WO1988004163A1 - Process and device, in particular for heating infants by thermal radiation - Google Patents

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WO1988004163A1
WO1988004163A1 PCT/HU1987/000042 HU8700042W WO8804163A1 WO 1988004163 A1 WO1988004163 A1 WO 1988004163A1 HU 8700042 W HU8700042 W HU 8700042W WO 8804163 A1 WO8804163 A1 WO 8804163A1
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infant
heat
heat radiation
measuring probe
environment
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József HOMOKAY
Tibor Kapronczay
Ferenc Nagy
Zoltán NAGY
László Szabó
Ferenc TÓTH
Iván URBÁN
Zoltán VARGA
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Medicor
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    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61G11/00—Baby-incubators; Couveuses
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    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
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    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
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    • A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/46—General characteristics of devices characterised by sensor means for temperature

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for heating infants and newborns by heat radiation.
  • the perfect heat coupling between the sensor and the body surface could not always be guaranteed, so the measured value did not always correspond to the actual temperature.
  • the body surface cools due to the intensive evaporation, which causes overheating even when the temperature inside the body, the so-called core temperature, is otherwise a normal value having. Overheating also occurs in infants in shocked condition. In In this case, the organism's defense system reduces the blood supply to increased sensitivity to overheating. The adjustment of the intensity of the radiant heat by manual control does not meet the requirements at all, as these
  • Ambient temperature measuring sensor by increasing the intensity of the radiant heat at a low ambient temperature and lowering it at a higher one, as a result of which the preselected temperature developing on the lying surface is less dependent on the ambient temperature.
  • the disadvantage of this solution can be seen in the fact that it only takes into account the heat transfer for the surrounding stationary air and the heat loss associated with the heat radiation and evaporation and that as a result of a possible
  • the aim of the invention was to develop a method or to design an arrangement which, when the infants are heated by radiant heat, takes into account not only the heat transfer into the stationary air but also the heat transfer resulting from the air flow, and the heat radiation to the colder ones Areas of the surrounding area resulting in heat energy loss or the heat energy gain radiated from the objects in the area to the infant are taken into account and compared with the previous solutions without having to increase the implementation costs, which results in a much better method or cheaper arrangement.
  • the method and the device according to the invention are based on the finding that, if two bodies having a known heat transfer coefficient and a known heat absorption coefficient are arranged in the heat radiation space existing under the given ambient conditions, there is a close relationship between the temperatures of the bodies for a given geometric arrangement , ie that by measuring the temperature of one body, the temperature of the other body can be inferred.
  • the essence of the method according to the invention is that the signal for the temperature of one or more in the heat radiation roughness of a heater used to heat the infant body, or in another heat radiation roughness of another radiant heater - which is in close connection with the aforementioned or is determined by measurement or calculation - arranged measuring probes, which are expediently absolutely black or gray
  • the Body is characterized, is used as a control signal for regulating the intensity of the radiant heater used to heat the infant.
  • the temperature of the measuring probe is in fact dependent on the thermal energy which is absorbed from the surroundings and the heat radiation space of the radiant heater and has been released into the stationary or flowing air by heat radiation and heat transfer, and in the same way as the temperature of the infant , which is located under the same environmental conditions and is located in the same heat radiation room or in another heat radiation room which is identical with or closely related to the heat radiation room receiving the measuring probe.
  • the infant's skin surface behaves as an absolutely black body in the wavelength range of 1.5 m ⁇ ... 13 m ⁇ in question, i.e. that with a given geometrical arrangement the temperature of the measuring probe can be used to regulate the intensity of the radiant heater heating the infant.
  • the arrangement based on the method according to the invention consists of the radiant heater serving to heat the infant and emitting heat rays in the range 1.5 m .mu.m... 13 m .mu.m, and of the absolutely black or gray heat radiation coefficients via known heat radiation and heat transfer, and heat absorption factor measuring probe, which provides the control signals for the control unit for regulating the intensity of the r on the surface on which the infant is lying, heat radiation due to the infant and which contains one or more temperature sensors, the measuring probes in the heat radiation space of the radiant heater or in one that is closely connected to it and is likewise arranged in the heat radiation room of the auxiliary radiant heater following the control unit.
  • the mode of operation of the arrangement according to the invention is based on the knowledge that, under a given geometric arrangement, there is a narrow designation between the temperature of the measuring probe and the temperature of the skin surface of the infant who behaves in the given wavelength range with good approximation as an absolutely black body, that is, the temperature of the probe can be used to control the intensity of the heat radiation.
  • the arrangement according to the invention takes into account the excess heat loss resulting from the air flow, the heat energy lost due to heat radiation or absorbed from the environment by heat radiation, since both the measuring probe and the infant are arranged in the same environment, the accessibility to Infants are not limited, an economically feasible solution is available.
  • the apparatus frame 5 combines the radiant heater 1, the lying surface 2 receiving the infant, the measuring probe 3 arranged in the heat radiation room and the control unit 4 in one unit.
  • the control element of the control unit is the radiant heater 1, the control signal is supplied by the measuring probe 3.
  • the specific design of the control unit is not detailed here, it does not form the subject of the invention, the individual elements and their mutual connection is well known from the technical literature.
