JP2002107229A - 赤外線放射器及びそれを用いた赤外線放射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射される赤外線の黒体放射温度を簡単な構
成で室温を含む広範囲に亘って制御する。 【解決手段】 赤外線放射器を、一方面に赤外線吸収膜
１１が形成されたプレート１２と、このプレートの他方
面に熱的に結合され、加熱素子１４と冷却素１５子とが
組込まれた加熱冷却器１３と、プレートの温度を測定す
る温度センサ１６と、加熱素子と冷却素子とを駆動して
プレートの温度を外部から指定された温度に制御する温
度制御器１８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線センサの検
出温度の校正用に用いられる赤外線放射器及びこれを用
いた赤外線放射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触で被測定物体の温度を測定する赤
外線センサは、全ての物体から放射される物体の絶対温
度に比例した赤外線のエネルギー量（放射パワー）を検
出して、この検出量を温度値に変換して出力する。

【０００３】すなわち、物体から放射されている赤外線
の放射パワーＰ（λ）は、ステファン・ボルツマンの法
則により、(1)式で示される。

【０００４】 Ｐ（λ）＝ε・σＴ⁴ …(1) λ；赤外線の波長 ε；物体固有の放射率 σ；ボ
ルツマン定数 Ｔ；物体の絶対温度（Ｋ） この(1)式からも明らかなように、物体から放射されて
いる赤外線の放射パワーＰ（λ）は、物体の絶対温度の
４乗と物体固有の放射率とに比例する。したがって、物
体固有の放射率が解れば、赤外線センサを用いて、当該
物体の温度の測定が可能となる。

【０００５】このような原理で温度測定を行う赤外線セ
ンサの温度校正用の基準赤外線光源として、従来、黒体
放射炉が用いられていた。図７（ａ）（ｂ）は黒体放射
炉の概略構成図であり、図７（ｂ）は断面模式図であ
り、図７（ｂ）は側面図である。円柱状に形成された鉄
製コア１の一方端に円錐状空間２が形成されている。鉄
製コア１の外周にはヒータコイル３が巻装されている。
さらに、ヒータコイル３が巻装された鉄製コア１の外側
はグラスウール等の断熱材４で覆われ、この断熱材４の
外側はステンレス製の円筒状容器５で覆われている。そ
して、鉄製コア１の温度及び円錐状空間２の温度はそれ
ぞれ熱電対からなる温度センサ７、８で検出される。

【０００６】このような黒体放射炉において、ヒータコ
イル３で鉄製コア１を加熱して円錐状空間２内を例えば
８００Ｋに保持することにより、この円錐状空間２内を
一種の黒体と見なすことが可能である。さらに、外部か
ら開口８を介して赤外線９が円錐状空間２に入射する
と、この赤外線９は、図７（ａ）に示すように、円錐状
空間２の壁面で反射を繰り返すうちに吸収され、再び開
口８から、外部に放出されることはない。

【０００７】すなわち、この黒体放射炉において、開口
８から黒体の温度に対応した赤外線を出力するが、外部
から入射された赤外線を吸収して反射することはないの
で、この黒体放射炉から設定された温度に対応する正し
い放射パワーＰ（λ）を有した赤外線が出射される。赤
外線センサは、この黒体放射炉から放射された基準の赤
外線を受光して、温度校正を実施する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７
（ａ）（ｂ）に示す黒体放射炉においてもまだ改良すべ
き次のような課題があった。

【０００９】すなわち、近年、被測定物体における一点
の温度を測定する簡単な単画素赤外線センサの他に、被
測定物体の二次元的な各点温度を同時に読取る二次元
（Focal Plane Array ＦＰＡ ）赤外線センサが実用化
されている。このＦＰＡ赤外線センサの測定対象とする
温度範囲は、例えば、炎や溶けた金属等の高温のみなら
ず、例えば０°Ｃから８０°Ｃまで等の自然界に存在す
る温度領域で使用される確率が高くなり、微妙な温度分
布の測定に使用される確率が高くなって来ている。

【００１０】したがって、このような使用範囲及び使用
目的に応じた校正用の基準赤外線を放射する赤外線放射
器が必要である。

【００１１】しがしながら、上述した図７に示す黒体放
射炉は、前述したように擬似黒体が８００Ｋ等の高温に
維持されるので、冷却機能を有しておらず、室温を含む
自然界に存在する温度領域における各温度に対応する赤
外線を放射できなかった。

