CN1294372A - 预防人体因冷暖失调或受凉引起感冒的装置 - Google Patents
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Abstract
一种预防人体因冷暖失调或受凉引起感冒的装置。由装有感温元件、具有可传感体表温度或距皮肤为某一固定距离处或某一不超过2.4厘米的距离范围内某处空气温度结构的感温装置和至少有一个温度整定值在36.4—0.09L(℃)与31.5—0.3L(℃)之间、当温度低于整定值后动作的温度监测装置和告警装置组成,温度监测装置检测所述感温元件的温度,当该温度低于该整定值后动作去起动告警装置告警。该装置可用于预防人体感冒。
Description
本发明涉及一种预防人体因冷暖失调或受凉引起感冒的电子装置。
众所周知,人在冷暖失调或受凉时,人体抵抗力会下降而极易诱发感冒,且这样的感冒常因我们不能及时知道已经冷暖失调或受凉而发生。因此,如果有某种装置能在人冷暖失调或受凉时及时告警,使人能及时知道并采取措施避免继续冷暖失调或受凉,自然就可避免由此而引起的感冒。然而,能很好地完成这样的任务的装置此前还没有,所有的只是一些与其有些沾边的踢被告警装置。踢被虽可致冷暖失调或受凉,但只是较严重的一种情况,它是本发明研究问题的特例。况且,即使作为踢被告警,原来的装置也存在有缺点。如1992年7月29日公布的公告号为CN2111540U的中国实用新型专利“婴幼儿温度、湿度电子自动报知机”,它是利用测温告警电路检测测温元件检测到的温度低于一定值后告警来实现踢被告警的,但因装有感温元件的感温装置没有保证感温元件保持与皮肤在某一设定距离或设定距离范围的措施,致使装置在使用时因感温元件与人体皮肤间的距离变化过大而使感温元件在同一保温状态下感受的温度都变化很大,受凉程度较轻时的踢被情况是无法准确地告警的。此外,还有一种公知技术公布了另外一种踢被告警技术,那就是:1988年12月21日公布的公告号为CN87214933U的中国实用新型专利“微型人体保温和体温测报器”,它是利用检测装于人体皮肤表面的感温元件与装于距皮肤8毫米处的另一感温元件的温度差大于一定值来实现告警的。该专利产品在使用时,若使用者踢被后,被子仍盖住感温装置时(这样的情况是经常出现的。),感温装置安装处的散热情况显然与踢被前相差不大,与之相应,感温装置上的两感温元件温差将变化不大,因此,在此情况下,即使受凉,该装置也将拒动,故其动作可靠性较低。由此可见,背景技术只能解决部分踢被告警问题,至于由其它原因,如:因穿衣、盖被不适,或因气温变化,或因人睡觉翻身导致被子不能盖紧身体或在身旁留下大小不一的洞等原因引起的冷暖失调或受凉,由于背景技术说明书未述及装置的检测量与它们之间有何关系,因此,是不能准确告警的。尤其是在天气较热、开始睡觉可不用盖被而因气温下降可能导致轻微受凉的情况下,此时已无被可踢,同时人的体表温度或体表附近空气温度在此时的变化亦不会很大,加上背景技术没有找到其装置的监测量在什么情况下会引起人感冒的关系,故背景技术已无法在这些情况下使用,故背景技术应用范围窄,预防感冒的效果较差。
本发明的目的在于提供一种预防感冒效果更好、应用范围更宽的预防人体因冷暖失调或受凉引起感冒的装置。它克服了因感温元件与人体皮肤间的距离变化大造成装置告警不准确的缺点;使用者冷暖失调或受凉时,如果感温装置仍由被子盖住时,动作可靠性也更高,同时,在气温较高、即使睡觉不盖被子的情况下也可正常使用。另外,本发明不以判别踢被为目的,而是从判别人是否冷暖失调或受凉的高度入手研究问题,它充分考虑了踢被和其它导致冷暖失调或受凉的因素,因此,本发明不管是因踢被还是由于穿衣或盖被不适、气温变化、人睡觉时被子不能盖紧使用者身体等原因引起冷暖失调或受凉,只要使用者冷暖失调或受凉的程度达到整定告警的程度都能告警,本发明最优的可以实现在所有的冷暖失调或受凉情况下都能告警,而背景技术是达不到这样的效果的。
为实现本发明的目的,本发明由装有感温元件的感温装置、温度监测装置和告警装置构成,所述的温度监测装置检测所述感温元件的温度,并至少设置有一个温度超低限监测电路,当该感温元件的温度低于该温度监测装置的动作温度整定值时,该温度超低限监测电路动作去起动所述的告警装置告警,所述的感温装置有保证所述的感温元件在本发明产品的使用过程中能测量到使用者体表温度或距离人皮肤为几厘米范围内某设定距离处空气或距皮肤为几厘米范围内某变化范围不超过2.4厘米的设定距离范围内某处空气温度的结构,所述的温度监测装置的动作温度整定值至少有一个与所述的感温元件在本发明装置工作时的测温点与人体皮肤间设定距离L或其设定距离范围内某距离L(单位为毫米)有关,且整定于由上限为:36.4-0.09L(℃),下限为:31.5-0.3L(℃)所限定的范围内。
为寻求一种可预防人体因冷暖失调或受凉引起感冒的装置,本人经过了多年的研究和无数次的监测、试验,最终我发现:在测温点与皮肤之间不隔任何衣物或仅隔很薄的衣物的情况下,人体皮肤表面温度或距离皮肤表面为几厘米范围内的某固定距离处的空气温度与人体因冷暖失调或受凉引起的感冒有很密切、稳定的关系。不管是什么原因引起这些温度变化,当它高到一定范围,则人很容易出汗;而当它低到一定范围则又容易感冒,且这些温度越低,越容易感冒,引起感冒的时间越短。而要人不出汗又不容易感冒,则这些温度需维持在一个很窄的范围内,且此温度范围非常稳定,几乎与人所处的周围环境空气温度无关。即使周围环境温度变化几十度,它也只有很小的差别。为便于后面描述,把测温点与皮肤之间不隔任何衣物或仅隔很薄衣物情况下人不出汗又不容易感冒所需的体表温度范围和体表附近空气温度范围分别定义为体表适宜温度范围和体表附近空气适宜温度范围。研究还发现:体表附近空气适宜温度范围随测温点与皮肤间的距离增大而降低;体表适宜温度范围或体表附近空气适宜温度范围与测温点在身体上的位置也有一定的关系,以在人的躯干上最为密切、稳定,在四肢上时稳定性较差,尤其在接近手掌或脚掌处,其稳定性更差。因此,利用检测远离人手掌和脚掌处身体的体表温度或此处距皮肤为设定距离或很小的设定距离范围内的体表附近空气温度(注:体表温度和体表附近空气温度在本专利申请文件中分别专指在感温元件测温点与皮肤间不隔任何衣物或仅隔很薄衣物情况下的体表温度和距皮肤为固定距离处空气的温度,其它地方出现同样术语,与此相同。)是否低于一定的温度值并告警,让人能及时知到并采取措施以避免因冷暖失调或受凉继续下去而诱发感冒。本发明即是基于此原理而设计的。在本发明中,感温装置以及它具有的特征保证了感温元件感受的温度为本发明装置所要求监测的体表温度或设定距离处或设定距离范围内某处的体表附近空气温度;温度监测装置对上述感温元件的温度进行实时监测,并与设定的温度整定值进行比较,以判别感温元件温度是否低于设定的温度;而该温度监测装置的温度整定值据其定值的不同是与人体在不发生重于设定的不太严重程度的冷暖失调或受凉或者是不发生冷暖失调或受凉且有一定安全裕度情况下感温元件测温处的温度所必须的最低温度值相对应的。整定值与不发生冷暖失调或受凉的体表或体表附近空气温度对应时,自然可避免因冷暖失调或受凉而感冒;而整定值与发生一定不太严重程度冷暖失调或受凉的体表或体表附近空气温度对应时,虽不可完全避免冷暖失调或受凉,但因引起感冒的时间长,长时间在这些状态而人不知到的机会不会很多,按此整定仍有较好的效果,故按要求整定后的温度监测装置就可判别人体是否发生冷暖失调或受凉或是否发生较易引起感冒的冷暖失调或受凉;由温度监测装置起动的告警装置可将这些情况告知本发明的使用者或使用者的监护人,以便他们采取适当措施避免使用者继续如此冷暖失调或受凉。因此,上述所有技术特征的组合就可以实现本发明的目的。
在本发明的所有特征中:
(1)、感温装置具有的结构特征是最为重要的,它是感温元件感受的温度与人感冒具有密切、稳定关系的前提,也是实现本发明目的以及本发明有别于背景技术最为关键的因素。感温装置测温点与皮肤间的距离最好为固定距离,但考虑到若距离变化不大时,其测得的温度值变化亦不大,由此而对装置使用效果的影响不会很大,故测温点的距离亦可以在一个小范围内变化,本发明考虑到预防感冒的效果,把这个距离范围的允许变化距离限定为不大于2.4厘米,较优的限定于不大于8毫米。
据本人长期实测的结果可知:人体的体表或体表附近空气适宜温度范围的宽度大多在0.7~2.5℃之间,而人的体表附近空气温度是随着测温点与人体皮肤距离的增加而降低的,且相对于上述适宜温度范围来说其变化是很大的。如:人体的体表温度或体表附近空气温度在其适宜温度范围下限附近至人体承受几小时可致感冒的轻微冷暖失调或受凉时,它随测温点与皮肤之间距离增大而降低的关系为:该距离每增大1厘米,则该温度下降2~3℃,故若不对测温点与皮肤间的距离变化范围加以限制,当装置的动作温度整定后,可能会出现如下两种情况:其1,可能会因测温点与皮肤的距离增大过多而使感温元件传感的温度下降太多而出现虚假受凉告警,甚至人在大汗淋漓时,装置还发受凉告警信号呢;其2,又可能因测温点与皮肤的距离减小太多而在人出现较严重的受凉时也不能告警。
而要限制该距离变化范围又应以什么作为标准呢?显然,考虑此范围时应考虑到下面的因素:
一方面,当感温元件与皮肤的距离为最大、装置最容易动作时,人的体表温度或体表附近空气温度在其适宜温度范围内有一定的范围是不会发受凉告警信号的,否则,若人在很容易出汗时装置还发受凉告警信号,装置就无法使用了。考虑到本因素以及在要求较高时装置的动作温度需整定在体表或体表附近空气适宜温度范围下限以上一定范围以获得一定的安全裕度,同时还考虑到人体的体表或体表附近空气适宜温度范围的宽度大多在0.7~2.5℃之间,且应使体表或体表附近空气适宜温度范围的宽度在0.7℃的人使用本装置亦应满足上述要求,本人将装置的感温元件离皮肤最远、且人体的体表或体表附近空气温度处在其适宜范围上限及其以下0.3℃范围内应不发受凉告警信号作为其极限考虑因素之一。
另一方面,当感温元件与皮肤之间的距离为最小、装置最不容易动作时,应使本装置预防感冒的效果仍较好。考虑到导致低龄儿童受凉最多的原因是因为儿童本身或与他们一起睡觉的成人活动或翻身而引起被子不能盖紧儿童身体或在儿童身体周围留下大小不一的洞,其次则是因儿童踢被,两者引起的受凉已占了受凉的大多数。而由这些原因引起的受凉在人醒来时是容易被发现的,同时,成人睡觉一般每隔1~2小时或几十分钟都会自动醒一次,故只要受凉不严重,人承受这样的受凉在1~2小时或几十分钟内不至于或较少引起感冒,那么,即使装置不告警,这样的受凉也常可由成人自然醒来时及时加以消除,从而避免或很少引起感冒。因此,本人将人承受1~2小时受凉较少引起感冒的最严重受凉作为本发明可不告警的极限受凉,这样考虑的本发明装置即使整定于极限情况,仍有较好的预防感冒效果。而此可不告警极限受凉情况,据实测,大致相当于人在受凉2~3小时可致喉痒等轻微感冒的受凉状态,如反映到人体的体表或体表附近空气温度则大致相当于该温度在其适宜温度范围下限以下2~2.5℃。考虑到本因素,显然,为获得感温元件测温点的最大可变距离范围,应将装置的温度动作值整定于感温元件测温点最近皮肤处的体表附近空气适宜温度范围下限以下2~2.5℃。这样整定,当测温点最近皮肤时,本装置的预防感冒效果仍符合本段所述的要求。而当测温点处于其它距离时,预防感冒的效果更好。
