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Gegenstand
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein schnurloses telematisches Thermometer, das vor allem
neue Eigenschaften und insbesondere Vorteile bezüglich ähnlicher Geräte bietet,
die im derzeitigen Stand der Technik bekannt und für die gleichen
Zwecke eingesetzt werden.
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Insbesondere schlägt die Erfindung die Entwicklung
eines thermometischen Gerätes
vor, das aus zwei getrennten und unabhängigen Modulen besteht, von
denen eines als ein Sender und das andere als ein Empfänger zur
Fernmessung der Temperatur eines menschlichen oder tierischen Körpers wirkt, an
dem der Sender befestigt ist, so dass die Auswertung der Temperatur
des Körpers
im Empfangsmodul aufgrund der vom Sender im HF-Bereich empfangenen
Information durchgeführt
wird, wobei das Empfangsmodul auch in der Lage ist, den fehlerfreien
Betrieb des Empfangsmoduls ebenso wie eine Warnung vor einem anomalen
Zustand, der im letzteren auftreten kann, zu steuern.
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Das Anwendungsgebiet der Anmeldung
der vorliegenden Erfindung liegt auf dem industriellen Sektor, der
sich mit der Herstellung und/oder dem Einsatz telematischer Geräte mit der
speziellen Berücksichtigung
des Gebiets der medizinischen Versorgung und dergleichen befasst.
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Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
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Im derzeitigen Stand der Technik
sind zahlreiche unterschiedliche Geräte bekannt, die für die Messung
der menschlichen oder tierischen Körpertemperatur bestimmt sind.
Von all diesen Geräten wenden
einige spezielle Arten die digitale Technologie an und liefern nach
der notwendigen Messperiode dem Benutzer eine Information über die
gemessene Temperatur auf einem Anzeigebildschirm, auf dem die erhaltene
Größe direkt
beobachtet werden kann.
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Es gibt jedoch zahlreiche Situationen,
in denen es notwendig ist, die Temperatur eines Körpers, der
sich normalerweise in einen bestimmten Abstand von der Person befindet,
die diese Information erhalten und nutzen muss, zu kennen. Dies
ist bei denjenigen Personen oder Tieren der Fall, die aus medizinischen
oder anderen Gründen
ständig
einer strikten Kontrolle ihrer Temperatur unterworfen werden müssen, um
zu kontrollieren, ob sie in einem Band bestimmter Grenzen liegt
oder nicht. In diesen Fällen
ist die Verwendung von Thermometern des erwähnten Typs, durch die die gewünschte Werte
lokal erhalten werden, für
die erforderlichen Zwecke nicht ausreichend.
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Deshalb wurden in einem Versuch,
Lösungen
dieses speziell aufgetretenen Problems anzubieten, Geräte einschließlich desjenigen
geschaffen, das in der Patentanmeldung PCT/WO 94/25841 beschrieben
ist, die als der Stand der Technik angesehen werden kann, der dem
der vorliegenden Anmeldung am nächsten
kommt, und durch die ein lokales Thermometer entwickelt wird, das
in der Lage ist, ein Warnsignal zu senden, wenn die kontrollierte
Körpertemperatur
nicht im vorbestimmten Band liegt. Obwohl es bezüglich der bis zu diesem Zeitpunkt
angewendeten Verfahren ein wichtiger Schritt war, löst dieses
Gerät des
bekannten Standes der Technik das aufgetretene Problem nicht endgültig, da
es nur informieren kann, dass eine anormale Temperatur im kontrollierten
Körper
auftritt, jedoch nicht hinsichtlich der Größe der gemessenen Temperatur
informieren kann. Diese Größe muss
direkt vom am zum kontrollierenden Körper angebrachten Gerät abgefragt
werden. Außerdem
hat es beträchtliche
Nachteile darin, dass das am Körper
befestigte Gerät
im Falle eines Fehlers oder Ausfalles seinen Betrieb unterbricht, wobei
dieser Umstand vom Empfangsteil nur deshalb nicht festgestellt werden
kann weil kein Signal gesendet wird.
