JP5971394B2 - Temperature measurement system and temperature calculation method - Google Patents

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Description

本発明は、被測定体の内部温度を測定する温度測定システム等に関する。   The present invention relates to a temperature measurement system that measures the internal temperature of a measurement object.

基本的なバイタル情報である体温からは健康状態・基礎代謝状態・精神状態などの生体情報が得られる。人体や動物の体温に基づいて、人や動物の健康状態、基礎代謝状態あるいは精神状態を判断するためには、人体や動物の表層部の温度ではなく、その内部温度(深部温度)の情報が必要である。   From body temperature, which is basic vital information, biological information such as health status, basic metabolic status, and mental status can be obtained. In order to determine the health, basal metabolic state, or mental state of a person or animal based on the body temperature of the human body or animal, information on the internal temperature (depth temperature) is used instead of the surface temperature of the human body or animal. is necessary.

また、例えば、炉や配管等の内部温度を測定する場合に、炉や配管の外側に温度測定装置を設けて内部温度を測定することができれば、温度測定装置を炉や配管等の内部に設けるための設備や部材が不要となる他、耐熱性や耐腐食性、測定レンジの点からもより安価な温度測定装置を利用可能となり、また、工事コストも削減できる。   Also, for example, when measuring the internal temperature of a furnace, piping, etc., if a temperature measuring device can be provided outside the furnace or piping to measure the internal temperature, the temperature measuring device is provided inside the furnace, piping, etc. This eliminates the need for facilities and components, and makes it possible to use a temperature measuring device that is less expensive in terms of heat resistance, corrosion resistance, and measurement range, and also reduces construction costs.

内部温度の測定に関する技術としては、例えば人体の温度を測定する特許文献1や特許文献2が知られている。   As a technique relating to the measurement of the internal temperature, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 that measure the temperature of a human body are known.

特開昭55−29794号公報JP-A-55-29794 特開2006−308538号公報JP 2006-308538 A

特許文献1に開示されている技術は、いわゆる熱流補償式を利用した内部温度測定に関する技術である。この技術は、熱流補償型プローブを体表面に貼付し、体表面からの熱の放散を見かけ上ゼロにすることにより、被測定体の内部温度を測定する技術である。この場合、生体内部とプローブとを温度平衡状態とするためにヒーターの制御が必要となる。そのため、ヒーターを動作させるための電力が必要となる他、内部温度の測定精度を向上させるために、ヒーターの精細な温度制御が必要であった。   The technique disclosed in Patent Document 1 is a technique related to internal temperature measurement using a so-called heat flow compensation formula. This technique is a technique for measuring the internal temperature of a body to be measured by attaching a heat flow compensation type probe to the body surface and apparently radiating heat from the body surface to zero. In this case, the heater needs to be controlled in order to bring the living body and the probe into a temperature equilibrium state. Therefore, in addition to requiring electric power for operating the heater, precise temperature control of the heater is necessary in order to improve the measurement accuracy of the internal temperature.

また、特許文献2に開示されている技術では、内部温度の算出に際して、温度測定装置とその周囲の環境(外界)との間で生じる熱収支を考慮していないという問題がある。つまり、特許文献2の技術は、周囲の環境との間で熱収支が生じない、いわば理想的な系を形成できることを前提とした技術である。しかし、現実には、温度測定装置と周囲の環境との間の熱収支が存在するため、この熱収支に起因する温度の測定誤差分を無視できないという問題があった。   In addition, the technique disclosed in Patent Document 2 has a problem that the heat balance generated between the temperature measuring device and the surrounding environment (external environment) is not taken into account when calculating the internal temperature. That is, the technique of Patent Document 2 is a technique that presupposes that an ideal system can be formed, in which no heat balance is generated with the surrounding environment. However, in reality, since there is a heat balance between the temperature measuring device and the surrounding environment, there is a problem that the temperature measurement error due to this heat balance cannot be ignored.

本発明は上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、被測定体の内部温度を測定するための新しい手法を提案することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to propose a new technique for measuring the internal temperature of a measurement object.

以上の課題を解決するための第1の形態は、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子と、別途測定された被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部と、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部と、を備えた温度測定システムである。   A first form for solving the above-described problem is that a contact having a plurality of temperature sensors at different positions and having thermal conductivity, an internal temperature of a measured object separately measured, and the contact A determination unit for determining a relative relationship of heat balance characteristics at the positions of the plurality of temperature sensors using detected temperatures of the plurality of temperature sensors when a child is brought into contact with the measurement object; and the heat balance characteristics And a temperature calculation unit that continuously calculates the internal temperature of the object to be measured using the relative relationships of the above and the detected temperatures of the plurality of temperature sensors.

また、他の形態として、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を用いて被測定体の内部温度を算出する温度算出方法であって、別途測定された前記被測定体の内部温度と、前記接触子を前記被測定体に接触させた際の前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定することと、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を継続的に算出することと、を含む温度算出方法を構成してもよい。   Further, as another form, there is a temperature calculation method for calculating an internal temperature of a measurement object using a contact having a plurality of temperature sensors at different positions and having thermal conductivity, which is separately measured. Using the internal temperature of the object to be measured and the detected temperatures of the plurality of temperature sensors when the contact is brought into contact with the object to be measured, the relative relationship of the heat balance characteristics at the positions of the plurality of temperature sensors And continuously calculating the internal temperature of the object to be measured using the relative relationship between the heat balance characteristics and the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. It may be configured.

この第1の形態等によれば、別途測定された被測定体の内部温度と、複数の温度センサーを異なる位置に有し、且つ熱伝導性を備えた接触子を被測定体に接触させた際の複数の温度センサーの検出温度とを用いて、複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定する。ここで、熱収支とは、熱の出入りのことを意味し、熱収支特性とは、その熱の出入りの特性のことを意味する。   According to the first embodiment and the like, the internal temperature of the object to be measured separately and a plurality of temperature sensors at different positions and a contact having thermal conductivity are brought into contact with the object to be measured. The relative temperatures of the heat balance characteristics at the positions of the plurality of temperature sensors are determined using the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. Here, the heat balance means heat input / output, and the heat balance characteristic means the heat input / output characteristic.

後述する実施形態で詳述するが、複数の温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係が分かれば、複数の温度センサーの検出温度を用いて被測定体の内部温度を算出することができる。この手法では、接触子を被測定体に接触させた状態で複数の温度センサーによって温度を検出し、それらの検出温度と、別途測定しておいた被測定体の内部温度から判定した熱収支特性の相対関係とを用いるだけで、被測定体の内部温度を簡易に算出することができる。この場合、被測定体の内部温度を精度良く測定しておくことで、被測定体の内部温度を正しく算出することができる。また、複数の温度センサーの位置における熱収支特性を考慮して内部温度を算出するため、熱収支に起因する温度の測定誤差分も併せて補償することができる。   As will be described in detail in an embodiment described later, if the relative relationship of the heat balance characteristics at the positions of the plurality of temperature sensors is known, the internal temperature of the measurement object can be calculated using the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. In this method, the temperature is detected by multiple temperature sensors while the contact is in contact with the object to be measured, and the heat balance characteristics determined from those detected temperatures and the internal temperature of the object to be measured that has been measured separately. The internal temperature of the object to be measured can be calculated simply by using the relative relationship. In this case, the internal temperature of the measured object can be correctly calculated by measuring the internal temperature of the measured object with high accuracy. Further, since the internal temperature is calculated in consideration of the heat balance characteristics at the positions of the plurality of temperature sensors, the temperature measurement error due to the heat balance can also be compensated.

また、第2の形態として、第1の形態の温度測定システムにおいて、前記複数の温度センサーは、前記接触子内の、前記接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる、温度測定システムを構成することとしてもよい。   Further, as a second mode, in the temperature measurement system according to the first mode, the plurality of temperature sensors are provided at positions in the contact that have different heat balance characteristics from the outside of the contact. A measurement system may be configured.

この第2の形態によれば、複数の温度センサーが、接触子内の、接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる。接触子内の、接触子外との熱の出入りの特性が異なる位置に複数の温度センサーを設けることで、複数の温度センサーの位置における熱収支特性を相違させることができる。   According to this 2nd form, the several temperature sensor is provided in the position in which the heat balance characteristic with the outside of a contactor differs in a contactor. By providing a plurality of temperature sensors at positions in the contact where the heat input / output characteristics differ from the outside of the contact, the heat balance characteristics at the positions of the plurality of temperature sensors can be made different.

また、第3の形態として、第1又は第2の形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、(1)前記被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、(2)前記接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは(1)で且つ(2)の位置に温度センサーを有してなる、温度測定システムを構成することとしてもよい。   Further, as a third form, in the temperature measurement system of the first or second form, the contact is (1) a position where heat conduction characteristics from the contact surface contacting the measurement object to the position are different, (2) A temperature measurement system comprising a temperature sensor at a position where the heat conduction characteristics from the side surface other than the contact surface to the position differ, or (1) and (2) may be configured. Good.

この第3の形態によれば、接触子が、(1)被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、(2)接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、に温度センサーを有してなるため、複数の温度センサーの検出温度に差を生じさせることができる。この場合、(1)で且つ(2)の位置に温度センサーを有する構成としてもよい。   According to this 3rd form, a contactor is (1) the position where the heat conduction characteristics from the contact surface which contacts a to-be-measured body to the said position differ, (2) the heat from the side surfaces other than a contact surface to the said position Since the temperature sensor is provided at a position where the conduction characteristics are different, it is possible to cause a difference in the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. In this case, it is good also as a structure which has a temperature sensor in the position of (1) and (2).

また、第4の形態として、第1〜第3の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、熱伝導特性が異なる複数の層を有し、当該異なる層に温度センサーを有する、温度測定システムを構成することとしてもよい。   Further, as a fourth form, in the temperature measurement system of any one of the first to third forms, the contactor has a plurality of layers having different heat conduction characteristics, and has a temperature sensor in the different layer. It is good also as comprising a temperature measurement system.

この第4の形態によれば、接触子の熱伝導特性が異なる複数の層に温度センサーを設置することで、複数の温度センサーの位置での熱収支特性を相違させることができる。   According to this 4th form, by installing a temperature sensor in the several layer from which the thermal conductivity characteristic of a contactor differs, the heat balance characteristic in the position of several temperature sensor can be varied.

また、第5の形態として、第1〜第4の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記判定部は、別途測定された前記被測定体の内部温度に対する前記複数の温度センサーの検出温度の差を用いて前記熱収支特性の相対関係を判定する、温度測定システムを構成することとしてもよい。   Further, as a fifth aspect, in the temperature measurement system according to any one of the first to fourth aspects, the determination unit is configured to detect the detected temperatures of the plurality of temperature sensors with respect to the internal temperature of the measured object separately measured. It is good also as comprising the temperature measurement system which determines the relative relationship of the said heat balance characteristic using a difference.

後述する実施形態で詳述するが、内部温度は、複数の温度センサーの検出温度と、熱収支特性の相対関係とに基づく所定の演算式に従って算出可能である。また、別途測定された被測定体の内部温度を利用することで、当該演算式から熱収支特性の相対関係を可逆的に求めることができる。この際、熱収支特性の相対関係は、別途測定された被測定体の内部温度に対する複数の温度センサーの検出温度の差を用いて求めることができる。   As will be described in detail in an embodiment described later, the internal temperature can be calculated according to a predetermined arithmetic expression based on the detected temperatures of the plurality of temperature sensors and the relative relationship of the heat balance characteristics. Further, by utilizing the internal temperature of the measured object measured separately, the relative relationship of the heat balance characteristics can be obtained reversibly from the calculation formula. At this time, the relative relationship of the heat balance characteristics can be obtained by using the difference in the detected temperatures of the plurality of temperature sensors with respect to the internal temperature of the measured object measured separately.

