CN1250359A - 用于红外线温度计的双位置保护壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外线温度计(30),它包括一第一壳体构件(32)。该壳体构件具有一内腔(33),并容纳有:一个安装在内腔中的传感器(38),用以检测温度变化并产生一读数电信号;用于检测从待测物体发出至传感器的红外辐射的装置(34);一用于控制红外辐射通过至传感器的活门组件(36);一环境温度传感器(40),用以检测内腔中的环境温度,并产生一表示该温度的信号;一用于处理所述电信号以便算出待测物体温度的电路(42);以及一用于表示所述计算值的显示器。一第二壳体构件(50)通过一铰链(52)连接于第一壳体构件。

Description

用于红外线温度计的双位置保护壳

                           发明背景

本发明总的涉及红外线(IR)温度计，具体地说，涉及一种用于测量物体温度的红外线温度计和方法，更具体地说，涉及一种具有可操纵地连接于IR构成壳体的可转动保护壳、用于测量物体温度的红外线温度计。

已经有了可应用于很多场合的、基于各种设计的红外线温度测量方法。通常，早期的此类温度计是为了对难以接近的物体或在高温下工作的物体(例如工业用炉内部)的温度进行测量而设计的。由于周围环境与目标物体之间存在很大的温度差，并且几乎没有其它可选用的方法，所以这些热环境非常适于用红外线检测。

近年来又发现可将红外线温度检测技术应用于临床温度测量，具体地说，可通过检测从耳朵鼓膜发出的红外辐射来诊断测量病人的体温。业已发现，鼓膜的温度非常接近实际的体温，利用红外线检测技术对鼓膜的温度进行测量已经可以在几秒钟内获得一个精确的读数。

本发明的申请涉及对美国专利4,797,840及其重新颁发的RE.34,789以及5,368,038的改进，这两个专利都转让给了本发明的受让人，其内容可援引在此以作参考。

如上述专利中所揭示的那样，一物体(例如人体)的温度可以通过采用接触型温度计或通过测量来自人体的例如在远红外范围内的自然辐射能量来确定。红外辐射直接相关于物体的温度，已经被用来确定人体的温度。

医用温度计在诊断和治疗很多疾病时都是有用的。过去，测量病人的体温最通常是利用水银温度计来进行的。这种温度计的缺点在于，需要耗费1分钟或更多一点的时间来获得精确的读数，并且在每次使用之前都要消毒。再往后，电子式温度计变得普及起来，因为它们只要很少的时间就可以获得精确的体温读数，并且电子式温度计的探头在使用之前通常是插在一个一次性的保护罩内。这种电子式温度计可以快速地重复使用，当与卫生护套一起使用时基本上是卫生可靠的。然而，由于温度的测量是通过必须等于病人体温的卫生护套来进行的，因而获得一个病人体温的精确读数还是需要多达30秒的时间。此类温度计也通常是通过口腔或直肠来使用的。

还已知可以利用耳道和鼓膜来测量一病人的体内温度。通过与鼓膜直接接触来测量鼓膜温度的电子式温度计是众所周知的，并且已经在很多美国专利中有所描述。然而，此类装置已经被证明有一定的缺点，例如：会导致病人不舒服；为了减少获取一精确的温度值所需的时间，探头插入时不带有护套，因而需要在各次使用之间进行消毒；或者出于卫生目的而需要一个护套或窥器，这样就会增加获取一精确测量值所需的时间。

新近出现的红外线温度计可以避免接触实际进行温度测量的位置，并且是为了从耳道和/或鼓膜来测量病人体温而设计的。如上述专利中所述，一红外线检测器可通过一作为护套和绝缘体的内部磨光的截锥体来接收红外辐射，从而使温度读数仅来自于耳道。

如图1所示，其中以分解图的形式示出了一个具有代表性的已有技术的医用红外线温度计10。该温度计包括一整装的(self-contained)、由电池供电的装置，该装置具有适于插入未达到鼓膜之耳道的探头12。温度计10的壳体构件14的形状便于使用者握持。该温度计具有一启动按钮16，当该按钮被按下时，可触发整个装置，借以从耳道内获得一个红外辐射的读数。

在温度计前方的探头12的形状和尺寸适应于人类耳道的构形。在插入耳道之前，探头12是由一探头保护罩18覆盖，该保护罩通常是用薄的聚合物材料制成，该聚合物材料对近和远红外光谱范围内的光线是基本透明的。

如图所示，电子电路22通过一电缆24连接于IR组件20。以9伏电池形式的电源26连接于电路22，并且一般是容纳在壳体14内。还用了其它一些传统的构件来将IR温度计的各构件包围在壳体14中。

