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REVENDICATIONS
1. Appareil de mesure de la température en valeur numérique d'un corps vivant, du type comprenant une sonde thermométrique de contact (1) comportant un élément thermosensible (2) dont une caractéristique électrique varie en fonction de la température, et un calculateur (Ca) commandé par cette sonde, pour fournir, sous forme électrique, la valeur numérique de la température mesurée analogiquement par la sonde, caractérisé en ce qu'il comporte, associé à la sonde (1), un contrôleur de contact (Co) pour contrôler que la sonde (I) est en contact ininterrompu avec une partie du corps vivant dont il s'agit de mesurer la température, pendant une durée prédéterminée, suffisante pour que la sonde ait le temps, vu son inertie thermique, de prendre effectivement la température de cette partie du corps,
ce contrôleur de contact (Co) comportant des moyens (Pi) pour commander le transfert d'informations du calculateur (Ca) à au moins un organe récepteur (R).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de temporisation (16) pour autoriser le transfert d'informations du calculateur (Ca) à au moins un organe récepteur (R) seulement après écoulement d'un laps de temps prédéterminé de contact ininterrompu de la sonde (I) avec la partie susdite du corps.
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comprend un détecteur de contact (3, 6) de la sonde (1) avec le corps susdit qui est disposé sur la sonde et agencé pour commander le contrôleur de contact (Co).
4. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens comparateurs (ICi) pour comparer la température mesurée par la sonde (Te), à une température de référence mémorisée (To) et différente de la température ambiante, ces moyens comparateurs (ICI) appartenant, avec la sonde elle-même (2, 63), au contrôleur de contact.
5. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens comparateurs (65) pour comparer entre elles deux à deux des températures mesurées successivement par la sonde (Ti; Ti-l), ces moyens comparateurs (65) appartenant, avec la sonde elle-même (1), au contrôleur de contact.
6. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comporte deux contacts électriques voisins (5, 7), isolés l'un de l'autre et disposés à la surface de la sonde (1), dans la région de la partie de mesure (2) de la sonde, pour que le contact de cette partie avec le corps (29) susdit établisse une liaison électrique entre ces contacts (5, 7).
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux contacts susdits (5, 7) sont dans un circuit électrique comportant une source de tension (11) connectée à un circuit logique (30) dont l'état est fonction de la tension à ses bornes, en série avec cette source et une résistance (31) de forte valeur, ce circuit étant ainsi fermé seulement lorsque la sonde est en contact avec le corps susdit.
8. Appareil selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comporte, disposée dans la région de la partie de mesure (2) de la sonde (la), une partie de condensateur électrique (32, 33) disposée dans un circuit capacitif (35) et comprenant une armature (32) recouverte d'une couche isolante (33) destinée à faire contact avec le corps susdit (29) en même temps que la sonde (la), ce corps (29) formant alors l'autre armature du condensateur, pour que la variation de capacité totale du circuit soit modifiée lorsque la sonde (la) est en contact avec la partie susdite (29) du corps.
9. Appareil selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comporte deux électrodes voisines (45, 46), de nature chimique différente, disposées à la surface de la sonde, dans la région de sa partie de mesure (2), ces électrodes étant disposées dans un circuit de commande (fig. 4) qui comporte des moyens d'amplification (50) de la tension d'origine électrochimique apparaissant entre ces électrodes lorsqu'elles sont mises en contact avec une partie humide, formant électrolyte, du corps susdit, et qui comporte en outre un élément logique (55) dont l'état varie en réponse aux variations de cette tension.
10. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comporte deux contacts électriques (60, 61) portés par la sonde, disposés à proximité l'un de l'autre et mobiles l'un par rapport à l'autre, l'un au moins de ces contacts (60, 61) étant élastiquement mobile par rapport à l'autre, pour qu'une pression exercée sur le corps susdit par cette partie sensible produise le déplacement de la partie mobile de ces contacts et la mise en contact électrique de ces deux contacts et la fermeture d'un circuit de commande.
il. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le contrôleur de contact est agencé pour autoriser le transfert d'informations du calculateur au récepteur lorsque la première de ces températures est au moins égale à la seconde (fig. 6).
12. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comporte des moyens comparateurs réagissant lorsque la température mesurée par la sonde passe d'une valeur pratiquement stationnaire à une valeur supérieure (fig. 9).
13. Appareil selon la revendication 5, agencé pour effectuer de manière cyclique plusieurs mesures préliminaires de température, avant une mesure effective de température, et pour mémoriser les valeurs numériques successives de ces mesures préliminaires, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur (72) agencé pour être incrémenté lorsque deux valeurs préliminaires successives (Tj; Tm) sont égales, et pour être remis à zéro lorsqu'elles sont différentes, des moyens (74, 75) interrompant la mémorisation desdites valeurs lorsque le contenu du compteur (72) atteint une valeur prédéterminée, la dernière valeur mémorisée (Tm) constituant alors la valeur effective mesurée.
14. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le calculateur (Ca) est agencé pour générer périodiquement un signal numérique dont la valeur varie avec la température mesurée par la sonde, caractérisé en ce que le contrôleur de contact est agencé pour commander le transfert des valeurs numériques successives dudit signal à au moins un organe récepteur, par exemple une mémoire et/ou un moyen d'affichage numérique, en réponse à la détection du contact entre la sonde et le corps susdit (fig. 6).
15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le contrôleur de contact comporte un circuit (65; IC1) agencé pour comparer périodiquement entre elles, deux à deux, les valeurs successives dudit signal numérique (Ti; Ti-l) représentatif de la température mesurée par la sonde (2), et produire ledit transfert lorsque l'écart entre ces valeurs successives passe de zéro à une valeur positive.
