CN111542735A - 具有热导率补偿的核心温度传感器 - Google Patents

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CN111542735A CN201880082250.0A CN201880082250A CN111542735A CN 111542735 A CN111542735 A CN 111542735A CN 201880082250 A CN201880082250 A CN 201880082250A CN 111542735 A CN111542735 A CN 111542735A
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B.门施
T.洛克兹尼克
C.皮特斯
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Abstract

在一个实施例中，一种温度传感器系统包括传感器组装件，所述传感器组装件具有：温度感测部分，其被配置成基于与温度感测部分的表面部分邻近的身体的温度来生成第一信号；以及热电生成器部分，其被配置成通过所述温度感测部分来从身体接收热流并且基于所述热流来生成第二信号。控制单元被可操作地连接到所述传感器组装件和存储器，并且被配置成执行存储器中所存储的程序指令以基于第一信号、第二信号以及被存储在存储器中的至少一个校正因子来计算并且输出经校正的温度。所述至少一个校正因子基于以下各项中的至少一个来被确定：传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比。

Description

具有热导率补偿的核心温度传感器
本申请对于2017年12月22日提交的并且题为“CORE TEMPERATURE SENSOR WITHTHERMAL CONDUCTIVITY COMPENSATION”的申请号为62/609,989的美国临时专利申请要求优先权，所述美国临时专利申请的公开内容通过引用以其全部并入本文中。
技术领域
本文档中所公开的设备和方法涉及热学感测，并且更特别地涉及对核心温度的热学感测。
背景技术
诸如人类的生物的核心身体温度可以使用来自被安置在皮肤上的传感器的测量而被计算。传感器测量通过传感器的热通量和皮肤温度。将所述热通量和温度测量使用在用于计算核心身体温度的方程中。
在核心身体温度的以上计算中使用的方程基于如下假定：即通过传感器的热流仅仅垂直于传感器被安置于其上的皮肤表面而发生。通过使用该假定，通过传感器的热流被认为与通过皮肤的热流相同。然而，在现实中，横向热流也发生在传感器内。因此，传感器内与皮肤垂直的热通量的测量从出自皮肤的实际热流而变化。
作为示例，图1是用于当传感器被安置在身体的皮肤上的时候确定核心身体温度的已知传感器模型10的示意性表示。在模型10中，身体核心温度（TC）被建模为电压源12，皮肤的热阻（Rth,皮肤）被建模为电阻器14，传感器的热阻（Rth,传感器）被建模为电阻器16，空气层的热阻（Rth,空气）被建模为电阻器18，并且环境空气的温度被建模为电压源20。
如从图1中可见的，在身体核心的温度（TC）与皮肤外表面的温度（Ts）之间的差异因而是皮肤的热阻（Rth,皮肤）的函数。同样地，在皮肤的外表面的温度（Ts）与传感器的外表面的温度（Ta）之间的差异是传感器的热阻（Rth,传感器）的函数，并且在传感器的外表面的温度（Ta）与空气层温度（Tamb）之间的差异是空气的热阻（Rth,空气）的函数。
在以下的表中提供用于图1的模型的热学变量：
Figure 788281DEST_PATH_IMAGE001
对于图1的模型，传热速率
Figure 174263DEST_PATH_IMAGE002
可以使用欧姆定律被计算如下：
Figure 62322DEST_PATH_IMAGE003
因此，可以使用以下等式来计算热通量（
Figure 660794DEST_PATH_IMAGE004
）：
Figure 68641DEST_PATH_IMAGE005
。
对于模型中的每个材料层，可以使用以下等式来计算热阻：
Figure 156683DEST_PATH_IMAGE006
其中：
Figure 328776DEST_PATH_IMAGE007
是跨材料层的温度差；
Figure 589993DEST_PATH_IMAGE008
