JPH02140137A - 人体上で音響、圧力及び振動の非侵入的測定をするセンサー - Google Patents
人体上で音響、圧力及び振動の非侵入的測定をするセンサーInfo
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- JPH02140137A JPH02140137A JP63332795A JP33279588A JPH02140137A JP H02140137 A JPH02140137 A JP H02140137A JP 63332795 A JP63332795 A JP 63332795A JP 33279588 A JP33279588 A JP 33279588A JP H02140137 A JPH02140137 A JP H02140137A
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- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/02—Stethoscopes
- A61B7/04—Electric stethoscopes
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/02—Microphones
- H04R17/025—Microphones using a piezoelectric polymer
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0204—Acoustic sensors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の分野
本発明は身体上で、音響、圧力、及び振動の非侵入的測
定をするセンサーに関するものである。
定をするセンサーに関するものである。
（２）従来の技術
そうしたセンサーは、パルス採取を記述している文書［
内部パルス採取器による循環制御（システム； Ｂｏｕ
ｃｋｅ−Ｂｒｅｃｈｔ）から知られている。このピック
アップ（センサー）の特長は、ある包囲内に配列されて
いる特殊な型の容量性巻線と巻線心とに関して有効な探
針にある。コンデンサーの芯は空気クツションを内蔵し
ている内部ゴムジャケットにより取巻かれている。この
ゴムジャケットは銀線網目により包囲されており、これ
が代って、それの外部表面の周りに、外部ゴムジャケッ
トにより取巻かれている。
内部パルス採取器による循環制御（システム； Ｂｏｕ
ｃｋｅ−Ｂｒｅｃｈｔ）から知られている。このピック
アップ（センサー）の特長は、ある包囲内に配列されて
いる特殊な型の容量性巻線と巻線心とに関して有効な探
針にある。コンデンサーの芯は空気クツションを内蔵し
ている内部ゴムジャケットにより取巻かれている。この
ゴムジャケットは銀線網目により包囲されており、これ
が代って、それの外部表面の周りに、外部ゴムジャケッ
トにより取巻かれている。
このセンサーは高容量の静電変換器であり、これが人体
の適当な部分に結束ないし包帯により取付けられ、パル
スピックアップとされている。
の適当な部分に結束ないし包帯により取付けられ、パル
スピックアップとされている。
他の公知のセンサーとしては、特に心音測定に使用され
るものは、探針の振れを機械電気的変換器へ送信する梃
子機構を伴う探針を特長としている。
るものは、探針の振れを機械電気的変換器へ送信する梃
子機構を伴う探針を特長としている。
この種のセンサーは、特にそれらが大きく比較的重くて
、身体表面に適用したときに患者の状態には寄与せず、
従って、患者が休息している時にのみ実際に測定を行え
ない。これは、代って、該公知センサーの応用範囲を制
限する。何故なら、動的測定は、例えば、患者が動いて
いる時には、殆んど不可能であるか、 または、関係する人に可成りの抵抗をうけてのみ行われ
る。
、身体表面に適用したときに患者の状態には寄与せず、
従って、患者が休息している時にのみ実際に測定を行え
ない。これは、代って、該公知センサーの応用範囲を制
限する。何故なら、動的測定は、例えば、患者が動いて
いる時には、殆んど不可能であるか、 または、関係する人に可成りの抵抗をうけてのみ行われ
る。
発明の概要
従って、本発明の目的は、軽量のセンサーで、それの寸
法が小さく、測定の邪魔にならぬものを創作することで
ある。
法が小さく、測定の邪魔にならぬものを創作することで
ある。
この目的は、人体上で音響、圧力、及び振動を非侵人的
に測定するセンサーで、下記の如くにして成るものによ
