DE60030781T2

DE60030781T2 - Infrarotthermometer und wellenleiter für infrarotthermometer

Info

Publication number: DE60030781T2
Application number: DE60030781T
Authority: DE
Inventors: Francesco Bellifemine
Original assignee: Tecnimed SRL
Current assignee: Tecnimed SRL
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2020-06-17
Also published as: US7048437B2; EP1283983B3; ITMI20001115A0; DE60030781T3; DE60030781D1; US20060007984A1; WO2001088494A1; ITMI20001115A1; IT1317648B1; ES2270842T7; US7001066B1; EP1283983A1; AU5565900A; ES2270842T3; EP1283983B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Infrarotthermometer.
Wie bekannt haben sich zur Zeit auf dem Markt neben den herkömmlichen Thermometern, z.B. Quecksilberthermometern mit Temperaturablesung des Körpers in Berührung mit dem Patienten, Infrarotmesser verbreitet, die imstande sind, die Temperatur eines bestimmten Subjektes aufgrund der von diesem erzeugten Infrarotausstrahlung zu erfassen.
Insbesondere umfassen die Infrarotthermometer einen Ableseabschnitt auf, in dem ein Infrarotstrahlensensor wirkt, dem die Infrarotstrahlung zugeführt wird, die vom Körperbereich ausgestrahlt wird, dessen Wärmeerfassung durchzuführen ist.
Die zur Zeit am Markt verfügbaren Infrarotthermometer werden im wesentlichen in zwei große Familien unterteilt: Teilweise invasive Thermometer und invasive Thermometer.
Die erste Infrarotthermometertypologie sieht vor, dass ein Abschnitt des Thermometers oder Sonde, in die Ohrmuschel des Subjektes eingeführt wird, von dem man die Temperatur derart zu messen ist, dass die Infrarotstrahlung dieses Bereiches in Richtung eines Fühlerorgans zugeführt werden kann. Dank der Wärmestabilität der in Frage stehenden Erfassungszone ist es möglich, Temperaturablesungen mit einer guten Genauigkeit und Wiederholbarkeit zu erhalten.
Auch wenn im allgemeinen gültig, weisen die oben angegebenen Thermometer jedoch einige Grenzen auf, die mit der Benutzung derselben unter hygienischen Bedingungen verbunden sind, was die Notwendigkeit beträgt, Schutzkappen für die Sonde zu verwenden, und auch mit einer begrenzten Verwendung in der Praxis derselben verbunden sind, da die Sonde des Thermometers in jedem Fall einen lästigen Fremdkörper darstellt, der teilweise in die Ohrmuschel des Patienten eingeführt werden muss.
Die zweite Infrarotthermometertypologie, d.h. jene nicht invasive, sieht die Möglichkeit vor, das zur Zuführung der Infrarotstrahlung in Richtung des Fühlerorgans bestimmte Thermometerende auf einen vorgegebenen Abstand von der Oberfläche des Subjektes zu halten, von dem man das Temperaturniveau kennen möchte.
In dieser zweiten Thermometertypologie ist zur Ertielung einer guten Ablesung des Temperaturniveaus notwendig, das Thermometer auf einen vorbestimmten Abstand von der zu erfassenden Oberfläche innerhalb gut begrenzter Bereiche zu positionieren.
Es ist nämlich wesentlich, dass der zur Erfassung der Infrarotstrahlung bestimmte Sensor von Ausstrahlungen erreicht wird, die von dem der Ablesung unterworfenen Patienten herstammen, und insbesondere Ausstrahlungen von einer vorbestimmten Fläche des Patienten selbst. Es hätte nämlich keine Messung eine Bedeutung, die zur Übertragung auf den im Thermometer anwesenden Sensor von Strahlen führt, die von Körpern stammen, die völlig vom Patienten fremd sind oder von nicht näher bestimmten Flächen des Patienten. Es ist nämlich verständlich, dass der menschliche Körper, auch wenn desselben Subjektes, verschiedene Temperaturniveaus in Abhängigkeit des Ablesebereiches haben kann. Typisch ist die Tendenz, die Ablesung im Bereich der Stirne durchzuführen, die eine genügend gleichförmige, im wesentlichen flache Oberfläche besitzt, die frei von Elementen ist, welche die Messung fälschen könnten.
