0101] 圖2(A)和圖2度)是示出溫度測(cè)量方法的一例、W及用于實(shí)施該溫度測(cè)量方法的 溫度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0102] 圖3(A)和圖3度)是示出溫度測(cè)量方法的其他例子、W及用于實(shí)施該溫度測(cè)量方 法的溫度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。
[0103] 圖4(A)和圖4度)是示出溫度測(cè)量方法的其他例子、W及用于實(shí)施該溫度測(cè)量方 法的溫度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。
[0104] 圖5(A)~圖5(C)是示出環(huán)境溫度恒定的條件下的、第1溫度與第2溫度之間的 關(guān)系、W及將該關(guān)系應(yīng)用于深部溫度的計(jì)算式時(shí)的結(jié)果的圖。
[0105] 圖6(A)~圖6值)是示出改變了環(huán)境溫度時(shí)的、第1溫度與第2溫度之間的關(guān)系 的圖。
[0106] 圖7(A)~圖7值)是示出第1實(shí)施方式中的深部溫度的巧U量方法的圖。
[0107] 圖8(A)~圖8(C)是示出溫度測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)例的圖。
[010引圖9(A)和圖9度)是用于說(shuō)明利用了無(wú)線通信的溫度測(cè)量裝置的使用例的圖。
[0109] 圖10是示出第1實(shí)施方式中的深部溫度的測(cè)量步驟的圖。
[0110] 圖11是示出深部溫度的計(jì)算結(jié)果的一例的圖。
[0111] 圖12是示出深部溫度的計(jì)算結(jié)果的其他例子的圖。
[0112] 圖13是示出深部溫度的計(jì)算結(jié)果的其他例子的圖。
[0113] 圖14是示出深部溫度的計(jì)算結(jié)果的其他例子的圖。
[0114] 圖15(A)和圖15做是示出基材內(nèi)部的溫度分布與測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系的一例的 圖。
[011引圖16(A)和圖16做是示出基材內(nèi)部的溫度分布與測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系的其他例 子的圖。
[0116]圖17是用于說(shuō)明第2實(shí)施方式中的深部溫度的測(cè)量方法的圖。
[0117] 圖18(A)和圖18做是用于說(shuō)明在專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有例中,產(chǎn)生因熱平衡引 起的誤差成分的原因的圖。
[0118] 圖19(A)和圖19度)是用于說(shuō)明在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中,不會(huì)產(chǎn)生因熱平衡 引起的誤差成分的原因的圖。
[0119] 圖20(A)和圖20做是示出第2實(shí)施方式中的深部溫度的測(cè)量步驟、和第2實(shí)施 方式中的深部溫度的計(jì)算結(jié)果例的圖。
[0120] 圖21 (A)~圖21 (巧是用于說(shuō)明將溫度傳感器設(shè)置在基材上的方法的一例的圖。
[0121] 圖22(A)~圖22(C)是用于說(shuō)明在專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2006-308538號(hào)公報(bào)) 的圖5中記載的體溫計(jì)的例子的圖。
[0122] 圖23是示出熱通量為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的體溫計(jì)的接觸部模型、和深部溫度的計(jì)算式 的圖。
[0123] 圖24是用于說(shuō)明現(xiàn)有例中因熱平衡引起的測(cè)量誤差的圖。
