(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の入浴中の発汗量を測定する発汗量測定装置であって、
浴槽中の水と電気的に接触可能な少なくとも２つのプローブを備えてなるプローブ対を使用して前記浴槽中の水の導電率を測定する導電率導出手段と、
前記導電率の時間的な変化量に基づいて前記浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する発汗量導出手段とを備えてなることを特徴とする発汗量測定装置。
【請求項２】
被測定者の入浴中の発汗量を測定する発汗量測定装置であって、
浴槽中の水と電気的に接触可能な少なくとも２つのプローブを備えてなるプローブ対を使用して前記浴槽中の水の導電率を測定する導電率導出手段と、
前記浴槽中の水の温度を測定する温度測定手段と、
前記導電率導出手段にて測定された前記浴槽中の水の導電率、及び、前記温度測定手段にて測定された前記浴槽中の水の温度の情報に基づいて、前記浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する発汗量導出手段とを備えてなることを特徴とする発汗量測定装置。
【請求項３】
前記発汗量導出手段が、前記浴槽中の水の導電率の時間的な変化量、前記浴槽中の水の測定温度、及び、前記浴槽中の水の前記測定温度での導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報に基づいて、前記被測定者の発汗量を導出することを特徴とする請求項２に記載の発汗量測定装置。
【請求項４】
前記発汗量導出手段が、前記浴槽中の水の導電率、前記浴槽中の水の温度、及び、前記浴槽中の水の導電率と温度との関係を示す情報に基づいて基準温度における基準導電率を求め、且つ、その基準導電率の時間的な変化量、及び、前記浴槽中の水の前記基準導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報に基づいて、前記被測定者の発汗量を導出することを特徴とする請求項２に記載の発汗量測定装置。
【請求項５】
前記発汗量を前記被測定者に対して提示する提示手段を更に備えてなることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の発汗量測定装置。
【請求項６】
前記発汗量が所定の値を超えた場合に警報を発する警報手段を備えてなることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の発汗量測定装置。
【請求項７】
前記浴槽中の水を攪拌する攪拌手段を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の発汗量測定装置。
【請求項８】
前記プローブ対が４つのプローブを備えてなり、前記導電率導出手段が前記４つのプローブを使用した４端子法により前記浴槽中の水の導電率を導出することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の発汗量測定装置。
【請求項９】
前記プローブ対を前記浴槽中の水が通流する通流路内に設置することを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の発汗量測定装置。
【請求項１０】
環状に形成した前記プローブを同軸状に並べて前記プローブ対を構成し、前記浴槽中の水を前記プローブ対の軸方向に沿って通流させることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の発汗量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は入浴中の発汗量を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入浴者に対する従来の発汗量測定においては、発汗前と発汗後（例えば、入浴前と入浴後）の体重を測定し、その差を求めることで発汗量を推測していた。或いは、大きなビニール袋に入って入浴を行い、入浴後、そのビニール袋に貯まった汗を計量することで入浴者の発汗量を推測する方法、吸水性の布に汗を吸収させて、その重量変化を測定するという方法もある。
【０００３】
