KR102599974B1 - 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체온계의 측정 불확도를 낮추면서, 체온 측정 시간을 단축시키기 위한 측정 신뢰도 향상을 도모하는 적외선 체온계의 측정 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 저온접점부와 고온접점부 차이를 전압출력시키는 써모파일과 상기 저온접점부 온도를 측정하는 기준 온도계와 상기 써모파일을 가열시키는 히터로 구성되는 적외선 체온계의 측정 방법에 있어서, (a) 히터로 인한 상기 써모파일을 급가열시켜 출력 전압을 오버슈트 시키는 단계, (b) 써모파일의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준온도계 온도를 측정하여 제1 측정체온으로 출력시키는 단계;를 포함하여 이루어져 체온계의 측정 불확도<식 2>이 최솟값이 되는 제 1측정체온으로 체온을 측정하여 적외선 체온계의 측정 신뢰도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법을 기술적 요지로 한다.
<식 2>
(상기 식 2에서,
는 측정된 체온의 측정불확도, 
는 기준온도계의 측정불확도, 
는 써모파일의 출력신호의 측정불확도, 
는 전환계수의 측정 불확도를 나타내며, g는 전환계수, 
는 고막의 방사율, 
는 써모파일의 방사율, 
는 Stenfan-Boltzmann의 상수, 
은 고온접점과 저온접점의 평균온도를 나타낸다.)
<식 2>
(상기 식 2에서,
Description
본 발명은 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체온계의 측정 불확도를 낮추면서, 체온 측정 시간을 단축시킬 수 있는 측정 신뢰도 향상을 도모하는 적외선 체온계의 측정 방법에 관한 것이다.
적외선 귀 체온계는 측온 대상인 고막의 체온과 체온계 내부 온도차에 비례하는 신호를 발생시키는 써모파일과 써모파일 자체의 온도를 알려주는 기준온도계를 이용한 체온 측정 기기이다.
흔하게 사용되는 적외선 귀 체온계의 온도 측정값이 오차가 발생함으로써 정확한 체온 수치가 출력되지 않기도 한다. 이는 불확도 전파식으로 알 수 있으며, 전환계수의 측정불확도 요소가 큰 값을 가지게 되어 불확도에 영향을 미친다.
이에 대한 측정 불확도를 줄이기 위해 써모파일 내부 온도차를 줄일 수 있는 체온계가 출시되고 있다. 그러나 온도차가 줄어들수록 가열 에너지 감소를 비례 제어해야 하므로 안정화에 긴 시간이 소요되고, 결과적으로 체온 측정 시간이 길어지는 문제점이 발생하였다.
관련 선행 문헌으로서 등록 특허 제10-1225643호는 온도계에서 발생되는 측정오차를 신속히 확인하고, 보정할 수 있는 새로운 온도계 오차보정 시스템 및 오차보정방법을 제시하고 있다. 하지만 온도 측정 후, 측정 오차가 확인되면 오차보정 모드로 전환하여 온도를 보정해야 하므로 온도 측정 소요시간이 길어지는 문제점이 있어 이를 개선하기 위한 기술 개발 연구가 요구되고 있는 시점이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 전기 출력 신호값이 0이 되어 측정 불확도는 최솟값이 되면서, 체온 측정 시간을 단축시킬 수 있는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 저온접점부와 고온접점부 온도 차이를 전압 출력시키는 써모파일과 상기 저온접점부 온도를 측정하는 기준 온도계와 상기 써모파일을 가열시키는 히터로 구성되는 적외선 체온계의 측정 방법에 있어서, (a) 히터로 인한 상기 써모파일을 급가열시켜 출력전압을 오버슈트 시키는 단계 (b) 써모파일의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준온도계 온도를 측정하여 제1 측정체온으로 출력시키는 단계를 포함하여 이루어져 체온계의 측정 불확도<식 2>가 최솟값이 되는 제 1측정체온으로 체온을 측정하여 적외선 체온계의 측정 신뢰도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법을 제공한다.
<식 2>
(상기 식 2에서, 
는 측정된 체온의 측정불확도, 
는 기준온도계의 측정불확도, 
는 써모파일의 출력신호의 측정불확도, 
는 전환계수의 측정 불확도를 나타내며, g는 전환계수, 
는 고막의 방사율, 
는 써모파일의 방사율, 
는 Stenfan-Boltzmann의 상수, 
은 고온접점과 저온접점의 평균온도를 나타낸다.)