[0124] 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0125] 4:深部;5:表層部;6:被測(cè)量體(人體等);7:環(huán)境(周圍介質(zhì)、環(huán)境介質(zhì));8: 剝離帶;9 :粘接層;10 :粘貼結(jié)構(gòu)(粘接帶);20a、20b:絕熱件;40 :基材;43 :溫度測(cè)量部; 50 :第1溫度傳感器;52 :第2溫度傳感器;53 :環(huán)境溫度取得部;54 :作為環(huán)境溫度取得部 的結(jié)構(gòu)要素的第3溫度傳感器;55 :大氣溫度傳感器;100 :第1單元;200 :第2單元。
【具體實(shí)施方式】
[0126] 在說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式W前,對(duì)專利文獻(xiàn)1所記載的用于求出深部溫度的運(yùn)算 式進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
[0127] 圖22(A)~圖22(C)是用于說(shuō)明在專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2006-308538號(hào)公報(bào)) 的圖5中記載的體溫計(jì)的例子的圖。在圖22(A)中,原樣地記載了專利文獻(xiàn)1的圖7的內(nèi) 容。圖22度)和圖22(C)是為了說(shuō)明專利文獻(xiàn)1的圖7中記載的例子的動(dòng)作,而在此次新 追加的輔助圖。
[0128] 如圖22 (A)所示,體溫計(jì)主體3設(shè)置在人體2上。體溫計(jì)主體3具有第1溫度測(cè) 量部3A和第2溫度測(cè)量部3B。第1溫度測(cè)量部3A具有:絕熱件37,其具有與人體2的體 表2A接觸的接觸面300A;W及作為第1絕熱件的絕熱件38A,其作為熱通量調(diào)整單元而設(shè) 置在絕熱件37與外氣之間。此外,溫度測(cè)量部3B具有:絕熱件37,其具有與溫度測(cè)量部3A 的接觸位置相隔距離L的位置處的與體表2A接觸的接觸面300B;W及作為第2絕熱件的 絕熱件38B,其設(shè)置在絕熱件37與外氣之間,作為熱通量調(diào)整單元。目P,絕熱件37由第1溫 度測(cè)量部3A和第2溫度測(cè)量部3B共用,具有相同的熱阻值。
[0129] 第1溫度測(cè)量部3A具有:作為第1基準(zhǔn)溫度測(cè)量部的體表傳感器31A,其測(cè)量體 表2A的溫度作為第1基準(zhǔn)溫度;W及作為第1參考溫度測(cè)量部的中間傳感器32A,其測(cè)量 絕熱件37與絕熱件38A的界面301A的溫度作為第1參考溫度。
[0130] 此外,溫度測(cè)量部3B具有:作為第2基準(zhǔn)溫度測(cè)量部的體表傳感器31B,其測(cè)量體 表2A的溫度作為第2基準(zhǔn)溫度;W及作為第2參考溫度測(cè)量部的中間傳感器32B,其測(cè)量 絕熱件37與絕熱件38B的界面301B的溫度作為第2參考溫度。絕熱件38的材料與絕熱 件37的材料不同。因此,使第1溫度測(cè)量部3A與第2溫度測(cè)量部3B之間的熱阻值不同, 在各溫度測(cè)量部中產(chǎn)生不同的熱通量。
[013。在圖22做中,簡(jiǎn)略示出了圖22(A)所示的體溫計(jì)主體的結(jié)構(gòu)。在圖22似中,記 載了圖22度)所示的第1溫度測(cè)量部3A和第2溫度測(cè)量部3B中的熱阻和熱通量。
[013引如圖22似所示,人體2的表層部的熱阻為Rs,并且在各溫度測(cè)量部3A、3B與人體 2的接觸部位處存在接觸電阻化。巧s+Rt)的值是未知的。此外,共用的絕熱件37的熱阻為 RuO(已知)。此外,設(shè)置在第1溫度測(cè)量部3A的大氣側(cè)的絕熱件38A的熱阻為(Rul+RV)。 另外,RV為接近大氣的表層部的熱阻。此外,設(shè)置在第2溫度測(cè)量部3B的大氣側(cè)的絕熱件 38B的熱阻為(Ru化RV)。
[0133] 此外,在圖22(C)中,將由體表傳感器31A、31B測(cè)量的溫度設(shè)為化1、化3,將由中 間傳感器32A、32B測(cè)量的溫度設(shè)為化2、化4。
[0134] 在圖22 (C)的左側(cè)如粗線箭頭所示,在第1溫度測(cè)量部3A中,產(chǎn)生從人體2的深部 朝向絕熱件37與絕熱件38A相接觸的界面301A的熱通量。該熱通量可分為從人體2的深 部(溫度Tcore)朝向體表2A的熱通量Q(s+t)、和從體表2A朝向界面301A的熱通量如1。 此外,在第2溫度測(cè)量部3B中,也產(chǎn)生從人體2的深部朝向絕熱件37與絕熱件38A相接觸 的界面301A的熱通量,該熱通量可分為從人體2的深部(溫度Tcore)朝向體表2A的熱通 量Q(s+t)、和從體表2A朝向界面301A的熱通量如2。