On connaît des thermomètres électroniques de divers types, comprenant une sonde thermométrique destinée à être mise en contact avec un corps dont la température est à mesurer. Toutefois, ces thermomètres connus ont l'inconvénient d'exiger de l'usager de maintenir la sonde en contact avec le corps considéré pendant un temps suffisant. Si le maintien en contact de la sonde avec ledit corps est trop bref pour la mesure, les circuits électroniques ne peuvent pas calculer la valeur numérique correcte de la température à mesurer, ce qui peut conduire à un fonctionnement perturbé et à des pertes de valeurs de températures antérieurement mémorisées et encore nécessaires.
La présente invention vise à fournir un appareil de mesure de la température en valeur numérique d'un corps vivant, qui soit exempt de cet inconvénient, c'est-à-dire qui ne fasse que des mesures correctes, et elle a pour objet un appareil qui est conforme à la revendication 1.
Les dessins annexés représentent, schématiquement et à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil de mesure de la température selon l'invention.
Fig. I est un schéma d'une forme d'exécution de l'appareil illustrant le principe de l'invention.
Fig. 2, 3, 4 et 5 illustrent différentes variantes de la sonde.
Fig. 6, 7, 8 représentent schématiquement trois autres formes d'exécution de l'appareil.
Fig. 9 est un diagramme explicatif du fonctionnement de la forme d'exécution selon fig. 8.
Dans la forme d'exécution selon fig. I, l'appareil comprend une sonde thermométrique I dans laquelle est disposé un élément thermosensible 2 (thermistance) dont une caractéristique électrique (la résistivité) varie en fonction de la température. Sur cette sonde thermométrique et au voisinage de la partie dans laquelle se trouve l'élément 2, il est disposé un détecteur de contact constitué par un interrupteur 3 prévu pour se fermer au moment où on applique la sonde contre une partie d'un corps vivant dont on veut déterminer la température. On voit que ce contact ou interrupteur 3 pivote en 4 sur une partie métallique 5 de la sonde, tandis que lorsque ce commutateur 3 se ferme, il vient faire contact avec une partie 6 fixée sur le corps métallique de la sonde, visible en 7.
La partie 5 est reliée par un conducteur 8 à une autre partie de l'appareil, comme on le verra plus loin, tandis que la partie 7 est reliée par un conducteur 9 à une autre partie de l'appareil, comme on le verra aussi plus loin. L'élément thermosensible 2 est relié par des conducteurs 10 à d'autres parties de l'appareil comme il sera expliqué plus loin.
L'appareil comprend en gros une partie Co qui constitue un contrôleur de contact de la sonde avec le corps dont on veut mesurer la température et un récepteur R qui est destiné à recevoir, sous forme numérique, la température mesurée du corps avec lequel la sonde est mise en contact. Une calculatrice Ca dont la fonction est de convertir sous forme numérique les valeurs de température données sous forme analogique par l'élément 2 au moyen du conducteur 10. Une porte Pi est disposée entre le calculateur Ca et le récepteur R. Dans une variante, la porte Pi pourrait être remplacée par une porte P2 disposée entre la sonde et le calculateur Ca.
Le contrôleur Co comprend un circuit que l'on va décrire maintenant et dont la fonction est de s'assurer qu'il y a contact entre la sonde et le corps dont on veut mesurer la température et que ce contact reste ininterrompu pendant un laps de temps suffisant pour que l'on soit sûr, étant donné l'inertie thermique de la sonde, que celle-ci a effectivement pris la température de la partie du corps avec laquelle elle est en contact (constante de temps de la sonde). Il s'agit donc de s'assurer que le contact entre 3 et 6 existe et qu'il est maintenu sans interruption pendant ce laps de temps au moins. Pour cela, le contrôleur Co comprend le circuit que voici: une source d'alimentation électrique 11, dont le côté positif est relié à la partie 7 de la sonde par le conducteur 9; le côté négatif est mis à la terre.
Le circuit comprend encore un transistor 12 dont la base est reliée au conducteur 8 à travers une résistance 13 de par exemple 1 kQ. Le conducteur 8 est relié à la masse à travers une résistance 14 de valeur élevée, par exemple 1 Mn. Une diode 15 relie le conducteur 8 à une armature d'un condensateur 16 à travers une résistance 17 de par exemple I MQ. La valeur de cette résistance est choisie pour déterminer la durée imposée pendant laquelle le contact entre 3 et 6 doit être ininterrompu. L'autre armature du condensateur 16 est mise à la masse.
Le condensateur pourra avoir une capacité de par exemple 500 uF.
L'émetteur du transistor 12 est relié à un point situé entre la résistance 17 et le condensateur 16. Cette liaison sert à décharger rapidement le condensateur 16 au cas où, pendant la durée imposée de non-ouverture du contact entre 3 et 6, une ouverture se produirait accidentellement. Le collecteur du transistor 12 est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 18 de par exemple 22 Q. Le circuit considéré comporte en outre un comparateur de tension 19.
En 20 on voit l'entrée inverseuse du comparateur 19 et en 21 l'entrée non inverseuse de ce comparateur. La tension de la source 20 est divisée au moyen de trois résistances 22, 23, 24 dont la dernière est ajustable de manière que la tension en 20 corresponde au temps de charge désiré pour le condensateur 16. L'entrée est reliée à la sortie de la résistance 17 et à l'entrée du condensateur 16, ainsi qu'à l'émetteur du transistor 12. L'alimentation du comparateur a lieu par la source 11 par l'intermédiaire des conducteurs 25, 26.
Le fonctionnement du circuit décrit est le suivant. Lorsque le contact s'établit entre 3 et 6, le condensateur 16 commence à se charger à travers la diode 15 et la résistance 17. Au fur et à mesure qu'il se charge, sa tension en 21 est comparée à la tension choisie en 20. Dès que la tension en 21 dépasse la tension en 20, la sortie 27 du comparateur 19 change de niveau logique de zéro à 1. On verra plus loin que ce changement de niveau constitue un signal agissant sur la porte Pi. Ce cas correspond à celui où le contact entre 3 et 6 est resté ininterrompu pendant toute la durée exigée qui est, comme on l'a indiqué plus haut, au moins égale à la constante de temps de la sonde.