探头的前部用来收集来自鼓膜和周围组织的红外光线。一红外线传感器组件20远离探头的末端，位于温度计10的壳体构件14内。

过去，在不使用时，通常是将红外线温度计储藏在一个分开的第二保护装置或基本中空的壳体构件内(图中未示，但是可以参见作为特别例子的、授予O’Hara等人的美国专利4,602,642)。在非使用期间，具有暴露探头12的红外线温度计被插入分开的第二中空保护壳，使探头12被包围在分开的第二壳体构件的中空部分内。此外，这种特别的、分开的中空保护壳通常包括用于探头保护罩的储藏结构。

具有一用于IR温度计的完全分开的保护壳体构件已经被证明是不方便的和昂贵的。分开的保护壳体构件的不方便是因为它不能总是非常靠近使用者，并且在使用时与IR温度计分开。若借助与已有技术的IR温度计一起使用的两个分开的壳体构件，在使用之后，使用者必须将第二壳体构件放好，并将IR温度计插入中空的、分开的第二保护/储藏壳体构件。

此外，用于保护及储藏红外线温度计的分开的第二壳体构件的成本等于或接近第一壳体构件(除去其中容纳的IR部件)的成本。另外，由于分开的第二壳体构件可能会出现遗失或错放的情况，所以可能会带来不便，并导致第二壳体构件有一定的更换成本。

虽然上述的IR温度计在技术上显然是先进的，但它们的复杂之处在于，包括两个分开的壳体构件，因而制造起来较为昂贵，并且具有较高的零件更换成本。

因此，需要有一种用于测量物体温度的新的、改进的红外线温度计和方法。这种改进的红外线温度计应该具有一单个壳体构件，并且包括用于在非使用期间保护性地储藏IR温度计的构造；应该能更为经济地制造，并且无需用一分开的第二壳体构件来作为分开的保护/储藏壳体，因而无需在分开的第二保护/储藏壳体构件遗失时进行更换补充。

                             发明概要

因此，本发明的目的在于，提供一种精确、可靠和可经济地进行制造的新的、改进的IR温度计。

本发明的另一个目的在于，提供一种紧凑、价廉、并便于使用的医用IR温度计。

本发明的又一个目的在于，提供一种新的、改进的红外线温度计，它无需一分开的保护/储藏壳体构件，从而降低了IR温度计的复杂性和成本。

在本发明的一个特别的实施例中，提供了一种红外线温度计，包括：一第一壳体构件；一传感器，它由所述第一壳体携带并且可响应红外辐射，以便在开始接收到辐射时产生一个可体现输出变化的电信号；由所述第一壳体携带并与所述传感器光学对准的装置，用于将来自一需测量其实际温度的物体的红外辐射引导至所述传感器；由所述第一壳体携带、用于使所述传感器响应所述辐射的装置；由所述第一壳体携带、用于处理所述信号而产生一个表示所述物体实际温度的读数的电子装置；一第二壳体构件，当所述温度计处于非使用状态时，它可以保护位于所述第一壳体构件内的暴露的内部元件；以及铰接装置，它可操纵地将第一壳体构件和第二壳体构件连接起来，以便使两个壳体构件可彼此转动大约90度至大约180度。

本发明的其它目的和优点将通过以下的描述、附图和所附权利要求而变得清楚起来。

                         附图简要说明

图1是一个具有代表性的已有技术的医用红外线温度计的分解视图；

图2是一处于闭合或储藏位置的本发明医用红外线温度计的侧视图；

图3是图2所示温度计的视图，其中某些部分以虚线表示，某些部分被切除；

图4是图2所示温度计处于打开、备用位置的侧视图；

图5是图4所示温度计处于打开、备用位置的前视图；

图6是图3、4和5所示温度计的分解侧视图，说明了各主要的子构件和它们的组装关系；

图7是图6所示温度计的电池室与电池门的后视图；

图8是示出本发明温度计的第一和第二壳体之内部结构的视图；

图9是本发明温度计的各红外和电子电路元件的侧视图；

图10是图9所示本发明温度计的各IR和电子元件转过90°的后视图；

图11是一连接于本发明之红外线温度计的电路板和相关元件的热传感器的分解视图；

图12是本发明之红外线温度计的波导管及探头组件的分解视图；

图13是连接于本发明之红外线温度计的电路板的波导管及探头的侧视图；

图14是本发明的探头及波导管组件的前视图；

图15是本发明电池室构件的一个相配组装构件的前视图。

                        对发明的详细描述

在详细描述本发明之前，应该理解，本发明并不限于以下结合附图详细描述的各部件的构造和配置，因为本发明还可以有其它的实施例，或者用其它各种方式来实施。还应该理解，所用的术语仅仅是为了描述而不是为了限制。

