專利名稱：用于紅外線溫度計的雙位置保護殼的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的涉及紅外線(IR)溫度計，具體地說，涉及一種用于測量物體溫度的紅外線溫度計和方法，更具體地說，涉及一種具有可操縱地連接于IR構(gòu)成殼體的可轉(zhuǎn)動保護殼、用于測量物體溫度的紅外線溫度計。
已經(jīng)有了可應(yīng)用于很多場合的、基于各種設(shè)計的紅外線溫度測量方法。通常，早期的此類溫度計是為了對難以接近的物體或在高溫下工作的物體(例如工業(yè)用爐內(nèi)部)的溫度進行測量而設(shè)計的。由于周圍環(huán)境與目標(biāo)物體之間存在很大的溫度差，并且?guī)缀鯖]有其它可選用的方法，所以這些熱環(huán)境非常適于用紅外線檢測。
近年來又發(fā)現(xiàn)可將紅外線溫度檢測技術(shù)應(yīng)用于臨床溫度測量，具體地說，可通過檢測從耳朵鼓膜發(fā)出的紅外輻射來診斷測量病人的體溫。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，鼓膜的溫度非常接近實際的體溫，利用紅外線檢測技術(shù)對鼓膜的溫度進行測量已經(jīng)可以在幾秒鐘內(nèi)獲得一個精確的讀數(shù)。
本發(fā)明的申請涉及對美國專利4,797,840及其重新頒發(fā)的RE.34,789以及5,368,038的改進，這兩個專利都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，其內(nèi)容可援引在此以作參考。
如上述專利中所揭示的那樣，一物體(例如人體)的溫度可以通過采用接觸型溫度計或通過測量來自人體的例如在遠紅外范圍內(nèi)的自然輻射能量來確定。紅外輻射直接相關(guān)于物體的溫度，已經(jīng)被用來確定人體的溫度。
醫(yī)用溫度計在診斷和治療很多疾病時都是有用的。過去，測量病人的體溫最通常是利用水銀溫度計來進行的。這種溫度計的缺點在于，需要耗費1分鐘或更多一點的時間來獲得精確的讀數(shù)，并且在每次使用之前都要消毒。再往后，電子式溫度計變得普及起來，因為它們只要很少的時間就可以獲得精確的體溫讀數(shù)，并且電子式溫度計的探頭在使用之前通常是插在一個一次性的保護罩內(nèi)。這種電子式溫度計可以快速地重復(fù)使用，當(dāng)與衛(wèi)生護套一起使用時基本上是衛(wèi)生可靠的。然而，由于溫度的測量是通過必須等于病人體溫的衛(wèi)生護套來進行的，因而獲得一個病人體溫的精確讀數(shù)還是需要多達30秒的時間。此類溫度計也通常是通過口腔或直腸來使用的。
還已知可以利用耳道和鼓膜來測量一病人的體內(nèi)溫度。通過與鼓膜直接接觸來測量鼓膜溫度的電子式溫度計是眾所周知的，并且已經(jīng)在很多美國專利中有所描述。然而，此類裝置已經(jīng)被證明有一定的缺點，例如會導(dǎo)致病人不舒服；為了減少獲取一精確的溫度值所需的時間，探頭插入時不帶有護套，因而需要在各次使用之間進行消毒；或者出于衛(wèi)生目的而需要一個護套或窺器，這樣就會增加獲取一精確測量值所需的時間。
新近出現(xiàn)的紅外線溫度計可以避免接觸實際進行溫度測量的位置，并且是為了從耳道和/或鼓膜來測量病人體溫而設(shè)計的。如上述專利中所述，一紅外線檢測器可通過一作為護套和絕緣體的內(nèi)部磨光的截錐體來接收紅外輻射，從而使溫度讀數(shù)僅來自于耳道。
如

