ES2205878T3 - Metodo para determinara una temperatura a si como termometro de radiacion con varios elementos sensores infrarrojos. - Google Patents

Abstract

Método para determinar una temperatura mediante un termómetro de radiación con varios elementos sensores infrarrojos, que detectan la radiación infrarroja procedente de zonas diferentes y emiten señales de temperatura correspondientes, en particular para medir la fiebre en el oído, en el que, para determinar la temperatura, únicamente se utiliza al señal de temperatura del elemento sensor que proporciona el máximo valor de temperatura (Tmax) comparado con los elementos sensores restantes, caracterizado porque se puede emitir una señal que indica la dirección en la que el usuario debe inclinar el termómetro cuando se miden los mayores valores de temperatura al borde del campo visual del termómetro.

Description

Método para determinar una temperatura así como termómetro de radiación con varios elementos sensores infrarrojos.

La invención se refiere a un método para determinar una temperatura mediante un termómetro de radiación con varios elementos sensores infrarrojos, así como a un termómetro de este tipo.

Se conocen termómetros de radiación con un solo elemento sensor infrarrojo, dispuesto a cierta distancia del extremo de un conductor de luz. Por consiguiente, sólo puede incidir sobre el elemento sensor radiación procedente de una determinada zona angular del espacio, en función de la distancia. Así por ejemplo, la punta de medición de un termómetro infrarrojo para medir la fiebre en el oído, estará dimensionada de forma que el elemento sensor sólo tenga un campo visual del tamaño aproximado del tímpano. Por lo general, se encuentran en el campo visual del elemento sensor partes del tímpano así como del canal auditivo, que presentan temperaturas diferentes. Por consiguiente, no se suele medir la temperatura del tímpano, considerada la mejor medida de la temperatura del cuerpo, sino siempre un valor intermedio entre la temperatura del tímpano y la del canal auditivo. Por consiguiente, la precisión en la medición de la temperatura depende de la colocación de la punta de medición en el canal auditivo, es decir de la distancia a la que se encuentra del tímpano y del ángulo que forma con el canal auditivo.

Por el documento WO 95/14913, se conoce un termómetro para el oído, en el que se han dispuesto, en el extremo de un conductor de luz, varios elementos sensores de forma que reciban radiación desde los más diversos ángulos. Evaluando correspondientemente las señales suministrada por los elementos sensores, se obtiene un valor de la temperatura medida, relativamente independiente de la colocación de la punta de medición en el oído, pero que representa asimismo un valor intermedio que no corresponde a la temperatura del tímpano.

Por el documento JP 09-084768, se conoce un termómetro para medir la temperatura del cuerpo con varios sensores infrarrojos, en el que se elige y se indica como temperatura del cuerpo el máximo valor de temperatura medido por los sensores infrarrojos.

Por el documento JP 05-001954 A, se conoce un dispositivo para medir una distribución de temperaturas en un espacio de medición, mediante la disposición de sensores infrarrojos, en el que el espacio de medición se subdivide en sectores y se calcula cada vez la temperatura máxima dentro de un sector de medición.

Lo que se pretende con la presenté invención es ofrecer un método para la determinación de una temperatura así como un termómetro de radiación de construcción sencilla, con el que se puede medir la temperatura de objetos que sólo cubren una parte del campo visual del termómetro de radiación, en particular la temperatura del tímpano.

La idea en la que se basa la presente invención consiste en que, cuando se determina la temperatura, sólo se utiliza la señal de temperatura del elemento sensor infrarrojo que corresponde al máximo / mínimo valor de temperatura comparado con las señales restantes de temperatura. De este modo, se pueden suprimir por ejemplo en el caso de un termómetro de oído para medir la fiebre las zonas más frías que se encuentran en el campo visual del termómetro, es decir las zonas que corresponden, según se sabe por experiencia, al canal auditivo. Para otras aplicaciones, se podrán suprimir también naturalmente las zonas más calientes.