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Wie leicht verständlich ist, muss man in einer Situation,
in der es notwendig ist, die Temperatur eines Körpers zu kontrollieren, in
der Lage sein, sich auf die Verwen dung von Mitteln verlassen können, die
einen weitaus wirksameren Betrieb garantieren.
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Es besteht daher eine praktische
Notwendigkeit für
die Schaffung solcher Mittel, die die Aufgabe darstellen, die die
vorliegende Erfindung grundsätzlich
zu lösen
vorschlägt.
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Hierzu wurde das Thermometer, das
nachstehend beschrieben wird, als ein schnurloses, telematisches
Gerät entwickelt,
das die Durchführung
einer Fernmessung des zu kontrollierenden Körpers ermöglicht, das heißt an der
entfernten Stelle, die von der für
die Durchführung
der Kontrolle verantwortlichen Person eingenommen wird, ohne sich
zu dem Gerät
begeben zu müssen,
das vom Körper
getragen wird, um die Kontrolle durchzuführen, wie dies bei den oben
erwähnten
Geräten
der Fall ist. Hierzu wurde das Thermometer aus zwei getrennten,
unabhängigen
Modulen hergestellt, die hochfrequent zusammengeschaltet werden
können,
von denen das Kleinere am zu kontrollierenden Körper befestigt wird und die
gemessenen Daten periodisch zum anderen Modul sendet, das sich an
der entfernten Stelle befindet und alle notwendigen Auswertungen
zur Bestimmung der exakten, den Körper beeinträchtigenden Situation
durchführt.
Dieser Vorgang basierend auf der periodischen Datenübertragung
erlaubt es dem Empfänger,
jeden anormalen Zustand zu ermitteln, der im Sender auftreten kann.
Ob nun im Falle eines Ausfalles, bei dem es die Übertragung unterbrechen würde, und
daher in den erwartenden Perioden keine Signale empfangen werden
würden,
oder da die Temperaturanzeige in Zeitperioden verschieden von den
programmierten empfangen wird, da es die gemessenen Temperaturgrößen klar
machen, das ein anormaler Zustand existiert, wie er z. B. für den Fall auftreten
kann, dass der Kontakt der Sonde mit dem Körper unterbrochen ist. Daher
werden im Gegensatz zu dem zuvor erwähnten Gerät des bekannten Standes der
Technik, wie es sich aus dem vorherigen ergibt, die Anzeigen und
Warnungen ausschließlich im
Empfangsmodul erzeugt, so dass daraus folgende Beeinträchtigungen
für den
Senderträger
vermieden werden.
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Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform
des telematischen Thermometers der vorliegenden Erfindung ist dieses
aus einem Sendemodul geringer Größe und geringen
Gewichts hergestellt, das dem Körper
der Person oder des Tieres, dessen Temperatur kontrolliert werden
soll, mit dem es im Kontakt steht, angepasst werden kann, so dass dieses
Modul aus Materialien hergestellt wird, die als antiallergisch angesehen
werden, und einen Haken oder ein ähnliches Mittel zu seiner Befestigung
an einem Bekleidungsstück
hat. Dieses Modul hat ein elektronisches System, das so entworfen
ist, dass es einen sehr niedrigen Verbrauch hat, weshalb es keinen
Beobachtungsbildschirm oder dergleichen, keine Tasten, Schalter
etc. hat, und sein Betrieb darauf beschränkt ist, die Temperatur zu
ermitteln und sie an das andere Modul bzw. den Empfänger in
Form von digitalen Codes zu übertragen.
Das Sendemodul hat eine wärmeresistente
Sonde, die einem Mikroprozessor zugeordnet ist, der die momentanen
Widerstandswerte der Probe in entsprechende Temperaturgrößen transformiert,
wobei der Mikroprozessor auch die 1-/0-Modulation eines HF-Frequenzsendekreises
steuert, dessen Frequenzstabilität
von einem Quarzkristall gesteuert wird, der im zulässigen Frequenzbereich
für Telesteuer-
und Telemessvorgänge schwingt.
