JP2013210323A - Contact internal thermometer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触式内部温度計に関する。 The present invention relates to a contact-type internal thermometer.
様々な状況において、測定対象物の表面温度ではなく、その内部温度を迅速・正確かつ簡便(すなわち、非侵襲)に測定したいとの要求が存在している。そのような要求の代表的なものとして、人体を含む生体の体温測定が挙げられる。しかしながら、生体の内部温度(深部体温などと称されることもある)、すなわち、血流により概ね恒温に保たれていると考えられる程度の生体内部の温度を測定するのは通常困難である。測定対象が人体の場合、一般的には、舌下や脇の下など熱が外部に逃げにくい場所に温度計を保持し、温度計と人体とが熱平衡状態となってからの温度計の読みを体温として採用することが多いが、熱平衡状態が得られるまでに5分から10分程度と長時間を要し、また得られる体温は必ずしもその内部温度と一致するとは限らない。このため、かかる方式は、乳幼児やある種の傷病患者等、長時間の体温測定が困難な対象への適用が困難な場合があり、また、精密な体温管理を行うに足る精度の高い体温を得るのは難しい。 In various situations, there is a demand for measuring the internal temperature, not the surface temperature of an object to be measured, quickly, accurately, and simply (that is, non-invasively). A typical example of such a requirement is measurement of body temperature of a living body including a human body. However, it is usually difficult to measure the internal temperature of the living body (sometimes referred to as deep body temperature), that is, the temperature inside the living body that is considered to be maintained at a constant temperature by the blood flow. When the measurement target is a human body, generally hold the thermometer in a place where heat is difficult to escape to the outside, such as under the tongue or under the arm, and read the thermometer after the thermometer and human body are in thermal equilibrium. However, it takes a long time of about 5 to 10 minutes until the thermal equilibrium state is obtained, and the obtained body temperature does not always match the internal temperature. For this reason, this method may be difficult to apply to subjects that are difficult to measure body temperature for a long time, such as infants and certain injuries and patients, and a highly accurate body temperature is required to perform precise body temperature management. Hard to get.
そこで、人体の内部温度を迅速・正確に測定するための温度計として、特許文献1に開示されているように、体表面に接触する第1の温度センサと、第1の温度センサに対し断熱材を挟んで配置される第2の温度センサからなる組を少なくとも二組備え、それぞれの組における断熱材の熱抵抗値が異ならしめた深部体温計が提案されている。この深部体温計は、定常状態における各温度センサにおける温度測定結果から連立熱伝導方程式を解き、深部体温を求める。 Therefore, as disclosed in Patent Document 1, as a thermometer for quickly and accurately measuring the internal temperature of the human body, the first temperature sensor that contacts the body surface and the first temperature sensor are insulated. A deep thermometer has been proposed in which at least two sets of second temperature sensors arranged with a material interposed therebetween are provided, and the thermal resistance value of the heat insulating material in each set is different. This deep thermometer solves the simultaneous heat conduction equation from the temperature measurement result of each temperature sensor in a steady state, and obtains the deep body temperature.
上述の特許文献1記載の深部体温計では、第1の温度センサと第2の温度センサに挟まれる断熱材の熱抵抗値を組によって異なるものとするため、適宜の素材の断熱材を高精度に成形するとともに、かかる断熱材に正確に温度センサを取り付ける必要がある。ところで、かかる深部体温計において組によって断熱材の熱抵抗値を異なるものとする理由は、連立熱伝導方程式を解く上で必要な数の独立変数の値を求めるため、各組を通過する熱流束の大きさを異なるものとする必要があるためである。 In the above-mentioned deep thermometer described in Patent Document 1, the heat resistance value of the heat insulating material sandwiched between the first temperature sensor and the second temperature sensor is different depending on the pair. In addition to molding, it is necessary to accurately attach a temperature sensor to the heat insulating material. By the way, the reason why the thermal resistance value of the heat insulating material differs depending on the set in such a thermometer is to determine the number of independent variables necessary for solving the simultaneous heat conduction equation, so that the heat flux passing through each set This is because the sizes need to be different.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、接触式内部体温計において、断熱材を挟んで配置される第1の温度センサと第2の温度センサの複数の組を通過する熱流束の大きさを簡便に異なるものとすることである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is a contact-type internal thermometer in which a plurality of first and second temperature sensors arranged with a heat insulating material interposed therebetween. The size of the heat flux passing through the set is simply made different.
なお、ここまでの記載は接触式内部温度計の代表的な例として人体の内部温度を測定する体温計について主に説明したが、本発明が対象とする接触式内部温度計はこれに限定されるものでなく、生物・無生物問わず非侵襲にてその内部温度を測定する必要があるいかなる測定対象物にも適用可能である。 In addition, although the description so far mainly demonstrated the thermometer which measures the internal temperature of a human body as a typical example of a contact-type internal thermometer, the contact-type internal thermometer which this invention makes object is limited to this. It can be applied to any measurement object that needs to measure its internal temperature non-invasively regardless of whether it is living or inanimate.