  • FIG. 2 shows the side view of a further possible embodiment of the arrangement according to the invention.
  • Figure 3 shows the longitudinal section
  • Figure 4 shows the cross section of a possible embodiment of the measuring probe.
  • the temperature sensor 8 arranged in the measuring probe which is partially or wholly provided with a matt black coating - whereby the approach of an absolutely black body is achieved - measures the temperature of the measuring probe, which turns out to be a success of the effects of the environment.
  • the measuring probe 3 can contain temperature sensors 8 in any number.
  • the size is determined by the geometric arrangement or the size of the object to be heated.
  • the area facing the radiant heater 1 must be large enough to be able to measure a value characterizing the entire heat radiation space, but at the same time, in particular if the measuring probe is arranged between the radiating heater 1 and the object to be heated, furthermore if the heat radiation is parallel or divergent the probe must be small enough to cover only a negligible part of the lens to be heated.
  • the design of the measuring probe does not form the subject of the invention; the embodiment according to the figures is shown only for the purpose of illustration.
  • FIG. 5 shows the section of the traditional design of a radiant heater 1.
  • the heat rays emanating from the heating rods 9 which are arranged in the focus of two screens 10, which are expediently designed as parabolic mirrors, are guided by the screens 10 to the lying surface 2 or the bed 7.
  • Figure 5 shows an embodiment of Figure 1
  • Figure 7 shows an advantageous version of the embodiment of Figure 2.
  • the measuring probe 3 is arranged opposite to that part of the radiant heater 1 due to the size of the radiant heater 1, or the relative arrangement of the radiant heater 1, the measuring probe 3, the lying surface 2 or the bed 7 If no heat is radiated onto the infant, the thermal radiation space which heats the infant remains undisturbed.
  • Figure 8 shows a third
  • Figure 9 shows a fourth embodiment of the arrangement according to the invention.
  • auxiliary heating element 11 is arranged on the frame construction 5 or on the frame 6, which is expediently also regulated with the control unit 4, that is to say it is in close connection with the control signal under which the Control unit 4 delivering measuring probe 3 can be found.
  • the idea of the invention also includes those solutions which contain a plurality of radiant heaters 1, auxiliary radiant heaters 11, measuring probes 3 and control units 4 - the number of which corresponds at most to the number of auxiliary radiant heaters 11 - and the rake units 4 have at least one radiant heater 1, auxiliary radiant heater 11 and heat radiation measuring Measuring probe 3 are connected.
  • the scope of the inventive concept also includes solutions in which the relative arrangement of the radiant heater (s), the auxiliary heater (s) 11 and the measuring probe (s) 3 he the heating of any living being or lifeless object possible, furthermore the design of the measuring probe 3 does not approximate an absolutely black body, but is designed as a gray body in the given wavelength range.

Abstract

The control signal for regulating the intensity of the thermal radiation directed toward the infant is the temperature of the measurement probe in the form of an absolutely black or grey body, which is situated in the space to be heated by thermal radiation or in another space which is closely and continually connected with the latter. Said probe measures the quantity of thermal energy used for heating, released into the environment by the infant, removed from the environment by thermal radiation, and furthermore dissipated by heat transfer into the ambient air. The arrangement described comprises a heating radiator (1) serving to heat the infant and connected to the regulating unit (4), a reclining surface (2) or a bed (7) serving to receive said infant, or a heating radiator (1) and a boost radiator (11) in close association with the latter; in the thermal radiation space of one of the above-mentioned elements is arranged a measurement probe (3) provided with a temperature sensor (8), which sends out the control signal for the regulating unit (4) that controls the intensity of the thermal radiation; also provided is a support frame (5) or a base (6) for grouping all of the said elements into a single unit.

Description

Verfahren und Vorrichtung insbesondere zur Erwärmung von Säuglingen durch Wärmestrahlung Method and device in particular for heating infants by thermal radiation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erwärmung von Säuglingen und Neugeborenen durch Wärmestrahlung.The invention relates to a method and a device for heating infants and newborns by heat radiation.
Die Versorgung kranker Neugeborenen, Frühgeborenen, aber auch gesunder Neugeborenen unmittelbar nach der Geburt beansprucht eine Umgebung, die auch in ihren nackten Zustand die eine unmittelbare Lebensgefahr bedeutende Abkühlung verhindert. In der Mehrheit der Fälle kann eine geeignete Umgebung mit den Säuglingsinkubatoren gewährleistet werden. Inkubatoren aber sind unbrauchbar in Fällen, wo die sofortige und ungestörte Zugänglichkeit der Säuglinge erfordert wird, z.B. bei der Versorgung der Geburt folgend, Pflege nach einer Operation, Durchführung kleinerer Operationen, Wie-derbelebung usw. Das Mittel der Versorgung in solchen Fällen ist der Säuglings-Wärmer, dessen wichtigste Teileneinheit durch den zur Aufnahme des Säuglings dienenden Bedienungstis'ch und den Heizstrahler der über dem Tisch angeordnet ist und den durch Wärmeabstrahlung, Wärmeübergäbe und Verdampfung entstandenen Wärmeverlust des Säuglings ersetzt, gebildet ist.The care of sick newborns, premature babies, but also healthy newborns immediately after birth demands an environment that, even in their naked state, prevents the immediate cooling, which is an immediate danger to life. In the majority of cases, a suitable environment can be ensured with the infant incubators. However, incubators are useless in cases where the immediate and undisturbed accessibility of the infants is required, e.g. following childbirth care, care after surgery, minor operations, resuscitation, etc. The means of care in such cases is the baby warmer, the most important part of which is the operating table and the radiant heater that takes care of the baby which is arranged above the table and which replaces the heat loss of the infant caused by heat radiation, heat transfer and evaporation.