また、第6の形態として、第1〜第5の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記接触子は、3以上の温度センサーを異なる位置に有し、前記接触子に設けられた温度センサーの中から少なくとも2つの温度センサーを選択する選択部を更に備え、前記判定部は、前記選択部により選択された温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記選択部により選択された温度センサーの検出温度とを用いて、前記被測定体の内部温度を算出する、温度測定システムを構成することとしてもよい。   Further, as a sixth mode, in the temperature measurement system according to any one of the first to fifth modes, the contact has three or more temperature sensors at different positions, and the temperature sensor provided in the contact Further comprising a selection unit that selects at least two temperature sensors from the above, the determination unit determines a relative relationship of heat balance characteristics at the position of the temperature sensor selected by the selection unit, the temperature calculation unit, A temperature measurement system that calculates the internal temperature of the measurement object using the relative relationship of the heat balance characteristics and the temperature detected by the temperature sensor selected by the selection unit may be configured.

この第6の形態によれば、接触子に設けられた3以上の異なる位置に配置された温度センサーの中から、少なくとも2つの温度センサーを選択する。そして、選択した温度センサーの位置における熱収支特性の相対関係を判定し、当該熱収支特性の相対関係と、選択した温度センサーの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を算出する。かかる構成により、3以上の異なる位置に配置された温度センサーの中から、内部温度の算出に適した温度センサーを選択して内部温度を算出することが可能となる。   According to the sixth embodiment, at least two temperature sensors are selected from temperature sensors arranged at three or more different positions provided on the contact. Then, the relative relationship of the heat balance characteristics at the position of the selected temperature sensor is determined, and the internal temperature of the measured object is calculated using the relative relationship of the heat balance characteristics and the detected temperature of the selected temperature sensor. With this configuration, it is possible to calculate the internal temperature by selecting a temperature sensor suitable for calculating the internal temperature from among the temperature sensors arranged at three or more different positions.

また、第7の形態として、第1〜第6の何れかの形態の温度測定システムにおいて、前記被測定体は人体であり、前記接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触され、前記判定部は、前記深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記熱収支特性の相対関係を判定し、前記温度算出部は、前記熱収支特性の相対関係と、前記複数の温度センサーの検出温度とを用いて、前記測定対象位置の温度を継続的に算出する、温度測定システムを構成することとしてもよい。   Further, as a seventh aspect, in the temperature measurement system according to any one of the first to sixth aspects, the body to be measured is a human body, and the contact is a head part, a neck part, or a body part indicating a deep body temperature. Contacted with the surface of a part that changes in temperature relative to any part, the determination unit is separately measured at a position to be measured inside any part of the head, neck, and torso showing the deep body temperature. A temperature and a detected temperature of the plurality of temperature sensors to determine a relative relationship between the heat balance characteristics, and the temperature calculation unit is configured to determine the relative relationship between the heat balance characteristics and the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. And a temperature measurement system that continuously calculates the temperature of the measurement target position may be configured.

この第7の形態によれば、被測定体は人体であり、接触子は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触される。そして、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位内部の測定対象位置の別途測定された温度と、複数の温度センサーの検出温度とを用いて、熱収支特性の相対関係を判定する。そして、熱収支特性の相対関係と、複数の温度センサーの検出温度とを用いて、測定対象位置の温度を継続的に算出する。これにより、人体のうち、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位を測定対象位置として、その温度を継続的に算出することができる。   According to the seventh embodiment, the body to be measured is a human body, and the contact is brought into contact with the surface of the part that changes in temperature relative to any part of the head, neck, and torso showing the deep body temperature. The Then, using the temperature separately measured at the measurement target position inside any part of the head, neck and torso showing the deep body temperature, and the detected temperature of the plurality of temperature sensors, the relative relationship of the heat balance characteristics is obtained. judge. Then, the temperature at the measurement target position is continuously calculated using the relative relationship of the heat balance characteristics and the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. Thereby, among the human body, the temperature can be continuously calculated with any part of the head, neck and torso showing the deep body temperature as the measurement target position.

(1)接触子の構成図。(2)熱流経路モデルの説明図。(3)熱流経路モデルの説明図。(1) The block diagram of a contactor. (2) Explanatory drawing of a heat flow path model. (3) Explanatory drawing of a heat flow path model. (1)温度センサーの設置位置の一例。(2)温度センサーの設置位置の一例。(3)温度センサーの設置位置の一例。(4)温度センサーの設置位置の一例。(1) An example of the installation position of the temperature sensor. (2) An example of the installation position of the temperature sensor. (3) An example of the installation position of the temperature sensor. (4) An example of the installation position of the temperature sensor. (1)接触子の一構成例。(2)接触子の一構成例。(3)接触子の一構成例。(4)接触子の一構成例。(1) One structural example of a contactor. (2) One structural example of a contactor. (3) One structural example of a contactor. (4) One configuration example of the contact. (1)接触子の一構成例。(2)接触子の一構成例。(1) One structural example of a contactor. (2) One structural example of a contactor. 実験結果の説明図。Explanatory drawing of an experimental result. 温度測定システムの機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of a temperature measurement system. 第1メイン処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 1st main process. (1)変形例における接触子の構成図。(2)変形例における処理部の機能構成図。(1) The block diagram of the contact in a modification. (2) The functional block diagram of the process part in a modification. 第2メイン処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 2nd main process. 第3メイン処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 3rd main process.

1.原理
1−1.温度算出の原理
図1(図1(1)〜図1(3))は、本実施形態における温度算出の原理の説明図である。本実施形態では、図1(1)に示すように、温度の測定対象とする被測定体に接触面STが接触するように、所定形状の接触子100を被測定体に接触させる。
1. Principle 1-1. Principle of Temperature Calculation FIG. 1 (FIGS. 1 (1) to 1 (3)) is an explanatory diagram of the principle of temperature calculation in the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, a contact 100 having a predetermined shape is brought into contact with the measurement object so that the contact surface ST is in contact with the measurement object to be measured for temperature.

接触子100は、熱伝導性を有し、当該接触子100内の異なる位置に複数の温度センサーを有して構成される。接触子100は、所定の熱伝導率(又は熱抵抗)を有する材料によって形成される。好適な材料の1つはシリコンゴムである。   The contact 100 has thermal conductivity and is configured to have a plurality of temperature sensors at different positions in the contact 100. The contact 100 is made of a material having a predetermined thermal conductivity (or thermal resistance). One suitable material is silicone rubber.

本実施形態において、接触子100内には異なる2点の位置に温度センサーが設けられる。以下、2つの温度センサーを第1温度センサー11及び第2温度センサー12として説明する。また、第1温度センサー11及び第2温度センサー12が温度を検出する位置のことを、それぞれ第1検出位置P1及び第2検出位置P2として図示・説明する。   In the present embodiment, temperature sensors are provided at two different positions in the contact 100. Hereinafter, the two temperature sensors will be described as a first temperature sensor 11 and a second temperature sensor 12. Further, the positions at which the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 detect the temperature are illustrated and described as the first detection position P1 and the second detection position P2, respectively.

温度センサーとしては、公知のセンサーを用いることができる。例えば、チップサーミスターや、サーミスターパターンがプリントされたフレキシブル基板、白金測温抵抗体等を利用したセンサーや、熱電対素子や、PN接合素子、ダイオード等を利用したセンサーを用いることができる。温度センサーからは、検出位置の温度に応じた電気信号(以下、「温度検出信号」と称す。)が出力され、当該温度検出信号に基づいて、各温度センサーの検出温度が取得される。   A known sensor can be used as the temperature sensor. For example, a chip thermistor, a flexible substrate on which a thermistor pattern is printed, a sensor using a platinum resistance thermometer, a sensor using a thermocouple element, a PN junction element, a diode, or the like can be used. From the temperature sensor, an electrical signal corresponding to the temperature at the detection position (hereinafter referred to as “temperature detection signal”) is output, and the detected temperature of each temperature sensor is acquired based on the temperature detection signal.

被測定体の温度測定の対象とする位置を、以下「測定対象位置」と称する。また、外界における任意の位置を、以下「外界任意位置」と称する。本実施形態において被測定体は人体とするが、人体以外の動物等の有機的な物体であってもよいし、炉や配管、エンジンといった無機的な物体であってもよい。また、外界とは、被測定体が置かれた測定環境のことを意味する。   The position of the object to be measured for temperature measurement is hereinafter referred to as “measurement target position”. Further, an arbitrary position in the outside world is hereinafter referred to as an “outside world arbitrary position”. In this embodiment, the body to be measured is a human body, but it may be an organic object such as an animal other than the human body, or may be an inorganic object such as a furnace, piping, or engine. Further, the outside world means a measurement environment where a measurement object is placed.

今、被測定体の内部温度が外界の温度よりも高い状況を想定する。熱は、温度の高い方から低い方に移動する。そのため、ここでは、測定対象位置Pcを熱源とし、外界任意位置Poutを熱帰着点とする熱流経路を考える。より具体的には、測定対象位置Pcから第1検出位置P1を通って外界任意位置Poutに至る熱流経路(以下、「第1熱流経路」と称す。)と、測定対象位置Pcから第2検出位置P2を通って外界任意位置Poutに至る熱流経路(以下、「第2熱流経路」と称す。)との2つの熱流経路を考える。 Assume that the internal temperature of the object to be measured is higher than the external temperature. The heat moves from the higher temperature to the lower temperature. Therefore, here, a heat flow path with the measurement target position Pc as the heat source and the external arbitrary position Pout as the heat return point is considered. More specifically, a heat flow path (hereinafter referred to as “first heat flow path”) from the measurement target position P c through the first detection position P1 to the external arbitrary position P out and the measurement target position P c. Consider two heat flow paths: a heat flow path (hereinafter referred to as a “second heat flow path”) that passes through the second detection position P2 and reaches the external arbitrary position Pout .

第1及び第2熱流経路を熱流が流れる際には、その過程において、外界からの熱の流入及び外界への熱の流出の影響を受ける。本実施形態では、この熱の交換のことを「熱収支」と呼ぶ。この熱収支を考慮して上記の熱流経路を電気回路的にモデル化すると、図1(2)のような熱流経路モデルを構築することができる。   When a heat flow flows through the first and second heat flow paths, the process is affected by the inflow of heat from the outside and the outflow of heat to the outside. In the present embodiment, this heat exchange is called “heat balance”. If the above heat flow path is modeled in an electric circuit in consideration of this heat balance, a heat flow path model as shown in FIG. 1 (2) can be constructed.

図1(2)の熱流経路モデルでは、測定対象位置Pから第1検出位置P1までの経路には様々な経路が考えられ、第1検出位置P1から外界任意位置Poutまでの経路も様々な経路が考えられる。図1(2)の熱流経路モデルは、各経路が抵抗として表わされている。第2熱流経路も同様である。勿論、それぞれの熱抵抗の値は未知である。 In the heat flow path model of FIG. 1 (2), various paths are conceivable from the measurement target position Pc to the first detection position P1, and various paths from the first detection position P1 to the external arbitrary position Pout are also various. Possible routes. In the heat flow path model of FIG. 1 (2), each path is represented as a resistance. The same applies to the second heat flow path. Of course, the value of each thermal resistance is unknown.

