DE19600334C2 - Verfahren zur Auswertung des von einem Infrarotsensor eines Infrarot-Thermometers gelieferten Meßsignals sowie Infrarot-Thermometer - Google Patents
Verfahren zur Auswertung des von einem Infrarotsensor eines Infrarot-Thermometers gelieferten Meßsignals sowie Infrarot-ThermometerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung des von einem Infrarotsensor eines
Infrarot-Thermometers gelieferten Meßsignals nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
sowie einen Infrarot-Thermometer nach Anspruch 7.
Ein Infrarot-Strahlungsthermometer mißt die vom Meßobjekt in Richtung des Thermo
meters emittierte Infrarotstrahlung. Aus der Intensität dieser Strahlung wird bei den
gebräuchlichen Gesamt- oder Bandstrahlungspyrometern die Temperatur des Objektes
bestimmt. Die IR-Strahlung wird dabei mit einer optischen Einheit (Lichtleiter, Linse,
Spiegel etc.) gesammelt und zum Detektor geleitet. Die angezeigte Temperatur kann
daher nur bei einwandfreier Funktion der optischen Einheit korrekt bestimmt werden.
Es ist bekannt, bei einem Fieberthermometer, das mittels Infrarot arbeitet, den Meßkopf
mit einer auswechselbaren Schutzkappe zu versehen. Das Fieberthermometer ist dabei
zur Messung im Ohr vorgesehen. Das heißt, daß der Meßkopf des Thermometers in das
Ohr eingeführt wird, und daß dann die Temperatur gemessen wird.
Die Schutzkappe dient dabei dem Zweck, zum einen eine Verschmutzung des Thermo
meters zu vermeiden. Eine solche Verschmutzung könnte zum Beispiel deswegen
auftreten, weil bei dem Meßkopf ein Luftspalt zwischen dem Lichtleiter und der Außen
wand besteht. Die Außenwand des Meßkopfs kommt in Kontakt mit der Haut und
erwärmt sich deswegen vergleichsweise schnell. Um eine Erwärmung des Sensors und
eine damit verbundene Verfälschung des empfangenen Signals zu vermeiden, wird der
Sensor und auch der Lichtleiter thermisch gegen die Außenwand isoliert. Deswegen
besteht auch an der Spitze des Meßkopfes ein Spalt zwischen dem Lichtleiter im Inneren
des Meßkopfs und der Außenwand des Meßkopfs. Eine dort auftretende Verschmutzung
könnte dann aber das Meßsignal verfälschen.
Zum anderen wird durch die Schutzkappe eine Übertragung von Krankheiten vermieden,
wenn beispielsweise das Thermometer nach der Temperaturmessung bei einem Patien
ten vor dem Gebrauch bei einem anderen Patienten mit einer neuen Schutzkappe
versehen wird.
Aus der EP 0565123 A2 und US 5,066,124 sind Infrarot-Thermometer bekannt, bei denen
aus den genannten Gründen eine Schutzkappe zur Durchführung einer Temperatur
messung auf den Meßkopf aufzusetzen ist, da anderenfalls eine Temperaturmessung
nicht möglich ist. Dies ist besonders ungünstig, wenn eine medizinische Notsituation
eingetreten ist, und lediglich mangels einer Schutzkappe eine Temperaturmessung nicht
erfolgen kann.
