DE3309632A1

DE3309632A1 - Elektronisches klinisches thermometer sowie verfahren und vorrichtung zum laden einer sekundaerzelle desselben

Info

Publication number: DE3309632A1
Application number: DE19833309632
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Ishii; Hideo Ishizaka; Susumu Kobayashi; Yutaka Muramoto
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1983-10-06
Also published as: FR2524143B1; GB2117579A; GB2117579B; DE3309632C2; FR2524143A1; US4684869A; GB8307653D0; US4556837A

Description

European Pateⁿt Ar.o^eys Zugelassene vertrete' vor de Europäischen Patenta-τ;:

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TERUMO KABüSHIKI KAISHA,
Tokio, Japan

TERUMO 152

16. März 1983/wa

Elektronisches klinisches Thermometer sowie
Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer
Sekundärzelle desselben

Elektronisches klinisches Thermometer sowie Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer ,Sekundärzelle desselben

Die Erfindung betrifft ein elektronisches klinisches Thermometer mit Sekundärzelle (Sammler bzw. Akkumulator) als Stromversorgung, speziell mit solchem Aufbau und mit einer solchen eingebauten Schaltung, daß eine Anzahl von Thermometern dieser Art gleichzeitig aufgeladen werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Aufladen (der Sekundärzellen) einer Anzahl solcher elektronischer klinischer Thermometer.

Bisherige elektronische klinische Thermometer enthalten in einem Gehäuse oder Kolben ein wärmeempfindliches Element, etwa einen Thermistor, eine Rechen- und Anzeigeeinheit sowie eine Batterie. Die Rechen-Anzeigeeinheit besteht aus einem großintegrierten bzw. LSI-Schaltkreis zur Umsetzung einer temperaturabhängigen Änderung des Widerstands des wärmeempfindlichen Elements in eine Änderung der Schwingungsfrequenz von Impulsen, zum Korrigieren der Frequenzänderung zwecks Unterdrückung des Einflusses der Nicht-Linearität des wärmeempfindlichen Elements und eur Umwandlung der korrigierten Frequenzänderung in eine Wiedergabe in Celsius- oder Fahrenheit-Graden, die dann auf der Anzeige(einheit) in sichtbarer Form dargestellt wird.

Aufgrund der häufigen Benutzung solcher elektronischer klinischer Thermometer in Krankenhäusern u.dgl. wird neuerdings als stromversorgung für die Rechen-Anzeigeeinheit eine Sekundärzelle benutzt. Für die Aufladung solcher Sekundärzellen sind bereits verschiedene Verfahren entwickelt worden. Gemäß einem solchen Verfahren wird die Sekundärzelle aus dem Gehäuse oder Kolben des Thermometers herausgenommen und dann mittels eines getrennten Ladegeräts aufgeladen. Dieser Ladevorgang gestaltet sich dabei umständlich und zeitraubend, speziell in Kliniken, in denen eine große Zahl solcher Thermometer im Gebrauch steht und häufig aufgeladen werden muß. Nachteilig ist dabei weiterhin, daß das Thermometergehäuse nicht vollkommen flüssigkeitsdicht gekapselt sein kann, so daß solehe Thermometer die Sterilisierung und Reinigung mit Wasser und Chemikalien nicht auszuhalten vermögen. Bei einem anderen Aufladeverfahren wird ein Anschluß zur Verbindung des elektronischen klinischen Thermometers mit einem Ladegerät zum Aufladen der Sekundärzelle des Thermometers verwendet. Nachteilig daran ist, daß der Anschluß zu Schwierigkeiten, wie Kontaktstörung, Anlaß geben kann und das Verbinden der einzelnen Thermometer mit dem Ladegerät umständlich und zeitraubend ist. In der Praxis ist daher das gleichzeitige Aufladen einer Anzahl solcher Thermometer schwierig.

Ein großes elektronisches klinisches Thermometer weist ein eingebautes Ladegerät auf, das zum Aufladen mit einem Netzstromanschluß verbunden wird. Das Ladegerät besitzt dabei selbst große Abmessungen, und jedes Thermometer benötigt einen Anschluß(stecker) zur Verbindung mit dem Netz. Zudem können bei einem solchen Thermometer Kontaktstörungen am Anschluß auftreten, und es läßt sich nicht ohne weiteres reinigen und sterilisieren.

Bei einem anderen bisherigen Aufladeverfahren sind ein elektronisches klinisches Thermometer und ein von diesem getrenntes Ladegerät an Unter- bzw. Oberseite mit Spulen versehen, die dadurch elektromagnetisch aneinander angekoppelt werden können, daß das im wesentlichen kastenförmige Thermometer auf eine vorgegebene Stelle des Ladegeräts aufgesetzt wird, um die Sekundärzelle des Thermometers aufzuladen. Hierbei ist eine wirksame Aufladung nur dann möglich, wenn die Spulen zur einwandfreien gegenseitigen elektromagnetischen Ankopplung sehr genau zueinander ausgerichtet werden; zudem können mehrere Thermometer dieser Art nicht gleichzeitig aufgeladen werden. Für diesen Zweck muß eine der Zahl der aufzuladenden Thermometer entsprechende Zahl von Ladegerätspulen vorgesehen werden. Demzufolge vergrößern sich die Abmessungen des Ladegeräts bis zu dem Punkt, an welchem es für die praktische Verwendung ungeeignet wird, sofern nicht eine große Zahl solcher Thermometer damit aufgeladen werden sollen.