汗は血漿が汗腺から押し出されたものである。通常、安静時においては体外に放出される汗に含まれるＮａ（ナトリウム）の再吸収が行われるために、汗の塩分濃度は約０．６５％程度であるが、温熱負荷時や激しい運動時は発汗量が多いためにＮａの再吸収が追いつかず、汗の塩分濃度は約０．９％にまで増大することが知られている。また、人体には細胞外液浸透圧を誤差±３％以内で一定に保つ調整機能があり、体液中や血漿中の塩分濃度はほぼ正確に約０．９％に保たれている。従って、血液から白血球と赤血球とを取り除いたものが血漿であることを考えると、汗の導電率は血液の導電率とほぼ同じであると考えても良いことが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発汗量測定の方法では、入浴者が体重計に乗ることや、汗を集めるためにビニール袋に入って入浴することなど、入浴者が拘束された状態で何らかの動作を行わないと発汗量を測定することができないという点で不便である。更に、入浴前後の汗の量を測定する場合には、人体に付着した水分量によって、導出される発汗量に誤差が生じる可能性があるなどの問題点も存在する。
【０００５】
更に、従来の方法では、実際に測定されるのは発汗前後（入浴前後）の間の発汗量であり発汗中（入浴中）の発汗量をリアルタイムで知ることはできなかった。発汗量が多くなれば、その時点で水分補給や塩分補給などの対処を行う必要が出てくるが、従来の発汗量測定の方法では、入浴後でなければ発汗量を知ることができず、上記のような水分補給や塩分補給といった対処を入浴中にリアルタイムで実施することができず人体に危険が及ぶ可能性があった。つまり、従来の方法には、リアルタイムで発汗量を監視することができないという克服できない問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、リアルタイムで且つ入浴者を拘束することなく発汗量を測定することができるようにする点にある。
さらには、浴槽中の湯（水）の温度が変化する場合でも、入浴者の発汗量を正確に測定できるようにする点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載の如く、被測定者の入浴中の発汗量を測定する発汗量測定装置であって、浴槽中の水と電気的に接触可能な少なくとも２つのプローブを備えてなるプローブ対を使用して前記浴槽中の水の導電率を測定する導電率導出手段と、前記導電率の時間的な変化量に基づいて前記浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する発汗量導出手段とを備えてなる点にある。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載の如く、被測定者の入浴中の発汗量を測定する発汗量測定装置であって、浴槽中の水と電気的に接触可能な少なくとも２つのプローブを備えてなるプローブ対を使用して前記浴槽中の水の導電率を測定する導電率導出手段と、前記浴槽中の水の温度を測定する温度測定手段と、前記導電率導出手段にて測定された前記浴槽中の水の導電率、及び、前記温度測定手段にて測定された前記浴槽中の水の温度の情報に基づいて、前記浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する発汗量導出手段とを備えてなる点にある。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載の如く、上記第二の特徴構成に加えて、前記発汗量導出手段が、前記浴槽中の水の導電率の時間的な変化量、前記浴槽中の水の測定温度、及び、前記浴槽中の水の前記測定温度での導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報に基づいて、前記被測定者の発汗量を導出する点にある。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項４に記載の如く、上記第二の特徴構成に加えて、前記発汗量導出手段が、前記浴槽中の水の導電率、前記浴槽中の水の温度、及び、前記浴槽中の水の導電率と温度との関係を示す情報に基づいて基準温度における基準導電率を求め、且つ、その基準導電率の時間的な変化量、及び、前記浴槽中の水の前記基準導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報に基づいて、前記被測定者の発汗量を導出する点にある。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項５に記載の如く、上記第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記発汗量を前記被測定者に対して提示する提示手段を更に備えてなる点にある。