CN111595465A - 一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计及其测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计及其温度测量方法，包括枪壳体，所述枪壳体内设有MCU处理器，所述枪壳体前端枪口处设有热电堆传感器和距离传感器，所述枪壳体后侧设有液晶显示屏和操作面板，所述枪壳体内设有热敏电阻以及与热敏电阻连接的加热元器件，所述MCU处理器上设有匹配模块，所述枪壳体的一侧边设有温湿度传感器，所述枪壳体顶部设有蜂鸣器，测温方法是将温度计对准额头，设定距离内会自动启动测量，将测量温度值和测量距离值与匹配模块进行匹配放大或缩小处理，得到真实体温值，然后显示在液晶显示屏上。本发明测量温度误差小于0.1℃，且温度计受到环境温湿度影响极小，解决了环境温湿度对测量产生误差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计及其测温方法。
背景技术
现有精确医疗测温技术有水银温度计，电子温度计,耳温枪，额温枪；各有优缺点，水银温度计是长期以来用来测体温的工具，由于会有环境污染，世界卫生组织早就建议淘汰，到2025年，全世界都需要淘汰水银温度计，电子温度计和耳温枪虽然能被接受，但都是属于接触测量，每次使用都需要消毒或者使用一次性用品，容易产生交叉污染；额温枪测量办法跟环境和距离都有关系，实际测试中，经常因为不同距离测量得到不同数据，测试数据只能作为一个筛选办法，无法作为医疗用途。
额温枪又称红外线测温仪，针对测量人体额温基准设计，使用非常简单、方便；1秒可准确测温，无镭射点，免除对眼睛之潜在伤害，不需接触人体皮肤，避免交叉感染，一键测温。其工作原理是根据任何物体在高于绝对零度，即-273℃以上时都会向外发出红外线,从而温度计通过传感器接收红外线,得出感应温度数据；测量的时候我们一般是将温度计放置于鼻梁之上,两眼中间部位，因为相对测体表温度来说是最接近正常体温的放射源,把温度计放于距此1-3cm处测温，精度为正负0.3度。在现有温度计技术条件基础上，主要是精度不够，得到的温度数据跟测量距离有关，造成了测温不准，只能作为一个初步的筛选手段，然后再用水银温度计进行再次确认。主要原因有：测量距离不同，导致测量误差就会大；当环境温度低于5℃时，受环境温度影响较大。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计及其温度测量方法，将温度计放置在额头距离8-10cm时(该距离可根据需要设定)，随着测量距离变化，测量温度误差小于0.1℃，且温度计受到环境温湿度影响极小，解决了环境温度对测量产生误差的问题。
根据本发明提出的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，包括枪壳体，所述枪壳体内设有MCU处理器，所述枪壳体前端枪口处设有热电堆传感器和距离传感器，所述枪壳体后侧设有液晶显示屏和操作面板，所述枪壳体内设有热敏电阻以及与热敏电阻连接的加热元器件，所述MCU处理器上设有匹配模块，所述枪壳体的把手上设有启动测量开关，所述枪壳体的一侧边设有温湿度传感器，所述枪壳体顶部设有蜂鸣器，所述热电堆传感器、距离传感器、液晶显示屏、操作面板、热敏电阻、启动测量开关、蜂鸣器以及温湿度传感器分别与MCU处理器电性连接。
在本发明的一些实施例中，所述枪壳体内部表面涂有保温层。
在本发明的另一些实施例中，所述枪壳体前端设有精度小于0.1度的晶圆。
在本发明的另一些实施例中，所述匹配模块内设有匹配电路。
在本发明的另一些实施例中，所述热电堆传感器的灵敏度为5～90mV/℃。
在本发明的另一些实施例中，所述温度计启动测量为手动测量或自动测量，手动测量在所述枪壳体的把手上设有启动测量开关，自动测量是以距离传感器为启动开关，热电堆传感器前段加装聚光杯。
聚光杯采用高强度的ABS，并在表面真空镀上纳米反光材料，可以实现人体红外部分的反射率超过95％。ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的共聚物板
