DE102005033506A1 - Verfahren zur Temperaturmessung mit geheizter Meßspitze - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Verfahren zur Messung der Temperatur eines Meßobjekts mittels eines Infrarot-Thermometers beschrieben, das eine beheizbare Meßspitze, einen Umgebungstemperatursensor, einen Strahlungssensor, eine Einrichtung zur Ermittlung der Temperatur des Meßobjekts und eine Anzeige für die Temperatur des Meßobjekts aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: DOLLAR A Nach dem Einschaltes des Infrarot-Thermometers werden mit dem Umgebungstemperatursensor fortlaufend die Umgebungstemperatur (Ta) und mit dem Strahlungssensor Strahlungstemperaturen (Tb) gemessen, DOLLAR A die Meßspitze wird erforderlichenfalls aufgeheizt und die Temperatur (Ti) der Meßspitze auf einen Sollwert (Tw) geregelt, der von der gemessenen Umgebungstemperatur (Ta) und/oder der gemessenen Strahlungstemperatur (Tb) abhängt, DOLLAR A die Temperatur (Tt) des Meßobjekts wird erst ermittelt und angezeigt, wenn die Temperatur (Ti) der Meßspitze für eine bestimmte Mindestdauer den Sollwert (Tw) angenommen hat.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturmessung mittels eines Infrarot-Thermometers, das eine beheizbare Meßspitze aufweist.
- In der
DE 199 13 672 ist ein Infrarot-Thermometer mit einer durch ein Heizelement beheizbaren Meßspitze beschrieben, das zur Fiebermessung im Ohr geeignet ist. Es weist eine Steuereinrichtung auf, die mit dem Heizelement und einer Energiequelle, beispielsweise einer Batterie verbunden ist. Die Steuereinrichtung dient zur Bestimmung und/oder Regelung der Temperatur der Meßspitze. Dazu ist sie mit einem Temperatursensor verbunden, der vorzugsweise durch das Heizelement selbst gebildet ist. Die Steuereinrichtung ermittelt dann aus meßbaren Kenngrößen des Heizelements, wie z.B. dem elektrischen Widerstand, der Schwellenspannung oder der Durchlaßspannung, die Temperatur des Heizelements und somit auch die des vorderen Endes der Meßspitze. Die Steuerungseinrichtung dient ferner zum vorzugsweise automatischen Starten des Heizvorgangs bei Einführen der Meßspitze in einen Ohrkanal, zur Konstanthaltung der Temperatur der Meßspitze oder Regelung zwecks Minimierung des Wärmeflußes zwischen Meßspitze und Ohrkanal während der Strahlungstemperaturmessung, und zum vorzugsweise automatischen Beenden des Heizvorgangs bei Entfernen der Meßspitze aus dem Ohrkanal, wobei das Einführen bzw. Herausziehen beispielsweise durch eine Änderung der von einem ebenfalls mit der Steuereinrichtung verbundenen Strahlungstemperatursensor gemessenen Strahlungstemperatur oder durch eine Änderung der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur der Meßspitze detektierbar ist. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Temperaturmessung mittels eines Infrarot-Thermometers, das eine beheizbare Meßspitze aufweist, mit verbesserter Meßgenauigkeit anzugeben.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Meßspitze auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die von der Umgebungs- und der gemessenen Strahlungstemperatur abhängt.
- Hintergrund der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß die Temperatur des Ohrkanals von der Umgebungstemperatur abhängig ist, wogegen die Temperatur des Trommelfells bei einer bestimmten Körperkerntemperatur praktisch unabhängig von der Umgebungstemperatur ist. Üblicherweise ist die Temperatur des Ohrkanals kleiner als die Temperatur des Trommelfells, wobei der Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Trommelfells und der Temperatur des Ohrkanals bei niedrigen Umgebungstemperaturen zunimmt, da der Ohrkanal durch die kalte umgebende Luft abgekühlt wird. Daher läßt sich die Temperatur an einem Punkt des Ohrkanals Tk näherungsweise beschreiben als
- Tt
- Trommelfelltemperatur = Körperkerntemperatur
- Ta
- Umgebungstemperatur
- c
- Parameter, u. a. abhängig von der Wärmeleitfähigkeit und Durchblutung des Ohrkanals
- Weiterhin ist die Temperatur an einem Punkt des Ohrkanals abhängig von der Körpertemperatur. Bei hohen Körpertemperaturen (Fieber) steigt im allgemeinen die Durchblutung des Ohrkanals und damit dessen Temperatur. Dadurch wird der Parameter c in Glg. 1 modifiziert. Somit lässt sich die Temperatur an einem Punkt des Ohrkanals beschreiben als
- c'
- Parameter
- f
- Parameter (f ~ 43°C)
- Da ein Ohrthermometer bei der Temperaturmessung üblicherweise sowohl das Trommelfell als auch Teile des Ohrkanals erfaßt, ergibt sich die Trommelfelltemperatur mittels der Parameter d und g aus der gemessenen Strahlungstemperatur Tb zu
- Damit sich der Ohrkanal beim Einführen der Meßspitze des Thermometers nicht abkühlt, soll die Temperatur der Meßspitze Ti gleich der Temperatur des Ohrkanals Tk sein. Die einzustellende Temperatur der Meßspitze (Sollwert Tw) läßt sich dann berechnen zu:
- Die Parameter c, c', f, d, g, d' und g' lassen sich durch klinische Tests ermitteln.
