JPS5977309A - 接触センサ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は各種のセンサーが被測定物体に確実に接触し
ているか否かを検出する為の接触センサーにかんするも
のである。

例えば生体組織にセンサーを当てて測定を行うような機
器即ち組織分光分析装置、血中酸素濃度測定装置などの
場合第１図のようにプローブ（１）を皮膚表面（２）に
押しあてて測定をおこなう。ところがこの場合プローブ
（１）が皮膚表面（２）に確実に接触しているかどうか
を検知するには、プローブに接触スイッチを取りつけ、
プローブを押し当てたことによる圧力を機械的変位とし
て検知する方法が一般的に行われている。

しかしこの方法では機械式スイッチを使用しているため
接触検知対象に対して機械的圧力が加わる。したがって
皮膚表面がある程度以」二の圧力で押される結果血流が
止められたり、血行が悪くなることによって測定対象の
状態が変化してしまう欠点があった。

この発明は圧力を加えることなく、プローブが被測定対
象に接触していることを検知するセンサーであり、熱導
体と発熱体及び温度検知器から構成され、熱導体の温度
を一定にコントロールして熱導体が温度差のある他の被
測定物体に接触することにより生ずる熱流によって熱導
体より奪われるか又は供給される熱量変化を発熱体に供
給するエネルギーの変化として感知するものである。

以下図面を参照して本発明の実施例をせつめいする７、 第１図は本発明の接触センサーの実施例を示す断面図で
あり、円柱状の熱良導体（６）の一端に温度センサー（
７）が挿入されており、熱良導体（６）にはヒーター線
（５）が巻き付けられ、その上に熱絶縁を兼ねた被覆（
４）がもうけられている。この接触センサーは第２図の
ような温度制御回路に接続される。

温度センサー・（７）は温度により抵抗値が変化するが
温度センサー回路（８）に直列に抵抗Ｒが接続されてい
るので抵抗値の変化は電圧Ｖｔの変化に変換され、差動
回路（１２）によって温度設定電圧Ｖｒとの差△Ｖが検
出され、ヒーター制御回路（１１）ま△Ｖに応じてヒー
ター電圧Ｖ　ｈを△■が０になる方向に変化さぜる１、
このようなフィードバックループによってこの接触セン
サーの熱良導体（６）の温度が一定に保たれる。この接
触センサーを生体組織にもちいる場合、通常人間の体温
は３６゛ｃ付近であり皮膚表面を４２°Ｃ程度に熱して
も殆ど影響を受けないので、接触センサーの熱良導体（
６）を４２°Ｃ程度に保ち、プローブとともに皮膚表面
に接触させる。熱良導体の端面〕０）が空気に接してい
る時はヒーター電流は少なくてよいが、端面が皮膚表面
に接触すると熱が皮膚に奪われる為熱良導体の温度を一
定に保つ為にはより多くの熱エネルギーを良導体に供給
することが必要となり、したがってヒーター電流、ヒー
ター電圧が上昇する。すなわちヒーター電圧ｖｈをモニ
ターすることによって端面（１０）が空気に接している
か、他の物体に接しているかを区別することができる。

以上は生体組織に対してプローブとともに用いる場合を
説明したが、この接触センサーは単独で接触センサーと
して用いることができるのは勿論であり、また熱良導体
の温度を被接触物体の温度より低くして用いることもで
きることは勿論である。また熱良導体の形は円柱のみで
なく、円筒状あるいは円板状など任意の形状のものが使
用できる。

実施例 熱良導体として直径５ｍｍの銅棒を用いヒーター線には
コンスタンクン線を巻き、サーミスターを温度センサー
として接触センサーをつくり、熱良導体の温度を４２°
Ｃに保ち、これを手及び指に接触してヒーター電流の変
化を測定した。その結果は第４図に示す通りであり、接
触前はヒーター電圧は１．６Ｖであったが手と接触した
Ａ点から１〜２秒で変化が表れ約２．０■に上昇し、接
触を離すとＢ点からもとの電流になった。これは指に接
触さぜた時（Ｃ，ｌ）点）も同じであった。

以上詳しく説明したように本発明のせつしよくセンサー
は被測定物体とセンサーの間の熱流を利用して被測定物
体とセンサーとの接触を検出するので従来の機械式セン
サーとことなり被測定物体になんらの力を加えずに接触
したことを検知できる有効なものでＭ　Ｅ機器などに用
いて最適のものである３、

【図面の簡単な説明】

第１図はプローブを皮膚表面に当てた時の状態を示す正
面図、第２図は本発明の実施例を示す接触センサーの断
面図、第３図は温度制御回路の配線図、第４図は本発明
の接触センサーを用いた実験結果を示すグラフである１
、 （１）・・・プローブ、　　　（２）・・・皮膚表面、
（４）・・被覆、　　　　　（５）・・ヒーター線、（
６）・・・熱良導体、　　　（７）・・・サーミスター
、（８Ｌ　［９）・・・配線、　　　（１０）・・端面
、（１１）・・・ヒーター制御回路、　（１２）・・・
差動回路、Ｖ　ｈ・・・ヒー・ター電圧、Ｖｔ・・・サ
ーミスター電圧、Ｖｒ・・・温度設定電圧、 Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄ・・・手及び指の接触点と離脱
点。 代理人　　１）中　理　夫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱良導体とそれを加熱するヒーター及び温度検知
   器により構成され、該熱良導体の温度を一定に制御する
   制御回路を有し、熱良導体の端面が温度差のある他の物
   体に接触する時生ずる熱流によって熱が熱良導体より奪
   われるか又は供給されるかの熱量変化を熱良導体にヒー
   ターから供給するエネルギーの変化として感知すること
   を特徴とする接触センサー。
2. （２）温度検知器としてサーミスターを使用し、熱良導
   体へ供給するエネルギーの変化をヒーターに負荷する電
   圧の変化として検出することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の接触センサー２．