Bei den bisher bekannten Lösungen wurde die Intensität der Strahlungswärme entweder durch manuelle Steuerung empirisch eingestellt oder wurde zu diesem Zwecke ein Regelkreis verwendet, der das Signal des auf das Säugling gelegten Temperaturfühlers, als Regelsignal verarbeitet. So z.B. wird. die Betriebsweise der manuellen Steuerung bei dem Typ PP 800 der Firma Dräger (BRD) verwendet, wogegen der Apparat Neonatal Intensive Care Center der Firma OHIO (USA) über beide Betriebsweisen verfügt. Prinzipiell wäre die Regelung von dem Säugling her die günstigste Lösung, da in diesem Fass auch der zu erwärmende Organismus einen Teil des Regelkreis bildet. Leider wurde diese Lösung infolge der zahlreichen Mangelhaftigkeiten nicht mit Beifall seitens der Verbraucher aufgenommen. Als Erfolg des an dem Säugling angeordneten Fühlers ging eben der grösste Vorteil, die leichte Zugänglichkeit verloren. Desweiteren, insbesondere bei einer länger dauernden Pflege konnte die einwandfreie Wärmekopplung zwischen dem Fühler und der Körperoberfläche nicht immer gewährleistet werden, so entsprach der gemessene Wert nicht immer der tatsächlichen Temperatur. Insbesondere, wenn Neugeborenen in einer Umgebung mit niedriger Luftfeuchte gepflegt werden, sind wir mit einem weiteren Problem konfrontiert, indem infolge der intensiven Verdampfung die Körperoberfläche sich abkühlt, wodurch auch dann eine Überwärmung auftritt, wenn die Temperatur im Körperinneren, die sogenannte Kerntemperatur ansonsten einen Normalwert aufweist. Eine Überwärmung erfolgt auch bei sich im schockierten Zustand befindenden Säuglingen. In diesem Fall verringert das Abwehrsystem des Organismus die Blutversorgung eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Überwärmung auf. Die Einstellung der Intensität der Strahlungswärme durch manuelle Steuerung befriedigt die Forderungen überhaupt nicht, da dieseIn the previously known solutions, the intensity of the radiant heat was either set empirically by manual control or became this A control circuit is used for this purpose, which processes the signal from the temperature sensor placed on the infant as a control signal. So for example. uses the manual control mode of operation for the PP 800 model from Dräger (FRG), whereas the Neonatal Intensive Care Center from OHIO (USA) has both modes of operation. In principle, regulation from the infant's point of view would be the cheapest solution, since in this barrel the organism to be heated also forms part of the control loop. Unfortunately, due to the numerous deficiencies, this solution was not applauded by consumers. The greatest advantage, the easy accessibility, was the success of the sensor placed on the infant. Furthermore, especially with long-term care, the perfect heat coupling between the sensor and the body surface could not always be guaranteed, so the measured value did not always correspond to the actual temperature. In particular, when newborns are cared for in an environment with low humidity, we are faced with another problem in that the body surface cools due to the intensive evaporation, which causes overheating even when the temperature inside the body, the so-called core temperature, is otherwise a normal value having. Overheating also occurs in infants in shocked condition. In In this case, the organism's defense system reduces the blood supply to increased sensitivity to overheating. The adjustment of the intensity of the radiant heat by manual control does not meet the requirements at all, as these
Lösung entweder eine ständige Überwachung beansprucht, oder es besteht die Nötigkeit der Anwendung eines oder mehrerer akzessorischen Apparate für die kontinuierliche Überwachung des Zustands des Säuglings. Der Apparat Neonatal Intensive Ca re System der holländischen Firma Hoek Loos eliminiert teilweise die erwähnten Mangelhaftigkeiten. Die Lösung interveniert in den zur Stabilisierung der Wärmeausstrahlung dienenden Regelkreis mit dem Signal des in dem Gestell des Apparats angeordneten, d.h. im wesentlichen dieSolution either requires constant monitoring, or there is a need to use one or more accessory devices for continuous monitoring of the condition of the infant. The neonatal intensive care system from the Dutch company Hoek Loos partially eliminates the deficiencies mentioned. The solution intervenes in the control circuit used to stabilize the heat radiation with the signal of the one arranged in the frame of the apparatus, i.e. essentially the
Umgebungstemperatur messenden Fühlers so, indem er die Intensität der Strahlungswärme bei einer niedrigen Umgebungstemperatur erhöht und bei einer höheren herabsetzt, wodurch die sich auf der liegenden Fläche ausstaltende, im voraus gewählte Temperatur weniger von der Umgebungstemperatur abhängt. Der Nachteil dieser Lösung zeigt sich darin, dass sie lediglich die Wärmeübergabe für die umgebende stationäre Luft berücksichtigt und den mit der Wärmeabstrahlung und Verdampfung verbundenen Wärmeverlust und die infolge einer eventuellenAmbient temperature measuring sensor by increasing the intensity of the radiant heat at a low ambient temperature and lowering it at a higher one, as a result of which the preselected temperature developing on the lying surface is less dependent on the ambient temperature. The disadvantage of this solution can be seen in the fact that it only takes into account the heat transfer for the surrounding stationary air and the heat loss associated with the heat radiation and evaporation and that as a result of a possible