図1(2)の熱流経路モデルを簡易化すると、図1(3)のようになる。測定対象位置Pと第1検出位置P1間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をRa1と表記し、第1検出位置P1と外界任意位置Pout間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をRa2と表記する。また、測定対象位置Pと第2検出位置P2間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をRb1と表記し、第2検出位置P2と外界任意位置Pout間に並列接続された熱抵抗を合成した熱抵抗をRb2と表記する。 When the heat flow path model of FIG. 1 (2) is simplified, it becomes as shown in FIG. 1 (3). A thermal resistance obtained by synthesizing thermal resistances connected in parallel between the measurement target position Pc and the first detection position P1 is denoted as Ra1, and thermal resistance connected in parallel between the first detection position P1 and the external arbitrary position Pout. The thermal resistance obtained by synthesizing is expressed as R a2 . Further, a thermal resistance obtained by combining the thermal resistances connected in parallel between the measurement target position Pc and the second detection position P2 is denoted as R b1, and is connected in parallel between the second detection position P2 and the external arbitrary position Pout . The thermal resistance obtained by synthesizing the thermal resistance is expressed as R b2 .

また、測定対象位置Pの温度を「内部温度」と称し、Tcと表記する。外界任意位置Poutの温度を「外界温度」と称し、Toutと表記する。また、第1温度センサー11及び第2温度センサー12の検出温度を、それぞれ第1検出温度及び第2検出温度と称し、それぞれTa及びTbと表記する。 In addition, the temperature of the measurement target position P c is referred to as “internal temperature” and expressed as T c . The temperature at the external arbitrary position P out is referred to as “external temperature” and is expressed as T out . Further, the detected temperature of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12, respectively referred to as a first detected temperature and the second detection temperature, referred to as T a and T b, respectively.

図1(3)の熱流経路モデルにおいて、第1検出温度Taは、熱抵抗Ra1及びRa2と、内部温度Tcと、外界温度Toutとを用いて、次式(1)のように表すことができる。また、第2検出温度Tbは、熱抵抗Rb1及びRb2と、内部温度Tcと、外界温度Toutとを用いて、次式(2)のように書き表すことができる。

Figure 0005971394
Figure 0005971394
In the heat flow path model of FIG. 1 (3), the first detected temperature Ta is expressed by the following equation (1) using the thermal resistances Ra1 and Ra2 , the internal temperature Tc, and the external temperature Tout. Can be expressed as Further, the second detected temperature T b can be written as the following equation (2) using the thermal resistances R b1 and R b2 , the internal temperature T c, and the external temperature T out .
Figure 0005971394
Figure 0005971394

内部温度Tcを求めるために、式(1)及び(2)から外界温度Toutの項を消去する。次式(3)に示すように、式(1)における外界温度Toutの係数と、式(2)における外界温度Toutの係数とを、それぞれ次式(3)及び(4)のように置き換える。

Figure 0005971394
Figure 0005971394
In order to obtain the internal temperature T c , the term of the external temperature T out is deleted from the equations (1) and (2). As shown in the following equation (3), the coefficient of ambient temperature T out in equation (1), and a coefficient of ambient temperature T out in equation (2), as the following equations (3) and (4) replace.
Figure 0005971394
Figure 0005971394

係数aは、第1熱流経路の全熱抵抗に対する熱抵抗Ra1の割合として表される。これは、第1熱流経路を流れる熱流が熱抵抗Ra1によって受ける熱収支の影響を表しており、第1検出位置P1における熱収支特性を表す係数と考えることができる。係数bも同様である。 The coefficient a is expressed as a ratio of the thermal resistance Ra1 to the total thermal resistance of the first heat flow path. This represents the influence of the heat balance that the heat flow flowing through the first heat flow path receives by the thermal resistance Ra1 , and can be considered as a coefficient representing the heat balance characteristics at the first detection position P1. The same applies to the coefficient b.

このとき、式(1)及び(2)は、それぞれ次式(5)及び(6)のように書き換えることができる。

Figure 0005971394
Figure 0005971394
At this time, the equations (1) and (2) can be rewritten as the following equations (5) and (6), respectively.
Figure 0005971394
Figure 0005971394

従って、式(5)及び式(6)から、例えば次式(7)のように内部温度Tcを表わすことができる。

Figure 0005971394
Therefore, the internal temperature T c can be expressed by the following equation (7) from the equations (5) and (6), for example.
Figure 0005971394

ここで、式(3)で定義した係数aと、式(4)で定義した係数bとの比として、次式(8)で表される熱収支相対係数Dを導入する。

Figure 0005971394
Here, a heat balance relative coefficient D represented by the following expression (8) is introduced as a ratio of the coefficient a defined by the expression (3) and the coefficient b defined by the expression (4).
Figure 0005971394

熱収支相対係数Dは、第1検出位置P1及び第2検出位置P2それぞれにおける熱収支特性の相対関係を表す係数(係数a及び係数bの相対値)である。このとき、熱収支相対係数Dを用いて、式(7)は次式(9)のように書き換えることができる。

Figure 0005971394
The heat balance relative coefficient D is a coefficient (relative value of the coefficient a and the coefficient b) representing the relative relationship of the heat balance characteristics at the first detection position P1 and the second detection position P2. At this time, using the heat balance relative coefficient D, the equation (7) can be rewritten as the following equation (9).
Figure 0005971394

式(9)において、第1検出温度Ta及び第2検出温度Tbは、それぞれ第1温度センサー11及び第2温度センサー12によって検出可能であるため既知である。しかし、第1熱流経路及び第2熱流経路の熱抵抗Ra1,Ra2,Rb1,Rb2は未知であるため、熱収支相対係数Dの値も未知である。そこで、本実施形態では、熱収支相対係数Dの値を校正する。 In Expression (9), the first detection temperature Ta and the second detection temperature Tb are known because they can be detected by the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12, respectively. However, since the thermal resistances R a1 , R a2 , R b1 , R b2 of the first heat flow path and the second heat flow path are unknown, the value of the heat balance relative coefficient D is also unknown. Therefore, in this embodiment, the value of the heat balance relative coefficient D is calibrated.

式(9)を熱収支相対係数Dについて解くと、次式(10)のようになる。

Figure 0005971394
When equation (9) is solved with respect to the heat balance relative coefficient D, the following equation (10) is obtained.
Figure 0005971394

式(10)から分かるように、熱収支相対係数Dは、被測定体の内部温度Tcに対する第1温度センサー11及び第2温度センサー12のそれぞれの検出温度の差を用いて算出される。被測定体の内部温度Tcは測定対象とする温度であり、その値は不明である。しかし、内部温度Tcを別途測定しておくことができれば、式(10)から熱収支相対係数Dが求まるため、熱収支相対係数Dを校正することができる。 As can be seen from the equation (10), the heat balance relative coefficient D is calculated using the difference between the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 with respect to the internal temperature T c of the measured object. The internal temperature T c of the measured object is the temperature to be measured, and its value is unknown. However, if the internal temperature Tc can be measured separately, the heat balance relative coefficient D can be obtained from the equation (10), and therefore the heat balance relative coefficient D can be calibrated.

例えば、基準とする内部温度(以下、「基準内部温度」と称す。)Tcoを、侵襲式或いは非侵襲式の温度測定方法を利用して測定することが可能である。 For example, a reference internal temperature (hereinafter referred to as “reference internal temperature”) T co can be measured using an invasive or non-invasive temperature measurement method.

基準内部温度Tcoが得られた時の第1及び第2温度センサー11,12の検出温度を、それぞれ基準第1検出温度Tao及び基準第2検出温度Tboとすると、式(10)を利用して、次式(11)のように熱収支相対係数Dが算出できる。

Figure 0005971394
Assuming that the detected temperatures of the first and second temperature sensors 11 and 12 when the reference internal temperature T co is obtained are the reference first detection temperature T ao and the reference second detection temperature T bo , respectively, Utilizing this, the heat balance relative coefficient D can be calculated as in the following equation (11).
Figure 0005971394

式(11)に従って算出した熱収支相対係数Dの値を記憶しておく。そして、その後は、第1検出温度Ta及び第2検出温度Tbを継続的に測定し、測定された第1検出温度Ta及び第2検出温度Tbと、熱収支相対係数Dと、を用いて、被測定体の内部温度TCを式(9)に従って継続的に算出する。 The value of the heat balance relative coefficient D calculated according to the equation (11) is stored. Then, after that, the first detection temperature Ta and the second detection temperature Tb are continuously measured, the measured first detection temperature Ta and second detection temperature Tb , the heat balance relative coefficient D, Is used to calculate continuously the internal temperature T C of the object to be measured according to the equation (9).

1−2.温度センサーの設置位置
図2(図2(1)〜図2(4))を参照して、温度センサーの設置位置について説明する。基本的に、第1温度センサー11及び第2温度センサー12は、例えば図2(1)に示すように、接触子100内の異なる任意の2箇所に設置すればよい。異なる2つの温度センサーの設置位置が同一となることは物理的に不可能であるため、第1温度センサー11及び第2温度センサー12それぞれの検出温度は、基本的には異なる温度となることが想定される。つまり、第1温度センサー11及び第2温度センサー12それぞれの検出温度には、僅かであっても温度差が生ずることが想定される。従って、上記の原理に従って被測定体の内部温度を算出することができる。
1-2. Installation Position of Temperature Sensor With reference to FIG. 2 (FIG. 2 (1) to FIG. 2 (4)), the installation position of the temperature sensor will be described. Basically, the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 may be installed at any two different locations in the contact 100 as shown in FIG. Since it is physically impossible to install two different temperature sensors at the same position, the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 may be basically different temperatures. is assumed. That is, it is assumed that there is a temperature difference between the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 even if they are small. Therefore, the internal temperature of the measured object can be calculated according to the above principle.

しかし、第1及び第2温度センサー11,12の検出温度が偶然同じ値となるような場合には、内部温度の算出が適切に行われなくなる可能性がある。式(11)によれば、基準第1検出温度Taoと基準第2検出温度Tboとが等しい場合は(Tao=Tbo)、熱収支相対係数Dは“1”となる(D=1)。この場合、式(9)の右辺各項の分母が0となるため、内部温度Tcの算出が不可能となるからである。かかる問題に鑑み、本実施形態では、第1温度センサー11及び第2温度センサー12を、接触子100内の、接触子100外との熱収支特性が異なる位置に設ける。これは、複数の温度センサーを、接触子内の、接触子外との熱収支特性が異なる位置に設けることに相当する。 However, if the detected temperatures of the first and second temperature sensors 11 and 12 accidentally become the same value, the internal temperature may not be calculated appropriately. According to Equation (11), when the reference first detection temperature T ao and the reference second detection temperature T bo are equal (T ao = T bo ), the heat balance relative coefficient D is “1” (D = 1). In this case, since the denominator of each term on the right side of Equation (9) is 0, the internal temperature T c cannot be calculated. In view of such a problem, in the present embodiment, the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are provided at positions in the contactor 100 that have different heat balance characteristics from the outside of the contactor 100. This corresponds to providing a plurality of temperature sensors at positions in the contact that differ in heat balance characteristics from the outside of the contact.

「Tao=Tbo」となるのは、図1(3)の熱流経路モデルにおいて、例えば「Ra1=Rb1、且つ、Ra2=Rb2」が成立する場合である。従って、原理的には、「Ra1≠Rb1」又は「Ra2≠Rb2」となるような接触子100内の2箇所に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を設置することで、各温度センサーの検出温度に差を生じさせることができる。つまり、熱源から外界までの熱流経路を想定した場合に、熱源から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を設置すれば「Ra1≠Rb1」となる。また、当該位置から外界までの熱伝導特性が異なる位置に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を設置すれば「Ra2≠Rb2」となる。本実施形態において、熱伝導特性とは、熱伝導率(熱伝導度)や、その逆数である熱抵抗率といった、熱伝導を表す特性値により定まる熱伝導の特性のことを意味する。 “T ao = T bo ” is the case where, for example, “R a1 = R b1 and R a2 = R b2 ” is established in the heat flow path model of FIG. Therefore, in principle, the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are installed at two locations in the contact 100 such that “R a1 ≠ R b1 ” or “R a2 ≠ R b2 ”. A difference can be produced in the detected temperature of each temperature sensor. In other words, assuming a heat flow path from the heat source to the outside world, if the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are installed at positions where the heat conduction characteristics from the heat source to the position are different, “R a1 ≠ R b1 ”. It becomes. Further, if the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are installed at positions where the heat conduction characteristics from the position to the outside are different, “R a2 ≠ R b2 ”. In the present embodiment, the heat conduction characteristic means a heat conduction characteristic determined by a characteristic value representing heat conduction, such as heat conductivity (thermal conductivity) or a thermal resistivity that is the reciprocal thereof.

