JP5248973B2

JP5248973B2 - 温度測定装置

Info

Publication number: JP5248973B2
Application number: JP2008265929A
Authority: JP
Inventors: 敏正森; 博美谷津田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-10-15
Also published as: JP2010096558A

Description

本発明は、無給電温度センサを用いて被測定物の温度を測定するとともに、前記無給電温度センサに応じて前記温度算出校正装置を校正する温度測定装置に関する。

近年、被測定物の温度を、電力を供給せずに無線で送信することができる無給電温度センサが注目されている。この無給電温度センサとしては一般的には、ＳＡＷセンサが用いられている（特許文献１参照）。

特許文献１では、遠隔計測する基地局からバースト波が送信され、ＳＡＷセンサが備えるアンテナで前記バースト波が受信され、ＳＡＷセンサ内の櫛形電極によって弾性表面波が励振され、他の櫛形電極を経て前記アンテナから電磁波として放射される。ＳＡＷセンサでは、前記弾性表面波の伝搬速度は温度によって異なるために、前記基地局から送信されたバースト波と、前記基地局で受信する前記電磁波との位相差（時間差）に基づいて被測定物の温度を測定することができる。

特開２００４−１５０８６０号公報

しかしながら、ＳＡＷセンサを長期間使用していると経時変化により、同じ温度に対しても、前記電磁波の位相差が異なり、被測定物の温度を正確に測定できなくなる場合がある。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、無給電温度センサに経時変化があっても、被測定物の温度の測定誤差の発生を防ぐことが可能となる温度測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る温度測定装置は、被測定物の温度に対応した信号を出力する無給電温度センサと、前記無給電温度センサからの出力信号に基づいて自身の温度を校正することにより、前記被測定物の温度を補正するための校正データを求める温度算出校正装置と、を備え、前記無給電温度センサは、前記被測定物の温度に対応した出力信号を前記温度算出校正装置に無線で送信し、前記温度算出校正装置は、前記被測定物の温度に対応した出力信号及び前記校正データに基づいて被測定物の温度を算出し、前記被測定物の温度に対応した出力信号の電界強度が閾値以上の場合に、前記無給電温度センサが前記温度算出校正装置に載置されたと判断し、前記無給電温度センサの出力信号に基づいて前記温度算出校正装置の温度を校正し、前記校正データを求めることを特徴とする。

温度測定装置では、温度算出校正装置が、前記被測定物の温度に対応した出力信号の電界強度が閾値以上の場合に、前記無給電温度センサが前記温度算出校正装置に載置されたと判断し、前記無給電温度センサに応じて校正されることにより、無給電温度センサの経時変化による温度測定の誤差の発生を防ぐことができる。また、無給電温度センサによって被測定物の温度を測定する者は、意識せずに無給電温度センサに応じた温度算出校正装置の校正をすることができる。

また、前記温度算出校正装置の校正は、前記温度算出校正装置に設けられた温度センサによって測定された前記温度算出校正装置の温度と、載置された前記無給電温度センサによって算出された前記温度算出校正装置の温度とに基づいて行ってもよい。

さらに、前記温度算出校正装置は、算出した前記被測定物の温度を記録し、記録した前記被測定物の温度に基づいて前記被測定物の温度変化を表示部に表示してもよい。

さらにまた、前記無給電温度センサは、弾性表面波素子であることが好ましい。

本発明によれば、温度測定装置では、被測定物の温度に対応した出力信号の電界強度が閾値以上の場合に、無給電温度センサが温度算出校正装置に載置されたと判断し、前記無給電温度センサからの出力信号に基づいて前記温度算出校正装置を校正することにより、無給電温度センサの経時変化による温度測定の誤差の発生を防ぐことができる。また、無給電温度センサによって被測定物の温度を測定する者は、意識せずに無給電温度センサに応じた温度算出校正装置の校正をすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１Ａは、本発明の実施形態に係る温度測定装置１０の全体の説明図であり、図１Ｂは、無給電温度センサ２０に基づく温度算出校正装置４０の校正の説明図であり、図２は、無給電温度センサ２０の構成、温度算出校正装置４０の構成の説明図であり、図３は、患者３２の温度を算出するために用いる位相差と温度との関係を示す図である。

温度測定装置１０は、無給電温度センサ２０と、温度算出校正装置４０とを備え、無給電温度センサ２０と温度算出校正装置４０間は無線通信される。無給電温度センサ２０は、温度算出校正装置４０から放射されるバースト波を受信するためのアンテナ２２と、弾性表面波素子２４とを備える。

