CN1297342A

CN1297342A - 辐射温度计

Info

Publication number: CN1297342A
Application number: CN99805089A
Authority: CN
Inventors: 柄川俊二
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-05-30
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: EP1055391A4; US6572264B1; DE69929710T2; DE69929710D1; WO2000035339A1; CN1185983C; JP4478337B2; EP1055391B1; EP1055391A1; HK1037503A1

Abstract

一种临床用的辐射温度计,通过考虑从探针部分前端发射的和被耳鼓膜和外耳道反射的红外辐射,能够比传统温度计更准确地测量体温。辐射温度计具有基于耳鼓膜和外耳道的辐射率(它低于1)、红外传感装置的输出以及温度测量装置的输出按照预定计算方程式计算体温的温度计算装置。

Description

辐射温度计

技术领域

本发明涉及辐射温度计。

背景技术描述

为了在短时间内测量体温，已经提出了选择耳鼓膜作为测量位置并以非接触方式测量耳鼓膜温度的辐射温度计。

一个例子便是在日本公开专利公报No.28524/1990中揭示的辐射温度计。这个辐射温度计允许将探针部分(它包括前端的窗口构件和后端的红外线传感器)前端插入到外耳道(external acoustic opening)中，以致于通过窗口构件由红外线传感器接收鼓膜的红外线以及基于接收的红外线的强度测量鼓膜温度，即体温。

由于这种类型的辐射温度计基于来自鼓膜的红外线的强度而测量体温，接收红外线的光学系统的污染度将影响测量准确度。然而，由于耳屎等，外耳道变脏，因此，几次测量体温引起起探针部分前端的光学系统作用的窗口构件被逐步弄脏的问题。此外，一个以上的人共用同一个辐射温度计是不卫生的。

为了解决这个问题，日本公开专利公报No.28524/1990中揭示的辐射温度计包括一探针盖，这是为覆盖被插入到外耳道中的探针部分前端而设计的。探针盖阻止辐射温度计的探针部分直接接触外耳道。此外，由于探针盖在每次体温测量后可弃之，不存在脏的光学系统劣化测量准确度的问题，不存在卫生问题。

然而，当象在上述的日本公开专利公报No.28524/1990中所揭示的辐射温度计的情况那样采用探针盖时，每次测量体温必需要一个新的探针盖，这是费成本的。尤其是在需要经常测量体温的医院需要承受相当高的经营成本。

此外，由于使用探针盖的传统辐射温度计在每次测量体温后要丢弃探针盖，这就需要经常获取新的探针盖，这是费人力的。

为了解决这个问题，本申请人提出了一种辐射温度计，它具有日本专利申请No.144970/1992中的防水结构的探针部分。

在日本专利申请No.144970/1992中所揭示的辐射温度计中，由于探针部分具有防水结构，在完成体温测量后利用酒精或者洗涤剂可以消毒和清洁插入到外耳道中的辐射温度计的前端部分。因此，可以将辐射温度计总是维持在卫生状态下。此外，可以避免由于光学系统的污染度造成的温度测量准确度的劣化。此外，由于不需要探针盖，可以削减购买探针盖的经营成本。

在上述的辐射温度计中，体温是通过由红外线传感器接收来自鼓膜或外耳道的红外线以及通过检测红外线的强度而测量的。

如上所述，传统辐射温度计测量体温假设入射到红外线传感器的红外线仅仅来自鼓膜或者外耳道。

然而，本申请的发明人发现，当利用传统辐射温度计测量温度时以低于实际温度的较低水平测量温度。因此，在极端情况中，一直存在即使当某人由于患感冒等有热度时而传统辐射温度计以较低水平显示测量体温以及作出正常体温决定的风险。

鉴于以上各点，本发明的目的是提供一种辐射温度计，将其设计成比传统辐射温度计更准确地测量体温。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的特征在于，辐射温度计包括红外线检测装置；探针部分，具有插入到生命体孔中的前端以及设置在前端的引导开口，用于将从生命体孔部分发射的红外线引导到红外线检测装置；温度测量装置，用于测量探针部分的温度；以及计算装置，用于基于红外线检测装置和温度测量装置的检测值而计算生命体的体温，其中计算装置具有体温计算装置，用于基于生命体孔部分的辐射率(当辐射率小于1时)、红外线检测装置的输出和温度测量装置的输出按照预定算术表示式计算生命体的体温。

此外，本发明的特征在于，探针部分的形状是这样的，当将探针部分插入生命体孔部分中时几乎充满生命体整个孔部分。

此外，本发明的特征在于，体温计算装置包括进行将红外线检测装置的输出除以辐射率的处理。

此外，本发明的特征在于，温度测量装置起测量红外线检测装置温度的温度测量装置的作用。

此外，本发明的特征在于，温度测量装置包括测量探针部分温度的第一温度测量装置和测量红外线检测装置温度的第二温度测量装置。

此外，本发明的特征在于，预定的算术表示式为：

T_b=(T₀ ⁴+V_b/Ke)^1/4这里，T_b代表生命体的孔部分的温度，T₀代表红外线检测装置的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K代表常数，e代表生命体孔部分的辐射率。

此外，本发明的特征在于，预定的算术表示式是准表示式，它以红外线检测装置的温度(T₀)、红外线检测装置的输出(V_b)和生命体的孔部分的辐射率(e)近似生命体的孔部分的温度(T_b)。

