CN113959596B - 一种深部温度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种深部温度测量装置，包括：表面温度传感器、参考温度传感器以及设置在表面温度传感器和参考温度传感器之间的真空隔热层；真空隔热层用于对所述表面温度传感器和所述参考温度传感器进行隔热。还提供一种深部温度测量方法。深部温度的测量精度的影响因素之一就在于表面温度传感器和参考温度传感器之间的导热率，因此在表面温度传感器和参考温度传感器之间构建真空隔热层，利用真空不导热的特性，极大的降低表面温度传感器和参考温度传感器之间的导热率，相对现有技术中通过增加表面温度传感器和参考温度传感器之间的介质的厚度而言，能够兼顾装置的厚度和测量的精度，从而使测量装置具有广泛的应用场景。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种深部温度测量装置及方法。
背景技术
温度对于疾病的诊治和运动健康的衡量都是非常重要的参考指标，常规的温度测量方法如温度计需要在腋下、口腔、直肠等位置进行测量，不太方便。红外耳温枪和红外额温枪通过辐射测温的原理对耳膜或额部温度进行测量通过一定的补偿算法可以得到温度，但红外方式的测量技术成本较高，且对操作者要求也更高，而且更容易受到环境因素的干扰。上述两种方法均不适合进行连续温度测量以及深部温度测量。
现有技术中还提出通过测量皮肤表面温度和参考温度来计算深部温度的方案，但目前的深部温度方案不能很好的兼顾装置的厚度和测量的精度，从而使测量装置的应用场景非常局限，难以推广。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供一种深部温度测量装置及方法。
第一方面，在一个实施例中，本发明提供一种深部温度测量装置，包括：
表面温度传感器、参考温度传感器以及设置在表面温度传感器和参考温度传感器之间的真空隔热层；
真空隔热层用于对所述表面温度传感器和所述参考温度传感器进行隔热。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
设置在真空隔热层中的吸气剂。
在一个实施例中，吸气剂为金属化合物，金属化合物包括锆、镐、钛、锗、钒、铁、铼中的一种或多种金属合金。
在一个实施例中，表面温度传感器设多个，多个表面温度传感器分设在同一个面上的不同位置。
在一个实施例中，多个表面温度传感器分为一个中心表面温度传感器和若干个外围表面温度传感器，中心表面温度传感器与参考温度传感器位置对应，外围表面温度传感器分布在中心表面温度传感器的周围。
在一个实施例中，外围表面温度传感器设有多个，多个外围表面温度传感器均匀分布在以中心表面温度传感器为圆心的同一圆上。
在一个实施例中，外围表面温度传感器设有三个。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
基板及设置在基板上的盖帽，盖帽为一体成型结构；
表面温度传感器设置在基板上，参考温度传感器设置在盖帽的顶部上；
基板和盖帽包围形成的初始腔体作为真空隔热层。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
基板、盖板和围堰，围堰设置在盖板的端部；
表面温度传感器设置在基板上，参考温度传感器设置在盖板上；
基板、盖板和围堰包围形成的初始腔体作为真空隔热层。
在一个实施例中，表面温度传感器通过引线键合方式或倒装方式连接到基板，参考温度传感器通过引线键合方式连接到基板。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
覆盖在真空隔热层外并用于电气保护的包封层。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
具有真空腔体的绝缘垫块，真空腔体作为真空隔热层；
表面温度传感器和参考温度传感器分别设置在绝缘垫块的相对的两个侧面上。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
设置在真空隔热层中的气凝胶。
在一个实施例中，表面温度传感器和参考温度传感器为模拟温度传感器，上述深部温度测量装置还包括：
分别与表面温度传感器和参考温度传感器连接的复用单元以及与复用单元连接的模数转换单元；
复用单元用于切换通道使模数转换单元与对应的表面温度传感器或参考温度传感器连通。
在一个实施例中，表面温度传感器和参考温度传感器为数字温度传感器；表面温度传感器和参考温度传感器通过串行总线方式进行数据输出。
第二方面，在一个实施例中，本发明提供一种基于上述其中一种深部温度测量装置的深部温度测量方法，包括：
