保护帽的制作方法

专利名称：保护帽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于红外辐射温度计的保护帽，更具体的说，涉及一种能插入人体空腔内的红外辐射温度计的测量温度的测头的保护帽。
红外辐射温度计是用于测量体温的。通常，这种辐射温度计包括一个带有能让辐射线进入的窗口的壳体，一个内部光学系统，和一个与定值装置协同工作的红外传感器。上述能让辐射线进入的窗口用于封闭辐射温度计壳体的内部，以保护光学系统和传感器不受污染和损坏。
上面提到过的保护帽作为额外的保护套装在温度计的端头上；这种保护帽已经公开了，例如在EP-B1-0201790,US-A-5179936或US-A-5293862中。保护帽不仅起保护传播红外线的窗口的作用，还能起防止疾病传给使用者的作用，这种作用是这样完成的，即，如果测量不同的人的体温时，在每一次测量温度之前，装上一个新的保护帽。
在EP-B1-0201790,US-A-5179936或US-A-5293862中的那种一次性窥镜是装在耳鼓式温度计上，对于红外辐射线敏感的耳道测头上的，这种一次性的窥镜具有一块用聚丙烯或聚乙烯制成的，能穿过红外线的薄膜。带有薄膜的那一部分是一个注塑成形的零件。
要确定一个人的体温，要把温度计的前端插入耳朵内。由耳鼓薄膜和耳道所发射的红外辐射线通过上述窗口进入温度计，并通过光学系统或者一个光学波导管和一个干涉过滤器，射在红外传感器上。传感器中温度升高的结果，便输出一个电压，借助于一个定值装置就能根据电压确定辐射的温度。
但是，已经表明，在这种装置中，在测量的过程中，由于耳朵与温度计的通常比较冷的光学装置接触，在温度计的光学装置内部会产生温度梯度，这种温度梯度经常造成测量的误差。此外，耳道也会被温度计所冷却。因为温度计也检测耳道或者某些其他接受辐射式温度计的空腔内的红外辐射线，这是又一个造成误差的根源。
考虑到以上所提到的现有技术的状态，以及潜在的测量误差附带产生的问题，本发明的目的是提供一种除了能够防止温度计的光学装置不受污染之外，还能保护这种红外辐射温度计的使用者免受疾病的传播的保护帽。本发明的另一个目的是避免或者至少大大减小装备有保护帽的普通医用温度计所产生的上面提到的这一类测量误差。
按照本发明的具有下述特征的保护帽就能够达到上述目的一种能插入人体空腔内的红外辐射温度计测量温度的测头用的保护帽，它包括一个形状与人体空腔相配的，并且具有红外辐射线能够穿透的窗口的主体，其特征在于，上述主体上设有附加的构件，至少能够部分地改善测量温度的测头与人体空腔之间的热绝缘。确切地说，附加构件为主体紧靠窗口的那一部分，因而也就是与人体空腔的壁，例如耳道密切接触的那一部分提供了绝热层，使得这一特殊的部分向红外光学装置的传热减少或者维持在如此低的程度，以致它对于温度测量的影响可以忽略不计。因为保护帽的绝热层减小了向窗口外部传热的通道，所以，例如耳道的冷却也同时减少了。由于减小了对耳朵的冷却效果，还有使得使用者感到带有这种保护帽的温度计比较暖和的效果，从而大大地降低了不舒服感。
此外，这种绝热的装置可以是一种柔软的构件，这种构件在耳朵里要比坚实的不能弯曲的材料或者用这种材料包裹的保护帽舒服得多。这种保护帽的另一个特殊的优点是，它能够和具有小的测头头部的医用温度计联合起来使用。如果把用绝热材料制成的保护帽做成至少两种尺寸，那么具有小的测头头部的医用温度计就可用来测量成人和儿童两种人的温度了。但是，还可以用特别柔软的，因而是有弹性的绝热材料来制造保护帽，使它既适合成人也适合儿童的耳道，尽管这两种耳道的大小有差别。按照本发明，这种保护帽一般用作一次性的保护帽。
为了能够很容易地然而却是很精确地把保护帽定位在耳道中，同时也为了避免在不同位置上的热效果不同，至少主体上要与耳道接触的那一部分外表面，或者还有主体上窗口区域外部的整个外表面，应该设置绝热装置。保护帽表面上的这种构件保证了医用温度计无论何时，无论在任何不同的位置上，它的测温测头都能够适当地绝热。
