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Elektronisches Fieberthermometer
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v.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Fieberthermometer
mit Batterie-Speisung und mit einem,wenigstens ein elektrisches Temperatur-Mess-Element
enthaltenden Messkörper sowie mit einer elektronischen Temperatur-Auswertevorrichtung
und einer Temperatur-Anzeigevorrichtung.
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Zur Messung der Körpertemperatur von Lebewesen wurden bisher vorwiegend
die altbekannten Quecksilber-Fieberthermometer verwendet. Diese Quecksilber-Fieberthermometer
weisen verschiedene Nachteile auf, welche sich im Umgang mit Menschen und Tieren
oft störend bemerkbar machen. Die Glasröhre, insbesondere diejenige des das Quecksilber
enthaltenden Messteils bricht leicht und kann Schnittwunden verursachen oder durch
ausfliessendes Quecksilber andere gesundheitliche Schäden bewirken. Im weiteren
stört den Anwender das langsame Ansprechen der Quecksilbersäule auf die Umgebungs-
temperatur.
Dies wirkt sich besonders nachteilig beim Umgang mit Kindern oder Tieren sowie im
Krankenhausbetrieb aus. Die Ablesung des Quecksilber-Fieberthermometers ist umständlich
und erfordert ein gutes Sehvermögen, so dass insbesondere ältere Personen oft nicht
in der zarge sind, die Fiebertemperatur richtig zu bestimmen. Die fehlende Rückstellmöglichkeit
der Quecksilbersäule in die Ausgangslage bedingt ein manuelles Zurückschlagen der
Quecksilbersäule, was oft zum Bruch des Fieberthermometers führt.
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Es ist daher nicht verwunderlich, dass mit fortschreitendem Einsatz
der Elektronik in der medizinischen Technik insbesondere im Krankenhausbetrieb versucht
wurde, die Körpertemperatur mittels elektronischer Temperatur-Messgeräte zu bestimmen.
In Praxi hat sich jedoch gezeigt, dass die zur Verfügung stehenden Geräte, bestehend
aus einem Elektronikteil, einem Sondenteil mit Verbindungskabel zum Elektronikteil,
unhandlich sind und auch aus hygienischen Gründen selten zum Einsatz gelangen.
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Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein elektronisches Fieberthermometer
zu schaffen, welches handlich ist, leicht zu reinigen ist, nicht schlagempfindlich
ist und ausserdem eine schnelle Ablesung der Körpertemperatur erlaubt.
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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, das der Messkörper unmittelbar
mit dem Hüllkörper der Temperatur-Aus-
wertevorrichtung und der
Temperatur-Anzeigevorrichtung verbunden ist.
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Die Erfindung weist den besonderen Vorteil auf, dass nunmehr ein elektronisches
Gerät zur Verfügung steht, welches die Form und Grösse des gewohnten Fieberthermometers
hat und nur einen Bruchteil der Kosten der anderen, unhandlichen elektronischen
Temperatur-Messgeräte erfordert.
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Anhand von Zeichnungen werden nachstehend AusfUhrungsbeispiele der
Erfindung erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1, ein erfindungsgemässes elektronisches Fieberthermometer,-Fig.
2, eine Variante des elektronischen Fieberthermometers, in konventioneller Form,
Fig. 3, eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zur Temperaturmessung, Fig. 3á,
eine Prinzipdarstellung des Messkörpers-nach Fig. 1, Fig. 4, eine Prinzipdarstellung
einer bevorzugten Mess-Schaltung zur Temperatur-Auswertung.
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Nach Fig. 1 weist ein länglicher Messkörper 1 eine Messkörperoberfläche
lb auf und ist unmittelbar mit einem
Hüllkörper 2 verbunden. Im
Hüllkörper 2 ist eine digitale Temperatur-Anzeigevorrichtung 3 eingebaut. Zwischen
der digitalen Temperatur-Anzeigevorrichtung 3 und einer konkaven Endseite 5 des
Hüllkörpers 2 befindet sich eine Einschnürung 4. Im Zentrum der konkaven Endseite
5 befindet sich ein elektrischer Drucktastenschalter 5a Das elektronische Fieberthermometer
nach Fig. 1 gelangt in der vom Quecksilber-Fieberthermometer gewohnten Weise zum
Einsatz, wobei jedoch in wenigen Sekunden die Körpertemperatur bestimmt werden kann.
Das Auslösen des Messvorgangs geschieht durch Druck auf den Drucktastenschalter
5a, wobei das elektronische Fieberthermometer mit zwei Fingern in der Einschnürung
4 gehalten wird. Der durch den Drucktastenschalter 5a ausgelöste Messvorgang wird
solange aufrecht erhalten, bis sich an der digitalen Temperatur-Anzeigevorrichtung
3 ein Ansteigen des Zahlenwertes mehr bemerkbar macht, bzw. die letzte Dezimale
der Anzeige um denselben Wert fluktuiert.
