JP6269612B2 - 放射熱センサ - Google Patents
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Description
一面(10a)とその反対側の他面(10b)を有する板状部材(10)であって、異なる熱電材料で構成された複数の第1熱電部材(31)と複数の第2熱電部材(32)とを有し、一面に沿う方向で、第1熱電部材と第2熱電部材とが離れて交互に1つずつ並んでおり、複数の第1熱電部材と複数の第2熱電部材のそれぞれが一面の一部を構成している板状部材と、
一面に沿って広がり、板状部材の一面に、隣り合う1つの第1熱電部材と1つの第2熱電部材とにまたがって配置され、第1熱電部材と第2熱電部材の温接点部を構成する複数の第1導体パターン(41、41A)と、
一面に沿って広がり、板状部材の一面に、隣り合う1つの第1熱電部材と1つの第2熱電部材とにまたがって配置され、第1熱電部材と第2熱電部材の冷接点部を構成する複数の第2導体パターン(42、42A)とを備え、
板状部材の一面側に放射熱が照射されると、第1導体パターンと第2導体パターンとが放射熱に起因する熱を受けるとともに、第1導体パターンと第2導体パターンとが受ける熱量が異なることで、第1導体パターンと第2導体パターンの間に温度差が生じ、第1熱電部材と第2熱電部材が温度差に応じた電気的な出力を発生するようになっていることを特徴としている。
さらに、請求項1に記載の発明では、
第1導体パターン(41A)は、第2導体パターン(42A)よりも放射熱の放射率が高い材料で構成され、
一面側に放射熱が照射されると、第1導体パターンが第2導体パターンよりも放射熱を多く吸収することで、第1導体パターンと第2導体パターンとが受ける熱量が異なることを特徴としている。
請求項3に記載の発明では、
板状部材の他面に配置され、第1熱電部材および第2熱電部材を覆う第2絶縁層(62)を備え、
第2絶縁層の厚さ寸法(D2)は、隣り合う第1導体パターンと第2導体パターンの間隔(L1)よりも小さいことを特徴としている。
請求項5に記載の発明では、
第1熱電部材は、
第1熱電材料で構成され、第1導体パターンに接触する第1接触端部(C1)から板状部材の他面側に向かって延伸する第1延伸部(311)と、
第1熱電材料で構成され、第2導体パターンに接触する第2接触端部(C2)から板状部材の他面側に向かって延伸する第2延伸部(312)と、
第1熱電材料で構成され、第1延伸部の板状部材の他面側の部位から第2延伸部の板状部材の他面側の部位にわたって位置し、第1延伸部と第2延伸部とを結合する第1結合部(313)とを有し、
一面に沿う方向における第1延伸部と第2延伸部との間に、第1熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(13)が配置されていることを特徴としている。
請求項8に記載の発明では、
第1熱電部材は、
第1熱電材料で構成され、第1導体パターンに接触する第1接触端部(C1)から板状部材の他面まで延伸する第1延伸部(311)と、
第1熱電材料で構成され、第2導体パターンに接触する第2接触端部(C2)から板状部材の他面まで延伸する第2延伸部(312)と、
板状部材の他面において、第1延伸部と第2延伸部とにまたがって配置され、第1延伸部と第2延伸部とを電気的に接続する第1配線パターン(314)とを有し、
一面に沿う方向における第1延伸部と第2延伸部との間に、第1熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(15)が配置されていることを特徴としている。
本実施形態では、本発明の放射熱センサを用いた放射熱測定装置を説明する。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。
(第3実施形態)
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図13に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第1熱電部材31と第2熱電部材32のそれぞれの断面形状がU字形状である点が、第1実施形態の放射熱センサ101と異なる。本実施形態の放射熱センサ101のその他の構成は、第4実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図17、18、19に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第1熱電部材31と第2熱電部材32の構造が、第1実施形態の放射熱センサ101と異なり、その他の構成は、第4実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図22に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第1熱電部材31および第2熱電部材32が、第6実施形態の放射熱センサ101と同様の構造を有している。ただし、本実施形態の放射熱センサ101は、以下の点が、第6実施形態の放射熱センサ101と異なる。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図26に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第1熱電部材31および第2熱電部材32が、第6実施形態の放射熱センサ101と同様の構造を有している。ただし、本実施形態の放射熱センサ101は、受熱板51が第1導体パターン41に直に接している点と、反射板52が第2導体パターン42に直に接している点が、第6実施形態の放射熱センサ101と異なる。本実施形態においても、第6実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図27に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、図18に示す第6実施形態の放射熱センサ101と同様の構造を有している。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図30に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、図26に示す第8実施形態の放射熱センサ101に対して、裏面保護部材62と熱伝導部材67を追加したものである。