Thermomètre médical portatif
La présente invention a pour objet un thermomètre médical portatif comprenant une sonde comportant une thermistance et dans un boîtier portant cette sonde, une source de courant électrique alimentant un pont de comparaison de résistances comprenant cette thermistance et un potentiomètre d'équilibre.
L'invention vise à fournir un thermomètre de ce genre ayant une consommation d'électricité très réduite, et pourtant, pouvant être réalisé sous un volume très faible bien que contenant une source d'électricité suffisante pour un très grand nombre de mesures.
A cette fin, le thermomètre objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens moteurs suceptibles d'être armés préalablement par suite de l'actionnement d'un organe manuel d'armage et qui sont agencés pour déplacer pendant la mesure un organe de réglage du potentiomètre un vue d'amener le pont dans un état d'équilibre dépendant de la résistance de la thermistance, et des moyens indicateurs de la température entraînés avec l'organe de réglage du potentiomètre et qui sont agencés pour rester dans la position de réglage atteinte au moment de l'équilibre du pont, pour marquer la température mesurée par la sonde.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du thermomètre objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de cette forme d'exécution, selon la ligne 1-1 de la fig. 6.
La fig. 2 est une vue partielle du mécanisme représenté à la fig. 1, dans une autre position de fonctionnement cette vue étant une coupe selon la ligne 2-2 de la fig. 6.
Les fig. 3, 4 et 5, sont des vues de détails, en perspective et à plus grande échelle.
La fig. 6 est une coupe transversale du thermomètre, selon la ligne 6-6 de la fig. 1.
Les fig. 7, 8 et 9, sont des schémas électriques, du thermomètre représenté, et des variantes.
Le thermomètre représenté comprend un boîtier 1, séparé selon un plan longitudinal en deux parties la et lb, réunis par des vis 2 (fig. 1).
Le boîtier 1 comporte un nez creux 3 dans lequel est enfilé la partie arrière d'une sonde thermique 4, de forme allongée. La sonde 4 est assemblée de manière détachable au boîtier et sa partie postérieure comporte deux douilles de contact 5 enfilées sur des doigts de contact 6 solidaire du boîtier 1.
Dans sa partie antérieure, la sonde 4 comporte une tête creuse 7, à paroi métallique mince délimitant une chambre d'extrémité 8 obturée à l'arrière par une rondelle en matière isolante 9, qui isole la tête du reste de la sonde.
Une thermistance 11 constituée par une pastille formée d'un mélange d'oxydes métalliques est fixée au centre de la rondelle isolante 9; elle est reliée aux douilles 5 par des fils isolés.
La chambre 8 est fermée hermétiquement et la paroi intérieure de la tête 7 est garnie d'un revêtement de feutre 12 qui est imbibé d'un liquide tel que de l'alcool méthylique, par exemple. Cet alcool, en phase gazeuse dans la chambre 8 et en phase liquide dans le feutre 12, établit une liaison thermique très rapide entre la paroi de la tête 7 qui est mise en contact avec le patient, et la thermistance 11, dont la résistance électrique varie selon la température. En effet, un échauffement de la paroi métallique de la tête 7 provoque une évaporation de l'alcool liquide imprégnant le feutre, et l'alcool évaporé se condensant au contact de la pastille 11, transmet à la thermistance la chaleur absorbée lors de son évaporation. Ainsi la thermistance 11 prend rapidement une température correspondant à celle du patient.
Dans des variantes, on peut utiliser d'autres liquides, de l'eau par exemple. On peut aussi placer la thermistance directement contre la paroi de la tête, la chaleur étant alors transmise par conductivité thermique du métal.
Le schéma électrique du thermomètre est donné à la fig. 7. La thermistance 11, est établie dans un circuit de comparaison constituant un pont de Wheatstone classique. Ce pont comprenant la thermistance 11, un potentiomètre d'équilibre P et deux résistances R1 et
R2, est alimenté par une source électrique S, lorsque un interrupteur M est mis en position fermée.
L'interrupteur M, agencé pour revenir en position ouverte, est maintenu en position fermée par un relai magnétique F dont l'enroulement est branché au centre du pont. Ce relai comporte un noyau fixe 13 destiné à retenir par collage magnétique une armature mobile 14 solidaire de l'interrupteur M. De la sorte, I'interrupteur
M mis en position fermée est retenu dans cette position tant que le pont n'est pas en équilibre, mais reprend automatiquement sa position ouverte lorsque l'état d'équilibre est atteint par suite d'un réglage adéquat du potentiomètre P.
A l'exception de la thermistance, tout l'équipement électrique est logé à l'intérieur du boîtier 1, la source de courant S étant constituée par une pile et l'interrupteur M comprenant deux contacts 16 et 17 (fig. 1). Le relai F comprend une bobine d'excitation 15 placée sur le noyau fixe 13 et son armature mobile 14 est pivotée sur un axe 18 (fig. 3) et comporte un bras 19 coopérant avec les contacts 16 et 17 de l'interrupteur M.
