JP2017531793A - Method and system for determining the heat transfer efficiency of a heater - Google Patents
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Abstract
対流式加温ブランケットなどの加熱機の熱出力有効度を測定するために、複数のコイル状の金属管を有するように導管構造が設けられている。これら金属管が、人に似た物体の頭部、胴部、および他の動かない部分を形成している。導管構造の入口と出口の間で一本の連続導管を形成するために、可撓管が前記金属管を互いに接続する。その結果、特定の熱容量を持つ流体が、絶え間なく導管構造を流れ得るようになっている。前記入口と出口に位置する温度センサーが、前記入口と出口における流体の温度を測定する。流体の流量と、前記特定の熱容量と、前記入口と出口において測定された流体温度とを用いて、対流式加温ブランケットの熱出力効率を計算してもよい。対流式加温ブランケットの熱出力効率を確認するために、ＦＬＩＲカメラを使用して赤外線画像を得るようにしてもよい。【選択図】図１In order to measure the heat output effectiveness of a heater such as a convection heating blanket, a conduit structure is provided to have a plurality of coiled metal tubes. These metal tubes form the head, torso, and other stationary parts of a person-like object. A flexible tube connects the metal tubes together to form a continuous conduit between the inlet and outlet of the conduit structure. As a result, a fluid having a specific heat capacity can flow through the conduit structure continuously. Temperature sensors located at the inlet and outlet measure the temperature of the fluid at the inlet and outlet. The heat output efficiency of the convection warming blanket may be calculated using the fluid flow rate, the specific heat capacity, and the fluid temperature measured at the inlet and outlet. In order to confirm the heat output efficiency of the convection heating blanket, an infrared image may be obtained using a FLIR camera. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、加熱機から対象にどれくらいの量の熱エネルギーが伝達されているかについて定量的に評価する方法、およびそのためのシステムに関し、特に対流式加温ブランケットから人体へと出される熱の量の測定に関する。 The present invention relates to a method for quantitatively evaluating how much heat energy is transferred from a heater to an object, and a system therefor, and more particularly, the amount of heat released from a convection heating blanket to a human body. Regarding measurement.
対流式加温ブランケットなどの医療用加熱機は、規格化のための組織である国際電気標準会議（ＩＥＣ）により規定されたプロトコルに従って、医療用電気機器規格ＩＥＣ８０６０１−２−３５の下で、現在は検査されている。この‘３５規格において規定されたプロトコルによれば、対流式加温ブランケットが置かれることになる検査ベッドの表面に、複数の校正された温度センサーを設置する。接触表面における各温度センサーは、銅製の四角片に密に接触する熱電対から構成されている。検査ベッドの接触表面の全体にわたって、多数の温度センサーが分散配置されている。検査対象のブランケットに設けられた空気穴または開口が検査ベッドの接触表面を向くように、検査対象のブランケットは検査ベッドの接触表面に置かれる。空気加温器からの被加熱空気によりブランケットは膨らまされ、そして被加熱空気はブランケットの空気穴から外に出る。ブランケットからの熱出力の全体効率を多数のセンサーにより測定された出力熱の温度から見積もることができるように、外に出た被加熱空気の温度は多数のセンサーにより測定される。 Medical heaters such as convection warming blankets are currently under medical electrical equipment standard IEC 80601-2-35 according to the protocol defined by the International Electrotechnical Commission (IEC), the organization for standardization Has been inspected. According to the protocol defined in the '35 standard, a plurality of calibrated temperature sensors are installed on the surface of an inspection bed on which a convection heating blanket is to be placed. Each temperature sensor on the contact surface is composed of a thermocouple that is in intimate contact with a copper square piece. A number of temperature sensors are distributed over the entire contact surface of the examination bed. The blanket to be inspected is placed on the contact surface of the inspection bed so that the air holes or openings provided in the blanket to be inspected face the contact surface of the inspection bed. The blanket is inflated by the heated air from the air heater, and the heated air exits through the air holes in the blanket. The temperature of the heated heated air is measured by a number of sensors so that the overall efficiency of the heat output from the blanket can be estimated from the temperature of the output heat measured by the number of sensors.
対流式加温ブランケットの熱出力効率を測定するこの方法は、特定の空気穴から出た被加熱空気の温度を選択されたセンサーが測定できるようにブランケットを検査ベッドの上に正しく置かなければならないという点で、面倒であり、また特に正確というわけでもない。しばしば使用状態においてエミュレートするために、検査中のブランケットに複数の相異なる場所で重みを掛けなければならない。これは、検査中のブランケットの上面に置かれたマネキンの上面に重りを載せることを含んでいる。さらに、‘３５規格に基づく現在の検査方法においては、空気穴を持つブランケットの表面が常に検査ベッドの接触表面に向いていなければならない。これから検査を受けるブランケットが例えば本発明の譲受人が販売する下敷ブランケットやポンチョ型ブランケットである場合、‘３５規格に基づく検査を適用すると、ブランケットの全体熱出力の測定における精度がより低いものになってしまう。 This method of measuring the heat output efficiency of a convection warming blanket requires that the blanket be correctly placed on the test bed so that the selected sensor can measure the temperature of the heated air coming out of a particular air hole In that respect, it is cumbersome and not particularly accurate. Often, the blanket under inspection must be weighted at a number of different locations to emulate in use. This involves placing a weight on the upper surface of the mannequin placed on the upper surface of the blanket under inspection. Furthermore, in the current inspection method based on the '35 standard, the surface of the blanket with air holes must always face the contact surface of the inspection bed. If the blanket to be inspected is an underlay blanket or a poncho-type blanket sold by the assignee of the present invention, applying the inspection based on the '35 standard will result in lower accuracy in measuring the overall thermal output of the blanket. End up.
したがって、加熱機の人への熱出力の有効度をより正確に測定する方法、ならびにそのためのシステムが求められる。前述の対流式加温ブランケットの一つが、ここでの加熱機の例である。ここで求められる方法とは、検査ベッドの接触面に対してブランケットの位置を細かく調整し、そして多数のセンサーにより測定した多数の温度からブランケットの全体熱出力効率を見積もるという面倒な工程を要することなく、より正確な測定を行う方法のことである。 Accordingly, what is needed is a method for more accurately measuring the effectiveness of heat output to a person on a heater, as well as a system therefor. One of the convection heating blankets described above is an example of a heater here. The method required here requires a cumbersome process of finely adjusting the blanket position with respect to the contact surface of the test bed and estimating the overall thermal output efficiency of the blanket from multiple temperatures measured by multiple sensors. It is a method of performing more accurate measurement.
