KR100378358B1 - 체온측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체온센서의 종류를 자동적으로 판별하여 해당 접속부로 연결시켜 체온을 측정하는 장치로서, 외형의 크기가 같고 단자수가 다른 제1형 플러그와 제2형플러그를 각각 갖는 제1형 및 제2형 체온센서에 대해, 단자수가 많은 제2형체온센서의 플러그 단자와 각각 대응되는 3 개의 콘택트 단자를 제1형 플러그와 제2형 플러그 겸용으로서 플러그 접속부에 마련하고, 스위치수단이 구비되어 제어신호로부터 콘택트단자를 해당 증폭기에 연결시키고, 소정의 신호를 선택된 하나의 콘택트단자에 인가하여 단자 사이의 단락유무를 판별하여 스위치수단의 제어신호로 인가하는 체온센서 판별수단, 다른 하나의 선택된 콘택트단자에 소정의 신호로 인가하여 플러그의 단자와 이 콘택트단자와의 접촉유무를 판단하여 신호처리부의 삽입상태 판별신호로 제공하는 삽입상태 확인수단을 구비하는 점에 특징이 있고, 그 결과 하나의 플러그 접속부에 의해 장비가 소형화 되고, 체온센서의 종류에 관계없이 체온측정이 자동적으로 이루어짐으로써, 체온센서의 식별오류에 의한 체온측정의 오류가 발생되지 않고, 체온센서의 접속이 정확하게 이루어진 상태에서만 체온이 측정됨으로써, 체온의 측정의 정확성이 보다 향상된다.

Description

체온측정 장치

본 발명은 체온측정장치에 관한 것으로서, 체온센서의 종류를 자동적으로 판별하여 해당 접속부로 연결시키도록 하는 체온센서 판별수단을 구비한 체온측정장치에 관한 것이다.

체온측정장치는 써미스터(thermister)와 같이 열에 의해 저항이 변화하는 감열소자를 체온센서로서 이용하여 체온을 측정하는 장치이다.

일반적인 감열소자의 온도 대 저항특성은 지수함수 곡선을 나타낸다. 이와 같은 감열소자를 사용하는 체온센서는 크게 두종류가 사용되는데 단일형 체온센서(이하, 제1형 체온센서라 한다)는 하나의 감열소자를 내장하기 때문에 선형적인 온도대 전압특성을 얻기 위해 감열소자의 온도 대 저항특성에 반비례하는 보상기법 등에 의한 선형보상을 해주어야 한다. 그러나 이중형 체온센서(이하 제2형체온센서라 한다)의 경우에는 선형보상이 필요 없도록 두 개의 감열소자를 사용함으로써 선형특성을 곧바로 얻게 된다. 따라서 각 체온센서로부터의 체온정보를 독립적으로 처리하여야 한다.

제2형 체온센서는 정밀도에서 제1형 체온센서보다 우수하나, 고가의 감열소자에 의한 추가비용 때문에 온도의 선형보상을 필요로하는 제1형 체온센서와 함께 널리 이용되고 있다.

한편, 이들 체온센서를 체온측정장치의 본체에 접속하기 위한 플러그 및 접속단자 형상 역시 사용목적에 따라 다양하게 제공되고 있고, 일반적으로 가장 많이 사용되는 플러그 및 접속단자는 오디오 용으로 이용되는 1/4인치 폰 플러그 (phone plug) ) 및 폰 잭(phone jack)이다. 또한, 본체는 제1형 체온센서와 제2형 체온센서가 함께 공급되어 있기 때문에 일반적으로 두 개의 체온센서 모두에 대해서 체온측정이 가능하도록 구성된다.

