CH621056A5

CH621056A5 -

Info

Publication number: CH621056A5
Application number: CH175080A
Authority: CH
Inventors: Gabor Hirsch; Franz Ryser
Original assignee: Mueller Willy
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1981-01-15
Also published as: IT8046858A0; BE883976A; GB2071330A; DE3016742A1; IT1154064B; NL8003884A; FR2477400A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Pulsfrequenz-und Temperaturmessung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Geräte zur Pulsfrequenzmessung, bei welchen die sich mit jedem Pulsschlag zufolge sich erweiternder Blutgefässe ändernde Reflexion eines beleuchteten Körperteils zur Bildung entsprechender Messimpulse ausgenützt wird, wobei die Intervalle zwischen den Pulsschlägen elektronisch gemessen und als Anzahl Pulsschläge pro Minute angezeigt werden, sind bekannt. Insbesondere sind solche Geräte kleiner Grösse bekannt, die mit einer Hand gehalten werden können, wobei ein Finger derselben Hand in der erwähnten Weise bezüglich des Pulsschlags abgetastet wird.

Es sind auch elektronische Thermometer geringer Grösse bekannt, bei welchen die von einem Temperaturfühler festgestellte Temperatur ziffernmässig zur Anzeige gebracht wird.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfacher Handhabung rasch und präzis die Messung und Anzeige der Pulsfrequenz und der Körpertemperatur bei geringem apparativem Aufwand ermöglicht.

Erfindungsgemäss weist das Gerät die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht des Gerätes mit eingestecktem Temperaturfühler,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Gerätes der Fig. 1 mit einem Betriebsartenumschalter,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die obere Schmalseite des Gerätes der Fig. 1, und

Fig. 4 ein Prinzipschema der Messschaltung des Gerätes der Fig. 1.

Das dargestellte Gerät weist ein rechteckiges Kunststoffgehäuse 1 auf, dessen Breite und Dicke etwa gleich sind wie bei einer herkömmlichen Zigarettenpackung und dessen Höhe etwa um die Hälfte grösser ist als diejenige einer Zigarettenpackung. Die Vorderseite des Gehäuses 1 (Fig. 1) weist ein Fenster 2 auf, hinter welchem eine Anzeigeeinrichtung 3 für Ziffern, Buchstaben und andere Symbole angeordnet ist, vorzugsweise eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung. In seinem unteren Teil weist das Gehäuse 1 ein Batteriefach 4 auf, in welchem beispielsweise eine 9-V-Batterie untergebracht ist. Eine an der unteren Schmalseite angeordnete Steckerbuchse 5 ist dazu vorgesehen, bei Verwendung einer aufladbaren Batterie ein Kleinladegerät anzuschliessen.

Auf der einen Längsschmalseite des Gehäuses (Fig. 2) ist ein Schiebeschalter 6 angeordnet, der dazu dient, eine der verschiedenen Batriebsarten des Gerätes zu wählen. In einer ersten, in Fig. 1 mit p4 bezeichneten Stellung des Schiebeschalters 6 ist das Gerät im Betriebszustand für eine Pulsfrequenzmessung, wobei jeder Pulsschlag erfasst und die mit dem vorangegangenen Pulsschlag verglichene Pulsfrequenz ermittelt wird, worauf der Durchschnitt der vier letzten Ermittlungen auf der Anzeigeeinrichtung 3 zur Anzeige gebracht wird. In der anderen, mit p8 bezeichneten Endstellung des Schiebeschalters 6 werden die Pulsschläge ebenfalls erfasst, jedoch wird jeweils mit jedem Pulsschlag der Mittelwert der Pulsfrequenz über die letzten acht Pulsschläge ermittelt und angezeigt. In der mit C bezeichneten Mittelstellung des Schiebeschalters 6 ist das Gerät im Betriebszustand für eine Temperaturmessung.