一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的测温方法，具体测量步骤如下：
S1：将温度计的测量端对准额头或者身体的其他测量部位，测量端与测量部位在设定的测量距离范围内时，自动启动测量，否则，超出或低于上述测量距离范围时，无法启动测量，且给出超出或低于测量距离的提示音；
S2：枪头前端的热电堆传感器和距离传感器将检测到的温度数据和距离数据传输给MCU处理器，MCU处理器将温度数据和距离数据发送给匹配模块，所述匹配模块将温度数据进行放大处理后再次发送给MCU处理器，MCU处理器将放大或缩小处理后的温度数据显示在液晶显示屏上；
S3：枪壳体一侧的温湿度传感器检测环境温度，并根据环境温湿度数据给匹配模块作为补偿因素使用，当环境温度低于5℃时，MCU处理器启动热敏电阻上电连接的加热元器件工作，加热元器件保证枪壳体内温度在10-25℃之间；
S4：当测量温度高出或低于人体温度预警值时，蜂鸣器发出报警信号；
S5：根据不同人种体温具有差距，针对不同人种启动不同的人种温度测量模式。在本发明的另一些实施例中，所述匹配模块的匹配方法如下：
1)匹配模块内设有固定距离测量的无偏差的测量温度值，当测量距离与固定距离相同时，测量值即为被测者实际体温值；
2)当实际测量距离与固定距离不同时，被测者的测量温度值与测量距离值将被输入到匹配模块的进行放大或缩小处理，得到实际测量温度值，然后显示在液晶显示屏上。
在本发明的另一些实施例中，所述测量距离值大于固定距离值时，匹配模块对测量温度值进行放大处理，所述测量距离值小于固定距离值时，匹配模块对测量温度值进行缩小处理。
本发明中，由于测量额温时距离的不定，导致距离的不同测量额温就会产生误差，本申请中利用匹配模块将测量时，由于距离变化而产生的误差通过匹配模块对测量温度进行放大或缩小处理，以达到真实的体温值，使得测量的温度差在0.1℃以内。环境温度和湿度对温度计测量体温会产生误差，尤其环境温度低于5℃时，因此，本发明在温度计内部设有热敏电阻，通过对环境温度检测，然后对温度计进行加热保温处理。本发明的特征在于跟水银温度计和电子温度计一样，测试时候只有一个数值，同时又具有红外的特点，是非接触式的测量办法，同时通过距离补偿算法和温湿度环境补偿算法把测量精度控制到小于0.1℃。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的整体结构示意图。
图2为本发明图1另一侧的结构示意图。
图3为本发明提出的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的内部电路原理图。
图中：1、枪壳体；2、启动测量开关；3、操作面板；4、液晶显示屏；5、蜂鸣器；6、温湿度传感器；7、热电堆传感器；8、距离传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提出的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，包括枪壳体1，所述枪壳体1内设有MCU处理器，所述枪壳体1前端枪口处设有热电堆传感器7和距离传感器8，所述枪壳体1后侧设有液晶显示屏4和操作面板3，所述枪壳体1内设有热敏电阻，所述MCU处理器上设有匹配模块，所述枪壳体1的把手上设有启动测量开关2，所述枪壳体1的一侧边设有温湿度传感器6，所述枪壳体1顶部设有蜂鸣器5，所述热电堆传感器7、距离传感器8、液晶显示屏4、操作面板3、热敏电阻、启动测量开关2、蜂鸣器5以及温湿度传感器6分别与MCU处理器电性连接。热敏电阻为NTC电阻，β值在0.6％以内。
所述枪壳体1内部表面涂有保温层。保温层为保温涂料，现有的保温涂料即可。所述枪壳体1前端设有测量精度小于0.1的晶圆。晶圆滤光片的选择5-14UH，通过率要达到85％以上。所述匹配模块内设有匹配电路。所述热电堆传感器7的灵敏度为5～90mV/℃。温湿度传感器为SEMEFAB SMF002。距离传感器8为光宝的LTR-690PS。
本发明的特征在于跟水银温度计和电子温度计一样，测试时候只有一个数值，同时又具有红外的特点，是非接触式的测量办法，同时通过距离补偿算法和温湿度环境补偿算法把测量精度控制到小于0.1℃。