Aus der EP 0337724 A2 ist ein Strahlungsthermometer bekannt, bei dem im Strahlengang
ein Filter vorhanden ist, dessen optische Eigenschaften bei der Berechnung der Tempera
tur berücksichtigt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Infrarot-Thermometer und ein Verfahren
zur Auswertung des von einem Infrarotsensor eines Infrarot-Thermometers gelieferten
Signals anzugeben, das eine vielseitigere Handhabung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein ein Infrarot-Thermometer nach Anspruch 7 und ein
Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren nach Anspruch 1 eine Signalauswertung und
damit eine Bestimmung der Temperatur unabhängig davon möglich, ob eine Schutzkap
pe oder eine Schutzfolie auf den Meßkopf aufgebracht wurde oder nicht, d. h. das
Thermometer kann wahlweise mit oder ohne Schutzkappe betrieben werden. Daher
kann beispielsweise das Thermometer im Hausgebrauch, d. h. bei einer Beschränkung
der Zahl der Personen, bei denen das Thermometer zur Anwendung kommt, ohne
Schutzkappe betrieben werden. Demgegenüber kann bei einer Verwendung des Thermo
meters im Krankenhaus dieses ebenfalls mit Schutzkappe betrieben werden, um eine
Übertragung von Krankheiten zu vermeiden. Dadurch ergibt sich eine Vereinfachung
hinsichtlich der Produktion der Thermometer, da nicht zwischen unterschiedlichen
Thermometertypen für den Hausgebrauch und für den Einsatz in Kliniken unterschieden
werden muß.
Die Möglichkeit, das Thermometer auch ohne Schutzkappe verwenden zu können,
reduziert die Betriebskosten und die Abfallentstehung. Weiterhin wird die Einsatzbereit
schaft erhöht, da eine Messung auch dann möglich ist, wenn keine Schutzkappen
vorhanden sind. Bei der Verwendung einer Schutzkappe oder einer Schutzfolie wird das
zu detektierende Infrarotsignal gedämpft. Zum Ausgleich der verringerten Transmission
wird erfindungsgemäß das Sensorsignal - üblicherweise die gemessene Infrarotstrah
lungsintensität - mit einem Faktor multipliziert, der in Abhängigkeit der Transmission der
Schutzkappe oder Schutzfolie festgelegt wird und bei den üblicherweise verwendeten
dünnen Polyethylen- oder Polypropylän-Folien etwa 1,08 bis 1,2 beträgt.
Das Verfahren nach Anspruch 2 ermöglicht demgegenüber einen genaueren Abgleich
des Sensorsignals, indem die Transmission des Fensters sowie gegebenenfalls der
Schutzkappe oder Schutzfolie in Abhängigkeit von der Umgebungs- und Meßobjekt
temperatur bestimmt wird.
Bei dem Verfahren nach Anspruch 3 wird berücksichtigt, daß während der ersten
Zeitdauer, die typischerweise in der Größenordnung von 1 s oder 2 s liegt, der Benutzer
das Thermometer u. U. noch nicht richtig positioniert hat. Dadurch auftretende Fehl
messungen können vermieden werden, wenn während dieser ersten Zeitdauer keine
Auswertung des Meßsignals vorgenommen wird, um daraus einen absoluten Wert der
zu messenden Temperatur abzuleiten. Diese erste Zeitdauer kann dabei fest vorgegeben
werden oder beispielsweise durch den Signalverlauf des Sensorsignals festgelegt sein.
Diese erste Zeitdauer beginnt vorteilhaft mit der Betätigung einer Taste oder eines
Schalters des Thermometers. Ebenfalls ist es denkbar, diese erste Zeitdauer beginnen zu
lassen, wenn das Sensorsignal auf einen Temperaturanstieg schließen läßt. Wird näm
lich das Thermometer in das Ohr gehalten, steigt die detektierte Temperatur zunächst
an, bis der Meßvorgang so weit eingeschwungen ist, daß die tatsächliche Temperatur
gemessen wird. Die erste Zeitdauer kann also dann beginnen, wenn die detektierte
Temperatur einen solchen Anstieg aufweist.
Die Festlegung der Länge dieser ersten Zeitdauer durch den Signalverlauf kann dabei
vorteilhaft erfolgen, indem der zeitliche Anstieg der gemessenen Temperatur ausge
wertet wird. Während des Einschwingens des Meßvorgangs steigt die Temperatur
vergleichsweise stark an. Ein Kriterium für das Ende des Einschwingvorgangs besteht
dann darin, daß die zeitliche Änderung der Temperatur kleiner oder gleich 0 ist. Das
Kriterium für die Beendigung der ersten Zeitdauer kann dann darin bestehen, daß die
erste Ableitung der Temperatur nach der Zeit unter einem bestimmten Schwellwert liegt,
beispielsweise kleiner oder gleich 0.
