W/mk)的作為絕熱部 18的矽材料和熱傳導率為0. 02 (ff/mk)的第2散熱控制部18B。在溫度測量部14C上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為0. 01 (ff/mk)的第1散熱控制部18A和熱傳導率為0. 05 (W/ mk)的作為絕熱部18的矽材料。在溫度測量部14D上，從體表4A側起，層疊有熱傳導率為 0. 02 (ff/mk)的第2散熱控制部18B和熱傳導率為0. 05 (ff/mk)的作為絕熱部18的矽材料。 各個厚度為2mm。其他的測量環境與實施例1相同。如圖8所示，在本實施方式中，體表傳感器20A、20B位於離體表4A為Omm的位置。 中間傳感器24A、24B位於離體表4A為2mm的位置。外側中間傳感器44A、44B位於離體表 4A為2mm的位置。外氣傳感器25A、25B位於離體表4A為4mm的位置。將各傳感器的測量結果中的第1體表溫度Tl、第1參照溫度T2、第2體表溫度T3 以及第2參照溫度T4代入式C3)來計算深部體溫Tcore。並且，將第1外氣溫度T5、第1 外側參照溫度T7、第2外氣溫度T6以及第2外側參照溫度T8代入式(9)來計算外氣溫度 Tout。其結果，深部體溫Tcore為36. 81314，與設定值之間的差為-0.18686。而外氣溫度 Tout為24. 97052，與設定值之間的差為-0. 02948。(第5實施方式)圖9是放大地表示作為本實施方式的溫度測量裝置的腕戴式溫度計測裝置的要部的平面圖。圖10是圖9的A-A』線處的剖面圖。如圖9所示，本實施方式的腕戴式溫度計測裝置8由以下部分構成作為顯示裝置的裝置主體110，其具有31. 5mmX29. Omm的大致四方形的平面形狀；以及連接在裝置主體110兩側的腕帶112。裝置主體110具有由塑料、金屬等各種材料構成的殼體114，在該殼體 114上，形成有矩形窗，該矩形窗用於在向手錶中的9點方向稍微偏移的區域中形成顯示部 116。在殼體114中，連接腕帶112的縱向的尺寸(手錶中的12點-6點方向的尺寸)比橫向的尺寸(手錶中的3點-9點方向的尺寸)短。因此，腕戴式溫度計測裝置8在手腕上的佩戴感得到改善。顯示部116由整體上具有3部分的顯示區域118、120、122的液晶顯示面板IM構成。由於殼體114的橫向長度長，因此，在液晶顯示面板124中使用了廣角面板。另外，在液晶顯示面板124中添加了 EL背光功能。腕戴式溫度計測裝置8與通常的鐘表及秒表相同，也具有鐘錶功能，在圖9所示的狀態下，在顯示部116的上部的顯示區域118中顯示著表示是8月25日、星期一的內容。在下部的顯示區域122中，顯示著表示當前時刻為上午10點08分59秒的內容。這裡，下部的顯示區域122中的顯示是通過縱向尺寸約為4. 7mm的與通常的秒表相當的大型扇形體來完成的。中部的顯示區域120進一步分為上下兩部分，在其中的下部顯示區域126中，顯示著表示溫度為24. 8°C的內容。另外，在中部的顯示區域120中的上部顯示區域1 中，基於溫度而利用A等級到E等級的等級，顯示當前環境是否容易運行。(溫度計主體的配置構造)在本實施方式的腕戴式溫度計測裝置8中，殼體114的橫向長度較長，因此，將被感溫帽130覆蓋的溫度計主體132配置在手錶的3點方向側。這樣，在使用橫向長度較長的殼體114而將溫度計主體132配置在該3點方向側的情況下，即使將腕戴式溫度計測裝置8佩戴到手腕上，該3點方向側也不會被使用者的衣袖所覆蓋。因此，具有能夠進行高精度計測的優點。如圖10所示，殼體114由相當於該殼體114的主體部分的主幹部分134和安裝在其背面側的後蓋136構成，殼體114的後蓋136側為溫度計主體配置空間138。這裡，溫度計主體配置空間138形成在殼體114的內部。另外，關於殼體114，其表面側蓋著感溫帽 130。在該感溫帽130中的相當於溫度計主體配置空間138的區域中，形成有用於使外氣進出的孔142。因此，外氣可經由感溫帽130的孔142而進出於溫度計主體配置空間138。因此，溫度計主體132始終與新鮮的外氣接觸，因而能夠迅速地對外氣的溫度變化做出響應。 這裡，由於還要測量深部體溫，因此，溫度計主體132的配置需要通過後蓋136等與人體4 的體表4A接觸，而而不是通過殼體114的上部來進行接觸。需要說明的是，雖然在上述實施方式中以手錶型為例子進行了描述，不過，本發明可以應用於測量深部溫度和外氣溫度雙方的任何裝置。作為工業用途，例如可以應用於測量爐內部及配管的深部溫度、機房的深部溫度、以及此時的外氣溫度。
權利要求