弾性表面波素子２４は、櫛形電極２６と、反射器２８とを備え、これらは圧電基板３０上に形成される。櫛形電極２６は、アンテナ２２で受信したバースト波に基づいて、弾性表面波を励振させるため電極である。反射器２８は、圧電基板３０上に櫛形電極２６から出力される弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な方向に延在するように金属膜を蒸着して形成した複数の凸部で構成される。圧電基板３０は、弾性表面波を伝搬することができれば、特に限られないが、３６度Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ₃であることが好ましい。

温度算出校正装置４０は、アンテナ４２と、バースト波を無給電温度センサ２０に対して送信する送信部４４と、無給電温度センサ２０からの信号を受信する受信部４６と、送信部４４からの送信、受信部４６での受信の際のアンテナ４２を共用するための送受波器４８と、送信部４４から送信された送信信号と受信部４６で受信された受信信号との位相差（時間差）φを検出する位相差検出部５０と、前記受信信号の電界強度Ｅを検出する電界強度検出部５２と、患者（被測定物）３２の温度の算出や位相差検出部５０で検出された位相差の補正等をする制御部５４と、患者３２の温度を記録するメモリ５６と、患者３２の温度（体温）を表示する表示器５８と、温度算出校正装置４０の温度校正のために用いる温度センサ６０とを備える。

アンテナ４２は、電界強度のことを考慮して、温度算出校正装置４０の筐体の上面中心部に設けられることが好ましく、また、アンテナ４２が設けられた位置を中心とした校正領域６２に無給電温度センサ２０が載置される。

送受波器４８は、送信部４４からの送信信号が受信部４６に回り込むのを防ぐために、信号の送信時と受信時にスイッチで切り換えるように構成されている。

制御部５４は、位相差検出部５０で検出された送信部４４からの送信信号と、受信部４６での受信信号との位相差に基づいて患者３２の温度を算出する。患者３２の温度の算出は、制御部５４内に予め用意されている前記位相差と温度との関係を利用して行われる。例えば、図３に示すように位相差と温度との関係を示す図を利用し、検出した前記位相差φに基づいて患者３２の温度を求めることができる。また、制御部５４は、電界強度検出部５２から出力された受信信号の電界強度Ｅと、予め設定された電界強度の閾値Ｅthとを比較する。電界強度Ｅが、閾値Ｅthよりも大きい場合には無給電温度センサ２０が温度算出校正装置４０に載置されたと判断して無給電温度センサ２０からの出力信号に基づいて温度算出校正装置４０の温度の校正を開始する。電界強度Ｅが、閾値Ｅthよりも小さい場合には制御部５４によって、患者３２の温度が算出される。

なお、閾値Ｅthは、無給電温度センサ２０を温度算出校正装置４０の校正領域６２に載置した場合に、送信部４４からバースト波を送信して、無給電温度センサ２０で受信された後に、無給電温度センサ２０から温度算出校正装置４０に送信された信号の電界強度よりもやや小さい値に設定される。また、無給電温度センサ２０で算出された患者３２の温度はメモリ５６に記録可能であり、記録された患者３２の温度を表示器５８に表示させたり、統計的な処理をした結果を表示器５８に表示することもできる。

温度測定装置１０を用いた患者３２の温度の測定、無給電温度センサ２０からの出力信号に基づく温度算出校正装置４０の校正は、以下のように行われる。

まず、無給電温度センサ２０の出力信号に基づいた温度算出校正装置４０の温度の校正が行われる。この校正のために、無給電温度センサ２０が温度算出校正装置４０の校正領域６２に載置される（図１Ｂ参照）。次いで、送信部４４でバースト波が発生され、送受波器４８を介してアンテナ４２から送信されると同時に、送信部４４からは位相差検出部５０にもバースト波が送信される。

送信されたバースト波は、無給電温度センサ２０のアンテナ２２によって受信される。受信されたバースト波は櫛形電極２６で励振されて弾性表面波として圧電基板３０上を伝搬して、反射器２８で反射されて、櫛形電極２６に到達する。櫛形電極２６に到達した弾性表面波は、アンテナ２２で電波に変換されて、検出信号として温度算出校正装置４０に対して送信される。前記検出信号は、無給電温度センサ２０によって検出され温度算出校正装置４０で算出される温度に対応した信号である。