圖1所示，其中以分解圖的形式示出了一個具有代表性的已有技術(shù)的醫(yī)用紅外線溫度計10。該溫度計包括一整裝的(self-contained)、由電池供電的裝置，該裝置具有適于插入未達到鼓膜之耳道的探頭12。溫度計10的殼體構(gòu)件14的形狀便于使用者握持。該溫度計具有一啟動按鈕16，當(dāng)該按鈕被按下時，可觸發(fā)整個裝置，借以從耳道內(nèi)獲得一個紅外輻射的讀數(shù)。
在溫度計前方的探頭12的形狀和尺寸適應(yīng)于人類耳道的構(gòu)形。在插入耳道之前，探頭12是由一探頭保護罩18覆蓋，該保護罩通常是用薄的聚合物材料制成，該聚合物材料對近和遠紅外光譜范圍內(nèi)的光線是基本透明的。
如圖所示，電子電路22通過一電纜24連接于IR組件20。以9伏電池形式的電源26連接于電路22，并且一般是容納在殼體14內(nèi)。還用了其它一些傳統(tǒng)的構(gòu)件來將IR溫度計的各構(gòu)件包圍在殼體14中。
探頭的前部用來收集來自鼓膜和周圍組織的紅外光線。一紅外線傳感器組件20遠離探頭的末端，位于溫度計10的殼體構(gòu)件14內(nèi)。
過去，在不使用時，通常是將紅外線溫度計儲藏在一個分開的第二保護裝置或基本中空的殼體構(gòu)件內(nèi)(圖中未示，但是可以參見作為特別例子的、授予O’Hara等人的美國專利4,602,642)。在非使用期間，具有暴露探頭12的紅外線溫度計被插入分開的第二中空保護殼，使探頭12被包圍在分開的第二殼體構(gòu)件的中空部分內(nèi)。此外，這種特別的、分開的中空保護殼通常包括用于探頭保護罩的儲藏結(jié)構(gòu)。
具有一用于IR溫度計的完全分開的保護殼體構(gòu)件已經(jīng)被證明是不方便的和昂貴的。分開的保護殼體構(gòu)件的不方便是因為它不能總是非?？拷褂谜?，并且在使用時與IR溫度計分開。若借助與已有技術(shù)的IR溫度計一起使用的兩個分開的殼體構(gòu)件，在使用之后，使用者必須將第二殼體構(gòu)件放好，并將IR溫度計插入中空的、分開的第二保護/儲藏殼體構(gòu)件。
此外，用于保護及儲藏紅外線溫度計的分開的第二殼體構(gòu)件的成本等于或接近第一殼體構(gòu)件(除去其中容納的IR部件)的成本。另外，由于分開的第二殼體構(gòu)件可能會出現(xiàn)遺失或錯放的情況，所以可能會帶來不便，并導(dǎo)致第二殼體構(gòu)件有一定的更換成本。
雖然上述的IR溫度計在技術(shù)上顯然是先進的，但它們的復(fù)雜之處在于，包括兩個分開的殼體構(gòu)件，因而制造起來較為昂貴，并且具有較高的零件更換成本。
因此，需要有一種用于測量物體溫度的新的、改進的紅外線溫度計和方法。這種改進的紅外線溫度計應(yīng)該具有一單個殼體構(gòu)件，并且包括用于在非使用期間保護性地儲藏IR溫度計的構(gòu)造；應(yīng)該能更為經(jīng)濟地制造，并且無需用一分開的第二殼體構(gòu)件來作為分開的保護/儲藏殼體，因而無需在分開的第二保護/儲藏殼體構(gòu)件遺失時進行更換補充。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種精確、可靠和可經(jīng)濟地進行制造的新的、改進的IR溫度計。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種緊湊、價廉、并便于使用的醫(yī)用IR溫度計。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種新的、改進的紅外線溫度計，它無需一分開的保護/儲藏殼體構(gòu)件，從而降低了IR溫度計的復(fù)雜性和成本。