此外，本发明的特征在于，预定的算术表示式为：

T_b=T₀+V_b/K₁e这里，T_b代表生命体的孔部分的温度，T₀代表红外线检测装置的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K₁代表常数，e代表生命体孔部分的辐射率。

此外，本发明的特征在于，预定的算术表示式为：

T_b={[V_b/K+T₀ ⁴-(1-e)T_p ⁴]/e}^1/4这里，T_b代表生命体的孔部分的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K代表常数，T₀代表红外线检测装置的温度，e代表生命体孔部分的辐射率，T_p代表探针部分的温度。

此外，本发明的特征在于，探针部分具有把从导入开口发射的红外线引导到红外线传感器的光导管和覆盖光导管的壳体装置，在光导管与壳体装置之间形成空间，在壳体装置与光导管之间设置第二温度测量装置，以致于第二温度测量装置与壳体装置接触，但是与光导管不接触。

此外，本发明的特征在于，探针部分前端的构件的热容量达到这样的程度，即在计算生命体的体温所需的时间周期内温度不会突然变化。

此外，本发明的特征在于，探针部分前端部分具有设置的导入开口处的窗口构件。

此外，本发明的特征在于，窗口构件是由厚度为0.3mm或更大的氟化钙、硅或氟化钡制成。

此外，本发明的特征在于，生命体的孔部分为体温的外耳道，将辐射率设定为0.90至0.98。

此外，本发明的特征在于，辐射温度计具有设定辐射率的辐射率设定装置。

此外，本发明的特征在于，辐射温度计具有检测红外线检测装置的峰值的峰值检测装置，计算装置进行计算所用的红外线检测装置的输出是峰值。

此外，本发明的特征在于，辐射温度计包括红外线检测装置；具有可插入到生命体孔部分中的前端以及设置在前端并把从生命体孔部分发射的红外线引导到红外线检测装置的导入开口的探针部分；测量探针部分温度的温度测量装置；或是选择生命体孔部分的辐射率(当辐射率小于1时)或是选择1.00作为被测温物体的辐射率的辐射率选择装置；以及基于红外线检测装置的输出、温度测量装置的输出和辐射率设定装置所选的辐射率计算被测温物体的温度的计算装置。

此外，本发明的特征在于，辐射温度计具有开始测量操作的测量开关和根据测量开关的操作选择辐射率的辐射率选择装置。

附图简述

图1是根据本发明的辐射温度计的第一实施例的示意图。

图2示出将图1中所示辐射温度计插入耳内测量体温的一种方式。

图3是图1所示辐射温度计的探针部分的截面图。

图4是通过放大图3所示辐射温度计的探针部分前端表示的截面图。

图5是图1所示辐射温度计的方框图。

图6示出通过操作图1所示辐射温度计的测量开关产生的操作信号的图形，这里(a)示出操作信号的预定图形，(b)示出操作信号的图形的一种详细例子。

图7是表明图1中所示辐射温度计的体温测量操作的流程图。

图8是根据本发明第二实施例的辐射温度计的探针部分的截面图。

图9示出曲线图中函数f(T)=T⁴的曲线。

图10是根据本发明的辐射温度计的第四实施例的示意图。

图11是图10中所示辐射温度计的方框图。

图12是中10中所示辐射温度计的体温测量操作的流程图。

实现本发明的最佳方式

以下将参考附图说明本发明的实施例。

图1是根据本发明的辐射温度计的第一实施例的示意图。

正如图1所示，辐射温度计1包括壳体装置2上的测量开关3和显示器4。在壳体装置2的前端设置一探针部分5。

探针部分5圆锥梯形形状，其直径从前端向后端逐步增大。探针部分5是这样构造的，当将探针部分5插入外耳道中时，外耳道几乎被比外耳道更厚的探针部分5一部分填满。探针部分的形状不必局限于这种形状，只要探针部分基本上填满外耳道即可。

为了测量体温，揿下测量开关3，然后将探针部分5的前端插入到外耳道11中。辐射温度计1在测量开关3被揿下后立即开始测量。开始测量后，将探针部分5的前端插入到外耳道11中，基于预定条件完成测量。在这一期间在探针部分5前端处被投入到引出开口6中的红外线当中，采用对应于峰值的红外线传感器18的输出来计算温度。这一温度显示为体温。在由于辐射温度计1通常被置于低于体温的温度环境中，探针部分5的温度与这一环境温度基本相同。因此，当已经将探针部分5插入外耳道11中时，外耳道11的温度被探针部分5降低。因此通常地，在将探针部分5前端插入到外耳道11的过程期间或者在探针部分5前端已经插入到外耳道11中之后立即从鼓膜12或者外耳道11已经出射红外线之后，峰值变为对应于从探针部分5前端处已经入射到引出开口6的红外线的值。

壳体装置2和探针部分5是由例如ABS树脂的材料制成。

图2示出如何用插入到耳内的图1所示辐射温度计来测量体温。

为了测量体温，将辐射温度计1前端处的探针部分5插入到耳朵10外耳道11中，接收来自鼓膜12和外耳道11的红外线，如图2所示。

在将辐射温度计1前端处的探针部分5插入到耳朵10的外耳道11中时，建议采取将探针部分5插入外耳道11中以致于基本上填满外耳道11。这是为了防止红外线从鼓膜12和外耳道11以外的周围环境进入到辐射温度计1的引出开口6。

