JP2014153356A - 温度測定用パイロメータの校正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度測定用パイロメータの校正装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、温度測定用パイロメータの測定ばらつきをなくす校正装置に関し、高温計において測定される温度のばらつきがないように基準値を校正する校正装置に関する。本発明の実施形態による温度測定用パイロメータの校正装置は、輻射エネルギーが放射される輻射空間を有する黒体と、内部空間に前記黒体を設け、前記輻射空間と貫通連結される出光口が形成された出光壁を有するボディハウジングと、前記ボディハウジングの出光口と外部を継ぐ通路空間が形成されるように結合される出光壁保護蓋体と、前記出光壁保護蓋体を前記ボディハウジングの出光壁に固定する固定体と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、温度測定用パイロメータの測定ばらつきをなくす校正装置に係り、さらに詳しくは、非接触式で測定される温度にばらつきがないように基準値を校正する校正装置に関する。

基板に対して熱処理工程を行う熱処理装置は、タングステンハロゲンランプなどの加熱ランプを用いてシリコン基板に熱を供給し、このとき、基板の温度を光学プローブを用いて算出する。算出した基板の温度が加熱制御器からフィードバックされて加熱ランプを制御する装置である。

図１は、低温熱処理装置を説明するための概略図である。図１に示すように、工程チャンバ１０内のエッジリング３０に基板２０が取り付けられた状態で多数の加熱ランプ６１によって熱処理が行われ、基板２０の温度は、低温温度測定用パイロメータ４０によって非接触式で測定される。すなわち、低温を測定する温度測定用パイロメータ４０は、基板２０から放出された６００℃以下の低温の５μｍ〜２０μｍの輻射エネルギーの強度をレンズ４１を用いて集光して、黒体輻射温度関係を基に基板の温度を非接触式で算出することができる。温度測定用パイロメータ４０において算出された温度は、加熱制御器５０を介して加熱部６０にフィードバックされて多数の加熱ランプ６１に対する温度制御が行われる。

一方、温度測定用パイロメータ４０が熱処理装置に最初に組み付けられる場合、加熱された基板からの輻射に露出されるときに正しい温度を算出するために温度測定用パイロメータの基準値が校正されなければならない。また、温度測定用パイロメータを長期に亘って用いる場合、温度測定用パイロメータによって感知される温度が不正確になるので、所定の周期で温度測定用パイロメータが再校正されなければならない。たとえば、基板が加熱される間に基板から放出される光が通過する領域が汚染される場合、測定温度が不正確であるためこれに合わせて再校正せねばならない。

このような温度測定用パイロメータに対する基準値の校正は、黒体を用いた校正装置によって±１℃以内のばらつき補正が行われることにより行われる。

図２は、校正装置を用いて温度測定用パイロメータに対する校正を行うために、温度測定用パイロメータに校正装置を接触した様子を示す図である。校正装置１は内部に黒体１１０（ブラックボディ）を備えており、黒体１１０内部の輻射空間Ｓから輻射される輻射エネルギーが出光口を介して外部に放射される。このため、出光口を介して外部に放射された輻射エネルギーは出光口に並置されている温度測定用パイロメータ４０に設けられたレンズ４１に伝わり得る。したがって、校正装置内部の黒体１１０を特定の温度、たとえば、６００℃に設定した場合、それによる輻射エネルギーが温度測定用パイロメータ４０に伝わり、温度測定用パイロメータは黒体１１０の温度である６００℃に合わせて温度校正が行われる。たとえば、黒体１１０の輻射空間Ｓから６００℃の輻射エネルギーが放出されているにも拘わらず、温度測定用パイロメータ４０において算出される温度が５９８℃である場合、温度測定用パイロメータ４０において６００℃と測定されるように温度算出に用いられる基準値を校正する。

一方、校正装置１は、温度校正作業を行う前に、先ず、内部の黒体１１０を所望の特定の高温（たとえば、６００℃）に上昇せねばならない。ところが、実験の結果、既存の校正装置の場合、所望の高温に黒体の温度を上昇させようとする場合、長時間がかかるという問題がある。これは、出光口が小さなため、外部との熱交換があまり起こらないためである。

また、もし、異物の流れ込みを防ぐために出光口を透明遮断板（図示せず）により遮断する場合、実験の結果、このような遮断効果によって黒体の温度が徐々に上昇するという問題がある。透明遮断板なしで開口された状態では黒体１１０の温度が少しでも上昇するのに対し、透明遮断板が存在して黒体の輻射空間Ｓが完全に密閉された場合には黒体１１０の温度が早く上昇しないということが分かる。