かかる知見に基づき、本実施形態では、接触子100の物理的な構造に着目して温度センサーの設置位置を位置決めする。具体的には、(1)接触子100の接触面STから当該位置までの熱伝導特性が異なる位置(以下、「第1位置条件」と称す。)に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を設置すれば「Ra1≠Rb1」となる可能性は高い。また、(2)接触面ST以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置(以下、「第2位置条件」と称す。)に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を設置すれば「Ra2≠Rb2」となる可能性は高い。そこで、第1位置条件或いは第2位置条件、若しくは、第1位置条件及び第2位置条件の両方を満たすように、温度センサーの設置位置を定めると好適である。これは、接触子が、(1)被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、(2)接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは(1)で且つ(2)の位置に温度センサーを有してなることに相当する。 Based on this knowledge, in this embodiment, the installation position of the temperature sensor is positioned by paying attention to the physical structure of the contactor 100. Specifically, (1) the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor at positions (hereinafter referred to as “first position conditions”) having different heat conduction characteristics from the contact surface ST of the contact 100 to the position. If 12 is installed, there is a high possibility that “R a1 ≠ R b1 ”. Further, (2) the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are installed at a position (hereinafter referred to as “second position condition”) having different heat conduction characteristics from the side surface other than the contact surface ST to the position. In this case, there is a high possibility that “R a2 ≠ R b2 ”. Therefore, it is preferable to determine the installation position of the temperature sensor so as to satisfy the first position condition, the second position condition, or both the first position condition and the second position condition. This is because the contact is (1) a position where the heat conduction characteristic from the contact surface contacting the object to be measured differs from the position, (2) a position where the heat conduction characteristic from the side surface other than the contact surface is different from the position Or it corresponds to having a temperature sensor in the position of (1) and (2).

上記の条件を満たす例を幾つか挙げる。例えば、図2(2)に示すように、接触面STから第1温度センサー11までの距離をLAとし、接触面STから第2温度センサー12までの距離がLB(<LA)となるように設置位置を定める。ここでは、接触面STの法線方向に沿って第1温度センサー11及び第2温度センサー12の設置位置が定められている。この場合、接触面STから各温度センサー11,12の設置位置までの距離が異なるため、各温度センサー11,12の位置における熱収支特性が相違する。従って、2点の検出温度に差(温度差)を生じさせることができる。   Some examples that satisfy the above conditions are listed below. For example, as shown in FIG. 2B, the distance from the contact surface ST to the first temperature sensor 11 is LA, and the distance from the contact surface ST to the second temperature sensor 12 is LB (<LA). Determine the installation location. Here, the installation positions of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are determined along the normal direction of the contact surface ST. In this case, since the distances from the contact surface ST to the installation positions of the temperature sensors 11 and 12 are different, the heat balance characteristics at the positions of the temperature sensors 11 and 12 are different. Therefore, a difference (temperature difference) can be generated between the two detected temperatures.

他の例を図2(3)に示す。第1温度センサー11は接触子100の中央部に、第2温度センサー12は接触子100の周部寄りに配置されている。但し、第1温度センサー11及び第2温度センサー12ともに、接触面STからの距離はほぼ等しい。この場合、第1温度センサー11は、接触子100の接触面ST以外の側面のうち、直近の側面(図中上側の側面)までの距離はL1である。第2温度センサー12は、接触子100の接触面ST以外の側面のうち、直近の側面(図中右側の側面)までの距離はL2(<L1)である。この場合、各温度センサー11,12の位置における熱収支特性が相違し、2点の検出温度に差を生じさせることができる。   Another example is shown in FIG. The first temperature sensor 11 is disposed at the center of the contact 100 and the second temperature sensor 12 is disposed near the periphery of the contact 100. However, both the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 have substantially the same distance from the contact surface ST. In this case, the first temperature sensor 11 has a distance L1 from the side surface other than the contact surface ST of the contact 100 to the nearest side surface (upper side surface in the figure). The second temperature sensor 12 has a distance L2 (<L1) to the nearest side surface (the right side surface in the figure) among the side surfaces other than the contact surface ST of the contact 100. In this case, the heat balance characteristics at the positions of the temperature sensors 11 and 12 are different, and a difference can be generated between the two detected temperatures.

また、図2(2)及び図2(3)の例を組み合わせた図2(4)のような配位置としてもよい。   Moreover, it is good also as an arrangement | positioning position like FIG. 2 (4) which combined the example of FIG. 2 (2) and FIG. 2 (3).

1−3.接触子の構成例
図3(図3(1)〜図3(4))及び図4(図4(1),図4(2))は、接触子100の幾つかの構成を概略的に示した図であり、断面図として図示している。
1-3. Configuration Example of Contact FIG. 3 (FIGS. 3 (1) to 3 (4)) and FIG. 4 (FIGS. 4 (1) and 4 (2)) schematically show some configurations of the contact 100. FIG. It is the figure shown, and it has illustrated as sectional drawing.

図3(1)は、接触子100の最も単純な構成例として接触子100Aの概略構成を示す図である。図3(1)の接触子100Aは、シリコンゴム等でなる基部10の内部の異なる位置に第1温度センサー11及び第2温度センサー12が設置されて構成されている。各温度センサーの設置位置の決め方は、図2を参照して説明した通りであり、図3(2)〜(4)においても同様である。   FIG. 3A is a diagram illustrating a schematic configuration of a contact 100 </ b> A as a simplest configuration example of the contact 100. The contact 100A of FIG. 3A is configured by installing a first temperature sensor 11 and a second temperature sensor 12 at different positions inside the base 10 made of silicon rubber or the like. The method of determining the installation position of each temperature sensor is as described with reference to FIG. 2, and the same applies to FIGS. 3 (2) to 3 (4).

図3(2)は、接触子100Bの概略構成を示す図である。接触子100Bは、外装部20Aが例えばプラスチック等からなる箱体状として形成され、第1温度センサー11及び第2温度センサー12が基部20の内部に紐状部材で固定され、更に所定の気体が封入されて構成される。基部20の内部は、いわば内層部20Bとも考えられ、所定の熱伝導率を有する気体(例えばヘリウムガス)が充填・封入される。   FIG. 3B is a diagram illustrating a schematic configuration of the contact 100B. In the contact 100B, the exterior portion 20A is formed in a box shape made of, for example, plastic, the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are fixed inside the base portion 20 with a string-like member, and a predetermined gas is Enclosed and configured. The inside of the base portion 20 is also considered as an inner layer portion 20B, and is filled and sealed with a gas (for example, helium gas) having a predetermined thermal conductivity.

図3(3)は、接触子100Cの概略構成を示す図である。接触子100Cは、基部30が熱伝導率の異なる材料でなる第1層30A及び第2層30Bが積層されて構成される。第1層30A及び第2層30Bの材料は、熱伝導率が異なる材料を適宜選択することが可能である。また、第1層30Aに第1温度センサー11が、第2層30Bに第2温度センサー12が設置される。   FIG. 3 (3) is a diagram showing a schematic configuration of the contact 100C. The contact 100C is configured by laminating a first layer 30A and a second layer 30B made of materials having different bases 30 in thermal conductivity. As materials for the first layer 30A and the second layer 30B, materials having different thermal conductivities can be appropriately selected. The first temperature sensor 11 is installed in the first layer 30A, and the second temperature sensor 12 is installed in the second layer 30B.

図3(4)は、接触子100Dの概略構成を示す図である。接触子100Dは、上面に第1温度センサー11を、下面に第2温度センサー12を配置した回路基板40Cを樹脂等で包含固定させた第1層40Aと、第2層40Bとが積層された基部40を有して構成される。回路基板40Cにはプロセッサーやメモリーを更に実装しておくことも可能であり、その場合には発熱素子から離れた位置に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を設けるとよい。   FIG. 3 (4) is a diagram showing a schematic configuration of the contact 100D. In the contact 100D, a first layer 40A in which a circuit board 40C having a first temperature sensor 11 disposed on an upper surface and a second temperature sensor 12 disposed on a lower surface is included and fixed with a resin or the like, and a second layer 40B are laminated. A base 40 is included. It is possible to further mount a processor and a memory on the circuit board 40C. In that case, the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 may be provided at a position away from the heating element.

図4(1)及び図4(2)は、温度センサーとして、赤外線温度センサー等の非接触式の温度センサーを用いた場合の接触子100の構成例である。図4(1)の接触子100Eは、カップ状に形成された基部50を逆さまにして被測定体に接触して用いられる構成を成し、基部50の内側底面(被測定体表面の対向面)に第1温度センサー11及び第2温度センサー12を有して構成される。また、第1温度センサー11は基部50の周部寄りの位置に設置され、第2温度センサー12は中央部に設置されている。   FIGS. 4A and 4B are configuration examples of the contact 100 when a non-contact temperature sensor such as an infrared temperature sensor is used as the temperature sensor. The contact 100E shown in FIG. 4 (1) has a configuration in which the base 50 formed in a cup shape is turned upside down so as to come into contact with the object to be measured, and the inner bottom surface of the base 50 (the surface facing the surface of the object to be measured) ) Having a first temperature sensor 11 and a second temperature sensor 12. Moreover, the 1st temperature sensor 11 is installed in the position near the periphery of the base 50, and the 2nd temperature sensor 12 is installed in the center part.

第1温度センサー11及び第2温度センサー12は、被測定体の表面上の検出位置P1及びP2の温度をそれぞれ検出する。第1温度センサー11は、基部50の周部寄りに設置されているため、第2温度センサー12と比べて外界との間の熱収支の影響を受けやすい。そのため、第1及び第2温度センサー11,12それぞれの検出温度には差が生じ得る。   The first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 detect the temperatures of the detection positions P1 and P2 on the surface of the measured object, respectively. Since the 1st temperature sensor 11 is installed near the circumference of base 50, it is easy to be influenced by the heat balance between the outside compared with the 2nd temperature sensor 12. Therefore, a difference may occur between the detected temperatures of the first and second temperature sensors 11 and 12.

図4(2)の接触子100Fは、外装部60Aが例えばプラスチック等からなる箱状体として形成され、基部60の内部60Bの天井面に第1温度センサー11及び第2温度センサー12が設置されて構成される。   In the contact 100F of FIG. 4B, the exterior portion 60A is formed as a box-shaped body made of, for example, plastic, and the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are installed on the ceiling surface of the interior 60B of the base portion 60. Configured.

また、基部60の内部60Bの底面であって第1温度センサー11及び第2温度センサー12の対向位置には、それぞれ熱伝導率の異なる材料で形成された第1台座部60C及び第2台座部60Dが設けられている。第1温度センサー11及び第2温度センサー12は、それぞれ第1台座部60C及び第2台座部60Dの検出位置P1及びP2の温度をそれぞれ検出する。第1台座部60Cと第2台座部60Dとは熱伝導率が異なるため、各温度センサー11,12それぞれの検出温度に差が生じ得る。   In addition, the first pedestal portion 60C and the second pedestal portion formed of materials having different thermal conductivities are provided on the bottom surface of the interior 60B of the base portion 60 and at positions opposed to the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12, respectively. 60D is provided. The first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 detect the temperatures of the detection positions P1 and P2 of the first pedestal portion 60C and the second pedestal portion 60D, respectively. Since the first pedestal portion 60C and the second pedestal portion 60D have different thermal conductivities, there may be differences in the detected temperatures of the temperature sensors 11 and 12, respectively.