本发明人已经注意到，在这一测量状态中，入射到辐射温度计1的红外线不仅仅是从鼓膜12和外耳道11出射的红外线。换句话说，发明人已经发现从探针部分5前端出射的以及从鼓膜12和外耳道11反射的红外线也入射在辐射温度计1上。

在传统的辐射温度计中一直未考虑到从探针部分5前端出射的以及从鼓膜12和外耳道11反射的红外线。

由于探针部分5前端的温度与外部温度几乎相同，外部温度低于鼓膜12和外耳道11的温度，传统的辐射温度计会以低于实际温度的较低温度测量温度。

因此，本发明已经考虑到存在从探针部分5前端出射的以及从鼓膜12和外耳道11反射的红外线。因此，在本发明中，在计算体温中反映了存在的这一情况。

图3是图1所示辐射温度计1的探针部分5的截面图。

正如图3所示，窗口构件15设置在探针部分5的前端处的导入开口6上。这一窗口构件是由能够透过红外线的光学晶体材料，如氟化钙、硅或氟化钡等材料制成。

通过窗口构件15的红外线被铝块16支持的光导管17引导到红外线传感器18。可以采用热电堆作为红外线传感器18。光导管17由诸如铜、黄铜或不锈钢等材料制成。

在图3中，19表示检测光导管17的温度的热敏电阻，用粘合剂19b将热敏电阻19固定于光导管17附近。20表示检测红外线传感器18的温度的热敏电阻，用粘合剂20b将热敏电阻20固定于红外线传感器18附近。21表示检测探针部分5前端部分的温度的热敏电阻，用粘合剂21b将热敏电阻21固定于探针部分5的前端部分。对于热敏电阻19、20和21，可以采用其它的温度测量装置，如正温度系数热敏电阻或二极管。

在图3中，18a和18b分别表示红外线传感器18的输出端，19a表示热敏电阻19的输出端，20a表示热敏电阻20的输出端，21a表示热敏电阻21的输出端。

图4是图3中所示辐射温度计1的探针部分5的前端的放大截面图。

用第一密封垫23使探针部分5与窗口构件22之间的间隙防水并密封。用第二密封垫24使窗口保持构件22与光导管17之间的间隙防水并密封。

窗口保持构件22是由诸如铜的材料制成的。第一密封垫23和第二密封垫24是由诸如橡胶的弹性构件材料制成。

光导管17和窗口保持构件22是例如圆柱形状。窗口构件15为圆盘形状，第一密封垫23和第二密封垫24分别为环形橡胶形状。

根据本实施例，光导管17和窗口构件15通过第二密封垫24和窗口保持构件22连接，以使光导管17的内表面防水。

在具有上述结构的本实施例中，为了可以用酒精或洗涤剂对防水结构进行消毒和清洁，必需使用具有一定厚度的窗口构件15，从而达到这样的强度，窗口构件15不会在清洁时破碎。这种构件具有一定水平的热导率，这依赖于厚度。因此，当将探针部分5的前端插入到外耳道11中，测量体温时，这一构件不是立即达到与外耳道11相同的温度。

在上述环境中，为了利用在短时间内测量体温的优点，这是辐射温度计的特征之一，必须在这样的状态中计算体温，即窗口构件15在不同于外耳道11温度的温度下辐射红外线。因此，在计算体温中不能不管从窗口构件15辐射的红外线。

从不同角度考虑以上情况，为了在计算体温时总是考虑到从窗口构件15辐射的红外线的存在，在测量期间窗口构件15的温度不变化是较佳的。

换句话说，窗口构件15由具有一定强度水平和具有一定热容量水平的材料制成。此外，考虑到形成窗口构件15的材料的加工精度，将窗口构件15形成为厚度至少0.3mm的圆盘是较佳的。

氟化钙、硅和氟化钡每一种物质的比热(1克物质温度升高1℃所需的热量(卡))(cal/g℃)分别为0.211 cal/g℃、0.1383 cal/g℃和0.098 cal/g℃。

图5是图1所示辐射温度计的方框图。

正如图5所示，辐射温度计1包括光学系统25、检测器26、放大器27、计算器28、显示器4和测量开关3。

光学系统25包括有效地收集来自被测温物体L的红外线的光导管17和具有红外线透射性的窗口构件15。

检测器26包括红外线传感器18、检测红外线传感器18温度的热敏电阻20、检测光导管17温度的热敏电阻19和检测探针部分5前端的温度的热敏电阻21。热敏电阻21定位在窗口构件15附近，因此能够测量到与窗口构件15几乎相同的温度。

放大器27包括对红外线传感器18的输出电压进行放大以及对该输出电压进行数字化的放大器27a、对热敏电阻20的输出电压进行放大以及对该输出电压进行数字化的放大器27b、对热敏电阻19的输出电压进行放大以及对该输出电压进行数字化的放大器27c、以及对热敏电阻21的输出电压进行放大以及对该输出电压进行数字化的放大器27d。

