关于连续测量体温计最大能量耗散测量方法的研究
连续测量体温监测仪的设计与实现
Design and Implementation of Continuous Measuring Temperature Monitor
WU Di，ZHAO Zhuo，CHEN Feng
（Weihai Wego Medical Imaging Technology Co.，Ltd.，Weihai 264210，China） Abstract：Aiming at the disadvantages of current high precision continuous temperature measuring equipment，such as single variety，high cost and complex operation，the design scheme based on thermal resistor and single chip micro鄄 computer is proposed. Using STM32L152 as main control chip，sampling，calibrating and amplification function modules are designed. Through the continuous sampling and real鄄time calibration，high precision continuous temperature mea鄄 surement is realized. Long time continuous work is achieved by low power system design and use of large capacity battery. The hardware design scheme and software design flow of each module are introduced in detail. The experi鄄 mental test and practical application show that the system has stable performance and high measurement accuracy. The maximum error is 0.1 ℃ within the specified measurement range，which meets the design standard. The average continuous working time is 273 h，which can meet the requirements of practical applications. Key words：temperature monitor；STM32；high accuracy；continuous measuring
热量和热能的传递分析与测量
热量和热能的传递分析与测量热量和热能的传递是我们日常生活中不可或缺的一环。
无论是烧水泡茶、做饭、暖房取暖还是机械运转等等，都需要热量和热能的传递来实现各种功能。
在这篇文章中，我们将探讨热量和热能的传递分析与测量，并深入了解其中的原理和应用。
首先，我们来了解一下热量和热能的概念。
热量是指物体间由于温度差异而发生的能量传递。
热能则是物体内部分子和原子的热运动所具有的能量。
热量和热能的传递方式有三种：传导、对流和辐射。
传导是指物质内部的热能通过分子碰撞传递的过程。
当我们用铁勺搅动热汤时，热量就是通过传导的方式从汤传递给了铁勺，然后再由铁勺传递给我们的手。
其中，传导速度受到物体的导热性能和温度梯度的影响。
对于导热性能较好的物体，热量的传递速度更快。
对流是指液体或气体中的物质通过运动来传递热量的过程。
当我们烧开一锅水时，水底部被加热后会发生对流现象，水底部的热水上升，被冷水顶替位置，形成了一个循环。
这样，热量就通过对流的方式从底部传递到整个锅中。
对流的强弱与流体的性质、密度差异以及温度差异有关。
辐射是指热量通过电磁波的传播来传递的过程。
光线就是一种电磁波，太阳光照射在地面上，地面吸收了光的能量转化为热量。
辐射传热无需介质参与，热量可以在真空中传播。
人体感受到的太阳辐射热量，也是通过辐射传热方式实现的。
为了对热量和热能的传递进行准确测量，科学家们发明了多种测量仪器和方法。
其中，一个重要的测量参数是热流量。
热流量是指单位时间内通过一个物体或界面的热量。
热流量可以通过测量温度差和传导材料的导热性等因素来进行计算。
测量热流量的装置有多种，如热电定量计、高温焦耳热计和热电冷计等。
这些装置利用热电效应和热变形效应等原理，将热能转化为电能或机械能，然后通过测量电能或机械位移的变化来测量热流量。
不同的热流量测量装置适用于不同的工况，因此选择合适的装置非常重要。
