Temperaturmesseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Temperaturmesseinrichtung, bestehend aus einem Wärmespeicher zur Aufnahme der Wärmemenge, die im Kontakt mit einer Messstelle, deren Temperatur zu messen ist, an diesen abgegeben wird, und aus einem Messgerät, welches vom Wärmespeicher räumlich trennbar ist, zum sicheren Anzeigen der vom Wärmespeicher angenommenen Temperatur.
Bei einer bekannten Temperaturmesseinrichtung dieser Art besteht der Wärmespeicher aus einem Körper mit hoher Wärmekapazität, vorzugsweise aus Kunststoff, und das Messgerät enthält einen Thermistor, durch welchen ein Stromkreis mit einem in Temperaturgraden geeichten Messinstrument beeinflusst wird.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung dieser Temperaturmesseinrichtung.
Die erfindungsgemässe Temperaturmesseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher aus einem röhrenförmigen Teil mit einem Organ besteht, welches aus einem temperaturempfindlichen Messelement besteht, das mit dem Messgerät zur Temperaturanzeige in Kontakt gebracht werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Wärmespeicher ein blockierbares Bimetallelement und das Messgerät eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Ausschlagwinkels des Bimetallelementes auf einer Temperaturskala enthalten.
Bei einer anderen einfacheren Ausführungsform kann der Wärmespeicher ein blockierbares Bimetallelement und das Messgerät eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Ausschlagwinkels des Bimetallelementes auf einer Temperaturskala enthalten.
Bei einer anderen einfacheren Ausführungsform kann der röhrenförmige Teil des Wärmespeichers eine viskose Flüssigkeit, vorzugsweise natürliche Vaseline enthalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher zeigt:
Fig. la einen Wärmespeicher einfacher Ausführung;
Fig. lb einen Längsschnitt durch einen verbesserten Wärmespeicher mit einem gewendelten metallischen Element;
Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. lb in vergrössertem Massstab
Fig. 3 zeigt einen längs der Linie 3-3 der Fig. lb geführten Schnitt, ebenfalls vergrössert;
Fig. 4 ist die Ansicht eines Mess- oder Ablesegerätes zur Überführung der Winkelauslenkung der metallischen Spule in Temperaturgrade;
Fig. 5 ist ein längs des Zeigers des Mess- oder Ablesegerätes geführter Schnitt und zeigt die Lage des in ihm eingesetzten Wärmespeichers;
Fig. 6 zeigt im Axial-Längsschnitt eine Abwandlung des Wärmespeichers der Fig. lb;
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Fig. 7 ist ein längs der Linie 7-7 der Fig. 6 geführter Querschnitt durch den Wärmespeicher;
Fig. 8 ist die Ansicht eines Temperatur-Anzeigegerätes und
Fig. 9 ist ein Schnitt, welcher die Lage des in die Messvorrichtung eingesetzten Wärmespeichers zeigt.
Fig. la zeigt eine verbesserte Ausführung eines Wärmespeichers für die bekannte, einen Thermistor enthaltende Anzeigevorrichtung. Dieser zylindrische Wärmespeicher 32 weist einen stabförmigen Griff 13 auf, welcher einen etwas kleineren Durchmesser hat als der Wärmespeicher 32. Der Wärmespeicher 32 ist zu seinem äusseren Ende hin röhrenförmig ausgebildet. Der Wärmespeicher kann zusammen mit dem Griff 13 aus einem Stück bestehen und aus einem geeigneten Kunststoff, wie z. B. Polyäthylen oder Polypropylen, Polystyren, verschiedene Copolymere usw. gefertigt sein. Der hohle Teil 33 ist an seinem Ende nach aussen hin offen. Der Innenraum ist mit einem hoch-viskosen oder halbfesten Material ausgefüllt, welches für den Thermistor der Anzeigevorrichtung leicht durchdringbar, jedoch im zu messenden Temperaturbereich nicht fliessend ist.
Ein geeignetes Material dieser Art ist Mineralöl (natürliche Vaseline), es können jedoch auch andere ungiftige Materialien, wie halbfeste Gummi, Kunstharze, Gele, Verdickungsmittel usw. verwendet werden. Ist das Material solcher Art, dass es im Temperaturmessbereich flüssig wird, so kann es durch Vermischen mit pulverisierten ungiftigen Materialien mit vorzugsweise schlechter Wärmeleitfähigkeit wie z. B. Calziumkarbonat-Pulver, Ton, Bims, Stärke usw. steifer gemacht werden. Zusammen mit den pulverisierten Materialien können auch mehr oder weniger flüssige Materialien, wie z. B. Öle verschiedener Art, Olivenöl und Kokosnussöle verwendet werden, wobei letztere weniger flüssig werden. Petrolatum ist wegen seiner relativ hohen spezifischen Wärme (0,52 callg) für den Wärmespeicher ein sehr geeignetes Material.