上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下のとおりである。 The invention disclosed in the present application in order to solve the above problems has various aspects, and the outline of typical aspects of the aspects is as follows.
(1)測定対象物の内部温度を算出するため前記測定対象物の被測定面に接触させる測定面と、第1のフレキシブルプリント基板の測定面側に第1の測定面側温度センサが配置され、背面側に第1の背面側温度センサが配置される第1の温度センサ積層体と、第2のフレキシブルプリント基板の測定面側に第2の測定面側温度センサが配置され、背面側に第2の背面側温度センサが配置される第2の温度センサ積層体を少なくとも有し、前記第1の測定面側温度センサ、前記第1の背面側温度センサ、前記第2の測定面側温度センサ及び前記第2の背面側温度センサの測定結果に基づいて前記測定対象物の内部温度を算出するコントローラと、を有し、前記第1のフレキシブルプリント基板における、前記第1の測定面側温度センサ及び前記第1の背面側温度センサが実装される部分である第1の実装部分の面積よりも、前記第2のフレキシブルプリント基板における、前記第2の測定面側温度センサ及び前記第2の背面側温度センサが実装される部分である第2の実装部分の面積の方が大きい接触式内部温度計。 (1) A first measurement surface side temperature sensor is arranged on a measurement surface to be brought into contact with a measurement target surface of the measurement object and a measurement surface side of the first flexible printed circuit board in order to calculate an internal temperature of the measurement object. The first temperature sensor laminate in which the first back surface temperature sensor is disposed on the back surface side, and the second measurement surface side temperature sensor is disposed on the measurement surface side of the second flexible printed circuit board. It has at least a second temperature sensor stack in which a second back surface temperature sensor is disposed, and the first measurement surface side temperature sensor, the first back surface temperature sensor, and the second measurement surface side temperature. A controller for calculating an internal temperature of the measurement object based on a measurement result of the sensor and the second back surface temperature sensor, and the first measurement surface side temperature in the first flexible printed circuit board Sensor and said The second measurement surface side temperature sensor and the second back surface temperature sensor in the second flexible printed circuit board, rather than the area of the first mounting part which is a part on which the first back surface temperature sensor is mounted. A contact-type internal thermometer in which the area of the second mounting part, which is the part where the is mounted, is larger.
(2)(1)において、前記第1のフレキシブルプリント基板は、前記コントローラと前記第1の測定面側温度センサ及び前記第1の背面側温度センサを接続する配線パターンが形成された帯状の第1の接続部分を有し、前記第2のフレキシブルプリント基板は、前記コントローラと前記第2の測定面側温度センサ及び前記第2の背面側温度センサを接続する配線パターンが形成された帯状の第2の接続部分を有し、前記第1の実装部分は、前記第1の接続部分の一端につながるとともに、前記第1の接続部分よりも幅が増加しており、前記第2の実装部分は、前記第2の接続部分の一端につながるとともに、前記第2の接続部分よりも幅が増加している接触式内部温度計。 (2) In (1), the first flexible printed circuit board has a strip-shaped first pattern formed with a wiring pattern that connects the controller, the first measurement surface side temperature sensor, and the first back surface temperature sensor. The second flexible printed circuit board has a strip-shaped first wiring pattern on which a wiring pattern for connecting the controller to the second measurement surface side temperature sensor and the second back surface temperature sensor is formed. The first mounting part is connected to one end of the first connection part and has a width larger than that of the first connection part. The second mounting part is A contact-type internal thermometer connected to one end of the second connection portion and having a width larger than that of the second connection portion.
(3)(1)又は(2)において、前記第2の実装部分は、その少なくとも片面に、導電性薄膜のベタパターンが形成されている接触式内部温度計。 (3) In (1) or (2), the second mounting portion is a contact type internal thermometer in which a solid pattern of a conductive thin film is formed on at least one surface thereof.
(4)(1)乃至(3)のいずれかにおいて、前記コントローラによる内部温度の算出後、前記第1の温度センサ積層体及び前記第2の温度センサ積層体を冷却する冷却機構を有する接触式内部温度計。 (4) In any one of (1) to (3), a contact type having a cooling mechanism for cooling the first temperature sensor stacked body and the second temperature sensor stacked body after the internal temperature is calculated by the controller. Internal thermometer.
上記(1)及び(2)の側面によれば、接触式内部体温計において、断熱材を挟んで配置される第1の温度センサと第2の温度センサの複数の組を通過する熱流束の大きさを簡便に異なるものとすることができる。 According to the above aspects (1) and (2), in the contact-type internal thermometer, the magnitude of the heat flux passing through a plurality of sets of the first temperature sensor and the second temperature sensor arranged with the heat insulating material interposed therebetween. The thickness can be easily changed.