除了热流量的测量，热成像技术也是热量和热能传递分析中的重要工具。
热能表计量检定的技术研究
热能表计量检定的技术研究摘要：由于热能表的开发时间短，涉及的专业知识面广，在很多方面还存在问题。
因此，研究热量表检定的特点和要点，对提高检定质量和效率具有重要意义。
为了进一步提高验证工作的效率，满足用户和企业的要求，相关人员应严格按照规章制度，针对实际操作中的具体问题制定相应的解决方案，提高检验技术的标准化、技术化、高效化，经济建设和工业发展的坚实技术基础。
关键词：热能表；计量检定；技术研究分析1验证中应注意的事项1.1参考点在走访了几个社区后，观察到大多数热量表屏幕上显示的瞬时流量在（300~600）m3/h之间，未达到DN20口径热量表的标称1500m3/h、2500m3/h甚至3500m3/小时。
此外，热量表制造商对流量点的验证不是线性的。
因此，在通常的热计量检定工作中，除了按照规定要求检定相应的流量点外，还需要检定该流量间隔，以保证供热用户计量的准确性，从而维护热计量收费的公平和公正。
1.2排气在热能表检定过程中，有一个不可忽视的问题就是气泡问题。
通过不同厂家的热能表生产测试发现，当记忆片具有气泡金属热管段时，会导致超声介质的传播发生变化，从液态变成液态的混合气体，超声传播速度会发生明显变化，并且超声反射和折射会发生在气泡的边缘，影响正常传感器信号，热能表的误差可能高达±40%，正常检定时热能表的允许误差为±2%～±4%，即气泡将直接导致热能表检定不合格。
因此，在日常验证过程中，需要更加注意验证装置的透明管段是否有气泡。
建议每组热量表在检定前以大流量点排气一定时间，排出水循环中的气泡，然后进行检定工作。
笔者看到，热能表垂直安装在一个小的区域内，即金属管段垂直于地面。
这种安装方法不易产生气体，有利于超声波的正常传输。
然而，由于实验室中无法重复垂直安装，因此暂时无法提供相应的数据支持。
欢迎与广大同事讨论。
1.3水箱加热大多数计量检定机构的检定装置都是水箱，水箱的保温性能好坏和供热功率直接决定了开始检定的时间，每天早上尤其是下雪后，室内温度大大降低，开启热检定装置需要很长时间才能将温度升高到办公室需要的温度，并且由于空间限制等多种原因，很难实现大罐和小罐来保证检定的效率。
临床体温计检测标准浅析
临床体温计检测标准浅析李庆雨【摘要】This paper introduced the principle and performance of TSR (Thermally-Sensitive Resistance) electronic thermometers. In combination with the practical work, the test standards and attention-needed issues were introduced on the basis of the industrial standards.%本文介绍了热敏电阻型电子体温计的原理和性能，并以该行业标准为基础，结合实际检测工作，介绍了这种体温计的试验方法和一些应注意的问题。
【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P85-87,116)【关键词】电子体温计;温度探头;NTC热敏电阻【作者】李庆雨【作者单位】山东省医疗器械产品质量检验中心，山东济南 250101【正文语种】中文【中图分类】R472目前，我国临床上用来连续测量的体温计几乎全部是电子体温计，这种体温计具有实时、方便的优点，可减少因患者不能保持最佳的测量姿势造成的重复测量及测量误差，减少护理工作量，适合与监护设备一起使用等特点[1]。
2010年，国家食品药品监督管理局发布了YY 0785-2010《临床体温计——连续测量的电子体温计》行业标准，并在2012年6月1日开始贯彻实施。
这份行业标准规定了连续测量的电子体温计的计量和技术要求。
1.1 电子体温计的组成临床上常用的体温计可分为单次测量型、多次测量型和连续测量型。
前两者也称为非连续测量型体温计，常用于体表温度的测量，有时也会用于口测或肛测。
连续测量型体温计通常用于体内温度的测量，如直肠、鼻腔、食管等部位[2]。
连续测量的电子体温计（Continuously Measuring Electrical Thermometer）是指连续测量并显示人体温度的设备，包含1个显示单元和1个连接的温度探头。
用热量计测量热量的实验
热量计可用于测量环境中的热量流动，如太阳能的利用、地热的开 发等，为环境保护和可持续发展提供技术支持。
对未来研究的展望
提高测量精度
未来可以进一步改进热量计的测量技术，提高其测量精度和稳定性，以满足更高精度的热 量测量需求。
拓展应用领域
随着科技的不断发展，热量计的应用领域将进一步拓展，如在新能源、材料科学等领域的 应用探索。
实验结果分析
通过对实验数据的分析，我们得出了热量与温度、质量等参数之间 的关系，验证了热量守恒定律。
热量计在其他领域的应用