提高辐射温度计的测温测头绝热性能的另一种可能性是在窗口以外的整个主体上，即，不但在它的外部，也在它的内部，设置绝热装置。采用这种方法，就能够防止绝热装置在主体上的外层的厚度过厚，并且，还能把内部的绝热装置的尺寸设定为使它具有一种弹性，达到既能把保护帽安装成夹住辐射式温度计的端部，又能够拆卸下来的目的。
上述主体至少还可以同时作为固定在外部的绝热材料的稳定的支承件。最好用柔软的，多孔的泡沫塑料作为附加构件的绝热装置。
另一种优选的方式是附加构件是由一个或若干个空气腔室形成的物体。
当上述空气腔室由具有封闭气泡的泡沫塑料形成时，能进一步增强绝热效果。通常，在具有一个或若干个空气腔室的保护帽构件中，在它的外面敷设一层柔性的外膜。这种外膜同时还具有光滑的外表面，在保护帽储存期间污物不大会聚集或沉积在上面。
建议用聚丙烯(PP)、聚乙烯化合物或者聚乙烯(PE)制作联结绝热装置的空气腔室(一个或多个)的柔性的外膜材料。一方面这些都是价格低廉的材料，另一方面，它们很容易加工制作成绝热的物体，还有一点，它们都对皮肤无害，而这对于医用温度计的应用范围是极为重要的一点。
当绝热装置的附加构件具有空气腔室时，用沿着主体轴线的径向延伸的翅片构件来提供分开的若干空气腔室将是很方便的。一方面，这样将为绝热装置提供足够的柔性，能给使用者以愉快的感觉，另一方面，为了保证即使在受压的条件下空气腔室仍保持足以进行绝热的尺寸，它还能使绝热装置在任何方向都具有足够的稳定性。此外，为了保持绝热性能和防止形成热的传递桥梁，上述翅片构件可以用泡沫塑料制成。当需要时，上述翅片构件上可以有连通相邻空气腔室的孔，因而提高了它用于缓冲作用的柔韧性。
通常，辐射式温度计的窗口是用能穿透红外辐射线的窗口薄膜做成的，或者在辐射式温度计的真正的窗口上覆盖这样一块薄膜。在一个实施例中，这种窗口薄膜上可以粘接一层盖住主体的绝热装置的柔软的外薄膜。为了使保护帽稳定，可以使用一个夹持装置，例如环形体形状的夹持装置，它能固定在主体的外缘上，并保持薄膜光滑。
用热压或热冲压的方法把窗口的厚度减少到能穿透红外线的薄膜，使得保护帽的制造容易了，因为在应用附加构件时不需要盖住窗口区域了，但，它却仍然配备了绝热材料。只需要随后用热压，热冲压或冷冲压来形成窗口就可以了。在这种方法中，要把空气腔室和泡沫塑料压成完全透明的窗口。
聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)是用于制造主体和窗口的最佳材料。用于制造起绝热装置作用的，以绝热泡沫塑料形式出现的附加构件的优选材料有，例如，聚乙烯(PE)，聚乙烯化合物或聚氨酯(PU)。
按照本发明的第二方面，本发明的目的是由用绝热材料来制造保护帽，并且用一个成形工序把窗口挤压到能穿过红外辐射线的厚度来达到的。在该技术方案中，与有主体的保护帽不同，它是只用诸如泡沫塑料或者具有空气腔室的塑料之类的绝热材料制成的。窗口的适宜的厚度和它的红外辐射线的穿透性是以后用热冲压或冷冲压来获得的。
下面，参照附图详细描述本发明的实施例，将使得本发明的细节和特点更加清楚。附图中

图1是沿着本发明的具有保护帽的辐射式温度计的红外光学装置的轴线的断面图，上述保护帽的绝热装置用泡沫塑料制成；图2是保护帽的另一个断面图，其中，只在保护帽的前部设置了泡沫塑料做的绝热装置；图3是保护帽的一个断面图，其中的绝热装置由空气腔室形成；图4是沿图2中的Ⅰ-Ⅰ线的保护帽的断面图；以及图5-7是沿图3中的与保护帽轴线垂直的Ⅱ-Ⅱ线的各种断面图，说明保护帽或绝热装置的各种内部结构。
如图1所示，在一支适于用作医用温度计的红外辐射温度计1的测温测头30的前端，装有一个保护帽2，以便保护测头30不受到污染，另外，当测头插入人体空腔31内时，它还起绝热作用。图1中，人体空腔31是耳朵32的耳道，不过，是用示意的方式表示的。