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第六の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項６に記載の如く、上記第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記発汗量が所定の値を超えた場合に警報を発する警報手段を備えてなる点にある。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第七の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項７に記載の如く、上記第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記浴槽中の水を攪拌する攪拌手段を更に備える点にある。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第八の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項８に記載の如く、上記第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記プローブ対が４つのプローブを備えてなり、前記導電率導出手段が前記４つのプローブを使用した４端子法により前記浴槽中の水の導電率を導出する点にある。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第九の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項９に記載の如く、上記第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、前記プローブ対を前記浴槽中の水が通流する通流路内に設置する点にある。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明に係る発汗量測定装置の第十の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１０に記載の如く、上記第一から第九の何れかの特徴構成に加えて、環状に形成した前記プローブを同軸状に並べて前記プローブ対を構成し、前記浴槽中の水を前記プローブ対の軸方向に沿って通流させる点にある。
【００１７】
以下に作用並びに効果を説明する。
本発明に係る発汗量測定装置の第一の特徴構成によれば、導電率導出手段が浴槽中の水と電気的に接触した少なくとも２つのプローブを備えてなるプローブ対を使用して浴槽中の水の導電率を測定し、発汗量導出手段が、前記導電率の時間的な変化量に基づいて前記水に混入した前記被測定者の発汗量を導出することで、リアルタイムで、且つ被測定者を拘束することなく発汗量の測定を行うことができる。
【００１８】
本発明に係る発汗量測定装置の第二の特徴構成によれば、導電率導出手段が浴槽中の水と電気的に接触した少なくとも２つのプローブを備えてなるプローブ対を使用して浴槽中の水の導電率を測定し、温度測定手段が浴槽中の水の温度を測定し、発汗量導出手段が、前記測定された浴槽中の水の導電率、及び、前記測定された浴槽中の水の温度の情報に基づいて、前記水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する。
すなわち、浴槽中の水の導電率は汗の混入量の他に水の温度によっても変化するので、浴槽中の水の導電率と温度の両方を測定し、その導電率と温度の両情報を用いて浴槽中の水に混入した被測定者の発汗量を導出する。
従って、リアルタイムで且つ被測定者を拘束することなく発汗量の測定を行うことができ、さらに、浴槽中の湯（水）の温度が変化する場合でも、入浴者の発汗量を正確に測定することができる。
【００１９】
本発明に係る発汗量測定装置の第三の特徴構成によれば、発汗量導出手段が、前記測定された浴槽中の水の導電率の時間的な変化量、前記測定された浴槽中の水の測定温度、及び浴槽中の水の前記測定温度での導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報に基づいて、前記水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する。
すなわち、浴槽中の水の温度を測定したときの測定温度での導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報を用いて、浴槽中の水の導電率の時間的な変化量を汗の混入濃度の変化量に変換し、その汗の混入濃度の変化量から浴槽中の水に混入した被測定者の発汗量を導出する。
従って、浴槽中の湯（水）の温度が変化する場合に、入浴者の発汗量を正確に測定するための好適な実施構成が得られる。
