CN105266768A - 一种红外耳温连续检测装置及其检测耳温的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外耳温连续检测装置，其包括依次连接的探测单元、主控单元和传输单元；探测单元，其用于探测红外信号，并将探测到的红外信号经放大处理后输出至主控单元；探测单元内设置有红外传感器；主控单元，其用于接收并处理探测单元输出的信号，将红外传感器探测到的红外信号进行有效放大及数字转换处理完成后发送至传输单元；主控单元内设有主MCU以及与主MCU配套的电路板；传输单元，其用于将主控单元处理完成的耳温数据按预设模式传输给外部设备。本发明还公开了使用该红外耳温连续检测装置检测耳温的方法。本发明可以直接连续测量耳温，具有生产简便快捷、环保、数据处理较快、测量更精确、体积小巧便携、佩戴方便和功能新颖等优点。

Description

一种红外耳温连续检测装置及其检测耳温的方法

技术领域

本发明涉及一种红外耳温连续检测装置及其检测耳温的方法。

背景技术

人体体温监控测量是临床及家庭保健最基本的了解生理和病理状态的手段之一。目前所能实现体温测量或监护的产品主要有水银体温计、电子体温计、红外耳温计、NTC体温探头等。

国内医院和家庭大都采用水银体温计进行体温测量。虽然水银体温计价格便宜、读数准确,但是由于具有响应速度慢、不方便连续监测、易破碎产生汞污染等缺点，在发达国家早已经禁止销售和使用，取而代之的是电子体温计及适配各类医疗监护仪器的连续监护体温探头。

目前用于临产体温连续监测的大多是利用接触式NTC热敏电阻与人体接触后的热平衡原理来获得体温信息的，常见体温连续采集方式主要有接触式腋温探头或腔内体温探头。

所有传统热敏电阻式监护仪测温配件大都是放在人体腋下，经过长时间的测量使腋下环境温度和测温头达到温度平衡才能测出人体实际温度，并且误差在±0.5°C；然而，若环境快速的变换，该测温仪可能无法快速的、有效的随着侦测器的温度变化，从而造成测量速度慢、精度低等问题。例如若将温度计从暖房（30度）移到寒房（１０度），测均温状态被破坏，同时必须花5分钟甚至10分钟来达到新的均温状态。再者热敏电阻式监护仪放在人体腋下也不利于连续的测量温度，病人在长时间测量过程中传统热敏电阻式监护仪也容易出现脱落或者接触不良而造成测量温度偏低。

腔内体温探头也广泛用于检测人体体内温度,能够通过人的鼻腔,口腔和直肠对人体中心温度进行检测。该类探头前端都安装有NTC电阻式的温度传感器,该温度传感器能够配合检测主机将温度信息转换成电信号从而实现温度的检测。目前的监护仪上都配备了该类体温探头。在实际使用过程中,腔内体温探头需要插入人体腔体内,但是目前的体温探头无法对插入的深度进行有效控制，从而导致测量存在差异,往往因为插入腔内的深度过低而导致测量的不准确。而目前市面上使用的体温探头在实际使用过程中无法判断插入的深度,从而容易产生测量不准确,同时探头插入较浅时,容易导致探头脱落,而探头插入较深,则可能对病人造成一定的损伤。

红外线体温计主要用于鼓膜温度的测定，由于其反应速度快、与人体大脑深部的下视丘的中心温度有较好的相关性，在临床上引起重视，主要不足之处只能间断测定，并不能连续观察。

因此，现有的水银体温计不环保、电子体温计不能连续体温监护、NTC体温探头测量精度不高且测量体位不便利，容易对病人造成损伤等问题。而如果将红外线耳温测量的准确性及NTC体温探头的连续监护有效结合，使用上便于耳部舒适地长时间佩戴、同时能够将耳膜温度进行有效地监控采集并可以输出给监护仪等其它设备的红外耳温连续检测装置，将能够有效解决上述诸多体温采集中过程中出现的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高精度的人体温度监测装置，采用环保无污染的红外技术感应原理，高精度实时检测及输出，同时采用全新舒适地耳挂式结构，多样化地输出接口，可以直接连续测量耳温，并能适配市场各类医疗监护仪器，为临床发烧测量及体温监护提供了判断依据；具有生产简便快捷、环保、数据处理较快、测量更精确、体积小巧便携、佩戴方便和功能新颖等优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种红外耳温连续检测装置，其包括依次连接的探测单元、主控单元和传输单元；

