JP5825407B2 - Temperature measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、温度測定装置等に関する。 The present invention relates to a temperature measurement device and the like.
例えば、基本的なバイタル情報である体温からは健康状態・基礎代謝状態・精神状態などの生体情報が得られる。人体あるいは動物の体温に基づいて、人または動物の健康状態、基礎代謝状態あるいは精神状態を推定する場合には、表層部の温度ではなく、深部の温度(深部温度)の情報が必要である。 For example, biological information such as health status, basal metabolic status, and mental status can be obtained from body temperature, which is basic vital information. When estimating the health state, basal metabolic state, or mental state of a person or animal based on the body temperature of the human body or animal, information on the temperature of the deep part (depth part temperature) is required instead of the temperature of the surface layer part.
また、例えば、炉や配管等の内部における温度を測定する場合に、炉や配管の外側に設けられた温度計測装置によって内部温度(すなわち深部温度)を測定できれば、温度測定装置を、炉や配管等の内部に設置するための工事が不要となり、また、内部の物質によって、温度測定装置が腐食する等の問題も生じない。 Also, for example, when measuring the temperature inside a furnace, piping, etc., if the internal temperature (that is, deep temperature) can be measured by a temperature measuring device provided outside the furnace, piping, the temperature measuring device is connected to the furnace or piping. The construction for installing the inside of the temperature measuring device becomes unnecessary, and the temperature measuring device is not corroded by the internal material.
深部温度を測定する体温計は、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1では、人体上において、距離Lを隔てて並列に2つの温度測定部(第1温度測定部および第2温度測定部)を配置する。第1温度測定部の環境(大気)側には第1の断熱材が設けられており、第2温度測定部の環境(大気)側にも第2の断熱材が設けられており、第2の断熱材の材料を、第1の断熱材の材料とは異なる材料とすることによって、2つの温度測定部の熱抵抗値を異ならせ、これによって、2つの異なる熱流束を生じさせる。第1温度測定部は、第1の体表面温度ならびに第1の中間温度を測定し、第2温度測定部は、第2の体表面温度ならびに第2の中間温度を測定する。そして、これらの4点の温度データを用いて、所定の演算式によって深部温度を測定する。
A thermometer that measures the deep temperature is described in
すなわち、第1の熱流束に関して、第1温度測定部を流れる熱流束と、人体の深部から体表面に至るまでの熱流束が等しい点に着目し、これによって、深部温度と、測定された温度および熱抵抗とを関連付ける一つ目の式が得られる。同様に、第2の熱流束に関しても、深部温度と、測定された温度および熱抵抗とを関連付ける二つ目の式が得られる。連立方程式を解くことによって、人体の熱抵抗値が不明であったとしても、精度よく深部温度を求めることができる。 That is, with respect to the first heat flux, attention is paid to the fact that the heat flux flowing through the first temperature measurement unit is equal to the heat flux from the deep part of the human body to the body surface, whereby the deep part temperature and the measured temperature are measured. And the first equation relating thermal resistance is obtained. Similarly, for the second heat flux, a second equation is obtained that relates the depth temperature to the measured temperature and thermal resistance. By solving the simultaneous equations, even if the thermal resistance value of the human body is unknown, the deep temperature can be obtained with high accuracy.
特許文献1に記載される技術では、深部温度の算出に関して、温度測定部と、その周囲の環境(大気)との間における熱収支が考慮されていない。つまり、特許文献1に記載される技術では、熱収支が生じない、理想的な系を形成できることを前提としている。
In the technique described in
しかし、温度測定部の小型化を、さらに促進した場合には、例えば、温度測定部の側面と環境(大気)との間での熱収支が顕在化し、熱収支の差分に対応する測定誤差を無視できなくなる。この点で、わずかながら測定誤差が生じるのは否めない。 However, when further miniaturization of the temperature measurement unit is promoted, for example, the heat balance between the side surface of the temperature measurement unit and the environment (atmosphere) becomes obvious, and the measurement error corresponding to the difference in the heat balance is reduced. It cannot be ignored. In this respect, a slight measurement error cannot be denied.
本発明の少なくとも一つの態様によれば、より高精度な深部温度の測定が可能となる。 According to at least one aspect of the present invention, it is possible to measure the deep temperature more accurately.
(1)本発明の温度測定装置の一態様は、温度測定部と、演算部と、前記温度測定部および前記演算部の動作を制御する制御部と、を含み、前記温度測定部は、被測定体に接触する接触面としての第1面を有する、熱媒体としての基材と、前記基材の第1測定点における温度を第1温度として測定する第1温度センサーと、前記基材の、前記第1測定点とは異なる第2測定点における温度を第2温度として測定する第2温度センサーと、前記基材の、前記第1測定点ならびに前記第2測定点とは異なる第3測定点における温度を、前記基材の周囲の環境の温度として代用する温度である第3温度として測定する第3温度センサーと、を有し、前記第1測定点、前記第2測定点および前記第3測定点は、前記基材の外表面上、または前記基材の内部に位置し、前記第1温度センサー、前記第2温度センサーおよび前記第3温度センサーは、前記環境の温度が異なるという条件の下で、前記第1温度、前記第2温度および前記第3温度を複数回、測定し、前記演算部は、前記複数回の測定によって得られた前記第1温度、前記第2温度および前記第3温度に基づいて、前記第1面から離れた、前記被測定体の深部における深部温度を、深部温度の演算式に基づいて求める。
(1) One aspect of the temperature measurement device of the present invention includes a temperature measurement unit, a calculation unit, and a control unit that controls the operation of the temperature measurement unit and the calculation unit. A base material as a heat medium having a first surface as a contact surface in contact with a measuring body, a first temperature sensor for measuring a temperature at a first measurement point of the base material as a first temperature, and the base material A second temperature sensor for measuring a temperature at a second measurement point different from the first measurement point as a second temperature, and a third measurement different from the first measurement point and the second measurement point of the substrate. A third temperature sensor that measures a temperature at a point as a third temperature that is a temperature that substitutes for the temperature of the environment around the substrate, and the first measurement point, the second measurement point, and the
従来例では、環境温度が一定であるという条件の下で、2つの温度測定部における断熱材の種類を異ならせて、2つの異なる熱流束を生成していたが、本態様では、環境温度が異なる、少なくとも2つの系の各々において熱流束を生じさせる生成する。なお、以下の説明で環境という用語を使用するが、環境は、例えば大気等の熱媒体であり、周囲媒体あるいは環境媒体と言い換えることができる。 In the conventional example, under the condition that the environmental temperature is constant, two different heat fluxes are generated by different types of heat insulating materials in the two temperature measurement units. However, in this aspect, the environmental temperature is Different, at least two systems that produce heat flux in each of the systems. In addition, although the term environment is used in the following description, the environment is, for example, a heat medium such as the atmosphere, and can be restated as an ambient medium or an environmental medium.
従来例における熱流のモデルでは、2つの温度測定系における環境の温度(以下、環境温度という)は同じ値(つまり一定)となっている。よって、各系における深部温度と環境温度との間に生じる熱流が一定であり、従来例は、このことを前提条件としている。被測定体から環境に向かう、例えば鉛直方向の熱流が一定であるということは、その鉛直方向の熱流の一部が、例えば基材の側面を経由して環境に逃げるといった熱収支が生じないことを前提として成立する。 In the heat flow model in the conventional example, the environmental temperatures (hereinafter referred to as environmental temperatures) in the two temperature measurement systems have the same value (that is, constant). Therefore, the heat flow generated between the deep temperature and the environmental temperature in each system is constant, and the conventional example assumes this. The fact that the vertical heat flow from the measured object to the environment, for example, is constant means that there is no heat balance that a part of the vertical heat flow escapes to the environment, for example, via the side of the substrate. It is established on the assumption.
しかし、温度測定装置の小型化が促進され、基材のサイズが小さくなると、被測定体と環境との間の熱収支(例えば、基材の側面からの熱の逃げ等)が顕在化する。この場合、深部温度と環境温度との間に生じる熱流が一定であるという前提が満足されなくなる。 However, when the downsizing of the temperature measuring device is promoted and the size of the base material is reduced, a heat balance (for example, heat escape from the side surface of the base material) between the measurement object and the environment becomes obvious. In this case, the assumption that the heat flow generated between the deep temperature and the ambient temperature is constant is not satisfied.
これに対して、本態様では、複数の熱流の系において、各熱流の一端は、温度変動が許容されている環境である。よって、複数の熱流の系の間で、環境温度と深部温度との間で生じる熱流が一定でなければならない、という、従来例のような制約が生じない。つまり、各系の熱流束には、熱収支による熱の移動が本来的に含まれており、環境温度(任意の温度)と被測定体の深部温度との間で、その熱収支の成分も含むような熱流が生じるだけである。 On the other hand, in this aspect, in a plurality of heat flow systems, one end of each heat flow is an environment in which temperature fluctuation is allowed. Therefore, there is no restriction as in the conventional example that the heat flow generated between the environmental temperature and the deep temperature must be constant among the plurality of heat flow systems. That is, the heat flux of each system inherently includes heat transfer due to the heat balance, and the component of the heat balance between the environmental temperature (arbitrary temperature) and the deep temperature of the measured object Only a heat flow is generated.
そして、このような熱流の系のモデルでは、基材における任意の2点(第1測定点と第2測定点)の温度(第1温度および第2温度)は、環境温度を変数(パラメーター)として含む式によって表すことができる。ここで、深部温度と環境温度とが等しいときは、熱収支はゼロとなる。よって、例えば、深部温度の演算を行う際に、深部温度と環境温度とが等しい、という条件を与えることによって、熱収支による測定誤差をゼロとすることができる。 In such a heat flow system model, the temperature (first temperature and second temperature) at any two points (first measurement point and second measurement point) on the substrate is a variable (parameter) of the environmental temperature. Can be represented by the following formula: Here, when the deep temperature and the environmental temperature are equal, the heat balance is zero. Therefore, for example, when calculating the deep temperature, the measurement error due to the heat balance can be made zero by giving the condition that the deep temperature and the environmental temperature are equal.
また、深部温度を演算する演算式として、系が異なる2つの熱流束に基づいて測定された温度情報の差(の比)をとる形式の演算式を使用したとき、各系から得られた温度情報に含まれている、熱収支に対応する成分は相殺されて見えなくなる。つまり、基材と環境との間で熱収支が発生すること、あるいは、被測定体と環境との間で熱収支が発生することは、何ら問題とならない。 In addition, as the calculation formula for calculating the deep temperature, the temperature obtained from each system when using a calculation formula that takes the difference (ratio) of the temperature information measured based on two heat fluxes with different systems The components included in the information corresponding to the heat balance are offset and disappear. That is, it does not cause any problem that a heat balance is generated between the substrate and the environment, or that a heat balance is generated between the measured object and the environment.
このような測定原理によって、被測定体の深部温度を、より高精度に測定することができる。熱収支が測定に与える影響は、一般に、温度測定装置を小型にするほど顕在化するが、本態様では、熱収支による誤差を抑制することができるため、温度測定装置の小型化と、極めて高精度な測定とを両立することができる。 By such a measurement principle, the deep temperature of the measurement object can be measured with higher accuracy. In general, the effect of the heat balance on the measurement becomes more obvious as the temperature measuring device is made smaller. However, in this aspect, since the error due to the heat balance can be suppressed, the temperature measuring device can be made smaller and extremely high. It is possible to achieve both accurate measurement.
また、本態様では、環境中に温度計を設けて環境温度Toutを直接的に測定する代わりに、基材の外表面または内部に位置する第3測定点の温度(すなわち、第3温度)Tout’を第3温度センサーで測定する。そして、第3温度Tout’が、環境温度Toutとして代用される。環境の温度(環境温度)Toutを測定するために、基材の外に温度センサーを設けた場合、温度測定装置の小型化の点では不利となる。本態様では、基材に、3つの温度センサー、つまり、第1温度センサー、第2温度センサーならびに第3温度センサーを集約することができる。よって、温度測定装置の、さらなる小型化が可能となる。上述のとおり、第3温度Tout’は、深部温度の演算の際に、環境温度Toutの代わりに使用される温度であり、環境温度Toutとは区別される概念ではあるが、深部温度の演算上、環境温度Toutに相当する温度として利用されるものである。つまり、第3温度Tout’は、基材の周囲の環境の温度に相当する温度ということもできる。よって、以下の説明では、「第3温度」を、「環境相当温度」という場合がある。 Moreover, in this aspect, instead of providing a thermometer in the environment and directly measuring the environmental temperature Tout, the temperature (that is, the third temperature) Tout at the third measurement point located on the outer surface or inside of the substrate. 'Is measured with a third temperature sensor. Then, the third temperature Tout ′ is substituted as the environmental temperature Tout. In order to measure the temperature (environment temperature) Tout of the environment, providing a temperature sensor outside the substrate is disadvantageous in terms of downsizing the temperature measuring device. In this aspect, three temperature sensors, that is, a first temperature sensor, a second temperature sensor, and a third temperature sensor can be aggregated on the base material. Therefore, the temperature measuring device can be further reduced in size. As described above, the third temperature Tout ′ is a temperature used in place of the environmental temperature Tout in the calculation of the deep temperature, and is a concept that is distinguished from the environmental temperature Tout. The temperature is used as a temperature corresponding to the environmental temperature Tout. That is, the third temperature Tout ′ can also be said to be a temperature corresponding to the temperature of the environment around the substrate. Therefore, in the following description, the “third temperature” may be referred to as “environment equivalent temperature”.
環境温度をToutとし、第3温度(環境相当温度)をTout’としたとき、Tout=Tout’となるのが理想的ではあるが、実際には、第3温度(環境相当温度)Tout’は、環境温度の影響を受けるだけではなく、被測定体と環境との間に生じる熱流の影響も受けることから、ToutとTout’とは一致しないのが通常である。 When the environmental temperature is Tout and the third temperature (environment equivalent temperature) is Tout ′, it is ideal that Tout = Tout ′, but actually the third temperature (environment equivalent temperature) Tout ′ is In general, Tout and Tout ′ do not coincide with each other because they are not only influenced by the environmental temperature but also affected by the heat flow generated between the object to be measured and the environment.
但し、本態様で使用される深部温度の演算式では、測定値の絶対値ではなく、測定された複数の温度データ間の相対関係が重要であり、その相対関係が満たされるのであれば、環境温度Toutを、第3温度Tout’で代用したとしても、測定精度自体には影響がない。 However, in the calculation formula of the deep temperature used in this aspect, the relative relationship between the measured temperature data is important, not the absolute value of the measured value, and if the relative relationship is satisfied, the environment Even if the temperature Tout is replaced by the third temperature Tout ′, the measurement accuracy itself is not affected.
上述の相対関係とは、例えば、第1温度Tbおよび第2温度Tpが、環境温度Toutに対して線形性があるとするとき、環境温度Toutを第3温度Tout’で代用したときでも、同様の線形性が確保される、というような相対関係である。基材における任意の一点の温度は、環境温度Toutを変数として含む1次関数で表すことができることから、第3温度Tout’も、環境温度Toutに対する線形性を有しており、環境温度Toutが決まれば、第3温度Tout’も、線形の関数によって一義的に定まる。よって、環境温度Toutと、第1温度Tbおよび第2温度Tpとの間に成立する線形の関係は、第3温度Tout’と、第1温度Tbおよび第2温度Tpとの間にも、同様に成立すると考えることができる。このような理由によって、環境温度Toutを、第3温度Tout’で代用したとしても、高い測定精度を確保することができる。 The above-mentioned relative relationship is the same even when, for example, the first temperature Tb and the second temperature Tp are linear with respect to the environment temperature Tout, and the environment temperature Tout is substituted with the third temperature Tout ′. The relative relationship is such that the linearity of is secured. Since the temperature at an arbitrary point on the substrate can be expressed by a linear function including the environmental temperature Tout as a variable, the third temperature Tout ′ also has linearity with respect to the environmental temperature Tout. If determined, the third temperature Tout ′ is also uniquely determined by a linear function. Therefore, the linear relationship established between the environmental temperature Tout and the first temperature Tb and the second temperature Tp is the same between the third temperature Tout ′ and the first temperature Tb and the second temperature Tp. It can be considered that For this reason, even if the environmental temperature Tout is substituted with the third temperature Tout ′, high measurement accuracy can be ensured.
また、本態様の温度測定装置では、異なる環境温度の下で、複数回の温度測定(温度情報の取得)を実行し、得られた複数の温度データを用いて演算を実行することによって、深部温度を求めることができる。よって、基本的には、基材は一つ設ければよく、特許文献1に記載される従来例のように、2つの基材(2つの温度測定部)を設ける必要がない。よって、この点でも、温度測定装置の小型化が可能である。また、特許文献1の体温計では、各温度測定部の熱抵抗値を異ならせるために、温度測定部の表層部に、材料が異なる断熱材を設ける必要があったが、本態様では、基本的には、熱を伝達する熱媒体としての基材が一つあればよく、この点で、温度測定装置の構成を簡素化することができる。なお、基材としては、例えば、所定の熱伝導率(あるいは熱抵抗)をもつ材料(例えばシリコンゴム)を使用することができる。
Further, in the temperature measurement device of this aspect, by performing temperature measurement (acquisition of temperature information) a plurality of times under different environmental temperatures, and performing calculations using the obtained plurality of temperature data, The temperature can be determined. Therefore, basically, it is sufficient to provide one base material, and there is no need to provide two base materials (two temperature measuring units) as in the conventional example described in
(2)本発明の温度測定装置の他の態様では、前記制御部は、前記第1温度、前記第2温度および前記第3温度の測定の時間帯を、複数の時間帯に分割し、前記第1温度センサーおよび前記第2温度センサーに、一つの時間帯毎に所定間隔で複数回の温度測定を実行させ、また、前記演算部は、前記複数回の測定によって得られた複数の温度の測定データを用いた平均演算によって、一つの時間帯毎に、前記第1温度、前記第2温度および前記第3温度を決定し、前記一つの時間帯毎に決定された前記第1温度、前記第2温度および前記第3温度を用いて、前記深部温度の算出式による演算を実行して、前記被測定体の深部における深部温度を求める。 (2) In another aspect of the temperature measuring device of the present invention, the control unit divides a time zone for measuring the first temperature, the second temperature, and the third temperature into a plurality of time zones, The first temperature sensor and the second temperature sensor are caused to perform a plurality of temperature measurements at predetermined intervals for each time zone, and the calculation unit is configured to calculate a plurality of temperatures obtained by the plurality of measurements. The average temperature using the measurement data is used to determine the first temperature, the second temperature, and the third temperature for each time period, and the first temperature determined for each time period, Using the second temperature and the third temperature, an operation is performed according to the equation for calculating the deep temperature, and the deep temperature in the deep portion of the measured object is obtained.
本態様では、「環境温度が異なるという条件の下で、第1温度、第2温度および第3温度を複数回、測定する」ことを担保するための測定方法の一例を明確化している。 In this aspect, an example of a measurement method for ensuring that “the first temperature, the second temperature, and the third temperature are measured a plurality of times under the condition that the environmental temperatures are different” is clarified.
「環境温度を異ならせる」ための方法としては、空調器等を利用する積極方法と、時間軸上での環境温度のゆらぎ(微小な変動)に着目して、測定タイミングを調整するという消極的な方法とがある。本態様は、後者の消極的な方法に関係する。 As a method to “change the environmental temperature”, the passive method of adjusting the measurement timing focusing on the active method using air conditioners and the fluctuation of the environmental temperature on the time axis (small fluctuation). There is a method. This aspect relates to the latter passive method.
