KR20230099521A - 반응속도가 향상된 적외선 체온계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체온계(1)의 측정부 온도를 체온과 근접되게 가열하여 체온 측정이 보다 신속하게 이루어지도록 한 반응속도가 향상된 적외선 체온계(1)를 제공코자 하는 것으로서, 상기 본 발명은 전방의 열전도체(21)와 후방의 열차단체(22)가 이중 사출로 일체로 성형되어 체온계(1)의 본체(11) 일측에서 체온의 측정대상을 향해서 돌출되게 구성된 프로브(2)와, 프로브(2)의 전방 내부에 위치토록 설치되어 체온 측정의 대상 부위에서 발생되는 적외선을 감지토록 구성된 적외선센서(3)와, 적외선센서(3)의 외측에 위치토록 설치되어 체온계(1)의 본체(11)로부터 전기를 공급받아서 열이 발생되도록 구성된 가열수단(4)이 포함되거나, 이에 적외선센서(3)의 후방에 설치되어 급속 가열수단(4)에서 후방으로 열확산을 방지토록 구성된 단열수단(5)이 포함된 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 체온 측정 대상과 체온계(1)의 프로브(2) 내부의 열평형이 급속도로 이루어지도록 해서 신속한 체온 측정이 가능함과 더불어서 체온 측정 대상자의 움직임에도 신속하게 대응하여 보다 정확한 체온의 측정이 가능한 등 다수의 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Description

반응속도가 향상된 적외선 체온계{Infrared thermometer with improved reaction speed}

본 발명은 인체 각부의 온도를 측정하는 체온계에 대한 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 체온계를 사용하여 체온을 측정할 시 체온계의 측정부 온도를 체온과 근접되게 가열하여 체온 측정이 보다 신속하게 이루어지도록 한 반응속도가 향상된 적외선 체온계에 관한 것이다.

일반적으로 몸에 이상이 있으면 열이 나게 되며, 의학적으로 염증, 세균, 감염, 신경계장애 및 탈수 등에 반응하여 심부체온이 상승된 것으로 정의하며, 우리 몸에 균이 들어오면 우리 몸을 지키는 세포들은 열을 올리려는 신호 물질인 프로스타글란딘이라는 화학물질의 생산을 자극하는데, 이것이 많아지면 뇌의 시상하부에서 몸 체온의 기준치를 높이게 되며, 이와 함께 높아진 체온을 맞추기 위하여 우리 몸에서는 피부를 통한 열의 손실을 줄이기 위하여 피부로 가는 혈액 순환을 줄여 손발이 차갑게 되고, 근육에서 열을 더 만들기 위해서 몸이 떨게 되는 등 이렇게 체온이 올라가는 것이 열이 난다고 하는 것으로서, 이와 같이 열을 측정하여 몸의 이상 유무를 체크하게 되는바, 이러한 몸의 열, 즉 체온을 측정하는 체온계의 종류가 다양하며, 이와 같은 체온계로는 유리관 속에 수은이 밀폐되게 내입되어 온도에 따른 수은의 부피 팽창을 이용한 수은체온계가 예전에 자주 사용되었으나 수은의 유해성으로 인해서 근자에는 대부분 전자체온계를 사용하고 있는 실정이었다.

상기 전자체온계는 겨드랑이 사이, 혀 밑, 항문 안쪽의 직장에 몇 초 이상 접하도록 해서 해당부위의 피부 안쪽 혈관을 흐르는 혈액의 온도를 측정하는 접촉성체온계로 개발되어 있었으나, 체온 측정 대상자가 움직이거나 보다 신속한 체온의 측정을 위하여 귀나 이마에서 나오는 적외선을 측정하여 원격 측정이 가능한 비접촉성체온계가 개발되어 왔으며, 종래 비접촉성 적외선체온계로는 대한민국 공개특허 1996년 제31972호(1996년 9월 17일자 공개)에 게재된 바와 같이 인체의 외이도 내부에 삽입 가능한 형태로 플라스틱 재질의 기구부 조립체를 제작하고, 그 내부에 초전센서와 IC온도센서를 조립하여 외이도의 피부조직으로부터 방출되는 적외선량을 초전센서에서 검출하도록 하고, 마이크로프로세서에서는 상기 검출된 상대온도로부터 일전시간 동안의 샘플집합체를 구하고, 그에 따른 상대온도의 최대값을 구하여 초전센서에 근접하게 장착되어 있는 IC온도센서에 검출한 초전센서 자체온도의 대푯값을 이용하여 체온을 결정하도록 하는 기술이 개발되어 왔으며, 공개특허 2002년 제928805호(2002년 12월 12일자 공개)에 게재된 바와 같이 선단에 적외선 센서가 설치되어 내측으로 선단과 저면측에 각각 설치된 제1온도센서와 제2온도센서에 의해서 체온계 본체 및 환경의 온도 상태를 추정하여 체온계의 추정 오차 또는 추정치의 신뢰도를 산출하도록 한 기술이 개발되어 왔으나, 이와 같은 종래 적외선 체온계의 기술들은 인체에서 방출되는 적외선에 의해서 온도센서에서 온도가 상승하는데 몇 초 이상의 시간이 필요하므로 체온의 측정 시간을 단축시키는데 한계가 있었으며, 선단으로 측정된 적외선의 온도나 측면의 외부 온도가 후방으로 소실되어 정확한 온도 측정 역시 한계가 있는 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

KR 10-1996-0031972 A 1996. 9. 17. KR 10-2002-0092805 A 2002. 12. 12.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 적외선 체온계의 IR센서에 급속 가열수단을 장착하여 순간적으로 가열하여 측정 대상의 체온과 체온계 내의 IR센서의 열평형을 신속하게 조성하여 체온의 측정 속도를 극대화시킬 수 있도록 한 반응속도가 향상된 적외선 체온계를 제공코자 함에 발명의 목적을 두고 완성한 것이다.

이에 더하여 IR센서의 후방에 단열수단을 설치하여 센서 후방의 PCB회로의 열차단이 가능토록 해서 회로의 오류를 방지하도록 하고, 프로브의 전방과 후방을 각각 연전도체와 열차단체로 이중 사출 성형하여 체온계 하부로 열확산되는 것을 방지하여 가열수단에서 발생된 열의 손실을 방지해서 보다 신속한 열평형 조건을 조성토록 함을 목적으로 할 수도 있다.

또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 반응속도가 향상된 적외선 체온계을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 반응속도가 향상된 적외선 체온계를 구성하되, 상기 본 발명의 반응속도가 향상된 적외선 체온계는 체온계의 본체 일측에서 체온의 측정대상을 향해서 돌출되게 구성된 프로브가 구비되며, 상기 프로브의 전방 내부에 위치토록 설치되어 체온 측정의 대상 부위에서 발생되는 적외선을 감지토록 구성된 적외선센서가 구비되며, 상기 적외선센서의 외측에 위치토록 설치되어 체온계의 본체로부터 전기를 공급받아서 열이 발생되도록 구성된 가열수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 본 발명은 상기 적외선센서의 후방에 설치되어 가열수단에서 후방으로 열확산을 방지토록 구성된 단열수단이 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 상기 프로브는 열전도성 플라스틱으로 성형되어 프로브의 전방부분을 이루도록 구성된 열전도체와, 전방의 열전도체와 일체로 이중 사출되는 열전달계수가 낮은 열가소성 플라스틱으로 성형되어 프로브의 후방부분을 이루도록 구성된 열차단체로 된 것을 특징으로 할 수도 있다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 반응속도가 향상된 적외선 체온계는 열전도체의 내측으로 IR센서의 외측에서 가열토록 설치된 급속 가열수단에 의해서 인체의 체온과 체온계의 내부 온도를 열평형이 되도록 해서 체온계의 반응속도를 극대화시키므로 측정 대상의 체온을 신속하게 측정할 수 있도록 해서 비접촉성으로 이격되는 대상이나 움직이는 대상의 체온까지 보다 신속하게 측정할 수 있도록 한 효과를 제공하는 것이다.

이에 더불어서 종래 적외선 체온계에 없던 급속 가열수단이 장착된 IR센서의 하측으로 단열수단을 부가하여 가열수단의 열이 하부로 전이되어 소실되는 것을 차단함으로써 보다 더 신속한 체온의 측정이 가능함은 물론이고, 이러한 단열수단에 의해서 가열수단의 열에 의한 PCB회로의 오작동 및 파손을 예방 및 방지하는 효과를 제공하는 것이다.

또한 체온계의 프로브 전방을 열전도체 성형하면서 프로브 후방을 열차단체 이중 사출 성형하여 전방에서는 적외선의 흡수율을 높이고, 후방에서는 가열수단에서 발생된 열이 체온계의 본체로 열확산되는 것을 차단하여 열손실을 최소화함으로써 체온의 측정 대상 부위와의 열평형을 보다 조속하게 이루어지도록 하는 효과를 제공하는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 적외선 체온계의 일례를 보인 예시도
도 2는 본 발명의 프로브를 보인 입체도
도 3은 본 발명의 프로브 내부 구조를 보인 분해된 입체도
도 4는 본 발명의 프로브 및 이의 내부 구조를 보인 조립된 단면도

본 발명은 체온계를 사용하여 체온을 측정할 시 체온계의 측정부 온도를 체온과 근접되게 가열하여 체온 측정이 보다 신속하게 이루어지도록 한 반응속도가 향상된 적외선 체온계를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.

상기 본 발명의 적외선 체온계(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 체온계(1)의 본체(11) 일측에 돌출되게 형성된 프로브(2)와 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프로브(2) 내부의 체온 측정 구조에 대한 것이며, 이때 상기 프로브(2) 내부에 적외선센서(3)를 급속 가열수단(4)에 의해서 가열토록 구성된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 프로브(2)는 체온계(1)의 본체(11) 일측에서 체온의 측정대상을 향해서 돌출되게 구성되며, 본 발명에서 이러한 프로브(2)는 전방과 후방을 각각 상이한 재질의 소재를 사용하여 각각 기능을 부여토록 구성한 것이다.

도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 상기한 프로브(2)는 전방과 후방을 각각 다른 소재를 이용하여 다른 기능을 하도록 하되, 프로브(2)의 전방부분은 열전도성 플라스틱으로 성형되는 열전도체(21)로 이루어져서 체온의 측정대상으로부터 적외선이나 열을 전이되도록 하는 기능을 하며, 프로브(2)의 후방부분은 열전달계수가 낮은 열가소성 플라스틱으로 전방의 열전도체(21)와 일체로 이중 사출성형되는 열차단체(22)로 이루어져서 프로브(2) 내부의 열이 외부로나 체온계(1)의 본체(11)로 전이되지 않도록 차단하는 기능을 한다.

이때 상기 전방의 열전도체(21)는 프로브(2) 전방 전체보다 선단의 일부만 성형하여 후방의 열차단체(22)에 의해서 가열수단(4)에 의한 열이 외부로나 후방의 본체(11)로 전이되는 것을 차단토록 함이 바람직한 것이다.

본 발명의 적외선 체온계(1)에서 상기 적외선센서(3)는 프로브(2)의 전방인, 열전도체(21) 내부에 위치되게 설치하여 체온 측정의 대상 부위에서 발생되는 적외선을 감지토록 구성되며, 이와 같이 감지된 적외선의 온도를 체온계(1)의 본체(11) 쪽으로 설치된 도 4에 보는 바와 같은 PCB회로기판(12)으로 전달할 수 있도록 적외선센서(3)와 PCB회로기판(12)을 전기적으로 연결 구성된다.

상기에서 적외선센서(3)를 급속 가열하는 가열수단(4)은 도 3 내지 4에서 보는 바와 같이 적외선센서(3)의 외측으로 감싸도록 도넛형태로 위치토록 설치되며, 체온계(1)의 본체(11)로부터 전기를 공급받아서 PCB회로기판(12)을 통해서 급속하게 열이 발생되는 세라믹히터나 실리콘 몰딩된 금속히터로 이루어진다.

본 발명은 이에 더하여 상기 적외선센서(3)의 후방에 단열수단(5)이 더 구비되며, 이러한 단열수단(5)은 적외선센서(3)의 후방에 설치되어 급속 가열수단(4)에서 발생되는 열이 후방으로 전해지는 열확산을 방지하여 적외선센서(3)와 전기적으로 연결된 PCB회로기판(12)을 보호토록 구성되며, 절연과 단열을 동시에 만족하는 소재인 운모(雲母)를 사용할 수 있다.

상기 포로브의 내부에 위치하는 적외선센서(3)와 가열수단(4) 및 단열수단(5)은 조립 후 프로브(2)의 전방 열전도체(21)와 열차단체(22)의 이중 사출 시 인서트 사출 성형되도록 할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 적외선 체온계(1)는 프로브(2)의 내부에 적외선센서(3)에 의해서 측정하고자 하는 부위에서 발생되는 적외선을 센싱하여 체온을 측정할 시 적외선센서(3)를 감싸도록 설치된 가열수단(4)에 의해서 적외선센서(3)를 급속하게 가열하여 측정대상의 체온과 신속하게 열평형을 이루도록 해서 체온 측정의 반응속도가 월등하게 향상되도록 한 것으로서, 이에 의하면 체온의 측정을 종래의 적외선측정 체온기들에 비하여 보다 신속한 체온 측정이 가능하므로 움직이는 체온 측정의 대상자로부터도 정확한 체온의 측정이 가능한 효과를 가지게 되는 것이다.

본 발명은 이에 더하여 적외선센서(3)의 후방에 절연 및 단열 효능이 월등한 운모로 된 단열수단(5)이 설치되어 가열수단(4)에 의해서 프로브(2) 내부에 발생된 열이 후방으로 전해지는 열확산을 방지토록 해서 신속한 체온 측정이 가능토록 하면서 적외선센서(3)의 후방에 전기적으로 연결되는 PCB회로기판(12)을 가열수단(4)의 열로부터 보호할 수 있도록 하는 효과를 가지게 되는 것이다.

또한 상시 프로브(2)의 전방은 열전도성 플라스틱으로, 프로브(2)의 후방은 열전달계수가 현저히 낮은 열가소성 플라스틱으로 구비하여 이를 이중 사출성형하여 일체로 제작함으로 해서 전방에서는 적외선의 흡수율을 높이면서, 후방에서는 가열수단(4)에서 발생된 열이 외부나 체온계(1)의 본체(11)로 열확산되는 것을 차단하여 열손실을 최소화할 수 있으며, 이로 인하여 체온계(1)의 프로브(2) 내부와 체온의 측정 대상 부위의 열평형을 보다 조속하게 이루어지도록 하여 이 역시 신속한 체온의 측정이 가능토록 하는데 일조할 수 있는 효과를 제공할 수 있는 등 다수의 작용효과를 갖는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:체온계
11:본체 12:PCB회로기판
2:프로브
21:열전도체 22:열차단체
3:적외선센서
4:가열수단
5:단열수단

Claims (3)

1. 체온계(1)의 본체(11) 일측에서 체온의 측정대상을 향해서 돌출되게 구성된 프로브(2);
   프로브(2)의 전방 내부에 위치토록 설치되어 체온 측정의 대상 부위에서 발생되는 적외선을 감지토록 구성된 적외선센서(3);
   적외선센서(3)의 외측에 위치토록 설치되어 체온계(1)의 본체(11)로부터 전기를 공급받아서 열이 발생되도록 구성된 가열수단(4);
   이 포함된 것을 특징으로 하는 반응속도가 향상된 적외선 체온계.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   적외선센서(3)의 후방에 설치되어 급속 가열수단(4)에서 후방으로 열확산을 방지토록 구성된 단열수단(5);
   이 더 포함된 것을 특징으로 하는 반응속도가 향상된 적외선 체온계.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 프로브(2)는,
   열전도성 플라스틱으로 성형되어 프로브(2)의 전방부분을 이루도록 구성된 열전도체(21);
   전방의 열전도체(21)와 일체로 이중 사출되는 열전달계수가 낮은 열가소성 플라스틱으로 성형되어 프로브(2)의 후방부분을 이루도록 구성된 열차단체(22);
   로 된 것을 특징으로 하는 반응속도가 향상된 적외선 체온계.

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