[发明专利]用于测量核心温度的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量物体的核心温度。

具体而言，在第一方面，本发明涉及一种用于测量物体的核心温度的设备，该设备包括：具有第一侧和与所述第一侧基本相对的第二侧的结构，所述第一侧倚靠(against)所述物体进行定位；第一温度传感器，其被定位并布置用于测量第一侧的温度；以及第二温度传感器，其被定位并布置用于测量第二侧的温度。

在第二方面，本发明涉及一种用于测量物体的核心温度的方法，该方法包括：把第一温度传感器定位在用于测量所述物体的表面温度的位置；定位第二温度传感器和结构，以使得该结构位于第一温度传感器和第二温度传感器之间，其中该结构具有第一侧和第二侧，第一温度传感器在第一侧而第二温度传感器在第二侧；用第一温度传感器测量第一侧的第一温度和用第二温度传感器测量第二侧的第一温度；用第一温度传感器测量第二温度和用第二温度传感器测量第二温度；以及根据所述各自的第一温度和第二温度来计算核心温度。

背景技术

文献美国专利号6,886,978公开了一种用于测量活体内的温度的温度计，包括：第一温度传感器和第二温度传感器；被设置在第一温度传感器和第二温度传感器之间的热绝缘构件；以及用于加热活体的加热器，第一传感器测量邻近加热器的温度，而第二温度传感器测量与横跨绝缘构件的加热器相对的活体上的位置处的温度。

已知的装置以及相应方法的缺点在于其存在过度加热或烧伤活体的风险，这是不希望看到的。

发明内容

本发明的目的是要提供一种设备以及在第二方面提供一种方法，其对于测量特别是活体的温度而言是较安全的。

根据本发明，通过一种用于测量上述类型的物体的核心温度的设备来实现上面目的，其中该设备包括在所述第二温度传感器的位置处的调制器装置以用于通过改变第一侧和第二侧之间的热流来降低第二传感器的温度。

根据本发明的设备比已知的设备更加安全。上述已知的设备也是根据在不同热流下测量双传感器结构的温度以导出核心温度的原理而工作的，但是使用加热来建立这种不同的热流。首先，活体的正常表面温度在大约25℃和上至40℃之间，而在低到45℃的温度时就感觉到疼痛。在热绝缘体发生故障或者该设备的位置无意颠倒的情况下，活体将经受这种温度。而且，更危险区开始于大约45-50℃的温度。这意味着对于已知的设备仅存在很小的安全温度窗口，这就造成有噪声的测量和较长的测量时间。

反之，本发明通过调制器装置实现了改变热流的目标，通过该调制器装置可获得较低的温度。这是例如通过影响热传输而不是像现有技术中那样生成热来获得。注意，例如低至几℃的温度不会对活体造成问题，至少对测量的小表面不是问题。这意味着上至30-40℃的温差是可获得的，这就减少了测量噪声并且允许更准确的测量，原因在于温度的时间导数通常也会更大，并且还不需要强的热耦合(高导热率)。

本发明的重要优势在于其允许低很多的功率设计，这将在下面进行进一步的阐述。

在本上下文中，当意指第二温度传感器的温度时，这要理解为意指在第二温度传感器存在的位置处或其附近的第二侧的温度，或者与热流相关的这一侧的至少部分的温度。

此外，如果热流被显著改变，即被改变至少10％，尽管不排除较小的改变，则优选的是提高测量准确度。

而且，第一侧是倚靠物体进行定位的一侧，即以与其足够的热耦合进行施加或设置以测量温度的一侧。要注意的是在某些情况下(待在下面进行讨论)，对称设计是可能的。在这种情况下，第一和第二侧将是可互换的。在其它非对称的情况下，第一侧和第二侧对于本领域技术人员将是可辨认的。

此外，第一温度传感器不需要固定在第一侧上，而是可以相对于该侧是可移动的，只要该传感器可位于待测量的物体和第一侧之间。在优选的情况下，第一温度传感器被固定到第一侧上或者甚至嵌入到第一侧内。类似地，第二温度传感器不需要但优选地被固定到第二侧上或者甚至嵌入到第二侧内。

作为一般说明，其核心温度能够被测量的物体不限于活体，比如人体。它们还可以是例如带有特定内容物的容器(比如婴儿用的(热)牛奶瓶)或者带有危险内容物的容器(比如加工环境中的化学制品)。

特别地，调制器装置被布置成在第一热流状态和第二热流状态之间切换，其中设备在其稳态时的能量消耗基本未被改变。这反映了调制器装置不需要产生热来影响热流的优势，这不仅减少了功率消耗而且防止过度加热的风险。