例えば、「基材の第1測定点における第1温度、基材の第2測定点における第2温度および基材の第3測定点における第3温度を3回測定する」とき、3回の測定間の時間間隔があまりに短いと、「異なる環境温度の下で3回測定する」という条件を満たすことができない場合がある。よって、本態様では、このような場合に、第1回目の測定用の第1時間帯と、第2回目の測定用の第2時間帯と、第3回目の測定用の第3時間帯と、を設ける。そして、第1時間帯において、複数回の温度測定を実行し、各測定結果の平均演算(単純な加算平均でもよく、重み付け平均でもよい)によって、第1回目の温度測定値を決定する。なお、「平均演算」という用語は広義に解釈するものとし、例えば複雑な演算式を利用する場合も含むものとする。 For example, when “measure the first temperature at the first measurement point of the substrate, the second temperature at the second measurement point of the substrate and the third temperature at the third measurement point of the substrate three times”, three measurements If the time interval between them is too short, the condition of “measurement three times under different environmental temperatures” may not be satisfied. Therefore, in this aspect, in such a case, the first time zone for the first measurement, the second time zone for the second measurement, and the third time zone for the third measurement, Are provided. Then, the temperature measurement is performed a plurality of times in the first time zone, and the first temperature measurement value is determined by averaging the measurement results (a simple addition average or a weighted average may be used). The term “average calculation” is to be interpreted in a broad sense, and includes, for example, the case where a complicated calculation expression is used.
例えば、第1時間帯において、第1温度測定を、所定間隔で3回行って、第1温度に関して、3個の温度データが得られた場合に、その3個の温度データに基づく平均演算によって、第1回目の測定における第1温度を決定する。第2温度についても同様である。第3温度についても、第1時間帯において3回の測定を実行して、各測定によって得られた温度データに基づく平均演算によって、第1回目の測定に関する第3温度を得ることができる。 For example, in the first time zone, the first temperature measurement is performed three times at predetermined intervals, and when three temperature data are obtained for the first temperature, the average calculation is performed based on the three temperature data. The first temperature in the first measurement is determined. The same applies to the second temperature. With respect to the third temperature as well, it is possible to obtain the third temperature related to the first measurement by performing three measurements in the first time zone and performing an average calculation based on the temperature data obtained by each measurement.
また、第2時間帯においても、複数回の温度測定を実行し、各測定結果の平均演算(単純な加算平均でもよく、重み付け平均でもよい)によって、第2回目の温度測定値を決定する。第3温度に関しても同様である。また、第3時間帯においても、複数回の温度測定を実行し、各測定結果の平均演算(単純な加算平均でもよく、重み付け平均でもよい)によって、第3回目の温度測定値を決定する。以上の例は一例であり、この例に限定されるものではない。 Also in the second time zone, the temperature measurement is performed a plurality of times, and the second temperature measurement value is determined by averaging the measurement results (which may be a simple addition average or a weighted average). The same applies to the third temperature. Also in the third time zone, the temperature measurement is performed a plurality of times, and the third temperature measurement value is determined by averaging the measurement results (a simple addition average or a weighted average may be used). The above example is an example and is not limited to this example.
本態様の方法によれば、空調器等を用いて積極的に環境の温度を変化させることなく、第1温度、第2温度および第3温度に関して、異なる環境温度下で測定された複数の温度データを、比較的容易に得ることができる。 According to the method of this aspect, a plurality of temperatures measured under different environmental temperatures with respect to the first temperature, the second temperature, and the third temperature without actively changing the environmental temperature using an air conditioner or the like. Data can be obtained relatively easily.
(3)本発明の温度測定装置の他の態様は、前記環境の温度を変化させることができる環境温度調整部を、さらに有し、前記制御部は、前記第1温度センサー、前記第2温度センサーおよび前記第3温度センサーに、前記複数回の測定を実行させるとき、1回の測定が終了する毎に、前記環境温度調整部によって前記環境の温度を変化させる。 (3) Another aspect of the temperature measuring device of the present invention further includes an environmental temperature adjusting unit capable of changing the temperature of the environment, and the control unit includes the first temperature sensor and the second temperature. When the sensor and the third temperature sensor perform the plurality of measurements, the environmental temperature adjustment unit changes the temperature of the environment every time one measurement is completed.
本態様では、「環境温度が異なるという条件の下で、第1温度、第2温度および第3温度を複数回、測定する」ことを担保するための測定方法の他の例を明確化している。 In this aspect, another example of the measurement method for ensuring that “the first temperature, the second temperature, and the third temperature are measured a plurality of times under the condition that the environmental temperatures are different” is clarified. .
本態様では、温度測定部が、さらに、環境温度調整部を備える。環境温度調整部は、環境温度を変化させる機能をもつ。環境温度調整部として、例えば、温度測定装置の外に設けられる外部の空調器の設定温度の調整器を使用することができる。また、環境温度調整部として、例えば、温度測定装置の内部に設けたファン(扇風機)や、気流を生じさせる気流生成部等を使用することができる。環境温度調整部を利用することによって、測定毎に、環境温度を確実に異ならせることができる。また、環境温度を正確な温度に設定することができる。また、例えば、第1測定時の環境温度と、第2測定時の環境温度との差を大きく設定することができる。 In this aspect, the temperature measurement unit further includes an environmental temperature adjustment unit. The environmental temperature adjusting unit has a function of changing the environmental temperature. As the environmental temperature adjusting unit, for example, a set temperature adjuster of an external air conditioner provided outside the temperature measuring device can be used. Moreover, as an environmental temperature adjustment part, the fan (electric fan) provided in the inside of a temperature measurement apparatus, the airflow production | generation part which produces an airflow, etc. can be used, for example. By using the environmental temperature adjusting unit, the environmental temperature can be reliably varied for each measurement. In addition, the environmental temperature can be set to an accurate temperature. Further, for example, the difference between the environmental temperature during the first measurement and the environmental temperature during the second measurement can be set large.
(4)本発明の温度測定装置の他の態様では、前記第1温度センサー、前記第2温度センサーおよび前記第3温度センサーが、前記複数回の測定を実行するタイミングを決めるタイミング制御情報を入力するタイミング制御情報入力部を、さらに有し、前記制御部は、タイミング制御情報入力部から前記タイミング制御情報が入力される毎に、前記第1温度センサー、前記第2温度センサーおよび前記第3温度センサーに温度測定を実行させる。 (4) In another aspect of the temperature measuring device of the present invention, the first temperature sensor, the second temperature sensor, and the third temperature sensor input timing control information that determines the timing for executing the plurality of measurements. And a timing control information input unit that performs the first temperature sensor, the second temperature sensor, and the third temperature each time the timing control information is input from the timing control information input unit. Have the sensor perform temperature measurements.
本態様では、温度測定部に、複数回の測定を実行するタイミングを決めるタイミング制御情報を入力するタイミング制御情報入力部を設ける。本態様では、「各測定毎に、環境温度が異なるという条件」は、ユーザー自身の行為によって担保されることを前提としている。 In this aspect, the temperature measurement unit is provided with a timing control information input unit for inputting timing control information for determining the timing for executing a plurality of measurements. In this aspect, it is assumed that the “condition that the environmental temperature differs for each measurement” is secured by the user's own actions.
例えば、ユーザーは、第1回目の測定を行うとき、温度測定装置の外に設けられる外部の空調器の温度を第1の温度に設定し、設定から所定の時間が経過すると、タイミング制御情報入力部を経由して、タイミング制御情報を入力する。制御部は、タイミング制御情報入力部からタイミング制御情報が入力される毎に、第1温度センサー〜第3温度センサーに、例えば1回の温度測定を実行させる。以降、ユーザーは、空調器の温度を第2の温度に設定した後、タイミング制御情報を入力する、といった動作を繰り返し行えばよい。 For example, when the user performs the first measurement, the temperature of the external air conditioner provided outside the temperature measuring device is set to the first temperature, and when a predetermined time elapses from the setting, the timing control information is input. The timing control information is input via the section. The control unit causes the first temperature sensor to the third temperature sensor to perform, for example, one temperature measurement each time timing control information is input from the timing control information input unit. Thereafter, the user may repeat the operation of inputting the timing control information after setting the temperature of the air conditioner to the second temperature.
本態様では、ユーザー自身が、各測定毎の環境温度を異ならせることから、温度測定装置自体が、環境温度を管理する負担が生じない。なお、以上の例は一例である。 In this aspect, since the user himself / herself changes the environmental temperature for each measurement, the temperature measuring device itself does not bear the burden of managing the environmental temperature. The above example is an example.
(5)本発明の温度測定装置の他の態様では、前記第1温度が、前記第2温度ならびに前記第3温度を変数とし、かつ、複数の定数を含む関数により表されるとき、前記演算部は、測定された前記第1温度、前記第2温度および、前記第3温度に基づいて、前記複数の定数を算出し、算出された前記複数の定数を用いた、前記深部温度の算出式による演算によって、前記被測定体の深部温度を算出する。 (5) In another aspect of the temperature measuring device of the present invention, when the first temperature is expressed by a function including the second temperature and the third temperature as variables and including a plurality of constants, The unit calculates the plurality of constants based on the measured first temperature, the second temperature, and the third temperature, and uses the calculated constants to calculate the deep temperature. The depth temperature of the object to be measured is calculated by the calculation according to.
被測定体の温度が変化すると、基材における被測定体側の第1温度が変化し、基材における環境測の第2温度も変化する。従来は、このような被測定体を起点とした、基材における2点の温度の変化のみに着目していた。本態様では、逆に、環境を起点とした、基材における温度の変化にも着目する。 When the temperature of the measured object changes, the first temperature on the measured object side in the base material changes, and the second temperature in environmental measurement on the base material also changes. Conventionally, attention has been focused only on temperature changes at two points on the substrate starting from such a measured object. In contrast, in this aspect, attention is also paid to a change in temperature in the base material starting from the environment.
つまり、環境(大気等)の温度が変化すれば、基材における環境側の第2温度Tpが変化し、そして、基材における被測定体測の第1温度Tbも変化する。コンピューターシミュレーションによって、この環境を起点とした、基材における2点の温度変化には、所定の規則性があることがわかった。 That is, if the temperature of the environment (atmosphere or the like) changes, the second temperature Tp on the environment side of the substrate changes, and the first temperature Tb of the measured object on the substrate also changes. It was found by computer simulation that the temperature change at two points on the substrate starting from this environment has a predetermined regularity.
つまり、第1温度Tbは、第2温度Tpならびに環境温度Toutを変数とし、かつ、複数の定数を含む関数により表すことができる。また、深部温度Tcと環境温度Toutとが等しいときは、熱収支はゼロとなる点に着目して、上述の関数を変形することによって、深部温度の算出式が得られる。 That is, the first temperature Tb can be represented by a function including the second temperature Tp and the environmental temperature Tout as variables and including a plurality of constants. Further, when the deep temperature Tc and the environmental temperature Tout are equal, paying attention to the point that the heat balance becomes zero, the equation for calculating the deep temperature can be obtained by modifying the above function.
但し、算出式に基づいて深部温度を算出するためには、上述の関数に含まれる複数の定数の値を決める必要がある。そこで、演算部は、まず、例えば、複数回の測定の結果として得られた各温度データに基づいて、上述の複数の定数の値を算出する。但し、この演算に際しては、環境温度Toutを、環境相当温度(第3温度)で代用する。このような温度データの代用を行ったとしても、高い測定精度が得られる点については、上述したとおりである。 However, in order to calculate the deep temperature based on the calculation formula, it is necessary to determine the values of a plurality of constants included in the above function. Therefore, the calculation unit first calculates the values of the above-described plurality of constants based on, for example, each temperature data obtained as a result of a plurality of measurements. However, in this calculation, the environmental temperature Tout is substituted with the environmental equivalent temperature (third temperature). Even if such substitution of temperature data is performed, the point that high measurement accuracy can be obtained is as described above.
次に、演算部は、各定数の値を用いて、算出式(補正演算式)による演算を実行して、深部温度を算出する。これによって、熱収支による影響が除去された、理想に近い深部温度が求められる。 Next, the calculation unit calculates a deep temperature by performing a calculation according to a calculation formula (correction calculation formula) using the value of each constant. As a result, an ideal deep temperature from which the influence of the heat balance is removed is obtained.
(6)本発明の温度測定装置の他の態様では、前記第1温度は、前記第2温度を変数とし、第1の傾きと第1の切片を有する第1の1次関数によって表され、前記第1の1次関数の前記第1の切片は、前記第3温度を変数とし、第2の傾きと第2の切片を有する第2の1次関数によって表され、前記複数の定数は、前記第1の傾きと、前記第2の傾きと、前記第2の切片に相当し、第1測定で得られた前記第1温度をTb1とし、前記第2温度をTp1とし、前記第3温度をTout1’とし、第2測定で得られた前記第1温度をTb2とし、前記第2温度をTp2とし、前記第3温度をTout2’とし、第3測定で得られた前記第1温度をTb3とし、前記第2温度をTp3とし、前記第3温度をTout3’としたとき、前記演算部は、前記第1測定で得られた前記第1温度Tb1、前記第2温度Tp1および前記第3温度Tout1’と、前記第2測定で得られた前記第1温度Tb2、前記第2温度Tp2および前記第3温度Tout2’と、前記第3測定で得られた前記第1温度Tb3、前記第2温度Tp3および前記第3温度Tout3’と、に基づいて、前記第1の傾きと、前記第2の傾きと、前記第2の切片の値を算出し、算出された前記第1の傾きと、前記第2の傾きと、前記第2の切片の値を用いた、前記深部温度の演算式による演算によって、前記被測定体の深部温度を算出する。 (6) In another aspect of the temperature measuring apparatus of the present invention, the first temperature is represented by a first linear function having the second temperature as a variable and having a first slope and a first intercept, The first intercept of the first linear function is represented by a second linear function having the third temperature as a variable and having a second slope and a second intercept, and the plurality of constants are: The first inclination, the second inclination, and the second intercept, the first temperature obtained by the first measurement is Tb1, the second temperature is Tp1, and the third temperature Is Tout1 ′, the first temperature obtained in the second measurement is Tb2, the second temperature is Tp2, the third temperature is Tout2 ′, and the first temperature obtained in the third measurement is Tb3. And when the second temperature is Tp3 and the third temperature is Tout3 ′, The first temperature Tb1, the second temperature Tp1, and the third temperature Tout1 ′ obtained by the first measurement, the first temperature Tb2, the second temperature Tp2, and the first temperature obtained by the second measurement. Based on the three temperatures Tout2 ′, the first temperature Tb3, the second temperature Tp3, and the third temperature Tout3 ′ obtained in the third measurement, the first gradient and the second gradient And calculating the value of the second intercept, and calculating the deep temperature using the calculated first slope, the second slope, and the value of the second intercept. Then, the deep temperature of the measured object is calculated.
コンピューターシミュレーションによって、第1温度(基材の被測定体側の温度)は、第2温度(基材の環境側の温度)に対して線形性を有し、よって、第1温度は、第2温度を変数とし、第1の傾きと第1の切片を有する第1の1次関数によって表すことができることがわかった。すなわち、(第1温度)=(第1の傾き)・(第2温度)+(第1の切片)と表すことができる。 According to the computer simulation, the first temperature (temperature on the measured object side of the substrate) has linearity with respect to the second temperature (temperature on the environment side of the substrate), and therefore the first temperature is the second temperature. Is a variable, and can be expressed by a first linear function having a first slope and a first intercept. That is, (first temperature) = (first slope) · (second temperature) + (first intercept).
また、コンピューターシミュレーションによって、第1の1次関数における第1の切片は、第3温度に対して線形性を有し、よって、第1の1次関数の第1の切片は、第3温度を変数とし、第2の傾きと第2の切片を有する第2の1次関数によって表わすことができることがわかった。すなわち、(第1の切片)=(第2の傾き)・(第3温度)+(第2の切片)と表すことができる。 Further, according to computer simulation, the first intercept in the first linear function has linearity with respect to the third temperature, and therefore the first intercept of the first linear function represents the third temperature. It was found that the variable can be represented by a second linear function having a second slope and a second intercept. That is, it can be expressed as (first intercept) = (second slope) · (third temperature) + (second intercept).
この結果、(第1温度)=(第1の傾き)・(第2温度)+(第2の傾き)・(第3温度)+(第2の切片)と表すことができる。この関係式が、上述の(5)の態様において記載されている、「第2温度と第3温度を変数とし、かつ、複数の定数を含む関数」に相当する。したがって、「複数の定数」は、上述の式における、「第1の傾き」と、「第2の傾き」と、「第2の切片」に相当する。つまり、3つの定数の値を求める必要が生じる。 As a result, it can be expressed as (first temperature) = (first slope). (Second temperature) + (second slope). (Third temperature) + (second intercept). This relational expression corresponds to the “function including the second temperature and the third temperature as variables and including a plurality of constants” described in the above-described aspect (5). Therefore, the “plurality of constants” correspond to “first slope”, “second slope”, and “second intercept” in the above formula. That is, it is necessary to obtain three constant values.
そこで、例えば、少なくとも3回の温度測定を実行し、温度測定毎に、一組の第1温度、第2温度ならびに第3温度を得る。得られた温度値を、上述の関数、すなわち、(第1温度)=(第1の傾き)・(第2温度)+(第2の傾き)・(第3温度)+(第2の切片)という関係式に代入すると、3つの方程式、つまり、(第1の傾き)、(第2の傾き)ならびに(第2の切片)という3つの変数を含む3元連立方程式が得られる。この3元連立方程式を解くことによって、「複数の定数」、すなわち、「第1の傾き」と、「第2の傾き」と、「第2の切片」の値を決定することができる(但し、この方法に限定されるものではない)。 Therefore, for example, temperature measurement is performed at least three times, and a set of first temperature, second temperature, and third temperature is obtained for each temperature measurement. The obtained temperature value is expressed by the above-described function, that is, (first temperature) = (first slope) · (second temperature) + (second slope) · (third temperature) + (second intercept) ) To obtain a three-way simultaneous equation including three variables (first slope), (second slope), and (second intercept). By solving this ternary simultaneous equation, the values of “multiple constants”, that is, “first slope”, “second slope”, and “second intercept” can be determined (however, , But not limited to this method).
(7)本発明の温度測定装置の他の態様では、前記演算部は、前記第1の傾きをaとし、前記第2の傾きをcとし、前記第2の切片をdとしたとき、前記a,c,dの値を、
本態様では、上記(5)の態様で説明した複数の定数としての、「第1の傾き」、「第2の傾き」ならびに「第2の切片」を、複数の定数a,c,dと表現する。 In this aspect, the “first slope”, “second slope”, and “second intercept” as the plurality of constants described in the above aspect (5) are expressed as a plurality of constants a, c, d. Express.
上述した、(第1温度)=(第1の傾き)・(第2温度)+(第2の傾き)・(第3温度)+(第2の切片)という関数は、具体的には、「Tb=a・Tp+c・Tout’+d」と表すことができる。Tbは第1温度であり、Tpは第2温度であり、Tout’は第3温度(環境相当温度)であり、a,c,dは定数である。よって、上述した3元連立方程式は、下記の式によって表すことができる。
また、求められた、a,c,dの各値を、第1算出式に代入して、演算を実行することによって、熱収支の影響を受けない、ほぼ理想的に補正された深部温度Tcが得られる。 Further, by substituting the obtained values of a, c, and d into the first calculation formula and executing the calculation, the depth temperature Tc is almost ideally corrected and is not affected by the heat balance. Is obtained.