도 1은 종래의 체온측정장치를 개략적 나타내 보인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 체온측정장치는 제1형 체온센서(1)와 제2형 체온센서(2)를 같이 사용할 수 있도록, 본체 입구에 제1형 체온센서(1)의 플러그(3)에 대응하는 제1플러그 접속부(4) 및 제2형 체온센서(2)의 플러그(5)에 대응하는 제2플러그 접속부(6)가 각각 분리되어 마련되고, 제1플러그 접속부(4)에 마련된 접속단자(4a, 4b)가 비선형증폭기(7)와 연결되고, 제2 플러그 접속부(6)에 마련된 접속단자(6a, 6b, 6c)가 선형증폭기(8)에 각각 연결되어 신호처리를 독립적으로 하게 된다. 참조부호 9, 10, 11은 감열소자를 나타낸다.

이와 같이 구성된 종래의 체온측정장치는 플러그 접속부(4, 6)의 실제적 크기를 고려할 때 의료장비 소형화의 추세에 비추어 그 부피가 상당히 커지게 되고, 제1형 및 제2형 체온센서(1)(2) 각각의 플러그(3)(5)는 단자(3a, 3b, 5a, 5b, 5c) 수만 다를 뿐 외형 칫수가 동일하여 의료현장에서의 구분이 쉽지 않아, 사용할 때마다 플러그(3)(5)와 플러그 접속부(4)(6)를 확인하면서 삽입해야 하는 작업이 번거럽고, 사용자의 실수에 의한 오삽입으로 환자의 체온측정에 오류가 발생될 수 있어 의료사고를 야기시킬 위험을 안고 있다.

또한, 플러그(3)(5)와 플러그 접속부(4)(6)에 마련된 단자들은 상호 접촉된 상태에서도 비교적 작은 충격이나 힘에도 쉽게 이격될 수 있기 때문에 정확하게 플러그(3)(5)와 플러그 접속부(4)(6)가 맞물린 상태라도 환자가 움직이거나 의료요원이 처치중에 접속단자로부터 플러그(3)(5)가 약간이라도 이격될 경우 플러그(3)(5)의 단자와 접속단자의 대응접점이 이동하게 되어 체온이 잘못 측정될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 체온센서의 종류를 자동으로 판별하여 해당 접속부에 연결시킴으로써, 체온측정의 오류를 방지하면서 정확한 체온측정이 이루어 질 수 있는 체온측정장치르 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 체온측정 장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 체온측정 장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 제1형 체온센서 2: 제2형 체온센서

3: 제1플러그 5: 제2플러그

6: 플러그 접속부 7: 비선형 증촉기

8: 선형 증폭기 9, 10, 11: 감열소자

20: 체온센서 판별수단 25: 스위치 수단

29: 신호처리부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 체온측정장치는 하나의 감열소자 양측과 접속된 2 개의 단자가 제1플러그의 단부와 몸통상에 상호 분리되어 각각 마련된 제1형 체온센서, 두 개의 감열소자와 일측에서 공통으로 연결된 공통단자가 상기 제1플러그의 형상과 동일한 제2플러그의 몸통 내측에 접속되고 상기 두 개의 감열소자의 타측에서 각각 연결된 두 개의 단자가 상기 제2플러그의 몸통외측 및 단부에 순차적으로 마련되고 각 단자는 상호 분리 절연된 제2형 체온센서, 본체 내부에 상기 제1형체온센서와 접속되는 비선형증폭기와 상기 제2형 체온센서와 접속되는 선형증폭기를 포함하는 신호처리부를 구비하는 체온측정장치에 있어서, 상기 본체 입구에 상기 제1 및 제2 플러그의 단부와 접촉되도록 마련된 제1콘택트단자 및 상기 제2플러그의 몸통상에 분리된 단자들과 각각 접촉되도록 제2콘택트단자 및 제3콘택트단자가 마련되고, 상기 제3콘택트단자는 공통접지되는 플러그 접속부; 상기 제1콘택트단자와 접속되어 인가된 제어신호에 의해 상기 비선형증폭기와 상기 선형증폭기로 스위치 시켜 출력하는 스위치 수단; 상기 제2콘택트단자에 소정의 신호를 인가하면서, 상기 제1플러그의 접속에 의한 단락유무에 따라 상기 제1형체온센서와 상기 제2형체온센서를 판별하고, 상기 스위치수단에 제어신호를 출력하는체온센서 판별수단;를 구비하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 제1콘택트단자에 소정의 신호를 인가하면서, 상기 제1플러그 및 제2플러그의 단부와 접속되었는지를 판별하여, 신호처리부에 삽입상태 판단신호로 인가하는 삽입상태 확인수단;을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 체온측정장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도이다. 동일기능을 하는 요소는 동일참조부호로 표기한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체온측정장치는 제1형체온센서(1), 제2형체온센서(2), 플러그 접속부(6), 스위치수단(25), 체온센서 판별수단(20), 삽입상태 확인수단(30), A/D변환부(27)(28), 신호처리부(29)를 구성요소로 포함한다.

