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ES2993818T3 - Wearable environmental sensor device - Google Patents

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ES2993818T3
ES2993818T3 ES19956801T ES19956801T ES2993818T3 ES 2993818 T3 ES2993818 T3 ES 2993818T3 ES 19956801 T ES19956801 T ES 19956801T ES 19956801 T ES19956801 T ES 19956801T ES 2993818 T3 ES2993818 T3 ES 2993818T3
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ES
Spain
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sensor
environmental sensor
substrate
temperature
sensor device
Prior art date
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ES19956801T
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English (en)
Inventor
Akio Tokura
Kei Kuwabara
Takako Ishihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

Este sensor ambiental portátil (100) se caracteriza porque: el sensor ambiental portátil comprende un sensor ambiental (102) que está dispuesto sobre una superficie de pared en contacto con el entorno de una carcasa (101) que comprende una parte sellada (104), y una estructura protectora (105) formada alrededor del sensor ambiental; la estructura protectora comprende una pluralidad de orificios de ventilación (106); una superficie del sensor del sensor ambiental está dispuesta de manera que quede orientada hacia la abertura de al menos un orificio de ventilación; y la parte del sensor ambiental unida a la superficie de la pared solo toca la superficie de la pared en parte de la superficie trasera y una parte final de un sustrato del sensor del sensor ambiental. Como resultado, este sensor ambiental portátil (100) es capaz de medir de manera simple, estable y altamente precisa la temperatura, la humedad y la información del entorno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de sensor ambiental portátil
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de sensor ambiental portátil para medir información ambiental relacionada con la proximidad de un lugar donde se lleva puesto el dispositivo, y en particular a un dispositivo de sensor ambiental portátil que se lleva puesto sobre la ropa, un cuerpo humano, o similar para medir información relacionada con el entorno en el interior de la ropa de un portador.
Técnica antecedente
Es importante monitorear la información ambiental para la gestión de la condición física, tal como la prevención de golpes de calor en climas calientes. Por ejemplo, los medidores de índice de calor utilizados convencionalmente para prevenir golpes de calor miden la temperatura de bulbo negro, la temperatura de bulbo húmedo, y la temperatura de bulbo seco para obtener un índice de calor, y se utiliza un método en el cual el índice de calor se utiliza como una guía de comportamiento; por ejemplo, evitar salir o hacer un trabajo extenuante cuando el índice de calor es relativamente alto (véase NPL 1).
Un medidor de índice de calor convencional generalmente consiste en un dispositivo relativamente grande, y es difícil colocar el dispositivo en cualquier lugar determinado. Por ejemplo, el índice de calor publicado por el Ministerio de Medio Ambiente es un valor que representa un área amplia.
Sin embargo, la carga de calor real recibida por cada individuo está grandemente influenciada por el entorno local. Por ejemplo, el entorno varía grandemente dependiendo de dónde se encuentre cada persona, tal como al aire libre o en el interior, al sol o en la sombra, sobre el césped o sobre el concreto. Además, incluso en el mismo lugar, la influencia de la radiación desde el suelo, por ejemplo, es grandemente diferente entre un adulto alto y un niño bajo. Además, el entorno del cuerpo humano también varía grandemente dependiendo de la ropa que se lleve puesta, el estado de movimiento, el estado de transpiración, etc.
Lista de referencias
Literatura de patente
El documento JP S52 110664 A se refiere a relojes electrónicos para medir la humedad mediante la instalación del elemento de sensor de humedad en el acabado exterior.
El documento CA 2526543 A1 se refiere a un aparato de diagnóstico médico portátil.
El documento US 2002/0009119 A1 se refiere a un monitor de estrés térmico ambiental.
Literatura no patentada
[NPL 1] JuYoun Kwon, Ken Parsons, Evaluación del Índice de Temperatura de Globo de Bulbo húmedo (WBGT) para Aplicaciones de Moda Digital en Ambientes Exteriores, Journal_Ergon_Soc_Korea 36 (2017) 23-36.
Resumen de la invención
Problema técnico
Se puede concebir un método para transportar y llevar puesto un sensor ambiental para monitorear el entorno en un lugar deseado, particularmente en la proximidad de un cuerpo humano, pero los medidores WBGT o sensores ambientales convencionales son demasiado grandes en tamaño para llevarlos puestos e incómodos de transportar, y pueden existir restricciones en cuanto al lugar donde se lleva puesto el sensor. Además, no se ha conocido un pequeño dispositivo de sensor ambiental portátil que pueda fijarse sobre la ropa de un individuo o en el interior de esta y medir el entorno en la proximidad inmediata de la ropa del individuo o el entorno dentro de la ropa.