熱伝導部材67は、第9実施形態で説明したものと同じ目的のものである。熱伝導部材67は、裏面保護部材62の面62bの全域にわたって配置されている。熱伝導部材67がこのように配置されていても、第9実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図31に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、図18に示す第6実施形態の放射熱センサ101と同様の構造を有している。さらに、本実施形態の放射熱センサ101は、第9、第10実施形態の放射熱センサ101と同様に、裏面保護部材62の面62bに配置された熱伝導部材67を備えている。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図32、33に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第1導体パターン41Aが受熱部材を兼ねており、第2導体パターン42Aが反射部材を兼ねている点が、第1実施形態の放射熱センサ101と異なる。その他の構成は、第1実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図35に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第12実施形態の放射熱センサ101と同様に、第1導体パターン41Aが受熱部材を兼ねており、第2導体パターン42Aが反射部材を兼ねている。その他の構成は、図13の第5実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図37に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第12実施形態の放射熱センサ101と同様に、第1導体パターン41Aが受熱部材を兼ねており、第2導体パターン42Aが反射部材を兼ねている。その他の構成は、図18の第6実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図39に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第12実施形態の放射熱センサ101と同様に、第1導体パターン41Aが受熱部材を兼ねており、第2導体パターン42Aが反射部材を兼ねている。その他の構成は、図22の第7実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本実施形態は、第1実施形態に対して、放射熱センサ101の構造を変更したものである。図42に示すように、本実施形態の放射熱センサ101は、第12実施形態の放射熱センサ101と同様に、第1導体パターン41Aが受熱部材を兼ねており、第2導体パターン42Aが反射部材を兼ねている。その他の構成は、図27の第9実施形態の放射熱センサ101と同じである。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
20 表面保護部材
31 第1熱電部材
32 第2熱電部材
41 第1導体パターン
41A 第1導体パターン
42A 第2導体パターン
42 第2導体パターン
51 受熱部材
52 反射部材
62 裏面保護部材
Claims (17)
- 一面(10a)とその反対側の他面(10b)を有する板状部材(10)であって、異なる熱電材料で構成された複数の第1熱電部材(31)と複数の第2熱電部材(32)とを有し、前記一面に沿う方向で、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材とが離れて交互に1つずつ並んでおり、複数の前記第1熱電部材と複数の前記第2熱電部材のそれぞれが前記一面の一部を構成している板状部材と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の温接点部を構成する複数の第1導体パターン(41、41A)と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の冷接点部を構成する複数の第2導体パターン(42、42A)とを備え、
前記板状部材の前記一面側に放射熱が照射されると、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが前記放射熱に起因する熱を受けるとともに、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間に温度差が生じ、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材が前記温度差に応じた電気的な出力を発生するようになっており、
前記第1導体パターン(41A)は、前記第2導体パターン(42A)よりも放射熱の放射率が高い材料で構成され、
前記一面側に放射熱が照射されると、前記第1導体パターンが前記第2導体パターンよりも放射熱を多く吸収することで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることを特徴とする放射熱センサ。 - 前記板状部材の前記他面に配置され、前記第1熱電部材および前記第2熱電部材を覆う第2絶縁層(62)を備え、
前記第2絶縁層の厚さ寸法(D2)は、隣り合う前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間隔(L1)よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の放射熱センサ。 - 一面(10a)とその反対側の他面(10b)を有する板状部材(10)であって、異なる熱電材料で構成された複数の第1熱電部材(31)と複数の第2熱電部材(32)とを有し、前記一面に沿う方向で、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材とが離れて交互に1つずつ並んでおり、複数の前記第1熱電部材と複数の前記第2熱電部材のそれぞれが前記一面の一部を構成している板状部材と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の温接点部を構成する複数の第1導体パターン(41、41A)と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の冷接点部を構成する複数の第2導体パターン(42、42A)とを備え、