Si l'on se trouve dans le cas d'un changement résultant du fait que le contact entre 3 et 6 se trouve rompu avant que la durée imposée se soit écoulée, alors, au moment de l'ouverture du contact entre 3 et 6, la base du transistor 12 qui était reliée à la borne positive de la source 11 par le conducteur 8, ce qui bloque le transistor, se trouve maintenant reliée à la masse par l'intermédiaire de la résistance 14, ce qui provoque la décharge rapide du condensateur 16 à travers le transistor et la résistance 18. Dès lors, le comparateur 19 ne peut pas délivrer de signal de sortie en 27 et, par conséquent, la porte Pi ne peut pas être actionnée. Le but est en effet de n'ouvrir cette porte que lorsqu'il est établi que le contact entre 3 et 6 est resté ininterompu pendant la durée fixée.
Au moment de l'ouverture de la porte Pi, la valeur numérique calculée de la température fournie par le calculateur Ca est autorisée à être transférée à un ou plusieurs organes récepteurs R, par exemple un affichage et/ou une mémoire. Bien entendu, comme déjà mentionné plus haut, la porte Pi disposée entre le calculateur Ca et le récepteur R pourrait être remplacée par une porte P2 disposée entre la sonde et le calculateur Ca. Le fonctionnement serait semblable, simplement on agirait sur l'entrée du calculateur au lieu d'agir sur sa sortie.
On voit de la description qui précède que le contrôleur de contact Co assure que la transmission de données (c'est-à-dire de la température en valeur numérique) du calculateur au récepteur n'est autorisée que si le contact entre 3 et 6 est fermé et reste fermé de façon ininterrompue pendant le laps de temps prédéterminé correspondant au réglage de l'appareil. De cette façon, on est sûr que la valeur numérique de température transmise par le calculateur au récepteur est bien celle de la température du corps avec lequel la sonde est en contact, car on a donné à cette sonde le temps de prendre la température de ce corps en tenant compte de sa propre constante de temps.
La fig. 2 représente une première forme d'exécution de la sonde pouvant être utilisée en pratique, celle illustrée sur la fig. I et comportant un interrupteur 3, 6 ayant été donnée pour faciliter la compréhension mais ne correspondant pas aux besoins d'une utilisation pratique. Sur la fig. 2, on retrouve l'élément thermosensible 2 et on voit que les parties métalliques 5 et 7 sont mécaniquement reliées entre elles par une partie isolante 28 qui les isole l'une de l'autre. Au moment où une partie 29 d'un corps vivant dont la température est à mesurer est appliquée sur la sonde, de façon à toucher à la fois la partie 5 et la partie 7, il s'établit une liaison électrique entre ces parties 5 et 7 à travers la partie 29 du corps. La résistance de la partie du corps 29 entre 5 et 7 peut être désignée par Rc.
Dans le cas d'un tel moyen détecteur de contact entre le corps 29 et la sonde 1, il est nécessaire d'ajouter au circuit selon fig. 1 un amplificateur opérationnel 30 monté en adaptateur d'impédance entre le conducteur 8 et le point A de la fig. 1. Une résistance 31 de par exemple 10 Mn est disposée entre l'entrée non inverseuse 21a de 30 et la masse. Cette entrée est reliée par ailleurs au conducteur 8. Pour le reste, le circuit est identique au cas de la fig. 1.
Dans l'exemple de sonde représenté sur la fig. 3, la disposition est la suivante. Le corps la de la sonde est en matière isolante. A l'intérieur de son extrémité de mesure se trouve d'une part l'élément thermosensible 2 et, d'autre part, une pièce métallique 32 qui constitue une armature d'un condensateur, dont le diélectrique est constitué par la partie 33 en matière isolante de la sonde. Lorsqu'on amène une partie 29 du corps dont la température est à mesurer en contact avec la partie 33, cette partie 29 ferme la deuxième armature d'un condensateur dont le diélectrique est en 33 et la première électrode en 32. On a symbolisé ce condensateur en 34. Le circuit comporte un oscillateur LC 35 dont on a indiqué uniquement la capacité, en 36.
La capacité 34 est reliée à l'entrée de l'oscillateur d'une part par un conducteur 37, relié lui-même à 32, et, d'autre part, à 29 par l'intermédiaire d'un conducteur 38 aboutissant à une gaine métallique 39 de la sonde la. Cette gaine est disposée comme on le voit sur le dessin, de manière que la partie du corps 29 soit en contact avec elle et s'étende jusqu'en regard de la pièce métallique 32 pour fermer la capacité symbolisée par 34. On comprend que lorsque la partie 29 est amenée dans la position représentée sur la fig. 3, la capacité 34 se trouve en parallèle avec la capacité interne 36 de l'oscillateur 35, ce qui dérègle l'oscillateur, provoquant un signal alternatif à la sortie 40 de l'oscillateur, signal qui est redressé par un redresseur 41 et envoyé au point A de la fig. I par l'intermédiaire d'une résistance 42 et d'un trigger de Smitt 43.
Un élément de filtrage (condensateur) 44 est connecté entre 42 et 43 d'une part et la masse d'autre part, pour égaliser la tension continue délivrée au point A. Le rôle de l'élément 44 est d'assurer que le signal délivré par 43 soit propre, c'est-à-dire ait un flanc pratiquement vertical. Pour le reste, le circuit est pareil à celui de la fig. I et l'appareil assure, comme dans le premier exemple, que la transmission du calculateur au récepteur ne se fait que si le contact de 29 avec la sonde existe et est maintenu pendant la durée voulue.
