专利名称：快速反应电子体温计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种快速反应电子体温计的设计，尤其是指其结构上在体温计量测端前方用于与受测者量测部位相接触的金属头部内，将感应元件及相接的导线与金属头部的内壁接触紧贴，由于感应元件及导线本身导热性好，当金属头部热平衡时，导线及感应元件周围亦即达到热平衡，其所感应的温度能达到快速导热及迅速热平衡的功能，以缩短量测时间。
背景技术：
传统的电子体温计在量测温度时颇为耗时，1980～1990年代一些改进式的电子体温计可缩短时间，但多使用了一些昂贵的元件。近期的一些电子体温计的改进，其运用的原理主要着重在热容积的缩小，以及减少用于量测温度的感应元件及其周围附近热量透过金属头部大量向其他部分散失，以使感应元件附近迅速达成热平衡，缩短量测时间。然而要达到良好的热平衡及导热的效果，必须有效缩小各部分元件体积，故其材料成本亦会增加，而就热平衡的达成速度，除了金属端部及其内填充介质可能向其他部分传导大量热量影响热平衡的迅速达成外，连接于感应元件用以与主要电路相结合的金属导线，导热性良好，可能成为该结构中感应元件附近向外传导散失热能的主要部分，这是在本发明以前的体温计设计都没有考虑到的，也是本发明的重心所在。以下列出现有电子体温计的缺点1、现有的电子体温计(请参阅图1所示)包含有体温计本体10，一与本体10连接的量测端21，一设于量测端21端部的金属头部22，体温计本体10包含有显示元件13及按键开关14。
请参阅图2所示，现有的电子体温计的设于量测端21端部的金属头部22内含一水珠状的温敏电阴(Thermistor)23，该温敏电阻23为充填于金属头部22内的导热胶24所固定，并与导线25连接。
请参阅图3所示，当开始量测温度时，热量自受测者传导至金属头部22，如热流31，然后传递至感应元件23，同时有很大部分的热量向导热胶24或藉由导热胶24向量测端部21散失形成热流32，也有一大部分的热量由金属头部直接向量测端部21散失形成热流33。有一部分的热量经由导线25形成热流34。这些热流必须待各部分皆达到热平衡后才会消失。由于金属头部22体积大，要达到热平衡需花费很长的时间，约需60～90秒。
如上所述，现有的电子体温计其量测耗时的主要原因是探头(probe)部分，热容积过大，而真正用于量测的感应元件要达到热平衡需待整个探头部分平衡后才可达成。
2、1980～1990年间，有许多专利提出缩短电子体温计量测时间的方法。请参阅图4所示，如美国专利4,183,248号所揭露的体温计改进结构，其设有一体温计本体41，包含有一金属头部42及密贴于其内部的第一温敏电阻43和第二温敏电阻44，金属头部42内部为一空腔45，而第一温敏电阻43和温敏电阻44连接有导线46，用以与主要电路相结合。另于金属头部42末侧接近本体41量测端内设有加热元件48，利用导线46与控制线路相结合。
请参阅图5所示，当体温计本体41用于量测体温时，热流51由金属头部42传导至第一温敏电阻43，然后至第二温敏电阻44，此时热量同时藉由金属头部42向体温计本体41的量测部散失，形成热流52及53。
该专利内容提出由于第一温敏电阻43及第二温敏电阻44间于量测开始时会有温差，温差达一定程度时，便启动加热元件48加温，因此热流52会因加热元件48的加温，形成热阻而变小。热流53的热量则由加热元件48补偿。温度量测的完成，只须等待第一温敏电阻43附近热平衡达成，即加热元件48前端的金属头部42及导线46的热平衡达成即可。由于向其他区域的热流减少，热平衡较易达成，故其宣称量测时间可缩短至4～15秒内。
如上面所述，此种体温计于金属头部42中未填充胶，可减少热容积，透过金属头部42端部及侧部二感应元件(如温敏电阻43、44)测量温度差异，控制加热元件48提供热源补偿，使金属头部端部与其余部分形成热阻(thermallyisolate)，以减少量测时间。
这种体温计的缺点是必须使用加热元件及较昂贵的微处理器来控制加热元件，成本远较现有的体温计高。且经由导线46的热流54未加以考虑，成为影响达成热平衡时间的主要因素。
又如美国专利5,632,555号中也揭露了一种包含加热元件及一昂贵的微处理器(microprocessor)，该微处理器主要是和预测式的演算法(predictive algorithm)推估量测结果，当探头自基座取出后，加热元件会将探头的金属头部加热至一特定温度。而后利用预测式的演算法在感应元件实际量测到温度的推估最终温度，其宣称量测时间约为4～15秒。
这些方式的体温计包含有一个内建的加热元件和/或较昂贵的微处理器及较复杂的电路。这些增加的元件及电路，导致价格较为昂贵，且产品体积必须较大，并不适合于家用。