在本發(fā)明的一個特別的實施例中，提供了一種紅外線溫度計，包括一第一殼體構(gòu)件；一傳感器，它由所述第一殼體攜帶并且可響應(yīng)紅外輻射，以便在開始接收到輻射時產(chǎn)生一個可體現(xiàn)輸出變化的電信號；由所述第一殼體攜帶并與所述傳感器光學(xué)對準(zhǔn)的裝置，用于將來自一需測量其實際溫度的物體的紅外輻射引導(dǎo)至所述傳感器；由所述第一殼體攜帶、用于使所述傳感器響應(yīng)所述輻射的裝置；由所述第一殼體攜帶、用于處理所述信號而產(chǎn)生一個表示所述物體實際溫度的讀數(shù)的電子裝置；一第二殼體構(gòu)件，當(dāng)所述溫度計處于非使用狀態(tài)時，它可以保護位于所述第一殼體構(gòu)件內(nèi)的暴露的內(nèi)部元件；以及鉸接裝置，它可操縱地將第一殼體構(gòu)件和第二殼體構(gòu)件連接起來，以便使兩個殼體構(gòu)件可彼此轉(zhuǎn)動大約90度至大約180度。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將通過以下的描述、附圖和所附權(quán)利要求而變得清楚起來。
附圖簡要說明圖1是一個具有代表性的已有技術(shù)的醫(yī)用紅外線溫度計的分解視圖；圖2是一處于閉合或儲藏位置的本發(fā)明醫(yī)用紅外線溫度計的側(cè)視圖3是圖2所示溫度計的視圖，其中某些部分以虛線表示，某些部分被切除；圖4是圖2所示溫度計處于打開、備用位置的側(cè)視圖；圖5是圖4所示溫度計處于打開、備用位置的前視圖；圖6是圖3、4和5所示溫度計的分解側(cè)視圖，說明了各主要的子構(gòu)件和它們的組裝關(guān)系；圖7是圖6所示溫度計的電池室與電池門的后視圖；圖8是示出本發(fā)明溫度計的第一和第二殼體之內(nèi)部結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是本發(fā)明溫度計的各紅外和電子電路元件的側(cè)視圖；圖10是圖9所示本發(fā)明溫度計的各IR和電子元件轉(zhuǎn)過90°的后視圖；圖11是一連接于本發(fā)明之紅外線溫度計的電路板和相關(guān)元件的熱傳感器的分解視圖；圖12是本發(fā)明之紅外線溫度計的波導(dǎo)管及探頭組件的分解視圖；圖13是連接于本發(fā)明之紅外線溫度計的電路板的波導(dǎo)管及探頭的側(cè)視圖；圖14是本發(fā)明的探頭及波導(dǎo)管組件的前視圖；圖15是本發(fā)明電池室構(gòu)件的一個相配組裝構(gòu)件的前視圖。
對發(fā)明的詳細描述在詳細描述本發(fā)明之前，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于以下結(jié)合附圖詳細描述的各部件的構(gòu)造和配置，因為本發(fā)明還可以有其它的實施例，或者用其它各種方式來實施。還應(yīng)該理解，所用的術(shù)語僅僅是為了描述而不是為了限制。
如美國專利5,368,038所述，醫(yī)用紅外線溫度計是一種整裝的、由電池供電的裝置，它具有一適于插入未達到鼓膜之耳道的探頭。在第一殼體構(gòu)件上設(shè)置了一個啟動按鈕，當(dāng)該啟動按鈕被按下時，可觸發(fā)該裝置，使之從耳道內(nèi)獲得一個紅外輻射的讀數(shù)。
在溫度計前方的探頭的形狀和尺寸適應(yīng)于人類耳道的構(gòu)形。在插入耳道之前，探頭是由一探頭保護罩覆蓋，該保護罩通常是用薄的聚合物材料制成，該聚合物材料對近紅外和遠紅外光譜范圍內(nèi)的光線是基本透明的。
探頭前部的任務(wù)是收集來自鼓膜及周圍組織的紅外線。紅外傳感器遠離探頭末端，位于溫度計的殼體內(nèi)。