当要检测人的体温时，把测温测头30插入使用者耳朵32的耳道31中。在辐射式温度计没有保护帽2时，由耳膜(图中未示出)和耳道31发射出来的红外辐射线穿过设置在测温测头30前端的，相关的测量范围内的红外辐射线能够透过的窗口3，然后，通过与测温测头30或装在上面的保护帽2同轴线的红外波导管5，射向一块干涉滤光板7，进入红外传感器8。红外传感器8中温度升高的结果，便输出一个电压，然后通过一个定值装置(未很详细表示)从这个电压获得上述辐射温度，再借助于一个数字指示装置(图中未示出)向使用者表明该温度。上述数字指示装置容纳在示意地在图中表示的外壳9内。从图1可以看得很清楚，波导管5和带有滤光板7的红外传感器8的一端被一个用金属制成的安装构件10夹持着，而它们的另一端则被一根测温测头30的管子4所夹持，这根管子是用压配合装在外壳9上的。管子4通常用塑料制成。
管子4在长度上向着它的有窗口形成的自由端稍稍呈锥形，它有一个台阶状的锥形端部11，其端头与红外波导管5的外径相适应。由于有了锥形端部11，这种医用温度计就既能适用于耳道31较窄的儿童，也能适用于耳道31较宽的成人。
如图1所示，安装好的保护帽2有一个薄壁管状主体12，该主体用塑料制成，并且向着它的自由端倾斜成锥形。在本实施例中，一种起绝热作用的泡沫塑料13包在主体12的外部。但是，在第二实施例中(暂时还未说到)，则完全省掉了主体12，所以保护帽2只由泡沫塑料13或者成形为有蜂窝状空气腔室的构件所组成。
在保护帽上部的自由前端14上，用一块红外窗口15封闭住，这个窗口是用能让所测量的温度范围内的红外辐射线透过的薄膜制成的。图1中，上述薄膜组成主体12，或者用编织法做成一个单独的构件，再固定在主体12上。当保护帽只用泡沫塑料制成时，窗口15这一层薄膜是用对泡沫塑料进行热冲压或者热压而制成的。
由于这块薄膜15要非常的薄，以便不致因为材料本身的辐射(如果有的话)而影响测量的结果，这就产生了如何把这样薄的薄膜固定在保护帽2的前端14上而不产生折皱的问题。为了达到这样的要求，在本实施例中设置了一个保持环26(在图2和3的实施例中也有)，这个保持环夹在主体12的前缘上，或者用注塑模压法与保护帽2做成一个整体的零件。保持环26也可以用强度较高的不同的材料制成。
图1中，保护帽2下端的端头是一个环形的凸缘16，以夹紧或搭扣的方式连接在测温测头30的外壁上，从而对保护帽2起了一种加固和定心的作用。在凸缘16的内部和/或管子4的外部，可以设置相应的凸起和/或凹槽(图中未示出)，以使保护帽2能在这个凸缘16的范围内钩住管子4的外部，从而保证保护帽2可靠地套在测温测头30上。凸缘16同时还起改善保护帽2的操作性能的作用，使得使用者能够靠凸缘16来抓住保护帽，并把它套在测温测头30的前端。另外，只要抓住环形凸缘16，就能够很容易地把保护帽2从凸起或凹槽中脱出来。
图1中的保护帽2的绝热泡沫塑料13的最大壁厚大约在前端14与环形凸缘16的中间处。至少在其覆盖管子4的锥形端部11的上部，对于主体12来说，需要表现出相当的柔性，使得它能向着轴线6的方向变形，使它几乎能接触到管子4的这一端部11的外壁，特别是当插入一条窄的耳道时，例如插入儿童的耳道时。当带有保护帽2的温度计1的测温测头30插入一条宽的耳道时，主体2的位置基本上保持在图1所示的位置上，这时，只有柔软的泡沫塑料13的弹性和测温测头30插入耳道31内的深度起与耳道适配的作用。
但是，也可以把保护帽2的尺寸做成使它的主体具有由管子4来决定的外形。通常，具有这种锥形端头的保护帽2只安装在用于测量儿童的体温的温度计1上。此时，不需要在管子4端部11的外部与主体12的内部之间留出自由空间17。
泡沫塑料13的绝热性能防止了热量从处于体温的耳道传递到总是比较冷的管子4上，不然的话，这种热量的传递将必然会造成体温的读数不够准确。因此，绝热的保护帽2除了能防止窗口3和管子4的外部受到污染之外，还提高了温度计1测量的精确度，因为它避免了热量从耳道传递到管子4而引起的测量误差。为了卫生起见，每一次测量之后都要更换保护帽2。