是在与皮肤的表面垂直的方向上的材料层厚度；
Figure 603079DEST_PATH_IMAGE009
是材料层的热导率；
Figure 314552DEST_PATH_IMAGE010
是材料层的面积；并且
Figure 131199DEST_PATH_IMAGE011
是材料层的传热系数。
还可以利用材料参数来计算热容。然而，在其中系统处于稳定状态中的实例中，可以省略热容。
如以上所指出的，图1的模型包括三个热阻。在该模型中，传感器测量皮肤温度Ts以及通过传感器的热通量
Figure 710953DEST_PATH_IMAGE004
。因而，利用通过皮肤和传感器的热流仅仅垂直于皮肤表面的假定，通过皮肤的热通量等于通过传感器的热通量。此外，通过皮肤层的温度差
Figure 703180DEST_PATH_IMAGE012
可以被计算为：
Figure 460921DEST_PATH_IMAGE013
。
因此，可以使用以下等式来计算核心身体温度：
Figure 968125DEST_PATH_IMAGE014
然而，如以上所指出的，热流仅仅与皮肤垂直地发生的假定不反映现实。因此，与图1的模型相关联的以上计算将误差引入到所计算的TC中。
所需要的是一种用于确定生物或对象的核心温度的、比已知系统和方法准确的系统和方法。当传感器被定位在皮肤上的时候，如果用于确定生物或对象的核心温度的系统和方法计及在出自身体皮肤的标称热流与通过传感器的与皮肤垂直的热流之间的失配，则将是有益的。
发明内容
本公开内容针对一种用于使用通过传感器组装件的所测量的热流来更准确地确定通过身体的外部皮肤的热流的系统和方法。所公开的系统和方法将传感器组装件的大小和纵横比的考虑并入在传感器组装件的热导率上，因为那些值对于通过外部皮肤的热流的更精确的计算而言是必要的。
本公开内容通过将校正因子应用到通过传感器组装件的所测量的热通量来使用所计算的通过外部皮肤的热通量，而不是将所测量的通过传感器组装件的热通量用作通过外部皮肤的热通量的值。本公开内容因而补偿在传感器组装件中的热流与通过皮肤的标称热流之间的失配。利用传感器组装件的尺寸和热导率，校正因子是可参数化的。
在一个实施例中，温度传感器系统包括传感器组装件，所述传感器组装件具有：温度感测部分，其被配置成基于与温度感测部分的表面部分邻近的身体的温度来生成第一信号；以及热电生成器部分，其被配置成通过所述温度感测部分来从身体接收热流并且基于所述热流来生成第二信号。控制单元可操作地被连接到传感器组装件和存储器，并且被配置成执行被存储在存储器中的程序指令以基于所述第一信号、第二信号以及被存储在存储器中的至少一个校正因子来计算和输出经校正的温度。所述至少一个校正因子基于以下各项中的至少一个来被确定：传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比。
在一个或多个实施例中，所述控制单元被配置成通过如下来计算经校正的温度：使用所述至少一个校正因子来校正通过传感器组装件的热流，以更准确地标识通过身体的外部皮肤的热流。
在一个或多个实施例中，所述至少一个校正因子基于传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比来被确定。
在一个或多个实施例中，所述系统此外包括显示器，并且所述控制单元可操作地被连接到所述显示器并且被配置成执行程序指令以利用所述显示器来显示所计算的经校正的温度。
在一个或多个实施例中，所述传感器组装件和控制单元被外壳收容，所述外壳被配置成通过外壳的第一侧而将传感器组装件暴露给身体，而所述外壳在与所述第一侧相对的外壳一侧上包括窗口，所述窗口被配置成将由热电生成器部分接收的热流从温度传感器系统传递出去。
在一个或多个实施例中，所述温度感测部分大体上围绕热电生成器部分，除了在表面部分处之外。
在一个或多个实施例中，所述控制单元此外被配置成执行程序指令以基于在被测量的身体的外部皮肤的热阻来计算经校正的温度（Tc）。
在一个实施例中，一种提供经校正的温度的方法包括使用对被存储在存储器中的程序指令进行执行的控制单元来从传感器组装件的温度感测部分获得第一信号，所述第一信号基于与温度感测部分的表面部分邻近的身体的温度。所述方法此外包括使用所述控制单元来从传感器组装件的热电生成器部分获得第二信号，所述第二信号基于由热电生成器部分通过所述温度感测部分而从身体接收的热流。所述方法然后利用所述控制单元基于所获得的第一信号、所获得的第二信号以及被存储在存储器中的至少一个校正因子（K）来计算经校正的温度（Tc），所述至少一个校正因子（K）基于以下各项中的至少一个来被确定：传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比。