如圖2-11所示，根據(jù)本發(fā)明一特別實施例的IR溫度計總的由標(biāo)號30表示。IR溫度計30大體包括一具有內(nèi)腔33的第一殼體構(gòu)件34；一包含在探頭內(nèi)、用來將紅外輻射引入內(nèi)腔33的波導(dǎo)管34；一用來控制紅外輻射通過波導(dǎo)管34之通道的活門組件36；一傳感器組件38；一環(huán)境溫度傳感器40；一電子電路42；以及一通過一鉸鏈52連接于第一殼體構(gòu)件的第二殼體構(gòu)件50。
在其一端54具有鉸鏈的第一殼體構(gòu)件32與相配的中空第二殼體構(gòu)件50一起形成一個手槍握持型手柄，當(dāng)兩個殼體構(gòu)件32、34如圖4所示的那樣處于打開位置時，具有便于單手操作的尺寸。當(dāng)兩個殼體構(gòu)件彼此相對轉(zhuǎn)動180度時，它們將在一第二位置上形成一個閉合的裝置，借以將探頭保護性地儲藏在第二殼體構(gòu)件50的內(nèi)部空間中，這從圖2和3看得最清楚。
第二殼體構(gòu)件50基本上是中空的，并且通過鉸鏈52可操縱地連接于第一殼體構(gòu)件32。在第二殼體50的空腔內(nèi)形成有一個用于儲藏多個探頭護罩62以備將來使用的保持裝置60。第一殼體構(gòu)件32的上端64包括用于安裝熱電傳感器組件和環(huán)境溫度傳感器的內(nèi)腔，并且為除了通過探頭中的波導(dǎo)管接收的外來紅外輻射以外的其它紅外輻射提供一個罩殼。波導(dǎo)管安裝在第一殼體構(gòu)件32的前側(cè)，它對準(zhǔn)熱電傳感器，因而可以將來自待測物體的紅外輻射引向或瞄準(zhǔn)安裝在空腔內(nèi)的熱電傳感器。
應(yīng)該注意，與已有技術(shù)的IR溫度計一樣，包括電池在內(nèi)的本發(fā)明IR溫度計的所有工作元件都容納在大約一半空間內(nèi)。由于新的專用集成電路(1997年3月遞交的美國專利申請08/809496(代理人案卷好1511-033)中有所描述)和其它元件的運用，本申請的IR溫度計的電力需求已經(jīng)大大地降低，因而用來供應(yīng)電力的供電電池也相應(yīng)地減少。雖然已有技術(shù)的IR溫度計通常需要9伏的電池，但本發(fā)明的IR溫度計只需要3個非常小的AAA尺寸的電池，它們在殼體內(nèi)所占據(jù)的空間比一個9伏的電池小大約40％。因此，本發(fā)明的溫度計顯然可以在維持相同電池壽命的情況下節(jié)約空間。由于可減小容納紅外線溫度計元件的空間，所以消除分開的保護殼體構(gòu)件就成為可能。
具體地說，包括電池在內(nèi)的所有紅外溫度計元件都可以安裝在幾乎是以前IR溫度計殼體一半尺寸的一個區(qū)域內(nèi)。這種合并使得以前IR溫度計殼體的用來容納IR元件和電池的其余區(qū)域或部分可以提供一個將探頭包圍在中空保護區(qū)域內(nèi)的空間或區(qū)域，從而不再需要如上所述的分開的第二保護/儲藏殼體構(gòu)件。
老的IR溫度計第一殼體構(gòu)件的上半部分現(xiàn)在已容納或包含了所有IR元件和電池，老的IR溫度計殼體的現(xiàn)在中空的下半部分通過一鉸鏈52連接于上半部分，老的IR溫度計殼體現(xiàn)在已經(jīng)變成了一個保護/儲藏區(qū)域，用于保護/儲藏容納在第一殼體構(gòu)件上半部分的IR傳感元件，并用于保護/儲藏探頭護罩60。
因此，如圖3和4所示，當(dāng)處于閉合或非使用位置時，探頭35位于中空下殼體構(gòu)件50內(nèi)，而當(dāng)處于開啟位置時，中空的下殼體構(gòu)件形成了便于握持的手槍型手柄，這時，相互組合的兩個殼體打開，第一殼體構(gòu)件的形狀適于容納已有技術(shù)IR溫度計的IR元件。
將本發(fā)明的第一(上)殼體構(gòu)件32和第二(下)殼體構(gòu)件50連接起來的鉸鏈構(gòu)件52包括這樣的裝置，當(dāng)處在閉合或儲藏位置時，可以將與第一殼體構(gòu)件形成一體的探頭鎖定在通過鉸鏈連接的第二殼體構(gòu)件中，當(dāng)IR溫度計由一使用者操作而形成一個便于單手握持的手槍型手柄時，可以將IR溫度計鎖定在開啟位置上。
