JP2699531B2 - Far-infrared measuring instrument - Google Patents
Far-infrared measuring instrumentInfo
- Publication number
- JP2699531B2 JP2699531B2 JP1066636A JP6663689A JP2699531B2 JP 2699531 B2 JP2699531 B2 JP 2699531B2 JP 1066636 A JP1066636 A JP 1066636A JP 6663689 A JP6663689 A JP 6663689A JP 2699531 B2 JP2699531 B2 JP 2699531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- far
- measuring instrument
- grip
- main body
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、遠赤外線量を測定する際に好適に利用可能
な遠赤外線測定器に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a far-infrared ray measuring instrument which can be suitably used when measuring the amount of far-infrared rays.
［従来の技術］ 遠赤外線測定器にはサーモグラフィ装置を始めとする
いくつかの種類がある。これらの装置では、心臓部であ
る遠赤外線センサに従来から熱型検出素子を使用してき
たが、応答速度や検出能力等に問題があって測定精度は
決して高いものではなかった。しかし、近時になって半
導体製の光電型検出素子が開発され、それらの問題が解
決されたため、これに関わる技術分野で急速に応用が進
みつつある。2. Description of the Related Art There are several types of far-infrared measuring devices including thermographic devices. In these devices, a thermal detection element has been used for the far-infrared sensor, which is the heart, but the measurement accuracy was not high due to problems such as response speed and detection ability. However, recently, photoelectric type detection elements made of semiconductors have been developed and their problems have been solved, so that their applications are rapidly progressing in the technical field related thereto.
ところで、この光電型検出素子は冷却しないと所期の
感度が得られないため、現行測定器の多くはJ/T（ジュ
ール／トムソン）冷凍機を設備するようにしている。こ
の冷凍機は、取付台の上に真空のジュワー瓶を取付固定
し、ジュワー瓶内部に200atm程度のN2ガスを送り込み断
熱膨脹させることによって低温を得るようにしたもの
で、センサはジュワー瓶の先端に取着するようになって
いる。By the way, since the desired sensitivity cannot be obtained unless the photoelectric detection element is cooled, most of the existing measuring instruments are equipped with a J / T (Joule / Thomson) refrigerator. The refrigerator, the dewar vacuum was mounted and fixed on a mounting base, which has to obtain a low temperature by adiabatic expansion infeed N 2 gas of about 200atm inside the dewar, the sensor of the dewar It is designed to be attached to the tip.
［発明が解決しようとする課題］ しかし、測定器がこのような構造であると、精度的に
は良好となるが、取扱上で制約を受けることが多くな
る。例えば、最近では生活に身近なもの（例えば布団・
衣類などの生活用品や各種電気製品など）の遠赤外線量
を測定して商品の研究開発や品質管理に役立てようとす
る試みがあるが、従来の測定器は上述したように固定式
のかなり大掛りなものであるため、測定場所に簡単に持
込むことができず、また、センシング方向が限られてい
るため設定が難しい等の不都合が伴う。[Problems to be Solved by the Invention] However, when the measuring instrument has such a structure, accuracy is good, but handling is often restricted. For example, recently, things familiar to life (for example, futon
Attempts have been made to measure the amount of far-infrared rays in household goods such as clothing and various electric appliances, etc., and to use this in research and development and quality control of products. Since it is complicated, it cannot be easily brought to the measurement place, and there are inconveniences such as difficult setting because the sensing direction is limited.
そこで、本発明は、簡易な構造の遠赤外線測定器を実
現して、これらの問題を好適に解決することを目的とし
ている。Therefore, an object of the present invention is to realize a far-infrared ray measuring device having a simple structure and to appropriately solve these problems.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、集光機能を
有した測定器本体と、この測定器本体に一体に突設した
グリップと、このグリップから前記測定器本体にかけて
内設したスプリットスターリング冷凍機の膨脹部と、こ
の膨脹部のコールドヘッドに取着した遠赤外線センサと
を具備してなり、測定器本体内に入射した遠赤外線がセ
ンサ受光面に有効に照射されるように設定したことを特
徴としている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a measuring instrument main body having a condensing function, a grip integrally projecting from the measuring instrument main body, and the measurement from the grip. It has an expansion part of the split Stirling refrigerator installed inside the instrument body and a far-infrared sensor attached to the cold head of this expansion part, and the far-infrared rays entering the measuring instrument body are effective on the sensor light receiving surface. It is set so that it is irradiated to the light.
