JP2008298627A - Infrared sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外線を用いて物質の温度を非接触で測定する赤外線センサー及び同センサーを備える加熱装置に関する。 The present invention relates to an infrared sensor that measures the temperature of a substance in a non-contact manner using infrared rays, and a heating device including the sensor.
本センサーの応用例として、特に調理に用いられる家庭用、もしくは業務用の誘導加熱調理器、ガスコンロ等の加熱調理器に取り付けて、鍋等の被加熱物の温度検出を非接触で行う赤外線センサーがある。 As an application example of this sensor, an infrared sensor that is attached to a heating cooker such as an induction heating cooker or a gas stove used especially for cooking, and detects the temperature of a heated object such as a pan in a non-contact manner. There is.
従来、火災等の不測の事故を防止することを目的として、コンロ等の加熱装置に温度センサを取付け、鍋等の被加熱物の温度を監視することが行われている。 Conventionally, for the purpose of preventing an unexpected accident such as a fire, a temperature sensor is attached to a heating device such as a stove to monitor the temperature of an object to be heated such as a pan.
特許文献1には、コンロのバーナの下方に赤外線検出素子を取付け、被加熱物の放射する赤外線を非接触で前記赤外線検出素子で検出することにより、被加熱物の温度を測定することが記載されている。上記コンロにおいては、コンロの使用時に、調理中の油零れや湯零れ、ゴミの落下等により、赤外線検出素子の受光部が汚染されて検出感度の減少や変化が生じることを防止するため、赤外線検出素子の上方に窓材が取付けられている。また、バーナーの斜め下方に赤外線検出素子を取付けて、油零れ等の影響を窓材ができる限り受けないようにすることも記載されている。しかし、一旦汚れた窓材の清浄方法に関する記載はない。従って、窓材が汚れた場合は、検出温度が不正確になる。
赤外線検出素子の汚れを除去する方法としては、赤外線センサの開口部に、光触媒を有する赤外線集光用レンズを取付ける方法が開示されている(特許文献2)。この方法においては、発光器から光触媒に光を当て、レンズに付着した汚れを光分解反応により分解除去させる。しかし、光触媒、及び光触媒に照射する光の種類等の具体的記載はない。 As a method for removing dirt from an infrared detection element, a method of attaching an infrared condensing lens having a photocatalyst to an opening of an infrared sensor is disclosed (Patent Document 2). In this method, light is applied to the photocatalyst from the light emitter, and the dirt adhering to the lens is decomposed and removed by a photolysis reaction. However, there is no specific description of the photocatalyst and the type of light irradiated on the photocatalyst.
特許文献3には、焦電型赤外線検出装置の結像レンズの表面に結露した水滴による赤外線の反射や屈折を防止するため、結像レンズ基材の表面に赤外線が透過可能な光触媒性酸化チタン粒子を含有する表面層を形成することを開示している。この表面層に紫外線を照射することにより、レンズ表面の親水性を増加させ、これにより水滴を均一な吸着水層にさせるものである。しかし、光触媒により、レンズの汚れを分解することは記載されていない。従って、この文献は、本発明と直接的な技術的関係はない。 Patent Document 3 discloses a photocatalytic titanium oxide capable of transmitting infrared rays to the surface of the imaging lens base material in order to prevent reflection and refraction of infrared rays due to water droplets condensed on the surface of the imaging lens of the pyroelectric infrared detection device. The formation of a surface layer containing particles is disclosed. By irradiating the surface layer with ultraviolet rays, the hydrophilicity of the lens surface is increased, thereby making water droplets into a uniform adsorbed water layer. However, there is no description of decomposing lens dirt with a photocatalyst. Therefore, this document has no direct technical relationship with the present invention.