Diese Einheit wird elektrisch von einer internen Energiequelle versorgt,
die vorzugsweise aufgrund des niedrigen Verbrauchs elektrischer
Energie von einem Kondensator geeigneter Kapazität gebildet wird, der für eine bestimmte
Zeitperiode, vorzugsweise nicht weniger als 12 Stunden, Energie
liefern kann und der danach mittels des anderen Moduls wieder aufgeladen
werden kann, das heißt
durch das Empfangsmodul mittels der für diesen Zweck vorgesehen elektrischen
Kontakte.
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Das Empfangsmodul hat seinerseits
Einrichtungen, die frequenzmäßig auf
den Sender abgestimmt werden, wodurch die Signalfolgen, die vom Sendern
empfangen werden, in elektrische Signale transformiert werden, um
sie auf den internen Mikroprozessor zu geben, und die mittels eines
Quarzkristalls frequenzstabilisert werden. Der Mikroprozessor steuert
eine Gruppe von Schieberegistern, durch die ein Beobachtungsbildschirm
gesteuert wird, insbesondere ein Flüssigkristallbildschirm, auf
dem die relevante Information angezeigt wird. Der Empfänger hat
auch mehrere Tasten, durch die die Information gewählt werden
kann, die man beobach ten will, ebenso wie die Programme des Geräts (Alarmtemperatur,
Messsystem in °C/°F, .... etc.)
programmiert werden können.
Außerdem
hat das Modul Warneinrichtungen, akustische Einrichtungen (z. B.
einen piezoelektrischen Summen) und Leuchtanzeigeeinrichtungen (z.
B. eine LED), die in Abhängigkeit
von den erzeugten Warnsignalen in unterschiedlichen Folgen aktiviert
werden.
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Das Empfangsmodul seinerseits kann
seine Energie von einer Batterie oder dergleichen erhalten, obwohl
ein geeigneter Eingang zum Anschluss an eine geeignete Energiequelle
vorgesehen ist. Entsprechend dem Sendemodul ist der Empfänger mit elektrischen
Kontakten zum Anschluss an die des Senders versehen, um die Wiederaufladung
des Versorgungssystem des Senders durchzuführen, so wie mit anderen elektrischen
Anschlüssen,
um eine von Empfänger
gesteuerte Verbindung zur Übertragung des
ID-Codes des Sendemoduls zu diesem aufzubauen, der als Schlüssel zusammen
mit den jede durchgeführte
Messung betreffenden Daten übertragen
werden muss.
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Weiterhin kann der Empfänger mit
anderen Zusatzeinrichtungen versehen sein, die es ermöglichen,
andere zuvor bestimmte Funktionen zu erfüllen. Zum Beispiel ist die
bevorzugte Ausführungsform
mit einem seriellen, digitalen Informationsanschluss versehen, über den
die Verbindung mit einem Rechner mittels der geeigneten Schnittstelleneinrichtung
aufgebaut werden kann, so dass die Messungen, verarbeitet, gespeichert
oder gewünschtenfalls
an diesem angezeigt werden können.
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Außerdem hatte das Empfangsmodul
eine üblichem
Taktgeber mit programmierbarem Alarm, dessen Zeitinformation zusammen
mit der Größe der momentanen
Temperatur angezeigt wird. Dieser Taktgeber ist vorzugsweise im
Mikroprozessor selbst installiert, so dass die Verwendung externer
Komponenten nicht erforderlich ist.