(8)本発明の温度測定装置の他の態様は、第1測定で得られた前記第1温度をTb1とし、前記第2温度をTp1とし、前記第3温度をTout1’とし、第2測定で得られた前記第1温度をTb2とし、前記第2温度をTp2とし、前記第3温度をTout2’とし、かつ、前記Tout2’の値が前記Tout1’とは異なる値であるとき、前記演算部は、前記第1測定で得られた前記第1温度Tb1および前記第2温度Tp1と、前記第2測定で得られた前記第1温度Tb2および前記第2温度Tp2と、を用いて、前記深部温度の演算式としての第2算出式による演算を実行して、前記深部温度Tcを算出し、前記第2算出式は、
本態様では、少なくとも2回の温度測定(温度情報の取得)を実行し、各温度測定では、環境温度を異ならせる。このことは、第3温度Tout’の値を異ならせることを意味する。 In this aspect, at least two temperature measurements (acquisition of temperature information) are executed, and the environmental temperature is varied in each temperature measurement. This means that the value of the third temperature Tout ′ is varied.
第3温度を異にして、2回の温度測定を実行したとき、第1測定では、例えば、始端を被測定体の深部とし、終端を環境(大気等)とする第1の熱流束の系が構成されることになる。また、第2測定では、例えば、始端を被測定体の深部とし、終端を環境(大気等)とする第2の熱流束の系が構成される。環境温度Tout(ならびに第3温度Tout’)は、各系で異なることから、各系の熱流束は互いに異なる熱流束である。 When the temperature measurement is performed twice with different third temperatures, the first measurement includes, for example, a first heat flux system in which the start end is the deep part of the measured object and the end is the environment (atmosphere or the like). Will be configured. Further, in the second measurement, for example, a second heat flux system is configured in which the start end is the deep part of the measured object and the end is the environment (atmosphere or the like). Since the environmental temperature Tout (and the third temperature Tout ′) is different in each system, the heat flux of each system is a heat flux different from each other.
これらの熱流束の系では、終端が環境であることから、従来例にて問題となる熱収支の差分という概念が生じない。つまり、その熱収支も含めて、環境温度Tout(ならびに第3温度Tout’)が一義的に定まるというだけである。 In these heat flux systems, since the termination is the environment, the concept of difference in heat balance, which is a problem in the conventional example, does not occur. That is, the environmental temperature Tout (and the third temperature Tout ′) is simply determined including the heat balance.
また、使用している基材の熱特性(例えば熱伝導率)は、第1の熱流束の系、第2の熱流束の系で同じである(これは、共通の基材を使用しているのだから、当然のことである)。つまり、熱抵抗の分布は、第1の系と第2の系との間で、何ら変化しない。よって、基材に第1測定点と第2測定を設定したとき、(第1測定点と第2測定点の温度の差)/(被測定体の深部温度Tcと第1測定点の温度の差)は、第1の熱流束の系、第2の熱流束の系ともに同じである。よって、下記の式が成立する。
すなわち、第2算出式は、系が異なる2つの熱流束に基づいて測定された温度情報の差の比をとる形式の演算式であることから、各温度情報に含まれている、熱収支に対応する成分は相殺されて見えなくなる。つまり、基材と環境との間で熱収支が発生すること、あるいは、被測定体と環境との間で熱収支が発生することは、何ら問題とならない。 That is, since the second calculation formula is an arithmetic formula in the form of taking the ratio of the difference between the temperature information measured based on two heat fluxes with different systems, the second balance formula includes the heat balance included in each temperature information. Corresponding components are offset and disappear. That is, it does not cause any problem that a heat balance is generated between the substrate and the environment, or that a heat balance is generated between the measured object and the environment.
第2算出式は、形式的には従来例における算出式と同じように見えるが、第2算出式は、従来例の算出式とは、根本的に異なる算出式である。つまり、第2算出式は、環境を終端とする2つの熱流束の系から得られたデータに基づいて、基材における熱抵抗の比が同じ(共通)であるという観点から導き出される算出式であり、根本的に異なるものである。 The second calculation formula looks formally the same as the calculation formula in the conventional example, but the second calculation formula is fundamentally different from the calculation formula in the conventional example. That is, the second calculation formula is a calculation formula derived from the viewpoint that the ratio of the thermal resistance in the base material is the same (common) based on data obtained from the system of two heat fluxes that terminate in the environment. Yes, it is fundamentally different.
なお、本態様では、第3温度Tout’は、深部温度Tcの算出自体には直接的には関係しない。但し、上述のとおり、第1測定における環境温度と、第2測定時の環境温度とは異なっている必要があり、両者が同じであるときは、正確な深部温度の算出ができない。よって、第3温度センサーで測定された第3温度Tout’は、算出可能条件(第1測定と第2測定における第3温度が異なるという条件)が満足されているかを確認するために、つまり、演算の可否の判断に使用することができる。 In this aspect, the third temperature Tout 'is not directly related to the calculation of the deep temperature Tc itself. However, as described above, the environmental temperature in the first measurement needs to be different from the environmental temperature in the second measurement, and when both are the same, the accurate deep temperature cannot be calculated. Therefore, the third temperature Tout ′ measured by the third temperature sensor is used to check whether a computable condition (a condition that the third temperature in the first measurement and the second measurement is different) is satisfied, that is, It can be used to determine whether or not calculation is possible.
本発明の実施形態について説明する前に、特許文献1に記載される、深部温度を求めるための演算式について、簡単に説明する。
Before describing the embodiment of the present invention, an arithmetic expression for obtaining a deep temperature described in
図23(A)〜図23(C)は、特許文献1(特開2006−308538号公報)の図7に記載される体温計の例を説明するための図である。図23(A)では、特許文献1の図7の内容を、そのまま記載している。図23(B)および図23(C)は、特許文献1の図7に記載される例の動作を説明するために、今回、新規に追加した補助的な図である。
FIG. 23A to FIG. 23C are diagrams for explaining an example of a thermometer described in FIG. 7 of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-308538). In FIG. 23A, the contents of FIG. 7 of
図23(A)に示されるように、体温計本体3は、人体2上に設けられている。体温計本体3は、第1温度測定部3Aと第2温度測定部3Bを備えている。第1温度測定部3Aは、人体2の体表面2Aに接触する接触面300Aを有している断熱材37と、熱流束調整手段として、断熱材37と外気との間に設けられた第1の断熱材としての断熱材38Aとを備えている。また、温度測定部3Bは、温度測定部3Aの接触位置から距離Lだけ離れた位置における体表面2Aに接触する接触面300Bを有している断熱材37と、熱流束調整手段として、断熱材37と外気との間に第2の断熱材としての断熱材38Bを備えている。すなわち、断熱材37は、第1温度測定部3Aと第2温度測定部3Bとで共通しており、共通の熱抵抗値を有している。
As shown in FIG. 23A, the thermometer
第1温度測定部3Aは、体表面2Aの温度を第1の基準温度として測定する第1基準温度測定部としての体表面センサー31Aと、断熱材37と断熱材38Aとの界面301Aの温度を第1の参照温度として測定する第1参照温度測定部としての中間センサー32Aとを備えている。
The first
また、温度測定部3Bは、体表面2Aの温度を第2の基準温度として測定する第2基準温度測定部としての体表面センサー31Bと、断熱材37と断熱材38Bとの界面301Bの温度を第2の参照温度として測定する第2の参照温度測定部としての中間センサー32Bとを備えている。断熱材38の材料は、断熱材37の材料とは異なっている。したがって、第1温度測定部3Aと第2温度測定部3Bとの間の熱抵抗値を異なり、各温度測定部には、異なる熱流束が生じることになる。
Further, the
図23(B)では、図23(A)に示される体温計本体の構造を簡略化して示している。図23(C)では、図23(B)に示される第1温度測定部3Aおよび2温度測定部3Bにおける、熱抵抗と熱流束とが記載されている。
FIG. 23B shows a simplified structure of the thermometer main body shown in FIG. FIG. 23C shows the thermal resistance and heat flux in the first
図23(C)に示されるように、人体2の表層部の熱抵抗はRsであり、また、各温度測定部3A,3Bと人体2との接触箇所には、接触抵抗Rtが存在する。(Rs+Rt)の値は不明である。また、共通の断熱材37の熱抵抗はRu0(既知)である。また、第1温度測定部3Aの大気側に設けられる断熱材38Aの熱抵抗は(Ru1+RV)である。なお、RVは大気に近い表層部の熱抵抗である。また、第2温度測定部3Bの大気側に設けられる断熱材38Bの熱抵抗は(Ru2+RV)である。
As shown in FIG. 23C, the thermal resistance of the surface layer portion of the
また、図23(C)では、体表面センサー31A,31Bによって測定された温度をTb1,Tb3とし、中間センサー32A,32Bによって測定された温度をTb2,Tb4とする。
In FIG. 23C, the temperatures measured by the
図23(C)の左側に太線の矢印で示されるように、第1温度測定部3Aには、人体2の深部から、断熱材37と断熱材38Aとが接触する界面301Aに向かう熱流束が生じる。この熱流束は、人体2の深部(温度Tcore)から体表面2Aに向かう熱流束Q(s+t)と、体表面2Aから界面301Aに向かう熱流束Qu1と、に分けることができる。また、第2温度測定部3Bにおいても、人体2の深部から、断熱材37と断熱材38Aとが接触する界面301Aに向かう熱流束が生じ、この熱流束は、人体2の深部(温度Tcore)から体表面2Aに向かう熱流束Q(s+t)と、体表面2Aから界面301Aに向かう熱流束Qu2と、に分けることができる。
As shown by a thick arrow on the left side of FIG. 23C, the first
熱流束は、2点の温度の差を、2点間の熱抵抗値で除算して求めることができる。よって、熱流束Q(s+t)は、下記の式(A)で示され、熱流束Qu1は、下記の式(B)で示され、熱流束Qu2は、下記の式(C)で示される。
Q(s+t)=(Tcore−Tb1)/(Rs+Rt)・・・(A)
Qu1=(Tb1−Tb2)/Ru0・・・(B)
Qu2=(Tb3−Tb4)/Ru0・・・(C)
ここで、人体2における熱流束と、温度測定部3A,3Bにおける熱流束とは等しい。よって、Q(s+t)=Qu1が成立し、同様に、Q(s+t)=Qu2が成立する。したがって、式(A)ならびに式(B)から、下記(D)式が得られ、式(A)と式(C)から、下記の式(E)が得られる。
Tcore={(Rs+Rt)/Ru0}・(Tb1―Tb2)+Tb1・・・(D)
Tcore={(Rs+Rt)/Ru0}・(Tb3―Tb4)+Tb3・・・(E)
図24は、熱流束が定常状態であるときの体温計の接触部モデルと、深部温度の算出式を示す図である。この図24の上側に示される図は、特許文献1の図4の内容を、ほぼそのまま記載した図である。図24の上側の図に示されるように、2つの異なる熱流束(Q(s+t)とQu1、Q(s+t)とQu2)は、傾きが異なる直線で示される。各熱流束において、人体2における熱流束と、温度測定部3A,3Bにおける熱流束とは等しいという条件より、上述のとおり、深部温度Tcoreの算出式である(D)式と(E)式とが得られる。
The heat flux can be obtained by dividing the temperature difference between two points by the thermal resistance value between the two points. Therefore, the heat flux Q (s + t) is represented by the following formula (A), the heat flux Qu1 is represented by the following formula (B), and the heat flux Qu2 is represented by the following formula (C).
Q (s + t) = (Tcore−Tb1) / (Rs + Rt) (A)
Qu1 = (Tb1-Tb2) / Ru0 (B)
Qu2 = (Tb3-Tb4) / Ru0 (C)
Here, the heat flux in the
Tcore = {(Rs + Rt) / Ru0}. (Tb1-Tb2) + Tb1 (D)
Tcore = {(Rs + Rt) / Ru0}. (Tb3-Tb4) + Tb3 (E)
FIG. 24 is a diagram illustrating a contact part model of the thermometer when the heat flux is in a steady state, and a calculation formula for the deep part temperature. The figure shown on the upper side of FIG. 24 is a diagram in which the contents of FIG. As shown in the upper diagram of FIG. 24, two different heat fluxes (Q (s + t) and Qu1, Q (s + t) and Qu2) are indicated by straight lines having different inclinations. In each heat flux, as described above, the equations (D) and (E), which are the calculation formulas for the deep temperature Tcore, under the condition that the heat flux in the
式(D)と式(E)に基づいて、{(Rs+Rt)/Ru0}の項を除去することができる。この結果、深部温度Tcoreの算出式である、下記の式(F)が得られる。
図25は、図23に示した従来例において、熱収支による測定誤差が生じる様子を示している。なお、図25では、説明の便宜上、各体表面センサー31A〜32Bの測定温度を、T1〜T4と表記している。
FIG. 25 shows how measurement errors occur due to the heat balance in the conventional example shown in FIG. In FIG. 25, for convenience of explanation, the measured temperatures of the
図25において、人体2と環境(ここでは大気)7との間、あるいは、温度測定部3A,3Bと環境7との間に生じる熱収支(熱の授受)が、太線の破線の矢印で示されている。上述のとおり、人体2の深部から温度測定部3A,3Bに向かう熱流束が生じるが、実際の温度測定に際して、熱流束の一部は、例えば、温度測定部3A,3Bから環境(大気)7に逃げ、また、例えば、環境(大気)7から温度測定部3A,3Bに熱が流入する。先に説明した、特許文献1に記載される技術では、熱収支が生じない、理想的な熱流束を前提としているため、この点で、わずかながら測定誤差が生じるのは否めない。
In FIG. 25, the heat balance (transfer of heat) generated between the
図25の下側に示される式(F)では、従来例における深部温度Tcoreを、真の深部温度Tcと、熱収支による誤差成分ΔTcとに分けて記載してある。つまり、特許文献1に記載される測定方法では、測定された深部温度Tcoreには、熱収支に伴う測定誤差が、わずかながら存在することになる。この熱収支に伴う誤差成分を、例えば、補正演算等によって除去することができれば、深部温度の測定精度を、さらに向上させることができる。
In the formula (F) shown in the lower side of FIG. 25, the deep temperature Tcore in the conventional example is divided into a true deep temperature Tc and an error component ΔTc due to heat balance. In other words, in the measurement method described in
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1(A)〜図1(C)は、第1の実施形態における、深部温度の測定方法を説明するための図である。図1では、本実施形態における温度測定装置の要部(温度測定部)のみが記載されている。なお、温度測定装置の全体の構成例については、図9を用いて後述する。
(First embodiment)
FIG. 1A to FIG. 1C are diagrams for explaining a method for measuring a deep temperature in the first embodiment. In FIG. 1, only the principal part (temperature measurement part) of the temperature measurement apparatus in this embodiment is described. An example of the overall configuration of the temperature measuring device will be described later with reference to FIG.
まず、図1(A)を参照する。本実施形態における温度測定装置は、基材40と、基材40の第1測定点p1における温度を、第1温度Tbとして測定する第1温度センサー50と、基材40の、第1測定点p1とは異なる第2測定点p2における温度を第2温度Tpとして測定する第2温度センサー52と、基材40の、第1測定点p1および第2測定点p2とは異なる第3測定点p3における温度を、基材40の周囲の環境7の温度として代用する温度である第3温度Tout’として測定する第3温度センサー55と、を有する。
First, reference is made to FIG. The temperature measuring device in the present embodiment includes a
ここで、環境温度Toutは、例えば、基材40の周囲の環境(例えば大気)7の温度を、例えば、その大気中に設置してある大気温度センサー54で計測して得られる温度情報である。これに対して、「環境相当温度(第3温度)Tout’」は、例えば、基材40に設けられている第3温度センサー55によって測定される、深部温度の演算に際して、環境温度Toutの代わりに代用される温度情報である。上述のとおり、第3温度Tout’は、深部温度の演算の際に、環境温度Toutの代わりに使用する温度であり、環境温度Toutとは区別される概念ではあるが、深部温度の演算上、環境温度Toutに相当する温度として利用されるものである。つまり、第3温度Tout’は、基材の周囲の環境7の温度に相当する温度ということもできる。よって、以下の説明では、「第3温度」を、「環境相当温度」という場合がある。以下の説明では、正確な説明を行うために、環境温度Toutと、第3温度Tout’を区別して取り扱う。
Here, the environmental temperature Tout is, for example, temperature information obtained by measuring the temperature of the environment (for example, the atmosphere) 7 around the
基材40、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55は、温度測定部43の構成要素である。また、第1測定点p1、第2測定点p2ならびに第3測定点p3は、基材40の、外表面または基材40の内部に位置することができる。つまり、第1測定点p1、第2測定点p2ならびに第3測定点p3は、基材40の外表面上、または基材40の内部に位置する任意の3点である。
The
第1測定点p1は、基材40における被測定体6側の測定点であり、第2測定点p2は、環境7の側に位置する測定点である。また、第3測定点は、上述のとおり、環境7の温度(環境温度Tout)に相当する環境相当温度(第3温度)Tout’を測定するための測定点である。
The first measurement point p1 is a measurement point on the measured
基材40は、被測定体6に接触する接触面である第1面SR1と、第1面SR1に対向する面であって、環境7側の面(つまり、基材40の上面)である第2面SR2と、を有する。基材40の第1面SR1は、被測定体6の表層部5の表面に接触した状態となっている。
The
基材40の第2面SR2は、例えば、第1面SR1に対して平行な面である。また、基材40は、熱を伝達する熱媒体である。基材40としては、例えば、所定の熱伝導率(あるいは熱抵抗)をもつ材料(例えばシリコンゴム)を使用することができる。被測定体6は、人体であってもよく、また、炉や配管等の無機的な構造物であってもよい。
The second surface SR2 of the
また、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55としては、例えば、温度値を抵抗値に変換するタイプの温度センサーを使用することができ、また、温度値を電圧値に変換するタイプの温度センサー等を使用することができる。なお、温度値を抵抗値に変換するタイプの温度センサーとしては、チップサーミスターや、サーミスターパターンがプリントされたフレキシブル基板、白金測温抵抗体等を採用することができる。また、温度値を電圧値に変換するタイプの温度センサーとしては、熱電対素子や、PN接合素子、ダイオード等を採用することができる。
In addition, as the
被測定体6の深部4の深部温度はTcであり、この深部温度Tcが測定対象となる温度である。図1(A)の例では、破線の矢印で示されるように、被測定体6の深部4から環境7に向かう熱流(熱流束)Qaが生じている。
The deep part temperature of the
環境7は、例えば、大気等の熱媒体である。「環境」という表現は、「周囲媒体」あるいは「環境媒体」と言い換えることができる。基材40の周囲の媒体に、大気の構成成分ではないガス成分が含まれるような場合であっても、その媒体は環境(周囲媒体、環境媒体)7ということができる。また、その媒体は、気体に限定されるものではない。
The
また、第1温度センサー50および第2温度センサー52は、環境7の温度(環境温度)Toutの値が異なるという条件の下で、第1温度Tpおよび第2温度Tbを複数回(本実施形態では3回とする)、測定する。また、第3温度センサー55は、環境温度Toutに対応して温度値が変化する環境相当温度(第3温度)Tout’を、複数回(本実施形態では3回)、測定する。
Further, the
深部温度Tcを求めるためには、環境温度Toutの温度情報が必要であるが、本実施形態では、環境温度Toutを、環境相当温度Tout’で代用する。その理由は以下のとおりである。すなわち、環境温度Toutを直接に測定するためには、基材40の外の環境7中に、環境温度測定のための、個別の温度センサー(図1(A)に示される大気温度センサー54)を設ける必要がある。これに対して、環境相当温度Tout’を測定するのであれば、第3温度センサー55を基材40の外表面または内部に設けることができ、結果的に、3個のセンサー(第1温度センサー50、第2温度センサー52および第3温度センサー55)を基材40に集約することができ、温度測定装置の、さらなる小型化が可能となる。このように、温度測定装置の小型化を促進するという観点から、環境温度Toutを、環境相当温度Tout’で代用するという構成を採用している。
In order to obtain the deep temperature Tc, temperature information of the environmental temperature Tout is necessary. In this embodiment, the environmental temperature Tout is substituted with the environmental equivalent temperature Tout ′. The reason is as follows. That is, in order to directly measure the environmental temperature Tout, an individual temperature sensor (
ここで、環境温度をToutと、第3温度(環境相当温度)Tout’は、Tout=Tout’となるのが理想的ではあるが、実際には、第3温度(環境相当温度)Tout’は、環境温度の影響を受けるだけではなく、被測定体と環境との間に生じる熱流Qaの影響も受けることから、ToutとTout’とは一致しないのが通常である。 Here, it is ideal that the environmental temperature is Tout and the third temperature (environment equivalent temperature) Tout ′ is Tout = Tout ′, but actually, the third temperature (environment equivalent temperature) Tout ′ is In general, Tout and Tout ′ do not coincide with each other because they are not only influenced by the environmental temperature but also affected by the heat flow Qa generated between the object to be measured and the environment.