An der oberen Schmalseite des Gehäuses 1 weist das Gerät eine muldenförmige Drucktaste 7 (Fig. 1,3) auf. Das Gehäuse gemäss Fig. 1 ist dazu bestimmt, vom Benützer mit der Hand umfasst zu werden, wobei der Benützer einen Finger der Hand, vorzugsweise den Zeigefinger, auf die Drucktaste 7 legt. Die Drucktaste 7 hat zwei Funktionen. Wenn sie durch den aufgelegten Finger niedergedrückt wird, wird die im Gehäuse 1 befindliche Mess- und Anzeigeschaltung mit der erwähnten Batterie verbunden, so dass das Gerät die entsprechend der Stellung des Schiebeschalters 6 bestimmte Messung vornehmen kann. Damit ist sichergestellt, dass die Batterie nur während der eigentlichen Messzeit Strom abgeben muss. Das Einschalten des Gerätes bzw. das Anschalten der Batterie wird in an sich bekannter Weise durch einen mittels der Drucktaste 7 betätigten Kontakt bewirkt. Die zweite Funtion der Drucktaste 7 ist die Aufnahme des Pulsschlages beim Auflegen eines Fingers und Drücken der Drucktaste. In an sich bekannter Weise sind im Innern der Drucktaste 7 eine Lichtquelle, zum Beispiel eine Infrarotlicht emittierende Diode, und ein Lichtsensor, zum Beispiel eine Fotodiode oder ein Fototransistor, angeordnet, derart, dass von der Lichtquelle auf den aufgelegten Finger geworfenes Licht von den im Takte des Pulsschlags sich erweiternden Blutgefässen auf den Lichtsensor reflektiert wird.

Auf der oberen Schmalseite des Gehäuses 1 ist eine weitere Steckerbuchse 8 (Fig. 1, 3) angeordnet, in welche ein Temperaturfühler 9 über ein Kabel 10 einsteckbar ist. Der stiftförmige Temperaturfühler 9 weist ein wärmeisolierendes Fühlergehäuse 11 und an dessen Ende ein metallisches Fühler-

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element 12 auf. Der Temperaturfühler 9 kann ohne Mühe mit irgendeiner geeigneten Körperstelle zur Messung der Körpertemperatur in Berührung gebracht werden, wobei es die Form des Fühlergehäuses 11 und des Fühlerelements 12 leicht ermöglichen, an der betreffenden Körperstelle eine Abstrahlung und Ableitung von Wärme und damit eine fehlerhafte Temperaturmessung zu vermeiden. Zudem kann der dargestellte Temperaturfühler ohne weiteres einwandfrei gereinigt werden.

In Fig. 4 ist das Prinzipschema der im Gehäuse 1 der Fig. 1 enthaltenen Messschaltung für die Pulsfrequenz und die Temperatur dargestellt. Die Messschaltung enthält einen einzigen Mikroprozessor 15, an welchen zur Erzeugung der für die Messung benötigten Zahlimpulse höherer Frequenz ein Schwingquarz 16 angeschlossen ist. Der Mikroprozessor 15 weist einen ersten Dateneingang 17 für Impulse, welche den Pulsschlägen entsprechen, und einen zweiten Dateneingang 18 für Impulse auf, welche der Temperatur entsprechen. Ferner weist er drei Steuereingänge 19, 20 und 21 auf, die mittels des bereits erwähnten Schiebeschalters 6 wahlweise an Masse legbar sind, im eine der drei beschriebenen Betriebsarten p4, p8, C einzustellen. Der Mikroprozessor 15 treibt ferner in an sich bekannter Weise die Anzeigeeinrichtung 3, die als Anzeigeelemente Leuchtdiodensegmente oder Flüssigkristallsegmente hat. Die Speisespannung der Batterie 22 ist dem Mikroprozessor 15 und weiteren Schaltungsteilen über den bereits erwähnten, von der Drucktaste 7 betätigten Schaltkontakt 23 zugeführt.

Die in der Drucktaste 7 untergebrachte, Infrarotlicht emittierende Diode 14 ist über einen Widerstand 25 gespeist, ebenso die das vom aufgelegten Finger reflektierte Licht empfangende Fotodiode 16 über einen Widerstand 17. Statt einfacher Widerstände 25, 27 wird mit Vorteil eine Spannungs- bzw. Stromstabilisierschaltung vorgesehen, um Schwankungen der Spannung der Batterie 22 auszuschliessen. Der vom Pulsschlag an der Fotodiode 26 erzeugte Impuls ist einem Impulsformer 28 zugeführt, welcher aus dem zugeführten Impuls variabler Form und Amplitude eine definierte Impulsflanke, zum Beispiel eine abfallende Impulsflanke, bildet. Diese ist dem Dateneingang 17 des Mikroprozessors 15 zugeführt.