Dans l'exemple de sonde selon fig. 4, la disposition est la suivante. La sonde comporte une gaine métallique 45 en un métal tel que du zinc et une cape 46 en un autre métal tel que de l'or ou un autre métal dont la surface est dorée. Une partie isolante 47 sépare 45 de 46. Les deux métaux de 45 et 46 sont choisis tels que lorsqu'on amène une partie 29 du corps dont on veut mesurer la température en contact à la fois avec 45 et 46, si cette partie est humide et forme un électrolyte, les parties 45, 46 et 29 constituent une pile générant une certaine tension. Une des électrodes, 45, de cette pile est reliée à la masse par le conducteur 48, tandis que l'autre électrode constituée par 46 est reliée par un conducteur 49 à une entrée d'un amplificateur 50, par l'intermédiaire d'une résistance 51.
L'autre entrée de cet amplificateur est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 52 et d'un conducteur 53. La source d'alimentation électrique est représentée en 11, comme dans la fig. 1. L'amplificateur 50 est alimenté par la source, comme on le voit sur le dessin. Une résistance de contre-réaction 54 détermine le gain de l'amplificateur 50.
La sortie de l'amplificateur 50 donne un signal électrique proportionnel à la tension fournie par la pile 45, 29, 46. Ce signal agit sur une entrée d'un comparateur 55, par l'intermédiaire d'une résistance 56. Un diviseur de tension, constitué par une résistance 57 et une résistance variable 58, alimente l'autre entrée du comparateur 55 lequel est alimenté par la source 11. La sortie du comparateur est reliée au point A du circuit selon fig. 1. Là encore, l'appareil n'autorise le transfert de l'information du calculateur au récepteur que si le contact est établi par 29 entre 45 et 46 et reste ininterrompu pendant la durée fixée pour l'opération de mesure de température.
La fig. 5 illustre une réalisation pratique de la sonde selon fig. 1.
Le corps 59 en matière isolante de la sonde est légèrement flexible et il est disposé à son intérieur deux pièces métalliques 60, 61 isolées électriquement l'une de l'autre et qui, à leur extrémité de gauche sur la fig. 5, sont normalement légèrement distantes l'une de l'autre.
C'est à proximité de cet intervalle entre 60 et 61 que se trouve l'élément thermosensible 2. Un tampon en matière élastique 62 tend constamment à écarter l'une de l'autre les pièces 60 et 61. Lorsqu'on sert l'extrémité de la sonde entre deux parties 29a, 29b d'un corps dont on veut mesurer la température (par exemple les deux lèvres entre lesquelles on introduit la sonde dans la bouche), l'extrémité de cette sonde s'aplatit légèrement et le contact électrique s'établit entre 60 et 61. Dans ces conditions, le circuit est identique à celui de la fig. 1.
Dans l'exemple selon la fig. 6, la sonde est représentée en 63. Elle ne comporte aucun élément détecteur de contact contrairement à ce qui est le cas dans les exemples précédents. Elle contient simplement, à l'intérieur de son extrémité de mesure, l'élément thermosensible 2.
Cet élément thermosensible 2 est relié à un calculateur A/D tel que
Ca sur fig. 1. La porte correspondant à Pi sur fig. I est remplacée ici par une porte 1C3 (par exemple de type 74C373 de National Semi conductors).- Cette porte est destinée à laisser passer les informations venant du calculateur Ca lorsqu'il en reçoit la commande par le conducteur 64. La sortie du calculateur Ca est reliée par ailleurs à une entrée d'un comparateur ICI (par exemple de type 74C85 de National Semiconductors) en vue de comparer la valeur numérique Te de la température mesurée en 2, délivrée par Ca, à une température de référence TO mémorisée dans une mémoire Mo. Lorsque le comparateur IC1 constate que Te > TO, il délivre par sa sortie un signal au point A (fig. 1). Par ailleurs, le conducteur 64 est relié au point B (fig. 1).
Pour le reste, le circuit est pareil à celui de la fig. 1 et le fonctionnement aussi.
Dans l'exemple selon fig. 7, on voit une sonde 63 pareille à celle de fig. 6, un calculateur Ca pareil à celui de fig. 6, en IC1 se trouve un comparateur pareil à ICI de fig. 6. On voit en 65 un registre à décalage dont la fonction est de garder en mémoire la dernière valeur numérique de température Ti délivrée par le calculateur. Sa fonction est en outre de garder en mémoire la valeur précédente Ti
1, de manière à pouvoir délivrer constamment au comparateur ICI deux valeurs numériques mesurées consécutives Ti et Ti- 1. Lorsque le comparateur ICI constate que Ti > Ti-l, il délivre un signal par sa sortie qui va au point A (voir fig. 1). La porte 1C3 reçoit sa commande à partir du point B (voir fig. 1). Pour le reste, le circuit et le fonctionnement sont les mêmes que dans le cas de la fig. 1.
La fig. 8 illustre, sous forme de schéma-bloc, une dernière forme d'exécution. La sonde thermométrique ne comporte comme dans l'exemple précédent que l'élément thermosensible 2 qui agit sur le calculateur Ca, lequel transmet à une mémoire 66 la valeur Tj qu'il vient de calculer. La mémoire Tj envoie périodiquement la valeur qu'elle vient de recevoir à un comparateur 67. Par ailleurs, la mémoire 66 transmet la valeur Tj à une autre mémoire 68 lorsqu'une porte 69 l'autorise à le faire. Cette mémoire 68 mémorise une température Tm mesurée antérieurement par Ca. La valeur de Tm est envoyée régulièrement au comparateur 67. Lorsque ce comparateur constate que Tj > Tm, il donne un signal d'ouverture à la porte 69, par l'intermédiaire d'une porte logique OU 70.