食品工业
热量计可用于数据。
医学领域
在医学研究中，热量计可用于测量人体摄入和消耗的热量，为评估 人体能量平衡和制定合理膳食计划提供依据。
观察数据变化
在测量过程中，密切关注测量数据的变化，包括温度、热量等参数的 变化情况。
记录数据
将测量过程中观察到的数据变化记录下来，包括初始数据、稳定数据 和结束数据等。确保数据的准确性和完整性。
数据处理与分析
在实验结束后，对记录的数据进行处理和分析，包括数据整理、计算 、图表绘制等。根据实验结果，得出相应的结论和解释。
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一 个物体，也可以与机械能或其他 能量互相转换，但是在转换过程 中，能量的总值保持不变。
热量计原理
利用热力学第一定律，通过测量 待测物质在绝热条件下温度变化 所吸收或放出的热量来推算物质 的热值。
热量单位与换算
热量单位
焦耳（J）是国际单位制中热量的单位，常用于表示食物所含能量和燃料燃烧放 出的能量等。
资源回收利用
对于可回收利用的废弃物，如废旧电池等，应积极进行回收利用，促 进资源循环利用。
电子体温计探头最大能量耗散测试方法解析
０．５０３０ １．ｏｏＯ８ ７．６５７０
１６．７９Ｏ０ ３３ ４ｌ００ ２６１．７３００
Ｏ．００８４ ０．０３３４ ２．０Ｏ４１
２９．９５８３ ２９ ９５５１ ２９．２５５３
３７．０４３１ ３７．０４５７ ３７．６２８９
的方式 ．直观地展现给使用者 最大 能量耗 散是 电阻型温 度探 头的关键 性能
指标 ．是 指由电 子体 温计指示单元提供 给温度探头
●
以使其能够 Ｔ作 ．但 南此产生 的 自热 不超过相关技 ｍ
术标 准允许 限值 的最大功率 也就是说 ．为 了保证 ，、
体温计测量结果的７伟确性，生产企业在产品设计制 三
造过 程 川 ·．须对温度探头 丁憎
热电『；Ⅱ、热 敏电阻 、热 电偶或集成温度传感器等 ，其作用是基 于物质 的
表 １ 每 组 测 试 数 据 示 例
热电阻或热 电动势效应 ．将 自身温度表现为对应 的电信号并传递 给控
制电蹄 ．以完成电子测湍 ．目前市场上 的电子体温计探头 多数是采用 输 入 电压 （ｖ 输入 电流 （ Ａ） 输入 功率 （ｒｏｗ） 等价 电 阻 （Ｋｏｈｍ） 转 换温 度 （℃）
境无害 ．特刖适合用于医院 、家庭等场合。我国电子体 温计行业起步 于 用表以测电流 ．并联一个 数字万用表 以测 电压 ，并将 温度探 头部分全
上 世纪末 ．因其利润空 间可观 ．相关政策 和技术壁垒 等市场准人条件 部悬浮静置于水浴 中以使 其均匀受热 ．由小而大调整输 入电压 ，测试
较低 ．众 多企业蜂拥而入 ．促使该产业高速发展 ．至今 国内已涌现 出逾 三个或以上不同输入 电流值 需要注意 ，相关标准要求最大测试功 率
产 ＾．通常 由温度传感 器 ．液 晶显示 器 ，纽扣 电池 ，控制 电路板 等部 件 稳定 至 ３７％７ ３￣右（标准 要求 ３７＋０．１℃），分离被 测体温计 外壳 ，将其 温
新冠疫情防控背景下电子体温计专利分析
2021年第8期科技管理研究Science and Technology Management Research2021 No. 8doi: 10.3969/j.issn. 1000-7695.2021.08.022新冠疫情防控背景下电子体温计专利分析王康\檀润华\李浩宇\孙寅迪\陈梦雨2,李林卿3(1.河北工业大学机械工程学院，天津300401;2.南开大学商学院，天津300071;3.国家铁路局市场监测评价中心，北京100891)摘要：为帮助新晋企业和设计者研发电子体温计产品和申请相关专利，从统计指标和技术发展角度分析截至2020年6月全球电子体温计专利情况，并界定电子体温计高价值专利标准，通过专利地图和技术功效矩阵对相关专利进行可视化分析。
研究结果表明：（1)电子体温计专利申请以发明专利为主要类型，专利申请数量处于快速增长阶段，但专利失效问题严重，应在保证测量精度的基础上提高对外观专利的重视，将过期的高价值专利作为研发信息的重要来源。
（2)中国和日本同为电子体温计专利申请大国，但日本企业占据行业主导地位；此外，区域的经济发展与其电子体温计专利申请相互促进。
（3)电子体温计的两个主要发展方向是内部元件提高测温精度且缩短测量时间和外观造型吸引用户购买且方便使用。
最后，提出电子体温计未来应当向智能化方向发展，成为大健康产业链的一环，并分别从企业和政府角度提出人才、技术和知识产权保护以及标准和评价体系等方面的相关对策建议。