上記(3)の側面によれば、第1の温度センサと第2の温度センサの複数の組を通過する熱流束の大きさの差をさらに大きなものとすることができる。 According to the above aspect (3), the difference in the magnitude of the heat flux passing through the plurality of sets of the first temperature sensor and the second temperature sensor can be further increased.
上記(4)の側面によれば、連続して測定を行う際にもそれぞれ正確に測定対象物の内部温度を測定できる。 According to the above aspect (4), it is possible to accurately measure the internal temperature of the measurement object even when performing continuous measurement.
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る接触式内部温度計100を背面側から見た外観図、図2は同実施形態に係る接触式内部温度計100を測定面側から見た外観図である。なお、本明細書にて接触式内部温度計とは、温度計であって、測定対象表面に接触させることにより内部温度を測定する温度計を意味している。また、内部温度とは、測定対象の表面温度でなく、その内部であって、実質的に恒温熱源と考えられる部位の温度を意味している。ここで、実質的に恒温熱源と考えられるとは、測定対象内部の熱容量が大きい場合や、測定対象内部に常に熱が供給される結果、接触式内部温度計による測定がその温度に実用上の影響を及ぼさないと考えられることを意味している。たとえば、測定対象が生体である場合には、血流により体幹より常に熱が供給されることとなるので、後者に該当する。
FIG. 1 is an external view of a contact type
本実施形態で示す接触式内部温度計100は、図示の通り携帯式であり、ケース1の先端に測定ヘッド2が取り付けられている。測定ヘッド2はケース1から突き出すように設けられており、その先端はおおむね平坦な測定面20となっている。そして、かかる測定面20を測定対象物の被測定面、例えば皮膚に接触させることによりその内部温度を計測する。測定面20の表面には、略円形の第1のプローブ30及び第2のプローブ31が図2に示すように、接触式内部温度計100の長手方向に沿って直列に配置されている。なお、これら第1のプローブ30及び第2のプローブ31の配置は任意であり、その配置方向は必ずしも接触式内部温度計100の長手方向に沿ったものでなくともよい。
A contact-type
ケース1の測定面20の反対側の面である背面10には、ランプ11、表示部12、ブザー13が設けられている。以降、本明細書では、測定面20が向く方向を測定面側、その反対方向である背面が向く方向を背面側と称する。また、ケース1は長く伸び丸みを帯びた形状をしており、使用者が手に持つグリップ14を形成している。図2に見られるように、ケース1のグリップ14の測定面側には電池蓋15が設けられ、内部に接触式内部温度計100の電源となる電池を収容するようになっている。また、ケース1の適宜の位置、ここでは図2に示した位置に吸気穴16が、測定ヘッド2の側面に排気穴21が設けられ、それぞれの内部空間が外気と連通するようになされている。ケース1と測定ヘッド2は、支持環5により接続されている。
A
なお、図1及び図2に示した接触式内部温度計100のデザインは一例である。かかるデザインは、その主たる用途や市場性等を考慮の上適宜変更して差し支えない。また、各構成部品の配置は、その機能を損なわない範囲で任意に選択してよい。
In addition, the design of the contact-type
図3は、図1のIII−III線による接触式内部温度計100の概略断面図である。ケース1は、好ましくはABS樹脂等任意の合成樹脂製の中空の成形品であり、接触式内部温度計100を構成する各種部品をその内部に一体に収容する。グリップ14内には、電池6及び回路基板17が収容されている。回路基板17上には、その上に図示しないコントローラをはじめとする各種の電子部品が実装されており、電池6からの電力供給を受けて、電力を必要とする全ての部品への電力を供給するとともにその動作を制御している。電池6は、図示のものは市販の単4型(米国ではAAAと称される)乾電池であるが、その形式は任意のものであってよく、ボタン型、角型等の形状や、1次電池・2次電池の別も任意であってよい。なお、各部品と回路基板17とを電気的に接続する配線は、図示が煩雑となるため省略している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the contact-type
ランプ11は、好ましくは多色発光可能な発光ダイオードであり、接触式内部温度計100の状態を使用者に通知するために点灯するものである。表示部12は、本実施形態では液晶表示装置であり、接触式内部温度計100の測定結果を図1に示すような態様で使用者に通知するためのものである。もちろん、表示部12にはこのほかにも任意の情報、例えば、電池6の残量等を表示するようにしてよい。あるいは、接触式内部温度計100の状態を併せて表示するようにして、ランプ11を省略してもよい。ブザー13は、本実施形態では一般的な電子ブザーであり、ビープ音により接触式内部温度計100の状態を使用者に通知するためのものである。なお、ブザー13の形式も又任意であり、スピーカを備えるようにして、音声あるいはメロディ等による通知をするようにしてもよい。あるいは、ランプ11及び/又は表示部12による通知のみとして、ブザー13を省略してもよい。
The
