JP3110103U - 温度プローブ及び該温度プローブを有する温度計 - Google Patents

Abstract

【課題】他の温度測定分野に対して等しく応用可能でもある、被験者の体温を測定するための温度プローブを利用する体温計を提供する。
【解決手段】本体要素１３０と、本体要素１３０に固定された温度プローブ１５０とを含む。温度プローブ１５０は、中空孔８０を取り囲む外部の熱接触表面３０を備える中空チップ要素２０を含む。熱センサー４０は、中空チップ要素２０の正面端部に位置し、外部の熱接触表面３０の内側に設けられる。熱センサー４０は、外部の熱接触表面３０の温度を感知し、温度信号を生じる。ワイヤー９０は、温度信号を通過するために熱センサー４０に接続される。
【選択図】図３

Description

本考案は温度計の分野に関する。より詳細には、他の温度測定分野に対して等しく応用可能であるが、本考案は被験者の体温を測定するための温度プローブを利用する体温計の分野に関する。

電子温度計は、ヘルスケア分野で使用するための従来のガラス製及び水銀温度計に対して多大な利点を提供する。（例えば、特許文献１参照。）電子温度計の利点は特に、ガラス製温度計における殺菌処理を必要とせず、温度の読み取り間違いをしないデジタルの温度表示であり、より高い精度及び分解能であり、例えば、華氏１／１０度は適切な回路設計及びキャリブレーションで容易に到達可能である。

しかしながら、上記電子温度計に関する最大の関心事は、温度計の反応が遅いことである。主として温度計プローブがある質量と熱容量を表わすので、この問題が生じ、室温から体腔に挿入された場合、温度計プローブは温度を瞬間的に変更することができず、その代りに、その最終温度に多少なりとも指数関数的に接近する。最終的な安定した温度が測定される前に３分間以上のラグタイムが必要とされる。

時間反応を縮小する目的のために、従来技術は熱伝導がより高い金属チップを有する温度計プローブを使用する。加えて、２つの温度センサーとヒーターコイルを含む電子温度計が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）ヒーターコイルは、プローブの残存部からチップを熱的に分離するために使用され、熱による長時間の遅れを取り除く。これにより、著しい改善として約１６秒の測定時間が達成された。（例えば、特許文献１参照。）被験者に適用する前にプローブチップを特定温度までもたらすヒーターを採用する。（例えば、特許文献２参照。）この場合、最終温度を決定するために予測アルゴリズムを使用するマイクロプロセッサが設けられる。これにより、測定時間はおよそ４乃至１５秒間である。（特許文献２参照。）しかしながら、それらの温度計は、内蔵のヒーター及び／又は高価なマイクロプロセッサを有するので、回路の複雑さ、エネルギー消費の高さ及び高い製造コストなどの問題点を有する。

上述の問題を克服するために、被験者の組織と接触する金属チップを有するプローブ体を含む電子体温計を開示している。（例えば、特許文献３参照。）金属チップは円錐形の鼻部分を有する。このチップは、円錐形の鼻部分内に設けられた温度センサーを含む。したがって、センサーは金属チップの温度を表わす信号を生じる。特に、金属チップの長さと金属チップの直径の比率は、少なくとも３：１である。そのような金属チップは、わずかな熱容量を提供し、断熱のような作用を提供する。これは、ヒーターを必要とせずに２０乃至３０秒間の測定時間になる。しかしながら、温度信号のための伝達ワイヤーは金属チップ内に固定されておらず、ワイヤーが無視することができない熱の流れの経路を形成するような空気又は気体に曝される。（例えば、特許文献３参照。）結果として、これは相当な測定時間を要する。
米国特許第４，１８３，２４８号明細書 米国特許第５，６３２，５５５号明細書 米国特許第６，４１９，３８８号明細書

本考案は温度計を提供することを目的とし、より詳細には、他の温度測定分野に対して等しく応用可能でもある、被験者の体温を測定するための温度プローブを利用する体温計を提供することを目的とする。

したがって、本考案の実施態様は、外部の熱接触表面を有する中空のチップ要素を含む温度プローブを提供する。熱センサーは、中空のチップ要素の外部の熱接触表面の内側に設けられ、外部の熱接触表面の温度を感知し、温度信号を発生する。ワイヤーは温度信号を通過するために熱センサーに接続される。ワイヤーは、弾性の拡張力を有する弾性の伝導物質を含む。各ワイヤーの少なくとも一部は、弾性の拡張力によって、螺旋形状で外部の熱接触表面の内部に対して直接的に接触される。