1−4.実験結果
図5は、上記の温度算出の原理に従って行った実験結果の一例を示す図である。被測定体を温水とし、温水上にポリ塩化ビニル(PVT)を材料とする20[mm]の厚さの土台を乗せ、更に土台上に図1(1)の接触子100を配置して温水の温度を算出した。この実験で用いた接触子100は、シリコンゴムを直径40[mm]、高さ5[mm]のボタン状に成形したものである。第1温度センサー11及び第2温度センサー12にはサーミスターを用いた。また、温水の温度は32[℃]〜44[℃]の範囲で変化させた。
1-4. Experimental Results FIG. 5 is a diagram showing an example of experimental results performed in accordance with the temperature calculation principle described above. The object to be measured is warm water, a base of 20 [mm] thickness made of polyvinyl chloride (PVT) is placed on the hot water, and the contact 100 of FIG. The temperature of was calculated. The contact 100 used in this experiment is formed by molding a silicone rubber into a button shape having a diameter of 40 [mm] and a height of 5 [mm]. A thermistor was used for the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12. Moreover, the temperature of warm water was changed in the range of 32 [° C.] to 44 [° C.].

図5において、横軸は水温実測値であり、縦軸は水温算出値である。単位は何れも[℃]である。このグラフを見ると、水温実測値と水温算出値とは線形の特性を示しており、水温が正しく算出されていることがわかる。このうち、点線で囲った部分の結果に着目してみると、水温実測値が36.922[℃]に対して水温算出値が36.952869[℃]であり、算出誤差は0.08[%]の−0.031036[℃]であった。この実験結果から、本実施形態の温度算出方法の有効性が実証された。   In FIG. 5, the horizontal axis is the actual measured water temperature, and the vertical axis is the calculated water temperature. All units are [° C.]. When this graph is seen, it turns out that the water temperature actual value and the water temperature calculation value show the linear characteristic, and the water temperature is calculated correctly. When attention is paid to the result of the portion surrounded by the dotted line, the measured water temperature is 36.922 [° C.] with respect to the measured water temperature of 36.922 [° C.], and the calculation error is 0.08 [ %] Of −0.031036 [° C.]. From this experimental result, the effectiveness of the temperature calculation method of this embodiment was proved.

2.実施例
次に、上記の原理に従って被測定体の内部温度を算出・測定する温度測定システム1の実施例について説明する。ここでは、被測定体を人体とし、接触子100を頭部、首部及び胴体部の何れかの部位表面に接触させて、測定対象位置の温度を測定する場合を例に挙げて説明する。
2. Example Next, an example of the temperature measurement system 1 that calculates and measures the internal temperature of the measurement object according to the above principle will be described. Here, a case where the body to be measured is a human body and the contactor 100 is brought into contact with the surface of any part of the head, neck, and trunk and the temperature at the measurement target position is measured will be described as an example.

2−1.機能構成
図6は、本実施形態における温度測定システム1の機能構成の一例を示すブロック図である。温度測定システム1は、接触子100と、本体装置200とを備えて構成される。
2-1. Functional Configuration FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the temperature measurement system 1 in the present embodiment. The temperature measurement system 1 includes a contact 100 and a main body device 200.

接触子100の原理的な構成は上述した通りである。実施例としての構成としては、被測定体である人体の皮膚面に当接する基部10の接触面STを露出した状態で保持するプラスチック製のカバー部(不図示)を有し、例えばプローブとして構成される。また、接触子100は、全体として面状(例えばボタン状やシート状)の形状としてもよいし、片手で把持可能な筒状の形状としてもよい。   The basic configuration of the contact 100 is as described above. As a configuration as an example, a plastic cover portion (not shown) that holds the contact surface ST of the base portion 10 that is in contact with the skin surface of the human body, which is a measurement object, is exposed, and is configured as a probe, for example. Is done. The contact 100 may have a planar shape (for example, a button shape or a sheet shape) as a whole, or a cylindrical shape that can be held with one hand.

また、接触子100と本体装置200とは、ケーブルによって有線接続してもよいし、接触子100内に小型無線機を内蔵させて本体装置200との間で無線接続可能に構成してもよい。また、接触子100を人体胴部や首部に固定するために、人体胴部や首部に巻き付けるベルトを具備する構成としてもよいし、取り替え可能な粘着テープを装着可能な構成としてもよい。   The contact 100 and the main body device 200 may be wired by a cable, or may be configured to be wirelessly connected to the main body device 200 by incorporating a small wireless device in the contact 100. . Further, in order to fix the contact 100 to the human body torso and neck, a configuration may be provided that includes a belt wound around the body torso and neck, or a configuration in which a replaceable adhesive tape can be attached.

本体装置200は、例えば、処理部300と、操作部400と、表示部500と、通信部600と、記憶部800とを有する。   The main device 200 includes, for example, a processing unit 300, an operation unit 400, a display unit 500, a communication unit 600, and a storage unit 800.

処理部300は、記憶部800に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って、温度測定システム1の各部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサーを有して構成される。   The processing unit 300 is a control device and an arithmetic device that collectively control each unit of the temperature measurement system 1 according to various programs such as a system program stored in the storage unit 800. For example, a CPU (Central Processing Unit) or DSP (Digital Signal Processor) and the like.

処理部300は、接触子100内の第1温度センサー11及び第2温度センサー12から、それぞれ温度検出信号を入力する。そして、当該温度検出信号に基づいて、第1検出位置P1及び第2検出位置P2の検出温度を取得して、記憶部800に記憶させる。   The processing unit 300 inputs temperature detection signals from the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 in the contact 100. Then, based on the temperature detection signal, the detection temperatures of the first detection position P1 and the second detection position P2 are acquired and stored in the storage unit 800.

処理部300は、主要な機能部として、初期校正部310と、内部温度算出部320とを有する。また、初期校正部310は、相対関係判定部311を機能部として有する。相対関係判定部311は、複数の温度センサーそれぞれの位置における熱収支特性の相対関係を判定する判定部に相当する。また、内部温度算出部320は、被測定体の内部温度を継続的に算出する温度算出部に相当する。   The processing unit 300 includes an initial calibration unit 310 and an internal temperature calculation unit 320 as main functional units. The initial calibration unit 310 includes a relative relationship determination unit 311 as a functional unit. The relative relationship determination unit 311 corresponds to a determination unit that determines the relative relationship of the heat balance characteristics at the respective positions of the plurality of temperature sensors. The internal temperature calculation unit 320 corresponds to a temperature calculation unit that continuously calculates the internal temperature of the measurement object.

操作部400は、スイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたスイッチの信号を処理部300に出力する。操作部400は、ユーザーが、初期校正のための基準内部温度を入力するために用いる他、内部温度の測定開始、測定終了といった各種指示操作を入力するために用いられる。   The operation unit 400 is an input device that includes a switch and the like, and outputs a signal of the pressed switch to the processing unit 300. The operation unit 400 is used by the user to input various reference operations such as measurement start and measurement end of the internal temperature, in addition to being used for inputting a reference internal temperature for initial calibration.

表示部500は、LCD(Liquid Crystal Display)等を有して構成され、処理部300から入力される表示信号に基づく各種表示を行う表示装置である。表示部500には、被測定体の内部温度の測定結果等が表示される。   The display unit 500 is a display device that includes an LCD (Liquid Crystal Display) or the like and performs various displays based on display signals input from the processing unit 300. The display unit 500 displays the measurement result of the internal temperature of the object to be measured.

通信部600は、処理部300の制御に従って、装置内部で利用される情報をPC(Personal Computer)等の外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。この通信部600の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、近距離無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。   The communication unit 600 is a communication device for transmitting and receiving information used inside the device to and from an external information processing device such as a PC (Personal Computer) under the control of the processing unit 300. As a communication method of the communication unit 600, various methods such as a wired connection type via a cable compliant with a predetermined communication standard and a wireless connection type using short-range wireless communication can be applied.

記憶部800は、ROM(Read Only Memory)やフラッシュROM、RAM(Random Access Memory)等の記憶装置を有して構成される。記憶部800には、温度測定システム1のシステムプログラムや、初期校正機能、温度算出機能、通信機能等の各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶している。   The storage unit 800 includes a storage device such as a ROM (Read Only Memory), a flash ROM, and a RAM (Random Access Memory). The storage unit 800 stores a system program of the temperature measurement system 1, various programs for realizing various functions such as an initial calibration function, a temperature calculation function, and a communication function, data, and the like.

記憶部800には、プログラムとして、処理部300によって読み出され、第1メイン処理(図7参照)として実行される第1メインプログラム810が記憶されている。第1メインプログラム810は、初期校正処理として実行される初期校正プログラム811と、内部温度算出処理として実行される内部温度算出プログラム812とをサブルーチンとして含む。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。   The storage unit 800 stores a first main program 810 that is read as a program by the processing unit 300 and executed as a first main process (see FIG. 7). The first main program 810 includes an initial calibration program 811 executed as an initial calibration process and an internal temperature calculation program 812 executed as an internal temperature calculation process as subroutines. These processes will be described later in detail using a flowchart.

また、記憶部800には、データとして、初期校正用データ820と、検出温度データ830と、熱収支相対係数840と、算出内部温度850とが記憶される。   The storage unit 800 also stores data for initial calibration 820, detected temperature data 830, a heat balance relative coefficient 840, and a calculated internal temperature 850 as data.

初期校正用データ820は、温度測定システム1の初期校正を行うためのデータであり、基準第1検出温度821と、基準第2検出温度822と、基準内部温度823とがこれに含まれる。   The initial calibration data 820 is data for performing initial calibration of the temperature measurement system 1, and includes a reference first detection temperature 821, a reference second detection temperature 822, and a reference internal temperature 823.

検出温度データ830は、第1温度センサー11及び第2温度センサー12から入力した温度検出信号に基づいて取得した検出温度のデータであり、第1検出温度831と、第2検出温度832とがこれに含まれる。   The detected temperature data 830 is detected temperature data acquired based on the temperature detection signals input from the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12, and the first detected temperature 831 and the second detected temperature 832 include the detected temperature data. include.

熱収支相対係数840は、初期校正用データ820を利用して、式(11)に従って算出される熱収支相対係数Dの値である。   The heat balance relative coefficient 840 is a value of the heat balance relative coefficient D calculated according to the equation (11) using the initial calibration data 820.

算出内部温度850は、検出温度データ830と熱収支相対係数840とを用いて、式(9)に従って継続的に算出される内部温度である。   The calculated internal temperature 850 is an internal temperature continuously calculated according to the equation (9) using the detected temperature data 830 and the heat balance relative coefficient 840.

2−2.使用例
温度測定システム1は、原則的に、内部温度を測定したい人体の部位表面に接触子100を接触させた状態で初期校正を行い、その状態で継続的に内部温度の算出を行うものである。本実施例において、接触子100は、深部体温を示す頭部、首部及び胴体部の何れかの部位と相対的な温度変化をする部位表面に接触するように設置する。
2-2. Usage example The temperature measurement system 1 is, in principle, performing an initial calibration with the contact 100 in contact with the surface of a human body whose internal temperature is to be measured, and continuously calculating the internal temperature in that state. is there. In the present embodiment, the contact 100 is installed so as to come into contact with the surface of a part that changes in temperature relative to any part of the head, neck, and body part that shows the deep body temperature.