Nach dem was oben kurz beschrieben wurde, ist hervorzuheben, dass dieselbe Anmelderin verschiedene System untersucht hat, um jeden Erfassungsabschnitt eines Infrarotthermometers in der gegenüber dem Subjekt richtigen Position anzuzielen und zu positionieren, bei dem die Temperaturmessung durchgeführt werden soll (siehe z.B. die Veröffentlichung PCT/IT89/00379).
Außer den obigen Ausführungen ist es klar, dass zur Erreichung einer zuverlässigen und wiederholbaren Ablesung es notwendig wäre, dass die Infrarotstrahlung einer Ablesefläche entnommen wird, die am meisten festgelegt und typischerweise die kleinstmögliche ist. Dies wäre beispielsweise über die Verwendung von verhältnismäßig langen Wellenleitern möglich, indem eine große Annäherung in axialer Richtung an die Ausstrahlfläche des der Temperaturmessung unterzogenen Subjektes erfolgt.
Eine solche Art und Weise beim Vorgehen würde jedoch unvermeidlich zu einer erheblichen Senkung des Signals führen, das vom Fühlerorgan wahrgenommen werden kann, sowie zu einer herabgesetzten Verwendung des Thermometers führen würde: so würde man gezwungen sich der Erfassungsfläche zu weit zu nähern, es würde die Gefahr einer Berührung bestehen und dies würde das wünschenswerte Merkmal eines absolut nicht invasiven Charakters gefährden, indem die Infrarotthermometer der zweiten, beschriebenen Typologie haben müssen.
Aus dem Dokument US 5820264 ist auch ein Wellenleiter für einen Trommelfellthermometer bekannt, der aus einem länglichen Hohlorgan mit einer hoch reflektierenden inneren Fläche gebildet ist.
Der Hohlkörper hat eine Gesamtlänge, die einen ersten, geraden Rohrabschnitt mit einem gleich förmigen Durchmesser und eine Länge von etwa 4/5 der Gesamtlänge des Hohlkörpers und einen zweiten Abschnitt umfasst, der fest mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, mit einer Halbellipsenstumpfform und einer Länge von etwa 1/5 der Gesamtlänge des Hohlkörpers gebildet ist.
Das Dokument US 4854730 beschreibt einen aktiven Infrarotthermometer mit einem Infrarotstrahlen ausstrahlenden Heißleiter, der in der Mitte eines parabelförmigen Wellenleiters angeordnet ist.
Der reflektierende Hohlraum trägt dazu bei, die Strahlen in Richtung der Stelle "Ziel" auszusenden.
Im Lichte der obigen Ausführung betrifft ein nicht gelöstes technisches Problem die Herstellung eines Infrarotthermometers, das imstande ist, mit einem gewissen Abstand von der Oberfläche des für die thermische Messung betroffenen Subjekts zu wirken und das auch imstande ist, das Signal der Strahlung ausschließlich einem begrenzten Bereich des Subjektes zu entnehmen, ohne übermäßig das Signal zu senken, das am Infrarotstrahlensensor ankommt und ohne negative Rückwirkungen unter dem Gesichtspunkt des Verhältnisses Signal/Lärm.
Es ist auch wünschenswert, dass das oben angegebene Problem gelöst werden kann, ohne auf komplizierte optische Systeme zurückgreifen zu müssen, die den Vorschlag unvorteilhaft machen würden, das so erhaltene Produkt auf dem Markt anzubieten.
Das oben angegebene technische Problem und weitere werden im wesentlichen durch einen Infrarotthermometer gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst.