在一个或多个实施例中，利用控制单元来计算经校正的温度（Tc）包括利用控制单元基于以下等式来计算经校正的温度（Tc）：
Figure 712090DEST_PATH_IMAGE015
其中
Figure 434190DEST_PATH_IMAGE016
是通过身体的外部皮肤的热通量，并且
Figure 238198DEST_PATH_IMAGE017
是通过传感器组装件的热通量。
在一个或多个实施例中，一种方法包括基于传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比来确定所述至少一个校正因子（K）。
在一个或多个实施例中，一种方法包括在控制单元的控制下在显示器上显示所计算的经校正的温度。
在一个或多个实施例中，一种方法包括：通过外壳的第一侧来将传感器组装件暴露给身体，其中所述控制单元和传感器组装件被外壳收容；以及通过与所述第一侧相对的外壳的一侧上的窗口将由热电生成器部分接收的热流从温度传感器系统传递出去。
在一个或多个实施例中，一种方法包括使用传感器组装件，其中所述温度感测部分大体上围绕所述热电生成器部分，除了在表面部分处之外。
在一个或多个实施例中，利用控制单元来计算经校正的温度（Tc）包括基于身体的外部皮肤的热阻来计算经校正的温度（Tc）。
附图说明
在结合附图来理解的以下描述中解释前述方面和其它特征。
图1是用于当传感器被安置在身体的皮肤上的时候确定核心身体温度的已知传感器模型的示意性表示。
图2示出了可以用于确定生物或对象的核心温度的系统的示意性视图，所述系统包括控制单元，所述控制单元补偿在由传感器测量的热通量与通过皮肤的标称热通量之间的失配。
图3描绘了图2的系统的顶部平面视图。
图4描绘了图2的系统的传感器组装件的侧边平面视图。
图5描绘了通过理想传感器和实际传感器的热流的示意性表示，其中传感器系统的热阻小于皮肤的热阻。
图6-8描绘了模拟的结果，所述模拟建立在校正因子与传感器组装件的热导率、大小和纵横比之间的关系。
图9描绘了模拟的结果，其中具有不同热导率的传感器组装件被用于测量通过传感器组装件的热通量，并且在具有和没有所确定的校正因子的情况下计算核心身体温度。
图10描绘了模拟的结果，其中具有不同大小的传感器组装件被用于测量通过传感器组装件的热通量，并且在具有和没有所确定的校正因子的情况下计算核心身体温度。
图11描绘了一种过程，所述过程在一些实施例中被用于确定校正因子并且在计算身体的经校正的温度的时候应用所述校正因子。
具体实施方式
为了促进理解本公开内容的原理的目的，现在将参考在附图中所图示的以及在以下撰写的说明书中所描述的实施例。理解到，不意图借此对本公开内容的范围的任何限制。此外理解到，本公开内容包括对所图示的实施例的任何变更和修改，并且包括如本公开内容所关于的领域中的技术人员通常将想到的本公开内容的原理的另外应用。
图2描绘了系统100，其包括传感器组装件102、存储器104、控制单元106以及输出设备108，所述输出设备108在一个实施例中是显示器。在一些实施例中，所述控制单元106和显示器108中的一个或多个位于远离传感器组装件102处。在一个实施例中，传感器组装件102由外壳110支撑。
传感器组装件102虽然在图2中示意性地被描绘为在外壳110内，但是传感器组装件102被定位使得对通过组装件102的上表面或下表面的热流没有妨碍。因而，图3描绘了具有窗口120的系统100，所述窗口120热学地暴露传感器组装件102的上表面。一些实施例中的窗口120是外壳110中的开口，其直接将传感器组装件102的上表面暴露给周围环境、衣着或其它周围事物。在其它实施例中，窗口120包括具有高热导率的材料。在一些实施例中，传感器组装件102的下表面同样地包括窗口120。
