CN113670477A - 耳温测量装置、耳温测量方法和耳机 - Google Patents
耳温测量装置、耳温测量方法和耳机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113670477A CN113670477A CN202110893858.5A CN202110893858A CN113670477A CN 113670477 A CN113670477 A CN 113670477A CN 202110893858 A CN202110893858 A CN 202110893858A CN 113670477 A CN113670477 A CN 113670477A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- ear
- cochlea
- acquiring
- detection target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 210000003477 cochlea Anatomy 0.000 claims abstract description 117
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 claims abstract description 79
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 65
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 44
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 37
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 36
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 32
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 32
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/20—Clinical contact thermometers for use with humans or animals
- G01K13/25—Protective devices therefor, e.g. sleeves preventing contamination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/20—Clinical contact thermometers for use with humans or animals
- G01K13/25—Protective devices therefor, e.g. sleeves preventing contamination
- G01K13/252—Protective devices therefor, e.g. sleeves preventing contamination for tympanic thermometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
本申请提供一种耳温测量装置、耳温测量方法和耳机，所述测量装置包括：沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，通过所述至少两路温度传感器获取检测目标的耳温数据；本申请解决现有技术中存在的人体耳温测量误差大、测量精度低的问题，通过至少两路温度传感器采集到的温度数据获取人体的耳温，消除了环境因素对耳蜗侧温度的影响，减小了耳温的测量误差；进一步地，本申请利用不同测温点采用不同的计算模型估算耳蜗侧温度，从模型上充分考虑不同个体的差异性，能够更加准确的测量人体耳温，满足了不同用户的需求。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种耳温测量装置、耳温测量方法和耳机。
背景技术
随着人们生活水平的提高，越来越关注自身的健康。体温作为四大生命体征参数之一，对评估人的健康状态更是显得尤为重要。长期采集人的体温数据，一方面可以完成诸如发热发烧等疾病的早期预警，更重要的是在流行病常态化的情况下，体温的实时采集有助于疫情的及时发现。
为了方便携带，目前通常采用入耳式的耳机进行人体耳温的测量，在耳机临近耳帽的出声口处设置有热敏电阻用于接收人体耳道内的热辐射。但是该方法仅限于测量临近耳帽处的温度，容易受环境等因素的影响，难以准确区分是人体体温的变化还是环境等因素导致的传感器温度变化。
可见，现有技术中的人体耳温的测量方法无法消除环境因素的影响，导致测量误差大，降低了人体体温的测量精度，不满足用户的需求。
发明内容
本申请提供了一种耳温测量装置、耳温测量方法和耳机，解决现有技术中存在的人体耳温测量误差大、测量精度低的问题，通过至少两路温度传感器采集到的温度数据获取人体的耳温，消除了环境因素对耳蜗侧温度的影响，减小了耳温的测量误差。
第一方面，本申请提供一种耳温测量装置，所述测量装置包括：沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，通过所述至少两路温度传感器获取检测目标的耳温数据。
可选地，所述至少两路温度传感器包括：第一温度传感器，用于采集靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度；第二温度传感器，用于采集远离耳蜗侧的第一环境温度。
可选地，所述至少两路温度传感器还包括：第三温度传感器，用于采集远离耳蜗侧的第二环境温度。