根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度。
在一个实施例中，根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度，包括：
根据公式：
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TS1、TS2、TS3…TSi分别为若干个外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，RP为真空隔热层的等效热阻，R1、R2、R3…RI分别为中心表面温度传感器和若干个外围表面温度传感器之间的等效热阻。
第三方面，在一个实施例中，本发明提供一种基于上述其中一种深部温度测量装置的深部温度测量方法，包括：
根据公式：
Td＝TS0+[α·(TS0-TR)+β·(TS0-TSR)]·RS
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TSR为外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，α为与真空隔热层的等效热阻有关的常量，β为与中心表面温度传感器和外围表面温度传感器之间的等效热阻有关的常量。
通过上述深部温度测量装置及方法，根据傅里叶传热关系可以知晓深部温度的测量精度的影响因素之一就在于表面温度传感器和参考温度传感器之间的导热率，因此在表面温度传感器和参考温度传感器之间构建真空隔热层，利用真空不导热的特性，极大的降低表面温度传感器和参考温度传感器之间的导热率，相对现有技术中通过增加表面温度传感器和参考温度传感器之间的介质的厚度而言，能够兼顾装置的厚度和测量的精度，从而使测量装置具有广泛的应用场景，比如应用在智能手表、智能手环、智能耳机等穿戴设备上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本发明一个实施例中深部温度测量装置的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中深部温度测量装置的测量原理示意图；
图3为本发明一个实施例中中心表面温度传感器和外围表面温度传感器的分布示意图；
图4为本发明一个实施例中表面温度侧向热流的计算示意图；
图5为本发明另一个实施例中深部温度测量装置的结构示意图。
上述附图中：1、表面温度传感器；11、中心表面温度传感器；12、外围表面温度传感器；2、参考温度传感器；3、真空隔热层；4、吸气剂；51、基板；52、盖帽；53盖板；54、围堰；6、键合线；7、包封层；8、焊球；91、表皮层；92、脂肪层；93、骨骼层；94、核心层。
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。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。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，如图1所示，在一个实施例中，本发明提供一种深部温度测量装置，包括：
表面温度传感器1、参考温度传感器2以及设置在表面温度传感器1和参考温度传感器2之间的真空隔热层3；
真空隔热层3用于对表面温度传感器1和参考温度传感器2进行隔热。
其中，真空隔热层3主要用于在表面温度传感器1和参考温度传感器2之间形成一个低导热率的区域。
其中，如图2所示，本实施例中的深部温度测量装置的典型应用场景为测量颈部或腕部的表面温度TS，希望通过表面温度TS得到相应位置的深部温度Td(深部温度Td一般情况下更接近真实的人体核心温度，也即核心层94的温度)。图2中RP为真空隔热层3的等效热阻，Rs为皮肤的等效热阻，其中，皮肤主要是包括表皮层91和脂肪层92，由于骨骼的导热性很好，因此不考虑骨骼层93的等效热阻，TR为参考温度传感器测量点的温度。因此，根据傅里叶传热关系，有：
其中，T为温度场，t为时间，x、y、z为空间坐标。
当深部温度测量装置的尺度L远远大于厚度d时，可以忽略侧向热流的影响，厚度方向(即x方向)的稳态温度可以表示为(y＝0，z＝0)：
也即有：
通过测量表面温度TS和参考温度TR，设计真空隔热层3的等效热阻RP，从而可以计算深部温度Td：
其中，在使用上述公式进行计算的关键在于皮肤的等效热阻Rs，或者皮肤的等效热阻Rs和真空隔热层3的等效热阻RP的比值的确定，因为不同个体对应的皮肤的等效热阻Rs是存在差异的，甚至对于同一个体在不同生理参数的情况下也存在差异，因此在实际使用时需要通过标定来确定皮肤的等效热阻Rs，标定可以是定期进行的。具体的，可以通过标准的温度测量方法(比如红外耳温枪或水银电子温度计)来测量出深部温度Td，进而基于测量得到的表面温度TS和参考温度TR来标定出皮肤的等效热阻Rs，便于后续使用。