本発明方法は、加熱機から人に与えられる熱の量について、直接的な測定を行う。ここで人は、マネキンの形をした人に似た物体により表される。マネキンは複数の金属管によりくるまれている。既知の熱容量を持つ流体が、これら金属管を通過する。マネキンの胴部と他の動かない部分の周りに、これら金属管が巻かれている。マネキンの内部においてかつマネキンの動く関節部において、ＰＶＣプラスチック管が前記複数の金属管を互いに接続している。したがって、金属管とプラスチック管により一本の連続導管が形成され、流体が絶え間なくこの連続導管を流れ得るようになっており、そしてこの連続導管がマネキンにより支えられている。連続導管の一方の端に入口が設けられ、連続導管の他方の端に出口が設けられている。流体はこの入口から連続導管に入り、出口を経て連続導管から出るようになっている。流体用貯部が出口コネクタと入口コネクタを有していて、この出口コネクタは人に似た導管構造の入口に接続され、一方この入口コネクタは人に似た導管構造の出口に接続されている。流体用貯部は、冷却機などの温度調整機の一部分であってもよい。したがって、温度調整機内のポンプの作用により、流体が連続導管を通過しながら連続導管を循環し得るようになっている。 The method of the present invention directly measures the amount of heat given to a person from a heater. Here a person is represented by an object resembling a mannequin shaped person. The mannequin is wrapped with multiple metal tubes. A fluid with a known heat capacity passes through these metal tubes. These metal tubes are wrapped around the mannequin's torso and other stationary parts. Inside the mannequin and at the joint where the mannequin moves, a PVC plastic tube connects the plurality of metal tubes together. Thus, a metal tube and a plastic tube form a continuous conduit that allows fluid to flow through the continuous conduit continuously and is supported by the mannequin. An inlet is provided at one end of the continuous conduit and an outlet is provided at the other end of the continuous conduit. Fluid enters the continuous conduit from this inlet and exits the continuous conduit via the outlet. The fluid reservoir has an outlet connector and an inlet connector that is connected to an inlet of a person-like conduit structure, while the inlet connector is connected to an outlet of a person-like conduit structure . The fluid reservoir may be part of a temperature regulator such as a cooler. Therefore, the action of the pump in the temperature regulator allows fluid to circulate through the continuous conduit while passing through the continuous conduit.
コイル状の管によりくるまれたマネキン、すなわち導管構造は、対流式加温ブランケットなどの加熱機に対して適切な位置に配され、加熱機から出る被加熱空気がマネキンに向かうようになっている。金属管はアルミニウムで作られていてもよい。熱を容易に伝達する特性を金属管が持っているので、連続導管が受け取った加熱機からの熱は、連続導管を循環する流体に容易に伝達され、それは人に似た導管構造が受け取っている熱の量を表すことになる。 A mannequin wrapped by a coiled tube, i.e. a conduit structure, is placed in a suitable position with respect to a heater such as a convection heating blanket so that the heated air from the heater is directed to the mannequin. . The metal tube may be made of aluminum. Since the metal tube has the property of easily transferring heat, the heat from the heater received by the continuous conduit is easily transferred to the fluid circulating in the continuous conduit, which is received by the human-like conduit structure It represents the amount of heat.
連続導管に入る流体の温度を測定するために、前記入口に温度センサーが設けられている。連続導管から出る流体の温度を測定するために、その出口に別の温度センサーが設けられている。連続導管を循環しながら、流体は導管構造に向けられた熱を受け取る。こうして受け取られた熱は、流体が導管から出るにしたがって、流体によって運ばれる。それゆえ、流体が連続導管に入る時と流体が連続導管から出る時との間で、流体に温度差が生じる。マネキンの周りに巻かれている連続導管、すなわち導管構造の入口と出口に設けられた温度センサーによって測定された温度を比較することにより、前記温度差が求められる。 A temperature sensor is provided at the inlet to measure the temperature of the fluid entering the continuous conduit. A separate temperature sensor is provided at the outlet to measure the temperature of the fluid exiting the continuous conduit. As it circulates through the continuous conduit, the fluid receives heat directed at the conduit structure. The heat thus received is carried by the fluid as it exits the conduit. Therefore, there is a temperature difference in the fluid between when the fluid enters the continuous conduit and when the fluid exits the continuous conduit. The temperature difference is determined by comparing the temperature measured by a continuous conduit wound around the mannequin, i.e. temperature sensors provided at the inlet and outlet of the conduit structure.
導管構造の入口と出口の間での流体温度変化、すなわち測定された温度差、および他の容易に得られる情報を用いて、本発明方法は加熱率または人に似た物体が受け取る加熱機からの熱の量を測定することができる。ここで、加熱率はワットの単位で表してもよい。また、加熱機は対流式加温ブランケットであってもよい。さらに、他の容易に得られる情報は、連続導管における流体の質量流量または単なる流量を含んでいてもよい。導管構造に流体を出入りさせ流体を循環させるポンプにより、流体の流量が制御される。この流体の流量は、流量計により測定される。他の容易に得られる情報の別の要素として、使用する流体に固有の熱容量がある。これに関しては、流体の温度に応じて流体の熱容量が変化することに注意すべきである。 Using the fluid temperature change between the inlet and outlet of the conduit structure, i.e. the measured temperature difference, and other readily available information, the method of the present invention can be applied to a heating rate or from a heater received by a person-like object. The amount of heat can be measured. Here, the heating rate may be expressed in units of watts. Further, the heater may be a convection heating blanket. Furthermore, other readily available information may include the mass flow rate of the fluid in the continuous conduit or just the flow rate. The flow rate of the fluid is controlled by a pump that causes the fluid to flow in and out of the conduit structure. The flow rate of the fluid is measured by a flow meter. Another element of other readily available information is the heat capacity inherent in the fluid used. In this regard, it should be noted that the heat capacity of the fluid varies with the temperature of the fluid.
いかなる所定時刻においても加熱機の加熱率を求めることができることに加えて、導管構造の入口と出口において流れる流体の温度を連続的に監視かつ測定して、求めた加熱機による加熱率と、求めたその熱出力効率が連続的に更新され得るようにしてもよい。 In addition to being able to determine the heating rate of the heater at any given time, the temperature of the fluid flowing at the inlet and outlet of the conduit structure is continuously monitored and measured to determine the heating rate determined by the heater. The heat output efficiency may be continuously updated.
加熱機から出される熱を直接測定するために導管構造を使用することに加え、あるいはこのこととは別の構成として、人に似た物体が上に置かれているかもしれない加熱機に対して前方監視赤外線（ＦＬＩＲ）熱カメラを適切な位置に配することにより、対流式加温ブランケットなどの加熱機の熱出力を求めるようにしてもよい。このＦＬＩＲカメラにより検出された熱の量は、赤外線画像として表される。この赤外線画像は、熱源から放射されるエネルギーに起因する加熱機の反射見掛け温度を示す。この場合、対象から反射されたエネルギーを熱源から放射されたエネルギーから差し引くことにより、加熱機の熱出力効率についての当て推量を行ってもよい。熱出力を直接測定する上述の方法を補足する手段として、ＦＬＩＲカメラにより得られる赤外線画像を使用してもよい。 In addition to using the conduit structure to directly measure the heat emitted from the heater, or as an alternative, for heaters on which human-like objects may be placed Then, the thermal output of a heater such as a convection heating blanket may be obtained by arranging a front monitoring infrared (FLIR) thermal camera at an appropriate position. The amount of heat detected by this FLIR camera is represented as an infrared image. This infrared image shows the reflected apparent temperature of the heater due to the energy radiated from the heat source. In this case, the guess about the heat output efficiency of a heater may be performed by subtracting the energy reflected from the object from the energy radiated from the heat source. Infrared images obtained with a FLIR camera may be used as a supplement to the above-described method for directly measuring thermal output.