特許文献4は、付着汚れを自動的に分解除去できる赤外線透過窓材、それを用いる赤外線センサユニット、及び前記赤外線ユニットを組み込んだ加熱装置を開示する。この赤外線センサーユニットは、赤外線透過窓材と紫外線発光ダイオードをハウジング中に備えており、紫外線発光ダイオードより紫外線を窓材に照射することによって窓材の汚れを自動的に分解することが出来ることが記載されている。
しかし、上記赤外線センサーユニットでは、汚れを分解するまでに一定時間を要する欠点がある。すなわち煮零れ等、調理中に生じる汚れを分解するまで正確な温度を測定する事が困難である。特に、固形物の食材が窓材を覆った場合には温度測定が出来ず、致命的な状況となる。この対策方法として特許文献5には赤外線検出手段に対し、汚れ抑制手段が設けられ、汚れが付着し温度測定が不能になる事を防止する方法が提案されているが、汚れ抑制手段の耐久性に問題がある。 However, the infrared sensor unit has a drawback that it takes a certain time to decompose the dirt. That is, it is difficult to measure the exact temperature until the dirt generated during cooking, such as boiling, is decomposed. In particular, when the solid food material covers the window material, the temperature cannot be measured, which is a fatal situation. As a countermeasure against this, Patent Document 5 proposes a method for preventing contamination by attaching dirt to the infrared detection means and preventing temperature measurement from being performed. There is a problem.
更に、基本的には、安全性の観点から窓材の汚れを音声等で調理者に知らしめ、自動で炎を切る手段が必要である。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは窓材の汚れによる赤外線センサーの出力異常を未然に検出して安定した被加熱物の温度測定ができる赤外線センサー及び、赤外線センサーに汚れが発生した場合には調理者等に汚れた事を知らしめ、自動で炎を消す機能を有する加熱装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to detect an abnormal output of the infrared sensor due to dirt on the window material in advance and to stably measure the temperature of the object to be heated, and the infrared sensor It is an object of the present invention to provide a heating device having a function of automatically extinguishing a flame by letting a cook or the like know that the soil has been soiled.
本発明は以下に記載するものである。 The present invention is described below.
〔1〕 赤外線透過窓材を取り付けた赤外線光路を有するハウジングと、受光面を前記赤外線透過窓材に向けてハウジング内に設けられた所定数の互いに受光赤外線波長領域の異なる赤外線受光素子と、赤外線照射面を前記赤外線透過窓材に向けてハウジング内に設けられた赤外線光源とを有する赤外線センサー。 [1] A housing having an infrared light path with an infrared transmission window member attached thereto, a predetermined number of infrared light receiving elements having different light reception infrared wavelength regions provided in the housing with a light receiving surface facing the infrared transmission window member, and an infrared ray An infrared sensor having an infrared light source provided in a housing with an irradiation surface facing the infrared transmission window member.
〔2〕 赤外線光源の周囲に断熱スリーブを設けてなる〔1〕に記載の赤外線センサー。 [2] The infrared sensor according to [1], wherein a heat insulating sleeve is provided around the infrared light source.
〔3〕 赤外線光源が、赤外線透過窓材の赤外線受光素子の上方部分を照射してなる〔1〕に記載の赤外線センサー。 [3] The infrared sensor according to [1], wherein the infrared light source irradiates an upper portion of the infrared light receiving element of the infrared transmitting window material.
〔4〕 赤外線光路を有するハウジングと、前記赤外線光路に所定の角度傾斜して取り付けられた赤外線透過窓材と、受光面を前記赤外線透過窓材に向けてハウジング内に設けられた所定数の互いに受光赤外線波長領域の異なる赤外線受光素子と、赤外線照射面を前記赤外線透過窓材に向けると共に、赤外線透過窓材に関して前記赤外線受光素子と反対側のハウジングに取り付けられた赤外線光源とを有する赤外線センサー。 [4] A housing having an infrared light path, an infrared transmission window member attached to the infrared light path at a predetermined angle, and a predetermined number of each other provided in the housing with the light receiving surface facing the infrared transmission window member An infrared sensor comprising: an infrared light receiving element having a different light receiving infrared wavelength region; an infrared light source attached to a housing opposite to the infrared light receiving element with respect to the infrared transmitting window material while directing an infrared irradiation surface to the infrared transmitting window material.