Das Fühlerelement 12 des Temperaturfühlers 9 gibt einen Strom ab, der proportional der Temperatur am Fühlerelement 12 ist. Ein Spannung-Frequenzwandler 19 erzeugt Impulse mit einer dem Strom des Fühlerelementes 12 proportionalen Frequenz. Diese Impulse sind dem Dateneingang 18 des Mikroprozessors 15 zugeführt.

Der Mikroprozessor 15 ist in an sich bekannter Weise derart programmiert, dass er zunächst feststellt, ob je nach Stellung des Schiebeschalters 6 eine Pulsfrequenzmessung oder eine Temperaturmessung vorzunehmen ist.

Im Falle der Pulsfrequenzmessung bewirkt der Mikroprozessor zuerst eine Anzeige -P- während kurzer Zeit (zum Beispiel während einer Sekunde), um zu bestätigen, dass durch die Stellung des Schiebeschalters 6 und das Auflegen des Fingers eine Pulsfrequenzmessung in Gang gesetzt wurde. Hierauf stellt der Mikroprozessor fest, ob die Impulsflanken des Im-pulsformers-28 vorliegen. Zutreffendenfalls wird ein Register des Mikroprozessors mit einer dem zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Impulsflanken gleicher Neigung entsprechenden Impulszahl geladen. Falls der Schiebeschalter 6 in der Stellung p4 ist, werden die Impulszahlen von vier aufeinanderfolgenden Intervallen summiert, und es wird der Durchschnitt gebildet. Entsprechendes gilt für den Fall, wenn der Schiebeschalter 6 in der Stellung p8 ist. Zur Bildung eines Messwertes

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«Anzahl Pulsschläge pro Minute» wird in einem Register des Mikroprozessors die Zahl 60 000 durch die festgestellte Inter-vallänge bzw. die entsprechende Impulszahl geteilt. Der Mikroprozessor stellt hierauf fest, ob die so gebildete Pulsfrequenz in einem bestimmten Bereich liegt, zum Beispiel oberhalb 20 Pulsschlägen pro Minute und unterhalb 200 Pulsschlägen pro Minute. Wenn ja, bringt der Mikroprozessor die festgestellte Pulszahl auf der Anzeigeeinrichtung 3 dezimal zur Anzeige. Wenn nein, dann wird ein besonderes Symbol angezeigt, zum Beispiel -L- für weniger als 20 Pulsschläge pro Minute und -H- für mehr als 200 Pulsschläge pro Minute. Hierauf beginnt der Zyklus von neuem, indem der Mikroprozessor das Vorliegen der nächsten Impulsflanke überprüft.

In der Betriebsart einer Temperaturmessung zeigt dies der Mikroprozessor vorerst kurz mit einem entsprechenden Symbol -C- an. Hierauf prüft der Mikroprozessor, ob ein Impuls des Spannung-Frequenzwandlers 29 vorliegt, zum Beispiel anhand der Impulsflanke. Wenn ja, lädt der Mikroprozessor ein Register mit der Zahl -273 150 entsprechend dem absoluten Nullpunkt, da ja der der Temperatur proportionale Strom des Fühlerelements 12 von diesem Referenzpunkt aus ansteigt, die Anzeige jedoch in ° C erfolgen soll. Hierauf zählt der Mikroprozessor die vom Spannung-Frequenzwandler 29 abgegebenen Impulse positiv in das genannte Register ein, und zwar während einer bestimmten Zeit von beispielsweise 4 Sekunden. Der Registerinhalt wird dann vom Mikroprozessor in der Anzeigeeinrichtung 3 dezimal und mit Dezimalpunkt angezeigt. Bei Unter- oder Überschreiten eines bestimmten Tem-peraturbereichts kann ebenfalls die Anzeige eines besonderen Symbols erfolgen. Hierauf beginnt der Messzyklus von neuem.