Mit den beschriebenen Verfahren lassen sich somit die Sekundärzellen mehrerer elektronischer klinischer Thermometer nicht wirksam bzw. wirtschaftlich gleichzeitig aufladen. Hierdurch wird der Vorteil der Verwendung von Sekundärzellen, die nicht periodisch ausgewechselt zu werden brauchen, insbesondere in Kliniken und dgl., in denen eine große Zahl solcher Thermometer verwendet wird, zunichte gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Ausschaltung der Mangel des Stands der Technik durch Schaffung eines verbesserten elektronischen klinischen Thermometers, das klein gebaut, einfach zu benutzen und zuverlässig im Gebrauch ist und dabei einen solchen Aufbau und eine solche eingebaute Schaltung aufweist, daß

η β*· ·9Ο· *

ff.

sich eine größere Zahl solcher Thermometer gleichzeitig aufladen lassen.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum wirksamen bzw. wirtschaftlichen gleichzeitigen Aufladen (der Sekundärzellen) einer beliebigen Zahl elektronischer klinischer Thermometer mit eingebauten Sekundärzellen als Stromversorgung, insbesondere durch gegenseitige Induktion mit niedriger statistischer Streuung zwischen einer Stromabnahmespule im Thermometer und einer Stromübertragungsspule in der Vorrichtung, indem das Thermometer einfach in im wesentlichen lotrechter Stellung auf die Vorrichtung gestellt wird.

Die Erfindung bezweckt weiterhin die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers während seiner Sterilisierung.

Die genannte Aufgabe i-fird bei einem elektronischen klinischen Thermometer der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltung zur Messung und Anzeige der Temperatur eines zu messenden (Körper-)Teils, durch eine Sekundärzelle zur Speisung der Schaltung mit elektrischem Strom, durch einen mit der Sekundärzelle verbundenen Gleichrichter, durch eine mit letzterem verbundene Stromabnahmespule zum Induzieren einer Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die Stromabnahmespule einwirkenden externen Magnetfelds und durch ein hohles, stabförmiges Gehäuse bzw. Kolben zur Aufnahme der Schaltung, der Sekundärzelle, des Gleichrichters und der Stromabnahmespule, wobei die Sekundärzelle durch die Spannung aufladbar ist, die in Abhängigkeit von der Änderung des externen Magnetfelds in der

Stromabnahmespule induzierbar ist.

Ein Merkmal besteht dabei darin, daß die Stromabnahmespule um die Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens herum angeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung liegen darin, daß die Stromabnahmespule einen'sich praktisch parallel zur Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens erstreckenden größeren Durchmesser besitzt und daß der Gleichrichter ein mit der Sekundärzelle in Reihe geschaltetes Strombegrenzerelement aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektronisches klinisches Thermometer mit einer Schaltung zur Messung und Anzeige der Temperatur eines zu messenden (Körper-)Teils, einer Sekundärzelle zur Speisung dieser Schaltung mit elektrischem Strom, einem mit der Sekundärzelle verbundenen Gleichrichter, einer mit letzterem verbundenen Stromabnahmespule zum Induzieren einer Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die Stromabnahmespule einwirkenden externen Magnetfelds und einem hohlen, stabförmigen Gehäuse bzw. Kolben zur Aufnahme der Schaltung, der Sekundärzelle, des Gleichrichters und der Stromabnahmespule in eine zylindrische Ausnehmung in einer Ladevorrichtung mit einer um diese Ausnehmung herum angeordneten Stromübertragungsspule eingesetzt wird, daß ein Wechselstrom durch die Stromübertragungsspule geleitet wird, um diese ein Magnetfeld zur Erzeugung eines die Stromabnahmespule durchfließenden Stroms erzeugen zu lassen, und daß die Sekundärzelle über den Gleichrichter mit dem so erzeugten Strom aufgeladen wird.

Ein spezielles Merkmal dieses Verfahrens ist, daß die Stromabnahmespule um eine Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens herum angeordnet ist, daß die Stromübertragungsspule um die zylindrische Ausnehmung

B herum gewickelt ist und daß das von der Stromübertragungsspule erzeugte Magnetfeld ein Wechselmagnetfeld ist.

In weiterer Ausgestaltung kennzeichnet sich dieses Verfahren dadurch, daß die Stromabnahmespule einen sich praktisch parallel zur Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens erstreckenden größeren Durchmesser besitzt, daß die Stromübertragungsspule einen Satz von mindestens drei in praktisch gleichen Winkelabständen um die zylindrische Ausnehmung herum angeordneten Spulen umfaßt und daß das von der Stromübertragungsspule erzeugte Magnetfeld ein umlaufendes bzw. drehendes Magnetfeld ist.

Das obige Verfahren läßt sich durchführen mittels einer Vorrichtung zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers mit einer Schaltung zur Messung und Anzeige der Temperatur eines zu messenden (Körper-)Teils, einer Sekundärzelle zur Speisung dieser Schaltung mit elektrischem Strom, einem mit der Sekundärzelle verbundenen Gleichrichter, einer mit letzterem verbundenen Stromabnahmespule zum Induzieren einer Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die Stromabnahmespule einwirkenden externen Magnetfelds und einem hohlen, stab förmigen Gehäuse bzw. Kolben zur Aufnahme der Schaltung, der Sekundärzelle, des Gleichrichters und der Stromabnahmespule, die gekennzeichnet ist durch einen Behälter mit einer zylindrischen Ausnehmung zur Aufnahme des elektronischen klinischen Thermometers,durch eine um die Ausnehmung herum ausgeordnete Stromübertragungs-

epule und durch eine Wechselstromversorgung zur Lieferung eines Wechselstroms zur Stromübertragungsspule, wobei die Sekundärzelle durch Erregung oder Anregung der Stromabnahmespule durch induktive Ankopplung zwisehen Stromübertragungs- und Stromabnahmespule aufladbar ist.

Merkmale dieser Vorrichtung bestehen darin, daß die zylindrische Ausnehmung einen Innendurchmesser entsprechend 1/V2 oder weniger der Länge des aufzunehmenden Thermometers und eine den Innendurchmesser übersteigende axiale Länge besitzt und daß die Stromübertragungsspule um die zylindrische Ausnehmung herum gewickelt ist.

