JP3619356B2

JP3619356B2 - Data writing system

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Publication number: JP3619356B2
Application number: JP30796597A
Authority: JP
Inventors: 慶二山口
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH11125563A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば体温計のような測定機器に対するデータの書き込みシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院等の医療機関や家庭などで体温の測定を行う体温計として、耳腔（外耳道）内にプローブ（検温部）を挿入し、耳内（鼓膜）から放射される赤外線（熱線）を検出し、その赤外線の強度によって体温を測定する赤外線体温計が提案されている。
【０００３】
この赤外線体温計の検温部は、冷接点および温接点を有する熱電対列で構成される赤外線センサーと、前記熱電対列の冷接点部分の温度（＝環境温度）を検出する温度センサーとを備えており、赤外線センサーおよび温度センサーから出力される信号値を所定の近似多項式に代入して体温を求める。
【０００４】
赤外線センサーおよび温度センサーの特性には、個体差があることから、個々の赤外線体温計毎に校正（キャリブレーション）、すなわち前記近似多項式における係数等の設定（内蔵するメモリーへの書き込み）を行う。
【０００５】
この係数等の校正定数の設定方法としては、個々の赤外線体温計を異なる複数の環境（条件）下におき、その都度、赤外線センサーおよび温度センサーから出力された検出信号（データ）をコンピュータへ送信し、その後、個々の赤外線体温計のデータを信号処理して前記校正定数を求め、該校正定数を赤外線体温計が内蔵するメモリーに書き込むことが考えられている。
しかしながら、この場合、次のような問題がある。
【０００６】
▲１▼ コンピュータとのデータの通信を多数回行うので、通信エラーによるトラブルが発生する可能性が高い。
【０００７】
▲２▼ 多数回の通信を行うため、それに費やす時間により処理速度（タクト）が遅い。
【０００８】
▲３▼ 個々の赤外線体温計と、それらに対応するデータとの対応管理（同定）を厳格に行う必要があり、煩雑である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、データの通信エラーによるトラブルを減少し、全体の処理時間が短く、また、個々の測定機器とデータとの対応を容易かつ確実に管理することができるデータ書き込みシステムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
【００１１】
（１）赤外線センサーと温度センサーと書き替え可能な記憶媒体とを備えた赤外線体温計の前記記憶媒体にデータを書き込むデータ書き込みシステムであって、
赤外線体温計を環境温度およびターゲット温度の組み合わせが異なる複数の条件下におき、各々について前記赤外線センサーからの出力値および前記温度センサーからの出力値を得る工程と、
前記両出力値を用いて最小二乗法により近似多項式における校正定数を求める工程と、
求められた前記校正定数と環境温度の経時変化に伴う測定誤差をキャンセルするための温度補正に用いる係数とを前記記憶媒体に書き込む工程とを有することを特徴とするデータ書き込みシステム。
【００１２】
（２）前記校正定数の書き込みは、それまで記憶されていた前記両出力値の一部または全部の消去を伴って行われる上記（１）に記載のデータ書き込みシステム。
【００１３】
（３）前記校正定数の書き込みは、それまで記憶されていた前記両出力値を消去することなく行われる上記（１）に記載のデータ書き込みシステム。
【００１４】
（４）前記両出力値は、前記測定機器の校正用データである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のデータ書き込みシステム。
【００１５】
（５）前記係数は、温度補正の補正量を求める計算式において、環境温度の変化の割合が０以上の場合の係数と、環境温度の変化の割合が０未満の場合の係数と、補正量の上限値および下限値とを含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のデータ書き込みシステム。
（６）前記記憶媒体に書き込む工程は、前記赤外線体温計の外部に設置されたパーソナルコンピュータからの命令信号により行われる上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のデータ書き込みシステム。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデータ書き込みシステムを添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明を赤外線体温計（測定機器）の校正に適用した場合のデータ書き込みシステムの実施例を模式的に示す図、図２は、本発明が適用される赤外線体温計（測定機器）の概略構成図、図３は、同赤外線体温計における検温部の構成を示す斜視図、図４は、同赤外線体温計の回路構成を示すブロック図、図５は、基準信号とＴＰ´信号またはＶＲＥＦ信号とを示すタイミングチャート、図６は、Ｆｔｈ信号またはＦｒｈ信号を示すタイミングチャート、図７は、演算部の回路構成を示すブロック図である。
【００２４】
まず、本実施例に適用される赤外線体温計について、図２〜図７に基づき説明する。
【００２５】
図２に示すように、赤外線体温計１は、耳内（鼓膜）から発せられる赤外線の強度を測定することにより体温を検出する耳式体温計であり、ケーシング２１を有する体温計本体２と、体温計本体２の外面に設置された電源スイッチ３、測定スイッチ４および表示部５と、体温計本体２に対しリングナット９により着脱自在に設置された筒状のプローブ６と、検温部７と、プローブ６の先端から導入された赤外線（熱線）を検温部７の赤外線センサー７１へ導くライトガイド（導波管）８と、体温計本体２に対し螺合するリングナット９とを有している。また、赤外線体温計１による体温測定時には、プローブ６にプローブカバー１１が被せられる。
【００２６】
体温計本体２のケーシング２１内には、回路基板３０が設置されており、この回路基板３０には、検温部７、マイクロコンピュータよりなる制御手段３１、増幅手段３２、切り替えスイッチ３５、積分回路３６、比較器３７、基準抵抗３８、切り替えスイッチ３９、中継回路４１、ブザー４２、メモリー４３および送・受信部４４が設置されている。
【００２７】
メモリー４３は、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能なメモリー（記憶媒体）である。また、送・受信部４４は、後述するパソコン３０１〜３０４と通信するための通信ドライバおよび後述するピンブロックコネクタ５０１〜５０４と接続可能な通信用端子を有している。
【００２８】
また、ケーシング２１内には、バッテリーを収納する電源部４０が設置され、この電源部４０より、回路基板３０の各部へ電力が供給される。
【００２９】
制御手段３１は、演算部３１１、メモリー（ＲＡＭ、ＲＯＭ）３１２、タイマー（オートパワーオフタイマーを含む）３１３およびカウンター３１４を内蔵している。また、この制御手段３１は、無駄な電力消費を抑制するために、オートパワーオフタイマーを備えている。
【００３０】
検温部７は、赤外線センサー７１と、温度センサー７７とで構成されている。
【００３１】
図３に示すように、赤外線センサー７１は、サーモパイル（熱電対列）７２を備えている。そして、熱絶縁帯７５を介して中心側に位置する集熱部７６にサーモパイル７２の温接点７３が、熱絶縁帯７５の外周側に冷接点７４がそれぞれ設置された構成をなしている。
【００３２】
また、赤外線センサー７１の近傍には、温度センサー７７が設置されている。この温度センサー７７は、赤外線センサー７１の熱絶縁帯７５より外周側の温度、すなわち冷接点７４の温度を検出するとともに、雰囲気の温度（環境温度）を検出する。温度センサー７７としては、抵抗体で温度を測定するセンサーを用いる。抵抗体で温度を測定するセンサーとしては、例えば、サーミスタを用いることができる。
【００３３】
このような検温部７では、赤外線センサー７１および温度センサー７７により、それぞれ赤外線照射により暖められた温接点７３と赤外線が照射されない冷接点７４との温度差に相当する信号と、冷接点７４の近くの温度（環境温度）に相当する信号とを検出し、これらの関数により体温を測定することができる。
【００３４】
次に、赤外線体温計１の使用方法、回路構成および作用について説明する。
体温計本体２にプローブ６を螺合、装着し、さらに、該プローブ６にプローブカバー１１を被せる。次いで、その上から、リングナット９を挿通し、螺合する。これにより、プローブカバー１１の装着が完了する。
【００３５】
次に、電源スイッチ３をＯＮの状態とし、所定時間経過後、体温計本体２を把持し、プローブカバー１１で被包されたプローブ６を耳腔内に挿入する。
【００３６】
次に、測定スイッチ４を所定時間押圧する。これにより、体温の測定がなされる。すなわち、耳内（鼓膜）から放射された赤外線（熱線）は、プローブカバー１１の先端の膜を透過し、ライトガイド８内に導入され、その内面で反射を繰り返して検温部７の赤外線センサー７１に到達し、集熱部７６に照射される。
【００３７】
図４に示すように、赤外線センサー７１からは、正出力端子である温接点７３からの出力信号（ＴＰ信号）と負出力端子である冷接点７４からの出力信号（ＶＲＥＦ信号）が得られる。
【００３８】
赤外線センサー７１の冷接点７４からのＶＲＥＦ信号のレベル（電圧）は、環境温度によらず、一定（固定）である。
【００３９】
増幅手段３２は、第１アンプ３３と、この第１アンプ３３の出力側に接続された第２アンプ３４とで構成されている。なお、これら第１アンプ３３および第２アンプ３４は、それぞれ、差動アンプである。
【００４０】