上述4式是对实际问题高度抽象简化后的计算模型，其中包含了影响深部温度Td最关键的因素，可以看出提高皮肤的等效热阻Rs和真空隔热层3的等效热阻RP的比值估计的准确度和表面温度TS和参考温度TR测量的准确度是提高深部温度Td计算准确度的重要因素。
根据4式进行误差分析，设E(X)表示变量X的误差，则有：
从式5可以看出，真空隔热层3的等效热阻RP越大，可以使深部温度Td的计算误差越小，而在传统中，中间介质的等效热阻RP是和介质的厚度d成正比的，对应的计算公式为：
其中，d为中间介质的厚度，λ为中间介质的导热系数，A为垂直于热流方向的截面积，在计算中截面积A会被消除。因此，在截面积A确定的情况下，如果要减小中间介质的厚度d(也即表面温度传感器1和参考温度传感器2之间的距离)必然会导致中间介质的等效热阻RP减小，进而影响到深部温度Td的计算准确度，如果要提高深部温度Td的计算准确度，必然会导致中间介质的厚度d增大，因此传统方案无法同时兼顾装置的厚度和测量的精度。
而在本实施例中，直接采用真空隔热层3来替代中间介质，充分利用真空的不导热特性，也即真空隔热层3的等效热阻非常大，使得真空隔热层3的厚度d能够非常小。若在保证测量的精度的基础上，根据目前的方案，其中间介质的厚度d最小都在2mm，而采用真空隔热层3后，假设真空度为0.1Pa，则对应的真空隔热层3的厚度最小可以到0.2mm左右，当然为了得到更优的计算精度，可以适当放宽到0.3mm-0.5mm，但相比传统方案，对应的厚度也已经下降了一个量级。
通过上述深部温度测量装置，根据傅里叶传热关系可以知晓深部温度的测量精度的影响因素之一就在于表面温度传感器1和参考温度传感器2之间的导热率，因此在表面温度传感器1和参考温度传感器2之间构建真空隔热层，利用真空不导热的特性，极大的降低表面温度传感器1和参考温度传感器2之间的导热率，相对现有技术中通过增加表面温度传感器1和参考温度传感器2之间的中间介质的厚度而言，能够兼顾装置的厚度和测量的精度，从而使测量装置具有广泛的应用场景，比如应用在智能手表、智能手环、智能耳机等穿戴设备上。
如图1所示，在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
设置在真空隔热层3中的吸气剂4。
其中，吸气剂4能够吸收空气和水汽，从而提高真空隔热层3的真空度和稳定性。
在一个实施例中，吸气剂为金属化合物，金属化合物包括锆、镐、钛、锗、钒、铁、铼中的一种或多种金属合金。
如图1和图3所示，在一个实施例中，表面温度传感器1设多个，多个表面温度传感器1分设在同一个面上的不同位置。
其中，上述实施例中已经提到，如果要忽略侧向热流的影响，必须要满足深部温度测量装置的尺度L远远大于厚度d这一假设，如果深部温度测量装置的总厚度为1.2mm，即使按照来要求，也需要12mm长宽的深部温度测量装置，这一尺寸对于穿戴设备而言仍然过大。
因此，在本实施例中，设置多个表面温度传感器1来测量同一表面上不同位置的温度，以便于对深部温度进行修正，从而能够充分考虑侧向热流的影响，不必通过增大深部温度测量装置的尺度L来忽略侧向热流的影响，能够同时兼顾深部温度测量装置的尺度L和测量的精度。
如图1、图2和图3所示，在一个实施例中，多个表面温度传感器1分为一个中心表面温度传感器11和若干个外围表面温度传感器12，中心表面温度传感器11与参考温度传感器2位置对应，外围表面温度传感器12分布在中心表面温度传感器11的周围。
其中，中心表面温度传感器11和参考温度传感器2构成沿厚度方向(即x方向)上的热流测量通路，中心表面温度传感器11和若干个外围表面温度传感器12构成侧向(即y方向和/或z方向)上的热流测量通路，其中，y方向和z方向仅仅只是示出该平面内的其中两个方向，本实施例中所指的侧向还包括该平面内的其他任意方向。
其中，如图3和图4所示，外围表面温度传感器12设有四个，四个外围表面温度传感器12对应测量点的温度分别为TS1、TS2、TS3、TS4，中心表面温度传感器11对应测量点的温度为TS0，四个外围表面温度传感器12与中心表面温度传感器11之间的等效热阻分别为R1、R2、R3、R4，Td为深部温度，Rs为皮肤的等效热阻，TR为参考温度传感器测量点的温度，RP为真空隔热层3的等效热阻，则可以直接写出稳态时的关系式：
其中，多个外围表面温度传感器12均匀分布在以中心表面温度传感器11为圆心的同一圆上。