In weiterer Ausgestaltung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromversorgung eine Wandlereinheit zur Umwandlung eines Netz-Wechselstroms in einen Gleichstrom und eine zwischen die Wandlereinheit und die Stromübertragungsspule geschaltete Oszillatorschaltung zur Erzeugung eines Wechselstroms mit einer höheren Frequenz als derjenigen des Netz-Wechselstroms und zur Lieferung des erzeugten Wechselstroms zur Stromübertragungsspule aufweist.

Weitere Ausgestaltungen kennzeichnen sich dadurch, daß die Stromübertragungsspule einen Satz von mindestens drei in gleichen Winkelabständen um die zylindrische Ausnehmung herum angeordneten Spulen aufweist und daß die Wechselstromversorgung die Spulen(einheiten) der Stromübertragungsspule mit Strömen verschiedener Phasen beschickt, um in der zylindrischen Ausnehmung ein umlaufendes bzw. drehendes Magnetfeld zu erzeugen.

In noch weiterer Ausgestaltung betrifft die Erfindung

eine Vorrichtung zum Aufladen eines'elektronischen klinischen Thermometers mit einer Sekundärzelle als Stromversorgung und einer in einer Axialstellung im Thermometer angeordneten Stromabnahmespule zur Lieferung eines Ladestroms zur Sekundärzelle, die gekennzeichnet ist durch einen zylindrischen Behälter mit einem Raum, in den das elektronische klinische Thermometer im wesentlichen lotrecht bzw. mit einer Schräglage einsetzbar ist, durch eine Anlagekante zur Unterstützung des Thermometers in schräger Lage im Behälter praktisch mit entsprechend ausgerichteter Stromabnahmespule und durch an der Anlagekante in gegenseitigen Abständen angeordnete Stromübertragungsspulen, wobei eine gegenseitige Induktion (mutual inductance) mit geringer statistischer Streuung zwischen Stromübertragungs- und Stromabnahmespulen herbeiführbar ist.

Diese Vorrichtung kennzeichnet sich auch dadurch, daß der Behälter eine zylindrische Ausnehmung mit einer durch eine Umfangskante gebildeten oberseitigen öffnung aufweist, daß die Anlagekante durch die Umfangskante gebildet ist und daß die Stromübertragungsspulen in den gegenseitigen Abständen dicht an der oberseitigen öffnung gewickelt sind.

In noch weiterer Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers mit einer Sekundärzelle als Stromversorgung und einer in einer Axialstellung im Thermometer angeordneten Stromabnahmespule zur Lieferung eines Ladestroms zur Sekundärzelle, die gekennzeichnet ist durch einen zylindrischen Behälter mit einem Raum, in den das elektronische klinische Thermometer im wesentlichen lotrecht bzw. mit einer Schräglage einsetzbar ist, durch eine im zylindrischen Behälter enthal-

- U-

tene antiseptische Lösung, durch eine Anlagekante zur Unterstützung des Thermometers in schräger Lage im Behälter praktisch mit entsprechend ausgerichteter Stromabnahmespule und durch an der Anlagekante in gegenseitigen Abständen angeordnete Stromübertragungsspulen, wobei eine gegenseitige Induktion (mutual inductance) mit geringer statistischer Streuung zwischen Stroraübertragungs- und Stromabnahmespulen herbeiführbar ist, bei welcher der Behälter eine zylindrische Ausnehmung zur Aufnahme eines mit der antiseptischen Lösung gefüllten Behälters aufweist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei-

Fig. 1 ein Schaltbild eines elektronischen klinischen Thermometers mit eingebauter Sekundärzelle (Sammler) als Stromversorgung sowie einer Ladevorrichtung, jeweils gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Thermometers gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer in das Thermometer eingebauten Rechen- und Anzeigeeinheit,

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung mehrerer elektro nischer klinischer Thermometer während des Aufladevorgangs mittels der Ladevorrichtung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines elektronischen klinischen Thermometers und einer Ladevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform . der Erfindung,

ι ο α

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Fig. 6 eine Aufsicht sur Darstellung der Relativanordnung von Stromübertragungsspulen bei noch einer anderen Äusführungsform der Erfindung und

Fig. 7 ein Schaltbild des Anschlusses von Stromübertragungsspulen bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Ein durch eine Sekundärzelle (Sammler bzw. Akkumulator) gespeistes elektronisches klinisches Thermometer 100 gemäß der Erfindung weist ein hohles, kolbenförmiges Gehäuse 102 aus einem Kunststoff, wie Polypropylen oder Styrol-Butadien-Acrylnitrilharz, und mit größeren Abmessungen als ein flaches klinisches Quecksilberthermometer auf. Gemäß Fig. 2 weist das Thermometer 100 auch ein wärmeempfindliches Element 104, etwa einen Thermistor, sowie eine Rechen- und Anzeigeeinheit 106 in Form eines großintegrierten bzw. LSI-Schaltkreises, auflad bare Sekundärzellen BT und eine um die Längsachse des Gehäuses 102 herum angeordnete Stromabnahmespule L21 auf, wobei diese Teile sämtlich flüssigkeitsdicht in das Gehäuse 102 eingekapselt sind.

Temperaturmessungen erfolgen mittels der den Aufbau gemäß Fig. 3 besitzenden Rechen-Anzeigeeinheit 106.

Eine temperaturabhängige Änderung des Widerstandswerts des wärmeempfindlichen Elements 104 wird in eine Änderung der Schwingungsfrequenz eines Äusgangssignals eines RC-Oszillators 108, an den das wärmeempfindliehe Element 104 angeschlossen ist, umgesetzt. Die Frequenzänderung wird durch einen Zähler 110 gezählt. Eine Datenverarbeitungsschaltung 116 korrigiert die Zählung des Zählers 110 auf der Grundlage von temperaturbezogenen Korrekturdaten, die in einem leistungslosen bzw. nicht-flüchtigen Speicherelement 112 für das

ja 0

Element 104 und den Oszillator 108 abgespeichert sind. Die korrigierte Größe wird in eine Temperaturanzeige in Grad Celsius oder Grad Fahrenheit umgewandelt, die in einem Randomspeicher RAM gespeichert und auf einer An- zeige 114 in sichtbarer Form wiedergegeben wird.