赤外線センサー７１から出力されたＴＰ信号は、第１アンプ３３で増幅され、第２アンプ３４に入力される。なお、第１アンプ３３では、必要に応じて、ＴＰ信号、ＶＲＥＦ信号に含まれる不要な周波数帯域成分が除去される。
【００４１】
また、赤外線センサー７１から出力されたＶＲＥＦ信号は、第１アンプ３３と、第２アンプ３４に入力される。なお、第２アンプ３４でも、必要に応じて、後述するＴＰ″信号、ＶＲＥＦ信号に含まれる不要な周波数帯域成分が除去される。
【００４２】
第１アンプ３３では、ＴＰ信号とＶＲＥＦ信号との差分が増幅され、ＶＲＥＦ信号が加算された信号、ＴＰ″信号が得られる。さらに、第２アンプ３４で、ＴＰ″信号とＶＲＥＦ信号との差分が増幅され、ＶＲＥＦ信号が加算されてＴＰ´信号として出力される。このＴＰ´信号のレベルは、温接点７３と冷接点７４との温度差に対応する。そして、特定されない限り、赤外線センサーからの信号とは、ＴＰ´信号を意味する。
【００４３】
切り替えスイッチ３５がＴＰ´信号側に切り替わると、ＴＰ´信号が比較器３７に入力され、切り替えスイッチ３５がＶＲＥＦ信号側に切り替わると、第１アンプ３３からのＶＲＥＦ信号が比較器３７に入力される。この切り替えスイッチ３５の駆動は、制御手段３１により制御される。
【００４４】
第１アンプ３３からのＶＲＥＦ信号は、前記ＴＰ´信号を規格化する赤外線検出規格化信号にもなっている。このＶＲＥＦ信号でＴＰ´信号を規格化（厳密には、後述するＴｖｒｅｆでＴｔｐを規格化）することにより、例えば、回路の浮遊容量や、チップ部品のバラツキによる影響を軽減（キャンセル）することができ、これにより測定精度が向上する。なお、冷接点７４および第１アンプ３３により、赤外線検出規格化信号生成手段が構成される。
【００４５】
積分回路３６には、一定（固定）レベルの基準電圧が印加されている。積分回路３６では、この基準電圧に基づいて、基準信号が生成され、その基準信号は、比較器３７に入力される。なお、基準電圧は、ＴＰ´信号のレベルおよびＶＲＥＦ信号のレベルに比べ十分大きく設定されている。
【００４６】
ＴＰ´信号を検出する場合は、制御手段３１からの制御信号により、切り替えスイッチ３５がＴＰ´信号側に切り替わる。そして、制御手段３１から積分回路３６に、ＳＴＣ信号（サンプリングスタート信号）が送信される。
【００４７】
図５に示すように、積分回路３６では、ＳＴＣ信号を受信すると、基準信号のレベルを基準電圧から一定の勾配（傾き）で減少（降下）させる。
【００４８】
図４に示すように、比較器３７では、基準信号のレベルとＴＰ´信号のレベルとを比較し、基準信号のレベルがＴＰ´信号のレベルに一致すると、制御手段３１にＥＯＣ信号（サンプリング終了信号）を送信するとともに、積分回路３６にトリガ信号を送信する。
【００４９】
図５に示すように、積分回路３６では、トリガ信号を受信すると、基準信号のレベルを瞬時に元のレベル、すなわち基準電圧に復帰させる。
【００５０】
制御手段３１では、タイマー３１３により、ＳＴＣ信号を送信してからＥＯＣ信号を受信するまでの時間（Ｔｔｐ）を計測する。この時間情報、すなわちＴｔｐは、メモリー３１２に記憶される。
【００５１】
ＴＰ´信号のレベルは、温接点７３と冷接点７４との温度差に応じて変化し、Ｔｔｐもそれに応じて変化する。この場合、温接点７３と冷接点７４との温度差が大きいほど、ＴＰ´信号のレベルが大きく、Ｔｔｐは短い（小さい）。
【００５２】
図４に示すように、ＶＲＥＦ信号を検出する場合（赤外線検出規格化信号生成手段からの信号を検出する場合）は、制御手段３１からの制御信号により、切り替えスイッチ３５がＶＲＥＦ信号側に切り替わる。そして、制御手段３１から積分回路３６に、ＳＴＣ信号が送信される。
【００５３】
図５に示すように、積分回路３６では、ＳＴＣ信号を受信すると、基準信号のレベルを基準電圧から一定の勾配で減少させる。
【００５４】
図４に示すように、比較器３７では、基準信号のレベルとＶＲＥＦ信号のレベルとを比較し、基準信号のレベルがＶＲＥＦ信号のレベルに一致すると、制御手段３１にＥＯＣ信号を送信するとともに、積分回路３６にトリガ信号を送信する。
【００５５】
図５に示すように、積分回路３６では、トリガ信号を受信すると、基準信号のレベルを瞬時に元のレベル、すなわち基準電圧に復帰させる。
【００５６】
制御手段３１では、タイマー３１３により、ＳＴＣ信号を送信してからＥＯＣ信号を受信するまでの時間（Ｔｖｒｅｆ）を計測する。この時間情報、すなわちＴｖｒｅｆは、メモリー３１２に記憶される。
【００５７】
図４に示すように、中継回路４１は、図示しないコンデンサー等を有し、発振回路（ＣＲ発振回路）の一部を構成する。
【００５８】
切り替えスイッチ３９が温度センサー７７側に切り替わると、中継回路４１と温度センサー７７とで発振回路が構成され、切り替えスイッチ３９が基準抵抗３８側に切り替わると、中継回路４１と基準抵抗３８とで発振回路が構成される。この切り替えスイッチ３９の駆動は、制御手段３１により制御される。
【００５９】
温度センサー７７の抵抗値ＴＨは、環境温度に応じて変化するが、基準抵抗３８の抵抗値ＲＨは、環境温度によらず、一定（固定）である。
【００６０】
温度センサー７７の抵抗値ＴＨを検出する場合（温度センサー７７からの信号を検出する場合）は、制御手段３１からの制御信号により、切り替えスイッチ３９が温度センサー７７側に切り替わる。
【００６１】
これにより、中継回路４１と温度センサー７７とで発振回路が構成され、この発振回路により発振が生じる。そのときの信号（発振信号）、すなわち、Ｆｔｈ信号は、中継回路４１から出力され、制御手段３１に入力される。
【００６２】
図６に示すように、制御手段３１では、カウンター３１４により、入力されたＦｔｈ信号のパルス数を計数し、タイマー３１３により、前記カウンター３１４が所定数（例えば、２５６）のパルスを計数するに要する時間（Ｔｔｈ）、すなわちＦｔｈ信号の周期（波長）の整数倍（例えば、２５６倍）の時間（Ｔｔｈ）を計測する。この時間情報、すなわちＴｔｈは、メモリー３１２に記憶される。
【００６３】
温度センサー７７の抵抗値ＴＨは、環境温度に応じて変化し、Ｔｔｈもそれに応じて変化する。この場合、環境温度が低いほど、温度センサー７７の抵抗値ＴＨは大きくなる。そして、ＣＲ発振回路では、発振信号の周期（波長）は、抵抗値に比例するので、環境温度が低いほど、Ｆｔｈ信号の周期が長く、Ｔｔｈは長い（大きい）。
【００６４】
図４に示すように、基準抵抗３８の抵抗値ＲＨを検出する場合（温度検出規格化信号を検出する場合）は、制御手段３１からの制御信号により、切り替えスイッチ３９が基準抵抗３８側に切り替わる。
【００６５】
これにより、中継回路４１と基準抵抗３８とで発振回路が構成され、この発振回路により発振が生じる。そのときの信号（発振信号）、すなわち、Ｆｒｈ信号は、中継回路４１から出力され、制御手段３１に入力される。
【００６６】
このＦｒｈ信号は、前記Ｆｔｈ信号を規格化する温度検出規格化信号である。このＦｒｈ信号でＦｔｈ信号を規格化（厳密には、後述するＴｒｈでＴｔｈを規格化）することにより、例えば、回路の浮遊容量や、チップ部品のバラツキの影響を軽減（キャンセル）することができ、これにより測定精度が向上する。なお、基準抵抗３８および中継回路４１により、温度検出規格化信号生成手段が構成される。
【００６７】
図６に示すように、制御手段３１では、カウンター３１４により、入力されたＦｒｈ信号のパルス数を計数し、タイマー３１３により、前記カウンター３１４が所定数（例えば、２５６個）のパルスを計数するに要する時間（Ｔｒｈ）、すなわちＦｒｈ信号の周期（波長）の整数倍（例えば、２５６倍）の時間（Ｔｒｈ）を計測する。この時間情報、すなわちＴｒｈは、メモリー３１２に記憶される。
【００６８】
基準抵抗３８の抵抗値ＲＨは、環境温度によらず一定であるので、Ｆｒｈ信号の周期は一定であり、よって、Ｔｒｈは一定である。
【００６９】
制御手段３１の演算部３１１では、メモリー４３からＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、ＴｔｈおよびＴｒｈを読み出し、ＴｔｐをＴｖｒｅｆで規格化し、ＴｔｈをＴｒｈで規格化する。すなわち、Ｔｔｐ／ＴｖｒｅｆおよびＴｔｈ／Ｔｒｈをそれぞれ求める。
【００７０】
そして、これらＴｔｐ／ＴｖｒｅｆおよびＴｔｈ／Ｔｒｈに基づいて、所定の演算処理を行い、また、必要に応じて所定の温度補正を行って、測定部位（熱源）の温度、すなわち、体温を求める。
【００７１】
求められた体温は、表示部５に表示される。また、体温の測定が終了すると、それを報知するためにブザー４２が鳴る。このブザー４２の報知により、操作者は、プローブ６を耳腔から抜き取る。
【００７２】
図７は、制御手段３１の演算部３１１の構成例を示すブロック図（概念図）である。
【００７３】
同図に示すように、演算部３１１は、温度センサー７７からの出力信号（直接信号）が入力され、その値（データ）を変換する直線化手段３１１ａと、この直線化手段３１１ａからの出力信号および赤外線センサー７１からの出力信号とに基づいて体温を求める演算器３１１ｂとを有している。
【００７４】
直線化手段３１１ａは、温度センサー７７の出力値ｙ（＝Ｔｔｈ／Ｔｒｈ：直接信号値）をｙ´に変換する。この変換は、ｙを温度値（環境温度値）に変換することなく、直線化手段３１１ａの出力値（ｙの変換後の値）ｙ´と環境温度との関係を示す特性（環境温度依存特性）が略直線状となるようになされる。
【００７５】
本実施例では、直線化手段３１１ａは、温度センサー７７の出力値ｙを下記（Ｉ）式および（ＩＩ）式によりｙ´に変換する。
【００７６】
ｚ＝（ｙ−β）／β ・・・（Ｉ）
【００７７】
ｙ´＝ｚ／（１＋ｚ／２）・・・（ＩＩ）
【００７８】
ただし、上記（Ｉ）式のβは、環境温度が基準温度（基準環境温度、本実施例では２５℃）のときの温度センサー７７の出力値Ｔｔｈ／Ｔｒｈである。基準温度は、赤外線体温計１の動作が保証される環境温度のほぼ中心付近の温度に設定されている。このβは、個々の赤外線体温計１毎に設定される。
【００７９】
演算器３１１ｂは、赤外線センサー７１の出力値ｘ（＝Ｔｔｐ／Ｔｖｒｅｆ）および直線化手段３１１ａの出力値ｙ´を、これらｘおよびｙ´と、体温との関係を表す３次（パラメータｘおよびｙ´のそれぞれについて３次）の近似多項式ｆ_２（ｘ，ｙ´）、すなわち、下記（ＩＩＩ）式に代入して、体温（測定部位の温度）を求める。
【００８０】