所述探测单元，其用于探测红外信号，并将探测到的红外信号经放大处理后输出至所述主控单元；所述探测单元内设置有红外传感器；

所述主控单元，其用于接收并处理所述探测单元输出的信号，将所述红外传感器探测到的红外信号进行有效放大及数字转换处理完成后发送至所述传输单元；所述主控单元内设有主MCU以及与所述主MCU配套的电路板；所述主MCU起到信号收接处理及运算功能，配套的电路板起到整个装置的电路组合连接功能；

所述传输单元，其用于将外界电源供给整个装置使用，以及将所述主控单元处理完成的耳温数据按预设模式传输给医用监护仪器或便携式智能电子设备。

进一步地，为满足更深入地测量到人体耳膜的红外温度信号，所述的探测单元设置为与外耳道结构一致的结构。

进一步地，所述传输单元设置有通用的有线插头，如3.5mm耳机头、6.5mm监护头，6针9针串口、USB/URAT/RS232等，可适配市面的各品牌监护仪器、智能手机、便携式电子设备等的配套使用。

进一步地，为了满足独立工作的特定使用需求，还设置有扩展单元，所述扩展单元用于替换所述传输单元，所述的扩展单元包括独立操作按键以及可用于替换传输单元的无线数据传输模块，方便了用户独立使用、满足智能移动终端无线数据管理使用。

进一步地，为了适配部分无通用接口的智能电子设备，所述的扩展单元还可以采用无线通信协议(如无线WIFI或者蓝牙等)进行无线数据传送。

进一步地，为满足无线数据传送方式的正常装置正常工作，所述扩展单元设置有独立电源。

进一步地，为了满足无外接仪器状态下可独立显示，所述的扩展单元还可以增加设置显示屏，方便独立使用及查看测量数据。

进一步地，为满足人耳佩戴时的稳定牢固性、卫生要求以及适于外耳道位置固定的使用要求，还包括头部壳体和尾部壳盖，所述头部壳体和所述尾部壳盖配合形成空腔，所述红外探测单元、主控单元以及所述扩展单元封装在空腔内部；所述的头部壳体上设置有外部挂耳部件；所述头部壳体外侧设置有中心有孔的圆筒，所述的红外传感器从圆筒伸出。

进一步地，所述头部壳体外部设置为符合人体耳道结构的圆筒型结构。

进一步地，所述圆筒上设置有可拆卸的耳套，所述的耳套采用软体材料设计。

进一步地，所述的电路板还可以是柔性电路板。

本发明还公开了一种使用红外耳温连续检测装置检测耳温的方法，其包括以下步骤：

（1）、将红外传感器装置配戴于人体耳部；

（2）、持续采集人体红外温度信号进行数据处理及输出；

（3）、有线或无线的外接系统持续读取体温数据；

（4）、外接系统按一定预设模式进行体温计算输并绘制温度曲线。

红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体，每时每刻都辐射出红外线，同时，这种红外线辐射都载有物体的特征信息，这就为利用红外技术探测和判别各种被测目标的温度高低与热分布场提供了客观的基础。

根据公开斯蒂芬—波尔兹曼定律：

由斯蒂芬－玻尔兹曼定律可以看出：物体的红外辐射能量（功率）与物体表面绝对温度的四次方成正比，与物体表面的发射率成正比。物体温度越高,发射的红外辐射能越多。因此即使温度变化相当小，都会引起辐射出射度很大的变化。

斯蒂芬-玻尔兹曼定律表明了黑体辐射功率和绝对温度之间的关系，它是通过物体辐射功率测量物体温度的要理论依据。本发明所采用的红外传感器件正以基于此原理的基础上进行的优化计算。