可选地，所述测量装置还包括：加热模块，用于对远离耳蜗侧的环境进行加热。
可选地，所述测量装置还包括：耳道尺寸测量模块，用于获取所述检测目标的耳道尺寸参数。
可选地，所述耳道尺寸参数包括耳道直径参数和/或耳道深度参数。
可选地，所述耳道尺寸测量模块还用于根据硅胶套属性获取耳道尺寸参数。
可选地，所述耳道尺寸测量模块包括激光测距传感器，用于测量所述检测目标的耳道深度参数。
第二方面，本申请提供一种耳温测量方法，应用于耳温测量装置，所述耳温测量装置包括沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，所述测量方法包括：根据所述至少两路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度和远离耳蜗侧的第一环境温度；根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据。
可选地，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：获取检测目标耳道的热传导参数；根据所述热传导参数、所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，计算出检测目标的耳温数据。
可选地，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：根据耳道尺寸参数获取耳道热传导参数。
可选地，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：获取检测目标的生理参数；将所述生理参数输入训练好的目标学习模型进行分类，得到所述检测目标耳道的热传导参数。
可选地，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：开启所述加热模块，获取第一热平衡时靠近耳蜗侧的第一温度和远离耳蜗侧的第二温度；关闭所述加热模块，获取第二热平衡时靠近耳蜗侧的第三温度和远离耳蜗侧的第四温度；根据所述第一温度、第二温度、第三温度和第四温度，得到所述检测目标耳道的热传导参数。
可选地，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：开启所述加热模块，获取加热状态下第一温度观测点的第一温度变化过程和第二温度观测点的第二温度变化过程；根据所述第一温度变化过程和所述第二温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
可选地，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：关闭所述加热模块，获取非加热状态下第一温度观测点的第三温度变化过程和第二温度观测点的第四温度变化过程；根据所述第三温度变化过程和所述第四温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
可选地，当所述至少两路温度传感器包括三路传感器时，所述测量方法包括：根据所述三路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度、远离耳蜗侧的第一环境温度和远离耳蜗侧的第二环境温度；根据所述耳蜗侧温度、所述第一环境温度和所述第二环境温度的至少两项的多项式组合，计算出所述检测目标的耳温数据。
可选地，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据的计算公式包括：
其中，Tear(t)为耳温数据，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，Te为远离耳蜗侧的第一环境温度，k0～ki+4为特征测温参数。
第三方面，本申请提供一种耳机，所述耳机包括上述耳温测量装置。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本申请在沿耳道方向上布放至少两路温度传感器，通过至少两路温度传感器采集到的温度数据获取人体的耳温，消除了环境因素对耳蜗侧温度的影响，减小了耳温的测量误差；进一步地，本申请利用不同测温点采用不同的计算模型估算耳蜗侧温度，从模型上充分考虑不同个体的差异性，能够更加准确的测量人体耳温，满足了不同用户的需求。
附图说明
图1所示为本申请实施例提供的一种耳温测量装置的结构示意图；
图2所示为本申请实施例提供的另一种耳温测量装置的结构示意图；
图3所示为本申请实施例提供的一种耳温测量方法的流程示意图；
图4所示为本申请实施例提供的又一种耳温测量装置的结构示意图；
图5所示为本申请实施例提供的再一种耳温测量装置的结构示意图；
图6所示为本申请实施例提供的另一种耳温测量方法的流程示意图；
图7所示为本申请实施例提供的一种调节加热模块功率的脉冲示意图；
图8所示为本申请实施例提供的一种耳道尺寸测量模块的电路示意图；
图9所示为本申请实施例提供的一种热阻值比值确定方法的示意图；
图10所示为本申请实施例提供的一种耳道尺寸确定方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一方面，本发明提供一种耳温测量装置，具体包括以下实施例：
实施例一
图1所示为本申请实施例提供的一种耳温测量装置的结构示意图，如图1所示，所述耳温测量装置包括：
沿耳道方向设置的第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在靠近耳蜗侧，用于采集靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度；所述第二温度传感器设置在远离耳蜗侧，用于采集远离耳蜗侧的第一环境温度，通过所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度获取到检测目标的耳温数据。
