专利名称：温度感测头及具有温度感测头的体温计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温度测量装置及其部件，特别是一种温度感测头及具有温度感测头的体温计。
然而，缓慢时间响应(slow time response)是电子温度计长久以来存在的问题。主要原因是温度感测头(probe)所具有的质量(mass)和热容量(heatcapacity)，使温度头无法立即由室温改变为人体温度。一般而言，温度感测头量测到的最终稳定温度值(final stabilized temperature)约需1.5至2分钟。
为了加速时间响应，传统技术提出在感测头前端使用金属端部构件(metaltip)以提高热传导率。美国第4,183,248号专利则公开了一种电子式体温计感测头(electronic thermometer probe)，其包括两个温度感测器(temperature sensors)及一个加热线圈(heater coil)，加热线圈系用来热隔离(therma11y isolate)该端部构件以移除冗长的热时间延迟(longthermal delays)。即该电子式体温计感测头仅需16秒的测量时间(measurementtime)。
美国第5,632,555号专利公开了利用加热器提升金属端部构件的温度，并利用微处理器的预测逻辑(prediction algorithm)决定最终温度。即电子式体温计感测头仅需4至15秒的测量时间。
然而上述体温计由于内建加热器或微处理器，因此存在电路复杂、成本昂贵及高能量消耗(high energy consumption)的问题。
为解决上述问题，美国第6,419,388号专利则公开了一种医用体温计(medical thermometer)，其包括设有圆锥鼻部(conical nose portion)的中空金属端部构件(hollow metal tip)及固设于(mounted)在圆锥鼻部内的温度感测器。
中空金属端部构件的长度与直径比至少为3∶1。
该医用体温计以中空金属端部构件接触病人皮肤；并以温度感测器产生与中空金属端部构件温度相对应的信号。
该医用体温计无须使用加热器便可提供小热容量及热隔离的功能，其仅需20至30秒的测量时间。
然而该医用体温计存在将用以传递温度信号的信号线暴露在中空金属端部构件内的空气中，并直接忽略此热流路径(heat flow path)，导致其体温计仍须20至30秒的测量时间。
如
图1所示，此种传统医疗体温计1包括金属端部(metal tip)2及塑胶感测头本体(plastic probe body)13。金属端部2系藉由黏着剂16连接于塑胶感测头本体13。
金属端部2呈由管状(tubular)的薄金属制成，并于末端部15密闭。末端部15包括圆锥部(conical portion)17 ，其密闭于平坦圆形平面18。
在圆锥部17内面则藉由导热胶7固设(mounted)温度感测器4。金属端部2的其他空间则最好不含有导热胶而充填空气。
温度感测器4藉由传输线9连接至用来计算并显示温度感测器1所测温度的电路。
金属端部2包括围绕着中空腔体(hollow cavity)8以用来与病人皮肤接触的接触面3。
如图2所示，温度感测头本体13近金属端部2的热流路径(heat flow)系沿着路径20由病人皮肤转移至金属端部2，并亦沿着路径21流经金属端部2及沿着路径22流经传输线9。
其中由于病人皮肤覆盖着整个金属端部2，因此整个包覆病人皮肤的金属端部2如同一个加热器，使沿着路径21的热流相对微小，而且末端部15及感测头本体13间的金属端部2如同热隔离区。
未作任何处理的传输线9则将为热敏电阻的温度感测器4电性连接至电路板上，并忽略其热流不计。
由于上述传统医疗体温计1将用以传递温度信号的传输线9暴露在中空金属端部2构件内的空气中，并直接忽略此热流路径(heat flow path)，导致其时间响应慢而仍须20至30秒的测量时间。
本实用新型温度感测头包括感测头本体、与感测头本体固接的中空端部构件、温度感测器及与温度感测器连接的传输线；中空端部构件具有热接触面；温度感测器及至少一部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧；具有温度感测头的体温计包括本体构件、与本体构件连接的中空端部构件、温度感测器、与温度感测器连接的传输线及与传输线另一端连接并容置于本体构件内的显示结构；中空端部构件具有热接触面；温度感测器及至少一部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧。