Además, dado que el espacio para disponer un elemento de sensor es limitado debido a la miniaturización del sensor ambiental, no se puede garantizar el aislamiento térmico entre el elemento de sensor y una carcasa dependiendo de la manera de fijar el elemento de sensor, y existe un problema de que el calor transmitido desde la carcasa al elemento de sensor hace que sea difícil medir de manera precisa el entorno circundante.
También existe un problema de que el sudor o similares en el interior de la ropa se fijan a la superficie de sensor, lo que resulta en, por ejemplo, un alto valor de humedad medido.
Un objeto de la presente invención es medir el entorno en las proximidades de un cuerpo humano o similar de manera precisa, fácil, y estable.
Medios para resolver el problema
Para resolver los problemas anteriores, un dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la presente invención se define mediante la reivindicación 1.
Efectos de la invención
Con el dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la presente invención, la temperatura, la humedad, y la información ambiental se pueden medir de manera precisa, fácil, y estable.
Breve descripción de los dibujos
Figura 1A
La Figura 1A es una vista externa de las caras frontal y posterior de un dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
Figura 1B
La Figura 1B es una vista externa de las caras laterales del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
Figura 1C
La Figura 1C es una vista en perspectiva del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
Figura 2
La Figura 2 es un diagrama que muestra una configuración de un sustrato de montaje del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
Figura 3
La Figura 3 es un diagrama que muestra ejemplos de cómo llevar puesto el dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
Figura 4A
La Figura 4A es una vista en perspectiva que muestra el interior de una estructura protectora (sección no sellada) del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención, visto desde el lado posterior.
Figura 4B
La Figura 4B es una vista en perspectiva que muestra el interior de una estructura protectora (sección no sellada) del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención, visto desde el lado frontal.
Figura 4C
La Figura 4C es una vista en sección transversal que muestra el interior de una estructura protectora (sección no sellada) del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la primera realización de la presente invención. Figura 5A
La Figura 5A es un diagrama que muestra el contacto entre partes salientes y un sustrato de sensor que tiene orificios guía en un dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con una variación de la primera realización de la presente invención.
Figura 5B
La Figura 5B es un diagrama que muestra el contacto entre partes salientes y un sustrato de sensor que tiene porciones recortadas en un dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con una variación de la primera realización de la presente invención.
Figura 6A
La Figura 6A es una vista externa de las caras frontal y posterior de un dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con una variación de una segunda realización de la presente invención.
Figura 6B
La Figura 6B es un diagrama que muestra una configuración de un sustrato de montaje del dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
Descripción de realizaciones
<Primera realización>
De aquí en adelante, se describirá un dispositivo 100 de sensor ambiental portátil (denominado de aquí en adelante “dispositivo de sensor ambiental”) de acuerdo con la primera realización de la presente invención con referencia a las Figuras 1 a 5.
La Figura 1 muestra vistas externas del dispositivo 100 de sensor ambiental de acuerdo con la presente realización. La Figura 1A es una vista externa de un lado 1011 frontal y un lado 1012 posterior del dispositivo 100 de sensor ambiental. La Figura 1B es una vista externa de una cara 1013 lateral derecha y una cara 1014 lateral izquierda. La Figura 1C es una vista en perspectiva.
El dispositivo 100 de sensor ambiental tiene, en una carcasa 101, un sensor 102 de temperatura y de humedad capaz de medir la temperatura del aire y la humedad relativa, y tiene, en una cara 101A frontal de la carcasa 101, un sensor 103 de temperatura de bulbo negro para medir la temperatura de bulbo negro. Se proporciona una tapa 108 para sustituir la batería en una cara 101B posterior de la carcasa 101.
El dispositivo 100 de sensor ambiental incluye una sección 104 sellada y una estructura 105 protectora (sección no sellada). La sección 104 sellada está sellada, y la sección 104 sellada y la estructura 105 protectora (sección no sellada) están separadas por una pared 101C de carcasa dentro de la carcasa 101.