【００２０】
本発明に係る発汗量測定装置の第四の特徴構成によれば、発汗量導出手段が、前記測定された浴槽中の水の導電率、前記測定された浴槽中の水の温度、及び浴槽中の水の導電率と温度との関係を示す情報に基づいて基準温度における基準導電率を求め、さらに、その基準導電率の時間的な変化量、及び、前記浴槽中の水の前記基準導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報に基づいて前記水に混入した前記被測定者の発汗量を導出する。
すなわち、浴槽中の水の導電率と温度との関係を示す情報を用いて、測定した温度での水の導電率から基準温度における基準導電率を求め、さらに、その基準導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報を用いて、基準導電率の時間的な変化量から浴槽中の水に混入した被測定者の発汗量を導出する。
従って、浴槽中の湯（水）の温度が変化する場合に、入浴者の発汗量を正確に測定するための好適な実施構成が得られる。
【００２１】
本発明に係る発汗量測定装置の第五の特徴構成によれば、提示手段が、前記発汗量を被測定者に対して提示することで、被測定者は、入浴中に自分自身の発汗量を知ることができ、発汗量に基づいて健康管理を行うことができる。例えば、発汗量が多い場合はすぐに浴槽から出て水分を補給し、発汗量が少ない場合は健康のためにもうしばらく汗をかく等の対応を採ることができる。ここで、発汗量を提示する方法は、単に発汗量を数字で示す場合、発汗量を画像で示す場合、更に被測定者にとっての発汗量の制限値を発汗量と共に示す場合などがある。また、発汗量を知ることで自身の体調を推測することができる。
【００２２】
本発明に係る発汗量測定装置の第六の特徴構成によれば、警報手段が、発汗量が所定の値を超えた場合に警報を発することで、被測定者自身の発汗量の制限値を超えて汗をかいたことによる健康悪化の可能性を警告することができ、警告を受けることで、被測定者が体調管理を自分自身で行うことができるという利点がある。
【００２３】
本発明に係る発汗量測定装置の第七の特徴構成によれば、攪拌手段が、浴槽内の水を攪拌することで被測定者の汗を拡散され、その結果、水の導電率を浴槽内で均一にすることができるため、導電率導出に基づく発汗量測定の信頼性を高めることができる。
【００２４】
本発明に係る発汗量測定装置の第八の特徴構成によれば、導電率導出が４端子法を用いて行われることで、導電率導出を高い精度で行うことができ、その結果、得られた発汗量の信頼性を高めることができる。
【００２５】
本発明に係る発汗量測定装置の第九の特徴構成によれば、浴槽中の水が通流する通流路内に設置したプローブ対を浴槽中の水が通流する状態で、浴槽中の水の導電率が測定される。
従って、導電率測定のための電流経路が通流路内に制限され、浴槽内の入浴者の人体の影響や湯の揺らぎの影響などが通流路内に及ばないようにすることができるので、安定した導電率の測定を行って、精度の良い発汗量の測定が可能となる。
【００２６】
本発明に係る発汗量測定装置の第十の特徴構成によれば、環状に形成したプローブを同軸状に並べて構成したプローブ対の軸方向に沿って浴槽中の水が通流する状態で、浴槽中の水の導電率が測定される。
従って、導電率測定のための電流経路が環状になり、その環状の電流経路において浴槽中の水の導電率の測定値が平均化されるので、水中における電流密度の偏りによる導電率の測定誤差を減らし、精度の良い発汗量の測定が可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る発汗量測定装置の実施の形態について、基本となる第１実施形態から、図面に基づいて順次説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す発汗量測定装置の概略図を参照して発汗量測定について説明する。
発汗量測定装置１は、２つのプローブ２ａ、２ｂを備えてなるプローブ対２を使用して浴槽中の水の導電率を測定する導電率導出手段３と、測定された導電率から発汗量を導出するような信号処理を行うと共に、発汗量測定の管理を行う発汗量導出手段４を備えてなる。
【００２８】
具体的には、導電率導出手段３はプローブ２ａとプローブ２ｂとの間に存在する水の抵抗率を測定し、その抵抗の逆数を取ることで導電率を導出している。水の導電率は、その中に溶け込んでいる物質（イオン）の種類および濃度によって変化し、一般の水道水であっても水源の水質によって差が生じ、特に、温泉水や鉱泉水には無機イオンが豊富に含まれるために、元来水の導電率が高いことが知られている。更に、雨水（導電率：約１０〜３０μＳ／ｃｍ）、上流の川の水（約５０〜１００μＳ／ｃｍ）、下流の川の水（約２００〜４００μＳ／ｃｍ）というように、生活排水が流れ込むにつれて様々な物質が混入し、水の導電率も上昇する。
