DE29923749U1 - Infrared radiation device - Google Patents
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Description
InfrarotbestrahlungseinrichtungInfrared irradiation device
Die Erfindung bezieht sich auf eine Infrarotbestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der menschlichen Haut mit einer in einem Gehäuse angeordneten Infrarotlampe, einer Ansteuereinrichtung und einer Temperatureinstelleinheit.The invention relates to an infrared irradiation device for irradiating the human skin with an infrared lamp arranged in a housing, a control device and a temperature setting unit.
Derartige Infrarotbestrahlungseinrichtungen sind an sich bekannt, wozu z.B. auf den Katalog der Firma Beurer "Programm '98/'99, Seiten 20, 21" hingewiesen sei. Ein direkter Kontakt der Infrarotlampe mit der menschlichen Haut und eine dadurch verursachte Überhitzung ist dabei durch einen über die Strahlaustrittsseite der Infrarotlampe überstehenden Gehäuserand weitgehend vermieden, jedoch kann es dennoch insbesondere bei empfindlicher Haut und unsachgemäßer Anwendung durch den Benutzer zu einer Überhitzung und Schädigung der Haut kommen. Um die Gefahr eines direkten Kontaktes der Infrarotlampe mit derSuch infrared radiation devices are known per se, for example, see the Beurer catalogue "Programm '98/'99, pages 20, 21". Direct contact between the infrared lamp and human skin and the resulting overheating is largely avoided by a housing edge that protrudes over the beam exit side of the infrared lamp, but overheating and damage to the skin can still occur, particularly in the case of sensitive skin and if the user uses the device improperly. To reduce the risk of direct contact between the infrared lamp and the skin,
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Haut weiter zu verringern, ist beispielsweise ein vorgesetztes Metall- oder Kunststoffgitter denkbar. Aber auch durch diese Lösung ist eine Beschädigung der Haut nicht ausgeschlossen.To further reduce the risk of skin irritation, a metal or plastic grid can be used. However, even this solution cannot rule out damage to the skin.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Infrarotbestrahlungseinrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit der eine Schädigung der menschlichen Haut in Folge übermäßiger Wärmeeinwirkung weitgehend ausgeschlossen wird.The invention is based on the object of providing an infrared irradiation device of the type mentioned at the beginning, with which damage to the human skin as a result of excessive heat exposure is largely excluded.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse oder einer Halterung desselben eine Temperatursensoreinrichtung angebracht ist, die von dem bestrahlten Bereich der Haut abgegebene Wärmestrahlung aufnimmt und daraus gewonnene Signale für die Hauttemperatur zu einer akustischen oder optischen Anzeige bringt und/oder einer Regeleinrichtung zur Abschaltung der Infrarotlampe oder Herabsetzung der von dieser abgegebenen Infrarotstrahlung bei Erreichen eines vorgebbaren oder vorgegebenen Temperatur-Grenzwertes zuführt.This object is achieved with the features of claim 1. According to this, it is provided that a temperature sensor device is attached to the housing or a holder thereof, which receives the heat radiation emitted by the irradiated area of the skin and supplies signals for the skin temperature obtained therefrom to an acoustic or optical display and/or to a control device for switching off the infrared lamp or reducing the infrared radiation emitted by it when a predeterminable or predetermined temperature limit is reached.