【００１２】さらに、この黒体放射炉の円錐状空間２か
ら放射される赤外線は基本的には点光源であり、二次元
的広がりを有していない。したがって、ＦＰＡ赤外線セ
ンサで測定される二次元的な温度分布における平面方向
の温度分解能（空間分解能）を評価できなかった。

【００１３】さらに、従来の図７に示す黒体放射炉は、
ヒータコイル３で鉄製コア１を加熱する構成であり、外
部から入射された赤外線を吸収する機構として円錐状空
間２を採用しているので、装置が大型化し、かつ高い温
度精度で放射される赤外線の放射パワーを制御できなか
った。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、赤外線吸収膜を用いることによって、簡単
に外部から入射された赤外線を吸収でき、かつ放射され
る赤外線の温度を簡単に室温の広範囲に亘って制御でき
る赤外線放射器を提供することを目的とする。

【００１５】また、赤外線吸収膜を用いることによっ
て、二次元的な温度分布を有した赤外線を放射できる赤
外線放射器を提供することを目的とする。

【００１６】さらに、放射される赤外線の赤外線パワー
（赤外線温度）を短時間で切換できる赤外線放射装置を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明の赤外線放射器においては、一方面に赤外線
吸収膜が形成されたプレートと、このプレートの他方面
に熱的に結合され、加熱素子と冷却素子とが組込まれた
加熱冷却器と、プレートの温度を測定する温度センサ
と、加熱素子と冷却素子とを駆動してプレートの温度を
外部から指定された温度に制御する温度制御器とを備え
ている。

【００１８】このように構成された赤外線放射器におい
ては、一方面に赤外線吸収膜が形成されたプレートの他
方面には加熱冷却器が取付られている。したがって、プ
レートの温度を室温を含む所定の範囲で任意に設定可能
である。プレートは設定された温度になると、この温度
に対応する放射パワーレベルを有した赤外線を、赤外線
吸収率のよい、すなわち赤外線透過率のよい赤外線吸収
膜を介してプレートの一方面から外部へ放射する。

【００１９】一方、外部からこの赤外線放射器のプレー
トの一方面に入射された赤外線は、プレートの一方面に
形成された赤外線吸収膜で吸収されて反射されない。よ
って、プレートの一方面から放射される赤外線は設定さ
れたプレートの温度に正確に対応した赤外線のみとな
る。

【００２０】また、別の発明は、上記発明の赤外線放射
器における加熱冷却器の加熱素子を抵抗ヒータで構成
し、冷却素子をペルチェ素子で構成している。

【００２１】このように、抵抗ヒータ及びペルチェ素子
を設けることによって、赤外線放射器全体を小型軽量に
構成できる。

【００２２】また、別の発明は、上記発明の赤外線放射
器における赤外線吸収膜を、プレートの一方面のそれぞ
れ異なる領域に形成されかつ互いに赤外線吸収率が異な
る複数種類の部分赤外線吸収膜で構成している。

【００２３】このように構成された赤外線放射器におい
ては、プレートの各位置から放射される赤外線はその位
置に形成された部分赤外線吸収膜の吸収率、すなわち、
部分赤外線吸収膜の放射率に応じて変化するので、この
変化をＦＰＡ赤外線センサでこの変化を検出すればよ
い。

【００２４】また、別の発明は、上記発明の赤外線放射
器における赤外線吸収膜は、プレートの一方面内の所定
領域内に形成され、プレートの一方面内の赤外線吸収膜
が形成されていない領域には、赤外線反射膜が形成され
ている。

【００２５】このように構成された赤外線放射器におい
ては、プレートにおける赤外線吸収膜が形成された領域
からはプレートの温度に対応する赤外線が放射され、プ
レートにおける赤外線反射膜が形成された領域からはプ
レートの温度と放射率とに対応する赤外線が出力され
る。

【００２６】また、別の発明は、上記発明の赤外線放射
器におけるプレートの一方面内に形成された赤外線吸収
膜又は赤外線反射膜は、同一形状を有し、かつ大きさが
異なる複数のパターンを有する。