本考案の別の実施態様は、本体要素と、本体要素に固定された中空のチップ要素とを含む温度計を提供する。中空のチップ要素は、外部の熱接触表面を有する。熱センサーは、外部の熱接触表面の内部に設けられ、外部の熱接触表面の温度を感知し、温度信号を生じる。ワイヤーは温度信号を通過するために熱センサーに接続される。ワイヤーは、弾性の拡張力を有する弾性の伝導物質を含む。各ワイヤーの少なくとも一部は、弾性の拡張力によって、螺旋形状で外部の熱接触表面の内部に対して直接的に接触される。

本考案は典型的な実施態様の手法によって記載されるが、限定されないが、類似の参照が同様の要素を与える添付図で例示される。

図１は従来技術による体温計１を例示する。体温計１は、金属チップ２とプラスチックのプローブ体１３とを含む。金属チップ２は、管状部分として形成され、接着剤１６でプラスチックのプローブ体１３に付着される。金属チップ２は、薄い金属から成され、端部１５で終わる。端部１５は、平ら又は丸みを帯びた端部分１８によって閉じられる円錐形の部分１７を有する。温度センサー４は、良好な伝熱性を有する接着剤によって円錐形の部分１７の内面に設けられる。金属チップ２の残存部には接着剤がなく、好ましくは、空気で満たされる。ワイヤー９は、センサー４によって測定された温度を計算し、かつ表示するために適合された回路に温度センサー４を接続している。金属チップ２はまた、中空孔８を取り囲む接触表面３を含む。接触表面３は、被験者の身体に接する。

図２を参照するに、金属チップ２に近いプローブ体１３の熱の流れが例示される。被験者の身体からの熱は、矢印２０によって示されるように金属チップ２に伝達される。一方で、熱は矢印２１によって示されるように金属チップ２を通過して流れ、さらに矢印２２によって示されるようにワイヤー９を通過して流れる。金属チップ２は、チップの全体の長さにわたって被験者の身体と接触し、金属チップ２を取り囲む身体は分配ヒーターのように機能する。したがって、熱の流れ２１は非常に小さく、無視することができる。さらに金属チップ２は、金属チップ２の端部１５と、プローブ体１３の残存部分との間の熱の絶縁としての役割をする。

どのような処理もしないワイヤー９は金属チップ２内の空気に曝され、したがって、無視できない相当の熱の流れ２２を引き起こす。しかしながら、従来技術は、この熱の流れの経路を故意に無視する。結果として、体温計１は未だに３０秒までの測定時間を要する。

図３を参照するに、本考案の温度計１００が例示される。温度計１００は、本体要素１３０と、本体要素１３０に固定された温度プローブ１５０とを含む。温度プローブ１５０は、中空孔８０を取り囲む外部の熱接触表面３０を備える中空のチップ要素２０を含む。熱センサー４０は、中空のチップ要素２０の正面端部に位置し、外部の熱接触表面３０の内側に設けられる。熱センサー４０は、外部の熱接触表面３０の温度を感知し、温度信号を生じる。ワイヤー９０は、温度信号を通過するために熱センサー４０に接続される。

好ましくは、ワイヤー９０は弾性の拡張力を有する弾性の伝導物質を含む。各ワイヤーの少なくとも一部分は、図３に示されるように、弾性の拡張力によって螺旋形状で外部の熱接触表面３０の内部に対して直接的に接触される。

一つの実施例において、中空のチップ要素１５０は、空気で満たされた中空孔８０を含み、中空孔８０の正面端部に近いワイヤー９０が外部の熱接触表面３０に対して直接的に接触し、それによって、ワイヤー９０は迅速に熱平衡に達せられる。

別の実施例において、ワイヤー９０は、外部の熱接触表面３０の内部に設けられる固定点９０´を有し、ワイヤー９０を容易に移動させない。

さらに別の実施例では、ワイヤーは弾性の伝導物質から成るワイヤーと、弾性の伝導物質のワイヤーの表面を覆う変形可能な伝導物質の層とを含んでよい。例えば、弾性の伝導物質はステンレススチールを含んでよく、変形可能な伝導物質は銅を含んでよい。

図４を参照するに、本考案の典型的な実施態様において、中空のチップ要素の後端部は、プラスチック、ゴム又は樹脂シールなどの密封要素１５２によって密封されてよい。典型的には、密封要素１５２から拡張された拡張部分１５４は、ワイヤー９０を通過するように用いられる。一つの実施例では、拡張部分１５４の直径はワイヤーの直径の合計にほぼ等しい。この手法において、サーミスター及びワイヤーは、本体要素からの望ましくない空気の流れが密封要素１５２と拡張部分１５４によって妨げられるので、非常に迅速に熱平衡に達することができる。

前述の実施態様において、中空のチップ要素２０は、好ましくは、銀、プラチナ、又はステンレススチールなどの熱伝導性が高い金属から成る。中空のチップ要素２０は管状の形を成し、ドーム型、半球形又は半楕円形の端部を有する。