Luftströmung entstehende Überschussmenge der Wärmeübergabe vernachlässigt. Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt ein Verfahren zu entwickeln, bzw. eine Anordnung auszustalten, die bei der Erwärmung der Säuglinge durch Strahlungswärme neben der Wärmeübergabe in die stationäre Luft auch die sich aus dem Luftstrom sich ergebende Wärmeübergabe berücksichtigt, sowie den durch Wärmeabstrahlung zu den kälteren Flächen der Umgebung entstehenden Verlust an Wärmeenergie bzw. den von den Gegenständen der Umgebung auf das Säugling abgestrahlte Wärmeenergiegewinn in Betracht nimmt und mit den früheren Lösungen verglichen, ohne die Realisierungskos ten erhöhen zu müssen ein viel besseres Verfahren bzw. günstigere Anordnung ergibt.Air flow generated excess amount of heat transfer neglected. The aim of the invention was to develop a method or to design an arrangement which, when the infants are heated by radiant heat, takes into account not only the heat transfer into the stationary air but also the heat transfer resulting from the air flow, and the heat radiation to the colder ones Areas of the surrounding area resulting in heat energy loss or the heat energy gain radiated from the objects in the area to the infant are taken into account and compared with the previous solutions without having to increase the implementation costs, which results in a much better method or cheaper arrangement.
Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die Vorrichtung beruhen auf der Erkenntnis, indem wenn in dem, unter gegebenen Umgebungbedingungen bestehenden Wärmestrahlungsraum zwei, über bekannte Wärmeübergangszahl und bekannten Wärmeabsorptionskoeffizient verfügende Körper angeordnet werden, bei einer gegebenen geometrischen Anordnung zwischen den Temperaturen der Körper eine enge Beziehung vorhanden ist, d.h. dass durch die Messung der Temperatur des einen Körpers auf die Temperatur des anderen Körpers konkludiert we rden kann.The method and the device according to the invention are based on the finding that, if two bodies having a known heat transfer coefficient and a known heat absorption coefficient are arranged in the heat radiation space existing under the given ambient conditions, there is a close relationship between the temperatures of the bodies for a given geometric arrangement , ie that by measuring the temperature of one body, the temperature of the other body can be inferred.
Das Wesentliche des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass das Signal, das für die Temperatur einer oder mehrerer, in dem Wärmestrahlungsraura eines zur Erwärmung des Säuglings dienenden Heiz körpers, oder in einem anderen Wärmestrahlungsraura eines anderen Heizstrahlers - der mit dem vorerwähnten in enger oder durch Messung oder Berechnung ermittelter Verbindung steht - angeordneten Meßsonden, die zweckmässig als absolut schwarzer oder grauerThe essence of the method according to the invention is that the signal for the temperature of one or more in the heat radiation roughness of a heater used to heat the infant body, or in another heat radiation roughness of another radiant heater - which is in close connection with the aforementioned or is determined by measurement or calculation - arranged measuring probes, which are expediently absolutely black or gray
Körper ausgestaltet ist, charakterisierend ist, als Kontrollsignal für die Regelung der Intensität der zur Erwärmung des Säuglings dienenden Heizstrahlers verwendet wird. Die Temperatur der Meßsonde gestaltet sich nämlich in der Abhängigkeit der Wärmeenergie, die aus der Umgebung und dem Wärmestrahlungsraum des Heizstrahlers absorbiert und durch Wärmeabstrahlung und Wärmeübergabe in die stationäre oder strömende Luft abgegeben worden ist, und auf die gleiche Weise, wie die Temperatur des. Säuglings, das sich unter denselben Umgebungsumständen befindet und in demselben Wärmestrahlungsraum oder in einem anderen, mit dem die Meßsonde aufnehmenden Wärmestrahlungsraum identischen oder damit in enger Verbindung stehenden Wärmestrahlungsraum liegt. Die Hautoberfläche des Säuglings benimmt sich nämlich in dem in Betracht kommenden Wellenlängenbereich 1,5 m μ...13 m μ als ein absolut schwarzer Körper, d.h. dass bei einer gegebenen geometrischen Anordnung die Temperatur der Meßsonde zur Regelung der Intensität des das Säugling wärmenden Heizstrahlers verwendet werden kann.Body is characterized, is used as a control signal for regulating the intensity of the radiant heater used to heat the infant. The temperature of the measuring probe is in fact dependent on the thermal energy which is absorbed from the surroundings and the heat radiation space of the radiant heater and has been released into the stationary or flowing air by heat radiation and heat transfer, and in the same way as the temperature of the infant , which is located under the same environmental conditions and is located in the same heat radiation room or in another heat radiation room which is identical with or closely related to the heat radiation room receiving the measuring probe. The infant's skin surface behaves as an absolutely black body in the wavelength range of 1.5 m μ ... 13 m μ in question, i.e. that with a given geometrical arrangement the temperature of the measuring probe can be used to regulate the intensity of the radiant heater heating the infant.