【００２９】
上記のようなことを浴槽の水に当てはめた場合、入浴者による発汗によって水の中に塩（ＮａＣｌ）が放出されて溶け込むことで、水の導電率の上昇が見られる。尚、上述したように汗の塩分濃度と血液の塩分濃度はほぼ等しいことから、汗と血液の導電率も等しい。血液の導電率は、１００Ｈｚの交流電流で測定した場合には約５ｍＳ／ｃｍ、１０ｋＨｚで約５ｍＳ／ｃｍ、１０ＭＨＺで約２０ｍＳ／ｃｍ、１０ＧＨｚで約２０ｍＳ／ｃｍであることが知られており、本実施形態では人間の汗の導電率の値としてそれらの値を使用する。
【００３０】
従って、入浴前の湯（水）の導電率を５０μＳ／ｃｍとし、塩分濃度０．９％の汗の導電率を５ｍＳ／ｃｍとすると、湯２００リットル中に５０ｃｃの汗が混入することで、合計２００．０５リットルの湯の導電率は約５１．２μＳ／ｃｍ（導電率の増加量は１．２μＳ／ｃｍ）となる。或いは、小さな浴槽で半身浴（湯が６０リットル）中に２００ｃｃの汗が混入した場合には、同様に計算して合計６０．２リットルの湯の導電率は約６６．４μＳ／ｃｍ（導電率の増加量は１６．４μＳ／ｃｍ）となる。このように、湯（水）の導電率と汗の混入量との関係が定まるので、湯（水）の導電率を連続して測定することで、湯（水）の導電率の時間的な変化量に基づいて湯に含まれる汗の増加量をリアルタイムで導出することができる。尚、図１には図示していないが、浴槽内の水圧を測定する圧力センサなどを使用した水位センサが設けられており、それにより浴槽内に存在している水量が測定されている。
【００３１】
以下に図面を参照して、入浴者の発汗量をリアルタイムで測定する方法について説明する。
図２に示す発汗量測定装置１はプローブ対２が図１に示したものと異なっている。図２に示すプローブ対２は４つのプローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを備えてなり、４端子法によって導電率の測定が行われる。まず、電流を流すための通電手段８に接続されたプローブ２ｃと、接地端子に接続されたプローブ２ｄとの間に、クロック発生手段１２において発生されたクロックタイミングで通電手段８から所定の周波数の交流電流が通電されることで、プローブ２ｃおよびプローブ２ｄの間の通電経路上に配置されたプローブ２ａとプローブ２ｂとの間にも電流が流れる。次に、プローブ２ａとプローブ２ｂとの間の電圧を測定し、増幅手段９を用いて増幅する。増幅手段９の出力信号波形の例を図３（ｂ）に示す。尚、図３（ａ）の波形はクロック発生手段１２において発生され、プローブ２ｃとプローブ２ｄとの間に通電された電流波形である。ここでは、周波数が２５０（Ｈｚ）で、振幅が３〜１０（μＡ）の電流が通電される。
【００３２】
体表面から放出された汗は湯に溶け込むが、汗が湯全体に拡散して、均一な導電率分布が形成されるにはある程度の時間が必要である。本実施形態では導電率導出を管理する導電率導出手段４は、浴槽の湯を攪拌させることのできる攪拌手段７と接続されており、導電率導出が行われる前、或いは測定中に攪拌手段７を作動させることで、局所的な導電率分布が形成されることを防止しており、その結果、得られる導電率値の信頼性を高めることができる。ここで攪拌手段７は、回転自在のプロペラや棒などの専用の攪拌機構によって実現されるだけでなく、湯の流入口から湯を流入させることでも実現できる。或いは、浴槽に備えられた、後付けまたは既存の気泡噴出機能やジェット噴流機能を使用して湯を攪拌してもよい。
【００３３】
検波手段１０には、図３（ａ）に示した通電電流波形と図３（ｂ）に示した電圧信号波形とが入力される。ここで、図３（ｂ）に示す出力信号波形に見られる周期の大きな波から、それがプローブ対２に近接して存在する人体の心電波形または筋電波形を重畳して含んでいることを示している。従って、検波手段１０を使用して通電手段８の通電信号波形（クロック発生手段１２によるクロック波形）に同期した信号だけを抽出することで、プローブ２ａとプローブ２ｂとの間の電圧差の波形を得ることができる。
【００３４】
図４に示すのは、電圧差の波形を導電率導出手段４で信号処理して導出した導電率の時間変化を示すグラフである。時間ｔ＝０付近の入浴直後に湯の導電率が急激に上昇し、その後は一定の変化率で導電率が増大していることが分かる。入浴直後はまだ汗をかいていないので、グラフ中に見られる入浴直後の導電率の増大は、入浴者の体表面に付着していた汗がまとまって湯に溶け出したためだと考えられる。従って、導電率の変化量を示す破線の傾きが変化した時刻以後（例えば、２つの破線が交差する時刻以後）の導電率の変化量が、入浴者の発汗量によるものである。信号処理手段１１によって実現される発汗量導出手段４は、図４に示された導電率の変化量と、湯の量（水位センサ（図示せず）を使用して得られる）と、予め測定された湯の導電率（ここでは５０μＳ／ｃｍ）と、汗の導電率（ここでは５ｍＳ／ｃｍ）とを用いて、その時刻までに湯に混入した汗の量をリアルタイムで導出する。
