赵晓辰张永寿

体温表自动计量检测消毒装置的研制

赵晓辰①②张永寿②

目的：依据温度计检定规程的要求，设计制作体温表自动计量检测消毒装置。方法：分析实现温度计自动检定的关键技术，提出相应的解决方案，利用自动定位控制、图像处理、模式识别及计算机通讯等技术手段，实现基本的温度计自动检定系统。结果：利用机电传送装置，输送带采用软性有槽并配以微震动方式使体温表定位，配合摄像设备采样。形成一体化流水线检测，提高了检测效率。结论：消毒环节作为装置的辅助部分，由计算机实施严格的消毒管理和自动消毒控制。该装置留有计算机通信接口，以纳入未来形成的卫生装备计算机管理系统。

机电传输；图像采集；消毒；计量质控

2 体温表自动计量检测消毒装置

目前，国内、外对水银玻璃温度计的读数研究多数处于实验室状态，仅仅停留在对读数方法的理论研究，未见有研究成果报道。体温表自动计量检测消毒装置应用有效的、能付诸实施的读数技术，同时配以先进有效的实施手段，着眼为应用服务，实现在线应用服务、实时计量检测，将对实现计量检测与临床应用的统一具有现实意义[2]。

体温表自动计量检测消毒装置通过使用先进的图像处理技术以及机电传送设置，取代人工检测体温计的方法，实现体温计自动计量检测，该装置可批量检测体温计。装置中设有输送带，温度计放入软槽后即可自动完成一系列的检测，方便省事。利用电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)采集图像，可增强图像的分辨率，提高采集的灵敏度[2]。通过设计计算机系统，可有效地对被检测的体温计进行消毒处理。

3 总体设计

如图1所示，整个装置的研制共分为9个部分，分别是：①体温表读数的摄取；②摄取信号与图像数据的预处理；③装置内体温表复位功能；④恒温槽在装置内的实现；⑤体温表报废剔除功能的研发；⑥体温表消毒系统的研发；⑦技术控制管理软件的开发；⑧装置结构外形设计制作；⑨在试验室对各参数按标准进行模拟测试。

图1 总体设计图

4 图像识别与数据处理技术的研究及控制

4.1 图像识别与处理

图像识别与处理通过摄像设备、图像传输(依据适用的数学模型与算法进行)、图像处理及信号转换等。装置动作的控制则通过I/O输入输出接口，获取装置传感器的状态信号[3]；严格按照装置功能要求，发出动作的执行指令，装置的执行机构实施动作；同时经过摄像系统与相关传感器检查实施动作的结果，进入后续工作(如图2所示)。

图2 图像识别与数据处理流程图

4.2 数据处理技术的研究

在图像识别中，由于体温表的读数有一定的角度，而作为一个应用于临床的自动化装置必须在自动功能方面有大的体现。因此，解决在线动态读取体温表数值成为了关键问题。研究通过CCD传感及传送线的反复试验得出一个科学可行的合理方案。

4.2.1 对水银玻璃体温表基于机器视觉读数进行研究

目前，医院使用的体温表基本属于放弃计量检定的放任状态，存在极大安全隐患；而且在临床预检与诊断中几乎完全依赖人工读数和记录，误读错写的问题时有发生。对此，研发出一种基于计算机视觉的体温表自动读数系统[3-5]。若要改变用人工进行观察读数的方法，其关键是要实现温度计的自动读数。温度计垂直插入恒温槽中，CCD摄像机获取温度计图像后传入计算机。在该系统中摄像机一次可摄取多支温度计的图像。

4.2.2 对水银玻璃体温表计量检测读取数值方式进行比较研究

用实验的方法对体温表进行直读法试验，用一高精度的恒温水槽，将待检体温表插入其中，待热平衡后用计算机图像识别系统进行处理，再用高精度的温度计比较检测的综合精度，反复多次趋于平稳结果[6-7]。

5 机电传送与复位实施设计

(1)机电传送包括温度表的传输线，涉及恒温水槽。输送带采用软性、并有沟槽，配以微震动的方式使温度表定位，配合摄像设备采样。输送带中部设有岔道功能或可供人工去除失效温度表的结构。恒温水槽针对装置经常排、放水不便及能耗效率问题，选用3个对应取样点不同温度的恒温水槽，且体积小、相对精度得以保障。

(2)复位器作为装置的配套件，有马达和多个温度表塑料管状容器及相关连接件构成，装置检测的温度表达到预定数量时发出提示信号，由人工将检测好的温度表放置复位器容器中进行复位[8-10]。

6 计算机系统的设计

通过通信接口连接检测仪器，计算机控制整个检测流程，检测数据直接传输至计算机检测系统中，在计算机中分析处理，得到检测结果[11]。整个系统的检测流程如图3所示。

图3 检测系统流程图

7 结论

通过设计体温表自动计量检测消毒装置，可实现下述功能：①通过自动摄像定位系统，实现对温度计读数的测量；②设计机电传输系统，形成了集体温表复位、计量和消毒为一体的自动流水线，达到自动化批量检测消毒的目的；③设计制作消毒系统，可解决温度计污染率高的问题[12]；④目前对温度计尚未进行质量检测，这一研究将填补体温表计量检测的空白；⑤将临床应用与计量检测形成一体，且装置具有智能功能和通信接口，有利于建立质量管理控制系统。

该装置采用的新型图像识别及处理系统已在多个领域得到了成功应用，通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将图像获取后传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布、亮度和颜色等信息进行尺寸、形状及颜色等的判别，进而根据判别的结果控制现场的设备动作[13]。机器视觉伴随计算机技术、现场总线技术的发展，技术日臻成熟，并广泛应用于各个行业。机器视觉的引入，代替传统的人工检测方法，极大地提高了检测质量和工作效率。

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Development of thermometer automatic measuring disinfection device

ZHAO Xiaochen, ZHANG Yong-shou

Objective: To develop a thermometer automatic measuring disinfection device base on the thermometer verification regulation requirements. Methods: We put forward appropriate solutions and used automatic positioning control, image processing, pattern recognition and computer communications technology to realize the basic thermometer automatic verification system. Results: The use of mechanical and electrical transmission device was effective. The conveyor belt was soft slot which matches with the vibration mode micro and makes thermometer positioning. It co-operated with camera equipment sampling to form integration test line and improve the detection efficiency. Conclusion: As the auxiliary device, disinfection link part has a computer implemented strict disinfection management. It implements automatic disinfection control. At the same time, the device with computer communication interface. So health equipment computer management system can be formed in the future.

Mechanical and electrical transmission; Image acquisition; Disinfection; Quality measurement

College of Technology and Engineering, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250355, China.

1672-8270(2012)08-0026-03

TH789

A

1 体温表检测概述

赵晓辰,女,(1988- ),硕士研究生，就读于山东中医药大学理工学院，主要研究方向为医疗设备质量控制。

2012-03-28

①山东中医药大学理工学院 山东 济南 250355

②济南军区总医院医学工程科 山东 济南 250031

China Medical Equipment,2012,9(8):26-28.

水银玻璃体温表是医院最常用的测量仪表之一，按照国家计量检定规程的要求必须定期检定。由于体温计数量较多、检测复杂，医院无法对体温计进行严格的计量管理。而现有的人工检校存在很大弊端，如人工直接读数费力且估读误差大，计算过程易出差错，整个检定过程工作量大等。传统的检测方法为：将恒温槽加热到设定温度，然后人工对恒温槽中的温度计进行读数、记录数据，形成报表和鉴定证书。人工检测效率低，且易受主观因素的影响，会造成很大误差[1]。