控制单元106可操作地被连接到传感器组装件102和显示器108。控制单元106是控制设备，其在不同的实施例中包括一个或多个集成电路（IC）、诸如微控制器（例如具有其自己的处理器和存储器的小型完整的计算机系统，其被形成为单个集成电路）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）等等。控制单元106被配置成执行在存储器104内所存储的程序指令——所述存储器104在一些实施例中是控制单元106的一部分——以从传感器组装件102获得信号，使用所获得的信号来确定生物或对象的核心温度，以及控制显示单元来显示所确定的核心温度。
在一些实施例中，系统100除了显示单元之外或作为对于显示单元的可替换方案而包括通信模块112，所述通信模块112提供对所获得的信号和/或所确定的核心温度的外部通信，其为有线的或无线的。所传送的信号然后被外部控制单元114使用以确定生物或对象的核心温度。
传感器组装件102在图4中被示意性地详细示出。传感器组装件102包括温度感测部分130和热电生成器（TEG）部分134，所述热电生成器（TEG）部分134具有宽度
Figure 560595DEST_PATH_IMAGE018
和高度
Figure 108251DEST_PATH_IMAGE019
和长度
Figure 511288DEST_PATH_IMAGE020
（参见图3）。温度感测部分130被配置以便被直接定位在生物或对象的外部皮肤144的外表面上，并且被配置成向控制单元106提供表示生物或对象的核心温度142的信号。
温度感测部分130和系统100通常此外被配置成最小化对通过传感器组装件102的热传递的干扰。为此，该实施例中的TEG部分134大体上围绕温度感测部分130，除了被配置成从身体接收热流的温度感测部分130的表面部分之外。提供与温度感测部分130的电连接的一些相对小的表面（未被示出）也可以不被TEG部分134覆盖。
在一些实施例中，接触身体的温度感测部分130的表面部分由具有高热导性的材料来保护。此外，虽然图4描绘了与身体处于物理接触的TEG 134的一部分，但是在一些实施例中，TEG 134的下表面通过隔热层而与身体间隔开。在任何情况中，热从底层基底被传递，大体上直接通过温度感测部分130，以及然后通过TEG部分134，并且从TEG部分134的上表面出去，如由箭头138所指示的。
TEG 134部分通过被称为Seebeck（赛贝克）效应（一种形式的热电效应）的现象而将热通量（温度差）直接转换成电能量。一个实施例中的TEG部分134是固态部分，但是可以是转换热通量的任何配置。一个实施例中的所生成的电压被提供到控制单元106。在其它实施例中，所生成的电流被提供到控制单元106。
传感器虽然在可能的程度上被配置成模仿皮肤内的标称热流并且获得皮肤的外表面的标称温度，但是传感器固有地修改在与传感器组装件紧邻的皮肤中的热流和温度。作为示例，图5示意性地表示针对传感器组装件150以及直接垂直于皮肤的表面154并且垂直地通过传感器组装件150的理想化热流152的理想化场景。
图5还示意性地描绘了在其中传感器组装件150具有比空气高的热导率的场景中当传感器组装件150被定位在身体的皮肤上的时候实际上发生了什么，而在其中传感器展现较低传导率的情况中将发生相反的行为。由于该实施例中的传感器组装件150具有比空气高的热导率，所以从身体发出的热与通过空气相比被更多地吸引成流过传感器组装件150。因此，初始垂直地移动通过皮肤的热被汇集朝向传感器组装件，如通过箭头156和158所指示的。因此，在传感器组装件150下面的皮肤表面154处的温度实际上高于皮肤表面处的标称温度。另外，通过传感器组装件150的底表面的热流高于在没有被传感器组装件150覆盖的位置处通过皮肤表面的标称热流。
此外，进入传感器组装件150的下表面（其被限定为与皮肤或其它身体的表面相接触的传感器组装件表面）的所有热不通过传感器组装件150的上表面（与同皮肤相接触的传感器组装件表面相对的传感器组装件表面）而流出。相反，如由箭头160和162所指示的，热流中的一些非垂直地移动并且通过传感器组装件的侧边而漏出。另外，取决于系统的外壳和其它组件，更多或更少的热可以被指引朝向感测组装件。
由于上述效应，所测量的温度和热通量将误差引入到核心身体温度的计算中。因此，在系统100中，当执行程序指令的时候，在一个实施例中被存储在存储器104内的校正因子（K）被控制系统106所应用，凭此，通过皮肤的实际热通量被更准确地确定。在一些实施例中，对通过传感器组装件的热流比通过皮肤的标称热流高/低多少进行描述的校正因子（K）是通过控制系统106、诸如在控制单元106的存储器104中可访问的所存储的值/函数。通过以下等式来限定校正因子：