Selbstverständlich kann das erfindungsge mässe Verfahren zur Erwärmung jedwelches, über bekannte thermische Charakteristiken verfügenden Lebenswesens oder lebenslosen Gegenstands verwendet werden. Die auf dem erfindungsgemässen Verfahren beruhende Anordnung besteht aus dem zur Erwärmung des Säuglings dienenden, Wärmestrahlen im Bereich 1,5 m μ...13 m μ auslassenden, sich der Regeleinheit anschliessenden Heizstrahler, sowie aus de r absolut schwarzen oder grauen, über bekannten Wärmestrahlungskoeffizienten und Wärmeübergabe-, und Wärmeabsorptionsfaktor verfügenden Meßsonde, die die Kontrollsignale für die Regeleinheit zur Regelung der Intensität de r auf die Fläche, worauf das Säugling liegt, entfallenden Wärmestrahlung liefert und eine oder meghrere Temperaturfühler enthält, wobei die Meßsonden in dem Wärmestrahlungsraum des Heizstrahlers oder in einem, damit eng verbundenen und gleicherweise in dem Wärmestrahlungsräum des sich der Regeleinheit anschliessenden Hilfsheizstrahlers angeordnet sind.Of course, the fiction appropriate methods of heating any living being or lifeless object having known thermal characteristics. The arrangement based on the method according to the invention consists of the radiant heater serving to heat the infant and emitting heat rays in the range 1.5 m .mu.m... 13 m .mu.m, and of the absolutely black or gray heat radiation coefficients via known heat radiation and heat transfer, and heat absorption factor measuring probe, which provides the control signals for the control unit for regulating the intensity of the r on the surface on which the infant is lying, heat radiation due to the infant and which contains one or more temperature sensors, the measuring probes in the heat radiation space of the radiant heater or in one that is closely connected to it and is likewise arranged in the heat radiation room of the auxiliary radiant heater following the control unit.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung beruht auf der Erkenntnis, indem zwischen der Temperatur der Meßsonde und der Temperatur der Hautoberfläche des sich in dem gegebenen Wellenlängebereich mit guter Annäherung als absolut schwarzer Körper benehmenden Säuglings unter einer gegebenen geometrischen Anordnung eine enge Bezeichung besteht, d.h. dass die Temperatur des Meßsonde zur Regelung der Intensität der Wärmestrahlung verwendet werden kann.The mode of operation of the arrangement according to the invention is based on the knowledge that, under a given geometric arrangement, there is a narrow designation between the temperature of the measuring probe and the temperature of the skin surface of the infant who behaves in the given wavelength range with good approximation as an absolutely black body, that is, the temperature of the probe can be used to control the intensity of the heat radiation.
Abweichend von den früheren Lösungen berücksichtigt die erfindungsgemässe Anordnung den sich aus dem Luftstrom ergebenden Überschuss an Wärmeverlust, die durch Wärmestrahlung verlorengegangene oder durch Wärmeabstrahlung aus der Umgebung aufgenommene Wärmeenergie, da sowohl die Meßsonde, als auch das Säugling in derselben Umgebung angeordnet sind, die Zugänglichkeit zum Säugling ist nicht beschränkt, eine wirtschaftlich realisierbare Lösung steht zur Verfügung.Deviating from the previous solutions, the arrangement according to the invention takes into account the excess heat loss resulting from the air flow, the heat energy lost due to heat radiation or absorbed from the environment by heat radiation, since both the measuring probe and the infant are arranged in the same environment, the accessibility to Infants are not limited, an economically feasible solution is available.
Figur 1 stellt die Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Anordnung dar. Der Apparatenrahmen 5 vereinigt den Heizstrahier 1, die das Säugling aufnehmende Liegefläche 2, die in dem Wärmestrahlungsraum angeordnete Meßsonde 3 und die Regeleinheit 4 in eine Einheit. Das Stellorgan der Regeleinheit ist der Heizstrahler 1, das Kontrollsignal wird von der Meßsonde 3 geliefert. Die konkrete Gestaltung der Regeleinheit wird hier nicht detailliert, sie bildet den Gegenstand der Erfindung nicht, die einzelnen Elemente und deren gegenseitiger Anschluss ist aus der technischen Literatur wohlbekannt.1 shows the side view of an exemplary embodiment of the arrangement according to the invention. The apparatus frame 5 combines the radiant heater 1, the lying surface 2 receiving the infant, the measuring probe 3 arranged in the heat radiation room and the control unit 4 in one unit. The control element of the control unit is the radiant heater 1, the control signal is supplied by the measuring probe 3. The specific design of the control unit is not detailed here, it does not form the subject of the invention, the individual elements and their mutual connection is well known from the technical literature.