り達成される。
に測定するセンサーで、下記の如くにして成るものによ
り達成される。
該身体の表面上に置くことが出来、機械的入力変数を感
知することを特長とするセンサー電池と、該センサーと
組合され、該機械的入力変数を電気信号に変換する変換
器と、 該変換器に接続されている送信装置と、該送信装置を経
て該変換器に接続されていて、処理装置へ接続され得る
ようになっている信号耐増幅器とから成っていて、ここ
で該変換器は変換器隔膜になっている。
知することを特長とするセンサー電池と、該センサーと
組合され、該機械的入力変数を電気信号に変換する変換
器と、 該変換器に接続されている送信装置と、該送信装置を経
て該変換器に接続されていて、処理装置へ接続され得る
ようになっている信号耐増幅器とから成っていて、ここ
で該変換器は変換器隔膜になっている。
変換器を変換器隔膜の形態にすることで、本発明の目的
としてのセンサーは、極めて簡潔で軽量にすることが出
来、その結果、該センサーは人体に、即ち、着用者にと
って着用が決して邪魔にならないようになる。従って、
着用者が動的荷重条件下にあり、例えば、着用者が種々
の種類の運動を行う時にでも、測定を行うことが何らか
の問題もなく出来るようになる。
としてのセンサーは、極めて簡潔で軽量にすることが出
来、その結果、該センサーは人体に、即ち、着用者にと
って着用が決して邪魔にならないようになる。従って、
着用者が動的荷重条件下にあり、例えば、着用者が種々
の種類の運動を行う時にでも、測定を行うことが何らか
の問題もなく出来るようになる。
センサーが軽量であるせいで、非常に良好な測定特性が
得られ、それにより、センサーを本発明の目的として使
用するときには、非常に正確な結果が得られる。
得られ、それにより、センサーを本発明の目的として使
用するときには、非常に正確な結果が得られる。
設計規準を達成するために、実験的試験が行われた。レ
ーザードプラー配列を使用しての近接測定は、音響及び
振動測定に於て、センサーの質量が身体表面上で測定さ
れる偏向変数を歪ませることを示した。信号の周波数従
屈振れに関してと、信号のバンド中とに関しては、単に
センサーの質量を減するのみではなく、測定点における
センサーの接触圧の量を減することによっても、最良の
測定信号が得られる。発明の枠組の中で行われる更に他
の試験でも、センサーの接触圧力の量に関しての標準参
照文献に含まれる情報を示し、それが測定値の非線形的
減衰を測定点に於ける周波数の関数として示した。高い
固有質量と形状のセンサーで、センサーの高い固有質量
からと、センサーを確実に保つに役立っている張力材は
紐またはベルトからとの一部の結果としても超な高い接
触圧力は、心臓音信号のより高い周波数に含まれる心臓
音の信頼しうる診断上の解決を許さない。
ーザードプラー配列を使用しての近接測定は、音響及び
振動測定に於て、センサーの質量が身体表面上で測定さ
れる偏向変数を歪ませることを示した。信号の周波数従
屈振れに関してと、信号のバンド中とに関しては、単に
センサーの質量を減するのみではなく、測定点における
センサーの接触圧の量を減することによっても、最良の
測定信号が得られる。発明の枠組の中で行われる更に他
の試験でも、センサーの接触圧力の量に関しての標準参
照文献に含まれる情報を示し、それが測定値の非線形的
減衰を測定点に於ける周波数の関数として示した。高い
固有質量と形状のセンサーで、センサーの高い固有質量
からと、センサーを確実に保つに役立っている張力材は
紐またはベルトからとの一部の結果としても超な高い接
触圧力は、心臓音信号のより高い周波数に含まれる心臓
音の信頼しうる診断上の解決を許さない。
本発明の若干の実施例を例として付図を参照して述べる
。
。
好ましい実施例の詳細な説明
第１図は本発明による測定回路２の一部をなすセンサー
Ｉの該略単純化図である。センサー１は、第１図に示す
如−く、測定されるシステムＳに適用されるセンサーセ
ル３を特長として居り、このシステムＳは、例えば、心
臓音、圧力、及び振動の如き音を検知する目的の人体で
ある。センサー１は、極めて軽く小さいから、例えば、
身体に調和した僅かに粘着性の物質でもって、人体に適
用できる。センサーセル３は非常に短いケーブル４と連
結具５を経て活動荷電増幅器６へ接続される。
Ｉの該略単純化図である。センサー１は、第１図に示す
如−く、測定されるシステムＳに適用されるセンサーセ
ル３を特長として居り、このシステムＳは、例えば、心
臓音、圧力、及び振動の如き音を検知する目的の人体で
ある。センサー１は、極めて軽く小さいから、例えば、
身体に調和した僅かに粘着性の物質でもって、人体に適