【００８１】
ただし、上記（ＩＩＩ）式のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈおよびｉは、それぞれ、係数である。各係数ａ〜ｉおよびｊは、個々の赤外線体温計１毎に、後述する校正により設定される校正定数である。
【００８２】
上記（Ｉ）式、（ＩＩ）式および（ＩＩＩ）式を含む演算のプログラムは、予め、メモリー３１２に記憶されており、後述する方法によりメモリー４３に書き込まれた各係数ａ〜ｊおよびβを該メモリー４３から読み出して演算を実行し、必要な温度補正（後述する補正量Ｕの加算）等を行って、体温を求める。
【００８３】
この赤外線体温計１では、前述したように、上記（Ｉ）式のβと、上記（ＩＩＩ）式のａ〜ｊは、後述する校正により予め設定される校正定数である。
βは、環境温度が２５℃のときのＴｔｈ／Ｔｒｈとされる。
【００８４】
複数（ｍ×ｎ個、ｍ、ｎは２以上の整数）の校正点、例えば、複数（ｎ個）の環境温度（例えば、５℃、１５℃、２５℃、３５℃）において、それぞれ、温度が既知の複数（ｍ個）の黒体炉（基準ターゲット）の温度（以下「ターゲット温度」と言う。例えば、３２℃、３７℃、４２℃）についての赤外線センサー７１からの出力Ｔｔｐ、Ｔｖｒｅｆおよび温度センサー７７からの出力Ｔｔｈ、Ｔｒｈをそれぞれ検出する。校正点の数が３×４＝１２の場合（以下、この場合について代表的に説明する）、１２組のＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、Ｔｔｈ、Ｔｒｈが得られる。
【００８５】
次に、校正点毎に、ｙ（＝Ｔｔｈ／Ｔｒｈ）およびβを上記（Ｉ）式および（ＩＩ）式に代入してｙ´を求める。そして、求めたｙ´とｘ（＝Ｔｔｐ／Ｔｖｒｅｆ）とを上記（ＩＩＩ）式の右辺に、対応するターゲット温度を上記（ＩＩＩ）式の左辺に代入して、ａ〜ｊについての連立方程式（１２個の式）を得る。
この連立方程式から、例えば最小二乗法によりａ〜ｊが求まる。
【００８６】
次に、赤外線体温計１の校正のためのデータ書き込みシステム（設備）について、図１に基づき説明する。
【００８７】
図１に示すように、データ書き込みシステム１００は、赤外線体温計１がおかれる環境温度を一定に保持できる空間を形成するものとして、恒温槽１０１を有している。恒温槽１０１は、図示しない温度調節手段を有するとともに、その周囲が断熱材で覆われ、恒温槽内部を一定の温度に保持し得るよう構成されている。
【００８８】
システム制御部１０３の制御により、恒温槽１０１内の温度（環境温度）は、多段階に設定することができる。すなわち、本実施例では、環境温度を５℃、１５℃、２５℃、３５℃の４段階に設定することができる。
【００８９】
このような恒温槽１０１内には、校正に供される複数の赤外線体温計１を保持しておく体温計ストック部１０２と、それぞれ異なる条件で赤外線体温計１のメモリー（ＥＥＰＲＯＭ）４３（記憶媒体）に後述する元データを書き込むための第１ステージ２０１、第２ステージ２０２および第３ステージ２０３と、各元データに基づいて得られた目的データを赤外線体温計１のメモリー４３に書き込むための第４ステージ２０４とが、赤外線体温計１の搬送ラインに沿って設置されている。
【００９０】
各赤外線体温計１は、図示しないコンベアおよびロボットにより、前記搬送ラインに沿って搬送される。この場合、コンベアおよび搬送ロボットは、システム制御部１０３により、シーケンス制御されて作動する。
【００９１】
恒温槽１０１外には、４つのパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と言う）３０１、３０２、３０３、３０４が設置されている。これらのうち、パソコン３０４は、ホストコンピュータであり、パソコン３０１、３０２、３０３は、それぞれ、パソコン３０４に接続されたスレーブである。
【００９２】
第１ステージ２０１には、黒体炉（熱源）４０１とピンブロックコネクタ５０１が設置され、第２ステージ２０２には、黒体炉（熱源）４０２とピンブロックコネクタ５０２が設置され、第３ステージ２０３には、黒体炉（熱源）４０３とピンブロックコネクタ５０３が設置され、第４ステージ２０４には、ピンブロックコネクタ５０４が設置されている。
【００９３】
黒体炉４０１、４０２、４０３は、それぞれ、赤外線体温計１に異なるターゲット温度を与える。すなわち、本実施例では、黒体炉４０１、４０２、４０３は、それぞれ、３２℃、３７℃、４２℃のターゲット温度を持っている。
【００９４】
ピンブロックコネクタ５０１、５０２、５０３、５０４は、それぞれ、赤外線体温計１の送・受信部４４の通信用端子と接続可能なコネクタである。このうち、ピンブロックコネクタ５０４は、同時に３個の赤外線体温計１と接続可能なものである。
【００９５】
これらのピンブロックコネクタ５０１、５０２、５０３、５０４は、それぞれ、通信線を介して対応するパソコン３０１、３０２、３０３、３０４と接続されている。
【００９６】
なお、ピンブロックコネクタ５０１、５０２、５０３、５０４の赤外線体温計１への着脱は、前記ロボットにより行われる。
【００９７】
以上のようなデータ書き込み設備１００では、赤外線体温計１を異なる複数の条件下、すなわち、ｍ種のターゲット温度とｎ種の環境温度の組み合わせであるｍ×ｎ種（本実施例では、ｍ＝３、ｎ＝４）の条件下において、元データの収集を行うことができる。
【００９８】
次に、データ書き込みシステム１００によるデータ書き込み方法の一例を説明する。
【００９９】
［１］恒温槽１０１内の温度を５℃に設定した状態で、体温計ストック部１０２にある赤外線体温計１は、第１ステージ２０１へ送られ、その送・受信部４４の通信用端子がピンブロックコネクタ５０１と接続されるとともに、黒体炉４０１のターゲット温度（３２℃）を測定可能な状態とされる。
【０１００】
この状態で、赤外線体温計１は、パソコン３０１から出力された元データ採取のための命令信号を受信すると、元データであるＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、ＴｔｈおよびＴｒｈのサンプリング（データ収集）を行い、これらを図８に示すように、メモリー４３の所定のアドレスに記憶する。
【０１０１】
この元データの記憶が完了後、赤外線体温計１からピンブロックコネクタ５０１を取り外す。
【０１０２】
［２］次に、赤外線体温計１は、第２ステージ２０２へ送られ、その送・受信部４４の通信用端子がピンブロックコネクタ５０２と接続されるとともに、黒体炉４０２のターゲット温度（３７℃）を測定可能な状態とされる。
【０１０３】
この状態で、赤外線体温計１は、パソコン３０２から出力された元データ採取のための命令信号を受信すると、元データであるＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、ＴｔｈおよびＴｒｈのサンプリングを行い、これらを図８に示すように、メモリー４３の所定のアドレスに記憶する。
【０１０４】
この元データの記憶が完了後、赤外線体温計１からピンブロックコネクタ５０２を取り外す。
【０１０５】
［３］次に、赤外線体温計１は、第３ステージ２０３へ送られ、その送・受信部４４の通信用端子がピンブロックコネクタ５０３と接続されるとともに、黒体炉４０３のターゲット温度（４２℃）を測定可能な状態とされる。
【０１０６】
この状態で、赤外線体温計１は、パソコン３０３から出力された元データ採取のための命令信号を受信すると、元データであるＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、ＴｔｈおよびＴｒｈのサンプリングを行い、これらを図８に示すように、メモリー４３の所定のアドレスに記憶する。
【０１０７】
この元データの記憶が完了後、赤外線体温計１からピンブロックコネクタ５０３を取り外す。
【０１０８】
［４］次に、赤外線体温計１は、第４ステージ２０４をそのまま通過し、再び体温計ストック部１０２へ戻される。
【０１０９】
［５］体温計ストック部１０２にある全ての赤外線体温計１に対し、前記工程［１］〜［４］を実行する。
【０１１０】
［６］恒温槽１０１内の温度を１５℃に変更し、前記工程［１］〜［５］を実行する。
【０１１１】
［７］恒温槽１０１内の温度を２５℃に変更し、前記工程［１］〜［５］を実行する。
【０１１２】
［８］恒温槽１０１内の温度を３５℃に変更し、前記工程［１］〜［３］を実行する。
【０１１３】
［９］次に、赤外線体温計１は、第４ステージ２０４へ送られ、その送・受信部４４の通信用端子がピンブロックコネクタ５０４と接続される。
【０１１４】
この状態で、赤外線体温計１は、パソコン３０４から出力された元データ読み出しのための命令信号を受信すると、メモリー４３に記憶されている１２組のＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、ＴｔｈおよびＴｒｈが読み出され、データ通信によりパソコン３０４に内蔵されたメモリーへ読み込まれる。
【０１１５】
なお、この元データの読み出しは、３個の赤外線体温計１に対し、同時に行っても、順次行ってもよい。
【０１１６】
［１０］パソコン３０４は、読み込まれた１２組のＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、ＴｔｈおよびＴｒｈに基づいてデータ処理（演算処理）を行い、目的データである校正定数（ｆｉｘ）ａ〜ｊと、βとを求める。
【０１１７】
ａ〜ｊおよびβの求め方は、次の通りである。
まず、βは、環境温度が２５℃のときのＴｔｈ／Ｔｒｈとされる。
【０１１８】
また、図８中の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼・・・の１２組のＴｔｐ、Ｔｖｒｅｆ、Ｔｔｈ、Ｔｒｈと、βについて、各組毎（各校正点毎）に、ｙ（＝Ｔｔｈ／Ｔｒｈ）およびβを上記（Ｉ）式および（ＩＩ）式に代入してｙ´を求める。そして、求めたｙ´とｘ（＝Ｔｔｐ／Ｔｖｒｅｆ）とを上記（ＩＩＩ）式の右辺に、対応するターゲット温度（３２℃、３７℃、４２℃）を上記（ＩＩＩ）式の左辺に代入して、ａ〜ｊについての連立方程式（１２個の式）を得る。
そして、この連立方程式から、最小二乗法によりａ〜ｊを求める。
【０１１９】
［１１］パソコン３０４から出力された目的データ書き込みのための命令信号に基づき、図９に示すように、求められた校正定数ａ〜ｊ、βと、後述するｋ１〜ｋ５と、ｓｗ１〜ｓｗ４とを、メモリー４３の所定のアドレスに書き込む。これにより、赤外線体温計１の校正がなされる。
【０１２０】
なお、係数ｋ１〜ｋ５は、環境温度の経時変化に伴う測定誤差をキャンセルするための温度補正に用いる値である。このｋ１〜ｋ５は、補正量をＵ［℃］、環境温度の変化の割合（温度勾配）をＤＴＨ［℃／秒］としたとき、次式（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）で示される。
【０１２１】
Ｕ＝ｋ１×ＤＴＨ＋ｋ２（ＤＴＨ≧０のとき）・・・（ＩＶ）
【０１２２】
Ｕ＝ｋ３×ＤＴＨ＋ｋ４（ＤＴＨ＜０のとき）・・・（Ｖ）
【０１２３】
｜Ｕ｜≦ｋ５（ｋ５は、上限値および下限値）・・・（ＶＩ）
【０１２４】
また、ｓｗ１〜ｓｗ４は、赤外線体温計１のソフトウエアの動作仕様等を変更するためのスイッチ番号である。
【０１２５】
このような目的データは、それまで記憶されていた各元データの一部または全部消去を伴って行われる。すなわち、本実施例では、メモリー４３のアドレス００ｈから３Ｆｈまでの全てのデータが書き換えられる。これにより、容量の少ないメモリー４３で上記方法が達成できるという利点がある。
【０１２６】
また、図示と異なり、メモリー４３にそれまで記憶されていた各元データを消去することなく、目的データの書き込みを行うこともできる。この場合には、例えば、メモリー４３に残っている元データを校正（初期設定）以外のことに利用したり、校正時の履歴を確認したりすることができるという利点がある。
【０１２７】
なお、本工程の処理は、第４ステージ２０４にある３個の赤外線体温計１に対し、同時に行っても、順次行ってもよい。
【０１２８】
［１２］体温計ストック部１０２にある全ての赤外線体温計１に対し、前記工程［８］〜［１１］を実行する。
【０１２９】
以上により、赤外線体温計１の全数に対し、個々の赤外線体温計１の特性に応じた校正が完了する。
【０１３０】
なお、本実施例では、恒温槽１０１内の温度を変える順番は、５℃、１５℃、２５℃および３５℃と温度の増加する順番となっているが、これに限定されるものではない。例えば、体温計ストック部１０２の赤外線体温計１の入れ替えを作業者（人間）が恒温槽１０１の中に入って行う場合には、２５℃、３５℃、５℃および１５℃の順のように、室温に近い温度から開始して室温に近い温度で終了するのが好ましい。
【０１３１】
以上のようなデータ書き込みシステムでは、各パソコンとのデータ（元データ、目的データ）の通信は、第４ステージ２０４（工程［９］、［１１］）でのみ行われ、しかも、全ての元データをサンプリングした後、最後に１回行われるため、データの通信エラーによるトラブルが発生する可能性が極めて少なく、また、データ通信の処理速度も速くなるため、全体の処理時間が短かくなり、生産性の向上に寄与する。
【０１３２】
また、元データは、その赤外線体温計１に内蔵されたメモリーに記憶しておくため、個々の赤外線体温計１とそれに対応するデータとの対応管理（同定）を容易かつ確実に行うことができる。
【０１３３】
以上、本発明の体温計を添付図面に示す実施例に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１３５】
また、測定機器に対する条件の変化は、前記ターゲット温度や環境温度等の温度に関するものに限らず、その他、例えば、湿度、圧力、輝度等、任意の物理量を変えたものが挙げられる。
【０１３６】
また、元データや目的データの種類も、前述したものに限られない。
また、元データや目的データを書き込む記憶媒体は、メモリーに限らず、書き換え可能な磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等であってもよい。
【０１３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、データの通信エラーによるトラブルの発生を抑制することができ、また、データ通信の処理速度も速くなるため、全体の処理時間が短かくなり、生産性の向上に寄与する。
【０１３８】
また、元データは、測定機器に内蔵されたメモリーに記憶しておくため、個々の測定機器とそれに対応するデータとの対応管理（同定）を容易かつ確実に行うことができ、誤ったデータの書き込みが防止される。
【０１３９】
また、測定機器に内蔵されているメモリーを使用するので、別途メモリーの増設をする等、測定機器の構成を変更する必要がない。
【０１４０】
特に、赤外線体温計のような温度測定機器の校正やその他の初期設定等に本発明を適用する場合には、その有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ書き込みシステムの実施例を模式的に示す図である。
【図２】本発明が適用される赤外線体温計（測定機器）の概略構成図である。
【図３】図２に示す赤外線体温計における検温部の構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示す赤外線体温計の回路構成を示すブロック図である。
【図５】基準信号とＴＰ´信号またはＶＲＥＦ信号とを示すタイミングチャートである。
【図６】Ｆｔｈ信号またはＦｒｈ信号を示すタイミングチャートである。
【図７】制御手段の演算部の回路構成を示すブロック図である。
【図８】赤外線体温計に内蔵されたメモリーのマップ（元データ書き込み時）を示す図である。
【図９】赤外線体温計に内蔵されたメモリーのマップ（目的データ書き込み時）を示す図である。
【符号の説明】
１赤外線体温計
２体温計本体
２１ケーシング
３電源スイッチ
４測定スイッチ
５表示部
６プローブ
７検温部
７１赤外線センサー
７２サーモパイル（熱電対列）
７３温接点
７４冷接点
７５熱絶縁帯
７６集熱部
７７温度センサー
８ライトガイド
９リングナット
１１プローブカバー
３０回路基板
３１制御手段
３１１演算部
３１１ａ直線化手段
３１１ｂ演算器
３１２メモリー
３１３タイマー
３１４カウンター
３２増幅手段
３３第１アンプ
３４第２アンプ
３５切り替えスイッチ
３６積分回路
３７比較器
３８基準抵抗
３９切り替えスイッチ
４０電源部
４１中継回路
４２ブザー
４３メモリー
４４送・受信部
１００データ書き込みシステム
１０１恒温槽
１０２体温計ストック部
１０３システム制御部
２０１第１ステージ
２０２第２ステージ
２０３第３ステージ
２０４第４ステージ
３０１〜３０４パソコン
４０１〜４０３黒体炉
５０１〜５０４ピンブロックコネクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data writing system for a measuring device such as a thermometer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a thermometer that measures body temperature in hospitals and other medical institutions and homes, a probe (thermometer) is inserted into the ear cavity (ear canal) to detect infrared rays (heat rays) emitted from the ear (tympanic membrane). Infrared thermometers that measure body temperature based on the intensity of the infrared rays have been proposed.
[0003]
The temperature detector of the infrared thermometer includes an infrared sensor composed of a cold junction and a thermocouple array having a hot junction, and a temperature sensor that detects the temperature (= environment temperature) of the cold junction portion of the thermocouple array. The body temperature is obtained by substituting the signal values output from the infrared sensor and the temperature sensor into a predetermined approximate polynomial.
[0004]
Since there are individual differences in the characteristics of the infrared sensor and the temperature sensor, calibration (calibration) is performed for each individual infrared thermometer, that is, the coefficient in the approximate polynomial is set (writing to a built-in memory).
[0005]
To set calibration constants such as coefficients, place each infrared thermometer under different environments (conditions) and send detection signals (data) output from the infrared sensor and temperature sensor to the computer each time. Thereafter, it is considered that the data of each infrared thermometer is signal-processed to obtain the calibration constant, and the calibration constant is written in a memory built in the infrared thermometer.
However, in this case, there are the following problems.
[0006]
(1) Since data communication with a computer is performed many times, there is a high possibility that a trouble due to a communication error will occur.
[0007]
(2) Since communication is performed many times, the processing speed (tact) is slow due to the time spent on it.
[0008]
(3) It is necessary to strictly manage (identify) correspondence between individual infrared thermometers and data corresponding to them, which is complicated.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a data writing system that can reduce trouble caused by data communication errors, shorten the overall processing time, and can easily and reliably manage the correspondence between individual measuring instruments and data. There is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (6) below.