また、ケース1内部には隔壁18が設けられており、ケース1内部をグリップ空間19aとヘッド空間19bとに仕切っている。隔壁18には開口が設けられており、かかる開口を塞ぐようにブロア7が取り付けられている。ブロア7の機能については後述する。
A
ケース1の先端部には、支持環5を介して測定ヘッド2が取り付けられる。支持環5は、好ましくはシリコンゴム或いはその発泡体等の弾力を有し且つ断熱性に優れた材料で形成され、測定ヘッド2のケース1に対する若干の動きを許容するとともに、測定ヘッド2からケース1への伝熱を遮断するようになっている。これは、測定面20を測定対象物に接触させる際に、測定面20が確実に測定対象物に密着するようにするためと、測定ヘッド2からケース1へと熱が流出することによる測定誤差の発生を防止するためである。しかしながら、支持環5は必須の構成でなく、測定面20と測定対象物との密着に問題がなく、また測定ヘッド2が十分に熱伝導率の低い材質であり実用上問題ない場合には、これを省略し、測定ヘッド2を直接ケース1に固定する又は両者を一体に形成するなどしてもよい。また、支持環5の形状も環状に限定されるものでなく、任意の形状のものを用いてよい。
A measuring
測定ヘッド2は、形状が安定しており、熱伝導率が低く、かつ比熱の小さい材質で形成することが好ましく、例えば、硬質発泡ウレタンや硬質発泡塩化ビニルが好適に用いられる。しかしながら、この点についても実用上の問題がなければ材質は特に限定されるものでなく、任意でよい。
The
測定ヘッド2の測定面20には第1のプローブ30及び第2のプローブ31に対応する位置にそれぞれ開口が設けられており、各プローブが測定面20からわずかに突出するように取り付けられている。各プローブは、熱伝導率の高い材質であることが好ましく、本実施形態では金属製である。なお、各プローブの材質は耐腐食性を備えていることが好ましく、金属材料では、アルミニウムやステンレスが好適である。なお、上述の通り、測定ヘッド2自体は熱伝導率が低い材質から構成されるため、第1のプローブ30及び第2のプローブ31は、互いに熱的に隔離されることとなる。
The
第1のプローブ30の背面側には、第1の温度センサ積層体33が設けられており、両者は互いに熱的に結合している。また、第2のプローブ31の背面側には、第2の温度センサ積層体34が設けられており、両者は互いに熱的に結合している。第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34の詳細については後述する。なお、温度センサ積層体は、本実施形態では第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34の2つを設けているが、誤差の分散あるいは故障時のバックアップ目的で、プローブ及び温度センサ積層体を3つ以上設けるようにしてもよい。
A first
図4は、図3における測定ヘッド2近傍の拡大断面図である。ここでは、図3の支持環5より背面側に位置する部材は図示を省略している。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the measuring
同図に詳細に示されるように、第1の温度センサ積層体33は、測定面側に配置され、第1のプローブ30と接触し熱的に結合する第1の測定面側温度センサ33aと、背面側に配置される第1の背面側温度センサ33bと、その間に配置され、第1の測定面側温度センサ33aと第1の背面側温度センサ33bをその両面に実装する第1のフレキシブルプリント基板33cを積層した構造となっている。なお、第1のフレキシブルプリント基板33cは第1の測定面側温度センサ33aから第1の背面側温度センサ33bへの熱流路を形成する熱抵抗体として機能する。
As shown in detail in the figure, the first temperature sensor stacked
また、第2の温度センサ積層体34も第1の温度センサ積層体33と同様の構造となっており、測定面側に配置され、第2のプローブ31に接触し熱的に結合する第2の測定面側温度センサ34a、背面側に配置される第2の背面側温度センサ34bと、その間に配置され、第2の測定面側温度センサ34aと第2の背面側温度センサ34bをその両面に実装する第2のフレキシブルプリント基板34cを積層した構造となっている。第2のフレキシブルプリント基板34cも同様に、第2の測定面側温度センサ34aから第2の背面側温度センサ34bへの熱流路を形成する熱抵抗体として機能する。
The second
従って、測定面20を測定対象物に接触させると、測定対象物から熱が第1のプローブ30及び第2のプローブ31に伝わり、その熱はそれぞれ第1の温度センサ積層体33については第1の測定面側温度センサ33a、第1のフレキシブルプリント基板33c、第1の背面側温度センサ33bを順番に通過し、第2の温度センサ積層体34については第2の測定面側温度センサ34a、第2のフレキシブルプリント基板34c、第2の背面側温度センサ34bを順番に通過して大気に放散されることになる。
Accordingly, when the
各温度センサにはどのようなものを用いてもよいが、本実施形態ではサーミスタである。それぞれの温度センサは、回路基板17(図3参照)に図示しない配線により接続されており、各温度センサにおける温度を検知できるようになっている。 Any temperature sensor may be used, but in the present embodiment, it is a thermistor. Each temperature sensor is connected to the circuit board 17 (see FIG. 3) by a wiring (not shown) so that the temperature in each temperature sensor can be detected.