【００２７】このように構成された赤外線放射器におい
ては、この赤外線放射器のプレートから放射される赤外
線を測定したＦＰＡ赤外線センサは、同一形状を有し、
かつ大きさが異なる複数のパターンを受光するので、オ
ペレータは測定されたパターンを観察することによっ
て、二次元的な温度分解能を簡単に把握できる。

【００２８】また、別の発明は、上記発明の赤外線放射
器における赤外線吸収膜をニッケルーリン合金で形成
し、赤外線反射膜を金で形成している。

【００２９】さらに、別の発明の赤外線放射装置は、複
数台の請求項１記載の赤外線放射器を移動自在に支持す
る支持機構と、この支持機構の前面に配設され１つの放
射窓が形成された遮蔽板と、各赤外線放射器の温度制御
器に対して互いに異なる温度を指定し、かつ支持機構を
駆動して、各赤外線放射器の赤外線吸収膜が形成された
プレートを遮蔽板の放射窓に順次対向させる駆動制御装
置とで構成されている。

【００３０】このように構成された赤外線放射装置にお
いては、赤外線センサにおいて複数の温度を校正する場
合、赤外線センサを遮蔽板の放射窓に対向配置させれば
よい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
を用いて説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る赤
外線放射器を示す図である。図１（ａ）は断面模式図で
あり、図１（ｂ）は図１（ａ）を側方から見た斜視図で
ある。

【００３２】例えば金属で形成された円筒状の容器１０
の前面に形成された円形窓１０ａ内に、外側の一方面に
赤外線吸収膜１１が形成された円形のプレート１２が組
込まれている。円筒状容器１０内におけるプレート１２
の内面に、加熱素子としての抵抗ヒータ１４と冷却素子
としてのペルチェ素子１５とが組込まれた加熱冷却器１
３が熱伝導率の良い接着材で接合されている。さらに、
プレート１２の内面には、このプレート１２の温度を検
出するために白金（Ｐｔ）抵抗からなる温度センサ１５
が取付けられている。

【００３３】抵抗ヒータ１４に対する電流供給線、ペル
チェ素子１５に対する電圧供給線、及び温度センサ１６
からの信号線は、円筒状の容器１０の裏面１０ｂに穿設
された貫通孔１７から円筒状の容器１０の外部に設けら
れた温度制御器１８の各入出力端子へ接続されている。
この温度制御器１８には操作者（オペレータ）がプレー
ト１２の温度を設定するための設定器１９が取付られて
いる。

【００３４】次に、各部の詳細構成を順番に説明する。
円形のプレート１２は、熱伝導率の良い銅（Ｃｕ）、真
鍮（しんちゅう Ｃｕ―Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）
等の材料で、外径は２０ｍｍであり、厚みは０．５ｍｍ
に形成されている。なお、外径は、使用目的に応じて２
０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲で任意に設定可能であり、厚
みも０．５ｍｍに限定されるものではなくて０．１ｍｍ
〜１０ｍｍ程度に設定できる。さらに、プレート１２の
形状も、円形に限定されるものではなく、正方形や長方
形や楕円形状であってもよい。

【００３５】このプレート１２の表面に形成される赤外
線吸収膜１１の材料としては、赤外線吸収率の大きなも
のであればよく、この実施形態においては、黒色のニッ
ケル―リン（Ｎｉ―Ｐ）合金（黒体）を採用している。
具体的には、ニッケル―リン（Ｎｉ―Ｐ）合金の溶液を
収納したメッキ槽に裏面をマスクした状態のプレート１
２を浸してメッキ加工して、例えば１０〜４０μｍの厚
みを有したメッキ層を形成する。

【００３６】なお、プレート１２の表面に赤外線吸収膜
１１を形成する手法は、上述したメッキ加工の他に、真
空蒸着手法や、薄い赤外線吸収シートをプレート１２の
表面に貼付ける手法も採用することが可能である。

【００３７】次に、このニッケル―リン（Ｎｉ―Ｐ）合
金のメッキ層が形成されたプレート１２を硝酸水溶液が
収納されたエッチング槽に浸してエッチング処理を施
す。その結果、プレート１２の表面にメッキにより形成
されたニッケル―リン（Ｎｉ―Ｐ）合金の層がエッチン
グされ、ニッケル―リン（Ｎｉ―Ｐ）合金の表面に細か
い凹凸が形成される。