因此，R1、R2、R3、R4是对整个侧向进行均匀切分后的一个等价，因此可以令Ri分别代表1/4的区域，在本实施例中的布局设置，近似有R1＝R2＝R3＝R4＝RR，则式7可以简化为：
其中，同上述实施例中的/>一样，可以通过标定得到，标定可以是定期进行的。具体的，可以通过增加加热部件形成真空隔热层3的等效热阻RP上的零热流后，标定出/>零热流为现有技术，可以参照对应的文献，在此不再赘述。
在一个实施例中，还可以直接忽略个体差异，根据大数据，从大量样本中拟合出对应的和/>的值。
根据式8，可以认为皮肤的等效热阻RS是个体相关的(用于反映皮肤热学参数)，而真空隔热层3的等效热阻RP和中心表面温度传感器11和外围表面温度传感器12之间的等效热阻RR都是和个体无关的，是由深部温度测量装置确定的参数，TS1～TS4的均值TSR用于反映侧向的平均温度，因此可以更一般的将式8改写为：
Td＝TS0+[α·(TS0-RR)+β·(TS0-TSR)]·RS#9
其中，在本实施例中，α即为真空隔热层3的等效热阻RP的倒数，β即为中心表面温度传感器11和外围表面温度传感器12之间的等效热阻RR的倒数的倍数，倍数由外围表面温度传感器12的数量决定。从而在实际使用中，α和β可以在设计和出厂时就确定下来，只有皮肤的等效热阻RS需要在用户使用时确定，通过使用时的一次标定，或其他动态的方式(比如零热流法)就可以确定。当然也可以直接忽略个体差异，根据大数据，从大量样本中拟合出对应的皮肤的等效热阻RS的经验值(比如按年龄段、身高和体重划分)，从而免去使用时的标定过程。
在一个实施例中，外围表面温度传感器设有三个。
其中，通过三个外围表面温度传感器，每个外围表面温度传感器代表120°的区域，基本能够表示能够侧向热流，如此使得所需的部件少，成本低，深部温度测量装置能够得到进一步缩小。当然在其他实施例中，外围表面温度传感器还可以是其他任意的数量。
如图1所示，在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
基板51及设置在基板51上的盖帽52，盖帽52为一体成型结构；
表面温度传感器1设置在基板51上，参考温度传感器2设置在盖帽52的顶部上；
基板51和盖帽52包围形成的初始腔体作为真空隔热层3。
其中，基板51和盖帽52组装(通过键合或粘接)后会形成一个初始腔体，当对该初始腔体进行密封和抽真空后，即得到所需要的真空隔热层3。如基板51和盖帽52采用玻璃材料，则在键合后进一步使用玻璃熔融，从而提高密封性能。
其中，可以采用玻璃、陶瓷或二氧化硅等材料并对其进行刻蚀形成具有凹腔的盖帽52，可以采用玻璃、陶瓷或二氧化硅等材料制作得到基板51。需要注意的是，为了保证真空隔热层3具有较好的真空度，应当避免在基板51上开设过孔，如无法避免，可采用玻璃等材料进行填充。
其中，使用一体成型的盖帽52能够使得到的真空隔热层3具有更好的稳定性，且组装过程也更加便捷。
如图5所示，在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
基板51、盖板53和围堰54，围堰54设置在盖板53的端部；
表面温度传感器1设置在基板51上，参考温度传感器2设置在盖板53上；
基板51、盖板53和围堰54包围形成的初始腔体作为真空隔热层3。
其中，相比上一个实施例，本实施例区别在于采用分体的盖板53和围堰54，如此可以降低加工的复杂度。
如图1或图5所示，在一个实施例中，键合线6分别将表面温度传感器1和参考温度传感器2和基板51上的布线层进行连接。
当然在其他实施例中，除了引线键合(WIRE BOND)的方式外，表面温度传感器1由于设置在基板51上，因此还可以采用倒装(FLIP CHIP)的方式进行连接。
如图1或图5所示，在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
覆盖在真空隔热层3外并用于电气保护的包封层7。
其中，可以采用和空气导热率相当的材料(比如发泡(闭孔)环氧树脂)制作得到包封层7。
如图1或图5所示，在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
在基板51上制作得到的焊球8。
其中，焊球8用于实现深部温度测量装置中各器件的对外连接。
在本实例中，上述深部温度测量装置还包括mcu(Microcontroller Unit，微控制单元)和模数转换单元(mcu和模数转换单元等器件或电路未在图中示出)，mcu和模数转换单元可以设置基板51的外侧面上，表面温度传感器1或参考温度传感器2、以及模数转换单元和mcu通过键合线6和基板51中的布线层依次连接。