用できる。センサーセル３は非常に短いケーブル４と連
結具５を経て活動荷電増幅器６へ接続される。
活動荷電増幅器は信号前増幅器として機能するもので、
その出力が長いケーブルを経て処理装置７へ接続され、
これが代って、例えば、記録器Ｂの如き記録及び出力装
置へ接続されてもよい。
その出力が長いケーブルを経て処理装置７へ接続され、
これが代って、例えば、記録器Ｂの如き記録及び出力装
置へ接続されてもよい。
前述の回路２内では、センサー１は、下記の詳細に記し
た送信装置を形成するセンサーセル３、ケーブル４及び
信号前増幅器６により形成されている。
た送信装置を形成するセンサーセル３、ケーブル４及び
信号前増幅器６により形成されている。
前述の配列では、ケーブル４は出来るだけ短く維持され
るべきで、その長さは極端な場合、ゼロにまで短縮され
る、と言うことは、前増幅器６がセンサーセル３内また
は上に配置されることを意味する。
るべきで、その長さは極端な場合、ゼロにまで短縮され
る、と言うことは、前増幅器６がセンサーセル３内また
は上に配置されることを意味する。
加うるに、ケーブル４は誘電損失を最小にするため、高
絶縁抵抗と低キャパシタンスを有すべきである。ケーブ
ル４は、騒音から遮蔽することに関して有利にするため
に、同軸ケーブルとして設けることが好ましい。
絶縁抵抗と低キャパシタンスを有すべきである。ケーブ
ル４は、騒音から遮蔽することに関して有利にするため
に、同軸ケーブルとして設けることが好ましい。
送信装置４と前増幅器６とは更に無線送信装置になるよ
う合一させることが出来る。これは、長期及び／または
、集中的に患者を動的操作でも静止操作にても監視する
というような若干の応用の場合に、接続ケーブルを運ぶ
必要がないという利点がある。
う合一させることが出来る。これは、長期及び／または
、集中的に患者を動的操作でも静止操作にても監視する
というような若干の応用の場合に、接続ケーブルを運ぶ
必要がないという利点がある。
無線送信装置は高周波送信器の形を取ることが出来、そ
れの搬送信号が測定信号（入力）により変調される。し
かしながら、この配列には、例えば、個々の患者から得
られる信号を中央受信器で受理し、チャンネルに従って
分離し、すなわち、追加の高周波中間搬送器または、デ
ジタル信号送信の利点を使用するときのチャンネル選択
的信号コード化をすることが出来るようにする選択をす
る方法を含むべきである。信号コード化のためのこの種
の装置は通信システム技術に適切に記されている。
れの搬送信号が測定信号（入力）により変調される。し
かしながら、この配列には、例えば、個々の患者から得
られる信号を中央受信器で受理し、チャンネルに従って
分離し、すなわち、追加の高周波中間搬送器または、デ
ジタル信号送信の利点を使用するときのチャンネル選択
的信号コード化をすることが出来るようにする選択をす
る方法を含むべきである。信号コード化のためのこの種
の装置は通信システム技術に適切に記されている。
無線送信装置の更に別の実施態様では、赤外乃至レーザ
ー送信装置の形を採ることが出来る。ここでは又、前の
パラグラフで説明したような個別患者の信号値の特殊チ
ャンネル選択の為の手段を適用する。デジタル信号送信
装置はこの場合特に有利である。何故ならば、適当にデ
ジタルパルスのマーク／スペース比を選択することによ
り可成りのエネルギー節約が得られるからである。ｌ：
ＩＯから１ ： １０００までのマーク対スペース比を
赤外ないしレーザー送信装置に従ってとること及び、ど
の位遠く迄送信器が到達しうるかは、技術的に可能にし
得る。
ー送信装置の形を採ることが出来る。ここでは又、前の
パラグラフで説明したような個別患者の信号値の特殊チ
ャンネル選択の為の手段を適用する。デジタル信号送信
装置はこの場合特に有利である。何故ならば、適当にデ
ジタルパルスのマーク／スペース比を選択することによ
り可成りのエネルギー節約が得られるからである。ｌ：
ＩＯから１ ： １０００までのマーク対スペース比を
赤外ないしレーザー送信装置に従ってとること及び、ど
の位遠く迄送信器が到達しうるかは、技術的に可能にし
得る。
低動力供給事態では、デジタルセンサーデータは、光学
波案内ケーブルを経て送信することも出来る。上述した
ような送信装置の多岐利用の手段を考慮して、患者に適
用されるセンサーは、高周波送信器によって、及び／又
は、無線送信では光送信装置によって、又は、ケーブル
乃至光波案内ケーブルによって引っかけ上げることが出
来る。
波案内ケーブルを経て送信することも出来る。上述した
ような送信装置の多岐利用の手段を考慮して、患者に適