1.一種溫度測量裝置，其特徵在於，該溫度測量裝置包括第1表面溫度測量部，其測量被測量對象的表面溫度作為第1表面溫度； 第1參照溫度測量部，其測量與所述第1表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、 且與外氣之間具有第1熱阻值的位置處的溫度作為第1參照溫度；第1外氣溫度測量部，其測量與所述第1參照溫度的測量位置之間具有所述第1熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第1外氣溫度；第2表面溫度測量部，其測量與所述第1表面溫度的測量位置不同的表面位置處的第 2表面溫度；第2參照溫度測量部，其測量與所述第2表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、 且與外氣之間具有與所述第1熱阻值不同的第2熱阻值的位置處的溫度作為第2參照溫度；第2外氣溫度測量部，其測量與所述第2參照溫度的測量位置之間具有所述第2熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第2外氣溫度；深部溫度運算部，其使用所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度以及所述第2參照溫度的值，運算出所述被測量對象的深部溫度；以及外氣溫度運算部，其使用所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度、所述第2參照溫度、所述第1外氣溫度以及所述第2外氣溫度的值，運算出外氣的外氣溫度。
2.根據權利要求1所述的溫度測量裝置，其特徵在於，在所述第1表面溫度的測量位置與所述第1參照溫度的測量位置之間、以及在所述第2 表面溫度的測量位置與所述第2參照溫度的測量位置之間，設置有相同的具有所述規定的熱阻值的絕熱部，在所述第1參照溫度的測量位置與外氣之間，設置有具有所述第1熱阻值的第1散熱控制部，在所述第2參照溫度的測量位置與外氣之間，設置有具有所述第2熱阻值的第2散熱控制部，所述第1散熱控制部的與外氣的接觸面、以及所述第2散熱控制部的與外氣的接觸面構成為，規定的熱傳遞係數相等。
3.根據權利要求1或2所述的溫度測量裝置，其特徵在於， 該溫度測量裝置包括顯示裝置，其具有顯示部，該顯示部顯示由所述深部溫度運算部運算出的所述深部溫度、以及由所述外氣溫度運算部運算出的所述外氣溫度；以及溫度計主體，其具有所述第1表面溫度測量部、所述第2表面溫度測量部、所述第1參照溫度測量部、所述第2參照溫度測量部、所述第1外氣溫度測量部以及所述第2外氣溫度測量部，所述顯示裝置與所述溫度計主體分體地構成。
4.根據權利要求3所述的溫度測量裝置，其特徵在於，所述深部溫度運算部及所述外氣溫度運算部設置在所述顯示裝置中。
5.根據權利要求3所述的溫度測量裝置，其特徵在於，所述顯示裝置及所述溫度計主體分別包含能夠通過無線通信相互收發信息的收發部。
6.根據權利要求1 5中任意一項所述的溫度測量裝置，其特徵在於， 所述溫度計主體構成為能夠粘貼在所述被測量對象的表面上。
7.一種溫度測量方法，其特徵在於，該溫度測量方法包括以下步驟第1溫度測量步驟，測量被測量對象的第1表面溫度，並且，測量與該第1表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、且與外氣之間具有第1熱阻值的位置處的溫度作為第1 參照溫度，並測量與該第1參照溫度的測量位置之間具有所述第1熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第1外氣溫度；第2溫度測量步驟，測量與所述第1表面溫度的測量位置不同的表面位置處的第2表面溫度，並且，測量與該第2表面溫度的測量位置之間具有規定的熱阻值、且與外氣之間具有與所述第1熱阻值不同的第2熱阻值的位置處的溫度作為第2參照溫度，並測量與該第2 參照溫度的測量位置之間具有所述第2熱阻值、且與外氣之間具有規定的熱傳遞係數的位置處的溫度作為第2外氣溫度；深部溫度運算步驟，根據所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度以及所述第2參照溫度的值，運算出所述被測量對象的深部溫度；以及外氣溫度運算步驟，根據所述第1表面溫度、所述第1參照溫度、所述第2表面溫度、所述第2參照溫度、所述第1外氣溫度以及所述第2外氣溫度的值，運算出外氣的外氣溫度。
全文摘要
本發明提供溫度測量裝置以及溫度測量方法，該溫度測量裝置包括測量第1表面溫度的第1表面溫度測量部；測量第1參照溫度的第1參照溫度測量部；測量第1外氣溫度的第1外氣溫度測量部；測量第2表面溫度的第2表面溫度測量部；測量第2參照溫度的第2參照溫度測量部；測量第2外氣溫度的第2外氣溫度測量部；使用第1表面溫度、第1參照溫度、第2表面溫度以及第2參照溫度的值，運算出被測量對象的深部溫度的深部溫度運算部；以及使用第1表面溫度、第1參照溫度、第2表面溫度、第2參照溫度、第1外氣溫度以及第2外氣溫度的值，運算出外氣的外氣溫度的外氣溫度運算部。
文檔編號G01K7/16GK102247127SQ201110082539
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月1日 優先權日2010年4月2日
發明者後藤健次 申請人:精工愛普生株式會社