温度测量装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2011年10月25日，申请号为201110328249. 1，发明名称为"溫 度测量装置W及溫度测量方法"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及溫度测量装置W及溫度测量方法等。
【背景技术】
[0003]例如，根据作为基本生命信息的体溫，能够获得健康状态、基础代谢状态、精神状 态等活体信息。在根据人体或动物的体溫来估计人或动物的健康状态、基础代谢状态或者 精神状态的情况下，不需要表层部的溫度，而需要深部的溫度（深部溫度）的信息。
[0004]此外，例如在测量炉或管道等的内部溫度的情况下，如果能够通过设置在炉或管 道的外侧的溫度计测装置测量内部溫度（即深部溫度），则不需要用于将溫度测量装置设 置于炉或管道等的内部的工程，并且也不会产生因内部物质使得溫度测量装置受到腐蚀等 问题。
[0005]例如在专利文献1中记载了测量深部溫度的体溫计。在专利文献1中，在人体上， 隔开距离L并列配置了两个溫度测量部（第1溫度测量部和第2溫度测量部）。在第1溫 度测量部的环境（大气）侧设置有第1绝热件，在第2溫度测量部的环境（大气）侧设置 有第2绝热件，通过使第2绝热件的材料成为与第1绝热件不同的材料，从而使两个溫度测 量部的热阻值不同，由此产生两个不同的热通量。第1溫度测量部测量第1体表溫度W及 第1中间溫度，第2溫度测量部测量第2体表溫度W及第2中间溫度。并且，使用运四点的 溫度数据，基于预定的运算式测量深部溫度。
[0006]目P，关于第1热通量，关注流过第1溫度测量部的热通量与从人体深部到达至体表 的热通量相等运一点，由此得到将深部溫度、与所测量的溫度W及热阻关联起来的第一个 式子。同样，关于第2热通量，也得到将深部溫度、与所测量的溫度W及热阻关联起来的第 二个式子。通过对联立方程式进行求解，从而即使不清楚人体的热阻值，也能够高精度地求 出涂部溫度。
[0007]【专利文献1】日本特开2006-308538号公报
[0008]在专利文献1所记载的技术中，关于深部溫度的计算，没有考虑溫度测量部与其 周围环境（大气）之间的热平衡。目P，在专利文献1所记载的技术中，前提是能够形成不产 生热平衡的理想系统。
[0009]但是，在进一步促进溫度测量部的小型化的情况下，例如在溫度测量部的侧面与 环境（大气）之间的热平衡十分显著，从而不能再忽略与热平衡的差对应的测量误差。在 运方面，不可否认有微小的测量误差。
【发明内容】
[0010] 根据本发明的至少一个方式，能够进行更高精度的深部溫度测量。
[0011] (1)本发明的溫度测量装置的一个方式包含：溫度测量部、环境溫度取得部、运算 部、和控制所述溫度测量部W及所述运算部的动作的控制部，所述溫度测量部具有：作为热 介质的基材，其具有作为与被测量体接触的接触面的第1面；第1溫度传感器，其测量所述 基材的第1测量点处的溫度作为第1溫度；W及第2溫度传感器，其测量所述基材的与所述 第1测量点不同的第2测量点处的溫度作为第2溫度，所述环境溫度取得部取得所述基材 的周围的环境溫度作为第3溫度，所述第1测量点和所述第2测量点位于所述基材的外表 面上、或者所述基材的内部，所述第1溫度传感器和所述第2溫度传感器在所述第3溫度不 同的条件下，多次测量所述第1溫度和所述第2溫度，所述运算部根据通过所述多次测量得 到的所述第1溫度、所述第2溫度W及与所述多次测量对应的不同的值的所述第3溫度，基 于深部溫度的运算式求出与所述第1面相离的、所述被测量体的深部处的深部溫度。
[0012] 在现有例中，在环境溫度恒定的条件下，使两个溫度测量部的绝热件的种类不同， 生成了两种不同的热通量，而在本方式中，在环境溫度不同的至少两个系统中生成热通量。 另外，在W下说明中使用了环境运一用语，而环境例如是大气等热介质，可改称作周围介质 或者环境介质。