Wahlweise kann das nicht-flüchtige Speicherelement 112 durch einen Speicher ersetzt werden, der Korrelationsdaten zwischen dem Ausgangssignal des Zählers 110 und der Temperatur speichert (vgl. JP-OS 57-117088). Im vorliegenden Fall können die Temperaturdaten nach Maßgabe des Ausgangssignals des Zählers 110 aus dem nichtflüchtigen Speicherelement ausgelesen werden.

Gemäß Fig.·1 ist die Stromabnahmespule L21 über eine Diode D21 und einen strombegrenzenden Widerstand R21 (parallel) über die Sekundärzellen BT geschaltet. Gemäß Fig. 2 befindet sich die Stromabnahmespule L21 im wesentlichen zentral im Gehäuse 102. Die Diode D21 und der Widerstand R21 können in der Rechen-Anzeigeeinheit 106 angeordnet sein. Die Diode D21 bewirkt eine Gleichrichtung eines in der Spule L21 induzierten Stroms durch Halbweg - Gleichrichtung. Der Widerstand R21 dient zum Stabilisieren eines beim Aufladen der Sekundärzellen BT fließenden Stroms. Die Sekundärzellen, bei der dargestellten Ausführungsform Nickel-Cadmium-Zellen, speisen die Rechen-Anzeigeeinheit 106 mit elektrischem Strom.

Die Schaltung der Rechen-Anzeigeeinheit 106 wird durch die Sekundärzellen BT ständig mit Strom gespeist und enthält einen kontaktlosen Schalter. Im normalen, unwirksamen Zustand wird nur ein Teil der Rechen-Anzeigeeinheit 106, der für eine grobe Temperaturüberwachung mit dem wärmeempfindlichen Element 104 benötigt wird, aktiviert, während sich der Rechenabschnitt, der Anzeige-

ο α β · » λ < α β · ο ο« β ο

abschnitt (nicht dargestellt) und ^ie anderen Schaltkreise in Form eines Mikrorechners in einem Bereitschaftszustand befinden. Wenn das elektronische klinische Thermometer nicht benutzt wird, verbraucht es somit nur eine geringe Strommenge. Das wärmeempfindliche Element 104 überwacht normalerweise die Temperatur eines Teils eines menschlichen Körpers mit vergleichsweise grober Auflösung, beispielsweise während einer festen Zeitspanne von 4 s, zur überwachung der Schwingungsfrequenz mit kurzen Durchtastzeiten (gating times). Wenn sich das Thermometer in Berührung mit dem menschlichen Körper befindet und die Temperatur bei einer bestimmten Höhe von z.B. 30°C in einem bestimmten Ausmaß, z.B. 0,3 C je 4 s ansteigt, wird der kontaktlose Schalter betätigt, um die anderen Schaltkreise der Rechen-Anzeigeeinheit 105 sur Überwachung der Schwingungsfrequenz mit längeren Durchtastzeiten bei einer Periode von z.B. 1 s an Spannung zu legen. Die Temperaturmessung erfolgt daher mit höherer Auflösung.

Anstelle des kontaktlosen Schalters kann ein nicht dargestellter magnetischer Zungenschalter mit Ruhekontakten zur Verbindung der Rechen-Änzeigeeinheit 106 mit den Sekundärzellen BT benutzt werden. Ein Etui zur Unterbringung des elektronischen klinischen Thermometers 100 weist dabei einen Dauermagneten in einer Lage auf, in welcher sich der Zungenschalter befindet, wenn das Thermometer 100 in das Etui eingelegt ist. Beim Einlegen des Thermometers 100 in das Etui wird der Kontakt des Zungenschalters unter dem durch d@n Dauermagneten erzeugten Magnetfelds geöffnet. Die Rechen-Anzeigeeinheit 106 wird hierbei durch die Sekundärzellen BT nur dann gespeist, wenn das Thermometer 100 aus dem Etui entnommen worden ist. Mittels des Zungenschalters oder des kontaktlosen Schalters kann die Stromaufnahme von den

Sekundärzellen BT herabgesetzt werden.

Das durch die Sekundärzellen gespeiste elektronische klinische Thermometer besitzt eine solche stabförmige äußere Gestalt, daß mehrere derartige Thermometer ohne weiteres zusammen in einen Raum eingebracht werden können, in welchem die Magnetflußdichte großen Änderungen unterliegt bzw. die Aufladewirksamkeit groß ist, wenn diese Thermometer durch induktive Ankopplung aufgeladen werden.

Eine Ladevorrichtung 200 (Fig. 1) umfaßt eine Stromversorgungseinheit (Netzgerät) 202 zum Gleichrichten eines an einem Stecker 204 abgenommenen Netz-Wechselstroms und einen Oszillator 206 zur Lieferung einer vergleichsweise hohen Frequenz mittels des von der Stromversorgungseinheit 202 gelieferten Gleichstroms. Die Stromversorgungseinheit 202 besteht aus zwei Dioden D11, D12 als Spannungsverdoppler für die Gleichrichtung, einem Kondensator C12 zur Unterdrückung von Welligkeit, wobei Dioden und Kondensator zu einem π-Netz geschaltet sind, eine (Schmelz-)Sicherung F, Widerstände R11, R12 und einen Kondensator C11, über welche die Dioden und der Kondensator des π-Netzes mit dem Stecker 204 verbunden sind. Der gleichgerichtete Gleichstrom wird über Leitungen 208, 210 zum Oszillator 206 geleitet. Zwischen die Leitungen 208, 210 sind ein npn-Transistor Q und ein mit diesem in Reihe geschalteter Kondensator C12 geschaltet. Die Basis des Transistors Q ist über einen Widerstand R13 und einen zu diesem parallelgeschalteten Kondensator C14 an die eine Klemme einer Spule L12 angeschlossen. Die andere Klemme der Spule L12 ist mit der Leitung 208 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q ist mit der Kathode einer Diode D13 und über die Leitung 208 mit einer Stromübertragungsspule LI1 verbunden. Die