其中中空端部构件系以导热金属材料制成。
中空端部构件具有由热接触面所围绕的含气体中空腔体；固着于中空端部构件的热接触面内侧的部分传输线为位于中空腔体内的传输线。
制成中空端部构件的导热金属材料为锈钢、银或白金。
与温度感测器连接的传输线为一对信号线。
温度感测器为热敏电阻。
中空端部构件具有由热接触面所围绕的含气体中空腔体；固着于中空端部构件的热接触面内侧的部分传输线为位于中空腔体内的传输线。
温度感测器及部分传输线系以绝缘导热材料固着于中空端部构件的热接触面内侧。
温度感测器为热敏电阻。
显示结构包括显示器及连设于显示器与传输线之间的电路。
显示结构尚包括藉以切换显示器操作/关闭的电源开关。
本体构件包括整合成一体而不可分离的感测头部及容置显示结构的显示部本体构件呈分离式，其包括感测头本体及与感测头本体连接容置显示结构的显示本体。
感测头本体设有与传输线另一端连接的第一连接埠；显示本体内设有与第一连接埠相对匹配连接并延设与传输线的第二连接埠。
第一连接埠为公接头信号端子座；第二连接埠为母接头的插槽。
由于本实用新型温度感测头包括感测头本体、与感测头本体固接的中空端部构件、温度感测器及与温度感测器连接的传输线；中空端部构件具有热接触面；温度感测器及至少一部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧；具有温度感测头的体温计包括本体构件、与本体构件连接的中空端部构件、温度感测器、与温度感测器连接的传输线及与传输线另一端连接并容置于本体构件内的显示结构；中空端部构件具有热接触面；温度感测器及至少一部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧。使用时，温度感测头本体近金属端部构件的热流路径系沿着路径由病人皮肤转移至金属端部构件，并亦沿着路径流经金属端部构件及沿着路径流经传输线；由于病人皮肤覆盖着整个金属端部构件，因此整个包覆病人皮肤的金属端部构件如同一个加热器，使沿着路径流经金属端部构件的热流相对微小，而且金属端部构件前端部与感测头本体间的金属端部构件部分如同热隔离区；藉由将部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧，阻止连接于温度感测器的传输线因暴露于空气中而发生热流，以使传输线能迅速达到均衡温度，便能迅速使温度感测器达到热饱和，进而减少测量时间，提高时间响应速度时间响应快、大幅减少温度测量时间，从而达到本实用新型的目的。
图2、为习知的温度感测头热流路径示意图。
图3、为本实用新型温度感测头结构示意剖视图。
图4、为本实用新型具温度感测头的体温计结构示意剖视图。
图5、为本实用新型具温度感测头的体温计结构示意剖视图(本体构件呈分离式)。
图6、为本实用新型温度感测头热流路径示意图。
图7、为本实用新型温度感头结构示意剖视图(传输线亦可呈螺旋方式)。
中空端部构件20具有热接触面(thermal contact surface)30及由热接触面30所围绕的含气体中空腔体(cavity)80。
中空端部构件(hollow tip member)20系以导热金属材料，例如不锈钢、银、白金等具有高导热效率材料制成的金属管(metal tubular)，其前端部可呈半球形、钟形或椭圆球形。
温度感测器40较佳为热敏电阻，其固着于中空端部构件20的热接触面30内侧并位于前端部301，藉以感测热接触面30的温度并产生温度信号。
为热敏电阻的温度感测器40及传输线90的部分传输线90a藉导热胶70固着于中空端部构件20的热接触面30内侧。导热胶70可为环氧树脂等绝缘并具良好导热性的材料。
传输线90为一对以上信号线。
如图4所示，本实用新型具有温度感测头的体温计10包括本体构件(bodymember)140、与本体构件140连接的中空端部构件20、固着于中空端部构件20内的温度感测器40、与温度感测器40连接的传输线90及与传输线90另一端连接的显示结构50。
本体构件140包括整合成一体而不可分离的感测头部(probe portion)140a及显示部(display portion)140b。
中空端部构件20具有热接触面(thermal contact surface)30及由热接触面30所围绕的含气体中空腔体(cavity)80。
中空端部构件(hollow tip member)20系以导热金属材料，例如不锈钢、银、白金等具有高导热效率材料制成的金属管(metal tubular)，其前端部可呈半球形、钟形或椭圆球形。