Figur 2 stellt die Seitenansicht einer weiteren möglichen Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung dar.FIG. 2 shows the side view of a further possible embodiment of the arrangement according to the invention.
Bei dieser Ausführung befinden sich der Heiz strahier 1, die Meßsonde 3 und die Regeleinheit 4 auf einem Gestell 6, das über das das Säugling aufnehmende Bett 7 geschoben werden kann.In this version there is heating strahier 1, the measuring probe 3 and the control unit 4 on a frame 6, which can be pushed over the bed 7 receiving the infant.
Figur 3 stellt den Längsschnitt, Figur 4 den Querschnitt einer möglichen Ausführung der Meßsonde dar.Figure 3 shows the longitudinal section, Figure 4 shows the cross section of a possible embodiment of the measuring probe.
Der in der mit teilweise oder im Ganzen mit mattem schwarzem Überzug versehenen Meßsonde - wobei die Annäherung eines absolut schwarzen Körpers erzielt wird - angeordnete Temperaturfühler 8 misst die Temperatur der Meßsonde, die sich als Erfolg der Einwirkungen der Umgebung ausstaltet.The temperature sensor 8 arranged in the measuring probe, which is partially or wholly provided with a matt black coating - whereby the approach of an absolutely black body is achieved - measures the temperature of the measuring probe, which turns out to be a success of the effects of the environment.
Selbstverständlich kann die Meßsonde 3 Temperaturfühler 8 in beliebiger Zahl enthalten. Das Mass wird durch die geometrische Anordnung bzw. die Grosse des zu erwärmenden Objekts bestimmt. Die dem Heizstrahler 1 zugewandte Fläche muss genügend groß sein um einen den ganzen Wärmestrahlungsraum charakterisierenden Wert messen zu können, gleichzeitig aber, insbesondere, wenn die Meßsonde zwischen dem strahlenden Heizkörper 1 und dem zu erwärmenden Objekt angeordnet ist, desweiteren, wenn die Wärmestrahlung parallel oder divergent ist, muss die Sonde genügend klein sein, um nur einen vernachlässigbaren Teil des zu erwärmenden Objektiv zu decken. Die Gestaltung der Meßsonde bildet den Gegenstand der Erfindung nicht, die Ausführung nach den Figuren ist nur zwecks Veranschaulichung dargestellt. Figur 5 zeigt den Schnitt der traditionellen Ausführung eines Heizstrahlers 1.Of course, the measuring probe 3 can contain temperature sensors 8 in any number. The size is determined by the geometric arrangement or the size of the object to be heated. The area facing the radiant heater 1 must be large enough to be able to measure a value characterizing the entire heat radiation space, but at the same time, in particular if the measuring probe is arranged between the radiating heater 1 and the object to be heated, furthermore if the heat radiation is parallel or divergent the probe must be small enough to cover only a negligible part of the lens to be heated. The design of the measuring probe does not form the subject of the invention; the embodiment according to the figures is shown only for the purpose of illustration. FIG. 5 shows the section of the traditional design of a radiant heater 1.
Die von den im Fokus zweier, zweckmässig als Parabolspiegel ausgestalteten Schirme 10 angeordneten Heizstäben 9 ausgehenden Warmestrahle werden von den Schirmen 10 zu der Liegefläche 2 bzw. dem Bett 7 geleitet.The heat rays emanating from the heating rods 9 which are arranged in the focus of two screens 10, which are expediently designed as parabolic mirrors, are guided by the screens 10 to the lying surface 2 or the bed 7.
Figur 5 stellt ein Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dar, während Figur 7 eine vorteilhafte Version der Ausführung nach Figur 2 zeigt.Figure 5 shows an embodiment of Figure 1, while Figure 7 shows an advantageous version of the embodiment of Figure 2.
Bei den Versionen nach Figur 6 und 7 ist die Meßsonde 3 infolge der Größe des Heizstrahlers 1, bzw. der relativen Anordnung des Heizstrahlers 1, der Meßsonde 3, der Liegefläche 2 bzw. des Betts 7 demjenigen Teil des Heizstrahlers 1 gegenüberliegend angeordnet, von dem keine Wärme auf das Säugling ausgestrahlt wird, so bleibt der die Erwärmung des Säuglings ausführende Wärmestrahlungsraum ungestört.In the versions according to FIGS. 6 and 7, the measuring probe 3 is arranged opposite to that part of the radiant heater 1 due to the size of the radiant heater 1, or the relative arrangement of the radiant heater 1, the measuring probe 3, the lying surface 2 or the bed 7 If no heat is radiated onto the infant, the thermal radiation space which heats the infant remains undisturbed.
Figur 8 zeigt eine dritte, Figur 9 eine vierte Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Anordnung.Figure 8 shows a third, Figure 9 shows a fourth embodiment of the arrangement according to the invention.