Spulen L11 und L12 sind magnetisch gekoppelt, so daß sie eine positive Rückkopplungs- bzw. Mitkopplungsschleife zum Transistor Q über den Kondensator C14 bilden. Bei dieser Konstruktion kann der Transistor Q auf einer Frequenz schwingen, die wesentlich höher ist als die Frequenz des von einem Netzstromanschluß zur Stromversorgungseinheit 202 gelieferten Wechselstroms. Das Schwingungsausgangssignäl des Transistors Q wird zur Stromübertragungsspule L11 geleitet» Durch zweckmäßige Wahl der Schaltungskonstanten zwecks Erhöhung der Schwingungsfrequenz kann ein hoher Wirkungsgrad mit einer kleinen Windungszahl der Spulen erzielt werden, so daß der Gesamtaufbau der Ladevorrichtung kleinere Abmessungen erhalten kann«

Gemäß Fig. 4 ist die Ladevorrichtung 200 in einem kastenförmigen Gehäuse 222 untergebracht, das eine becherförmige, zylindrische Ausnehmung 220 zur Aufnahme einer Anzahl von stabförmigen elektronischen klinischen Thermometern 100 aufweist, die nicht vorher zu einem Bündel zusammengefaßt zu werden brauchen. Zur besseren Verdeutlichung ist in Fig. 4 nur die Stromüber- -tragungsspule LI1 dargestellt.

Die in schräger, etwa lotrechter Lage in die zylindrische Ausnehmung 220 eingesetzten Thermometer 100 stützen sich an einem Boden 226 und einer Randkante 220" als Anlagekante der Ausnehmung 220 ab» Letztere besitzt eine solche Tiefe, daß die Stromabnahmespulen L21 der in die Vertiefung 220 eingesetzten Thermometer 100 im wesentlichen auf der Höhe der im Gehäuse 222 neben der Anlagekante 220' montierten Stromübertragungsspule L11 ausgerichtet sind. Die in die zylindrische Ausnehmung 202 eingesetzten Thermometer 100 legen sich im wesentlichen in schräger Lage an die Anlagekante 220' an, wobei zwi-

Γ 32-sehen der Stromübertragungsspule L11 und der Stromabnahmespule L21 eine gegenseitige Induktion mit niedriger statistischer Verteilung oder Streuung entsteht.

Die Stromübertragungsspule L11 ist um die obere bzw. Einsetzöffnung der zylindrischen Ausnehmung 220 herum angeordnet, die ihrerseits so ausgeformt ist, daß sie einen die elektronischen klinischen Thermometer TOO enthaltenden Behälter 224, beispielsweise einen gewohnlichen Becher, aufzunehmen vermag. Obgleich in Fig. 4 die Thermometer 100 in einem solchen Becher angeordnet sind, können sie - wie erwähnt - auch unmittelbar in die zylindrische Ausnehmung 220 gestellt werden. Der Behälter 224 besteht - wie üblich - aus Glas oder Kunststoff. Wenn der Behälter 224 zum Ablegen der Thermometer 100 benutzt wird, ist der Boden der zylindrischen Ausnehmung 220 keinerlei Formeinschränkungen unterworfen, sofern er den abgesetzten Behälter 224 zu tragen vermag. Der Behälter 224 kann ein oder mehrere Thermometer 100 der in Fig. 2 dargestellten Art mit nach unten gerichtetem wärmeempfindlichen Element 104 aufnehmen. Wenn sich mehrere Thermometer 100 in dem in die Ausnehmung 220 eingesetzten Behälter 224 befinden, liegen ihre Stromabnahmespulen L21 unabhängig von der jeweiligen Lage der Thermometer 100, beispielsweise der Lagen A, B, C und D gemäß Fig. 4, stets in dichter Nähe zur Stromübertragungsspule L11. Die Stromabnahmespulen L21 befinden sich somit in einem Raum, in welchem sich die Magnetflußdichte innerhalb eines durch die Stromübertragungsspule L11 erzeugten Wechselmagnetfelds stark ändert. Die Stromübertragungsspule L11 der Ladevorrichtung 200 und die Stromabnahmespulen L21 der Thermometer 100 sind auf die durch die gegenseitige Induktion (mutual inductance) M in Fig. 1 angedeutete Weise elektromagnetisch induktiv aneinander angekoppelt.

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Die in den Thermometern 100 enthaltenen Sekundärzellen können auf diese Weise ohne die Notwendigkeit für eine genaue Ausrichtung sicher aufgeladen werden, indem die Thermometer 100 einfach in die zylindrische Ausnehmung 220 eingesetzt werden.