计算器28包括运算电路28a和辐射率设定部分b。运算电路28a分别基于红外线传感器18、热敏电阻20、热敏电阻19和热敏电阻21的信号以及来自辐射率设定部分28b的辐射率e进行运算(如下所述)。运算电路28a然后计算被测物体L(即鼓膜12和外耳道11)的温度，将算出的温度显示在显示器4上。辐射率设定部分28b存储鼓膜12和外耳道11的辐射率e(如下所述)并根据测量开关3的操作将这一辐射率e输出到运算电路28a。

测量开关3输出操作信号，引起检测器26、放大器27、计算器28和显示器4操作。

在本实施例中，由辐射温度计1测量的温度被显示在显示器4上。然而，本发明并不局限于这种显示。另一方面，可以以条带图或折线图的形式显示多个体温，或者可以通过声音等将体温通知用户。因此，使用各种通知手段是可能的。

接着将说明由运算电路28a计算被测温物体的温度的过程。

通常，从待测量物体的温度中减去红外线传感器自身的温度后，红外线传感器接收强度对应于温度的红外线。于是，运算电路28a将热敏电阻20检测的红外线传感器18自身的温度增加到对应于由红外线传感器18检测的红外线强度的温度是必需的。

当诸如窗口构件15和光导管17的光学系统25的温度不同于红外线传感器18的温度(例如，当将探针部分5插入到外耳道11中时，光学系统25的温度升高，尽管与外耳道11的温度不相同，在光学系统25与红外线传感器18的温度之间出现少量温度差)时，由红外线传感器18检测的红外线除了来自被测温物体L的红外线外还包括从光学系统25辐射的红外线。

因此，热敏电阻19检测光学系统25的温度，运算电路28a将热敏电阻20检测的温度增加到对应于由红外线传感器18检测的红外线强度的温度上以及减去热敏电阻19检测的温度。因此，能够获得测量物体L的温度。

在上述的处理中，一直未考虑到从辐射温度计1探针部分5前端辐射，然后从鼓膜12或者外耳道11反射，最终入射到红外线传感器18的红外线。接着将说明考虑到以上这一点的处理。

通常，对于用辐射温度计测量物体的温度，必须设定待测物体的辐射率。根据传统的辐射温度计，如日本公开专利公报No.28524/1990中所揭示的，通过假设待测量的鼓膜或外耳道为黑体，体温是基于辐射率1.00计算的。

在本实施例中，为了考虑到从辐射温度计1探针部分5前端辐射，然后从鼓膜12或者外耳道11反射，最终入射到红外线传感器18的红外线，采用小于1.00的值作为鼓膜12和外耳道11(测量温度的物体)的辐射率。

作为鼓膜12和外耳道11作为测温物体的辐射率e的一个详细例子，建议采用0.90至0.98。这个值是基于许多人的辐射率的实际测量结果获得的。在这一实际测量中，辐射率的分布是这样的，接受测量的多数人的辐射率接近0.94，少数人的辐射率逐步接近0.90和接近0.98。因此，当采用辐射率e为固定值时，建议采用0.94。

已知，在辐射温度计中，测量来自被测温物体的红外线的红外线传感器的输出电压Vb由表示式(1)给出：

V_b=K{(1-e)T_p ⁴+eT_b ⁴+T₀ ⁴} (1)这里K代表常数，e代表测量的物体的辐射率，T_p代表探针的温度，T_b代表测量物体的温度，T₀代表红外线传感器的温度。然而，为了简化说明，从以上表示式中省略由热敏电阻检测的光学系统温度的影响。

表示式(1)能够改为表示式(2)。

T_b={[V_b/K+T₀ ⁴-(1-e)T_p ⁴]/e}^1/4 (2)

在本实施例中，可以采用热敏电阻21的输出电压作为探针的温度T_p，采用热敏电阻20的输出电压作为红外线传感器的温度T₀，采用红外线传感器18的输出电压作为红外线传感器的输出电压V_b。

因此，图5中所示的运算电路28a进行由表示式(2)给出的运算，计算测量物体L(即鼓膜12和外耳道11)的温度，并将算出的温度显示在显示器4上。

从表示式(2)显而易见，在考虑了从辐射温度计1探针部分5前端辐射，然后从鼓膜12或者外耳道11反射，最终入射到红外线传感器18的红外线的处理中，红外线传感器18的输出V_b除以待测量物体的辐射率e。对于辐射率小于1.00的待测量物体，红外线的辐射体积按照辐射率变得比辐射率为1.00的待测量物体的辐射体积小，即使两个待测量物体具有相同温度。基于这一处理，即基于V_b/e，可以获得对应于当待测量物体辐射率为1.00时所获得的红外线传感器输出的值，这是获得待测温物体的温度所需要的。

具体地，在根据本实施例的辐射温度计中，其中测量是在将探针插入到外耳道中之前开始的，峰值或是在将探针插入外耳道中过程期间获得的或是在将探针插入外耳道后立即获得的，探针的前端几乎保持环境温度，因此探针前端的温度低于外耳道或鼓膜的温度。由于从探针前端辐射的红外线对产生误差具有较大影响，在本发明中通过设定辐射率而获得体温是非常有利的。

此外，在辐射温度计中，其中测量是在探针已经插入到外耳道中后开始的，探针前端的温度接近于已将探针插入到外耳道中后开始测量前外耳道的温度。然而，由于辐射温度计测量体温仅需几秒，探针前端的温度并未变为与外耳道的温度相同。因此，象在本发明中那样通过设定辐射率获得体温是有利的。