Vorteilhaft kann diese Art der Bestimmung der Länge der ersten Zeitdauer auf Messun
gen ohne Schutzkappe oder Schutzfolie beschränkt werden. Wird nämlich ein Thermo
meter mit einer Schutzkappe oder Schutzfolie in das Ohr gehalten, so kommt es zu einer
relativ starken Erwärmung der Schutzkappe oder Schutzfolie zu Beginn der Messung.
Daraus resultierend strahlt die Schutzkappe oder Schutzfolie dann wieder Infrarot-
Strahlung ab. Der zeitliche Temperaturanstieg kommt also nicht in eine "Sättigung"
sondern steigt weiter an, auch wenn dieser Anstieg dann weniger deutlich ausgeprägt
ist. Es läßt sich daher eventuell nicht mit hinreichender Genauigkeit ein Kriterium für das
Ender der ersten Zeitdauer ableiten.
Es ist dabei natürlich möglich, bei dem Verfahren nach Anspruch 3 die erste Zeitdauer
daran anzupassen, ob eine Schutzkappe bzw. Schutzfolie aufgebracht wurde oder nicht.
Vorteilhaft zeigt sich bei dem Verfahren nach Anspruch 5, daß es nicht darauf an
kommt, daß der Benutzer das Thermometer zu einem bestimmten Zeitpunkt in der
richtigen Position hält. Bei der Ausgestaltung des Verfahren nach Anspruch 5 werden
vielmehr mehrere Meßwerte aufgenommen, und es wird der Meßwert weiter ausge
wertet, der der maximalen Temperatur entspricht.
Dadurch kommt es zu keinen Meßfehlern, wenn der Benutzer das Thermometer zu weit
von dem Meßpunkt weghält. Wenn das in einem solchen Moment gemessene Signal
ausgewertet würde, würde dies zu einer niedrigeren gemessenen Temperatur führen.
Dabei kann vorteilhaft auch die Unterdrückung der Signalauswertung zur Bestimmung
einer absoluten Temperatur während der ersten Zeitdauer unterbleiben, da bei diesem
Auswertungsverfahren keine daraus resultierenden Meßfehler auftreten können.
Insgesamt eignet sich dieses Auswertungsverfahren nach Anspruch 5 also besonders
für Messungen, die mit einer aufgesetzten Schutzkappe oder Schutzfolie durchgeführt
werden. Es kommt bei diesem Auswertungsverfahren nach Anspruch 5 nämlich nicht
darauf an, die erste Zeitdauer richtig zu bestimmen, was aus den bereits dargestellten
Gründen bei einer Messung mit Schutzkappe oder Schutzfolie eventuell zu Problemen
führen kann.
Vorteilhaft zeigt sich bei dem Verfahren nach Anspruch 6, bei dem während einer
bestimmten Zeitspanne Meßwerte aufgenommen werden und dann bei der Auswertung
ein Mittelwert dieser Meßwerte gebildet wird, daß die oben beschriebenen Fehler
ebenfalls vermieden werden können. Die bestimmte Zeitspanne kann dabei in einer
Größenordnung von einigen Sekunden, insbesondere 2 bis 4 Sekunden liegen.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Meßwerte während der ersten Zeitdauer
gemäß Anspruch 3 unberücksichtigt bleiben und dadurch das Meßergebnis nicht verfäl
schen können. In diesem Fall schließt sich also die bestimmte Zeitspanne an die erste
Zeitdauer an.