Mit diesen Maßnahmen wird eine übermäßige Erwärmung der Haut automatisch festgestellt und dem Benutzer angezeigt, so dass er z.B. durch Abschalten des Gerätes oder Verminderung der auf seine Haut fallenden Infrarotstrahlungsleistung durch Abschalten, Verringerung der Lampenleistung oder Vergrößerung des Abstandes reagieren kann. Zusätzlich oder alternativ zur Anzeige ist vorgesehen, dass mittels der Regeleinrichtung im Bedarfsfall eine vollständige Abschaltung der Infrarotlampe erfolgt oder deren Strahlungsleistung z.B. durch Verminderung der zugeführten elektrischen Leistung oder abwechselndes Ein- und Ausschalten im Mittel verringert wird, so dass der vorgebbare bzw. vorge-With these measures, excessive heating of the skin is automatically detected and indicated to the user so that he can react, for example, by switching off the device or reducing the infrared radiation output falling on his skin by switching it off, reducing the lamp output or increasing the distance. In addition to or as an alternative to the indication, it is intended that the control device can, if necessary, switch off the infrared lamp completely or reduce its radiation output on average, for example by reducing the electrical power supplied or by switching it on and off alternately, so that the preset or preset
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gebene Temperatur-Grenzwert der Hauttemperatur nicht überschritten wird. Dabei ist selbstverständlich darauf zu achten, dass der maximale vorgebbare Temperatur-Grenzwert in einem für die menschliche Haut ungefährlichen Bereich liegt. Der Temperatur-Grenzwert kann dabei auch von einer einstellbaren Bestrahlungsdauer abhängig gemacht und automatisch in der Regeleinrichtung berücksichtigt werden.The specified temperature limit of the skin temperature is not exceeded. Of course, it is important to ensure that the maximum preset temperature limit is within a range that is safe for human skin. The temperature limit can also be made dependent on an adjustable irradiation duration and automatically taken into account in the control system.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Infrarotbestrahlungseinrichtung besteht darin, dass in der Regeleinrichtung ein für die Haut unschädlicher Haut-Temperaturbereich vorgegeben oder vorgebbar ist, auf den die Infrarotstrahlungsleistung der Infrarotlampe bei Einhaltung eines üblichen Abstandes der Infrarotlampe von der Haut einregelbar ist, und dass bei Erreichen einer vorgegebenen maximalen Haut-Grenztemperatur, die mindestens so hoch liegt wie die höchstens einstellbare obere Grenze des Haut-Temperaturbereiches, eine Dauerabschaltung der Infrarotlampe erfolgt, wonach zur Wiedereinschaltung eine manuelle Einschaltbetätigung erforderlich ist. Die Dauerabschaltung bei der vorgesehenen maximalen Haut-Grenztemperatur bildet dabei eine zusätzliche Sicherheit für den Fall, dass - z.B. in Folge einer zu großen Annäherung der Haut an die Infrarotlampe - die Strahlungsleistung nicht genügend herabgeregelt werden kann, um den zulässigen Haut-Temperaturbereich einzuhalten. Ist der Haut-Temperaturbereich vorgebbar, so kann der Anwender diesen z.B. entsprechend seiner Hautempfindlichkeit individuell einstellen.An advantageous design of the infrared radiation device is that a skin temperature range that is harmless to the skin is specified or can be specified in the control device, to which the infrared radiation output of the infrared lamp can be adjusted while maintaining a normal distance between the infrared lamp and the skin, and that when a specified maximum skin limit temperature is reached, which is at least as high as the maximum adjustable upper limit of the skin temperature range, the infrared lamp is permanently switched off, after which a manual switch-on is required to switch it back on. The permanent switch-off at the specified maximum skin limit temperature provides additional security in the event that - e.g. as a result of the skin coming too close to the infrared lamp - the radiation output cannot be reduced sufficiently to maintain the permissible skin temperature range. If the skin temperature range can be specified, the user can set it individually, for example according to his skin sensitivity.
Eine geeignete Infrarotbehandlung der Haut wird dadurch erreicht, dass die Regeleinrichtung zur Aufrechterhaltung einer Hauttemperatur zwischen 35° C und 43° C ausgebildet ist.A suitable infrared treatment of the skin is achieved by the control device being designed to maintain a skin temperature between 35° C and 43° C.