Hat das Material 34 einen unangenehmen Geschmack oder Geruch, so kann das offene Ende des Raumes 33 mit einer für den Inhalt 34 des Raumes 33 -,mdurchlässigen Folie 35 abgedichtet sein, wobei diese Folie beim Einsetzen des Wärmespeichers in die Anzeigevorrichtung 10 durchstossen wird. Die Folie kann aus einem geeigneten Plastikstoff bestehen und an den Endteil des Wärmespeichers mittels Lösungsmittel, durch Wärme oder auch mittels Klebemittel befestigt sein. Neben seiner hohen Wärmekapazität weist diese Art von Wärmespeichern den weiteren Vorteil auf, dass er mit dem Thermistor sowohl an dessen Kopf als auch längs seines Schaftes in dichter Berührung steht.
Bei dem in Fig. la dargestellten Wärmespeicher kann das halbfeste Material Flocken und Pulver wärmeleitender Materialien, wie Kupfer, Messing und Aluminium enthalten, welches in geringen die Wärmekapazität der Mischung nicht wesentlich herabsetzenden Mengen beigegeben, eine wirkungsvolle Wärmeleitung vom Inneren des Materials zum Thermistor oder anderen wärmeempfindlichen Elementen bewirkt und damit die Zeit herabsetzt, welche zum Ausgleich der Temperatur von Material und wärmeempfindlichen Element nötig ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält, wie erwähnt, der Wärmespeicher ein Bimetall-Element.
Wie in den Fig. 1b bis 5 gezeigt ist, besteht der Wärmespeicher mit einem Bimetall-Element aus einem äusseren Gehäuse 51 in Form einer einerends offenen Röhre aus Glas oder einem anderen transparenten Kunststoff, deren Boden in Form einer Konvexlinse ausgebildet ist und zu einem, an späterer Stelle be schriebenen Zweck verwendet wird.
Wie in den Fig. 2 und 3 ersichtlich, hat das Gehäuse 51 eine unrunde Form und enthält im Passsitz einen Führungskörper oder Träger 52 mit einer im Querschnitt ähnlichen Form. Der Träger weist eine Längsbohrung auf und in dieser einen durch Reibungskräfte in der eingestellten Lage festgehaltenen Stab 55. Der Träger ist mit Nuten versehen und trägt einen Stössel 53, welcher durch Fingerdruck auf seinem freien Ende 53a niedergedrückt werden kann, wobei der Stössel in seiner niedergedrückten Stellung durch Reibungskräfte festgehalten wird. Wie bei 54 in Fig. 1b gezeigt, ist das untere Ende des Stössels abgewinkelt. Am Ende des Stabes 55 ist das eine Ende einer auf Temperatur ansprechenden Bimetall-Spule 56 starr befestigt, deren anderes freie Ende in Form eines, vorzugsweise durch die Spulenaxe führenden Zeigers 57 ausgebildet ist.
Der Wärmespeicher kann folgendermassen zusammengesetzt werden:
Nachdem das eine Ende der Bimetall-Spule 56 am Stab 55 befestigt worden ist, wird letzterer in die Längsbohrung des Trägers 52 eingeschoben. Dann wird der Stössel in der im Träger vorgesehenen Nut an Ort und Stelle geschoben. Hierauf wird diese gesamte Anordnung in das Aussengehäuse 51 eingesetzt. Der Stab 55 trägt an seinem äusseren Ende einen Schlitz 65, so dass die Einheit nach dem Zusammenbau entsprechend nachfolgender Beschreibung auf jede Änderung in der Dicke oder anderen physikalischen Eigenschaften der Bimetallspule eingestellt werden kann. Fig. 3 zeigt den durch die Lupe 51a gesehenen Zeiger in ausgelenkter Stellung.