此外，在将探针盖装在探针前端上，它具有较小热容量并比探针前端更易于跟着温度变化的这种辐射温度计中，探针盖会接近外耳道的温度。然而，由于辐射温度计测量体温仅需几秒，探针盖的温度并未变为与外耳道的温度相同。因此，象在本发明中那样通过设定辐射率获得体温是有利的。

此外，正如JIS1612-1988中所描述的，一般的辐射温度计是利用黑体经受检查的，黑体的辐射率设定为1.00。同样，辐射温度计也可以利用辐射率基本上设定为1.00的黑体经受检查。这种检查不仅在制造过程期间进行而且在成品送货时也进行。本发明的辐射温度计是这样构造的，即通过预定的操作可以将用于计算的辐射率设定为1.00。这一辐射温度计也可以用辐射率已经设定为1.00的黑体经受检查。这一预定操作是通过利用测量开关3进行的。然而，不是象如上所述的简单地揿下测量开关3，必须以预定图形进行操作。

接着参考图6描述该预定操作。

图6示出图1中所示辐射温度计的测量开关的操作所产生的操作信号图。在图6中，(a)示出操作信号的预定图形，(b)示出操作信号图形的详细例子。

接下来的操作是将辐射率设定为例如1.00。首先，以图6(a)所示的预定图形按测量开关3。

在图6(a)中，第一信号A1和A2是操作信号，其宽度范围从105毫秒至255毫秒(第一时间范围)。第二信号C是操作信号，其宽度范围从525毫秒至975毫秒(第二时间范围)，大于第一信号A1和A2的宽度。B1和B2分别是第一信号A1与第二信号C之间的间隔以及第二信号C与第一信号A2之间的间隔，其范围在105毫秒至255毫秒之间。

为了产生上述操作信号，在105毫秒至255毫秒之间的期间测量开关3保持揿下。然后，在105毫秒至255毫秒期间测量开关3保持不揿下。然后，在525毫秒至975毫秒期间测量开关3再保持揿下。然后，在105毫秒至255毫秒期间测量开关3保持不揿下。而后，在105毫秒至255毫秒期间测量开关3保持揿下。

图6(b)示出操作信号的产生图形的一个例子。首先，在150毫秒的时间周期里产生信号A1’。接着，使间隔B1’为140毫秒。然后，在600毫秒的时间周期里产生信号C1’。接着，使间隔B2’为180毫秒。然后，在170毫秒里产生信号A2’。不应当产生如图6(a)中所示的A1、C和A2图形，除非一般用户希望有意地产生这一图形。除了在制造过程中检查以外，希望这种检查图形可以绝不出现误差。

在产生如图6(a)所示的操作信号时，图5中所示的辐射率设定部分28b检测这些信号并把辐射率1.00的值输出到运算电路28a，与此同时，自动地开始体温测量操作。然后，通过将导入开口6对着黑体进行测量。在预定条件下完成测量时，将从测量开始到测量结束所测得的温度的最大值显示为待测量物体的温度。换句话说，测量的是待测量物体黑体的温度并显示在显示器4上。

当在这一状态进行常温测量操作时，温度测量操作是在黑体测量前已经设定的辐射率的值上进行的。结果，在以上预定操作图形中，测量操作是以辐射率设定为1.00进行的。

图7是图1中所示的辐射温度计1的体温测量操作的流程图。

接着将参考图5中所示的方框图和图7中所示的流程图说明辐射温度计1的体温测量操作。在图7中，符号S1至S6表示处理的步骤。

首先，揿下测量开关3，过程继续到步骤S1。在步骤S1，辐射率设定部分28b检测测量开关3的操作图形，确定所检测的操作图形是否是上述的预定图形。如果辐射率设定部分28b在步骤S1确定，所检测的操作图形是预定图形，那么辐射率设定部分28b在步骤S2将辐射率设定为1.00。另一方面，如果辐射率设定部分28b在步骤S1确定，操作图形不是预定图形，那么，辐射率设定部分28b在步骤步骤S3将辐射率设定为0.94。因此，辐射率设定部分28b象辐射率选择装置一样工作，后者选择生命体的孔部分的辐射率(当辐射率小于1时)或者接受测量物体的辐射率为1.00。

在步骤S4，运算电路28通过利用放大器27的输出和在步骤S2和步骤S3设定的辐射率测量接受测量物体L的温度。然后，在步骤S5，运算电路28a基于预定条件确定是否完成测量。具体地说，如果基于预定条件已经确定获得了峰值温度，那么完成测量，过程继续到步骤S6。另一方面，如果已经确定还未获得峰值，那么过程返回到温度测量的步骤S4。

在步骤S6，显示器4在预定时间周期里显示测得的峰值为接受测量物体L的温度，并完成测量操作。

接着将说明本发明的第二实施例。

与图3中所示实施例的不同之处在于不存在热敏电阻21。

红外线传感器18的温度与探针部分5前端的温度之间的差小于鼓膜12或外耳道11(作为接受测量的物体)的温度与探针部分5前端的温度之间的差。因此，为了简化结构，可以用热敏电阻20代替图3中所示的热敏电阻21。