温度感测器40较佳为热敏电阻，其固着于中空端部构件20的热接触面30内侧并位于前端部301，藉以感测热接触面30的温度并产生温度信号。
为热敏电阻的温度感测器40及传输线90的部分传输线90a藉导热胶70固着于中空端部构件20的热接触面30内侧。导热胶70可为环氧树脂等绝缘并具良好导热性的材料。传输线90为一对以上信号线。
显示结构50系安装于本体构件140显示部140b，其包括显示器48、连设于显示器48与传输线90之间的电路45及藉以切换显示器48操作/关闭(on/off)的电源开关250。
电路45取得经传输线90传输的温度信号，并驱动显示器48显示与之相对应的温度。
如图5所示，本实用新型具有温度感测头的体温计10a包括本体构件150、中空端部构件20、固着于中空端部构件20内的温度感测器40、与温度感测器40连接的传输线90及与传输线90另一端连接的显示结构50。
本体构件150呈分离式，其包括独立的感测头本体152及与感测头本体152连接独立的显示本体154。
感测头本体152设有与传输线90另一端连接最佳为公接头(maleconnector)信号端子座的第一连接埠91。
显示本体154内设有与第一连接埠91相对匹配连接最佳为母接头(femaleconnector)的插槽延设传输线93的第二连接埠92。
中空端部构件20固着于本体构件150的感测头本体152上，其具有热接触面30及由热接触面30所围绕的含气体中空腔体(cavity)80。
中空端部构件(hollow tip member)20系以导热金属材料，例如不锈钢、银、白金等具有高导热效率材料制成的金属管(metal tubular)，其前端部可呈半球形、钟形或椭圆球形。
温度感测器40较佳为热敏电阻，其固着于中空端部构件20的热接触面30内侧并位于前端部301，藉以感测热接触面30的温度并产生温度信号。
为热敏电阻的温度感测器40及传输线90的部分传输线90a藉导热胶70固着于中空端部构件20的热接触面30内侧。导热胶70可为环氧树脂等绝缘并具良好导热性的材料。
传输线90为一对以上信号线，其另一端与感测头本体152内第一连接埠91连接。
显示结构50系安装于本体构件15显示本体154内，其包括显示器48、连设于显示器48与第二连接埠92传输线93之间的电路45及藉以切换显示器48操作/关闭(on/off)的电源开关250。
电路45取得经传输线90、第一连接埠91、第二连接埠92及延设于第二连接埠92的传输线93传输的温度信号，并驱动显示器48显示与之相对应的温度。
如图7所示，为信号线的传输线90’亦可以呈螺旋方式的部分传输线90a’固着于中空端部构件20的热接触面30内侧以加速导热效果，进而使温度感测器40迅速达到热饱和而缩短量测时间。
使用时，如图6所示，温度感测头本体130近金属端部构件20的热流路径(heat flow)系沿着路径200由病人皮肤转移至金属端部构件20，并亦沿着路径210流经金属端部构件20及沿着路径220流经传输线220。
由于病人皮肤覆盖着整个金属端部构件20，因此整个包覆病人皮肤的金属端部构件20如同一个加热器，使沿着路径210的热流相对微小，而且前端部301及感测头本体130间的金属端部构件20部分如同热隔离区。藉由部分固着于中空端部构件20的热接触面30内侧的传输线90a，以阻止连接于温度感测器40的为信号线的传输线90的部分传输线90a发生热流以使为信号线的传输线90能迅速达到均衡温度(equilibrium temperature)，便能迅速使温度感测器40达到热饱和，进而减少50％测量时间，提高时间响应速度。
即为了使为信号线的传输线90迅速达到均衡温度，较佳的作法系将位于中空端部构件20中空腔体(cavity)80内的部分传输线90a整个固着于中空端部构件20的热接触面30内侧，以避免因暴露于空气中而产生热流路径，因此可迅速使为信号线的传输线90达到均衡温度，以使所需温度测量的时间也得以大幅减少。
经电子检验中心(electronics testing center)的仪器校正报告书(calibration report)所示，本实用新型具有温度感测头的体温计由室温23±2℃环境插入温度37℃(98.63°F)的水槽中，量测其达到均衡温度时所需的量测时间仅为5.81秒，其大幅改善了以往电子体温计需长达12秒以上的缓慢时间响应问题。