〔5〕 被加熱物を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の加熱量の制御手段と、前記被加熱物から放射される赤外線の強さを検出する〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の赤外線センサーと、赤外線光源のオン・オフ制御を行い、オン時・オフ時それぞれのときの赤外線受光素子の出力より前記赤外線透過窓材の汚れの有無を検出する演算制御手段と表示手段とを備え、前記赤外線センサーにより検出される赤外線の強度に基づいて加熱量を制御すると共に表示手段を制御することを特徴とする加熱装置。 [5] Any one of [1] to [4], wherein the heating means for heating the object to be heated, the means for controlling the heating amount of the heating means, and the intensity of infrared rays emitted from the object to be heated are detected. The infrared sensor described above, an on / off control of the infrared light source, and an arithmetic control means and a display means for detecting the presence or absence of dirt on the infrared transmitting window material from the output of the infrared light receiving element at the on time and at the off time, And a heating device that controls the amount of heating based on the intensity of infrared rays detected by the infrared sensor and controls the display means.
本発明の赤外線センサーは、赤外線透過窓材に赤外線を照射して赤外線透過窓材の汚れを常時観測しているので、窓材に汚れが付着したことを確実に、かつ直ちに検出できる。その結果、この赤外線センサーの素子出力は長期間にわたり信頼性が高くなる。 In the infrared sensor of the present invention, since infrared rays are irradiated on the infrared transmission window material and the dirt of the infrared transmission window material is constantly observed, it is possible to reliably and immediately detect that the dirt has adhered to the window material. As a result, the element output of this infrared sensor becomes highly reliable over a long period of time.
更に、窓材の汚れによる赤外線センサーの出力異常を検出できるので、この赤外線センサーを組み込んだ加熱装置は、汚れが発生した場合には調理者に汚れた事を直ちに知らしめ、自動で炎を消す機能を備えることができるので安全性が向上する。 Furthermore, abnormalities in the output of the infrared sensor due to dirt on the window material can be detected, so the heating device incorporating this infrared sensor immediately informs the cook that the dirt has been made and automatically extinguishes the flame. Since the function can be provided, safety is improved.
以下、本発明につき、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の赤外線センサーの一例を示す側面断面図である。図1中、100は赤外線センサーで、2は内部が中空の筒状のハウジングである。前記ハウジング2の底部は底壁4で閉塞されている。前記ハウジング2の上部は赤外線透過窓材6により閉塞されている。前記底壁4と前記赤外線透過窓材6とにより、前記ハウジング2の中空部8は外部と隔離された赤外線光路を構成している。
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of the infrared sensor of the present invention. In FIG. 1, 100 is an infrared sensor, and 2 is a cylindrical housing having a hollow inside. The bottom of the
前記底壁4には、センサ搭載用基板9が立設されている。
A sensor mounting substrate 9 is erected on the
前記センサ搭載用基板9には、所定数(本図では2個)の赤外線検出素子10がその赤外線受光面を前記赤外線透過窓材6に向けて搭載され、前記赤外線検出素子10の光軸は、赤外線光路の光軸Xと平行になっている。前記赤外線受光素子10には1.5〜1.8、2〜2.4、3.1〜4.2、8〜17μの範囲の赤外線を選択的に透過させる光学フィルタ(不図示)のいずれかが装着されている。赤外線受光素子の数は2以上が好ましい。
