ТЕРМОМЕТР ИНФРАКРАСНЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ

Полезная модель относится к инфракрасным медицинским термометрам для бесконтактного измерения температуры участка на коже тела человека, а также поверхности твердых тел.
Известен инфракрасный термометр, содержащий корпус, в котором расположены инфракрасный датчик и соединенный с источником питания процессор, и индикатор измерений, отличающийся тем, что корпус снабжен средством, регистрирующим расстояние между положениями термометра при его смещении от начального положения (Патент на полезную модель № 92316, 20.03.2010). Недостатком данной модели является необходимость прислонения устройства к поверхности тела.
Наиболее близким аналогом является инфракрасный термометр, содержащий инфракрасный датчик излучения, выход которого через процессор соединен с индикатором-дисплеем, отличающийся тем, что в него введен блок памяти, соединенный с процессором, и средство связи процессора с компьютером. Недостатком данной модели является отсутствие возможности обновления устройства, а также невозможность переключения режима измерения.
Задачей полезной модели является улучшение функциональных возможностей бесконтактных инфракрасных термометров.
Данная задача решается с помощью термометра инфракрасного бесконтактного, содержащего корпус, в котором на одной стороне расположен LCD-экран, на противоположной стороне расположен инфракрасный датчик, в корпусе расположены датчик расстояния, микроконтроллер, интерфейс для кабеля-переходника расположен на верхней грани корпуса, корпус снабжен кнопкой изменения режимов измерения и кнопкой включения измерения, расположенными на боковой грани корпуса, имеет средство связи процессора с компьютером.
Питание устройства осуществляется через кабель-переходник с USB-A на micro USB-B или USB-адаптер питания.
Связь с компьютером осуществляется через интерфейс для кабеля-переходника, встроенное программное обеспечение, через кабель-переходник с USB-A на micro USB-B.
Техническим результатом является улучшение функциональных возможностей термометра с помощью возможности переключения режимов измерения кнопкой, а так же наличие интерфейса для кабеля-переходника.
Полезная модель поясняется Фиг.1, Фиг. 2., Фиг.3.
На фиг. 1 цифрами указаны: 1 - Включение измерения; 2 - Переключение режимов измерения; 3 - Кабель-переходник USB-A к micro USB-В, присоединенный к интерфейсу USB.
На фиг. 2 показан вид сзади. 4 – инфракрасный датчик.
На Фиг. 3 показан: 5 – LCD-экран, 6 - интерфейс USB на корпусе термометра.
Термометр работает следующим образом: температура измеряется бесконтактно за полсекунды. От всех объектов, твердых, жидких или газообразных исходит ИК-излучение. Интенсивность излучения зависит от температуры объекта. Принцип работы бесконтактного термометра основан на регистрации данных инфракрасного излучения, исходящего от тела человека или поверхности объекта, методом определения профиля распределения температур или изменений температуры на поверхности. Измерение производится благодаря ИК-датчику устройства, и далее переводит результат в цифровые значения.
Таблица 1 - Основные технические характеристики термометра
№
Описание характеристики
Значение
1
Диапазон измерения температуры поверхности тела человека
От 32 до 42°С
2
Диапазон измерения температуры поверхности (общее применение)
От 0 до 60°С
3
Предельная погрешность измерения температуры тела человека
±0,2°С
4
Шаг измерения
0,1°С
5
Предельная погрешность измерения температуры в общем применении
±1,5°С
6
Средняя длительность одного измерения
2 сек.
7
Максимально потребляемая мощность не более
300 мВт
8
Максимально потребляемый ток не более
0,5 А
9
Подключение к внешним устройствам
USB 2.0
10
Протокол взаимодействия с внешними устройствами
MPDevIO не ниже v 0.1
11
Возможность удаленного обновлениявстроенного ПО
Да
12
Источник питания
Кабель интерфейса USB
13
Габаритные размеры термометра Ш×Д×В
105 (±1) х 55 (±1) х 20 (±1) мм
14
Габаритные размеры экрана термометра Ш×Д
44 (±2) х 27 (±2) мм
Продолжение таблицы 1
15
Масса не менее/кг
0,63
16
Средняя наработка на отказ
80000 часов
17
Условия эксплуатации
Температура: от плюс 10°С до плюс 40°СОтносительная влажность: 15–85%
18
Рабочее расстояние
25-50 мм
Комплектующие:
1
Кабель-переходник с USB-A на micro USB-B:
Длина, мм и сечение кабеля, мм2: 100 (±15) и 0,35 (±0,05)разъем micro USB-Bразъем USB-A
2
USB-адаптер питания
Входное напряжение: 220 В (±10%), 50 ГцВыходное напряжение: 5 (±10%) ВВыходной ток: не более 0,5 АГабаритные размеры 100 (±2) х 50 (±2) х 50 (±2) ммМасса не более 0,1 кг.