【００３８】エッチング時間を調整することによって、
この表面に形成される凹凸の凹部の平均的深さを任意に
設定可能である。このニッケル―リン（Ｎｉ―Ｐ）合金
の表面に凹凸を形成する目的は、外部から、ニッケル―
リン（Ｎｉ―Ｐ）合金の表面に入射した赤外線がこの凹
凸の凹部内に入射して、この凹部内の壁面で反射を繰り
返し、その反射の繰り返し過程で、赤外線のエネルギー
が消費され、結果として、この赤外線が再度凹部の外部
へ出射されるのを抑制して、赤外線に対する吸収率を向
上させるためである。

【００３９】したがって、凹部の平均的深さを赤外線の
反射回数が多くなるように赤外線の波長で求まる最適深
さに設定している。この実施形態においては、凹部の平
均的深さを２〜２０μｍに設定している。

【００４０】このように、プレート１２の外面に、表面
に細かい凹凸を有する赤外線吸収膜１１を形成すること
によって、外部からこのプレート１２の外面に入射され
た赤外線を吸収して、この赤外線が反射されるのを極力
抑制できる。

【００４１】このプレート１２の内面に熱的に結合され
た加熱冷却器１３内に組込まれた抵抗ヒータ１４及びペ
ルチェ素子１５は外部の温度制御器１８にて駆動制御さ
れる。

【００４２】温度制御器８１は、温度センサ１６でプレ
ート１２の温度を常時検出しており、操作者（オペレー
タ）が設定部１９を介して温度を指定すると、温度セン
サ１６で検出されたプレート温度が、指定温度に一致す
るように、抵抗ヒータ１４又はペルチェ素子１５の通電
量又は印加電圧を制御する。具体的には、指定温度がそ
のときの室温より高い場合は、抵抗ヒータ１４を通電し
てプレート１２を加熱し、指定温度がそのときの室温よ
り低い場合は、ペルチェ素子１５に電圧を印可してプレ
ート１２を冷却する。

【００４３】プレート１２に対する温度指定可能範囲
は、抵抗ヒータ１４及びペルチェ素子１５の加熱、冷却
容量によって定まるが、この実施形態においては、常温
を挟んで自然界に存在する０°Ｃ〜８０°Ｃの範囲であ
る。

【００４４】このように構成された赤外線放射器におい
て、操作者（オペレータ）が設定器１９で温度を設定す
ると、温度制御器１８が抵抗ヒータ１４又はペルチェ素
子１５を駆動して、プレート１２の温度を指定温度に制
御する。なお、指定温度が常温より高い温度又は常温よ
り低い温度のみの場合は、ペルチェ素子１５又は抵抗ヒ
ータ１４を省略して赤外線放射器を構成することができ
る。

【００４５】その結果、プレート１２から、(1)式で示
したように、温度Ｔ（Ｋ）と、波長（λ）と、物体固有
の放射率εと、ボルツマン定数σとで定まる放射パワー
Ｐ（λ）を有する赤外線が放射される。プレート１２か
ら放射された赤外線は、赤外線吸収率（透過率）がほぼ
１００％の赤外線吸収膜１１をそのまま透過して、プレ
ート１２の前方に放射される。

【００４６】図２は、この赤外線放射器から放射される
赤外線における波長λ（μｍ）と分光放射発散度で示し
た放射パワーとの関係を示す図である。パラメータとし
て、プレート１２の温度として２００Ｋ、３００Ｋ、４
００Ｋを採用した。そして、図中実線で示す特性は、プ
レート１２の表面にニッケル―リン合金の赤外線吸収膜
１１が形成された状態を示す。この各特性によると、温
度が１００Ｋ低下すると、放射パワーは約１／１０に低
下することが理解できる。

【００４７】なお、図中の破線で示す特性は、プレート
１２の表面に赤外線吸収率（放射率）がほぼ１０％であ
る金（Ａｕ）の赤外線反射膜を形成した場合におけるプ
レート１２の温度を２００Ｋ、３００Ｋ、４００Ｋに設
定した条件における赤外線における波長と放射パワーと
の関係を示す。

【００４８】実線特性と破線特性とを比較すると、プレ
ート１２の表面に形成する膜を、赤外線吸膜１１から赤
外線反射膜に交換することにより、放射パワーを約１／
１０に低下させることが可能である。