前記板状部材の前記一面側に放射熱が照射されると、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが前記放射熱に起因する熱を受けるとともに、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間に温度差が生じ、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材が前記温度差に応じた電気的な出力を発生するようになっており、
前記板状部材の前記他面に配置され、前記第1熱電部材および前記第2熱電部材を覆う第2絶縁層(62)を備え、
前記第2絶縁層の厚さ寸法(D2)は、隣り合う前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間隔(L1)よりも小さいことを特徴とする放射熱センサ。 - 前記第1熱電部材は、
第1熱電材料で構成され、前記第1導体パターンに接触する第1接触端部(C1)から前記板状部材の前記他面側に向かって延伸する第1延伸部(311)と、
前記第1熱電材料で構成され、前記第2導体パターンに接触する第2接触端部(C2)から前記板状部材の前記他面側に向かって延伸する第2延伸部(312)と、
前記第1熱電材料で構成され、前記第1延伸部の前記板状部材の前記他面側の部位から前記第2延伸部の前記板状部材の前記他面側の部位にわたって位置し、前記第1延伸部と前記第2延伸部とを結合する第1結合部(313)とを有し、
前記一面に沿う方向における前記第1延伸部と前記第2延伸部との間に、前記第1熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(13)が配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の放射熱センサ。 - 一面(10a)とその反対側の他面(10b)を有する板状部材(10)であって、異なる熱電材料で構成された複数の第1熱電部材(31)と複数の第2熱電部材(32)とを有し、前記一面に沿う方向で、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材とが離れて交互に1つずつ並んでおり、複数の前記第1熱電部材と複数の前記第2熱電部材のそれぞれが前記一面の一部を構成している板状部材と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の温接点部を構成する複数の第1導体パターン(41、41A)と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の冷接点部を構成する複数の第2導体パターン(42、42A)とを備え、
前記板状部材の前記一面側に放射熱が照射されると、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが前記放射熱に起因する熱を受けるとともに、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間に温度差が生じ、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材が前記温度差に応じた電気的な出力を発生するようになっており、
前記第1熱電部材は、
第1熱電材料で構成され、前記第1導体パターンに接触する第1接触端部(C1)から前記板状部材の前記他面側に向かって延伸する第1延伸部(311)と、
前記第1熱電材料で構成され、前記第2導体パターンに接触する第2接触端部(C2)から前記板状部材の前記他面側に向かって延伸する第2延伸部(312)と、
前記第1熱電材料で構成され、前記第1延伸部の前記板状部材の前記他面側の部位から前記第2延伸部の前記板状部材の前記他面側の部位にわたって位置し、前記第1延伸部と前記第2延伸部とを結合する第1結合部(313)とを有し、
前記一面に沿う方向における前記第1延伸部と前記第2延伸部との間に、前記第1熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(13)が配置されていることを特徴とする放射熱センサ。 - 前記第2熱電部材は、
第2熱電材料で構成され、前記第1導体パターンに接触する第3接触端部(C3)から前記板状部材の前記他面側に向かって延伸する第3延伸部(321)と、
前記第2熱電材料で構成され、前記第2導体パターンに接触する第4接触端部(C4)から前記板状部材の前記他面側に向かって延伸する第4延伸部(322)と、
前記第2熱電材料で構成され、前記第3延伸部の前記板状部材の前記他面側の部位から前記第4延伸部の前記板状部材の前記他面側の部位にわたって位置し、前記第3延伸部と前記第4延伸部とを結合する第2結合部(323)とを有し、
前記一面に沿う方向における前記第1延伸部と前記第2延伸部との間に、前記第2熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(14)が配置されていることを特徴とする請求項4または5に記載の放射熱センサ。 - 前記第1熱電部材は、
第1熱電材料で構成され、前記第1導体パターンに接触する第1接触端部(C1)から前記板状部材の前記他面まで延伸する第1延伸部(311)と、
前記第1熱電材料で構成され、前記第2導体パターンに接触する第2接触端部(C2)から前記板状部材の前記他面まで延伸する第2延伸部(312)と、
前記板状部材の前記他面において、前記第1延伸部と前記第2延伸部とにまたがって配置され、前記第1延伸部と前記第2延伸部とを電気的に接続する第1配線パターン(314)とを有し、
前記一面に沿う方向における前記第1延伸部と前記第2延伸部との間に、前記第1熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(15)が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の放射熱センサ。 - 一面(10a)とその反対側の他面(10b)を有する板状部材(10)であって、異なる熱電材料で構成された複数の第1熱電部材(31)と複数の第2熱電部材(32)とを有し、前記一面に沿う方向で、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材とが離れて交互に1つずつ並んでおり、複数の前記第1熱電部材と複数の前記第2熱電部材のそれぞれが前記一面の一部を構成している板状部材と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の温接点部を構成する複数の第1導体パターン(41、41A)と、
