[發(fā)明專(zhuān)利]溫度傳感器結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980138007.7
• 申請(qǐng)日: 2009-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102165296A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙莫斯·胡舍爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劍橋溫度概念有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01K1/16
• 分類(lèi)號(hào): G01K1/16;G01K7/42;G01K13/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王小東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量溫度，尤其是動(dòng)物體溫或者人體體溫的裝置。

背景技術(shù)

用于測(cè)量溫度的傳感器是眾所周知的，并且包括熱敏電阻、熱電偶以及基于半導(dǎo)體的電子傳感器。在正確地校準(zhǔn)的條件下，這種傳感器能夠提供在供傳感器獲得輸入的區(qū)域中的物體的溫度指示。例如，被放置為與物體直接接觸的熱敏電阻將會(huì)給出物體的與傳感器接觸的部分的溫度指示。

通常，物體的溫度不均勻，并且物體的測(cè)得溫度在體積中變化。例如，動(dòng)物或人的溫度一般從體核溫度到表皮溫度而改變。表皮溫度隨著環(huán)境條件的變化極大，因此通常體核溫度對(duì)于醫(yī)學(xué)和診斷應(yīng)用更加重要。然而，不是總能夠或者方便地通過(guò)侵入性的方式來(lái)直接地測(cè)量體核溫度。優(yōu)選的是對(duì)于易于到達(dá)的機(jī)體的部分(諸如表皮溫度)做出一次或多次測(cè)量并且從這些測(cè)量中估算體核溫度。

美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2007/0282218公開(kāi)了一種裝置，該裝置用于利用被隔絕層分隔的至少兩個(gè)溫度傳感器來(lái)測(cè)量機(jī)體外表面的局部溫度。通過(guò)對(duì)體核溫度與局部溫度之間的差值進(jìn)行校正，可以利用所述測(cè)量來(lái)計(jì)算體核溫度。根據(jù)機(jī)體的已知熱特性來(lái)執(zhí)行這種校正的算法在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。(例如，參見(jiàn)“通過(guò)直腸和表皮溫度來(lái)計(jì)算機(jī)體的平均溫度(Computation?of?mean?body?temperature?from?rectal?and?skin?temperatures)”，《應(yīng)用生理學(xué)學(xué)報(bào)(Journal?Applied?Physiology)》31：484-489，1971)。

圖1中示出了用于測(cè)量機(jī)體11的溫度的傳統(tǒng)裝置12的一個(gè)實(shí)例。溫度傳感器13和14在材料15中布置在距離機(jī)體11外表面18的不同距離處，并且被熱隔絕屏障16分開(kāi)。熱隔絕屏障16的作用是使溫度傳感器13和14以不同的速度獲得不同的平衡溫度，以便能夠根據(jù)在第一傳感器和第二傳感器之間越過(guò)該裝置的熱流來(lái)估算機(jī)體11溫度的測(cè)量結(jié)果。

傳統(tǒng)裝置對(duì)從對(duì)象機(jī)體到該裝置中的熱流進(jìn)行測(cè)量并且要求溫度傳感器準(zhǔn)確地定位以便恰當(dāng)?shù)夭东@越過(guò)該裝置的熱流。因此這種裝置的準(zhǔn)確性嚴(yán)重地依賴于裝置傳感器的布置的準(zhǔn)確性。此外，裝置容易被它們環(huán)境中的其它熱源所影響。

因此需要有一種這樣的測(cè)量溫度的裝置，該裝置的準(zhǔn)確性較少地依賴于其溫度傳感器放置的準(zhǔn)確性以及與在環(huán)境中的其它熱源的接近度。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于測(cè)量溫度的裝置，該裝置包括：第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，該第一溫度傳感器和第二溫度傳感器被圍繞在具有一種或更多種材料成分的第一材料中；接觸表面，該接觸表面用于接觸待測(cè)量溫度的機(jī)體，該接觸表面的至少一部分與橫向方向相平行；其中所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器布置在距所述接觸表面的不同深度處，并且自所述接觸表面通過(guò)所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的穿越所述裝置的凈導(dǎo)熱率大于所述裝置的通過(guò)所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的橫向凈導(dǎo)熱率。

適宜地，所述第一材料具有各向異性導(dǎo)熱率。優(yōu)選地，所述第一材料的導(dǎo)熱率的各向異性比是至少2。優(yōu)選地，所述第一材料的最大導(dǎo)熱率是至少0.5W/mK。

可選地，所述裝置還包括第二材料，該第二材料至少部分地圍繞所述第一材料并且在橫向方向具有比所述第一材料更低的導(dǎo)熱率。優(yōu)選地，所述第一材料在橫向方向上具有比所述第二材料大到至少4倍的導(dǎo)熱率。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于測(cè)量溫度的裝置，該裝置包括：具有一種或更多種材料成分的第一材料；嵌入所述第一材料中的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器；第二材料，該第二材料至少部分地圍繞所述第一材料并且具有比所述第一材料更低的導(dǎo)熱率；以及接觸表面，該接觸表面用于接觸待測(cè)量溫度的機(jī)體，所述接觸表面的至少一部分與橫向方向平行；其中所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器被布置在距所述接觸表面的不同深度處并且所述第一材料和第二材料被布置成使得從所述接觸表面通過(guò)所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的穿越所述裝置的凈導(dǎo)熱率大于所述裝置的通過(guò)所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的橫向凈導(dǎo)熱率。

所述第二材料可以完全地圍繞所述第一材料。優(yōu)選地，所述第二材料在所述第一材料的橫向末端上比在所述接觸表面和該接觸表面的相對(duì)表面上厚。優(yōu)選地，所述第一材料是大致盤(pán)形的并且所述盤(pán)的平面與所述橫向方向大致平行。優(yōu)選地，所述第二材料繞所述盤(pán)形的第一材料形成環(huán)形的環(huán)體，所述環(huán)的平面與所述盤(pán)的平面大致重合。