综合考虑到上述两方面因素可知:当装置的温度动作值整定于感温元件测温点最近皮肤处的体表附近空气适宜温度范围下限以下2~2.5℃、且使按此整定值整定的本发明装置在感温元件测温点离皮肤最远而由于距离的变化又使人的体表附近空气温度处于其体表附近空气适宜温度范围上限以下0.3℃时刚好告警,可使感温元件的允许变化距离获得最大。因此,本装置所能获得的测温点离皮肤的距离最大的允许变化范围是在人的体表或体表附近空气适宜温度范围宽度为2.5℃,而体表附近空气温度随测温点与皮肤间距离增大而以2℃/cm的变化率降低且装置的动作温度整定于测温点离皮肤的距离为最小处的体表附近空气适宜温度范围下限以下2.5℃的情况,在此情况下可计算得该最大的距离允许变化范围为[(2.5-0.3)+2.5]/2,(注:小括号内的被减数为体表或体表附近空气适宜温度范围的宽度;方括号内后一加数为人处于极限可不告警受凉时人的体表或体表附近空气温度比其适宜温度范围下限减小的温度值,分母为体表附近空气温度随感温元件测温点离皮肤的距离增大1厘米而下降的温度数值。下同),即约为2.4厘米;而在较优的情况下是在人的体表或体表附近空气适宜温度范围宽度为0.7℃,而体表附近空气温度随测温点与皮肤间距离增大而以3℃/cm的变化率降低且装置的动作温度整定于测温点离皮肤的距离为最小处的体表附近空气适宜温度范围下限以下2.0℃的情况,在此情况下可计算得较优情况下该距离允许变化范围为:[(0.7-0.3)+2.0]/3,即为0.8厘米。该距离变化范围取小于或等于前值,则体表或体表附近空气适宜温度范围较宽的成人可通过选取适当的动作温度整定值来满足上述两方面要求,而对体表或体表附近空气适宜温度范围较窄的人可能不能满足上述要求,而取较优值则基本上对所有的人都可通过选取适当的动作温度整定值来满足上述两方面要求。
具有本发明所要求结构的感温装置的结构可多种多样,但是它们都是为了传感使用者的体表温度或设定距离处或设定距离范围内某处的体表附近空气温度。如:当用于传感体表温度时,可将感温元件直接固定于一根弹性的或非弹性的固定带上或以导热片紧包感温元件后固定于上述固定带上,利用固定带可将感温元件紧贴皮肤固定;也可将感温元件固定于硬质塑料薄片的一个面上,而另一面有一类似于BB机底座上的夹紧装置,利用此夹紧装置将感温装置夹于短裤或外裤的裤头上,并将装有感温元件的一面朝向皮肤等;当用于传感体表附近空气温度时,可将感温元件固定于一个两侧系有弹性或非弹性固定带的、周围有小孔的扁薄小盒子内,使感温元件与盒子拟接触皮肤一面的距离等于设定距离;也可将感温元件固定于一塑料薄片拟接触皮肤一面的对面的外侧,并在感温元件的一面设置一个类似于BB机底座上的夹紧装置,拟接触皮肤的一面与固定感温元件的一面的距离为设定距离;也可将感温元件以导热片紧包住并将感温元件和部分导热片置于一硬质塑料薄片内,而一部分导热片从该塑料片的侧面距拟接触皮肤的一面的距离为设定距离处伸出塑料薄片外,且塑料薄片的两侧有固定系环等,在这里,固定带和夹紧装置的作用与前述用于传感体表温度时相同;而扁薄小盒子周围小孔是为了让盒子内外的空气顺利对流,以便使盒子内、外空气的温度分布一致;塑料薄片的固定系孔,用于系使用者另备的固定带,使感温装置能借助于另备的固定带固定于身体上。
(2)、温度监测装置的动作温度值对本发明的使用效果有很重要的作用,当测温点距离固定或被限定在一个很小的范围后,本发明的效果则直接由整定值来决定。前已述及,人体的体表温度或体表附近空气温度存在有一个适宜温度范围,低于此范围经过一定的时间后则容易感冒,旦此温度越低,患感冒的时间越短,显然,若温度监测装置的温度动作整定值过高,整定在人体所能达到的温度之上,则本装置会一直动作,而整定值在适宜温度范围下越低,则就有更多的冷暖失调或受凉不能告警,预防感冒的效果就越差,如果温度值过低,装置预防感冒的效果会太差,作为预防感冒的装置就会失去意义,故本发明装置的动作温度应限制在一定的范围内。具体的整定值若单从预防感冒的效果看,当然最好是低于体表适宜温度范围或体表附近空气适宜温度范围就告警或者还考虑一些裕度,把装置的告警动作温度整定于此适宜温度范围下限以上的一定范围内,但考虑到体表或体表附近空气温度在适宜温度下限附近时,是需要很长时间才会感冒,而实际上,人刚好在此温度范围内冷暖失调或受凉且经历时间那么长而人又不知到的机会较少,故装置的动作温度整定在体表或体表附近空气适宜温度范围下限以下不大的范围内,虽然不可完全避免感冒,但仍有不错的预防感冒的效果,本发明选取前述的温度整定值范围则是考虑到上述因素,在体表或体表附近空气适宜温度范围下限附近以上或以下一定范围选取的,具体的数值见前述所列的装置温度动作值整定范围。在此范围内整定,预防感冒的效果较好。
考虑到与前相同的原因,在考虑本装置的动作温度整定值时同样以整定于人体的体表或体表附近空气适宜温度范围下限以下2~2.5℃作为其最低动作温度整定值,而以整定于人体表或体表附近空气适宜温度范围上限以下0.3℃作为其最高动作温度整定值。据实测,人体的体表或体表附近空气适宜温度范围下限大致为:(36.0~34.0)-(0.11~0.24)L(℃),而其上限大致为:(36.7~36.4)-(0.06~0.15)L(℃),同时,实测结果显示:人处于极限可不告警受凉状态时,人的体表或体表附近空气温度随测温点与皮肤之间的距离变化而变化的变化率可达3℃/cm;而当人的体表或体表附近空气温度在其适宜范围上限以下0.3℃时,它随测温点与皮肤之间的距离变化而变化的变化率大致为0.9℃/cm,故装置的动作温度整定值最低可整定于:(34.0-0.3L)-2.5=31.5-0.3L(℃),最高可整定于:(36.7-0.09L)-0.3=36.4-0.09L(℃)。在较优的情况,同样考虑应基本上让所有的人都基本满足在他们出现重于极限可不告警受凉的受凉时装置都告警。显然,只要让体表或体表附近空气适宜温度下限最高的人满足此要求即可,因此,据在前提供的数值不难推出在较优的情况下该整定值的最低限为:(36.0-0.3L)-2.5=33.5-0.3L(℃),而较优的情况下的该整定值上限,则考虑避免人的体表或体表附近空气温度过于频繁地下降到装置的整定值以下,同时亦考虑在要求较高时装置的告警应有一定的安全裕度,权衡两因素,以整定于人的体表或体表附近空气适宜温度范围下限以上0.2~0.3℃为宜,故据在前提供的数值并考虑体表或体表附近空气适宜温度范围最大者满足此要求则不难推出在较优的情况下该整定值的最高限为:(36.0-0.1L)+0.3=36.3-0.1L(℃)(式中的0.1为人在此时的体表或体表附近空气温度随测温点与皮肤之间的距离变化而变化的每毫米变化距离引起的温度变化的最小值)。
至于温度监测电路如何按要求的温度进行整定,这是我们公知的,主要的方法有:根据感温元件的电阻-温度或其电压-温度等特性,取适当大小的电阻与其配合;使用了模/数转换器或数/模转换器的,可通过输入适当的二进制数等。
(3)、温度监测装置和告警装置,在本发明中是公知技术在此的应用。温度监测及告警,在电子技术领域中是应用十分普遍的电路,它有多种多样的电路结构。如:温度监测可以用桥式比较电路,它利用比较器比较感温元件所在桥臂上的电压与温度整定桥臂上的电压大小,当感温元件达到整定值时,比较器翻转并输出去起动告警电路;也可将感温元件与一个固定电阻串联后接于一定的电压上,并利用模/数转换器将感温元件上的电压转换成数字量,再比较该数字量与一给定数字量的大小来检测感温元件的温度是否低于设定值;也可将感温元件与固定电阻串联后接于一定的电压上,并输入某一大小的数字量给数/模转换器来产生一定的模拟电压量,然后利用比较器比较感温元件两端电压与该数/模转换器所形成的模拟电压的大小来判别感温元件的温度是否低于设定值……等等;至于告警电路,可以发出声、光、振动等多种告警信号。
为了进一步改善本发明的效果,可以增加以下附加技术特征之一或两个或几个或全部:
(1)、温度监测装置设置两个或多个不同温度整定值的超低限监测电路,它们都监测所述的感温元件的温度,当该感温元件的温度低于各自温度监测电路的动作温度整定值时,相应的的温度监测电路动作,同时,每个温度监测电路动作后都分别以不同的时限去起动两种不同的告警信号:一种告警信号不影响人睡觉,如灯光等,另一种告警信号必须能推醒熟睡中的人,如声响信号等。它们之间的配置是这样的:不同整定值的超低限监测电路动作后,分别瞬时起动各自的前一种告警信号,直至返回相应的该信号才返回;而不同整定值的超低限监测电路动作后分别经不同的延时去起动后一种告警信号,此延时可以是不同的固定值,也可以是不同的、随感温元件温度降低而缩短的可变延时,此延时时间按温度监测电路的动作温度整定值高则延时长、而该动作温度整定值低则延时短的原则整定,以更符合温度与它引起人感冒的时间之间的关系特性。在要求较高、温度监测电路的动作温度整定得较高时,人因翻身或活动等原因引起体表附近空气流动也会使体表温度或体表附近空气温度短时下降到该电路的整定值范围内,但只要不是因某种原因引起冷暖失调或受凉,感温元件温度下降到该电路的整定值范围内的时间不长,是不会引起感冒的,因此,如上设计既可以防止体表或体表附近空气温度短时下降而误发后一种告警信号而影响人睡觉,又可使真正因某种原因引起的轻微冷暖失调或受凉能经长延时告警,而冷暖失调或受凉严重时还能经很短的时间告警;另外,即使人真正因某种原因如气温变化等引起轻微的冷暖失调或受凉,因人在不同的体表或体表附近空气温度下使人感冒的时间相差很大,此温度高时,可能经过几小时、十几小时或更长时间才可致轻微的感冒,此时,我们就不一定要马上采取措施,我们可利用人每隔一段时间都会醒一下的现象,让一些轻微受凉情况留在人自然醒来的间隔时间内根据前一种告警信号提示的信息去处理,万一经一定时间人不能及时自然醒来而继续受凉下去将有感冒危险时,还可由后一种告警信号迅速唤醒熟睡中的人去及时处理受凉情况,从而既达到预防感冒的目的又可尽量减少本装置对人睡觉的影响。实现多个超低限输出,只不过是多设几组与前面基本特征叙述部分所说的温度监测电路而已,至于延时电路更是应用十分普遍的电路,一般技术人员不难实现,在此不多述。