[0135] 熱通量可通過(guò)用兩點(diǎn)的溫度差除W兩點(diǎn)間的熱阻值來(lái)求出。因此,熱通量Q(s+t) 用下式(A)表示,熱通量如1用下式做表示,熱通量如2用下式似示出。
[013引 Q (s+t) = (Tcore -化1) / (Rs+Rt) ??? (A)
[0137] Qul=燈bl - Tb2)/Ru0? ??度)
[013引Qu2 =(Tb3_Tb4)/RuO? ? ? (C)
[0139] 此處,人體2中的熱通量與溫度測(cè)量部3A、3B中的熱通量相等。因此,Q(s+t)= 如1成立,同樣,Q(s+t) =Qu2成立。因此,根據(jù)式(A)和做得到下式做,根據(jù)式(A)和 式似得到下式巧)。
[0140]Tcore=KRs+化)/Ru0} ?燈61-化2)巧bl???值)
[0141] Tcore = KRs+化)/Ru0}.燈63-化4)巧b3 ...巧)
[0142] 圖23是示出熱通量為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的體溫計(jì)的接觸部模型、和深部溫度的計(jì)算式 的圖。在該圖23的上側(cè)示出的圖大致原樣地記載了專利文獻(xiàn)1的圖4的內(nèi)容。如圖23的 上側(cè)的圖所示,兩個(gè)不同的熱通量(Q(s+t)和如1、Q(s+t)和如2)分別用斜率不同的直線 表示。在各熱通量中,基于人體2中的熱通量與溫度測(cè)量部3A、3B中的熱通量相等運(yùn)一條 件,如上所述,得到作為深部溫度Tcore的計(jì)算式的值)式和巧)式。
[0143] 能夠根據(jù)值)式和巧)式,去除KRS+化)/RuO}的項(xiàng)。其結(jié)果,得到作為深部溫度 Tcore的計(jì)算式的、下式(F)。
[0145]根據(jù)該式(F),能夠與人體2中的熱阻值無(wú)關(guān)地,高精度地求出人體2的深部溫度 了core。
[0146] 圖24示出了在圖22所示的現(xiàn)有例中,產(chǎn)生因熱平衡引起的測(cè)量誤差的情況。另 夕F,在圖24中,為了方便說(shuō)明,將各體表傳感器31A~32B的測(cè)量溫度表述為T1~T4。
[0147] 在圖24中,用粗線的虛線箭頭來(lái)表示人體2與環(huán)境(此處為大氣)7之間、或者溫 度測(cè)量部3A、3B與環(huán)境7之間產(chǎn)生的熱平衡(熱的傳遞)。如上所述,產(chǎn)生從人體2的深部 朝向溫度測(cè)量部3A、3B的熱通量,但是在實(shí)際的溫度測(cè)量時(shí),熱通量的一部分例如從溫度 測(cè)量部3A、3B流入環(huán)境(大氣)7,并且例如熱從環(huán)境(大氣)7流入到溫度測(cè)量部3A、3B。 在之前已說(shuō)明的、專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中,W不產(chǎn)生熱平衡的理想的熱通量為前提,因 此在運(yùn)方面,不可否認(rèn)會(huì)產(chǎn)生微小的測(cè)量誤差。
[014引在圖24的下側(cè)示出的式(巧中,將現(xiàn)有例中的深部溫度Tcore分為真正的深部溫 度Tc、和因熱平衡引起的誤差成分ATc而進(jìn)行了記載。目P,在專利文獻(xiàn)1所記載的測(cè)量方 法中,在所測(cè)量的深部溫度Tcore中,存在微小的與熱平衡相伴的測(cè)量誤差。如果能夠通 過(guò)例如校正運(yùn)算等去除與該熱平衡相伴的測(cè)量誤差,則能夠進(jìn)一步提高深部溫度的測(cè)量精 度。
[0149] 接著,參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0150] (第1實(shí)施方式)
[0151] 圖1(A)~圖1(C)是用于說(shuō)明第1實(shí)施方式中的深部溫度的測(cè)量方法的圖。在圖 1中,僅記載了本實(shí)施方式中的溫度測(cè)量裝置的要部(溫度測(cè)量部)。另外,后面會(huì)使用圖 8對(duì)溫度測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)例進(jìn)行描述。