如美国专利5,368,038所述，医用红外线温度计是一种整装的、由电池供电的装置，它具有一适于插入未达到鼓膜之耳道的探头。在第一壳体构件上设置了一个启动按钮，当该启动按钮被按下时，可触发该装置，使之从耳道内获得一个红外辐射的读数。

在温度计前方的探头的形状和尺寸适应于人类耳道的构形。在插入耳道之前，探头是由一探头保护罩覆盖，该保护罩通常是用薄的聚合物材料制成，该聚合物材料对近红外和远红外光谱范围内的光线是基本透明的。

探头前部的任务是收集来自鼓膜及周围组织的红外线。红外传感器远离探头末端，位于温度计的壳体内。

如图2-11所示，根据本发明一特别实施例的IR温度计总的由标号30表示。IR温度计30大体包括：一具有内腔33的第一壳体构件34；一包含在探头内、用来将红外辐射引入内腔33的波导管34；一用来控制红外辐射通过波导管34之通道的活门组件36；一传感器组件38；一环境温度传感器40；一电子电路42；以及一通过一铰链52连接于第一壳体构件的第二壳体构件50。

在其一端54具有铰链的第一壳体构件32与相配的中空第二壳体构件50一起形成一个手枪握持型手柄，当两个壳体构件32、34如图4所示的那样处于打开位置时，具有便于单手操作的尺寸。当两个壳体构件彼此相对转动180度时，它们将在一第二位置上形成一个闭合的装置，借以将探头保护性地储藏在第二壳体构件50的内部空间中，这从图2和3看得最清楚。

第二壳体构件50基本上是中空的，并且通过铰链52可操纵地连接于第一壳体构件32。在第二壳体50的空腔内形成有一个用于储藏多个探头护罩62以备将来使用的保持装置60。第一壳体构件32的上端64包括用于安装热电传感器组件和环境温度传感器的内腔，并且为除了通过探头中的波导管接收的外来红外辐射以外的其它红外辐射提供一个罩壳。波导管安装在第一壳体构件32的前侧，它对准热电传感器，因而可以将来自待测物体的红外辐射引向或瞄准安装在空腔内的热电传感器。

应该注意，与已有技术的IR温度计一样，包括电池在内的本发明IR温度计的所有工作元件都容纳在大约一半空间内。由于新的专用集成电路(1997年3月递交的美国专利申请08/809496(代理人案卷好1511-033)中有所描述)和其它元件的运用，本申请的IR温度计的电力需求已经大大地降低，因而用来供应电力的供电电池也相应地减少。虽然已有技术的IR温度计通常需要9伏的电池，但本发明的IR温度计只需要3个非常小的AAA尺寸的电池，它们在壳体内所占据的空间比一个9伏的电池小大约40％。因此，本发明的温度计显然可以在维持相同电池寿命的情况下节约空间。由于可减小容纳红外线温度计元件的空间，所以消除分开的保护壳体构件就成为可能。

具体地说，包括电池在内的所有红外温度计元件都可以安装在几乎是以前IR温度计壳体一半尺寸的一个区域内。这种合并使得以前IR温度计壳体的用来容纳IR元件和电池的其余区域或部分可以提供一个将探头包围在中空保护区域内的空间或区域，从而不再需要如上所述的分开的第二保护/储藏壳体构件。

老的IR温度计第一壳体构件的上半部分现在已容纳或包含了所有IR元件和电池，老的IR温度计壳体的现在中空的下半部分通过一铰链52连接于上半部分，老的IR温度计壳体现在已经变成了一个保护/储藏区域，用于保护/储藏容纳在第一壳体构件上半部分的IR传感元件，并用于保护/储藏探头护罩60。

因此，如图3和4所示，当处于闭合或非使用位置时，探头35位于中空下壳体构件50内，而当处于开启位置时，中空的下壳体构件形成了便于握持的手枪型手柄，这时，相互组合的两个壳体打开，第一壳体构件的形状适于容纳已有技术IR温度计的IR元件。

将本发明的第一(上)壳体构件32和第二(下)壳体构件50连接起来的铰链构件52包括这样的装置，当处在闭合或储藏位置时，可以将与第一壳体构件形成一体的探头锁定在通过铰链连接的第二壳体构件中，当IR温度计由一使用者操作而形成一个便于单手握持的手枪型手柄时，可以将IR温度计锁定在开启位置上。

如图6所示，其中以分解状态示出了本发明红外线温度计的各个元件。其中清楚地示出了包括电路板70、电池室构件72、电池门74的各红外元件之间的关系。包括各传感器、活门机构等红外元件位于由标号76表示的子组件内。

现请参见图7，其中示出了电池室74和电池门72。应该注意，铰链52包括两个半圆形构件80、81，它们分别可操纵地连接于第一接配构件73和相配的电池室72。半圆形构件80、81与图8所示的两个凸缘构件82、84一起构成了铰链52。