(2)温度监测装置增设温度超高限监测电路及其延时电路,或并可用一开关等控制器件控制是否投入此功能,所述的超高限监测电路对所述的感温元件的温度进行监测,当该感温元件的温度高于该超高限监测电路设定的超高限动作温度整定值时,该超高限监测电路动作输出去起动所述的延时电路,并在该超高限监测电路动作时间超过该延时电路设定的时间时去起动所述告警装置发出告警信号。所述的温度超高限监测电路的动作温度整定于:36.7-0.06L(℃)与36.4-0.15L(℃)之间。温度高虽不能直接引起感冒,但是由于不舒服导致增加踢被而转为受凉的机会,另外,温度高而出汗后,当温度再下降或因踢被受凉时比不出汗时更容易受凉感冒。设置本监测及其延时电路则是为让使用者及时知道过热而采取适当措施,从而减少因此两情况发生而增加感冒的机会。而装设开关等控制器件控制本告警功能的投、切,则是为避免热天或人发烧时应用本发明产品可能导致长时间发告警信号。而该温度超高限监测电路的动作温度整定值则大致整定于人体的体表或体表附近空气适宜温度范围的上限附近。以上所列的超高限动作温度整定范围则是本人实测的、人体的体表或体表附近空气适宜温度范围的大致数值。此电路实际亦是温度监测电路,只不过是温度的动作方向不同而已,即:前面的为低于温度设定值动作而此处为高于设定温度动作,其实现方式与前面相似,在此不重述。
(3)、温度监测装置的每个超限监测电路都设置几组不同的整定值,并可通过多位波段开关、带刻度的电位器、二-十进制数字拨轮开关等切换装置的切换使温度监测装置获得多组不同的动作整定值。经研究还发现,人体的体表或体表附近空气适宜温度范围随年龄的不同而略有不同,年龄越小,此温度范围越高、越窄,反之,年龄越大,此温度范围越低、越宽,且随着儿童年龄的增长,此温度范围还会逐渐变低、变宽、并向成人靠拢。正因如此,如果本发明装置仅按一个整定值整定的话,不同的人使用,其使用效果会略有不同。如前面已提到:人的体表或体表附近空气适宜温度范围下限为(36.0~34.0)-(0.11~0.24)L(℃),可见该适宜温度下限跨于一个较宽的范围内。造成该式前一括号内温度数值在36.0至34.0℃如此大的范围内变化,主要是因人年龄的不同(造成后一括号内数值的变化,主要是因环境空气温度的不同),对于年龄相同或相近的人,该适宜温度下限相差是很小的。由此不难看出:若装置以体表或体表附近空气适宜温度范围下限最低的成人在极限可不告警受凉状态时所对应的体表或体表附近空气温度为其整定值,那么,该装置如用于体表或体表附近空气适宜温度范围下限最高的低龄婴幼儿,则相当于它的动作温度整定于该人群在极限可不告警受凉状态所对应的体表或体表附近空气温度以下2℃(36.0与34.0℃之差),该装置要在该人群发生严重受凉才可告警。同理,以其它定值整定的装置用于其他不同年龄的人,其效果同样会有大小不一的差别。因此,本装置应多设几组不同的定值,以使不同年龄的人使用相同的装置均可获得相似的使用效果。特别是对低龄婴幼儿来说,由于他们的体表或体表附近空气适宜温度范围本来就很窄,整定值的不同对其影响更大,更应如此。实现每个超限监测电路都设置几组不同的整定值的方法也有多种多样,与前述温度的整定方法相对应,可用波段开关来切换不同的电阻或改变电位器的整定位置、而在电位器把手上标上相应的档位或直接标以适用人群的名称等,温度监测装置如使用了模/数转换器或数/模转换器时,还可以通过改变不同的二进制输入数值等。
(4)温度监测装置增设温度变速监测电路,该电路监测所述感温元件的温度变化速度,当该感温元件降温速度超过该温度变速监测电路设定的整定值后即动作去立即或仅经几秒后起动所述的告警装置告警。该电路主要是为受凉较严重时告警而设计。因人体及其周围空气、温度传感器都有一定的热容量,致使感温元件温度变化较慢,这对预防感冒是一个不利因素,因此,为克服此缺点而设计了本回路。由于受凉越严重,越是靠近突发受凉时刻,温度变化越快;受凉越严重,温度变速越快,因此,利用检测温度下降速度大于一定值,可以间接知到人体是否将受凉以及其大致受凉程度而不必等较长时间待温度下降到设定的低限值就可直接告警。实现的方式可多种多样,如可把温度变化信号转化为电压变化信号后再经微分放大电路后即得到正比于温度变化速度的电压信号,然后检查此信号是否超过设定值;也可每隔一个短时间就把与温度大小对应的电压信号转化为数字信号记录下来,并将两个相距较长时间间隔的两组信号比较是否超过一定值。
(5)温度监测装置增设环境空气温度传感器,用它对装置的温度动作值进行修正,其修正值为:环境空气温度每升高10℃则温度动作整定值降低(0.1~0.3)L℃。环境空气温度对人的体表或体表附近空气适宜温度范围的影响虽小,但仍有一定的影响。在要求较高时,把此因素考虑进去以避免不同环境温度对装置使用效果的微小影响。此处提供的修正值则为本人实测的、环境空气温度对体表或体表附近空气适宜温度范围的大致影响数值。
(6)所述的告警装置增设手停告警信号及其计时电路,当告警装置发告警信号后,手动按动手停告警信号控制按钮或开关等控制器件时,相应的电路即输出信号去停止告警,相应的计时电路开始计时,直至计时电路计时完设定的时间后自动返回或装置所有的动作输出均返回后去自动复归,该手停告警信号及其计时电路才恢复正常。由于热容量的缘故,人受凉采取措施后,使用者的体表温度或其体表附近空气温度回到正常值范围需一定时间,告警一般不会马上停止,此时可用手停告警及其计时电路手动停止告警一段时间,以免影响人睡觉或工作。
(7)本发明装置设置温度巡回监测电路和多个所述的感温装置,并利用巡回检测电路每次选择一个所述的感温装置供所述的温度监测装置监测该感温装置中的感温元件的温度,当任何一个所述的感温元件温度超过所述的温度监测装置的高、低限整定值或此温度降速超过所述的温度变速监测电路的整定值时,均能按其相应设定的延时值起动告警装置告警,并显示出超限者的代号及其超限类型。这样的装置可适用于象幼儿园儿童集体生活而由少数人照顾的情况。
(8)用集成电路制作技术将各功能电路制作成一块或几快集成电路可达到更便携,进而更便于实现全天候、每天二十四小时连续监测的目的。
(9)将本发明装置的各功能电路分成装设于身体上的部分与离开身体的两部分,且两部分之间的联系信号用无线电信号进行传递。这样可免除连接装置装于身体上和离开身体的两部分之间的连线,从而使用更方便。在无线电如此发达的今天,实现此功能亦不难,在此不多述。
(10)前述装置加上电热衣,并用前述装置来控温,可解决它需采用人工的方法消除受凉的缺点,但需能量较多,当使用者不固定在一个地方时,要保证足够的能量,在目前的情况下,即使可以,也给使用者带来不方便。
与背景技术相比:
首先,据我所知,至目前为止尚无背景技术的研究问题及其应用范围是与本技术相同的,而所有的只是一些探讨如何判别踢被问题的技术与本发明有一些关联。踢被虽可致冷暖失调或受凉,但只是引起冷暖失调或受凉原因中的一种,还有很多原因可致冷暖失调或受凉,如:因气温变化、穿衣不适、被子不能盖紧人的身体等,因此,即使有背景技术能很好地解决踢被告警问题,也不能以偏概全解决所有的冷暖失调或受凉告警问题,何况背景技术根本就没有述及如何预防由其它原因引起的冷暖失调或受凉导致感冒的问题;而本发明首先是从如何判断冷暖失调或受凉的高度入手,考虑了各种导致冷暖失调或受凉的原因,并归纳出它们与冷暖失调或受凉以及感冒之间的共性关系,即:前面述及的体表温度或体表附近空气温度与人因冷暖失调或受凉导致感冒之间的关系。利用此共性关系而设计的本发明产品能很好地解决如何预防由包括踢被在内的各种原因引起的冷暖失调或受凉导致感冒的问题。另外,因背景技术未述及其监测量与感冒之间有何关系,故在温度较高、人睡觉可不盖被、若气温下降可能受凉感冒时,背景技术将因无被可踢而无法判别什么情况下人会受凉,而本发明的监测量与感冒之间有很密切、稳定的关系,与人盖被与否关系不大,故在此情况下仍可判别人受凉与否。本发明研究的范围包括了背景技术所研究的问题,且可使用的环境温度范围更宽,因此,从这个意义上讲,本发明研究范围更宽,应用范围更广。
其次,不管是背景技术还是本发明,其实它们最终目的都是为了预防感冒,然而,从背景技术的说明书中,我却找不到有关它们装置的检测量即:前一背景技术的温度和后一背景技术的温差与感冒之间有什么样的关系,如此连检测量与它们要达到的目的有何关系都不明的装置,我不知它们是如何达到其最终目的的。在此或许有人会说:踢被可致受凉,人受凉后又容易感冒。但是,可以并不代表必然,踢被与受凉之间不存在有必然的因果关系,如:若盖被不适,本来盖被时就太热,此时,踢被使部分身体露出被子外还有可能刚好合适,此时不但不会感冒,还会比不踢被时更舒服呢,就象人们在气温较高时、有时盖被只盖身体的一部分一样。当然,如果把装置动作温度整定得低一点、动作温差整定得大一些,或许装置告警时确实使用者已受凉,但这也可能有很多冷暖失调或受凉的情况背景技术无法告警。因此,背景技术预防感冒的效果是不甚确切的。而本发明产品的检测量与感冒之间的关系是经过本人长期无数次检测、总结出来的,具有很明确的关系,因此,本发明产品预防感冒的效果比背景技术更好、更确切。同时,前述的体表温度或体表附近空气温度与感冒之间的关系是本人首先提出来的,据此设计的本发明产品自然具有新颖性。