权利要求1.一种温度感测头，它包括感测头本体、与感测头本体固接的中空端部构件、温度感测器及与温度感测器连接的传输线；中空端部构件具有热接触面；温度感测器固着于中空端部构件的热接触面内侧；其特征在于所述的与温度感测器连接的传输线至少有一部分固着于中空端部构件的热接触面内侧。
2.根据权利要求1所述的温度感测头，其特征在于所述的中空端部构件系以导热金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的温度感测头，其特征在于所述的中空端部构件具有由热接触面所围绕的含气体中空腔体；固着于中空端部构件的热接触面内侧的部分传输线为位于中空腔体内的传输线。
4.根据权利要求2所述的温度感测头，其特征在于所述的制成中空端部构件的导热金属材料为锈钢、银或白金。
5.根据权利要求1所述的温度感测头，其特征在于所述的与温度感测器连接的传输线为一对信号线。
6.根据权利要求1或3所述的温度感测头，其特征在于所述的温度感测器及部分传输线系以绝缘导热材料固着于中空端部构件的热接触面内侧。
7.根据权利要求1所述的温度感测头，其特征在于所述的温度感测器为热敏电阻。
8.一种具有温度感测头的体温计，它包括本体构件、与本体构件连接的中空端部构件、温度感测器、与温度感测器连接的传输线及与传输线另一端连接并容置于本体构件内的显示结构；中空端部构件具有热接触面；温度感测器固着于中空端部构件的热接触面内侧；其特征在于所述的与温度感测器连接的传输线至少有一部分固着于中空端部构件的热接触面内侧。
9.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的温度感测器为热敏电阻。
10.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的中空端部构件具有由热接触面所围绕的含气体中空腔体；固着于中空端部构件的热接触面内侧的部分传输线为位于中空腔体内的传输线。
11.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的温度感测器及部分传输线系以绝缘导热材料固着于中空端部构件的热接触面内侧。
12.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的温度感测器为热敏电阻。
13.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的显示结构包括显示器及连设于显示器与传输线之间的电路。
14.根据权利要求13所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的显示结构尚包括藉以切换显示器操作/关闭的电源开关。
15.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的本体构件包括整合成一体而不可分离的感测头部及容置显示结构的显示部
16.根据权利要求8所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的本体构件呈分离式，其包括感测头本体及与感测头本体连接容置显示结构的显示本体。
17.根据权利要求16所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的感测头本体设有与传输线另一端连接的第一连接埠；显示本体内设有与第一连接埠相对匹配连接并延设与传输线的第二连接埠。
18.根据权利要求17所述的具有温度感测头的体温计，其特征在于所述的第一连接埠为公接头信号端子座；第二连接埠为母接头的插槽。
专利摘要一种温度感测头及具有温度感测头的体温计。为提供一种时间响应快、大幅减少温度测量时间的温度测量装置及其部件，提出本实用新型，其温度感测头包括感测头本体、与感测头本体固接的中空端部构件、温度感测器及与温度感测器连接的传输线；中空端部构件具有热接触面；温度感测器及至少一部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧；具有温度感测头的体温计包括本体构件、与本体构件连接的中空端部构件、温度感测器、与温度感测器连接的传输线及与传输线另一端连接并容置于本体构件内的显示结构；中空端部构件具有热接触面；温度感测器及至少一部分传输线固着于中空端部构件的热接触面内侧。
文档编号G01K1/08GK2580425SQ0228288
公开日2003年10月15日 申请日期2002年10月18日 优先权日2002年10月18日
发明者张孝义 申请人:捷威科技股份有限公司