Diese Beschreibung erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten, beispielsweise gelieferten und daher nicht ausschließlichen Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Gesamtansicht des Infrarotthermometers gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 einen schematischen Längsschnitt eines Wellenleiters, der in einem Messabschnitt eines Infrarotthermometers gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wobei auch Strahlen dargestellt sind, die von der Ausstrahlfläche stammen und parallel zur Längsachse des Wellenleiters gerichtet sind;
3 schematisch das Verhalten des in 2 angegebenen Messabschnittes in Richtung der von der Ausstrahlfläche stammenden Strahlen in gegenüber der Längsachse des Wellenleiters geneigten Richtungen;
4 einen schematischen Längsschnitt einer alternativen Ausführungsform eines Wellenleiters und eines Messabschnittes eines erfindungsgemäßen Thermometers; und
6 eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellenleiters, wieder im Längsschnitt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, ist mit 1 insgesamt ein Infrarotthermometer gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben.
Das Infrarotthermometer umfasst auf herkömmliche Weise ein Hauptgehäuse 2, das einen Griffbereich 3 für einen Benutzer festlegt. Der Griff kann herkömmliche Betriebsmittel 4 tragen, wie Tasten und ähnliche, sowie auch einen oder mehrere Displays 5 für eine eventuelle Ablesung der Temperatur oder von weiteren Informationen.
An einem Ende des Hauptgehäuses sind Infrarotstrahlenmessmittel 6 vorgesehen, die ein die Stärke der Infrarotstrahlen umfassendes Fühlerelement dienen und mindestens einem dem Fühlerelement wirksam zugeordneten Wellenleiter 8 umfassen, um in Richtung diesen letzteren die vom Körperbereich 9 ausgestrahlte Strahlung vor teilhaft zuzuleiten, von dem man das Temperaturniveau zu messen wünscht.
Näher gesehen besitzt der Wellenleiter 8 ein erstes Ende 8a, das in Richtung des Körpers gerichtet ist, von dem man die Temperatur messen möchte, und ein zweites Ende 8b, das in Richtung des Fühlerelementes 7 gerichtet ist.
Wie aus den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, ist der Wellenleiter ein Aufbau in der Form eines Rohrkörpers mit einer inneren Spiegelfläche 10, der einen Durchgang festlegt, der imstande ist eine erste und eine zweite Öffnung 11 und 13 des Rohrkörpers festlegt, die voneinander abgewandt sind und gegenseitig optisch verbunden sind.
Die Innenfläche 10 des Wellenleiters hat einen Verlauf, die in Richtung der zweiten Öffnung 12 zuläuft, d.h. sie besitzen einen Innendurchmesser, die allmählich von der zweiten Öffnung 11 des Wellenleiters zu ihrer zweiten Öffnung abnimmt, wo im wesentlichen das Fühlerelement 7 angeordnet ist.
Näher gesehen, wird man gemäß der vorliegenden Erfindung verstehen, dass die Konvergenz des Wellenleiters 8 immer mehr ausgesprochen ist, je mehr man sich der zweiten Öffnung 12 des Rohrkörpers sich nähert.
Mit anderen Worten, kann der Wellenleiter gemäß der vorliegenden Erfindung zwei oder mehrere zueinander axial aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen, die eine entsprechende Konvergenz aufweisen, die in jedem Abschnitt konstant und allmählich ausgesprochener wird, wobei von einem auf dem nachfolgenden Abschnitt in Richtung der zweiten Öffnung 12 des den Wellenleiter festlegenden Rohrkörpers übergegangen wird.
In der Praxis wird sich mindestens der zusammenlaufende Abschnitt des Wellenleiters als eine Reihenfolge von kegelstumpfförmigen Oberflächen mit immer mehr einer ausgesprochenen Konizität zeigen, je mehr man sich der zweiten Öffnung 12 nähert.
Alternativ kann als Ersatz von zwei oder bevorzugter Weise von einer Vielzahl von nacheinanderfolgenden Abschnitten mit immer größerer Konvergenz ein Wellenleiter vorgesehen sein, bei dem die Innenfläche gekrümmt ist und allmählich und kontinuierlich immer mehr ausgesprochen zusammenläuft, je mehr von der ersten Öffnung auf die zweite Öffnung übergegangen wird.
Jedenfalls ist der erfindungsgemäße Wellenleiter derart ausgeführt, dass bei Gleichheit eines axialen Vorschubs in Annäherung an die zweite Öffnung man eine immer größere Verkleinerung im Durchmesser hat, je mehr von der er sten Öffnung auf die zweite Öffnung selbst übergegangen wird.