それゆえ本発明は、加熱機の熱出力効率を測定する方法に関する。この方法は、入口と出口を持つ構造に導管を構成する工程ａ）と、流体が前記構造の導管を循環するようにする工程ｂ）と、前記構造の入口と出口における流体の温度を測定する工程ｃ）と、前記導管を循環する流体の流量と前記入口と出口における測定された流体の温度とを用いて加熱率を計算する工程ｄ）とを含む。ここで、前記構造が前記加熱機に対して適切な位置に配されるように構成されており、また前記加熱機から前記構造が受け取る熱の量を前記加熱率が表している。 The present invention therefore relates to a method for measuring the heat output efficiency of a heater. This method comprises the steps a) of constructing a conduit in a structure having an inlet and an outlet, a step b) of allowing fluid to circulate through the conduit of the structure, and measuring the temperature of the fluid at the inlet and outlet of the structure. And c) calculating the heating rate using the flow rate of the fluid circulating through the conduit and the measured fluid temperatures at the inlet and outlet. Here, the structure is configured to be disposed at an appropriate position with respect to the heater, and the heating rate represents the amount of heat received by the structure from the heater.
また本発明は、加熱機の熱出力効率を測定する装置にも関する。この装置は、導管により形成される構造と、ポンプと、複数のセンサーと、プロセッサ手段とを含む。ここで前記構造が入口と出口を持ち、前記構造は前記加熱機に対して適切な位置に配されている。流体が前記導管を循環するよう前記ポンプが働く。前記センサーが前記構造の入口と出口に配置されて、前記入口と出口における流体の温度を測定する。前記プロセッサ手段が、前記導管を循環する流体の流量と前記入口と出口における測定された流体の温度とを用いて、加熱率を計算する。前記加熱機から前記構造が受け取る熱の量を前記加熱率が表している。 The present invention also relates to an apparatus for measuring the heat output efficiency of a heater. The apparatus includes a structure formed by a conduit, a pump, a plurality of sensors, and processor means. Here, the structure has an inlet and an outlet, and the structure is arranged at an appropriate position with respect to the heater. The pump works to circulate fluid through the conduit. The sensors are placed at the inlet and outlet of the structure to measure the temperature of the fluid at the inlet and outlet. The processor means calculates the heating rate using the flow rate of the fluid circulating through the conduit and the measured fluid temperatures at the inlet and outlet. The heating rate represents the amount of heat that the structure receives from the heater.
さらに本発明は、対流式ブランケットの熱出力効率を測定する装置にも関する。ここで、前記対流式ブランケットが空気を通さない２つの層から形成されているとともに、被加熱空気により膨らまされ得るように構成されている。前記２つの層の内の一方に選択的に配置された複数の開口が設けられている。本装置は、導管により形成される構造と、ポンプと、複数のセンサーと、プロセッサとを含む。前記構造が入口と出口を持ち、前記複数の開口のうちの少なくともいくつかが前記構造に面して前記構造に向けて被加熱空気を出すように、前記構造が前記ブランケットに対して適切な位置に配されている。特定の流量で流体が前記導管を循環するよう前記ポンプが働く。前記センサーが前記構造の入口と出口に配置され、前記入口と出口における流体の温度を測定する。前記プロセッサが、前記特定の流量と前記入口と出口における測定された流体の温度とを用いて、加熱率を計算する。前記ブランケットから前記構造が受け取る熱の量を前記加熱率が表している。 The invention further relates to an apparatus for measuring the thermal output efficiency of a convective blanket. Here, the convective blanket is formed from two layers that do not allow air to pass through, and is configured to be inflated by heated air. A plurality of openings selectively disposed in one of the two layers is provided. The apparatus includes a structure formed by a conduit, a pump, a plurality of sensors, and a processor. The structure is in an appropriate position relative to the blanket so that the structure has an inlet and an outlet, and at least some of the plurality of openings face the structure and emit heated air toward the structure. It is arranged in. The pump operates to circulate fluid through the conduit at a specific flow rate. The sensors are placed at the inlet and outlet of the structure and measure the temperature of the fluid at the inlet and outlet. The processor uses the specific flow rate and the measured fluid temperature at the inlet and outlet to calculate a heating rate. The heating rate represents the amount of heat that the structure receives from the blanket.
添付図面と連係した本発明の以下の説明により、本発明が明らかとなり、また本発明が最も良く理解される。添付図面は、次の通りである。 The present invention will become apparent and best understood from the following description of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings. The attached drawings are as follows.
図１を参照すると、そこには本発明実施例の模範的な図が示されている。この本発明実施例はベッドあるいは支持体２を含んでおり、加熱機４がその上に置かれている。この例としての図において、加熱機４は膨らませることが可能な対流式加温ブランケットである。従来から知られているように、膨らませることが可能な対流式加温ブランケットは、空気を通さない２枚のシートあるいは２つの層から形成されている。これら２つの層はそれらの外縁において封止されており、ブランケット内に入れられた空気を外に出すことを可能にする選択的に配置された空気穴あるいは開口が、それらのうちの一方の層に設けられている。本発明の譲受人により市場で売られている従来の加温ブランケットが、図４と図７に示されている。対流式加温ブランケットに関するものとして本発明実施例を説明するのであるが、伝導により熱を伝達する他の型の加熱機、例えば加熱パッドや加温ブランケット（電気的や化学的に反応する再循環ゲルを含む）、または出力熱の輻射を用いるものを含む他の非伝導性の加熱機について、それらの熱出力効率を本発明を使用して測定してもよい。 Referring to FIG. 1, there is shown an exemplary diagram of an embodiment of the present invention. This embodiment of the invention includes a bed or support 2 on which a heater 4 is placed. In this example diagram, the heater 4 is a convection warming blanket that can be inflated. As is known in the art, a convective warming blanket that can be inflated is formed from two sheets or two layers that are impermeable to air. These two layers are sealed at their outer edges, and selectively placed air holes or openings that allow air contained in the blanket to exit out of one of them. Is provided. A conventional warming blanket sold on the market by the assignee of the present invention is shown in FIGS. Although the embodiments of the present invention will be described as relating to convective heating blankets, other types of heaters that transfer heat by conduction, such as heating pads and heating blankets (electrically and chemically reacting recirculation) For other non-conductive heaters, including gels), or those using output heat radiation, their heat output efficiency may be measured using the present invention.