用されるセンサーは、高周波送信器によって、及び／又
は、無線送信では光送信装置によって、又は、ケーブル
乃至光波案内ケーブルによって引っかけ上げることが出
来る。
変調装置はそうすると、送信装置の上流での個別センサ
ー信号の選択を取扱う。
ー信号の選択を取扱う。
センサー信号のデジタル送信に対しては、変換器のアナ
凸グ測定信号がデジタル信号に変換されねばならない。
凸グ測定信号がデジタル信号に変換されねばならない。
これを行う方法は、関連する技術文献から充分に知られ
る。この目的の為には変換器のデジタル値の連続出力を
準備すると有利である。何故ならば、平行出力では送信
装置に関して追加的出費を要するからである。
る。この目的の為には変換器のデジタル値の連続出力を
準備すると有利である。何故ならば、平行出力では送信
装置に関して追加的出費を要するからである。
成るべくは、信号前増幅器６とアナログ／デジタル変換
器とは、単一機能の装置。例えば、荷電／周波数変換器
を使用する。これでは、機械電気的変換器の荷電量は周
波数比例信号に直接変換される。
器とは、単一機能の装置。例えば、荷電／周波数変換器
を使用する。これでは、機械電気的変換器の荷電量は周
波数比例信号に直接変換される。
以下には、第１図に示されたセンサーセルの第一の実施
態様を第２図に基き記述する。
態様を第２図に基き記述する。
第２図の展開図に描かれているセンサーセル３では包囲
８は電導性の第一部分９と電気不伝導性の第二部分９と
から成っている。
８は電導性の第一部分９と電気不伝導性の第二部分９と
から成っている。
第２図から分る如く、包囲の電導性第一部分９は動力学
的に平衡したポット形状の外形を有し、その前方板ｌｌ
内に中央開孔１１があることを特長とする。前方板１１
の内側上には可焼性隔膜の形になったスプリング素子１
３が留められていて、それが開孔１２を全くしめ切って
いる。第一の包囲部分９はまた、その周辺の環状壁１４
内に更に別の開孔１５が在ることを特長とし、それを通
して、接続用のリード１６がセンサーセル３の貼め合せ
た状況で導入され得る。第一の包囲部分９は電導性に形
成されるので、なるべくは真中製にする。第一包囲部分
９の表面は、消毒剤や清浄剤に耐えるように追加して塗
装されねばならない。このように表面を仕上げ塗装する
のは、ニッケルまたはクローム鍍金で達成出来る。
的に平衡したポット形状の外形を有し、その前方板ｌｌ
内に中央開孔１１があることを特長とする。前方板１１
の内側上には可焼性隔膜の形になったスプリング素子１
３が留められていて、それが開孔１２を全くしめ切って
いる。第一の包囲部分９はまた、その周辺の環状壁１４
内に更に別の開孔１５が在ることを特長とし、それを通
して、接続用のリード１６がセンサーセル３の貼め合せ
た状況で導入され得る。第一の包囲部分９は電導性に形
成されるので、なるべくは真中製にする。第一包囲部分
９の表面は、消毒剤や清浄剤に耐えるように追加して塗
装されねばならない。このように表面を仕上げ塗装する
のは、ニッケルまたはクローム鍍金で達成出来る。
電気非伝導性の包囲１０の蓋形第二部分は例えば塩ビ製
とじつる。しかしながら、使用されるプラスチックは消
毒剤や清浄剤と接触しても不変である機械的化学的性質
を持たねばならない。加うるに、このプラスチックは成
程度温度変化に不感性で患者がプラスチックから放出さ
れるガスにさらされていることがないようにすべきであ
る。詳しくは第二の包囲部ｌＯも動的に平衡のとれた形
にして、外径ＤＡは公差要求に従い、第一包囲部９の内
径り、に合っているか、若干太き目にする。
とじつる。しかしながら、使用されるプラスチックは消
毒剤や清浄剤と接触しても不変である機械的化学的性質
を持たねばならない。加うるに、このプラスチックは成
程度温度変化に不感性で患者がプラスチックから放出さ
れるガスにさらされていることがないようにすべきであ
る。詳しくは第二の包囲部ｌＯも動的に平衡のとれた形
にして、外径ＤＡは公差要求に従い、第一包囲部９の内
径り、に合っているか、若干太き目にする。
加うるに第二包囲部９は特長として、環状形のカラー１
７にして、その外径ｄＡは外径ＤＡより小さ（するが、
二つの部分の内径は等しくする。第二包囲部ｌＯの前部
外壁１８には開孔１９を設け、これを圧力喰違い口に役
立たせる。ケーブル１６は第二包囲部ｌＯの環状壁地域
２１内の開孔２０を通し挿入されて、内部でしっかり留
められる。
７にして、その外径ｄＡは外径ＤＡより小さ（するが、
二つの部分の内径は等しくする。第二包囲部ｌＯの前部
外壁１８には開孔１９を設け、これを圧力喰違い口に役