제1형체온센서(1)는 내장된 하나의 감열소자(9)의 양측과 제1플러그(3)의 단부 및 몸통에 각각 마련된 단자(3a)(3b)와 각각 와이어에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 단부와 몸통간에는 절연막(3e)에 의해 분리된다.

제2형체온센서(2)는 두 개의 감열소자(10)(11)가 내장되고, 제1플러그(3)의 외형 크기가 동일한 제2플러그(5)의 단부에 마련된 하나의 단자(5a)와 몸통상에 마련된 2개의 단자(5b)(5c)가 두 개의 절연막(5e)(5f)에 의해 전기적으로 분리된 3개의 단자(5a)(5b)(5c)가 마련된다. 제2플러그(5) 몸통의 안측에 마련된 단자(5c)는 두 개의 감열소자(10)(11)와 일측에서 공통으로 접속되고, 제2플러그(5) 몸통의 바깥쪽과 단부에 마련된 단자(5b)(5a) 각각은 두 개의 감열소자(10)(11)의 타측에서각각 연결된다.

플러그 접속부(6)는 외형 크기가 동일한 제1 및 제2플러그(1)(2)가 삽입될 수 있도록 본체 입구에 마련되며, 제2플러그(2)의 각 단자(5a)(5b)(5c)와 대응되는 위치에 3 개의 콘택트단자(6a)(6b)(6c)가 마련된다. 여기서, 제1콘택트 단자(6a)는 제2플러그(5)의 단부에 마련된 단자(5a)와 접촉되고, 제2콘택트단자(6b)는 제2플러그(5)의 몸통 바깥쪽에 마련된 단자(5b)에, 제3콘택트단자(6c)는 두 개의 감열소자(10)(11)가 일측에서 공통으로 접속된 제2플러그(5)의 몸통 안측에 위치된 단자(5c)와 각각 접촉된다. 여기서, 두 개의 감열소자(10)(11)의 일측에서 공통으로 연결된 단자(5c)에 대응하는 제3콘택트단자(6c)를 접지시킨다.

체온센서 판별수단(20)은 고주파 발진기(21), 제1버퍼(22), 제1전류-전압변환부(23), 제1비교부(24)를 구비한다.

고주파 발진기(21)는 고주파 교류신호를 발생시킨다. 감열소자(9, 10, 11)의 특성과 관련되어 각 증폭기(7)(8)가 직류 및 저주파 신호만을 증폭하는 소자로 구성되면 고주파 발진기(21)로부터 발생되는 고주파 교류신호는 제2콘택트단자(6b)를 통해 인가되는 감열소자(9, 11)의 체온신호와 중첩시에도 각 증폭기(7)(8)의 증폭특성에 영향을 미치지 않게 된다.

제1버퍼(22)는 인가된 고주파 교류신호로부터 그 출력단에 연결된 부하에 무관하게, 유출되는 전류를 소정의 범위내로 제어하는 일종의 정전류원 역할을 하고, 제1전류-전압 변환부(23)는 입력되는 전류를 전압신호로 변환하여 출력한다.