Un ressort de pression 21 établi entre la paroi latérale du boîtier et le bras 19 (fig. 1), tend a maintenir l'armature 14 dans la position angulaire de repos représentée à la fig. 3, dans laquelle l'armature est écartée du noyau 18, et l'interrupteur M est ouvert.
Tant que l'interrupteur M est ouvert, il n'y a aucune consommation d'électricité. Le potentiomètre P comprend une résistance circulaire 22 et un curseur mobile 23 (fig. 1).
Un poussoir 24 monté à coulissement dans le boîtier 1, comporte à l'une de des extrémités une tête 25 (fig. 1) située à l'extérieur du boîtier, et à l'autre, une assiette 26 prenant appui sur l'extrémité supérieure d'un ressort 27 dont l'extrémité inférieure porte sur une paroi de fond 28 du boîtier (fig. 2). Le ressort 27 est logé entre deux guides 29 semi-circulaires compris dans chacune des deux parties du boîtier.
La tige du poussoir 24, de section droite cruciforme, comporte deux ailes opposées, 24a et 24b, coulissant dans des encoches creusées dans la paroi supérieure du boîtier et dans des nervures intérieures 31 de ce dernier (fig. 6). Le ressort 27 tend à maintenir le poussoir 24 dans la position supérieure représentée à la fig. 2, l'assiette 26 butant contre les nervures 31.
Le poussoir 24 porte un nez latéral 32, et par une pression manuelle exercé sur sa tête 25, on peut enfoncer le poussoir 24 dans le boîtier, contre l'action du ressort 27, pour amener le nez 32 en butée contre une partie latérale 14a de l'armature mobile 14 (fig. 3).
L'appui du nez 32 sur l'armature 14 a pour effet de faire tourner cette dernière dans la position représentée à la fig. 1, le bras 19 fermant l'interrupteur M constitué par les contacts 16 et 17, et l'armature 14 venant se coller magnétiquement au noyau 13 du relai
F qui est alors excité, par suite de la fermeture de l'interrupteur M.
La tige du poussoir 24 comporte une crémaillère 33 engrenant avec un pignon 34 constituant l'organe d'entrée d'un mécanisme retardateur comprenant un volet tournant 35 (fig. 1 et 5).
Le pignon 34 est solidaire d'un axe 36 portant une roue à rochet 37 qui coopère avec un cliquet 38 porté par une roue 39 engrenant avec un pignon 41 solidaire d'une roue 42 engrenant avec un pignon 43 solidaire d'un axe 44 portant le volet-frein 35.
Lorsque le poussoir 24 est enfoncé dans le boîtier, la roue à rochet 37 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et le cliquet 38 saute sur ladite roue, de sorte que le mécanisme est débrayé. En recanche, lorsque le poussoir 24 remonte sous l'action du ressort 27, la roue à rochet 37 tourne en sens contraire et entraîne la roue 39, de sorte que le volet - frein 35 est entraîné. Du fait de la démultiplication et de la résistance de l'air, le volet 35 constitue alors un mécanisme retardateur efficace, qui ne permet la montée du poussoir 24 qu'à une vitesse déterminée réduite.
La tige du poussoir 24 présente également une aile 45 comprenant une partie supérieure comportant un bord lisse 46 et une partie inférieure munie d'une crémaillère 47. En regard de cette aile 45, se trouve un pignon 48 solidaire d'un arbre 49 pivoté dans le boîtier (fig. 6).
Le pignon 48 comporte une denture spéciale comportant une grande dent 48a destinée à coopérer avec une encoche 47a du poussoir, et neuf dents normales susceptibles de coopérer avec la crémaillère 47.
Dans la position extérieure du poussoir représentée à la fig. 2, le pignon 48 engrène avec la crémaillère 47.
Lors de l'enfoncement du poussoir, le pignon 48 entraîné par cette crémaillère tourne presque d'un tour dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, et parvient dans la position angulaire représentée à la fig. 1, au moment ou il se dégage de la crémaillère. Le bord lisse 46 de l'aile du poussoir immobilise alors le pignon 48 dans cette position angulaire, bien que le poussoir puisse continuer sa descente. Lors de la remontée du poussoir, le pignon 48 reste tout d'abord immobile tant que le bord lisse 46 est en regard du pignon (fig. 1), puis il tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, lorsque la crémaillère 47 parvient à son niveau (fig. 2).
L'arbre 49 porte un bras 51 muni du curseur mobile 23 du potentiomètre P, ce curseur balayant la résistance annulaire 22 lors de la rotation de l'arbre (fig. 1). L'arbre 49 porte également une roue 52 engrenant avec un pignon 53 solidaire d'un arbre 54 (fig. 6).