但し、本実施形態で使用される深部温度の演算式では、測定値の絶対値ではなく、測定された複数の温度データ間の相対関係が重要であり、その相対関係が満たされるのであれば、環境温度Toutを、第3温度(環境相当温度)Tout’で代用したとしても、測定精度自体には影響がない。 However, in the calculation formula of the deep temperature used in the present embodiment, the relative relationship between the measured temperature data is important, not the absolute value of the measured value, and if the relative relationship is satisfied, Even if the environmental temperature Tout is replaced with the third temperature (environment equivalent temperature) Tout ′, the measurement accuracy itself is not affected.
上述の相対関係とは、例えば、第1温度Tbおよび第2温度Tpが、環境温度Toutに対して線形性があるとするとき、環境温度Toutを第3温度Tout’で代用したときでも、同様の線形性が確保される、というような相対関係である。基材における任意の一点の温度は、環境温度Toutを変数として含む1次関数で表すことができることから、第3温度Tout’も、環境温度Toutに対する線形性を有しており、環境温度Toutが決まれば、第3温度Tout’も、線形の関数によって一義的に定まる。よって、環境温度Toutと、第1温度Tbおよび第2温度Tpとの間に成立する線形の関係は、第3温度Tout’と、第1温度Tbおよび第2温度Tpとの間にも、同様に成立すると考えることができる。このような理由によって、環境温度Toutを、第3温度Tout’で代用したとしても、高い測定精度を確保することができる。 The above-mentioned relative relationship is the same even when, for example, the first temperature Tb and the second temperature Tp are linear with respect to the environment temperature Tout, and the environment temperature Tout is substituted with the third temperature Tout ′. The relative relationship is such that the linearity of is secured. Since the temperature at an arbitrary point on the substrate can be expressed by a linear function including the environmental temperature Tout as a variable, the third temperature Tout ′ also has linearity with respect to the environmental temperature Tout. If determined, the third temperature Tout ′ is also uniquely determined by a linear function. Therefore, the linear relationship established between the environmental temperature Tout and the first temperature Tb and the second temperature Tp is the same between the third temperature Tout ′ and the first temperature Tb and the second temperature Tp. It can be considered that For this reason, even if the environmental temperature Tout is substituted with the third temperature Tout ′, high measurement accuracy can be ensured.
被測定体の深部温度Tcは、基本的には、環境温度Toutと、第1温度Tbならびに第2温度Tpとの間に成立する関係に基づいて、複数回の温度測定による実測値を利用して、演算によって求めることができる。上述のとおり、環境温度Toutの代わりに、第3温度(環境相当温度)Tout’を使用した場合でも、同様の関係が成立することから、以下の説明では、適宜、第3温度(環境相当温度)Tout’という表現を使用する。 The deep part temperature Tc of the measured object basically uses an actual measurement value obtained by a plurality of temperature measurements based on the relationship established between the environmental temperature Tout and the first temperature Tb and the second temperature Tp. And can be obtained by calculation. As described above, even when the third temperature (environment equivalent temperature) Tout ′ is used instead of the environment temperature Tout, the same relationship is established. Therefore, in the following description, the third temperature (environment equivalent temperature) is appropriately selected. ) The expression Tout ′ is used.
第1測定点p1の温度Tp(すなわち第1温度)ならびに第2測定点p2の温度Tb(すなわち第2温度)は、共に、熱源としての深部温度Tcの影響を受けて変動し、かつ、熱流の終端である環境7の温度Toutの影響を受けて変動する。
The temperature Tp (that is, the first temperature) at the first measurement point p1 and the temperature Tb (that is, the second temperature) at the second measurement point p2 both vary under the influence of the deep temperature Tc as the heat source, and the heat flow Fluctuates under the influence of the temperature Tout of the
例えば、第1温度Tp=TPAとしたとき、第2温度Tb=aTPA+bと表すことができる。aは一次関数の傾き(第1の傾き)であり、bは、切片(第1の切片)である。また、第1の切片bは、環境温度Toutに対して、すなわち、環境相当温度である第3温度Tout’に対して線形に変化する。すなわち、b=cTout’+dと表すことができる。cは一次関数の傾き(第2の傾き)であり、dは、切片(第2の切片)である。 For example, when the first temperature Tp = T PA , the second temperature Tb = aT PA + b can be expressed. a is the slope of the linear function (first slope), and b is the intercept (first intercept). Further, the first intercept b changes linearly with respect to the environmental temperature Tout, that is, with respect to the third temperature Tout ′, which is the environmental equivalent temperature. That is, it can be expressed as b = cTout ′ + d. c is the slope of the linear function (second slope), and d is the intercept (second intercept).
温度測定部に含まれる演算部(図1では不図示,図3〜図5における参照符号74)は、本実施形態においては、3回の測定によって得られた第1温度(Tb1〜Tb3)および第2温度(Tp1〜Tp3)、ならびに3回の測定に対応する異なる値の第3温度(Tout1’〜Tout3’)に基づいて、第1面SR1から離れた、被測定体6の深部4における深部温度Tcを、深部温度の演算式である第1算出式(式(1))による演算によって求める。つまり、Tc=d/(1−a−c)となる。
In the present embodiment, the calculation unit included in the temperature measurement unit (not shown in FIG. 1,
第1算出式(式(1))は、深部温度Tcと環境温度Tout(つまり、環境相当温度Tout’)とが等しいときは、熱収支はゼロとなるという点に着目して導出される(詳しい導出過程については後述する)。3回の測定によって得られた温度データから、定数a,c,dを決定し、式(1)に代入することによって、深部温度Tcが求まる。以下、式(1)を第1算出式という。これが本実施形態における深部温度Tcの算出方法である。 The first calculation formula (formula (1)) is derived by paying attention to the point that the heat balance becomes zero when the deep temperature Tc and the environmental temperature Tout (that is, the environmental equivalent temperature Tout ′) are equal ( The detailed derivation process will be described later). Determining constants a, c, and d from the temperature data obtained by three measurements and substituting them into equation (1), the deep temperature Tc is obtained. Hereinafter, Expression (1) is referred to as a first calculation expression. This is the method for calculating the deep temperature Tc in this embodiment.
なお、第1算出式(式(1))は、環境温度Tout(環境相当温度Tout’)が、深部温度Tcに等しいという条件の下で、補正演算によって導き出される。つまり、補正演算式における条件の仮定上、Tout(Tout’)=Tcとされることから、実際に測定された環境相当温度Tout’が、環境温度Toutと若干、異なっていることは、補正演算上、特に影響がない。 Note that the first calculation formula (formula (1)) is derived by the correction calculation under the condition that the environmental temperature Tout (environment equivalent temperature Tout ′) is equal to the deep temperature Tc. In other words, since Tout (Tout ′) = Tc is assumed on the assumption of the conditions in the correction calculation formula, the actually measured environment equivalent temperature Tout ′ is slightly different from the environment temperature Tout. Above, there is no particular effect.
但し、第1算出式は、基材40における温度分布が、環境温度Toutに対して線形であることを前提としているため、演算に使用する環境温度Tout’の値と、実際の環境温度Toutとの差が拡大した場合には、基材40における温度分布が環境温度Toutに対して線形であるという前提が満足されなくなる可能性があり、この場合には、深部温度の測定結果に誤差が生じる。この観点から、環境相当温度Tout’と環境温度Toutとの差(誤差)は、小さくなるようにするのが好ましい。
However, since the first calculation formula is based on the premise that the temperature distribution in the
従来例では、環境温度が一定であるという条件の下で、2つの温度測定部における断熱材の種類を異ならせて、2つの異なる熱流束を生成していたが、本実施形態では、環境温度が異なる、少なくとも2つの系において熱流束を生成する。なお、以下の説明で環境という用語を使用するが、環境は、例えば大気等の熱媒体であり、周囲媒体あるいは環境媒体と言い換えることができる。生じさせる。 In the conventional example, under the condition that the environmental temperature is constant, two different heat fluxes are generated by different types of heat insulating materials in the two temperature measurement units. However, in this embodiment, the environmental temperature Produce heat flux in at least two systems with different In addition, although the term environment is used in the following description, the environment is, for example, a heat medium such as the atmosphere, and can be restated as an ambient medium or an environmental medium. Cause it to occur.
従来例における熱流のモデルでは、2つの温度測定系における環境温度Toutは同じ値(つまり一定)となっている。よって、各系における深部温度Tcと環境温度Tout間に生じる熱流が一定であり、従来例は、このことを前提条件としている。被測定体から環境に向かう、例えば鉛直方向の熱流が一定であるということは、その鉛直方向の熱流の一部が、例えば基材の側面を経由して環境に逃げるといった熱収支が生じないことを前提として成立する。 In the heat flow model in the conventional example, the environmental temperature Tout in the two temperature measurement systems has the same value (that is, constant). Therefore, the heat flow generated between the deep temperature Tc and the environmental temperature Tout in each system is constant, and the conventional example assumes this. The fact that the vertical heat flow from the measured object to the environment, for example, is constant means that there is no heat balance that a part of the vertical heat flow escapes to the environment, for example, via the side of the substrate. It is established on the assumption.
しかし、温度測定装置の小型化が促進され、基材のサイズが小さくなると、被測定体と環境との間の熱収支(例えば、基材の側面からの熱の逃げ等)が顕在化する。この場合、深部温度Tcと環境温度Tout間に生じる熱流が一定であるという前提が満足されなくなる。 However, when the downsizing of the temperature measuring device is promoted and the size of the base material is reduced, a heat balance (for example, heat escape from the side surface of the base material) between the measurement object and the environment becomes obvious. In this case, the assumption that the heat flow generated between the deep temperature Tc and the environmental temperature Tout is constant is not satisfied.
これに対して、本実施形態では、複数の熱流の系において、各熱流の一端は、温度変動が許容されている環境7であり、例えば、第1の系では、環境温度はTout1(任意の温度)であり、第2の系では環境温度はTout2(Tout1とは異なる任意の温度)である。よって、複数の熱流の系の間で、環境温度(Tout)と深部温度(Tc)との間で生じる熱流が一定でなければならない、という、従来例のような制約が生じない。つまり、各系の熱流束には、熱収支による熱の移動が本来的に含まれており、環境温度Tout(任意の温度)と被測定体の深部温度Tcとの間で、その熱収支の成分も含むような熱流が生じるだけである。
On the other hand, in the present embodiment, one end of each heat flow in the plurality of heat flow systems is the
そして、このような熱流の系では、基材における任意の2点(第1測定点と第2測定点)の温度は、環境温度Tout、すなわち、環境相当温度である第3温度Tout’を変数(パラメーター)として含む式によって表すことができる。 In such a heat flow system, the temperature at any two points (the first measurement point and the second measurement point) on the base material is a variable of the environmental temperature Tout, that is, the third temperature Tout ′, which is the environmental equivalent temperature. It can be expressed by the formula included as (parameter).
また、深部温度Tcと環境温度Tout(つまり、第3温度Tout’)とが等しいときは、熱収支はゼロとなる。よって、例えば、深部温度Tcの演算を行う際に、深部温度Tcと環境温度Tout(第3温度Tout’)とが等しいという条件を与えることによって、熱収支による測定誤差をゼロとすることができる。 Further, when the deep temperature Tc and the environmental temperature Tout (that is, the third temperature Tout ′) are equal, the heat balance is zero. Therefore, for example, when calculating the deep temperature Tc, the measurement error due to the heat balance can be reduced to zero by giving the condition that the deep temperature Tc and the environmental temperature Tout (third temperature Tout ′) are equal. .
次に、基材40に位置する任意の3点のうち、どれを第1測定点p1とし、どれを第2測定点p2とし、どれを第3測定点p3とするか、を決定する方法の一例について説明する。第1測定点p1の位置(第1温度センサー50の位置)、第2測定点p2の位置(第2温度センサー52の位置)ならびに第3測定点p3の位置(第3温度センサー55の位置)に関しては、種々のバリエーションが考えられる。ここで、図1(B)を参照する。
Next, of the method for determining which of the three arbitrary points located on the
上述したように、第1測定点p1、第2測定点p2ならびに第3測定点p3は、基材40の表面上や側面上、すなわち基材40の外表面上に位置することができ、また、基材40の内部に位置することもできる。ここで、第1測定点p1、第2測定点p2ならびに第3測定点p3は、必ず異なる位置にある。
As described above, the first measurement point p1, the second measurement point p2, and the third measurement point p3 can be located on the surface or side surface of the
図1(B)の例では、基材40の内部に、3点(点a,点b,点c)を設定している。ここで、第3測定点p3は、環境温度Toutに相当する環境相当温度Toutを計測するための測定点であることから、3点(点a〜点c)のうちの、最も環境7との熱交換がし易い点(最も環境温度Toutの影響を受ける点)を第3測定点に選ぶのが好ましい。つまり、環境7との間に存在する最小の熱抵抗の値が、他の2点よりも小さい測定点を、第3測定点とするのが好ましい。
In the example of FIG. 1B, three points (point a, point b, and point c) are set inside the
図1(B)において、3つの測定点a〜cにおける、環境7に至る最短の距離をL1,L2,L3とする。L1,L2,L3は0以上の値であり、また、図1(B)の例では、L2≦L3≦L1である。つまり、L2が最も小さい。よって、測定点bが、最も環境7との熱交換がし易い点である。したがって、図1(B)の例では、測定点bを、環境相当温度Tout’を測定するための第3測定点p3とする。
In FIG. 1B, the shortest distances to the
次に、残る2点(測定点aと測定点c)のうちの、いずれを第1測定点p1とするかについて説明する。第1測定点p1は、被測定体6側の測定点であることから、被測定体6により近い方の測定点、つまり、熱源としての被測定体6の深部4により近い方の測定点を、第1測定点p1とするのが好ましい。
Next, which of the remaining two points (measurement point a and measurement point c) is set as the first measurement point p1 will be described. Since the first measurement point p1 is a measurement point on the measured
そこで、図1(B)において、基材40の接触面SR1に垂直な垂線の方向における、第1面(接触面)SR1からの距離を考える。a点の距離はLAであり、b点の距離はLBであり、c点の距離はLCである。なお、基材40の高さ(第1面SR1から第2面SR2までの距離)をLDとする。図1(B)の例では、LA<LB<LCであり、LAが最も小さい。
Therefore, in FIG. 1B, the distance from the first surface (contact surface) SR1 in the direction of the perpendicular perpendicular to the contact surface SR1 of the
つまり、測定点aは、測定点cよりも、被測定体6の近くに位置している。したがって、図1(B)の例では、測定点aを、被測定体6側の測定点p1とする。結果的に、第3測定点cが、環境側の測定点である第2測定点p2となる。このようにして、基材40に位置する任意の3点に関して、第1測定点p1〜第3測定点p3を決定することができる。但し、この決定方法は一例であり、この方法に限定されるものではない。
That is, the measurement point a is located closer to the
次に、第1測定点p1と第2測定点p2との位置関係について、図1(C)を参照して説明する。なお、第1測定点p1と第2測定点p2を種々、変化させて、深部温度を測定した結果については、図13〜図18を用いて後述する。 Next, the positional relationship between the first measurement point p1 and the second measurement point p2 will be described with reference to FIG. In addition, the result of having measured the deep part temperature by changing the 1st measurement point p1 and the 2nd measurement point p2 variously is later mentioned using FIGS.
上述したとおり、第1測定点p1は、被測定体6側の測定点とし、第2測定点p2は、環境(大気)7側の測定点である。図1(C)に示すように、基材40の接触面SR1に垂直な垂線の方向における、第1面(接触面)SR1からの距離を考え、第1測定点p1の距離をLAとし、第2測定点p2の距離をLBとする。基材40の高さをLCとし、基材40の高さ(第1面SR1から第2面SR2までの距離)をLDとする。
As described above, the first measurement point p1 is a measurement point on the measured
距離LAおよび距離LBについては、0≦LA,LB≦LCが成立し、かつ、LA≦LBが成立する。つまり、第1測定点p1および第2測定点p2の、基材40の第1面SR1からの距離LA,LBは、0以上であり、基材40の高さ(頂部における高さ)はLC以内である。また、第1測定点p1の、基材40の第1面SR1からの距離LAと、第2測定点p2の、基材40の第1面からの距離LBとを比較した場合、LA<LBであってもよく、また、LA=LBであってもよい。
For the distance LA and the distance LB, 0 ≦ LA and LB ≦ LC are satisfied, and LA ≦ LB is satisfied. That is, the distances LA and LB of the first measurement point p1 and the second measurement point p2 from the first surface SR1 of the
また、LA<LBのときは、第1測定点p1の方が、第2測定点p2よりも被測定体6の近くに位置している。LA=LBのときは、第1測定点p1と第2測定点p2とは、横一線の位置にあり、接触面SR1に垂直な垂線の方向の距離に関しては優劣がない。この場合、接触面SR1に平行な方向の距離(つまり、基材40の側面までの距離)に関して差があるときは、基材40の側面までの距離が小さい方を、環境7側の測定点である第2測定点p2とすることができる。なお、LA=LBの場合でも、深部温度Tcを正確に測定可能である点に関しては、図16を用いて後述する。
When LA <LB, the first measurement point p1 is located closer to the measured
次に、図1(D)を参照して、基材における任意の3点(a〜c)が横一線の位置に、並置されている場合について説明する。図1(D)の例では、LA=LB=LCであり、各点a〜cに関して、接触面SR1に垂直な垂線方向の距離に関しては優劣がない。但し、接触面SR1に平行な方向の距離(つまり、基材40の側面までの距離)L4〜L6に関して、L5<L6<L4が成立する。 Next, with reference to FIG. 1 (D), the case where the arbitrary three points (ac) in a base material are juxtaposed in the position of a horizontal line is demonstrated. In the example of FIG. 1D, LA = LB = LC, and there is no superiority or inferiority regarding the distance in the perpendicular direction perpendicular to the contact surface SR1 with respect to the points a to c. However, L5 <L6 <L4 is satisfied with respect to distances in a direction parallel to the contact surface SR1 (that is, distances to the side surfaces of the base material 40) L4 to L6.
