KR20040039204A - 탐침 팁 열 차단 및 신속 예측 알고리즘 - Google Patents

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KR20040039204A KR10-2003-7016965A KR20037016965A KR20040039204A KR 20040039204 A KR20040039204 A KR 20040039204A KR 20037016965 A KR20037016965 A KR 20037016965A KR 20040039204 A KR20040039204 A KR 20040039204A
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셔우드 서비시즈 아게
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    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature

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Abstract

탐침 축으로부터 탐침 팁을 열 차단하는 능동 제어식 가열기 요소를 갖는 예측형 전자 온도계에 관한 것이다. 예측식 알고리즘을 사용하여 신속하고 정확한 측정이 이루어진다. 제어 회로는 최적 가열기 제어 신호를 연산하도록 온도 감지 요소로부터의 입력을 판독하여 탐침 축의 온도가 탐침 팁의 온도 내의 변화를 신속하게 따르게 한다. 탐침 축과 팁 사이의 열 차단은 가열기 요소로부터 팁으로의 열 흐름을 방해하여, 보다 정확한 측정을 제공한다. 신속하고 정확한 축 온도의 관리는 측정한 환자로부터의 열이 온도 센서 요소로 가장 효율적으로 전달되도록 함으로써 매우 신속한 온도 측정을 가능하게 한다.

Description

탐침 팁 열 차단 및 신속 예측 알고리즘 {PROBE TIP THERMAL ISOLATION AND FAST PREDICTION ALGORITHM}
<관련 출원>
본 출원은 2001년 6월 27일자 출원된 미국 특허 출원 제09/893,154호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조되어 기재되어 있다.
전자 온도계는 환자의 체온을 측정하기 위해 건강 관리 분야에서 널리 사용되고 있다. 통상적인 전자 온도계는 긴 축부를 갖는 탐침의 형태를 갖는다. 서미스터 또는 다른 온도 감지 요소와 같은 전자 온도 센서가 축부 내에 수용된다. 전자 센서 요소에 연결되는 추가적인 전자부품들은 예를 들어 축부에 와이어로 연결되어 기부 유닛에 수용되거나 축부의 핸들 내에 수용될 수 있다. 전자 요소들은 환자의 체온을 연산하기 위해 센서 요소로부터의 입력을 받아들인다. 온도는 그런 다음 통상적으로 7세그먼트 숫자 디스플레이 장치와 같은 가시적인 출력 장치 상에 표시된다. 공지의 전자 온도계의 추가적인 특징은 비프(beep) 또는 톤(tone) 알람 신호와 같은 가청의 온도 수준 통지를 포함한다. 일회용 커버 또는 외피가 통상적으로 축부 상에 끼워지며 위생적인 이유로 온도계의 매 사용 후에 폐기된다.
전자 온도계는 종래의 온도계보다 많은 이점을 가지며 건강 관리 분야에서 종래의 유리 온도계의 사용을 널리 대체하였다. 예를 들어, 전자 온도계는 고가의 살균 과정을 요하지 않으며 환자에게 부상을 일으킬 수 있는 깨진 유리로 인한 위험이 존재하지 않는다. 추가로, 전자 온도계는 일반적으로 유리 온도계보다 신속한 응답 시간을 가지며 보다 정밀하고 정확한 온도 측정 정보를 제공한다.
유리 온도계보다 응답 시간이 개선되었음에도 불구하고, 통상의 전자 온도계는 여전히 용납하기 어렵게 긴 응답 시간을 갖는다. 긴 응답 시간은 센서 요소와 함께 탐침의 열 매체에 주로 기인한다. 탐침과 센서 요소의 열 매체가 측정하는 환자의 실제 체온에 도달하는 데는 몇 분이 소요될 수 있다. 탐침의 열 매체는 통상적으로 측정 환자보다 낮은 온도에서 측정 사이클을 시작하여 환자와 탐침의 열 매체가 열 평형 상태에 이를 때까지 환자로부터 열을 흡수한다. 그러므로, 탐침의 열 매체는 탐침 센서 온도가 환자의 체온에 즉시 도달하는 것을 막는다.
종래 기술에서의 전자 체온계는 여러 가지 상이한 기술을 사용하여 달성되는 응답 시간을 개선하였다. 당 기술 분야에서 공지된 하나의 기술은 환자 접촉 지역과 온도 센서 사이에 탐침 팁 내에 금속과 같은 열 전도성 재료를 채용하는 것이다. 다른 기술은 환자 접촉 지역과 온도 센서 사이에 박막층을 사용하는 것이다. 이러한 두 가지 기술 모두는 다소 응답 시간을 개선시키는 하지만 환자로부터의 열이 온도 센서가 아닌 탐침의 열 매체로 흐르는 동안에 여전히 시간이 낭비되게 한다.
앞서 공지된 전자 온도계는 탐침 축 내에 전기 가열기 요소를 채용하여 온도 측정 전에 탐침 축의 열 매체의 온도와 탐침 팁의 온도를 환자의 체온과 근접하게 한다. 판독된 온도 센서값은 가열기 요소로의 전류를 제어하기 위해 공지의 방법으로 사용된다. 온도 센서들이 환자와 열 평형 상태에 도달하기 전에 보다 적은 열이 환자로부터 탐침의 열 매체로 전달되어야 하기 때문에 시간이 절약된다.
전자 온도계의 응답 시간은 또한 탐침 축 또는 팁을 가열하는 것과 관련되지 않은 방법에 의해 개선되었다. 예를 들어 예측형 온도계가 공지된 바, 초기 온도 측정값들의 세트가 온도계의 전자 장치에 의해 판독되며 수학적인 알고리즘이 최종 추정 평형 온도로 외삽하기 위해 적용된다. 응답 시간을 개선하며 정확한 온도 예상값을 제공하는 다양한 예측형 온도계들이 공지되었다. 예측 방법과 가열 방법을 병행하는 전자 온도계의 응답 시간을 개선하기 위한 또 다른 방법들이 공지되었다.