Es ist also dieses Verfahren nach Anspruch 6 besonders vorteilhaft dann anwendbar,
wenn eine Messung ohne Schutzkappe bzw. Schutzfolie erfolgt, weil dann entsprechend
den Ausführungen im Zusammenhang mit Anspruch 3 eine vergleichsweise sichere
Bestimmung der ersten Zeitdauer möglich ist.
Selbstverständlich ist es dabei auch möglich, bei einer Messung mit Schutzkappe bzw.
Schutzfolie eine Auswertung nach Anspruch 5 vorzunehmen und bei einer Messung
ohne Schutzkappe bzw. Schutzfolie entsprechend eine Auswertung nach Anspruch 6.
Insgesamt hat es sich bei einem Ohr-Fieberthermometer als vorteilhaft erwiesen, die
Messungen nach Ablauf einer bestimmten Zeit abzuschließen, die in der Größenordnung
von ca. 4-5 s liegt. Durch das Einführen des Meßkopfs in das Ohr wird das Ohr lokal
abgekühlt. Diese Abkühlung wird dabei nach einer gewissen Zeit erreicht. Vorteilhaft
wird daher die Messung abgeschlossen, bevor diese Abkühlung zu einem falschen
Meßergebnis führt. Bei der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens nach Anspruch 4 kann daher ein Meßvorgang nach Ablauf der bestimmten Zeit
abgebrochen werden.
Das Infrarot-Thermometer gemäß Anspruch 7 dient vorteilhaft der Durchführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Der Sensor kann dabei beispielsweise
kapazitiv, optisch, magnetisch oder mechanisch funktionieren.
Das Infrarot-Thermometer nach Anspruch 8 kann sowohl mit als auch ohne Schutzkappe
oder Schutzfolie betrieben werden, weil eine Benutzung des Thermometers ohne Schutz
kappe nicht zur Beeinträchtigung der Optik führen kann, da diese so ausgebildet ist, daß
eine leichte Reinigung möglich ist. Insbesondere kann sich beispielsweise kein Ohren
schmalz in einen Spalt zwischen Außenwand und Lichtleiter setzen. Vorteilhafterweise
sind die Berührungsflächen zwischen dem Fenster und der Außenwand sowie ggf. dem
Lichtleiter nicht zu groß, so daß eine Wärmeleitung über diese Brücken weitgehend
reduziert wird.
Als vorteilhaft hinsichtlich der Bandbreite einer guten Transmission bzw. einer geringen
Emission in der relevanten Bandbreite haben sich dabei die im Anspruch 9 genannten
Materialien für das Fenster bewährt.
Bei der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Infrarot-Thermometers nach Anspruch 10
erweist es sich als vorteilhaft, daß durch den Luftspalt nur eine vergleichsweise geringe
Wärmemenge von der Außenwand zu dem Lichtleiter fließt.
Bei der Ausgestaltung des Infrarot-Thermometers nach Anspruch 11 erweist es sich als
vorteilhaft, daß durch die Ankopplung der thermischen Masse die Geschwindigkeit der
Temperaturänderung mit der Zeit reduziert wird ebenso wie der Temperaturgradient.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen dabei:
Fig. 1 einen Meßkopf eines Infrarot-Thermometers,
Fig. 2 einen Verfahrensablauf zur Auswertung eines Signales bei einem Infrarot-Ther
mometer, wobei das Thermometer sowohl mit als auch ohne Schutzkappe oder
Schutzfolie betrieben werden kann,
Fig. 3 eine Abwandlung des Verfahrensablaufes nach Fig. 2 und
Fig. 4 ein Infrarot-Fieberthermometer mit einem Meßkopf nach Fig. 1 sowie einer
Auswertungseinrichtung gemäß dem Verfahrensablauf nach Fig. 2 oder 3.
In Abb. 1 ist eine mögliche Ausführungsform eines Meßkopfs 1 eines Infrarot-Fieber
thermometers dargestellt, mit dem eine Fiebermessung im Ohr durchgeführt wird. Der
Meßkopf 1 ist dabei für eine Verwendung sowohl mit als auch ohne Schutzkappe oder
Schutzfolie 101 verwendbar.