したがって、最も環境温度Toutの影響を受ける点bを、環境相当温度Tout’を測定するための第3測定点とすることができる。また、点aと点cに関して、点cは、点aよりも環境7の近くに位置していることから、点cを環境側の温度(第2温度Tp)を測定するための第2測定点p2とすることができる。結果的に、点aは、被測定体6側の測定点である第1測定点p1となる。
Therefore, the point b most affected by the environmental temperature Tout can be set as the third measurement point for measuring the environmental equivalent temperature Tout ′. Further, regarding the points a and c, the point c is located closer to the
このように、基材40に任意の3点を設定したとき、被測定体6から各点までの距離の長短、環境7から各点までの距離の長短を総合的に勘案することによって、第1測定点p1〜第3測定点p3を定めることができる。
Thus, when any three points are set on the
次に、温度センサーを基材40に設ける方法の一例について説明する。図2(A)〜図2(E)は、温度センサーを、基材に設ける方法の一例について説明するための図である。ここでは、第1温度センサー50(例えば熱電対素子で構成される)を例にとって説明する。以下に説明する方法は、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55についても、同様に適用することができる。
Next, an example of a method for providing the temperature sensor on the
図2(A)は、基材40(第1温度センサー50を含む)の平面図および断面図を示している。平面図に示されるように、基材40は、平面視で正方形の形状をしており、縦Y1ならびに横X1は共に、例えば50mmである。また、断面図に示されるように、基材の高さY3は、例えば5mmである。また、第1温度センサー50は、基材40に埋設されている。第1温度センサー50の横X2は例えば0.5mmであり、縦(高さ)Y2は例えば0.5mmである。基材40としては、例えば、発砲ゴム(例えば天然のラテックスゴム)や発泡樹脂(例えば発砲ウレタン)を使用することができる。
FIG. 2A shows a plan view and a cross-sectional view of the substrate 40 (including the first temperature sensor 50). As shown in the plan view, the
図2(B)および図2(C)は、第1温度センサー50を基材40に埋め込む方法の、一例を示している。図2(B)では、基材40の側面から中央に向う横穴47aを形成し、その横穴47aを経由して、第1温度センサー50を基材40の内部に搬送し、そして、第1温度センサー50を、基材40のほぼ中央に設置する。
FIGS. 2B and 2C show an example of a method of embedding the
また、図2(C)の例では、図2(B)における横穴47aの代わりに、縦穴47bを形成している。
In the example of FIG. 2C, a
図2(D)および図2(E)は、第1温度センサー50を基材40に埋め込む方法の、他の例を示している。図2(D)および図2(E)の例では、基材40が、下側部分40aと上側部分40bとに分割されている。下側部分40aと上側部分40bとを貼り合わせる際に、第1温度センサー50を、両部分40a,40bによって挟み込むことによって、結果的に、第1温度センサー50を、基材40の内部に位置させることができる。
2D and 2E show another example of a method of embedding the
図2(D)の例の第1工程では、基材40の上側部分40bの一部に凹部39を形成する。第2工程では、基材40の上側部分40bに形成されている凹部39に、第1温度センサー50を埋め込み、かつ、基材40の下側部分40aの、上側部分40bに対向する面上に、接着材50を形成する。第3工程では、基材40の下側部分40aと上側部分40bとを貼り合わせる。但し、発砲ゴムや発泡樹脂は柔軟性があるため、凹部39を設けずに、第1温度センサー50を、基材40の下側部分40aと上側部分40bとで直接的に挟むこともできる。この例を図2(E)に示す。
In the first step of the example of FIG. 2D, the
図2(E)の例の第1工程では、基材40の下側部分40aには、凹部を形成しない。そして、第2工程では、基材40の下側部分40aの、上側部分40bに対向する面上に、接着材50を形成し、その接着材50上に、第1温度センサー50を載置する。第3工程では、基材40の下側部分40aと上側部分40bとを貼り合わせる。基材40は、柔らかい素材で構成される。よって、貼り合わせ時に、基材40の上側部分40bの中央部は、第1温度センサー50を包み込むように変形する。なお、以上の例は一例であり、これらの方法に限定されるものではない。
In the first step of the example of FIG. 2E, no recess is formed in the
次に、「環境温度Toutの値が異なるという条件の下で、第1温度Tb、第2温度Tpならびに第3温度(環境相当温度)Toutを複数回、測定する」ことを担保するための測定方法の例について説明する。 Next, measurement for ensuring that “the first temperature Tb, the second temperature Tp, and the third temperature (environment equivalent temperature) Tout are measured a plurality of times under the condition that the values of the environmental temperature Tout are different”. An example of the method will be described.
図3(A)および図3(B)は、温度測定方法の一例、ならびに、その温度測定方法を実施するための温度測定装置の構成の一例を示す図である。 FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams illustrating an example of a temperature measurement method and an example of a configuration of a temperature measurement device for performing the temperature measurement method.
図3(A)に示される温度測定装置は、温度測定部43と、演算部74と、温度測定部43および演算部74の動作を制御する制御部73と、を含む。制御部73は、上述の演算部74に加えて、測定タイミング制御部75を有している。測定タイミング制御部75は、タイミング制御信号ST1を出力し、このタイミング制御信号ST1によって、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55による、第1温度Tb、第2温度Tpならびに第3温度(環境相当温度)Tout3’の測定タイミングを変化させる。
The temperature measurement device shown in FIG. 3A includes a
なお、環境7の温度を、空調器57によって制御してもよい。但し、図4(A)の例では、環境7の微視的な温度のゆらぎを利用するため、本例では、空調器57の有無(あるいは空調器のオン/オフ)は問題としない。
Note that the temperature of the
図3(B)に示されるように、第1温度Tb、第2温度Tpならびに第3温度Tout’を得るために、第1測定期間〜第3測定期間が設けられる。制御部73は、各測定期間毎に、複数回の温度測定あるいは温度情報の取得を実行し、得られたデータに基づいて、上述の第1算出式(式(1))による演算を実行して、深部温度Tcを求める。
As shown in FIG. 3B, a first measurement period to a third measurement period are provided in order to obtain the first temperature Tb, the second temperature Tp, and the third temperature Tout ′. The
「環境温度Toutの値を異ならせるための方法としては、空調器等を利用する積極方法と、時間軸上での環境温度のゆらぎ(微小な変動)に着目して、測定タイミングを調整するという消極的な方法とがあるが、図3の例では、後者の消極的な方法が採用されている。 “As a method for differentiating the value of the environmental temperature Tout, the measurement timing is adjusted by paying attention to the active method using an air conditioner and the fluctuation (small fluctuation) of the environmental temperature on the time axis. Although there is a passive method, in the example of FIG. 3, the latter passive method is adopted.
例えば、基材40の第1測定点p1における第1温度Tb、ならびに基材40の第2測定点p2における第2温度Tpを3回測定するとき、各測定間の時間間隔があまりに短いと、異なる環境温度の下で3回測定するという条件を満たすことができない場合がある。よって、本例では、第1回目の測定用の第1時間帯(つまり第1測定期間)と、第2回目の測定用の第2時間帯(つまり、第2測定期間)と、第3回目の測定用の第3時間帯(つまり、第3測定期間)とを設ける。
For example, when measuring the first temperature Tb at the first measurement point p1 of the
各時間帯(測定期間)は、例えば1分(3つの時間帯の合計が3分)とすることができる。第1時間帯(第1測定期間)は、時刻t1からt4の期間であり、例えば、20秒毎に温度測定が実行される。つまり、時刻t1,時刻t2,時刻t3において、3回の温度測定が実行され、図示されるような9個のデータが得られる。そして、これらのデータの平均演算(単純な加算平均でもよく、重み付け平均でもよい)によって、第1回目の温度測定値(Tb1,Tp1,Tout1’)が決定される。 Each time zone (measurement period) can be, for example, 1 minute (a total of 3 time zones is 3 minutes). The first time period (first measurement period) is a period from time t1 to time t4, and temperature measurement is performed every 20 seconds, for example. That is, at time t1, time t2, and time t3, three temperature measurements are executed, and nine pieces of data as illustrated are obtained. Then, the first temperature measurement values (Tb1, Tp1, Tout1 ') are determined by averaging these data (a simple addition average or a weighted average).
また、第2時間帯(第2測定期間)においても、3回の温度測定が実行され、各測定結果の平均演算(単純な加算平均でもよく、重み付け平均でもよい)によって、第2回目の温度測定値(Tb2,Tp2,Tout2’)が決定される。 Also, in the second time zone (second measurement period), three temperature measurements are performed, and the second temperature is obtained by averaging the measurement results (which may be a simple addition average or a weighted average). The measured values (Tb2, Tp2, Tout2 ′) are determined.
同様に、第3時間帯(第3測定期間)においても、3回の温度測定が実行され、各測定結果の平均演算(単純な加算平均でもよく、重み付け平均でもよい)によって、第3回目の温度測定値(Tb3,Tp3,Tout3’)が決定される。以上の処理を、第1ステップST1の処理とする。なお、平均演算という用語は、最も広義に解釈するものとする。 Similarly, in the third time period (third measurement period), three temperature measurements are performed, and the third calculation is performed by averaging each measurement result (which may be a simple addition average or a weighted average). Temperature measurements (Tb3, Tp3, Tout3 ′) are determined. The above process is the process of the first step ST1. The term “average operation” is to be interpreted in the broadest sense.
次に、ステップS2において、得られたデータに基づいて、先に図1(A)に示した、定数a,c,dを算出する。次に、ステップS3において、第1算出式(式(1))に基づいて、深部温度Tcを測定する。 Next, in step S2, constants a, c, and d shown in FIG. 1A are calculated based on the obtained data. Next, in step S3, the deep temperature Tc is measured based on the first calculation formula (formula (1)).
図3に示される例では、空調器等を用いて積極的に環境の温度を変化させることなく、第1温度Tb,第2温度Tpならびに第3温度Toutに関して、異なる環境温度Tout(つまり、異なる環境相当温度Tout’)の下で測定された複数の温度データを、比較的容易に得ることができる。 In the example shown in FIG. 3, different environmental temperatures Tout (that is, different) with respect to the first temperature Tb, the second temperature Tp, and the third temperature Tout without actively changing the temperature of the environment using an air conditioner or the like. A plurality of temperature data measured under the environment equivalent temperature Tout ′) can be obtained relatively easily.
図4(A)および図4(B)は、温度測定方法の他の例、ならびに、その温度測定方法を実施するための温度測定装置の構成の他の例を示す図である。図4(A)に示される温度測定装置には、複数回の温度測定を実行するタイミングを決めるための、タイミング制御情報を入力するタイミング制御情報入力部83が設けられている。制御部73は、タイミング制御情報入力部83から、タイミング制御情報(ここでは、測定指示トリガーTGとする)が入力される毎に、例えば、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55に、温度測定を実行させる。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing another example of the temperature measuring method and another example of the configuration of the temperature measuring device for carrying out the temperature measuring method. The temperature measurement apparatus shown in FIG. 4A is provided with a timing control
図4の例では、「第3温度(環境温度Tout)の値を異ならせる」ことは、ユーザー自身の行為によって担保される。 In the example of FIG. 4, “changing the value of the third temperature (environment temperature Tout)” is secured by the user's own action.
例えば、ユーザーは、第1回目の測定を行うとき、温度測定装置の外に設けられる外部の空調器57の温度を第1の温度に設定し、例えば、設定から所定の時間が経過すると、タイミング制御情報入力部を経由して、タイミング制御情報としての測定指示トリガーTG)を入力する。上述したように、制御部73は、タイミング制御情報入力部83からタイミング制御情報が入力される毎に、例えば、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55に温度測定を実行させる。測定タイミングは、測定タイミング制御部75によって制御される。
For example, when the user performs the first measurement, the user sets the temperature of the
温度測定は、例えば、タイミング制御情報(測定指示トリガーTG)の入力毎に1回行うことができ、また、タイミング制御情報の入力毎に複数回の温度測定を実行して、得られた測定値を平均する等して、測定値を求めてもよい。以降、ユーザーは、空調器57の温度を第2の温度に設定した後、タイミング制御情報を入力し、次に、空調器57の温度を第3の温度に設定した後、タイミング制御情報を入力する。例えば、ユーザーは、3回のタイミング制御情報を入力する。
The temperature measurement can be performed, for example, once for each input of timing control information (measurement instruction trigger TG), and a measured value obtained by performing a plurality of temperature measurements for each input of timing control information. You may obtain | require a measured value by averaging. Thereafter, the user inputs the timing control information after setting the temperature of the
3回分の温度情報が取得されると、演算部74は、取得された温度情報に基づく、深部温度Tcを求めるための演算(算出式に基づく演算)を自動的に実行し、この結果、深部温度Tcが求められる。求められた深部温度Tcは、例えば、ユーザーに報知(表示、音声による通知等を含む)される。図3の例では、ユーザー自身が、空調器等を利用して、各測定毎の環境温度を異ならせることから、温度測定装置自体が、環境温度を管理する負担が生じない。
When the temperature information for three times is acquired, the
測定手順は、図4(B)のステップS4〜ステップS6のとおりである。なお、以上の例は一例である。 The measurement procedure is as shown in steps S4 to S6 in FIG. The above example is an example.
図5(A)および図5(B)は、温度測定方法の他の例、ならびに、その温度測定方法を実施するための温度測定装置の構成の他の例を示す図である。図5の例では、温度測定部が、環境温度Toutを変化させることができる環境温度調整部CDを有している。制御部73は、そして、1回の温度測定が終了する毎に、環境温度調整部CDによって環境温度Toutを変化させる。これによって、Tout1≠Tout2≠Tout3が成立する。
FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing another example of the temperature measuring method and another example of the configuration of the temperature measuring device for carrying out the temperature measuring method. In the example of FIG. 5, the temperature measurement unit includes an environmental temperature adjustment unit CD that can change the environmental temperature Tout. The
図5(A)の例では、環境温度調整部CDとして、例えば、温度測定装置の外に設けられる外部の空調器57の設定温度を、遠隔制御によって調整する機能をもつ調整器CC1を使用している。調整器CC1の動作は、測定タイミング制御部75からの制御信号ST2によって制御される。
In the example of FIG. 5A, as the environmental temperature adjustment unit CD, for example, an adjuster CC1 having a function of adjusting the set temperature of the
また、図5(B)の例では、環境温度調整部CDとして、例えば、温度測定装置の内部に設けられた、気流生成部(例えば、気流の温度を変化させる機能を有する)CC2を使用する。気流生成部CC2は、ファン(扇風機)や、気流を噴射する微小ノズル等によって構成することができる。気流生成部CC2の動作は、測定タイミング制御部75からの制御信号ST3によって制御される。
In the example of FIG. 5B, for example, an air flow generation unit (for example, having a function of changing the temperature of the air flow) CC2 provided in the temperature measurement device is used as the environmental temperature adjustment unit CD. . The airflow generation unit CC2 can be configured by a fan (electric fan), a minute nozzle that ejects an airflow, or the like. The operation of the airflow generation unit CC2 is controlled by a control signal ST3 from the measurement
環境温度調整部CDを利用することによって、測定毎に、環境温度Tout(ならびに環境相当温度Tout’)を確実に異ならせることができる。また、環境温度Tout(ならびに環境相当温度Tout’)を正確な温度に設定することができる。また、例えば、第1測定時の環境温度Tout1(ならびに環境相当温度Tout’)と、第2測定時の環境温度Tout2(ならびに環境相当温度Tout’)との差を、大きく設定することもできる。なお、以上の例は一例である。 By using the environmental temperature adjusting unit CD, the environmental temperature Tout (and the environmental equivalent temperature Tout ′) can be reliably varied for each measurement. Further, the environmental temperature Tout (and the environmental equivalent temperature Tout ′) can be set to an accurate temperature. Further, for example, the difference between the environmental temperature Tout1 (and environment equivalent temperature Tout ′) at the time of the first measurement and the environmental temperature Tout2 (and environment equivalent temperature Tout ′) at the time of the second measurement can be set large. The above example is an example.
次に、第1算出式(図1(A)の式(1)を用いた深部温度Tcの演算)について、図6〜図8を用いて、具体的に説明する。 Next, the first calculation formula (calculation of the deep temperature Tc using the formula (1) in FIG. 1A) will be specifically described with reference to FIGS.
図6(A)〜図6(C)は、環境温度(ならびに第3温度)が一定であるという条件下における、第1温度と第2温度との間の関係、ならびに、その関係を深部温度の算出式に適用した場合の結果を示す図である。 6 (A) to 6 (C) show the relationship between the first temperature and the second temperature under the condition that the environmental temperature (and the third temperature) is constant, and the relationship between the first temperature and the second temperature. It is a figure which shows the result at the time of applying to the calculation formula.
図6(A)において、基材40には、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55が設けられている。基材40、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55は、温度測定部43の構成要素である。基材40は、第1面(接触面)SR1と第2面(基材40の上面)SR2とを有している。温度測定部43は、被測定体6(例えば人体)6に、例えば、貼り付けられている。
In FIG. 6A, the
なお、環境7の温度はToutと表記され、第1温度センサー50によって測定される第1温度はTbと表記され、第2温度センサー52によって測定される第2温度はTpと表記され、第3温度センサー55によって測定される第3温度(環境相当温度)はTout’と表記される。
The temperature of the
図6(B)は、第2温度Tpと第1温度Tbとの関係を示す図である。図6(B)において、横軸はTpであり、縦軸は、第2温度Tpおよび第1温度Tbの温度Tである。環境温度(Tout)が一定である状態で、第1温度Tpが線形に変化すると、第2温度Tbも線形に変化する。つまり、第1温度Tbは、第2温度Tpに対して線形性を有する。 FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the second temperature Tp and the first temperature Tb. In FIG. 6B, the horizontal axis is Tp, and the vertical axis is the temperature T of the second temperature Tp and the first temperature Tb. When the first temperature Tp changes linearly in a state where the environmental temperature (Tout) is constant, the second temperature Tb also changes linearly. That is, the first temperature Tb has linearity with respect to the second temperature Tp.