マネキン６の形をした患者あるいは人に似た物体（人型物体）が、加熱機４の上面に置かれている。マネキン６は、その頭部、胴部、および他の動かない部分にコイル状に巻かれた管あるいは導管８を有している。導管のコイル部分を有するマネキンは、図２により良く示されている。これについては後で詳述する。図１に示されている実施例において、マネキンによる支持を要することのない、人に似た構造または他の受熱類似形状に導管を形成したり、巻いたり、あるいは他の方法で導管をそのように形付けてもよいと考えられるので、導管にくるまれているマネキンを導管構造とみなしてもよい。 An object (humanoid object) similar to a patient or person in the shape of a mannequin 6 is placed on the upper surface of the heater 4. The mannequin 6 has a tube or conduit 8 coiled around its head, body, and other non-moving parts. A mannequin having a coiled portion of the conduit is better shown in FIG. This will be described in detail later. In the embodiment shown in FIG. 1, the conduit is formed, rolled, or otherwise made into a human-like structure or other heat-receiving-like shape that does not require mannequin support. Since a mannequin wrapped in a conduit may be considered a conduit structure.
流体の導管構造に対する出入りを可能にするために、導管構造には入口１０と出口１２が設けられている。入口１０において、温度センサー１４が管内に接続されている。出口１２において、別の温度センサー１６が管内に接続されている。温度センサー１４と１６は、それぞれ導管構造の入口１０と出口１２における流体の温度を測定する。温度センサー１４と１６の各々は、Ｔ型熱電対のオメガ５ＴＣ−ＴＴ−Ｔ−３６−７２でもよく、この場合熱電対はその位置における流体の温度を測定し、得た測定値をアナログ信号としてデータ収集器１８に出力する。データ収集器１８は、例えばナショナルインスツルメンツ製のデータ収集モジュールＵＳＢ−６３４１Ｘシリーズである。入口１０に入る流体は、管２０から供給される。管２０は、入口１０を温度調整機２４の出口側に接続する。温度調整機２４はその入口側に管２２を有し、管２２は導管８の出口１２に接続されている。したがって、閉じた流体回路システムが、温度調整機２４と導管８の間に形成されている。図１に示される本発明実施例では、後で詳述するように、温度調整機２４は冷却機であり、流体が導管８を流れている状態の時に、流体から拾い上げた過剰な熱が温度調整機２４により取り除かれる。温度調整機２４は、米国ペンシルベニア州ピッツバーグにあるフィッシャーサイエンティフィック社の子会社であるサーモサイエンティフィック社から出されている冷却／循環機ＴｈｅｒｍｏＦｌｅｘ１４００でもよい。 In order to allow fluid to enter and exit the conduit structure, the conduit structure is provided with an inlet 10 and an outlet 12. At the inlet 10, a temperature sensor 14 is connected in the tube. At the outlet 12, another temperature sensor 16 is connected in the tube. Temperature sensors 14 and 16 measure the temperature of the fluid at the inlet 10 and outlet 12 of the conduit structure, respectively. Each of the temperature sensors 14 and 16 may be an Omega 5TC-TT-T-36-72, a T-type thermocouple, in which case the thermocouple measures the temperature of the fluid at that location and uses the resulting measurement as an analog signal. Output to the data collector 18. The data collector 18 is, for example, a data collection module USB-6341X series manufactured by National Instruments. Fluid entering the inlet 10 is supplied from the tube 20. The pipe 20 connects the inlet 10 to the outlet side of the temperature regulator 24. The temperature regulator 24 has a tube 22 on its inlet side, and the tube 22 is connected to the outlet 12 of the conduit 8. Thus, a closed fluid circuit system is formed between the temperature regulator 24 and the conduit 8. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, as will be described in detail later, the temperature regulator 24 is a cooler, and when the fluid is flowing through the conduit 8, excess heat picked up from the fluid is heated to a temperature. It is removed by the adjuster 24. The temperature regulator 24 may be a cooling / circulator ThermoFlex 1400 from Thermo Scientific, a subsidiary of Fisher Scientific, Pittsburgh, Pennsylvania.
管２０により画成される流体路に流量計２６が設けられている。流量計２６は、閉じた流体回路システム内を循環する流体の流量を測定する。流量計２６は、型番ＦＴＢ６０３のオメガフローメータでもよい。流量計２６により得られた測定値は、信号としてデータ収集器１８に送られる。 A flow meter 26 is provided in the fluid path defined by the tube 20. The flow meter 26 measures the flow rate of the fluid circulating in the closed fluid circuit system. The flow meter 26 may be an omega flow meter of model number FTB603. The measured value obtained by the flow meter 26 is sent to the data collector 18 as a signal.
管２０の内部に圧力センサー２８が設けられている。圧力が高くなり過ぎないようにして、すなわち圧力が所定値を越えないようにして、温度調整機２４の損傷と、閉じた流体回路システムの破裂の回避を保証するために、圧力センサー２８は前記システム内の流体の圧力を測定する。測定圧力値を表示器３０と警報器３２に供給してもよい。この場合、測定圧力値が前記の所定値を越えた時に、警報器３２が警告または警報を発するように構成する。圧力センサー２８は、米国マサチューセッツ州ボックスボローにあるセトラシステム社から市場に出されているセトラプレッシャートランスデューサーであってもよい。温度センサー１４と１６の入口１０と出口１２への管内接続、および流量計２６と圧力センサー２８の管２０への管内接続は、導管８や管２０と２２に沿った流体の流れに影響を与えない良く知られた従来の態様で行われている。 A pressure sensor 28 is provided inside the tube 20. In order to ensure that the pressure does not become too high, i.e. the pressure does not exceed a predetermined value, to ensure that the temperature regulator 24 is not damaged and that the closed fluid circuit system is not ruptured, the pressure sensor 28 is Measure the pressure of the fluid in the system. The measured pressure value may be supplied to the display device 30 and the alarm device 32. In this case, when the measured pressure value exceeds the predetermined value, the alarm device 32 is configured to issue a warning or an alarm. The pressure sensor 28 may be a setra pressure transducer marketed by Setra Systems, Inc., Boxborough, Massachusetts. The in-tube connection of temperature sensors 14 and 16 to inlet 10 and outlet 12 and the in-tube connection of flow meter 26 and pressure sensor 28 to tube 20 affect the flow of fluid along conduit 8 and tubes 20 and 22. Not done in a well-known conventional manner.