［作用］ スプリットスターリング冷凍機は、圧縮部と膨脹部が
分離されているため、膨脹部だけを冷却箇所に取付けれ
ばよく、比較的配置条件が易しくて振動を小さくて済む
利点がある。しかも、数十Ｗ程度の入力があれば、セン
サを液体窒素温度近くまで十分冷却する能力を有してい
る。したがって、この冷凍機を利用すれば、膨脹部をグ
リップから測定器本体にかけて内部に収容することは容
易であり、測定器をハンディタイプの手軽なものにする
ことができる。また、センシングターゲットに向けてグ
リップを把持して固定すると、グリップ内部に収容され
ている膨脹部の振動が同時に抑止されるので、測定上好
都合となる。[Operation] The split Stirling refrigerator has the advantage that only the expansion portion needs to be attached to the cooling portion because the compression portion and the expansion portion are separated, so that the arrangement condition is relatively easy and vibration can be reduced. In addition, if there is an input of about several tens of watts, it has the ability to sufficiently cool the sensor to near the temperature of liquid nitrogen. Therefore, if this refrigerator is used, it is easy to accommodate the expansion section from the grip to the main body of the measuring instrument, and the measuring instrument can be made handy. Further, when the grip is gripped and fixed toward the sensing target, the vibration of the expansion portion accommodated in the grip is simultaneously suppressed, which is convenient for measurement.
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明す
る。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
この実施例の遠赤外線測定器は、集光機能を有した測
定器本体１と、この測定器本体１に一体に突設したグリ
ップ２と、このグリップ２から前記測定器本体１にかけ
て内部に収容したスプリットスターリング冷凍機の膨脹
部３と、この膨脹部３のコールドヘッド31aに取着した
遠赤外線センサ４とを具備している。The far-infrared measuring instrument of this embodiment has a measuring instrument main body 1 having a condensing function, a grip 2 integrally projecting from the measuring instrument main body 1, and accommodated inside from the grip 2 to the measuring instrument main body 1. An expansion section 3 of the split Stirling refrigerator described above, and a far-infrared sensor 4 attached to a cold head 31a of the expansion section 3 are provided.
具体的に説明すると、測定器本体１とグリップ２に
は、膨脹部３のケーシング3aに対応した断面形状の収容
スペースが確保してあり、そのスペースに膨脹部３が装
着されている。また、測定器本体１の前方には開口部11
が設けてあり、この開口部11に集光レンズ12を嵌装して
いる。そして、該集光レンズ12の光軸ｍに臨んで膨脹部
３のコールドヘッド31aを配置するようにしている。More specifically, the measuring instrument main body 1 and the grip 2 have a space for accommodating a cross section corresponding to the casing 3a of the expansion section 3, and the expansion section 3 is mounted in the space. An opening 11 is provided in front of the measuring instrument body 1.
The condenser lens 12 is fitted in the opening 11. Then, the cold head 31a of the expansion section 3 is arranged to face the optical axis m of the condenser lens 12.
膨脹部３は、シリンダ31内に摺動可能にディスプレー
サ32を嵌装し、該ディスプレーサ32とシリンダ31との間
に膨脹室33、ガススプリング室34及びガスポート35を閉
成している。ディスプレーサ32は内部にリジェネレータ
32a（蓄冷器）を収容したもので、膨脹室33とガスポー
ト35とはこのリジェネレータ32a内部を通じて連通して
いる。The expansion section 3 has a displacer 32 slidably fitted in the cylinder 31, and closes an expansion chamber 33, a gas spring chamber 34, and a gas port 35 between the displacer 32 and the cylinder 31. Displacer 32 has internal regenerator
The expansion chamber 33 and the gas port 35 communicate with each other through the inside of the regenerator 32a.