图2表示保护帽2的另一个实施例，在图2中，只在锥形的前部设有用柔软的，柔性的泡沫塑料13制成的绝热装置，而到环形凸缘16为止的主体12下面的一半留着不包覆，即，是光裸的。很可能只要在主体12的前端包覆绝热材料就足够了，因为基本上只有保护帽2的前端部分才与耳道31紧密接触。必须注意保证使绝热材料含有足够分量的空气。为此，可以使用具有大气泡的泡沫塑料13，最好是有封闭的气泡的泡沫塑料13，这样就防止了主要的污染物沉积在泡沫塑料中。
图3中表示了另一种设置在主体12外部，包含足够空气量的绝热装置。在这个横断面形状基本上与图1中的保护帽相同的保护帽2实施例中，在主体12的外部设有从外部用另一层薄膜或壁33包围着的空气腔室18。这种保护帽的弹性，一方面可以用改变充入腔室18内的空气压力来调节，另一方面，还可以由壁33和主体12本身的弹性来调节。
保护帽2还可以既有泡沫塑料的又有空气腔室的加热装置。如图2所示，在泡沫塑料体13的下方用薄膜制成的与主体12连接的壁19与泡沫塑料的外形相连，形成了下部空气腔室20，结果，上部的加热装置是泡沫塑料13，而下部的加热装置则由一个或若干个(图中用虚线表示)空气腔室20所组成。
图5-7示意地表示保护帽2的各种横断面，表示了起绝热装置作用的泡沫塑料和空气腔室两种内部结构，或者两种结构的组合的各种可能性。如图4所示，应该理解，按照图1(连续的)和图2(只在上部)中的实施例，绝热装置可以设计成覆盖主体12外部的封闭的泡沫塑料体，或者，按照图3中的实施例，设计成一个周围的空气腔室18。
但是，也存在着用沿着主体的圆周均匀地隔开距离的泡沫塑料翅片22(图5)来盖住主体12的可能性，当温度计1插入耳道31时，它能够压缩。翅片22之间的空档34(图5中设置了四块翅片)与耳道31(图1)相结合，形成了单个的空气腔室34。上述制造翅片22的泡沫塑料可以选择其强度能为空气腔室34提供适当的刚度的，以防止包围着腔室34的外壁24靠在主体12上，同时又是柔软的，有足够的弹性，以便使温度计插入耳道时让使用者感到舒服。
还有一个实施例示于图6。在这种变型中，外壁24用把空气腔室18互相隔离开来的薄膜状的翅片25与主体12连接。图6中，一共设置了八块翅片25，围成了分布在主体12的外圆周上的总共八个隔开的空气腔室18。为了进一步增强使用者的舒适感，翅片25上可以带有小孔(图中未示出)，结果相邻的腔室18便互相连通，使得相邻的空气腔室18之间的压力能够平衡，从而提高了与耳道31的配合接触的程度。
图7表示又一个实施例，图7中，在图1和2中所示的保护帽2又增加了一层也是用泡沫塑料制成的，例如固定在主体12内部的绝热装置23。
总之，在这些附图中所示的保护帽具有下述优点-保护帽2消除了热量输入医用温度计的坏影响，从而提高了温度计1的测量精度，或者使得能使用具有较薄的绝热层和较少的绝热材料的，较小的(或较简单的而且价格低廉的)温度计光学装置。
-保护帽2减少了耳道31在测量时的冷却，从而提高了温度计1的测量精度，或者取消了相应的补偿措施的必要性。
-由于保护帽2减少了耳道的冷却，以及它的柔软和弹性，对于使用者，特别是儿童来说，测量的不舒服程度大大地降低了。
-当上述保护帽2与医用温度计结合使用时，就能够以同样的速度毫无痛苦地来测量儿童和成人的体温。由于保护帽能够变形，所以它能适合各种耳道31的直径，并且使得温度计1能以最佳的方式深入耳道31并在其中定好中心。
此外，还能在同一个温度计1上对儿童和成人使用具有各种不同外径的保护帽2。
上述成为整体的夹持环26使得保护帽2的窗口3或窗口薄膜15能够以确定的方式均匀地张紧，这样就能使传导均匀。避免了在安装保护帽时窗口3的任何不良的张紧状态。
权利要求
1．一种能插入人体空腔(31)内的红外辐射温度计(1)的测温测头(30)用的保护帽(2)，上述保护帽包括一个形状与人体空腔(31)相配的，并且具有能透过红外辐射线的窗口(15)的主体(12)，其特征在于，上述主体(12)还设有至少能够部分地改善测温测头(30)与人体空腔(31)之间的绝热性能的附加构件(13；18、20)。