前述のように、温度センサー１４と１６からの各温度信号と、流量計１６からの流量信号は、データ収集器１８に送られる。それから、これらの信号を順番にワークステーション３４に送ってもよい。ワークステーション３４は、良く知られた従来の構成要素のなかでも、特にプロセッサ３６、メモリ３８、および表示器４０を有する。良く知られているように、キーボード、ポインティングデバイス、あるいはライティングタブレットなどの入力器４２をワークステーション３４に接続して、指示や他の入力をそれに与えるようにしてもよい。データ収集器１８からワークステーション３４に送られた信号をメモリ３８に記録し、保存するようにしてもよい。受け取った温度信号と流量信号から加熱率を計算するように、プロセッサ３６はプログラムされている。この場合、マネキン６の周りに巻かれた導管８、すなわち導管構造を流れる流体が受け取る対流式加温ブランケット４から出る被加熱空気からの熱の量を表すように、計算される加熱率が設定されている。 As described above, the temperature signals from the temperature sensors 14 and 16 and the flow signal from the flow meter 16 are sent to the data collector 18. These signals may then be sent to workstation 34 in turn. The workstation 34 includes a processor 36, a memory 38, and a display 40, among other well-known conventional components. As is well known, an input device 42 such as a keyboard, pointing device, or writing tablet may be connected to the workstation 34 to provide instructions and other input thereto. The signal sent from the data collector 18 to the workstation 34 may be recorded in the memory 38 and stored. The processor 36 is programmed to calculate the heating rate from the received temperature and flow signals. In this case, the calculated heating rate is set to represent the amount of heat from the heated air exiting from the convection warming blanket 4 received by the conduit 8 wrapped around the mannequin 6, ie the fluid flowing through the conduit structure. Has been.
前述のように、対流式加温ブランケット４は、外縁において封止された空気を通さない２枚のシートあるいは２つの層から形成されていて、入口ポート４８に接続された空気ホース４６を介して空気加温機４４から供給される被加熱空気により膨らまされ得るようになっていてもよい。対流式加温ブランケット４の一方の層における空気穴が被加熱空気を当該ブランケットから逃がし、これにより人あるいは患者を温める。この例では、マネキン６の形をした人に似た物体、すなわち人型物体が、対流式加温ブランケット４に対して適切な位置に置かれている。この実施例の場合、マネキン６が対流式加温ブランケット４の上に横たわっているので、空気穴を有する当該ブランケットにおける層が人型物体の導管８に接触している。流体が導管８を流れている時に、導管８のコイル状部に接触、あるいは近接している空気穴が被加熱空気をそれらコイル状部へと向かわせる。その結果、導管８を流れる流体が加熱される。人型物体が受け取る対流式加温ブランケット４から出る熱の量、すなわち当該ブランケットの熱出力効率を計算するために、次の式を用いてもよい。なお、この式については後で詳述する。
Ｑ ＝ （ｄｍ／ｄｔ）・Ｃ・ΔＴ
ここで、Ｑは加熱率であり、ｄｍ／ｄｔは質量流量であり、Ｃは流れている流体の熱容量であり、ΔＴは入口１０と出口１２との間における流体温度の変化である。
As described above, the convection type heating blanket 4 is formed of two sheets or two layers sealed at the outer edge and impervious to air, and is connected via the air hose 46 connected to the inlet port 48. It may be adapted to be inflated by heated air supplied from the air heater 44. Air holes in one layer of the convection warming blanket 4 allow heated air to escape from the blanket, thereby warming the person or patient. In this example, a person-like object in the shape of a mannequin 6, i.e. a humanoid object, is placed in an appropriate position with respect to the convection warming blanket 4. In this embodiment, the mannequin 6 lies on the convection warming blanket 4 so that the layer in the blanket with air holes is in contact with the conduit 8 of the humanoid object. As fluid flows through the conduits 8, air holes in contact with or in close proximity to the coiled portions of the conduit 8 direct the heated air toward the coiled portions. As a result, the fluid flowing through the conduit 8 is heated. In order to calculate the amount of heat that the humanoid object receives from the convection warming blanket 4, i.e., the heat output efficiency of the blanket, the following equation may be used. This equation will be described in detail later.
Q = (dm / dt) · C · ΔT
Where Q is the heating rate, dm / dt is the mass flow rate, C is the heat capacity of the flowing fluid, and ΔT is the change in fluid temperature between the inlet 10 and the outlet 12.
上記の式を米国テキサス州オースチンにあるナショナルインスツルメンツ社によるソフトウエアＬａｂＶｉｅｗにプログラムして、測定した温度信号と流量信号を用いて加熱率を計算するようにしてもよい。 The above equation may be programmed into software LabView by National Instruments, Inc., Austin, Texas, USA to calculate the heating rate using the measured temperature and flow signals.
図２に示される導管８にくるまれたマネキン６の形の人型物体が、ベッド２の上の適切な位置に置かれている。人の形のマネキン６は、頭部６ａ、胴部６ｂ、および他の動かない部分を有する。他の動かない部分には、腕部６ｄと脚部６ｅが含まれる。これら動かない部分は、腕部６ｄのひじ部６ｃなどの可動関節部により、互いに接続されている。マネキン６における頭部、胴部、および動かない部分の各々は、金属管または管類によりコイル状にくるまれている。例えば、マネキン６の頭部と首部は、コイル状管８ａによりくるまれている。同様に、マネキン６の胴部６ｂや他の動かない部分は、コイル状の金属管によりくるまれている。良好な熱伝達特性を持つものがこれら金属管として選ばれており、金属管内の流体と周囲環境との間で熱が容易に伝達し得るようになっている。これら金属管を作るために、アルミニウムなどの良好な熱伝導性の金属を使用してもよい。 A humanoid object in the form of a mannequin 6 wrapped in a conduit 8 shown in FIG. 2 is placed at a suitable position on the bed 2. The human-shaped mannequin 6 has a head 6a, a torso 6b, and other non-moving parts. Other portions that do not move include the arm portion 6d and the leg portion 6e. These non-moving parts are connected to each other by a movable joint such as the elbow 6c of the arm 6d. Each of the head portion, the trunk portion, and the non-moving portion of the mannequin 6 is wrapped in a coil shape by a metal tube or pipes. For example, the head and neck of the mannequin 6 are wrapped by a coiled tube 8a. Similarly, the trunk | drum 6b of the mannequin 6 and other non-moving parts are wrapped with a coiled metal tube. Those having good heat transfer characteristics are selected as these metal tubes, and heat can be easily transferred between the fluid in the metal tubes and the surrounding environment. To make these metal tubes, a good heat conductive metal such as aluminum may be used.
マネキン６の可動関節部、例えばひじ関節部４８ａ、ひざ関節部４８ｂ、肩関節部４８ｃ、および臀関節部４８ｄにおける可撓ＰＶＣプラスチック管または管類により、これら金属管は互いに接続されている。マネキン６の足部において、これら金属管の端部が対応するプラスチック管４８ｅ１と４８ｅ２にそれぞれ接続されている。プラスチック管４８ｅ１と４８ｅ２は、マネキン６の内部に通じており、他の管に従来から知られているように弁、継ぎ手、およびその他の手段により接続されている。したがって、互いに接続された管が一本の連続的な導管８を形成していて、これら互いに接続された管を流体が妨げられることなく流れ、そして出口１２から出るようになっている。 These metal tubes are connected to each other by flexible PVC plastic tubes or pipes at the movable joints of the mannequin 6, such as the elbow joint 48a, the knee joint 48b, the shoulder joint 48c, and the hip joint 48d. At the foot of the mannequin 6, the ends of these metal tubes are connected to the corresponding plastic tubes 48e1 and 48e2, respectively. Plastic tubes 48e1 and 48e2 communicate with the interior of mannequin 6 and are connected to other tubes by valves, joints, and other means as is known in the art. Accordingly, the pipes connected to each other form a single continuous conduit 8 through which the fluid flows uninterrupted through the pipes connected to each other and exits from the outlet 12.