需要说明的是，本申请适用于耳蜗侧温度大于环境温度的应用场景，由于温度相对较低的环境温度会影响温度相对较高的耳蜗侧温度，因此通过一路传感器测量出的耳蜗侧温度比实际的人体耳温温度低，导致出现耳温测量误差的问题；本实施例中的检测目标可以是人体也可以是活体动物。
本实施对人耳的温度分布仅考虑沿耳道方向上的热流，耳温的估算公式为：
Tear＝Ts+α·(Ts-Te)+o(Ts) (1)
其中，Tear为耳温数据，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，Te为远离耳蜗侧的第一环境温度，α是耳道热阻值与传感器热阻值之比，o(Ts)为误差因子，一般可以忽略不计。
可选地，α是耳道热阻值与传感器热阻值之比，不同人存在一定差异，可以根据年龄、身高、体重、性别等生理参数选择不同的α进行耳温估算；典型地，α取值有三种，小于 3个月的小孩取值α1，3-36个月小孩取值α2，36个月以上的人取值α3。
需要说明的是，本实施例沿耳道方向上布设两路温度传感器，两路温度传感器间的热阻值可出厂前标定得到，人的耳道从耳廓延伸到鼓膜，长约2.5厘米(1英寸)，直径约0.7厘米(0.3英寸)，根据年龄不同略有差异，因而耳道的热阻值可以统计实验数据得到一个经验值。参考公式(1)，根据两路传感器的温度读数可以计算得到耳温数据，所述耳温数据也就是人体体温；在本实施例中，所述耳温测量装置中的传感器不具备数据处理能力，可通过I2C、UART、SPI等通信接口输出温度数字或直接输出模拟电压值(如NTC 温度传感器、PTC温度传感器等)输出到外部处理器进行耳温数据的计算，使设计和加工简单，降低了成本。
实施例二
图2所示为本申请实施例提供的另一种耳温测量装置的结构示意图，如图2所示，在实施例一方案的基础上增加了一路温度传感器即第三温度传感器，所述第三温度传感器也设置在远离耳蜗处，用于采集远离耳蜗侧的第二环境温度，通过所述耳蜗侧温度、所述第一环境温度和所述第二环境温度，计算出所述检测目标的耳温数据。
需要说明的是，为了进一步消除环境温度对耳蜗侧温度的影响，提高耳蜗侧温度的估算精度，本实施例在远离耳蜗侧设置两路传感器，所述两路传感器都用于在不同的位置采集环境温度；进一步地，所述第三温度传感器可以暴露在耳蜗外，只用于采集环境温度。
本实施例通过三路传感器进行耳温测量方法包括以下步骤：根据所述三路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度、远离耳蜗侧的第一环境温度和远离耳蜗侧的第二环境温度；根据所述耳蜗侧温度、所述第一环境温度和所述第二环境温度的至少两项的多项式组合，计算出所述检测目标的耳温数据；所述检测目标的耳温数据计算公式为：
Tear＝Ts+(Ts-Te)*x1+(Ts-Ta)*x2 (2)
其中，Tear为耳温数据，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，Te为远离耳蜗侧的第一环境温度，Ta为远离耳蜗侧的第二环境温度，x1、x2为待定模型参数，可通过采集大量数据，通过最小二乘拟合得到或者通过机器学习算法确定。此时，x1、x2可认为是对所有人通用的模型参数。进一步地，对待定模型参数进行拟合时，可根据不同环境温度划分不同的阶段，不同环境温度范围内，选用不同的参数进行耳温的估算时可进一步提高估算精度。
以此类推，本申请还可提供四路温度传感器、五路温度传感器等实施例来进一步消除环境温度对耳蜗侧温度的影响，不同实施例之间的区别是采用不同的计算公式获取耳温数据。
结合实施例一和实施例二可知，本申请提供的耳温测量装置包括：沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，通过所述至少两路温度传感器获取检测目标的耳温数据。
图3所示为本申请实施例提供的一种耳温测量方法的流程示意图，如图3所示，基于所述耳温测量装置所采用的测量方法具体包括以下步骤：
步骤S101，根据所述至少两路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度和远离耳蜗侧的第一环境温度；
步骤S102，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据。
需要说明的是，图3所述的具体步骤在实施例一和实施例二已经有详细的阐述说明，此处就不再赘述。
相比于现有技术，本申请具有如下有益效果：
本申请在沿耳道方向上布放至少两路温度传感器，通过至少两路温度传感器采集到的温度数据获取人体的耳温，消除了环境因素对耳蜗侧温度的影响，减小了耳温的测量误差；进一步地，本申请利用不同测温点采用不同的计算模型估算耳蜗侧温度，从模型上充分考虑不同个体的差异性，能够更加准确的测量人体耳温，满足了不同用户的需求。
实施例三
图4所示为本申请实施例提供的又一种耳温测量装置的结构示意图；如图4所示，本实施例在上述实施例一和实施例二中增加了耳温数据处理模块，所述耳温数据处理模块分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器电连接，用于根据检测目标耳道与温度传感器的热阻值比值、所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，计算出所述检测目标的耳温数据。
在本实施例中，所述耳温数据处理模块还可以分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器电连接，用于根据所述耳蜗侧温度、所述第一环境温度和所述第二环境温度，计算出所述检测目标的耳温数据。
需要说明的是，本实施例将所述耳温数据处理模块集成到所述耳温测量装置中，使测量装置同时具有温度采集和数据处理能力，直接完成测量点温度的采集与耳温的估算，增加了耳温测量装置的功能，提高了产品的运用范围。
实施例四