De même, si le comparateur 67 constate que Tj < Tm, il donne le signal d'ouverture à la porte 69 par l'intermédiaire de la porte logique OU 70. Enfin, si le comparateur 67 constate l'égalité entre Tj et Tm, il donne un signal en-71 qui a pour effet d'incrémenter d'une unité un compteur 72. Ce compteur 72 est remis à zéro par le conducteur 73 chaque fois que la porte logique 70 laisse passer le signal, c'est-à-dire chaque fois qu'il y a inégalité entre Tj et Tm.
En 74 se trouve une mémoire dans laquelle on a mémorisé un certain nombre qui est celui du nombre de mesures successives que l'on admet être suffisantes pour permettre la validation de la température mesurée si elle est restée égale à elle-même durant ce nombre de mesures. Un comparateur 75 détermine donc si le nombre atteint en 72 est devenu égal à celui mémorisé en 74 ou s'il ne l'est pas. S'il est égal, le comparateur 75 donne par le conducteur 76 un signal à une porte 77 ouvrant celle-ci pour laisser passer la valeur Tm dans le récepteur R qui peut être constitué par une mémoire et/ou un affichage. Cette valeur Tm est alors la valeur mesurée validée de la température.
Toutefois, pour que l'appareil puisse distinguer automatiquement s'il est avant le début de la courbe représentée sur la fig. 9 ou dans la partie finale de celle-ci, car dans les deux cas l'appareil constate au cours de plusieurs mesures successives une différence nulle entre chaque mesure et la précédente, il est prévu un contact 78 placé entre la sortie du comparateur 75 et la porte 77. Ce contact 78 est normalement fermé et l'opérateur doit agir sur lui pour rouvrir juste avant de mettre la sonde en contact avec le corps. Ce contact est temporisé, c'est-à-dire qu'il se referme automatiquement au bout de quelques secondes lorsque l'on se trouve dans la partie ascendante de la courbe selon fig. 9.
Dès lors, il n'y a plus d'indétermination et l'appareil fonctionne uniquement sur la base des comparaisons de températures successives et détermine alors sans erreur le moment où on est arrivé dans la partie finale de la courbe où la croissance est nulle.
Le diagramme selon fig. 9 illustre ce qui se passe par ces mesures successives, en ordonnées on a indiqué les températures et en abscisses les mesures successives faites à des intervalles de temps égaux.
On voit que dans la première phase, au fur et à mesure que la sonde voit sa température augmenter et se rapprocher de celle du corps dont on veut déterminer la température, le transfert de Tm à R sera bloqué. Ce n'est qu'au moment où on aura pendant plusieurs mesures successives égalité de Tj à Tm, ce qui est représenté par la partie finale de la courbe, que la mesure sera validée et que Tm sera transféré en R.
La différence de fonctionnement entre cette forme d'exécution et celle selon fig. I est que l'on n'a pas ici un élément fixant la durée minimum des opérations de mesure, mais que la durée nécessaire est fournie par les mesures elles-mêmes, c'est-à-dire par le temps nécessaire pour arriver à l'égalité de température pendant un certain nombre suffisant, par exemple 5 ou 6, de mesures successives.
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CLAIMS
1. Apparatus for measuring the temperature in numerical value of a living body, of the type comprising a thermometric contact probe (1) comprising a thermosensitive element (2) whose electrical characteristic varies as a function of temperature, and a computer ( Ca) controlled by this probe, to supply, in electrical form, the digital value of the temperature measured analogically by the probe, characterized in that it comprises, associated with the probe (1), a contact controller (Co) for check that the probe (I) is in uninterrupted contact with a part of the living body whose temperature it is to measure, for a predetermined period, sufficient for the probe to have time, given its thermal inertia, to effectively take the temperature of this part of the body,
this contact controller (Co) comprising means (Pi) for controlling the transfer of information from the computer (Ca) to at least one receiving member (R).
2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a delay means (16) for authorizing the transfer of information from the computer (Ca) to at least one receiving member (R) only after lapse of a lapse predetermined time of uninterrupted contact of the probe (I) with the above-mentioned part of the body.
3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the contact controller comprises a contact detector (3, 6) of the probe (1) with the aforesaid body which is arranged on the probe and arranged to control the controller contact (Co).
4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises comparator means (ICi) for comparing the temperature measured by the probe (Te), to a stored reference temperature (To) and different from the ambient temperature , these comparator means (HERE) belonging, with the probe itself (2, 63), to the contact controller.
5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises comparator means (65) for comparing between them two to two temperatures measured successively by the probe (Ti; Ti-1), these comparator means (65 ) belonging, with the probe itself (1), to the contact controller.
6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the contact controller comprises two neighboring electrical contacts (5, 7), isolated from each other and arranged on the surface of the probe (1), in the region of the measuring part (2) of the probe, so that the contact of this part with the body (29) above establishes an electrical connection between these contacts (5, 7).
7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the two aforesaid contacts (5, 7) are in an electrical circuit comprising a voltage source (11) connected to a logic circuit (30) whose state is a function of voltage across its terminals, in series with this source and a resistor (31) of high value, this circuit thus being closed only when the probe is in contact with the aforementioned body.
8. Apparatus according to claim I or 2, characterized in that the contact controller comprises, arranged in the region of the measurement part (2) of the probe (la), an electric capacitor part (32, 33) disposed in a capacitive circuit (35) and comprising an armature (32) covered with an insulating layer (33) intended to make contact with the above-mentioned body (29) at the same time as the probe (la), this body (29) forming then the other armature of the capacitor, so that the variation in total capacity of the circuit is modified when the probe (la) is in contact with the above-mentioned part (29) of the body.
9. Apparatus according to claim I or 2, characterized in that the contact controller comprises two neighboring electrodes (45, 46), of different chemical nature, arranged on the surface of the probe, in the region of its measurement part ( 2), these electrodes being arranged in a control circuit (FIG. 4) which comprises means for amplifying (50) the voltage of electrochemical origin appearing between these electrodes when they are brought into contact with a wet part, forming electrolyte, of the aforementioned body, and which further comprises a logic element (55) whose state varies in response to variations in this voltage.
10. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the contact controller comprises two electrical contacts (60, 61) carried by the probe, arranged close to one another and movable with respect to the other, at least one of these contacts (60, 61) being elastically movable relative to the other, so that a pressure exerted on the aforesaid body by this sensitive part produces the displacement of the mobile part of these contacts and the electrical contacting of these two contacts and the closing of a control circuit.
he. Apparatus according to claim 5, characterized in that the contact controller is arranged to authorize the transfer of information from the computer to the receiver when the first of these temperatures is at least equal to the second (fig. 6).
12. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the contact controller comprises comparator means reacting when the temperature measured by the probe passes from a practically stationary value to a higher value (fig. 9).
13. Apparatus according to claim 5, arranged to perform cyclically several preliminary temperature measurements, before an actual temperature measurement, and to store the successive digital values of these preliminary measurements, characterized in that it comprises a counter (72 ) arranged to be incremented when two successive preliminary values (Tj; Tm) are equal, and to be reset to zero when they are different, means (74, 75) interrupting the storage of said values when the content of the counter (72) reaches a predetermined value, the last memorized value (Tm) then constituting the actual measured value.
14. Apparatus according to claim 1, wherein the computer (Ca) is arranged to periodically generate a digital signal whose value varies with the temperature measured by the probe, characterized in that the contact controller is arranged to control the transfer of successive digital values of said signal to at least one receiving member, for example a memory and / or a digital display means, in response to the detection of contact between the probe and the above-mentioned body (FIG. 6).
15. Apparatus according to claim 14, characterized in that the contact controller comprises a circuit (65; IC1) arranged to periodically compare, in pairs, the successive values of said digital signal (Ti; Ti-l) representative of the temperature measured by the probe (2), and produce said transfer when the difference between these successive values goes from zero to a positive value.
Various types of electronic thermometers are known, comprising a thermometric probe intended to be brought into contact with a body whose temperature is to be measured. However, these known thermometers have the disadvantage of requiring the user to keep the probe in contact with the body in question for a sufficient time. If keeping the probe in contact with said body is too short for the measurement, the electronic circuits cannot calculate the correct digital value of the temperature to be measured, which can lead to disturbed operation and loss of values of temperatures previously stored and still required.
The present invention aims to provide an apparatus for measuring the temperature in numerical value of a living body, which is free from this drawback, that is to say which only makes correct measurements, and its subject is a apparatus which conforms to claim 1.
The accompanying drawings show, schematically and by way of examples, several embodiments of the temperature measuring device according to the invention.
Fig. I is a diagram of an embodiment of the apparatus illustrating the principle of the invention.
Fig. 2, 3, 4 and 5 illustrate different variants of the probe.
Fig. 6, 7, 8 schematically represent three other embodiments of the device.
Fig. 9 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment according to FIG. 8.
In the embodiment according to fig. I, the apparatus comprises a thermometric probe I in which is arranged a thermosensitive element 2 (thermistor) whose electrical characteristic (the resistivity) varies as a function of the temperature. On this thermometric probe and in the vicinity of the part in which the element 2 is located, there is disposed a contact detector constituted by a switch 3 provided for closing when the probe is applied against a part of a living body. whose temperature we want to determine. We see that this contact or switch 3 pivots at 4 on a metal part 5 of the probe, while when this switch 3 closes, it comes into contact with a part 6 fixed on the metal body of the probe, visible at 7.
Part 5 is connected by a conductor 8 to another part of the device, as will be seen below, while part 7 is connected by a conductor 9 to another part of the device, as we will also see further. The heat-sensitive element 2 is connected by conductors 10 to other parts of the device as will be explained below.
The apparatus roughly comprises a part Co which constitutes a controller for contact of the probe with the body whose temperature is to be measured and a receiver R which is intended to receive, in digital form, the measured temperature of the body with which the probe is put in contact. A Ca calculator, the function of which is to convert the temperature values given in analog form by the element 2 into digital form by means of the conductor 10. A gate Pi is arranged between the Ca calculator and the receiver R. In a variant, the door Pi could be replaced by a door P2 arranged between the probe and the computer Ca.
The Co controller includes a circuit which will now be described and whose function is to ensure that there is contact between the probe and the body whose temperature is to be measured and that this contact remains uninterrupted for a period of sufficient time to be sure, given the thermal inertia of the probe, that it has actually taken the temperature of the part of the body with which it is in contact (time constant of the probe). It is therefore a question of ensuring that the contact between 3 and 6 exists and that it is maintained without interruption during this period of time at least. For this, the controller Co comprises the following circuit: an electrical power source 11, the positive side of which is connected to the part 7 of the probe by the conductor 9; the negative side is grounded.
The circuit also comprises a transistor 12, the base of which is connected to the conductor 8 through a resistor 13 of for example 1 kΩ. The conductor 8 is connected to ground through a resistor 14 of high value, for example 1 Mn. A diode 15 connects the conductor 8 to an armature of a capacitor 16 through a resistor 17 of for example I MQ. The value of this resistance is chosen to determine the imposed duration during which the contact between 3 and 6 must be uninterrupted. The other armature of the capacitor 16 is grounded.
The capacitor may have a capacity of for example 500 uF.
The emitter of transistor 12 is connected to a point located between resistor 17 and capacitor 16. This connection is used to quickly discharge capacitor 16 in the event that, during the imposed period of non-opening of the contact between 3 and 6, a opening would happen accidentally. The collector of transistor 12 is connected to ground via a resistor 18 of for example 22 Q. The circuit considered also comprises a voltage comparator 19.