Damit kann dieser Meßkopf 1 bei einem Gerät eingesetzt werden, bei dem von vorneher
ein keine Schutzkappen oder Schutzfolien 101 vorgesehen sind, die über den Meßkopf
1 gezogen werden. Ebenso kann dieser Meßkopf vorteilhaft in einem Gerät eingesetzt
werden, bei dem eine Messung sowohl mit als auch ohne aufgebrachte Schutzkappe
oder Schutzfolie 101 möglich sein soll.
Die Außenwand 102 des Meßkopfs 1 besteht aus Kunststoff. An der Spitze des Meß
kopfs 1 ist ein infrarotdurchlässiges Fenster 103 vorhanden. Dieses Fenster 103 ist
ohne Spalt mit der Außenwand 102 verbunden, so daß Verschmutzungen leicht entfernt
werden können.
Das Material des Fensters 103 ist dabei vorteilhaft so gewählt, daß im vom Sensor 106
erfaßten Wellenlängenbereich nur eine sehr geringe Absorption bzw. Emission auftritt.
Ansonsten würde eine Erwärmung des Fensters 103 beim Meßvorgang zu einer Emis
sion von Infrarotstrahlung führen und das Meßergebnis verfälschen, wenn dieser Effekt
nicht wiederum kompensiert wird. Mögliche Materialien für das Fenster 103 sind
beispielsweise Germanium, Galliumarsenid, Zinkselenid, Chalkogenid-Gläser, sauerstoff
freies Silizium, Polyethylen, Polypropylen oder Copolymere aus Polyethylen und Poly
propylen. In allen Fällen muß der zur Auswertung kommende Wellenlängenbereich auf
den Durchlaßbereich des Materials des Fensters 103 eingegrenzt werden. Für Galliumar
senid und verschiedene Chalkogenid-Gläser kann als Sensor 106 beispielsweise ein
Thermopile-Detektor mit einem Bandfilter für 4-15 µm verwendet werden. Für Germa
nium und Zinkselenid kann der Wellenlängenbereich auf 4-23 µm bzw. 4-20 µm
vergrößert werden.
Weiterhin weist der Meßkopf 1 einen Lichtleiter 104 auf, über den die Infrarotstrahlung
nach dem Passieren des Fensters 103 zu dem Sensor 106 geführt wird.
Um eine zu starke Temperaturdifferenz zwischen Lichtleiter 104 und Sensor 106, aber
auch innerhalb des Sensors 106 zu vermeiden, werden Lichtleiter 104 und Sensor 106
u. a. durch einen Luftspalt 105 von der Außenwand 102 des Meßkopfs 1 thermisch
isoliert. Dabei ist weiterhin die Fläche der mechanischen Kontaktierung der Außenwand
102, des Fensters 103 und des Lichtleiters 104 möglichst gering, um dort lediglich
einen möglichst geringen Wärmefluß zu erzielen.
Weiterhin ist eine thermische Masse 107 im Bereich von Lichtleiter und Sensor an
geordnet. Diese thermische Masse kann beispielsweise durch einen Metallblock gebildet
sein. Dadurch werden zeitliche Temperaturänderungen sowie Temperaturgradienten
reduziert.
Eine aufgebrachte Schutzkappe oder Schutzfolie 101 transmittiert nicht die gesamte
auftreffende IR-Strahlung, sondern reflektiert und absorbiert jeweils bestimmte Anteile
davon. Weiterhin emittiert die Schutzkapppe oder Schutzfolie 101 je nach Temperatur
auch selbst IR-Strahlung. Daher wird vorteilhaft eine aufgesetzte Schutzkappe oder
Schutzfolie 101 detektiert und dann die gemessenen Temperatursignale entsprechend
ausgewertet. Die Detektion der Schutzkappe kann beispielsweise mit Hilfe eines kapazi
tiven, optischen, magnetischen oder mechanischen Detektors 108 durchgeführt werden.