再次,背景技术是探讨踢被告警的,本发明研究的范围也包括有踢被的情况,在此比较一下本发明与背景技术在同是判别踢被的情况。对于前一背景技术,它未对感温装置采取限制感温元件与皮肤之间距离以及它与皮肤间衣物多少的措施,致使使用者在同一保温条件下其感温元件测得的温度都变化很大,如:本人在室温为9℃、穿一件秋衣、盖被且没有受凉的情况下同时检测过体表温度以及不同距离的体表附近空气温度,由皮肤表面处至距皮肤5厘米处的空气温度变化竟达10℃之多,如穿衣多或距离更远时,则变化更大。而从我实测的结果看,人正常的体表适宜温度范围或体表附近空气适宜温度范围的宽度大多在0.7~2.5℃左右,而象上述测温装置在同保温条件下感温元件测得的温度值都有那么大的变化范围,如把装置动作温度整定于某一数值,则因感温元件与皮肤间的距离变化,感温元件的温度可能跨于这适宜温度范围之上或之下较大的一段范围,由此可见,该装置是不可能准确反映人是否冷暖失调或受凉的情况的,况且,该技术的说明书中也根本未谈装置温度整定于什么数值,而本发明则严格限制了感温元件测温点与皮肤间的距离以及它与皮肤间衣物的厚薄,从而克服了该背景技术的缺点;对于后一背景技术,它是以感温元件装设处的温差来反映人的散热量来间接反映人是否踢被的。其实,感温元件装设处的温差一般只能反映其装设处的散热情况,如要它能反映人全身的散热情况,惟有在人全身各处的散热情况大体一致的情况下才可近似,具体反映到踢被则要被子全被踢开,一点不盖在人身体上才可,而实际上,人踢被有大部分只是身体的一部分暴露于被子外,其中又有很多是踢被后感温元件盒仍被被子盖住的,在这些情况下,感温元件盒装设处的保温情况在踢被前、后基本相似,使用者因踢被而多散发出去的热量从露于被子外的身体部分散发出去,而从感温元件盒装设处散发的热量基本不变,故反映该处散热量的体表和距体表一定距离处空气温度的温差也基本不变,背景技术在此情况下很容易拒动,而本发明产品是利用体表温度或一定距离处或一定距离范围内某处的体表附近空气温度大小作为判据,不管是从人身体上的什么地方多或少散发热量,人体都会进行自动调节,使身体各处的体表温度和体表附近空气温度随之相应产生一些小的变化,本发明仍可利用这些微小变化的温度值来判别人受凉与否。为更好说明问题,在此,还有一组实验数据:本人穿一件秋衣、一件薄毛衣、一条秋裤,在室温为18℃的室内同时测量腹部的体表温度和该处距皮肤1厘米处的体表附近空气温度分别为:34.3℃和32.1℃,感觉略有一丝凉意,紧接着又穿同样的衣服、在同一地点、在相同的室温下,以温水泡脚,并同时测量与前同一处的体表温度和体表附近空气温度,结果,泡脚约20分钟后,该处的体表温度和体表附近空气温度为:35℃和32.8℃,都升高了0.7℃,感觉很暖和,而两次测得结果的体表温度和体表附近空气温度之差均为2.2℃,没有改变。前、后两次测试条件唯脚部的散热状况发生改变,即由前一状态的散发一定热量到后一状态的从温水中吸收一定热量,散热状况改变点虽远离测温点,测温点测得的温度却发生了改变,然而,两次测试状态的测温点处的保温状况没有发生改变,该处的体表温度和体表附近空气温度的温差亦未发生改变,这测试结果与前面分析是相吻合的。由此分析可见:在踢被后仍由被子盖住感温元件盒的情况下,本发明比后一背景技术动作更可靠。
最后,本发明还设多组定值、延时电路、手停告警信号及其延时电路等,使本发明产品的功能更完善,这些在背景技术都是没有的。至于为何要引入这些电路以及它们有何作用,在叙述附加技术特征部分大多已作较详细论述,此处不重复。在此,只对延时电路补充说明一点:延时电路除前面所说的外,它还是装置要进一步提高其预防感冒效果所必须的。前已述及,要提高本装置预防感冒的效果,必须要提高装置的动作温度整定值,使装置的动作温度整定于体表或体表附近空气适宜温度范围下限附近或在其之上的一定范围,而人的体表或体表附近空气温度常会因人活动或翻身而引起短时小范围波动,此时人的体表或体表附近空气温度可能经常短时下降到装置的动作温度整定值以下,如无延时电路,则装置可能会因人活动或翻身而频繁动作,从而给使用者造成装置乱告警的错觉,最终可能使使用者停止使用该装置。为避免此情况发生,如无延时电路则只好牺牲一些装置的性能而将装置的动作温度整定得低一些,使体表或体表附近空气温度因人活动或翻身而引起的波动较少下降到装置整定的温度值,而这样又使一些轻微的、短时间对人无影响但长时间在此受凉状态下可致人感冒的受凉无法告警。由此可见,装置的温度监测装置动作后如无延时就告警将使进一步提高装置预防感冒的效果受到限制。而装置有延时电路就不同,当装置动作温度整定得高,即使因人活动或翻身而使体表或体表附近空气温度频繁短时下降到装置整定的动作温度,但因有延时电路把关,装置不会频繁告警,而只有当真正发生轻微的受凉,人体的体表或体表附近空气温度才可能长时间下降到装置整定的动作温度以下,装置才会告警。背景技术没有延时电路,而本发明技术引入了延时电路这一附加技术特征,两者熟优熟劣在此就不难看出。
下面结合附图对本发明的几种实施方式进行进一步的详细介绍。
图1为一种具有最基本功能实施方式的电路原理图。
图2为另一种具有一些辅助功能实施方式的电路原理图。
图3为一种具有最完善功能实施方式的电路原理图。
图4为一种由一套装置对多人监测的本发明装置的原理框图。
图5和图6为一种将装于身体上部分和离开身体部分用无线电信号联系起来,两者一起共同完成本发明功能装置的原理框图。
由于集成电路的管脚直接代表了其相应的功能,为便于更好了解装置的原理,图中一些集成电路的出线直接标注了它们的实际管脚号,其号码为1~20,至于图中部件的标记如以数字表示的,则以21以上的数表示,且不同部件标记不重复。在本说明书中,如要提及一些集成电路的管脚号,为避免重复混淆,则在管脚号前冠以代表该集成电路的名称及其数字标记。
在图1中:
感温装置是由小盒子28、感温元件30、类似于BB机夹紧装置的固定结构29、连接导线27和插接件26组成的。其中,小盒子28的D面为拟与皮肤接触的一面:感温元件30为负温度系数热敏电阻,从盒子28的侧面伸出盒子外,它与D面的距离为设定距离;连接导线27的一端在盒子内与感温元件30相连、另一端在盒子外与插接件26相连;感温元件30通过导线27和插接件26与温度监测装置相连以供温度监测装置监测它的温度;固定结构29用于将感温装置夹紧固定于人的裤头或绑于人身体上的固定带上。在实际使用时,只要利用固定结构29将感温装置在与人体皮肤不隔任何衣物或仅隔很少衣物情况下夹紧固定于人的裤头或绑于人身体上的固定带上且D面朝向皮肤,即可传感距皮肤为设定距离处的空气温度。这种结构的感温装置如要检测体表温度,只要将感温元件30装于小盒子的D面即可。
本例的温度监测装置由电阻R1~R7、电容C1~C3、电位器W1、运放器21、模/数转换器22、数值比较器23和24组成的。它是利用将代表温度的热敏电阻值转换为代表温度的电压,然后利用模/数转换器将此电压转换为代表温度值的数字值,并比较此数字值与整定的数字值的大小从而实现温度监测。具体来说:C点的电位是R3与感温元件30分压后感温元件30两端的电压,而感温元件30为负温度系数的热敏电阻,它的电阻随其温度的降低而增大,故C点的电位亦会随感温元件30的温度降低而增大;而B点的电位是R1与R2和W1分压后R2和W1两端的固定电压。因此,C点与B点的电位分别经R5和R4输入至运放器21的同相和反相输入端并经运放器放大后得到一个大小随感温元件30的温度降低而增大的放大电压,此电压输出至模/数转换器22的输入端6,模/数转换器22的型号为ADC0801的8位模/数转换集成电路,并接成自动循环转换状态,因此,模/数转换器22的数字输出端11~18端(18端为低位,11端为高位)的数字输出量会随时反映着感温元件30的温度变化且随感温元件30的温度降低而增大,此变化的数字输出量接至由两片型号为CD4063的数值比较器23和24接成的8位数值比较器的一组输入端即:比较器23的15、13、12、10端和比较器24的15、13、12、10端,并由该数值比较器与从比较器的另一组输入端即比较器23的1、14、11、9端和比较器24的1、14、11、9端输入的整定输入值进行比较,其比较的结果由比较器23的5端输出,当模/数转换器输出数值大于整定输入值即感温元件温度低于设定值时,其输出结果为“1”(本说明书中采用正逻辑,“1”代表高电平,“0”代表低电平。下同),并输出至告警装置。
在本实施例中的告警电路由声响集成电路25、三极管BG1和喇叭LB1组成。声响集成电路25可以是一般的音乐IC、语言IC等,它们一般都是利用高电平来启动。当比较器输出端5为“1”时,声响集成电路起动输出声响信号至三极管的基极,并经三极管放大后去推动喇叭发声从而实现告警。因此,当感温元件30的温度降低时,它的电阻变大,C点电位上升,运放器21的输入电压升高,模/数转换器22的输入端6的电压升高,而它的输出端11~18输出代表的数字量增大,当感温元件30的温度降到一定值且使模/数转换器输出值大于整定输入值时,比较器输出由“0”变“1”,告警装置告警;装置动作后,当感温元件30的温度升高到一定值时,比较器输出又由“1”变“0”,告警装置停止告警。由此可见,改变整定输入的数字量就可改变本装置的告警温度值,只要此整定数字量所对应的温度值是与前述装置整定值所要求的数值相符,那么,温度监测装置和告警装置即可实现判别感温元件温度是否低于所要求的设定温度并告警。在实际应用中,只要利用固定结构29将感温装置在与人体皮肤不隔任何衣物或仅隔很少衣物情况下夹紧固定于人的裤头或绑于人身体上的固定带上且D面朝向皮肤,并通过插接件26将感温装置与温度监测装置连起来,随后送上电源,此时,感温元件传感的即是我们所需监测的距人体皮肤为设定距离处的体表附近空气温度,而温度监测装置的整定温度为经实测归纳出来的、为预防重于某一程度冷暖失调或受凉导致感冒所需的温度,因此,本装置即可实现当使用者出现重于设定程度的冷暖失调或受凉即可告警的目的,当使用者或使用者的监护人听到告警信号后采用适当的措施即可避免因重于设定程度的冷暖失调或受凉而诱发的感冒,当温度整定值整定在体表附近空气适宜范围内、且接近于其下限附近,即可实现避免所有因冷暖失调或受凉而致感冒的目的。
本实施例的整定值为:感温元件29与D面的距离为1.5厘米,温度整定值为32℃,整定的方法为按感温元件实际温度为32℃时装置中模/数转换器22的输出数值在整定输入端进行整定,整定时,该位数为“1”时,相应位的输入端接正电源+Vcc,该位为“0”时,相应位的输入端接地端。按此整定的本装置,用于儿童时,可实现当发生数小时在此状态下出现轻微感冒症状的冷暖失调或受凉时告警,当用于成人时,当发生数小时在此状态下出现鼻塞、长时间可致感冒的冷暖失调或受凉时可告警。
图中的C1、C2用于滤除外界的高频干扰信号,以避免外界干扰信号的影响;W1用于微调装置的整定值以消除因电阻等元件参数误差引起的动作值误差;R7、C3与模/数转换器22内元件一起组成模/数转换所需时钟的形成电路以形成时钟信号;装置设运放器21对C点与B点的电压进行差放大,是因为当人体从正常到遭受一定程度的冷暖失调或受凉时,其体表温度或体表附近空气温度都是在一个不大的范围内,设置本放大电路,可以提高温度监测装置在小温度范围内监测温度的分辨率,进而提高本装置的动作温度准确性。当感温元件30的温度在本发明产品的动作温度值及其以上和以下一定范围内时,为保证运放器21都工作在放大区内,在制作本装置时应通过选配适当的电阻R1~R3和W1的数值与感温元件30的电阻匹配。
图2公布了另外一种实施方式。它除了具有前例的最基本特征以外还增加了一些辅助技术特征以进一步提高本发明的性能,它有两个超低限输出、一个超高限输出,而每个输出都可通过切换装置的切换实现8种不同定值的切换。本实施例提供了另外一种结构的感温装置和温度监测装置,同时引入了不同延时的延时电路和手停告警信号电路。温度监测电路对感温装置中的感温元件的温度进行监测并可实现两种定值的超低限输出和一种超高限输出,当温度整定值较高的超低限动作或超高限动作输出后经长延时起动告警信号,温度整定值较低的超低限动作输出后经短延时起动告警信号;当发出告警信号后,可手动按动按钮起动手停告警电路使告警信号停发一段时间。下面分别详细说明其实现原理:
本例提供了另外一种结构的感温装置。该感温装置由小盒子56、感温元件57、固定带系环58、连接导线55、插接件54组成的。其中,小盒子56的F面为拟与皮肤接触的一面,G面与F面的距离为设定距离,G面上固定感温元件57,连接导线55的一端在盒子内与感温元件57相连,另一端与插接件54相连,感温元件57通过连接导线55和插接件54连接至温度监测装置以供温度监测装置检测感温元件57的温度,在此处,固定带系环58用于系固定带。在实际使用时,使用者自备固定带,并将自备的固定带系于固定带系环58上,然后在感温装置与人体皮肤之间不隔任何衣物或仅隔很薄的衣物的情况下利用固定带将感温装置紧贴皮肤固定,且感温装置的F面朝向皮肤,这样,感温元件57距皮肤的距离就保持在固定的设定距离,它在盒子外直接与这里的空气接触,因此,感温元件检测的温度同样是本装置所要求的距皮肤为固定距离处的体表附近空气温度,当然,本感温装置只要将感温元件57装于小盒子的F面,按同样的方法使用也可检测得到体表温度。
本实施例也提供了另外一种温度监测装置,它由电阻R8~R20、电位器W2、二极管D1、D2、电容C4、C5、运放器34、35、数字拨轮开关33、型号为SD74188的三十二字八位可编程存储器36、型号为AD7520的数/模转换器37、比较器38、非门39、40、型号为CD4013的双D触发器42组成的。其工作原理是这样的:数/模转换器37与比较器38接成典型的程控界限检测器,它比较的是数/模转换器37的16脚的模拟电压与由存储器36输出的二进制数经数/模转换所得的电压的大小,它的定值由数/模转换器37的数字输入端4~13端输入的二进制数决定,而数/模转换器37的16端输入的电压模拟量是由感温元件57与电阻R8、R9和电位器W2分压并经由运放器35接成的跟随器进行阻抗变换后所得的电压,且此电压在元件参数选定后是与感温元件57的温度对应的,因比,该检测器就可判别感温元件57的温度是否超限,改变存储器36中的存储数就可以改变本装置的温度动作值,而一旦存储的数字固定,通过改变存储器36的读数地址也可改变动作温度的定值,正是这样,本装置把二-十进制数字拨轮开关33的三个二进制数码输出端1、2、4端(1端为最低位)分别连接至存储器36的三个低位地址输入端10、11、12端(其中10端为最低位),当我们拨动拨轮开关在0~7这8个数字之间转换时(0~7这8个数字拨轮开关上有显示),其输出端1、2、4分别输出与0~7这8个数相对应的二进制数,相应的存储器36的三个低位地址输入端10、11、12端也将相应获得8组不同的地址码,而存储器36的每一个地址上存的8位二进制数是不同的,故通过拨轮开关33的转换可实现8组动作温度整定值的切换;至于本装置如何实现两个超低限、一个超高限输出,为便于叙述和更好地了解其工作原理,先来介绍本实施例的一些约定:本例的两个超低限输出整定值不同,整定值较高的我们称为超低限1,而整定值较低的称为超低限2,超高限和两个超低限的动作温度值存在着这样的关系:超高限>超低限1>超低限2,因此,当超低限1动作时超高限不可能动作,我们只需再检查超低限2是否动作;而超低限1不动作时超低限2不可能动作,我们只需再检查超高限是否动作。本实施例就是基于这一点来设计的,它利用非门39、40,电阻R19、R20,电容C5组成的多谐振荡器的一种状态控制超低限1动作与否的判别,而利用另一种状态来控制超低限2或超高限动作与否的判别。具体判别哪一个由超低限1的动作情况来决定:当超低限1动作时判别超低限2;当超低限1不动作时判别超高限。具体到实际电路,本实施例在非门40输出为0而非门39输出为1的时间内判别超低限1是否动作,而在非门40输出为1而非门39输出为0的时间内判别超低限2或超高限是否动作。当非门40输出为0时,其输出一方面直接经R15输出至存储器36使存储器36的地址输入端13脚为0,另一方面又输出至与非门41使与非门41输出为1,并经R16输出至存储器36,使它的地址输入端14为1(14端为最高位),故只要在存储器36中地址为10***(其中,1、0分别为其14、13端的二进制数,***为拨轮开关输出值,具体数值由拨轮开关的位置定。)的存储单元上存上与超低限1动作温度相对应的八位二进制数值,则由数/模转换器37和比较器38组成的程控界限检测器就是判别感温元件57的温度是否低于超低限1的整定值。在本实施例中,感温元件57为正温度系数热敏电阻,当它的温度降低时,数/模转换器37的16端的电压也降低,当感温元件57的温度低于超低限1的整定温度值时,它使数/模转换器37的16端输入的电压减小到比由存储器36输出的二进制数经数/模转换器37转换成的电压小,从而使比较器38的输出为1,并送至双D触发器42的两个触发器的数值输入端5和9端,表示超低限1动作;反之,当感温元件57的温度高于超低限1的整定温度值时,同理可知,它使数/模转换器37的16端输入的电压比由存储器36输出的二进制数经数/模转换器37转换成的电压大,从而使比较器38的输出为0,并送至双D触发器42的两个触发器的数值输入端5和9端,表示超低限1不动作。不过,不管比较器的比较结果如何,因双D触发器42为利用时钟信号的上升沿触发的,此时比较器的比较结果均未输出到双D触发器42的输出端,而是等到非门39、40的状态改变即非门39输出由1变0、非门40的输出由0变1时,双D触发器42中的第一个触发器的时钟输入端3脚出现由0变1,满足了其触发要求,因此,比较器的比较结果在非门40的输出由0变1时输出到第一个触发器的输出端即双D触发器42的1、2端,并保持到下一次触发信号到来。第一个触发器的输出结果是:当超低限1动作时,双D触发器42的1端为1而其反相输出端2端为0;当超低限1不动作时此两输出端的输出结果刚好相反,即双D触发器42的1端为0而其反相输出端2端为1。而当非门39、40的状态改变,非门40输出由0变1后,它又使存储器36的读数地址改变:非门40的输出一方面直接经R15输出至存储器36使存储器36的地址输入端13端为1;另一方面又输出至与非门41并与双D触发器42中的第一个触发器的输出端1端共同决定与非门41的输出和存储器36的14脚的电平:当超低限1动作时,双D触发器42中的1端输出为1,与非门41的输出和存储器36的14端电平为0;当超低限1不动作时,双D触发器42中的1端输出为0,与非门41的输出和存储器36的14端电平为1。由此可见,当超低限1动作时,存储器36此时的读数地址改为:01***,而当超低限1不动作时则改为:11***。因此,根据前述的这几个超限输出存在的关系,我们在存储器36中地址为01***的存储单元上存上与超低限2动作温度相对应的八位二进制数值、而在存储器36中地址为11***的存储单元上存上与超高限动作温度相对应的八位二进制数值,程控界限检测器即可在非门40输出为1时实现超低限2或超高限是否动作的判别。我们先来看超低限1动作判别超低限2的电路动作过程:此时,存储器读取地址为01***的存储单元上所存储的二进制数值,比较器的动作情况与超低限1是一样的,只不过是整定值不同而已。参照超低限1的分析可知:当超低限2动作时比较器38的输出为1;反之,当超低限2不动作时比较器38的输出为0。不过,当非门此时状态改变时,非门40输出由1变0,第一个触发器因其时钟输入端即双D触发器42的3端也由1变0而不能触发,比较器输出结果不能输出到第一个触发器的输出端,而非门39的输出由0变1使第二个触发器的时钟输入端即双D触发器42的11脚由0变1而使第二个触发器触发,比较器输出结果输出到第二个触发器的输出端即双D触发器42的13、12脚,当超低限2动作时,双D触发器42的13、12脚输出分别为1、0,反之,当超低限2不动作时该两输出端的输出刚好相反。对于超高限动作的判别,此时,存储器读取地址为11***的存储单元上存储的二进制数值,当感温元件57的温度低于超高限的整定温度值时,它使数/模转换器37的16端输入的电压比由存储器36输出的二进制数经数/模转换器37转换成的电压小,从而使比较器38的输出为1,并送至双D触发器42的两个触发器的数值输入端5和9端,表示超高限不动作;反之,当感温元件57的温度高于超高限的整定温度值时,它使数/模转换器37的16端输入的电压比由存储器36输出的二进制数经数/模转换器37转换成的电压大,从而使比较器38的输出为0,并送至双D触发器42的两个触发器的数值输入端5和9端,表示超高限动作,随后与判别超低限2相同,当非门39、40的状态改变时,同样只有第二个触发器被触发,比较器的比较结果只输出到双D触发器42的13、12脚,当超高限动作时该两输出端输出分别为0、1,当超高限不动作时该两输出端输出分别为1、0。当非门39、40变回非门40输出为0、非门39输出为1状态时,程控界限检测器又回到比较超低限1的状态,当比较完超低限1后则又回到比较超低限2或超高限状态,如此不断循环,本装置就完成了两种超低限、一种超高限的比较。本装置中的数/模转换器37的地端即其3端采用浮地,即取自由电阻R10和R11分压后经接成跟随器的运放器34进行阻抗变换后的H点而将数/模转换器37的数/模转换基准电压接地,如此接法,可简化电路,避免电源电压波动对其动作准确度的影响:如图,数/模转换器37的数/模转换基准电压端即其15脚若以H点为0电位的话,实际其数/模转换的基准电压为:-R11Vcc/(R10+R11)(其中Rt为热敏电阻的电阻,下同。)是与电源电压Vcc成正比的,而与热敏电阻温度相对应的数/模转换器37的16端的电位若以H点为零电位则为:RtVcc/(R8+R9+W2+Rt)-R11Vcc/(R10+R11),也是与电源电压Vcc成正比的,因此,当电源电压变化时,它对数/模转换所得的电压和数/模转换器37的16端的电压将以相同的比率变化,从而使本装置的动作温度值没有发生变化。图中的存储器36为与数/模转换器37的电平相匹配而与数/模转换器37共地,为避免它们因与本装置的地不同而使非门40和与非门41提供的0电平过低,使存储器36的13、14端出现过低的电平而影响存储器的工作,图中接入二极管D1、D2和R15、R16进行钳位,图中拨轮开关当其输出端输出不是1时,其相应的输出端是悬空的,为避免其输出状态不确定而接入电阻R12~R14,使其相应端此时为0态;图中C4的作用为滤除外界引入的干扰高频信号。