如此，如图1或图5所示，根据上述实施例中的特征组合，可以看出，本发明提供的深部温度测量装置可以采用系统级封装(System In aPackage，SIP)芯片来构造。
其中，由于基板51外侧面上设置了mcu和模数转换单元等器件，因此表面温度传感器1可以设置在基板51的内侧面上，而参考温度传感器2由于存在包封层7的电气保护，因此可以设置在盖帽52或盖板53的外侧面上。
其中，表1示出了深部温度测量装置的整体厚度情况：
表1深部温度测量装置厚度设计方案
其中，可以看出在不含焊球厚度的情况下，深部温度测量装置的整体厚度仅为1.2mm，远远优于现有技术。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
具有真空腔体的绝缘垫块，真空腔体作为真空隔热层；
表面温度传感器和参考温度传感器分别设置在绝缘垫块的相对的两个侧面上。
其中，绝缘垫块是指预先制作好并具有真空腔体的预备件，在使用时，只需将绝缘垫块堆叠到表面温度传感器和参考温度传感器之间即可。
其中，表面温度传感器和参考温度传感器可以直接与绝缘垫块接触连接，也可以先固定在一个基板上，然后将对应的基板与绝缘垫块接触连接。
在一个实施例中，上述深部温度测量装置还包括：
设置在真空隔热层中的气凝胶。
其中，采用气凝胶填充真空隔热层，能够增加真空隔热层的可靠性并降低真空度要求。
在一个实施例中，表面温度传感器和参考温度传感器为模拟温度传感器，上述深部温度测量装置还包括：
分别与表面温度传感器和参考温度传感器连接的复用单元以及与复用单元连接的模数转换单元；
复用单元用于切换通道使模数转换单元与对应的表面温度传感器或参考温度传感器连通。
其中，当表面温度传感器和参考温度传感器为模拟温度传感器时，需要对其输出的模拟信号进行模数转换，得到的数字信号才能够被控制单元处理。而复用单元具有一对多的通道选择功能，设置在模数转换单元和表面温度传感器和参考温度传感器之间，从而能够基于一个模数转换单元实现多个模拟信号的采集，由于复用单元切换的频率非常高，因此多个模拟信号的采集可以近似为同时发生，不会造成延迟从而影响后续综合计算。
通过采用复用单元，能够极大的降低模数转换单元的数量(最少只需一个)，从而降低了成本，进一步降低了深部温度测量装置的体积。
在一个实施例中，表面温度传感器和参考温度传感器为数字温度传感器；表面温度传感器和参考温度传感器通过串行总线方式进行数据输出。
通过数字传感器，则无需进行模数转换，也能够起到降低模数转换单元的数量的目的。
基于上述实施例中，本发明考虑了深部温度测量装置的厚度、尺度和精度，从而同时兼顾了装置的体积和测量的精度，使得能够构成一个体积小、精度高的深部温度测量装置，使其具有广泛的应用场景，能够解决现有测量装置存在的大量应用问题。
第二方面，在一个实施例中，本发明提供一种基于上述其中一种深部温度测量装置的深部温度测量方法，包括：
根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度。
其中，中心表面温度为中心表面温度传感器测量点的温度、等效厚度方向的热流为参考温度传感器和中心表面温度传感器之间的等效温差，等效侧向的热流为外围表面温度传感器和中心表面温度传感器之间的等效温差。
具体的，根据中心表面温度传感器测量点的温度、参考温度传感器测量点的温度、外围表面温度传感器测量点的温度、真空隔热层的等效热阻、中心表面温度传感器和外围表面温度传感器之间的等效热阻及待测目标表层的等效热阻，计算得到深部温度。通过上述深部温度测量方法，根据傅里叶传热关系可以知晓深部温度的测量精度的影响因素之一就在于表面温度传感器和参考温度传感器之间的导热率，因此在表面温度传感器和参考温度传感器之间构建真空隔热层，利用真空不导热的特性，极大的降低表面温度传感器和参考温度传感器之间的导热率，相对现有技术中通过增加表面温度传感器和参考温度传感器之间的介质的厚度而言，能够兼顾装置的厚度和测量的精度，从而使测量装置具有广泛的应用场景，比如应用在智能手表、智能手环、智能耳机等穿戴设备上。
在一个实施例中，根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度，包括：
根据公式：
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TS1、TS2、TS3…TSi分别为若干个外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，RP为真空隔热层的等效热阻，R1、R2、R3…RI分别为中心表面温度传感器和若干个外围表面温度传感器之间的等效热阻。
第三方面，在一个实施例中，本发明提供一种基于上述其中一种深部温度测量装置的深部温度测量方法，包括：
根据公式：