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Das elektronische Fieberthermometer nach Fig. 1 weist am Messkörper
1 eine kugelförmige Verdickung la auf. Diese kugelförmige Verdickung la erlaubt
ein besseres Fixieren des Messkörpers 1, beispielsweise unter der Achselhöhle oder
im Anus. Im Gegensatz zum elektronischen Fieberthermometer nach Fig. 2 weist die
digitale Temperatur-Anzeigevorrichtung 3 schräggestellte Ziffern auf, was je nach
bevorzugter
Verwendung eine bequemere Ablesung der Temperatur erlaubt.
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Die Prinzipdarstellung Fig. 3 zeigt ein im Messkörper 1 mit der Messkörper-Oberfläche
1 b in Berührung stehendes Thermo-Element 7. Der Ausgang dieses Thermo-Elementes
7 ist mit dem Eingang eines Verstärkers V verbunden, der Ausgang des Verstärkers
V ist auf einen Analog-Digital-Konverter A/D geführt, der Ausgang dieses Analog-Digital-Konverters
A/D ist auf den Eingang eines Decoder-Drivers D-D geführt, welcher seinerseits auf
die digitale Temperatur-Anzeigevorrichtung 3 einwirkt.
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Zur Speisung sämtlicher elektronischer Elemente dient eine im Hüllkörper
2 eingebaute, auswechselbare Batterie 9. Die von der Batterie 9 abgegebene Spannung
UO wird durch den Drucktastenschalter 5a an die Temperatur-Auswertevorrichtung 8
angeschaltet.
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Die vom Thermo-Element 7 abgegebene Temperatur-Ssannung ut wird vom
Verstärker V auf ein Temperatur-Signal UT verstärkt und im Analog-Digital-Konverter
A/D in ein binäres ECD-Signal umgewandelt. Dieses BCD-Signal wird im Decoder-Driver
D-D in ofen 7 Segment-Code transformiert, welcher als Ansteuersignal für die digitale
Temperatur-Anzeigevorrichtung 3 dient.
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Als digitale Temperatur-Anzeigevorrichtung 3 finden zwei verschiedene
Anzeige-Arten Verwendung:
Die eine Art Anzeige besteht aus lichtemittierenden
Halbleitern CLED watch display, z.B. Litronics DL-5175) oder eine kein Licht emittierende,
in Reflexion betriebene Flüssigkristallanzeige (BBC-display).
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Beiden Anzeige-Arten sind den Betrachtungswinkel umlenkende und/oder
vergrössernde optis he Elemente vorgesetzt. Bewährt haben sich zu diesem Zweck Kunststoff-Linsen.
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Das elektronische Fieberthermometer mit einer flüssigkristallinen
Temperatur-Anzeigevorrichtung hat den Vorteil eines sehr geringen Stromverbrauchs
und erlaubt dementsprechend den Einsatz einer für geringe Ströme dimensioniertenTemperatur-Auswertevorrichtung
8.
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Die aus lichtemittierenden Halbleitern bestehende Temperatur-Anzeigevorrichtung
bedingt Steuerströme von 10 mS pro Segment und stellt daher höhere Anforderungen
an eine voll integrierte Temperatur-Auswertevorrichtung 8. Da jedoch diese Anzeige
insbesondere in abgedunkelten Krankenzimmern problemlos abgelesen werden kann, stellt
diese Ausführung eine oft bevorzugte Art eines elektronischen Fieberthermometers
dar.
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Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, kann der Messkörper 1 verschiedenartig
ausgebildet sein. Ebenso sind die verschiedenartigsten Messfühler mit deren mannigfaltigen
Einhan-
möglichkeiten anwendbar.
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Nach Fig. 3 ist das Thermo-Element 7 in den aus Kunststoff bestehenden
Messkörper 1 eingesetzt. Ein aus einer dünnen Goldfolie bestehender Ring (nicht
eingezeichnet) befindet sich auf der Messkörper-Oberfläche lb und steht in Berührung
mit der Lötstelle des Thermo- Elementes 7. Dadurch ist die rasche und sichere Erfassung
der Temperatur der Messkörper-Oberfläche lb bzw. des zu messenden Körpers gewährleistet.
Durch den Einsatz eines Rings aus Edelmetall besteht keine Gefahr, dass sich als
Folge von Schweiss etc.
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wärmeisolierende und damit das Messergebnis verfälschende Oxydschichten
bilden.
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Anstelle eines wärmeleitenden Rings sind auch mehrere direkt aus der
Messkörper-Oberfläche lb austretende Thermo-Elemente 7 einsetzbar. Ebenso wurde
mit Erfolg ein auf die Messkörper-Oberfläche lb aufgeklebtes Oberflächen-Thermo-Element
verwendet (Philips TR 6442a).