本实施例还引入了不同的延时电路,以使不同的超限输出经不同的延时后去起动告警信号,超低限1和超高限动作经长延时后起动声响,而超低限2动作经短延时后起动声响,同时本实施例还引入了人工停声响信号的电路。其实现过程是这样的:当超低限1动作时,由前面分析可知:双D触发器42的1端为1、2端为0。而双D触发器42的2端为0,使与非门43输出为1,电源经电阻R25开始对C7充电,由双时基电路48的第一个时基电路和电阻R25、电容C7、C8等组成的延时电路开始对超低限1的动作时间进行计时,当超低限1的动作时间超过此计时电路的整定时间,该时基电路的输出端5端的输出由1变0而使与非门50输出为1,并输出到与非门51的一个输入端,而与非门51的另一个输入端用于手停告警信号,后面将述及当手停告警电路不工作时该端为1,故与非门51输出为0,经非门52反相后为1去起动声响信号,从而实现超低限1动作经长延时起动告警信号的功能;另一方面,超低限1动作后,由前分析可知:双D触发器42的13端反映的为超低限2的动作情况,且当超低限2动作时双D触发器42的13端为1,反之,当超低限2不动作时双D触发器42的13端为0,故当超低限2动作时,双D触发器42的1、13端均为1,与非门44输出为0,C6经R23放电,经短延时后,C6的电平降到一定值时使施密特触发的与非门50输出为1,并输出到与非门51的一个输入端,而与非门51的另一个输入端当手停告警电路不工作时后面将述及该端为1,故与非门51输出为0,经非门52反相后为1去起动声响信号,从而实现超低限2动作经短延时起动告警信号的功能;而当超低限1动作、超低限2不动作时,双D触发器42的13端为0,使与非门44输出为1,它无法去启动声响电路,声响告警电路只能由超低限1动作经长延时起动;当超低限1不动作时,由前面分析可知:双D触发器42的1端为0、2端为1,双D触发器42的13端反映的为超高限的动作情况,且当超高限动作时双D触发器42的13端为0,反之,当超高限不动作时双D触发器42的13端为1,此时双D触发器42的1端为0使与非门44输出为1,其后电路的动作情况与超低限2不动作时情况相同,是不会经短延时起动声响的;而当超低限1和超高限均不动作时,双D触发器42的2、13端均为1,与非门43输出为0,C7经二极管D3放电,由双时基电路48中的第一个时基电路接成的长延时计时电路不计时,其输出端即双时基电路48的5端保持为1,与非门50输出为0,与非门51输出为1,经非门52反相后为0,无法去启动声响电路;而当超高限动作时,双D触发器42的13端为0,它使与非门43的输出为1,此后其经长延时起动声响的情况同超低限1动作时的情况一样,在此不重述。至于手停声响电路,由双时基电路48的第二个时基电路和电阻R26、R27,电容C10、C9,按钮AN1组成的单稳电路构成,平时电路不起动时,双时基电路48的9脚输出为0,经非门49反相后为1并输出至与非门51开放告警起动电路,而当发告警、我们按按钮AN1起动该单稳电路时,双时基电路48的9脚立即由0变1,经非门49反相后为0并输出至与非门51封锁告警起动电路,此时,不管超限动作情况如何,与非门51的输出均为1,经非门52反相后为0,声响告警不起动,如没有复归信号去复归该单稳电路,此状态将保持到设定的延时后单稳电路自动返回时,双时基电路48的9脚才恢复单稳起动前的状态,告警起动电路重又开放。另外,此单稳电路设有自动复归电路,当各超限输出均不动时,双D触发器42的1脚输出为0,2、13脚输出均为1,因此,与非门43的输出为0,经非门46反相后为1,另外而与非门44此时的输出也为1,这样,与非门47输出为0,使得双时基电路48中的第二时基电路的清零端即双时基电路48的10脚为0而使手停声响的单稳电路复归,重又开放声响告警电路。
本实施例的告警装置由NE555时基电路53和电阻R28、R29、电容C11、C12、三极管BG2和喇叭LB2构成。时基电路和电阻、电容接成典型的多谐振荡器,时基电路的输出端即时基电路的3端接至接成射极跟随器的三极管BG2并经此三极管进行电流放大后推动喇叭LB2发声,时基电路的清零端即时基电路53的4脚接至与非门52的输出端、由与非门52的输出控制多谐振荡器振荡与否,当与非门52的输出为1时起振,反之则停振,从而使告警声响受温度监测装置控制。
图中的非门45和电阻R17的作用为:当超低限2动作时,提供一定的反馈电压到测温电阻而使超低限2的动作有一定的回差从而避免超低限2在临界动作状态附近时出现过于频繁的动作、返回。另外,图中的E为电池,用于给装置提供电源,K1为电源开关,用于通、断电源。图中的与非门59、电阻R21、R22、R24、发光二极管VD1、VD2、VD3一起用来指示本装置判别感温元件温度的超限动作情况:当超低限1动作时,双D触发器42的2脚输出为0,从而使VD1点亮;当超低限1动作时,由前分析知:电容C6经电阻R23放电,其电压逐渐降低,当该电压降低到一定值时,非门45的输出由0变1,从而使VD3点亮;当超高限动作时,双D触发器42的2、12脚输出均为1,使与非门59输出为0,从而使VD2点亮;当各超限输出不动时,依同样的方法可推知,与各超限相应的发光二极管将不亮。图中的电阻R18用于提供一个电压给比较器38的开路集电极输出端。
本实施例的定值为:测温点与皮肤的距离为1厘米;当拨轮开关分别是0~7档时,超低限1的定值分别为:34.2、34.0、33.8、33.6、33.4、33.2、33.0、32.7℃,超低限2的定值分别为:33.0、32.8、32.6、32.4、32.2、32.0、31.8、31.5℃;超高限的定值:0和1档为35.4℃、2~4档为35.3℃、5~7档为35.2℃;超高限和超低限1动作后发出声响的延时为30分钟,超低限2动作后发出声响的延时为几秒,手停声响计时起动后自动返回时间60分钟。0~7档的定值当分别用于3月~2岁、2岁~3岁半、3岁半~4岁半、4岁半~5岁半、5岁半~7岁、7岁~10岁、10岁~成人以及成人时,超高限和超低限1的定值大体分别整定于相应年龄段人在距皮肤1厘米处的体表附近空气适宜温度范围的上、下限附近,超低限2定值大体对应于相应年龄段人在此状态下经5~6小时后出现喉痒等轻微感冒症状、长时间在此状态下将出现重感冒的受凉状态。
本实施例的整定方法是:将与上述超高限、超低限1、超低限2整定值对应的二进制数分别存储到存储器36中地址为11***、10***、01***的存储单元上即可(***为与数字0~7相应的二进制数。)。
本实施例的装置,在实际使用时,只要将使用者自备的固定带系于感温装置两侧的两个固定环58上,并利用固定带在与皮肤之间不隔任何衣物或仅隔很薄衣物的的情况下将感温装置贴住人体的皮肤固定于使用者的身体上,且使感温装置的F面朝向使用者的皮肤,随后将拨轮开关拨到与使用者年龄相当的档位上并送上电源,然后使用者或使用者的监护人再根据本装置的告警信号适当地增、减衣物即:如是超高限动作、指示灯VD2亮可略减一些衣物;如是超低限动作:若指示灯VD1亮、声响不响,因超低限1的整定值较高,非受凉情况下会因人翻身或活动等原因使感温元件短时下降到超低限1的动作值以下,故在此情况下,如发现有明显的可见受凉情况,可增加衣物或盖好被子,如不发现有明显的可见受凉情况,可不一定要处理,若指示灯VD1亮、声响响,则表示存在有轻微的冷暖失调或受凉,可适当增加衣物,若VD1和VD3同时亮且声响响,表示存在有较严重的冷暖失调或受凉,亦应适当增加衣物。这样,用本装置后,数小时或更长时间才致感冒的冷暖失调或受凉在数秒或几十分钟即可及时发现,并人为采取措施加以消除,自然就可实现预防因冷暖失调或受凉导致感冒的目的。
图3提供了一种功能最完善的实施方式,它不仅具有前面两实施例所述的功能,还增加了环境温度对装置动作值修正的电路和温度降速超限告警电路。本实施例公布了另外一种结构的感温装置和温度监测装置,公布了另外一种实现一种超高限、两种定值的超低限判别的电路,公布了另外一种实现多种定值切换的电路和另外一种结构的延时电路等。具体各部分的工作原理分别叙述如下:
用于传感体表或体表附近空气温度的感温装置:它由周围有小孔96的小盒子95、固定环100、固定带93、粘扣94、感温元件99、感温元件固定装置97、接线螺栓98、连接导线92、插接件91组成的。小盒子的两端连着两个固定环100,两固定带93的一端分别各与一个固定环扣100接起来,固定带的另一端分别固定有粘扣94,利用粘扣94和固定带可将感温装置固定于人体上;感温元件固定装置97固定在小盒子95内且其固定感温元件的平面J面距拟与皮肤接触的K面的距离为设定距离,感温元件99固定在J面上,它的两根引出线分别连至固定于感温元件固定装置97两端的两接线螺栓98,并通过此两接线螺栓与连接导线92的两条导线相连,而连接导线92的另一端在盒子外与插接件91相连,通过插接件91和连接导线92使感温元件99与温度监测装置连接起来以供温度监测装置检测感温元件99的温度。正常使用时,只要在温度监测装置与皮肤之间不隔任何衣物或仅隔很薄的衣物情况下将该感温装置的K面朝向皮肤并利用固定带93和粘扣94将它固定于人体上,则感温元件99与皮肤之间的距离为设定距离,而小盒子95上的小孔96使盒子内外的空气顺利对流,盒子内外空气温度分布情况一致,故感温元件99所传感的温度同样也是我们所需的距人体皮肤为设定距离处空气的温度。当然,这样结构的温度监测装置,只要将感温元件99装于K面同样也可传感人体的体表温度。
环境温度传感器:由Rt和R68并接组成,Rt为负温度系数热敏电阻,用于感受环境空气温度变化,R68作用是它与Rt共同作用使环境温度每变化一度时对温度动作值修正值基本相同。Rt与R68并联后与感温元件99串联组成电桥的一臂,故环境温度变化引起Rt与R68并联电阻变化后,感温元件99的电阻需向与Rt与R68并联电阻变化方向相反的方向多变化相同的数值才能让温度监测电路动作,也就是对温度监测电路的动作温度值实行了修正。在本例中,环境空气温度变化对温度动作值的修正值为:环境温度每升高10℃,温度动作值降低(0.1~0.3)L(℃)。