在这种情况中，在表示式(2)中可以将T₀设定为T_p。由运算电路28a进行的操作由表示式(3)给出。

T_b=(T₀ ⁴+V_b/Ke)^1/4 (3)

在本实施例中，可以采用热敏电阻20的输出电压作为红外线传感器的温度T₀，可以采用红外线传感器18的输出电压作为红外线传感器的输出电压V_b。

于是，运算电路28a执行表示式(3)中表示的操作，计算接受测量的物体L(即鼓膜12和外耳道11)的温度，并将算出的温度显示在显示器4上。

从表示式(3)显而易见，在本实施例中，在考虑到从辐射温度计1探针部分5前端辐射的、然后从鼓膜12或外耳道11反射的、最后入射在红外线传感器18上的红外线的处理中，红外线传感器的输出V_b也除以接受测量的物体的辐射率e。

接着将说明本发明的第三实施例。

在第三实施例中，目的是通过用更简单的表示式接近表示式(3)中给出的数值表示，而简化结构和增加处理速度。

当将函数f(T)=T⁴表示为相对于绝对温度T的曲线图时，获得图9中所示的曲线。在图9中，水平轴代表T，垂直轴代表f(T)。

在图9所示的曲线中，当观察辐射温度计1实际使用的环境温度，即红外线传感器18的温度T₀的范围时，假设辐射温度计1通常在室内使用，将注意到约在288K(15℃)至308K(35℃)的窄范围。此外，鼓膜12或外耳道11(为接受测量的物体)的温度范围约为308K(35℃)至315K(42℃)。在这一范围内，函数f(t)=T⁴可以用线性表示式f(T)≈aT+b近似。换句话说，函数可以用T₀ ⁴≈aT₀+b和T_b ⁴≈aT_b+b近似。

表示式(3)可以改写为表示式(4)。

T_b ⁴=T₀ ⁴+V_b/Ke (4)

通过将近似表示T₀ ⁴≈aT₀+b和T_b ⁴≈aT_b+b的上述结果替代到表示式(4)中，得到表示式(5)

(aT_b+b)=(aT₀+b)+V_b/Ke (5)

表示式(5)可以进一步改写为表示式(6)。

T_b=T₀+V_b/aKe (6)

当用K₁代替aK时，得到表示式(7)。

T_b=T₀+V_b/K₁e (7)

在本实施例中，可以采用热敏电阻20的输出电压作为表示式(7)中红外线传感器的温度T₀，可以采用红外线传感器的输出电压作为红外线传感器的输出电压V_b。

于是，运算电路28a执行表示式(7)中所示的运算，计算接受测量的物体L(即鼓膜12和外耳道11)的温度，并将算出的温度显示在显示器4上。

正如从表示式(7)中显而易见的，在本实施例中，在考虑到从辐射温度计1探针部分5前端辐射的、然后从鼓膜12或外耳道11反射的、最后入射在红外线传感器18上的红外线的处理中，红外线传感器的输出V_b也除以接受测量的物体的辐射率e。

接着将说明本发明的第四实施例。

图10是根据本发明的辐射温度计的第四实施例的示意图。

正如图10所示，在辐射温度计1’的外壳装置2的上部进一步设置了由向上(UP)开关30a和向下(DOWN)开关30b组成的辐射率设定开关30。

如上所述，鼓膜12和外耳道11的辐射率e根据各个人在一定程度上是不同的。在本实施例中，设置辐射率设定开关30是使用户能够改变辐射率。采用这一配置，可以更准确地测量体温。

设定辐射率的详细操作如下。在测量操作以外的时间周期中揿一次向上开关30a，显示的辐射率e增加+0.01。揿一次向下开关30b时，显示的辐射率e减小。当已经显示所需辐射率后揿下测量开关3时，辐射温度计1’基于揿下测量开关3之前已经显示的辐射率的值而开始体温测量操作。

图11是图10所示的辐射温度计1’的方框图。

将参考图11说明辐射温度计1’的方框图。用相似数字表示与图5所示辐射温度计1方框图中相同的组成元件，对其说明从略。图11的方框图与图5的方框图的不同之处仅仅在于操作开关。操作开关包括测量开关3、向上开关30a和向下开关30b。

将揿下向上开关30a或向下开关30b时产生的信号输出到计算器28和显示器4。计算器28的辐射率设定部分28b基于这些开关的操作而设定辐射率e，显示器4显示辐射率的设定值。

以类似于第一实施例的方式，将揿下测量开关3时产生的信号输出到检测器26、放大器27、计算器28和显示器4。

图12是表明图10所示的辐射温度计1’的体温测量操作的流程图。

将参考图11所示的方框图和图12所示的流程图说明辐射温度计1’的辐射率设定操作和体温测量操作。在图12中，S11至S20的符号表示每个处理步骤。

首先，在步骤S11，当揿下测量开关3、向上开关30a和向下开关30b之一时，过程继续到步骤S11。在步骤S11，辐射率设定部分确定揿下的开关是否是向上开关30a。当确定揿下的开关是向上开关30a时，过程继续到步骤S12。当确定揿下的开关不是向上开关30a时，过程继续到步骤S15。在步骤S12，辐射率设定部分28b确定辐射率是否是1.00。当在步骤S12已经确定辐射率不是1.00时，将现有的辐射率e增加0.01。在步骤S14，显示器4在预定的时间周期内显示这一值。然后，完成辐射率设定操作。当在步骤S12已经确定辐射率是1.00时，在步骤S14将这一值1.00作为辐射率e的值显示预定的时间周期。然后，完成辐射率设定操作。