关键词：电子体温计；电子体温计专利；专利分析；高价值专利中图分类号：G306; G301 文献标志码：A 文章编号：1000-7695 (2021 ) 08-0163-10Patent Analysis of Electronic Thermometer in the Context ofC O V I D-19Epidemic Prevention and ControlWang Kang1, Tan Runhua1, Li Haoyu1, Sun Yindi1, Chen Mengyu2, Li Linqing3(1. School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China;2. Business School, Nankai University, Tianjin 300071, China;3. Market Monitoring and Evaluation Center of National Railway Administration, Beijing 100891, China)Abstract：T o help start-ups and designers develop electronic thermometer products and apply for related patents, thispaper analyzes the worldwide patents o f electronic thermometers by June 2020 in terms o f their statistical indicators andtechnological developments. In addition, the paper defines the high-value patent criteria for electronic thermometers,and carries out visual analysis through patent maps and technology—effect matrix. T he findings o f the research showthat: (1) T h e num ber o f electronic thermometer patent applications, dom inated by invention patents is grow ingrapidly, but the problem o f patent invalidation is serious, more attention should be pay to the appearance patent o n thebasis o f ensuring the measurement accuracy, and take the expired high value patent as the important source o f R&Dinformation. (2) Although China and Japan are both leading countries in electronic thermometer patent application,Japanese enterprises occu py the dom inant position in the industry. M oreover, regional econ om ic developm entfacilitates its electronic thermometer patent application mutually. (3) The tw o main directions o f developing electronictherm om eters are to im prove the accuracy o f temperature m easurem ent and shorten the measurement tim e byinternal components, and to attract users to purchase and use them conveniently through exterior design. Finally, thepaper proposes that electronic thermometers should be catering to intelligence in the future and becom e a part o f theoverall health industry chain, and proposes relevant countermeasures and suggestions related to talent, technologyand intellectual property protection, as well as standards and appraisal system from the perspectives o f enterprises andgovernment respectively.Key