Bei den dargestellten, beispielhaften, in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Wellenleiter, wo Längsschnitte derselben dargestellt sind, ist zu bemerken, dass die Innenfläche 10 des Wellenleiters durch bogenförmige Linien 13, 14 und bevorzugter Weise von Kegelbögen mit einer Achse festgelegt ist, die mit der Symmetrielängsachse des Wellenleiters sowie mit der Konkavität zusammenfällt, die in Richtung der ersten Öffnung 11 gerichtet ist.
Wie ersichtlich, wird die Konvergenz dieser parabelförmigen Bögen immer größer, je mehr man sich der zweiten Öffnung 12 nähert; in 4 ist dies geometrisch dargestellt, indem zwei Tangenten tg1, tg2 zur Linie 13 gezogen werden, die im Längsschnitt die Innenfläche des Wellenleiters darstellt; es ist zu bemerken, wie der durch die genannten Tangenten mit der Richtung der Symmetrielängsachse der Parabel festgelegte Winkel desto weiter wird, je mehr längs der genannten, bogenförmigen Linien in Annäherung an die zweite Öffnung (β2 > β1) vorgegangen wird.
Unter dem Gesichtspunkt der Konstruktion, umfasst der im Messabschnitt des Thermometers vorgesehenen Wellenleiter (siehe 4) einen äußeren Hauptkörper rohrförmiger Ausbildung 15 und eine Innenverkleidung 16, welche die Innenfläche 10 festlegt, und Merkmale an Spiegelung besitzt, um fähig zu sein, die auf sie einfallenden Strahlen zu reflektieren.
Bevorzugter Weise ist der Außenkörper 15 in Kunststoff ausgeführt, während die Innenverkleidung 16 aus einem dünnen Film aus Metall besteht, bevorzugter Weise aus einer Legierung der Basis von Gold, was sich besonders wirksam für seine Merkmale in der Außenfeinbearbeitung und daher der Spiegelbildlichkeit auf besonders wirksame Weise, auch wenn sie gleichzeitig nicht übermäßig empfindlich ist und daher beschädigbar, wenn sie Reinigungsarbeiten unterworfen werden.
Es ist nämlich zu bemerken, dass vorteilhafter Weise der erfindungsgemäße Wellenleiter im Bereich der ersten Öffnung bevorzugter Weise keine Schutzmaske aufweisen kann, wie jene typischerweise an herkömmlichen Wellenleitern für diese Verwendungen vorgesehen sind und daher einer periodischen Reinigung seitens der Benutzer unterzogen werden muss, um die notwendigen Leistungen gewährleisten zu können.
Es ist zu bemerken, dass die eventuelle Abwesenheit einer Schutzmaske äußerst vorteilhaft ist, da man einen nutzlosen Signalverlust in der in den Wellenleiter eintretenden Strahlung vermeidet.
Der Messabschnitt des erfindungsgemäßen Thermometers, kann bevorzugter Weise auch ein Strah lenabsorptionselement 17 längsförmiger Ausbildung aufweisen, das zwischen dem Wellenleiter 8 und dem Fühlerelement 7 zwischengeschaltet ist.
Genauer gesehen ist dieses ringförmige Absorptionselement zwischen einem Endrand 18 des Wellenleiters angeordnet, der die zweite Öffnung 12 begrenzt, und der Aufnahme 19, die zur Aufnahme des Infrarotstrahlenfühlers vorgesehen ist.
Das Absorptionselement 17 besteht bevorzugter Weise aus einem verformbaren Material, wie z.B. Plastik oder Gummi oder einem anderen Material, das fähig ist, sich wenigstens axial derart zu verformen, dass eventuelle Spiele ausgeglichen werden, die auf die Bearbeitungstoleranzen zurückzuführen sind. Das Strahlenabsorptionselement besitzt eine poröse Struktur und bevorzugter Weise eine schwarze Farbe, um im Wesentlichen ohne Reflektionen alle Strahlungen zu absorbieren, die auf diesen Element einfallen.