接着，在步骤S15，辐射率设定部分28b确定揿下的开关是否是向下开关30b。当确定揿下的开关是向下开关30b时，过程继续到步骤S16。当确定揿下的开关不是向下开关30b时，过程继续到步骤S18。当过程继续到步骤S18时，由于揿下的开关既不是向上开关30a也不是向下开关30b，确定揿下的开关是测量开关30。然后，执行以下所述的温度测量操作。

在步骤S16，辐射率设定部分28b确定辐射率是否是0.90。当辐射率设定部分28b在步骤S16已经确定辐射率不是0.90时，辐射率设定部分28b从现有的辐射率e减去0.01。在步骤S14，显示器4在预定的时间周期内显示这一值。然后，完成辐射率设定操作。当辐射率设定部分28b在步骤S16已经确定辐射率是0.90时，在步骤S14显示器4将这一值0.90作为辐射率e的值显示预定的时间周期。然后，完成辐射率设定操作。

在步骤S18，执行类似于图7中所示的步骤S4的处理，即，执行接受测量的物体L的温度测量。在步骤S19，执行类似于图7中所示的步骤S5的处理，即运算电路28a确定是否已经完成接受测量的物体L的温度测量。当在步骤S19已经确定已经完成温度测量时，过程继续到步骤S20。当在步骤S19确定还未完成温度测量时，过程返回到步骤S18。

在步骤S20，显示器4在预定的时间周期内显示接受测量的物体L的测得温度。然后，完成温度测量操作。

如上所述，根据本发明，有可能排除从探针部分辐射的、然后从接受测量的物体反射的、最后入射在探针部分的导入开口上的红外线。因此，可以仅获得从接受测量的物体所辐射的红外线。因此，可以更准确地计算体温。

此外，由于探针部分具有这样的形状，当将其插入到生命体的孔部分中时几乎充满生命体的整个孔部分，可以阻止从鼓膜或外耳道以外的周围环境出射的红外线。

由于体温计算装置包括将红外线检测装置的输出除以辐射率的处理，可以获得当接受测量的物体的辐射率为1.00时所获得的对应于红外线传感器输出的值，这是获得接受测量的物体的温度所必需的。

此外，还采用测量红外线检测装置温度的温度测量装置作为测量探针部分温度的温度测量装置，这可以基于辐射率而进行校正，无需提供测量探针部分的温度测量装置。

此外，当分别提供测量红外线检测装置温度的温度测量装置和测量探针部分温度的温度测量装置时，可以实际测量并使用探针部分的温度。因此，可以更准确地获得从接受测量物体自身辐射的红外线的量。结果，可以更准确地计算体温。换句话说，即使当由于探针部分的前端温度升高，来自接受测量物体以外的红外线的量增大时，也可测量探针部分的升温前端的温度。因此，可以校正增加的量。

此外，当预定的算术表示式给出如下时，计算变得简单并可以降低计算装置的负载：

T_b=(T₀ ⁴+V_b/Ke)^1/4

这里T_b代表生命体的孔部分的温度，T₀代表红外线检测装置的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K代表常数，e代表生命体的孔部分的辐射率。

此外，由于预定的算术表示式是线性表示式，将生命体的孔部分的温度(T_b)近似为红外线检测装置的温度(T₀)、红外线检测装置的输出(V_b)和生命体的孔部分的辐射率(e)，计算变得简单并能够降低计算装置的负载。

此外，当预定的算术表示式给出如下时，计算变得简单并可以降低计算装置的负载。

T_b=T₀+V_b/K₁e

这里T_b代表生命体的孔部分的温度，T₀代表红外线检测装置的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K₁代表常数，e代表生命体的孔部分的辐射率。

此外，当预定的算术表示式给出如下时，可以更准确地进行计算。

T_b={[V_b/K+T₀ ⁴-(1-e)T_p ⁴]/e}^1/4

这里T_b代表生命体的孔部分的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K代表常数，T₀代表红外线检测装置的温度，e代表生命体的孔部分的辐射率，T_p代表探针部分的温度。

此外，探针部分具有把从导入开口辐射的红外线引导到红外线传感器的光导管和覆盖光导管的壳体装置，在光导管与壳体装置之间形成一空间，在壳体装置与光导管之间设置第二温度测量装置，从而使第二温度测量装置与壳体装置接触但是与光导管不接触。因此，可以更准确地测量壳体装置的温度，而不受光导管温度的影响。

此外，探针部分的前端的构件的热容量达到这样的程度，即在计算生命体体温所需的时间周期内温度不会突然变化。因此，在体温测量期间并不出现探针部分温度的变化，以致于辐射率不匹配。此外，从探针部分前端辐射的红外线的量并不变化。结果，不容易发生误差。

此外，由于探针部分的前端的构件是设置在导入开口处的窗口构件，通过给在外耳道内具有较大外露区的窗口构件提供热容量(它不允许在计算生命体体温所需的时间内温度突然变化)，可以更准确地获得体温。