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Ein zuverlässiger Betrieb wird dadurch unterstützt, dass die Regeleinrichtung Sicherungs- und Schaltelemente aufweist, die für einen Kurzschlussfall und einen Spitzen-Einschaltstrom ausgelegt sind. Dadurch wird eine Beschädigung der Regeleinrichtung auch bei Stromspitzen während des Einschaltvorganges, die das 10-fache des Nennstromes erreichen können, sicher vermieden.Reliable operation is supported by the fact that the control device has fuse and switching elements that are designed for a short circuit and a peak inrush current. This reliably prevents damage to the control device even in the event of current peaks during the switch-on process, which can reach 10 times the nominal current.
Der Einschaltvorgang der Infrarotlampe kann von der Überwachung durch die Regeleinrichtung dadurch ausgeblendet werden, dass die Regeleinrichtung automatisch für die Dauer eines Einschaltvorganges funktionslos geschaltet wird.The switch-on process of the infrared lamp can be hidden from monitoring by the control device by automatically switching the control device off for the duration of a switch-on process.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Temperatursensoreinrichtung besteht darin, dass die Temperatursensoreinrichtung mindestens ein Thermopilemodul aufweist. Aber auch andere Sensorelemente, wie z.B. pyroelektrische Infrarot (IR)-Detektoren sind denkbar.An advantageous embodiment of the temperature sensor device is that the temperature sensor device has at least one thermopile module. However, other sensor elements, such as pyroelectric infrared (IR) detectors, are also conceivable.
Verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten bestehen darin, dass in der Regeleinrichtung zur Steuerung der Infrarotstrahlungsleistung eine Phasenanschnittsteuerung, eine Schwingpaketsteuerung, eine Relais-Ein-/Ausschaltung oder ein beheizter automatisch oder von Hand rückstellbarer Bimetallschalter vorgesehen ist. Hiermit können verschiedene Typen von Infrarotlampen geeignet gesteuert werden.There are various design options for the control device to control the infrared radiation output: a phase control, an oscillating package control, a relay on/off switch or a heated bimetal switch that can be reset automatically or manually. This can be used to suitably control different types of infrared lamps.
Eine weitere günstige Ausgestaltung kann darin bestehen, dass an dem Gehäuse oder der Halterung auch eine Abstandssensoreinrichtung zur Abgabe eines Signals bei Unterschreitung eines vorgegebenen oder vorgebbaren minimalen Grenzabstandes vorgesehen ist. Hierdurch wird eine zu starke Annäherung der Infrarotlampe an die Haut frühzeitig erkannt und kann in der Regel-Another advantageous embodiment can consist in the housing or the holder also being fitted with a distance sensor device for emitting a signal when a predetermined or predeterminable minimum limit distance is exceeded. This allows the infrared lamp to be detected early on if it comes too close to the skin and can usually be
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einrichtung unabhängig von oder in Verbindung mit den Signalen der Temperatursensoreinrichtung berücksichtigt werden. Auch kann die Unterschreitung des Grenzabstandes unabhängig von der Regeleinrichtung durch Abgabe eines akustischen oder optischen Warnsignals dem Anwender mitgeteilt werden. Die Abstandssensoreinrichtung kann als Distanzmeßeinrichtung z.B. basierend auf Ultraschall, Infrarotstrahlung oder Laser verwirklicht sein. Auch eine Abstandssensoreinrichtung in Form eines berührungsempfindlichen Gitters mit einem z.B. kapazitiven berührungsempfindlichen Sensor, der eine Abschaltung oder Leistungsreduzierung der Infrarotstrahlung veranlaßt, ist denkbar.device can be taken into account independently of or in conjunction with the signals from the temperature sensor device. The failure to reach the limit distance can also be communicated to the user independently of the control device by issuing an acoustic or optical warning signal. The distance sensor device can be implemented as a distance measuring device based on ultrasound, infrared radiation or laser, for example. A distance sensor device in the form of a touch-sensitive grid with a capacitive touch-sensitive sensor, for example, which causes the infrared radiation to be switched off or reduced in power, is also conceivable.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment with reference to the drawings.
