| Пріоритети: | Сутність винаходу: у цифровому медичному термометрі інформація про виміряну температуру представлена двома табло: низькотемпературним (від 34 до 37,8°С) і високотемпературним (від 38 до 41,8°С). В основі винаходу використовується принцип керування коефіцієнтом теплопередачі від робочого елемента (псевдокапсульований рідкий кристал холесторичного типу) до зовнішнього середовища. Це керування відбувається або автоматично або за допомогою оператора. 4 з.п. ф-ли, 6 іл.
Малюнки до патенту Україна 2029929
Винахід відноситься до галузі вимірювання температури і може бути використане для вимірювання температури поверхні різноманітних твердих тіл в медицині, будівництві, дефектоскопії та ін.
Відомі цифрові термометри, у тому числі на рідких холестеричних кристалах або середах, що просвітлюються під дією температури [1], мають ту перевагу, що вони прості, надійні і не вимагають електричного живлення, забезпечуючи достатню точність у вимірюваннях.
Однак точність і швидкодія цих термометрів недостатні для експресних досліджень, коли необхідно оцінити температурне поле об'єкта, що діагностується. Це відбувається через те, що конструкція термометрів не дозволяє відключити робочий елемент - рідкий холестеричний кристал або речовина, що просвітлюється, від впливу зовнішнього середовища. Між досліджуваною поверхнею і робочим елементом термічний опір можна порівняти з аналогічним параметром для контакту робочого елемента із зовнішнім середовищем.
У прототипі пропонованого термометра – індикаторі [2]цей недолік усувається шляхом введення оптично непрозорої ізолюючої прокладки зі щілинними прорізами. У прототипі за рахунок збільшення теплового опору між зовнішнім середовищем і рідкокристалічним робочим елементом точність вимірювання зростає, проте мала ширина зазначених прорізів збільшує ефективний опір всього в два-три рази в порівнянні з випадком, коли теплоопір обумовлений тільки за рахунок оптично непрозорої ізолюючої прокладки.
Метою винаходу є підвищення точності вимірювання на три-чотири порядки шляхом відповідного підвищення теплового опору між зовнішнім середовищем і робочим елементом термометра - температурочутливим шаром. Це досягається введенням повітряного зазору такої величини, при якій відсутня можливість конвективного теплообміну, при цьому цифри або інші необхідні символи формуються не за допомогою теплоізолюючої прокладки, що погіршує теплоізоляцію (як у прототипі), а поза цим зазором - над температурочутливим шаром, під ним або безпосередньо на ньому.
На фіг. 1 показаний зовнішній вигляд термометра; на фіг. 2 показано його бічна проекція; на фіг. 3-5 показані варіанти виконання вимірювальної частини термометра; на фіг. 6 показано схему розташування знаків, що використовуються при зчитуванні показань термометра.
На фіг. 1-5: 1 - вимірювальна частина термометра, 2 - рукоятка, 3 - лінза, 4 - знаковий символ на температурочутливому елементі, 5 - температурочутливий елемент, 6 - символи, виконані в лінзі, 7 - захисний шар, 8 - символи, нанесені на корпус, 9 – виступ, 10 – температурочутливий шар, 11 – спейсер, 12 – зазор.
Термометр складається з двох частин: вимірювальної частини 1, в якій розміщені температурочутливі елементи тарукоятки 2. У вимірювальній частині дно термометра виконано у вигляді тонкого шару в одному циклі виливки з рукояткою 2, при цьому для умови гарного термічного контакту з поверхнею, температура якої вимірюється, товщина дна не повинна перевищувати двох товщин температурочутливого шару. На стороні дна з внутрішньої частини укладаються шляхом склеювання температурочутливі елементи 5, кожен з яких має точно фіксовану температуру, при якій з'являється фазовий перехід, що оптично спостерігається (наприклад, для холестеричних рідких кристалів перехід в мезофазу з появою кольору, для інших речовин - плавлення з появою прозорої фази замість непрозорої). Відповідно до температури спрацьовування кожного температурочутливого елемента на цьому елементі або над ним, або під ним розташовуються цифри або символи 4, 6 або 8 відповідно. Над кожним температурочувствительным елементом є повітряний зазор 12, величиною 0,2 - 0,5 мм, утворений з допомогою виступів 9, що є на дні чи лінзі. Лінза 3 встановлюється вимірювальну частину і виконує відразу функції лінзи, герметизуючого елемента, захисного шару, що збільшує тепловий опір від температурочутливого елемента до зовнішнього середовища.
На фіг. 3 наведена конструкція термометра, в якій як температурочутливого елемента 5 використовується псевдокапсулированний рідкий холестеричний кристал, на кожен елемент зверху нанесені цифри від 0 до 9, при цьому за допомогою додаткових знаків, нанесених на корпусі приладу, 2 і 3 зчитуються цифри від 20 до 3 відповідно (ці цифри відповідають температурам оптичної реакції елементів).
На фіг. 4 наведено конструкцію термометра, де такі ж цифри нанесені на лінзі 3 з її внутрішньої сторони так, якпоказано на фіг. 6.
Похибка запропонованого термометра, як показали випробування, вбирається у 0,1 про З, що цілком достатньо застосування такого термометра навіть у медичних цілях.
Робота термометра полягає у зміні кольору одного з температурочутливих елементів (або прозорості) при прямому спостереженні через 2-4 с після застосування його до досліджуваної поверхні. Спостереження слід вести за нормаллю до вимірювальної частини термометра.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. ЦИФРОВИЙ ТЕРМОМЕТР, що містить суміщені з цифровими елементами або символами термочутливі елементи з різною величиною фазового переходу, розташовані на підкладці з непрозорого матеріалу та ізольовані захисним прозорим елементом, встановленим над ними з утворенням герметичних порожнин, що відрізняється тим, що підкладка виконана товщиною двох товщин термочутливих елементів, а герметичні порожнини виконані по всій поверхні термочутливих елементів.
2. Термометр за п.1, який відрізняється тим, що захисний прозорий елемент виконаний у вигляді лінзи.
3. Термометр за п.1, який відрізняється тим, що цифрові елементи або символи нанесені на термочутливі елементи, виконані у вигляді холестеричних плівок рідких кристалів.
4. Термометр за п.1, який відрізняється тим, що цифрові елементи або символи нанесені на внутрішню поверхню лінзи, а термочутливі елементи виконані у вигляді рідких холестеричних кристалів.
5. Термометр за п.1, який відрізняється тим, що цифрові елементи або символи нанесені на внутрішній бік підкладки, а термочутливі елементи виконані на основі прозорих матеріалів при температурі їх плавлення.