此外，窗口构件是厚度为0.3mm或更大的氟化钙、硅或氟化钡。因此，可以给窗口构件提供这样的热容量，它不允许在计算生命体体温所需的时间内温度突然变化。

此外，由于将辐射率设定为0.90至0.98，在测量人体外耳道的体温时可以仅获得从鼓膜或外耳道辐射的红外线。因此，可以更准确地计算体温。

此外，辐射温度计具有设定辐射率的辐射率设定装置。因此，可以设定与待测量其体温的某人的外耳道形状相匹配的辐射率。这使得避免个人差异和更准确地测量体温成为可能。

此外，当辐射率小于1作为生命体的孔部分的辐射率或选择1.00作为接受测量的物体的辐射率，可以利用黑体进行正常体温测量和检查测量。

此外，由于辐射率是根据启动测量操作的测量开关的操作而选择的，可以用更少数目的开关进行辐射率的设定和体温测量。

本发明可应用于通过利用生命体的孔部分而测量生命体温度当然还有测量人体温度的辐射温度计。

Claims

1．一种辐射温度计，所述辐射温度计包括：

红外线检测装置；

探针部分，它具有插入到生命体孔部分中的前端和设置在前端处的导入开口，用于把从生命体孔部分出射的红外线引导到红外线检测装置；

温度测量装置，用于测量探针部分的温度；以及

计算装置，用于基于红外线检测装置和温度测量装置的检测值计算生命体的体温，

其特征在于，计算装置包括基于生命体孔部分的辐射率(辐射率小于1)、红外线检测装置的输出和温度测量装置的输出按照预定算术表示式计算生命体体温的体温计算装置。

2．如权利要求1所述的辐射温度计，其特征在于：探针部分具有当将探针部分插入到生命体孔部分中时几乎填满生命体的整个孔部分的形状。

3．如权利要求1所述的辐射温度计，其特征在于：体温计算装置包括将红外线检测装置的输出除以辐射率的处理。

4．如权利要求1所述的辐射温度计，其特征在于：温度测量装置起测量红外线检测装置温度的温度测量装置的作用。

5．如权利要求1所述的辐射温度计，其特征在于：温度测量装置包括测量探针部分温度的第一温度测量装置和测量红外线检测装置温度的第二温度测量装置。

6．如权利要求3所述的辐射温度计，其特征在于：预定的算术表示式为：

T_b=(T₀ ⁴+V_b/Ke)^1/4这里T_b代表生命体的孔部分的温度，T₀代表红外线检测装置的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K代表常数，e代表生命体的孔部分的辐射率。

7．如权利要求3所述的辐射温度计，其特征在于：预定的算术表示式是线性表示式，它以红外线检测装置的温度(T₀)、红外线检测装置的输出(V_b)和生命体孔部分的辐射率(e)近似生命体孔部分的温度(T_b)。

8．如权利要求3所述的辐射温度计，其特征在于：预定的算术表示式为：

T_b=T₀+V_b/K₁e这里T_b代表生命体的孔部分的温度，T₀代表红外线检测装置的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K₁代表常数，e代表生命体的孔部分的辐射率。

9．如权利要求3所述的辐射温度计，其特征在于：预定的算术表示式为：

T_b={[V_b/K+T₀ ⁴-(1-e)T_p ⁴]/e}^1/4这里T_b代表生命体的孔部分的温度，V_b代表红外线检测装置的输出，K代表常数，T₀代表红外线检测装置的温度，e代表生命体的孔部分的辐射率，T_p代表探针部分的温度。

10．如权利要求4所述的辐射温度计，其特征在于：探针部分包括将从导入开口辐射的红外线引导到红外线传感器的光导管和覆盖光导管的壳体装置，光导管与外壳装置之间形成空间，第二温度测量装置设置在外壳装置与光导管之间，以致于第二温度测量装置与外壳装置接触而与光导管不接触。

11．如权利要求1至10之一所述的辐射温度计，其特征在于：探针部分前端构件的热容量达到这样的程度，即在计算生命体体温所需的时间周期期间温度不突然变化。

12．如权利要求11所述的辐射温度计，其特征在于：探针部分前端具有设在导入开口处的窗口件。

13．如权利要求12所述的辐射温度计，其特征在于：窗口件是由厚度为0.3mm或更大的氟化钙、硅或氟化钡制成。

14．如权利要求1至13之一所述的辐射温度计，其特征在于：生命体的孔部分是指体温的外耳道，辐射率设定为0.90至0.98。

15．如权利要求1至14之一所述的辐射温度计，其特征在于：辐射温度计具有设定辐射率的辐射率设定装置。

16．如权利要求1至15之一所述的辐射温度计，其特征在于：辐射温度计具有检测红外线检测装置的峰值的峰值检测装置，被计算装置用于计算所采用的红外线检测装置的输出是峰值。

17．一种辐射温度计，其特征在于所述辐射温度计包括：

红外线检测装置；

温度测量装置，用于测量探针部分的温度；

辐射率选择装置，用于选择生命体孔部分的辐射率(当辐射率小于1时)或是1.00作为被测温度的物体的辐射率；以及

计算装置，用于基于红外线检测装置的输出、温度测量装置的输出和辐射率选择装置所选的辐射率计算被测温度的物体的温度。

18．如权利要求17所述的辐射温度计，其特征在于：辐射温度计具有启动测量操作的测量开关，辐射率选择装置根据测量开关的操作选择辐射率。