[0011]
(1) A data writing system for writing data to the storage medium of an infrared thermometer comprising an infrared sensor, a temperature sensor, and a rewritable storage medium,
Placing an infrared thermometer under a plurality of conditions with different combinations of environmental temperature and target temperature, and obtaining an output value from the infrared sensor and an output value from the temperature sensor for each;
A step of obtaining a calibration constant in an approximate polynomial by a least square method using both output values;
A data writing system comprising: writing the obtained calibration constant and a coefficient used for temperature correction for canceling a measurement error associated with a change in environmental temperature with time into the storage medium.
[0012]
(2) The data writing system according to (1), wherein writing of the calibration constant is performed with erasure of a part or all of the output values stored so far.
[0013]
(3) The data writing system according to (1), wherein the calibration constant is written without erasing the output values stored so far.
[0014]
(4) The data writing system according to any one of (1) to (3), wherein the both output values are calibration data of the measuring device.
[0015]
(5) In the calculation formula for obtaining the correction amount of the temperature correction, the coefficient is a coefficient when the environmental temperature change rate is 0 or more, a coefficient when the environmental temperature change rate is less than 0, and the correction amount. The data writing system according to any one of (1) to (4), including an upper limit value and a lower limit value.
(6) The data writing system according to any one of (1) to (5), wherein the step of writing to the storage medium is performed by a command signal from a personal computer installed outside the infrared thermometer.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a data writing system of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0023]
FIG. 1 schematically shows an embodiment of a data writing system when the present invention is applied to calibration of an infrared thermometer (measuring instrument), and FIG. 2 shows an infrared thermometer (measuring instrument) to which the present invention is applied. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a temperature detector in the infrared thermometer, FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the infrared thermometer, and FIG. 5 is a reference signal and a TP ′ signal or a VREF signal. FIG. 6 is a timing chart showing an Fth signal or an Frh signal, and FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of an arithmetic unit.
[0024]
First, the infrared thermometer applied to a present Example is demonstrated based on FIGS.
[0025]
As shown in FIG. 2, the infrared thermometer 1 is an ear thermometer that detects body temperature by measuring the intensity of infrared rays emitted from the ear (the eardrum), and includes a thermometer body 2 having a casing 21, and a thermometer body 2. Power switch 3, measurement switch 4, and display unit 5 installed on the outer surface of the thermometer main body 2, a tubular probe 6 detachably installed on the thermometer main body 2 by a ring nut 9, a temperature sensor 7, and the tip of the probe 6 The light guide (waveguide) 8 that guides the infrared rays (heat rays) introduced from 1 to the infrared sensor 71 of the temperature detector 7 and the ring nut 9 that is screwed into the thermometer main body 2 are provided. Further, when the body temperature is measured by the infrared thermometer 1, the probe cover 11 is put on the probe 6.
[0026]
A circuit board 30 is installed in the casing 21 of the thermometer main body 2, and the circuit board 30 includes a temperature detector 7, a control means 31 including a microcomputer, an amplification means 32, a changeover switch 35, an integration circuit 36, A comparator 37, a reference resistor 38, a changeover switch 39, a relay circuit 41, a buzzer 42, a memory 43, and a transmission / reception unit 44 are provided.
[0027]
The memory 43 is a rewritable memory (storage medium) such as an EEPROM. The transmission / reception unit 44 includes a communication driver for communicating with personal computers 301 to 304 described later and a communication terminal connectable to pin block connectors 501 to 504 described later.
[0028]
In addition, a power supply unit 40 that houses a battery is installed in the casing 21, and electric power is supplied from the power supply unit 40 to each part of the circuit board 30.
[0029]
The control means 31 includes a calculation unit 311, a memory (RAM, ROM) 312, a timer (including an auto power off timer) 313 and a counter 314. The control means 31 includes an auto power off timer in order to suppress wasteful power consumption.
[0030]
The temperature detection unit 7 includes an infrared sensor 71 and a temperature sensor 77.
[0031]
As shown in FIG. 3, the infrared sensor 71 includes a thermopile (thermocouple array) 72. And the hot junction 73 of the thermopile 72 is installed in the heat collection part 76 located in the center side via the heat insulation zone 75, and the cold junction 74 is comprised in the outer peripheral side of the heat insulation zone 75, respectively.
[0032]
A temperature sensor 77 is installed in the vicinity of the infrared sensor 71. The temperature sensor 77 detects the temperature on the outer peripheral side of the thermal insulation band 75 of the infrared sensor 71, that is, the temperature of the cold junction 74, and detects the temperature of the atmosphere (environment temperature). As the temperature sensor 77, a sensor that measures temperature with a resistor is used. For example, a thermistor can be used as a sensor for measuring temperature with a resistor.
[0033]
In such a temperature measuring unit 7, a signal corresponding to the temperature difference between the hot junction 73 heated by infrared irradiation and the cold junction 74 not irradiated with infrared rays by the infrared sensor 71 and the temperature sensor 77, and the vicinity of the cold junction 74. The body temperature can be measured by detecting a signal corresponding to the temperature (environment temperature).
[0034]
Next, the usage method, circuit configuration, and operation of the infrared thermometer 1 will be described.
The probe 6 is screwed and attached to the thermometer main body 2, and the probe cover 11 is put on the probe 6. Next, from above, the ring nut 9 is inserted and screwed. Thereby, the mounting of the probe cover 11 is completed.
[0035]
Next, the power switch 3 is turned on, and after a predetermined time has passed, the thermometer body 2 is gripped, and the probe 6 encapsulated by the probe cover 11 is inserted into the ear cavity.
[0036]
Next, the measurement switch 4 is pressed for a predetermined time. Thereby, the body temperature is measured. That is, infrared rays (heat rays) radiated from the ear (tympanic membrane) are transmitted through the membrane at the tip of the probe cover 11 and introduced into the light guide 8, and are repeatedly reflected on the inner surface of the infrared sensor 71 of the temperature detector 7. And the heat collecting part 76 is irradiated.
[0037]
As shown in FIG. 4, from the infrared sensor 71, an output signal (TP signal) from the hot junction 73 as a positive output terminal and an output signal (VREF signal) from the cold junction 74 as a negative output terminal are obtained.
[0038]
The level (voltage) of the VREF signal from the cold junction 74 of the infrared sensor 71 is constant (fixed) regardless of the environmental temperature.
[0039]
The amplifying unit 32 includes a first amplifier 33 and a second amplifier 34 connected to the output side of the first amplifier 33. Each of the first amplifier 33 and the second amplifier 34 is a differential amplifier.
[0040]
The TP signal output from the infrared sensor 71 is amplified by the first amplifier 33 and input to the second amplifier 34. The first amplifier 33 removes unnecessary frequency band components included in the TP signal and the VREF signal as necessary.
[0041]
The VREF signal output from the infrared sensor 71 is input to the first amplifier 33 and the second amplifier 34. The second amplifier 34 also removes unnecessary frequency band components included in a TP ″ signal and a VREF signal, which will be described later, as necessary.
[0042]
In the first amplifier 33, the difference between the TP signal and the VREF signal is amplified, and a signal TP ″ signal obtained by adding the VREF signal is obtained. Further, in the second amplifier 34, the difference between the TP ″ signal and the VREF signal is obtained. Are amplified, and the VREF signal is added and output as a TP ′ signal. The level of this TP ′ signal corresponds to the temperature difference between the hot junction 73 and the cold junction 74. Unless otherwise specified, the signal from the infrared sensor means the TP ′ signal.
[0043]
When the changeover switch 35 is switched to the TP ′ signal side, the TP ′ signal is input to the comparator 37, and when the changeover switch 35 is switched to the VREF signal side, the VREF signal from the first amplifier 33 is input to the comparator 37. . The driving of the changeover switch 35 is controlled by the control means 31.
[0044]
The VREF signal from the first amplifier 33 is also an infrared detection standardized signal that standardizes the TP ′ signal. By standardizing the TP ′ signal with this VREF signal (strictly speaking, Ttp is standardized with Tvref, which will be described later), for example, it is possible to reduce (cancel) the influence of circuit stray capacitance and chip component variations. This improves the measurement accuracy. The cold junction 74 and the first amplifier 33 constitute infrared detection standardized signal generation means.
[0045]