立たせる。ケーブル１６は第二包囲部ｌＯの環状壁地域
２１内の開孔２０を通し挿入されて、内部でしっかり留
められる。
この目的には、光輝のある端２２を、例えば、変換器隔
膜２３の形になった変換器に接着により接続出来るよう
にする。
膜２３の形になった変換器に接着により接続出来るよう
にする。
変換器隔膜２３は、なるべくは、圧電箱として設け、こ
れは、例えば、両側面に電気伝導性フィルム真空蒸着し
たプラスチック体にて作る。第２図に詳細を示した如く
、箱はそれがはめ込まれる前は本質的に平坦であり、ま
た動的に平衡がとれたものであり、成るべくは円形にす
る。箱２３のはめ込みは、以下により詳しく記す。
れは、例えば、両側面に電気伝導性フィルム真空蒸着し
たプラスチック体にて作る。第２図に詳細を示した如く
、箱はそれがはめ込まれる前は本質的に平坦であり、ま
た動的に平衡がとれたものであり、成るべくは円形にす
る。箱２３のはめ込みは、以下により詳しく記す。
センサーセル３は締め用リング２４をも有し、これも動
的に平衡がとれたもので、場所に取付けられたとき、第
二包囲部１０と接続するように働く。締めリング２４は
、環状部２６に対向してより厚い壁厚の底部２５を持っ
ている。環状部２６は内径がｄ□で、これは、包囲部１
０の環状部１７の外径ｄＡに本質的に概当することが出
来る。
的に平衡がとれたもので、場所に取付けられたとき、第
二包囲部１０と接続するように働く。締めリング２４は
、環状部２６に対向してより厚い壁厚の底部２５を持っ
ている。環状部２６は内径がｄ□で、これは、包囲部１
０の環状部１７の外径ｄＡに本質的に概当することが出
来る。
隔膜２３は、締めリング２４と第二包囲部との間に張力
をつけて挟まれるから、隔膜を設置または張力付けする
過程の間に、環状地域２６と環状地域１７とを形成する
ことにより、隔膜２３の異る前張力付けを達成すること
が出来る。これは、換言すれと、公差がきつい時は高い
前張力付けが達成出来ることを意味し、それは、前張力
付けは、締付はリング２４の内径の増大するにつれ減少
するが、締付はリング２４の内径は第二包囲部分ｌＯの
環状地域Ｉ７の外径と本質的に同じであることを意味す
る。これらのはめ合せのパラメーターは変換器隔膜２３
が僅かに数マイクロメーターの厚さであるので、このよ
うに選ぶことが出来る。
をつけて挟まれるから、隔膜を設置または張力付けする
過程の間に、環状地域２６と環状地域１７とを形成する
ことにより、隔膜２３の異る前張力付けを達成すること
が出来る。これは、換言すれと、公差がきつい時は高い
前張力付けが達成出来ることを意味し、それは、前張力
付けは、締付はリング２４の内径の増大するにつれ減少
するが、締付はリング２４の内径は第二包囲部分ｌＯの
環状地域Ｉ７の外径と本質的に同じであることを意味す
る。これらのはめ合せのパラメーターは変換器隔膜２３
が僅かに数マイクロメーターの厚さであるので、このよ
うに選ぶことが出来る。
加つるに、副尺調整のためには、締付はリング２４の面
積または第二包囲部ＩＯの面積をお互いに滑り接触、即
ち、それらの傾斜を異るように形成すればよい。
積または第二包囲部ＩＯの面積をお互いに滑り接触、即
ち、それらの傾斜を異るように形成すればよい。
締付はリング２４はまた、その面積２７内に円形の開孔
２８を持ち、それが、はめ合された時に、隔膜１３に接
触する。
２８を持ち、それが、はめ合された時に、隔膜１３に接
触する。
結局、センサーセル３は実施態様では、球形または楕円
面形探針２９になる。この探針２９は機械的入力変数の
感知に役立ち、かくして、使用時には、身体表面に適用
される。
面形探針２９になる。この探針２９は機械的入力変数の
感知に役立ち、かくして、使用時には、身体表面に適用
される。
第２図に展開図で示されたセンサーコイル３が組立てら
れると、探針２９第一包囲部９内にスプリング素子１３
をはめた後にスプリング素子１３上に中心に載せられ、
即ち、開孔１２に対して中心に載せられる。隔膜２３は
それから、締付はリング２４を用いた圧力を加えて第二
包囲部ｌＯへ締付けられる。この装置はそれから第一包
囲部９に挿入される。スプリング素子１３は第二包囲部
１０と締付はリング２４上へ半径方向に僅かな程度突出
しているから、装置が挿入されると（２４，１０，２３
）、第一包囲部９と電気接触が生ずる。
れると、探針２９第一包囲部９内にスプリング素子１３
をはめた後にスプリング素子１３上に中心に載せられ、
即ち、開孔１２に対して中心に載せられる。隔膜２３は
それから、締付はリング２４を用いた圧力を加えて第二
包囲部ｌＯへ締付けられる。この装置はそれから第一包