如圖6所示，其中以分解狀態(tài)示出了本發(fā)明紅外線溫度計的各個元件。其中清楚地示出了包括電路板70、電池室構(gòu)件72、電池門74的各紅外元件之間的關(guān)系。包括各傳感器、活門機構(gòu)等紅外元件位于由標(biāo)號76表示的子組件內(nèi)。
現(xiàn)請參見圖7，其中示出了電池室74和電池門72。應(yīng)該注意，鉸鏈52包括兩個半圓形構(gòu)件80、81，它們分別可操縱地連接于第一接配構(gòu)件73和相配的電池室72。半圓形構(gòu)件80、81與圖8所示的兩個凸緣構(gòu)件82、84一起構(gòu)成了鉸鏈52。
圖8示出了在將紅外元件和電池安裝到第一殼體構(gòu)件32的電池室或在第二殼體構(gòu)件50內(nèi)設(shè)置探頭護罩之前，殼體構(gòu)件32和50的內(nèi)部空間的情況。
圖9是圖6所示紅外及電子子組件76的放大視圖。
圖中所示的印刷電路板70連接于位于其上方的傳感器組件和窺器。圖中示出了一個連接于啟動器88的啟動器端蓋86，啟動器88可以開啟活門，以便波導(dǎo)管接收來自一目標(biāo)物的紅外輻射。
圖10是包括圖9所示印刷電路板在內(nèi)的紅外及傳感器元件的放大的前視圖。
圖11是一分解視圖，示出了組裝在圖9和10所示印刷電路板70上的各元件。一活門(未圖示)遠離在圖的左側(cè)，并且借助一后塊構(gòu)件90與釋放構(gòu)件和柱塞分開。釋放構(gòu)件92和柱塞94在圖中處在分解后的位置上。圖中所示的熱傳感器96連接于電路板，并在兩者之間具有一墊片98。環(huán)境溫度傳感器100如圖所示地那樣附連于電路板。
圖12是連接于電路板的探頭的分解視圖，它包括一前塊構(gòu)件90、一波導(dǎo)管34、一隔膜102、一隔膜保持件104和一窺器106。
圖13是圖12所示分解探頭的側(cè)視圖，圖14是圖12所示探頭的前視圖。接配構(gòu)件73與電池室協(xié)作將電子子組件76定位于兩者之間，進而定位到如圖8所示的第一殼體構(gòu)件32的內(nèi)部空間中。
因此，可以看出，根據(jù)本發(fā)明的這種新的、改進的IR溫度計可大大減小用于容納IR元件和電池的空間；更便于制造；需要兩個可轉(zhuǎn)動連接的殼體，其尺寸大約僅僅是已有技術(shù)的IR溫度計的兩個殼體構(gòu)件中的一個那樣大；與已有技術(shù)的IR溫度計相比，制造成本也較低。
在不偏離僅由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明保護范圍的前提下，可以對上述實施例作出各種變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種紅外線溫度計，包括一第一殼體構(gòu)件；一傳感器，它由所述第一殼體攜帶并且可響應(yīng)紅外輻射，以便在開始接收到輻射時產(chǎn)生一個可體現(xiàn)輸出變化的電信號；由所述第一殼體攜帶并與所述傳感器光學(xué)對準(zhǔn)的裝置，用于將來自一需測量其實際溫度的物體的紅外輻射引導(dǎo)至所述傳感器；由所述第一殼體攜帶、用于使所述傳感器響應(yīng)所述輻射的裝置；由所述第一殼體攜帶、用于處理所述信號而產(chǎn)生一個表示所述物體實際溫度的讀數(shù)的電子裝置；一第二殼體構(gòu)件，當(dāng)所述溫度計處于非使用狀態(tài)時，它可以保護位于所述第一殼體構(gòu)件內(nèi)的暴露的內(nèi)部元件；以及鉸接裝置，它可操縱地將第一殼體構(gòu)件和第二殼體構(gòu)件連接起來，以便使兩個殼體構(gòu)件可彼此轉(zhuǎn)動大約90度至大約180度。