A constant (fixed) level reference voltage is applied to the integrating circuit 36. The integration circuit 36 generates a reference signal based on the reference voltage, and the reference signal is input to the comparator 37. The reference voltage is set sufficiently higher than the level of the TP ′ signal and the level of the VREF signal.
[0046]
When detecting the TP ′ signal, the changeover switch 35 is switched to the TP ′ signal side by the control signal from the control means 31. Then, an STC signal (sampling start signal) is transmitted from the control means 31 to the integrating circuit 36.
[0047]
As shown in FIG. 5, when receiving the STC signal, the integration circuit 36 decreases (drops) the level of the reference signal from the reference voltage with a constant gradient (slope).
[0048]
As shown in FIG. 4, the comparator 37 compares the level of the reference signal with the level of the TP ′ signal. When the level of the reference signal matches the level of the TP ′ signal, the comparator 31 sends an EOC signal (sampling end). Signal) and a trigger signal to the integrating circuit 36.
[0049]
As shown in FIG. 5, when the integration circuit 36 receives the trigger signal, the level of the reference signal is instantaneously restored to the original level, that is, the reference voltage.
[0050]
In the control unit 31, the timer 313 measures the time (Ttp) from when the STC signal is transmitted to when the EOC signal is received. This time information, that is, Ttp is stored in the memory 312.
[0051]
The level of the TP ′ signal changes according to the temperature difference between the hot junction 73 and the cold junction 74, and Ttp also changes accordingly. In this case, as the temperature difference between the hot junction 73 and the cold junction 74 is larger, the level of the TP ′ signal is larger and Ttp is shorter (smaller).
[0052]
As shown in FIG. 4, when the VREF signal is detected (when the signal from the infrared detection standardization signal generating means is detected), the changeover switch 35 is switched to the VREF signal side by the control signal from the control means 31. Then, the STC signal is transmitted from the control means 31 to the integrating circuit 36.
[0053]
As shown in FIG. 5, when receiving the STC signal, the integrating circuit 36 decreases the level of the reference signal from the reference voltage with a constant gradient.
[0054]
As shown in FIG. 4, the comparator 37 compares the level of the reference signal with the level of the VREF signal. When the level of the reference signal matches the level of the VREF signal, the comparator 37 transmits an EOC signal to the control means 31. A trigger signal is transmitted to the integrating circuit 36.
[0055]
As shown in FIG. 5, when the integration circuit 36 receives the trigger signal, the level of the reference signal is instantaneously restored to the original level, that is, the reference voltage.
[0056]
In the control unit 31, the timer 313 measures the time (Tvref) from when the STC signal is transmitted to when the EOC signal is received. This time information, that is, Tvref is stored in the memory 312.
[0057]
As shown in FIG. 4, the relay circuit 41 includes a capacitor (not shown) and the like, and constitutes a part of an oscillation circuit (CR oscillation circuit).
[0058]
When the changeover switch 39 is switched to the temperature sensor 77 side, the relay circuit 41 and the temperature sensor 77 constitute an oscillation circuit, and when the changeover switch 39 is switched to the reference resistor 38 side, the relay circuit 41 and the reference resistor 38 generate an oscillation circuit. Is configured. The driving of the changeover switch 39 is controlled by the control means 31.
[0059]
Although the resistance value TH of the temperature sensor 77 changes according to the environmental temperature, the resistance value RH of the reference resistor 38 is constant (fixed) regardless of the environmental temperature.
[0060]
When the resistance value TH of the temperature sensor 77 is detected (when a signal from the temperature sensor 77 is detected), the changeover switch 39 is switched to the temperature sensor 77 side by a control signal from the control means 31.
[0061]
Thus, the relay circuit 41 and the temperature sensor 77 constitute an oscillation circuit, and oscillation is generated by this oscillation circuit. The signal (oscillation signal) at that time, that is, the Fth signal is output from the relay circuit 41 and input to the control means 31.
[0062]
As shown in FIG. 6, in the control means 31, the counter 314 counts the number of pulses of the input Fth signal, and the timer 313 requires the counter 314 to count a predetermined number of pulses (for example, 256). Time (Tth), that is, time (Tth) that is an integral multiple (for example, 256 times) of the cycle (wavelength) of the Fth signal is measured. This time information, that is, Tth is stored in the memory 312.
[0063]
The resistance value TH of the temperature sensor 77 changes according to the environmental temperature, and Tth also changes accordingly. In this case, the resistance value TH of the temperature sensor 77 increases as the environmental temperature decreases. In the CR oscillation circuit, since the period (wavelength) of the oscillation signal is proportional to the resistance value, the lower the environmental temperature, the longer the period of the Fth signal and the longer (large) Tth.
[0064]
As shown in FIG. 4, when the resistance value RH of the reference resistor 38 is detected (when the temperature detection standardization signal is detected), the changeover switch 39 is switched to the reference resistor 38 side by the control signal from the control means 31. .
[0065]
Thus, the relay circuit 41 and the reference resistor 38 constitute an oscillation circuit, and oscillation is generated by this oscillation circuit. The signal (oscillation signal) at that time, that is, the Frh signal is output from the relay circuit 41 and input to the control means 31.
[0066]
The Frh signal is a temperature detection normalization signal that normalizes the Fth signal. By normalizing the Fth signal with this Frh signal (strictly speaking, Tth is normalized with Trh described later), for example, it is possible to reduce (cancel) the influence of circuit stray capacitance and chip component variation. This improves the measurement accuracy. The reference resistor 38 and the relay circuit 41 constitute a temperature detection standardized signal generating unit.
[0067]
As shown in FIG. 6, in the control means 31, the counter 314 counts the number of pulses of the input Frh signal, and the timer 313 causes the counter 314 to count a predetermined number (eg, 256) of pulses. Time required (Trh), that is, a time (Trh) that is an integral multiple (for example, 256 times) of the period (wavelength) of the Frh signal is measured. This time information, that is, Trh is stored in the memory 312.
[0068]
Since the resistance value RH of the reference resistor 38 is constant regardless of the environmental temperature, the period of the Frh signal is constant, and therefore Trh is constant.
[0069]
The calculation unit 311 of the control unit 31 reads Ttp, Tvref, Tth, and Trh from the memory 43, normalizes Ttp with Tvref, and normalizes Tth with Trh. That is, Ttp / Tvref and Tth / Trh are obtained, respectively.
[0070]
Then, based on these Ttp / Tvref and Tth / Trh, a predetermined calculation process is performed, and a predetermined temperature correction is performed as necessary to determine the temperature of the measurement site (heat source), that is, the body temperature.
[0071]
The obtained body temperature is displayed on the display unit 5. Further, when the measurement of the body temperature is completed, the buzzer 42 sounds to notify it. The operator pulls out the probe 6 from the ear cavity by the notification of the buzzer 42.
[0072]
FIG. 7 is a block diagram (conceptual diagram) showing a configuration example of the calculation unit 311 of the control means 31.
[0073]
As shown in the figure, the calculation unit 311 receives an output signal (direct signal) from the temperature sensor 77 and converts the value (data) thereof, and an output signal from the linearization unit 311a. And an arithmetic unit 311b for obtaining a body temperature based on an output signal from the infrared sensor 71.
[0074]
The linearizing means 311a converts the output value y (= Tth / Trh: direct signal value) of the temperature sensor 77 into y ′. This conversion is performed without converting y into a temperature value (environment temperature value), a characteristic (environment temperature dependent characteristic) indicating the relationship between the output value (value after conversion of y) y ′ of the linearization means 311a and the environment temperature. ) Is substantially linear.
[0075]
In the present embodiment, the linearizing means 311a converts the output value y of the temperature sensor 77 into y ′ by the following equations (I) and (II).
[0076]
z = (y−β) / β (I)
[0077]
y ′ = z / (1 + z / 2) (II)
[0078]
However, β in the above formula (I) is the output value Tth / Trh of the temperature sensor 77 when the environmental temperature is the reference temperature (reference environmental temperature, 25 ° C. in this embodiment). The reference temperature is set to a temperature near the center of the environmental temperature at which the operation of the infrared thermometer 1 is guaranteed. This β is set for each infrared thermometer 1.
[0079]
The computing unit 311b outputs the output value x (= Ttp / Tvref) of the infrared sensor 71 and the output value y ′ of the linearizing means 311a to the third order (parameters x and y) representing the relationship between these x and y ′ and body temperature. 3 ′) approximate polynomial f for each of ′ ₂ Substituting (x, y ′), that is, the following equation (III), body temperature (temperature of the measurement site) is obtained.
[0080]