Bei den Versionen nach Figur 8 und 9 ist auf der Rahmenkonstruktion 5 bzw. auf dem Gestell 6 ein weiterer Hilfsheizkörper 11. angeordnet, der zweckdienlich ebenfalls mit der Regeleinheit 4 geregelt ist, d.h. damit in enger Verbindung steht und mitläuft, unter dem das Kontrollsignal der Regeleinheit 4 liefernde Meß sonde 3 zu finden ist.In the versions according to FIGS. 8 and 9, a further auxiliary heating element 11 is arranged on the frame construction 5 or on the frame 6, which is expediently also regulated with the control unit 4, that is to say it is in close connection with the control signal under which the Control unit 4 delivering measuring probe 3 can be found.
Die einzelnen Ausführungsbeispiele und deren Versionen stellen lediglich je eine mögliche Ausführungsfarmen dar. Selbstverständlich gehören zu dem Kreise des Erfindungsgedankens auch diejenigenThe individual exemplary embodiments and their versions each represent only one possible embodiment. Naturally, the scope of the inventive concept also includes those
Lösungen, die z.B. zwecks Bestimmung des den inhomogenen Wärmestrahlungsraums des Heizstrahlers 1 oder des Hilfsheizstrahlers 11 charakterisierenden Durchschnittswerts, oder im Interesse einer sichereren Funktion über mehrere ebenfalls der Regeleinheit 4 angeschlossene Meßsonde 3 verfügen, oder die mehrere Heizstrahler 1, Meßsonde 3, und Regeleinheiten 4 - deren Zahl höchstens mit der Zahl der Heizstrahler 1 übereinstimmt - enthalten, und den Regeleinheiten 4 mindestens eine Meßsonde 3 und ein Heizstrahier 1 angeschlossen sind; zu dem Erfindungsgedanken gehören auch diejenigen Lösungen, die mehrere Heizstrahler 1, Hilfsheizstrahler 11, Meßsonden 3 und Regeleinheiten 4 - deren Zahl höchstens mit der Zahl der Hilfsheizstrahler 11 übereinstimmt - enthalten, und den Rageleinheiten 4 mindestens ein Heizstrahler 1, Hilfsheizstrahler 11 und die Wärmestrahlung messende Meßsonde 3 angeschlossen sind.Solutions that e.g. for the purpose of determining the average value characterizing the inhomogeneous heat radiation space of the radiant heater 1 or the auxiliary radiant heater 11, or in the interest of a safer function, have several measuring probe 3 also connected to the control unit 4, or the several radiant heaters 1, measuring probe 3, and control units 4 - the maximum number of which the number of radiant heaters 1 matches - contain, and the control units 4 at least one measuring probe 3 and a radiant heater 1 are connected; The idea of the invention also includes those solutions which contain a plurality of radiant heaters 1, auxiliary radiant heaters 11, measuring probes 3 and control units 4 - the number of which corresponds at most to the number of auxiliary radiant heaters 11 - and the rake units 4 have at least one radiant heater 1, auxiliary radiant heater 11 and heat radiation measuring Measuring probe 3 are connected.
Zu dem Kreis des Erfindungsgedankens gehören auch die Lösungen, bei denen die relative Anordnung der (der) Heizstrahlers (strahler) des (der) Hilfsheizstrahlers (strahier) 11 und der Meßsonde (n) 3 die Erwärmung eines beliebigen Lebenswesens oder lebenslosen Gegenstands er möglicht, desweiteren die Gestaltung der Meßsonde 3 nicht einem absolut schwarzen Körper annähert, sondern im gegebenen Wellenlängenbereich als grauer Körper ausgestaltet ist. The scope of the inventive concept also includes solutions in which the relative arrangement of the radiant heater (s), the auxiliary heater (s) 11 and the measuring probe (s) 3 he the heating of any living being or lifeless object possible, furthermore the design of the measuring probe 3 does not approximate an absolutely black body, but is designed as a gray body in the given wavelength range.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren insbesondere zur Erwärmung von Säuglingen durch Wärmestrahlung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Kontrollsignal zur Regelung der Intensität der auf das Säugling gerichteten Wärmestrahlung das die Temperatur der als absolut schwarzer oder grauer Körper ausgestalteten Meßsonde charakterisierende Signal dient, wobei die Meßsonde in dem erwärmenden Wärmestrahlungsraum oder in einem damit in konstanter und enger Verbindung stehenden anderen Wärmestrahlungsraum angeordnet ist und die das Mass der für die Erwärmung angewendeten, von dem Säugling in die Umgebung abgestrahlten, aus der Umgebung durch Wärmestrahlung aufgenommenen, desweiteren durch Wärmeübergabe in die umgebende Luft verlorengegangenen Wärmeenergie misst.1. A method, in particular for heating infants by thermal radiation, characterized in that the signal characterizing the temperature of the measuring probe designed as an absolutely black or gray body serves as a control signal for regulating the intensity of the thermal radiation directed at the infant, the measuring probe in the warming heat radiation space or is arranged in a constant and closely related other heat radiation space and which measures the amount of heat energy used for heating, radiated by the infant into the environment, absorbed from the environment by heat radiation, and furthermore lost by heat transfer into the surrounding air.