Dieser Detektor ist vorteilhaft in der Außenwand 102 des Meßkopfs 1 eingebracht.
Fig. 1 ist weiterhin zu entnehmen, daß die Schutzkappe oder Schutzfolie 101 ent
sprechend dem Pfeil 109 auf den Meßkopf 1 aufgebracht und wieder von diesem
entfernt werden kann.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich kann bei der Auswertung des Sensorsignales berücksichtigt
werden, ob eine Schutzkappe oder Schutzfolie auf den Meßkopf aufgezogen ist oder
nicht.
Zunächst wird dabei zu Beginn einer Messung in dem Schritt 201 geprüft, ob eine
Schutzkappe oder eine Schutzfolie auf den Meßkopf aufgebracht war oder nicht.
Wenn eine Schutzkappe oder Schutzfolie aufgebracht ist, erfolgt die Signalauswertung
entsprechend einem Schritt 202. Zum Ausgleich der verringerten Transmission durch
eine Schutzkappe reicht dabei im einfachsten Fall die Multiplikation des Sensorsignals
mit einem entsprechenden Korrekturfaktor. Dieser Korrekturfaktor liegt bei dünnen PE-
oder PP-Folien bei etwa 1,08 bis 1,2. Eventuell kann dieser Korrekturfaktor auch
bestimmt werden in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur und/oder der Temperatur
des Meßobjekts.
Wenn keine Schutzkappe oder Schutzfolie aufgebracht ist, erfolgt die Signalauswertung
entsprechend einem Schritt 203.
Die Signalauswertung kann dabei beispielsweise entsprechend dem Schritt 301 derart
erfolgen, daß während einer ersten Zeitdauer, die typischerweise in der Größenordnung
von 1 s oder 2 s liegt, keine Auswertung des Meßsignals vorgenommen wird, um daraus
einen absoluten Wert der zu messenden Temperatur abzuleiten. Wenn der Benutzer
während dieser ersten Zeitdauer das Thermometer u. U. noch nicht richtig positioniert
hat, können dadurch Fehlmessungen vermieden werden.
Diese erste Zeitdauer kann dabei fest vorgegeben werden oder beispielsweise durch den
Signalverlauf des Sensorsignals festgelegt sein.
Diese erste Zeitdauer beginnt vorteilhaft mit der Betätigung einer Taste oder eines
Schalters des Thermometers. Ebenfalls ist es denkbar, diese erste Zeitdauer beginnen zu
lassen, wenn das Sensorsignal auf einen Temperaturanstieg schließen läßt. Wird näm
lich das Thermometer in das Ohr gehalten, steigt die detektierte Temperatur zunächst
an, bis der Meßvorgang so weit eingeschwungen ist, daß die tatsächliche Temperatur
gemessen wird. Die erste Zeitdauer kann also dann beginnen, wenn die detektierte
Temperatur einen solchen Anstieg aufweist.
Die Festlegung der Länge dieser ersten Zeitdauer durch den Signalverlauf kann dabei
vorteilhaft erfolgen, indem der zeitliche Anstieg der gemessenen Temperatur ausge
wertet wird. Während des Einschwingens des Meßvorgangs steigt die Temperatur
vergleichsweise stark an. Ein Kriterium für das Ende des Einschwingvorgangs besteht
dann darin, daß die zeitliche Änderung der Temperatur kleiner oder gleich 0 ist. Das
Kriterium für die Beendigung der ersten Zeitdauer kann dann darin bestehen, daß die
erste Ableitung der Temperatur nach der Zeit unter einem bestimmten Schwellwert liegt,
beispielsweise kleiner oder gleich 0.
Vorteilhaft kann diese Art der Bestimmung der Länge der ersten Zeitdauer auf Messun
gen ohne Schutzkappe oder Schutzfolie beschränkt werden. Wird nämlich ein Thermo
meter mit einer Schutzkappe oder Schutzfolie in das Ohr gehalten, so kommt es zu einer
relativ starken Erwärmung der Schutzkappe oder Schutzfolie zu Beginn der Messung.