[0081]
However, a, b, c, d, e, f, g, h, and i in the above formula (III) are coefficients. The coefficients a to i and j are calibration constants set by calibration to be described later for each infrared thermometer 1.
[0082]
A calculation program including the expressions (I), (II) and (III) is stored in the memory 312 in advance, and the coefficients a to j and β written in the memory 43 by the method described later are used. The body temperature is obtained by reading out from the memory 43 and executing calculations and performing necessary temperature correction (addition of a correction amount U described later) and the like.
[0083]
In the infrared thermometer 1, as described above, β in the formula (I) and a to j in the formula (III) are calibration constants set in advance by calibration described later.
β is defined as Tth / Trh when the environmental temperature is 25 ° C.
[0084]
At a plurality of (m × n, m, n is an integer of 2 or more) calibration points, for example, at a plurality (n) of environmental temperatures (eg, 5 ° C., 15 ° C., 25 ° C., 35 ° C.), the temperature Are the outputs (hereinafter referred to as “target temperatures”) of plural (m) blackbody furnaces (reference targets), for example, outputs Ttp, Tvref from the infrared sensor 71 for 32 ° C., 37 ° C., 42 ° C. Outputs Tth and Trh from the temperature sensor 77 are detected. When the number of calibration points is 3 × 4 = 12 (hereinafter, this case will be described representatively), 12 sets of Ttp, Tvref, Tth, and Trh are obtained.
[0085]
Next, y ′ is obtained by substituting y (= Tth / Trh) and β into the equations (I) and (II) for each calibration point. Then, the obtained y ′ and x (= Ttp / Tvref) are substituted into the right side of the above formula (III), the corresponding target temperature is substituted into the left side of the above formula (III), and simultaneous equations for a to j ( 12 equations).
From these simultaneous equations, a to j are obtained by, for example, the least square method.
[0086]
Next, a data writing system (equipment) for calibration of the infrared thermometer 1 will be described with reference to FIG.
[0087]
As shown in FIG. 1, the data writing system 100 has a thermostatic chamber 101 as a space that can maintain a constant environmental temperature in which the infrared thermometer 1 is placed. The thermostatic chamber 101 has a temperature adjusting means (not shown), and its periphery is covered with a heat insulating material so that the inside of the thermostatic chamber can be maintained at a constant temperature.
[0088]
Under the control of the system control unit 103, the temperature (environment temperature) in the thermostatic chamber 101 can be set in multiple stages. That is, in this embodiment, the environmental temperature can be set in four stages of 5 ° C., 15 ° C., 25 ° C., and 35 ° C.
[0089]
In such a thermostatic chamber 101, a thermometer stock unit 102 for holding a plurality of infrared thermometers 1 to be calibrated and a memory (EEPROM) 43 (storage medium) of the infrared thermometer 1 under different conditions are described later. A first stage 201, a second stage 202, and a third stage 203 for writing the original data to be written, and a fourth stage 204 for writing the target data obtained based on each original data to the memory 43 of the infrared thermometer 1. However, it is installed along the conveyance line of the infrared thermometer 1.
[0090]
Each infrared thermometer 1 is conveyed along the said conveyance line by the conveyor and robot which are not shown in figure. In this case, the conveyor and the transfer robot are operated under sequence control by the system control unit 103.
[0091]
Outside the thermostatic chamber 101, four personal computers (hereinafter referred to as “personal computers”) 301, 302, 303, and 304 are installed. Among these, the personal computer 304 is a host computer, and the