囲部９に挿入される。スプリング素子１３は第二包囲部
１０と締付はリング２４上へ半径方向に僅かな程度突出
しているから、装置が挿入されると（２４，１０，２３
）、第一包囲部９と電気接触が生ずる。
これが、例えば、送信装置４として使用される同軸ケー
ブルの遮蔽用ＧＮＤを第一の包囲部９へ電気的に接続す
るのに、電気回路を閉じることが単に必要であるかの理
由である。この目的には、隔膜２３は前述の具合と手段
で締付は具２４と第二包囲部ＩＯとの相互作用によって
と、探針２９が可焼性スプリング素子と接触しているこ
とのせいでの効果とで、前張力付けされる。この配置で
、探針２９とスプリング素子Ｉ３の該当する部分とは、
出口開孔１２を通って突出するので、センサーセル３が
組立てられると、前板１１の外表面を過ぎて突出し、か
くて探針２９は前張力付けされた隔膜２３に組合わされ
る。
ブルの遮蔽用ＧＮＤを第一の包囲部９へ電気的に接続す
るのに、電気回路を閉じることが単に必要であるかの理
由である。この目的には、隔膜２３は前述の具合と手段
で締付は具２４と第二包囲部ＩＯとの相互作用によって
と、探針２９が可焼性スプリング素子と接触しているこ
とのせいでの効果とで、前張力付けされる。この配置で
、探針２９とスプリング素子Ｉ３の該当する部分とは、
出口開孔１２を通って突出するので、センサーセル３が
組立てられると、前板１１の外表面を過ぎて突出し、か
くて探針２９は前張力付けされた隔膜２３に組合わされ
る。
この配置に於て、スプリング素子を形成している隔膜Ｉ
３の剛性は、変換器隔膜２３の剛性よりも小さい。なる
べくは、スプリング素子Ｉ３の剛性は変換器隔膜２３の
剛性のＩＯ乃至３０％になるようにする。加うるに、探
針２９の質量は包囲の質量よりずっと少い、特に好まし
い実施態様では、探針の質量は、包囲の質量が１．５５
ｇなのに対して０．０２ｇである。探針質量と包囲質量
との比は、種々の実施例に対し、１：１０からｌ：３０
の範囲である。
３の剛性は、変換器隔膜２３の剛性よりも小さい。なる
べくは、スプリング素子Ｉ３の剛性は変換器隔膜２３の
剛性のＩＯ乃至３０％になるようにする。加うるに、探
針２９の質量は包囲の質量よりずっと少い、特に好まし
い実施態様では、探針の質量は、包囲の質量が１．５５
ｇなのに対して０．０２ｇである。探針質量と包囲質量
との比は、種々の実施例に対し、１：１０からｌ：３０
の範囲である。
センサーセルの全質量は総てをひっくるめても非常に低
く、一般に２ｇ以下である。
く、一般に２ｇ以下である。
加うるに、注意すべきことは、圧力喰い違い口は、物理
的変数（音、圧力、振動）の感知されるものの受信波長
よりもずっと小さい（例えば、０゜５ｇ−０，８ｍｍ）
ａ 上述したように、スプリング素子１３によりはめ合せ状
況に封じられた時、探針２９は包囲８の外表面を過ぎて
突出するので、例えば、音、圧力、振動により身体表面
に生ぜられる機械的運動を感知することができる。これ
らの検出された機械的入力変数は、探針２９から変換器
を形成する圧電隔膜２３へ送信され、隔膜は代って、機
械的入力変数を電気信号に変換する。電気信号は、例え
ばケーブル４の形の送信装置を経て信号前増幅器５へ通
され、これが例えば第１図に例に示された回路配置によ
って信号の増幅を生ずる。それについては開示上の理由
で、急行参照をする。
的変数（音、圧力、振動）の感知されるものの受信波長
よりもずっと小さい（例えば、０゜５ｇ−０，８ｍｍ）
ａ 上述したように、スプリング素子１３によりはめ合せ状
況に封じられた時、探針２９は包囲８の外表面を過ぎて
突出するので、例えば、音、圧力、振動により身体表面
に生ぜられる機械的運動を感知することができる。これ
らの検出された機械的入力変数は、探針２９から変換器
を形成する圧電隔膜２３へ送信され、隔膜は代って、機
械的入力変数を電気信号に変換する。電気信号は、例え
ばケーブル４の形の送信装置を経て信号前増幅器５へ通
され、これが例えば第１図に例に示された回路配置によ
って信号の増幅を生ずる。それについては開示上の理由
で、急行参照をする。
処理装置７と記録器Ｐとでは、感知された信号が測定用
に評価されて出力される。
に評価されて出力される。
以下には、第３及び４図を参照して、センサーセル３′
の第二の実施態様を記す。
の第二の実施態様を記す。
センサーセル３′も電気伝導性第一包囲部９′と電気非
伝導性第二包囲部ｌＯ′とを特長とする。
伝導性第二包囲部ｌＯ′とを特長とする。
第一包囲部９′は本質的には、第一包囲部９と丁度同じ
形状をしているが、ずっと大きい外径と、開孔１２′も
第２図に示された実施態様の該当する径より大きい直径