图5所示为本申请实施例提供的再一种耳温测量装置的结构示意图；如图5所示，实施例四是在实施例三的基础上增加了加热模块，所述加热模块设置在靠近所述第二温度传感器侧，所述加热模块与所述耳温数据处理模块电连接，用于根据所述耳温数据处理模块输出的控制信号进行加热。
图6所示为本申请实施例提供的另一种耳温测量方法的流程示意图；如图6所示，基于本实施例提供的耳温测量装置的耳温测量方法具体包括以下步骤：
步骤S201，开启所述加热模块，获取在第一热平衡时的第一温度；
步骤S202，关闭所述加热模块，获取在第二热平衡时的耳蜗侧温度和第一环境温度；
步骤S203，根据所述第一温度、所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，得到所述检测目标耳道与至少两路温度传感器的热阻值比值；
步骤S204，根据所述热阻值比值、所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据。
需要说明的是，为了快速使两路传感器进入稳态，在靠近所述第二温度传感器(也就是远离耳蜗侧)布设加热模块。此时，最基础的方案为零热流法，通过耳温数据处理模块控制加热模块的加热功率，让环境侧温度和靠近耳蜗侧温差为零时，达到热平衡(也就是第一热平衡)，此时两个传感器温度采集到的温度都为第一温度值，也为耳温温度Tear。关闭所述加热模块后，再次达到热平衡(也就是第二热平衡)，记录Te和Ts，此时，可根据 Tear、Te和Ts计算热阻值之比α，其中热阻值比值α的计算公式为：
α＝(Tear-Ts)/(Ts-Te) (3)
根据公式(3)得到稳态时的热阻值比值α，后续可通过稳态时的热阻值比值α和传感器的稳态温度进行体温监测时，具体计算公式为：
Tear＝Ts+α·(Ts-Te) (4)
需要说明的是，典型的热平衡判断法则，10分钟内温度变化不超过0.05，具体判断条件和时间与传感器和测量环境相关。
在本实施例中，所述加热模块可以是一个发热电阻器件，所述发热电阻器件的一端接地，另一端与耳温数据处理模块相连，通过耳温数据处理模块PIN引脚给它供电实现发热。所述耳温数据处理模块控制加热模块的加热功率的脉冲信号如图7所示，通过控制占空比 (t1:t2)来控制加热功率，当两侧温度接近一致的时候增大占空比。
实施例五
在本实施例中，所述耳温测量装置还包括耳道尺寸测量模块，用于获取所述检测目标的耳道尺寸参数，其中所述耳道尺寸参数包括耳道直径参数和/或耳道深度参数。
在本实施例中，所述耳道尺寸测量模块还用于根据硅胶套属性获取耳道尺寸参数，其中所述硅胶套属性包括硅胶套的尺寸或/和硅胶套的ID。
在另一个实施例中，所述耳温测量装置还包括：硅胶套，用于使所述耳温测量装置固定在检测目标的耳道内，所述耳道尺寸测量模块与所述硅胶套接触，使所述耳道尺寸测量模块根据所述硅胶套的属性得到检测目标的耳道尺寸参数。
需要说明的是，为了适应不同年龄阶段的人体或者其他动物的耳道尺寸，使所述耳温测量装置通过所述硅胶套能稳固的固定在检测目标的耳道内，本实施例提供的硅胶套包括若干种规格的硅胶套，使用不同规格的硅胶套即可获取到对应的耳道直径，使用者在使用前可通过智能终端或者硅胶套收纳仓上的按钮输入硅胶套的型号，即可得到检测目标的耳道直径参数。
可选地，在实施例提供的耳温测量装置还包括硅胶套收纳仓，当收纳仓仅收纳一对硅胶套时，被收纳的硅胶套对应的直径即为使用者的耳道直径；当收纳仓可以收纳全部硅胶套时，缺少的硅胶套对应的直径即为使用者的耳道直径。
在本实施例中，硅胶套收纳仓包括若干个标准的支撑棒，支撑棒内部集成有可存储单元，如Flash、EEPROM、OTP等存储器件，每个硅胶套配套有一个支撑棒，支撑棒记录了硅胶套的直径信息。支撑棒可分为两部分，套硅胶部分的直径与硅胶套对应；与底座接触部分统一直径，与充电仓上的固定对应的孔位直径相同以方便固定。与底座接触部分或套硅胶部分集成有存储芯片，在底座部分布置有导电触点，触点与芯片电气连接，充电仓通过单线通信协议、I2C、SPI等获取芯片中存储的支撑棒对应的耳道直径信息。
可选地，本实施例中的支撑棒可以是一个独立的手持设备，专门用于耳道深度和直径的测量。
图8所示为本申请实施例提供的一种耳道尺寸测量模块的电路示意图，如图8所示，所述耳道尺寸测量模块包括：
第一测量触点、第二测量触点和分压电阻；
所述第一测量触点和所述第二测量触点分别与所述硅胶套电连接，所述分压电阻的第一端与所述第二测量触点相连，所述分压电阻的第二端接地，所述分压电阻的第一端还与所述耳温数据处理模块相连，使所述耳温数据处理模块根据所述分压电阻的电压获取到所述检测目标的耳道直径。
需要说明的是，硅胶套上设置有ID芯片，ID芯片包括RFID芯片、不同规格硅胶套的有不同的电容值或电阻值。以电阻值为例，在耳道尺寸测量模块上设置两个金属触点，通过如图8所示的电路采集硅胶套的电阻信息，从而识别当前硅胶套的规格信息。更具体地，硅胶套在加工过程可以掺杂不同的导电材料，尺寸小的硅胶套通过调配掺杂的导电材料使得其电阻值也小。如图8所示，不同的硅胶套接入电路后与分压电阻进行分压，在分压电阻的第一端ADC模块或耳温数据处理模块采集到的电压存在差异。硅胶套的电阻越大，采集到的电压越小，从而可以区分硅胶套的规格，从而可以获取硅胶套尺寸信息，而硅胶套的尺寸信息对应了人耳的直径，从而可以得到使用者的耳道直径。
在本实施例中，耳道深度的测量也可以集成SLDS-D05激光测距传感器，测量耳道的深度。
基于上述方法得到耳道的深度L和直径d后，耳道热阻值θe的计算公式为：
θe＝L/(λ·S) (5)
式中，θe为耳道热阻值，λ是空气导热系数，L是耳道的深度，S是耳道横截面积。理想情况下，可将耳道近似为圆柱形，耳道横截面积可以通过直径d进行估算，计算公式为：
S＝0.25·π·d2 (6)
耳温测量装置中的两路温度传感器之间的热阻值θT出厂前可以标定出来，从而耳道与传感器的热阻值比值α计算公式为：
α＝θe/θT (7)
需要说明的是，在上述实施例一到实施例五中涉及到的耳温测量装置还包括传感器载体，用于承载至少两路温度传感器。
第二方面，本发明提供一种耳温测量方法，具体包括以下实施例：