At 20 we see the inverting input of comparator 19 and at 21 the non-inverting input of this comparator. The voltage of the source 20 is divided by means of three resistors 22, 23, 24, the last of which is adjustable so that the voltage at 20 corresponds to the charging time desired for the capacitor 16. The input is connected to the output of the resistor 17 and at the input of the capacitor 16, as well as at the emitter of the transistor 12. The comparator is supplied by the source 11 via the conductors 25, 26.
The operation of the circuit described is as follows. When the contact is established between 3 and 6, the capacitor 16 begins to charge through the diode 15 and the resistor 17. As it charges, its voltage at 21 is compared to the voltage chosen at 20. As soon as the voltage at 21 exceeds the voltage at 20, the output 27 of the comparator 19 changes logic level from zero to 1. We will see later that this change in level constitutes a signal acting on the gate Pi. This case corresponds to that where the contact between 3 and 6 remained uninterrupted for the entire required time which is, as indicated above, at least equal to the time constant of the probe.
If we are in the case of a change resulting from the fact that the contact between 3 and 6 is broken before the imposed time has elapsed, then, when the contact is opened between 3 and 6, the base of the transistor 12 which was connected to the positive terminal of the source 11 by the conductor 8, which blocks the transistor, is now connected to the ground via the resistor 14, which causes the rapid discharge of the capacitor 16 through the transistor and the resistor 18. Consequently, the comparator 19 cannot deliver an output signal at 27 and, consequently, the gate Pi cannot be actuated. The aim is indeed to open this door only when it is established that the contact between 3 and 6 has remained uninterrupted for the fixed duration.
When the door Pi is opened, the calculated digital value of the temperature supplied by the computer Ca is authorized to be transferred to one or more receiving members R, for example a display and / or a memory. Of course, as already mentioned above, the door Pi disposed between the computer Ca and the receiver R could be replaced by a door P2 disposed between the probe and the computer Ca. The operation would be similar, simply act on the input of the calculator instead of acting on its output.
It can be seen from the above description that the contact controller Co ensures that the transmission of data (that is to say of the temperature as a digital value) from the computer to the receiver is only authorized if the contact between 3 and 6 is closed and remains closed continuously for the predetermined period of time corresponding to the device setting. In this way, we are sure that the digital temperature value transmitted by the computer to the receiver is that of the temperature of the body with which the probe is in contact, because this probe has been given time to take the temperature of this body taking into account its own time constant.
Fig. 2 shows a first embodiment of the probe which can be used in practice, that illustrated in FIG. I and comprising a switch 3, 6 having been given to facilitate understanding but not corresponding to the needs of practical use. In fig. 2, we find the heat-sensitive element 2 and we see that the metal parts 5 and 7 are mechanically connected together by an insulating part 28 which isolates them from each other. When a part 29 of a living body whose temperature is to be measured is applied to the probe, so as to touch both part 5 and part 7, an electrical connection is established between these parts 5 and 7 through part 29 of the body. The resistance of the body part 29 between 5 and 7 can be designated by Rc.
In the case of such a contact detection means between the body 29 and the probe 1, it is necessary to add to the circuit according to fig. 1 an operational amplifier 30 mounted as an impedance adapter between the conductor 8 and the point A in FIG. 1. A resistor 31 of for example 10 Mn is disposed between the non-inverting input 21a of 30 and the ground. This input is also connected to the conductor 8. For the rest, the circuit is identical to the case of FIG. 1.
In the example of a probe shown in fig. 3, the layout is as follows. The body of the probe is made of insulating material. Inside its measuring end is on the one hand the thermosensitive element 2 and, on the other hand, a metal part 32 which constitutes an armature of a capacitor, the dielectric of which is constituted by part 33 in insulating material of the probe. When a part 29 of the body whose temperature is to be measured is brought into contact with part 33, this part 29 closes the second armature of a capacitor whose dielectric is at 33 and the first electrode at 32. This has been symbolized capacitor at 34. The circuit includes an LC 35 oscillator of which only the capacity has been indicated, at 36.
The capacitor 34 is connected to the input of the oscillator on the one hand by a conductor 37, itself connected to 32, and, on the other hand, to 29 via a conductor 38 leading to a metal sheath 39 of the probe la. This sheath is arranged as seen in the drawing, so that the part of the body 29 is in contact with it and extends as far as the metal part 32 to close the capacity symbolized by 34. It is understood that when the part 29 is brought into the position shown in FIG. 3, the capacitance 34 is in parallel with the internal capacitance 36 of the oscillator 35, which disrupts the oscillator, causing an alternating signal at the output 40 of the oscillator, signal which is rectified by a rectifier 41 and sent at point A in fig. I via a resistor 42 and a Smitt trigger 43.
A filter element (capacitor) 44 is connected between 42 and 43 on the one hand and ground on the other, to equalize the DC voltage supplied at point A. The role of element 44 is to ensure that the signal delivered by 43 is clean, that is to say has a practically vertical flank. For the rest, the circuit is similar to that of FIG. I and the device ensures, as in the first example, that the transmission from the computer to the receiver is made only if the contact of 29 with the probe exists and is maintained for the desired duration.
In the example of a probe according to fig. 4, the provision is as follows. The probe comprises a metal sheath 45 of a metal such as zinc and a cap 46 of another metal such as gold or another metal whose surface is golden. An insulating part 47 separates 45 from 46. The two metals of 45 and 46 are chosen such that when bringing a part 29 of the body whose temperature is to be measured in contact with both 45 and 46, if this part is wet and forms an electrolyte, the parts 45, 46 and 29 constitute a battery generating a certain voltage. One of the electrodes, 45, of this cell is connected to ground by the conductor 48, while the other electrode constituted by 46 is connected by a conductor 49 to an input of an amplifier 50, via a resistance 51.
The other input of this amplifier is connected to ground via a resistor 52 and a conductor 53. The source of electrical power is shown at 11, as in FIG. 1. The amplifier 50 is supplied by the source, as can be seen in the drawing. A feedback resistor 54 determines the gain of the amplifier 50.