別の実施例において、伝導効果を増強し、弾性の拡張力を加えるために、ワイヤー９０は、銅が覆われたスチールワイヤー、銅が被さったスチールワイヤー、又は銀メッキした銅が被さったスチールワイヤーである。この手法において、サーミスターとワイヤーは、非常に迅速に熱平衡に到達できる。

典型的には、各ワイヤーの少なくとも一部は、接着剤層によらずに、外部の熱接触表面の内部に直接的に接触され、この場合、熱センサーに付けられたワイヤーからの望ましくない熱の流れを排除する。中空のチップ要素での熱量としての接着剤層の欠如により、ある量の熱容量を縮小することができ得る。これらは、外部の熱接触表面が熱されるにつれてワイヤーが平衡温度に迅速に接近することを可能にして、熱センサーは、より迅速に熱平衡に達する。

被験者の身体は、外部の熱接触表面の後端部を完全に覆わないことがある。よって、ワイヤーから外部の熱接触表面への望ましくない熱の流れが生じることがある。この点に関して、好ましくは、中空孔内の空気に曝されることを回避するために、中空孔８０の正面端部に近い各ワイヤーの一部分だけが外部の熱接触表面の内側に接触される。中空孔の後端部に近いワイヤーの他の部分は、中空孔内の空気に曝されてよい。

従来の温度計の断面図である。 図１の従来の温度計の熱の流れを示す図である。 本考案による第一の実施態様の断面図である。 本考案による第二の実施態様の断面図である。

符号の説明

１ 体温計
２ 金属チップ
３ 接触表面
４ 温度センサー
８ 中空孔
９ ワイヤー
１３ プローブ体
１５ 端部
１６ 接着剤
１７ 円錐形の部分
１８ 平ら又は丸みを帯びた端部分
２０ 中空のチップ要素
２１ 熱の流れ
２２ 熱の流れ
３０ 外部の熱接触表面
４０ 熱センサー
８０ 中空孔
９０ ワイヤー
９０’ 固定点
１００ 温度計
１３０ 本体要素
１５０ 温度プローブ
１５２ 密封要素
１５４ 拡張部分

Claims (9)

1. 外部の熱接触表面を有する中空のチップ要素と、
   前記中空のチップ要素の前記外部の熱接触表面の内側に設けられ、前記外部の熱接触表面の温度を感知し、温度信号を生じる熱センサーと、
   前記熱センサーに接続されて前記温度信号を通過するワイヤーとから成る温度プローブであって、
   前記ワイヤーは弾性の拡張力を有する弾性の伝導物質を含み、
   各ワイヤーの少なくとも一部分は、前記弾性の拡張力によって、螺旋形状で前記外部の熱接触表面の内部に対して直接的に接触されることを特徴とする温度プローブ。
2. 前記中空のチップ要素は空気で満たされた中空孔を含み、該中空孔の正面端部に近い前記ワイヤーは前記外部の熱接触表面の内側に対して直接的に接触され、それによって、該ワイヤーが迅速に熱平衡に達することを可能にすることを特徴とする請求項１に記載の温度プローブ。
3. 前記ワイヤーは前記外部の熱接触表面の前記内側に設けられた固定点を有し、それによって該ワイヤーを容易に移動させないことを特徴とする請求項２に記載の温度プローブ。
4. 前記各ワイヤーは、
   弾性の伝導物質のワイヤーと、
   前記弾性の伝導物質のワイヤーの表面を覆う変形可能な伝導物質の層を含むことを特徴とする請求項１に記載の温度プローブ。
5. 前記弾性の伝導物質はスチールを含み、前記変形可能な伝導物質は銅を含むことを特徴とする請求項４に記載の温度プローブ。
6. 前記中空孔の後端部に近い前記ワイヤーは、該中空孔内の空気に曝されることを特徴とする請求項２に記載の温度プローブ。
7. 前記中空のチップ要素の前記後端部を密封するために適応された密封要素と、
   前記密封要素から拡張され、前記ワイヤーを通過するための拡張部分をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の温度プローブ。
8. 本体要素と、
   前記本体要素に固定されて、外部の熱接触表面を有する中空のチップ要素と、
   前記中空のチップ要素の前記外部の熱接触表面の内側に設けられ、前記外部の熱接触表面の温度を感知し、温度信号を生じる熱センサーと、
   前記熱センサーに接続されて前記温度信号を通過するワイヤーとから成る温度計であって、
   前記ワイヤーは弾性の拡張力を有する弾性の伝導物質を含み、
   各ワイヤーの少なくとも一部分は、前記弾性の拡張力によって、螺旋形状で前記外部の熱接触表面の内部に対して直接的に接触されることを特徴とする温度計。
9. 前記ワイヤーは、銅が覆われたスチールワイヤー、銅が被さったスチールワイヤー、又は銀メッキした銅が被さったスチールワイヤーであることを特徴とする請求項８に記載の温度計。

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