在本实施例中，本申请提供一种耳温测量方法，应用于耳温测量装置，所述耳温测量装置包括沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，所述测量方法包括：根据所述至少两路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度和远离耳蜗侧的第一环境温度；根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据。
在本实施例中，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：获取检测目标耳道的热传导参数；根据所述热传导参数、所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，计算出检测目标的耳温数据。
可选地，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：根据耳道尺寸参数获取耳道热传导参数。
可选地，在本实施例中当所述耳温测量装置还包括加热模块时，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：开启所述加热模块，获取第一热平衡时靠近耳蜗侧的第一温度和远离耳蜗侧的第二温度；关闭所述加热模块，获取第二热平衡时靠近耳蜗侧的第三温度和远离耳蜗侧的第四温度；根据所述第一温度、第二温度、第三温度和第四温度，得到所述检测目标耳道的热传导参数。
在本实施例中，至少两路温度传感器包括三路传感器时，所述测量方法包括：根据所述三路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度、远离耳蜗侧的第一环境温度和远离耳蜗侧的第二环境温度；根据所述耳蜗侧温度、所述第一环境温度和所述第二环境温度的至少两项的多项式组合，计算出所述检测目标的耳温数据；所述检测目标的耳温数据计算公式为：
Tear＝Ts+(Ts-Te)*x1+(Ts-Ta)*x2 (8)
其中，Tear为耳温数据，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，Te为远离耳蜗侧的第一环境温度，Ta为远离耳蜗侧的第二环境温度，x1、x2为待定的模型参数。
需要说明的是，本实施例提供的耳温测量方法在上述实施例一到实施例五中都有详细阐述，此处就不再赘述。
实施例六
在本实施例中，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：获取检测目标的生理参数；将所述生理参数输入训练好的目标学习模型进行分类，得到所述检测目标耳道的热传导参数。
需要说明的是，在本实施例中的所述检测目标耳道的热传导参数包括检测目标耳道与至少两路温度传感器的热阻值比值；图9所示为本申请实施例提供的一种热阻值比值确定方法的示意图；如图9所示，在本实施例中可以征集志愿者，统计他们的年龄、身高、体重，并利用我们的耳温测量装置，测出耳蜗侧温度Ts、第一环境温度Te，再用医用红外耳温枪测出对应的耳温数据Tear，忽略o(Ts)(即o(Ts)≈0)，利用上述公式(1)计算得到对应的α，从而利用机器学习工具统计年龄、身高、体重与耳道热参数α之间的关系。为简化统计过程，利用公式(1)计算得到的α取与(α1、α2、α3)最接近的值作为当前α值。
图10所示为本申请实施例提供的一种耳道尺寸确定方法的示意图，可以将耳道深度和耳道直径作为一个生理参数，按照图10的过程进行获取。
实施例七
在本实施例中，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：开启所述加热模块，获取加热状态下第一温度观测点的第一温度变化过程和第二温度观测点的第二温度变化过程；根据所述第一温度变化过程和所述第二温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
可选地，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：关闭所述加热模块，获取非加热状态下第一温度观测点的第三温度变化过程和第二温度观测点的第四温度变化过程；根据所述第三温度变化过程和所述第四温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
需要说明的是，温度变化过程的关键特征包括但不限于稳态温度值、特定温度值、温度变化速率和温度变化速率的最大值的一种或多种；在本实施例中，可根据第一温度变化过程的关键特征和第二温度变化过程的关键特征进行耳温计算，还可根据第三温度变化过程的关键特征和第四温度变化过程的关键特征进行耳温计算；进一步地，可根据第一温度变化过程的关键特征、第二温度变化过程的关键特征、第三温度变化过程的关键特征和第四温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
在另一个实施例中，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，所述根据所述耳蜗温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据，包括：开启所述加热模块，获取加热耳蜗温度和加热第一环境温度；关闭所述加热模块，获取不加热耳蜗温度和不加热第一环境温度；根据所述加热耳蜗温度、所述加热第一环境温度、所述不加热耳蜗温度和所述不加热第一环境温度，得到所述检测目标的耳温数据。
需要说明的是，本实施例增加了加热模块，可构造不同的局部热环境来实时确定公式中的待定系数y，忽略公式(1)中的误差因子，耳温数据计算公式简化为：
Tear＝Ts+(Ts-Te)*y (9)
本实施例分加热和不加热的两个环境，即可构造两种热环境方程组：
对方程组(10)进行解式，即可得到耳温计算公式为：