【００３５】
導出された汗の量は、浴室内の側壁などに設けられた提示手段５を使用して入浴者に伝達される。提示手段５は、風呂の湯量調節や温度調節を行うために一般的に使用される風呂リモコンなどを兼ねていてもよく、その場合は「あなたは入浴中９０ｃｃの汗をかきました」などの情報を文字で表示することが行われる。或いは、図５に示すように、文字情報ではなく、画像情報によって発汗量を提示してもよい。図５の場合、１つのコップが５０ｃｃの発汗量に対応させていることから、（１＋４／５）杯で合計９０ｃｃの汗をかいたことが入浴者に提示されている。尚、画像情報と文字情報との両方を提示してもよい。
【００３６】
ここで、発汗量に関係なく４つのコップを表示しているのは、４つのコップに対応する発汗量（２００ｃｃ）を１回の入浴における制限量としているからである。従って、２００ｃｃの汗をかいた入浴者は体調のために水分や塩分の補給をして、体から放出された水分と塩分とを自分自身の体内に補給する必要があることを知ることができる。つまり、提示手段５を設けることで入浴者の体調管理を自分自身で行うことができるという利点がある。
【００３７】
或いは、発汗量が上記の制限値を超えた場合に、警報手段６を使用して入浴者に警報を発することもできる。この警報手段６には、ブザーを鳴らすような音響装置や、ランプを点灯・点滅させるような光学装置や、警報メッセージを表示させるような表示装置を用いて実現することができる。
【００３８】
上述の検波手段１０として通常用いられる回路は、図６に概略的に示すような同期検波回路であり、増幅手段９によって増幅された電気信号を積分器により積分し、その積分された信号と通電手段８の通電信号波形（クロック発生手段１２によるクロック波形）との乗算器出力である同期検波出力を乗算器において演算するような回路である。ただ、乗算器を用いてアナログ回路を構成した場合には、乗算器のコストが高いことで同期検波回路が高価になるという問題がある。更に、このような回路では商用電源ノイズ（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）や、筋電波形や、心電波形などに起因する生体信号が電気信号に混入することを考慮すると、入力ダイナミックレンジの大きなＡ／Ｄ変換を実施するような信号処理を信号処理手段１１で実現する必要があるため、信号処理手段１１が高価なものとなり、結果として、本発明に係る発汗量測定装置１のコストも上昇していた。
【００３９】
そこで、上記のような問題点を克服するための別形態の検波手段１０部分のブロック図を図７に、その検波手段１０のアナログ回路部分の等価回路図を図８に示す。図７の回路は乗算器を用いること無しに構成された同期検波回路を備えたΣ−Δ方式のＡ／Ｄ変換回路の例であり、図６に示した乗算器を備えた同期検波回路を使用した場合に比べて、低価格で回路を構成することができる。Σ−Δ方式とは、１サンプリングクロック毎に入力アナログ信号Ｓ（ｔ）と２値量子化コードＯ（ｔ）との誤差：ｅ（ｔ）＝Ｓ（ｔ）−Ｏ（ｔ）を求め、積分器によってＡ／Ｄ変換誤差の累積誤差を求め、累積誤差が常に±１ビット以内になるように比較器でＡ／Ｄ変換（２値量子化）を行う方式である。
【００４０】
図８に示すアナログ回路部分の等価回路図からも明らかであるようにアナログ積分器を１つ備えることで、コストの高い乗算器を用いること無しに、加算器と上述の誤差累積用積分器を兼用させて同期検波処理とＡ／Ｄ変換処理とを同時に行うことが出来るため、マイクロプロセッサのような信号処理手段１１にはＡ／Ｄ変換機能が不要である。従って、廉価な信号処理手段１１を使用することができ、その結果、本発明に係る発汗量測定装置１を安価に作製することができるという利点が生まれる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、前記発汗量導出手段４が、湯の温度による導電率の変化をも考慮して前記被測定者の発汗量を導出する点を除いて、第１実施形態と同様に構成されている。以下、相違点について説明する。