Figure 548514DEST_PATH_IMAGE021
。
对于特定的系统，校正因子（K）的值/函数使用模拟工具来被确定，所述模拟工具诸如从宾夕法尼亚州的佳侬斯堡的Ansys公司商业上可得到的物理学模拟工具FLUENT。在确定针对特定系统的校正因子（K）的值/函数中的主导因子是传感器组装件材料和身体的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比。
为了验证校正因子（K）的并入的有效性，使用二维模拟来生成校正因子（K）。系统的行为与三维中的相同，但是绝对值不相同。因而，虽然在二维中执行分析对于示出该方法的原理而言是有效的，但是三维模拟提供更精确的值并且典型地被使用在系统100中。
在模拟中，分析三种情况。在每种情况中，三个变量（热导率
Figure 702415DEST_PATH_IMAGE022
、大小（宽度
Figure 929128DEST_PATH_IMAGE023
乘高度
Figure 547191DEST_PATH_IMAGE024
）以及纵横比
Figure 693002DEST_PATH_IMAGE025
）中仅一个变化。在所有三个模拟中使用相同的参考值
Figure 724412DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 410608DEST_PATH_IMAGE027
和
Figure 86440DEST_PATH_IMAGE028
。由于二维模拟，所以没有示出传感器组装件长度
Figure 42632DEST_PATH_IMAGE029
。然而，三维模拟将也包括传感器组装件长度
Figure 233442DEST_PATH_IMAGE029
。对于所有三种情况并且对于每个模拟点，使用以上等式来计算校正因子K。
模拟的结果被显示在图6-8中。对于每种情况，对照改变的值来绘制因子K。对于每种情况，确定内插，使得可以利用以下来描述因子：
Figure 520067DEST_PATH_IMAGE030
参考图6，大小和纵横比以
Figure 597876DEST_PATH_IMAGE031
值和
Figure 475702DEST_PATH_IMAGE032
值保持恒定，而传感器组装件的热导率从
Figure 357070DEST_PATH_IMAGE033
变化。在图7中，传感器组装件的热导率被维持在
Figure 696654DEST_PATH_IMAGE034
处，并且纵横比被维持在
Figure 737291DEST_PATH_IMAGE035
值处，而大小从
Figure 474434DEST_PATH_IMAGE031
值变化。在图8中，传感器组装件的热导率被维持在
Figure 843098DEST_PATH_IMAGE034
处，并且大小被维持在
Figure 674788DEST_PATH_IMAGE031
值处，而纵横比从
Figure 304352DEST_PATH_IMAGE035
值变化。
利用来自以上模拟的参考值，参考因子
Figure 930506DEST_PATH_IMAGE036
被计算为：
Figure 786466DEST_PATH_IMAGE037
。
为了将所有三种情况的因子组合成一个总K，除了一个因子以外的全部被标准化为
Figure 999011DEST_PATH_IMAGE036
的值。因此K被计算为：
Figure 92869DEST_PATH_IMAGE038
。
一旦确定了校正因子（K），所确定的值/函数就被使用在为多个模拟确定身体核心温度中。图9描绘了模拟的结果，其中具有不同热导率的传感器组装件被用于测量通过传感器组装件的热通量并且使用以下等式将那些值使用在对核心身体温度的计算中：
Figure 155503DEST_PATH_IMAGE039
。
使用该等式针对37摄氏度的实际核心身体温度所获得的核心身体温度的值通过线180被示出。
还针对相同的传感器组装件、使用与以上示例类似地确定的校正因子（K）来计算核心身体温度。所确定的校正因子（K）如下被应用：
Figure 92235DEST_PATH_IMAGE040
针对37摄氏度的相同实际核心身体温度的所计算的核心身体温度通过线182被示出。
如从图9中明显的，并入所确定的校正因子（K）消除了通过在没有校正因子的情况下仅仅使用通过传感器组装件的热通量而被生成的显著量误差。此外，并入了校正因子（K）的计算一致地提供准确的核心身体确定。