El tamaño del dispositivo 100 de sensor ambiental es de aproximadamente 50 mm de longitud, aproximadamente 24 mm de ancho, y aproximadamente 7 mm de espesor.
El sensor 102 de temperatura y de humedad está montado sobre un sustrato 1021 (denominado de aquí en adelante “sustrato de sensor”), y la superficie de sensor 102 de temperatura y de humedad en el lado en el cual el sensor 102 de temperatura y de humedad está montado sobre el sustrato 1021 de sensor se denomina “superficie de sensor” 1022. El sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto dentro de la estructura 105 protectora (sección no sellada), y está cubierto por la estructura protectora (sección no sellada) para proteger el sensor 102 de temperatura y de humedad. La estructura protectora (sección no sellada) tiene la función de evitar que el sensor 102 de temperatura y de humedad colisione con un objeto externo y se dañe, y evitar que un dedo humano o similar entre en contacto con la superficie (superficie 1022 de sensor) del sensor 102 de temperatura y de humedad y haga que la superficie de sensor (superficie 1022 de sensor) se ensucie.
La estructura 105 protectora (sección no sellada) está proporcionada con orificios 106 de ventilación. Los orificios de ventilación, los cuales tienen aberturas en una cara 1051 frontal, una cara 1052 posterior, una cara 1053 lateral derecha, una cara 1054 lateral izquierda, y una cara 1055 de extremo inferior de la estructura 105 protectora (sección no sellada), penetran de modo que cada una de todas las aberturas esté conectada con las otras aberturas. Como resultado, el aire exterior fluye favorablemente a través de los orificios de ventilación y, por lo tanto, el sensor 102 de temperatura y de humedad puede entrar en contacto con el aire exterior y medir la temperatura y la humedad del aire circundante.
Aunque en este caso se ha descrito una configuración en la cual cada una de todas las aberturas está conectada con las otras aberturas, alternativamente, algunas de las aberturas pueden estar conectadas con las otras aberturas, y se puede emplear cualquier configuración siempre que el aire exterior fluya favorablemente a través de los orificios de ventilación.
Aunque se ha descrito una configuración en la cual las aberturas están proporcionadas en la cara 1051 frontal, la cara 1052 posterior, la cara 1053 lateral derecha, la cara 1054 lateral izquierda, y la cara 1055 de extremo inferior de la estructura protectora (sección no sellada), las aberturas solo necesitan estar proporcionadas en algunas de estas caras, en lugar de en todas las caras, y se puede emplear cualquier configuración siempre que el aire exterior fluya favorablemente a través de los orificios de ventilación.
El sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto de tal manera que la superficie 1022 de sensor esté orientada hacia la abertura en la cara 1055 de extremo inferior. En consecuencia, se forma una estructura en la cual la superficie 1022 de sensor se expone fácilmente al flujo de aire. En este caso, aunque el sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto de tal manera que la superficie 1022 de sensor esté orientada hacia la abertura en la cara 1055 de extremo inferior, la superficie 1022 de sensor puede estar orientada hacia la abertura en cualquier cara diferente a la cara 1055 de extremo inferior, y el sensor 102 de temperatura y de humedad solo necesita estar dispuesto de tal manera que la superficie 1022 de sensor esté orientada hacia al menos una de las aberturas.
La estructura 105 protectora también incluye las aberturas de los orificios 106 de ventilación que se oponen a las caras 1013 y 1014 laterales izquierda y derecha, y el sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto por encima de los extremos superiores de las aberturas de los orificios 106 de ventilación (en el lado de la sección sellada). Por lo tanto, se forma una estructura en la cual se pueden percibir cambios en la temperatura y la humedad debidos a la ventilación y que no está expuesta a gotas de agua procedentes del sudor o similares. En consecuencia, es posible eliminar una degradación de precisión de medición del sensor 102 de temperatura y de humedad debido a que las gotas de agua se fijan a la superficie 1022 de sensor y efectos adversos tales como que se observe un valor de humedad superior que el valor de humedad real.
Es deseable que la carcasa 101 sea ligera, ya que se puede poner. También es deseable que la carcasa 101 tenga una baja conducción de calor de tal manera que el calor no se transfiera entre el sensor 103 de temperatura de bulbo negro, la carcasa 101, y el sensor 102 de temperatura y de humedad. Por esta razón, es deseable que el material del bulbo negro y la carcasa 101 sea resina sintética, tal como plástico, excepto para una región en la que se necesita utilizar metal.