2. Anordnung zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen zur Erwärmung der Säuglinge dienenden Heizstrahler (1), die Intensität der Wärmestrahlung regelnde Regeleinheit (4) und einen diese in eine Einheit vereinigenden Apparatrahraen (5) oder ein2. Arrangement for realizing the method according to claim 1, which is used for heating the infants radiant heater (1), the intensity of the heat radiation regulating unit (4) and a uniting unit (5) or a uniting unit
Gestell (6) enthält, desweiteren eine, zur Aufnahme des Säuglings dienende, zum Apparat rahmen (5) befestigte Liegefläche (2) oder ein Bett (7) vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Warmestrahlungsraum des zur Erwärmung des Säuglings dienenden, der Regeleinheit (4) angeschlossenen Heizstrahlars (1) wenigstens eine Meßsonde (3) angeordnet ist, die das Mass der für die Erwärmung aufgewendeten, von dem Säugling in die Umgebung abgestrahlten, aus der Umgebung durch Wärmestrahlung aufgenommenen, desweiteren in die umgebende Luft durch Wärmeübergabe verlorengegangenen Wärmeenergie bestimmt, und der Regeleinheit (4) angeschlossen ist. (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 5, 7).The frame (6) contains, furthermore, a bed surface (2) or a bed (7), which is used to hold the baby and is attached to the apparatus frame (5), characterized in that in the Thermal radiation space of the radiant heater (1), which is used to heat the infant and is connected to the control unit (4), at least one measuring probe (3) is arranged, which measures the amount of heat expended, radiated by the infant into the environment and absorbed from the environment by heat radiation , further determined in the surrounding air by heat transfer lost thermal energy, and the control unit (4) is connected. (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 5, 7).
3. Anordnung insbesondere zur Erwärmung von Säuglingen, die einen Heizstrahler (1), eine die Intensität der Wärmestrahlung regelnde Regeleinheit (4), einen diese Einheiten in eine Einheit vereinigenden Apparatenrahmen (5) oder Gestell (6) aufweist, desweiteren eine das Säugling aufnehmende, dem Rahmen (5) befestigte Liegef lache (2) oder ein Bett (7) vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem Wärmestrahlungsraum des der Regeleinheit (4) angeschlossenen Hilfsheizstrahlers (11), der von dem das Säugling erwärmenden und der Regeleinheit (4) angeschlossenen Heizstrahler (1) abgesondert angeordnet ist, wenigstens eine, sich der Regeleinheit (4) anschlisssende Meßsonde (3) vorhanden ist, die das Mass der für die Erwärmung aufgewendeten, von dem Säugling in die Umgebung abgestrahlten und aus der Umgebung durch Wärmestrahlung aufgenommenen, durch Wärmeübergabe in die umgebende Luft verlorengegangenen Wärmeenergie bestimmt (Fig. 3, 4, 5, 8, 9).3. Arrangement, in particular for warming infants, which has a radiant heater (1), a control unit (4) regulating the intensity of the heat radiation, a unit frame (5) or frame (6) uniting these units, and also a unit for accommodating the infant , the frame (5) attached lying area (2) or a bed (7) is provided, characterized in that in the heat radiation space of the auxiliary heating element (11) connected to the control unit (4), which is heated by the infant and the control unit (4th ) connected radiant heater (1) is arranged separately, at least one measuring probe (3) connecting to the control unit (4) is present, which measures the amount of heat used, radiated by the infant into the environment and absorbed from the environment by heat radiation , by Heat transfer to the surrounding air lost heat energy determined (Fig. 3, 4, 5, 8, 9).
4. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Heizstrahler (1) und Regeleinheiten (4) - deren Zahl höchstens mit der Zahl der Heizstrahler (1) übereinstimmt - enthalten sind und zu den einzelnen Regeleinheiten (4) mindestens ein Heizstrahler (1) und eine Meßsonde (3) gehört. 4. Arrangement according to claim 2, characterized in that a plurality of radiant heaters (1) and control units (4) - the number of which corresponds at most to the number of radiant heaters (1) - are included and to the individual control units (4) at least one radiant heater (1) and a measuring probe (3) belongs.
5. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Heizstrahler (1) und mehrere Hilfsheizstrahler (11) enthalten ist, die Zahl der enthaltenen Regeleinheiten (4) höchstens der Zahl der Hilfsheizstrahler (11) entspricht und den einzelnen Regeleinheiten (4) wenigstens ein Heizstrahler (1), ein Hilfsheizstrahler (11) und eine Meßsonde (3) angeschlossen sind.5. Arrangement according to claim 3, characterized in that a plurality of radiant heaters (1) and a plurality of auxiliary radiant heaters (11) is included, the number of control units (4) contained at most corresponds to the number of auxiliary radiant heaters (11) and the individual control units (4) at least one Radiant heaters (1), an auxiliary radiant heater (11) and a measuring probe (3) are connected.
6. Anordnung nach jedwelchem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Meßsonde (3) als ein absolut schwarzer oder grauer Körper ausgestaltet ist und mindestens einen Temperaturfühler (8) enthält. 6. Arrangement according to any one of claims 2 to 5, that the measurement probe (3) is designed as an absolutely black or gray body and contains at least one temperature sensor (8).
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