Термометр работоспособен при подключении его через кабель USB к персональному компьютеру, либо через соответствующий USB-адаптер питания. Номинальные параметры питания: U = 5 В, постоянный ток. Термометр сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания сети в диапазоне от 4,5 до 5,5 В.
Термометр работает в следующих режимах:
Режим, который измеряет температуру поверхности и выводит результаты измерения на LCD-экран.
Режим, который сопоставляет температуру поверхности сухого лба человека (33,5°С – нормальная температура), температуры в подмышечной впадине (36,6°С – нормальная температура) и выводит результаты сопоставления на LCD-экран.
В режиме работы при помощи переключения движкового переключателя должен меняться один из двух режимов измерения и параметры переключения с выводом результата на экран:
1. При установке переключателя вверх должен включаться режим измерения температуры поверхности тела человека, и появиться соответствующая надпись на LCD-экране;
2. При установке переключателя вниз должен включаться режим для измерения температуры поверхности твердых тел и появиться соответствующая надпись на LCD-экране.
После включения термометра и переключения режима измерения при расположении строго перпендикулярно инфракрасного датчика температуры нижней стороной корпуса над измеряемой поверхностью на расстоянии 25-50мм должно производиться измерение температуры участка на коже тела человека, а также поверхности твердых тел, посредством измерения инфракрасного излучения в этой конкретной точке методом определения профиля распределения температур или изменений температуры на поверхности.
Через 2 секунды (но не более) – на LCD-экране должен появиться результат измерения.
Таблица 2 - Использующееся сырье для изготовления основных элементов термометра
Комплектующие изделия
Составная часть изделия
Наименование,марка материала и НД
Тип контакта
Термометр
Корпус
АВС пластик ABS175B1
внешний
Экран
Поликарбонат PC (Tecanat)
Кабель-переходник с USB-A на micro USB-B
Штекер
Полиуретан PU
внешний
Кабель
Поливинилхлорид PVC
USB-адаптер питания (опционально)
Корпус
АВС пластик 9003-56-9
внешний
Программное обеспечение термометра, устанавливается на производстве, имеет защиту среднего уровня от несанкционированного конфигурирования третьими лицами (защита паролем, кодирование, защиты микроконтроллера от чтения и записи) и соответствует ГОСТ Р. МЭК 62304, класс безопасности А.
Система должна иметь следующие функции:
Соответствие стандарту RFC5359;
Обновление ПО и управление устройством должно осуществляться при помощи утилиты;
Протокол управления устройством - MPDevIO не ниже v1.0
Основной язык программирования – С11.
Термометр  имеет подключение питания по интерфейсу USB, с помощью которого можно выполнять удаленное управление устройством через специальное программное обеспечение на ПК.
Таблица 3 - Взаимосвязь точности измерения и температуры объекта
Температура
0°С
От 32°С до 42°С
100°С
Погрешность измерения
±0,5°С
±0,2°С
±0,5°С
Подключение термометра рекомендуется проводить в следующей последовательности:
1. Вставить в интерфейс USB на корпусе термометра кабель-переходник USB-A в micro USB-B, идущий в комплекте.
2. Подключить термометр к источнику питания 5В/0,5А или к интерфейсу USB в компьютере через кабель-переходник USB-A в micro USB-B.
3. Термометр функционирует в нормальном рабочем режиме. На этом подключение Термометра можно считать завершенным.
В ходе работы термометра поддерживаются следующие функции управления и мониторинга: просмотр информации измерения температуры тела человека, измерений температуры поверхности твердых тел, путем определения количества энергии, излучаемой измеряемым объектом в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.
После подачи питающего напряжения LCD-экран термометра включается. Возможные состояния экрана приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Параметры индикации экрана термометра
Работающий экран термометра
Состояние термометра
Светится с надписью «READY»
Выполнена начальная загрузка, термометр готов к работе
Светится с надписью «HUM.BODY»
Прибор готов для измерения температуры поверхности тела человека
Светится с надписью «SURFACE»
Прибор переведен в обычный режим измерения температуры твердых объектов
Светится с надписью «ERROR»
Произошла ошибка измерения.