Daraus resultierend strahlt die Schutzkappe oder Schutzfolie dann wieder Infrarot-
Strahlung ab. Der zeitliche Temperaturanstieg kommt also nicht in eine "Sättigung"
sondern steigt weiter an, auch wenn dieser Anstieg dann weniger deutlich ausgeprägt
ist. Es läßt sich dann eventuell nicht mit hinreichender Genauigkeit ein Kriterium für das
Ende der ersten Zeitdauer ableiten.
Es ist dabei ebenfalls möglich, die erste Zeitdauer daran anzupassen, ob eine Schutzkap
pe oder Schutzfolie aufgebracht wurde oder nicht.
Die Auswertung entsprechend dem Schritt 302 kann dann beispielsweise erfolgen,
indem mehrere Meßwerte aufgenommen werden und der Meßwert weiter ausgewertet
wird, der der maximalen Temperatur entspricht. Dabei erweist es sich als vorteilhaft,
daß es nicht notwendig ist, daß der Benutzer das Thermometer zu einem bestimmten
Zeitpunkt in der richtigen Position hält.
Dadurch kommt es zu keinen Meßfehlern, wenn der Benutzer das Thermometer zu weit
von dem Meßpunkt weghält. Wenn das in einem solchen Moment gemessene Signal
ausgewertet würde, würde dies zu einer niedrigeren gemessenen Temperatur führen.
Dabei könnte also vorteilhaft auch die Unterdrückung der Signalauswertung zur Be
stimmung einer absoluten Temperatur während der ersten Zeitdauer entsprechend dem
Schritt 301 unterbleiben, da bei diesem Auswertungsverfahren keine daraus resultieren
den Meßfehler auftreten können.
Alternativ kann die Signalauswertung in dem Schritt 302 auch erfolgen, indem während
einer bestimmten Zeitspanne Meßwerte aufgenommen werden und dann bei der Auswertung
ein Mittelwert dieser Meßwerte gebildet wird. Dabei zeigt sich vorteilhaft, daß
die oben beschriebenen Fehler ebenfalls vermieden werden können. Die bestimmte
Zeitspanne kann dabei in einer Größenordnung von einigen Sekunden, insbesondere 2
bis 4 Sekunden liegen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Meßwerte während
der ersten Zeitdauer entsprechend dem Schritt 301 unberücksichtigt bleiben und da
durch das Meßergebnis nicht verfälschen können. In diesem Fall schließt sich also die
bestimmte Zeitspanne an die erste Zeitdauer an.
Insgesamt hat es sich bei einem Ohr-Fieberthermometer als vorteilhaft erwiesen, die
Messungen nach Ablauf einer bestimmten Zeit abzuschließen, die in der Größenordnung
von ca. 4-5 s liegt. Durch das Einführen des Meßkopfs in das Ohr wird das Ohr lokal
abgekühlt. Diese Abkühlung wird dabei nach einer gewissen Zeit erreicht. Vorteilhaft
wird daher die Messung abgeschlossen, bevor diese Abkühlung zu einem falschen
Meßergebnis führt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann daher beispielsweise ein Meßvorgang
nach Ablauf der bestimmten Zeit abgebrochen werden.
Fig. 4 zeigt ein Infrarot-Fieberthermometer mit einem Meßkopf nach Fig. 1 sowie einer
Auswertungseinrichtung 402. In dieser Auswertungseinrichtung 402, die beispielsweise
ein Controller sein kann, erfolgt die Signalauswertung vorteilhaft gemäß dem Verfahrens
ablauf nach Fig. 2 oder 3. Der Auswertungseinrichtung 402 wird dabei das Signal des
Detektors 108 zugeführt. Dieser Detektor 108 ist bereits im Zusammenhang mit der Fig.