The output of the amplifier 50 gives an electrical signal proportional to the voltage supplied by the battery 45, 29, 46. This signal acts on an input of a comparator 55, via a resistor 56. A divider of voltage, consisting of a resistor 57 and a variable resistor 58, supplies the other input of comparator 55 which is supplied by source 11. The output of the comparator is connected to point A of the circuit according to fig. 1. Here again, the device authorizes the transfer of information from the computer to the receiver only if the contact is made by 29 between 45 and 46 and remains uninterrupted for the time fixed for the temperature measurement operation.
Fig. 5 illustrates a practical embodiment of the probe according to FIG. 1.
The body 59 of insulating material of the probe is slightly flexible and it is disposed inside two metal parts 60, 61 electrically insulated from one another and which, at their left end in FIG. 5, are normally slightly distant from each other.
It is near this interval between 60 and 61 that the thermosensitive element is located 2. A buffer made of elastic material 62 constantly tends to separate the parts 60 and 61 from one another. When the end of the probe between two parts 29a, 29b of a body whose temperature is to be measured (for example the two lips between which the probe is introduced into the mouth), the end of this probe flattens slightly and the contact electric is established between 60 and 61. Under these conditions, the circuit is identical to that of fig. 1.
In the example according to fig. 6, the probe is shown at 63. It does not have any contact detector element, unlike what is the case in the previous examples. It simply contains, inside its measuring end, the heat-sensitive element 2.
This thermosensitive element 2 is connected to an A / D computer such as
This in fig. 1. The door corresponding to Pi in fig. I is replaced here by a door 1C3 (for example of the type 74C373 of National Semi conductors) .- This door is intended to let pass the information coming from the Ca computer when it receives the command from the driver 64. The computer output Ca is also connected to an input of a comparator ICI (for example of the 74C85 type from National Semiconductors) in order to compare the digital value Te of the temperature measured in 2, delivered by Ca, to a reference temperature TO stored in a memory Mo. When the comparator IC1 finds that Te> TO, it delivers by its output a signal at point A (fig. 1). Furthermore, the conductor 64 is connected to point B (fig. 1).
For the rest, the circuit is similar to that of FIG. 1 and the operation too.
In the example according to fig. 7, we see a probe 63 similar to that of FIG. 6, a computer Ca similar to that of FIG. 6, in IC1 is a comparator similar to HERE in FIG. 6. We see at 65 a shift register whose function is to keep in memory the last digital temperature value Ti delivered by the computer. Its function is also to keep in memory the previous value Ti
1, so that the ICI comparator can constantly be supplied with two consecutive measured digital values Ti and Ti- 1. When the ICI comparator finds that Ti> Ti-1, it delivers a signal by its output which goes to point A (see fig. 1). Door 1C3 receives its command from point B (see fig. 1). For the rest, the circuit and the operation are the same as in the case of FIG. 1.
Fig. 8 illustrates, in the form of a block diagram, a final embodiment. As in the previous example, the thermometric probe only comprises the thermosensitive element 2 which acts on the computer Ca, which transmits to a memory 66 the value Tj which it has just calculated. The memory Tj periodically sends the value it has just received to a comparator 67. Furthermore, the memory 66 transmits the value Tj to another memory 68 when a gate 69 authorizes it to do so. This memory 68 stores a temperature Tm previously measured by Ca. The value of Tm is sent regularly to the comparator 67. When this comparator finds that Tj> Tm, it gives an opening signal to the gate 69, via an OR 70 logic gate.
Similarly, if the comparator 67 finds that Tj <Tm, it gives the opening signal to the gate 69 via the OR logic gate 70. Finally, if the comparator 67 finds the equality between Tj and Tm, it gives a signal at-71 which has the effect of incrementing a counter 72 by one unit. This counter 72 is reset to zero by the driver 73 each time the logic gate 70 lets the signal pass, that is to say - say each time there is inequality between Tj and Tm.
In 74 there is a memory in which a number has been memorized which is that of the number of successive measurements which it is admitted to be sufficient to allow validation of the measured temperature if it has remained equal to itself during this number of measures. A comparator 75 therefore determines whether the number reached in 72 has become equal to that stored in 74 or if it has not. If it is equal, the comparator 75 gives the driver 76 a signal to a door 77 opening the latter to allow the value Tm to pass through the receiver R which can be constituted by a memory and / or a display. This value Tm is then the validated measured value of the temperature.
However, so that the device can distinguish automatically if it is before the start of the curve shown in fig. 9 or in the final part thereof, because in both cases the device finds during several successive measurements a zero difference between each measurement and the previous one, there is provided a contact 78 placed between the output of the comparator 75 and door 77. This contact 78 is normally closed and the operator must act on it to reopen just before bringing the probe into contact with the body. This contact is timed, that is to say that it closes automatically after a few seconds when one is in the ascending part of the curve according to fig. 9.
Consequently, there is no longer any indeterminacy and the device operates solely on the basis of the successive temperature comparisons and then determines without error the moment when we arrived in the final part of the curve where the growth is zero.
The diagram according to fig. 9 illustrates what happens by these successive measurements, on the ordinate the temperatures are indicated and on the abscissa the successive measurements made at equal time intervals.
We see that in the first phase, as the probe sees its temperature increase and approach that of the body whose temperature we want to determine, the transfer from Tm to R will be blocked. It is only when we have, for several successive measurements, equality of Tj to Tm, which is represented by the final part of the curve, that the measurement will be validated and that Tm will be transferred to R.
The operating difference between this embodiment and that according to fig. I is that we do not have here an element fixing the minimum duration of the measurement operations, but that the necessary duration is provided by the measurements themselves, that is to say by the time necessary to arrive at temperature equality for a sufficient number, for example 5 or 6, of successive measurements.