図９に示すように、浴槽中の湯の温度を測定する温度測定手段としての温度センサー１３を備えている。尚、温度センサー１３は前記プローブ対２の近傍箇所に設置する。そして、前記発汗量導出手段４が、前記導電率導出手段３にて測定された浴槽中の水の導電率σ、及び、前記温度センサー１３にて測定された浴槽中の水の温度Ｔの情報に基づいて、浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出している。
【００４２】
具体的には、前記発汗量導出手段４が、前記浴槽中の水の導電率σの時間的な変化量、前記浴槽中の水の測定温度Ｔ、及び、浴槽中の水の前記測定温度での導電率σと汗の混入濃度ｎとの関係を示す情報に基づいて、浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出している。
上記導電率σと汗の混入濃度ｎとの関係を示す情報は、図１０に示すように、横軸を汗の混入濃度ｎ［ｃｃ／リットル］、縦軸を導電率σ［μＳ／ｃｍ］としたときに、浴槽中の水の温度Ｔが異なるごとに、近似的に傾きが同一で平行に並ぶ多数の直線で表わされ、各温度Ｔ（例えば、１℃間隔での各温度）での直線のデータ（傾きと切片）が前記信号処理手段１１に予め記憶されている。
【００４３】
発汗量導出の一例を説明すると、湯の測定温度ＴがＴｎで、導電率がσ１からσ２に増加したとすると、上記記憶されているデータのうちから、測定温度Ｔｎに最も近い温度に対応する直線のデータ（傾きと切片）を用いると、導電率の時間的な変化量がΔσ（Δσ＝σ２−σ１）であるので、図１０のグラフより汗の混入濃度の変化量はΔｎ［ｃｃ／リットル］として求められる。そして、この汗の混入濃度の変化量Δｎ［ｃｃ／リットル］に浴槽内の水量［リットル］をかけることで、発汗量［ｃｃ］が求まることになる。
【００４４】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、前記発汗量導出手段４の具体構成が第２実施形態と異なる点を除いて、第２実施形態と同様に構成されている。以下、相違点について説明する。
すなわち、前記発汗量導出手段４が、前記導電率導出手段３にて測定された浴槽中の水の導電率σ、前記温度センサー１３にて測定された浴槽中の水の温度Ｔ、及び、浴槽中の水の導電率σと温度Ｔとの関係を示す情報に基づいて基準温度Ｔｋにおける基準導電率σｋを求め、且つ、その基準導電率σｋの時間的な変化量、及び、その基準導電率σｋと汗の混入濃度ｎとの関係を示す情報に基づいて、浴槽中の水に混入した前記被測定者の発汗量を導出している。
【００４５】
上記浴槽中の水の導電率σと温度Ｔとの関係を示す情報は、図１１に示すように、横軸を温度Ｔ［℃］、縦軸を導電率σ［μＳ／ｃｍ］としたときに直線で表わされる。そして、汗の混入濃度ｎ［ｃｃ／リットル］が異なる場合は、傾きａは同一であるが切片が異なる直線で表わされ、上記直線の傾きａのデータが前記信号処理手段１１に予め記憶されている。従って、温度Ｔのときに測定導電率σであれば、前記基準温度Ｔｋにおける基準導電率σｋは下式のように求まる。基準温度Ｔｋは例えば３０℃に設定されるが、これ以外の温度でもよい。
【００４６】
【数１】
σｋ＝σ−ａ（Ｔ−Ｔｋ）
【００４７】
次に、発汗量導出について説明すると、図１２に示すように、基準温度Ｔｋにおける基準導電率σｋ［μＳ／ｃｍ］と汗の混入濃度ｎ［ｃｃ／リットル］との関係が、横軸を汗の混入濃度ｎ、縦軸を基準導電率σｋとして傾きｂの直線で表わされ、この傾きｂのデータが信号処理手段１１に記憶されている。そして、図１１のように、測定導電率σが温度Ｔ１でσ１の状態から温度Ｔ２でσ２に変化して、基準導電率σｋがσｋ１からσｋ２に増加したとすると、基準導電率σｋの時間的な変化量はΔσｋ（Δσｋ＝σｋ２−σｋ１）であり、図１２のグラフより汗の混入濃度の変化量Δｎ［ｃｃ／リットル］が下式にて求められる。
【００４８】
【数２】
Δｎ＝Δσｋ／ｂ
【００４９】
そして、上記汗の混入濃度の変化量Δｎ［ｃｃ／リットル］に浴槽内の水量［リットル］をかけることで、発汗量［ｃｃ］が求まる。
【００５０】
〔別実施形態〕
次に、別実施形態について説明する。
上記実施形態では、前記プローブ対２を入浴者が入浴する浴槽内に設置したが、浴槽内ではなく、プローブ対２を浴槽中の水が通流する通流路内に設置するようにしてもよい。具体的には、図１３に示すように、４つのプローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを円筒１４の内壁面に筒軸方向に並ぶ状態で取付け、その円筒１４を吸盤１５によって、外部の追炊き装置１６との間で浴槽内の水を循環させる循環路１７に設置する。この具体例では、追炊き用の循環路が上記通流路に対応するが、これ以外に、給湯機からの湯を浴槽内に供給するための給湯路等にプローブ対２を設置するようにしてもよい。また、各プローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを円筒１４の内壁面に取り付ける代わりに、棒状のフレーム等に支持させて通流路内に設置するようにしてもよい。