これは、透明遮断板によって校正装置の内部と外部が完全に遮断されているため、これによる対流の流れが起こらない結果、急激な温度変化が行われ難いためである。外部との遮断による黒体の断熱効果によって黒体の急激な温度変化が起こらないのである。

また、透明遮断板の材質が石英またはサファイアであるため、６００℃以下の低温の長波長エネルギーを透過させないためである。

特許文献１：大韓民国公開特許１０−２００２−００１９０１６号明細書

本発明の技術的課題は、温度測定用パイロメータの温度ばらつきに対する校正を行う校正装置を提供するところにある。また、本発明の技術的課題は、校正装置内の黒体を加熱して基準温度に達する時間を短縮させるところにある。さらに、本発明の技術的課題は、黒体内への異物の流れ込みを極力押さえながら黒体の温度を早期に安定化させるところにある。

本発明の実施形態による温度測定用パイロメータの校正装置は、輻射エネルギーが放射される輻射空間を有する黒体と、内部空間に前記黒体を設け、前記輻射空間と貫通連結される出光口が形成された出光壁を有するボディハウジングと、前記ボディハウジングの出光口と外部を継ぐ通路空間が形成されるように結合される出光壁保護蓋体と、前記出光壁保護蓋体を前記ボディハウジングの出光壁に固定する固定体と、を備える。

また、出光壁保護蓋体は、前記ボディハウジングの出光壁と向かい合う内部面と、この内部面の反対面である外部面とを有する蓋体プレートと、前記出光口と向かい合う位置において前記内部面と外部面を貫通する蓋体貫通口と、前記蓋体貫通口と貫通連結された中心口を有し、外部面から突出された貫通体であって、前記中心口を遮断する透明遮断板を有する透明遮断板結合体と、前記内部面から突出されて、突出面が前記ボディハウジングの出光壁と接触可能な離隔体と、前記離隔体の突出面と外部面を貫通する蓋体固定孔と、を備える。

さらに、前記ボディハウジングの出光壁は、前記出光壁保護蓋体が離間して結合されて覆われる領域である中心出光壁と、前記出光壁保護蓋体が覆われていない領域である周縁出光壁と、を備え、前記中心出光壁の厚さが前記周縁出光壁の厚さよりも小さな厚さ段差を有する。

さらに、透明遮断板結合体は、第１内部円周を有し、前記蓋体貫通口の外部面から突出された第１円周突出面を有する第１円周貫通体と、前記第１内部円周よりも大きな直径を有する第２内部円周を有し、第２内部円周の内部面に形成された第２円周ねじ山を形成した第２円周貫通体と、内側面と外側面を有し、前記内側面が前記第１円周突出面に載置される透明遮断板と、前記透明遮断板の外側面と接して前記第２円周ねじ山に沿って結合して、前記透明遮断板を前記第１円周突出面に密着固定する円周リングと、を備える。

さらに、前記透明遮断板は、５μｍ〜２０μｍの長波長が透過可能な材質からなる。また、前記透明遮断板は、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２、Ｇｅ化合物のうちのいずれか一種の材質からなる。

本発明の実施形態によれば、校正装置内の黒体の内部空間との通路を隙間として形成することにより、外部との熱交換効果を向上させることができる。このため、外部との熱交換効率の上昇によって黒体の基準温度に達する時間を短縮させることができる。なお、本発明の実施形態によれば、透明遮断板を備えて黒体内への異物の流れ込みを極力抑えるとともに、黒体の温度を早期に安定化させることができる。

熱処理装置を説明するために概略図である。 校正装置を用いて温度測定用パイロメータに対する校正を行うために、石英棒に校正装置を接触した様子を示す図である。 本発明の実施形態による校正装置の断面図である。 本発明の実施形態によりボディハウジングの一方の壁に離間して結合される出光壁保護蓋体の内部面を示す図である。 本発明の実施形態による出光壁保護蓋体の外部面を示す図である。 本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁に結合される前の様子を示す図である。 本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁に結合された後の様子を示す図である。 本発明の実施形態によりボディハウジングの一部の領域にのみ出光壁保護蓋体を離間させて結合した校正装置の断面図である。 本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁の一部に結合される前の様子を示す図である。 本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁の一部に結合された後の様子を示す図である。 従来の校正装置における黒体温度上昇経過を示すグラフである。 本発明の実施形態による校正装置における黒体温度上昇経過を示すグラフである。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ要素を示す。