En el sensor 103 de temperatura de bulbo negro, el bulbo negro está formado por una resina sintética, tal como plástico para reducir el peso, y está firmemente unido a la carcasa 101 por medio de soldadura utilizando ultrasonido o similar, por ejemplo, el bulbo negro y la carcasa 101 están sellados por medio de soldadura para formar una estructura a prueba de polvo y de agua.
Es deseable que el bulbo negro sea negro mate y tenga una emisividad promedio de 0.95.
El bulbo negro es hueco en el interior, y un sensor de temperatura, tal como un termistor o un sensor de temperatura semiconductor, se inserta en la porción hueca para medir la temperatura de bulbo negro. El valor medido se puede corregir según sea necesario. En la presente realización, el diámetro del bulbo negro es de 10 mm, por ejemplo.
Se proporciona únicamente la tapa 108 de batería para insertar una batería de botón en la cara posterior de la carcasa 101 del dispositivo 100 de sensor ambiental de acuerdo con la presente realización, y el dispositivo 100 de sensor ambiental se puede llevar puesto colocándolo en un bolsillo de la ropa a la vez que se opera el dispositivo 100 de sensor ambiental utilizando una batería de botón disponible comercialmente.
Como otro modo, por ejemplo, se puede proporcionar un botón a presión, un clip, o similar en la cara posterior de la carcasa 101 para fijar el dispositivo 100 de sensor ambiental a la ropa o similar.
La Figura 2 muestra un sustrato 200 de montaje dentro de la carcasa 101 del dispositivo 100 de sensor ambiental. El sustrato 200 de montaje incluye un sustrato 201 rígido sobre el cual están montados una CPU (no se muestra) y un circuito electrónico (no se muestra) para procesar datos de medición, y un dispositivo 203 de comunicación inalámbrica (chip de comunicación inalámbrica) para transmitir datos a un dispositivo externo, el sustrato 1021 de sensor sobre el cual está montado el sensor 102 de temperatura y de humedad, un sustrato 202 flexible, y una batería (no se muestra) para operar el sensor 102 de temperatura y de humedad. De estas partes, el sustrato 201 rígido y la batería (no se muestra) para operar el sensor 102 de temperatura y de humedad están dispuestos en la sección 104 sellada, y se evita que ingrese agua, sudor, lluvia, o similares desde el exterior.
La estructura de sellado de la sección 104 sellada puede estar constituida por un empaque que utiliza un anillo tórico o similar, y un tornillo o similar. Si la carcasa 101 está formada de resina sintética tal como plástico, la estructura de sellado de la sección 104 sellada puede estar formada por medio de soldadura utilizando ultrasonido o similar, o puede estar formada de un adhesivo.
Mientras tanto, el sustrato 1021 de sensor sobre el cual está montado el sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto dentro de la estructura 105 protectora (sección no sellada). El sensor 102 de temperatura y de humedad es un sensor para medir la temperatura del aire y la humedad relativa en las proximidades, está constituido por un chip semiconductor, por ejemplo, e incluye un sensor de temperatura en el cual la resistencia varía dependiendo de la temperatura y un sensor de humedad que absorbe la humedad del gas circundante y en el cual la capacidad y la resistencia varían.
El sensor 102 de temperatura y de humedad incluye un circuito de conversión AD, y la temperatura y la humedad medidas se transmiten como datos digitales a la CPU en la sección 104 sellada. El sustrato 1021 de sensor del sensor 102 de temperatura y de humedad está completamente protegido por un revestimiento químicamente inactivo (agente de revestimiento) para formar una estructura a prueba de polvo y de agua. Se señala que el propio sensor 102 de temperatura y de humedad también es a prueba de polvo y de agua.
El sensor 102 de temperatura y de humedad en el sustrato 1021 de sensor dispuesto en la estructura 105 protectora (sección no sellada) y la CPU en el sustrato 201 rígido dispuesto en la sección 104 sellada están conectados eléctricamente entre sí a través del sustrato 202 flexible. El sustrato 202 flexible está dispuesto entre la sección 104 sellada y la estructura 105 protectora (sección no sellada) de tal manera que la propiedad de sellado de la sección 104 sellada se puede mantener mediante el empaque que utiliza un anillo tórico o similar, y el tornillo o similar, en la periferia de la pared 101C de carcasa. En la disposición del sustrato 202 flexible en la pared 101C de carcasa entre la sección 104 sellada y la estructura 105 protectora (sección no sellada), por ejemplo, estas partes pueden adherirse alternativamente entre sí sin espacios utilizando una adhesión, además del empaque mencionado anteriormente utilizando un anillo tórico o similar, y el tornillo o similar, y, por lo tanto, se pueden garantizar propiedades a prueba de polvo y de agua.