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Schließlich ist es bezüglich des
für die Durchführung der
verschiedenen Funktionen im Empfänger
notwendigen Programms verständlich, dass
es vorzugsweise im Mikroprozessor, wenn die Herstellung des Geräts durchgeführt ist,
mittels verschiede ner Kontaktpunkte installiert wird, die für diesen
Zweck in der gedruckten Schaltung selbst vorgesehen sind.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der detaillierten, nachfolgenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungformen der
Erfindung eines erläuternden
und nicht einschränkenden
Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 ein
elektrisches Schaltbild eines Beispiels einer Ausführungsform
des Sendemoduls gemäß der Erfindung
zeigt, und
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2 ein
elektrisches Schaltbild eines Beispiels einer Ausführungsform
eines Empfangsmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung und komplementär
zum Sendemodul der 1 zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß der vorherigen Erläuterungen
erfolgt die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung auf der Grundlage des in den beiden Figuren der Zeichnungen
schematisch gezeigten Ausführungsbeispiels.
Somit ist zunächst anhand
des elektrischen Schaltbilds der 1,
das, wie oben erwähnt,
zum Sendemodul gehört,
ersichtlich, dass darin ein zentraler Block 1 vorhanden
ist, der den in diesem Modul verwendeten Mikroprozessoren darstellt,
ebenso wie eine Gruppe von Komponenten, die um diesen verteilt sind,
um die übrigen, diesem
Modul zugeordneten Funktionen durchzuführen. In diesem Sinne ist ein
Transistor 2 vorhanden, dessen Kollektor mit einem Parallelresonanzkreis
zur Übertragung
der relevanten Signale zum Empfangsmodul vorgesehen ist, vorhanden.
Dieser Transistor schwingt mit einer gesteuerten Frequenz, vorzugsweise
mittels eines Quarzkristalls 3. Der Mikroprozessor 1 führt die
1-/0-Modulation des Sendekreises durch, der so durch seinen Anschluss
an die Basis des Senders gebildet ist, um digitale Codes zu senden,
die den numerischen Größen der
gemessenen Temperaturen entsprechen.
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Wie zuvor erläutert, hat das Thermometer eine
geeignete Sonde als Einrichtung zur Messung der Temperatur, die
vorzugsweise aus einem Widerstand mit veränderbarem Temperaturkoeffizenten, vorzugsweise
des NTC-Typs besteht, die durch die Bezugsziffer 4 im Schaltbild
der 1 angegeben ist. Bei
der praktischen Ausführungsform
der Erfindung ist dieser NTC-Widerstand in einer kleinen Kapsel aus
hochwärmeleitenden
Metall und im Kontakt mit dieser aufgenommen, so dass die Temperaturänderung
des zu kontrollierenden Körpers
eine entsprechende Änderung
der Widerstandsgröße der Sonde 4 bewirkt,
und so dass diese Änderung
mittels des Mikroprozessors 1 interpretiert und in den
diese neue Temperaturgröße angebenden
entsprechenden Code umgesetzt werden kann.
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Die Bezugsziffer 5 gibt
einen Kondensator an, dessen Kapazität einen hohen Wert hat und
der entsprechend dem Verbrauch der übrigen Schaltung bestimmt wird.
Wie zuvor erwähnt,
ist der Verbrauch der Schaltung sehr niedrig, wobei die Ladung des Kondensators
ausreicht, um die Energieversorgung des Sendemoduls für eine lange
Zeitperiode aufrechtzuerhalten, die vorzugsweise mindestens 12 Stunden
betragen sollte. Es ist ersichtlich, dass ein Kondensator ein passives
Element ist, das ohne Schwierigkeit durch Anlegen der entsprechenden Potentialdifferenz
an seine Anschlüsse
wieder aufgeladen werden kann. Dieses Wiederaufladen wird im Falle
der vorliegenden Erfindung vom Empfangsmodul aus durch geeignete
elektrische Kontakte durchgeführt,
die im Empfänger
durch die Bezugszeichen A, B, C, D und E angegeben sind und die
auch zur Durchführung
anderer Funktionen mehrfach verwendet werden können, wie oben erläutert wurde.
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Gemäß der vorherigen Beschreibung
führt das
Sendemodul Übertragungen
durch, die vom Mikroprozessor 1 in bestimmten Zeitintervallen
gesteuert werden, die in der Praxis zwischen 5 und 10 Minuten eingestellt
werden können,
obwohl dies nicht als einschränkend
angesehen werden darf, da jede andere Zeit eingestellt werden kann,
die als mehr erwünscht
angesehen wird.