流体が温度調整機２４に送られるように、出口１２は管２２に接続されている。入口１０は管２０に接続されていて、そこを介して温度調整機２４からの流体が導管８に入る。管２０と２２が導管構造と温度調整機２４とを繋いでおり、これにより流体に関して閉じた流路が形成され、入口１０と出口１２の間を流体が循環し得るようになっている。温度調整機２４の内部にある図示しない貯留器に補充的な流体を貯蔵してもよい。 The outlet 12 is connected to the tube 22 so that the fluid is sent to the temperature regulator 24. The inlet 10 is connected to a tube 20 through which fluid from the temperature regulator 24 enters the conduit 8. Tubes 20 and 22 connect the conduit structure and the temperature regulator 24, thereby forming a closed flow path for the fluid so that the fluid can circulate between the inlet 10 and the outlet 12. The supplementary fluid may be stored in a reservoir (not shown) inside the temperature regulator 24.
図３は、マネキン６の周りにおける導管構造の形状を示す別の図である。特に図３は、バイパス弁５０を示している。温度調整機２４を傷めてしまう可能性のある背圧の上昇により人型導管において封鎖が発生した場合に、流体の流れをバイパスするためにバイパス弁５０は使用されている。バイパス弁５０は圧力センサー２８と協働していて、人型導管の内圧が許容値または所定値を越えて上昇するとみなされる場合に、バイパス弁５０はオンして、導管構造に入ることなく流体が温度調整機２４のポンプを通り抜けて流れるようにそのコースを変更する。強調された長方形により示されているバイパス弁５０を、導管８に加えられる入口圧力を調整するためにも使用して、それにより導管８を通る流体に対する特定流量の確立を助けるようにしてもよい。 FIG. 3 is another view showing the shape of the conduit structure around the mannequin 6. In particular, FIG. 3 shows a bypass valve 50. A bypass valve 50 is used to bypass fluid flow in the event that a blockage occurs in the humanoid conduit due to increased back pressure that can damage the temperature regulator 24. Bypass valve 50 cooperates with pressure sensor 28 and bypass valve 50 is turned on and fluid without entering the conduit structure when the internal pressure of the humanoid conduit is deemed to rise above an acceptable or predetermined value. Changes its course so that it flows through the pump of the temperature regulator 24. The bypass valve 50, shown by the highlighted rectangle, may also be used to adjust the inlet pressure applied to the conduit 8, thereby helping to establish a specific flow rate for the fluid through the conduit 8. .
図４は、マネキン６により表される人型物体の形の導管構造を示している。そこでは、前述のように被加熱空気により膨らまされたブランケット４が導管構造を覆っている。ブランケット４における空気穴を持つ層が導管構造に接触していて、人型物体がブランケット４から出る熱を受ける。図７はポンチョ型の対流式ブランケットを示している。このブランケットは、人型物体の胴部の正面側を覆う部分４ａと、人型物体がその上に横たわる部分４ｂとを有する。それゆえ図７における人型物体は、その胴部正面側とその背面側の両方において、ブランケットからの熱を受ける。なぜならば、この対流式ブランケットにおける空気穴を有する層が人型物体の胴部正面と人型物体の背面の両方に接触しているからである。 FIG. 4 shows a conduit structure in the form of a humanoid object represented by a mannequin 6. There, the blanket 4 inflated with heated air as described above covers the conduit structure. The layer with air holes in the blanket 4 is in contact with the conduit structure, and the humanoid object receives heat from the blanket 4. FIG. 7 shows a poncho type convection blanket. This blanket has a portion 4a that covers the front side of the trunk of the humanoid object, and a portion 4b on which the humanoid object lies. Therefore, the humanoid object in FIG. 7 receives heat from the blanket on both the front side and the back side of the trunk. This is because the layer having air holes in the convective blanket is in contact with both the front surface of the trunk of the humanoid object and the back surface of the humanoid object.
図５を参照しながら、本発明方法の処理を行う複数の工程について説明する。工程Ｓ１において、使用する流体の熱容量Ｃを得る。目下の模範的な本発明実施例では、使用する流体が温度２１゜Ｃの水であるとする。このことから、温度２１゜Ｃ（温度６９．８゜Ｆ）の水の密度は９９８．３ｇ／Ｌであり、温度２１゜Ｃの水の比熱は４．１８３ｊ／ｇ゜Ｃであると決まる。工程Ｓ２において、流体の熱容量は分かっており、これがワークステーション３４のプロセッサに入力される一方、コイル状の導管構造の形をした人型物体を、加熱機、この例では対流式加温ブランケットに対して、適切な位置に置く。工程Ｓ３において、流体を人型物体の導管８に特定の流量で入れる。この特定の流量は、質量流量ｄｍ／ｄｔで表してもよい。工程Ｓ４において、導管８の内部を流れる流体の流量と圧力を、それぞれ流量計２６と圧力センサー２８により測定する。工程Ｓ５において、人型物体がブランケットに対して正しい位置に置かれた状態で、空気加温機から出てくる熱処理された空気、この例では被加熱空気によりブランケットを膨らませる。ブランケットが完全に膨らみ、かつ流体が導管を循環するとともに、システムがほぼ定常状態に達するまでの間、この処理を行う。ここでのほぼ定常状態とは、システムの内部と周囲の固定された材料（アルミニウム管、ＰＶＣ管、マネキン、ベッドまたはテーブルあるいは他の検査面、冷却機タンクの壁などを含む）が熱を流体に加えることもなく、熱を流体から奪うこともない状態のことである。例えば流体動作温度を３０゜Ｃ（室温より高い８６゜Ｆ）に設定した場合、システム起動後、固定された材料が定常状態温度に達する前に、しばらくの間はそれら材料は熱を吸収する。仮にシステム起動直後に測定を行った場合は、流体以外の材料が熱の一部を吸収することになるので、流体に加えられる見掛け上の熱は不正確に低くなってしまう。このことが、上記のように使用する流体を室温、すなわち温度２１゜Ｃにして、処理開始時にシステムを可能な限り定常状態温度の近くにする主な理由である。定常状態に達した後、工程Ｓ６で入口１０における流体の入口側温度Ｔｉｎを測定し、工程Ｓ７で出口１２における流体の出口側温度Ｔｏｕｔを測定する。センサー１４と１６により測定された入口側温度と出口側温度を示す信号は、流量計６により計測された流量を示す信号とともに、データ収集器１８に送られる。それからデータ収集器１８が、これら収集した信号をワークステーション３４に送る。ここでワークステーション３４を、前述のＬａｂＶｉｅｗプログラミング環境下で動作させるようにしてもよい。ワークステーション３４では、工程Ｓ８において、プロセッサ３６が流体の入口側温度Ｔｉｎと出口側温度Ｔｏｕｔとの差ΔＴを計算する。 With reference to FIG. 5, a plurality of steps for performing the process of the present invention will be described. In step S1, the heat capacity C of the fluid to be used is obtained. In the present exemplary embodiment of the present invention, it is assumed that the fluid used is water at a temperature of 21 ° C. From this, the density of water at a temperature of 21 ° C. (temperature of 69.8 ° F.) is 998.3 g / L, and the specific heat of water at a temperature of 21 ° C. is determined to be 4.183 j / g ° C. In step S2, the heat capacity of the fluid is known and is input to the processor of the workstation 34, while the humanoid object in the form of a coiled conduit structure is transferred to a heater, in this example a convection heating blanket. On the other hand, place it in an appropriate position. In step S3, fluid is introduced into the humanoid conduit 8 at a specific flow rate. This specific flow rate may be expressed as a mass flow rate dm / dt. In step S4, the flow rate and pressure of the fluid flowing inside the conduit 8 are measured by the flow meter 26 and the pressure sensor 28, respectively. In