Como se ha descrito anteriormente, el dispositivo 100 de sensor ambiental de acuerdo con la presente realización tiene una configuración en la cual el sensor 102 de temperatura y de humedad que requiere contacto con el aire exterior está dispuesto fuera de la sección sellada (es decir, dentro de la estructura 105 protectora (sección no sellada)), el sustrato 201 rígido sobre el cual están montados la CPU, el circuito electrónico, etc., para procesar señales (datos digitales) obtenidas por el sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto en la sección 104 sellada para garantizar propiedades a prueba de polvo y de agua, y el sensor 102 de temperatura y de humedad dentro de la estructura 105 protectora (sección no sellada) y el sustrato 201 rígido en la sección 104 sellada están conectados por el sustrato 202 flexible. Esta configuración permite que el sensor 102 de temperatura y de humedad entre en contacto con el aire exterior y detecte la temperatura y la humedad con alta sensibilidad, y hace posible procesar de manera estable la información detectada (datos digitales) utilizando el circuito electrónico dispuesto en un entorno sellado con excelentes propiedades a prueba de polvo y de agua.
La Figura 3 muestra ejemplos en los cuales el dispositivo 100 de sensor ambiental se fija a una prenda de vestir exterior y, por lo tanto, se lleva puesto y se utiliza. La prenda 302 de vestir exterior tiene un bolsillo, y la carcasa 101 del dispositivo 100 de sensor ambiental se inserta en el bolsillo con el bulbo negro orientado hacia afuera. Por ejemplo, el dispositivo 100 de sensor ambiental se puede llevar puesto en la posición del pecho como en una forma 310 de vestir, o se puede llevar puesto en la posición de espalda como en una forma 320 de vestir. Si se proporciona un bolsillo, es deseable que el material del bolsillo sea un material altamente permeable a la humedad, tal como un tejido de malla, con el fin de mejorar la respuesta a la humedad.
De acuerdo con el modo anterior, es posible llevar fácilmente el dispositivo 100 de sensor ambiental al mismo tiempo que se lleva puesta una prenda de vestir, tal como una camiseta o una camiseta polo, y medir información ambiental, tal como la temperatura y la humedad, en las proximidades de un cuerpo 301 humano sin perturbar el movimiento del portador.
También es posible retirar fácilmente el dispositivo 100 de sensor ambiental cuando no se realiza la medición, y lavar la ropa.
Como otros métodos de fijación, el dispositivo 100 de sensor ambiental se puede fijar a través de un botón a presión, o se puede formar una estructura tal como un clip en la carcasa 101 del dispositivo 100 de sensor ambiental para llevar el dispositivo sujetándolo sobre la ropa.
Con el dispositivo 100 de sensor ambiental de acuerdo con la presente realización, el entorno en las proximidades de un cuerpo humano se puede medir midiendo la influencia de la radiación solar en el cuerpo humano utilizando el sensor 103 de temperatura de bulbo negro, y midiendo la temperatura dentro de la ropa y la humedad dentro de la ropa utilizando el sensor 102 de temperatura y de humedad.
Aunque la presente realización ha descrito un ejemplo de medición de la temperatura y la humedad dentro de la ropa, el dispositivo de sensor ambiental también se puede fijar al exterior de la ropa exterior y utilizarse como un dispositivo de sensor ambiental externo fijado al exterior inmediato de un cuerpo humano.
Las Figuras 4A, 4B, y 4C son diagramas que ilustran el estado en el que el sensor 102 de temperatura y de humedad está fijado a la carcasa 101 dentro de la estructura 105 protectora (sección no sellada). La Figura 4A es una vista en perspectiva del sustrato 1021 (sustrato de sensor) con el sensor 102 de temperatura y de humedad montado sobre este, visto desde el lado posterior. La Figura 4B es una vista en perspectiva del sustrato 1021 de sensor visto desde el lado frontal. La Figura 4C es una vista en sección transversal de un área donde el sensor 102 de temperatura y de humedad está fijado a la carcasa 101.