图10描绘了模拟的结果，其中具有不同宽度和高度的传感器组装件被用于测量通过传感器组装件的热通量。针对传感器组装件的宽度和高度在下表中被示出：
Figure 734569DEST_PATH_IMAGE041
使用以下等式将来自上表的值使用在计算核心身体温度中：
Figure 89458DEST_PATH_IMAGE042
在该计算中使用的热通量是通过传感器组装件的热通量。针对37摄氏度的实际核心身体温度的所计算的核心身体温度通过线186被示出。
还针对相同的传感器组装件、使用与以上示例类似地确定的校正因子（K）来计算核心身体温度。所确定的校正因子（K）如下被应用：
Figure 322993DEST_PATH_IMAGE040
针对37摄氏度的相同实际核心身体温度的所计算的核心身体温度通过线188被示出。
如从图10中明显的，并入所确定的校正因子（K）消除了通过在没有校正因子的情况下仅仅使用通过传感器组装件的热通量而被生成的显著量误差。此外，并入了校正因子（K）的计算一致地提供准确的核心身体确定。
应当注意到，所使用的特定模拟与使用实际设备的实验相比将引入或掩蔽误差。例如，身体的热通量或传热速率典型地在模拟中仅仅可以在边界处被读出。因此，为了以上模拟的目的，针对传感器的热通量在传感器组装件的下表面处被读出，并且利用均匀的热导率来模拟传感器组装件。相比之下，而典型地与在横向方向中相比在竖直方向（其垂直于传感器组装件表面）中展现更高热导率的标准热通量传感器组装件在横向方向中仍然具有损耗，其改善由传感器组装件引起的增大的热流中的一些。因此，模拟可夸大在没有并入校正因子（K）的计算中的误差。尽管如此，图9和图10展示了生物或身体的核心身体温度的计算通过使用校正因子（K）而被显著改进。
图11描绘了系统100的操作的方法170。在框172处，确定针对特定的温度感测系统的校正因子。如以上所讨论的，校正因子最优地计及传感器的热导率、传感器的大小和传感器的纵横比。虽然一些实施例中的校正因子通过充分分析以上因子中的每一个而被确定，但是在其它实施例中执行经简化的分析。作为示例，上述二维途径提供了经校正的温度的误差中的减少。所确定的针对特定模型的校正因子然后在框174处被存储。
在框176处，针对温度感测系统的其余的模型被存储在所期望的存储器中。如以上所讨论的，模型针对特定的应用。例如，待测量的针对特定身体的“皮肤”的热阻在应用之间变化。然而，基于已知或容易获得的材料特性而容易地确定热阻。因而，虽然人类皮肤的热阻显著不同于鲸的“皮肤”——其将包括鲸脂，并且二者都不同于储槽或管道的“皮肤”——但是尽管如此，值被容易地获得。
如本文中所使用的，身体的“皮肤”或“外部皮肤”意指热通过其而从身体的核心流到传感器组装件的所有物质。因而，当传感器被安置在一件衣着上的时候，衣着被认为是“外部皮肤”的部分，并且优选地计及衣着的热阻。一些实施例中的“外部皮肤”的热阻针对每个身体被唯一地建立。在其它实施例中，基于归于类似身体的群组的标称值来选择热阻。在一些实施例中，皮肤的热阻不被并入，例如其中表面温度待被确定。
在框178处，传感器组装件被定位在身体上。在激活时，用于系统的控制单元获得温度信号（框180）以及热流信号（框182）。控制单元然后使用在框176处所存储的模型来计算经校正的温度（框184），所述在框176处所存储的模型包括在框174处所存储的校正因子。诸如通过使得温度要么被显示在显示器或对于传感器组装件而言在本地的其它输出设备上，要么被显示在远程输出设备处，控制单元然后输出所计算的经校正的温度（框186）。在一些实施例中，输出被引导到存储器，它被存储在该处等待数据的未来传递。
因此，在所计算的核心身体温度中并入校正因子（K）针对所使用的传感器的热导率、高度和宽度来进行校正。虽然在附图和前述描述中已经详细图示和描述了本公开内容，但是所述内容应当被认为是说明性的，并且不在特性中进行限制。理解到，仅优选实施例已被呈现，并且期望在本公开内容的精神范围内的所有改变、修改和另外的应用都得到保护。

Claims (14)

1.一种温度传感器系统，包括：
传感器组装件，所述传感器组装件包括（i）温度感测部分，其被配置成基于与温度感测部分的表面部分邻近的身体的温度来生成第一信号；以及（ii）热电生成器部分，其被配置成通过所述温度感测部分来从身体接收热流并且基于所述热流来生成第二信号；