Der Wärmespeicher 51 kann mittels einer Mess- oder Ablesevorrichtung 60 (Fig. 4 und 5) abgelesen werden, welche mit einer Temperaturskala 61 versehen ist, über die ein von einem Läufer 62 geführter Zeiger 60a gleitet. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist der Läufer in einen eingepressten Teil im oberen Ende des Rahmens 60b eingepasst und der Zeiger führt durch einen Schlitz in einem solchen eingepressten Teil. Die Messvorrichtung weist einen Rohrstutzen 58 mit einem dem Wärmespeicher 51 entsprechenden Innendurchmesser auf, in welchen unter saugend passenden Gleitsitz der Wärmespeicher mit seinem durch das als Lupe ausgebildete Fenster 59 sichtbaren Zeiger 57 eingeschoben ist.
Der Wärmespeicher wird in Einheiten der Skala 61 geeicht, indem er in ein Gefäss vorgegebener Temperatur von z. B. 37,78 C eingesetzt und der Stab 55 mittels eines in den Schlitz 65 eingesetzten Schraubenziehers oder eines anderen Werkzeuges eingestellt wird, so dass der Zeiger 57 auf die 37,78 C Marke zeigt. Die Skala selbst ist der mittleren Ausdehnungscharakteristik der Spule entsprechend geeicht.
Die Wirkungsweise der in den Fig. 1b bis 5 gezeigten Temperatur-Messeinrichtung ist folgende: Der untere Teil des Wärmespeichers wird, wie in Fig. 2 gezeigt, in eine Körperöffnung eingesetzt und nach einer oder mehreren Minuten, wenn die Spule 56 ihre grösste Ausdehnung erreicht hat, wird der Stössel 53 niedergedrückt, so dass der Zeiger 57 zwischen der unteren Wand des Gehäuses 51 und dem oberen abgewinkelten Ende 54 des Stössels festgeklemmt ist. Die Bimetall Spule ist von solcher leichten Bauweise, dass sie den Druck des Stössels nicht überwindet, obgleich letzterer lediglich durch Reibungskräfte in seiner niedergedrückten Stellung gehalten wird. Dann wird der Wärmespeicher herausgenommen und in den Rohrstutzen 58 der Ablesevorrichtung 60 eingeschoben.
Da der Wärmespeicher durch Justierung des Stabes 55 und auch die Bimetallspule in bezug auf die Skala 61 geeicht worden waren, gibt die Ausschlagstellung des Zeigers 57 eine genaue Anzeige der Temperatur auf der Skala 61 an.
Hierauf ist nur noch erforderlich die Zeigerstellung auf der Skala anzuvisieren. Dies erfolgt durch Einstellung des Läufers 62, an welchen der Zeiger 60a befestigt ist und welcher über die Skala geführt wird, bis die beiden Zeiger 60a und 57 in gerader Linie übereinanderliegen.
Hierauf wird die Temperatur von der Skala abgelesen.
Der Zeiger 60a ist auf den Bogen des Läufers 6250 angeordnet, dass er stets auf den Krümmungsmittelpunkt des Bogens der Skala weist. Zum schnellen Pro..
fen dieser Stellung des Zeigers 60a, die beispielsweise durch Fallenlassen der Messvorrichtung oder einen anderen Unfall gestört sein kann, ist eine Prüfvorrichtung vorgesehen. Diese ist als radiale Markierung 64 auf der Skalenscheibe gezeigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist diese Markierung 64 auf den Skalenteilstrich 7. Weicht der Zeiger 60a von der vom Skalenteil 7 und Markierung 64 bestimmten geraden Linie ab, so weiss der Benutzer, dass die Ablesevorrichtung nachgeeicht werden muss.
Der Wärmespeicher nach Fig. 1b kann als Wegwerfteil ausgebildet sein, d. h. er kann so billig hergestellt werden, dass er nach einmaliger Benutzung weggeworfen werden kann. Er kann aber auch wie z. B. in Krankenanstalten beim gleichen Patienten wiederholt benutzt und erst nach Entlassung desselben weggeworfen werden. Da jedoch die Metallspule und auch die Kunststoffteile des Wärmespeichers Sterilisierungstemperaturen widerstehen, ist es offensichtlich, dass der Wärmespeicher für wiederholte Benutzung auf eine Weise sterilisiert werden kann, die bei Quecksilber- und anderen Flüssigkeitsthermometern nicht möglich ist.
In der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 9 in welchen Figuren die den Fig. 1b bis 5 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist das röhrenförmige Gehäuse 51 der Fig. 1b und 2 beseitigt.