図6(B)に示されるように、第1温度Tbは、第2温度Tpを変数とする1次関数によって表される。つまり、下記の式(2)が成立する。
図6(C)は、2回の温度測定によって得られた温度データT1〜T4を、先に説明した深部温度の算出式に適用した場合の結果を示す図である。時刻t1における温度測定によって、第1温度T1と第2温度T2が得られたとする。また、時刻t2における温度測定によって、第1温度T3と第2温度T4が得られたとする。T1〜T4は、下記式(3)によって表される。
図7(A)に示すように、変動する環境相当温度(第3温度)Tout’は、第3温度センサー55によって測定される。先に説明したように、第2温度TpをTPAとしたとき、Tb=aTPA+bと表すことができる。定数bは、第1切片(第1オフセット値)であり、この第1切片bは、環境相当温度(第3温度)Tout’に対する線形性を有する。
As shown in FIG. 7A, the fluctuating environment equivalent temperature (third temperature) Tout ′ is measured by the
つまり、図7(B)に示すように、環境相当温度(第3温度)Tout’が変動すると、第1切片bの値は、環境相当温度(第3温度)Tout’にしたがって、線形に変化する。したがって、下記の式(6)の関係が成立する。
図7(C)は、Tout1’における、第2温度Tpと第1温度Tb(=Tb1)との関係、ならびに、Tout2’における、第2温度Tpと第1温度Tb(=Tb2)との関係を示している。Tout’が、Tout1’からTout2’に変化したとき、1次関数の傾き(第1の傾きa)には変化がないが、第1の切片bの値が、b1からb2に変化することから、TpとTbとの関係を示す1次関数は、b1とb2の差分の分だけ、平行にシフトされる。 FIG. 7C shows the relationship between the second temperature Tp and the first temperature Tb (= Tb1) at Tout1 ′, and the relationship between the second temperature Tp and the first temperature Tb (= Tb2) at Tout2 ′. Is shown. When Tout ′ changes from Tout1 ′ to Tout2 ′, the slope of the linear function (first slope a) does not change, but the value of the first intercept b changes from b1 to b2. , Tp and Tb are linearly shifted in parallel by the difference between b1 and b2.
このように、第1温度Tbは、第2温度Tpだけでなく、環境相当温度(第3温度)Tout’に対しても線形の関係を示す。上記式(6)を、上記式(3)に示されるTb=aTp+bという式に代入すると、下記の式(7)が得られる。
また、上記の式(6)を、式(5)に代入すると、式(8)が得られる。
ここで、第1回目の測定時に、第1温度としてのTb1、第2温度としてのTp1、第3温度としてのTout1’が得られ、第2回目の測定時に、第1温度としてのTb2、第2温度としてのTp2、第3温度としてのTout2’が得られ、第3回目の測定時に、第1温度としてのTb3、第2温度としてのTp3、第3温度としてのTout3’が得られたとする。 Here, Tb1 as the first temperature, Tp1 as the second temperature, and Tout1 ′ as the third temperature are obtained during the first measurement, and Tb2 as the first temperature during the second measurement, Tp2 as the second temperature and Tout2 ′ as the third temperature are obtained, and Tb3 as the first temperature, Tp3 as the second temperature, and Tout3 ′ as the third temperature are obtained in the third measurement. .
これらの9個の測定データは、式(9)の行列式によって表現することができる。
図8(A)〜図8(D)は、第1実施形態における、深部温度の測定方法を示す図である。図8(A)に示すように、3点の温度、すなわち、第1温度Tb,第2温度Tp,第3温度Tout’を、少なくとも3回測定する。得られた9個の測定データ(Tb1,Tp1、Tout1’、Tb2,Tp2,Tout2’、Tb3,Tp3,Tout3’)は、図8(B)に示される行列式(9)によって、関係付けることができる。よって、複数の定数a,c,dは、図9(C)に示される、行列式(10)によって求めることができる。そして、図8(D)に示される式(1)によって、深部温度Tcを算出することができる。 FIG. 8A to FIG. 8D are diagrams illustrating a method for measuring a deep temperature in the first embodiment. As shown in FIG. 8A, three temperatures, ie, the first temperature Tb, the second temperature Tp, and the third temperature Tout ′ are measured at least three times. The obtained nine measurement data (Tb1, Tp1, Tout1 ′, Tb2, Tp2, Tout2 ′, Tb3, Tp3, Tout3 ′) are related by the determinant (9) shown in FIG. 8B. Can do. Therefore, the plurality of constants a, c, d can be obtained by the determinant (10) shown in FIG. And the deep part temperature Tc is computable by Formula (1) shown by FIG. 8 (D).
次に、温度測定装置の全体構成について説明する。図9(Aおよび図9(B)は、温度測定装置の全体構成の例を示す図である。 Next, the overall configuration of the temperature measuring device will be described. FIG. 9 (A and FIG. 9B) is a diagram showing an example of the overall configuration of the temperature measuring device.
図9(A)の例では、第1温度センサー50および第2温度センサー52は、基材40の内部に埋め込まれている。また、断熱材20a上に、第3温度センサー55が設けられている。第1温度センサー50、第2温度センサー52、基材40、第3温度センサー55は、第1ユニット100を構成する。
In the example of FIG. 9A, the
また、断熱材20b上には、第2ユニット200が設けられる。第2ユニット200は、制御部73および演算部74を含む。なお、演算部74は、機能ブロックとして、定数算出部や深部温度算出部を含むことができる。また、第2ユニット200には、図示はしないが、演算結果を報知する報知部(例えば表示部)を設けることもできる。
The
また、図9(A)の温度測定装置は、基材40における第1面(接触面)SR1を、被測定体6の表面に貼付するための貼付構造10を有している。貼付構造10は、例えば、粘着テープにより構成することができる。粘着テープは、剥離紙8と、支持層(粘着層)9とを有することができる。
Further, the temperature measuring device in FIG. 9A has a sticking
貼付構造10によって、第1ユニット100を、被測定体6の表面に貼付することができる。したがって、温度測定装置の操作性ならびに携帯性が向上する。また、例えば、温度測定装置を、幼児や乳幼児などの体温の計測のために使用する場合、幼児等は、頻繁に体を動かすことから、温度測定装置と体表面との接触を、所定時間、良好に保持することが困難である。しかし、このような場合でも、貼付構造10を用いて、温度測定装置の全体を、被測定体6の表面に貼付可能であることから、幼児や乳幼児が体を動かしたとしても、体表面と温度測定装置との接触状況を良好に維持できる。よって、正確かつ安定した温度測定な可能である。
The
図9(B)の例では、第1ユニット100と、第2ユニット200とを分離した、別体の構成が採用されている。第1ユニット100は、第1無線通信部CAを含み、第2ユニット200は、第2無線通信部CBを含む。
In the example of FIG. 9B, a separate configuration in which the
第1温度(Tb)の情報と第2温度(Tp)の情報、または、第1温度(Tb)の情報、第2温度(Tp)の情報および第3温度(Tout)の情報は、第1無線通信部CAから第2無線通信部CBに送信される。第2ユニットに設けられている演算部74は、第2無線通信部CBによって受信された、第1温度(Tb)の情報と第2温度(Tp)の情報、または、第1温度(Tb)の情報、第2温度(Tp)の情報および第3温度(Tout)の情報に基づいて演算を実行して、被測定体6の深部温度Tcを求める。
Information on the first temperature (Tb) and information on the second temperature (Tp), or information on the first temperature (Tb), information on the second temperature (Tp), and information on the third temperature (Tout) It is transmitted from the wireless communication unit CA to the second wireless communication unit CB. The
図9(B)の構成によれば、第1ユニット100(例えば温度測定装置の本体)の構成部品の数を、最小限に抑制することができ、第1ユニット100の軽量化が実現される。したがって、例えば、被測定体6としての被検者の体表面に、第1ユニット100を長時間、接触させた場合であっても、被検者に大きな負担を与えることがない。よって、例えば、長時間にわたって、連続的に温度をモニタリングすることが可能となる。
According to the configuration of FIG. 9B, the number of components of the first unit 100 (for example, the main body of the temperature measuring device) can be minimized, and the weight of the
また、第1ユニット100と第2ユニット200との間で、無線通信による温度データの送受信を行うことができることから、第2ユニット200を、第1ユニット100からある程度、離して設置することが可能となる。また、無線通信を利用することから、通信用の配線が不要である。よって、第1ユニットの取扱い性が向上する。また、第1ユニット100を、第2ユニット200から完全に分離することができることから、第1ユニット100の軽量化を、より促進することができる。
In addition, since the temperature data can be transmitted and received by wireless communication between the
図10(A)および図10(B)は、無線通信を利用した温度測定装置の使用例を説明するための図である。図10(A)では、被測定体6としての幼児の胸部の体表面6Aに、第1ユニット100が装着(貼付)されている。また、第2ユニット200は、被測定体6としての幼児を抱いた保護者(温度測定装置のユーザー)MAの左手首に装着されている。ここでは、第2ユニット200は、表示部としても機能するものとする。
FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams for explaining an example of use of a temperature measurement device using wireless communication. In FIG. 10A, the
図10(B)に示されるように、第1ユニット100は、第1温度センサー50と、第2温度センサー52と、第3温度センサー55と、A/D変換部56と、無線通信部CAと、アンテナAN1とを有している。また、第2ユニット200は、無線通信部CBと、制御部73と、演算部74と、表示部77と、操作部79と、記憶部81とを有している。操作部79は、図4に示されるタイミング制御情報入力部83を兼ねることができる。
As shown in FIG. 10B, the
演算部74には、上述した複数の定数a,b,dを算出するための算出式や、深部体温Tcを算出するための算出式が記憶されている。また、記憶部81には、受信された第1温度Tb、第2温度Tp、環境温度Toutが記憶され、また、算出された複数の定数a,b,dの値も記憶され、また、求められた深部体温Tcも記憶される。
The
記憶部81は、複数の被測定体(ここでは被検者)に関する温度情報を記憶可能に構成されている。したがって、深部体温Tc等のデータを、被検体である幼児毎に記憶することができる。なお、記憶部81には、温度情報以外にも、例えば、被測定体6(ここでは被検者である幼児)の氏名、年齢、測定日時などの測定情報を記憶させてもよい。この場合、これらの測定情報は、保護者(温度測定装置のユーザー)MAが、操作部79を操作して入力することができる。
The
温度測定装置は、例えば、以下のように動作する。保護者MAが、第2ユニット200の操作部79を操作することによって、第2ユニット200の電源がオンされる。すると、無線通信部CBから電波を送信する。この電波による電磁誘導によって、アンテナAN1に起電力を発生させ、この起電力によって、第1ユニット100内の電源(電池)をチャージする。すると、第1ユニット100が起動し、第1温度センサー50と、第2温度センサー52と、第3温度センサー55が起動する。そして、第1ユニット100は、第2ユニット200に向けて、スタンバイ信号を送信する。
For example, the temperature measuring device operates as follows. When the parent MA operates the
次に、第1ユニット100内の制御部73は、スタンバイ信号を受信すると、温度測定開始信号の送信を無線通信部CBに指示する。第1ユニット100は、温度測定開始信号を受信すると、第1温度センサー50、第2温度センサー52ならびに第3温度センサー55による温度測定を開始する。なお、第1温度Tbと、第2温度Tpの測定は、被検者6の深部から体表面6Aまでの伝熱が定常状態(平衡状態)となっている状態で行うのが好ましい。よって、温度測定開始信号の受信タイミングから、平衡状態が実現されるのに必要な時間が経過したタイミングで、温度測定を開始するのが好ましい。
Next, when receiving the standby signal, the
測定された温度情報(第1温度Tb、第2温度Tp、第3温度Tout)は、A/D変換部56でアナログ信号からデジタル信号に変換され、無線通信部CAによって、第2ユニット200に送信される。温度測定は、複数回実行され、測定毎に、測定データが送信される。各測定の実行間隔は、環境(大気等)の状況や傾向等を考慮して、適宜、調整することができる。
The measured temperature information (the first temperature Tb, the second temperature Tp, and the third temperature Tout) is converted from an analog signal to a digital signal by the A /
第2ユニット200内の演算部74は、所定間隔で送られてくる、一組の第1温度Tb、第2温度Tp、第3温度Toutのデータを記憶部81に一旦、格納する。そして、必要な温度データがすべて得られると、上述した手順で、所定の演算を実行して、被検者(幼児)6の深部温度Tcを測定する。測定された深部温度Tcは、例えば、表示部77に表示される。
The
図11は、第1実施形態における、深部温度の測定手順を示す図である。まず、温度データが取得される(ステップS10)。温度データには、第1測定で得られた第1温度Tb1、第2温度Tp1、第3温度Tout1’と、第2測定で得られた第1温度Tb2、第2温度Tp2、第3温度Tout2’と、第3測定で得られた第1温度Tb3、第2温度Tp3、第3温度Tout3’と、が含まれる。 FIG. 11 is a diagram showing a procedure for measuring the deep temperature in the first embodiment. First, temperature data is acquired (step S10). The temperature data includes the first temperature Tb1, the second temperature Tp1, and the third temperature Tout1 ′ obtained by the first measurement, and the first temperature Tb2, the second temperature Tp2, and the third temperature Tout2 obtained by the second measurement. ', And the first temperature Tb3, the second temperature Tp3, and the third temperature Tout3' obtained by the third measurement are included.
次に、複数の定数a,c,dが、算出される(ステップS20)。次に、先に説明した第1算出式を用いて、深部温度を演算する(ステップS30)。 Next, a plurality of constants a, c, d are calculated (step S20). Next, the deep temperature is calculated using the first calculation formula described above (step S30).
(深部温度の測定結果の例)
次に、第3温度センサー55の設置位置を異ならせたときの、各設置位置毎の、深部温度Tcの、コンピューターシミュレーションによる算出結果について説明する。本実施形態では、上述のとおり、環境7の温度(環境温度)Toutの代わりに、基材40に設けられた第3温度センサー55によって測定された環境相当温度(第3温度)を使用する。深部温度Tcの測定精度を高めるためには、環境温度Toutに追従して線形に変化する第3温度Tout’を、できるだけ正確に測定することが重要である。
(Example of measurement result of deep temperature)
Next, the calculation result by computer simulation of the deep temperature Tc for each installation position when the installation position of the
図12は、第3温度センサーの設置位置を異ならせたときの、各設置位置毎の、深部温度の算出結果を示す図である。図12の例では、複数の第3温度センサー55を、基材40の異なる位置に配置し、各温度センサーの測定値を用いて深部温度Tcを算出し、測定精度を比較する。このことによって、環境相当温度Tout’を測定する第3温度センサー55の、好ましい設置位置の例が明らかとなる。以下、具体的に説明する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a calculation result of the deep temperature for each installation position when the installation position of the third temperature sensor is varied. In the example of FIG. 12, a plurality of
図12の例では、環境相当温度Tout’を測定するための第3温度センサー55を、測定点p3(a)〜測定点p3(d)の4点に設置する。
In the example of FIG. 12, the
測定点p3(a)は、基材40の側面の頂部(基材40の第2面SR2付近)に位置する測定点であり、測定点p3(b)は、基材40の側面の中央に位置する測定点であり、測定点p3(c)は、基材40の側面の底部(基材40の第1面SR1付近)に位置する測定点である。また、測定点p3(d)は、基材40の内部(基材40の中心付近)に位置する測定点である。なお、測定点p3(b)と測定点p3(d)は、ほぼ横一列に配置されている。
The measurement point p3 (a) is a measurement point located at the top of the side surface of the substrate 40 (near the second surface SR2 of the substrate 40), and the measurement point p3 (b) is at the center of the side surface of the
図12の例では、被測定体6として人体を想定しており、深部4の温度Tcを37℃に設定している。この実験では、表層部5に相当する構造体の材料として、ポリ塩化ビニール(PVC)を使用している。ポリ塩化ビニールの熱伝導率は、0.144283(W/m・K)である。また、表層部5に相当するPVC構造体(直方体)の厚みは20mmに設定している。また、このPVC構造体の上面の中央に、シリコンゴムで構成され、かつ、円柱形状を有する基材40を設けている。シリコンゴムの熱伝導率は、0.05(W/m・K)である。
In the example of FIG. 12, a human body is assumed as the
また、基材40の断面は円形状であり、その円の直径は20mmである。また、基材40の高さは2mmである。また、第1温度センサー50と第2温度センサー52は、基材40の底面(つまり接触面)SR1に垂直な垂線L1上にある2点(第1測定点と第2測定点)の位置に設けられている。第1温度センサー50と第2温度センサー52との距離は2mmである。つまり、第1測定点は、基材40の底面(接触面)SR1上に設定されており、第2測定点は、基材40の上面SR2上に設定されている。
Moreover, the cross section of the
また、図12の例において、環境(大気)7における熱伝達係数(大気の熱の移動度に比例する定数)は、0.01W/m2・Kに設定されている。なお、環境温度Toutを測定するために、大気温度センサー54が設けられている。
In the example of FIG. 12, the heat transfer coefficient in the environment (atmosphere) 7 (a constant proportional to the heat mobility of the atmosphere) is set to 0.01 W / m 2 · K. Note that an
図12の例では、環境温度Tout、環境相当温度Tout’、第1温度Tbならびに第2温度Tpは、n回測定される。本例では、3回(n=3)の温度測定を実行する。また、3回の測定毎に、環境温度Tout(Tout1〜Tout3)の値が変化する。Tout1は、23℃であり、Tout2は30℃であり、Tout3は35℃である。 In the example of FIG. 12, the environmental temperature Tout, the environmental equivalent temperature Tout ′, the first temperature Tb, and the second temperature Tp are measured n times. In this example, temperature measurement is performed three times (n = 3). Also, the value of the environmental temperature Tout (Tout1 to Tout3) changes every three measurements. Tout1 is 23 ° C., Tout2 is 30 ° C., and Tout3 is 35 ° C.
実測データの例が、図3(B)の下側に表形式で示されている。Tout1〜Tout3に対応する第2温度Tpを、Tp1〜Tp3とする。Tp1は27.4605℃であり、Tp2は32.2303℃であり、Tp3は35.6372℃である。 An example of measured data is shown in tabular form at the bottom of FIG. The second temperatures Tp corresponding to Tout1 to Tout3 are Tp1 to Tp3. Tp1 is 27.4605 ° C, Tp2 is 32.2303 ° C, and Tp3 is 35.6372 ° C.
また、Tout1〜Tout3に対応する第1温度Tbを、Tb1〜Tb3とする。Tb1は29.2884℃であり、Tb2は33.1442℃であり、Tb3は35.8983℃である。 Further, the first temperatures Tb corresponding to Tout1 to Tout3 are defined as Tb1 to Tb3. Tb1 is 29.2884 ° C., Tb2 is 33.1442 ° C., and Tb3 is 35.8893 ° C.
また、測定点p3(a)におけるTout’を、Tout’(a)とし、Tout1〜Tout3に対応するTout’(a)を、Tout’1(a),Tout’2(a),Tout’3(a)とする。このとき、Tout’1(a)は26.2482℃であり、Tout’2(a)は31.6241であり、Tout’3(a)は35.8983℃である。 Further, Tout ′ at the measurement point p3 (a) is Tout ′ (a), and Tout ′ (a) corresponding to Tout1 to Tout3 is Tout′1 (a), Tout′2 (a), Tout′3. (A). At this time, Tout′1 (a) is 26.2482 ° C., Tout′2 (a) is 31.6241, and Tout′3 (a) is 35.8893 ° C.
また、測定点p3(b)におけるTout’を、Tout’(b)とし、Tout1〜Tout3に対応するTout’(b)を、Tout’1(b),Tout’2(b),Tout’3(b)とする。このとき、Tout’1(b)は27.1235℃であり、Tout’2(b)は32.0617であり、Tout’3(b)は35.5891℃である。 Also, Tout ′ at the measurement point p3 (b) is Tout ′ (b), and Tout ′ (b) corresponding to Tout1 to Tout3 is Tout′1 (b), Tout′2 (b), Tout′3. (B). At this time, Tout′1 (b) is 27.1235 ° C., Tout′2 (b) is 32.0617, and Tout′3 (b) is 35.5891 ° C.