제1비교부(24)는 제1전류-전압 변환부(23)로부터 입력되는 전압신호와 소정의 비교기준 전압신호를 비교하여 스위치 수단(25)의 제어신호로 인가한다. 이와 같은 제1비교부(24)는 통상적인 비교기를 사용하여 제2콘택트단자(6b)와 제3콘택트단자(6c) 사이에 감열소자(9, 11)가 접속된 상태일 때 제1전류-전압 변환부(23)를 통해 출력되는 전압과 제2콘택트단자(6b)와 제3콘택트단자(6c) 사이가 단락상태일 때의 출력되는 전압 사이의 소정의 전압을 비교기준 전압신호로 설정하면 된다. 그 결과 제2콘택트단자(6b)와 제3콘택트단자(6c) 사이가 단락상태일 때 제1비교부(24)의 출력을 논리적으로 하이가 되도록 설정하게 되면, 제2콘택트단자(6b)와 제3콘택트단자(6c) 사이에 감열소자(9, 11)가 접속된 상태일 때 논리적으로 로우상태를 출력하게 된다.

스위치 수단(25)은 체온센서 판별수단(20)의 제어신호인 제1비교부(24)의 출력신호에 따라, 제1콘택트단자(6a)를 비선형증폭기(7)와 선형증폭기(8)에 선택적으로 스위치시켜 연결시킨다. 즉, 제1비교부(24)의 출력이 하이상태로 입력되면, 제1콘택트단자(6a)를 비선형 증폭기(7)와 접속되도록 스위치를 연결하고, 로우상태로 입력되면 제1콘택트단자(6a)를 선형 증폭기(8)와 접속되도록 스위치를 연결한다.

삽입상태 확인수단(30)은 고주파 발진기(21), 제2버퍼(32), 제2전류-전압 변환부(33), 제2비교부(34)를 구비한다. 고주파 발진기(21)는 고주파 교류신호를 발생시키고 체온센서 판별수단(20)과 공용으로 이용된다. 제2버퍼(32)는 인가된 고주파 교류신호로부터 그 출력단과 연결된 부하에 변동하지 않고, 유출되는 전류를 소정의 범위내로 제어하고, 제2전류-전압 변환부(33)는 입력되는 전류를 전압신호로 변환하여 출력한다.

제2비교부(34)는 제2전류-전압 변환부(33)로부터 입력되는 전압신호와 소정의 비교기준 전압신호를 비교하여 그 출력된 신호가 신호처리부(29)의 삽입상태 판단신호로 제공하게 된다. 제2비교부(34)도 제1비교부(24)와 마찬가지 방법에 의해 제1콘택트단자(6a)와 제3콘택트단자(6c) 사이에 감열소자(9, 10)가 연결된 상태일 때 제2전류-전압 변환부(33)의 출력전압과 감열소자(9, 10)가 제1콘택트단자(6a)와 전기적으로 분리된 상태에서 제2전류-전압 변 환부(33)의 출력전압과의 사이 범위 내에서 비교기준 전압신호를 선택하면 된다. 따라서 제1콘택트단자(6a)가 전기적으로 분리된 상태일 때 제2비교부(34)의 출력을 논리적으로 하이가 되도록 설정하게 되면, 제1콘택트단자(6a)와 제3콘택트단자(6c) 사이에 감열소자(9, 10)가 접속된 상태일 때 논리적으로 로우상태를 출력하게 된다. 그 결과 신호처리부(29)는 인가되는 제2비교부(34)의 출력신호가 하이일 때 접촉불량상태를 판단하여 체온측정을 중단하고, 로우신호가 입력될 때 정상적인 체온측정을 수행하게 된다.

이와 같이 구성된 체온측정장치는 다음과 같이 동작한다.