step S5, the blanket is inflated with heat-treated air coming out of the air warmer, in this example, heated air, with the humanoid object in the correct position relative to the blanket. This is done until the blanket is fully inflated and fluid circulates through the conduit and the system reaches a near steady state. Nearly steady state here means that the material inside and around the system (including aluminum pipes, PVC pipes, mannequins, beds or tables or other inspection surfaces, walls of chiller tanks, etc.) can transfer heat to the fluid. It is a state in which heat is not removed from the fluid without being added to the fluid. For example, if the fluid operating temperature is set to 30 ° C. (86 ° F. above room temperature), after the system starts up, the material will absorb heat for some time before the fixed material reaches the steady state temperature. If the measurement is performed immediately after the system is started, the material other than the fluid absorbs part of the heat, so that the apparent heat applied to the fluid is inaccurately reduced. This is the main reason why the fluid used as described above is at room temperature, i.e., 21 DEG C., so that the system is as close to the steady state temperature as possible at the start of processing. After reaching the steady state, the fluid inlet side temperature Tin at the inlet 10 is measured in step S6, and the fluid outlet side temperature Tout at the outlet 12 is measured in step S7. The signals indicating the inlet side temperature and the outlet side temperature measured by the sensors 14 and 16 are sent to the data collector 18 together with the signal indicating the flow rate measured by the flow meter 6. Data collector 18 then sends these collected signals to workstation 34. Here, the workstation 34 may be operated under the aforementioned LabView programming environment. In the workstation 34, in step S8, the processor 36 calculates a difference ΔT between the fluid inlet side temperature Tin and the outlet side temperature Tout.
温度差ΔＴが計算されると、工程Ｓ９において、導管８に流れる流体を加熱してその温度を入口側温度Ｔｉｎの値から出口側温度Ｔｏｕｔの値へ上げるのに要するワットで表した熱の量、すなわち加熱率Ｑを次式を用いて計算する。
Ｑ ＝ （ｄｍ／ｄｔ）・Ｃ・ΔＴ
ここで、Ｑは加熱率であり、ｄｍ／ｄｔは質量流量であり、Ｃは流れている流体の熱容量であり、ΔＴは入口１０と出口１２との間における流体温度の変化である。
When the temperature difference ΔT is calculated, in step S9, the amount of heat expressed in watts required to heat the fluid flowing in the conduit 8 and raise its temperature from the value of the inlet side temperature Tin to the value of the outlet side temperature Tout. That is, the heating rate Q is calculated using the following equation.
Q = (dm / dt) · C · ΔT
Where Q is the heating rate, dm / dt is the mass flow rate, C is the heat capacity of the flowing fluid, and ΔT is the change in fluid temperature between the inlet 10 and the outlet 12.
流体の密度に体積流量を掛けることにより質量流量が得られる。ここで、体積流量は流量計２６により測定されているものである。温度２１℃における水の密度が９９８．３ｇ／Ｌであり、温度２１℃における水の比熱が４．１８３ｊ／ｇ℃である場合、測定された体積流量に密度を掛けることにより質量流量が得られる。したがって上記の式を用いることにより、導管構造、すなわちマネキン６の周りに巻かれた導管８における管が受け取る対流式加温ブランケットから出される熱の量を表す加熱率を次のものとして計算する。
Q = Flow[L/min]・(998.3g/L・１min/60s)・4.183[j/g℃]・ΔT[℃]
ここで加熱率をワットで次のように表してもよい。
Q[Watts] = 65.598・Flow[L/min]・ΔT[℃]
Mass flow is obtained by multiplying the density of the fluid by the volume flow. Here, the volume flow rate is measured by the flow meter 26. When the density of water at a temperature of 21 ° C. is 998.3 g / L and the specific heat of water at a temperature of 21 ° C. is 4.183 j / g ° C., the mass flow rate is obtained by multiplying the measured volume flow rate by the density. . Thus, by using the above equation, the heating rate representing the amount of heat emitted from the convective warming blanket received by the conduit structure, i.e., the tube in the conduit 8 wound around the mannequin 6, is calculated as:
Q = Flow [L / min] ・ (998.3g / L ・ 1min / 60s) ・ 4.183 [j / g ℃] ・ ΔT [℃]
Here, the heating rate may be expressed in watts as follows.
Q [Watts] = 65.598 ・ Flow [L / min] ・ ΔT [℃]
工程Ｓ９における加熱率Ｑの計算の後、処理は工程Ｓ１０に進み、そこでは処理を終わらせるべきか否かについて判断する。処理を終わらせるべきでないと判断した場合、入口側温度と出口側温度（ＴｉｎとＴｏｕｔ）を再び測定し、得られた更新後の温度信号を上述のようにデータ収集器１８に送り、そこからプロセッサ３６に送る。したがって、導管の入口と出口の間における流体の更新後の温度差に基づいて加熱率が再計算され得る。これは工程Ｓ１１として示されている。それゆえ人型物体が受け取っている熱の量について、本発明は連続的かつ直接的な測定を行い得る。換言すると、加熱機、例えば患者に被加熱空気を当てる対流式加温ブランケットの熱出力有効度または熱出力効率について、本発明は直接的に測定することができる。処理を終わらせるべきであると工程Ｓ１０で判断した場合、工程Ｓ１２において処理が停止する。 After calculation of the heating rate Q in step S9, the process proceeds to step S10 where it is determined whether the process should be terminated. If it is determined that the process should not be terminated, the inlet side temperature and the outlet side temperature (Tin and Tout) are measured again, and the resulting updated temperature signal is sent to the data collector 18 as described above, from there Send to processor 36. Thus, the heating rate can be recalculated based on the updated temperature difference between the inlet and outlet of the conduit. This is shown as step S11. Therefore, the present invention can make continuous and direct measurements on the amount of heat that a humanoid object is receiving. In other words, the present invention can directly measure the heat output effectiveness or heat output efficiency of a convection heating blanket that applies heated air to a patient, such as a patient. If it is determined in step S10 that the process should be terminated, the process stops in step S12.