Aunque el tímpano no se encuentra en absoluto en la zona visual del termómetro, la máxima temperatura medida por un elemento sensor se acerca más a la temperatura del tímpano que la media obtenida a partir de todas las temperaturas medidas, o una temperatura media como la que se mide con un termómetro usual de oído con un solo elemento sensor. Por esta razón, un termómetro de radiación de resolución local, es decir un termómetro con varios elementos sensores infrarrojos que detectan la radiación infrarroja procedente de diversas zonas y emiten señales de temperatura correspondientes, resulta también en esta caso más preciso que un termómetro usual.

Aplicando el método según la invención a la determinación de la temperatura en un termómetro de oído, se tiene en cuenta por lo tanto la distribución espacial de la temperatura en el oído, al determinar la posición relativa del tímpano como la zona más caliente en el campo visual del termómetro y utilizar únicamente la señal máxima del sensor para determinar la temperatura. Si el tímpano sólo ocupa una zona muy pequeña en el campo visual del termómetro, es decir si el número de señales de temperatura mayores referido al número total de señales de temperatura es inferior a un determinado valor de umbral, el dispositivo de evaluación emitirá ventajosamente una señal de advertencia, que indica al usuario que tiene que orientar mejor el termómetro en el canal auditivo.

Sin embargo, incluso un termómetro de resolución local no puede detectar ya ninguna zona de temperatura más elevada si la temperatura ambiente es aproximadamente tan elevada o más que la temperatura corporal, ya que entonces ya no hay prácticamente ninguna diferencia entre la temperatura del canal auditivo y la del tímpano. En este caso por lo tanto, en lugar de la temperatura máxima se podría determinar también el valor medio de todas las temperaturas medidas. Por consiguiente, en el dispositivo de evaluación, se tiene que tener en cuenta la temperatura ambiente al emitir la señal de advertencia.

Cuando los mayores valores de temperaturas se encuentran en el borde del campo visual del termómetro, se puede emitir ventajosamente otra señal, particularmente una señal que indica la dirección en la cual el usuario tiene que inclinar el termómetro en el canal auditivo para detectar mejor la radiación infrarroja que sale del tímpano.

Se describirá a continuación la invención sobre la base de un ejemplo de realización para un método de determinación de una temperatura, así como un termómetro de radiación con varios elementos sensores infrarrojos, ejemplo que se representa en la figura. En la descripción se muestran otras configuraciones. La única figura muestra esquemáticamente una punta de medición de un termómetro de oído según la invención.

El método según la invención se describirá tomando como ejemplo un termómetro de oído infrarrojo, cuyo sensor de radiación presenta una disposición en forma de matriz de los diversos sensores E_{ij}, donde los índices i y j designan las filas y/o las columnas, en las que se encuentra el elemento sensor correspondiente. Cada elemento sensor E_{ij} emite una señal de temperatura S_{ij} que corresponde a un valor de temperatura T_{ij}.

En el método según la invención, se toma el valor máximo de temperatura T_{max} de los valores T_{ij} como temperatura medida T. La determinación del valor máximo se puede realizar mediante circuitos analógicos, por ejemplo con comparadores o diferenciadores y un circuito "Sample and Hold", así como con circuitos digitales, por ejemplo convertidores A/D y el software correspondiente.

La figura 1 muestra esquemáticamente una punta de medición 10 de un termómetro de radiación según la invención, introducida parcialmente en un canal auditivo 50, representado también de forma esquemática, en cuyo extremo interior se encuentra un tímpano 55. La punta de medición 10 contiene un sensor infrarrojo 20 constituido por varios elementos sensores E_{ij}, dispuestos en forma de matriz. La punta de medición presenta, en su extremo, un orificio 12, a través del cual pasa la radiación infrarroja al interior de la punta de medición y puede incidir sobre el sensor 20. Entre el sensor 20 y la abertura 12, se ha dispuesto un sistema óptico constituido por una lente 30. La lente 30 hace que las zonas del canal auditivo o tímpano se reflejen sobre los elementos sensores.

El material permeable a la radiación infrarroja para las lentes puede ser, por ejemplo, polietileno, silicio o seleniuro de zinc. Particularmente económicas resultan las lentes Fesnel de polietileno. En el caso más sencillo, basta con una lente. No obstante, para obtener un gran ángulo de abertura lo más dentro posible del canal auditivo, resultan ventajosos unos sistemas de lentes, como los de los endoscopios. En lugar de lentes como sistema óptico, resultan también adecuados espejos de forma correspondiente, como por ejemplo espejos cóncavos con revestimiento dorado. También se pueden utilizar haces de fibras conductoras de luz infrarroja o tubos azogados.