In der Praxis werden die Infrarotstrahlen, die in der Nähe der zweiten Öffnung 12 ankommen und daher des Fühlerelementes mit einer großen Neigung gegenüber der Längsachse des Wellenleiters ankommen, sollten im wesentlichen durch das Absorptionselement absorbiert ohne irgend einen Einfluss auf die Temperaturablesung zu haben.
Im Falle eines paraboloidförmigen Wellenleiters kann der Fühler im wesentlichen im Bereich des Brennpunktes der parabelförmigen Oberfläche angeordnet sein, um mit Wirksamkeit insbesondere die Strahlen zu fangen, die von Richtungen kommen, die gegenüber der Längsachse des Wellenleiters selbst parallel oder wenig geneigt sind.
Eine weitere Ausführungsvariante des Messabschnittes und daher des erfindungsgemäßen Wellenleiters ist in 4 dargestellt.
In diesem Fall ist der Messabschnitt frei von einem Absorptionselement und der Wellenleiter weist einen Rohrkörper mit einem Endrand 18 auf, der die zweite Öffnung 12 begrenzt und in Richtung des Fühlerelementes gerichtet ist, wobei der Endrand sich quer zur Längsachse des Rohrkörpers entwickelt und eine wirksame, blanke Fläche 18a aufweist, die fähig ist, mindestens einen Teil der auf sie einfallenden Strahlen im wesentlichen in Richtung des Fühlerelementes zu reflektieren.
Die Oberfläche des Endrandes kann kegelstumpfförmig (und daher durch eine geradlinige Spur im Längsschnitt wie in 4 dargestellt sein) oder mit einer leichten Konkavität, die in Richtung des Fühlerelementes gerichtet ist (ein in den beigefügten Zeichnungen nicht dargestellter Fall).
Es ist hervorzuheben, dass außer der dem Wellenleiter gegebenen Struktur, dieser letztere sowie das Fühlerelement, das diesem wirksam zugeordnet ist, typischerweise innerhalb eines Hilfsrohrkörpers 20 aus Metall, bevorzugter Weise aus Kupfer oder Zamak, aufgenommen sind, so wie insbesondere in 2, 3 und 4 ersichtlich.
Es ist zu bemerken, dass das gegenständliche Infrarotthermometer, außer den oben beschriebenen Bestandteilen, eine Auswerteinheit (nicht dargestellt) umfasst, die imstande ist, das Signal am Ausgang des Infrarotstrahlenfühlerelementes auszuarbeiten und über zweckmäßige Algorithmen, die Temperaturablesung zu erzeugen, die dem Display übertragen wird oder dem Benutzer über andere Darstellungssysteme, beispielsweise durch Projektion gezeigt wird, wie jene die in der Anmeldung PCT/IT98/00379 unter dem Namen derselben Anmelderin beschrieben sind.
Das Infrarotthermometer gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch mit Kontrollmitteln vorgesehen sein, die dem Gehäuse wirksam zugeordnet sind und mit der Auswerteinheit zusammenwirken; solche Kontrollmittel sind vorangesetzt, um eine Bedingung einer einwandfreien Positionierung des Fühlerelementes 7 mit einem vorbestimmten Abstand "D" von der Messfläche zu bewirken, Abstand einer einwandfreien Positionierung, der man für die Ausführung einer sorgfältigen Ablesung und für die Begrenzung der Ablesefläche ausschließlich auf den interessierenden Bereich als optimal hält.
Es ist klar, dass außer der besonderen oben beschriebenen Profilierung des erfindungsgemäßen Wellenleiters, trägt eine einwandfreie Positionierung mit einem angemessenen Abstand D zwischen Fühlerelement und Messelement dazu bei, eine äußerst genaue Temperaturablesung zu erhalten.