を有する点が異っている。第二包囲部１０′・の形状は
、本質的には第二包囲部ＩＯのものと同じであるから、
実施態様の該当する形状については第２図を参照出来る
。
形状をしているが、ずっと大きい外径と、開孔１２′も
第２図に示された実施態様の該当する径より大きい直径
を有する点が異っている。第二包囲部１０′・の形状は
、本質的には第二包囲部ＩＯのものと同じであるから、
実施態様の該当する形状については第２図を参照出来る
。
センサーセル３′ もまた、変換器隔膜２３′を特長と
し、これも、なるべくは、圧電箱の形をとるようにする
。変換器隔膜２３′は、包囲８′中に導入された接続用
リード１６′により接触される。第４図から分る如く、
センサーセル３′ も動的に平衡化され、それにより、
はめられた時には、変換器隔膜２３′は電気伝導性第一
包囲部９′を過ぎて突出する。この配列でも、前張力付
けが、第−及び第二包囲部９′及び１０′の間の締付は
効果で生ぜられ、それにより、はめられた時、電気非伝
導性第二包囲部１０’の該当する周辺カラー１７′が開
孔１２’を通し、表面３Ｉを過ぎて突出する。変換器隔
膜２３′の該当する地域３２は、センサーセル３′が組
立てられる時に張力付けされ、表面３１から間をあけて
配置されているので、第２図の実施例とは反対に探針と
変換器との双方を形成する。これは特に単純だが、それ
にも拘らず高度に感知性なセンサーセル３′の形状を生
ずる利点がある。別の締付はリング、前張力付は用に役
立つスプリング素子、更に又、別の探針を無（すことも
可能である。従って、センサーセル３′は、より軽くさ
えも形成出来る。他方、必要ならば、第２図に示す如く
、締付はリングを追加使用も出来る。
し、これも、なるべくは、圧電箱の形をとるようにする
。変換器隔膜２３′は、包囲８′中に導入された接続用
リード１６′により接触される。第４図から分る如く、
センサーセル３′ も動的に平衡化され、それにより、
はめられた時には、変換器隔膜２３′は電気伝導性第一
包囲部９′を過ぎて突出する。この配列でも、前張力付
けが、第−及び第二包囲部９′及び１０′の間の締付は
効果で生ぜられ、それにより、はめられた時、電気非伝
導性第二包囲部１０’の該当する周辺カラー１７′が開
孔１２’を通し、表面３Ｉを過ぎて突出する。変換器隔
膜２３′の該当する地域３２は、センサーセル３′が組
立てられる時に張力付けされ、表面３１から間をあけて
配置されているので、第２図の実施例とは反対に探針と
変換器との双方を形成する。これは特に単純だが、それ
にも拘らず高度に感知性なセンサーセル３′の形状を生
ずる利点がある。別の締付はリング、前張力付は用に役
立つスプリング素子、更に又、別の探針を無（すことも
可能である。従って、センサーセル３′は、より軽くさ
えも形成出来る。他方、必要ならば、第２図に示す如く
、締付はリングを追加使用も出来る。
総ての同一な詳細及び機能については、第２図に示した
センサーセル３を参照出来る。
センサーセル３を参照出来る。
前述は人体上の測定に関してであるが、本発明の目的の
センサーは、例えば機械の如く、他の測定系にも適当で
ある。
センサーは、例えば機械の如く、他の測定系にも適当で
ある。
第１図は本発明の目的のセンサーを含むブロック図であ
る。 第２図は、第１図に示された回路に使用するに適するセ
ンサーの第一の実施態様の単純化展開断面図である。 第３図は、第１図示された回路に使用するに適するセン
サーの第二の実施態様の側面図である。 第４図は、第３図で矢印■の方向に第３図で示されたセ
ンサーの平面図である。 手続補正書防式） 平成１−年８月２日
る。 第２図は、第１図に示された回路に使用するに適するセ
ンサーの第一の実施態様の単純化展開断面図である。 第３図は、第１図示された回路に使用するに適するセン
サーの第二の実施態様の側面図である。 第４図は、第３図で矢印■の方向に第３図で示されたセ
ンサーの平面図である。 手続補正書防式） 平成１−年８月２日
Claims (23)
- （１）身体表面上に置くことが出来て、機械的入力変数
を感知する探針を特徴とするセンサーセル（電池）と、 該探針と組合され、該機械的入力変数を電気信号に変換
する変換器と、 該変換器に接続されている送信装置と、 該送信装置を経て該変換器に接続されていて処理用装置
に接続されていることが出来る信号増幅器とから成り、
該変換器は変換器隔膜であるところの、人体上で音響、
圧力、及び振動の非侵入的測定をするセンサー。 - （２）該変換器隔膜は圧電箱であるところの、請求項第
１項記載のセンサー。 - （３）該変換器は包囲の中に置かれているところの、請
