JPH02245620A - Far-infrared ray measuring apparatus - Google Patents
Far-infrared ray measuring apparatusInfo
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a far-infrared measuring device that 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（：１サーモグラフイ装置を始めとす
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、応答速麿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。[Prior Art] There are several types of far-infrared measuring instruments, including thermography devices.These devices have traditionally used thermal detection elements in the far-infrared sensor, which is the heart of the device. However, the measurement accuracy was never high due to problems with response speed and detection ability.However, recently, semiconductor photoelectric detection elements were developed and these problems were solved. Applications are rapidly progressing in technical fields related to this.
ところで、この光電型検出素子は冷却しないと所期の悪
文が得られないため、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２００ ａｔｍ程度のＮ２ガスを
送り込み断熱膨張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 this photoelectric type detection element cannot obtain the desired result unless it is cooled, most of the current measuring instruments are equipped with a J/T (Joule/Thomson) refrigerator. This refrigerator has a vacuum dewar bottle mounted and fixed on a mounting base, and N2 gas of about 200 atm is fed into the dewar bottle to cause adiabatic expansion to obtain a low temperature.The sensor is attached to the dewar bottle. 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、取扱上で制約を叉けることが多くなる。[Problems to be Solved by the Invention] However, if the measuring device has such a structure, although the accuracy is good, there are many restrictions on handling.
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。For example, recently there have been attempts to measure the amount of far infrared rays in things that are familiar to daily life (for example, daily necessities such as futons and clothing, and various electrical products) to use it for product research and development and quality control. As mentioned above, the measuring device is fixed and quite large, so it cannot be easily carried to the measurement location, and it is difficult to set up 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 measuring device with a simple structure to suitably 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 light condensing function, a grip protruding integrally from the measuring instrument main body, and a grip that allows the measurement to be carried out from the grip. It is equipped with an expansion part of a split Stirling refrigerator installed over the main body of the measuring instrument, and a far-infrared sensor attached to the cold head of this expansion part. It is characterized by being set so that it is irradiated with.
［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も小さくて済む利
点がある。しかも、数＋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。[Function] Since the compression section and the expansion section are separated, the split Stirling refrigerator has the advantage that only the expansion section needs to be attached to the cooling location, and the arrangement conditions are relatively easy and vibrations are small. Moreover, it has the ability to sufficiently cool the sensor to near the temperature of liquid nitrogen with an input of approximately several watts. Therefore, if this refrigerator is used, it is easy to accommodate the expansion part from the grip to the measuring instrument body, and the measuring instrument can be made into a handy type. Further, when the grip is held and fixed toward the sensing target, vibration of the inflatable portion housed inside 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。[Example] 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 device of this embodiment includes a measuring device main body 1 having a light focusing function, a grip 2 integrally protruding from the measuring device main body 1, and a portion from the grip 2 to the measuring device main body 1 housed inside. The refrigerator is equipped with an expansion section 3 of a split Stirling refrigerator, and a far-infrared sensor 4 attached to a cold head 31a of the expansion section 3.
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。To explain specifically, the measuring instrument main body 1 and the grip 2 include:
A housing space with a cross-sectional shape corresponding to the casing 3a of the expansion section 3 is secured, and the expansion section 3 is installed in this space. In addition, an opening 11 is provided in the front of the measuring instrument main body 1.
is provided, and a condenser lens 12 is fitted into this opening 11. The cold head 31a of the expansion section 3 is arranged facing 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。The expansion section 3 has a displacer 32 slidably fitted into the cylinder 31, and the displacer 32 and the cylinder 31 are connected to each other.
An expansion chamber 33, a gas spring chamber 34, and a gas port 35 are closed between the two.
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とガスボート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 displacer 32 houses a regenerator 32a (regenerator) inside, and has an expansion chamber 33 and a gas boat 35.
and are in communication through the inside of this regenerator 32a.
また、センサ４には、Ｉｎ５ｂＳ ＩｎＡｓ５Ｐｂ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
、沖）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, for the sensor 4, an appropriate one is selected from among various photoelectric detection elements made of materials such as In5bS, InAs5Pb, etc. in consideration of the object to be measured. Then, it is attached to the cold head 31a so that the sensor center is on the optical axis m of the far infrared rays incident through the condensing lens 12, and the light receiving surface is substantially perpendicular to the optical axis m. . When the sensor 4 attached in this manner is irradiated with far infrared rays, an electric signal having a magnitude proportional to the amount of irradiation is extracted due to the inherent characteristics of the photoelectric type. Therefore, a sensor amplifier 51 is provided at the rear of the meter body 1 to amplify the sensor output. Further, a switch 52 is attached to the rear of the grip 2, and the sensor amplifier 51 is activated at the same time as the grip is turned on.