In der Ausführung können die Kontrollmittel aus verschiedenen technischen Lösungen bestehen, die für sich oder in Kombination miteinander verwendbar sind. Insbesondere kann die Verwendung von Lichtemittern oder Ziellichtern 21 (sieh 1) vorgesehen sein. Insbesondere können zwei oder drei sichtbare Lichtstrahlen vorgesehen sein, die bevorzugter Weise nicht zueinander koplanar und konvergent sind. Im einzelnen ist vorgesehen, dass solche nicht koplanare Lichtstrahlen in Richtung der Stelle P derart zusammenlaufen, dass eine Figur festgelegt wird (beispielsweise ein Direktstrahler oder anderes), wenn das Fühlerelement mit der dem einwandfreien Abstand "D" von der Messfläche angeordnet ist.
Alternativ kann die Verwendung von Kontrollmitteln vorgesehen sein, die aus einem Lichtbündelemitter bestehen, der dazu bestimmt ist, auf die Messfläche einzufallen und von dieser letzteren reflektiert zu werden, um ein Rücksignal zu erzeugen, das von einem Messelement abnehmbar ist, das imstande ist, die Neigung zwischen einfallendem und reflektiertem Strahl zu berechnen. Insbesondere können einer oder zwei Messelemente des genannten Winkel einfallender Strahl – reflektierter Strahl vorgesehen sein, die in zueinander symmetrisch gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind und mit der Auswerteinheit zusammenarbeiten um die Neigung des reflektierten Strahls zu erhalten und daher imstande ist von diesem letzteren auf den wirklichen Abstand des Fühlerelementes von der Messfläche zu kommen.
Sowie dieser Abstand dem Abstand einer korrekten Positionierung "D" entspricht, können dazu optische/akustische Mittel vorgesehen sein, um das Erreichen einer solchen Bedingung dem Verwender anzuzeigen.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Thermometer eine Lichtquelle 22 umfasst, die mit einem vorgegebenen Abstand von den Fühlermitteln angeordnet ist und auch diese wirksam dem Hauptgehäuse 2 zugeordnet ist. Eine solche Lichtquelle kann beispielsweise über eine zweckmäßige Taste aktiviert werden, die am Gehäuse angeordnet ist, um die Mundhöhle zu untersuchen und daher die Anwesenheit von eventuellen Pathologien zu erfassen.
Vorteilhafter Weise ist eine solche Lichtquelle eine Kaltlichtquelle und sendet ein Lichtbündel gemäß einer derartigen Richtung aus, dass das Fühlerelement nicht beeinflusst wird. Mit anderen Worten sendet die Lichtquelle ein Bündel aus, das gemäß einem festen Winkel gerichtet ist, der nicht das Fühlerelement beleuchtet. Bevorzugter Weise ist zu bemerken, dass das Gehäuse des erfindungsgemäßen Infrarotthermometers eine längliche Struktur aufweist und vorsieht, dass der Messabschnitt und daher die Mittel zur Zuleitung der Infrarotstrahlung zum Fühlerelement an einem ersten Ende 2a des Gehäuses angeordnet sind, während die Lichtquelle im Bereich eines zweiten Endes 2b angeordnet ist, das entgegengesetzt und genügend vom ersten Ende des Gehäuses selbst beabstandet ist.
Auf diese Art und Weise beträgt das eventuelle Einführen, auch nur teilweise des zweiten Endes 2b, beispielsweise in eine Mundhöhle keine fühlbare Beeinflussung des Fühlerelementes und der thermischen Masse betragen, die fähig wäre eventuelle nachfolgende Messungen zu ändern.
Klarerweise können zwei oder mehrere solcher Lichtquellen, je nach Bedürfnis vorgesehen sein. In jedem Fall ist vorzusehen, dass solche Lichtquellen aus Leds mit Aussendung von weißem Licht oder mit Aussendung eines Lichtes in einem Wellenlängenintervall zwischen 330 und 380 Nanometern oder zwischen 480 und 580 Nanometern bestimmt sind. Solche Wellenlängenintervalle haben sich nämlich äußerst vorteilhaft erwiesen, da die entsprechende Lichtstrahlung im stande ist, die typischen Pathologien besser identifizieren zu können, von denen beispielsweise Mundhöhle, der Kehlkopf, der Rachen usw. betroffen sind.
Nach den obigen Ausführungen unter dem konstruktiven Gesichtspunkt, ist die Wirkungsweise des Wellenleiters und des Infrarotthermometers in Übereinstimmung mit der Erfindung wie folgt.