personal computers

301, 302, and 303 are slaves connected to the personal computer 304, respectively.
[0092]
The first stage 201 is provided with a black body furnace (heat source) 401 and a pin block connector 501, and the second stage 202 is provided with a black body furnace (heat source) 402 and a pin block connector 502, and the third stage 203. Includes a black body furnace (heat source) 403 and a pin block connector 503, and a pin block connector 504 is installed on the fourth stage 204.
[0093]
Each of the

black body furnaces

401, 402, and 403 gives different target temperatures to the infrared thermometer 1. That is, in this embodiment, the

blackbody furnaces

401, 402, and 403 have target temperatures of 32 ° C., 37 ° C., and 42 ° C., respectively.
[0094]
The

pin block connectors

501, 502, 503, and 504 are connectors that can be connected to the communication terminals of the transmission / reception unit 44 of the infrared thermometer 1, respectively. Among these, the pin block connector 504 can be connected to three infrared thermometers 1 at the same time.
[0095]
These

pin block connectors

501, 502, 503, and 504 are connected to corresponding

personal computers

301, 302, 303, and 304 via communication lines, respectively.
[0096]
The

pin block connectors

501, 502, 503, and 504 are attached to and detached from the infrared thermometer 1 by the robot.
[0097]
In the data writing facility 100 as described above, the infrared thermometer 1 is operated under a plurality of different conditions, that is, m × n types (m = 3 in this embodiment), which is a combination of m types of target temperatures and n types of environmental temperatures. , N = 4), the original data can be collected.
[0098]
Next, an example of a data writing method by the data writing system 100 will be described.
[0099]
[1] With the temperature in the thermostatic chamber 101 set to 5 ° C., the infrared thermometer 1 in the thermometer stock unit 102 is sent to the first stage 201, and the communication terminal of the sending / receiving unit 44 is a pin block In addition to being connected to the connector 501, the target temperature (32 ° C.) of the blackbody furnace 401 can be measured.
[0100]
In this state, when receiving the command signal for collecting the original data output from the personal computer 301, the infrared thermometer 1 performs sampling (data collection) of the original data Ttp, Tvref, Tth and Trh. As shown in FIG. 8, the data is stored at a predetermined address in the memory 43.
[0101]
After the storage of the original data is completed, the pin block connector 501 is detached from the infrared thermometer 1.
[0102]
[2] Next, the infrared thermometer 1 is sent to the second stage 202, the communication terminal of the transmitter / receiver 44 is connected to the pin block connector 502, and the target temperature of the black body furnace 402 (37 ° C.). ) Can be measured.
[0103]
In this state, when receiving the command signal for collecting the original data output from the personal computer 302, the infrared thermometer 1 samples the original data Ttp, Tvref, Tth, and Trh, as shown in FIG. And stored in a predetermined address of the memory 43.
[0104]
After the storage of the original data is completed, the pin block connector 502 is detached from the infrared thermometer 1.
[0105]
[3] Next, the infrared thermometer 1 is sent to the third stage 203, the communication terminal of the transmitter / receiver 44 is connected to the pin block connector 503, and the target temperature of the black body furnace 403 (42 ° C. ) Can be measured.
[0106]
In this state, when receiving the command signal for collecting the original data output from the personal computer 303, the infrared thermometer 1 samples the original data Ttp, Tvref, Tth, and Trh, as shown in FIG. And stored in a predetermined address of the memory 43.
[0107]
After the storage of the original data is completed, the pin block connector 503 is removed from the infrared thermometer 1.
[0108]
[4] Next, the infrared thermometer 1 passes through the fourth stage 204 as it is, and is returned to the thermometer stock unit 102 again.
[0109]
[5] The steps [1] to [4] are performed on all the infrared thermometers 1 in the thermometer stock unit 102.
[0110]
[6] The temperature in the thermostatic chamber 101 is changed to 15 ° C., and the steps [1] to [5] are executed.
[0111]
[7] The temperature in the thermostat 101 is changed to 25 ° C., and the steps [1] to [5] are executed.
[0112]
[8] The temperature in the thermostat 101 is changed to 35 ° C., and the steps [1] to [3] are performed.
[0113]
[9] Next, the infrared thermometer 1 is sent to the fourth stage 204, and the communication terminal of the sending / receiving unit 44 is connected to the pin block connector 504.
[0114]
In this state, when the infrared thermometer 1 receives the command signal for reading the original data output from the

