CH621056A5 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Pulsfrequenz-und Temperaturmessung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a device for pulse frequency and temperature measurement according to the preamble of claim 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. Devices for pulse rate measurement, in which the reflection of an illuminated part of the body, which changes with each pulse beat due to the widening of blood vessels, is used to form corresponding measurement pulses, the intervals between the pulse beats being measured electronically and displayed as the number of pulse beats per minute. In particular, devices of small size are known which can be held with one hand, a finger of the same hand being scanned with respect to the pulse beat in the manner mentioned.
Es sind auch elektronische Thermometer geringer Grösse bekannt, bei welchen die von einem Temperaturfühler festgestellte Temperatur ziffernmässig zur Anzeige gebracht wird. Small-sized electronic thermometers are also known in which the temperature determined by a temperature sensor is displayed in numerical form.
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. The object of the present invention is to create a device of the type mentioned at the beginning which, with simple handling, enables the pulse frequency and the body temperature to be measured and displayed quickly and precisely with little expenditure on equipment.
Erfindungsgemäss weist das Gerät die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf. According to the invention, the device has the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: An embodiment of the subject matter of the invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Vorderansicht des Gerätes mit eingestecktem Temperaturfühler, 1 is a front view of the device with the temperature sensor inserted,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Gerätes der Fig. 1 mit einem Betriebsartenumschalter, 2 is a side view of the device of FIG. 1 with an operating mode switch,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die obere Schmalseite des Gerätes der Fig. 1, und Fig. 3 is a plan view of the upper narrow side of the device of Fig. 1, and
Fig. 4 ein Prinzipschema der Messschaltung des Gerätes der Fig. 1. 4 shows a schematic diagram of the measuring circuit of the device of 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. The device shown has a rectangular plastic housing 1, the width and thickness of which are approximately the same as in a conventional cigarette pack and the height of which is approximately half that of a cigarette pack. The front of the housing 1 (FIG. 1) has a window 2, behind which a display device 3 for numbers, letters and other symbols is arranged, preferably a liquid crystal display device. In its lower part, the housing 1 has a battery compartment 4 in which, for example, a 9 V battery is accommodated. A socket 5 arranged on the lower narrow side is provided for connecting a small charger when using a rechargeable battery.
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. On one longitudinal narrow side of the housing (Fig. 2), a slide switch 6 is arranged, which is used to select one of the various types of battery drive the device. In a first position of the slide switch 6, designated p4 in FIG. 1, the device is in the operating state for a pulse frequency measurement, each pulse beat being detected and the pulse frequency compared with the previous pulse beat being determined, whereupon the average of the last four determinations on the display device 3 is displayed. In the other end position, designated p8, of the slide switch 6, the pulse beats are also recorded, but with each pulse beat the mean value of the pulse frequency over the last eight pulse beats is determined and displayed. In the middle position of the slide switch 6, designated C, the device is in the operating state for a temperature measurement.
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. On the upper narrow side of the housing 1, the device has a trough-shaped push button 7 (Fig. 1.3). 1 is intended to be gripped by the user with his hand, the user placing a finger of the hand, preferably the index finger, on the pushbutton 7. The pushbutton 7 has two functions. When it is pressed down by the finger placed on it, the measurement and display circuit located in the housing 1 is connected to the battery mentioned, so that the device can carry out the measurement determined in accordance with the position of the slide switch 6. This ensures that the battery only has to deliver power during the actual measurement time. Switching on the device or switching on the battery is effected in a manner known per se by a contact actuated by means of the pushbutton 7. The second function of the pushbutton 7 is the recording of the pulse beat when a finger is placed on it and the pushbutton is pressed. In a manner known per se, a light source, for example an infrared light-emitting diode, and a light sensor, for example a photodiode or a phototransistor, are arranged in the interior of the pushbutton 7 in such a way that light thrown by the light source onto the finger placed on it by the The pulse of expanding blood vessels is reflected on the light sensor.
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- On the upper narrow side of the housing 1, a further socket 8 (Fig. 1, 3) is arranged, in which a temperature sensor 9 can be inserted via a cable 10. The pin-shaped temperature sensor 9 has a heat-insulating sensor housing 11 and at the end of it a metallic sensor
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
fiO fiO
65 65
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. element 12 on. The temperature sensor 9 can easily be brought into contact with any suitable body part for measuring the body temperature, the shape of the sensor housing 11 and the sensor element 12 making it easy to avoid radiation and dissipation of heat at the body part in question, and thus an incorrect temperature measurement . In addition, the temperature sensor shown can be easily cleaned without any problems.