A predetermined number (two in this figure) of infrared detecting
12は赤外線光源で、前記センサ搭載用基板9上に取り付けられ、前記赤外線光源12の照射する赤外線の光軸14は中空部8で構成する赤外線光路の光軸Xに対して所定角θ傾斜している。θは70°以下が好ましく、50°以下がより好ましく、30〜5°が特に好ましい。その結果、前記赤外線光源12の光軸14は、赤外線透過窓材6の赤外線受光素子10の上方部分16を照射している。
An
赤外線光源12は熱線ヒータまたはPt、Ru等をパターン印刷した面状ヒータもしくは、ニクロム等のコイル線材で構成されており、赤外線波長依存性のないものが好ましい。また赤外線光源12への通電パターンはパルス通電で、具体的には1〜10Hzで十分である。
The
18は前記赤外線光源12の周囲を覆って形成された筒状の断熱スリーブで、その上方は開口している。この前記断熱スリーブ18は、前記赤外線光源12の発熱が前記赤外線受光素子10に伝わって、前記赤外線受光素子10を加熱することを防いでいる。なお、20は前記赤外線受光素子10のリード線で、このリード線20を介して前記赤外線受光素子10に入射した赤外線量に対応する検出信号が外部に取り出される。
22は前記赤外線光源12に電力を供給するリード線で、このリード線22を介して前記赤外線光源12に電力が供給され、赤外線が放射される。
A
赤外線透過窓材6は、赤外線が透過できる材料で形成された平板である。その材質は、シリコン、ゲルマニウム、サファイヤ、石英、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、フッ化カルシウム、酸化マグネシウム等が例示され、透過する赤外線の波長等に応じて適宜選択される。赤外線透過窓材6の寸法も特に制限が無く、用途に応じて適宜選択される。
The infrared transmitting
次に、上記赤外線センサー100の動作を説明する。
Next, the operation of the
温度が測定されるべき被加熱物(不図示)から、温度に応じて放射される赤外線は、赤外線センサー100の赤外線透過窓材6を通って中空部8内に入り、次いで、各赤外線受光素子10により被加熱物の温度に対応する赤外線量が検出される。
Infrared rays radiated from a heated object (not shown) whose temperature is to be measured enter the
赤外線透過窓材6の表面24は、時間の経過と共に、汚れ26により汚染される。
The
一方、断熱スリーブ18で周囲を囲まれた赤外線光源12からは、赤外線が表面24に向けて照射されている。この照射される赤外線は、窓材表面24に付着した汚れ26によって反射される。この反射された赤外線は赤外線受光素子10により、検出され、赤外線量に対応する検出信号をリード線20を介して外部に送出する。この検出信号を観測することにより窓の汚れ状態がわかる。窓材表面24に汚れ26がない場合は、赤外線光源の光は外部へ放出される。従って、光源がONの時の出力は、汚れがない場合は殆ど変化がないが、汚れがある場合は、通常よりも大きな出力を現すことになる。
On the other hand, infrared rays are emitted toward the
また、赤外線光源12の温度は50〜1000℃が好ましい。
The temperature of the infrared
赤外線光源12はパルス通電制御である。但し、電力としては、直流、交流、三角波、パルス波等任意の電力を供給できる。赤外線光源12の過熱を防止するためにはパルス波が好ましい。また、後述する被加熱物の温度測定と汚れに基づく赤外線量の測定とを区別して測定する為には、パルス波を用いることは好適である。
The infrared
図2は本発明赤外線センサーの他の例を示す側面断面図である。この例においては、赤外線光源12は、その光軸を中空部8の光軸と一致させて設けている。更に、断熱スリーブ18の上部側は傾斜して切欠いてあるが、その他の構成は図1と同様であるので同一箇所に同一符号を付けて、その説明を省略する。
FIG. 2 is a side sectional view showing another example of the infrared sensor of the present invention. In this example, the infrared
この例においては、断熱スリーブ18の上部側は赤外線受光素子10に近接する断熱スリーブ18の壁aが赤外線受光素子10から遠い断熱スリーブ18の壁bよりも低く形成されている。このため、赤外線光源12から照射される赤外線は赤外線受光素子10の上部部分16に到達しやすくなっている。その他の符号は図1と同様である。
In this example, the upper side of the
図3は本発明の赤外線センサーの更に他の例を示す側面断面図である。この例にあっては、赤外線透過窓材6は赤外線光路の光軸Xに対して90℃以下の挟角αでハウジング2内に取り付けてある。αとしては80°〜10°が好ましく、60°〜30°がより好ましい。更に、赤外線光源12は赤外線透過窓材6に対して赤外線受光素子10と反対側のハウジング2の壁2aに取り付けてられている。その他の符号は図1と同様である。図3の場合、赤外線透過窓材6に汚れがない時は赤外線光源から放射される赤外線は赤外線透過窓材6を通過して中空部8に入り、内壁で乱反射した赤外線が赤外線受光素子に入っていくため、出力が増大する。汚れがある時は赤外線は汚れにより反射されて中空部8に入らず、従って赤外線受光素子にも入らず、その結果赤外線受光素子の出力はそのままである。