また、センサ４には、InSb、InAs、Pbなどを材料につ
くられた各種の光電型検出素子のうち、測定対象を勘案
して適切なものを選択使用する。そして、集光レンズ12
を介して入射する遠赤外線に対しセンサ中心がその光軸
ｍ上にあり、且つ、受光面が光軸ｍに対し略垂直である
ようにしてコールドヘッド31aに貼着する。このように
して取着されたセンサ４に遠赤外線が照射されると、光
電型本来の特性から、その照射量に比例した大きさの電
気信号が取出されることになる。そこで、測定器本体１
の後方にセンサアンプ51を設け、ここでセンサ出力を増
幅するようにしている。また、グリップ２の後方にはス
イッチ52が装着してあり、投入と同時にセンサアンプ51
を機能させる。Further, as the sensor 4, an appropriate one is selected and used in consideration of a measurement target from various photoelectric detection elements made of a material such as InSb, InAs, and Pb. And the condenser lens 12
The sensor is attached to the cold head 31a such that the center of the sensor is on the optical axis m and the light receiving surface is substantially perpendicular to the optical axis m with respect to the far-infrared rays incident through the. When the sensor 4 attached in this way is irradiated with far-infrared rays, an electric signal having a magnitude proportional to the irradiation amount is extracted from the inherent characteristics of the photoelectric type. Therefore, the measuring instrument body 1
Is provided behind the sensor amplifier 51, and the sensor output is amplified here. A switch 52 is attached to the rear of the grip 2 so that the sensor amplifier 51
Function.
なお、ケーシング3aとシリンダ31との間は、コールド
ヘッド31aの寒冷を逃がさないために真空断熱槽にして
ある。また、ケーシング3aの球面状ヘッド3a1は、遠赤
外線を透過させるためにガラス材が用いてある。53はフ
ァイダである。Note that a vacuum heat insulating tank is provided between the casing 3a and the cylinder 31 in order to prevent the cold of the cold head 31a from escaping. Further, spherical head 3a 1 of the casing 3a is are glass material used to transmit the far infrared. 53 is a Fida.
一方、この測定器本体１とは別体品として、圧縮部６
と記録計７とが設けてある。圧縮部６は放熱形シリンダ
61内に摺動可能に嵌装したピストン62と、このピストン
62に連結されたクランク63と、該クランク63を介して前
記ピストン62を往復動させる汎用モータ64とからなって
いる。そして、ピストン62とシリンダ61との間に拡縮さ
れる圧縮室65をフレキシブルチューブ81によって前記膨
脹部３のガスポート35に可撓的に連通させている。On the other hand, as a separate product from the measuring device main body 1, the compression unit 6
And a recorder 7 are provided. Compressor 6 is a heat-dissipating cylinder
A piston 62 slidably fitted in 61 and this piston
It comprises a crank 63 connected to 62 and a general-purpose motor 64 for reciprocating the piston 62 via the crank 63. The compression chamber 65 expanded and contracted between the piston 62 and the cylinder 61 is flexibly connected to the gas port 35 of the expansion section 3 by a flexible tube 81.
また、記録計７は、例えばディスプレイ表示やプロッ
タ出力などの測定機能を有したもので、センサアンプ51
で増幅された検出信号を入力するために、該センサアン
プ51とケーブル82によって可撓的に接続してある。The recorder 7 has a measurement function such as display display and plotter output.
The sensor amplifier 51 is flexibly connected to the sensor amplifier 51 via a cable 82 in order to input the detection signal amplified by the amplifier.