【００４９】また、図１に示す赤外線吸膜１１がプレー
ト１２の外面に形成された赤外線放射器においては、前
述したように、外部から赤外線吸膜１１に入射された赤
外線は、この赤外線吸膜１１で吸収されて反射されな
い。

【００５０】したがって、この赤外線放射器において
は、設定器１９で設定した温度に正しく対応した放射パ
ワーを有した赤外線を放射させることができる。

【００５１】さらに、赤外線放射器においては、二次元
的広がりを有したプレート１２から二次元的広がりを有
した均一な赤外線を放射させることができる。したがっ
て、この赤外線放射器から放射される赤外線を用いてＦ
ＰＡ赤外線センサで測定される二次元的な温度分布にお
ける各座標位置における検出された各温度値を短時間で
かつ正確に構成できる。

【００５２】さらに、赤外線放射器においては、プレー
ト１２を加熱冷却する加熱冷却器１３を抵抗ヒータ１４
とペルチェ素子１５との簡単な電子素子で構成している
ので、赤外線放射器全体を、図７の従来の黒体放射炉に
比較して、大幅に小型軽量に構成できる。さらに、低価
格化を図ることができる。

【００５３】（第２実施形態）図３（ａ）及び図３
（ｂ）は、本発明の第２実施形態の赤外線放射器におけ
るプレート１２の外面を示す図である。その他の構成は
図１に示す第１実施形態の赤外線放射器と同じであるの
で説明を省略する。

【００５４】図３（ａ）においては、円形のプレート１
２の外面は格子状に区切られ、図中黒領域には、前述し
たニッケル−リン合金で構成された部分赤外線吸収膜と
しての赤外線吸収膜１１が形成されている。この赤外線
吸収膜１１のプレート１２に対する形成工程は、前述し
たように、メッキ処理工程とエッチング処理工程とを含
む。

【００５５】また、図中白領域には、赤外線吸収率が極
端に小さい金（Ａｕ）で形成された部分赤外線吸収皮膜
としての赤外線反射膜２０が形成されている。この赤外
線反射膜２０のプレート１２に対する形成工程は、メッ
キ処理工程のみを含む。そして、この,金（Ａｕ）で形
成された赤外線反射膜２０の赤外線吸収率は１０％程度
である。すなわち、この赤外線反射膜２０の赤外線の放
射率は約１０％と非常に低い。

【００５６】したがって、白領域の赤外線反射膜２０か
ら放射された赤外線の放射パワーは、黒領域の赤外線吸
収膜１１から放射された赤外線の放射パワーに比較し
て、図２に示すように、約１／１０に低下する。

【００５７】また、図３（ｂ）においては、円形のプレ
ート１２の前面に、赤外線反射膜２０で、形成された
「イ」の文字を示す同一形状を有し、大きさが異なる、
複数のパターンが形成されている。そして、この複数の
赤外線反射膜２０のパターンが形成された以外の全黒領
域には赤外線吸収膜１１が形成されている。

【００５８】このように構成された、第２の実施形態の
赤外線吸収器においては、この赤外線吸収器の赤外線吸
収膜１１及び赤外線反射膜２０が形成されたプレート１
２の各位置から放射される各赤外線における放射パワー
の大きさの二次元的な分布は、図３（ａ）又は図３
（ｂ）に示す分布を有する。

【００５９】したがって、この赤外線吸収器から放射さ
れる赤外線を用いてＦＰＡ赤外線センサで測定される二
次元的な温度分布は、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示す
分布を有する。したがっで、測定された温度分布と、図
３（ａ）又は図３（ｂ）に示す分布や各パターンとを比
較照合することによって、このＦＰＡ赤外線センサにけ
る二次元的な温度分解能を簡単に把握できる。

【００６０】（第３実施形態）図４は本発明の第３実施
形態の赤外線放射装置の側面図である。

【００６１】ベース２１に設置されたフレーム２２上に
モータ２３が固定されている。このモータ２３の回転軸
２４の中途位置にスリップリング２５が取付けられてお
り、回転軸２４の先端にフランジ２６が固定されてい
る。このフランジ２６には、図５に示すように、回転軸
２４と直角方向に、３本の支持アーム２７ａ、２７ｂ、
２７ｃの一端が固定されている。