其中，上述公式中的Tsoff为不加热耳蜗侧温度、Teoff为不加热第一环境温度、Tson加热耳蜗侧温度、Teon加热第一环境温度。
更进一步地，可以通过图7描述的方法，改变占空比，获得多个加热条件，从而得到多组稳态温度(TS,TS-Te)，利用最小二乘法对Ts和(TS-Te)进行线性拟合，截距即为耳温Tear。此时，可以按公式(3)和公式(1)描述的方法得到热阻值比值α。
实施例八
在本实施例中，为了提高测温准确度和测温速度，可引入更多的特征测温参数，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据的计算公式包括：
其中，Tear(t)为耳温数据，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，Te为远离耳蜗侧的第一环境温度，k0～ki+4为特征测温参数。
需要说明的是，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，较大程度受耳温的影响；Te为远离耳蜗侧的第一环境温度,较大程度受环境影响；dTs(t)/dt反映了靠近耳蜗侧的温度变化情况，可以纠正测量过程环境温度波动、佩戴波动及耳温波动带来的误差影响；dTe(t)/dt反映了靠近环境侧的温度变化情况，可以纠正测量过程环境温度波动、佩戴波动及耳温波动带来的误差影响；(Ts-Te)i反应了耳蜗沿耳道方向的温度变化梯度，可补偿耳蜗恒温点与耳机测温点间温度梯度损失，一般地，N不大于3。
更进一步地，测温微环境的温度是渐进稳定的过程，单一的特征测温参数直接用于整个测温过程会损失测温精度。可dTs(t)/dt或dTe(t)/dt对微环境的稳定过程划分阶段，如 (0.2,+∞)视为初始不稳定阶段，训练一组特征测温参数，甚至作为不可测量阶段；(0.1,0.2] 为第二阶段，渐进稳定阶段，可训练一组特征测温参数进行耳温估算；(0.05,0.1]为第三阶段，趋于稳定阶段，可训练一组特征测温参数进行耳温估算；(-∞,0.05]为基本稳定，可训练一组特征测温参数进行耳温估算。
第三方面，本申请提供一种耳机，所述耳机包括实施例一到实施例五所述的耳温测量装置。
最后需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (18)
1.一种耳温测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：
沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，通过所述至少两路温度传感器获取检测目标的耳温数据。
2.根据权利要求1所述的耳温测量装置，其特征在于，所述至少两路温度传感器包括：
第一温度传感器，用于采集靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度；
第二温度传感器，用于采集远离耳蜗侧的第一环境温度。
3.根据权利要求2所述的耳温测量装置，其特征在于，所述至少两路温度传感器还包括：
第三温度传感器，用于采集远离耳蜗侧的第二环境温度。
4.根据权利要求2所述的耳温测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：
加热模块，用于对远离耳蜗侧的环境进行加热。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耳温测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：
耳道尺寸测量模块，用于获取所述检测目标的耳道尺寸参数。
6.根据权利要求5任一项所述的耳温测量装置，其特征在于，所述耳道尺寸参数包括耳道直径参数和/或耳道深度参数。
7.根据权利要求6所述的耳温测量装置，其特征在于，所述耳道尺寸测量模块还用于根据硅胶套属性获取耳道尺寸参数。
8.根据权利要求6所述的耳温测量装置，其特征在于，所述耳道尺寸测量模块包括激光测距传感器，用于测量所述检测目标的耳道深度参数。
9.一种耳温测量方法，其特征在于，应用于耳温测量装置，所述耳温测量装置包括沿耳道方向设置的至少两路温度传感器，所述测量方法包括：
根据所述至少两路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度和远离耳蜗侧的第一环境温度；
根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据。
10.根据权利要求9所述的耳温测量方法，其特征在于，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：
获取检测目标耳道的热传导参数；
根据所述热传导参数、所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，计算出检测目标的耳温数据。
11.根据权利要求10所述的耳温测量方法，其特征在于，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：根据耳道尺寸参数获取耳道热传导参数。
12.根据权利要求10所述的耳温测量方法，其特征在于，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：
获取检测目标的生理参数；
将所述生理参数输入训练好的目标学习模型进行分类，得到所述检测目标耳道的热传导参数。
13.根据权利要求10所述的耳温测量方法，其特征在于，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，获取检测目标耳道的热传导参数，包括：
开启所述加热模块，获取第一热平衡时靠近耳蜗侧的第一温度和远离耳蜗侧的第二温度；
关闭所述加热模块，获取第二热平衡时靠近耳蜗侧的第三温度和远离耳蜗侧的第四温度；
根据所述第一温度、第二温度、第三温度和第四温度，得到所述检测目标耳道的热传导参数。