本发明所达到的有益效果是：

与现有技术相比较，本发明提供的新型红外人体耳部体温测量监控装置，采用入耳式测量结构，能够准确测量到耳膜温度，并采用通用标准接口将处理完成的耳温数据信号直接输出给医疗监护仪器及智能移动终端等电子设备使用；具备生产工艺简便环保、数据处理较快、测量更精确、体积小巧便携、方便使用和功能新颖等优点；实现的人体温度的高精度快速测量及实时监控；方便了用户发烧体温尤其是耳膜温度的快速测量、连续体温变化分析需求；其0.02摄氏度的分辨率和正负0.2摄氏度的精度误差足够使本测发明测量结果具有较高的力临床参考价值，为临床监护及发烧测量提供了判断依据。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统工作原理图；

图2是本发明带传输单元的分解结构示意图；

图3是本发明带有扩展单元的分解结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明一种红外耳温连续检测装置，其包括依次连接的探测单元1、主控单元2和传输单元3；以及根据特定需求设置的扩展单元4；

所述探测单元1，其用于探测红外信号，并将探测到的红外信号经放大处理后输出至所述主控单元2；所述探测单元1内设置有红外传感器111；所述探测单元1集成红外信号探测和信号处理及信号输出功能于一体，将感应探测到的红外信号进行有效放大处理并输出；

所述主控单元2，其用于处理处理运算所采集的红外信号及数据处理后按照预设模式输出至所述的传输单元3或所述的扩展单元4；所述的主控单元2内设置有控制运算的主MCU112和外围元件组成的电路板113，所述的电路板113进一步还可以是柔性电路板，将整体装置的工作电板集成于一体；

所述传输单元3，其用于有线连接外部医疗监护仪器、移动终端等智能电子设备产品，所述传输单元内设有与外部设备联机的适配接头114，所述适配接头用于将外部设备提供的电源输入本发明所述的装置，同时用于将耳温数据实时输出使用。

所述扩展单元4，其用于满足特定应用需求而替换所述的传输单元3使用的扩展模块，如本装置独立工作，无线数据输出共享、移动佩戴等要求；所述的扩展单元4内设置有电源115、控键116、无线模块117和显示屏118；所述的电源115为本装置提供独立工作所需要的电源，所述的无线模块117采用标准无线协议（如GSM/4G/2.4G/WIFI/LIFI等），用于数据无线管理及分享输出；所述的按键116用于本装置开关机及程序指令控制操作；所述的显示屏118用于操作状态显示及操作指令查看等显示使用。

在本实施例中，所述适配接头114可根据连接品牌的不同要求采用适配的接头型式（如3.5mm耳机头、6.5mm监护头，6针9针串口、USB/URAT/RS232等），并适配市场常见监护仪器：飞利浦、GE、迈瑞等知名品牌，以及各类移动终端等智能电子设备。

在本实施例中，所述的无线模块117采标准无线协议（如GSM/4G/2.4G/WIFI/LIFI等），用于数据无线管理及分享输出；

本实施例还包括头部壳体103、外部挂耳部件104和尾部壳盖105，所述头部壳体103和所述尾部壳盖105配合形成空腔，将所述探测单元1、所述主控单元2和所述扩展单元4封装在内部；

所述头部壳体103外侧设有中心有孔的圆筒102，所述的红外传感器111从圆筒102露出；

所述头部壳体103外部采用符合人体耳道结构的圆筒型,有利于耳膜温度的准确测量。

本实例中所述的头部壳体103的外圆筒102，在外面还设有一个可用拆卸的一次性耳套101，所述的耳套采用软体材料设计，使耳部配戴更舒适，同时满足一次性更换使用的卫生要求；

本实例中所述的尾部壳盖105采用透光材料制作，所述的显示屏数值能透过其显示给用户查看；

进一步地，所述的控键116与所述的壳盖105内部相联接，可直接通过壳盖挤压进行控键操作；更进一步地，所述控键116还可以采用触控或光控操作模式；

一种使用红外耳温连续检测装置检测耳温的方法，其包括以下步骤：

（1）、将红外传感器装置配戴于人体耳部；

（2）、持续采集人体红外温度信号进行数据处理及输出；

（3）、有线或无线的外接系统持续读取体温数据；

（4）、外接系统按一定预设模式进行体温计算输并绘制温度曲线。

本发明在使用时（如图1中a箭头导向）,用户将所述的传输单元3中的接头114连接到医疗监护仪器或移动智能终端设备的配套接口上，设备开机即可供电开始工作，所述的主控单元2中设有的主MCU112收到传输单元114所传回的工作电压后，激活探测单元1中设有的红外传感器111进行外界红外信号实时采集处理，红外传感器完输出的有效红外信号经过主MCU112运算处理成实时的耳膜温度数据，再由传输单元进行数据输送给其它医用监护仪器、移动终端等便携式智能电子设备配套使用；