ここで重要なのは、定常状態において、第1の温度センサ積層体33を通過する熱流束と、第2の温度センサ積層体34を通過する熱流束が異なっているという点である。すなわち、第1の温度センサ積層体33と第2の温度センサ積層体34は、それぞれの両端に等しい温度差が与えられた場合に、それぞれの温度センサ積層体を通過する熱流束が互いに異なるように構成される。このように第1の温度センサ積層体33と第2の温度センサ積層体34を通過する熱流束を異ならしめる方法は様々なものが考えられるが、本実施形態では、温度センサ積層体を構成するフレキシブルプリント基板の面積を温度センサ積層体間で異なるものとすることにより、各温度センサ積層体を通過する熱流束が異なるようにしている。ここで示した例では、第1のフレキシブルプリント基板33cより第2のフレキシブルプリント基板34cの面積が大きくなっている。そして、フレキシブルプリント基板の温度センサ積層体の側面に突き出した部分は、プローブから伝わる熱を大気に放散する放熱フィンとして機能するが、その放熱能力は面積が大きいほど高くなるため、第1のフレキシブルプリント基板33cに比して第2のフレキシブルプリント基板34cが放散する熱量の方が大きくなる。その結果、第1の温度センサ積層体33を通過する熱流束より第2の温度センサ積層体34を通過する熱流束の方が小さくなると考えられる。
What is important here is that, in a steady state, the heat flux passing through the first
なお、特に限定するものではないが、本実施形態では、第1の測定面側温度センサ33a、第1の背面側温度センサ33b、第2の測定面側温度センサ34a及び第2の背面側温度センサ34bは同形状のサーミスタを使用している。また、第1のフレキシブルプリント基板33cと第2のフレキシブルプリント基板34cは、その平面形状は互いに異なるが、材質及び厚さは同一である。このようにすると、複数種類の温度センサを用意する必要がなく、また、同一のシートを切り抜くことにより第1のフレキシブルプリント基板33cと第2のフレキシブルプリント基板34cを得ることができるため、製造上有利である。第1のフレキシブルプリント基板33cと第2のフレキシブルプリント基板34cの材質に特に限定はなく、一般的に用いられるポリイミド等であってよい。
Although not particularly limited, in the present embodiment, the first measurement surface
ここで、本実施形態の接触式内部温度計100による内部温度の測定原理を、図5を用いて説明する。
Here, the measurement principle of the internal temperature by the contact-type
図5は、本実施形態に係る接触式内部温度計100の測定ヘッド2に設けられた測定部の等価熱回路を示す図である。同図を図4を参照しつつ説明すると、Tbは測定対象である内部温度、T11は第1の測定面側温度センサ33aにおける温度、T12は第1の背面側温度センサ33bにおける温度、T21は第2の測定面側温度センサ34aにおける温度、T22は第2の背面側温度センサ34bにおける温度である。また、熱抵抗Rbは測定対象内部から第1のプローブ30及び第2のプローブ31を通して第1の測定面側温度センサ33a及び第2の測定面側温度センサ34aに熱が伝わる際の熱抵抗である。Tm1は第1のフレキシブルプリント基板33cの厚さ方向中央における温度、Tm2は第2のフレキシブルプリント基板34cの厚さ方向中央における温度であり、Rmは各温度センサと各フレキシブルプリント基板の厚さ方向中央との間の熱抵抗である。Teは外気温であり、Reは第1の背面側温度センサ33b及び第2の背面側温度センサ34bと外気との間の熱抵抗である。そして、Tb>T11>Tm1>T12及び、Tb>T21>Tm2>T22が成立している。qb1は測定対象内部から第1のフレキシブルプリント基板34cへと流れる熱流束を、qm1は第1のフレキシブルプリント基板33cが放熱フィンとして機能することにより外気に放散される熱流束を、qe1は第1のフレキシブルプリント基板33cから第1の背面側温度センサ33bを通して外気へと放散される熱流束をそれぞれ示す。また、qb2は測定対象内部から第2のフレキシブルプリント基板34cへと流れる熱流束を、qm2は第2のフレキシブルプリント基板34cが放熱フィンとして機能することにより外気に放散される熱流束を、qe2は第2のフレキシブルプリント基板34cから第2の背面側温度センサ34bを通して外気へと放散される熱流束をそれぞれ示す。
FIG. 5 is a diagram showing an equivalent thermal circuit of a measurement unit provided in the
ここで、図に示した系が定常状態にあると仮定すると、第1のフレキシブルプリント基板33c及び第2のフレキシブルプリント基板34cにおける温度の収支が0となることより、次式が成立する。
Assuming that the system shown in the figure is in a steady state, the following equation is established because the temperature balance of the first flexible printed
数2を数1に代入し、
Substituting
数4からRbを消去し、Tbについて解くと、 From number 4 to erase the R b, and solving for T b,
このとき、 At this time,
とおき、各温度センサの測定結果及び数7、数8を数5に代入することにより、内部温度Tbを算出することができる。
Distant, measurement results and the number 7 of the temperature sensors, by substituting the number 8 to