例えば、食道温を測定したい場合は、首部の皮膚面に接触子100を固定し、その状態で第1温度センサー11及び第2温度センサー12の検出温度を演算して、基準第1検出温度821及び基準第2検出温度822とする。また、例えば、先端部にサーミスターを封入したカテーテルを食道に挿入して食道温を測定し、その測定温度を基準内部温度823とする。また、熱流補償式を利用して食道温を測定することとしてもよい。   For example, when it is desired to measure the esophageal temperature, the contact 100 is fixed to the skin surface of the neck, and the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 are calculated in this state, and the reference first detected temperature 821 And the reference second detection temperature 822. Further, for example, a catheter having a thermistor sealed at the tip is inserted into the esophagus to measure the esophageal temperature, and the measurement temperature is set as a reference internal temperature 823. Alternatively, the esophageal temperature may be measured using a heat flow compensation formula.

そして、相対関係判定部311は、基準第1検出温度821及び基準第2検出温度822と、基準内部温度823とを用いて、式(11)に従って熱収支相対係数840を算出する。その後は、第1温度センサー11及び第2温度センサー12の検出温度と、予め算出しておいた熱収支相対係数840とを用いて、式(9)に従って食道温を算出する。   Then, the relative relationship determination unit 311 calculates the heat balance relative coefficient 840 according to the equation (11) using the reference first detection temperature 821, the reference second detection temperature 822, and the reference internal temperature 823. Thereafter, the esophageal temperature is calculated according to Equation (9) using the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 and the heat balance relative coefficient 840 calculated in advance.

上記の使用法が基本的な使用例であるが、応用例として、接触子100の設置位置から離れた位置を測定対象位置とすることも可能である。例えば、直腸を測定対象位置として直腸温を測定する場合、接触子100の設置位置は、測定対象位置である直腸との間で温度が相対的に変化する部位表面であれば、任意の位置としてよい。人体のうち、頭部、首部及び胴体部といった四肢を除く部位は、恒温を保つ核心部であるため、これらの部位表面が好適である。   Although the above usage is a basic usage example, as an application example, a position away from the installation position of the contact 100 may be set as a measurement target position. For example, when the rectal temperature is measured using the rectum as a measurement target position, the position where the contact 100 is installed is an arbitrary position as long as the temperature of the contact 100 is relatively changed between the rectum and the measurement target position. Good. Of the human body, parts other than the extremities such as the head, neck, and trunk are core parts that maintain constant temperature, and thus the surfaces of these parts are suitable.

なお、この場合も、基準内部温度823は、測定対象位置の温度とする必要がある。つまり、直腸を測定対象位置とするため、直腸温を所定の温度測定方法を利用して測定する。例えば、サーミスタープローブを肛門から挿入して直腸温を測定する方法や、熱流補償式を利用して直腸温を測定する方法などを利用可能である。   In this case as well, the reference internal temperature 823 needs to be the temperature at the measurement target position. That is, in order to set the rectum as the measurement target position, the rectal temperature is measured using a predetermined temperature measurement method. For example, a method of measuring the rectal temperature by inserting a thermistor probe from the anus, a method of measuring the rectal temperature using a heat flow compensation formula, or the like can be used.

別途測定した基準内部温度823と、その測定時に接触子100から演算・取得した基準第1検出温度821及び基準第2検出温度822とを用いて、式(11)に従って熱収支相対係数840を算出する。これが初期校正となる。以降は、第1温度センサー11及び第2温度センサー12の検出温度と、算出しておいた熱収支相対係数840とを用いて、式(9)に従って直腸温を継続的に算出できる。   Using the reference internal temperature 823 measured separately and the reference first detection temperature 821 and the reference second detection temperature 822 calculated and acquired from the contactor 100 at the time of measurement, the heat balance relative coefficient 840 is calculated according to the equation (11). To do. This is the initial calibration. Thereafter, the rectal temperature can be continuously calculated according to the equation (9) using the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 and the calculated heat balance relative coefficient 840.

2−3.処理の流れ
図7は、本体装置200の処理部300が、記憶部800に記憶されている第1メインプログラム810に従って実行する第1メイン処理の流れを示すフローチャートである。
2-3. Process Flow FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the first main process executed by the processing unit 300 of the main device 200 according to the first main program 810 stored in the storage unit 800.

先ず、処理部300は、記憶部800に記憶されている初期校正プログラム811に従って初期校正処理を行う。初期校正処理では、処理部300は初期校正部310として機能する。   First, the processing unit 300 performs an initial calibration process according to the initial calibration program 811 stored in the storage unit 800. In the initial calibration process, the processing unit 300 functions as the initial calibration unit 310.

初期校正部310は、基準内部温度823を入力し、初期校正用データ820として設定する(ステップA1)。例えば、操作部400から操作入力されたり、外部の測定装置から外部入力した基準内部温度823を記憶部800に記憶させる。   The initial calibration unit 310 receives the reference internal temperature 823 and sets it as the initial calibration data 820 (step A1). For example, the reference internal temperature 823 that is input from the operation unit 400 or input from an external measurement device is stored in the storage unit 800.

次いで、初期校正部310は、接触子100から温度検出信号を入力して各温度センサーの検出温度を演算し、基準第1検出温度821及び基準第2検出温度822として記憶部800に記憶させる(ステップA5)。   Next, the initial calibration unit 310 receives a temperature detection signal from the contact 100, calculates the detection temperature of each temperature sensor, and stores it in the storage unit 800 as the reference first detection temperature 821 and the reference second detection temperature 822 ( Step A5).

その後、相対関係判定部311は、基準第1検出温度821と、基準第2検出温度822と、基準内部温度823とを用いて、式(11)に従って熱収支相対係数840を算出し、記憶部800に記憶させる(ステップA9)。そして、初期校正部310は、初期校正処理を終了する。   Thereafter, the relative relationship determination unit 311 calculates the heat balance relative coefficient 840 according to the equation (11) using the reference first detection temperature 821, the reference second detection temperature 822, and the reference internal temperature 823, and the storage unit 800 (step A9). Then, the initial calibration unit 310 ends the initial calibration process.

初期校正処理を行ったならば、処理部300は、記憶部800に記憶されている内部温度算出プログラム812に従って内部温度算出処理を行う。内部温度算出処理では、処理部300は内部温度算出部320として機能する。   If the initial calibration process is performed, the processing unit 300 performs the internal temperature calculation process according to the internal temperature calculation program 812 stored in the storage unit 800. In the internal temperature calculation process, the processing unit 300 functions as the internal temperature calculation unit 320.

内部温度算出部320は、接触子100から温度検出信号を入力して各温度センサーの検出温度を演算し、第1検出温度831及び第2検出温度832として記憶部800に記憶させる(ステップA13)。   The internal temperature calculation unit 320 receives the temperature detection signal from the contact 100, calculates the detection temperature of each temperature sensor, and stores it in the storage unit 800 as the first detection temperature 831 and the second detection temperature 832 (step A13). .

そして、内部温度算出部320は、第1検出温度831と、第2検出温度832と、熱収支相対係数840とを用いて、式(9)に従って内部温度を算出し、算出内部温度850として記憶部800に記憶させる(ステップA17)。そして、内部温度算出部320は、内部温度算出処理を終了する。   Then, the internal temperature calculation unit 320 calculates the internal temperature according to the equation (9) using the first detection temperature 831, the second detection temperature 832, and the heat balance relative coefficient 840 and stores it as the calculated internal temperature 850. The data is stored in the unit 800 (step A17). And the internal temperature calculation part 320 complete | finishes an internal temperature calculation process.

内部温度算出処理を行ったならば、処理部300は、ステップA17で求めた算出内部温度850を表示部500に表示させる(ステップA21)。そして、処理部300は、温度測定を終了するか否かを判定する(ステップA25)。例えば、操作部400を介してユーザーから温度測定の終了指示操作がなされた場合に、温度測定を終了すると判定する。   When the internal temperature calculation process is performed, the processing unit 300 displays the calculated internal temperature 850 obtained in step A17 on the display unit 500 (step A21). Then, the processing unit 300 determines whether or not to end the temperature measurement (step A25). For example, when a temperature measurement end instruction operation is performed by the user via the operation unit 400, it is determined that the temperature measurement is to be ended.

温度測定を継続すると判定したならば(ステップA25;No)、処理部300は、ステップA13に戻る。また、温度測定を終了すると判定したならば(ステップA25;Yes)、処理部300は、第1メイン処理を終了する。   If it determines with continuing a temperature measurement (step A25; No), the process part 300 will return to step A13. If it is determined that the temperature measurement is to be ended (step A25; Yes), the processing unit 300 ends the first main process.

2−4.作用効果
温度測定システム1において、相対関係判定部311は、別途測定された被測定体の内部温度である基準内部温度823と、接触子100を被測定体に接触させた際の第1温度センサー11及び第2温度センサー12のそれぞれの検出温度である基準第1検出温度821及び基準第2検出温度822とを用いて、各温度センサー11,12それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を示す熱収支相対係数840を算出する。そして、内部温度算出部320は、熱収支相対係数840と、各温度センサー11,12のそれぞれの検出温度とを用いて、被測定体の内部温度を継続的に算出する。
2-4. Operational Effect In the temperature measurement system 1, the relative relationship determination unit 311 includes a reference internal temperature 823, which is an internal temperature of the measured object separately measured, and a first temperature sensor when the contact 100 is brought into contact with the measured object. 11 shows the relative relationship of the heat balance characteristics at the respective positions of the temperature sensors 11 and 12, using the reference first detection temperature 821 and the reference second detection temperature 822, which are detection temperatures of the temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12, respectively. A heat balance relative coefficient 840 is calculated. And the internal temperature calculation part 320 calculates the internal temperature of a to-be-measured body continuously using the heat balance relative coefficient 840 and each detection temperature of each temperature sensor 11 and 12. FIG.

熱収支相対係数840を初期校正することができれば、各温度センサー11,12によって検出された第1検出温度831及び第2検出温度832と、熱収支相対係数840とを用いて、式(9)から内部温度を算出することができる。この手法では、接触子100を被測定体に接触させた状態で各温度センサー11,12によってそれぞれ検出された検出温度と、別途測定しておいた被測定体の内部温度とを用いるだけで、被測定体の内部温度を簡易に算出することができる。また、各温度センサー11,12それぞれの位置における熱収支特性を考慮して内部温度を算出するため、熱収支に起因する温度の測定誤差分も併せて補償することができる。   If the heat balance relative coefficient 840 can be initially calibrated, using the first detected temperature 831 and the second detected temperature 832 detected by the temperature sensors 11 and 12 and the heat balance relative coefficient 840, the equation (9) The internal temperature can be calculated from In this method, the detected temperature detected by each of the temperature sensors 11 and 12 in a state where the contact 100 is in contact with the measured object and the internal temperature of the measured object separately measured are used. The internal temperature of the measurement object can be calculated easily. In addition, since the internal temperature is calculated in consideration of the heat balance characteristics at the respective positions of the temperature sensors 11 and 12, temperature measurement errors due to the heat balance can be compensated together.