본 발명에 있어서, 상기 (b)단계는 제 1측정체온을 측정 후, 히터의 가열 전력을 차단하는 단계와 상기 히터의 냉각과정 중, 써모파일 출력 신호가 평형상태가 유지될 때 1지점을 선택하여 기준온도계의 온도를 제 2측정체온으로 측정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기준온도계의 온도를 제 2측정체온으로 측정하는 단계 이후에, 제 1측정체온과 제 2측정체온의 평균값을 도출하여 체온을 측정하는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의한 측정신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정방법에 따르면, 전기 출력 신호 값이 0이 되어 측정 불확도를 최소값으로 도출하여 온도계 측정 신뢰도를 상승시키면서, 체온 측정 시간이 짧아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 적외선 체온계 내부 구성도
도 2는 종래의 체온계 온도 측정 그래프
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 체온계 온도 측정 그래프
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 온도를 측정하는 순서도
도 2는 종래의 체온계 온도 측정 그래프
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 체온계 온도 측정 그래프
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 온도를 측정하는 순서도
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 1 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명에 앞서, 적외선 체온계는 비접촉 온도센서로, 측정 대상에 접촉하지 않고 측정 대상의 적외선 방사율로 온도를 측정한다. 적외선 에너지를 감지기에 집중하기 위한 렌즈로 이루어지며, 주위 온도의 변화에 대한 보상이 이루어진 후에 에너지를 온도 단위로 표시 가능한 전기 신호로 전환한다.
도 1과 같이, 종래의 적외선 체온계의 측정 방법은 저온접점부(12)와 고온접점부(11) 온도 차이를 전압 출력시키는 써모파일과 저온접점부(12) 온도를 측정하는 기준온도계(20)와 써모파일(10)을 가열시키는 히터(30)로 구성된다. 여기서, 고온접점부(11)는 열을 빠르게 흡수하여 온도 상승 속도가 빠르고, 저온접점부(12)는 고온접점부(11)에 비해서 열용량이 커 온도 상승 속도가 느린 특성을 가지기 때문에 고온접점부(11)와 저온접점부(12)의 온도 차이가 생긴다.
도 4의 순서도를 참고하여, 이에 대하여 본 발명의 실시 예에 따른 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법은 히터(30)로 인한 써모파일(10)을 급가열시켜 출력전압을 오버슈트 하는 단계(S10), 써모파일(10)의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준 온도계(20) 온도를 측정하여 제 1측정체온으로 출력시키는 단계(S20)를 포함하여 구성된다.
먼저, 히터(30)로 인한 써모파일(10)을 급가열시켜 출력전압을 오버슈트 하는 단계(S10)에서는 종래의 적외선 귀 체온계는 가열 전력 제어 방식 온도 안정화 대신 일정 가열 전력을 유지한 채, 히터(30)로 인한 써모파일(10)을 높은 온도로 급가열 시킬 수 있다. 써모파일(10)을 급가열로 출력 전압을 오버슈트 일으킴으로써, 써모파일(10)의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준 온도계(20) 온도를 측정하여 제 1측정체온으로 출력시키는 단계(S20)와 같이 써모파일(10)의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준온도계(20) 온도를 측정하여 제 1측정체온을 출력시킨다. 여기서, 제 1측정체온이 적외선 체온계에서 추출되는 체온값이 될 수 있다.
이때, 써모파일의 출력 신호값이 0이 되는 지점에서 체온을 측정하는 이유는 측정 불확도가 최솟값이 도출되는 지점이기 때문이고, 하기 출력 신호 <식 1>과 측정불확도 <식 2>를 통해 알 수 있다.
<식 1>
(상기 식 1에서, g는 전환 계수, 
는 고막과 체온계 사이의 상대 복사열, 
는 고막의 방사율, 
는 써모파일의 방사율, 
는 Stefan-Boltzmann 상수, 
은 고온접점과 저온접점의 평균온도, 
은 고온접점부 온도, 
은 저온접점부 온도를 나타낸다.)
또한, <식 1>을 통해 출력 신호가 0이 되는 지점은 고온접점부(11) 온도와 저온접점부(12) 온도가 같아지는 지점인 것을 알 수 있다.
<식 2>
(상기 식 2에서, 
는 측정된 체온의 측정불확도, 
는 기준온도계의 측정불확도, 
는 써모파일의 출력신호의 측정불확도, 
는 전환계수의 측정 불확도를 나타내며, g는 전환계수, 
는 고막의 방사율, 
는 써모파일의 방사율, 
는 Stenfan-Boltzmann의 상수, 
은 고온접점과 저온접점의 평균온도를 나타낸다.)
<식 2>를 참고하여 불확도 요소 중에서 전환계수의 측정불확도는 전환계수의 큰 값으로 인해 측정 불확도에 영향을 미치기 때문에 전환계수의 불확도 기여분을 낮추기 위해 써모파일(10)의 출력 신호값을 줄일 필요가 있다.
즉, 출력 신호값이 0이 되는 지점에서 온도를 측정하면 체온계 측정 불확도가 최솟값이 되어 측정 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 3을 참고하면, 써모파일(10)의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준 온도계(20) 온도를 측정하여 제 1측정체온으로 출력시키는 단계(S20)에 있어서 제 1측정체온을 측정 후, 히터(30)의 가열 전력을 차단하는 단계(S30)와 히터(30)의 냉각과정 중 써모파일(10) 출력 신호가 일정 시간동안 평형상태가 유지될 때, 1지점을 선택하여 기준온도계(20)의 온도를 제 2측정체온으로 측정하는 단계(S40)가 더 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 귀 체온계는 체온을 측정하는 기기로써 히터의 전원이 차단되면 체온과 평형을 이루어 출력 신호가 평형상태가 유지될 수 있다. 또한, 제 2측정체온이 적외선 체온계에서 추출되는 체온값이 될 수 있다.
또한, 제 1측정체온과 제 2측정체온의 평균값을 도출하여 체온을 측정하는 단계(S50)가 더 포함하여 이루어 질 수 있으며, 평균값이 적외선 체온계에서 추출되는 체온값이 될 수 있다.
본 발명에서 추출되는 값은 제 1측정체온, 제 2측정체온 또는 제 1측정체온과 제 2측정체온의 평균값 중에서 어느 한 값을 적외선 체온계의 체온값으로 도출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법은 출력 신호값이 0이 되는 지점에서 기준온도계(20)의 온도를 출력하여 측정 불확도가 최솟값을 도출하여 측정 신뢰도가 향상되는 것을 특징으로 하여 적외선 체온계의 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 써모파일
11 : 고온접점부
12 : 저온접점부
20 : 기준온도계
30 : 히터
11 : 고온접점부
12 : 저온접점부
20 : 기준온도계
30 : 히터
Claims (3)
- 저온접점부와 고온접점부 온도 차이를 전압 출력시키는 써모파일과 상기 저온접점부 온도를 측정하는 기준 온도계와 상기 써모파일을 가열시키는 히터로 구성되는 적외선 체온계의 측정 방법에 있어서,
(a) 히터로 인한 상기 써모파일을 급가열시켜 출력전압을 오버슈트 시키는 단계;
(b) 써모파일의 출력 신호가 0이 되는 지점에서 기준온도계 온도를 측정하여 제1 측정체온으로 출력시키는 단계;를 포함하여 이루어져
체온계의 측정 불확도<식 2>가 최솟값이 되는 제 1측정체온으로 체온을 측정하여 적외선 체온계의 측정 신뢰도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법.
<식 2>
(상기 식 2에서,는 측정된 체온의 측정불확도,
는 기준온도계의 측정불확도,
는 써모파일의 출력신호의 측정불확도,
는 전환계수의 측정 불확도를 나타내며, g는 전환계수,
는 고막의 방사율,
는 써모파일의 방사율,
는 Stenfan-Boltzmann의 상수,
은 고온접점과 저온접점의 평균온도를 나타낸다.)
- 제 1항에 있어서,
상기 (b)단계는
제 1측정체온을 측정 후, 히터의 가열 전력을 차단하는 단계;
상기 히터의 냉각과정 중, 써모파일 출력 신호가 평형상태가 유지될 때 1지점을 선택하여 기준온도계의 온도를 제 2측정체온으로 측정하는 단계;
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법 - 제 2항에 있어서,
상기 기준온도계의 온도를 제 2측정체온으로 측정하는 단계 이후에,
제 1측정체온과 제 2측정체온의 평균값을 도출하여 체온을 측정하는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 측정 신뢰도가 향상되는 적외선 체온계의 측정 방법
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