図6は、図4のVI矢視による温度センサ積層体の平面図である。そして、第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34の双方において、第1のフレキシブルプリント基板33c及び第2のフレキシブルプリント基板34cはそれぞれ第1の背面側温度センサ33b及び第2の背面側温度センサ34bより平面視における面積が大きく、各温度センサの外周に若干はみ出す形状となっている。ここで、第1のフレキシブルプリント基板33c及び第2のフレキシブルプリント基板34cは、それぞれ長く伸びた帯状の第1の接続部分33d及び第2の接続部分34dと、第1の接続部分33d及び第2の34dの一端に繋がり、第1の接続部分33d及び第2の34dよりも幅が増加していて、各温度センサが実装される第1の実装部分33e及び第2の接続部分34eを備えている。
FIG. 6 is a plan view of the temperature sensor laminate as viewed in the direction of arrow VI in FIG. And in both the 1st temperature sensor laminated
本実施形態では、同図に示すように、第1の実装部分33eの面積よりも、第2の実装部分34eの面積の方が大きくなっている。これにより、第2の実装部分34eはより大きな放熱能力を有することとなる。
In the present embodiment, as shown in the figure, the area of the second mounting
なお、第1の実装部分33e及び第2の実装部分34eの平面形状として、本実施形態では、概ね矩形の形状を示したが、これに限定されるものではなく、円形、楕円形、半円系等任意の形状を用いてよい。なお、第2の実装部分においてまた、第1のフレキシブルプリント基板33c及び第2のフレキシブルプリント基板34cにおいて第1の接続部分33d及び第2の接続部分34dは、各温度センサを回路基板17(図3参照)に電気的に接続するための配線パターンが形成されている部分であるが、これは必須のものではなく省略してもよい。その場合、各温度センサと回路基板17を繋ぐための適宜のケーブルを第1の実装部分33e及び第2の実装部分34eに接続するとよい。
In the present embodiment, the planar shape of the first mounting
さらに、第2の実装部分34eの両面は導電性薄膜により覆われており、いわゆるベタパターンが形成されている。これは、第2のフレキシブルプリント基板34cの基材は前述したようにポリイミド等の絶縁材料であり、その熱伝達率は高くないため、その表面に熱伝達率の高い導電性の被膜を設けることにより面内の熱伝達をスムースにすることで、第2の実装部分34eの放熱能力を向上させるためである。この導電性薄膜は、第2のフレキシブルプリント基板34cの配線パターンを形成する際に同時に形成するとよい。なお、この導電性薄膜は、第2の実装部分34eの両面に設けることが好ましいが、いずれかの片面であってもよい。また、導電性薄膜のベタパターンは、各温度センサを回路基板17(図3参照)に電気的に接続するための配線パターンと接続されていても、絶縁されていてもよい。なお、第1の実装部分33eと第2の実装部分34eの放熱能力により大きな差異を設ける観点からは、第1の実装部分33eには導電性薄膜のベタパターンを設けないほうがよいが、設けても特段の支障はない。
Furthermore, both surfaces of the second mounting
続いて、本実施形態に係る接触式内部温度計100を用いて内部温度を測定する手順、すなわち測温動作の手順を図1乃至4を参照しつつ説明する。
Next, a procedure for measuring the internal temperature using the contact-type
手順1:接触式内部温度計100の測定面20を測定対象物に接触させる。
Procedure 1: The
手順2:回路基板17に搭載されたコントローラにより、測温動作が開始される。なお、この測温動作の開始は、第1の測定面側温度センサ33a又は第2の測定面側温度センサ34aにより測定される温度の上昇により自動的に行ってもよいし、図示しない押ボタン等のスイッチを使用者が操作することにより行ってもよい。このとき、コントローラはブザー13によるビープ音により測定を開始したことを使用者に通知する。同時に、ランプ11を任意の色、例えば赤色に点灯し、使用者に測定面20を測定対象物に接触させたまま維持するよう促す。
Procedure 2: A temperature measurement operation is started by the controller mounted on the
手順3:コントローラは、第1の温度センサ積層体33及び前記第2の温度センサ積層体34が定常状態に達した後に測定対象物の内部温度を算出し、表示する。すなわち、コントローラは、第1の測定面側温度センサ33a、第1の背面側温度センサ33b、第2の測定面側温度センサ34a及び第2の背面側温度センサ34bの出力を監視し、これら温度センサの温度変化があらかじめ定められた閾値以下となったことを検出すると、これら温度センサからの出力を用いて、上述の数5から内部温度を求める。従って、コントローラは、第1の測定面側温度センサ33a、第1の背面側温度センサ33b、第2の測定面側温度センサ34a及び第2の背面側温度センサ34bの測定結果に基づいて測定対象物の内部温度を算出することになる。
Procedure 3: The controller calculates and displays the internal temperature of the measurement object after the first