前記検出信号は、温度算出校正装置４０のアンテナ４２、送受波器４８を経て、受信部４６で受信されて、位相差検出部５０と電界強度検出部５２とに出力される。位相差検出部５０では、送信部４４から送信されたバースト波と、前記検出信号との位相差φ０が検出されて制御部５４に出力される。また、電界強度検出部５２では、受信部４６から出力された検出信号の電界強度Ｅが検出されて制御部５４に出力される。

制御部５４では、電界強度Ｅと閾値Ｅthとが比較され、無給電温度センサ２０が温度算出校正装置４０に載置されている場合には、電界強度Ｅは閾値Ｅthよりも大きいために温度算出校正装置４０の温度校正がされる。温度算出校正装置４０の温度校正は、温度センサ６０によって測定された温度算出校正装置４０自身の温度ｔ０が制御部５４に出力され、図３に示すような位相差と温度の関係からこの温度ｔ０に対する位相差φt0が読み出される。この位相差φt0と、検出信号の位相差φ０との差分Δφ（＝φ０−φt0）が校正データとして制御部５４内に記憶される。以後の無給電温度センサ２０による患者３２の温度の測定では、無給電温度センサ２０からの検出信号の位相差φを校正データΔφで補正した位相差に基づいて患者３２の温度が制御部５４によって算出される。

温度算出校正装置４０の校正後、患者３２に無給電温度センサ２０が設置され（図１Ｂ参照）、患者３２の温度の測定が開始される。患者３２の温度の測定は、上述した温度算出校正装置４０の温度校正と同様に、送信部４４からバースト波が送信され、無給電温度センサ２０で受信された後に、櫛形電極２６で励振されて弾性表面波として圧電基板３０上を伝搬して、反射器２８で反射されて、櫛形電極２６に到達する。櫛形電極２６に到達した弾性表面波は、アンテナ２２で電波に変換されて検出信号として温度算出校正装置４０に対して送信される。

前記検出信号は、アンテナ４２、送受波器４８を経て、受信部４６で受信されて、位相差検出部５０と電界強度検出部５２とに出力される。位相差検出部５０では、送信部４４から送信されたバースト波と、前記検出信号との位相差φが検出されて制御部５４に出力される。また、電界強度検出部５２では、受信部４６から出力された検出信号の電界強度Ｅが検出されて制御部５４に出力される。

制御部５４では、電界強度Ｅと閾値Ｅthが比較され、患者３２に無給電温度センサ２０が取り付けられている場合には、電界強度Ｅは閾値Ｅthよりも小さいために、制御部５４による患者３２の温度が求められる。患者３２の温度は、位相差φを校正データΔφで補正した位相差と、図３に示すような位相差と温度の関係から求められる。

求められた温度は、メモリ５６に記録されるとともに、表示器５８にも出力されて、患者３２の温度が表示される。

無給電温度センサ２０を使用していると経時変化により、検出信号の特性が変化し、測定温度に誤差が生じる場合があり、この測定誤差の発生を防ぐために温度算出校正装置４０の温度校正が必要となる。

温度算出校正装置４０の温度校正は、上述した患者３２の温度の測定前の温度校正と同様に、無給電温度センサ２０を温度算出校正装置４０の校正領域６２に載置することにより行われる。この校正により、患者３２の温度の測定前の校正データが更新されて校正データΔφ’となる。以後の無給電温度センサ２０による患者３２の温度の測定では、無給電温度センサ２０からの検出信号の位相差φを校正データΔφ’で補正した位相差に基づいて図３に示すような位相差と温度の関係より患者３２の温度が制御部５４によって求められる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る温度測定装置１０は、患者３２の温度に対応した信号を出力する無給電温度センサ２０と、無給電温度センサ２０からの出力信号に基づいて校正される温度算出校正装置４０とを備え、無給電温度センサ２０は、患者３２の温度に対応した出力信号を温度算出校正装置４０に無線で送信し、温度算出校正装置４０は、前記患者３２の温度に対応した出力信号に基づいて患者３２の温度を算出し、患者３２の温度に対応した出力信号の電界強度が閾値以上の場合に、無給電温度センサ２０が温度算出校正装置４０に載置されたと判断し、無給電温度センサ２０の出力信号に基づいて校正される。