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2 zeigt
das elektrische Schaltbild eines Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie ersichtlich hat das Modul Empfangseinrichtungen 6,
die auf die gleiche Frequenz wie der Sender abgestimmt sind und
durch die die Signalfolgen, die vom Sender empfangen werden, demoduliert
und in elektrische Signale umgewandelt werden, um sie auf einen
Mikroprozessor 7 zu geben, der ein interner Oszillator
ist, dessen Frequenz von einem Kristall 8 gesteuert wird.
Dieses Modul hat auch eine Gruppe von Schieberegistern, die durch
die Bezugsziffer 9 bis 11 angegeben sind, die
elektrisch mit dem Prozessor verbunden sind und durch die ein Bildschirm 12 zur
Beobachtung der unterschiedlichen Informationen gesteuert wird,
der, wie oben erwähnt,
vorzugsweise aus einem Flüssigkristallbildschirm
besteht.
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Die anderen, dem Mikroprozessor 7 zugeordneten
Elemente bestehen im Wesentlichen aus einer seriellen Schnittstelle
aus Anschlüssen 13,
einem Satz Tasten 14, der in Funktion nachstehend erläutert wird,
und den Akustik- und Lichtanzeige- und Warneinrichtungen, umfassend
den Summen 15 bzw. die LED 16, wobei letztere
mittels eines Transistors 17 gesteuert wird.
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Schließlich hat der Empfangskreis
auch die Anschlüsse
A, B, C, die zum Aufbau einer elektrischen Verbindung mit den Anschlüssen A,
B, C, des Sendemoduls bestimmt und ausgelegt sind, um die entsprechenden
Vorgänge
mit letzterem auszutauschen, und auch die Ladung des Kondensators 5,
der als dessen Energiequelle verwendet wird, durchzuführen.
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Ersichtlicherweise werden die Signalfolgen, die
vom Sender empfangen werden, von der Empfangseinrichtung 6 in
elektrische Signale umgewandelt, um vom Mikroprozessor entsprechend
einem Programm verarbeitet zu werden, das in diesem installiert
ist, und die entsprechende Information wird auf dem Beobachtungsbildschirm 12 angezeigt. Wenn
eine Unterbrechung im Sender auftritt, und das entsprechende Signal
in der eingestellten Periode nicht ankommt, erzeugt der Mikroprozessor 7 das entsprechende
Warnsignal, aktiviert die für
diesen Zweck vorgesehene Einrichtung und zeigt die entsprechende
Information am Beobachtungsbild schirm 12 an. Wenn andererseits
der Kontakt zwischen der Thermowiderstandsonde 4 und dem
Körper
verloren geht, dessen Temperatur kontrolliert werden soll, entsprechen
die Signalfolgen, die vom Sendemodul übertragen werden, Temperaturgrößen, die
in einen anderen Bereich als den fallen, der den eingestellten Grenzen
entspricht, wobei diese Situation vom Mikroprozessor 7 durch
Erzeugen der entsprechenden Warnsignale oder Anzeigen der entsprechenden
Information auf dem Beobachtungsbildschirm 12 ermittelt
und zur Kenntnis gebracht wird. Aufgrund der Verwendung der Datencodiereinrichtung
ermöglicht es
ersichtlicherweise das oben beschriebene schnurlose telematische
Thermometersystem, dass mehrere Thermometer im gleichen Bereich
gleichzeitig arbeiten, während
alle empfangenen Informationen unterschieden werden können, so
dass jedes Thermometer der entsprechenden HF-Information zugeordnet
werden kann, die diesem entspricht, und die vom Empfangsmodul sequentiell
empfangen werden.
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Vorzugsweise ist das Sendemodul in
der Praxis in einem Gehäuse
mit runder Form ohne für den
Benutzer scharfe oder störende
Kanten, wenn das Modul am Körper
des Benutzers befestigt werden soll, aufgenommen.