종래 기술에서의 다양한 방법들에 의해 온도계가 개발되었지만, 종래 기술 온도계의 단점들은 개선의 여지를 남겨 두고 있다. 예를 들어, 종래 기술 온도계들은 여전히 극도로 긴 응답 시간을 갖는다. 또한, 응답 시간을 개선하기 위해 가열식 탐침 팁을 사용하는 종래 기술 온도계는 가열식 탐침 팁으로 인하여 부정확하게 판독할 수 있다.
본 발명은 전자 온도계 분야에 속하는 것으로서, 보다 구체적으로는 센서 탐침을 채용하는 신속 응답 전자 온도계 분야에 속한다.
본 발명의 이상 및 다른 특징들은 다음의 첨부 도면과 연계하여 설명한 도시된 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 충분히 이해될 것이다.
도1a는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 온도계 탐침의 단면도이다.
도1b는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 탐침 축 요소의 도면이다.
도1c는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 온도계 탐침의 단면도이다.
도2a는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 온도 탐침의 다양한 구성 요소들의 도면이다.
도2b는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 온도 탐침의 다양한 구성 요소들의 분해도이다.
도3a는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 사용되는 가요성 회로 요소의 팁단부의 확대도이다.
도3b는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 사용되는 도3a에 도시된 팁단부를 갖는 가요성 회로 요소의 도면이다.
도4는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 기부 유닛을 갖는 전자 온도계의 도면이다.
도5는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 사용되는 측정 및 제어 회로의 개략도이다.
도6은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 작동의 예열 단계의 기능 블록도이다.
도7은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 작동의 측정 단계의 기능 블록도이다.
본 발명은 온도계 탐침 팁과 온도계 축을 열적으로 분리시키도록 구성된 예측형 전자 온도계로서 구현된다. 본 발명에 포함된 이점들은 시간 최적형 알고리즘에 따라 온도 센서들로부터의 신호에 응답하여 축을 가열하는 온도계 축 내의 가열기 요소에 능동형 피드백 제어를 제공한다. 본 발명에 따르면, 열 차단기가 팁으로부터 축을 차단 또는 열적으로 분리시킨다. 환자로부터의 열은 팁으로 흘러 그 곳에 잔류하여, 팁과 열적으로 결합된 축을 보다 신속하게 상승시키기보다는 팁 온도를 상승시킨다. 온도 센서와 환자 사이의 평형은 이로써 보다 신속하게 도달된다. 공칭 저항을 갖는 꼭 맞는 탐침 커버는 탐침이 환자의 공동 내에 위치되었을 때 환자로부터 팁을 열적으로 차단시킨다. 열 에너지는 환자의 조직으로부터 커버를 통해 팁으로 유동한다.
가열기 제어 성분은 본 발명에 따른 능동형 피드백 제어 알고리즘을 사용하여 온도 센서들로부터의 신호에 의해 지시된 바와 같은 탐침 팁 온도를 추적하다. 가열기 제어 성분은 환자의 열 에너지가 팁 온도를 상승시키는 데 요구되는 시간을 최소화하기 위해 계산된 증분에 따라 가열기로의 전류를 상승시킨다.
가열기 요소의 능동형 피드백 제어는 종래 기술에서의 온도계보다 상당한 이점들을 제공한다. 예를 들어, 그레고리 등의 미국 특허 제5,632,555호는 탐침이 기부 하우징으로부터 제거되었을 때 탐침 팁을 가열하기 위해 저항형 가열기 요소를 합체한 저열용량의 중공 탐침 팁을 사용한다. 그레고리 등의 가열기 요소는 능동형 제어없이 탐침의 열 매체의 온도를 약 33.9℃(93℉)까지 상승시킨다. 이와 같은 비제어형 축 가열은 탐침 축을 너무 느리게 혹은 너무 빠르게 가열하여 느리거나 혹은 부정확한 온도 판독을 초래할 수 있다.
본 명세서는 또한 웨스트의 미국 특허 제4,183,248호에 개시된 온도계와 같이 공지의 신속 응답형 온도계에 대한 개선점들을 개시한다. 웨스트의 온도계는탐침 팁을 탐침의 나머지 부분들로부터 열적으로 차단하기 위한 열 서보(heat servo)를 포함하며, 그렇지 않다면 팁 지역으로부터 탐침 축 아래로의 열의 흐름과 관련되는 긴 열 시간 상수들을 감소시킨다. 이때, 시스템의 시간 응답은 탐침의 팁 지역에 의해서만 제한된다. 팁 지역은 온도를 측정하고자 하는 사람의 신체에 밀접하게 온도 접촉하도록 위치되는 고 열전도성 재료로 제조된다. 웨스트 특허에 개시된 온도계에 있어서, 가열기 요소를 통한 전류는 탐침 팁 상에 개별적으로 위치된 한 쌍의 측정 센서들에 의해 감지되는 온도에 응답하는 아날로그 증폭기 회로에 의해 제어된다. 센서들은 하나가 탐침 팁의 가장 끝단에 위치되고 또 하나는 탐침 축에 보다 가까운 탐침 팁의 일측과 접촉하게 위치되도록 배치된다. 각 센서에 의해 감지된 온도들 사이의 차이는 팁으로부터 축으로의 열 흐름을 나타내는 것으로써 온도차가 클수록 팁의 온도를 높이기 위해 보다 많은 열이 가열기에 제공되어야 함을 나타낸다. 아날로그 피드백 회로는 2개의 센서 요소들 사이의 차이에 기초하여 가열기 요소들을 제어하도록 사용된다.
웨스트에 의해 개시된 온도계는 측정되는 환자로부터가 아닌 가열기 요소로부터 팁 센서 요소들에 전달되는 열로 인하여 온도 측정값에 부정확성을 도입한다. 본 발명의 실시예들에 사용되는 열 차단기는 이러한 부정확성을 많이 감소시킨다. 웨스트의 온도계에서의 다른 부정확성 및 비효율성은 탐침 팁에 열을 가하는 최적 시간 효율적 방법과 수학적으로 최적화되지 못한 가열기 제어의 아날로그 피드백 방법에 의해 발생된다. 본 발명의 실시예들은 최적화된 피드백 알고리즘을 실시하는 데에 디지털 피드백을 사용함으로써 이러한 부정확성을 극복한다. 웨스트 장치의 아날로그 피드백 회로의 또 다른 단점들은 피드백 회로 내의 저항기 요소들과 저항 요소와 피드백 회로 사이의 제조 상의 차이로 인한 부정확성의 조심스러운 튜닝을 요한다는 것이다. 본 발명의 실시예들은 이와 같은 요소의 튜닝을 요하지 않는다. 웨스트의 장치는 또한 대략 26초가 걸리는 팁에서의 열 평형이 도달될 때까지 필요없이 기다려야 한다. 본 발명은 초기 센서 측정값에 따라 평형 온도를 보다 신속하게 예측함으로써 응답 시간을 상당히 줄인다.
본 발명은 또한 적시에 팁 온도를 감시하며 그 정보를 사용하여 최종 안정화 온도를 예측하는 능동형 예측 알고리즘을 사용하여 종래 기술의 예측형 온도계에 비해 상당한 이점을 제공한다. 예를 들어, 그레고리 등의 미국 특허 제5,632,555호에 개시된 온도계는 탐침 팁이 탐침 축과 열 평형에 도달하기 한참 전에 수행된 측정값에 기초하여 초기 온도 예측을 수행하는 전자공학을 포함한다. 그레고리 등의 특허는 또한 탐침 팁의 온도를 약 33.9℃(93℉)까지 높이는 팁 내 가열 요소를 개시한다. 웨스트의 온도계에서와 같이, 그레고리의 온도계는 탐침 팁뿐만 아니라 탐침 축에 열을 가함으로써 온도 측정값에 부정확성을 도입한다. 그레고리의 온도계는 불리하게도 팁의 온도에 응답하여 축에 가해지는 열량을 제어하지 못한다. 그보다는, 그레고리의 온도계는 탐침 팁의 온도를 33.9℃(93℉) 수준으로 조절하고자 시도하고 있다. 이와 같은 온도 제어는 비가열식 온도 탐침에 대해서는 응답 시간을 개선시킬 수 있겠지만 최고로 빠른 온도 응답 시간으로는 최적화되지 못한다. 본 발명의 실시예들은 예를 들어 최적화된 가열기 제어 방법을 채용함으로써 보다 개선된 응답 시간을 제공한다.
본 발명은 탐침 팁이 탐침 축으로부터 열적으로 분리되도록 함으로써 탐침 팁의 온도 감지 요소의 응답 시간을 상당히 줄이는 것을 특징으로 한다. 가열기 요소로부터의 열 에너지는 탐침 팁으로 쉽게 흐르지 않으므로 탐침 팁 내의 온도 감지 요소는 보다 정확한 환자 온도의 표시를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 최소의 시간 내에 환자 온도의 매우 정확한 예측을 제공하는 예측 알고리즘을 사용한다. 본 발명의 예측 알고리즘은 본 발명의 탐침 축과 팁 내에 구현된 특정 열 형태에 대하여 가장 빠르게 그리고 가장 정확한 응답 시간을 제공하도록 여러 개의 온도 예측 알고리즘으로부터 선택되었다. 본 발명은 또한 당 기술 분야에 공지된 예측형 전자식 온도계보다 빠르고 정확한 예측 알고리즘을 특징으로 한다. 예측 알고리즘은 몇 개의 상이한 시간에 시작하며, 각각은 다른 시간의 양으로 분리되어 있어서, 각각의 몇 개의 예측값은 데이터 흐름에서 상이한 시작점들에서 작동하게 된다. 추가의 데이터가 샘플링될 때마다 몇 개의 예측값들은 지속적으로 갱신된다. 몇 개의 예측 알고리즘들 중에서 최적을 선택하기 위해 생리학적 인자들에 기초한 메트릭스가 사용된다.
본 발명의 다른 특징은 복수개의 저항기 또는 다른 전자 요소들의 튜닝을 요하지 않으며 저항기 및 캐패시터와 같은 복수개의 전자 요소들 상의 제조 공차 차이에 기여하는 부정확성을 경험하지 않으며 탐침 팁을 가열함으로써 도입되는 부정확성을 경험하지도 않는다.
본 발명의 실시예들은 또한 저항기가 추가된 서미스터를 보정하는 대신에 서미스터 변동값을 보정하도록 판독되는 보정값을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 특징들은 요소들의 기하학적 위치들을 유지하는 데에 사용되는 플렉스 회로를 포함하는 것이다. 플렉스 회로는 온도 센서 및 가열기의 배치 및 연결과 제어 및 예측 회로와의 연결을 위한 제조 비용을 줄인다.
이하 도면, 특히 도1a, 도1b, 도1c, 도2a 및 도2b를 참조하면, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라 구성된 전자 온도계가 도시되었다. 말단부(31)와 근접 단부(33)를 가지며 말단부 상에 배치된 분리기(13)를 갖는 탐침 축(10)이 도시되었다. 예시된 실시예에 있어서, 탐침 축(10)은 아담 스펜스 코포레이션(Adam Spence Corporation)으로부터 입수 가능한 셀콘(CELCON) M90으로 제조되었다. 셀콘은 인성 및 노치 저항을 고려하여 선택되었던 아세틸이다. 셀콘은 또한 사출될 수 있기 때문에 탐침 축 재료로 추가적인 이점을 갖는다. 분리기(13)는 3033-H14 알루미늄으로 제조된다. 알루미늄 재료는 알루미늄이 분리기 제조 스탬핑 작업에 가장 적합하기 때문에 분리기로서 선택되었다. 가열기 요소(12)는 분리기(13)와 접촉해 있으며 이에 열을 제공한다. 예시된 실시예에 있어서, 가열기 요소는 100 오옴, 1/6 와트 1％ 0603 SMD 저항기이다. 병렬 연결된 2개의 200 오옴 0402 SMD 저항기와 같은 많은 저항기 구성이 가능할 것이다. 5 퍼센트 공차가 허용 가능하다. 분리기(13)는 탐침 축(10)의 외부면 둘레에 장착되며 이에 꼭 끼워져서 열이 분리기(13)로부터 탐침 축(10)으로 충분히 전달된다. 전력 도전체(도시되지 않음)는 가열기 요소에 전력을 공급하며 가열기 요소와 가열기 제어 회로(도시되지 않음) 사이에 연결된다. 열 차단기(14)는 분리기(13) 둘레 및 분리기(13)와 탐침 팁(16) 사이에 배치된다. 예시된 실시예에 있어서, 열 차단기(14)는 다우 코포레이션(Dow Corporation)으로부터 입수 가능한 HDPE-다우(DOW) 25455N으로 제조된다. 많은 다른 HDPE들도 가능하다. 예를 들어, 솔베이 포티플렉스(Solvay Fortiflex) HDPE 또는 엑손 엑스코린(EXXON Escorene) HD 6801YN 재료가 열 차단기로서 사용될 수 있다. 이들 재료들은 일반 열 전도성 및 생물학적 상용성 요건보다 높게 선택되었다. 탐침 팁은 3003-H14 알루미늄으로 제조되었다.
열 차단기(14)는 대체로 분리기(13)로부터 탐침 팁(16)으로의 열 흐름을 방해한다. 따라서, 가열기 요소(12)로부터 발생된 대부분의 열은 분리기(13)로 흘러서 탐침 축(10)을 가열하는 데에 사용된다. 탐침 팁(16)은 가열기 요소(12)나 분리기(13) 혹은 탐침 축(10)과 접촉하지 않으면서 열 차단기(14) 둘레에 배치된다. 탐침 팁(16)은 이로써 탐침 축(10)으로부터 열적으로 차단된다. 서미스터와 같은 팁 온도 센서(18)가 탐침 팁의 내벽에 대하여 배치된다. 서미스터와 같은 근접 온도 센서(19)가 열 분리기(13)의 내부면에 대하여 배치된다. 온도 신호 도전체(도시되지 않음)는 팁 온도 센서(18), 근접 온도 센서(19) 및 가열기 제어 회로로부터 연결된다. 온도 신호 도전체(도시되지 않음)는 또한 온도 예측 요소(도시되지 않음)와도 연결된다. 적어도 하나의 실시예에 있어서, 온도 신호 도전체는 가열기 온도 제어 및 온도 예측 요소 모두의 기능을 수행하는 마이크로프로세서 시스템에 연결된다. 근접 온도 센서(19)는 가열기 전류 제어값을 연산하는 데에 사용되는가열기 제어 회로에 분리기 온도를 나타내는 신호를 제공한다. 근접 온도 센서(19)는 또한 온도 예측 알고리즘에 사용되기 위해 온도 예측 요소에 분리기 온도를 나타내는 신호를 제공한다.
본 발명의 다양한 실시예에는 환자로부터 탐침 팁(16)을 차단하도록 꼭 맞는 탐침 커버가 사용된다. 이와 같은 탐침 커버는 공칭 저항 및 캐패시턴스를 갖는다. 탐침이 환자의 공동 내에 위치되면, 열 에너지는 환자의 조직으로부터 커버를 통해 탐침 팁(16)으로 유동한다. 환자의 에너지는 팁을 가열하고 가열된 축으로부터는 유동하지 않게 되어 탐침 팁은 환자와의 열 평형 상태에 보다 신속하게 도달하게 된다.
본 발명의 예시적인 실시예의 조립을 특히 도1a, 도1b, 도1c, 도2a 및 도2b를 참조하여 설명하기로 한다. 탐침 축(10)은 말단부(팁단부)(31)와 근접 단부(33)를 갖는 것으로 도시되었다. 분리기(13)를 탐침 축(10)의 말단부(31)에 조립하기 전에, 말단부(31)의 외주는 예를 들어 축을 돌리는 동안에 외부면에 대하여 320 그릿 사포를 보유함으로써 거친 마무리를 해준다. 그런 다음 UL 리스티드 에머슨 커밍스 2850 에폭시와 같은 밀봉제가 축(10)의 거친 마무리된 지역에 인가되고 분리기(13)가 축(10)에 조립된다.
도시된 실시예에 있어서, 도3a와 도3b에 도시된 바와 같은 플렉스 회로(11)가 신호 도전체와 가열기 전력 도전체를 온도 센서(18, 19)와 가열기 요소(12)에 효율적으로 제공하고 온도 센서(18, 19)와 가열기 요소(12)를 조립체 내에 적당히 배치시키기 위해 사용될 수 있다. 플렉스 회로(11)는 예를 들어 적당한 형태를 갖는 조립 공구를 사용하여 절첩함으로써 형성될 수 있다. 접힌 플렉스 회로(11)는 도2b를 참조하여 볼 수 있다. 플렉스 회로(11)는 축(10)의 내경에 접착제에 의해 고정되어 플렉스 회로(11)를 조립 중에 안정시킨다.
열 접착제(에폭시)는 근접 온도 센서(서미스터)(19)와 열 차단기(14)의 내경 사이와 가열기 요소(저항기)(12)와 열 차단기(14)의 내경 사이에 인가된다. 열 차단기(14)는 분리기(13) 상에 조립된다. 열 접착제(에폭시)는 또한 팁 센서(서미스터)(18)와 탐침 팁(16)의 내부 중심부 사이에 인가된다. 탐침 팁(16)은 열 차단기(14) 상에 조립되며 정확한 팁-분리기 길이(35)를 설정하도록 적당한 형태를 갖는 조립 공구를 사용하여 억지 끼워진다. 본 발명의 예시된 실시예에 있어서, 팁-분리기 길이(35)는 6.76mm(0.266 인치)이다. 적당한 형태로 된 크림핑 공구가 분리기(13)의 근접 단부를 축(10)에 크림프시키는 데에 사용된다.
도1a를 참조하면 열 차단기(14)가 탐침 팁(16)의 내경부와 분리기(13)의 외경부 사이에 간극을 설정함을 알 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 이 간극은 열 에폭시와 같은 접착제/밀봉제로 충전되어 이음부를 밀봉시키며 2개의 요소들 사이에 열 전도성 경로를 제공한다. 축(10)은 그런 다음 열 전도성 UL 리스티드 에머슨 커밍스 2850 에폭시로 충전되어 축 조립체를 밀봉하며 플렉스 회로(11)를 안정화한다.
이제 도4를 참조하면, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 있어서, 기부 유닛(32)은 전원과 가열기 제어 회로 및 온도 예측 요소를 위한 전자 부품들을 수납한다. 가요성 케이블(34)은 기부 유닛(32)으로부터 탐침 축(10) 및 탐침 팁(16)을 포함하는 탐침(30)으로 전력을 전달한다. 가열기 요소(12)로의 전력 도전체와 온도 센서(18, 19)로부터의 온도 신호 도전체들도 가요성 케이블(34) 내에 포함된다. 사용중이 아닐 때는, 탐침(30)은 예를 들어 기부 유닛(32) 내의 슬롯(36) 내에 저장될 수 있다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 있어서, 슬롯(36)은 가열기 제어 회로의 개시를 트리거하기 위한 스위치를 포함하여 탐침(30)이 슬롯(36)으로부터 제거되었을 때 가열기 요소(12)가 전력이 공급되어 시작된다. 다른 실시예에 있어서, 가열기 제어 회로는 온도 센서(18, 19)들에서의 감지된 온도 변화에 응답하여 개시될 수 있다.
도5를 참조하면, 가열기 제어 회로와 온도 예측 요소를 모두 포함하는 예시적인 제어 회로가 도시되었다. 제어 회로는 마이크로프로세서(40)와 메모리(52)를 포함한다. 메모리(52)는 분리되었거나 마이크로프로세서(40) 내에 있다. 메모리 또는 마이크로프로세서(40) 내에 저장된 프로그래밍된 명령 단계들은 트리거 스위치(54)로부터의 입력 신호를 감지한다. 그런 다음 프로그램 명령들은 마이크로프로세서(40)가 트랜지스터와 같은 전력 제어 장치(48)에 신호를 송신하도록 하여 전류가 전원(50)으로부터 가열기 요소(12)로 흐르게 한다. 프로그램 명령은 또한 마이크로프로세서(40)가 온도 센서(서미스터)(18, 19)들로부터의 입력을 지속적으로 감시하고 소정의 가열기 제어 알고리즘에 따라 그에 응답하여 가열기 제어 요소(48)로의 신호들을 조정하게 한다. 온도 센서(18, 19)로부터 마이크로프로세서(40)로의 입력은 또한 마이크로프로세서(40)가 출력 디스플레이(42)에 예측식 온도 표시 신호를 출력하게 하는 온도 예측 알고리즘에 의해 사용된다. 적어도 하나의 실시예에 있어서, 중간 출력 디스플레이 신호들은 온도 센서(18, 19)가 평형 상태에 도달할 때까지 지속적으로 갱신된다. 다른 실시예에 있어서, 출력은 온도 센서(18, 19)들이 평형 상태에 이른 후까지는 표시되지 않는다. 또 다른 실시예에 있어서, 마이크로프로세서는 출력 예측값이 출력 온도 예측 알고리즘에 따라 정확한 것으로 판단되어지면 가청의 표시 신호에 전력이 공급되게 한다.
온도 예측 알고리즘은 적시에 탐침 팁(16)의 온도를 감시하고 그런 다음 최종 안정화 온도를 예측하기 위해 그 정보를 사용한다. 예측 알고리즘은 가열기 온도, 탐침 팁 온도, 커버 온도, 피부 온도, 체온, 조직 캐패시턴스, 커버 캐패시턴스, 탐침 팁 캐패시턴스, 신체 피부 저항, 피부-커버 저항, 커버-탐침 저항, 탐침-가열기 저항 및 시간에 기초하여 정확한 온도 예측값을 만들기 위해 다음의 미분식들을 사용한다.
위 수학식은 아래의 수학식이 성립하는 경우에 성립한다.
여기서,
Th= 가열기 온도
Tp= 탐침 팁 온도
Tc= 커버 온도
Ts= 피부 온도
Tb= 체온
C1= 조직 캐패시턴스
C2= 커버 캐패시턴스
C3= 탐침 팁 캐패시턴스
R1= 신체-피부 저항
R2= 피부-커버 저항
R3= 커버-탐침 저항
R4= 탐침-가열기 저항
t = 시간
본 실시예를 위한 설계에 있어서, k값은 예측 알고리즘의 수행을 최적하도록 경험적으로 결정된다. 비례 및 미분 피드백 제어 알고리즘이 채용된다. 스미스 예측기가 단계 지연을 보정하기 위해 사용될 수 있다. 예측 알고리즘 전개는 다음과 같다.
수학식 6은 2차 미분을 의미한다. 그 매개 변수들은 1차 및 2차 미분 추정치를 사용하여 추정될 수 있다. 실제 시스템에서는, 이와 같은 추정치(특히 2차 편미분)은 노이즈가 많은 경향이 있다. 대안적인 접근 방법은 각각 일시적인 온도 상승을 어림하는 근사 함수들의 후보 세트로부터 선택하는 것이다.
양호하게 작용하는 함수로는 다음과 같다.
선형으로 간단하게 하면,
데이터를 수집하기 시작하기 위한 적당한 초기 시간 및 온도를 고르도록 판별 함수들이 규정된다. 기울기값 'a'를 추정하기 위해 주지의 선형 회귀 방법이 사용되었다. 미지의 기울기값 'a'를 추정할 때 발견적 우량 기준(heuristic goodness criteria)에 순응하도록 추가의 판별 함수들이 추가된다.
도시된 실시예에 있어서, 탐침 팁은 개발 중에 경험적으로 결정되는 ~35℃(∼95℉)의 초기값으로 가열된다. 본 발명의 다양한 실시예들은 약 33.3℃ 내지 35.5℃(92℉ 내지 약 95.9℉) 사이의 범위 내에서 상이한 초기 온도로 가열될 수 있다. 그런 다음 사용자 인터페이스 표시부가 유닛이 대기 중임을 표시한다. 탐침은 환자의 공동 내로 삽입된다. 다양한 생리적인 변수들에 따라 적당한 시간, 예를 들어, 4 내지 11초 후에, 최종 예측값이 제공된다. 본 발명의 다양한 실시예들은 최종 예측값을 제공하기 전에 상이한 시간이 지나가게 한다. 예를 들어, 적당한 예측 시간은 3.2초 내지 약 30 초의 범위일 수 있다. 중간 결과가 시간 간격을 통하여 도시되었다. 도시된 실시예에 있어서, 예측 우량 기준이 만족되면 유닛은 비프 소리를 내고 디스플레이는 고정된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 전자 예측 온도계의 예시적인 실시예의 사용에 대해 도6과 도7을 참조하여 설명하기로 한다. 온도 측정은 기부 유닛(32) 내의 슬롯(36)으로부터 온도 탐침을 제거함으로써 개시된다(60). 대기 모드로 운전 중이던 마이크로프로세서 제어 회로는 가열기 제어 요소에 신호를 송신하여 탐침 팁(42)을 예열한다(62). 마이크로프로세서 제어 회로는 그런 다음 팁 온도 센서(18)를 판독하고(62) 측정한 온도를 약 35℃의 소정 수준과 비교한다(66). 팁 온도 센서(18)가 소정 수준 미만의 온도를 표시하면, 가열기 요소(62)에 전력을 인가하고 팁 온도 센서(64)를 판독하는 단계들이 반복된다. 탐침이 예열되는 동안에, 사용자는 위생 외피를 탐침 축 상에 활주시켜 끼운다. 예열 단계는 팁 온도 센서가 34.25 내지 35.25℃로 안정화될 때까지 지속된다. 팁 온도 센서(18)가 소정 수준 또는 그 이상의 온도를 표시하면, 대기 신호가 작동된다(68). 예시된 실시예에서의 대기 신호는 사용자에게 온도계가 측정하기 위한 준비가 되었음을 알려주는 가청의 비프 신호이다. 마이크로프로세서 제어 회로는 그런 다음 팁 온도 센서(18)를 감시하여, 온도계가 환자의 공동 내에 위치되었음을 표시하도록 온도 상승을 관찰한다. 다양한 실시예들에 있어서, 팁 온도 센서 또는 근접 온도 센서 또는 이들 모두는 예열 단계 중에 탐침 온도를 감시하여 온도계가 환자 공동 내에 위치되었을 때를 판단하는 데에 사용될 수 있다.
도6과 도7에 도시된 예시된 실시예에 있어서, 마이크로프로세서 제어 회로는 타이머(80)를 시동시키고 가열기 요소로 들어가는 열량을 조절하는 능동형 피드백 제어를 작동시킨다. 능동형 피드백 제어는 탐침 축의 온도가 온도 센서 요소로부터 보고 또는 감지된 온도를 추적하도록 최적화한다. 이와 같은 최적 온도 추적은 많은 생리학적인 변수들에 기초하여 매우 짧은 시간, 통상적으로 4 내지 11초 내에 정확한 예측이 이루어질 수 있게 한다. 예시된 실시예에 있어서, 마이크로프로세서 제어 회로는 가열기 제어 알고리즘과 온도 예측 알고리즘 모두에서 사용되기 위해 팁 온도 센서(18)와 근접 온도 센서(19)로부터 신호를 판독한다(82). 가열기로의 전력은 가열기 제어 알고리즘에 따라 능동적으로 조정된다(84).
다음의 가열기 제어 알고리즘은 본 발명에 따른 최적 가열기 제어 알고리즘의 예시적인 실시예이다.
Errorlast=Erronow;
Errornow=SP-Tptemp;
DutyCycle=(int)(Apreheat*Errornow+Bpreheat*(Errornow-Errorlast)+0.5);
여기서,
Errorlast는 사전에 결정된 Errornow 값을 저장하기 위한 변수이며,
Errornow는 지점 온도와 측정된 탐침 팁 온도 사이의 차이를 저장하기 위한 변수이며,
DutyCycle은 가열기 전류를 인가하기 위한 시간의 백분율을 나타내는 변수이며,
SP = 35℃,
Tptemp = 섭씨 단위의 탐침 팁 온도 센서 데이터이며,
Apreheat와 Bpreheat = 전원 전압 수준에 기초한 상수들이다.
최종 온도 예측값들은 우량 기준을 결정하는 단계를 포함하는 온도 예측 알고리즘에 따라 연산된다(86). 우량 기준이 예측값을 용납할 수 있을 만큼 정확하지 않다고 표시하면, 온도 센서(18, 19)들의 판독 단계(82), 가열기 전력 조정 단계(82) 및 예측된 최종 온도의 연산 단계(86)들이 반복된다. 우량 기준이 예측값을 용납할 수 있을 만큼 정확하다고 표시하면, 온도는 판독 가능한 형태로 표시되며(90), 가청 신호 또는 LED와 같은 신호가 온도 표시가 준비되었음을 알리도록 작동된다(92). 온도 예측 알고리즘은 본 발명의 온도 탐침 형태의 열 특성에 최적으로 맞도록 경험적으로 결정되었던 최소 자승 근사 루틴(least squared fitting routine)을 사용한다.
예측 알고리즘은 상기 수학식 8에서 주어진 선형의 시스템 방정식과 맞도록 센서 데이터에 곡선 근사를 실행한다. 곡선 근사로부터, 기울기가 "a"값으로서 도출된다. 그런 다음 "a" 값은 수학식 9에 사용되어 최종 예측 온도를 얻을 수 있다. 수학식 9는 시간을 무한대로 두었을 때 외삽되는 환자의 온도이다. 예시된 실시예에 있어서, 완전한 예측 알고리즘은 실제로 7회 실행되며, 매회마다 수학식 9에서 구한 상이한 Tp(0) 값으로 실행된다. 각각의 7회의 Tp(0)는 시간으로 분리되어 있어서 각각의 7회의 예측값들은 분명히 상이한 데이터 세트들에 기초한다. 보고를 위한 최적의 예측값을 선택하는 데에는 메트릭스가 사용된다.
본 발명에 따른 전자 온도계의 예시적인 실시예는 탐침이 기부 유닛으로부터 인출되었을 때 자동적으로 작동된다. 비프와 같은 가청의 표시기는 유닛이 제어 회로 내에 사전에 프로그래밍되어진 단계들에 의해 측정되어지는 온도를 취하기 위한 준비가 되었을 때를 사용자에게 알린다. 본 발명의 대안적인 실시예들은 예측 단계들이 억지되고 가열기가 억지된 상태에서, 온도계는 종래의 온도계와 같이, 즉 탐침이 평형 상태에 도달할 때까지 몇 분간을 기다림으로써 사용되는 수동형 모드를 포함한다. 본 발명의 다른 대안적인 실시예들은 메모리 공간과 측정된 온도 정보를 저장 및 검색하도록 구성된 회로를 포함한다.
본 발명의 실시예들이 건강 관리 분야에서 사용되기 위한 것으로 설명되었으나, 본 발명의 응용은 건강 관리 분야에만 제한되지 않음을 알 수 있다. 본 발명의 실시예들은 신속 응답형 전자 온도계가 유용한 어느 곳에서나 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 산업 온도 측정 장치 및 다양한 실험 장치에 사용될 수 있다.

Claims (37)

  1. 사이에 배치된 열 차단기에 의해 탐침 축으로부터 분리된 탐침 팁과,
    상기 탐침 팁에 근접하게 배치되는 탐침 팁 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탐침 팁으로부터 열 차단된 근접 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탐침 팁에 근접하게 배치된 탐침 팁 온도 센서에 전기적으로 연결된 온도 예측 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  4. 제3항에 있어서, 온도 예측 요소는 상기 탐침 팁으로부터 열 차단된 근접 온도 센서에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  5. 제4항에 있어서, 온도 예측 요소는 최적화된 온도 예측 알고리즘을 사용하여 예측 온도를 연산하도록 작동되는 온도 예측 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탐침 팁으로부터 열 차단된 가열기 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가열기 요소에 제어된 전력을 제공하는 온도 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  8. 제7항에 있어서, 온도 제어 회로는 적어도 하나의 온도 센서로부터의 입력을 수신하고, 최적화된 가열기 제어 알고리즘을 사용하여 상기 입력에 따라 상기 가열기 요소로의 전력을 능동 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  9. 제6항에 있어서, 가열기 요소는 상기 팁으로부터 열 차단된 탐침 축의 온도를 상승시키며 상기 탐침 팁으로부터 상기 탐침 축으로의 열 흐름을 방해하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  10. 말단부와 근접 단부를 갖는 탐침 축과,
    상기 말단부와 열 차단기 사이에 장착된 분리기와,
    상기 분리기와 열 접촉하는 가열기 요소와,
    탐침 팁과 열 접촉하는 탐침 팁 온도 센서 요소를 포함하며,
    상기 열 차단기는 상기 분리기와 탐침 팁 사이에 배치되어 이들 사이에서 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열 차단기와 열 접촉하는 근접 온도 센서 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  12. 제11항에 있어서, 탐침 팁 온도 센서는 상기 탐침 팁에 대하여 장착되며, 상기 근접 온도 센서는 열 차단기에 대하여 장착되는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 탐침 팁 온도 센서와 상기 근접 온도 센서 중 적어도 하나는 서미스터인 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  14. 제11항에 있어서, 상기 가열기 요소가 상기 탐침 팁 온도 센서로부터의 신호에 응답하여 상기 탐침 축의 온도를 상승시키게 하는 능동형 가열기 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  15. 제14항에 있어서, 상기 능동형 가열기 제어 회로는 가열기 요소가 상기 근접 온도 센서로부터의 신호에 응답하여 상기 축의 온도를 상승시키게 하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  16. 제10항에 있어서, 상기 탐침 팁 온도 센서가 측정 피실험체와의 열 평형에 도달하기 전에 얻은 탐침 팁 온도 센서로부터의 신호에 따라 예측 평형 온도를 연산하는 온도 예측 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  17. 제16항에 있어서, 온도 예측 요소는 상기 센서가 측정 피실험체와의 열 평형에 도달하기 전에 상기 예측 평형 온도의 표시를 출력 장치가 제공하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  18. 제16항에 있어서, 상기 온도 예측 요소는 최소 자승 근사 알고리즘에 따른 예측 평형 온도를 연산하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  19. 제16항에 있어서, 상기 온도 예측 요소는 다음의 식에 따른 상기 예측 평형 온도를 연산하며,
    이는 가열기 알고리즘의 효과와 결합되었을 때, 다음과 같이 모형화될 수 있는 데,
    이를 선형으로 간단하게 하면,이 되는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  20. 제15항에 있어서, 능동형 가열기 제어 회로는 온도 센서 신호에 응답하여 가열기 전류에서 실질적으로 순간적인 변화를 일으키도록 디지털 제어 장치 내에 프로그래밍된 실질적으로 최적화된 알고리즘을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  21. 제20항에 있어서, 실질적으로 최적화된 상기 알고리즘은 탐침 축 온도에 의해 탐침 팁 온도를 신속하게 추적하기 위해 상기 탐침의 열 특성에 따라 사전에 결정된 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  22. 제20항에 있어서, 실질적으로 최적화된 상기 알고리즘은 다음의 식들을 포함하는데,
    Errorlast=Erronow;
    Errornow=SP-Tptemp;
    DutyCycle=(int)(Apreheat*Errornow+Bpreheat*(Errornow-Errorlast)+0.5);
    여기서,
    Errorlast는 사전에 결정된 Errornow 값을 저장하기 위한 변수이며,
    Errornow는 지점 온도와 측정된 탐침 팁 온도 사이의 차이를 저장하기 위한 변수이며,
    DutyCycle은 가열기 전류를 인가하기 위한 시간의 백분율을 나타내는 변수이며,
    SP = 35℃,
    Tptemp = 섭씨 단위의 탐침 팁 온도 센서 데이터이며,
    Apreheat와 Bpreheat = 전원 전압 수준에 따른 상수들인 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  23. 제1항에 있어서, 가요성 케이블에 의해 상기 탐침 축에 연결된 기부 요소를 더 포함하며, 상기 가요성 케이블은 온도 센서 신호를 전달하는 도전체와 상기 가열기 요소로 전류를 전달하는 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  24. 제23항에 있어서, 상기 기부 요소는 상기 가열기 요소를 위한 제어 요소와 온도 예측 요소를 수납하며, 상기 기부 요소는 가열기 제어 요소와 온도 예측 요소와 연통하는 출력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  25. 제10항에 있어서, 상기 탐침 팁과 상기 분리기 사이에 배치되는 열 에폭시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  26. 제10항에 있어서, 열 차단기는 HPDE-EXXON Escorene HD 6801YN 또는 HPDE-Dow 25455N으로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  27. 피실험체의 온도를 신속하게 측정하기 위한 방법이며,
    온도 센서를 포함하는 온도계 탐침 팁을 온도계 탐침 축으로부터 열 차단시키는 단계와,
    상기 온도계 탐침 축을 가열하는 단계와,
    상기 온도 센서로부터 온도 센서 신호를 판독하는 단계와,
    상기 상기 온도 센서 신호에 따라 작동하는 예측 알고리즘에 따라 평형 온도를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 온도 탐침 축을 가열하는 단계는,
    상기 온도 센서로부터 온도 센서 신호를 판독하는 단계와,
    상기 온도 신호에 따라 작동하는 가열기 제어 알고리즘에 따라 최적 가열기 전류 제어 신호를 연산하는 단계와,
    상기 가열기 전류 제어 신호를 가열기 전류 제어 요소에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 가열기 전류 제어 알고리즘은,
    사전에 결정된 온도 오차값을 저장하는 단계와,
    설정점으로부터 상기 온도 센서 신호를 빼는 것에 의해 온도 오차값을 결정하는 단계와,
    제1 결과를 얻기 위해 상기 오차값에 제1 예열 상수를 곱하고, 제2 결과를얻기 위해 상기 온도 오차값과 사전에 결정된 온도 오차값 사이의 차이를 제2 예열 상수에 곱하고, 제3 결과를 얻기 위해 상기 제1 결과와 상기 제2 결과의 합에 0.5를 더하고, 제3 결과의 소수점 자리는 버림으로써 듀티 사이클을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 예열 상수와 상기 제2 예열 상수는 전원 전압 수준에 따르는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제27항에 있어서, 예측 알고리즘은,
    탐침 팁 온도 데이터를 제1 식, 즉에 근사시키기 위해 곡선 근사를 수행하는 단계와,
    상기 제1 식에서의 "a"값을 제2 식, 즉(여기서, Tfinal= 예측되는 최종 온도)에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    탐침 팁 온도 데이터를 제1 식, 즉(여기서, Tp= 탐침 팁 온도)에 근사시키기 위해 곡선 근사를 수행하는 단계와,
    상기 제1 식에서의 "a"값을 제2 식, 즉에 적용하는 단계와,
    Tfinal의 최적 값을 선택하는 단계를 포함하고,
    여기서, Tfinal(예측되는 최종 온도)는 복수회 수행되며, 매회 상기 단계들은 개별 Tp(0)의 값을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 최적 값은 메트릭스를 사용하여 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 복수회는 7회인 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 온도 센서 요소를 포함하는 온도계 탐침 팁을 온도계 탐침 축으로부터 열 차단시키는 수단과;
    상기 온도계 탐침 축에 열을 인가하는 수단과;
    상기 온도 센서 요소로부터 온도 신호를 판독하고, 상기 온도 센서 요소로부터 판독된 신호에 따라 평형 온도를 예측하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 예측 온도계.
  35. 제34항에 있어서, 온도 센서 요소로부터 판독된 신호에 따라 온도계 탐침 축에 인가되는 상기 열을 제어하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 예측 온도계.
  36. 말단부와 근접 단부를 갖는 탐침 축과,
    상기 축에 대해 장착된 분리기와,
    탐침 축의 말단부 상에 배치된 열 차단기와,
    가열기 제어 요소에 연결된 상기 분리기를 가열할 수 있는 저항기와,
    상기 축의 말단부에서 상기 열 차단기에 장착되고, 상기 탐침 축, 상기 분리기 및 상기 가열기 요소로부터 열 차단된 탐침 팁과,
    상기 탐침 팁에 장착되고, 가열기 제어 요소 및 온도 예측 요소에 연결된 제1 서미스터 요소와,
    상기 열 차단기에 장착되고, 상기 가열기 제어 요소 및 상기 온도 예측 요소에 연결된 제2 서미스터 요소를 포함하며,
    상기 가열기 제어 요소는 상기 저항기가 상기 서미스터들로부터의 신호들에 응답하여 상기 분리기의 온도를 상승시키게 하는 능동 가열기 제어 회로를 포함하고,
    상기 온도 예측 요소는 상기 서미스터들로부터의 신호들에 따라 예측 평형 온도를 연산하며, 상기 신호들은 서미스터들이 측정 피실험체와의 평형에 도달하기 전에 얻어지는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
  37. 제36항에 있어서, 온도 예측 요소는 다음의 식에 따른 상기 예측 평형 온도를 연산하며,
    이는 가열기 알고리즘의 효과와 결합되었을 때, 다음과 같이 모형화될 수 있는 데,
    이를 선형으로 간단하게 하면,이 되는 것을 특징으로 하는 전자 온도계.
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