3、于PCT WO 00/22396专利申请案中揭露了一种不需额外加热的快速体温计改进结构，请参阅图6所示，其设有一体温计本体61，包含有一量测端62、一设于本体61量测端62端部的金属头部63，金属头部63尖端内部含一感应元件64，该感应元件64以少许胶粘着于金属头部63内壁，并连接导线65用以与主要电路相结合。
请参阅图7所示，其为图6体温计改进结构的热流图。当体温计本体61开始量测温度时，热量自受测者传导至金属头部63，如热流71，然后传导至感应元件64，同时会藉由金属头部63产生热流72，并经由导线65产生热流73。该专利利用减少金属头部63的热容积及受测者体温对较长的金属头部63的自然加热形成热阻，使热流72减小。热流73则藉由使用极细的导线缩小，该专利宣称量测时间可缩短至20～30秒。
该体温计的量测时间，取决于感应元件64附近的热平衡的达成速度，其热流有72及73，欲迅速达成平衡，必须有效减少感应元件64及金属头部63的热容积，可能使用到较昂贵的元件，如其专利中揭露了其较适用的感应元件503FT-3P，而非现有的503ET，感应元件503FT-3P的价格约为现有503ET的四倍。
另其体温计结构中即使使用较细的导线65，亦无法完全减少热流73，当金属头部63因外界不断热量供应而达到热平衡时，热量仍会透过导线65不断散失，使量测时间增长。由于该导线65亦为金属，导热性良好，可能成为该结构中感应元件64附近向外传导散失热能的主要部分。
就以往的这些专利，在增进量测速度的技术上，都着重在减少金属头部及现有体温计金属头部内充填的介质对于感应元件附近达成热平衡的影响，完全没有考虑到导线对于该热平衡达成速度的影响。
故由以上所述现有的体温计于快速量测反应方面的技术上仍有许多的缺点。
本发明人基于产品不断研究创新改进的理念，乃秉着多年从事产品设计开发的实务经验，经由无数次的实际设作，致有本发明的产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种其感应的温度能迅速达到热平衡及快速导热，以能快速显现正确温度的体温计。其结构上是在体温计量测端的金属头部内运用导线本身的自然弹力或导热性佳的粘着剂，将感应元件及紧接的导线完全或大部分与金属头部的内壁接触紧贴(至少0.3公分以上，优选实施例为3公分)，以使导线部分不再成为感测元件周围热量散失的部分，更进一步成为能量补偿的来源。当金属头部受外界受测者在量测时的自然加温而达成热平衡时，由于导线密贴于金属头部内壁，热平衡亦随即达成，也使感测元件周围的热平衡更易达成，以能快速显示正确温度，缩短量测时间。
以下仅通过具体实施例且结合附图作详细的说明，以更进一步了解与认识本发明的各项功能、特点。
图1是现有电子体温计的外观示意图。
图2是现有电子体温计的金属头部内部结构示意图。
图3是图2的结构于量测时的热流示意图。
图4是美国专利4,183,248号所揭露的金属头部内部结构示意图。
图5是图4的结构于量测时的热流示意图。
图6是PCT WO 00/22396专利申请案所揭露的金属头部内部结构示意图。
图7是图6的结构于量测时的热流示意图。
图8是本发明量测端的金属头部结构立体示意图。
图9是本发明量测端的金属头部内部结构示意图。
图10是图9的结构于量测时的热流示意图。
图号说明1量测端 11凹槽2金属头部 3 粘着剂4感应元件 5 导线6保丽龙 7 环侧81、82、83、85热流84 热阻具体实施方式
请参阅图8和9所示，本发明结构上设有一体温计本体(图式中未示出)，本体上可设有显示器、开关等，由于其为现有结构兹不再赘述。本发明在体温计本体前方一体延伸有量测端1，该量测端即体温计本体优选实施例是可由塑胶制成，量测端1的端部上结合一金属头部2，量测端1与金属头部2二者可以粘着剂3相结合。量测端1端部与金属头部2相结合的端部外侧除了设一基本的阶部外另外设有一凹槽11，该凹槽11与金属头部2用粘着剂3相结合时可自然形成胶环以具有防水的功效，并使粘着剂3更为牢固。
在金属头部2内部设置一温度感应元件4，该感应元件4为一种与温度相关的电阻，如现有的温敏电阻503ET，感应元件2连接有导线5，以与计算及显示温度的主要电路相连接。
在金属头部2内，导线5利用本身的自然弹力或导热性好的粘着剂3将感应元件4及所连接的导线5，以完全或大部分的型态而与金属头部2的内壁接触紧贴(本发明优选实施例是导线5前半段成直接贴靠，后半段成环绕贴靠状)。如以较金属头部内径为大的环绕直径导线(感应元件4连接于导线5上)，然后以旋转的方式强迫导线5塞入金属头部2内，由于现有感应元件4的导线5为铜包钢线(CP wire)，其弹性极好，利用本身自然弹力即可紧贴于金属头部内壁。或者将感应元件4及所连接的导线5，以直接粘固方式固定于金属头部2的内壁以形成接触紧贴状。