FIG. 3 is a side sectional view showing still another example of the infrared sensor of the present invention. In this example, the infrared
この場合、この例は、組み立て性、艤装性を考慮し、赤外線光源をハウジングに対し水平に配置し、赤外線透過窓材もしくはレンズを傾けて配置した例である。この場合赤外線受光素子は、赤外線光源からの赤外線エネルギーをハウジング内壁の反射光からもらうため、内壁の面粗度は可能な限り良いことが望ましい。尚、組み立て性、艤装性に制限が無い場合にはこの限りではなく、例えば赤外線光源を上部に赤外線受光素子と対向するように配置し、アーム等で移動可能な機構を設け、汚れ検知の時に目的の位置に移動するようにしても構わない。
(加熱装置)
図4は、本発明過熱装置の一例であるコンロ120を示すものである。
In this case, this example is an example in which an infrared light source is disposed horizontally with respect to the housing and an infrared transmission window material or lens is inclined in consideration of assemblability and outfitting. In this case, since the infrared light receiving element receives infrared energy from the infrared light source from the reflected light of the inner wall of the housing, it is desirable that the surface roughness of the inner wall is as good as possible. Note that this is not the case when there is no limit to the assemblability and the outfitting. For example, an infrared light source is disposed on the upper part so as to face the infrared light receiving element, and a mechanism that can be moved by an arm or the like is provided. You may make it move to the target position.
(Heating device)
FIG. 4 shows a
図4中、42は天板で、加熱口44が形成されている。前記加熱口44の周りには、五徳46が配設されている。48は、加熱口44の下方に設けられたバーナで、環状ケーシング部50と、前記環状ケーシング部50に連結された混合管52と、混合管52に連結されたガスノズル54とからなる。ガス配管56から供給されるガスは、ノズル54を通って混合管52内で空気が混合された後、環状ケーシング部50に形成された炎口58から炎59となって放出される。これらは、加熱手段の一例を構成している。
In FIG. 4, 42 is a top plate, and a
炎59により、被加熱物60は加熱され、被加熱物60の温度に対応した赤外線が被加熱物60から放射される。前記放射された赤外線は、環状ケーシング部50の下方に配設された汁受皿62の中央に穿設された赤外線透過孔64を通って赤外線センサー100に到達する。
The
このセンサー100は、図1〜3に記載された構造を有するものである。以下、図1に示す赤外線センサーを例にして説明する。赤外線は図1に示す赤外線センサー100の赤外線透過窓材6を通って赤外線光路を構成する中空部8内に入り、次いで赤外線検出素子10により被加熱物の温度に対応する赤外線量が検出される。赤外線センサー100は検出波長が異なる複数の赤外線検出素子10を備えて、波長の異なる赤外線を同時に検出することにより、測定誤差を減少させている。この点に付、詳述すると、この方法(多色法)は、最低2個の異なる波長域の赤外線検出素子を用い、それらの出力比を算出することにより放射率をキャンセルし、放射率が異なっていても正確な温度を検出する方法である。
This
赤外線検出素子10の出力は、演算制御手段65に送られ、信号処理が行われる。例えば、赤外線検出素子10の出力が被加熱物60の過熱状態や、被加熱物60が存在しないことを示す場合は、加熱量の制御手段である調整弁66に信号が送られ、調整弁66が閉じられ、コンロ120に供給される混合ガスの供給が停止される。即ち、これらは前記加熱手段の加熱量の制御手段の一例を構成している。
The output of the
図1において赤外線透過窓材6が汚れ26で汚染されていない場合は、赤外線光源12の放射する赤外線は、赤外線透過窓材6を透過して赤外線センサー100外部に放出され、赤外線受光素子10には赤外線光源12の照射する赤外線はほぼ検出されない。
In FIG. 1, when the infrared
赤外線透過窓材6の表面24は、調理時に被加熱物60内の内容物があふれ出て汚染されることがある。
The
この場合は、赤外線光源12から照射される赤外線が汚れ26により反射される。この赤外線は赤外線透過窓材6を通って赤外線受光素子10に入射する。赤外線受光素子10は、入射する赤外線量に応じた検出信号を演算制御手段65に送り、演算制御手段65が汚れが有ると判断すると、例えば調整弁66に信号が送られ、調整弁66が閉じられる。更に、警報等の表示手段68が作動して、赤外線透過窓材6が汚れていることを利用者に知らせる。利用者が窓材を清掃することにより、赤外線センサー100は最初の状態に復帰する。更に演算制御手段65は、赤外線光源のオン・オフ制御を行い、オン時とオフ時の赤外線受光素子の出力を検出し、これらの出力を比較する機能を有し、これにより、汚れの有無を検出するものである。