14.根据权利要求9所述的耳温测量方法，其特征在于，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：
开启所述加热模块，获取加热状态下第一温度观测点的第一温度变化过程和第二温度观测点的第二温度变化过程；
根据所述第一温度变化过程和所述第二温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
15.根据权利要求9所述的耳温测量方法，其特征在于，当所述耳温测量装置还包括加热模块时，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取检测目标的耳温数据，包括：
关闭所述加热模块，获取非加热状态下第一温度观测点的第三温度变化过程和第二温度观测点的第四温度变化过程；
根据所述第三温度变化过程和所述第四温度变化过程的关键特征进行耳温计算。
16.根据权利要求9所述的耳温测量方法，其特征在于，当所述至少两路温度传感器包括三路传感器时，所述测量方法包括：
根据所述三路温度传感器，获取靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度、远离耳蜗侧的第一环境温度和远离耳蜗侧的第二环境温度；
根据所述耳蜗侧温度、所述第一环境温度和所述第二环境温度的至少两项的多项式组合，计算出所述检测目标的耳温数据。
17.根据权利要求9所述的耳温测量方法，其特征在于，根据所述耳蜗侧温度和所述第一环境温度，获取所述检测目标的耳温数据的计算公式包括：
其中，Tear(t)为耳温数据，Ts为靠近耳蜗侧的耳蜗侧温度，Te为远离耳蜗侧的第一环境温度，k0～ki+4为特征测温参数。
18.一种耳机，其特征在于，所述耳机包括权利要求1-8任一项所述的耳温测量装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110893858.5A CN113670477A (zh) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 耳温测量装置、耳温测量方法和耳机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110893858.5A CN113670477A (zh) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 耳温测量装置、耳温测量方法和耳机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113670477A true CN113670477A (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=78541408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110893858.5A Pending CN113670477A (zh) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 耳温测量装置、耳温测量方法和耳机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113670477A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116558671A (zh) * | 2022-02-25 | 2023-08-08 | 荣耀终端有限公司 | 可穿戴电子装置、体温测量方法及可穿戴电子设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10164604A1 (de) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Esfandiar Grafenberg | Ohrstöpsel aus Mineralstein |
| JP2003254836A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-10 | Citizen Watch Co Ltd | 電子体温計 |
| JP2007212407A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kanazawa Univ | 非加熱型深部体温計およびそれを用いた深部体温測定装置 |
| CN206228335U (zh) * | 2016-08-08 | 2017-06-09 | 杭州棒糖网络科技有限公司 | 一种带有加热功能的耳温计 |
| US20190117155A1 (en) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | Starkey Hearing Technologies | Devices and sensing methods for measuring temperature from an ear |
| CN111141420A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-05-12 | 上海申矽凌微电子科技有限公司 | 基于热流法的物体深部温度测量方法及装置 |
| CN112539842A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-23 | 湖南龙罡智能科技有限公司 | 一种新型耳塞式人体体温检测方法及装置 |
| CN112697281A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-23 | 可孚医疗科技股份有限公司 | 用于耳温枪的测温电路、控制方法和耳温枪 |
-
2021