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. 4 shows the basic diagram of the measuring circuit for the pulse frequency and the temperature contained in the housing 1 of FIG. 1. The measuring circuit contains a single microprocessor 15, to which a quartz crystal 16 is connected in order to generate the higher frequency number pulses required for the measurement. The microprocessor 15 has a first data input 17 for pulses which correspond to the pulse beats and a second data input 18 for pulses which correspond to the temperature. Furthermore, it has three control inputs 19, 20 and 21, which can be optionally grounded by means of the slide switch 6 already mentioned, in one of the three described operating modes p4, p8, C. The microprocessor 15 also drives, in a manner known per se, the display device 3, which has light-emitting diode segments or liquid crystal segments as display elements. The supply voltage of the battery 22 is supplied to the microprocessor 15 and further circuit parts via the switch contact 23 already mentioned, which is actuated by the pushbutton 7.
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. The infrared light-emitting diode 14 accommodated in the pushbutton 7 is fed via a resistor 25, as is the photodiode 16 receiving the light reflected from the finger placed on it, via a resistor 17. Instead of simple resistors 25, 27, a voltage or current stabilizing circuit is advantageously provided to exclude fluctuations in the voltage of the battery 22. The pulse generated by the pulse on the photodiode 26 is fed to a pulse shaper 28, which forms a defined pulse edge, for example a falling pulse edge, from the pulse of variable shape and amplitude supplied. This is fed to the data input 17 of the microprocessor 15.
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. The sensor element 12 of the temperature sensor 9 emits a current which is proportional to the temperature at the sensor element 12. A voltage-frequency converter 19 generates pulses with a frequency proportional to the current of the sensor element 12. These pulses are fed to the data input 18 of the microprocessor 15.
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. The microprocessor 15 is programmed in a manner known per se in such a way that it first determines whether a pulse frequency measurement or a temperature measurement is to be carried out, depending on the position of the slide switch 6.
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 In the case of pulse rate measurement, the microprocessor first causes a display -P- for a short time (for example, for a second) to confirm that a pulse rate measurement has been started by the position of the slide switch 6 and the application of the finger. The microprocessor then determines whether the pulse edges of the pulse generator 28 are present. If applicable, a register of the microprocessor is loaded with a pulse number corresponding to the time interval between two successive pulse edges of the same inclination. If the slide switch 6 is in the position p4, the pulse numbers of four successive intervals are summed and the average is formed. The same applies to the case when the slide switch 6 is in the position p8. To form a measured value
621 056 621 056
«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. “Number of pulse beats per minute” divides the number 60,000 in a register of the microprocessor by the determined interval length or the corresponding number of pulses. The microprocessor then determines whether the pulse frequency thus formed is in a certain range, for example above 20 pulse beats per minute and below 200 pulse beats per minute. If so, the microprocessor displays the determined number of pulses on the display device 3 in decimal. If not, then a special symbol is displayed, for example -L- for less than 20 heartbeats per minute and -H- for more than 200 heartbeats per minute. The cycle then begins again by the microprocessor checking the presence of the next pulse edge.
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. In the operating mode of a temperature measurement, the microprocessor initially shows this briefly with a corresponding symbol -C-. The microprocessor then checks whether there is a pulse from the voltage-frequency converter 29, for example using the pulse edge. If so, the microprocessor loads a register with the number -273 150 corresponding to the absolute zero point, since the current proportional to the temperature of the sensor element 12 increases from this reference point, but the display is to be done in ° C. The microprocessor then counts the pulses emitted by the voltage-frequency converter 29 positively into the said register, for a specific time of, for example, 4 seconds. The register content is then displayed by the microprocessor in the display device 3 in decimal and with a decimal point. If a certain temperature range is exceeded or undershot, a special symbol can also be displayed. The measuring cycle then begins anew.
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. It can be seen that the present device combines the functions of a pulse frequency measurement and a temperature measurement in a very simple manner, with regard to the structure and handling. Since inexpensive microprocessors have memory capacities that are greater than, for example, about 250 words for pulse frequency measurement, the additional use of the same microprocessor for the temperature measurement, which requires about 200 words, does not require a more powerful and more expensive microprocessor.
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. In the operating mode of temperature measurement, other than body temperature can of course be measured quickly and precisely, provided that they are in the temperature range recorded by the device (for example from 0 to 100 ° C). However, the combined use of the device by private or medical persons is particularly advantageous.
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. To switch the device from the operating mode of measuring the pulse frequency to that of measuring the temperature, instead of the slide switch 6, the plug socket 8 can also be provided with a switch contact, which is actuated by inserting the temperature sensor cable 10 and thereby the corresponding control input 20 of the microprocessor 15 grounded. Then, without a further changeover switch, the pulse frequency measurement can only be carried out with a single averaging over detected pulse intervals, preferably over eight. However, as has been shown in practical use, this is without disadvantage. Rather, in order to achieve even easier handling and reliable measurement results, it is expedient to provide the device shown in FIGS. 1 and 4 with a slide switch 6 that has only two positions, one of which is used for a pulse frequency measurement with averaging over eight pulse intervals and the other is intended for a temperature measurement.
3 3rd
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
S S
2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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Legal Events
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