JP2699531B2 - 遠赤外線測定器 - Google Patents

遠赤外線測定器

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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
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  • 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。
[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。
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。
[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。
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。
[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。
[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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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。
JP1066636A 1989-03-17 1989-03-17 遠赤外線測定器 Expired - Lifetime JP2699531B2 (ja)

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JPH02245620A JPH02245620A (ja) 1990-10-01
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