前記一面に沿って広がり、前記板状部材の一面に、隣り合う1つの前記第1熱電部材と1つの前記第2熱電部材とにまたがって配置され、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材の冷接点部を構成する複数の第2導体パターン(42、42A)とを備え、
前記板状部材の前記一面側に放射熱が照射されると、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが前記放射熱に起因する熱を受けるとともに、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間に温度差が生じ、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材が前記温度差に応じた電気的な出力を発生するようになっており、
前記第1熱電部材は、
第1熱電材料で構成され、前記第1導体パターンに接触する第1接触端部(C1)から前記板状部材の前記他面まで延伸する第1延伸部(311)と、
前記第1熱電材料で構成され、前記第2導体パターンに接触する第2接触端部(C2)から前記板状部材の前記他面まで延伸する第2延伸部(312)と、
前記板状部材の前記他面において、前記第1延伸部と前記第2延伸部とにまたがって配置され、前記第1延伸部と前記第2延伸部とを電気的に接続する第1配線パターン(314)とを有し、
前記一面に沿う方向における前記第1延伸部と前記第2延伸部との間に、前記第1熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(15)が配置されていることを特徴とする放射熱センサ。 - 前記第2熱電部材は、
第2熱電材料で構成され、前記第1導体パターンに接触する第3接触端部(C3)から前記板状部材の前記他面まで延伸する第3延伸部(321)と、
前記第2熱電材料で構成され、前記第2導体パターンに接触する第4接触端部(C4)から前記板状部材の前記他面まで延伸する第4延伸部(332)と、
前記板状部材の前記他面において、前記第3延伸部と前記第4延伸部にまたがって配置され、前記第3延伸部と前記第4延伸部とを電気的に接続する第2配線パターン(324)とを有し、
前記一面に沿う方向における前記第3延伸部と前記第4延伸部との間に、前記第2熱電部材よりも熱伝導性が低い断熱部材(16)が配置されていることを特徴とする請求項7または8に記載の放射熱センサ。 - 前記第1配線パターンの前記板状部材側とは反対側に配置された絶縁層(62)と、
当該絶縁層の前記第1配線パターン側とは反対側の面に配置され、当該絶縁層よりも熱伝導性が高い第1熱伝導部材(63、65、67)とを備え、
前記第1熱伝導部材は、前記第1配線パターンと前記第1延伸部との第1接続部(D1)の少なくとも一部に対して前記一面に垂直な方向で対向する位置から、前記第1配線パターンと前記第2延伸部との第2接続部(D2)の少なくとも一部に対して前記一面に垂直な方向で対向する位置にわたる領域に配置されていることを特徴とする請求項7または8に記載の放射熱センサ。 - 前記第2配線パターンの前記板状部材側とは反対側に配置された絶縁層(62)と、
当該絶縁層の前記第2配線パターン側とは反対側の面に配置され、当該絶縁層よりも熱伝導性が高い第2熱伝導部材(64、66、67)とを備え、
前記第2熱伝導部材は、前記第2配線パターンと前記第3延伸部との第3接続部(D3)の少なくとも一部に対して前記一面に垂直な方向で対向する位置から、前記第2配線パターンと前記第4延伸部との第4接続部(D4)の少なくとも一部に対して前記一面に垂直な方向で対向する位置にわたる領域に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の放射熱センサ。 - 前記絶縁層の厚さ寸法(D2)は、隣り合う前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間隔(L1)よりも小さいことを特徴とする請求項10または11に記載の放射熱センサ。
- 前記第1導体パターン(41)よりも放射熱の放射率が高い材料で構成され、前記一面に照射される放射熱を吸収して生じた熱を前記第1導体パターンに伝える受熱部材(51、20)を備え、
前記一面側に放射熱が照射されると、前記第1導体パターンが前記受熱部材から熱を受けることで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることを特徴とする請求項3、5、8のいずれか1つに記載の放射熱センサ。 - 前記受熱部材は、前記第1導体パターンに直に接して形成されていることを特徴とする請求項13に記載の放射熱センサ。
- 前記板状部材の前記一面に配置され、前記第1導体パターンを覆う第1絶縁層(20)を備え、
前記受熱部材は、前記第1絶縁層の前記第1導体パターン側とは反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項13に記載の放射熱センサ。 - 前記第1絶縁層のうち前記第1導体パターンと前記受熱部材の間に位置する部位の厚さ寸法(D1)は、隣り合う前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間隔(L1)よりも小さいことを特徴とする請求項15に記載の放射熱センサ。
- 前記第2導体パターン(42)よりも放射熱の放射率が低い材料で構成され、前記一面に照射される放射熱を反射する反射部材(52)を備え、
前記一面側に放射熱が照射されると、前記第2導体パターンに向かって照射される放射熱を反射することで、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンとが受ける熱量が異なることを特徴とする請求項13ないし16のいずれか1つに記載の放射熱センサ。
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