以下の説明において、温度測定用パイロメータとは、輻射エネルギーを測定して温度を測定する非接触式温度測定器をいい、特に、低温の輻射エネルギーを用いて非接触式で温度測定を行う装置をいう。

図３は、本発明の実施形態による校正装置の断面図であり、図４は、本発明の実施形態によりボディハウジングの一方の壁に離間して結合される出光壁保護蓋体の内部面を示す図であり、図５は、本発明の実施形態による出光壁保護蓋体の外部面を示す図であり、図６は、本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁に結合される前の様子を示す図であり、図７は、本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁に結合された後の様子を示す図である。

校正装置１は、光を吸収して輻射する黒体１１０と、この黒体及び加熱器を内部空間に備えるボディハウジング１００と、ボディハウジング１００の一方の壁である出光壁１００ｃに離間して結合されて覆う出光壁保護蓋体２００と、出光壁保護蓋体２００を出光壁１００ｃに固定する固定体３００と、を備える。これらに加えて、黒体１１０を加熱する加熱器５００がボディハウジング１００の内部に設けられてもよく、または、加熱器がボディハウジング１００の外部に設けられてもよい。

黒体１１０は、一方の端面が掘り込まれて輻射エネルギーを放射する内部空間である輻射空間Ｓを有する。このため、輻射空間Ｓの内部においては、黒体１１０の輻射エネルギーが放射される。たとえば、黒体１１０が６００℃に加熱された場合、黒体１１０は輻射空間Ｓ内において輻射エネルギーを放射する。

参考までに、黒体について簡単に説明すれば、周知のように、黒体は、完全黒体とも呼ばれる。吸収能が１、すなわち、１００％である物体であり、完全吸収体は現実的に存在しないが、白金黒をはじめとしてこれに近い物体が多い。また、黒体が発する輻射を黒体輻射と呼び、黒体輻射の性質（エネルギーの大きさ、波長）と黒体の温度との間に簡単な関係が成り立つことが知られている。このため、黒体の温度が定められると、黒体輻射の性質が決定され、逆に、黒体輻射の性質から黒体の温度を求めることができる。たとえば、太陽も黒体に近いものであると思われるため、太陽からのエネルギーを測定することにより太陽の温度を推定することができる。

このため、黒体は理想的には完全な吸収体であり、完全な輻射体として入射する全ての輻射を吸収し、反射は全く起こらず、輻射エネルギーは連続して全ての波長において発生される理想的な物体であるといえる。

参考までに、黒体の輻射率に関する基本公式は、プランクの法則であり、下記式１の通りである。

式中、輻射エネルギーＷは波長と温度に関する関数であり、特定の波長λの輻射エネルギーの強度を知っていると、測定対象の温度が分かる。しかしながら、数式１は理想的な環境である黒体にのみ適用可能である。実際の系においては、輻射率の影響を考慮せねばならない。

輻射率は、黒体が放出する輻射エネルギーと高温の物体が放出するエネルギーを比較して示す割合をいい、輻射率εは０＜ε＜１の大きさを有する。ここで、黒体の輻射率εが１である。たとえば、シリコンウェーハの場合、通常の輻射率は約０．７であり、環境に応じて０．１〜０．８（λ＝９５０ｎｍのとき）の様々な値に変化され得る。そして、輻射率の変化に影響を及ぼす因子として、基板の温度、表面粗さ、温度測定表面に蒸着された物質の種類及び厚さ、基板のバックサイド反射の有無及び表面の形状、チャンバの形状、石英棒と基板との距離、石英棒の形状と厚さ及び中心周波数などが挙げられる。

ボディハウジング１００は、内部空間に黒体１１０を設け、黒体１１０の輻射空間Ｓに貫通連結された出光口Ｃが形成された出光壁１００ｃを有する。ボディハウジング１００は、出光壁１００ｃである一方の壁、出光壁１００ｃから長手方向の反対側である他方の壁１００ａ、出光壁１００ｃと他方の壁１００ａを継ぐ柱側壁１００ｂを備える柱体であり、その内部空間に黒体１１０を設ける。このとき、黒体の輻射空間に開口された黒体の一方の端面と向かい合うボディハウジング１００の一方の壁を出光壁１００ｃと呼ぶ。出光壁１００ｃに貫通された孔である出光口Ｃを形成して黒体１１０の輻射空間Ｓと外部が貫通連結されるようにする。ボディハウジング１００は、黒体１１０の外部への熱伝導が遮断可能な材質であれば、種々の材質が制限なしに使用可能である。