また、測定点p3(c)におけるTout’を、Tout’(c)とし、Tout1〜Tout3に対応するTout’(c)を、Tout’1(c),Tout’2(c),Tout’3(c)とする。このとき、Tout’1(c)は28.7516℃であり、Tout’2(c)は32.8758であり、Tout’3(c)は35.8217℃である。 Further, Tout ′ at the measurement point p3 (c) is Tout ′ (c), and Tout ′ (c) corresponding to Tout1 to Tout3 is Tout′1 (c), Tout′2 (c), Tout′3. (C). At this time, Tout′1 (c) is 28.7516 ° C., Tout′2 (c) is 32.8758, and Tout′3 (c) is 35.8217 ° C.
また、測定点p3(d)におけるTout’を、Tout’(d)とし、Tout1〜Tout3に対応するTout’(d)を、Tout’1(d),Tout’2(d),Tout’3(d)とする。このとき、Tout’1(d)は28.371℃であり、Tout’2(d)は32.6855であり、Tout’3(d)は35.8983℃である。 Further, Tout ′ at the measurement point p3 (d) is Tout ′ (d), and Tout ′ (d) corresponding to Tout1 to Tout3 is Tout′1 (d), Tout′2 (d), Tout′3. (D). At this time, Tout′1 (d) is 28.371 ° C., Tout′2 (d) is 32.6855, and Tout′3 (d) is 35.8893 ° C.
上述のとおり、第1温度Tb,第2温度Tp,環境温度Toutの値または環境相当温度Tout’の値から、a,c,dの各値を求め、d/(1−a−c)の演算によって、深部温度Tcを求めることができる。 As described above, each value of a, c, d is obtained from the value of the first temperature Tb, the second temperature Tp, the environmental temperature Tout or the value of the environmental equivalent temperature Tout ′, and d / (1-ac). The deep temperature Tc can be obtained by calculation.
環境温度Toutを使用して求められた深部温度Tc1は、36.9999であった。真の深部温度は37℃であることから、測定誤差は、わずかに0.0001℃である。 The deep temperature Tc1 obtained using the environmental temperature Tout was 36.9999. Since the true deep temperature is 37 ° C., the measurement error is only 0.0001 ° C.
環境相当温度Tout’(a)を使用して求められた深部温度Tc2は、36.9999であり、Tc1と同様に、高精度な測定結果が得られた。 The deep temperature Tc2 obtained using the environment equivalent temperature Tout '(a) was 36.9999, and a high-precision measurement result was obtained as in the case of Tc1.
環境相当温度Tout’(b)を使用して求められた深部温度Tc3は、36.9998であった。高精度な測定結果ではあるが、測定誤差は0.0002℃であり、Tc1,Tc2に比べて、測定誤差は拡大されている。 The deep temperature Tc3 obtained using the environment equivalent temperature Tout ′ (b) was 36.9998. Although it is a highly accurate measurement result, the measurement error is 0.0002 ° C., which is larger than Tc1 and Tc2.
環境相当温度Tout’(c)を使用して求められた深部温度Tc4は、36.9996であった。高精度な測定結果ではあるが、測定誤差は0.0004℃であり、Tc1〜Tc3に比べて、測定誤差は拡大されている。 The deep temperature Tc4 obtained using the environment equivalent temperature Tout ′ (c) was 36.9996. Although it is a highly accurate measurement result, a measurement error is 0.0004 degreeC, and the measurement error is expanded compared with Tc1-Tc3.
環境相当温度Tout’(d)を使用して求められた深部温度Tc5は、36.9996(Tc4と同じ値)であった。高精度な測定結果ではあるが、測定誤差は0.0004℃であり、Tc1〜Tc3に比べて、測定誤差は拡大されており、また、Tc4と同じ精度である。 The deep temperature Tc5 obtained using the environment equivalent temperature Tout ′ (d) was 36.9996 (the same value as Tc4). Although it is a highly accurate measurement result, the measurement error is 0.0004 ° C., which is larger than Tc1 to Tc3, and has the same accuracy as Tc4.
以上の測定結果から、まず、環境相当温度Tout’を測定するための第3温度センサー55を、第1測定点p3(a)〜第4測定点p3(d)のいずれに設置した場合でも、かなり高精度な深部温度Tcの測定が可能であることがわかった。
From the above measurement results, first, regardless of whether the
また、第3温度センサー55を、測定点p3(a)に設置したとき、環境温度Toutを直接的に実測した場合と同等の、最も高い測定精度が実現されることがわかった。この点ついては、以下の理由が考えられる。まず、上記の第1算出式(式(1))は、環境温度Tout(環境相当温度Tout’)が、深部温度Tcに等しいという条件の下で、補正演算によって導き出される。つまり、補正演算式における条件の仮定上、Tout(Tout’)=Tcとされることから、実際に測定された環境相当温度Tout’が、環境温度Toutと若干、異なっていることは、補正演算上、特に影響がない。但し、補正演算式は、基材における温度分布が、環境温度Toutに対して線形であることを前提としているため、演算に使用する環境温度Tout’の値と、実際の環境温度Toutとの差が拡大した場合には、基材における温度分布が環境温度Toutに対して線形であるという前提が満足されなくなる可能性があり、この場合には、深部温度の測定結果に誤差が生じる。この観点から、環境相当温度Tout’と環境温度Toutとの差は、小さい方がよい。
Further, it was found that when the
ここで、測定点p3(a)は、基材40の側面の頂部付近に位置しており、他の測定点と比較して、被測定体6から最も遠い位置にある。よって、測定点p3(a)に設置された第3温度センサー55は、被測定体6と環境7との間に生じる熱流の影響を受けにくく、よって、その分、環境相当温度Tout’と環境温度Toutとの差を抑制することができる。したがって、深部温度Tcの測定誤差が最も小さくなったものと考えられる。
Here, the measurement point p <b> 3 (a) is located near the top of the side surface of the
同様に、測定点p3(b)と測定点p3(c)とを比較したとき、測定点p3(c)の方が、熱源としての、被測定体6の深部4に近くに位置している。よって、第3温度センサー55を、測定点p3(c)に設置したときには、第3温度センサー55は、測定体6と環境7との間に生じる熱流の影響を、より受け易い。よって、その分、測定誤差が拡大されるものと考えられる。
Similarly, when the measurement point p3 (b) and the measurement point p3 (c) are compared, the measurement point p3 (c) is located closer to the
また、測定点p3(d)は、基材40の内部(中央部付近)に位置している。基材40の第1面SR1からの距離については、測定点p3(b)と同じであるが、基材40の側面までの距離が異なっている。つまり、第3温度センサー55を、測定点p3(b)に設置したときと、測定点p3(d)に設置したときとでは、環境7との熱交換の容易性に差が生じる。つまり、測定点p3(d)は、基材40の内部に位置していることから、環境7との間の熱交換という点では、不利である。したがって、第3温度センサー55を、測定点p3(d)に設置して得られる深部温度Tc5の測定精度は、Tc1〜Tc3に比べて低下する。
Further, the measurement point p3 (d) is located inside the base material 40 (near the center). The distance from the first surface SR1 of the
よって、環境相当温度Tout’を測定するための第3温度センサー55は、測定体6と環境7との間に生じる熱流の影響を受けにくく、かつ、環境7との熱交換が行われ易い地点に設置するのが好ましいことがわかる。具体的には、基材40の内部よりも外表面上に設置するのが好ましい。例えば、第3温度センサー55は、基材40の側面付近に設置することができる。また、第3温度サンサ−55は、被測定体6から遠い位置に配置するのが好ましい。例えば、第3温度センサー55は、基材40の側面の頂部付近に設置するのが、最も好ましい(但し、これに限定されるものではない)。
Therefore, the
図12の例では、第1温度Tbを測定するための第1測定点p1ならびに第2温度Tpを測定するための第2測定点p2を固定した上で、第3温度Tout’を測定するための第3測定点の位置を変化させていた。 In the example of FIG. 12, the first measurement point p1 for measuring the first temperature Tb and the second measurement point p2 for measuring the second temperature Tp are fixed, and then the third temperature Tout ′ is measured. The position of the third measurement point was changed.
次に、第3測定点p3を固定した上で、第1測定点p1ならびに第2測定点p2の位置を変化させた場合についての実験例について説明する。この実験例によって、深部温度Tcの測定に際して、第1測定点p1ならびに第2測定点p2が、基材40において、どのような位置にあっても、十分に高精度な深部温度Tcの測定結果が得られることが明らかとなる。
Next, an experimental example in the case where the positions of the first measurement point p1 and the second measurement point p2 are changed after fixing the third measurement point p3 will be described. According to this experimental example, when the depth temperature Tc is measured, the measurement result of the depth temperature Tc is sufficiently accurate regardless of the position of the first measurement point p1 and the second measurement point p2 on the
以下、環境温度Toutを3段階で変化させたときの、第1温度Tbおよび第2温度Tpのデータ例と、そのデータ例に基づいて算出された深部温度の例(算出結果例)について、図13〜図18を用いて説明する。なお、以下の例では、環境温度Toutを、例えば、大気中に設けた大気温度センサー54で3回、測定して、環境温度Toutn(n=1,2,3)を得ている。
Hereinafter, a data example of the first temperature Tb and the second temperature Tp when the environmental temperature Tout is changed in three stages, and an example of a deep temperature calculated based on the data example (an example of a calculation result) are shown in FIG. This will be described with reference to FIGS. In the following example, the environmental temperature Tout is measured three times by, for example, the
(図13の例)
図13は、深部温度の算出結果の一例を示す図である。図13では、被測定体6として人体を想定しており、深部4の温度Tcを37℃に設定している。この実験では、表層部5に相当する構造体の材料として、ポリ塩化ビニール(PVC)を使用している。ポリ塩化ビニールの熱伝導率は、0.144283(W/m・K)である。
(Example of FIG. 13)
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the deep temperature. In FIG. 13, a human body is assumed as the body to be measured 6, and the temperature Tc of the
この表層部5に相当するPVC構造体(直方体)の厚みは20mmに設定している。また、このPVC構造体の上面の中央に、シリコンゴムで構成され、かつ、円柱形状を有する基材40を設けている。シリコンゴムの熱伝導率は、0.05(W/m・K)である。
The thickness of the PVC structure (a rectangular parallelepiped) corresponding to the
また、基材40の断面は円形状であり、その円の直径は20mmである。また、基材40の高さは2mmである。第1温度センサー50と第2温度センサー52は、基材40の底面(つまり接触面)SR1に垂直な垂線L1上にある2点(第1測定点と第2測定点)の位置に設けられている。第1温度センサー50と第2温度センサー52との距離は2mmである。つまり、第1測定点は、基材40の底面(接触面)SR1上に設定されており、第2測定点は、基材40の上面SR2上に設定されている。
Moreover, the cross section of the
また、図13の例において、環境(大気)7における熱伝達係数(大気の熱の移動度に比例する定数)は、0.01W/m2・Kに設定されている。環境温度(第3温度)Tout、第1温度Tbならびに第2温度Tpは、n回測定される。本例では、3回の温度測定を実行する。よって、nは、1,2,3のいずれかである。 In the example of FIG. 13, the heat transfer coefficient in the environment (atmosphere) 7 (a constant proportional to the heat mobility of the atmosphere) is set to 0.01 W / m 2 · K. The environmental temperature (third temperature) Tout, the first temperature Tb, and the second temperature Tp are measured n times. In this example, three temperature measurements are performed. Therefore, n is either 1, 2, or 3.
Tout1は、23℃であり、Tout2は30℃であり、Tout3は35℃である。Tb1は、29.2884℃であり、Tb2は、33.1442℃であり、Tb3は、35.8983℃である。Tp1は、27.4605℃であり、Tp2は、32.2303℃であり、Tb3は、35.6327℃である。 Tout1 is 23 ° C., Tout2 is 30 ° C., and Tout3 is 35 ° C. Tb1 is 29.2884 ° C., Tb2 is 33.1442 ° C., and Tb3 is 35.8983 ° C. Tp1 is 27.4605 ° C., Tp2 is 32.2303 ° C., and Tb3 is 35.6327 ° C.
測定(算出)された深部温度は、36.99986℃であり、実際の深部温度Tc(=37℃)と比較して、わずかの誤差しか含まない。つまり、小型化された基材40を用いて、極めて高精度に深部温度を測定できることがわかった。
The measured (calculated) depth temperature is 36.99986 ° C., and includes a slight error compared to the actual depth temperature Tc (= 37 ° C.). That is, it was found that the deep part temperature can be measured with extremely high accuracy using the downsized
(図14の例)
図14は、深部温度の算出結果の他の例を示す図である。図14の例における測定環境や測定条件は、基本的には、図13の例と同じである。但し、図14の例では、第1温度センサー50および第2温度センサー52が、基材40の側面上、かつ、垂線L2上に設けられている。第1温度センサー50および第2温度センサー52との距離は、2mmである。
(Example of FIG. 14)
FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the calculation result of the deep temperature. The measurement environment and measurement conditions in the example of FIG. 14 are basically the same as in the example of FIG. However, in the example of FIG. 14, the
Tout1は、23℃であり、Tout2は30℃であり、Tout3は35℃である。Tb1は、28.7516℃であり、Tb2は、32.8758℃であり、Tb3は、35.8217℃である。Tp1は、26.2482℃であり、Tp2は、31.6241℃であり、Tb3は、35.464℃である。 Tout1 is 23 ° C., Tout2 is 30 ° C., and Tout3 is 35 ° C. Tb1 is 28.7516 ° C., Tb2 is 32.8758 ° C., and Tb3 is 35.8217 ° C. Tp1 is 26.4822 ° C, Tp2 is 31.6241 ° C, and Tb3 is 35.464 ° C.
測定(算出)された深部温度は、37.00000℃であり、実際の深部温度Tc(=37℃)と比較して、誤差は認められなかった。つまり、小型化された基材40を用いて、極めて高精度に深部温度を測定できることがわかった。
The measured (calculated) depth temperature was 37.00000 ° C., and no error was observed compared to the actual depth temperature Tc (= 37 ° C.). That is, it was found that the deep part temperature can be measured with extremely high accuracy using the downsized
(図15の例)
図15は、深部温度の算出結果の他の例を示す図である。図15の例における測定環境や測定条件は、基本的には、前掲の例と同じである。但し、図15の例では、第1温度センサー50は、基材40の接触面SR1の中心付近に設けられ、また、第2温度センサー52は、基材40の側面上に設けられている。
(Example of FIG. 15)
FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the calculation result of the deep temperature. The measurement environment and measurement conditions in the example of FIG. 15 are basically the same as in the above example. However, in the example of FIG. 15, the
Tout1は、23℃であり、Tout2は30℃であり、Tout3は35℃である。Tb1は、29.2884℃であり、Tb2は、33.1442℃であり、Tb3は、35.8983℃である。Tp1は、26.2482℃であり、Tp2は、31.6241℃であり、Tb3は、35.464℃である。 Tout1 is 23 ° C., Tout2 is 30 ° C., and Tout3 is 35 ° C. Tb1 is 29.2884 ° C., Tb2 is 33.1442 ° C., and Tb3 is 35.8983 ° C. Tp1 is 26.4822 ° C, Tp2 is 31.6241 ° C, and Tb3 is 35.464 ° C.
測定(算出)された深部温度は、37.00000℃であり、実際の深部温度Tc(=37℃)と比較して、誤差は認められなかった。つまり、小型化された基材40を用いて、極めて高精度に深部温度を測定できることがわかった。
The measured (calculated) depth temperature was 37.00000 ° C., and no error was observed compared to the actual depth temperature Tc (= 37 ° C.). That is, it was found that the deep part temperature can be measured with extremely high accuracy using the downsized
(図16の例)
図16は、深部温度の算出結果の他の例を示す図である。図16の例における測定環境や測定条件は、基本的には、前掲の例と同じである。但し、図16の例では、第1温度センサー50は、基材40の上面SR2上に設けられている。第2温度センサー52は、基材40の側面上に設けられている。第2温度センサー52は、第1温度センサー50を通り、かつ、接触面SR2に平行な直線L3上に設けられている。つまり、第1温度センサー50と第2温度センサー52は、横一線の位置にある。
(Example of FIG. 16)
FIG. 16 is a diagram illustrating another example of the calculation result of the deep temperature. The measurement environment and measurement conditions in the example of FIG. 16 are basically the same as in the above example. However, in the example of FIG. 16, the
Tout1は、23℃であり、Tout2は30℃であり、Tout3は35℃である。Tb1は、28.7516℃であり、Tb2は、32.8758℃であり、Tb3は、35.8217℃である。Tp1は、26.2482℃であり、Tp2は、31.6241℃であり、Tb3は、35.464℃である。 Tout1 is 23 ° C., Tout2 is 30 ° C., and Tout3 is 35 ° C. Tb1 is 28.7516 ° C., Tb2 is 32.8758 ° C., and Tb3 is 35.8217 ° C. Tp1 is 26.4822 ° C, Tp2 is 31.6241 ° C, and Tb3 is 35.464 ° C.