Como se muestra en las Figuras 4A, 4B, y 4C, la carcasa 101 tiene, en la cara 101A frontal, una pared 101C de carcasa que está en contacto con el entorno, y tiene partes de fijación, es decir, partes 401 en forma de L y partes 402 salientes en una pared interior de la cara 101A frontal. El sustrato 1021 de sensor sobre el cual está montado el sensor 102 de temperatura y de humedad está dispuesto a la vez que se intercala o se fija entre las partes 401 en forma de L y las partes 402 salientes. Como resultado, el sustrato 1021 de sensor entra en contacto con las partes 401 en forma de L en las caras laterales, las cuales son caras de extremo del sustrato 1021 de sensor, y en ambos bordes del sustrato 1021 de sensor. Además, el sustrato 1021 de sensor entra en contacto con los extremos delanteros de las partes 402 salientes en porciones de una cara posterior en ambos bordes del sustrato 1021 de sensor.
Las porciones 403 de contacto de fijación son porciones en las cuales las partes de fijación mencionadas anteriormente se apoyan contra el sustrato 1021 de sensor.
De acuerdo con la configuración anterior, se puede reducir el área de contacto entre el sustrato 1021 de sensor y las partes de fijación, es decir, las partes 401 en forma de L y las partes 402 salientes, y el sustrato 1021 de sensor puede disponerse en una posición alejada de la carcasa 101.
Además, dado que se puede formar una capa de aire entre la cara posterior del sustrato 1021 de sensor y la carcasa 101, es posible eliminar la conducción de calor desde la carcasa 101 y medir de manera precisa la temperatura y la humedad locales. El aire tiene un aislamiento térmico que es aproximadamente 7 veces mayor que el del plástico ordinario (resina sintética), el cual es el material de la carcasa 101, y aproximadamente 2.5 veces mayor que el de un aislante térmico. En consecuencia, es posible lograr un aislamiento térmico mayor que el de una estructura de aislamiento térmico formada aumentando el espesor de la carcasa 101 o insertando un aislante térmico.
De acuerdo con la presente realización, el aislamiento térmico se puede mejorar y el sustrato 1021 de sensor se puede fijar fácilmente a la carcasa 101 mediante la estructura en la cual el sustrato 1021 de sensor está intercalado o insertado, en los bordes de esta, entre las partes 401 en forma de L y las partes 402 salientes.
Como se mencionó anteriormente, la cara posterior del sustrato 1021 de sensor entra en contacto únicamente con las partes 402 salientes, entre ambos bordes del sustrato 1021 de sensor y la carcasa 101. En esta configuración, una distancia 404 entre la cara posterior del sustrato 1021 de sensor y la carcasa 101 está determinada por la forma de las partes 402 salientes. Dado que un aislante térmico con un espesor de aproximadamente 0.5 mm o más es eficaz en el efecto de aislamiento térmico, es deseable que la distancia 404 entre la cara posterior del sustrato 1021 de sensor y la carcasa 101, es decir, el espesor de la capa de aire sea de 0.2 mm o más, considerando que el aire tiene un alto aislamiento térmico que es aproximadamente 2.5 veces el del aislante térmico. Además, considerando el tamaño del dispositivo 100 de sensor ambiental, es deseable que la distancia 404 entre la cara posterior del sustrato 1021 de sensor y la carcasa 101 sea de 20 mm o menos.
<Variaciones de la primera realización>
A continuación, se describirán variaciones de la primera realización. Estas variaciones tienen sustancialmente la misma configuración que la primera realización, pero son diferentes en el modo de contacto entre el sustrato 1021 de sensor de temperatura y de humedad y las partes 402 salientes cuando el sustrato 1021 de sensor de temperatura y de humedad está fijado a la carcasa 101 en el dispositivo 100 de sensor ambiental.
Las Figuras 5A y 5B muestran modos en los cuales el dispositivo 100 de sensor ambiental de acuerdo con las presentes variaciones entra en contacto con las partes 402 salientes a través de guías proporcionadas en el sustrato 1021 de sensor de temperatura y de humedad. Los orificios 501 guía y las porciones 502 recortadas se proporcionan como guías.