求項第１または第２項記載のセンサー。 - （４）該包囲は、電気伝導性部分と電気的非伝導性部分
とから成っているところの、請求項第３項記載のセンサ
ー。 - （５）該包囲は力学的に均衡されているところの、請求
項第４項記載のセンサー。 - （６）該探針は該包囲の壁を貫通し、そこから突出して
いるところ、請求項第１項乃至第５項いづれかに記載の
センサー。 - （７）該探針の質量は該包囲の質量よりずっと小さいと
ころの、請求項第１項乃至第６項いづれかに記載のセン
サー。 - （８）該センサーの全質量は非常に低く、かつ、成るべ
くは２ｇ以下であるところの、請求項第７項記載のセン
サー。 - （９）該送信装置は短いケーブルであるところの、請求
項第１項乃至第８項いづれかに記載のセンサー。 - （１０）該ケーブルは高い絶縁抵抗と低いキャパシタン
スを有しているところの、請求項第９項記載のセンサー
。 - （１１）該包囲の該電気伝導部は真中で出来ているとこ
ろの、請求項第４項記載のセンサー。 - （１２）該包囲の非電導性部分は塩ビ製であるところの
、請求項第４項記載のセンサー。 - （１３）該信号前増幅器は有効荷電増幅器であるところ
の、請求項第１項乃至第１２項までの何れかに記載のセ
ンサー。 - （１４）該信号前増幅器は該包囲に出来るだけ近く置か
れるか、極端な場合はその上に置かれているところの、
請求項第１項乃至第１３項いづれかに記載のセンサー。 - （１５）該包囲には、受信するべき波長よりもずっと小
さい圧力喰違孔が設けられているところの、請求項第１
項乃至第１４項の何れかに記載のセンサー。 - （１６）該探針はスプリング素子により該変換器に組合
されているところの、請求項第１項乃至第１５項いづれ
かに記載のセンサー。 - （１７）該スプリング素子の剛性は変換器隔膜の剛性よ
りも少いところの、請求項第１６項記載のセンサー。 - （１８）該スプリング素子が可焼性隔膜であるところの
、請求項第１６又は第１７項記載のセンサー。 - （１９）該探針は球状又は楕円面状であるところの、請
求項第１項乃至第１８項までの何れかに記載のセンサー
。 - （２０）該探針と該変換器とが一つになっているところ
の、請求項第１項乃至第１５項いづれかに記載のセンサ
ー。 - （２１）該探針と該変換器とが一つになっているものは
圧電変換器隔膜であるところの、請求項第２０項記載の
センサー。 - （２２）該隔膜が該包囲部分間に張力をかけられている
ところの、請求項第２０又は２１項記載のセンサー。 - （２３）該送信装置が、変調された高周波送信器から成
る無線送信装置であるか、又は、赤外乃至レーザー送信
線から成る光学送信器であるところの、請求項第１項乃
至第８項、及び、第１１項乃至第２２項にいづれか記載
のセンサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3744605.3 | 1987-12-31 | ||
| DE3744605A DE3744605C1 (de) | 1987-12-31 | 1987-12-31 | Messwertaufnehmer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02140137A true JPH02140137A (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=6343886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63332795A Pending JPH02140137A (ja) | 1987-12-31 | 1988-12-28 | 人体上で音響、圧力及び振動の非侵入的測定をするセンサー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5035247A (ja) |
| EP (1) | EP0325805A3 (ja) |
| JP (1) | JPH02140137A (ja) |
| DE (1) | DE3744605C1 (ja) |
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| EP0325805A3 (de) | 1989-09-06 |
| DE3744605C1 (de) | 1989-04-27 |
| US5035247A (en) | 1991-07-30 |
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