【００５１】
さらに、上記実施形態では、平板状等に形成した各プローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを各プローブ面が揃うように配置してプローブ対２を構成したが、図１４に示すように、環状に形成した前記プローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを同軸状に並べて前記プローブ対２を構成し、前記浴槽中の水を前記プローブ対２の軸方向に沿って通流させるようにしてもよい。図１４の例では、４つのプローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを円環（リング）状に形成して、円筒１４の内壁部に筒軸方向に並ぶ状態で取付けている。そして、図１３の場合と同様に、その円筒１４を吸盤１５によって、追炊き用の循環路１７に設置する。ただし、上記プローブ対２を浴槽内の水の循環路以外の箇所に設置してもよい。尚、上記プローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを環状に形成するのに、円環状の他に、矩形環状等でもよい。また、環状の各プローブ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを円筒１４の内壁面に取り付ける代わりに、棒状のフレーム等に同軸状に並べて支持させるようにしてもよい。
【００５２】
上記第２及び第３実施形態では、発汗量導出手段４が、浴槽中の水の導電率σ及び浴槽中の水の温度Ｔの情報に基づいて浴槽中の水に混入した被測定者の発汗量を導出する場合に、測定導電率σあるいは基準導電率σｋの時間的な変化量Δσ，Δσｋを求め、次に、その導電率の変化量Δσ，Δσを、測定温度Ｔあるいは基準温度Ｔｋでの導電率と汗の混入濃度との関係を示す情報を用いて、汗の混入濃度ｎの変化量Δｎに変換して発汗量を導出するようにしたが、これに限るものではない。例えば、図１５に示すように、水の導電率σと温度Ｔの各組み合わせに対応する汗の混入濃度ｎの値を予めデータテーブルとして記憶しておいて、入浴中に水の導電率σと温度Ｔを測定する毎に上記データテーブルから汗の混入濃度ｎの値を読み出して、汗の混入濃度ｎの変化量Δｎを直接求めるようにしてもよい。尚、温度Ｔが一定のときに導電率σが大きくなることは汗の混入濃度ｎが大きくなっていることを意味し、温度Ｔが高くなっても導電率σが一定であることは汗の混入濃度ｎが小さくなっていることを意味するので、図１５において、温度Ｔが低く導電率σが大きい側ほど混入濃度値ｎが大きくなり、温度Ｔが高く導電率σが小さい側ほど混入濃度値ｎが小さくなるように、上記データテーブルが設定されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る発汗量測定装置の概略図である。
【図２】第１実施形態に係る発汗量測定装置の別の概略図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は信号波形を示す図である。
【図４】導電率の時間変化を示すグラフである。
【図５】提示手段の表示例を示す図である。
【図６】回路の機能を表すブロック図である。
【図７】回路の機能を表すブロック図である。
【図８】図７に示した回路のアナログ回路部分の等価回路図である。
【図９】第２実施形態に係る発汗量測定装置の概略図である。
【図１０】第２実施形態に係る導電率と汗の混入濃度との関係を示すグラフである。
【図１１】第３実施形態に係る導電率と温度との関係を示すグラフである。
【図１２】第３実施形態に係る基準導電率と汗の混入濃度との関係を示すグラフである。
【図１３】別実施形態に係るプローブ対の斜視図とその設置位置を示す側面図である。
【図１４】別実施形態に係るプローブ対を示す斜視図である。
【図１５】別実施形態に係る発汗量導出を説明するための図である。
【符号の説明】
１  発汗量測定装置
２  プローブ対
３  導電率導出手段
４  発汗量導出手段
５  提示手段
６  警報手段
７  攪拌手段
８  通電手段
９  増幅手段
１０  検波手段
１１  信号処理手段
１２  クロック発生手段
１３  温度測定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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