图8示出了在将红外元件和电池安装到第一壳体构件32的电池室或在第二壳体构件50内设置探头护罩之前，壳体构件32和50的内部空间的情况。

图9是图6所示红外及电子子组件76的放大视图。

图中所示的印刷电路板70连接于位于其上方的传感器组件和窥器。图中示出了一个连接于启动器88的启动器端盖86，启动器88可以开启活门，以便波导管接收来自一目标物的红外辐射。

图10是包括图9所示印刷电路板在内的红外及传感器元件的放大的前视图。

图11是一分解视图，示出了组装在图9和10所示印刷电路板70上的各元件。一活门(未图示)远离在图的左侧，并且借助一后块构件90与释放构件和柱塞分开。释放构件92和柱塞94在图中处在分解后的位置上。图中所示的热传感器96连接于电路板，并在两者之间具有一垫片98。环境温度传感器100如图所示地那样附连于电路板。

图12是连接于电路板的探头的分解视图，它包括一前块构件90、一波导管34、一隔膜102、一隔膜保持件104和一窥器106。

图13是图12所示分解探头的侧视图，图14是图12所示探头的前视图。接配构件73与电池室协作将电子子组件76定位于两者之间，进而定位到如图8所示的第一壳体构件32的内部空间中。

因此，可以看出，根据本发明的这种新的、改进的IR温度计可大大减小用于容纳IR元件和电池的空间；更便于制造；需要两个可转动连接的壳体，其尺寸大约仅仅是已有技术的IR温度计的两个壳体构件中的一个那样大；与已有技术的IR温度计相比，制造成本也较低。

在不偏离仅由所附权利要求限定的本发明保护范围的前提下，可以对上述实施例作出各种变化和改进。

Claims (10)

1.一种红外线温度计，包括：

一第一壳体构件；

一传感器，它由所述第一壳体携带并且可响应红外辐射，以便在开始接收到辐射时产生一个可体现输出变化的电信号；

由所述第一壳体携带并与所述传感器光学对准的装置，用于将来自一需测量其实际温度的物体的红外辐射引导至所述传感器；

由所述第一壳体携带、用于使所述传感器响应所述辐射的装置；

由所述第一壳体携带、用于处理所述信号而产生一个表示所述物体实际温度的读数的电子装置；

一第二壳体构件，当所述温度计处于非使用状态时，它可以保护位于所述第一壳体构件内的暴露的内部元件；以及

铰接装置，它可操纵地将第一壳体构件和第二壳体构件连接起来，以便使两个壳体构件可彼此转动大约90度至大约180度。

2.如权利要求1所述的IR温度计，其特征在于，它还包括：

可操纵地连接于所述铰接装置的装置，用于将两个壳体构件锁定在一闭合位置上。

3.如权利要求1所述的IR温度计，其特征在于，所述铰接装置还包括：

用于将两个壳体构件锁定在一开启位置上的装置。

4.如权利要求1所述的IR温度计，其特征在于，所述第二壳体构件还包括：

用于储藏多个一次性保护罩的装置。

5.如权利要求3所述的IR温度计，其特征在于，当处于开启位置时，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件可形成一便携手枪型握持手柄，以便进行IR温度计的单手操作。

6.一种用于测量来自于一待测对象之鼓膜的IR辐射而又无需与鼓膜接触的装置，包括：

一第一壳体构件；

一安装在所述第一壳体内的传感器，其中第一壳体包括一用于使所述鼓膜和传感器之间的IR辐射通过的IR传送装置；

可操纵地连接于所述传感器、用于将所述传感器检测到的IR辐射转换成一相应于所述待测对象温度的信号；

能传送足够数量IR辐射的装置，以便确定待测物体的温度；

一第二壳体构件，当所述温度计处于非使用状态时，它可以保护位于所述第一壳体构件内的暴露的内部元件；以及

铰接装置，它可操纵地将第一壳体构件和第二壳体构件连接起来，以便使两个壳体构件可彼此转动大约90度至大约180度。

7.如权利要求6所述的IR温度计，其特征在于，它还包括：

可操纵地连接于所述铰接装置的装置，用于将两个壳体构件锁定在一闭合位置上。

8.如权利要求6所述的IR温度计，其特征在于，所述铰接装置还包括：

用于将两个壳体构件锁定在一开启位置上的装置。

9.如权利要求6所述的IR温度计，其特征在于，所述第二壳体构件还包括：

用于储藏多个一次性保护罩的装置。

10.如权利要求8所述的IR温度计，其特征在于，当处于开启位置时，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件可形成一便携手枪型握持手柄，以便进行IR温度计的单手操作。

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