En la Figura 5A, 51 denota una cara superior del sustrato 1021 de sensor de temperatura y de humedad, y 52 denota una cara lateral de este. Los orificios 501 guía se proporcionan en el sustrato 1021 de sensor, y las partes 402 salientes se insertan en el sustrato 1021 de sensor a través de los orificios 501 guía.
En este caso, aunque cada parte saliente 402 tiene una estructura cónica que es más delgada en un extremo delantero de esta de modo que pueda insertarse fácilmente en el orificio 501 guía correspondiente, se puede emplear cualquier estructura distinta de la estructura cónica siempre que la parte saliente 402 se pueda insertar en el orificio 501 guía.
Aunque la forma de sección transversal de los orificios 501 guía y las partes 402 salientes es una forma circular, la forma de sección transversal de los orificios 501 guía y las partes 402 salientes puede ser cualquier otra forma, tal como una forma cuadrada, una forma rectangular, una forma poligonal, o una forma elíptica, siempre que los orificios 501 guía y las partes 402 salientes tengan formas y tamaños correspondientes, y las partes 402 salientes se puedan insertar en los orificios 501 guía.
En la Figura 5B, 53 denota una cara superior del sustrato 1021 de sensor de temperatura y de humedad, y 54 denota una cara lateral de este. Las porciones 502 recortadas se proporcionan en el sustrato 1021 de sensor, y las partes 402 salientes se ajustan al sustrato 1021 de sensor a través de las porciones 502 recortadas.
Aunque la forma de las porciones 502 recortadas es una forma semicircular, la forma de sección transversal de cada porción 502 recortada puede ser cualquier otra forma, tal como una forma cuadrada, una forma rectangular, una forma poligonal, o una forma semielíptica, siempre que las porciones 502 recortadas y las partes 402 salientes tengan formas y tamaños correspondientes, y las partes 402 salientes se puedan ajustar a las porciones 502 recortadas.
Una cara superior en un extremo delantero de cada parte saliente 402 de la primera realización entra en contacto con el sustrato 1021 de sensor en un área predeterminada. Sin embargo, de acuerdo con la presente variación, la porción circunferencial exterior de cada parte 402 saliente entra simplemente en contacto con una cara de extremo de una pared interior de la guía correspondiente, y por lo tanto es posible reducir el área de contacto entre cada parte 402 saliente y el sustrato 1021 de sensor. Además, también se logra el efecto de facilitar el posicionamiento cuando el sustrato 1021 de sensor se fija a la carcasa 101 a través de las partes 402 salientes.
De acuerdo con las variaciones de la presente realización, el sustrato 1021 de sensor puede disponerse en la carcasa 101 sin utilizar las partes 401 en forma de L de la primera realización, o también pueden utilizarse las partes 401 en forma de L.
<Segunda realización>
A continuación, se describirá un dispositivo 600 de sensor ambiental portátil de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
La Figura 6A muestra una cara 6011 frontal y una cara 6012 posterior de un dispositivo 600 de sensor ambiental de acuerdo con la segunda realización de la presente invención. La presente realización tiene sustancialmente la misma configuración que la primera realización, pero es diferente en que se proporciona un botón a presión en la cara 6012 posterior de la carcasa, y en términos de la configuración del sensor.
El dispositivo 600 de sensor ambiental está configurado para ser fijado a una prenda o a un cinturón utilizando un botón 603 a presión fijado a la cara 6012 posterior de la carcasa 601.
El botón 603 a presión también funciona como un electrodo, y puede ser conectado eléctricamente a un electrodo para la medición del potencial bioeléctrico que está formado en la prenda o en el cinturón al ser ajustado a este electrodo para medir el potencial bioeléctrico tal como un electrocardiograma.
El dispositivo 600 de sensor ambiental de acuerdo con la presente realización incluye una batería recargable que está incorporada como una fuente de energía operativa (no se muestra).
La Figura 6B muestra un sustrato 610 de montaje dentro de la carcasa 601 del dispositivo 600 de sensor ambiental de acuerdo con la segunda realización de la presente invención. El sustrato 610 de montaje incluye un sustrato 611 rígido, un sensor 612 de temperatura y de humedad, un sustrato 6121 de sensor, un sustrato 613 flexible, un dispositivo 614 de comunicación inalámbrica (chip de comunicación inalámbrica), una CPU (no se muestra), y una placa de circuito (no se muestra). El sustrato 610 de montaje tiene sustancialmente la misma configuración que el sustrato 200 de montaje utilizado en la primera realización de la presente invención, pero es diferente en términos de sensores montados.