2．如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，上述主体(12)用塑料制成，并且上述附加构件(13；18、20)用柔软的多孔的泡沫塑料(13)制成。
3．如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，上述附加构件由一个或若干个空气腔室(18、20)所形成。
4．如权利要求3所述的保护帽，其特征在于，上述空气腔室由具有封闭的气泡的泡沫塑料(13)制成。
5．如权利要求3所述的保护帽，其特征在于，上述空气腔室(18、20)的外部用一块柔性的薄膜包围起来，与人体腔室密切接触。
6．如权利要求3所述的保护帽，其特征在于，上述空气腔室(18、20)的外部用一块由塑料制成的，最好是用聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)制成的柔性外薄膜包围。
7．如权利要求3所述的保护帽，其特征在于，上述空气腔室(18、20)由翅片构件(22、23；25)分隔开来。
8．如权利要求7所述的保护帽，其特征在于，上述翅片构件(22、23)用泡沫塑料制成。
9．如权利要求2或4所述的保护帽，其特征在于，上述窗口由一块能透过红外辐射线的窗口薄膜(15)制成。
10．如权利要求9所述的保护帽，其特征在于，上述窗口薄膜(15)借助于一个夹持装置(26)张紧在窗口区域上。
11．如权利要求10所述的保护帽，其特征在于，上述夹持装置由一个环形体(26)形成。
12．如权利要求11所述的保护帽，其特征在于，上述夹持装置(26)夹紧在由窗口所封闭的管状主体(12)的端部。
13．如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，上述整个主体(12)上都设有绝热装置(13；18、20)，并且上述窗口用热压或冷冲压减少到成为一块红外线能透过的薄膜的厚度。
14．如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，上述主体(12)用塑料制成，最好用聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成。
15．如权利要求2所述的保护帽，其特征在于，上述绝热的泡沫塑料(13)最好用聚乙烯(PE)、聚乙烯化合物或聚氨酯(PU)制成。
16．如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，上述保护帽(2)的主体(12)在装到测温测头(30)上之前，未成形为与人体腔室(31)相配的形状，并且它用能够膨胀的材料制成，使得它只有在装到测温测头(30)上时才被拉伸到这种特定的形状。
17．一种能插入人体空腔(31)内的红外辐射温度计(1)的测温测头(30)用的保护帽，上述保护帽的形状做成与人体空腔(31)相配，并且具有能透过红外辐射线的窗口(15)，其特征在于，上述保护帽(2)用绝热材料制成，并且采用一道成形工序使得窗口(15)的厚度减薄到能够透过红外辐射线。
18．如权利要求17所述的保护帽，其特征在于，上述成形工序是热压工序或冷冲压工序。
全文摘要
一种能插入人体腔室(31)内的红外辐射温度计(1)的测温测头(30)用的保护帽(2)。这种保护帽(2)包括一个形状与人体腔室(31)相配的主体(12),并且还设有红外线能透过的窗口(3)。主体(12)至少有一部分设有附加构件(13;18、20),以改善测温测头(30)与人体腔室(31)之间的绝热性能。测温测头(30)的绝热防止了红外辐射温度计(1)的测量误差。
文档编号G01K1/08GK1210588SQ97192024
公开日1999年3月10日 申请日期1997年2月5日 优先权日1996年2月6日
发明者弗兰克·比尔沃斯, 卡贾·霍内费勒, 伯恩哈特·克劳斯 申请人:布劳恩公开股份有限公司