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
しである。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である
。５３はファイグである。Note that a vacuum insulation tank is provided between the casing 3a and the cylinder 31 to prevent the cold from the cold head 31a from escaping. Moreover, the spherical head 3a1 of the casing 3a
A glass material is used to transmit far infrared rays. 53 is Fiig.
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とが設けである。圧縮部６は放熱形シリンダ６
１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６
１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によって前記膨張部３のガスポート３５に可撓的
に連通させている。On the other hand, a compression section 6 and a recorder 7 are provided as separate items from the main body 1 of the measuring instrument. The compression part 6 is a heat radiation type cylinder 6
1, a crank 63 connected to the piston 62, and a general-purpose motor 64 that reciprocates the piston 62 via the crank 63.
It consists of Then, the piston 62 and the cylinder 6
A compression chamber 65 that expands and contracts between the expansion section 1 and the expansion section 3 is flexibly communicated with the gas port 35 of the expansion section 3 through a flexible tube 81.
また、記録計７は、例えばデイスプレィ表示やプロッタ
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である。Further, the recorder 7 has measurement functions such as display display and plotter output, and the sensor amplifier 51
The sensor amplifier 51 is flexibly connected to the sensor amplifier 51 by a cable 82 in order to input the amplified detection signal.
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、膨張室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、該膨張室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°
に以下）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, in order to perform the intended split Stirling cycle, the compression chamber 65 to the expansion chamber 33 are
A working gas such as He is sealed in the closed space between the two, and the gas spring chamber 34 is also filled with a similar biasing gas. The energizing gas stores repulsive force when the expansion chamber 33 is compressed by the piston 62 and becomes high pressure, and releases the repulsive force when the expansion chamber 33 is depressurized by the piston and becomes low pressure. Make the amount equivalent to intermediate pressure. As a result, when the motor 64 is driven at a low speed, the cold head 31a is heated to a required temperature (for example, 77°
The sensor 4 can be cooled efficiently. On the other hand, when the sensor 4 functions as a result, an electric signal proportional to the amount of light received is generated in the sensor 4, so this is amplified by the amplifier 51 and transmitted to the recorder 7 via the cable 82. . Therefore, quantitative measurement using 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１．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。However, if the far infrared measuring device has this structure,
Since the measuring device main body 1 is a handy type as shown in the figure, it is convenient to carry, and the measuring direction can be freely set as shown in FIG. For this reason, for measurements that do not require particularly strict accuracy, such as product development or quality control, the simple method and 1. This makes it suitable for use. Moreover, when the grip 2 is held and fixed toward the sensing target, the slight vibrations generated when the displacer 32 housed inside the grip 2 reciprocates are simultaneously suppressed, so that the sensor 4 does not shake. This is suppressed as much as possible, making it 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、膨張部（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０Ｎ−ＯＦＦ操作を行うようにす
ると、測定中に膨張部の微振動による悪影響を防止する
ことができる。Note that the cross-sectional shapes and mounting structures of the measuring instrument body and grip are not limited to the illustrated embodiments. For example, modifications such as protruding the expansion part (or grip) substantially perpendicularly to the optical axis can be made at any time. Further, if the refrigerator is turned on and off using a switch provided on the grip, it is possible to prevent the adverse effects of slight vibrations of the expansion section during 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] With the above configuration, the present invention can provide a portable and easy-to-use far-infrared measuring device.
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
３・・・膨張部
３１ａ・・・コールドヘッド
２・・・グリップ
４・・・遠赤外線センサFIG. 1 is a partially sectional view showing the construction of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing the state of use. 1...Measuring instrument body 3...Inflated part 31a...Cold head 2...Grip 4...Far infrared sensor
Claims (1)
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。A measuring instrument body having a light condensing function, a grip integrally protruding from the measuring instrument body, an expansion part of a split Stirling refrigerator installed internally from the grip to the measuring instrument body, and a cold head of this expansion part. 1. A far-infrared measuring device, comprising a far-infrared sensor attached to the measuring device, and configured so that far-infrared rays incident on the measuring device main body are irradiated onto a sensor light-receiving surface.
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 true JPH02245620A (en) | 1990-10-01 |
| JP2699531B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561294A (en) * | 1993-11-18 | 1996-10-01 | State Of Israel-Ministry Of Defense, Armament Development Authority-Rafael | Hand-held infra red imaging probe |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1066636A patent/JP2699531B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561294A (en) * | 1993-11-18 | 1996-10-01 | State Of Israel-Ministry Of Defense, Armament Development Authority-Rafael | Hand-held infra red imaging probe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699531B2 (en) | 1998-01-19 |
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