In this case, the infrared rays irradiated from the infrared
赤外線光源より放射される赤外線は、パルス信号であり、被加熱物から常時発せられている赤外線に重畳されて受光素子で検出されるが、汚れ検知にはパルス信号のON、OFF時の差分を読み取ることで汚れ度合いを検知する。 Infrared light emitted from the infrared light source is a pulse signal and is detected by the light receiving element superimposed on the infrared light that is constantly emitted from the object to be heated. The degree of dirt is detected by reading.
なお、上記説明においては、コンロを例として説明したが、これに限られず各種の加熱装置に同様にして赤外線センサユニットを組込める。更に、上記例においては図1に示される赤外線センサーを用いたが、これに限られず、図2、3に記載した赤外線センサーを用いても良い。 In the above description, the stove has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the infrared sensor unit can be incorporated in various heating devices in the same manner. Furthermore, in the above example, the infrared sensor shown in FIG. 1 is used, but the present invention is not limited to this, and the infrared sensor shown in FIGS.
また、赤外線透過窓材に特開2005−274559で示した光触媒機能を持たせても構わない。 Moreover, you may give the infrared ray transmission window material the photocatalyst function shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-274559.
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
図1に示す赤外線センサーを製造した。直径4cm、厚さ2mmのシリコン製赤外線透過窓材をアルミ製の直径5cm、高さ8cmのハウジングに取付けた。赤外線透過窓材の下方6cmの位置に受光面が配置するように赤外線受光素子2個をセンサ搭載用基板に取付けた。赤外線受光素子はサーモパイルを用い3.7〜4.0μmと9.2〜9.7μmの赤外線透過領域を有するフィルターを装着した。
Example 1
The infrared sensor shown in FIG. 1 was manufactured. A silicon infrared transmitting window material having a diameter of 4 cm and a thickness of 2 mm was attached to an aluminum housing having a diameter of 5 cm and a height of 8 cm. Two infrared light receiving elements were attached to the sensor mounting substrate so that the light receiving surface was positioned 6 cm below the infrared transmitting window material. As the infrared light receiving element, a thermopile was used, and filters having infrared transmission regions of 3.7 to 4.0 μm and 9.2 to 9.7 μm were attached.
受光素子と同様に赤外線光源(CAL−SENSOR社製商品名 赤外パルス光源)を取付けた。その際、赤外線光源の光軸を赤外線光路に対して20°傾けた。これにより、赤外線光源の光軸は赤外線受光素子の真上の赤外線透過窓材と交差した。更に、赤外線光源の周囲にステンレス製の円筒状の断熱スリーブを取付けた。 Similarly to the light receiving element, an infrared light source (trade name: infrared pulse light source manufactured by CAL-SENSOR) was attached. At that time, the optical axis of the infrared light source was tilted by 20 ° with respect to the infrared light path. As a result, the optical axis of the infrared light source intersected with the infrared transmission window material directly above the infrared light receiving element. Furthermore, a stainless steel cylindrical heat insulating sleeve was attached around the infrared light source.