1 beschrieben worden. Nach der Signalauswertung wird von der Auswertungsein
richtung 402 ein Display 403 entsprechend angesteuert.
Claims (11)
1. Verfahren zur Auswertung des von einem Infrarotsensor eines Infrarot-Thermo
meters gelieferten Meßsignals, insbesondere zur Messung der Körpertemperatur
des Menschen, wobei das Infrarot-Thermometer einen Meßkopf (1), in dem ein
Infrarotsensor (106) angeordnet ist und auf den eine Schutzkappe oder Schutzfo
lie (101) aufsetzbar ist, sowie einen Detektor (108), der die Zustände aufgesetz
te oder nicht aufgesetzte Schutzkappe oder Schutzfolie (101) erfaßt, und eine
Auswerteeinrichtung (402) für die vom Infrarotsensor (106) und Detektor (108)
gelieferten Signale aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Meßvorgang ohne aufgesetzte Schutz
kappe oder Schutzfolie (101) die im Vergleich zu einer Messung mit aufgesetzter
Schutzkappe oder Schutzfolie (101) dann intensivere Infrarotstrahlung durch
Multiplikation des Meßsignals mit einem Faktor berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor in Abhän
gigkeit von der Umgebungs- und Meßobjekttemperatur bestimmt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu
Beginn des Meßvorganges die während einer ersten festgelegten Zeitdauer
empfangenen Signale nicht ausgewertet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach
Ablauf einer zweiten festgelegten Zeitdauer seit Beginn des Meßvorgangs der
Meßvorgang beendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
während eines Meßvorganges mehrere Meßwerte erfaßt werden und bei der
Auswertung des gelieferten Signals nur der Meßwert zum Tragen kommt, der der
maximalen Temperatur entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus
den bei einem Meßvorgang aufgenommenen Meßwerten zur Bestimmung der
Temperatur der Mittelwert dieser Meßwerte gebildet wird.
7. Infrarot-Thermometer, insbesondere Fieberthermometer, mit einem Meßkopf (1),
in dem ein Infrarotsensor (106) angeordnet ist und auf den eine Schutzkappe
oder Schutzfolie (101) aufsetzbar ist, einem Detektor (1081, der die Zustände
aufgesetzte oder nicht aufgesetzte Schutzkappe oder Schutzfolie 1101) erfaßt,
und einer Auswerteeinrichtung (402) für die vom Infrarotsensor (106) und Detek
tor (108) gelieferten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur
messung die Auswerteeinrichtung (402) die Auswertung des vom Infrarotsensor
(106) gelieferten Signals abhängig von dem vom Detektor (108) gelieferten
Signal gemäß des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche vor
nimmt.
8. Infrarot-Thermometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß
kopf (1) an der Spitze durch ein Fenster (103) dicht abgeschlossen ist.
9. Infrarot-Thermometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen
wand (102) des Meßkopfs (1) aus Kunststoff besteht und das Fenster (103) aus
Germanium, Galliumarsenid, Zinkselenid, einem Chalkogenid-Glas, Silizium,
Polyethylen, Polypropylen oder Copolymeren aus Polyethylen und Polypropylen.
10. Infrarot-Thermometer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß im Inneren des Meßkopfes (1) ein Lichtleiter (104) vorhanden ist, und
daß sich zwischen dem Lichtleiter (104) und der Außenwand (102) ein Luftspalt
(105) befindet.
11. Infrarot-Thermometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im
Bereich von Lichtleiter (104) und/oder dem Infrarotsensor (106) wenigstens eine
thermische Masse (107) vorgesehen ist, daß die thermische Masse (107) mit
dem Lichtleiter (104) und dem Infrarotsensor (106) verbunden ist, und daß die
thermische Masse (107) durch einen Metallblock gebildet ist.
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1996
- 1996-01-08 DE DE19600334A patent/DE19600334C2/de not_active Expired - Lifetime
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