- Zur Durchführung des nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Infrarot-Thermometer geeignet, das eine beheizbare Meßspitze, einen Umgebungstempera tursensor, einen Strahlungssensor, eine Einrichtung zur Ermittlung der Temperatur eines Meßobjekts und eine Anzeige für die Temperatur des Meßobjekts aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
nach dem Einschalten des Infrarot-Thermometers werden mit dem Umgebungstemperatursensor fortlaufend die Umgebungstemperatur (Ta) und mit dem Strahlungssensor Strahlungstemperaturen (Tb) gemessen,
die Meßspitze wird erforderlichenfalls aufgeheizt und Temperatur (Ti) der Meßspitze wird auf einen Sollwert (Tw) geregelt, der von der gemessenen Umgebungstemperatur (Ta) und/oder der gemessenen Strahlungstemperatur (Tb) abhängt,
die Temperatur (Tt) des Meßobjekts wird erst ermittelt und angezeigt, wenn die Temperatur (Ti) der Meßspitze für eine bestimmte Mindestdauer den Sollwert (Tw) angenommen hat - Zum Beschleunigen des Aufheizens der Meßspitze direkt nach dem Einschalten des Thermometers kann die Meßspitze beispielsweise gemäß Gleichung 1 auf eine Temperatur von 36°C – c (36°C – Ta) oder auf eine konstante Temperatur von 34°C geregelt werden. Wenn die gemessene Umgebungstemperatur Ta > 34°C ist, kann ein Aufheizen der Meßspitze unterbleiben. Wenn die gemessene Strahlungstemperatur Tb > 33°C ist, wird die Meßspitzentemperatur vorzugsweise kontinuierlich nach Gleichung 4 geregelt.
- Die eigentliche Messung der Temperatur des Meßobjekts wird durch den Benutzer durch Betätigen einer entsprechenden Taste gestartet. Die danach gemessenen Temperaturwerte werden aber nur dann zur Ermittlung einer anzuzeigenden Temperatur des Meßobjekts herangezogen, wenn zuvor die tatsächliche Meßspitzentemperatur Ti für eine bestimmte Zeitdauer, beispielsweise 2 sec, der gemäß Gleichung 4 ermittelten Solltemperatur Tw +/– dT (dT ~ 0,2°C) entsprochen hat. Danach wird gemäß Gleichung 3 die Trommelfelltemperatur Tt ermittelt und angezeigt. Das Ende der Messung kann dem Benutzer beispielsweise akustisch mitgeteilt werden.
Claims (4)
- Verfahren zur Messung der Temperatur eines Meßobjekts mittels eines Infrarot-Thermometers, das eine beheizbare Meßspitze, einen Umgebungstemperatursensor, einen Strahlungssensor, eine Einrichtung zur Ermittlung der Temperatur des Meßobjekts und eine Anzeige für die Temperatur des Meßobjekts aufweist, mit den folgenden Schritten: nach dem Einschalten des Infrarot-Thermometers werden mit dem Umgebungstemperatursensor fortlaufend die Umgebungstemperatur (Ta) und mit dem Strahlungssensor Strahlungstemperaturen (Tb) gemessen, die Meßspitze wird erforderlichenfalls aufgeheizt und Temperatur (Ti) der Meßspitze auf einen Sollwert (Tw) geregelt, der von der gemessenen Umgebungstemperatur (Ta) und/oder der gemessenen Strahlungstemperatur (Tb) abhängt, die Temperatur (Tt) des Meßobjekts wird erst ermittelt und angezeigt, wenn die Temperatur (Ti) der Meßspitze für eine bestimmte Mindestdauer den Sollwert (Tw) angenommen hat.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten des Infrarot-Thermometers die Temperatur der Meßspitze (Ti) entweder auf eine vorbestimmte oder eine von der gemessenen Umgebungstemperatur (Ta) abhängige Temperatur aufgeheizt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspitze auf eine von der gemessenen Strahlungstemperatur (Tb) und der gemessenen Umgebungstemperatur (Ta) abhängige Temperatur aufgeheizt wird, sofern die gemessene Strahlungstemperatur (Tb) einen bestimmten ersten Schwellwert übersteigt.
- Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspitze nur dann aufgeheizt wird, wenn die gemessene Umgebungstemperatur (Ta) kleiner ist als ein bestimmter zweiter Schwellwert.
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2005
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