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Infrarotbestrahlungseinrichtung in seitlicher Ansicht undFig. 1 is a schematic diagram of an infrared irradiation device in side view and
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Infrarotbestrahlungseinrichtung in einer Blockdarstellung.Fig. 2 is a schematic view of the infrared irradiation device in a block diagram.
Fig. 1 zeigt einen Infrarotstrahler 1 mit einer in einem Gehäuse 1.1 untergebrachten (nicht ersichtlichen) Infrarotlampe, die eine Infrarotstrahlung 1.2 auf einen Bereich der menschlichen Haut 3 abgibt. Von dem bestrahlten Bereich der Haut 3, insbesondere einem zentralen Gebiet desselben abgegebene Wärmestrahlung 2.1 wird mittels einer Temperatursensoreinrichtung mit mindestens einem Temperatursensor erfaßt. Dabei ist die Temperatursensoreinrichtung 2 so ausgerichtet und mit dem Gehäuse 1.1 verstellbar, dass sie bei üblichen Ab-Fig. 1 shows an infrared radiator 1 with an infrared lamp (not visible) housed in a housing 1.1, which emits infrared radiation 1.2 onto an area of the human skin 3. Heat radiation 2.1 emitted by the irradiated area of the skin 3, in particular a central area thereof, is detected by a temperature sensor device with at least one temperature sensor. The temperature sensor device 2 is aligned and adjustable with the housing 1.1 so that it can be
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ständen der Infrarotlampe von der Haut 3 etwa die zentrale Fläche des bestrahlten Hautbereiches erfaßt. Das Gehäuse 1.1 ist mittels einer geeigneten Halterung gelenkig mit einem Sockel 1.4 verbunden, in dem Anschlußelemente für die elektrische Ansteuerung der Infrarotlampe sowie ein Betätigungselement 1.3 für eine manuelle Temperatureinstellung und/oder Zeiteinstellung angeordnet sein können.The infrared lamp's position on the skin 3 covers approximately the central area of the irradiated skin area. The housing 1.1 is connected in an articulated manner to a base 1.4 by means of a suitable holder, in which connection elements for the electrical control of the infrared lamp and an actuating element 1.3 for manual temperature setting and/or time setting can be arranged.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die mittels der Temperatursensoreinrichtung 2 erfaßte Wärmestrahlung 2.1 in ein entsprechendes elektrisches, die Temperatur der entsprechenden Hautfläche repräsentierendes Signal umgewandelt, das einer Regeleinrichtung 4 zugeführt wird, mit der die von der Infrarotlampe abgegebene Strahlungsleistung entsprechend einer Soll-Temperatur der Haut geregelt wird. Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Ansteuereinheit 1.5 der Infrarotlampe angesprochen werden. Mit optischen oder elektrischen Filtermitteln kann auch eine spektrale Auswertung der empfangenen Wärmestrahlung 2.1 vorgenommen werden.As can be seen from Fig. 2, the thermal radiation 2.1 detected by the temperature sensor device 2 is converted into a corresponding electrical signal representing the temperature of the corresponding skin area, which is fed to a control device 4 with which the radiation output from the infrared lamp is regulated according to a target temperature of the skin. For this purpose, for example, a corresponding control unit 1.5 of the infrared lamp can be addressed. A spectral evaluation of the received thermal radiation 2.1 can also be carried out using optical or electrical filter means.
