CN108362392A - 水银体温计自动读数装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
发明了一种水银体温计自动读数装置，并给出了相应的读数方法。该装置由外壳、激光器、激光扩束镜、体温计、激光探测器、体温计限位器、衍射屏、线路板和单片机组成。激光器发射的激光直射到激光扩束镜上，经激光扩束镜扩束后的激光束直射到衍射屏上，完全覆盖衍射屏上的窄缝。衍射屏背光的一面位于窄缝附近安装体温计限位器，体温计安装在体温计限位器内。激光经该窄缝衍射，中间那条最亮的竖直条纹落在激光探测器上。通过采集各激光探测器的电流就可计算出体温计读数。本发明的有益效果在于：1.测量精度高；2.造价低廉；3.可极大地减轻医护人员的工作强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种水银体温计自动读数装置及其方法，特别是涉及一种不使用摄像机和图像处理方法的水银体温计自动读数装置。
背景技术
目前，医院病房中对患者的日常体温测量仍然采用传统的方式，即由医护人员将体温计逐一发给每个患者，待患者完成体温测量后，再逐一取回，并分别记录测量结果。这种工作模式的主要缺点是工作量大。市场有各种电子体温计，若利用这种体温计测量患者体温，测量结果很容易传到医护人员的接收设备上，但由于水银体温计比电子体温计更准确，电子体温计无法替代水银体温计在医院广泛使用，因此，迄今为止大多数医院用的还是水银体温计。如果能将水银体温计的测量结果通过电子方式传到医护人员的接收设备上，既可以保证体温的测量精度，又可以减轻医护人员的工作强度。
将水银温度计的读数转化为电子信号的方法大致分为两类，一类是采用金属探测或类似方式，这类方法的优点是简单易操作，缺点是读数精准度较低。另一类是采用图像识别方法，即基于机器视觉的温度计检测方法，通过摄像机采集图像后将数据传输给计算机，计算机对经初步处理的信号进行各种运算，这类方法的优点是读数准确，缺点是摄像机造价偏高。将两种方法相结合，即通过光学方法探测金属，利用若干个光电探测器代替摄像机作为金属位置的记录设备，既可以降低测量成本，也可以提高测量精度。
发明内容
鉴于上述两种水银温度计自动读数方法各自的缺陷，将两种方法相结合，即通过光学方法探测水银柱，利用若干个光电探测器代替摄像机作为水银柱顶端位置的记录设备，发明了一种水银体温计自动读数装置，并给出了相应的读数方法。该装置由外壳、激光器、激光扩束镜、体温计、激光探测器、体温计限位器、衍射屏、线路板和单片机组成。激光器发射的激光直射到激光扩束镜上，经激光扩束镜扩束后的激光束直射到衍射屏上，完全覆盖衍射屏上的窄缝，且光轴正对窄缝的中心。衍射屏背光的一面位于窄缝附近安装体温计限位器，体温计安装在体温计限位器内，下端与外壳接触，中心线与窄缝竖直中线平行，体温最小测量值Tl、最大测量值Th分别正对窄缝的上、下边缘。窄缝的宽度小于体温计内水银柱的直径。激光经该窄缝衍射，在安装激光探测器的外壳内侧面出现明暗相间的竖直条纹，而中间那条最亮的竖直条纹恰好落在这些激光探测器上。激光探测器的安装方法是最下面的激光探测器的下边缘正对窄缝的下边缘，最上面的激光探测器的上边缘正对窄缝的上边缘。
使用时从装置中拔下体温计，待体温测量完成将体温计插回装置中，盖上外壳盖之后装置开始读数。以n表示激光探测器的个数，由上到下依次为第1，2，…，n个激光探测器，Ii(i＝1，2，…，n)表示单片机接收的第i个激光探测器的采样电流，则体温读数为
单片机将上述体温读数存入寄存器中，等待医护中心通过数据线查询，或者该装置直接通过互联网发送到医护中心。
本发明的有益效果在于：1.测量精度高；2.造价低廉；3.可极大地减轻医护人员的工作强度。
附图说明
图1是水银体温计自动读数装置示意图；
标号说明：1外壳，2激光器，3激光扩束镜，4窄缝，5体温计，6激光探测器，7体温计限位器，8衍射屏。
具体实施方式
