[发明专利]辐射温度计及其调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种辐射温度计及其调节方法。

背景技术

为了在短时间内测量体温，人们早已提出一种辐射温度计，这种温度计把鼓膜作为测量点，并以非接触方式测量鼓膜的温度。

日本公开专利公报第117422/1986号举例描述了这样的辐射温度计。此辐射温度计允许将一探头的头部插入外耳道(external acoustic opening)中，以便位于头部的光导管将来自鼓膜的热辐射集中到红外线传感器上，并由此测量鼓膜的温度。主体部分包括一用于校准的黑体(black body)，它被控制在一参考温度(36.5℃)。另外，包括红外线传感器的探头还配备了加热控制装置，用于预热到参考温度(36.5℃)。将头部预热到接近于体温的温度，并使头部处于用主体部分的黑体来校准温度的状态下。由于每次测量时都校准，所以可以忽略各种误差的原因。另外，即使将头部插入外耳道中头部温度也不会改变，因此，可以克服因头部温度变化而引起的测量误差。也就是说，必须保证光导管内表面的温度与红外线传感器本身的温度相同，以便来自光导管本身的辐射不会产生测量误差。因此，为了避免头部在插入外耳道时的温度变化，要将头部的温度稳定在参考温度处(36.5℃)。用这种方式，可以忽略来自光导管内表面的热辐射。

但是，日本公开专利公报第117422/1986号中描述的辐射温度计需要一个具有高控制精度的加热控制装置，因此它要求具有一个复杂的结构和电路，而这会增加装置的大小和成本。另外，为了对头部预热并控制头部使其保持恒温，必须使用较长的稳定时间。再者，由于需要用大量能量来驱动加热控制装置，所以此系统不适于将小型电池作为能源的便携式温度计。

针对上述背景，已提出一种小型的便携式辐射温度计，该温度计具有高温度测量精度，但没有加热控制装置。

日本公开专利公报第28524/1990号举例描述了一种辐射温度计。在把光导管用作一光学系统，用于会聚来自鼓膜的热辐射的方面，日本公开专利公报第28524/1990号中描述的辐射温度计与日本公开专利公报第117422/1986号中描述了辐射温度计相同。但是，日本公开专利公报第28524/1990号中描述的辐射温度计不包括红外线传感器的加热控制器，但是红外线传感器和光导管的温度大致与环境温度(即室温)相同。除了在红外线传感器附近提供第一温度敏感传感器外，还在光导管处放置第二温度敏感传感器，以便根据红外线传感器和光导管的温度测量温度。尽管当红外线传感器与光导管之间的温度差大得不正常时，不允许进行测量，但当温度差小于预定值时，尽管有温度差也是可以测量的，计算需考虑红外线传感器和光导管的温度，并且要计算体温数据。根据红外线传感器的输出电压，第一温度敏感传感器的输出温度以及第二温度敏感传感器的输出温度，用微机计算辐射温度计中的体温数据，其中第一温度敏感传感器测量红外线传感的温度，而第二温度敏感传感器测量光导管的温度。例如，当把探头插入外耳道中时，尽管红外线传感器的温度几乎不变，但光导管的温度逐渐上升。尽管这在红外线传感器和光导管之间产生一温度差，但由于在计算体温数据时考虑了这些温度，所以尽管存在温度差仍可以消除因温度差而产生的误差。

但是，日本公开专利公报第28524/1990号中描述的辐射温度计存在以下问题。也就是说，由于体温数据是根据总共三个变量(即，两个温度敏感传感器的温度数据和一个来自红外线传感器的输出)，用一复杂的等式来计算的，所以安装在微机内的用于进行该计算的程序很复杂，并且计算要化很长的时间。另外，对于计算用的所述复杂等式，必须预先测量和设定计算光导管之辐射率等恒量，而设定这些恒量是很困难的。

注意到这点后，本申请的申请人在WO 97/17887中揭示了一辐射温度计，在该温度计中，一模拟电路根据红外线传感器的输出电压、第一温度敏感传感器的输出温度和第二温度敏感传感器的输出温度，校正因第一温度敏感传感器和第二温度敏感传感器之间的温度差而产生的误差，其中第一温度敏感传感器测量红外线传感器的温度，而第二温度敏感传感器测量光导管的温度。

同时，美国专利第5,159,936号揭示了一种辐射温度计，该辐射温度计包括第一红外线传感器和第二红外线传感器，前者接收来自鼓膜的热辐射和来自光导管本身的热辐射两者，而后者只接收业自光导管本身的热辐射，并且在该辐射温度计中，从第一红外线传感器的输出中减去第二红外线传感器的输出，并由此校正因光导管与红外线传感器之间的温度差引起的误差。