El sustrato 610 de montaje incluye un AFE 615 (extremo frontal analógico) que sirve como un sensor de forma de onda electrocardiográfica para medir y procesar formas de onda, y un sensor 616 de aceleración y velocidad angular (sensor de giroscopio). En consecuencia, la información biológica se puede medir al mismo tiempo que el entorno (temperatura y humedad) del lugar donde se lleva puesto el dispositivo 600 de sensor ambiental. Además, también se puede proporcionar un sensor de temperatura de bulbo negro.
Con el dispositivo 600 de sensor ambiental de acuerdo con la presente realización, se logran los mismos efectos que los de la primera realización, y el dispositivo 600 de sensor ambiental se puede fijar fácilmente a una prenda o a un cinturón y medir información biológica al mismo tiempo que el entorno (temperatura y humedad) del lugar donde se lleva puesto el dispositivo 600 de sensor ambiental.
Aunque el sensor de temperatura y de humedad se utiliza en el dispositivo de sensor ambiental de acuerdo con la presente invención, se puede utilizar únicamente un sensor de temperatura, o se puede utilizar únicamente un sensor de humedad, y se puede emplear cualquier sensor (denominado de aquí en adelante “sensor ambiental”) que entre en contacto con el entorno, tal como el aire exterior, para detectar información relativa al entorno, tal como la temperatura y la humedad.
[Aplicabilidad industrial]
La presente invención se refiere a un dispositivo de sensor ambiental portátil para llevar puesto sobre un cuerpo humano o similar, y es aplicable para la medición del entorno, tal como la temperatura y la humedad, en las proximidades de un cuerpo humano o similar.
[Lista de señales de referencia]
100 Dispositivo de sensor ambiental portátil
101 Carcasa
102 Sensor de temperatura y de humedad
1022 Superficie de sensor
103 Sensor de temperatura de bulbo negro
104 Sección sellada
105 Estructura protectora (sección no sellada)
106 Orificio de ventilación

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de sensor ambiental portátil que comprende:
una carcasa (101) que incluye una sección (104) sellada, una estructura (105) protectora, y una pared (101C) de carcasa la cual separa la sección (104) sellada y la estructura (105) protectora entre sí y la cual está configurada para estar en contacto con un entorno;
un sustrato (1021) de sensor;
un sensor (102) ambiental montado en una cara frontal del sustrato (1021) de sensor; y
una parte de fijación para fijar el sustrato (1021) de sensor a la pared (101C) de carcasa,
en el que el sensor (102) ambiental y el sustrato (1021) de sensor están dispuestos dentro de la estructura (105) protectora, la estructura (105) protectora incluye una pluralidad de orificios (106) de ventilación,
el sensor (102) ambiental está dispuesto para orientarse hacia una abertura de al menos uno de la pluralidad de orificios (106) de ventilación, y
la parte de fijación entra en contacto únicamente con un borde y una porción de una cara posterior del sustrato (1021) de sensor.
2. El dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el sensor (102) ambiental es un sensor de temperatura o un sensor de humedad.
3. El dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,
en el que la parte de fijación incluye una parte en forma de L y una parte saliente,
la parte en forma de L entra en contacto únicamente con el borde del sustrato (1021) de sensor, y
la parte saliente entra en contacto únicamente con una porción de la cara posterior del sustrato (1021) de sensor del sensor (102) ambiental.
4. El dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que el sustrato (1021) de sensor incluye una guía que entra en contacto con la parte saliente.
5. El dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende, además
un sustrato rígido para montar un circuito electrónico, el sustrato rígido dispuesto en la sección (104) sellada, y un sustrato flexible que conecta el sustrato rígido y el sustrato (1021) de sensor entre sí.
6. El dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además
un sensor de temperatura de bulbo negro dispuesto en el interior de la sección (104) sellada.
7. El dispositivo de sensor ambiental portátil de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende, además:
un dispositivo de comunicación inalámbrica dispuesto sobre el sustrato rígido; y
al menos uno de un sensor de forma de onda electrocardiográfica y un sensor de aceleración y velocidad angular dispuestos sobre el sustrato rígido.
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