図６は、前方監視赤外線（ＦＬＩＲ）カメラ５４の追加を示している。対流式加温ブランケットなどの加熱機の熱有効度を測定するために、このＦＬＩＲカメラを使用してもよい。あるいは、上述の本発明方法とともにこのＦＬＩＲカメラを使用して、対流式加温ブランケットの熱出力有効度について、重複検査を行うようにしてもよい。このＦＬＩＲカメラは、米国マサチューセッツ州ボストンにあるＦＬＩＲシステムズ社により製造されたものである。熱源からの赤外線放射の量を検出するために、ブランケット４の上面にあるマネキンの上方にＦＬＩＲカメラ５４は配置されている。この検出からＦＬＩＲカメラ５４は、表示器５６への映像出力のための画像を作る。 FIG. 6 shows the addition of a forward monitoring infrared (FLIR) camera 54. This FLIR camera may be used to measure the thermal effectiveness of a heater such as a convection warming blanket. Alternatively, the FLIR camera may be used together with the above-described method of the present invention to perform a duplicate inspection on the heat output effectiveness of the convection heating blanket. This FLIR camera is manufactured by FLIR Systems, Inc., located in Boston, Massachusetts. In order to detect the amount of infrared radiation from the heat source, a FLIR camera 54 is placed above the mannequin on the top surface of the blanket 4. From this detection, the FLIR camera 54 creates an image for video output to the display 56.
前述のように、図７はポンチョ型の対流式加温ブランケットにより覆われている人型物体を示している。ＦＬＩＲカメラ５４により得られた人型物体と対流式加温ブランケットの赤外線画像も図７に示されており、この赤外線画像は表示器５６に映し出されている。 As described above, FIG. 7 shows a humanoid object covered with a poncho-type convective heating blanket. An infrared image of the humanoid object and the convection heating blanket obtained by the FLIR camera 54 is also shown in FIG. 7, and this infrared image is displayed on the display 56.
図８は、相異なる加温機により加熱されている相異なる４つのブランケットＡないしＤを示すとともに、本発明方法に従って得られたこれらブランケットＡないしＤの熱出力によるワットで表した加熱率を示している。ここでは、ＦＬＩＲカメラにより得られたブランケットＡないしＤのそれぞれの赤外線画像とともに、ブランケットＡないしＤの直接測定されたそれぞれの加熱率が並べた状態で対比されている。特に縦欄５８は加温機１により膨らまされているブランケットＡ、Ｂ、およびＣを示しており、他方ブランケットＤは加温機２により膨らまされている。人型物体の各ブランケット上の配置状態は、縦欄６０に示されている。前記の加温機を使用した各ブランケットにおいて人型物体が受け取る熱の量が本発明方法により求められており、これらがワットで縦欄６４に示されている。図示のように、加温機１により膨らまされているブランケットＡ、Ｂ、およびＣの熱出力による加熱率は、それぞれ２４７ワット、３１６ワット、および２３３ワットである。加温機２により膨らまされているブランケットＤの加熱率は、２９９ワットである。縦欄６２は、これらブランケット上の人型物体のそれぞれの赤外線画像を示している。ここで、ブランケットＢの赤外線画像における全体的な輝度から明らかなように、このブランケットＢの赤外線画像が、ブランケットＢが最も高い出力加熱率になっていることを裏付けている点に注目すべきである。したがって、ＦＬＩＲカメラにより得られた赤外線画像は、加熱機の加熱率を直接測定する上述の本発明方法が正しくなされているか確認するための補足手段として機能し得る。 FIG. 8 shows four different blankets A to D being heated by different heaters and the heating rate in watts due to the thermal output of these blankets A to D obtained according to the method of the present invention. ing. Here, the heating rates directly measured for the blankets A to D are compared with the respective infrared images of the blankets A to D obtained by the FLIR camera. In particular, the column 58 shows the blankets A, B, and C that are inflated by the heater 1, while the blanket D is inflated by the heater 2. The arrangement state of the humanoid object on each blanket is shown in the column 60. The amount of heat received by the humanoid object at each blanket using the warmer is determined by the method of the present invention and these are shown in column 64 in watts. As illustrated, the heating rates of the blankets A, B, and C inflated by the warmer 1 are 247 watts, 316 watts, and 233 watts, respectively. The heating rate of the blanket D inflated by the warmer 2 is 299 watts. The column 62 shows an infrared image of each humanoid object on the blanket. It should be noted here that the blanket B infrared image confirms that the blanket B has the highest output heating rate, as is apparent from the overall brightness of the blanket B infrared image. is there. Therefore, the infrared image obtained by the FLIR camera can function as a supplementary means for confirming whether the above-described method of the present invention for directly measuring the heating rate of the heater is correctly performed.
本発明には、多くの変形例、部分的変更例、および細部にわたっての変更例が存在する。例えば、マネキンの周囲をコイル状に巻くものとして金属管が示されているが、導管構造は人型物体と異なる形をしていてもよい。また例えば、獣医処置において犬などの被験動物に対して、その長軸方向に沿って導管構造を設けなければならないようにしてもよい。この場合、熱伝達管を非コイル状の長軸方向形状にしてもよい。さらに、流れることが可能であり、かつ熱容量が分かっているものであれば、水以外の流体を使用してもよい。また、金属管を互いにつなぐプラスチック管の代わりに、非プラスチック製の管を含む他の種類の可撓管を使用してもよい。さらに、加熱機の熱出力効率を測定する代わりに、冷却機を加温機で置き換えるとともに、冷却出力に晒された時に凍ることなく導管構造を流れるような流体を使用することにより、冷却機の冷却出力効率すなわち冷却率を監視ならびに測定するように本発明を構成してもよい。それゆえ本明細書で述べられた全ての事項および添付図に示された全ての事項は、説明のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。したがって本発明の範囲は、添付請求項の主旨と範囲によってのみ限定され得る。 There are many variations, partial modifications, and changes in detail to the invention. For example, although the metal tube is shown as being coiled around the mannequin, the conduit structure may be different from a humanoid object. Further, for example, in a veterinary procedure, a test animal such as a dog may be provided with a conduit structure along its long axis direction. In this case, the heat transfer tube may have a non-coiled major axis shape. Furthermore, a fluid other than water may be used as long as it can flow and has a known heat capacity. In addition, other types of flexible tubes including non-plastic tubes may be used instead of the plastic tubes that connect the metal tubes to each other. In addition, instead of measuring the heat output efficiency of the heater, the chiller is replaced by a warmer, and by using a fluid that flows through the conduit structure without freezing when exposed to the cooling output, The present invention may be configured to monitor and measure cooling power efficiency or cooling rate. Therefore, all matters described in this specification and all matters shown in the attached drawings are for illustration only and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the invention can be limited only by the spirit and scope of the appended claims.
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