Td＝TS0+[α·(TS0-TR)+β·(TS0-TSR)]·RS
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TSR为外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，α为与真空隔热层的等效热阻有关的常量，β为与中心表面温度传感器和外围表面温度传感器之间的等效热阻有关的常量。
其中，β取0则退回为不考虑侧向热流的形式。
需要注意的是，第二方面和第三方面的实施例中所提到的公式对应的原理和推导过程已经在上述第一方面的实施例中说明，在此就不再赘述。
第四方面，在一个实施例中，本发明提供一种穿戴设备，包括处理器和存储器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如下步骤：
根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度。
在一个实施例中，根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度，包括：
根据公式：
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TS1、TS2、TS3…TSi分别为若干个外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，RP为真空隔热层的等效热阻，R1、R2、R3…Ri分别为中心表面温度传感器和若干个外围表面温度传感器之间的等效热阻。
第五方面，在一个实施例中，本发明提供一种穿戴设备，包括处理器和存储器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如下步骤：
根据公式：
Td＝TS0+[α·(TS0-TR)+β·(TS0-TSR)]·RS
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TSR为外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，α为与真空隔热层的等效热阻有关的常量，β为与中心表面温度传感器和外围表面温度传感器之间的等效热阻有关的常量。
第六方面，在一个实施例中，本发明提供一种存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如下步骤：
根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度。
在一个实施例中，根据中心表面温度、等效厚度方向的热流及等效侧向的热流，计算得到深部温度，包括：
根据公式：
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TS1、TS2、TS3…TSi分别为若干个外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，RP为真空隔热层的等效热阻，R1、R2、R3…RI分别为中心表面温度传感器和若干个外围表面温度传感器之间的等效热阻。
第七方面，在一个实施例中，本发明提供一种存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如下步骤：
根据公式：
Td＝TS0+[α·(TS0-TR)+β·(TS0-TSR)]·RS
得到深部温度Td；
其中，TS0为中心表面温度传感器测量点的温度，TR为参考温度传感器测量点的温度，TSR为外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，α为与真空隔热层的等效热阻有关的常量，β为与中心表面温度传感器和外围表面温度传感器之间的等效热阻有关的常量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (16)
1.一种深部温度测量装置，其特征在于，包括：
多个表面温度传感器、参考温度传感器以及设置在所述表面温度传感器和所述参考温度传感器之间的真空隔热层；所述真空隔热层用于对所述表面温度传感器和所述参考温度传感器进行隔热；
所述多个表面温度传感器分为一个中心表面温度传感器和若干个外围表面温度传感器；根据所述中心表面温度传感器、外围温度传感器和参考温度传感器测量到的温度数据，通过以下公式计算出所述深部温度：