如图1所示，水银体温计自动读数装置由外壳(1)、激光器(2)、激光扩束镜(3)、体温计(5)、激光探测器(6)、体温计限位器(7)、衍射屏(8)、线路板和单片机组成。激光扩束镜(3)有两个作用，其一是扩展激光束的直径，使之可以覆盖衍射屏(8)上的窄缝(4)；其二是减小激光束的发散角，使之更接近于平行光束。激光器(2)发射的激光直射到激光扩束镜(3)上，经激光扩束镜(3)扩束后的激光束直射到衍射屏(8)上，完全覆盖衍射屏(8)上的窄缝(4)，且光轴正对窄缝(4)的中心。衍射屏(8)背光的一面位于窄缝(4)附近安装体温计限位器(7)，体温计(5)安装在体温计限位器(7)内，下端与外壳(1)接触，中心线与窄缝(4)竖直中线平行，体温最小测量值Tl、最大测量值Th分别正对窄缝(4)的上、下边缘。窄缝(4)的宽度小于体温计(5)内水银柱的直径，以保证水银柱可以遮挡激光束从窄缝(4)穿过为宜。因此，激光能够穿过的窄缝实际上只剩下原窄缝(4)未被体温计(5)水银柱遮挡的部分。激光经该窄缝衍射，在安装激光探测器(6)的外壳(1)内侧面出现明暗相间的竖直条纹，而中间那条最亮的竖直条纹恰好落在这些激光探测器(6)上。激光探测器(6)的安装方法是最下面的激光探测器(6)的下边缘正对窄缝(4)的下边缘，最上面的激光探测器(6)的上边缘正对窄缝(4)的上边缘。
以n表示激光探测器(6)的个数，由上到下依次为第1，2，…，n个激光探测器(6)。衍射激光照射在激光探测器(6)上，经光电转换后变为电流，再经放大电路放大之后送采样电路，最后被单片机接收。以Ii(i＝1，2，…，n)表示单片机接收的第i个激光探测器(6)的采样电流，由衍射激光条纹特性可知，当I1I2、…、Ik大于0，而Ik+1、…、In＝0时，应有I1＝I2…＝Ik-1，考虑到测量误差的存在，这k-1个激光探测器(6)的电流以它们的均值表示更加精确。由于体温计(5)水银柱上端正对第k个激光探测器(6)，因此体温读数为
使用时从装置中拔下体温计(5)，待体温测量完成将体温计(5)插回装置中，盖上外壳(1)盖之后装置开始读数，并将测得的温度值存入单片机的寄存器中等待医护中心通过数据线采集，或者直接通过互联网发送到医护中心。
Claims (3)
1.一种水银体温计自动读数装置及其方法，其特征在于：包括外壳(1)、激光器(2)、激光扩束镜(3)、体温计(5)、激光探测器(6)、体温计限位器(7)、衍射屏(8)、线路板和单片机；激光器(2)发射的激光直射到激光扩束镜(3)上，经激光扩束镜(3)扩束后的激光束直射到衍射屏(8)上，完全覆盖衍射屏(8)上的窄缝(4)，且光轴正对窄缝(4)的中心；衍射屏(8)背光的一面位于窄缝(4)附近安装体温计限位器(7)，体温计(5)安装在体温计限位器(7)内，下端与外壳(1)接触，中心线与窄缝(4)竖直中线平行，体温最小测量值Tl、最大测量值Th分别正对窄缝(4)的上、下边缘；窄缝(4)的宽度小于体温计(5)内水银柱的直径，以保证水银柱可以遮挡激光束从窄缝(4)穿过为宜；激光经该窄缝衍射后，中间最亮的竖直条纹恰好落在这些激光探测器(6)上；激光探测器(6)的安装方法是最下面的激光探测器(6)的下边缘正对窄缝(4)的下边缘，最上面的激光探测器(6)的上边缘正对窄缝(4)的上边缘。
2.根据权利要求1所述的水银体温计自动读数装置及其方法，其读数方法的特征在于：以n表示激光探测器(6)的个数，由上到下依次为第1，2，…，n个激光探测器(6)；衍射激光照射在激光探测器(6)上，经光电转换后变为电流，再经放大电路放大之后送采样电路，最后被单片机接收；以Ii(i＝1，2，…，n)表示单片机接收的第i个激光探测器(6)的采样电流，当I1I2、…、Ik大于0，而Ik+1、…、In＝0时，体温读数为
3.根据权利要求1所述的水银体温计自动读数装置及其方法，其使用方法的特征在于：从装置中拔下体温计(5)，待体温测量完成将体温计(5)插回装置中，盖上外壳(1)盖之后装置开始读数，并将测得的温度值存入单片机的寄存器中等待医护中心通过数据线采集，或者直接通过互联网发送到医护中心。
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