Para determinar la temperatura máxima en el oído, no es necesario que el sistema óptico refleje el tímpano y el canal auditivo interno sobre el sensor infrarrojo; basta con proyectar el campo visual del termómetro de radiación con los elementos ópticos correspondientemente dispuestos, por ejemplo, espejos, prismas, tubos o fibras, sobre una disposición bidimensional de elementos sensores. En este caso, se obtiene una imagen bidimensional moviendo el termómetro en el canal auditivo.

Para detectar la radiación infrarroja, resultan adecuados, en principio, todos los detectores de infrarrojos conocidos, como por ejemplo termopilas, bolómetros, sensores piroeléctricos o sensores semiconductores.

Al analizar la distribución de temperaturas medidas en el oído, se puede obtener sin embargo también información adicional. Si la distribución de temperaturas medidas difiere notablemente de la distribución normal en el oído (tímpano más caliente con canal auditivo más frío), puede advertirse al usuario por ejemplo que existe un error de utilización.

Los sensores de radiación son por lo general sensibles, no solamente al calor de radiación sino que reaccionan también al calor transmitido por convección o por transmisión térmica. Para evitar los errores de medición que puedan derivarse de ello, se pueden conectar por ejemplo los elementos sensores de dos en dos, en serie, y de este modo se expone cada vez un elemento sensor a la radiación que se quiere medir y se protege el otro más o menos, según se desee. En el documento DE 197 10 946.2, se describe un sensor correspondiente. Alternativamente, el sistema óptico puede estar configurado de forma que por lo menos un elemento sensor no mide el objeto de medición, es decir, el interior del oído, sino un punto de referencia, por ejemplo un diafragma cuya temperatura se conoce (véase EP 0 642 656 B1).

Claims (7)

1. Método para determinar una temperatura mediante un termómetro de radiación con varios elementos sensores infrarrojos, que detectan la radiación infrarroja procedente de zonas diferentes y emiten señales de temperatura correspondientes, en particular para medir la fiebre en el oído, en el que, para determinar la temperatura, únicamente se utiliza al señal de temperatura del elemento sensor que proporciona el máximo valor de temperatura (T_{max}) comparado con los elementos sensores restantes, caracterizado porque se puede emitir una señal que indica la dirección en la que el usuario debe inclinar el termómetro cuando se miden los mayores valores de temperatura al borde del campo visual del termómetro.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque se emite una señal de advertencia cuando el número de valores superiores de temperatura, referido al número total de los valores de temperatura suministrados por los elementos sensores es inferior a un valor de umbral determinado.

3. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque no se produce ninguna señal de advertencia cuando la temperatura ambiente es aproximadamente igual o superior a la temperatura del cuerpo.

4. Termómetro de radiación, en particular para medir la fiebre en el oído, con varios elementos sensores infrarrojos para detectar radiación infrarroja procedente de lugares diferentes, en el que, para determinar la temperatura se utiliza únicamente la señal de temperatura del elemento sensor que proporciona el máximo valor de temperatura (T_{max}) comparado con los elementos sensores restantes, caracterizado porque presenta un dispositivo de evaluación de las señales de temperatura de los elementos sensores, que puede emitir una señal que indica la dirección en la que un usuario debe inclinar el termómetro cuando se miden los valores de temperatura mayores en el borde del campo visual del termómetro.

5. Termómetro de radiación según la reivindicación 4, caracterizado porque presenta un sistema óptico (30) con por lo menos una lente, un espejo y/o varias fibras conductoras de luz o tubos azogados, por medio de los cuales se puede aportar a los diversos elementos sensores (E_{ij}) radiación infrarroja procedente de diversas zonas.

6. Termómetro de radiación según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque los elementos sensores (E_{ij}) están dispuestos en filas o matrices.

7. Termómetro de radiación según la reivindicación 4, 5 ó 6, caracterizado porque existe por lo menos un elemento sensor protegido de la radiación infrarroja que procede del objeto de la medida.