words：electronic thermometer; patent o f electronic thermometer; patent analysis; high-valu e patent收稿日期：2020-06-12,修回日期：2020-12-03基金项目：国家自然科学基金项目“机遇驱动的机械产品突破性创新设计方法研究”（51675159), “融合TRIZ的产品全流程专利规避创新设计机理研究”（51605135);科技部创新方法工作专项项目“多学科交叉领域创新方法集成体系与平台建设”（2017IM040100)王康等：新冠疫情防控背景下电子体温计专利分析新型冠状病毒肺炎疫情（以下简称“新冠疫情”）暴发以来，疑似及确诊病例人数不断攀升，短时间 内疫情对全社会都产生了巨大影响m。
热力学过程和热容量测量的实验方法
实验方法的选择原则
准确性：选择能够准确测量热 力学过程和热容量的方法
可靠性：选择经过验证且可靠 的实验方法
简便性：优先选择操作简便、 易于实现的方法
经济性：考虑实验方法的成本 和资源消耗
实验方法的发展趋势
热力学过程实验的应用
能源利用：热力学过程实验在能源开发、转化和利用方面的应用，如燃烧、热电等。 工业生产：热力学过程实验在工业生产中的应用，如化工、冶金、制药等。 环境监测：热力学过程实验在环境监测和保护方面的应用，如气体排放、污染物检测等。 科学研究和教育：热力学过程实验在科学研究和教育领域的应用，如教学演示、科研实验等。
准备实验器材：包括恒温水槽、温度计、 热量计、测量仪表等
恒温槽温度稳定：确保恒温水槽内的水 温度稳定，为后续实验打下基础
测量初始温度：在实验开始前，需要记 录下热量计和温度计的初始温度
加热过程：通过加热装置对恒温水槽内 的水进行加热，并记录下加热时间
记录温度变化：在加热过程中，需要不断 记录温度计的读数，观察温度变化情况
实验方法的绿色化：随着环保意识的提高，实验方法需要逐渐向绿色化方向发展， 减少对环境的负面影响。
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热力学过程和热容量测 量的实验方法
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目录
热力学过程实验
01
热容量测量实验
02
实验方法的选择与比 较
03热力学过程实验来自热力学第一定律实验实验原理：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表现，实验通过测量热量、功和物态变化等参数来验证这 一原理。
实验步骤：加热、冷却、绝热等操作，测量输入和输出的能量值，计算热效率。
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关于连续测量体温计最大能量耗散测量方法的研究
胡旭君;许于春
【摘要】YY0785-2010《临床体温计连续测量的电子体温计性能要求》标准于2012年6月1日的正式实施,对连续测量的电子体温计的行业发展将起到很好的指导和规范的作用.在标准实施的五年时间里,在通过实验验证标准要求时发
现,YY0785-2010中6.10.3及6.11.1条款的规定及试验方法较为复杂,稍有不慎,实际测试数据就不可取,需要重新测试.为此,针对标准6.10.3及6.11.1条款的测试方法进行相关研究及总结.
【期刊名称】《中国医疗器械信息》
【年(卷),期】2018(024)003
【总页数】3页(P22-24)
【关键词】连续测量的电子体温计;最大能量耗散;温度探头;指示单元
【作者】胡旭君;许于春
【作者单位】广东省医疗器械质量监督检验所,广东广州 510663;广东省医疗器械质量监督检验所,广东广州 510663
【正文语种】中文
【中图分类】R472
连续测量的电子体温计在临床中应用广泛，在2010年前我国并没有相关标准，直到YY0785-2010《临床体温计连续测量的电子体温计性能要求》标准于2012年
6月1日的正式实施。
此标准的实施，对连续测量的电子体温计的行业发展将起到很好的指导和规范的作用。
在标准实施的五年时间里，在通过实验验证标准要求时发现，YY0785-2010中6.10.3及6.11.1条款的规定及试验方法较为复杂，稍有不慎，实际测试数据就不可取，需要重新测试。
为此，针对标准6.10.3及6.11.1条款的测试方法进行相关研究及总结。
1.定义
连续测量的电子体温计：连续测量并显示人体温度的设备，包括指示单元和连接的温度探头。
指示单元：体温计的部件，处理温度传感器的输出信号和显示温度值。
温度探头：体温计的部件，用来确定人体温度，并有一个温度传感器和相关零件组成，必要时，这些零件可以包括护套。
密封件、内部导线和连接插头等。
2.电阻型探头原理
热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同，属于可变电阻的一类，广泛应用于各种电子元器件中。