该完全或大部分与金属头部2的内壁紧贴的导线5部分至少0.3公分以上，优选实施例为3公分。
在与金属头部2的内壁接触紧贴的导线5后端，使用与金属头部2内腔壁密合的硬质或软质导热系数低的固定件6，例如保丽龙、发泡棉等材料，利用固定件6与内腔壁的摩擦力或膨胀的力量固定导线5并防止导线5滑动，同时可用以连结金属头部2与量测端1的端部，并可充当粘着剂3的支撑，以防止粘着剂3向金属头部2前端内散布。该固定件6未装入金属头部2前可为一直径大于金属头部2内径的立体半圆球状，当装入金属头部2中时其周边环侧7可受挤压变形而与金属头部2的内壁紧压贴触，固定件6前方则成为一未与金属头部2内壁紧压贴触的圆锥状，如此可使固定件6的周边环侧7与金属头部2的接触面积较小，以有效减少热容积。
请参阅图10所示，当以本发明体温计开始量测温度时，热量自受测者传导至金属头部2，如热流81，然后传导至感应元件4，同时会藉由金属头部2产生热流82，由于金属头部2外侧的热能供应充足，该热流82并不大。另外感测元件4相对于导线5的热容积较大，欲达成热平衡需要较多的热量。而导线5为金属材质，导热性好而又紧贴于金属头部2内侧，因此会产生热流83由导线5将热能传导至感应元件4。当然，导线5本身亦会向粘着剂3区域及量测端1产生热流85，由于紧贴的导线5长度长，加上密贴于金属头部2，外界补充热量快，导线5适当处会自然形成热阻84，使热流82对感应元件4周围几乎不会造成影响。
以感应元件4周围区域的热平衡分析，导线5部分的热流不同于以前向外散失，反倒将热量导向感应元件4。当周围金属头部2达到热平衡时，导线5及感应元件4的热平衡亦会迅速达成，在不用额外加热及使用昂贵元件下，可有效减少量测时间。经由本发明人不断试验，本发明体温计的量测时间可缩短至10～25秒。
另外本发明的金属头部2长度上较现有的长(一般为9mm)，故其可增加金属头部2的内部空间，以利于导线5的绕设，以及增加与皮肤的感热接触面积。
综上所述，本发明通过将体温计金属头端中所设的感应元件及导线设计成与金属头部的内壁接触紧贴，使导线部分不再成为感测元件周围热量散失的部分，更进一步成为热量补偿的来源，使体温计能快速显示正确温度，减少量测所需时间。因此，本发明已突破现有体温计的快速量测结构技术，目并未有相关的技术内容公开在先，符合发明专利条件。
以上为本发明所举的实施例仅为便于说明而设，不应以此限制本发明的意义，即按照权利要求书的范围所作的各种变换设计，均应包含在本发明的专利保护范围中。
权利要求
1.一种快速反应电子体温计，其体温计本体在量测端端部通过粘着剂结合一金属头部，金属头部中设置一温度感应元件及与温度感应元件相连接的导线，其特征在于将感应元件及相连接的导线与金属头部的内壁接触紧贴，使导线部分不再成为感应元件周围热量散失的部分，更进一步成为热量补偿的来源，以快速显示正确温度，减少量测所需时间。
2.如权利要求1所述的快速反应电子体温计，其中，感应元件及相连接的导线是以完全或大部分形态与金属头部的内壁接触紧贴。
3.如权利要求1所述的快速反应电子体温计，其中，导线前半段是以直接贴靠、后半段是成环绕状接触紧贴于金属头部的内壁。
4.如权利要求1所述的快速反应电子体温计，其中，在金属头部内设置一与金属头部内腔壁密合的硬质、导热系数低的固定件，以具有固定导线的功效，并可用作粘着剂的支撑，以防止粘着剂向金属头部前端内散布。
5.如权利要求4所述的快速反应电子体温计，其中，固定件采用软质、导热系数低的材料。
6.如权利要求4所述的快速反应电子体温计，在其中，固定件装入金属头部前为一直径大于金属头部内径的立体半圆球状，当装入金属头部后使固定件的周边环侧与金属头部的接触面积较小，以有效减少热容积。
7.如权利要求1所述的快速反应电子体温计，其中，导线是以较金属头部内径为大的环绕直径，以旋转的方式强迫塞入金属头部内。
8.如权利要求1所述的快速反应电子体温计，其中，量测端端部与金属头部相结合的端部外侧设有一凹槽。
全文摘要
一种快速反应电子体温计为导热结构的设计，以使感应的温度能迅速达到热平衡及快速导热，以使温度计能快速显现温度。结构上是在体温计量测端前方用于与受测者量测部位相接触的金属头部内，将感应元件及相接的导线与金属头部的内壁接触紧贴，使导线部分不再成为感应元件周围热量散失的部分，更进一步成为热量补偿的来源。当金属头部受外界受测者在量测时的自然加温而达到热平衡时，由于导线密贴于金属头部内壁，热平衡亦随即达成，也使感应元件周围的热平衡更易达成，以能快速显示正确温度，减少量测所需时间。
文档编号G01K13/00GK1499181SQ02150330
公开日2004年5月26日 申请日期2002年11月4日 优先权日2002年11月4日
发明者陈敏镛 申请人:红电医学科技股份有限公司