このようにして、温度算出校正装置４０が校正されることにより、無給電温度センサ２０の経時変化による温度測定の誤差の発生を防ぐことができる。また、無給電温度センサ２０によって患者３２の温度を測定する者は、意識せずに無給電温度センサ２０に応じた温度算出校正装置４０の校正をすることができる。

また、温度算出校正装置４０の校正は、温度算出校正装置４０に設けられた温度センサ６０によって測定された温度算出校正装置４０の温度と、載置された無給電温度センサ２０によって算出された温度算出校正装置４０の温度とに基づいて行われる。

さらに、温度測定装置１０では、温度算出校正装置４０内のメモリ５６に算出した患者３２の温度を記録することにより、この記録した患者３２の温度に基づいて患者３２の温度変化を表示器５８に表示することにより、体調管理を効率的に行うこともできる。

さらにまた、送信部４４から周波数の異なるバースト波を送信することにより、患者３２に複数の無給電温度センサ２０を設置して、多面的に患者３２の温度を測定することができる。

また、電界強度検出部５２で検出された検出信号の電界強度が閾値Ｅthを超えた場合には、温度算出校正装置４０の表示器５８に校正中である旨を文字で表示したり、ＬＥＤ等を点灯するようにしてもよい。さらに、制御部５４に閾値Ｅthの他に閾値Ｅthよりも大きな閾値Ｅxを設定して、前記検出信号の電界強度と比較し、前記検出信号の電界強度が閾値Ｅxよりも大きい場合や、無給電温度センサ２０が温度算出校正装置４０に載置されているにも拘わらず、検出信号の電界強度が閾値Ｅthを超えない場合には、無給電温度センサ２０が故障している旨を文字で表示したり、文字の表示又はＬＥＤ等の点灯をさせないことにより無給電温度センサ２０が故障していると判断するようにしてもよい。

さらに、図１Ａでは、患者３２として患者が対象であったが、これに限定されるものではなく、温度を測定することが可能なもののすべてが対象となる。また、図１Ｂでは、無給電温度センサ２０はリストバントに設けられているが、無給電温度センサ２０が設けられる対象はこれに限定されるものではなく、患者３２に応じて適宜、変更することができる。

また、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る温度測定校正装置の全体の説明図であり、図１Ｂは、無給電温度センサによる温度算出校正装置の校正の説明図である。無給電温度センサの構成、温度算出校正装置の構成の説明図である。被測定物の温度を算出するために用いる位相差と温度との関係を示す図である。

符号の説明

１０…温度測定装置２０…無給電温度センサ
２２、４２…アンテナ２４…弾性表面波素子
２６…櫛形電極２８…反射器
３０…圧電基板３２…患者
４０…温度算出校正装置４４…送信部
４６…受信部４８…送受波器
５０…位相差検出部５２…電界強度検出部
５４…制御部５６…メモリ
５８…表示器６０…温度センサ
６２…校正領域

Claims

被測定物の温度に対応した信号を出力する無給電温度センサと、
前記無給電温度センサからの出力信号に基づいて自身の温度を校正することにより、前記被測定物の温度を補正するための校正データを求める温度算出校正装置と、
を備え、
前記無給電温度センサは、前記被測定物の温度に対応した出力信号を前記温度算出校正装置に無線で送信し、
前記温度算出校正装置は、前記被測定物の温度に対応した出力信号及び前記校正データに基づいて被測定物の温度を算出し、前記被測定物の温度に対応した出力信号の電界強度が閾値以上の場合に、前記無給電温度センサが前記温度算出校正装置に載置されたと判断し、前記無給電温度センサの出力信号に基づいて前記温度算出校正装置の温度を校正し、前記校正データを求める
ことを特徴とする温度測定装置。
請求項１記載の温度測定装置において、
前記温度算出校正装置の校正は、前記温度算出校正装置に設けられた温度センサによって測定された前記温度算出校正装置の温度と、前記温度算出校正装置に載置された前記無給電温度センサによって算出された前記温度算出校正装置の温度とに基づいて行われる
ことを特徴とする温度測定装置。
請求項１又は２記載の温度測定装置において、
前記温度算出校正装置は、算出した前記被測定物の温度を記録し、記録した前記被測定物の温度に基づいて前記被測定物の温度変化を表示部に表示する
ことを特徴とする温度測定装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度測定装置において、
前記無給電温度センサは、弾性表面波素子から構成される
ことを特徴とする温度測定装置。