[0013] 在现有例的热流模型中，两个溫度测量系统中的环境溫度Tout为相同的值（即恒 定）。因此，在各系统中的深部溫度Tc与环境溫度Tout之间产生的热流恒定，现有例正是 W此为前提条件。从被测量体朝向环境的、例如铅直方向的热流恒定是W不产生热平衡为 前提而成立，所述热平衡例如是指该铅直方向的热流的一部分经由例如基材的侧面而释放 到环境中。
[0014] 但是，当促进溫度测量装置的小型化，从而基材的尺寸变小时，被测量体与环境之 间的热平衡（例如从基材侧面释放的热等）十分显著。此时，不再满足在深部溫度Tc与环 境溫度Tout之间产生的热流恒定运一前提。
[0015] 与此相对，在本方式中，在多个热流系统中，各热流的一端是允许溫度变动的环 境，例如在第1系统中，环境溫度为Tout1 (任意溫度），在第2系统中，环境溫度为Tout2 (与 Toutl不同的任意溫度）。因此，不会产生现有例运样的制约，即：在多个热流系统之间，在 环境溫度（Tout)与深部溫度（Tc)之间产生的热流必须恒定。目P，在各系统的热通量中，原 本就包含热平衡引起的热移动，只是在环境溫度Tout(任意溫度）与被测量体的深部溫度 Tc之间，产生了还包含该热平衡的成分的热流。
[0016] 并且，在运种热流系统的模型中，基材中的任意两点（第1测量点和第2测量点） 的溫度可通过包含环境溫度（Tout)作为变量（参数）的式子来表示。
[0017] 此外，当深部溫度Tc与环境溫度Tout相等时，热平衡成为零。因此，例如在进行 深部溫度Tc的运算时，通过赋予深部溫度Tc与环境溫度Tout相等运一条件，能够使热平 衡引起的测量误差成为零。
[001引此外，在使用了求取根据系统不同的两个热通量测量的溫度信息之差（之比）的 形式的运算式作为运算深部溫度的运算式时，从各系统得到的溫度信息所包含的与热平衡 对应的成分相互抵消从而消失。目P，在基材与环境之间产生热平衡、或者在被测量体与环境 之间产生热平衡不会引起任何问题。
[0019]利用运种测量原理，能够W更高的精度测量被测量体的深部溫度。一般而言，越使 溫度测量装置小型化，热平衡给测量带来的影响越显著，但在本方式中，能够抑制热平衡引 起的误差，因此，能够同时实现溫度测量装置的小型化和极高精度的测量。
[0020] 此外，在本方式的溫度测量装置中，能够在不同的环境溫度下执行多次溫度测量 (溫度信息的取得），并使用所得到的多个溫度数据执行运算，由此求出深部溫度。因此，基 本上设置一个基材即可，不需要像专利文献1记载的现有例那样设置两个基材（两个溫度 测量部）。因此，在运方面也能够实现溫度测量装置的小型化。此外，在专利文献1的体溫 计中，为了使各溫度测量部的热阻值不同，需要在溫度测量部的表层部上设置材料不同的 绝热件，但在本方式中，基本上具有一个作为传递热的热介质的基材即可，在运方面也能够 简化溫度测量装置的结构。作为基材，例如可使用具有预定的导热率（或者热阻）的材料 (例如娃橡胶）。
[0021] (2)在本发明的溫度测量装置的其他方式中，所述控制部将用于所述第1溫度和 所述第2溫度的测量的时间段分割为多个时间段，使所述第1溫度传感器和所述第2溫度 传感器按每一个时间段W预定间隔执行多次溫度测量，并且，所述运算部通过使用了所述 多次测量得到的多个溫度测量数据的平均运算，按每一个时间段决定所述第1溫度和所述 第2溫度，且使用按所述每一个时间段决定的所述第1溫度和所述第2溫度，执行所述深部 溫度的计算式的运算，求出所述被测量体的深部处的深部溫度。
[0022] 在本方式中，明确了用于确保"在第3溫度（环境溫度Tout)的值不同的条件下多 次测量第1溫度化和第2溫度化"的测量方法的例子。
[0023] 作为用于"使第3溫度（环境溫度Tout)的值不同"的方法，存在利用空调器等的 积极方法和着眼于时间轴上的环境溫度波动（微小变动）来调整测量定时的消极方法。本 方式与后者的消极方法相关。
[0024] 例如，在"测量=次基材的第1测量点处的第1溫度化和基材的第2测量点处的 第2溫度化"时，如果3次测量之间的时间间隔过短，则有时不能满足"在不同的环境溫度 (第3溫度）下进行=次测量"运一条件。因此，在本方式中，在运种情况下，设置第1次测 量用的第1时间段、第2次测量用的第2时间段和第3次测量用的第3时间段。并且，在第 1时间段中，执行多次溫度测量，并通过各测量结果的平均运算（可W是单纯的相加运算、 也可W是加权平均），决定第1次的溫度测量值（TbUTpl)。另外，"平均运算"运一用语应 W最广义的的方式来解释，还包含例如利用了复杂运算式的情况。