存储器，其包括被存储在其中的程序指令以及至少一个校正因子（K）；以及
控制单元，其可操作地被连接到所述传感器组装件和存储器，所述控制单元被配置成执行程序指令以：
获得第一信号，
获得第二信号，
获得所述至少一个校正因子（K），
基于所获得的第一信号、所获得的第二信号以及所获得的至少一个校正因子（K）来计算经校正的温度（Tc），以及
输出所计算的经校正的温度，
其中至少一个校正因子（K）基于以下各项中的至少一个来被确定：传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比。
2.根据权利要求1所述的温度传感器系统，其中所述身体包括外部皮肤，并且所述控制单元被配置成基于以下等式来计算经校正的温度：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中
Figure 3185DEST_PATH_IMAGE002
是通过外部皮肤的热通量，并且
Figure DEST_PATH_IMAGE003
是通过传感器组装件的热通量。
3.根据权利要求2所述的温度传感器系统，其中所述至少一个校正因子（K）基于传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比来被确定。
4.根据权利要求1所述的温度传感器系统，此外包括：
显示器，其中所述控制单元可操作地被连接到所述显示器并且被配置成执行程序指令以利用所述显示器来显示所计算的经校正的温度。
5.根据权利要求1所述的温度传感器系统，此外包括外壳，其中：
所述传感器组装件和控制单元被所述外壳收容；
所述外壳被配置成通过外壳的第一侧来将传感器组装件暴露给身体；并且
所述外壳在与所述第一侧相对的外壳的一侧上包括窗口，所述窗口被配置成将由热电生成器部分接收的热流从温度传感器系统传递出去。
6.根据权利要求1所述的温度传感器系统，其中所述温度感测部分大体上围绕所述热电生成器部分，除了在表面部分处之外。
7.根据权利要求1所述的温度系统，其中所述控制单元此外被配置成执行程序指令以基于身体的外部皮肤的热阻来计算经校正的温度（Tc）。
8.一种提供经校正的温度的方法，包括：
使用对被存储在存储器中的程序指令进行执行的控制单元来从传感器组装件的温度感测部分获得第一信号，所述第一信号基于与温度感测部分的表面部分邻近的身体的温度；
使用所述控制单元来从传感器组装件的热电生成器部分获得第二信号，所述第二信号基于由热电生成器部分通过所述温度感测部分而从身体接收的热流；以及
利用所述控制单元基于所获得的第一信号、所获得的第二信号以及被存储在存储器中的至少一个校正因子（K）来计算经校正的温度（Tc），至少一个校正因子（K）基于以下各项中的至少一个来被确定：传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比。
9.根据权利要求8所述的方法，其中利用所述控制单元来计算经校正的温度（Tc）包括：
利用所述控制单元基于以下等式来计算经校正的温度（Tc）：
Figure 389167DEST_PATH_IMAGE004
其中
Figure 168905DEST_PATH_IMAGE002
是通过身体的外部皮肤的热通量，并且
Figure 829693DEST_PATH_IMAGE003
是通过传感器组装件的热通量。
10.根据权利要求9所述的方法，此外包括：
基于传感器组装件的热导率、传感器组装件的大小以及传感器组装件的纵横比来确定所述至少一个校正因子（K）。
11.根据权利要求8所述的方法，此外包括：
在控制单元的控制下在显示器上显示所计算的经校正的温度。
12.根据权利要求8所述的方法，此外包括：
通过外壳的第一侧来将传感器组装件暴露给身体，其中所述控制单元和传感器组装件被外壳收容；以及
通过与所述第一侧相对的外壳的一侧上的窗口将由热电生成器部分接收的热流从温度传感器系统传递出去。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述温度感测部分大体上围绕所述热电生成器部分，除了在表面部分处之外。
14.根据权利要求8所述的方法，其中利用所述控制单元来计算经校正的温度（Tc）包括：
基于身体的外部皮肤的热阻来计算经校正的温度（Tc）。
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