また、各温度センサー11,12は、接触子100内の、接触子100外との熱収支特性が異なる位置に設けられてなる。接触子100の物理的な構造に着目すると、接触子100は、(1)被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、(2)接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは(1)で且つ(2)の位置に各温度センサー11,12を有してなる。これにより、各温度センサー11,12それぞれの位置での熱収支特性を相違させ、各温度センサー11,12の検出温度に差(温度差)を生じさせることができる。温度差が大きいほど、各温度センサー11,12それぞれの位置における熱収支特性の相対関係が熱収支相対係数Dに明確に反映されるようになる。その結果、式(9)から内部温度を高い正確性で算出することが可能となる。   Moreover, each temperature sensor 11 and 12 is provided in the position in which the heat balance characteristic in the contactor 100 and the contactor 100 exterior differs. Paying attention to the physical structure of the contactor 100, the contactor 100 includes (1) a position where the heat conduction characteristics from the contact surface in contact with the object to be measured to the position differ, and (2) a side surface other than the contact surface. Each of the temperature sensors 11 and 12 is provided at a position where the heat conduction characteristics up to the position are different, or at the positions (1) and (2). Thereby, the heat balance characteristic in each position of each temperature sensor 11 and 12 can be varied, and a difference (temperature difference) can be produced in the detected temperature of each temperature sensor 11 and 12. As the temperature difference is larger, the relative relationship of the heat balance characteristics at the respective positions of the temperature sensors 11 and 12 is more clearly reflected in the heat balance relative coefficient D. As a result, the internal temperature can be calculated with high accuracy from the equation (9).

3.変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明するが、上記の実施例と同一の構成やフローチャートの同一のステップについては、同一の符号を付して、再度の説明を省略する。
3. Modifications Embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, although a modification is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure as said Example, and the same step of a flowchart, and repeated description is abbreviate | omitted.

3−1.温度センサーの設置数
上記の実施形態では、接触子100の内部に2個の温度センサーを設置する場合を例に挙げて説明したが、3以上の温度センサーをそれぞれ異なる位置に設置することとしてもよい。この場合、図1で説明した熱流経路モデルとして、設置する温度センサーの数に応じた熱流経路を想定して、上記の実施形態と同様のモデル化を行えばよい。
3-1. Number of temperature sensors installed In the above embodiment, the case where two temperature sensors are installed inside the contactor 100 has been described as an example, but three or more temperature sensors may be installed at different positions. Good. In this case, the heat flow path model described in FIG. 1 may be modeled in the same manner as in the above embodiment, assuming a heat flow path corresponding to the number of temperature sensors to be installed.

つまり、接触子100内にn個の温度センサーを設置する場合は、第1〜第n熱流経路それぞれについて、図1(3)と同様の熱流経路モデルを構築する。そして、第1〜第n検出位置それぞれの位置における温度の式を定式化する。そして、第1〜第n検出位置それぞれの位置における熱収支特性の相対関係を、熱収支相対係数としてそれぞれ定義する。あとは、上記の実施形態と同様に熱収支相対係数の校正を行った後、内部温度の算出を行えばよい。   That is, when n temperature sensors are installed in the contact 100, a heat flow path model similar to that in FIG. 1 (3) is constructed for each of the first to nth heat flow paths. Then, formulas of temperatures at the respective positions of the first to nth detection positions are formulated. And the relative relationship of the heat balance characteristic in each position of the 1st-nth detection position is defined as a heat balance relative coefficient, respectively. After that, the internal temperature may be calculated after calibrating the heat balance relative coefficient as in the above embodiment.

3−2.温度センサーの選択
また、接触子100内に3以上の温度センサーをそれぞれ異なる位置に設置し、その中から少なくとも2つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行うこととしてもよい。例えば、3つの温度センサーを設置する場合は、その中から2つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行う。また、例えば、4つの温度センサーを設置する場合は、その中から2つ或いは3つの温度センサーを選択して内部温度の算出を行えばよい。ここでは、接触子100内に3つの温度センサーを設置する場合を例に挙げて説明する。
3-2. Selection of Temperature Sensor In addition, three or more temperature sensors may be installed in different positions in the contact 100, and at least two temperature sensors may be selected from among them to calculate the internal temperature. For example, when three temperature sensors are installed, two temperature sensors are selected from among them and the internal temperature is calculated. Further, for example, when four temperature sensors are installed, two or three temperature sensors may be selected from among them and the internal temperature may be calculated. Here, a case where three temperature sensors are installed in the contact 100 will be described as an example.

図8(1)は、本変形例における接触子100Gの概略構成の一例を示す図である。接触子100Gは、基部10内の第1〜第3検出位置P1,P2,P3に、第1〜第3温度センサー11,12,13をそれぞれ設けて構成される。   FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the contact 100G in the present modification. The contact 100G is configured by providing first to third temperature sensors 11, 12, 13 at first to third detection positions P1, P2, P3 in the base 10, respectively.

図8(2)は、本変形例における本体装置200の処理部300の機能構成を示す図である。処理部300は、初期校正部310に、更に温度センサー選択部313を有する。温度センサー選択部313は、3つの温度センサーの中から2つの温度センサーを選択する選択部である。   FIG. 8B is a diagram illustrating a functional configuration of the processing unit 300 of the main body device 200 according to the present modification. The processing unit 300 further includes a temperature sensor selection unit 313 in addition to the initial calibration unit 310. The temperature sensor selection unit 313 is a selection unit that selects two temperature sensors from the three temperature sensors.

図9は、本変形例において、図8(2)の処理部300が図7の第1メイン処理に代えて実行する第2メイン処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the second main process executed by the processing unit 300 of FIG. 8B in place of the first main process of FIG.

先ず、処理部300は、第2初期校正処理を実行する。初期校正部310は、基準内部温度を設定した後(ステップA1)、第1〜第3温度センサー11〜13の検出温度をそれぞれ演算する(ステップB3)。そして、2つの温度センサーの組合せ毎に、演算した検出温度の差(以下、「検出温度差」と称す。)を算出する(ステップB5)。   First, the processing unit 300 executes a second initial calibration process. The initial calibration unit 310 sets the reference internal temperature (step A1), and then calculates the detected temperatures of the first to third temperature sensors 11 to 13 (step B3). Then, for each combination of two temperature sensors, a calculated difference in detected temperature (hereinafter referred to as “detected temperature difference”) is calculated (step B5).

次いで、温度センサー選択部313は、ステップB5で算出された検出温度差に基づいて、温度測定に使用する温度センサー(以下、「測定使用温度センサー」と称す。)を決定する(ステップB7)。具体的には、例えば、検出温度差が最大である温度センサーの組合せを判定し、その組合せとなる2つの温度センサーを測定使用温度センサーとして選択する。これは、上記の実施形態でも説明したように、2点の温度差がなるべく大きくなるようにして熱収支相対係数Dの校正を行うことが適切であるためである。   Next, the temperature sensor selection unit 313 determines a temperature sensor used for temperature measurement (hereinafter referred to as “measurement use temperature sensor”) based on the detected temperature difference calculated in step B5 (step B7). Specifically, for example, a combination of temperature sensors having the maximum detected temperature difference is determined, and two temperature sensors that are the combinations are selected as measurement use temperature sensors. This is because, as described in the above embodiment, it is appropriate to calibrate the heat balance relative coefficient D so that the temperature difference between the two points is as large as possible.

次いで、相対関係判定部311は、ステップB7で選択した測定使用温度センサーについて検出された検出温度を基準第1検出温度及び基準第2検出温度とし、これらの基準検出温度と、ステップA1で設定した基準内部温度とを用いて、式(11)に従って熱収支相対係数を算出する(ステップA9)。そして、初期校正部310は、第2初期校正処理を終了する。   Next, the relative relationship determination unit 311 sets the detected temperatures detected for the measurement use temperature sensor selected in step B7 as the reference first detection temperature and the reference second detection temperature, and sets these reference detection temperatures and the step A1. Using the reference internal temperature, the heat balance relative coefficient is calculated according to the equation (11) (step A9). Then, the initial calibration unit 310 ends the second initial calibration process.

その後、処理部300は、第2内部温度算出処理を行う。内部温度算出部320は、ステップB7で選択した測定使用温度センサーの検出温度を演算し、それぞれ第1検出温度及び第2検出温度とする(ステップB13)。そして、内部温度算出部320は、第1検出温度及び第2検出温度と、ステップA9で算出した熱収支相対係数とを用いて、式(9)に従って内部温度を算出した後(ステップA17)、第2内部温度算出処理を終了する。以降のステップは、第1メイン処理と同じである。   Thereafter, the processing unit 300 performs a second internal temperature calculation process. The internal temperature calculation unit 320 calculates the detection temperature of the measurement use temperature sensor selected in step B7, and sets the first detection temperature and the second detection temperature, respectively (step B13). The internal temperature calculation unit 320 calculates the internal temperature according to the equation (9) using the first detection temperature and the second detection temperature and the heat balance relative coefficient calculated in step A9 (step A17). The second internal temperature calculation process is terminated. The subsequent steps are the same as those in the first main process.

3−3.熱収支相対係数及び内部温度の演算式
上記の実施形態で説明した熱収支相対係数及び内部温度の演算式はあくまでも一例であり、これに限られない。例えば、上記の実施形態において、式(8)のように定義した熱収支相対係数Dを、次式(12)の熱収支相対係数Fとして定義することも可能である。

Figure 0005971394
3-3. Calculation formula of heat balance relative coefficient and internal temperature The calculation formula of heat balance relative coefficient and internal temperature described in the above embodiment is merely an example, and is not limited thereto. For example, in the above embodiment, the heat balance relative coefficient D defined as in Expression (8) can be defined as the heat balance relative coefficient F in the following Expression (12).
Figure 0005971394

この場合、式(7)は、熱収支相対係数Fを用いて次式(13)のように書き換えることができる。

Figure 0005971394
In this case, the equation (7) can be rewritten as the following equation (13) using the heat balance relative coefficient F.
Figure 0005971394

式(13)を熱収支相対係数Fについて解き、基準内部温度Tco、基準第1検出温度Tao及び基準第2検出温度Tboを代入することで、次式(14)のように熱収支相対係数Fを算出することができる。

Figure 0005971394
The equation (13) is solved for the heat balance relative coefficient F and the reference internal temperature T co , the reference first detection temperature T ao and the reference second detection temperature T bo are substituted, and the heat balance is obtained as in the following equation (14). The relative coefficient F can be calculated.
Figure 0005971394

また、式(5)及び式(6)から外界温度Toutを消去する際に、消去の手順を変えることで、次式(15)を導出することができる。

Figure 0005971394
Further, when the external temperature T out is erased from the equations (5) and (6), the following equation (15) can be derived by changing the erase procedure.
Figure 0005971394

式(15)に基づき、熱収支相対係数Gを次式(16)のように定義することも可能である。

Figure 0005971394
Based on the equation (15), the heat balance relative coefficient G can be defined as the following equation (16).
Figure 0005971394

この場合、式(15)は、次式(17)のように表すことができる。

Figure 0005971394
In this case, the equation (15) can be expressed as the following equation (17).
Figure 0005971394

式(17)を熱収支相対係数Gについて解き、基準内部温度Tco、基準第1検出温度Tao及び基準第2検出温度Tboをそれぞれ代入することで、次式(18)のように熱収支相対係数Gを算出することができる。

Figure 0005971394
The equation (17) is solved for the heat balance relative coefficient G, and the reference internal temperature T co , the reference first detection temperature T ao, and the reference second detection temperature T bo are respectively substituted, so that the heat as shown in the following equation (18) is obtained. The balance relative coefficient G can be calculated.
Figure 0005971394

上記の熱収支相対係数F及びGは、何れも、第1熱流経路に存在する全熱抵抗のうち熱抵抗Ra1が占める割合(係数a)と、第2熱流経路に存在する全熱抵抗のうち熱抵抗Rb1が占める割合(係数b)との比で表されている。また、熱収支相対係数F及びGは、何れも、基準内部温度Tcoに対する各温度センサー11,12のそれぞれの基準検出温度Tao,Tboの差に基づき算出される。上記の何れの演算式を用いて熱収支相対係数及び内部温度の算出を行ったとしても、最終的に得られる内部温度の算出結果は同じとなる。 The above heat balance relative coefficients F and G are both the ratio of the total thermal resistance existing in the first heat flow path to the thermal resistance Ra1 (coefficient a) and the total thermal resistance existing in the second heat flow path. Of these, it is expressed as a ratio to the ratio (coefficient b) occupied by the thermal resistance R b1 . The heat balance relative coefficients F and G are both calculated based on the difference between the reference detected temperatures T ao and T bo of the temperature sensors 11 and 12 with respect to the reference internal temperature T co . Regardless of which calculation formula is used to calculate the heat balance relative coefficient and the internal temperature, the calculation result of the internal temperature finally obtained is the same.