なお、赤外線光源、赤外線受光素子の各リード線は、底壁を貫通して、赤外線センサーの外部に取出した。 The lead wires of the infrared light source and the infrared light receiving element penetrated the bottom wall and were taken out of the infrared sensor.
上記センサーを用いて、汚れ物質として水道水が窓材に付着した際の表示温度の変化を調べた。赤外線光源にパルス高0.9V、パルス幅0.5m秒、パルス間隔0.5m秒の連続パルスを供給した。このパルスに同期させて、受光素子から信号を取出した。 Using the above sensor, the change in display temperature when tap water adhered to the window material as a soiling substance was examined. A continuous pulse having a pulse height of 0.9 V, a pulse width of 0.5 ms, and a pulse interval of 0.5 ms was supplied to an infrared light source. In synchronization with this pulse, a signal was extracted from the light receiving element.
その結果を図5に示す。尚、被測定物(熱源)の温度は180℃一定とした。仮に測定精度の規格を表示温度±15℃とした場合、汚れ物質が窓材の40%占有しただけで被加熱物から発せられる赤外線が遮断され、表示温度は公差範囲を逸脱した。 The result is shown in FIG. The temperature of the object to be measured (heat source) was constant at 180 ° C. Assuming that the standard of measurement accuracy is the display temperature ± 15 ° C., the infrared rays emitted from the object to be heated are cut off only when the dirt material occupies 40% of the window material, and the display temperature deviates from the tolerance range.
次に、上記赤外線センサーを組込んで、図4に示す加熱装置を製造した。この加熱装置は、被加熱物の温度を正確に表示すると共に、センサーの赤外線透過窓材が汚れると、警報機が鳴り、汚れを警告した。 Next, a heating device shown in FIG. 4 was manufactured by incorporating the infrared sensor. This heating device accurately displayed the temperature of the object to be heated, and when the infrared transmission window material of the sensor became dirty, an alarm sounded and warned of the contamination.
実施例2
赤外線光源の取付け位置が相違する以外は実施例1と同様にして図3に示す赤外線センサを製造した。
Example 2
The infrared sensor shown in FIG. 3 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the mounting position of the infrared light source was different.
上記実施例1と同様に汚れ物質(水)の量を変化させた場合の赤外線受光素子の出力変化割合を測定した。変化割合とは、汚れが無い状態で赤外線光源を通電した際の赤外線受光素子の出力を1とし、汚れが付着した際の出力減少量を汚れが無い状態との比で表現したものである。その結果を図6に示す。汚れ物質の量が増すにつれ、赤外線光源がオン時に得られる赤外線受光素子の出力が減少することが分かった。精度規格±15℃を満足するためには、例えば閾値を0.5に設定することで汚れ度合いを確実に検知できた。 Similarly to Example 1, the output change rate of the infrared light receiving element when the amount of the soiling substance (water) was changed was measured. The change rate is expressed as a ratio of the output decrease when the infrared light source is energized in a state where there is no dirt to 1 and the output decrease amount when the dirt is attached to the state where there is no dirt. The result is shown in FIG. It was found that the output of the infrared light receiving element obtained when the infrared light source is turned on decreases as the amount of soiling substances increases. In order to satisfy the accuracy standard ± 15 ° C., for example, by setting the threshold value to 0.5, it was possible to reliably detect the degree of contamination.
100 赤外線センサー
2 ハウジング
4 底壁
6 赤外線透過窓材
8 中空部
9 センサ搭載用基板
10 赤外線受光素子
12 赤外線光源
14 光軸
16 上方部分
18 断熱スリーブ
20 赤外線受光素子のリード線
22 赤外線光源のリード線
24 窓材表面
26 汚れ
a 、b 壁
2a ハウジング壁
X 光軸
α、θ 角度
42 天板
44 加熱口
46 五徳
48 バーナ
50 環状ケーシング部
52 混合管
54 ガスノズル
56 ガス配管
58 炎口
59 炎
60 被加熱物
62 汁受皿
64 赤外線透過孔
65 制御部
66 調整弁
68 表示手段
DESCRIPTION OF
a,
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