【００６２】３本の支持アーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ
の他端には、それぞれ図１に示す赤外線放射器と同一構
成の赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃが取付けられ
ている。各赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、円
筒状の容器１０の軸心がモータ２３の回転軸２４と平行
となるように、位置決めされている。各赤外線放射器２
８ａ、２８ｂ、２８ｃの赤外線吸収膜１１が形成された
プレート１２がモータ２３と反対側に位置する。

【００６３】したがって、モータ２３を回転させると、
赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、回転軸２４を
中心とする円周上を回転移動する。この赤外線放射器２
８ａ、２８ｂ、２８ｃの移動円周の前面位置に遮蔽板２
９が配設されている。この遮蔽板２９における前記円周
上の１カ所に円形の放射窓３０が穿設されている。した
がって、モータ２３を回転させると、各赤外線放射器２
８ａ、２８ｂ、２８ｃの赤外線吸収膜１１が形成された
プレート１２が順番に、円形の放射窓３０に対向する。

【００６４】したがって、モータ２３、回転軸２４、フ
ランジ２６、支持アーム２７ａ〜２７ｃは、各赤外線放
射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃを移動自在に支持する支持
機構を構成する。

【００６５】各赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃに
おける抵抗ヒータ１４、ペルチェ素子１５、温度センサ
１６の各信号線は、支持アーム２７ａ、２７ｂ。２７
ｃ、フランジ２６、回転軸２４内を経由して、スリップ
リング２５を介して、外部へ取出され、フレーム２２内
に設置された温度制御部３２内の各赤外線放射器２８
ａ、２８ｂ、２８ｃ毎の温度制御器１８に入力される。
温度制御部３２は各赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８
ｃ毎に、個別に指定された温度を各温度制御器１８へ指
定する。

【００６６】その結果、各赤外線放射器２８ａ、２８
ｂ、２８ｃのプレート１２はそれぞれ指定された温度に
制御される。この実施形態においては、図５に示すよう
に、赤外線放射器２８ａは１０°Ｃに設定され、赤外線
放射器２８ｂは２５°Ｃに設定され、赤外線放射器２８
ｃは３０°Ｃに設定されている。

【００６７】モータ制御部３１は、モータ２３を１２０
°ずつ回転させて、各赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２
８ｃのプレート１２を遮蔽板２９の放射窓３０に順次対
向させる。

【００６８】したがって、温度制御部３２とモータ制御
部３１とは、各赤外線放射器２８ａ〜２８ｃの温度制御
器１８に対して互いに異なる温度を指定し、かつモータ
２３を含む各赤外線放射器２８ａ〜２８ｃに対する支持
機構を駆動して、各赤外線放射器の赤外線吸収膜が形成
されたプレート１２を遮蔽板２９の放射窓３０に順次対
向させる駆動制御装置を構成する。

【００６９】このように構成された第３実施形態の赤外
線放射装置においては、赤外線センサにおいて、複数の
温度を校正する場合、この赤外線センサを遮蔽板２９の
放射窓３０に対向配置させた状態において、モータ制御
部３１でもって、モータ２３を１２０°ずつ回転させ
て、各赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃのプレート
１２を遮蔽板２９の放射窓３０に順次対向させる。する
と、赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃから１０°
Ｃ、２５°Ｃ、３０°Ｃにそれぞれ設定された基準とな
る、各赤外線が赤外線センサに順次入射されるので、短
時間で複数の温度を校正できる。

【００７０】なお、赤外線放射器のプレート１２の設定
温度を変更するためには所定の時間が必要であるので、
１台の赤外線放射器で複数の温度を校正するには、多大
の処理時間が必要である。

【００７１】（第４実施形態）図６は本発明の第４実施
形態の赤外線放射装置の側面図である。

【００７２】この実施形態の赤外線放射装置において
は、３個の赤外線放射器２８ａ、２８ｂ、２８ｃが１台
の台車３３上の異なる水平位置に取付けられている。こ
の台車３３はレール３４上を図示しない移動機構によっ
て、水平方向に移動制御される。

【００７３】このレール３４の手前に遮蔽板２９ａが配
設されており、この遮蔽板２９ａに放射窓３０ａが穿設
されている。そして、台車３３をレール３４に沿って移
動すると、台車３３に登載された各赤外線放射器２８
ａ、２８ｂ、２８ｃが順番に遮蔽板２９ａの放射窓３０
ａに対向する。