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Eine bevorzugte Ausbildung des Messkörpers 1 ist in Fig.
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3a dargestellt. In der kugelförmigen Verdickung la befindet sich ein
nicht linearer Widerstand 6 (NTC-Widerstand), welcher als Temperatur-Nessfühler
dient. Die durch die Temperatureinwirkung auf die Messkörper-Oberfläche lb im nicht
linearen Widerstand 6 gebildete Temperatur-lfiderdRt standsdifferenziwird in der
Temperatur-Auswertevorrichtung 8 in bekannter Weise ausgewertet.
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Anstelle der in Fig. 3 schematisch dargestellten Temperatur-Auswertevorrichtung
8 findet in einer erfindungsgemässen Variante eine aus einer Kette von Analog-Vergleicherschaltungen
K bestehende Schaltung zur Temperatur-Auswertung Verwendung. Aus der Prinzipdarstellung
Fig. 4 ist die n-te-Stufe einer derartigen Temperatur-Auswertevorrichtung 8 ersichtlich.
Dabei wird das Temperatur-Signal UT dem pcsitiven Eingang der Analog-Vergleicherschaltung
K zugeführt, n während am negativen Eingang dieser Analog-Vergleicherschaltung Kn
ein Netzwerk, gebildet aus den Widerständen R/20 bis R/2n'l anliegt. Dem Widerstand
R/20 wird dabei eine Referenzspannung VRef zugeführt, während den übrigen Widerstän-13
1 bis B(n-l) den des Netzwerkes die Ausgangssignale >~ der voraiigehenden Analog-Vergleicherschaltungen
zugeführt sind. Das Grundprinzip einer derartigen Schaltungsanordnung ist eingehend
erläutert in "Electronics" / Sept. 16, 1976, Seite 103, 105.
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Die beschriebene Analog-Vergleicherschaltung K teilt den Temperaturbereich
von 360 C bis 420 C in 50 Einzelschritte auf. Die höchste Auflösung wird im Temperaturbereich
36,40 C bis 38,20 C durch entsprechendes Dimensionieren der Widerstandsnetzwerke
erreicht. Die einzelnen Schaltschritte (Quantisierung) betragen in diesem Bereich
0,040 C. Im Bereich über 400 C ist eine Auflösung von lediglich 0,2cm C vorgesehen.
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Eine derartige Temperatur-Auswertevorrichtung 8 lässt sich in einfacher
Weise als eine integrierte Schaltung ausbilden und erlaubt je nach Dimensionierung
die Ansteuerung von digitalen Temperatur-Anzeigevorrichtungen 3, welche eine Flüssig--kristallschicht
oder lichtemittierende Dioden aufweisen.
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In allen Varianten besteht der Hüllkörper 2 des elektronischen Fieberthermometers
aus nicht entflammbarem Kunststoffmaterial (Polyvinylidenfluorid, PVDF, oder Polyvinylfluorid,
PVF). Im Bereich zwischen der Einschnürung 4 und der konkaven Endseite 5 befindet
sich ein Schraubverschluss, welcher wenigstens eine auswechselbare Batterie 9 aufnimmt.
Je nach Ausbildung des Messkörpers 1 besteht dieser aus demselben Kunststoffmaterial
oder weist eine entsprechende wärmeleitende Oberfläche auf.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
weist eine mit einer Beleuchtungseinrichtung versehene flüssigkristalline Temperatur-Anzeigevorrichtung
3 auf.
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Unter der digitalen, flüssigkristallinen Temperatur-Anzeigevorrichtung
3 befindet sich zu diesem Zweck eine aus einem Plexiglas bestehende, mit einer Bohrung
versehene, lichtleitende Platte, in welcher sich eine Mikrolampe befindet.
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Derartige Beleuchtungseinrichtungen sind ebenfalls aus der
Uhrentechnik
bekannt. Da die Stromaufnahme des gesamten, mit einer flüssigkristallinen Anzeige
versehenen, elektronischen Thermometers gering ist, kann die Beleuchtungseinrichtung,
ohne eine vorzeitige Erschöpfung der Batterie zu gewärtigen, bei jedem, auch bei
Tageslicht stattfindenden Messvorgang durch den Druckschalter 5a mit eingeschaltet
werden.
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Alternativ könnte anstelle einer digitalen Temperatur-Anzeigevorrichtung
auch eine analoge oder quasi analoge Anzeige eingebaut werden. Geeignet erscheinen
hierzu flüssigkristalline Balkenanzeigen (engl. Bargraph-Display; vgl. DT-OS 24080622.
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Selbstverständlich ist die Verwendung der elektronischen Thermometer
nicht auf den Einsatz als Fieberthermometer beschränkt, beispielsweise eine wasserdichte
Ausführung eines derartigen Thermometers kann auch zur Temperaturbestimmung von
Flüssigkeiten (Badewasser, etc.) benutzt werden.