[发明专利]一种体温计的动态预估方法

说明书

本发明公开一种体温计的动态预估方法，基于能量守恒原理、泰勒展开式以及有限差分中用差分项代替积分项的思想，包括以下步骤：对体温测量设备的测温曲线进行拟合得到该型设备的时间常数；根据采用相同差分格式情况下，时间常数与预估系数的一一对应关系，得到预估系数ω；选取体温测量设备测量的有限个数的节点温度，代入预估方程式实现稳定温度的快速预估；对体温测量设备的测温曲线进行拟合得到该型设备的时间常数为：根据拟合曲线，取温差达到稳定温度与选取起始温度之差的63.2％所经历的时间为时间常数的值。本发明只需要测量有限个数节点的温度，代入预估方程式即可实现稳定温度的快速预估，大大提高了该型体温测量设备的实用性。

技术领域

本发明涉及一种动态预估领域，具体为一种体温计的动态预估方法。

背景技术

体温是反映人体健康状况的一项重要生理指标，在人类生产生活中发挥着无法替代的作用，观测体温变化能对疾病的预防、诊断和治疗提供重要的依据。如今最常见的体温计还是水银温度计，由于它操作简单、示值准确、不用外接电源，而且价格低廉，深受人们的喜爱，广泛应用于有临床医疗及生活中。但是水银体温计的缺点也不容忽视，它读数不便、容易破碎，而且泄露的水银存在安全隐患。《水俣公约》规定，到2020年，中国禁止生产和销售含汞的体温计、血压计。淘汰水银温度计已经成为不可逆转的趋势。某类体温监测设备采用热敏电阻传感器，以不锈钢帽和环氧树脂进行塑封保护，防止传感器与人体皮肤直接接触造成腐蚀损坏。该型设备体积小，成本低，结构简单，携带方便。但它在室温下测量人体腋下温度时，示数达到稳定的时间为25—50分钟，热响应时间过长，不能满足实际需求，目前并没有很好的应用于实际生产生活中。

发明内容

针对现有技术中由于热惯性的影响导致体温计的动态响应特性差、不能满足实际需求体温测量设备动态响应特性差、实用性差等不足，本发明要解决的问题是提供一种可提高体温测量设备实用性的体温计的动态预估方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种体温计的动态预估方法，基于能量守恒原理、泰勒展开式以及有限差分中用差分项代替积分项的思想，包括以下步骤：

1)对体温测量设备的测温曲线进行拟合得到该型设备的时间常数；

2)根据采用相同差分格式情况下，时间常数与预估系数的一一对应关系，得到预估系数ω；

3)选取体温测量设备测量的有限个数的节点温度T_i+2，T_i+1，T_i，T_i-1，T_i-2，然后代入预估方程式实现稳定温度的快速预估。

步骤1)中，对体温测量设备的测温曲线进行拟合得到该型设备的时间常数为：根据拟合曲线，取温差达到稳定温度与选取起始温度之差的63.2％所经历的时间为时间常数的值。

步骤2)中，通过以下公式得到预估系数ω以及常数C₁，C₂，C₃，C₄。

C₂＝ω²/2！，C₃＝ω³/3！，C₄＝ω⁴/4！

其中，ω为预估系数，t为预估时间，t_i为泰勒级数在i点展开的时刻，n为常数。

n＝1，2，3，…，k，k∈N⁺,C₁，C₂，C₃，C₄没有物理意义，只为书写方便。

步骤2)中还包括分析初始温度、稳定温度和时间常数对预测温度的影响，得到如下结论，从而建立时间常数与预估系数的一一对应关系：