在一定的温度范围内，根据测量热敏电阻阻值的变化，便可知被测介质的温度变化。
热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高；②工作温度范围宽；③体积小；④使用方便；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。
3.要求及方法
3.1 指示单元的附加要求之最大能量耗散（详见YY0785-2010中 6.10.3）
3.1.1 要求
指示单元提供给温度探头的激励电压应足够低，以使探头内的能量耗散符合
6.11.1的要求。
3.1.2 标准解读
本要求针对的是体温计的指示单元的激励电压，这个电压使温度探头产生的能量耗
散应该足够低，必须低于温度探头在温度为（37±1）˚C的水槽中时，不导致温度上升超过0.02˚C的能量耗散（详见YY0785-2010中6.11.1）。
所以，在体温计设计激励电压前，必须要先确定温度探头在温度为（37±1）˚C的水槽中时温度变化0.02˚C时的能量耗散。
3.2 温度探头的附加要求之最大能量耗散
3.2.1 要求
对于电阻型探头，制造商应规定能由指示单元提供给探头的、产生最小自热的最大功率。
对于可重复使用或一次性的温度探头。
当浸入温度为（37±1）˚C的水槽中时，所提供的最大功率应不导致温度上升超过0.02˚C的能量耗散（I2R）。
3.2.2 标准解读
本要求主要是测试体温探头变化0.02˚C时的固有能量耗散。
体温计的指示单元提供的能量不能大于这个能量耗散，从而避免由于指示单元的功率对实际温度测试时的影响。
4.试验所需设备
高精密温度计：采用至少有3位小数读数的高精密温度计。
水槽1台：采用容积至少为5L，具有3位小数的温度设定功能，且有配对的水槽盖，使温度尽可能不受外界因素影响而保持稳定。
温度探头模拟器：温度探头模拟器引入的不确定度应不大于等效于0.01˚C的值。
直流稳压源1台：温度探头的供电源。
精密万用表2台：一台用于监测电压，另一台用于测量探头的电流。
电压和电流均能够读取3位小数。
示波器1台：用于测量指示单元的工作电压。
变阻箱1台：用于模拟37˚C时对应的电阻值。
5.试验步骤
5.1 指示单元的最大能耗
将所需测试的温度探头剪断，一端插入指示单元，断口处的探头两个芯线接入变阻箱。
见图1。
图1. 指示单元的最大能耗连接图
调节变阻箱的电阻为37˚C对应电阻阻值的电阻（如通过查表1查的37˚C对应的阻抗为1354.56Ω）。
见表1。
表1. 温度-阻抗对应表(例子)?
用示波器测试电阻两端的电信号电压值U，通过P=U2/R算出指示单元的最大能耗。
5.2 温度探头的最大能量耗散
将探头端的两根芯线串接电流表后接至直流稳压电源的正负两端，并在两根芯线之间接入电压表，将探头放入37˚C的恒温水浴槽中，水浴槽的温度通过高精密温度计进行检测。
见图2。
大约等幅度地调节供电电压（至少测试三点），同时观察电压值和电流值并记录。
见表2。
按表2，通过计算得出各组的电阻值和功率值，并通过查看温度-阻抗对应表查的对应阻抗下的温度值。
最后通过excel的拟二次直线，得出功率与阻抗的关系曲线：Y=aX+b，式中Y为功率值（即为能耗值），X为温度值，通过函数关系可以得出X变化0.02˚C对应Y（能耗）的变化。
见图3。
表2. 温度阻抗对应测试表格注：U、I是实际测试值；R、P为计算值；T为查表
对应的温度值；对应功率大于2mW的数据不可取。
序号U(V) I(mA) R(Ω) P(mW) T(˚C)1 0.506 0.377 1356.29 0.190762 36.97 2 0.802 0.594 1350.23 0.476388 37.08 3 1.114 0.819 1348.92 0.912366 37.1 4 1.41 1.052 1341.67 1.48332
37.24
图2. 体温探头最大能耗测试连接图
图3. 温度-功率曲线
5.3 能耗比较
根据标准要求，指示单元的能耗不大于体温探头的能耗，则符合要求，否则生产商的指示单元必须要降低供电电压，以减小指示单元额能耗。
6.小结
综上所述，总结如下：①水浴槽必须大于5L，使水槽的温度尽可能的恒温；②水
浴槽必须要有盖子尽可能避免外界环境的干扰；③温度探头与高精密温度计的探头尽可能贴在一起，避免探头位置不一致的温度差；④表2中的P值不能大于2mW，即要考虑供电电压不能太高；⑤水浴槽中的温度尽可能的稳定在（37±1）˚C，避
免指示单元与温度探头的测试时能耗点不一致；⑥尽可能的快速测试电压和电流值，避免长时间而引起的水浴槽温度变化；⑦不同企业生产的体温探头的温度-阻值表
可能不同，验证时必须要企业提供自己的温度-阻抗表。
参考文献
[1]金巍,郭韵秋,叶继伦.YY 0785-1=2010 《临床体温计——连续测量的电子体温
计性能要求》[S].中国标准出版社,2010.。