[00巧]例如，在第1时间段中，W预定间隔进行=次第1溫度测量，在关于第1溫度化得 到=个溫度数据的情况下，通过基于该=个溫度数据的平均运算，决定第1次测量中的第1 溫度化1。关于第2溫度Tpl也同样如此。另外，关于第3溫度（环境溫度），也是在第1 时间段中执行=次测量，通过基于各测量得到的溫度数据的平均运算，能够得到与第1次 测量相关的环境溫度（第3溫度）Toutl。
[0026] 并且，在第2时间段中，也是执行多次溫度测量，并通过各测量结果的平均运算 (可W是单纯的相加运算、也可W是加权平均），决定第2次的溫度测量值（化2、化2)。关 于环境溫度（第3溫度）Tout2也同样如此。并且，在第3时间段中，也是执行多次溫度测 量，并通过各测量结果的平均运算（可W是单纯的相加运算、也可W是加权平均），决定第3 次的溫度测量值（化3、化3)。关于环境溫度（第3溫度）Tout3也同样如此。W上例子只 是一例，不限于该例。
[0027] 根据本方式的方法，能够在不使用空调器等积极改变环境溫度的情况下，关于第1 溫度和第2溫度，得到在不同的环境溫度下测量的多个溫度数据。
[0028] (3)在本发明的溫度测量装置的其他方式中，该溫度测量装置还具有能够改变所 述环境溫度的环境溫度调整部，所述控制部在使所述第1溫度传感器和所述第2溫度传感 器执行所述多次测量时，每当一次测量结束时，通过所述环境溫度调整部改变所述环境溫 度。
[0029] 在本方式中，明确了用于确保"在第3溫度（环境溫度Tout)的值不同的条件下多 次测量第1溫度化和第2溫度化"的测量方法的其他例子。
[0030] 在本方式中，溫度测量部还具有环境溫度调整部。环境溫度调整部具有改变环境 溫度（第3溫度）的功能。作为环境溫度调整部，例如可使用设置在溫度测量装置外部的 外部空调器的设定溫度的调整器。此外，作为环境溫度调整部，例如可使用设置在溫度测量 装置内部的风扇（电扇）、产生气流的气流生成部等。通过利用环境溫度调整部，能够针对 每次测量，可靠地使环境溫度不同。并且，能够将环境溫度设定为正确的溫度。此外，例如 能够将第1测量时的环境溫度Toutl与第2测量时的环境溫度Tout2之差设定得较大。
[0031] (4)在本发明的溫度测量装置的其他方式中，该溫度测量装置还具有输入定时控 制信息的定时控制信息输入部，所述定时控制信息决定所述第1溫度传感器和所述第2溫 度传感器执行所述多次测量的定时，每当从定时控制信息输入部输入所述定时控制信息 时，所述控制部使所述第1溫度传感器和所述第2溫度传感器执行溫度测量。
[0032] 在本方式中，在溫度测量部中，设置了输入定时控制信息的定时控制信息输入部， 定时控制信息决定执行多次溫度测量的定时。在本方式中，前提是：通过用户自身的行为来 确保"在第3溫度（环境溫度Tout)的值不同的条件下，多次测量第1溫度化和第2溫度 化"。
[0033] 例如，用户在进行第1次测量时，将设置在溫度测量装置外部的外部空调器的溫 度设定为第1溫度，在从设定起经过了预定时间时，经由定时控制信息输入部输入定时控 制信息。每当从定时控制信息输入部输入定时控制信息时，控制部使第1溫度传感器和第 2溫度传感器执行一次溫度测量。W后，用户在将空调器的溫度设定为第2溫度后，只要反 复进行输入定时控制信息运样的动作即可。
[0034] 在本方式中，由用户自己使每次测量的环境溫度不同，因此，溫度测量装置自身不 会产生管理环境溫度的负担。另外，W上例子只是一例。
[0035] (5)在本发明的溫度测量装置的其他方式中，在利用W所述第2溫度及所述第3溫 度为变量、并且包含多个常数的函数来表示所述第1溫度时，所述运算部根据所测量的所 述第1溫度、所述第2溫度和所述第3溫度计算所述多个常数，并通过使用了计算出的所述 多个常数的、所述深部溫度的计算式的运算，计算所述被测量体的深部溫度。