热电堆传感器7原理是利用塞贝克效应(Seebeck effect，又称作第一热电效应，是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象)。塞贝克效应电压ΔV与热冷两端的温度差ΔT成正比，即：
ΔV＝kΔT＝k(T2-T1)
一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的温度测量方法，具体测量步骤如下：
S1：将温度计的测量端对准额头或者身体的其他测量部位，测量端与测量部位在设定的测量距离范围内时，自动启动测量，否则，超出或低于上述测量距离范围时，无法启动测量，且给出超出或低于测量距离的提示音；
S2：枪头前端的热电堆传感器7和距离传感器8将检测到的温度数据和距离数据传输给MCU处理器，MCU处理器将温度数据和距离数据发送给匹配模块，所述匹配模块将温度数据进行放大处理后再次发送给MCU处理器，MCU处理器将放大或缩小处理后的温度数据显示在液晶显示屏4上；
S3：枪壳体1一侧的温湿度传感器6检测环境温湿度，并根据环境温湿度数据给匹配模块作为补偿因素使用，当环境温度低于5℃时，MCU处理器启动热敏电阻上电连接的加热元器件工作，加热元器件保证枪壳体内温度在10-25℃之间；
S4：当测量温度高出或低于人体温度预警值时，蜂鸣器5发出报警信号；
S5：根据不同人种体温具有差距，针对不同人种启动不同的人种温度测量模式。
其中，上述启动采用自动启动，也可以采用手动启动，如图1和2中启动测量开关2即为手动启动开关。而距离传感器8检测到测量距离时，就会将信息发送给MCU处理器，MCU处理器就会启动测量，并将测量距离输入到匹配模块。
所述匹配模块的匹配方法如下：
1)匹配模块内设有固定距离测量的无偏差的测量温度值，当测量距离与固定距离相同时，测量值即为被测者实际体温值；
2)当实际测量距离与固定距离不同时，被测者的测量温度值与测量距离值将被输入到匹配模块的进行放大或缩小处理，得到实际测量温度值，然后显示在液晶显示屏4上。所述测量距离值大于固定距离值时，匹配模块对测量温度值进行放大处理，所述测量距离值小于固定距离值时，匹配模块对测量温度值进行缩小处理。
例如，设定7cm为固定距离，测量距离5-10cm。测得7cm真实体温为37.2℃。当将距离改为8cm时，测得的体温为37.0℃，因此进行放大处理。8cm距离相对7cm固定距离的放大系数为37.2/37.0，系统就在匹配模块内将匹配系数录入。然后在测量9cm、10cm、6cm、5cm等，将其实际测得值分别为36.8℃、36.7℃、37.3℃、37.4℃等。与固定距离相除得到匹配系数分别为37.2/36.8、37.2/36.7、37.2/37.3、37.2/37.4℃，然后录入匹配电路。上述采用7cm为固定距离，而匹配系数精确度在0.5℃。根据测量额温时的距离进行匹配放大或缩小处理，以保证实际显示温度与真实体温误差在0.1℃范围内。还可以根据其他固定距离设定匹配系数。
由于环境温度对温度计测量产生影响，尤其在环境温度低于5℃时，影响最大，已超过误差在0.1℃范围，而实际经验可知，环境温度在10-25℃对测量的温度误差最小。因此，当环境温度较低时，进行热敏电阻加热，使得温度计内部温度保持在10-25℃之间，这样环境温度对测量额温的影响就会很小，小于0.1℃。
由于，不同人种的体内酶最适温度略有不同，因此，对不同人种的温度预警值是不同的，而额温测量标准与上述测量一样。所以，本申请的不同人种模式是报警值不同，系统录入了不同人种的最适体温值以及报警值。
本发明的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，适用于各种表面温度测量，特别适用于人体表面温度的精确测量，是制作高精度医疗温度计的核心方法；使用本发明制造的产品外观可以多样化，不仅限于额温枪型、电子平板型、相机型、台面时钟型、壁挂式测温仪；本发明说明书以及附图仅以额温枪型进行详细描述。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，包括枪壳体(1)，其特征在于：所述枪壳体(1)内设有MCU处理器，所述枪壳体(1)前端枪口处设有热电堆传感器(7)和距离传感器(8)，所述枪壳体(1)后侧设有液晶显示屏(4)和操作面板(3)，所述枪壳体(1)内设有热敏电阻以及与热敏电阻连接的加热元器件，所述MCU处理器上设有匹配模块，所述枪壳体(1)的一侧边设有温湿度传感器(6)，所述枪壳体(1)顶部设有蜂鸣器(5)，所述热电堆传感器(7)、距离传感器(8)、液晶显示屏(4)、操作面板(3)、热敏电阻、启动测量开关(2)、蜂鸣器(5)以及温湿度传感器(6)分别与MCU处理器电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，其特征在于：所述枪壳体(1)内部表面涂有保温层。
3.根据权利要求1所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，其特征在于：所述枪壳体(1)前端设有精度小于0.1的晶圆。
4.根据权利要求1所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，其特征在于：所述匹配模块内设有匹配电路。
5.根据权利要求1所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，其特征在于：所述热电堆传感器(7)的灵敏度为5～90mV/℃。
6.根据权利要求1所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计，其特征在于：所述温度计启动测量为手动测量或自动测量，手动测量在所述枪壳体(1)的把手上设有启动测量开关(2)，自动测量是以距离传感器(8)为启动开关，所述热电堆传感器(7)前段加装聚光杯。
7.一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的温度测量方法，其特征在于：具体测量步骤如下：
S1：将温度计的测量端对准额头或者身体的其他测量部位，测量端与测量部位在设定的测量距离范围内时，自动启动测量，否则，超出或低于上述测量距离范围时，无法启动测量，且给出超出或低于测量距离的提示音；
S2：枪头前端的热电堆传感器(7)和距离传感器(8)将检测到的温度数据和距离数据传输给MCU处理器，MCU处理器将温度数据和距离数据发送给匹配模块，所述匹配模块将温度数据进行放大处理后再次发送给MCU处理器，MCU处理器将放大或缩小处理后的温度数据显示在液晶显示屏(4)上；
S3：枪壳体(1)一侧的温湿度传感器(6)检测环境温湿度，并根据环境温湿度数据给匹配模块作为补偿因素使用，当环境温度低于5℃时，MCU处理器启动热敏电阻上电连接的加热元器件工作，加热元器件保证枪壳体内温度在10-25℃之间；
S4：当测量温度高出或低于人体温度预警值时，蜂鸣器(5)发出报警信号；
S5：根据不同人种体温具有差距，针对不同人种启动不同的人种温度测量模式。
8.根据权利要求7所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的温度测量方法，其特征在于：所述匹配模块的匹配方法如下：
1)匹配模块内设有固定距离测量的无偏差的测量温度值，当测量距离与固定距离相同时，测量值即为被测者实际体温值；
2)当实际测量距离与固定距离不同时，被测者的测量温度值与测量距离值将被输入到匹配模块的进行放大或缩小处理，得到实际测量温度值，然后显示在液晶显示屏(4)上。
9.根据权利要求8所述的一种主动式定距离非接触高精度医疗温度计的测温方法，其特征在于：所述测量距离值大于固定距离值时，匹配模块对测量温度值进行放大处理，所述测量距离值小于固定距离值时，匹配模块对测量温度值进行缩小处理。
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2020
- 2020-06-22 CN CN202010572762.4A patent/CN111595465A/zh active Pending
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