2.如權(quán)利要求1所述的IR溫度計，其特征在于，它還包括可操縱地連接于所述鉸接裝置的裝置，用于將兩個殼體構(gòu)件鎖定在一閉合位置上。
3.如權(quán)利要求1所述的IR溫度計，其特征在于，所述鉸接裝置還包括用于將兩個殼體構(gòu)件鎖定在一開啟位置上的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的IR溫度計，其特征在于，所述第二殼體構(gòu)件還包括用于儲藏多個一次性保護罩的裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的IR溫度計，其特征在于，當(dāng)處于開啟位置時，所述第一殼體構(gòu)件和所述第二殼體構(gòu)件可形成一便攜手槍型握持手柄，以便進行IR溫度計的單手操作。
6.一種用于測量來自于一待測對象之鼓膜的IR輻射而又無需與鼓膜接觸的裝置，包括一第一殼體構(gòu)件；一安裝在所述第一殼體內(nèi)的傳感器，其中第一殼體包括一用于使所述鼓膜和傳感器之間的IR輻射通過的IR傳送裝置；可操縱地連接于所述傳感器、用于將所述傳感器檢測到的IR輻射轉(zhuǎn)換成一相應(yīng)于所述待測對象溫度的信號；能傳送足夠數(shù)量IR輻射的裝置，以便確定待測物體的溫度；一第二殼體構(gòu)件，當(dāng)所述溫度計處于非使用狀態(tài)時，它可以保護位于所述第一殼體構(gòu)件內(nèi)的暴露的內(nèi)部元件；以及鉸接裝置，它可操縱地將第一殼體構(gòu)件和第二殼體構(gòu)件連接起來，以便使兩個殼體構(gòu)件可彼此轉(zhuǎn)動大約90度至大約180度。
7.如權(quán)利要求6所述的IR溫度計，其特征在于，它還包括可操縱地連接于所述鉸接裝置的裝置，用于將兩個殼體構(gòu)件鎖定在一閉合位置上。
8.如權(quán)利要求6所述的IR溫度計，其特征在于，所述鉸接裝置還包括用于將兩個殼體構(gòu)件鎖定在一開啟位置上的裝置。
9.如權(quán)利要求6所述的IR溫度計，其特征在于，所述第二殼體構(gòu)件還包括用于儲藏多個一次性保護罩的裝置。
10.如權(quán)利要求8所述的IR溫度計，其特征在于，當(dāng)處于開啟位置時，所述第一殼體構(gòu)件和所述第二殼體構(gòu)件可形成一便攜手槍型握持手柄，以便進行IR溫度計的單手操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅外線溫度計(30),它包括一第一殼體構(gòu)件(32)。該殼體構(gòu)件具有一內(nèi)腔(33),并容納有:一個安裝在內(nèi)腔中的傳感器(38),用以檢測溫度變化并產(chǎn)生一讀數(shù)電信號;用于檢測從待測物體發(fā)出至傳感器的紅外輻射的裝置(34);一用于控制紅外輻射通過至傳感器的活門組件(36);一環(huán)境溫度傳感器(40),用以檢測內(nèi)腔中的環(huán)境溫度,并產(chǎn)生一表示該溫度的信號;一用于處理所述電信號以便算出待測物體溫度的電路(42);以及一用于表示所述計算值的顯示器。一第二殼體構(gòu)件(50)通過一鉸鏈(52)連接于第一殼體構(gòu)件。
文檔編號G01K13/00GK1250359SQ9880328
公開日2000年4月12日 申請日期1998年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月17日
發(fā)明者M·巴泰勒米, S·S·庫爾迪, S·A·希費爾, S·G·茲米娜 申請人:溫度掃描股份有限公司