3−4.検出温度に差が生じない場合の処理
上記の実施形態では、接触子100内の異なる任意の2箇所に温度センサーを設置することで、各温度センサーの位置での熱収支特性に相違を生じさせた。しかし、場合によっては、各温度センサーの位置での熱収支特性に相違が生じず、各温度センサーの検出温度に差が生じない場合も起こり得る。この場合は、以下のようにして内部温度を算出することが可能である。
3-4. Processing when there is no difference in detected temperature In the above embodiment, by installing temperature sensors at two different locations in the contactor 100, the heat balance characteristics at the positions of the temperature sensors are made different. It was. However, depending on the case, there may be a case where there is no difference in the heat balance characteristics at the position of each temperature sensor and no difference in the detected temperature of each temperature sensor. In this case, the internal temperature can be calculated as follows.

第1温度センサー11及び第2温度センサー12を接触子100内の2箇所に設置する場合、その検出温度である第1検出温度Taと第2検出温度Tbとが等しい場合(Ta=Tb)、式(7)は次式(19)のように書き換えることができる。

Figure 0005971394
よって、「Ta=Tb」が成立する場合は、内部温度を「Tc=Ta=Tb」として求めることができる。 When installing the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 in two places in the contact 100, if the first detected temperature T a is the detected temperature and the second detected temperature T b is equal (T a = T b ) and equation (7) can be rewritten as the following equation (19).
Figure 0005971394
Therefore, when “T a = T b ” is established, the internal temperature can be obtained as “T c = T a = T b ”.

図10は、本変形例において、図6の処理部300が図7の第1メイン処理に代えて実行する第3メイン処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the third main process executed by the processing unit 300 of FIG. 6 in place of the first main process of FIG.

処理部300は、内部温度の算出に係る第3内部温度算出処理において、ステップA13で演算した第1温度センサー11及び第2温度センサー12それぞれの検出温度に差が生じているか否かを判定する(ステップC15)。なお、この判定では、検出温度の差が「0」である場合は勿論、検出温度の差が限りなく「0」に近い微小値である場合も、検出温度に差が生じていないと判定することとしてもよい。   The processing unit 300 determines whether or not there is a difference between the detected temperatures of the first temperature sensor 11 and the second temperature sensor 12 calculated in step A13 in the third internal temperature calculation process related to the calculation of the internal temperature. (Step C15). In this determination, it is determined that there is no difference in the detected temperature not only when the detected temperature difference is “0” but also when the detected temperature difference is a very small value close to “0”. It is good as well.

ステップC15において検出温度に差が生じていると判定した場合(ステップC15;Yes)、内部温度算出部320は、第1検出温度831と、第2検出温度832と、熱収支相対係数840とを用いて、式(9)に従って内部温度を算出し、算出内部温度850として記憶部800に記憶させる(ステップA17)。そして、内部温度算出部320は、第3内部温度算出処理を終了する。   When it is determined in step C15 that there is a difference in the detected temperature (step C15; Yes), the internal temperature calculation unit 320 calculates the first detected temperature 831, the second detected temperature 832, and the heat balance relative coefficient 840. The internal temperature is calculated according to the equation (9), and is stored in the storage unit 800 as the calculated internal temperature 850 (step A17). And the internal temperature calculation part 320 complete | finishes a 3rd internal temperature calculation process.

それに対し、ステップC15において検出温度に差が生じていないと判定した場合(ステップC15;No)、内部温度算出部320は、例えば、第1検出温度831を内部温度とし、算出内部温度850として記憶部800に記憶させる(ステップC19)。そして、内部温度算出部320は、第3内部温度算出処理を終了する。   On the other hand, when it is determined in step C15 that there is no difference in the detected temperature (step C15; No), the internal temperature calculation unit 320 uses, for example, the first detected temperature 831 as the internal temperature and stores it as the calculated internal temperature 850. The data is stored in the unit 800 (step C19). And the internal temperature calculation part 320 complete | finishes a 3rd internal temperature calculation process.

3−5.基準内部温度
上記の実施形態では、基準内部温度を所定の温度測定方法を用いて測定することとして説明した。しかし、簡易的に温度算出を行う場合には、過去に測定した基準内部温度を統計的に処理したモデル値のデータを記憶部800に記憶させておき、これを利用することとしてもよい。例えば、性別、年齢等に分類した基準内部温度のモデル値を本体装置200の記憶部800に記憶させておく。そして、初期校正では、操作入力されたユーザーの性別、年齢等に合致するモデル値を基準内部温度として熱収支相対係数の値を算出する。
3-5. Reference internal temperature In the above embodiment, the reference internal temperature has been described as being measured using a predetermined temperature measurement method. However, when the temperature is simply calculated, model value data obtained by statistically processing a reference internal temperature measured in the past may be stored in the storage unit 800 and used. For example, the model value of the reference internal temperature classified into gender, age, and the like is stored in the storage unit 800 of the main device 200. In the initial calibration, the value of the heat balance relative coefficient is calculated using the model value that matches the sex, age, etc. of the user input as an operation as the reference internal temperature.

1 温度測定システム、 100 接触子、 200 本体装置、 300 処理部、
400 操作部、 500 表示部、 600 通信部、 800 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature measurement system, 100 Contact, 200 Main body apparatus, 300 Processing part,
400 operation unit, 500 display unit, 600 communication unit, 800 storage unit

Claims (4)

第1温度センサー及び第2温度センサーを有し、被測定体に接触する接触子と、
前記被測定体の測定対象位置から、前記第1温度センサーが設置された前記接触子内の第1検出位置を通って前記接触子外の位置に至る第1熱流経路において、前記測定対象位置から前記第1検出位置までの熱抵抗をRa1とし、前記被測定体の測定対象位置から、前記第2温度センサーが設置された前記接触子内の第2検出位置を通って前記接触子外の位置に至る第2熱流経路において、前記測定対象位置から前記第2検出位置までの熱抵抗をRb1とした場合に、前記測定対象位置から前記接触子外の位置までの熱抵抗に対する前記熱抵抗Ra1の割合である第1の熱収支特性と、前記測定対象位置から前記接触子外の位置までの熱抵抗に対する前記熱抵抗Rb1の割合である第2の熱収支特性との比を表す熱収支相対係数を記憶する記憶部と、
前記熱収支相対係数と、前記第1温度センサーの検出温度である第1検出温度と、前記第2温度センサーの検出温度である第2検出温度とに基づいて、前記被測定体の内部温度を算出する内部温度算出部と、
を備え、前記第1温度センサー及び前記第2温度センサーは、前記熱抵抗Ra1と前記熱抵抗Rb1とが異なる位置に設けられている、温度測定システム。
A contactor having a first temperature sensor and a second temperature sensor and in contact with an object to be measured;
In the first heat flow path from the measurement target position of the measurement object to the position outside the contact through the first detection position in the contact where the first temperature sensor is installed, from the measurement target position The thermal resistance up to the first detection position is Ra1, and the position outside the contact through the second detection position in the contact where the second temperature sensor is installed from the measurement target position of the measured object. When the thermal resistance from the measurement target position to the second detection position is Rb1, the thermal resistance Ra1 with respect to the thermal resistance from the measurement target position to a position outside the contact is determined. A heat balance relative coefficient representing a ratio between a first heat balance characteristic that is a ratio and a second heat balance characteristic that is a ratio of the thermal resistance Rb1 to a thermal resistance from the measurement target position to a position outside the contact. Memorize And parts,
Based on the heat balance relative coefficient, the first detected temperature that is the detected temperature of the first temperature sensor, and the second detected temperature that is the detected temperature of the second temperature sensor, the internal temperature of the measured object is determined. An internal temperature calculation unit to calculate,
The first temperature sensor and the second temperature sensor are provided at a position where the thermal resistance Ra1 and the thermal resistance Rb1 are different from each other.
前記第1温度センサー及び前記第2温度センサーは、(1)前記被測定体に接触する接触面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、(2)前記接触面以外の側面から当該位置までの熱伝導特性が異なる位置、或いは(1)で且つ(2)の位置に設けられている、
請求項1に記載の温度測定システム。
The first temperature sensor and the second temperature sensor are: (1) a position having different heat conduction characteristics from the contact surface that contacts the measurement object to the position, and (2) a side surface other than the contact surface to the position. Are provided at different positions, or (1) and (2).
The temperature measurement system according to claim 1.
前記接触子は、熱伝導特性が異なる複数の層を有し、
前記第1温度センサー及び前記第2温度センサーは、互いに前記熱伝導特性が異なる層に設けられている、
請求項1又は2に記載の温度測定システム。
The contact has a plurality of layers having different heat conduction characteristics,
The first temperature sensor and the second temperature sensor are provided in layers having different heat conduction characteristics from each other,
The temperature measurement system according to claim 1 or 2.
被測定に接触する接触子内設けられた第1温度センサー及び第2温度センサーを有する前記接触子を用いて前記被測定体の内部温度を算出する温度算出方法であって、
前記第1温度センサー及び前記第2温度センサーは、前記被測定体の測定対象位置から、前記第1温度センサーが設置された前記接触子内の第1検出位置を通って前記接触子外の位置に至る第1熱流経路において、前記測定対象位置から前記第1検出位置までの熱抵抗をRa1とし、前記被測定体の測定対象位置から、前記第2温度センサーが設置された前記接触子内の第2検出位置を通って前記接触子外の位置に至る第2熱流経路において、前記測定対象位置から前記第2検出位置までの熱抵抗をRb1とした場合に、前記熱抵抗Ra1と前記熱抵抗Rb1とが異なる位置に設けられ、
前記測定対象位置から前記接触子外の位置までの熱抵抗に対する前記熱抵抗Ra1の割合である第1の熱収支特性と前記測定対象位置から前記接触子外の位置までの熱抵抗に対する前記熱抵抗Rb1の割合である第2の熱収支特性との比を表す熱収支相対係数と、前記第1温度センサーの検出温度である第1検出温度と、前記第2温度センサーの検出温度である第2検出温度とに基づいて、前記被測定体の内部温度を算出すること、
を含む温度算出方法。
A temperature calculation method for calculating the internal temperature of the object to be measured using the contact having a first temperature sensor and the second temperature sensor provided in contact child in contact with the object to be measured,
The first temperature sensor and the second temperature sensor are positioned outside the contact through a first detection position in the contact where the first temperature sensor is installed from a measurement target position of the measured object. In the first heat flow path leading to, the thermal resistance from the measurement target position to the first detection position is Ra1, and from the measurement target position of the object to be measured, the second temperature sensor is installed in the contactor. In the second heat flow path that reaches the position outside the contact through the second detection position, when the thermal resistance from the measurement target position to the second detection position is Rb1, the thermal resistance Ra1 and the thermal resistance Rb1 is provided at a different position,
The first heat balance characteristic which is a ratio of the thermal resistance Ra1 to the thermal resistance from the measurement target position to a position outside the contact, and the thermal resistance with respect to the thermal resistance from the measurement target position to a position outside the contact A heat balance relative coefficient representing a ratio to the second heat balance characteristic that is a ratio of Rb1, a first detected temperature that is a detected temperature of the first temperature sensor, and a second that is a detected temperature of the second temperature sensor. Calculating the internal temperature of the measured object based on the detected temperature;
Temperature calculation method including
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