[0152] 首先,參照?qǐng)D1 (A)。本實(shí)施方式中的溫度測(cè)量裝置具有:基材40 ;第1溫度傳感器 50,其測(cè)量基材40的第1測(cè)量點(diǎn)pi處的溫度作為第1溫度化;第2溫度傳感器52,其測(cè)量 基材40的與第1測(cè)量點(diǎn)pi不同的第2測(cè)量點(diǎn)p2處的溫度作為第2溫度化;W及環(huán)境溫 度取得部53,其取得基材40的周圍環(huán)境(此處為大氣)7的溫度作為第3溫度。
[0153] 基材40具有:作為與被測(cè)量體6接觸的接觸面的第1面SR1 ;W及第2面SR2,其 是與第1面SR1相對(duì)的環(huán)境側(cè)的面(即,基材40的上表面)?;?0的第1面SR1處于與 被測(cè)量體6的表層部5的表面接觸的狀態(tài)。
[0154] 基材40的第2面SR2例如是與第1面SR1平行的面。此外,基材40是傳遞熱的 熱介質(zhì)。作為基材40,例如可使用具有預(yù)定的導(dǎo)熱率(或者熱阻)的材料(例如娃橡膠)。 作為基材40的材料,例如可使用娃橡膠。被測(cè)量體6可W是人體,并且也可W是爐或管道 等無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)物。
[01巧]此外,作為第1溫度傳感器50、第2溫度傳感器52W及第3溫度傳感器54,例如 可使用將溫度值轉(zhuǎn)換為電阻值的類型的溫度傳感器,并且可使用將溫度值轉(zhuǎn)換為電壓值的 類型的溫度傳感器等。另外,作為將溫度值轉(zhuǎn)換為電阻值的類型的溫度傳感器,可采用片式 熱敏電阻、印刷有熱敏電阻圖案的曉性基板、銷測(cè)溫電阻體等。此外,作為將溫度值轉(zhuǎn)換為 電壓值的類型的溫度傳感器,可采用熱電偶元件、PN接合元件、二極管等。
[0156] 被測(cè)量體6的深部4的深部溫度為Tc,該深部溫度Tc是作為測(cè)量對(duì)象的溫度。在 圖1 (A)的例子中,如虛線箭頭所示,產(chǎn)生從被測(cè)量體6的深部4朝向環(huán)境7的熱流(熱通 量)Qa。
[0157] 環(huán)境7是例如大氣等熱介質(zhì),可改稱作周圍介質(zhì)或環(huán)境介質(zhì)。即使在基材40的周 圍介質(zhì)中包含不是大氣的構(gòu)成成分的氣體成分的情況下,也可將該介質(zhì)稱作環(huán)境(周圍介 質(zhì)、環(huán)境介質(zhì))7。此外,該介質(zhì)不限于氣體。
[015引此外,第1測(cè)量點(diǎn)pi和第2測(cè)量點(diǎn)p2可設(shè)置于基材40的外表面上或基材40的 內(nèi)部。目P,第1測(cè)量點(diǎn)pi和第2測(cè)量點(diǎn)p2是位于基材40的外表面上、或基材40的內(nèi)部的 任意兩點(diǎn)。
[0159] 此外,第1溫度傳感器50和第2溫度傳感器52在第3溫度Tout的值不同的條件 下,多次(此處設(shè)為3次)測(cè)量第1溫度化和第2溫度化。
[0160] 第1測(cè)量點(diǎn)pi的溫度化(即第1溫度)和第2測(cè)量點(diǎn)p2的溫度化(即第2溫 度)都受到作為熱源的深部溫度Tc的影響而變動(dòng),并且受到作為熱流終端的環(huán)境7的溫度 Tout(即第3溫度)的影響而變動(dòng)。
[0161] 例如,在設(shè)束2溫度化=TpA時(shí),可表不為束1溫度化=aTpA+b。a是一次函數(shù) 的斜率(第1斜率),b是截距(第1截距)。并且,第1截距b根據(jù)環(huán)境溫度(第3溫度) Tout呈線性變化。目P,可表示為b=cTout+d。C是一次函數(shù)的斜率(第2斜率),d是截 距(第2截距)。
[0162] 在本實(shí)施方式中,溫度測(cè)量部所包含的運(yùn)算部(在圖1中未圖示,圖2~圖4中的 參考標(biāo)號(hào)74)根據(jù)通過(guò)=次測(cè)量而得到的第1溫度(Tbl~化3)、第2溫度(Tpl~化3)W 及與=次測(cè)量對(duì)應(yīng)的不同值的第3溫度(Toutl~Tout3),通過(guò)作為深部溫度的運(yùn)算式的 第1計(jì)算式(式(1))的運(yùn)算求出與第1面SR1相離的、被測(cè)量體6的深部4處的深部溫度 Tc。良P,Tc=d/(l-a-C)。