Je kleiner Abstand und Winkel zwischen den Spulen L11 und L21 sind,um so größer ist die erzielte induktive Ankopplung. Zur Verhinderung eines Überladens werden die Sekundärzellen BT fortlaufend mit einem kleinen Strom aufgeladen, d.h. durch Pufferladung. Der Behälter 224, die Stromübertragungsspule L11 und die Stromabnahmespulen L21 sollten bezüglich Abmessungen und gegenseitiger Lagenbeziehung so gewählt sein, daß die Sekundärzellen BT entsprechend ihren jeweiligen Ladekennlinien aufgeladen werden und übermäßige oder unzureichende Aufladung vermieden wird. Versuche haben gezeigt, daß die Sekundärzellen ohne weiteres in der Stellung C (Fig. 4) des Thermometers 100 aufgeladen werden können, wenn der Winkel zwischen Längsachse des Thermometers und dem Boden des Behälters 224 etwa 45° oder mehr beträgt. Das Thermometergehäuse 102 besteht dabei beispielsweise aus Kunststoff und besitzt einen Durchmesser von 15 mm. Die Stromabnahmespule L21 besitzt 1000 Windungen, eine Selbstinduktivität von 5,5 mH und einen Durchmesser von 6 mm; sie ist in einem Abstand von 40 mm vom distalen Ende des Thermometergehäuses 102, an welchem sich das wärmeempfindliche Element 104 befindet, im Gehäuse 102 angeordnet. Mehrere elektronische klinische Thermometer 100 dieser Konstruktion werden in den Behälter 224 in Form eines handelsüblichen Bechers eines Fassungsvermögens von 200 ml, eines Durchmessers von 60 ml und einer Höhe von 80 mm gestellt. Die Stromübertragungsspule L11 ist im Gehäuse 222 der Ladevorrichtung 200 in einer Höhe von 35 mm über dem Boden 226 der zylindrischen Ausneh-

mung 220 montiert. Die Spule L11 weist 200 Windungen, eine Selbstinduktivität von 6,6 inH und einen Durchmesser von 80 mm auf. Nickel-Cadmium-Zellen einer Nennkapazität von 10 mAh erfordern einen Pufferladestrom im Bereich von 50 - 330 μΑ. Mit einem strombegrenzenden Widerstand R21 eines Widerstandswerts von 10 k/l können ausreichend große Ladeströme erzielt werden, beispielsweise solche von 103 μΑ in der Position A, von 74 μΑ in der Position B, von 52 μΑ von Position C bzw. von 67 μΑ in der Position D.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Ladevorrichtung und des elektronischen klinischen Thermometers erläutert.
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Mindestens ein elektronisches klinisches Thermometer wird in den Behälter 224 gestellt, der dann in die zylindrische Ausnehmung 220 in der Ladevorrichtung gesetzt wird. Auf diese Weise können ein oder mehrere Thermometer in einem kleinen Raum guter Aufladewirksamkeit untergebracht werden, wobei eine enge induktive Ankopplung zwischen der Stromübertragungsspule L11 und den Stromabnahmespulen L21 gewährleistet wird. Der über den Stecker 204 zugeführte Netzstrom wird durch die Stromversorgungseinheit 202 gleichgerichtet, und der gleichgerichtete Gleichstrom wird über die Leitungen 208, 210 zum Oszillator 206 geleitet. Da die Stromübertragungsspulen L11, L12 magnetisch gekoppelt sind und eine Mitkopplungsschleife zum Transistor Q besteht, schwingt letzterer auf einer Frequenz, die wesentlich höher ist als die Netz-Wechselstromfrequenz. Die Stromübertragungsspule L11 wird durch die Schwingungsfrequenz zur Erzeugung eines sie umschließenden Hochfrequenz-Wechselmagnetfelds angeregt, wodurch ein Wechselstrom in den Stromabnahmespulen L21 der Thermometer

induziert wird, die induktiv an die Stromübertragungsspule L11 angekoppelt sind. Der hierbei in jeder Stromabnahmespule L21 induzierte Wechselstrom wird durch die Diode D21 zu einem Gleichstrom gleichgerichtet, welcher die Sekundärzellen BT über den stroanbegrenzenden Widerstand R21 auflädt.

Nach dem Aufladen werden die Thermometer 100 zur Benutzung aus dem Behälter 224 entnommen. Wenn die Rechen-Anzeigeeinheit 106 einen kontaktlosen Schalter für Temperaturmessung bei Berührung mit einem menschlichen Körper aufweist <, werden alle Schaltungen oder Schaltkreise in dieser Einheit 106 wirksam, wenn ein Temperaturanstieg auf 30 C oder mehr mit einer Geschwindigkeit von 0,3 C oder mehr in jeweils 4 s festgestellt wird, so daß eine Temperaturmessung mit hoher Auflösung erfolgt. Die gemessene Temperatur wird an der Anzeige 114 der Rechen-Anzeigeeinheit 106 während einer bestimmten Zeitspanne angezeigt, und zwar in Abhängigkeit von der Erfassung eines Temperaturabfalls aufgrund der Trennung des Thermometers 100 von der Meßstelle am menschlichen Körper oder nach Maßgabe einer in einem Zeitgeberschalter für die Temperaturmessung eingestellten Zeitspanne.

Fig. 5 veranschaulicht ein elektronisches klinisches Thermometer mit Sekundärzellen als Stromversorgung gemäß einer anderen Äusführungsform der Erfindung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung sum Aufladen dieser Sekundärzellen. Das elektronische klinische Thermometer 100a weist eine praktisch parallel sur Achse seines Kolbens 102 liegende Stromabnahmespule L21a auf. Eine in Fig. 5 nicht näher veranschaulichte Ladevorrichtung umfaßt eine Anzahl von Stromübertragungsspulen L11a L11f, deren Windungen jeweils in Ebenen praktisch

parallel zur ümfangsflache eines Behälters 224 gewickelt sind und die ihrerseits um den Behälter 224 herum angeordnet sind. Die Stromübertragungsspulen L11a - L11f werden durch Wechselströme erregt bzw. angeregt, die in einer bestimmten Sequenz angelegt werden, so daß im Behälter 224 ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt wird. Die elektromagnetisch an die Stromübertragungsspulen L11a - L11f angekoppelte Stromabnahmespule L21a des Thermometers 100a wird durch das umlaufende Magnetfeld unter Erzeugung einer elektromotorischen Kraft zum Aufladen der Sekundärzellen erregt. Obgleich gemäß Fig.5 sechs Stroinübertragungsspulen L11a - L11f dargestellt sind, ist die Erfindung keineswegs hierauf beschränkt, vielmehr können auch drei oder mehr derartige Strom-Übertragungsspulen vorgesehen sein, wie sie zur Erzeugung des umlaufenden Magnetfelds benötigt werden. Die Stroraübertragungsspulen können unmittelbar durch nü-t einem üblichen Netzstecker abgenommene Dreiphasen-Wechselströme erregt werden. Wenn die Stromabnahmespule im Thermometer 100a groß genug ist, können die Sekundärzellen mit einem niederfrequenten Strom wirksam aufgeladen werden.