其中，Td为所述深部温度，TS0为所述中心表面温度传感器测量点的温度，TR为所述参考温度传感器测量点的温度，TS1、TS2、TS3…TSi分别为若干个所述外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，RP为所述真空隔热层的等效热阻，R1、R2、R3…Ri分别为所述中心表面温度传感器和若干个所述外围表面温度传感器之间的等效热阻。
2.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，还包括：
设置在所述真空隔热层中的吸气剂。
3.根据权利要求2所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述吸气剂为金属化合物，所述金属化合物包括锆、镐、钛、锗、钒、铁、铼中的一种或多种金属合金。
4.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，多个所述表面温度传感器分设在同一个面上的不同位置。
5.根据权利要求4所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述中心表面温度传感器与所述参考温度传感器位置对应，所述外围表面温度传感器分布在所述中心表面温度传感器的周围。
6.根据权利要求5所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述外围表面温度传感器设有多个，多个所述外围表面温度传感器均匀分布在以所述中心表面温度传感器为圆心的同一圆上。
7.根据权利要求6所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述外围表面温度传感器设有三个。
8.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，还包括：
基板及设置在所述基板上的盖帽，所述盖帽为一体成型结构；
所述表面温度传感器设置在所述基板上，所述参考温度传感器设置在所述盖帽的顶部上；
所述基板和所述盖帽包围形成的初始腔体作为所述真空隔热层。
9.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，还包括：
基板、盖板和围堰，所述围堰设置在所述盖板的端部；
所述表面温度传感器设置在所述基板上，所述参考温度传感器设置在所述盖板上；
所述基板、所述盖板和所述围堰包围形成的初始腔体作为所述真空隔热层。
10.根据权利要求8或9所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述表面温度传感器通过引线键合方式或倒装方式连接到所述基板，所述参考温度传感器通过引线键合方式连接到所述基板。
11.根据权利要求10所述的深部温度测量装置，其特征在于，还包括：
覆盖在所述真空隔热层外并用于电气保护的包封层。
12.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，还包括：
具有真空腔体的绝缘垫块，所述真空腔体作为所述真空隔热层；
所述表面温度传感器和所述参考温度传感器分别设置在所述绝缘垫块的相对的两个侧面上。
13.根据权利要求8、9或12所述的深部温度测量装置，其特征在于，还包括：
设置在所述真空隔热层中的气凝胶。
14.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述表面温度传感器和所述参考温度传感器为模拟温度传感器，还包括：
分别与所述表面温度传感器和所述参考温度传感器连接的复用单元以及与所述复用单元连接的模数转换单元；
所述复用单元用于切换通道使所述模数转换单元与对应的所述表面温度传感器或所述参考温度传感器连通。
15.根据权利要求1所述的深部温度测量装置，其特征在于，所述表面温度传感器和所述参考温度传感器为数字温度传感器；所述表面温度传感器和所述参考温度传感器通过串行总线方式进行数据输出。
16.一种基于权利要求6所述的深部温度测量装置的深部温度测量方法，其特征在于，包括：
根据公式：
Td＝TS0+[α·(TS0-TR)+β·(TS0-TSR)]·RS
得到深部温度Td；
其中，TS0为所述中心表面温度传感器测量点的温度，TR为所述参考温度传感器测量点的温度，TSR为所述外围表面温度传感器测量点的温度，RS为待测目标表层的等效热阻，α为与所述真空隔热层的等效热阻有关的常量，β为与所述中心表面温度传感器和所述外围表面温度传感器之间的等效热阻有关的常量，其中，α即为真空隔热层的等效热阻的倒数，β即为中心表面温度传感器和外围表面温度传感器之间的等效热阻的倒数的倍数，倍数由外围表面温度传感器的数量决定。
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