一種超聲波身高測量設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量儀器設(shè)備研宄領(lǐng)域，具體地，涉及一種超聲波身高測量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波身高測量儀利用超聲測距技術(shù)測量身高。其屬于非接觸測量，干凈衛(wèi)生，測量迅速。目前這種超聲測量儀已經(jīng)廣泛用在體檢中心、醫(yī)院體檢科室等用戶量大的場所。但是現(xiàn)有的超聲波身高測量儀受環(huán)境溫度影響，身高測量準(zhǔn)確性較差，其測量精度普遍受到人們的質(zhì)疑。
[0003]現(xiàn)有超聲波身高測量儀普遍采用單溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?。該方法僅測量某一高度的溫度值。當(dāng)豎直方向上溫度梯度較大時(shí)，由于難以獲得空氣溫度的真實(shí)分布情況，這種溫度補(bǔ)償?shù)玫降纳砀邷y量結(jié)果會產(chǎn)生較大的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為至少部分地解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種超聲波身高測量設(shè)備，包括:設(shè)備主體、多個溫度傳感器和身高測量裝置，其中，
[0005]所述多個溫度傳感器位于所述設(shè)備主體的不同高度處，用于感測超聲波傳播路徑上的溫度并根據(jù)所感測的溫度生成溫度電信號；
[0006]所述身高測量裝置至少部分位于所述設(shè)備主體的頂部并且與所述溫度傳感器電連接，用于測量超聲傳播參數(shù)并根據(jù)所述溫度電信號和所述超聲傳播參數(shù)獲得經(jīng)溫度補(bǔ)償?shù)纳砀邷y量值。
[0007]可選地，所述溫度傳感器中每相鄰的兩個之間的間隔相同。
[0008]可選地，所述溫度傳感器是2至22個。
[0009]可選地，所述溫度傳感器中每相鄰的兩個之間的間隔是0.1至2.3米。
[0010]可選地，所述溫度傳感器中位置最低的溫度傳感器距離所述設(shè)備的踏板0.7至
0.8 米。
[0011]可選地，所述溫度傳感器包括:熱電偶或鉑電阻。
[0012]可選地，所述身高測量裝置包括:超聲發(fā)射控制模塊、超聲接收模塊以及與所述超聲接收模塊電連接的處理模塊，其中，
[0013]所述超聲發(fā)射控制模塊用于向人體方向發(fā)射超聲波；
[0014]所述超聲接收模塊用于接收經(jīng)所述人體反射的超聲波并根據(jù)所接收的超聲波生成標(biāo)識超聲傳播參數(shù)的電信號；
[0015]所述處理模塊用于根據(jù)所述超聲傳播參數(shù)和所述溫度電信號獲得所述身高測量值，其中所述超聲傳播參數(shù)是根據(jù)來自所述超聲接收模塊的電信號所獲得的。
[0016]可選地，所述身高測量裝置在根據(jù)所述溫度電信號和所述超聲傳播參數(shù)獲得經(jīng)溫度補(bǔ)償?shù)纳砀邷y量值的過程中利用了線性擬合技術(shù)。
[0017]可選地，所述設(shè)備還包括位于所述設(shè)備主體上的顯示模塊。
[0018]可選地，所述設(shè)備還包括位于所述設(shè)備主體底部的體重測量裝置，用于生成體重測量值。
[0019]本發(fā)明所提供的上述超聲波身高測量設(shè)備能夠?qū)Τ暡ǖ牟ㄋ龠M(jìn)行精確校準(zhǔn)，減小環(huán)境溫度對身高測量產(chǎn)生的誤差，進(jìn)而獲得更準(zhǔn)確的身高測量結(jié)果。
[0020]在
【發(fā)明內(nèi)容】
中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0021]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征。
【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施例的超聲波身高測量設(shè)備的示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施例的溫度空間分布示意圖；以及
[0025]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施例的超聲波身高測量設(shè)備的示意性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下文的描述中，提供了大量的細(xì)節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明可以無需一個或多個這樣的細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0027]根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種超聲波身高測量設(shè)備。該設(shè)備利用超聲波測量人體的身高。然而，超聲波的傳播速度受到環(huán)境溫度影響。在常溫下，超聲波的傳播速度約為340m/s。一般溫度每上升I攝氏度，超聲波傳播速度大約增加0.6m/s。超聲波的傳播速度V(單位:m/s)和環(huán)境溫度的Tc (單位:攝氏度)的關(guān)系大致可以用該公式表示:
[0028]V ^ (331.4+0.6Tc)m/so 公式 I
[0029]本發(fā)明所提供的超聲波身高測量設(shè)備充分慮及上述因素，能夠獲得更準(zhǔn)確的身高測量結(jié)果。
[0030]圖1不出了根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施例的身尚測量設(shè)備100。該設(shè)備100包括設(shè)備主體110、多個溫度傳感器120和身高測量裝置130。多個溫度傳感器120位于設(shè)備主體110的不同高度處，用于感測超聲波傳播路徑上的溫度并根據(jù)所感測的溫度生成溫度電信號。身高測量裝置130至少部分位于設(shè)備主體110的頂部并且與溫度傳感器120電連接，用于測量超聲傳播參數(shù)并根據(jù)所述溫度電信號和所述超聲傳播參數(shù)生成經(jīng)溫度補(bǔ)償?shù)纳砀邷y量值。
[0031]設(shè)備主體110用于承載設(shè)備上的所有裝置、模塊等。其通常為金屬材料制成。
[0032]如圖1所示，設(shè)備主體110可以包括踏板111，以供用戶踩踏并且提供身高測量的基準(zhǔn)位置。對于身高測量來說，踏板111所在的高度處可以是O米。這樣，該設(shè)備100可以搬移到任意位置，無需重新標(biāo)定O米所在的位置。當(dāng)然，設(shè)備主體110也可以不包括踏板，其可以固定于地面上。
[0033]在本發(fā)明的實(shí)施例中，溫度傳感器120包括多個，其大致位于超聲波傳播路徑上并分別位于設(shè)備主體110的不同高度處，用于感測超聲波傳輸路徑的不同高度處的溫度并根據(jù)所感測的溫度生成溫度電信號。
[0034]溫度電信號反應(yīng)了空間中的溫度分布。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施例的溫度空間分布示意圖，其中橫軸是環(huán)境的溫度，縱軸是空間高度。在該實(shí)施例中，采用了 10個溫度傳感器，其分布在0.5米至2.3米的高度位置之間，由此實(shí)際測量了 10個位置處的溫度。
[0035]當(dāng)室內(nèi)開空調(diào)、暖氣或房間開門窗時(shí)，溫度在超聲波傳播路徑上可能存在較大的梯度差。如果只用單個溫度補(bǔ)償裝置無法代表超聲傳播路徑上的溫度，溫度補(bǔ)償?shù)玫降臏y量結(jié)果也存在較大偏差。在本發(fā)明的實(shí)施例中，存在多個溫度傳感器來測量溫度的空間分布以準(zhǔn)確進(jìn)行溫度補(bǔ)償。圖1所示的實(shí)施例中示出了 4個溫度傳感器。
[0036]身高測量裝置首先利用超聲波技術(shù)來測得超聲傳播參數(shù)。超聲傳播參數(shù)是唯一標(biāo)識人體身高的、與超聲波的傳播相關(guān)的參數(shù)。可選地，可以采用諸如往返時(shí)間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法等方法來測量人體身高。在這些方法中，往返時(shí)間、相位和聲波幅值分別是超聲傳播參數(shù)。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，以往返時(shí)間檢測法為例進(jìn)行說明。
[0037]可選地，身高測量裝置包括超聲發(fā)射控制模塊、超聲接收模塊以及與所述超聲接收模塊電連接的處理模塊。超聲發(fā)射控制模塊用于向人體方向發(fā)射一定頻率的超聲波。其可以采用TL851芯片實(shí)現(xiàn)。超聲發(fā)射控制模塊可以位于設(shè)備主體110的頂部，并以豎直向下的方向發(fā)射超聲波。其所發(fā)射的超聲波借助空氣媒質(zhì)傳播，當(dāng)其到達(dá)被測人體的頭頂時(shí)反方向傳播回來，即發(fā)生反射。超聲接收模塊用于接收經(jīng)人體反射的超聲波并根據(jù)所接收的超聲波生成標(biāo)識超聲傳播參數(shù)的電信號。其可以采用TL852芯片實(shí)現(xiàn)。超聲接收模塊也可以位于設(shè)備主體110的頂部。超聲波所經(jīng)歷的傳播時(shí)間即往返時(shí)間，也即超聲傳播參數(shù)。往返時(shí)間與超聲波傳播的路程的遠(yuǎn)近有關(guān)。因?yàn)樵O(shè)備的踏板與設(shè)備頂部的距離D —定，所以往返時(shí)間唯一地標(biāo)識了被測人體的身高h(yuǎn):
[0038]h = D-vt/2 公式 2
[0039]其中，V是超聲波傳播速度，t是超聲波往返時(shí)間。
[0040]身高測量裝置然后根據(jù)溫度電信號和超聲傳播參數(shù)獲得經(jīng)溫度補(bǔ)償?shù)纳砀邷y量值。
[0041]仍以上例為例，身高測量裝置中的處理模塊可以與超聲接收模塊和溫度傳感器電連接，用于根據(jù)超聲傳播參數(shù)(在此實(shí)施例中，即超聲波往返時(shí)間t)和來自溫度傳感器