コントローラは、このようにして算出された内部温度を図1に示したように表示部12に表示する。また、ブザー13によるビープ音の発生、並びに、ランプ11を先ほどの色とは異なる任意の色、例えば緑色に点灯することにより、使用者に測定が終了したことを通知する。なお、算出された内部温度は、本実施形態では表示部12に表示することにより使用者に通知することとしているが、これに限られず、接触式内部温度計100に設けたメモリに蓄積したり、接触式内部温度計100の外部の機器に有線又は無線にて出力したりしてもよい。この場合には、表示部12は必ずしも必須の構成ではない。
The controller displays the internal temperature thus calculated on the
なお、以上の説明では、使用者への測定開始及び測定終了の各種通知をいずれもブザー13によるビープ音及びランプ11の点灯により行ったが、これらの通知の方法はここで例示したものに限定されない。特に、ビープ音についてはこれを省略し、或いは使用者の設定によりこれを発声しないこととしてもよい。音声を用いず、ランプ11の点灯のみにより使用者に各種の通知を行うようにすると、例えば測定対象が就寝中の乳児である場合に、乳児の睡眠を妨げることなく測定が可能である等好ましい場合がある。もちろん、ランプ11の点灯をどのようにするか、例えば発光色をどのように選択するかは任意である。また、発色光によらず、ランプ11を点滅させたり、発光光の強度を変化させたり、あるいはランプ11を複数設けておき、その点灯数や位置を違えることにより使用者に各種通知を行うようにしてもよい。さらに前述したように、ランプ11でなく、表示部12により使用者に各種通知を行ってもよい。
In the above description, various notifications of measurement start and measurement end to the user are all performed by a beep sound by the
手順4:コントローラは、ブロア7を作動させ、測定部を冷却する。この動作は、第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34を冷却し、次の測定に備えるものである。例えば、最初に比較的高温の測定対象の内部温度を測定し、その直後に、比較的低温の測定対象の内部温度を続けて測定する場合を考えると、最初の測定時に、第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34が次の測定時に必要とされる以上に高温となる場合があり得る。このとき、第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34が定常状態となるためには、これら部材の放熱による自然冷却を待たなければならず、測定に時間を要する場合があり得る。そのため、測定の度に第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34をある程度冷却するのである。
Procedure 4: The controller operates the blower 7 to cool the measurement unit. In this operation, the first temperature sensor stacked
本実施形態では、ブロア7は図1のグリップ空間19aからヘッド空間19bへと流れる気流を発生させる。そのため、ブロア7により誘起される空気の流れは、図中矢印に示すように、吸気穴16から吸い込まれ、ブロア7を通過し、第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34の近傍を通過して排気穴21から排出されるものとなる。従って、本実施形態のブロア7、吸気穴16及び排気穴21は協働して第1の温度センサ積層体33及び第2の温度センサ積層体34を冷却する冷却機構を構成することになる。
In the present embodiment, the blower 7 generates an airflow that flows from the
なお、冷却機構の構成はどのようなものであってもよく、ブロア7、吸気穴16及び排気穴21の配置は任意である。また、吸排気の向きを逆にしてもよい。また、ブロア7の形式は特に限定されず、一般的なファンであってもよいし、圧電素子を利用したマイクロブロアであってもよい。あるいは、連続して測定する際の測定時間に実用上の問題がなければ、この冷却機構そのものを省略しても差し支えない。
The cooling mechanism may have any configuration, and the arrangement of the blower 7, the
以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定するものではない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、各部材あるいはその部分の形状や数、配置等を適宜変更してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。 The specific configurations shown in the embodiments described above are shown as examples, and the invention disclosed in this specification is not limited to the configurations of these specific examples. Those skilled in the art may appropriately modify various modifications to the disclosed embodiments, for example, the shape, number, arrangement, etc. of each member or part thereof, and the technical scope of the invention disclosed in this specification is It should be understood to include such modifications.