[0163] 在深部溫度(Tc)與環(huán)境溫度(Tout)相等時(shí),著眼于使熱平衡成為零而導(dǎo)出第1 計(jì)算式(式(1))(具體的導(dǎo)出過(guò)程將后述)。根據(jù)通過(guò)=次測(cè)量而得到的溫度數(shù)據(jù)來(lái)決定 常數(shù)a、c、d,并代入到式(1)而求出深部溫度Tc。運(yùn)是本實(shí)施方式中的深部溫度Tc的計(jì)算 方法。
[0164] 在現(xiàn)有例中,在環(huán)境溫度恒定的條件下,使兩個(gè)溫度測(cè)量部的絕熱件的種類不同, 生成了兩種不同的熱通量,而在本方式中,在環(huán)境溫度不同的至少兩個(gè)系統(tǒng)中生成熱通量。 另外,在W下的說(shuō)明中使用了"環(huán)境"運(yùn)一用語(yǔ),而環(huán)境例如是大氣等熱介質(zhì),可改稱作周圍 介質(zhì)或環(huán)境介質(zhì)。
[0165] 在現(xiàn)有例中的熱流模型中,兩個(gè)溫度測(cè)量系統(tǒng)中的環(huán)境溫度Tout為相同的值(即 恒定)。因此,在各系統(tǒng)中的深部溫度Tc與環(huán)境溫度Tout之間產(chǎn)生的熱流恒定,現(xiàn)有例W 此為前提條件。從被測(cè)量體朝向環(huán)境的、例如鉛直方向的熱流恒定是W不產(chǎn)生熱平衡為前 提而成立,所述熱平衡例如是指該鉛直方向的熱流的一部分經(jīng)由例如基材的側(cè)面而釋放到 環(huán)境中。
[0166] 但是,當(dāng)促進(jìn)溫度測(cè)量裝置的小型化、減小基材的尺寸時(shí),被測(cè)量體與環(huán)境之間的 熱平衡(例如從基材側(cè)面釋放熱量等)十分顯著。此時(shí),無(wú)法滿足在深部溫度Tc與環(huán)境溫 度Tout之間產(chǎn)生的熱流恒定運(yùn)一前提。
[0167] 與此相對(duì),在本實(shí)施方式中,在多個(gè)熱流系統(tǒng)中,各個(gè)熱流的一端是允許溫度變 動(dòng)的環(huán)境,例如在第1系統(tǒng)中,環(huán)境溫度為Toutl(任意溫度),在第2系統(tǒng)中,環(huán)境溫度為 Tout2 (與Toutl不同的任意溫度)。因此,不產(chǎn)生如下現(xiàn)有例運(yùn)樣的制約,即:在多個(gè)熱流 系統(tǒng)之間,在環(huán)境溫度(Tout)與深部溫度(Tc)之間產(chǎn)生的熱流必須是恒定的。目P,在各系 統(tǒng)的熱通量中,原本就包含因熱平衡引起的熱移動(dòng),在環(huán)境溫度Tout(任意溫度)與被測(cè)量 體的深部溫度Tc之間,不過(guò)是產(chǎn)生了還包含該熱平衡的成分的熱流。
[016引并且,在運(yùn)種熱流系統(tǒng)中,基材中的任意兩點(diǎn)(第1測(cè)量點(diǎn)和第2測(cè)量點(diǎn))的溫度 可通過(guò)包含環(huán)境溫度(Tout)作為變量(參數(shù))的式子來(lái)表示。
[0169] 此外,在深部溫度Tc與環(huán)境溫度Tout相等時(shí),熱平衡成為零。因此,例如在進(jìn)行 深部溫度Tc的運(yùn)算時(shí),通過(guò)賦予深部溫度Tc與環(huán)境溫度Tout相等運(yùn)一條件,能夠使熱平 衡引起的測(cè)量誤差成為零,從而得到上述第1計(jì)算式(式(1))。
[0170] 此外,關(guān)于第1測(cè)量點(diǎn)pi(設(shè)置第1溫度傳感器50的位置)和第2測(cè)量點(diǎn)p2 (設(shè) 置第2溫度傳感器52的位置),考慮了各種變形。此處參照?qǐng)D1度)。
[0171] 第1測(cè)量點(diǎn)pi和第2測(cè)量點(diǎn)p2可位于基材40的表面上或側(cè)面上、即基材40的 外表面上,并且,還可位于基材40的內(nèi)部。并且,也可W是其中任意一方位于基材40的表 面上或側(cè)面上,另一方位于基材40的內(nèi)部。另外,后面將使用圖11~圖16來(lái)描述使第1 測(cè)量點(diǎn)pi和第2測(cè)量點(diǎn)p2進(jìn)行各種變化而測(cè)量了深部溫度后的結(jié)果。
[0172] 在本實(shí)施方式中,設(shè)第1測(cè)量點(diǎn)pi為被測(cè)量體6側(cè)的測(cè)量點(diǎn)、第2測(cè)量點(diǎn)p2為環(huán) 境(大氣)7側(cè)的測(cè)量點(diǎn)。
[0173] 如圖1度)所示,考慮與基材40的接