温度监测装置:由电阻R51~R68,比较器65、66、67,热敏电阻Rt和99,电容C17、C18,开关K2组成。电阻R51~R66与温度传感器组成的一个桥臂共同组成桥形比较器,其中R51~R65及W3、K2等用于温度高、低限动作值的整定,K2用于切换动作值档位以适应不同年龄人使用,W3用于微调动作整定值以消除元件参数误差对动作整定值的影响。其动作原理是:感温元件99为负温度系数热敏电阻,当它的温度升高时,其电阻变小,图中I点电位降低,当感温元件99的温度进一步升高、I点电位进一步降低并达到一定值使I点电位小于比较器67的负极性输入端的电位时,比较器67翻转输出0,表示超高限动作;超高限动作后,当感温元件99的温度又降低时,其电阻变大,图中I点电位升高,当感温元件99的温度进一步降低、I点电位进一步升高并达到一定值使I点电位大于比较器67的负极性输入端的电位时,比较器67又翻转输出1,表示超高限不动作。依同样的道理可类推得:当感温元件99的温度降低到一定值时,比较器66、65将分别在不同的温度点翻转输出0,分别表示超低限1和超低限2动作;当超低限1或超低限2动作后,感温元件99的温度重又上升并达到一定值时,比较器66、65又将分别在不同的温度点翻转输出1,分别表示超低限1或超低限2不动作。当改变开关K2的位置时比较器67的负极性输入端、65和66的正极性输入端的电位将改变,如要比较器翻转则感温元件99的温度需变到新的温度值才可以,即改变K2的位置即可改变装置的动作温度值。图中C17、C18用于滤除外界的高频干扰信号,K3用于切换超高限动作后是否去起动告警信号:当K3合上时表示允许输出起动告警信号,当K3分断时表示不允许输出起动告警信号。电阻R67用于产生一定的正反馈量使超低限2动作后产生一定的回差。
温度变化速度检测电路:由运放器62、63,比较器64,及其周围连接的电阻、电容等元件组成。其中,运放器62及其周围的电阻、电容组成一个放大电路,它把由电阻R66和热敏电阻分压所得的反映感温元件99温度大小的电压进行放大,它能放大电压的范围由其放大倍数和电阻R30和R31的分压值决定,通过适当调整该放大器的放大倍数和电阻R30和R31的分压值,可使I点的电压值在感温元件99的温度在其所需考查温度范围内时落在运放器62的放大电压范围内,这样,反映温度的I点电压,经运放器62放大后,再经运放器63及其周围所接的电阻、电容组成的微分放大电路进行微分放大即可得到反映温度变化速度的电压,此电压输出至比较器64的负极性输入端,并与由电阻R45和R46分压后所得的电压进行比较,就可判别感温元件99的温度降速是否超过整定值:当感温元件99的温度降速超过整定值,则运放器63的输出电压大于电阻R45和R46的分压值,使比较器64翻转输出0;反之,当感温元件99的温度降速不超过整定值,则运放器63的输出电压小于电阻R45和R46的分压值,使比较器64输出1。电路中,电容C13、C14主要用于滤除频率较高的干扰信号,电容C16除进一步滤除交流干扰信号以外,还兼有使降温速度超限告警时间具有随温度降速增加而加快的特性。图中电阻R47用于提供一定的正反馈,使温度降速的动作、返回有一定的回差。
告警灯:由发光二极管VD4~VD7以及与它们串、并联的电阻组成。当感温元件99的温度降速超过整定值时,比较器64输出0,此电平接至发光二极管VD4使VD4点亮,从而指示感温元件99的温度降速超过整定值;同样,当度传感器99的温度变化使超低限1或超低限2或超高限动作时,相应的比较器66、65、67同样输出0至发光二极管VD5、VD7、VD6,使这些发光二极管点亮,因此,从VD4~VD7的点亮情况我们就可知道装置使用者是太热还是受凉,从而可人为采取适当的措施避免因长时间冷暖失调或受凉导致感冒。VD4~VD7只有在相应的告警动作返回后才熄灭。
逻辑时间电路和手停声响及其计时电路:由所有的逻辑门及其周围的电阻、电容元件以及计数器83、86、87和锁相环88组成。图中,非门89、90和电阻R81、R82以及电容C23接成一个多谐振荡器,其输出经由型号为CD4520的双四位计数器86的第一个计数器进行十六分频后,从双四位计数器86的第6脚输出至计数器83的15脚和计数器86的9脚,作为计数器83和计数器86的第二个计数器的计时时钟。当超高限不动作时,比较器67输出为1,经非门69、71后输出仍为1,计数器86的15脚即其第二个计数器的清零端亦为1而使计数器86的第二个计数器清零,其输出端即计数器86的13脚为0,或非门84的输出由其另一个输入端电平决定,超高限输出无法去起动告警信号;当超高限动作时,比较器67输出为0,经非门69、71后输出仍为0,此电平一方面使计数器86的15脚即其第二个计数器的清零端亦为0,另一方面与计数器86原为0的13脚共同作用使或非门85输出为1,从而使计数器86的第二个计数器开始计数,当超高限动作的时间足够长使计数器86的第二个计数器计数到其输出端即计数器86的13脚为1时,它一方面使或非门85的输出由1变0从而使计数器86的第二个计数器停止计数并保持此状态,直至超高限返回、非门71输出1使该计数器清零为止;另一方面又使或非门84的输出为0,在手停告警不起作用时计数器83的6、2脚均为0,与或非门79输出1而起动告警信号从而实现超高限动作输出经长延时起动告警信号的目的;当超低限1不动作时,比较器66输出为1,经非门68、74后输出仍为1,计数器87的11脚即其清零端亦为1而使计数器87清零,其输出端即计数器87的1脚为0,与超高限输出不动作的情况相似,超低限1不动作同样无法由它起动告警信号;当超低限1动作时,比较器66输出为0,经非门68、74后输出仍为0,此电平使计数器87的11脚即其清零端亦为0,从而使计数器87开始计数,当超低限1动作的时间足够长使计数器87的1脚为1时,它一方面输出至锁相环88的5脚使该压控振荡器停振,另一方面输出到或非门84使它输出为0,此后电路的动作情况与超高限输出动作后的情况相似,超低限1动作并经长延时后同样会起动告警,不过,因计数器的时钟输入信号取自由型号为CD4046的锁相环电路88与电阻R83、R84、电容C24接成的压控振荡器的输出,即计数器87的10脚接到锁相环88的4脚,而该振荡器的频率是由R83、R84、C24和锁相环88的9脚的电压决定的,当R83、R84、C24固定后,其频率只由锁相环88的9脚的电压决定,其频率随着此电压的增大而升高,而锁相环88的9脚的电压取自运放器62的输出电压,此电压前面已介绍与感温元件99的温度相对应,且从图中可看出:当感温元件99的温度降低、其电阻增大时,此电压增大,该振荡器的振荡频率升高,因此,超低限1动作后告警的时间是可变的,是随感温元件99的温度降低而缩短的;当超低限2动作时,比较器65输出为0,经电阻R75和电容C21短延时和非门73反相后,非门73经短延时后输出1,使或非门77输出为0,在手停告警不起作用时计数器83的6、2脚均为0,与或非门79输出1而起动告警信号,从而实现超低限2动作输出经短延时起动告警信号的目的;当发出声响后,只要人为地按动一下按钮AN2,型号为CD4516的计数器83则置1并开始减计数,而计数器83置1后,其输出端6脚和2脚都为1,它们输出至与或非门79,使它无论其它输入端情况如何都是输出为0,声响集成电路均不起动从而达到手停声响的目的;当计数器计时未结束,而所有的超限告警都消除,则非门72、73、68、69输出均为0,或非门70、77输出均为1,与非门81输出为0,与非门82输出为1并输出至计数器83的清零端即计数器83的9脚使计数器83清零,并停止计时,所有电路重又恢复正常以等待下次告警。另外,为防止在手工停止声响并采取适当措施后重又冷暖失调或受凉而又未能及时消除时装置不能发声响告警,本装置还设置有这样的电路:在手工停声响后,若温度降速或温度超低限2由不超限变为超限,表示采取措施后重又出现危险的冷暖失调或受凉,此时,非门72或73输出由0变1,分别经电容C20、电阻R78或经电容C22、电阻R79,使或非门75短时获得高电平输入信号而输出短时为0,并输出至与非门82,使它短时输出1去把计数器83清零,解除手停发信,告警装置又在超低限2或温度降速超限的作用下发出声响告警;另外,如温度超低限2动作而在计数器83经一定的计时时间后、计数器83的6脚输出端变为0前不能返回,表示采取的保暖措施不够或保暖措施虽已合适但在超低限2返回前因重新踢被等原因而重新引起冷暖失调或受凉,此时,非门73的输出为1使非门78、或非门77输出均为0,加上前述的计数器83的6脚为0,因此,与或非门79输出为1而起动告警信号。
声响告警电路:由声响集成电路76、三极管BG3和LB3组成。每当与或非门79输出为1时,声响集成电路76起动并输出声响信号到三极管BG3,再经三极管BG3放大后推动喇叭LB3发声。
本实施例的定值为:测温点与皮肤的距离为0.5厘米;当环境空气温度约为20℃、波段开关K2分别接于M、N、O、P、Q、R点时,超低限1的定值分别为:35.3、35.1、34.8、34.5、34.0、33.5℃,超低限2的定值分别为:33.3、33.1、32.8、32.5、32.0、31.5℃;超高限的定值:36.1、36.1、36.0、36.0、35.9、35.9℃;环境空气温度对动作温度的修正值为:环境空气温度每升高10℃,动作温度则降低0.1℃;温度降速动作整定值为:每分钟下降1℃;超高限动作后发出声响的延时为30分钟,超低限1动作后发出声响的延时为:感温元件温度在超低限1动作值附近时为120分钟,感温元件温度在超低限2动作值附近时为15分钟,感温元件温度在此两个定值之间时,该延时在15与120分钟之间且大体随感温元件温度的变化呈线性变化,超低限2动作后发出声响的延时为几秒,手停声响计时起动后自动返回时间60分钟。波段开关K2分别接于M、N、O、P、Q、R点时的定值当分别用于3月~2岁、2岁~3岁半、3岁半~5岁半、5岁半~10岁、10岁~成人以及成人时,超高限的定值大体整定于相应年龄段人在距皮肤0.5厘米处的体表附近空气适宜温度范围的上限附近,超低限1的定值大体整定于相应年龄段人在距皮肤0.5厘米处的体表附近空气适宜温度范围的下限以上0.2~0.3℃,超低限2定值大体对应于相应年龄段人在此状态下经2~3小时后出现喉痒等轻微感冒症状、长时间在此状态下将出现重感冒的受凉状态。本实施例上述给定的定值,既考虑了0.2~0.3℃的安全裕度,亦消除了环境空气温度对装置动作温度值的影响,同时考虑了不同年龄人的体表或体表附近空气适宜温度范围的不同,按此整定的本装置在使用时,只要根据使用者的年龄并参照上述各档对应的标准适用年龄选取相应的档,则可达到所有的冷暖失调或受凉均可告警。
本实施例的装置,在实际使用时,只要利用固定带93和粘扣94在感温装置与皮肤之间不隔任何衣物或仅隔很薄衣物的的情况下将感温装置贴住人体的皮肤固定于使用者的身体上,且使感温装置的K面朝向使用者的皮肤,随后将波段开关拨到与使用者年龄相当的档位上并送上电源,然后使用者或使用者的监护人再根据本装置的告警信号适当地增、减衣物,即:如是超高限动作、指示灯VD6亮可略减一些衣物;如是超低限动作:指示灯VD5亮、声响不响,或指示灯VD5、声响响,或VD5和VD7同时亮且声响响与前例的指示灯VD1亮、声响不响,或指示灯VD1亮、声响响,或VD1和VD3同时亮且声响响所表示的情况和应采取的措施相似,在此不重述;如感温元件温度降速超限,则指示灯VD4亮,表示有象较严重的踢被等可致较严重的冷暖失调或受凉诱因突然发生,此时亦应将该诱因消除。与前例相似的理由,用本装置后,同样可达到预防因冷暖失调或受凉导致感冒的目的。