사용자에 의해 제1형 체온센서(1)가 플러그 접속부(6)에 삽입되면, 제1형플러그(3)의 몸통이 제2콘택트단자(6b)와 제3콘택트단자(6c)를 단락시키게 된다. 따라서, 제1버퍼(22)의 출력단으로부터 유출되는 전류 대부분이 제2콘택트단자(6b)와 제1플러그(3))의 몸통 및 제3콘택트단자(6c)를 통해 접지로 흐르게 되어, 제1버퍼(22)의 출력단에서 분기되어 제1전류-전압 변환부(23)로 입력되는 전류량이 부족하여 제1비교부(14)의 출력은 제1콘택트단자(6a)가 비선형증폭기(7)와 접속되도록 스위치 수단(25)을 제어하게 된다. 따라서, 제1형체온센서(1)는 비선형 증폭기(7)와 접속되고, 감열소자(9)로부터의 체온신호가 증폭되어 A/D변환부(27)에서 디지탈신호로 변환된 후, 신호처리부(29)에서 이 디지탈신호를 처리하여 측정된 체온을 디스플레이부(미도시)에 전송하여 표시하게 된다.

제2형체온센서(2)가 플러그 접속부(6)에 삽입되면, 제2콘택트단자(6b)와 제3콘택트단자(6c) 사이에 감열소자(11)가 전기적으로 연결됨으로써 제1버퍼(22)의 출력단으로부터 유출되는 전류의 일부분이 제2콘택트단자(6b)와 감열소자(11) 및 제3콘택트단자(6c)를 통해 접지로 흐르게 되고, 제1버퍼(22)의 출력단에서 분기된 나머지 전류는 제1전류-전압 변환부(23)를 거쳐 소정의 전압신호로 출력되고, 이 전압신호는 제1비교부(24)의 출력을 전환시켜 스위치수단(25)의 스위치가 선형증폭기(8)와 접속되도록 제어하게 된다. 따라서, 제2형 체온센서(2)는 선형 증폭기(8)와 접속되어, 두 개의 감열소자(10)(11)로부터의 체온신호가 증폭되어 A/D변환부(28)에서 디지탈신호로 변환된 후, 신호처리부(29)에서 이 디지탈신호를 처리하여 측정된 체온을 디스플레이부에 전송하여 표시하게 된다.

또한, 제1형 체온센서(1) 및 제2형 체온센서(2)가 플러그 접속부(6)에 불량하게 삽입되어 제1콘택트단자(6a)와 플러그(3)(5)의 단부에 마련된 단자(3a)(5a)가 접촉되지 않은 상태가 되면, 제2버퍼(32)의 출력단과 접속된 제1콘택트단자(6a)는 오픈상태가 됨으로써, 제2버퍼(32)의 출력전류는 제2전류-전압 변환부(33)로 모두 유출되고, 제2전류-전압 변환부(33)에서 출력된 전압신호에 의해 제2비교부(34)는 삽입상태가 불량하다는 정보에 해당하는 삽입상태 판단신호를 신호처리부(29)에 인가하게 된다. 따라서, 인가된 삽입상태 판단신호에 따라 신호처리부(29)는 A/D변환부(27)(28)의 출력값을 차단하고, 디스플레이부에 삽입상태의 불량에 해당하는 경고신호를 전송하게 된다.

제1콘택트단자(6a)와 제1 및 제2 플러그(3)(5) 단부의 단자(3a)(5a)중 어느 하나가 접촉되면, 부하가 되는 감열소자(9, 10)에 의해 제2 전류-전압 변환부(33)로 유입되는 전류가 감소되어 제2비교부(34)의 출력은 로우상태로 되고, 신호처리부(29)의 정상적인 처리수행이 이루어진다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 체온측정장치가 제공됨으로써, 하나의 플러그 접속부에 의해 장비가 소형화 되고, 체온센서의 종류에 관계없이 체온측정이 자동적으로 이루어짐으로써, 체온센서의 식별오류에 의한 체온측정의 오류가 발생되지 않고, 체온센서의 접속이 정확하게 이루어진 상태에서만 체온이 측정됨으로써, 체온의 측정의 정확성이 보다 향상된다.