測定(算出)された深部温度は、37.00000℃であり、実際の深部温度Tc(=37℃)と比較して、誤差は認められなかった。つまり、小型化された基材40を用いて、極めて高精度に深部温度を測定できることがわかった。
The measured (calculated) depth temperature was 37.00000 ° C., and no error was observed compared to the actual depth temperature Tc (= 37 ° C.). That is, it was found that the deep part temperature can be measured with extremely high accuracy using the downsized
以上の実験結果から、第1温度センサー50および第2温度センサー52の相対位置関係は、特に問題とならないことがわかる。つまり、第1温度センサー50および第2温度センサー52が、熱源(被測定体の深部)を通る鉛直線上にあってもよく、また、第1温度センサー50および第2温度センサー52が、横一線の位置にあってもよい。
From the above experimental results, it can be seen that the relative positional relationship between the
すなわち、第1温度センサー50が設けられる第1測定点および第2温度センサー52が設けられる第2測定点は、基材40の外表面(上記の例でいえば、底面である瀬接触面SR1、上面SR2ならびに側面のいずれか)上、または、基材40の内部に位置する2点であればよい。但し、行列式を使用した深部温度の算出を行うためには、少なくとも、環境温度(第3温度)Tout1,Tout2,Tout3のいずれかに対応する一組のTbとTpが同じ値ではない(Tb≠Tp)という条件を満足する必要がある。すなわち、3組の第1温度Tbと第2温度Tpのうち、少なくとも1組のTbとTpに温度差が生じていることが必要である。よって、この条件を満足するように、第1ユニット100を設計する。
That is, the first measurement point where the
次に、基材40の内部における温度分布と測定結果との関係について考察する。図17(A)および図17(B)は、基材の内部における温度分布と測定結果との関係の一例を示す図である。図17(A)に示されるデータ例は、図13に示したデータ例と同じである。図17(B)は、Tout1(=23℃)における、基材40の垂線方向の温度分布を示す図である。図17(B)では、横軸が、接触面SR1を基準とした、垂線L1方向の距離であり、縦軸が、基材40の温度である。図17(B)に示されるように、基材40の温度は、熱源(被測定体6の深部4)から離れるにつれて、直線状に低下する。
Next, the relationship between the temperature distribution inside the
図17(A)のデータ例は、図17(B)に示すような、基材40の熱分布の下で深部温度を算出した結果であり、先に説明したように、極めて高精度な測定結果が得られている。
The data example of FIG. 17 (A) is a result of calculating the deep temperature under the heat distribution of the
図18(A)および図18(B)は、基材の内部における温度分布と測定結果との関係の他の例を示す図である。図18(A)の例における測定環境や測定条件は、基本的には、図17(A)の例と同じである。但し、図18(A)の例では、基材40の高さを20mmとし、図17(A)の例における基材40の高さ(2mm)の10倍としている。このように、基材40の高さを高くすると、円柱の側面の面積が増加することから、円柱状の基材40の側面からの放熱が増加する。そして、その側面からの放熱の量は、熱源(被測定体6の深部4)からの距離に対応して変化する。
18A and 18B are diagrams showing another example of the relationship between the temperature distribution inside the base material and the measurement result. The measurement environment and measurement conditions in the example of FIG. 18A are basically the same as those in the example of FIG. However, in the example of FIG. 18A, the height of the
図18(B)は、Tout1(=23℃)における、基材40の垂線方向の温度分布を示す図である。図18(B)では、横軸が、接触面SR1を基準とした、垂線L1方向の距離であり、縦軸が、基材40の温度である。図18(B)に示されるように、基材40の温度は、熱源(被測定体6の深部4)から離れるにつれて低下するが、温度分布を示す特性線は直線とはならず、曲線となる。先に説明したように、基材40の高さを高くすると、円柱の側面の面積が増加し、円柱状の基材40の側面からの放熱が増加し、そして、その側面からの放熱の量は、熱源(被測定体6の深部4)からの距離に対応して変化するからである。
FIG. 18B is a diagram showing a temperature distribution in the perpendicular direction of the
図18(A)のデータ例は、図18(B)に示すような、基材40の熱分布の下で深部温度を算出した結果である。Tout1は、23℃であり、Tout2は30℃であり、Tout3は35℃である。Tb1は、29.62274℃であり、Tb2は、33.31137℃であり、Tb3は、35.94611℃である。Tp1は、23.29526℃であり、Tp2は、30.14763℃であり、Tb3は、35.04218℃である。測定(算出)された深部温度は、37.00000℃であり、実際の深部温度Tc(=37℃)と比較して、誤差は認められなかった。つまり、基材40の内部の温度分布が、曲線で表される場合であっても、本実施形態の温度測定方法を使用すれば、極めて高精度に深部温度を測定できることがわかった。したがって、基材40の高さに制約はなく、また、接触面の面積と基材40の高さの比に関する制限もない。よって、かなり自由に、第1ユニット100を構成することができる。
The data example of FIG. 18A is a result of calculating the deep temperature under the heat distribution of the
(第2の実施形態)
本実施形態では、深部温度の算出式として、前掲の実施形態とは異なる第2の算出式を使用する。また、本実施形態では、温度の測定(温度情報の取得)を、少なくとも2回、実行する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, a second calculation formula different from the above-described embodiment is used as the deep temperature calculation formula. In this embodiment, temperature measurement (acquisition of temperature information) is performed at least twice.
図19は、第2の実施形態における、深部温度の測定方法を説明するための図である。図19に示すように、本実施形態では、第1測定と第2測定を実行し、第1測定における環境温度Tout1(ならびに第3温度Tout1’)と、第2測定における環境温度Tout2(第3温度Tout2’)とを異ならせる。 FIG. 19 is a diagram for explaining a method for measuring a deep temperature in the second embodiment. As shown in FIG. 19, in the present embodiment, the first measurement and the second measurement are performed, and the environmental temperature Tout1 (and the third temperature Tout1 ′) in the first measurement and the environmental temperature Tout2 (third) in the second measurement. Temperature Tout2 ′).
第1測定で得られた第1温度をTb1とし、第2温度をTp1とし、第3温度をTout1’とし、第2測定で得られた第1温度をTb2とし、第2温度をTp2とし、第3温度をTout2’とする。 The first temperature obtained in the first measurement is Tb1, the second temperature is Tp1, the third temperature is Tout1 ′, the first temperature obtained in the second measurement is Tb2, and the second temperature is Tp2. The third temperature is Tout2 ′.
演算部74は、第1測定で得られた第1温度Tb1および第2温度Tp1と、第2測定で得られた第1温度Tb2および第2温度Tp2と、を用いて、第2算出式による演算を実行して、深部温度Tcを算出する。前記第2算出式は、下記の式(11)によって表される。
式(11)で示される第2算出式によると、熱収支に起因する誤差成分を生じさせずに、深部温度を測定できる理由について、図20および図21を用いて説明する。 The reason why the deep temperature can be measured without causing an error component due to the heat balance will be described with reference to FIG. 20 and FIG.
図20(A)および図20(B)は、特許文献1に示される従来例において、熱収支に起因する誤差成分が生じる理由を説明するための図である。図20(A)は、従来例の温度測定部における、6点の温度(T1,T2,Tt1、T2,T4,Tt2)および熱抵抗の状態を示している。図20(B)は、図20(A)に示される温度測定部における、環境温度(第3温度)Toutと深部温度Tcと間の、熱抵抗と熱流束の状態を示している。
20A and 20B are diagrams for explaining the reason why an error component due to the heat balance occurs in the conventional example shown in
従来例では、並列に配置された2つの温度測定部を使用して、2つの熱流の系を形成している。また、環境温度(第3温度)Toutは一定であり、また、基材37の上面に設けられた第1断熱材38Aおよび第2断熱材38Bによって、温度測定部は、環境(大気)から、熱的に遮断されている。また、環境(大気)における熱伝達係数(気体中の熱の移動度に比例する定数)はnである。また、被測定体の表層部の熱抵抗をRbとし、基材37の熱抵抗をR1とし、第1断熱材38Aの熱抵抗をR2とし、第2断熱材38Bの熱抵抗をR3としている。
In the conventional example, two heat flow systems are formed using two temperature measurement units arranged in parallel. In addition, the environmental temperature (third temperature) Tout is constant, and the first
従来例では、環境温度Toutが一定であるという前提の下で、断熱材38Aと断熱材38Bとを異ならせることによって、異なる2つの熱流束を形成している。つまり、従来例では、熱流束Qb1と、熱流束Q11と、熱流束Q12との間に、Qb1=Q11=Q12という関係が成立し、また、熱流束Qb2と、熱流束Q21と、熱流束Q22との間に、Qb2=Q21=Q22という関係が成立することを前提としている。
In the conventional example, two different heat fluxes are formed by differentiating the
しかし、温度測定部の小型化が促進されると、第1の系の3点の温度(T1,T2,Tt1)ならびに第2の系における3点の温度(T2,T4,Tt2)は、環境温度(第3温度)Toutの影響を受けるようになる。よって、Qb1=Q11=Q12、ならびに、Qb2=Q21=Q22であるという前提が成立しなくなる。この場合には、従来例の算出式である式(F)の左辺は、Tc+ΔTcとなり、熱収支の差分に相当する測定誤差ΔTcが生じる。 However, when the miniaturization of the temperature measuring unit is promoted, the three temperatures (T1, T2, Tt1) of the first system and the three temperatures (T2, T4, Tt2) of the second system are The temperature (third temperature) Tout is affected. Therefore, the premise that Qb1 = Q11 = Q12 and Qb2 = Q21 = Q22 is not satisfied. In this case, the left side of the formula (F) which is the calculation formula of the conventional example is Tc + ΔTc, and a measurement error ΔTc corresponding to the difference in heat balance occurs.
つまり、特許文献1に記載される温度計では、温度測定部を、表層部に設けられた断熱材によって環境(大気)から遮断した構成となっており、したがって、熱流束は温度測定部の頂部にて終端し、環境(大気)との間の熱収支はほとんどなく、無視できるという設計思想の下で設計されている。しかし、温度計の小型化を、さらに促進した場合には、例えば、温度測定部の側面と環境(大気)との間での熱収支が顕在化し、熱収支の差分に対応する測定誤差を無視できなくなる。
That is, in the thermometer described in
図21(A)および図21(B)は、本発明の第2実施形態において、熱収支に起因する誤差成分が生じない理由を説明するための図である。図21(A)は、第2実施形態にかかる温度測定部における温度と熱抵抗の状態を示している。図21(B)は、図21(A)に示される温度測定部における、環境温度Tout1,Tout2と、深部温度Tcと間の、熱抵抗と熱流束の状態を示している。 FIGS. 21A and 21B are diagrams for explaining the reason why an error component due to the heat balance does not occur in the second embodiment of the present invention. FIG. 21A shows the state of temperature and thermal resistance in the temperature measurement unit according to the second embodiment. FIG. 21B shows the state of thermal resistance and heat flux between the environmental temperatures Tout1 and Tout2 and the deep temperature Tc in the temperature measurement unit shown in FIG.
本実施形態では、少なくとも2回の温度測定(温度情報の取得)を実行し、各温度測定では、環境温度Toutの値を異ならせている(Tout1≠Tout2)。環境温度を異にして、2回の温度測定を実行したとき、第1測定では、始端を被測定体の深部4とし、終端を環境(大気等)とする第1の熱流束の系が構成されることになる。また、第2測定では、始端を被測定体の深部とし、終端を環境(大気等)とする第2の熱流束の系が構成される。環境温度Toutは、各系で異なることから、各系の熱流束は互いに異なる熱流束である。
In the present embodiment, temperature measurement (acquisition of temperature information) is performed at least twice, and the value of the environmental temperature Tout is different in each temperature measurement (Tout1 ≠ Tout2). When two temperature measurements are performed at different environmental temperatures, the first measurement has a first heat flux system in which the start end is the
また、環境(大気)7における熱伝達係数(気体中の熱の移動度に比例する定数)はnである。第1温度はTb1(あるいはT1),Tb2(あるいはT3)である。また、第2温度はTp1(あるいはT2),Tp2(あるいはT4)である。被測定体6の表層部5における熱抵抗はRbであり、基材40の熱抵抗はR1である。また、図21(B)に示されるように、第1の系においては、熱流束Qb1と、熱流束Q11と、熱流束Qa1が生じている。第2の系においては、熱流束Qb2と、熱流束Q21と、熱流束Qa2が生じている。
The heat transfer coefficient in the environment (atmosphere) 7 (a constant proportional to the heat mobility in the gas) is n. The first temperature is Tb1 (or T1), Tb2 (or T3). The second temperature is Tp1 (or T2) or Tp2 (or T4). The thermal resistance in the
これらの2つの熱流束の系では、熱流束の終端が、温度の変動が許容されている環境7であることから、従来例において問題となる熱収支の差分という概念が生じない。つまり、その熱収支も含めて、環境温度Tout(ならびに第3温度Tout’)が一義的に定まる(適宜、変動する)というだけである。
In these two heat flux systems, since the end of the heat flux is the
また、使用している基材40の熱伝導率(つまり熱抵抗)は、第1の熱流束の系、第2の熱流束の系で同じである。つまり、熱抵抗の分布は、第1の系と第2の系との間で、何ら変化しない。よって、基材に第1測定点と第2測定を設定したとき、(第1測定点と第2測定点の温度の差)/(被測定体の深部温度Tcと第1測定点の温度の差)は、第1の熱流束の系、第2の熱流束の系ともに同じである。よって、下記の式が成立する。
第2算出式(式(11))は、形式的には従来例における算出式(式(F))と同じように見えるが、第2算出式(式(11))は、従来例の算出式(式(F))とは、根本的に異なる算出式である。つまり、第2算出式(式(11))は、環境を終端とする2つの熱流束の系から得られたデータに基づいて、基材における熱抵抗の比が同じであるという観点から導き出される算出式であり、根本的に異なるものである。 The second calculation formula (Formula (11)) looks formally the same as the calculation formula (Formula (F)) in the conventional example, but the second calculation formula (Formula (11)) is the calculation of the conventional example. The formula (formula (F)) is a fundamentally different calculation formula. That is, the second calculation formula (formula (11)) is derived from the viewpoint that the ratio of the thermal resistance in the substrate is the same based on the data obtained from the system of two heat fluxes that terminate in the environment. This is a calculation formula and is fundamentally different.
なお、本実施形態では、環境温度Tout(ならびに第3温度Tout’)は、深部温度Tcの算出自体には直接的には関係しない。但し、上述のとおり、第1測定におけるTout1(ならびにTout1’)と、第2測定におけるTout2(ならびにTout2’)とは異なっている必要があり、Tout1=Tout2(Tout1’=Tout2’)であるときは、正確な深部温度の算出ができない。 In the present embodiment, the environmental temperature Tout (and the third temperature Tout ′) is not directly related to the calculation of the deep temperature Tc itself. However, as described above, Tout1 (and Tout1 ′) in the first measurement needs to be different from Tout2 (and Tout2 ′) in the second measurement, and Tout1 = Tout2 (Tout1 ′ = Tout2 ′). Cannot accurately calculate the deep temperature.
よって、第3温度センサー55で測定された、Toutに相当する第3温度Tout’は、算出可能条件(第1測定と第2測定における環境温度(つまり第3温度)が異なるという条件)が満足されているかを確認するために、つまり、演算の可否の判断に使用することができる。
Therefore, the third temperature Tout ′ corresponding to Tout measured by the
図22(A)および図22(B)は、第2実施形態における、深部温度の測定手順と、第2実施形態における深部温度の算出結果例を示す図である。まず、温度データが取得される(ステップS40)。温度データには、第1測定で得られた第1温度Tb1、第2温度Tp1、第3温度Tout1’と、第2測定で得られた第1温度Tb2、第2温度Tp2、第3温度Tout2’(≠Tout1’)と、が含まれる。次に、第2算出式を用いて、深部温度Tcを演算する(ステップS50)。 FIG. 22A and FIG. 22B are diagrams illustrating a measurement procedure of the depth temperature in the second embodiment and an example of a calculation result of the depth temperature in the second embodiment. First, temperature data is acquired (step S40). The temperature data includes the first temperature Tb1, the second temperature Tp1, and the third temperature Tout1 ′ obtained by the first measurement, and the first temperature Tb2, the second temperature Tp2, and the third temperature Tout2 obtained by the second measurement. '(≠ Tout1'). Next, the deep temperature Tc is calculated using the second calculation formula (step S50).
図22(B)は、第2実施形態における深部温度の算出結果例を示す図である。ここでは、図13に示される測定環境を使用する。第1測定における第3温度(環境相当温度)Tout1’が23℃のとき、第1温度Tb1は28.371℃であり、第2温度Tp1は26.2482℃となる。第2測定における環境相当温度(第3温度)Tout2’が30℃のとき、第1温度Tb2は32.6855℃であり、第2温度Tp2は31.6241℃となる。熱源となる深部温度Tcは37℃に設定されている。この深部温度に対する算出結果は37.00000であり、誤差は生じなかった。よって、本実施形態によれば、極めて高精度に、深部温度を測定できることがわかった。 FIG. 22B is a diagram illustrating an example of the calculation result of the deep temperature in the second embodiment. Here, the measurement environment shown in FIG. 13 is used. When the third temperature (environment equivalent temperature) Tout1 'in the first measurement is 23 ° C, the first temperature Tb1 is 28.371 ° C and the second temperature Tp1 is 26.482 ° C. When the environment equivalent temperature (third temperature) Tout2 'in the second measurement is 30 ° C, the first temperature Tb2 is 32.6855 ° C and the second temperature Tp2 is 31.6241 ° C. The deep temperature Tc serving as a heat source is set to 37 ° C. The calculation result for this deep temperature was 37.00000, and no error occurred. Therefore, according to the present embodiment, it has been found that the deep temperature can be measured with extremely high accuracy.
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、より高精度な深部温度の測定が可能となる。また、温度測定部の小型化と、高精度な測定とを両立することができる。 As described above, according to at least one embodiment of the present invention, it is possible to measure the deep temperature more accurately. In addition, it is possible to achieve both miniaturization of the temperature measurement unit and high-accuracy measurement.
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。 Although several embodiments have been described above, it is easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once together with a different term having a broader meaning or the same meaning in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings.
4 深部、5 表層部、6 被測定体(人体等)、7 環境(周囲媒体、環境媒体)、8 剥離テープ、9 粘着層、10 貼付構造(粘着テープ)、20a,20b 断熱材、40 基材、43 温度測定部、50 第1温度センサー、52 第2温度センサー、55 第3温度センサー、100 第1ユニット、200 第2ユニット。 4 deep part, 5 surface layer part, 6 object to be measured (human body, etc.), 7 environment (ambient medium, environmental medium), 8 peeling tape, 9 adhesive layer, 10 adhesive structure (adhesive tape), 20a, 20b heat insulating material, 40 bases Material, 43 temperature measurement unit, 50 first temperature sensor, 52 second temperature sensor, 55 third temperature sensor, 100 first unit, 200 second unit.
Claims (3)
前記基材の外表面上または内部の第1測定点における第1温度を測定するための第1温度センサーと、
前記基材の外表面上または内部であって、かつ前記第1測定点とは異なる第2測定点における第2温度を測定するための第2温度センサーと、
前記基材の外表面上または内部であって、かつ前記第1測定点と前記第2測定点とは異なる第3測定点における第3温度を測定するための第3温度センサーと、
前記温度の測定を実行するタイミングを決めるタイミング制御情報を入力するタイミング制御情報入力部と、
を備え、
前記タイミング制御情報が入力される毎に、前記温度の測定を実行させることが可能で、
前記第1温度、前記第2温度、および前記第3温度に基づいて、前記被測定体の深部温度を求める、
ことを特徴とする温度測定装置。 A base material that can come into contact with the object to be measured;
A first temperature sensor for measuring a first temperature at a first measurement point on or inside the outer surface of the substrate;
A second temperature sensor for measuring a second temperature on or inside the outer surface of the substrate and at a second measurement point different from the first measurement point;
A third temperature sensor for measuring a third temperature at a third measurement point on or inside the outer surface of the substrate and different from the first measurement point and the second measurement point;
A timing control information input unit for inputting timing control information for determining timing for performing the temperature measurement;
With
Each time the timing control information is input, the temperature can be measured.
Said first temperature, said second temperature, and on the basis of the third temperature, determine the core temperature of the object to be measured,
A temperature measuring device characterized by that.
複数の時間帯において前記温度の測定を実行させ、
前記温度の測定によって得られたデータの平均演算によって、前記各時間帯の前記第1温度、前記第2温度および前記第3温度を決定し、
前記決定された各時間帯の前記第1温度、前記第2温度、および前記第3温度を用いて、前記深部温度を求める、
ことを特徴とする温度測定装置。 The temperature measuring device according to claim 1,
Performing the temperature measurement in a plurality of time zones;
Determining the first temperature, the second temperature, and the third temperature in each time period by averaging the data obtained by measuring the temperature;
Using the first temperature, the second temperature, and the third temperature in each determined time period, the deep temperature is obtained.
A temperature measuring device characterized by that.
前記第3温度を変化させることができる第3温度調整部をさらに備え、
前記第1温度センサー、前記第2温度センサー、および前記第3温度センサーによる1回の測定が終了する毎に、前記第3温度調整部によって前記第3温度を変化させる、
ことを特徴とする温度測定装置。 The temperature measuring device according to claim 1,
A third temperature adjusting unit capable of changing the third temperature;
Each time the measurement by the first temperature sensor, the second temperature sensor, and the third temperature sensor is completed, the third temperature is changed by the third temperature adjustment unit.
A temperature measuring device characterized by that.
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