本实施例的整定方法是:通过选取适当的电阻值使比较器所接的电桥在设定的动作温度时处于平衡状态。
图4提供了一种由一套装置对多人监测的本发明装置的一种实现方式。图中:感温装置为具有本发明所要求特征的感温装置;温度监测电路可以是本说明书所列举的,也可以是其它结构的,但不管是什么结构的电路,其动作温度的整定值都整定在本发明所要求的定值范围内;温度监测电路标有高、低1、低2的三个输出端,分别为其超高限、超低限1、超低限2检测结果输出端;动作情况记忆电路的输出端高1~高n、低11~低n1、低12~低n2分别为该记忆电路所记忆的、与温度监测电路分别检测感温装置1~感温装置n中感温元件的温度所得的超高限、超低限1、超低限2检测结果的输出端;延时及告警装置可以是本说明书所列举的,也可以是其它结构的;其它电路、装置或元件均为电子技术常用的。其工作原理是这样的:时钟电路产生时钟脉冲供计数器不断循环计数,计数器的输出一方面供选择开关选择一个与其计数值相应的感温装置中的感温元件接入温度监测电路以供其检测该感温元件的温度是否超过设定的整定值,另一方面输出至动作情况记忆电路,提供一个地址以供该记忆电路将温度监测电路检测该感温元件的检测结果记忆到该地址的存储单元上,动作情况记忆电路的输出分别接至各自的延时电路,当某一感温元件温度超限时,该记忆电路的相应输出端输出信号去起动相应的计时电路进行计时,如该超限动作时间足够长,超高限动作经延时t1、超低限1动作经延时t2、超低限2动作经延时t3后,一方面经或门后输出去起动告警装置发出告警信号,另一方面输出至译码电路,并经它译码后供显示装置显示温度超限的感温装置的编号及其超限类型,这样,本装置就实现了由一套装置对多人的监测。
图5和图6提供了将装于身体上部分和离开身体部分用无线电信号联系起来,两者一起共同完成本发明功能的一种实现方式的原理框图,其中:图5所示的为装于身体上部分,图6所示的为离开身体部分。图中,感温装置、温度监测装置、计时及逻辑电路、告警装置、手停告警及其计时电路的相互作用关系及其要求与前面介绍的一致,只不过在前介绍的装置,其各功能电路之间的联系是通过导线直接连接,而在本例,温度监测装置的输出信号不是直接与其后级电路相连,而是先输出至调制器调制成带有该输出信号信息的高频信号,再输出到发射器并经它放大后经天线向空中发射,然后由接收器和其上的天线接收并放大后输出到解调器,解调器将接收到的高频信号解调后,将高频信号所带的温度监测装置的输出信息重新恢复,并输出至计时及逻辑电路,以后各电路之间的相互作用关系与前同,在此不重谈。在此,图5和图6所示的两部分之间没有导线直接相连,使本装置使用更方便。另外,将装于身体上部分和离开身体部分实现无线连接的方式不限于本例的方式,可将原有线连接的本发明装置的各功能电路分成其它形式的两部分,而两部分的联系信号参照上例通过调制器、发射器、接收器、解调器将两部分联系起来,如:可将图6中的告警装置和手停告警及其计时电路作为离开身体部分而计时及逻辑电路、温度监测装置和感温装置作为装于身体上部分,而它们之间联系的起动和复归信号则通过调制器、发射器、接收器、解调器进行联系等。
以上实施例并不一定限于上述的整定值,它们均可以整定为其它整定值,只要其整定值在本发明基本特征所限定的范围内均为本发明所要保护的范围。如:
装置的测温点与皮肤间的距离可以按上述各例设定的距离整定,而其动作温度则在其基本特征所要求的定值范围内选取其它定值:如在例1中,其测温点距皮肤的距离为1.5厘米,其动作温度最大可在上限36.4-0.09×15=35.05℃与下限31.5-0.3×15=27℃之间整定、较优的可整定于36.3-0.1×15=34.8℃与33.5-0.3×15=29℃之间,同理,例2的动作温度最大可在35.5℃与28.5℃之间、较优的可在35.3℃与30.5℃之间整定,例3的动作温度最大可在35.95℃与30℃之间、较优的可在35.8℃与32℃之间整定;
也可以将上述各例中的感温元件测温点与皮肤间的距离设置为其它数值,并按上述方法计算其动作温度整定值范围,并在其中选取数值来整定,如例3可选L=0(即将感温元件直接固定于图3中感温装置的K面上),此时它的动作温度取值范围最大可在36.4与31.5℃之间、较优的可在36.3与33.5℃之间;也可选L=2cm,此时它的动作温度取值范围最大可在34.6与25.5℃之间、较优的可在34.3与27.5℃之间等;
也可以将上述各例中的感温元件测温点与皮肤间的距离设置为最大变化范围为不大于2.4厘米、较优的变化范围为不大于0.8厘米的设定距离范围。感温元件测温点与皮肤间的距离变化可以是因感温装置相对于皮肤出现距离变化,它可能是因固定带为非弹性使感温装置不能一直紧贴皮肤等原因造成;也可以是感温元件相对于感温装置与皮肤接触的面产生距离变化,如图3中,若感温元件99不是粘牢于J面,则它与J面的距离是可以在一定范围内变化的;也可以是两者兼而有之等。但不管是何种情况,各种原因引起感温元件测温点与皮肤间的变化总距离应在选定的范围内。
以上实施例的感温元件均为热敏电阻,如采用其它形式的感温元件如热敏晶体管等也可达到目的;另外,可测量人体的体表温度或距人体皮肤为设定距离或设定距离范围内的体表附近空气温度的感温装置结构以及测温告警电路均还有很多,本专利要求保护的并不限于上述三种结构形式的感温装置和测温告警电路,对于其它结构的感温装置和测温告警电路,只要感温装置可测量体表温度或距人体皮肤为设定距离处或变化范围不超过本发明基本特征所要求范围的设定距离范围内某处的体表附近空气温度,且测温告警装置的动作温度整定于前面基本特征叙述部分要求的范围内,均属本发明的保护范围。
Claims (3)
1.本发明为一种预防人体因冷暖失调或受凉而诱发感冒的装置,它是由装有感温元件的感温装置、温度监测装置和告警装置组成的组合装置,所述的温度监测装置对所述的感温元件的温度进行监测,并至少设置有一个温度超低限监测电路,当所述的感温元件温度低于该温度监测装置设定的动作温度整定值时,该超低限监测电路动作去起动所述的告警装置发出告警信号,其特征是:所述的感温装置具有传感人体体表温度或距皮肤为设定的固定距离或距皮肤为变化范围不超过2.4厘米的设定距离范围内某处的体表附近空气温度的结构,所述的温度监测装置的动作温度整定值与所述感温元件测温点与皮肤之间的设定距离毫米值L或某设定距离范围内的某距离毫米值L有关,且整定于由上限为:36.4-0.09L(℃)、下限为:31.5-0.3L(℃)所限定的范围内。
2.根据权利要求1所要求的预防人体感冒的装置,其特征是:所述的感温元件测温点距离皮肤之间的距离为固定的设定距离或为变化范围不超过8毫米的设定距离范围,所述的温度监测装置的动作温度整定值在由上限为:36.3-0.1L(℃)、下限为:33.5-0.3L(℃)所限定的范围内。
3.根据权利要求1或权利要求2所要求的预防人体感冒的装置,其特征是:增加以下附加技术特征之一或两个或几个或全部:
(1)、温度监测装置设置两个或多个不同温度整定值的超低限监测电路,它们都监测所述的感温元件的温度,当该感温元件的温度低于各自温度监测电路的动作温度整定值时,相应的的温度监测电路动作,同时,每个温度监测电路动作后分别以不同的时限起动两种不同的告警信号:一种告警信号不影响人睡觉,如灯光等,任一超低限监测电路动作后,与该超低限监测电路动作相应的该告警信号发出,直至该超低限监测电路返回其相应的该告警信号才返回;另一种告警信号必须能推醒熟睡中的人,如声响信号等,不同整定值的超低限监测电路动作输出分别经不同的延时去起动该告警信号,此延时可以是不同的固定值,也可以是不同的随感温元件温度降低而缩短的可变延时,此延时时间按温度动作整定值高延时长、而温度动作整定值低则延时短的原则整定;
(2) 温度检测装置增设温度超高限监测电路及其延时电路,或并可用一开关等控制元件控制是否投入此功能,所述的超高限监测电路对所述的感温元件的温度进行监测,当该感温元件的温度高于该超高限监测电路设定的超高限动作温度整定值时,该超高限监测电路动作输出去起动所述的延时电路,并在该超高限监测电路动作时间超过该延时电路设定的时间时去起动所述的告警装置发出告警信号,所述的温度超高限监测电路的动作温度整定于:36.7-0.06L(℃)与36.4-0.15L(℃)之间;
(3)、温度监测装置的每个超限监测电路都设置几种不同的整定值,并可通过多位波段开关或电位器或二-十进制拨轮开关等切换装置的切换使温度监测装置的超限输出获得多组不同的动作整定值;
(4) 温度监测装置增设温度变速监测电路,该电路监测所述感温元件的温度变化速度,当该感温元件降温速度超过该温度变速监测电路设定的整定值后即动作去立即或仅经几秒后起动所述的告警装置告警;
(5) 温度监测装置增设环境空气温度传感器,用它对装置的温度动作整定值进行修正,其修正值为:环境空气温度每升高10℃则温度动作整定值降低(0.1~0.3)L(℃);
(6) 所述的告警装置增设手停告警信号及其计时电路,当告警装置发告警信号后,手动按动手停告警信号控制按钮或开关等控制器件时,相应的电路即输出信号去停止告警,相应的计时电路开始计时,直至计时电路计时完设定的时间后自动返回或装置所有的动作输出均返回后去自动复归,该手停告警信号及其计时电路才恢复正常;
(7) 本发明装置设置温度巡回监测电路和多个所述的感温装置,并利用巡回检测电路每次选择一个所述的感温装置供所述的温度监测装置监测该感温元件的温度,当任何一个所述的感温元件温度超过所述的温度监测装置的高、低限整定值或此温度降速超过所述的温度变速监测电路的整定值时,均能按其相应设定的延时值起动告警装置告警,并显示出超限者的代号及其超限类型;
(8) 用集成电路制作技术将各功能电路制作成一块或几快集成电路;
(9) 将本发明装置的各功能电路分成装设于身体上的部分与离开身体的两部分,且两部分之间的联系信号用无线电信号进行传递。
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1999
- 1999-10-29 CN CN 99120297 patent/CN1294372A/zh active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
BB1A | Publication of application | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |