TW557352B - Electronic clinical thermometer with rapid response - Google Patents

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557352 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --------—_Β7_ ' -----—-—________ 五、發明說明（） 本發明係有關於一種快速反應電子體溫計之設計，特 別疋彳9其構造上係於體溫計量測端前方用於與受測者量測 邛位相接觸之金屬頭部内，將感應元件及相接之導線與金 屬頭部之内壁接觸緊貼，由於感應元件及導線本身導熱性 佳，當金屬頭部熱平衡時，導線及感摩元件周圍亦即達到 熱平衡，其所感應之溫度能達到快速導熱及迅速熱平衡的 功能，以縮短量測時間。 發明背景： 按’傳統之電子體溫計於量測溫度時頗為耗時，1 9 8 0〜1 9 9 0年代一些改良式之電子體溫計可縮短時間 ，但多使用了一些昂貴的元件。近期的一些電子體溫計之 改良’其運用的原理主要著重在熱容積的縮小，以及減少 用於量測溫度的感應元件及其周遭附近熱量透過金屬頭部 大量向其他部份散失，以使感應元件附近迅速達成熱平衡 ，縮短量測時間。然而要達到良好的熱平衡及導熱的效果 ，必須有效縮小各部份元件體積，故其材料成本亦會增加 ，而就熱平衡的達成速度，除了金屬端部及其内填充介質 可能向其他部份傳導大量熱量影響熱平衡的迅速違成外， 連接於感應元件用以與主要電路相結合的金屬導線，導熱 性良好，可能成為該結構中感應元件附近向外傳導散失熱 能的主要部份，這是在本發明以前之體溫計設計都沒有考 慮到的’也是本發明的重心所在。以下列列出習用電子體 溫計之缺失： 1 1用之電子體溫什（睛參閱第一圖所示）包含有 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复)'" — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

557352 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7___ 五、發明說明（） 體溫計本體1 0，一與本體1 0連接之量測端2 1，一設 於量測端2 1端部之金屬頭部2 2，體溫計本艎1 0包含 有顯示元件13及按鍵開關14; 請參閲第二圖所示，習用之電子體溫計之設於量測端 2 1端部之金屬頭部2 2，内含一水珠狀之溫敏電阻（Thermistor) 2 3，該溫敏電阻2 3為充填於金屬頭部2 2内之導熱膠 2 4所固定，並與導線2 5連接； 請參閱第三圖所示，當開始量測溫度時，熱量自受測 者傳導至金屬頭部2 2，如熱流3 1，然後傳導至感應元 件2 3，然後傳導至感應元件2 3，同時有很大部份的熱 量向導熱膠2 4或藉由導熱膠2 4向量測端部2 1散失形 成熱流3 2，也有一大部份的熱量由金屬頭部直接向量測 端部2 1散失形成熱流3 3。有一部份的熱量經由導線2 5形成熱流3 4。這些熱流必須待各部份皆達到熱平衡後 才會消失。由於金屬頭部2 2體積大，要達到熱平衡需花 費很長的時間，約需6 0〜9 0秒。 承續上面所述，習用之電子體溫計其量測耗時之主要 原因是探頭（probe)部份，熱容積過大，而真正用於量 測的感應元件要達到熱平衡需待整個探頭部份平衡後才可 達成。 2 · 1 9 8 0〜1 9 9 〇年間，有許多專利提出縮短 電子體溫計量測時間的方法。請參閱第四圊所示，如美國 專利4, 1 8 3, 2 4 8號所揭露之體溫計改良結構，其設 有一體溫計本體4 1，包含有一金屬頭部42及密貼於其 -3 - 本紙張尺度適用中_家標準（CNS)A4規格咖x 297公瘦] β -----^_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

557352 A7 ________ B7 五、發明說明（） 内部之第一溫敏電阻4 3和第二溫敏電阻4 4，金屬頭部 42内部為一空腔45，而第一溫敏電阻4 3和第二溫敏 電阻4 4連接有導線4 6，用以與主要電路相結合。另於 金屬頭部4 2末側接近本體4 1量測端内設有加熱元件4 8 ’利用導線4 6與控制線路相結合； 請參閱第五圖所示，當體溫計本體4 1用於量測體溫 時，熱流5 1由金屬頭部4 2傳導至第一溫敏電阻4 3， 然後至第二溫敏電阻4 4，此時熱量同時藉由金屬頭部4 2向體溫計本體4 1之量測端部散失，形成熱流5 2及5 3 ； 該專利内容提出由於第一溫敏電阻4 3及第二溫敏電 阻4 4間於量測開始時會有溫差，溫差達一定程度時，便 啟動加熱元件4 8加溫，因此熱流5 2會因加熱元件4 8 的加溫，形成熱阻而變小。熱流5 3的熱量則由加熱元件 4 8補償。溫度量測的完成，只須等待第一溫敏電阻4 3 附近熱平衡達成，即加熱元件4 8前端之金屬頭部4 2及 導線46之熱平衡達成即可。由於向其他區域之熱流減少 ，熱平衡較易達成，故其宣稱量測時間可縮短至4〜1 5 秒内； ' 承續上面所述，此種體溫計於金屬頭部4 2中未填充 膠，可減少熱容積，透過金屬頭部4 2端部及側部二感應 元件（如溫敏電阻4 3、4 4)測量溫度差異，控制加熱 元件4 8提供熱源補償，使金屬頭部端部與其餘部份形成 熱阻（thermally isolate)，以減少量測時間。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚) (睛先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------^_wl 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557352 Α7 ________ Β7 五、發明說明（） 唯此種體溫計之缺點是必須使用加熱元件及較昂貴之 微處理器來控制加熱元件，成本遠較習用之體溫計高。且 經由導線4 6之熱流5 4未加以考慮，成為影響達成熱平 衡時間之主要因素。 又如美國專利5, 6 3 2, 5 5 5號中也揭露了 一種包 含加熱元件及一昂貴的微處理器（micr〇pr〇cess〇r)，該 微處理器主要是和預測式的演算法（pre(JictiVe alg〇rithm) 推估量測結果，當探頭自基座取出後，加熱元件會將探頭 之金屬頭部加熱至一特定溫度。而後利用預測式的演算法 在感應元件實際量測到溫度之推估最終溫度，其宣稱量測 時間約為4〜1 5秒。 這些方式的體溫計包含有一個内建的加熱元件和/或 較昂貴之微處理器及較複雜的電路。這些增加的元件及電 路，導致價格較為昂貴，且產品體積必須增大，並不適合 於家用。 3·於PC TWO 00/22396專利申請案中 揭露了一種不需額外加熱之快速體溫計改良結構，請參閱 第六圖所示，其設有一體溫計本體6 1，包含有一量測端 6 2、一設於本體6 1量測端6 2端部之金屬頭部6 3， 金屬頭部6 3尖端内部含一感應元件β 4 ,該感應元件6 4以少許膠黏著於金屬頭部6 3内壁，並連接導線6 5用 以與主要電路相結合； 請參閱第七圖所示，其為第六圖體溫計改良結構之熱 流圖。當體溫計本體6 1開始量測溫度時，熱量自受測者 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） ---—-------------；—訂 -----1 — ^9— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 557352 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __— B7___ 五、發明說明（） 傳導至金屬頭部6 3，如熱流7丄，然後傳導至感應元件 6 4，同時會藉由金屬頭部6 3產生熱流7 2，並經由導 線6 5產生熱流7 3。該專利利用減少金屬頭部6 3之熱 容積及受測者體溫對較長之金屬頭部6 3之自然加熱形成 熱阻，使熱流7 2減小。熱流γ 3則藉由使用極細的導線 縮小，該專利宣稱量測時間可縮短至2 0〜3 0秒。 該體溫計之量測時間，取決於感應元件6 4附近之熱 平衡的達成速度，其熱流有72及73，欲迅速達成平衡 ’必須有效減少感應元件6 4及金屬頭部6 3之熱容積， 可忐使用到較昂貴之元件，如其專利中揭露了其較適用之 感應元件為503FT-3P，而非習用之503ΕΤ，感應元件為503FT - 3Ρ 的價格約為習用503ΕΤ之四倍。 另其體溫計結構中即使使用較細之導線6 5，亦無法 完全減少熱流7 3，當金屬頭部6 3因外界不斷熱量供應 而達到熱平衡時，熱量仍會透過導線6 5不斷散失，使量 測時間增長。由於該導線6 5亦為金屬，導熱性良好，可 能成為該結構中感應元件6 4附近向外傳導散失熱能的主 要部份。 就以往的這些專利，在增進量測速度之技術上，都著 重在減少金屬頭部及習用體溫計金屬頭部内充填之介質對 於感應元件附近達成熱平衡之影響，完全沒有考慮到導線 對於該熱平衡達成速度的影響。 故由以上所述習用之體溫計於快速量測反應方面之技 術上仍有許多之缺失。 一 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

557352 A7 B7 五、發明說明（） 爰是本發明人基於產品不斷研究創新改良之理念，乃 秉著多年從事產品設計開發之實務經驗，經由無數次之實 際設作，致有本發明之產生。 發明目的： 本發明之目的，係在提供一種其感應之溫度能迅速達 到熱平衡及快速導熱’以能快速顯現正確溫度之體溫計構 造。其構造上係於體溫計量測端之金屬頭部内，運用導線 本身之自然彈力或導熱性佳的黏著劑，將感應元件及緊接 的導線元全或大部份與金屬頭部之内壁接觸緊貼（至少 公分以上，較佳實施例為3公分），以使導線部份不^成 為感測元件周圍熱量散失之部份’更進一步成為熱量補償 的來源，當金屬頭部受外界受測者於量挪時之自然加溫而 達成熱平衡時，由於導線密貼於金屬項部内壁熱平衡亦 隨即達成，也使感測元件周圍的熱平衡更易達成#以^决 速顯示正確溫度，縮短量測時間。 b、 以下僅藉由具艘實施例，且佐以圈式作詳细之說明， 俾使貴審查委員能對於本創作之各項功能、特點，有更 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 進一步之了解與認識： · 圖式說明： 第一圖係習用電子體溫計之外觀示意圏 第二圖係習用電子艘溫計之金屬項部内部結構示意圖。 第三囷係第二圖之構造於量測時之熱流八意圖 第四圖係美國專利4，1 8 3,2 4’8、;=金屬 頭部内部結構示意圖。 -7 - 表紙張尺度適用中國國S?(CNS)[4規格（21G X 297公釐） 557352 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 第五圖係第四圖之構造於量測時之熱流示意圖。 第六圖係PCT W0 00/22396專利申請案 所揭露之金屬頭部内部構造示意圖。 第七圖係第六圖之構造於量測時之熱流示意圖。 第八圖係本發明量測端之金屬頭部構造立體示意圖。 第九圖係本發明量測端之金屬頭部内部結構示意圖。 第十圖係第九圖之構造於量測時之熱流示意圖。 圖號說明： 1. . · ..量測端 11. . _ .· ·凹槽 2· · · ..金屬頭部 3···· 4· · · ..感應元件 5···· ..導線 6· · · ..保麗龍 7· · · · ..環側 81. 82. 83. 85.....熱流 84----熱阻 詳細說明： 請參閱第八圖、九圖所示，本發明構造上係設有一體 溫計本體（圖式中未示出），本體上可設有顯示器、開關 等，由於其為習用構造茲不再赘述，本發明於體溫計本體 前方一體延伸有量測端1，該量測端暨體溫計本體較佳實 施例係可由塑膠製成’董測端1之端部上結合一金屬頭部 2 ’量測端1與金屬頭部2二者可以粘著劑3相結合。量 測端1端部與金屬頭部2相結合的端部外側除了設一基本 之階部外另外設有一凹槽1 1，該凹槽1 1與金屬頭部2 用粘著劑3相結合時可自然形成膠環以具有防水之功效， 本紙張尺度週用干國國豕^示準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） I H ^1 ϋ ϋ I 1 I n ϋ ϋ 1 一 φ、 ϋ n ϋ ϋ ϋ ϋ I I ϋ ϋ I I I ϋ ^1 n ϋ ϋ ϋ n ί I I I I ^1 ϋ ^1 n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 557352 A7 B7 五、發明說明（） 並使粘著劑3更為牢固； 於金屬頭部2内部置一溫度感應元件4,該感應元件 4為一種與溫度相關之電阻，如習用之溫敏電阻5〇3ET , 感應元件2連接有導線5，以與計算及顯示溫度之主要電 路相連接； 於金屬頭部2内，導線5利用本身之自然彈力或導熱 性佳的枯著劑3將感應元件4及所連接之導線5，以完全 或大部份之型態而與金屬頭部2之内壁接觸緊貼（本發明 較佳實施例係導線5前半段成直接貼靠，後半段成環繞貼 靠狀）。如以較金屬頭部内徑為大之環繞直徑導線（感應 元件4連接於導線5上），然後以旋轉的方式強迫導線5 塞入金屬頭部2内，由於習用感應元件4之導線5為銅包 鋼線（CP wire)，其彈性極佳，利用本身自然彈力即可緊 貼於金屬頭部内壁。或者將感應元件4及所連接之導線5 ，以直接黏固方式固定於金屬頭部2之内壁以形成接觸緊 貼狀； 該完全或大部份與金屬頭部2之内壁緊貼的導線5部 份至少0.3公分以上，較佳實施例為3公分；、 於與金屬頭部2之内壁接觸緊貼的導線5後端，使用 與金屬頭部2内腔壁密合之硬質或軟質導熱係數低之固定 件6，例如保麗龍、發泡棉等材料，利用固定件6與内腔 壁之摩擦力或膨脹的力量固定導線5並防止導線5滑動， 同時可用以連結金屬頭部2與量測端1之端部，並可充當 粘著劑3的支撐，以防止粘著劑3向金屬頭部2前端内散 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注+^項再填寫本頁) 等. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 訂i;---- — ----------------------- 557352 A7 _______ B7 五、發明說明（） 佈。該固定件6未裝入金屬頭部2前可為一直徑大於金屬 頭部2内徑之立體半圓球狀，當裝入金屬頭部2中時其周 邊環側7可受擠壓變形而與金屬頭部2之内壁緊壓貼觸， 固定件6前方則成為一未與金屬頭部2内壁緊壓貼觸之圓 錐狀，如此可使固定件6之周邊環側7與金屬頭部2之接 觸面積較小，以有效減少熱容積。 請參閱第十圖所示，當以本發明體溫計開始量測溫度 時，熱量自受測者傳導至金屬頭部2，如熱流8 1，然後 傳導至感應元件4，同時會藉由金屬頭部2產生熱流8 2 ，由於金屬頭部2外側之熱能供應充足，該熱流8 2並不 大。另外感測元件4相對於導線5之熱容積較大，欲達成 熱平衡需要較多的熱量。而導線5為金屬材質，導熱性佳 而又緊貼於金屬頭部2内側，是以會產生熱流8 3由導線 5將熱能傳導至感應元件4。當然導線5本身亦會向黏著 劑3區域及量測端1產生熱流8 5，由於緊貼的導線5長 度長，加上密貼於金屬頭部2，外界補充熱量快，導線5 適當處會自然形成熱阻84，使熱流82對感應元件4周 圍幾乎不會造成影響。 以感應元件4周圍區域的熱平衡分析，導線5部份的 熱流不同於往昔向外散失，反倒將熱量導向感應元件4。 當周遭金屬頭部2達到熱平衡時，導線5及感應元件4之 熱平衡亦會迅速達成，在不用額外加熱及使用昂貴元件下 ，可有效減少量測時間。經由本發明人不斷試驗，本發明 體溫計之量測時間可縮短至1 〇〜2 5秒。 —1 0 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -I ϋ n ϋ ϋ 1 n I I ί I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557352 A7 _B7 五、發明說明（） 另外本發明之金屬頭部2長度上較習用的為長（一般 的為9匪），故其可增加金屬頭部2之内部空間，以利於導 線5之繞設，以及增加與皮膚之感熱接觸面積。 綜合以上所述，本創作藉由將體溫計金屬頭端中所設 之感應元件及導線設計成與金屬頭部之内壁接觸緊貼，使 導線部份不再成為感測元件周圍熱量散失之部份，更進一 步成為熱量補償的來源，令體溫計能快速顯示正確溫度， 減少量測所需時間。是以本發明已突破習用體溫計之快速 量測結構技術，且並未有相關之技術内容公開在先，實符 合發明專利要件。 以上為本案所舉之實施例，僅為便於說明而設，當不 能以此限制本案之意義，即大凡依所列申請專利範圍所為 之各種變換設計，均應包含在本案之專利範圍中，敬請 鈞局暨貴審查委員能早日賜予本案專利，實感德便。 I訂·丨^-------線— (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 557352 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 · ?8s * 一丨’ 1 _ D8 、申請專利~"--- 種陕速反應電子體溫計，其體溫計本體於量測端端部 藉枯著劑結合—金屬頭部，金屬頭部中置…溫度感應元 件及與溫度感應元件相連接之導線，其特徵在於： 將感應元件及相接之導線與金屬頭部之内壁接觸緊 貼，使導線部份不再成為感應元件周圍熱量散失之部份 更進步成為熱量補償的來源，以快速顯示正確溫度 ’減少量測所需時間者。 2·如申請專利範圍第1項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，感應元件及緊接的導線係以完全或大部份形 態與金屬頭部之内壁接觸緊貼者。 3·如申請專利範圍第1項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，導線前半段係以直接貼靠、後半段係成環繞 狀接觸緊貼於金屬頭部之内壁者。 4·如申請專利範圍第1項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，於金屬頭部内設一與金屬頭部内腔壁密合之 硬質、導熱係數低之固定件，以具有固定導線之功效， 並可供作粘著劑的支撐，以防止粘著劑向金屬頭部前端 内散佈者。 5. 如申請專利範圍第4項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，固定件係採軟質導熱係數低之材料者。 6. 如申請專利範圍第4項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，固定件裝入金屬頭部前為一直徑大於金屬頭 部内徑之立體半圓球狀，俾當裝入金屬頭部後使固定件 之周邊環側與金屬頭部之接觸面積較小’以有效減少熱 -1 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公缓） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 557352 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 容積者。 7. 如申請專利範圍第1項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，導線係以較金屬頭部内徑為大之環繞直徑， 以旋轉的方式強迫塞入金屬頭部内者。 8. 如申請專利範圍第1項所述之一種快速反應電子體溫計 ，在其中，量測端端部與金屬頭部相結合的端部外側設 有一凹槽者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）