[0036] 在被测量体的溫度变化时，基材的被测量体侧的第1溫度变化，基材的环境侧的 第2溫度也变化。W往仅着眼于运种W被测量体为起点的、基材中的两点的溫度变化。在 本方式中，反之，还着眼于W环境为起点的基材中的溫度变化。
[0037]目P，如果环境（大气等）的溫度变化，则基材的环境侧的第2溫度变化，并且，基材 的被测量体侧的第1溫度也变化。通过计算机仿真可知，在该W环境为起点的、基材的两点 的溫度变化中存在预定的规律性。
[0038]目P，可利用W第2溫度及第3溫度为变量、并且包含多个常数的函数来表示第1溫 度。此外，当深部溫度（Tc)与环境溫度（Tout)相等时，着眼于使热平衡成为零的方面，对 上述函数进行变形，由此得到深部溫度的计算式。
[0039] 其中，为了根据计算式计算深部溫度，需要决定上述函数所包含的多个常数的值。 因此，首先，运算部例如根据作为多次测量的结果得到的各溫度数据，计算上述多个常数的 值。接着，运算部使用各常数的值，执行计算式的运算，从而计算深部溫度。由此，能够求出 去除了热平衡的影响的、接近理想的深部溫度。
[0040] (6)在本发明的溫度测量装置的其他方式中，利用W所述第2溫度为变量、并具有 第1斜率和第1截距的第1 一次函数来表示所述第1溫度，利用W所述第3溫度为变量、并 具有第2斜率和第2截距的第2 -次函数来表示所述第1一次函数的所述第1截距，所述 多个常数相当于所述第1斜率、所述第2斜率和所述第2截距，当设通过第1测量得到的所 述第1溫度为化1、所述第2溫度为化1、所述第3溫度为Toutl、通过第2测量得到的所述 第1溫度为化2、所述第2溫度为化2、所述第3溫度为Tout2、通过第3测量得到的所述第 1溫度为化3、所述第2溫度为化3、所述第3溫度为Tout3时，所述运算部根据通过所述第 1测量得到的所述第1溫度化1、所述第2溫度化1和所述第3溫度Tout1、通过所述第2测 量得到的所述第1溫度化2、所述第2溫度Tp2和所述第3溫度Tout2、W及通过所述第3 测量得到的所述第1溫度化3、所述第2溫度Tp3和所述第3溫度Tout3,计算所述第1斜 率、所述第2斜率和所述第2截距的值，并通过使用了计算出的所述第1斜率、所述第2斜 率和所述第2截距的值的所述深部溫度的运算式的运算，计算所述被测量体的深部溫度。
[0041] 通过计算机仿真可知，第1溫度（基材的被测量体侧的溫度）相对于第2溫度（基 材的环境侧的溫度）呈线性，因此，第1溫度可利用W第2溫度为变量、并具有第1斜率和 第1截距的第1 一次函数来表示。目P，可表示为（第1溫度）=(第1斜率）?（第2溫 度）+ (第1截距）。
[0042] 并且，通过计算机仿真可知，第1 一次函数的第1截距相对于第3溫度（环境溫 度）呈线性，因此，第1 一次函数的第1截距可利用W第3溫度为变量、并具有第2斜率和 第2截距的第2 -次函数来表示。目P，可表示为（第1截距）=(第2斜率）?（第3溫 度）+ (第2截距）。
[0043] 其结果，可表示为（第1溫度）=(第1斜率）?（第2溫度）+ (第2斜率）?（第 3溫度）+ (第2截距）。该关系式相当于上述（5)的方式中记载的第2溫度及第3溫度 为变量、并且包含多个常数的函数"。因此，"多个常数"相当于上式中的"第1斜率"、"第2 斜率"及"第2截距"。目P，需要求出=个常数的值。
[0044] 因此，例如至少执行=次溫度测量（溫度信息的取得），在每次溫度测量（溫度信 息的取得）时，得到一组第1溫度、第2溫度和第3溫度。如果将所得到的溫度值代入上述 函数，即（第1溫度）=(第1斜率）?（第2溫度）+ (第2斜率）?（第3溫度）+ (第2 截距）运一关系式，则得到S个方程式，即包含（第1斜率）、（第2斜率）和（第2截距） 运立个变量的立元联立方程式。通过求解该立元联立方程式，能够决定"多个常数"，即"第 1斜率"、"第2斜率"和"第2截距"的值（但是，不限于该方法）。
[0045] (7)在本发明的溫度测量装置的其他方式中，在设所述第1斜率为a、所述第2斜 率为C、所述第2