【００７４】したがって、図４に示した第３実施形態の
赤外線放射装置とほぼ同じ作用効果を奏することが可能
である。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の赤外線放
射器においては、赤外線を放射するプレートの表面に赤
外線吸収膜を形成し、プレートを加熱冷却器で加熱又は
冷却している。したがって、簡単に外部から入射された
赤外線を吸収でき、かつ簡単に温度を室温の広範囲に亘
って制御できる。

【００７６】さらに、二次元的な温度分布を有した赤外
線を放射できる。また、本発明の赤外線放射装置におい
ては、互いに設定温度が異なる複数の赤外線放射器を組
込んでいる。したがって、装置全体から放射される赤外
線の赤外線パワー（赤外線温度）を短時間で切換できる
ので、赤外線センサに対する温度校正に対する操作性を
大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の赤外線放射器の概略構
成を示す図

【図２】放射される赤外線の波長と放射パワーとの関係
を示す図

【図３】本発明の第２実施形態の赤外線放射器における
プレートに形成された赤外線吸収皮膜と赤外線反射皮膜
との分布を示す図

【図４】本発明の第３実施形態の赤外線放射器の側面図

【図５】同第３実施形態の赤外線放射器の要部を取り出
して示す正面図

【図６】本発明の第４実施形態の赤外線放射器の側面図

【図７】従来の黒体放射炉の概略構成を示す図

【符号の説明】

１０…容器 １１…赤外線吸収膜 １２…プレート １３…加熱冷却器 １４…抵抗ヒータ １５…ペルチェ素子 １６…温度センサ １７…貫通孔 １８…温度制御部 １９…設定部 ２０…赤外線反射膜 ２３…モータ ２４…回転軸 ２５…スリップリング ２６…フランジ ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ…赤外線放射器 ２９、２９ａ…遮蔽板 ３０、３０ａ…放射窓 ３１…モータ駆動部 ３２…温度制御部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方面に赤外線吸収膜（１１）が形成さ
   れたプレート（１２）と、 このプレートの他方面に熱的に結合され、加熱素子（１
   ４）と冷却素子（１５）とが組込まれた加熱冷却器（１
   ３）と、 前記プレートの温度を測定する温度センサ（１５）と、 前記加熱素子と冷却素子とを駆動して前記プレートの温
   度を外部から指定された温度に制御する温度制御器（１
   ８）とを備えた赤外線放射器。
2. 【請求項２】 前記加熱冷却器の加熱素子は抵抗ヒータ
   であり冷却素子はペルチェ素子であることを特徴とする
   請求項１記載の赤外線放射器。
3. 【請求項３】 前記赤外線吸収膜は、前記プレートの一
   方面のそれぞれ異なる領域に形成されかつ互いに赤外線
   吸収率が異なる複数種類の部分赤外線吸収膜で構成され
   たことを特徴とする請求項１記載の赤外線放射器。
4. 【請求項４】 前記赤外線吸収膜（１１）は前記プレー
   トの一方面内の所定領域内に形成され、前記プレートの
   一方面内の前記赤外線吸収膜が形成されていない領域に
   は、赤外線反射膜（２０）が形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の赤外線放射器。
5. 【請求項５】 前記プレートの一方面内に形成された赤
   外線吸収膜又は赤外線反射膜は、同一形状を有し、かつ
   大きさが異なる複数のパターンを有することを特徴とす
   る請求項４記載の赤外線放射器。
6. 【請求項６】 前記赤外線吸収膜はニッケルーリン合金
   で形成され、前記赤外線反射膜は金で形成されているこ
   とを特徴とする請求項４又は５記載の赤外線放射器。
7. 【請求項７】 複数台の請求項１記載の赤外線放射器
   （２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）を移動自在に支持する支持
   機構（２３、２４、２６、２７ａ〜２７ｃ）と、 この支持機構の前面に配設され１つの放射窓（３０，３
   ０ａ）が形成された遮蔽板（２９，２９ａ）と、 前記各赤外線放射器の温度制御器に対して互いに異なる
   温度を指定し、かつ前記支持機構を駆動して、前記各赤
   外線放射器の赤外線吸収膜が形成されたプレートを前記
   遮蔽板の放射窓に順次対向させる駆動制御装置（３１、
   ３２）とを備えた赤外線放射装置。