Da die Dreiphasen-Netzwechselströme um 120 außer Phase sind, sollten die Stromübertragungsspulen L11a - L11f gemäß Fig. 6 in elektrischen Winkelabständen von 180° und mechanischen Winkelabständen von 60° angeordnet oder gemäß Fig. 7 einfach in Sternschaltung geschaltet sein, um ein umlaufendes Magnetfeld zu erzeugen.

Erfindungsgemäß können somit ein einziges elektronisches klinisches Thermometer oder eine beliebige Zahl solcher Thermometer sicher und wirksam gleichzeitig mittels einer einzigen Ladevorrichtung aufgeladen werden, ohne daß die in den Thermometern angeordneten Spulen genau ausgerich-

tet zu werden brauchen. Die maximale Zahl der auf diese Weise aufladbaren Thermometer wird nur durch die Abmessungen des sie aufnehmenden Behälters begrenzt. Die elektrische Stromzufuhr von der Ladevorrichtung zu den Sekundärzellen in den elektronischen klinischen Thermometern erfolgt durch induktive Ankopplung zwischen der Stromübertragungsspule und den Stromabnahmespulen, je-

doch nicht über irgendwelche mechanischen Kontakte. Infolgedessen kann das Gehäuse bzw. der Kolben des Thermometers flüssigkeitsdicht gekapselt sein und somit eine Sterilisierung und Reinigung ohne weiteres aushalten. Das erfindungsgemäße Thermometer läßt sich leichter aufladen, als sich die bisherigen klinischen Quecksilberthermometer reinigen lassen, und in Bechern o.dgl. aufbewahren. Das erfindungsgemäße Thermometer kann aufgeladen werden, während es sich in einem eine antiseptische Lösung enthaltenden Behälter befindet. Die elektrische Verbindung zwischen der Ladevorrichtung und dem aufzuladenden elektronischen klinischen Thermometer ist dabei nicht mit Störungseinflüssen, wie Kontaktstörungen, behaftet, die bei mechanischen Kontakten vorkommen können. Das Gehäuse bzw. der Kolben des erfindungsgemäßen Thermometers besitzt keinerlei Vorsprünge, etwa in Form eines von Hand zu betätigenden Schalters, so daß diesbezüglich keine Störungsgefahr durch ungewollte Betätigung eines solchen Vorsprungs besteht; durch dieses Merkmal wird eine verbesserte Zuverlässigkeit im Gebrauch gewährleistet. Die Ladevorrichtung speist die Stromübertragungsspule mit einem Strom einer Schwingungsfreguenz, die über der Frequenz des NetzStroms liegt. Infolgedessen können die Stromübertragungsspule in der Ladevorrichtung sowie die Stromabnahmespule im elektronischen klinischen Thermometer in Form von Hochleistungsspulen mit kleiner Windungszahl vorliegen. Aus diesem Grund können sowohl das elektronische klinische Thermo-

meter als auch die Ladevorrichtung jeweils kleinere Abmessungen besitzen.

Obgleich vorstehend einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, ist die Erfindung selbstverständlich keineswegs hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die Stromübertragungsspule in der Ladevorrichtung unmittelbar durch ein Wechselstromnetz gespeist werden, falls auf kleinere Abmessungen der Ladevorrichtung verzichtet werden kann.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

, 1." Elektronisches klinisches Thermometer, gekennzeichnet durch eine Schaltung (106) zur Messung und Anzeige der Temperatur eines zu messenden (Körper-)-Teils, durch eine Sekundärzelle (BT) zur Speisung der Schaltung (106) mit elektrischem Strom, durch einen mit der Sekundärzelle (BT) verbundenen Gleichrichter, durch eine mit letzterem verbundene Stromabnahmespule (L21) zum Induzieren einer Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die Stromabnahmespule (L21) einwirkenden externen Magnetfelds und durch ein hohles, stabförmiges Gehäuse bzw. Kolben (102) zur Aufnahme der Schaltung (106), der Sekundärzelle (BT), des Gleichrichters und der Stromabnahmespule (L21), wobei die Sekundärzelle (BT) durch die Spannung aufladbar ist, die in Abhängigkeit von der Änderung des externen Magnetfelds in der Stromabnahmespule (L21) induzierbar ist.
2. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmespule (L21) um die Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens (102) herum angeordnet ist.
3. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmespule (L21a) einen sich praktisch parallel zur Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens (102) erstreckenden größeren