1 ケース、2 測定ヘッド、5 支持環、6 電池、7 ブロア、10 背面、11 ランプ、12 表示部、13 ブザー、14 グリップ、15 電池蓋、16 吸気穴、17 回路基板、18 隔壁、19a グリップ空間、19b ヘッド空間、20 測定面、21 排気穴、30 第1のプローブ、31 第2のプローブ、33 第1の温度センサ積層体、33a 第1の測定面側温度センサ、33b 第1の背面側温度センサ、33c 第1のフレキシブルプリント基板、33d 第1の接続部分、33e 第1の実装部分、34 第2の温度センサ積層体、34a 第2の測定面側温度センサ、34b 第2の背面側温度センサ、34c 第2のフレキシブルプリント基板、34d 第2の接続部分、34e 第2の実装部分、100 接触式内部温度計。 1 Case, 2 Measuring Head, 5 Support Ring, 6 Battery, 7 Blower, 10 Back, 11 Lamp, 12 Display, 13 Buzzer, 14 Grip, 15 Battery Cover, 16 Air Intake Hole, 17 Circuit Board, 18 Bulkhead, 19a Grip Space, 19b head space, 20 measurement surface, 21 exhaust hole, 30 first probe, 31 second probe, 33 first temperature sensor stack, 33a first measurement surface side temperature sensor, 33b first back surface Side temperature sensor, 33c 1st flexible printed circuit board, 33d 1st connection part, 33e 1st mounting part, 34 2nd temperature sensor laminated body, 34a 2nd measurement surface side temperature sensor, 34b 2nd back surface Side temperature sensor, 34c 2nd flexible printed circuit board, 34d 2nd connection part, 34e 2nd mounting part, 100 contact type inside Degree meter.
Claims (4)
第1のフレキシブルプリント基板の測定面側に第1の測定面側温度センサが配置され、背面側に第1の背面側温度センサが配置される第1の温度センサ積層体と、
第2のフレキシブルプリント基板の測定面側に第2の測定面側温度センサが配置され、背面側に第2の背面側温度センサが配置される第2の温度センサ積層体を少なくとも有し、
前記第1の測定面側温度センサ、前記第1の背面側温度センサ、前記第2の測定面側温度センサ及び前記第2の背面側温度センサの測定結果に基づいて前記測定対象物の内部温度を算出するコントローラと、
を有し、
前記第1のフレキシブルプリント基板における、前記第1の測定面側温度センサ及び前記第1の背面側温度センサが実装される部分である第1の実装部分の面積よりも、前記第2のフレキシブルプリント基板における、前記第2の測定面側温度センサ及び前記第2の背面側温度センサが実装される部分である第2の実装部分の面積の方が大きい接触式内部温度計。 A measurement surface that is brought into contact with the measurement target surface of the measurement object to calculate the internal temperature of the measurement object;
A first temperature sensor laminate in which a first measurement surface side temperature sensor is disposed on the measurement surface side of the first flexible printed circuit board and a first back surface temperature sensor is disposed on the back surface;
At least a second temperature sensor laminate in which a second measurement surface side temperature sensor is disposed on the measurement surface side of the second flexible printed circuit board and a second back surface temperature sensor is disposed on the back surface side;
The internal temperature of the measurement object based on the measurement results of the first measurement surface side temperature sensor, the first back surface temperature sensor, the second measurement surface side temperature sensor, and the second back surface temperature sensor. A controller for calculating
Have
In the first flexible printed circuit board, the second flexible print is larger than the area of the first mounting portion on which the first measurement surface side temperature sensor and the first back surface temperature sensor are mounted. A contact-type internal thermometer having a larger area of a second mounting portion on which a second measurement surface side temperature sensor and a second back surface temperature sensor are mounted on a substrate.
前記第2のフレキシブルプリント基板は、前記コントローラと前記第2の測定面側温度センサ及び前記第2の背面側温度センサを接続する配線パターンが形成された帯状の第2の接続部分を有し、
前記第1の実装部分は、前記第1の接続部分の一端につながるとともに、前記第1の接続部分よりも幅が増加しており、
前記第2の実装部分は、前記第2の接続部分の一端につながるとともに、前記第2の接続部分よりも幅が増加している請求項1に記載の接触式内部温度計。 The first flexible printed circuit board has a strip-shaped first connection portion on which a wiring pattern for connecting the controller, the first measurement surface side temperature sensor, and the first back surface temperature sensor is formed,
The second flexible printed circuit board has a strip-shaped second connection portion on which a wiring pattern for connecting the controller, the second measurement surface side temperature sensor, and the second back surface temperature sensor is formed,
The first mounting portion is connected to one end of the first connection portion and has a width larger than that of the first connection portion.
2. The contact-type internal thermometer according to claim 1, wherein the second mounting portion is connected to one end of the second connection portion and has a width larger than that of the second connection portion.
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