Es ist ersichtlich, dass das vorliegende Gerät die Funktionen einer Pulsfrequenzmessung und einer Temperaturmessung in sehr einfacher Weise kombiniert, und zwar bezüglich des Aufbaus und der Handhabung. Da kostengünstige Mikroprozessoren Speicherkapazitäten haben, die grösser sind als beispielsweise etwa 250 Worte für die Pulsfrequenzmessung, erfordert die zusätzliche Benützung desselben Mikroprozessors für die etwa 200 Worte benötigende Temperaturmessung keinen leistungsfähigeren und kostspieligeren Mikroprozessor.

In der Betriebsart der Temperaturmessung können selbstverständlich auch andere als Körpertemperatur schnell und präzis gemessen werden, soweit sie im vom Gerät erfassten Temperaturbereich (zum Beispiel von 0 bis 100° C) liegen. Besonders vorteilhaft ist aber die kombinierte Verwendung des Gerätes durch Privat- oder Medizinalpersonen.

Zum Umstellung des Gerätes von der Betriebsart der Messung der Pulsfrequenz in diejenige der Messung der Temperatur kann anstelle des Schiebeschalters 6 auch die Steckerbuchse 8 mit einem Schaltkontakt versehen sein, der durch das Einstecken des Temperaturfühlerkabels 10 betätigt wird und dadurch den entsprechenden Steuereingang 20 des Mikroprozessors 15 an Masse legt. Dann kann zwar ohne einen weiteren Umschalter die Pulsfrequenzmessung nur mit einer einzigen Durchschnittsbildung über erfasste Pulsintervalle durchgeführt werden, vorzugsweise über acht. Dies ist aber, wie es sich im praktischen Gebrauch erwiesen hat, ohne Nachteil. Vielmehr ist es zur Erzielung einer noch einfacheren Handhabung und sicherer Messresultate zweckmässig, das in den Fig. 1 und 4 dargestellte Gerät mit einem bloss zwei Stellungen aufweisenden Schiebeschalter 6 zu versehen, von welchen die eine für eine Pulsfrequenzmessung mit Durchschnittbildung über acht Pulsintervalle und die andere für eine Temperaturmessung bestimmt ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Gerät zur Pulsfrequenz- und Temperaturmessung, insbesondere am menschlichen Körper, mit einem optisch-elektri-schen Pulsfühler für ein Körperglied, einer an den Pulsfühler angeschlossenen Messschaltung und einer Anzeigeeinrichtung für den Pulsfrequenzmesswert bzw. mit einem Temperaturfühler, einer an den Temperaturfühler angeschlossenen Messschaltung und einer Anzeigeeinrichtung für den Temperaturmesswert, wobei für die Pulsfrequenzmessung ein mit der Hand umgreifbares Gehäuse ein den optisch-elektrischen Pulsfühler enthaltendes Tastorgan für einen Finger der Hand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) mit einem Anschlussorgan (8) für den Temperaturfühler (9) versehen ist und dass im Gehäuse (1) ein einziger, mit dem Pulsfühler (24, 26) und dem Temperaturfühler (9) in Verbindung stehender Mikroprozessor (15) untergebracht ist, an welchen eine einzige Anzeigeeinrichtung (3) und ein Umschalter (6) zur Wahl der Betriebsarten der Pulsfrequenzmessung bzw. der Temperaturmessung angeschlossen sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Testorgan mit einem Schalter zum Einschalten der von einer im Gehäuse untergebrachten Batterie gelieferten Speisespannung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schalter (23) die Speisespannungsklemmen des Mikroprozessors (15), der Anzeigeeinrichtung (3) sowie aller weiteren Schaltungsteile zwischen dem Pulsfühler (24, 26) und dem Mikroprozessor (15) sowie zwischen dem Temperaturfühler (9) und dem Mikroprozessor (15) angeschlossen sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) mit einer Buchse (8) zum Einstecken des Temperaturfühlers (9), zum Beispiel eines Verbindungskabels (10) zum Temperaturfühler (9), versehen ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (15) einen ersten Dateneingang (17) für vom Ausgangssignal des Pulsfühlers (24, 26) abgeleitete Impulse, einen zweiten Dateneingang (18) für vom Ausgangssignal des Temperaturfühlers (9) abgeleitete Impulse sowie mindestens zwei Steuereingänge (19,29, 21) aufweist, welche mittels des Umschalters (6) zwecks Bestimmung der Betriebsart wahlweise an ein Referenzpotential, zum Beispiel Masse, legbar sind.