本发明在省略传输单元3而采用扩展单元4使用时（如图1中b箭头导向）,用户将本发明所述的装置按正确配戴于耳部，通过壳盖105挤压控键116开启即可供电开始工作，主控单元2中的主MCU112根据预设模式发送指令至探测单元2，激活红外传感器111进行外界红外信号实时采集，红外传感器111将获取的有效信号反馈给主控单元2，由MCU112将实时运算出耳膜温度数据实时发送给扩展单元4中的显示屏118进行实时显示，同时扩展单元4中的无线模块117进行外部接收设备的无线数据同步检索，并将数据无线输送给其它医用监护仪器、移动终端等无线便携式智能电子设备配套使用。

本发明提供的一种新型红外人体耳部体温测量监控装置，采用入耳式测量结构，能够准确测量到耳膜温度，并采用通用标准接口将处理完成的耳温数据信号直接输出给医疗监护仪器及智能移动终端等电子设备使用；具备生产工艺简便环保、数据处理较快、测量更精确、体积小巧便携、方便使用和功能新颖等优点；实现的人体温度的高精度快速测量及实时监控；方便了用户发烧体温尤其是耳膜温度的快速测量、连续体温变化分析需求；其0.02摄氏度的分辨率和正负0.2摄氏度的精度误差足够使本测发明测量结果具有较高的力临床参考价值，为临床监护及发烧测量提供了判断依据。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，包括依次连接的探测单元、主控单元和传输单元；

所述探测单元，其用于探测红外信号，并将探测到的红外信号经放大处理后输出至所述主控单元；所述探测单元内设置有红外传感器；

所述主控单元，其用于接收并处理所述探测单元输出的信号，将所述红外传感器探测到的红外信号进行有效放大及数字转换处理完成后发送至所述传输单元；所述主控单元内设有主MCU以及与所述主MCU配套的电路板；

所述传输单元，其用于将外界电源供给整个装置使用，以及将所述主控单元处理完成的耳温数据按预设模式传输给医用监护仪器或便携式智能电子设备。

2.根据权利要求1所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，所述传输单元设置有通用的有线插头。

3.根据权利要求1所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，还包括扩展单元，所述扩展单元用于替换所述传输单元，所述的扩展单元包括独立操作按键以及可用于替换传输单元的无线数据传输模块。

4.根据权利要求3所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，所述扩展单元采用无线通信协议进行无线数据传送。

5.根据权利要求3所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，所述扩展单元设置有独立电源。

6.根据权利要求3所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，所述的扩展单元设置有显示屏。

7.根据权利要求3所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，还包括头部壳体和尾部壳盖，所述头部壳体和所述尾部壳盖配合形成空腔，所述红外探测单元、主控单元以及所述扩展单元封装在空腔内部；所述的头部壳体上设置有外部挂耳部件；所述头部壳体外侧设置有中心有孔的圆筒，所述的红外传感器从圆筒伸出。

8.根据权利要求7所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，所述头部壳体外部设置为符合人体耳道结构的圆筒型结构；所述圆筒上设置有可拆卸的耳套，所述的耳套采用软体材料设计。

9.根据权利要求1所述的一种红外耳温连续检测装置，其特征在于，所述的电路板还可以是柔性电路板。

10.一种使用如权利要求1~9所述红外耳温连续检测装置检测耳温的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将红外传感器装置配戴于人体耳部；

（2）、持续采集人体红外温度信号进行数据处理及输出；

（3）、有线或无线的外接系统持续读取体温数据；

（4）、外接系统按一定预设模式进行体温计算输并绘制温度曲线。