このような構成において、所期のスプリットスターリ
ングサイクルを営ませるために、圧縮室65〜膨脹室33間
の密閉空間にHe等の作動ガスを封入し、ガススプリング
室34にも同様の付勢用ガスを充填する。付勢用ガスは、
膨脹室33がピストン62で圧縮されて高圧になった時に反
発力を蓄勢し、該膨脹室33がピストンで減圧されて低圧
になった時に反発力を放出するような中間圧相当量にす
る。これにより、モータ64を低速駆動すると、コールド
ヘッド31aは所要温度（例えば77゜K以下）にまで降温
し、センサ４の冷却を効率良く行うことになる。一方、
これによってセンサ４が機能すると、該センサ４には受
光量に比例した大きさの電気信号が発生するため、これ
がアンプ51によって増幅され、ケーブル82で記録計７に
伝送されることになる。このため、記録計７による定量
的測定が可能になる。In such a configuration, a working gas such as He is sealed in a closed space between the compression chamber 65 and the expansion chamber 33 in order to operate an intended split Stirling cycle, and a similar biasing gas is also applied to the gas spring chamber 34. Fill with gas. The energizing gas is
When the expansion chamber 33 is compressed by the piston 62 and becomes high pressure, the repulsive force is accumulated, and when the expansion chamber 33 is depressurized by the piston and becomes low pressure, an intermediate pressure equivalent amount is released to release the repulsive force. . Thus, when the motor 64 is driven at a low speed, the temperature of the cold head 31a drops to a required temperature (for example, 77 ° K or less), and the sensor 4 is cooled efficiently. on the other hand,
As a result, when the sensor 4 functions, an electric signal having a magnitude proportional to the amount of received light is generated at the sensor 4. The electric signal is amplified by the amplifier 51 and transmitted to the recorder 7 via the cable 82. Therefore, quantitative measurement by the recorder 7 becomes possible.
しかして、このような構造の遠赤外線測定器であれ
ば、測定器本体１が図示の如くハンディタイプの手軽な
ものになるので、持運びに便利となり、第２図に示すよ
うに測定方向も自由に設定することが可能になる。この
ため、商品開発や品質管理など、特に厳格な精度が要求
されない測定に対しては、簡易なものとして好適に利用
し得るものとなる。しかも、センシングターゲットに向
けてグリップ２を把持して固定すると、グリップ２の内
部に収容されているディスプレーサ32が往復動するとき
に生じる微振動がこれと同時に抑止されるので、センサ
４のブレが極力抑えられ、測定上好都合となる。In the case of a far-infrared measuring instrument having such a structure, the measuring instrument main body 1 becomes a handy type as shown in the figure, so that it is convenient to carry and the measuring direction is also changed as shown in FIG. It can be set freely. For this reason, for measurements that do not require particularly strict accuracy, such as product development and quality control, they can be suitably used as simple ones. In addition, when the grip 2 is gripped and fixed toward the sensing target, the micro-vibration that occurs when the displacer 32 accommodated in the grip 2 reciprocates is suppressed at the same time. It is suppressed as much as possible, which is convenient for measurement.
なお、測定器本体やグリップの断面形状や取付構造な
どは図示実施例に限定されない。例えば、膨脹部（又は
グリップ）を光軸に対して略垂直に突設する等といった
変形は随所に行い得るものである。また、グリップに設
けたスイッチで冷凍機のON−OFF操作を行うようにする
と、測定中に膨脹部の微振動による悪影響を防止するこ
とができる。The cross-sectional shape and mounting structure of the measuring instrument body and the grip are not limited to the illustrated embodiment. For example, deformation such as protruding the expansion portion (or grip) substantially perpendicularly to the optical axis can be performed anywhere. Further, if the ON / OFF operation of the refrigerator is performed by using a switch provided on the grip, it is possible to prevent the adverse effect due to the slight vibration of the expansion section during the measurement.
［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成によって、携帯用の手軽
な遠赤外線測定器を提供することができる。[Effects of the Invention] The present invention can provide a portable, easy-to-use far-infrared measuring device with the above-described configuration.