Dank der Form der Innenfläche des Wellenleiters, die allmählich und immer mehr in Annäherung an das Fühlerelement konvergent ist, hat man im wesentlichen die folgenden Effekte; die parallel zur Längsachse des Wellenleiters oder gegenüber die diesem letzteren leicht geneigt ausgerichteten Strahlen, werden durch den Wellenleiter zugeführt und im wesentlichen am Fühlerelement fokussiert, unabhängig vom Bereich, wo sie mit der Innenfläche des Wellenleiters selbst in Berührung kommen.
Umgekehrt können die Strahlen mit einer übermäßigen Neigung, die von einem Bereich der Oberfläche des Patienten ohne Interesse stammen, die die Temperaturmessung verfälschen kann, entweder in Richtung der Eingangsöffnung des Wellenleiters zufolge von mehrfachen Reflektionen (in der Praxis hat man bei einer jeden Reflektion eine Zunahme der Neigung des Strahls bis die 90° gegenüber der Achse des Wellenleiters überwunden werden, wie der kritische Strahl r_c in 3 darstellt) zurückgesandt werden oder durch das Absorptionselement absorbiert werden.
Im allgemeinen gelingt es, dank der Ausbildung der Innenfläche des Wellenleiters, den Strahlen mit größerer Neigung gegenüber der Längsachse des Wellenleiters nicht, die zweite Öffnung des Wellenleiters selbst zu erreichen, die entweder Strahlen mit kleiner Neigung (die das Fühlerelement treffen) oder Strahlen erreichen, die je nach Neigung durch das Absorptionselement (falls vorhanden) absorbiert werden oder durch den Endrand des Wellenleiters (falls vorhanden) reflektiert werden oder an den Innen- oder Außenwänden des Gehäuses des Fühlerelement gebrochen werden.
Es ist jedoch klar, dass dank der im Wellenleiter und dem Messabschnitt erteilten Ausbildung in ihrer verschiedenen, beschriebenen Ausführungsform man eine erhebliche Herabsetzung und vor allem eine genaue Definition der wirksamen Messfläche der Strahlung auf der Fläche des zu messenden Körpers erhalten werden; der Wellenleiter übt gleichermaßen eine Art von Filter der von den übermäßig gegenüber der Längsachse des Wellenleiters selbst geneigten Richtungen kommenden Strahlen aus.
Außer einer Absonderung der übermäßig geneigten Strahlen zu erreichen, gelingt es dem erfindungsgemäßen Wellenleiter jedoch auf beste Art und Weise im wesentlichen einen großen Teil der Strahlen zu fokussieren, die von der Ablesefläche von wirklichem Interesse stammen, wobei insgesamt ein Signal erhalten wird, das die Temperaturablesung ohne Strahlen erlaubt, die von Bereichen stammen, die von keinem Interesse sind und ohne übermäßige Herabsetzung des Verhältnisses Signal/Lärm.
Aus den obigen Ausführungen sind die durch den erfindungsgemäßen Wellenleiter und dem Thermometer erzielten Vorteile klar: Definition und Herabsetzung des Ablesebereiches der Fläche von wirklichem Interesse derart, dass äußerst zuverlässige Temperaturablesungen erhalten werden, eine konstruktive Einfachheit der vorgeschlagenen technischen Lösungen, Möglichkeit, in jedem Fall ein gutes Verhältnis Signal/Lärm zu erhalten und daher die Möglichkeit, die Signale am Ausgang aus dem Fühlerelement zu verstärken, alles ohne die Notwendigkeit, übermäßig lange Wellenleiter auszuführen oder die Messung mit einem übermäßig herabgesetzten Abstand von der Fläche oder vom Körper des Subjektes durchführen zu müssen, das der Temperaturmessung unterzogen wird.