Durchmesser besitzt,
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4. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter ein mit der Sekundärzelle (BT) in Reihe geschaltetes Strombegrenzerelement (R21) aufweist.
5. Verfahren zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektronisches klinisches Thermometer mit einer Schaltung zur Messung und Anzeige der Temperatur eines zu messenden (Körper-)Teils, einer Sekundärzelle zur Speisung dieser Schaltung mit elektrischem Strom, einem mit der Sekundärzelle verbundenen Gleichrichter, einer mit letzterem verbundenen Stromabnahmespule zum Induzieren einer Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die Stromabnahmespule einwirkenden externen Magnetfelds und einem hohlen, stabförmigen Gehäuse bzw. Kolben zur Aufnahme der Schaltung, der Sekundärzelle, des Gleichrichters und der Stromabnahmespule in eine zylindrische Ausnehmung in einer Ladevorrichtung mit einer um diese Ausnehmung herum angeordneten Stromubertragungsspule eingesetzt wird, daß ein Wechselstrom durch die Stromübertragungsspule geleitet wird, um diese ein Magnetfeld zur Erzeugung eines die Stromabnahmespule durchfließenden Stroms erzeugen zu lassen, und daß die Sekundärzelle über den Gleichrichter mit dem so erzeugten Strom aufgeladen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmespule um eine Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens herum angeordnet ist, daß die Stromübertragungsspule um die zylindrische Ausnehmung herum gewickelt ist und daß das von der Stromübertragungsspule erzeugte Magnetfeld ein Wechselmagnetfeld ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmespule einen sich praktisch parallel zur Längsachse des stabförmigen Gehäuses bzw. Kolbens erstreckenden größeren Durchmesser besitzt, daß die Stromübertragungsspule einen Satz von mindestens drei in praktisch gleichen Winkelabständen um die zylindrische Ausnehmung herum angeordneten Spulen umfaßt und daß das von der Stromübertragungsspule erzeugte Magnetfeld ein umlaufendes bzw. drehendes Magnetfeld ist.
8. Vorrichtung zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers mit einer Schaltung zur Messung und Anzeige der Temperatur eines zu messenden (Körper-)Teils, einer Sekundärzelle zur Speisung dieser Schaltung mit elektrischem Strom, einem mit der Sekundärzelle verbundenen Gleichrichter, einer mit letzterem verbundenen Stromabnahmespule zum Induzieren einer Spannung in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die Stromabnahmespule einwirkenden externen Magnetfelds und einem hohlen, stabförmigen Gehäuse bzw. Kolben zur Aufnahme der Schaltung, der Sekundärzelle, des Gleichrichters und der Stromabnahmespule, gekennzeichnet durch einen Behalter (222, 224) mit einer zylindrischen Ausnehmung (220) zur Aufnahme des elektronischen klinischen Thermometers (1(X)), durch eine vsa die Ausnehmung herum angeordnete Stromübertragungsspule (L11) und durch eine Wechselstromversorgung zur Lieferung eines

Wechselstroms zur Stromübertragungsspule (L11), wobei die Sekundärzelle (BT) durch Erregung oder Anregung der Stromabnahmespule (L21) durch induktive Ankopplung zwischen Stromübertragungs- und Stromabnahmespule (L11 bzw, L21) aufladbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Ausnehmung (220) einen Innendurchmesser entsprechend 1//"2 oder weniger der Länge des aufzunehmenden Thermometers (100) und eine den Innendurchmesser übersteigende axiale Länge besitzt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromübertragungsspule (L11) um die zylindrische Ausnehmung (220) herum gewickelt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromversorgung eine Wandlereinheit zur Umwandlung eines Netz-Wechselstroms in einen Gleichstrom und eine zwischen die Wandlereinheit und die Stroraübertragungsspule (L11) geschaltete Oszillatorschaltung zur Erzeugung eines Wechselstroms mit einer höheren Frequenz als derjenigen des Netz-Wechselstroms und zur Lieferung des erzeugten Wechselstroms zur Stromübertragungsspule aufweist.
12.· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromübertragungsspule einen Satz von mindestens drei in gleichen Winkelabständen um die zylindrische Ausnehmung herum angeordneten Spulen (L11a usw.) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromversorgung die Spulen(einheiten) der Stromübertragungsspule mit Strömen verschiedener Phasen beschickt, um in der zylindrischen Ausnehmung ein umlaufendes bzw. drehendes Magnetfeld zu erzeugen.
14. Vorrichtung zum Aufladen eines elektronischen klinisehen Thermometers mit einer Sekundärzelle als Strom-

Versorgung und einer in einer Axialstellung im Thermometer angeordneten Stromabnahmespule zur Lieferung eines Ladestroms zur Sekundärzelle, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Behälter mit einem Raum, in den das elektronische klinische Thermometer (100) im wesentlichen lotrecht bzw. mit einer Schräglage einsetzbar ist, durch eine Anlagekante zur Unterstützung des Thermometers (100) in schräger Lage im Behälter praktisch mit entsprechend ausgerichteter Stromabnahmespule und durch an der Anlagekante in gegenseitigen Abständen angeordnete Stromübertragungsspulen, wobei eine gegenseitige Induktion (mutual inductance) mit geringer statistischer Streuung zwischen Stromübertragungs- und Stromabnahmespulen herbeiführbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine zylindrische Ausnehmung mit einer durch eine Umfangskante gebildeten oberseitigen öffnung aufweist, daß die Anlagekante durch die umfangskante gebildet ist und daß die Stromübertragungsspulen in den gegenseitigen Abständen dicht an der oberseitigen öffnung gewickelt sind.
16. Vorrichtung zum Aufladen eines elektronischen klinischen Thermometers mit einer Sekundärzelle als Stromversorgung und einer in einer Axialstellung im Thermometer angeordneten Stromabnahmespule zur Lieferung eines Ladestroms zur Sekundärzelle, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Behälter mit einem Raum, in den das elektronische klinische Thermometer (100) im wesentlichen lotrecht bzw. mit einer Schräglage einsetzbar ist, durch eine im zylindrischen Behälter enthaltene antiseptische Lösung, durch eine

Anlagekante zur Unterstützung des Thermometers (100)

in schräger Lage im Behälter praktisch mit entsprechend ausgerichteter Stromabnahmespule und durch an der Anlagekante in gegenseitigen Abständen angeordnete Stromübertragungsspulen, wobei eine gegenseitige Induktion (mutual inductance) mit geringer statistischer Streuung zwischen Stromübertragungs- und Stromabnahmespulen herbeiführbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, "IO daß der Behälter eine zylindrische Ausnehmung zur Aufnahme eines mit der antiseptischen Lösung gefüllten Behälters aufweist.