第１図は一部を断面にして本発明の一実施例を示す構成
説明図、第２図は使用状態を示す正面図である。 １……測定器本体、２……グリップ ３……膨脹部、４……遠赤外線センサ 31a……コールドヘッドFIG. 1 is a configuration explanatory view showing an embodiment of the present invention with a part of a cross section, and FIG. 2 is a front view showing a use state. 1 ... measuring instrument main body 2 ... grip 3 ... expansion part 4 ... far infrared sensor 31a ... cold head
Claims (1)
器本体に一体に突設したグリップと、このグリップから
前記測定器本体にかけて内設したスプリットスターリン
グ冷凍機の膨脹部と、この膨脹部のコールドヘッドに取
着した遠赤外線センサとを具備してなり、測定器本体内
に入射した遠赤外線がセンサ受光面に照射されるように
設定していることを特徴とする遠赤外線測定器。1. A measuring device main body having a condensing function, a grip integrally projecting from the measuring device main body, an expansion portion of a split Stirling refrigerator installed from the grip to the measuring device main body, and A far-infrared sensor attached to the cold head of the inflating section, wherein the far-infrared ray incident into the measuring instrument body is set so as to irradiate the sensor light receiving surface. vessel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066636A JP2699531B2 (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Far-infrared measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066636A JP2699531B2 (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Far-infrared measuring instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02245620A JPH02245620A (en) | 1990-10-01 |
| JP2699531B2 true JP2699531B2 (en) | 1998-01-19 |
Family
ID=13321582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1066636A Expired - Lifetime JP2699531B2 (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Far-infrared measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699531B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL107659A0 (en) * | 1993-11-18 | 1994-07-31 | State Of Israel Ministy Of Def | A hand-held infra red imaging probe |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1066636A patent/JP2699531B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02245620A (en) | 1990-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4926227A (en) | Sensor devices with internal packaged coolers | |
| Meola et al. | Measurements of very small temperature variations with LWIR QWIP infrared camera | |
| US3889119A (en) | Cryogenic cooler off-axis drive mechanism for an infrared receiver | |
| JP2699531B2 (en) | Far-infrared measuring instrument | |
| US3906739A (en) | Variable pneumatic volume for cryogenic coolers | |
| US4852356A (en) | Cryogenic cooler | |
| Orlowska et al. | Measurement of losses in a Stirling cycle cooler | |
| JP2836175B2 (en) | refrigerator | |
| AU749208B2 (en) | Cooling device for an infrared detector | |
| Lu et al. | Quantitative Stirling cycle measurements: PV diagram and refrigeration | |
| EP1523044B1 (en) | Imaging apparatus | |
| JP3247715B2 (en) | Element cooling test equipment | |
| JPH0541384Y2 (en) | ||
| JPH0541383Y2 (en) | ||
| Marler et al. | Operational Characteristics of a high purity germanium photon spectrometer cooled by a closed-cycle cryogenic refrigerator | |
| ATE407350T1 (en) | CRYO DETECTOR DEVICE | |
| Stone et al. | Performance of a gamma-ray and X-ray spectrometer utilizing germanium and Si (Li) detectors cooled by a closed-cycle cryogenic mechanical refrigerator | |
| Koenen | Observation of the heat exchange during deformation using an infra-red camera | |
| Werrett et al. | The pressure modulators, closed cycle coolers and detector cooling system in ISAMS | |
| JPH0514857U (en) | Infrared detector | |
| Veprik et al. | Suppression of cryocooler-induced microphonics in infrared imagers | |
| Kreider et al. | Multiplexed mid-wavelength IR long linear photoconductive focal-plane arrays | |
| JPH0674819A (en) | Freezing device | |
| JP3071056B2 (en) | Infrared sensor cooler temperature control circuit | |
| Soliman et al. | Experimental Modeling of a Smart Adaptive Micro-Cryogenic Cooling (SAMC) System for Photonic IR Sensors |