Claims

Infrarotthermometer zur Temperaturmessung eines Patienten, umfassend: – einen Hauptgriffskörper (2), der dazu bestimmt ist, mindestens einen Griffsabschnitt (3) für den Benutzer festzulegen; – Erfassungsmittel (6) zur Erfassung der vom Körper eines Patienten abgegebenen Infrarotstrahlung, dessen Temperatur man kennen möchte, wobei die Erfassungsmittel (6) dem Hauptgriffkörper (2) wirksam zugeordnet sind und mindestens ein Fühlerelement (7) der Infrarotstrahlungsstärke und eine einzelne Wellenführung (8) besitzt, die ein erstes Ende (8a), das eine erste in Richtung des Körpers, dessen Temperatur man kennen möchte, gerichtete Öffnung (11) festlegt, und ein zweites Ende (8b) aufweist, das eine zweite Öffnung (12) festlegt, die in Richtung des Fühlerelementes gerichtet ist; – wobei die Wellenführung (8) eine Innenfläche (10) besitzt, die mindestens einen in Richtung des zweiten Endes (8b) zusammenlaufenden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (10) einen Durchgang festlegt, um die erste und die zweite, voneinander abgewandten Öffnungen (11, 12) in Verbindung zu setzen; wobei der zusammenlaufende Abschnitt der Innenfläche (10) eine Konvergenz aufweist, die allmählich und ununterbrochen von der ersten Öffnung (11) in Richtung der zweiten Öffnung (12) zunimmt, wobei die zweite Öffnung (12) zwischen der ersten Öffnung (11) und dem Fühlerelement (7) der Infrarotstrahlungsstärke zwischengeschaltet ist, das außerhalb der Wellenführung (8) angeordnet ist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Strahlungsabsorptionselement (17) umfasst, das zwischen der Wellenführung (8) und dem Fühlerelement (7) zwischengeschaltet ist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsabsorptionselement (17) ringförmiger Ausbildung und koaxial zur Wellenführung (8) angeordnet ist, wobei das Strahlungsabsorptionselement (17) bevorzugter Weise aus einem Material besteht, das mindestens axial verformt werden kann.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsabsorptionselement (17) eine poröse, bevorzugter Weise schwarze Struktur aufweist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenführung, das Strahlungsabsorptionselement (17) und das Fühlerelement (7) axial nacheinander folgen und innerhalb eines Hilfsrohrkörpers (20) aufgenommen sind, der zur Wellenführung koaxial ist.
Infrarotthermometer, nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (11) der Wellenführung keine Schutzmaske aufweist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlerelement (7) im wesentlichen in der Nähe eines Fokus von Parabelbögen (13, 14) angeordnet ist.
Infrarotthermometer, nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, umfassend mindestens eine Lichtquelle (22), die mit einem vorgegebenen Abstand vom Fühlerelement positioniert und wirksam dem Hauptkörper zugeordnet ist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (22) eine Kaltlichtquelle ist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffkörper (2) eine längliche Struktur aufweist und die Erfassungsmittel (6) umfasst, die in der Nähe mindestens eines ersten Endes (2a) desselben angeordnet sind und die Lichtquelle (22), die im Bereich eines zweiten Endes desselben im wesentlichen vom ersten Ende abgewandt positioniert ist.
Infrarotthermometer, nach einem beliebigen der Ansprüche von 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (22) Licht in einer derartigen Richtung aussendet, dass das Fühlerelement (7) nicht beeinflusst wird.
Infrarotthermometer, nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verarbeitungseinheit umfasst, die dem Fühlerelement zugeordnet ist, das fähig ist, ein Temperatursignal von diesem letzteren zu empfangen, das zur vom Fühlerelement selbst erfassten Infrarotstrahlung proportional ist; – Prüfmittel, die der Verarbeitungseinheit zugeordnet und ausgelegt sind, um eine Bedingung einer einwandfreien Positionierung des Fühlerelementes mit einem Abstand "D" von der Erfassungsfläche zu bestimmen.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein nicht invasives Thermometer ist.
Infrarotthermometer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (11) den Eintritt der von außen in der Wellenführung (8) herstammenden Infrarotstrahlung erlaubt.
Verwendung eines Infrarotthermometers nach einem beliebigen der Ansprüche von 1 bis 14 zur Messung der vom Körper eines Patienten abgegebenen Infrarotstrahlung.