Die Regelung kann so erfolgen, dass ein in der Regeleinrichtung 4 vorgegebener oder ein vorgebbarer Haut-Temperaturbereich, z.B. zwischen 35° C und 43° C eingehalten wird. Bei Überschreitung einer maximalen Haut-Grenztemperatur, die oberhalb der oberen Grenze des Haut-Temperaturbereiches liegt, kann eine vollständige Abschaltung der Infrarotlampe erfolgen, so dass diese nur von Hand wieder eingeschaltet werden kann. Zusätzlich kann bei Überschreitung der oberen Grenze des Haut-Temperaturbereiches und/oder der maximalen Haut-Grenztemperatur mittels der Temperatursensoreinrichtung 2 eine akustische und/oder optische Anzeige ausgelöst werden, so dass der Benutzer sich ent-The control can be carried out in such a way that a skin temperature range specified in the control device 4 or a presettable skin temperature range, e.g. between 35° C and 43° C, is maintained. If a maximum skin temperature limit is exceeded, which is above the upper limit of the skin temperature range, the infrared lamp can be switched off completely so that it can only be switched on again manually. In addition, if the upper limit of the skin temperature range and/or the maximum skin temperature limit is exceeded, an acoustic and/or optical display can be triggered by the temperature sensor device 2 so that the user can be informed.
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sprechend verhalten kann, um die Hauttemperatur z.B. durch Vergrößerung des Abstandes oder manuelle Abschaltung der Infrarotlampe herabzusetzen.can behave accordingly to reduce the skin temperature, e.g. by increasing the distance or manually switching off the infrared lamp.
Die Regelung der von der Infrarotlampe abgegebenen Infrarotstrahlungsleistung kann z.B. mittels Phasenanschnittsteuerung, Schwingpaketsteuerung oder intermittierender Ein-/Ausschaltung z.B. mittels eines Relais erfolgen. Alternativ kann auch ein beheizter, automatisch rückstellbarer oder von Hand rückstellbarer Bimetallschalter eingesetzt werden. Sicherungs- und Schaltelemente der Regeleinrichtung 4 und/oder der Steuereinheit 1.5, die auch in der Regeleinrichtung 4 integriert sein kann, sind für einen Kurzschlussfall und einen Spitzenstrom beim Einschalten, der das 10-fache des Nennstromes erreichen kann, dimensioniert. The infrared radiation output from the infrared lamp can be controlled using phase control, oscillating package control or intermittent switching on/off, e.g. using a relay. Alternatively, a heated, automatically resettable or manually resettable bimetal switch can be used. The safety and switching elements of the control device 4 and/or the control unit 1.5, which can also be integrated in the control device 4, are dimensioned for a short circuit and a peak current when switching on, which can reach 10 times the nominal current.
Zusätzlich zu der Temperatursensoreinrichtung 2, die vorzugsweise Thermopile-Sensoren oder Thermopilemodule aufweist, aber auch andere Temperatursensorelemente, wie z.B. pyroelektrische Infrarotdetektoren, aufweisen kann, kann eine Abstandssensoreinrichtung an dem Gehäuse 1.1 oder der Halterung vorgesehen sein, so dass bei Unterschreitung eines minimalen Grenzabstandes ein entsprechendes Warnsignal abgegeben wird und der Benutzer den Abstand zur Infrarotlampe vergrößern kann.In addition to the temperature sensor device 2, which preferably has thermopile sensors or thermopile modules, but can also have other temperature sensor elements, such as pyroelectric infrared detectors, a distance sensor device can be provided on the housing 1.1 or the holder, so that if a minimum limit distance is exceeded, a corresponding warning signal is emitted and the user can increase the distance to the infrared lamp.
Mit den beschriebenen Maßnahmen wird eine Schädigung der Haut durch Überhitzen vermieden, wobei durch die Einstell- und Vorgabemöglichkeiten auch unterschiedlichen Hauttypen Rechnung getragen werden kann. Eine geeignete Regelung bzw. Ansteuerung der Infrarotlampe kann z.B. durch entsprechende Programmierung eines Mikrocontrollers vorgesehen sein.The measures described prevent damage to the skin through overheating, and the setting and specification options also allow for different skin types to be taken into account. Suitable regulation or control of the infrared lamp can be provided, for example, by programming a microcontroller accordingly.
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