L'arbre 54 porte une roue à rochet 55 coopérant avec un cliquet d'arrêt 56 monté à l'extrémité d'une lame élastique 57 solidaire de l'armature mobile 14.
L'arbre porte également un tambour 58 muni de dents engrenant avec les perforations marginales d'un ruban 59 entraîné devant une fenêtre 61 du boîtier 1. Le ruban 59 est contenu dans des logements circulaires 62 et 63 du boîtier (fig. 1).
Lors de l'enfoncement du poussoir 27, ce qui arme le ressort 27, l'arbre 54 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et le cliquet 56 engagé dans la roue à rochet 55 comme représenté à la fig. 3, saute alors sur la denture de cette roue.
Le ruban 59 est alors tiré hors du logement 62, ce qui a pour effet d'amener dans la fenêtre 61 une zone du ruban marquée Attente prévue à l'origine d'une échelle des températures inscrite sur le ruban (fig. 4).
Lorsque le poussoir 24 atteint sa position inférieure, le nez 32 fait pivoter l'armature 14, de sorte que le cliquet 56 est mis hors de portée de la roue 55, comme représenté à la fig. 1. Comme vu précédemment, ce mouvement de l'armature 14 ferme également
I'interrupteur M, de sorte que la thermistance est alors mise en circuit.
Un fois libéré, le poussoir 24 remonte sous l'action du ressort moteur 27, mais son déplacement est alors contrôlé par le dispositif retardateur comprenant le volet - frein 35, de sorte que la crémaillère 47 n'atteint le pignon 48 qu'après un temps d'attente déterminé, pendant lequel la mention attente du ruban 59 reste en regard de la fenêtre 61. Ce temps d'attente est déterminé de manière à être supérieur au temps de réaction de la thermistance de la sonde, qui prend alors la température du patient.
Le poussoir 24 poursuivant sa montée, entraîne alors le pignon 48 qui, d'une part, fait tourner le curseur 23 sur la résistance 22 du potentiomètre, et d'autre part, fair tourner le tambour 58 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en faisant défiler l'échelle des température du ruban 59 dans la fenêtre 61, dans le sens des températures croissantes.
Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que le pont de Wheatstone soit mis en état d'équilibre par suite du réglage du potentiomètre P due au déplacement du curseur 23. Le courant tombe alors à zéro, ce qui a pour effet de libérer l'armature mobile 14, qui revient alors dans sa position de repos représenté à la fig. 3, pour laquelle le cliquet 56 engagé dans la roue à rochet 55 immobilise le tambour 58.
L'échelle du ruban 59 est établie de manière que la température alors visible dans la fenêtre est celle du patient, et cette température reste enregistrée tant que le poussoir 24 n'est pas enfoncé à nouveau, en vue de réarmer l'appareil.
On note que le circuit électrique est ouvert dès la mesure de température terminée, ce qui maintient la consommation d'électricité à un minimum. En outre, le relai électro-magnétique ne sert qu'à retenir momentanément l'armature mobile 14 amenée mécaniquement en position de collage magnétique contre le noyau 13.
De la sorte, la puissance électrique nécessaire reste très faible et une pile de grandeur modeste logée dans le boîtier suffit à un très grand nombre de mesures.
Le fait que la température reste enregistrée facilite la lecture, et grâce au mécanisme retardateur, il est aisé d'obtenir une mesure exacte, indépendament du temps de réaction de la sonde, qui peut être de l'ordre de 20 secondes.
Dans des variantes, le circuit de comparaison électrique peut être établi d'autres manières. On a représenté à la fig. 8 un circuit dans lequel un relais F1 comporte deux bobinages en opposition controlés, I'un par la thermistance T, et l'autre, par le potentiomètre
P.
Dans le circuit représenté à la fig. 9 un discriminateur de tension D, par exemple une bascule de Schmitt, controle le relai F2. Dans une autre variante, le circuit électrique peut comporter une ampoule destinée à éclairer le ruban; cette ampoule étant branchée dans un circuit indépendant comprenant un interrupteur permettant son allumage facultatif au moment de la iecture.
Le fait que le thermomètre comprend des moyens moteurs à armage préalable (ressort en tous genres, accumulateur pneumatique etc.), permet d'utiliser la source électrique uniquement pour l'alimentation du pont de comparaison, de sorte que la puissance électrique nécessaire reste très modérée et peut être fournie par une pile suffisamment petite pour être placée dans un appareil portatif.
Dans des variantes, le mécanisme retardateur qui assure un temps d'attente suffisant pour que la thermistance prenne la température du patient, peut être pneumatique, hydraulique, ou à frottement. On peut aussi prévoir un mécanisme à course morte, ou d'autres dispositifs mécaniques, à échappement et balancier, notamment.