personal computer

304, 12 sets of Ttp, Tvref, Tth and Trh stored in the memory 43 are read and the data The data is read into a memory built in the personal computer 304 by communication.
[0115]
The reading of the original data may be performed simultaneously or sequentially with respect to the three infrared thermometers 1.
[0116]
[10] The personal computer 304 performs data processing (arithmetic processing) based on the read 12 sets of Ttp, Tvref, Tth, and Trh, and obtains calibration constants (fix) a to j and β as target data. .
[0117]
The methods for obtaining a to j and β are as follows.
First, β is Tth / Trh when the environmental temperature is 25 ° C.
[0118]
Further, twelve Ttp, Tvref, Tth, Trh, and β of (1), (2), (3), (4),... In FIG. = Tth / Trh) and β are substituted into the above equations (I) and (II) to obtain y ′. Then, the obtained y ′ and x (= Ttp / Tvref) are substituted into the right side of the above formula (III), and the corresponding target temperatures (32 ° C., 37 ° C., 42 ° C.) are substituted into the left side of the above formula (III). Thus, simultaneous equations (12 equations) for a to j are obtained.
Then, a to j are obtained from the simultaneous equations by the method of least squares.
[0119]
[11] Based on the command signal for writing the target data output from the personal computer 304, as shown in FIG. 9, the obtained calibration constants a to j and β, k1 to k5, which will be described later, and sw1 to sw4 Is written to a predetermined address in the memory 43. Thereby, the infrared thermometer 1 is calibrated.
[0120]
The coefficients k1 to k5 are values used for temperature correction for canceling a measurement error caused by a change in environmental temperature over time. These k1 to k5 are expressed by the following formulas (IV), (V), and (VI) when the correction amount is U [° C.] and the change rate of the environmental temperature (temperature gradient) is DTH [° C./sec]. It is.
[0121]
U = k1 × DTH + k2 (when DTH ≧ 0) (IV)
[0122]
U = k3 × DTH + k4 (when DTH <0) (V)
[0123]
| U | ≦ k5 (k5 is an upper limit value and a lower limit value) (VI)
[0124]
Also, sw1 to sw4 are switch numbers for changing the operation specifications of the software of the infrared thermometer 1.
[0125]
Such target data is performed with erasure of a part or all of the original data stored so far. That is, in this embodiment, all data from addresses 00h to 3Fh in the memory 43 is rewritten. Thus, there is an advantage that the above method can be achieved with the memory 43 having a small capacity.
[0126]
Further, unlike the figure, the target data can be written without erasing each original data stored in the memory 43 so far. In this case, for example, there is an advantage that the original data remaining in the memory 43 can be used for things other than calibration (initial setting), or the history at the time of calibration can be confirmed.
[0127]
Note that the processing in this step may be performed simultaneously or sequentially on the three infrared thermometers 1 in the fourth stage 204.
[0128]
[12] The steps [8] to [11] are performed on all the infrared thermometers 1 in the thermometer stock unit 102.
[0129]
Thus, the calibration according to the characteristics of the individual infrared thermometers 1 is completed with respect to the total number of the infrared thermometers 1.
[0130]
In the present embodiment, the order in which the temperature in the thermostatic chamber 101 is changed is 5 ° C., 15 ° C., 25 ° C., and 35 ° C., but is not limited to this. For example, when the operator (human) performs replacement of the infrared thermometer 1 of the thermometer stock unit 102 into the thermostatic chamber 101, the room temperature is in the order of 25 ° C., 35 ° C., 5 ° C., and 15 ° C. It is preferable to start from a temperature close to and end at a temperature close to room temperature.
[0131]
In the data writing system as described above, communication of data (original data, target data) with each personal computer is performed only in the fourth stage 204 (steps [9] and [11]), and all the original data Is sampled once, the possibility of troubles due to data communication errors is extremely low, and the data communication processing speed is increased, resulting in a reduction in overall processing time and production. Contributes to the improvement of sex.
[0132]
Further, since the original data is stored in a memory built in the infrared thermometer 1, the correspondence management (identification) between each infrared thermometer 1 and the corresponding data can be easily and reliably performed.
[0133]
As mentioned above, although the thermometer of this invention was demonstrated based on the Example shown to an accompanying drawing, this invention is not limited to this.
[0135]
In addition, the change in the conditions for the measuring device is not limited to the temperature related to the target temperature and the environmental temperature, and other examples include those in which arbitrary physical quantities such as humidity, pressure, and luminance are changed.
[0136]
Also, the types of original data and target data are not limited to those described above.
The storage medium for writing the original data and the target data is not limited to the memory, and may be a rewritable magnetic disk, magneto-optical disk, optical disk, or the like.
[0137]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of trouble due to a data communication error, and the processing speed of data communication is increased, so that the entire processing time is shortened and productivity is increased. It contributes to the improvement.
[0138]
In addition, since the original data is stored in the memory built in the measuring device, the correspondence management (identification) between each measuring device and the corresponding data can be easily and reliably performed. Writing is prevented.
[0139]
In addition, since the memory built in the measuring instrument is used, there is no need to change the configuration of the measuring instrument such as adding a separate memory.
[0140]
In particular, when the present invention is applied to calibration of temperature measuring devices such as infrared thermometers and other initial settings, the utility thereof is high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of a data writing system of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an infrared thermometer (measuring instrument) to which the present invention is applied.
3 is a perspective view showing a configuration of a temperature detector in the infrared thermometer shown in FIG. 2. FIG.
4 is a block diagram showing a circuit configuration of the infrared thermometer shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a timing chart showing a reference signal and a TP ′ signal or a VREF signal.
FIG. 6 is a timing chart showing an Fth signal or an Frh signal.
FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of a calculation unit of the control means.
FIG. 8 is a diagram showing a memory map (when writing original data) built in the infrared thermometer;
FIG. 9 is a diagram showing a memory map (when writing target data) built in the infrared thermometer;
[Explanation of symbols]
1 Infrared thermometer
2 Thermometer body
21 Casing
3 Power switch
4 Measurement switch
5 display section
6 Probe
7 Temperature detector
71 Infrared sensor
72 Thermopile (Thermocouple train)
73 Hot junction
74 Cold junction
75 Thermal insulation zone
76 Heat collector
77 Temperature sensor
8 Light guide
9 Ring nut
11 Probe cover
30 Circuit board
31 Control means
311 Calculation unit
311a Straightening means
311b computing unit
312 memory
313 timer
314 counter
32 Amplification means
33 First amplifier
34 Second amplifier
35 selector switch
36 Integration circuit
37 comparator
38 Reference resistance
39 changeover switch
40 Power supply
41 Relay circuit
42 Buzzer
43 memory
44 Transmitter / Receiver
100 data writing system
101 Thermostatic bath
102 Thermometer Stock Department
103 System control unit
201 1st stage
202 2nd stage
203 3rd stage
204 4th stage
301-304 PC
401-403 Blackbody Furnace
501-504 pin block connector

Claims

A data writing system for writing data to the storage medium of an infrared thermometer comprising an infrared sensor, a temperature sensor, and a rewritable storage medium,
Placing an infrared thermometer under a plurality of conditions with different combinations of environmental temperature and target temperature, and obtaining an output value from the infrared sensor and an output value from the temperature sensor for each;
A step of obtaining a calibration constant in an approximate polynomial by a least square method using both output values;
A data writing system comprising: writing the obtained calibration constant and a coefficient used for temperature correction for canceling a measurement error associated with a change in environmental temperature with time into the storage medium.

The data writing system according to claim 1, wherein writing of the calibration constant is performed with erasure of part or all of the output values stored so far.

The data writing system according to claim 1, wherein the calibration constant is written without erasing the output values stored so far.

4. The data writing system according to claim 1, wherein the two output values are calibration data for the measuring device.

In the calculation formula for calculating the correction amount of the temperature correction, the coefficient is a coefficient when the change rate of the environmental temperature is 0 or more, a coefficient when the change rate of the environmental temperature is less than 0, and an upper limit value of the correction amount. The data writing system according to claim 1, further comprising a lower limit value.

6. The data writing system according to claim 1, wherein the step of writing to the storage medium is performed by a command signal from a personal computer installed outside the infrared thermometer.