Der Führungskörper oder Träger 52' aus Glas- oder Kunststoff hat einen unrunden Querschnitt und bildet den Aussenteil. Der Träger 52' ist mit einer kreisförmigen, symmetrisch angeordneten Längsbohrung 65 versehen, in welche ein durch Reibungskräfte gehaltener Rundstab 55 aus Kunststoff so eingesetzt ist, dass zwischen Stabende 67 und Hülsenende ein Hohlraum gebildet ist, welcher durch eine transparente plan-konvexe Masse 51a, ähnlich wie der in Fig. 1b gezeigten abgeschlossen ist.
Im Raum 68 ist die bei Wärmeeinwirkung sich ausdehnende Metallspule 56' eingesetzt, welche ähnlich der in Fig. 1b gezeigten ist, jedoch einen grösseren Durchmesser aufweist. Das obere Ende der Spule ist am unteren Ende des Stabes 55 befestigt, wie dies bei 67' gezeigt ist, während ihr unteres Ende frei ist. Für den bereits bei der Beschreibung der Fig. 1b erwähnten Zweck ist das freie Ende der Spule abgeknickt, so dass es durch die Spulenlängsachse führt.
In einer im Stab 55 befindlichen axialen Bohrung ist ein Stössel 53' eingeschoben, dessen unteres Ende unmittelbar oberhalb des radial abgebogenen Spulenendes 57' liegt, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Der Stössel 53' ist so angeordnet, dass er bei allen Winkelstellungen des radial abgebogenen Spulenendes 57' oberhalb letzteres zu liegen kommt, so dass durch Niederdrücken des Stössels das abgeknickte Spulenende 57' gegen den Hülsenboden gedrückt werden kann.
Der Stössel 53' ist an seinem oberen Ende nicht mit einem geriffelten Aufsatz versehen, wie ein solcher als ebener horizontal verlaufender Teil 53a in Fig. ib dargestellt ist und mit dessen Hilfe zur Wiederverwendung des Wärmespeichers der Stössel 53 herausgezogen werden kann, nachdem die Spulenverwindung gemessen worden ist; im Gegenteil, der Stössel 53' nach Fig. 6 trägt an seinem oberen Ende keinen vergrösserten Teil, so dass er, wenn er einmal niedergedrückt und sein oberes Ende mit dem oberen Träger bündig ist, nicht mehr herausgezogen werden kann, so dass der Empfänger ein zweites Mal nicht mehr benutzt werden kann und weggeworfen werden muss.
Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass der Erfindungsgegenstand leicht auch der Messung von Temperaturen in einem anderen Bereich, als dem durch Patienten mit Fieber gegebenen, angepasst werden kann.
So kann der Wärmespeicher bei Gegebenheiten verwendet werden, in welchen es umständlich oder teuer ist, herkömmliche Thermometer zu verwenden, wo die Temperaturen von einer grossen Anzahl von Lösungen abgelesen werden müssen, oder in Fällen, wo der Temperaturbereich unterhalb dem Bereich liegt, welcher mit einem Alkohol- oder Quecksilberthermometer direkt gemessen werden kann. In sehr hohen Temperaturbereichen (d. h. bei Temperaturen oberhalb der Schmelz- oder Zersetzungstemperatur des Kunststoffes) kann der Wärmespeicher aus Keramik oder einem anderen hitzebeständigen Material gefertigt werden.
Im Bedarfsfalle kann der Stössel 53 oder 53' entfernt und der Raum im röhrenförmigen Ende des Gehäuses, ähnlich wie bei der Einrichtung nach Fig. a, mit einer Flüssigkeit oder einem halbfesten Material hoher Wärmekapazität ausgefüllt werden, welches sicherstellt, dass während der kurzen Zeit, die erforderlich ist, um den Wärmespeicher zur Messvorrichtung zu bringen und den Ausschlag abzulesen, sich die Auslenkung der Spule in nicht sichtbarer Weise ändert.
Obgleich vorgeschlagen worden ist, den Wärmespeicher in Form eines Wegwerfteiles (nach einmaligem Gebrauch) auszubilden, da er im grossen Umfang sehr preiswert herzustellen ist und in steriler Form in Beuteln oder Behältern aus Kunststoff oder anderem Material dicht verschlossen verpackt werden kann, ist es offensichtlich, dass er nach einer Sterilisation auch wiederverwendet werden kann, da er aus Teilen bestehen kann, welche im Gegensatz zu den bekannten Quecksilberthermometern bei Sterilisationstemperaturen nicht zerstört werden.