Claims (4)

1. 하나의 감열소자 양측과 접속된 2 개의 단자가 제1플러그의 단부와 몸통상에 상호 분리되어 각각 마련된 제1형 체온센서, 두 개의 감열소자와 일측에서 공통으로 연결된 공통단자가 상기 제1플러그와 외형크기가 동일한 제2플러그의 몸통 내측에 접속되고 상기 두 개의 감열소자의 타측에서 각각 연결된 두 개의 단자가 상기 제2플러그의 몸통 외측과 단부에 마련되며 각 단자는 상호 분리 절연된 제2형 체온센서, 본체 내부에 상기 제1형체온센서(1)와 접속되는 비선형증폭기와 상기 제2형 체온센서와 접속되는 선형증폭기를 포함하는 신호처리부를 구비하는 체온측정장치에 있어서,

   상기 본체 입구에 상기 제1 및 제2 플러그의 단부와 접촉되도록 마련된 제1콘택트단자 및 상기 제2플러그의 몸통상에 분리된 단자들과 각각 접촉되도록 제2콘택트단자 및 제3콘택트단자가 마련되고, 상기 제3콘택트단자는 공통접지되는 플러그 접속부;

   상기 제1콘택트단자와 접속되어 인가된 제어신호에 의해 상기 비선형증폭기와 상기 선형증폭기로 스위치 시켜 출력하는 스위치 수단;

   상기 제2콘택트단자에 소정의 신호를 인가하면서, 상기 제1플러그의 접속에 의한 단락유무에 따라 상기 제1형체온센서와 상기 제2형체온센서를 판별하고, 상기 스위치수단에 제어신호를 출력하는 체온센서 판별수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 체온측정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 체온센서 판별수단은

   고주파 교류신호를 발생시키는 고주파 발진기;

   상기 고주파 교류신호를 입력받아 그 출력단을 통해 유출되는 전류를 소정의 범위내로 제어하고, 상기 출력단에서 분기된 두 개의 출력단자중 하나의 제1출력단자가 상기 제2콘택트 단자와 접속된 제1버퍼;

   상기 제1버퍼의 다른 하나의 제2출력단자와 접속되어 상기 제1버퍼의 출력단으로부터 분기되어 입력되는 전류를 전압신호로 변환하여 출력하는 제1전류-전압 변환부;

   상기 제1전류-전압변환부로부터 입력되는 전압신호와 소정의 비교기준전압신호를 비교하여 상기 스위치 수단의 제어신호로 인가하는 제1비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 체온 측정장치;
3. 제1항에 있어서, 상기 제1콘택트단자에 소정의 신호를 인가하면서, 상기 제1플러그 및 제2플러그의 단부와 접속되었는지를 판별하여, 신호처리부에 삽입상태 판단신호로 인가하는 삽입상태 확인수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 체온측정장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 삽입상태 확인수단은

   고주파 교류신호를 발생시키는 고주파 발진기;

   상기 고주파 교류신호를 입력받아 그 출력단을 통해 유출되는 전류를 소정의 범위내로 제어하고, 상기 출력단에서 분기된 두 개의 출력단자중 하나의 제1출력단자가 상기 제1콘택트 단자와 접속된 제2버퍼;

   상기 제2버퍼의 다른 하나의 제2출력단자와 접속되어 상기 제2버퍼의 출력단으로부터 분기되어 입력되는 전류를 전압신호로 변환하여 출력하는 제2전류-전압 변환부;

   상기 제2전류-전압변환부로부터 입력되는 전압신호와 소정의 비교기준전압신호를 비교하여 상기 신호처리부의 삽입상태 판단신호로 제공하는 제2비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 체온 측정장치.