- 2021-08-05 CN CN202110893858.5A patent/CN113670477A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10164604A1 (de) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Esfandiar Grafenberg | Ohrstöpsel aus Mineralstein |
| JP2003254836A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-10 | Citizen Watch Co Ltd | 電子体温計 |
| JP2007212407A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kanazawa Univ | 非加熱型深部体温計およびそれを用いた深部体温測定装置 |
| CN206228335U (zh) * | 2016-08-08 | 2017-06-09 | 杭州棒糖网络科技有限公司 | 一种带有加热功能的耳温计 |
| US20190117155A1 (en) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | Starkey Hearing Technologies | Devices and sensing methods for measuring temperature from an ear |
| CN111141420A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-05-12 | 上海申矽凌微电子科技有限公司 | 基于热流法的物体深部温度测量方法及装置 |
| CN112539842A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-23 | 湖南龙罡智能科技有限公司 | 一种新型耳塞式人体体温检测方法及装置 |
| CN112697281A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-23 | 可孚医疗科技股份有限公司 | 用于耳温枪的测温电路、控制方法和耳温枪 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116558671A (zh) * | 2022-02-25 | 2023-08-08 | 荣耀终端有限公司 | 可穿戴电子装置、体温测量方法及可穿戴电子设备 |
| CN116558671B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-03-26 | 荣耀终端有限公司 | 可穿戴电子装置、体温测量方法及可穿戴电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5009374B2 (ja) | プロセス変数送信機における温度センサ構成の検出 | |
| JP4824020B2 (ja) | 医療用ボディコア温度計 | |
| EP1857797B1 (en) | Radiation thermometer calibration | |
| CN101247756A (zh) | 温度测量装置 | |
| MX2007006004A (es) | Calibracion de termometro por inmersion en un liquido no electricamente conductor. | |
| US20190350462A1 (en) | Methods and devices for measuring body temperature in a reduced time | |
| CN105942987A (zh) | 一种用于连续监测的便携式红外体温计及其温度补偿方法 | |
| CN109154527A (zh) | 校准用于测量个体体温的热通量传感器 | |
| CN113670477A (zh) | 耳温测量装置、耳温测量方法和耳机 | |
| CN111141420A (zh) | 基于热流法的物体深部温度测量方法及装置 | |
| JP3040444B2 (ja) | 体温計 | |
| CN204394476U (zh) | 一种智能移动终端红外测温仪 | |
| CN216207131U (zh) | 耳温测量装置和耳机 | |
| CN112697281A (zh) | 用于耳温枪的测温电路、控制方法和耳温枪 | |
| CN209639834U (zh) | 一种红外体温计 | |
| CN204683571U (zh) | 一种红外耳温连续检测装置 | |
| KR101880629B1 (ko) | 최소자승법을 이용한 체온 관리 시스템 | |
| CN201375569Y (zh) | 红外耳温枪的感应器保护罩 | |
| CN113566975B (zh) | 基于热冲激法的深部温度测量方法、装置和耳机 | |
| CN116107432B (zh) | 一种用于穿戴式测温设备的体温监测方法 | |
| CN104545827B (zh) | 体温检测电路和包含该体温检测电路的体温计 | |
| JPS6365317A (ja) | 温熱環境測定器 | |
| US11701005B2 (en) | Temperature measurement | |
| CN216160052U (zh) | 深部温度的测量装置、系统、加热设备和耳机 | |
| KR101976136B1 (ko) | 다항식의 최소자승법을 이용한 체온 관리 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |