CN1135167A - 改进的ir温度计 - Google Patents

Abstract

一种在IR温度计中使用的新颖波导组件(30)，所述IR温度计用于通过测量人耳鼓膜温度测定人体体温。该组件(30)具有独特的设置，即具有衬套(20)和保护套(30)以形成一坚固的但价格低廉的波导。该衬套(20)包括诸径向偏置的、能产生力矩臂的接触点(23)来吸收冲击以及应付其它形式的在日常使用中遇到的粗枝大叶的操作。

Description

改进的IR温度计

本发明总的涉及红外温度计，这种温度计是通过收集发自一病人的鼓膜的IR辐射来测量人体体温，更具体地说，是涉及一种具有较高准确性和较强耐用性的新颖光波导封装系统。

本发明的背景

目前，IR温度计正迅速成为主要的保健用品并通过消除或明显降低在诊断中体温测量所耽搁的时间而对常规的护理程序进行了革命性的变革。与现有的温度测量设备诸如传统的水银温度计相比，IR温度计是一种采用先进技术的光—电组件，它的精确设计和装配的构件要求很紧的公差以及正确的规格才能进行正确的测量。由Ja-cob Fraden申请的、题为″红外电温度计以及测量温度的方法″的美国专利No.4,797,840对IR温度计的设计以及操作特性进行了总体描述。上述专利援引在此作为参考之用。

IR温度计使用的一个重要方面是该装置的波导和主体内的传感器的位置设置。从功能上来说，波导的作用是收集发自病人耳朵鼓膜的辐射并准确地、以受外部影响最小的方式将该辐射导向传感器。传感器则接收经导引的辐射并产生一代表探测到的辐射量构成特征的温度读数。这个最终得到的读数的准确性在部分程度上取决于由波导传送给传感器的IR辐射的纯度。由此，温度计的性能将大部分取决于波导的设计和它与温度计的其它构件之间的关系。

系统设计的另一重要的方面是精确设置的构件的耐用性。离开工厂时具有精确的定位和读数，但在使用了不多几天内精确定位和读数就会迅速失去该敏锐调整位置的系统，对于消费者来说，其价值显著下降。事实上，不管从工厂生产出来时具有多么高的准确性，但是在一受到日常使用中的平常的撞击和振动就变得不准确的温度计，其价值是不大的。因此，使设计出的诸构件的设置具有足够的坚固性和耐用性以经受在实际使用中的每日的种种粗枝大叶的使用过程而不会明显降低性能就成了温度计设计的一个重要方面。

为了实现本发明的这些目的，对组装电子元器件和机电构件进行了很多改进以能应付每日的各种使用情况。这些都是重要的改进使得IR温度计能以较少的成本和担心进行更为广泛的使用。但是尽管具有这种改进，IR温度计仍然由于平常使用中的撞击而易于失去精确度。这种精确度的失去经常是由于上述的光路或光学系统造成的，其中粗枝大叶的使用引起波导出现轻微但显著的对信号的破坏性偏移。光路的不对齐明显地降低了IR温度计的准确性。

本发明正是在认识了现有光路或光学系统设计中的问题而作出的。

本发明的目的和概述

本发明的一个目的在于提供一种用来保护IR温度计中的光路或光学系统的位置完整性的装置。

本发明的另一目的在于提供一种能使设置在IR温度计内的诸光学元件耐受冲击的封装装置。

本发明的又一目的在于提供一种诸同心元件以及特别是在同心各元件之间的空间结构以形成一具有耐冲击的光学仪器。

本发明的再一目的在于提供一种制造经济且组装价廉的耐冲击的波导。

本发明的上述和其它目的由一将精密光学装置和一外部刚性保护套相组合的波导系统来实现。该外层护套围绕波导同心设置但与波导隔开，在波导和外层护套之间形成一尺寸精密的间隙。在该环形间隙内，设置一半刚性衬套从而形成一既与外层的护套接触又与内层的波导接触的接触线。这个与内层的波导接触的接触线径向地偏离与外层护套接触的线，由此在空隙结构内形成一以规则间距分隔的垂直弯矩矩阵。

在本发明的一个实施例中，将一连续套筒设置在波导和外层护套之间的环形间隙内，其中套筒具有多个自其延伸、位置具有选择性的凸耳，从而能随着作用于外部的作用力、撞击或粗枝大叶的操作而发生轻微的变形。

本发明的前述特征可以通过文本中结合附图进行具体描述的示例而得到更为完整的理解。

图1是本发明的一示意性护套设置的立体图；

图2A是图1所示的实施例的剖视图；

图2B是作用在衬套20的一部分上的作用力的分段视图；

图3A是在应力作用下的、图1所示的实施例的第二剖视图；

图3B是图3A所示的衬套的分段视图；

图4是第二实施例的剖视图；

图5A是第三实施例的立体图；

图5B是另一实施例；

图6是制造图5A所示的实施例的挤压方法的示意图。

本发明的描述

本发明总地涉及一种能防止在诸如IR温度计的光基分析仪器中的光传送媒质发生物理变形和防止损坏的吸震衬套。这种衬套设置在一位于传送媒质和一外护套之间的环形间隙内以形成一系列径向偏心的接触点。通过偏移设置诸支承接触点，作用于传送媒质上的外力的冲击被转换成沿着衬套的周缘的弯矩—因此分散了作用力而不会使传送媒质变形。

现请参阅附图。图1示出了分层设置的传送媒质(波导或其它光学元件，取决于具体的应用)、衬套和外护套。具体地说，一总体形状为圆柱形的光传送媒质10由一保护套30所包裹，该保护套的大体上为圆形的内直径大于传送媒质的外直径，在保护套的内直径和传送媒质的外直径之间形成一环形间隙。衬套20滑动配合地设置在该环形间隙内，其中衬套的横截面形状与传送媒质的外表面以及保护套的内表面都不相同。通过这种方式，在衬套20、保护套30和传送媒质之间形成了空间区域。

在图2A中以剖视图的方式示出了图1的设置。如该剖视图所示，衬套20是一六角形体精确地设置在外层的护套30和内层的传送媒质10之间。这种设置使衬套和保护套之间在23处形成了接触点；并在24处形成了衬套和传送媒质之间的接触点。采用这种设置，围绕传送媒质的周缘形成了诸空间区域，例如，25(位于衬套和护套之间)和26(位于衬套和传送媒质之间)。诸空间区域的面对着诸接触点的位置关系，产生了沿着衬套的各力矩臂，如图2B所示。正是所产生的各力矩臂使得半刚性衬套20发生部分变形而吸收了组件的震动。在图2B中，F(t)是由传送媒质的力矢量，F(s)是由护套的反作用力矢量。

诸构件的尺寸取决于系统的实际使用情况。如果应用在一IR温度计中，传送媒质的典型直径应为0.123/0.118英寸。外层的护套的内径近似为0.158/0.154英寸。最后，在这种设置中，衬套应具有一为0.140英寸的有效直径，0.008英寸的厚度，并最好通过使用聚氨酯或尼龙进行挤压而制成。

现请参阅图3A，它示出了图2所示的设置，但是现在它受到一表示对组件的冲击或撞击的外力F(1)的作用。该作用力将外层的保护套的形状从圆形横截面变形成大体上为椭圆形形状的横截面。但是，该作用力未传递至内层的传送媒质。相反，由于外作用力被衬套的反平衡变形所吸收，具体地说，由在衬套内的半刚性力矩臂的偏移或变形所吸收，故传送媒质仍保持圆形。这在图3B中能清楚地看到，图3B示出了一部分的衬套20，该部分衬套正受到作用力矢量F(s)和F(t)的作用而发生感应偏移或变形。

现请参阅附图4。该图示出了本发明的第二实施例，其中衬套20与传送媒质10完全接触或相邻接的，但是通过锐角凸耳33与外层的护套隔开。在这种设置中，外力引发的作用力由角形凸耳的变形所吸收。虽然图中仅示出了四个凸耳33，但也可以使用更多的围绕衬套20周缘分布的凸耳。

在图5A中，示出了本发明的又一实施例，该设置能通过使用挤压技术加以组装得到。在这种设置中，衬套挤压一呈星形横截面的外表面和一其形状适能滑动地配装在传送媒质上而没有空间区域的内表面。采用这种设置，各种外力的吸收由衬套20所用材料所具有的柔性和/或可压缩特性而实现。或者，衬套可以具有横截面与外表面形状(即星形)相同的内表面，由此在传送媒质10和衬套20之间构成诸空间区域，如图5B所示。在图5的两种设置中，外层护套的内表面都大体上呈圆柱形。

在图6中，示出了用来制造图5A所示的前述设置的挤压模制技术。在这种加工方法中，传送媒质10穿过一具有一开口的第一压模70，该开口的形状相应于衬套的外部形状。随后，将经挤压的衬套20装入一圆筒形护套内，由此在衬套20和护套(未示)之间形成诸空间区域。

以上示意性地描述了本发明的概念，对于那些本技术领域内熟练人员来说，各种不背离本发明的范围和精神的改变和变化将是较为明显的。

Claims (16)

1.一种以电一磁辐射的方式传送信息的装置，包括：

一具有一大体上均匀的外直径的细长形电—磁辐射传播装置；

一保护套装置，其内表面的形状相应于所示传播装置的形状，并且其内径大于所述传播装置的外直径，并围绕所述传播装置在其整个长度上大体同心地设置；

一半刚性衬套装置，具有一大体上均匀的横截面，并设置在位于所述传播装置和所述保护套装置之间形成的环形间隙内，其特征在于，所述衬套装置具有多根与所述保护套接触的接触线以及多根与所述传播装置接触的接触线，与所述传播装置接触的接触线偏离所述与所述保护套装置接触的接触线以沿着所述衬套装置的周缘形成诸力矩臂。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衬套装置的横截面为多边形。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多边形横截面呈六角形。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述六角形是呈等角的。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传播装置是一纤维光缆。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传播装置的形状为圆柱形。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衬套装置呈星形。

8.在一种用来测量从一病人的鼓膜发射的辐射的IR温度计，其改进在于，有一部分地包裹在一同心衬套装置内的IR波导，该衬套装置又部分地由一保护套装置包裹，其中，所述衬套装置的特征在于与所述衬套装置的截面形状与所述保护套装置的横截面或所述IR波导的横截面形状不同，由此一系列轴向分布的空间形成在衬套装置和波导之间或衬套组装和保护套装置之间或两者之间都有空开的空间。

9.如权利要求8所述的IR温度计，其特征在于，所述衬套装置是半刚性并在所述IR波导和所述保护套之间具有多根接触线。

10.如权利要求9所述的IR温度计，其特征在于，所述接触线是径向偏置的。

11.如权利要求10所述的IR温度计，其特征在于，所述衬套装置具有多个力矩臂并通过所述力矩臂的变形来吸收外部所施加的作用力。

12.一种制造一电—磁辐射传送装置的方法，包括以下步骤：

将一具有一第一横截面形状的辐射传送媒质通过一具有一第二横截面形状的挤压压模，其中所述第一横截面形状的直径小于所述第二横截面形状的直径，

将一半流体可固化的化合物注射入所述挤压压模内的环形间隙中以形成一第三横截面形状，该第三横截面形状与所述第二横截面形状相应并由所述第二横截面形状构成，并且是一个具有多个从其上隆起的单元的非圆形横截面。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述辐射传送媒质还被包裹在一同心的保护套内，其中所述光传送媒质和保护套之间的所述环形间隙部分地充有由所述挤压后可固化的化合物。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述辐射传送媒质由纤维光缆构成。

15.一种用电—磁辐射来传递信息的通讯线路，包括：

一能以最小变形传送与通讯信息相应的电—磁辐射的波导装置；

一用来围绕所述波导装置包裹的保护套装置，在该两者之间形成一环形间隙；

一位于所述环形间隙内的衬套装置，衬套装置的横截面形状与所述保护套的横截面形状不一致，由此在所述衬套装置和所述保护套装置之间形成了诸空隙。

16.如权利要求15所述的通讯线路，其特征在于，作用于所述保护套装置上的作用力由所述衬套装置的形状变形所吸收。

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