加熱器５００は、黒体を加熱する手段であり、抵抗方式、熱伝導方式など種々の公知の加熱方式によって黒体１１０を加熱することができる。加熱器５００は、ボディハウジング１００の内部空間に設けられて熱伝導体５０１を介して黒体１１０を加熱することができ、または、ボディハウジング１００の外部に設けられて別途の伝導性媒質を介して黒体１１０に熱エネルギーを伝えて黒体１１０を加熱することができる。

固定体３００（３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ）は、出光壁保護蓋体２００をボディハウジングの出光壁１００ｃに固定する。図６に示すように、固定体３００は、ねじ山ボルト構造を有していてもよく、このようなねじ山ボルト構造を有する場合、出光壁保護蓋体２００の蓋体固定孔２０１（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）をねじ山結合しながら貫通してボディハウジングの出光壁１００ｃのねじ溝１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ）にそれぞれねじ山結合して、出光壁保護蓋体２００をボディハウジング１００の出光壁１００ｃに離間させて固定結合することができる。

出光壁保護蓋体２００は出光口Ｃと向かい合う位置に透明遮断板２１０を備え、前記ボディハウジング１００の出光口Ｃと外部を継ぐ通路空間が形成されるようにボディハウジング１００の出光壁１００ｃと結合される蓋体である。なお、出光壁保護蓋体２００は、出光口Ｃと向かい合う位置に透明遮断板２１０を備えていてもよい。

上記の通路空間は、出光壁保護蓋体２００の側面に孔を形成してもよく、出光壁保護蓋体２００と出光壁１００ｃとの間に離隔空間を形成して通路空間を形成してもよい。以下の説明においては、出光壁保護蓋体２００が出光壁１００ｃに離間して結合された例を説明するが、この出光壁保護蓋体２００が出光壁１００ｃ間の隙間の通路空間の他に、出光壁保護蓋体２００の側壁に通路孔を穿孔して通路空間を形成した場合にも適用可能である。

出光壁保護蓋体２００は、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと離間して結合される場合、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと出光壁保護蓋体２００との間に隙間が生じることにより、外部の環境雰囲気（対流など）が隙間に沿って流れ込んで出光壁に形成された出光口Ｃを介して黒体１１０の輻射空間Ｓに流れ込み得る。逆に、黒体１１０の輻射空間Ｓの環境雰囲気が出光口Ｃを介して排出されて隙間を介して外部と貫通連結され得る。したがって、黒体の輻射空間Ｓは隙間によって遮断されないため、早期に黒体の温度を上昇させることが可能になる。

ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと出光壁保護蓋体２００との間の隙間は、様々な方式によって設計され得る。以下、本発明の実施形態は、図４に示すように、出光壁保護蓋体２００の内部面２４０ａ（ボディハウジングの出光壁と向かい合う面）に少なくとも１以上の離隔体２５０（２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ）を突出させて、このような離隔体２５０の突出面をボディハウジングの出光壁１００ｃと当接させることにより、突出高さに見合う分だけの隙間を生じさせる例について説明する。しかしながら、このような実施形態に限定されるものではなく、隙間の形成例があり得る。たとえば、出光壁保護蓋体２００をボディハウジング１００の出光壁１００ｃに結合するねじ山ボルトとナットからなる固定体において、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと出光壁保護蓋体２００との間にナットを介装することにより、ナットの厚さに見合う分だけの隙間が生じるように実現してもよい。

以下、出光壁保護蓋体２００の内部面に少なくとも１以上の離隔体２５０を突出させて、このような離隔体２５０の突出面をボディハウジング１００の出光壁１００ｃと当接させることにより、突出高さに見合う分だけの隙間を生じさせる出光壁保護蓋体２００の実施形態について説明する。

出光壁保護蓋体２００は、蓋体プレート２４０と、蓋体貫通口Ａと、透明遮断板結合体２３０と、離隔体２５０及び蓋体固定孔２０１を備える。

図４及び図５を参照すると、蓋体プレート２４０は、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと向かい合う内部面２４０ａと、このような内部面２４０ａの反対面である外部面２４０ｂの両側面を有する。ここで、内部面２４０ａとは、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと向かい合う面をいい、外部面２４０ｂは、内部面２４０ａの反対側の面であって、外部環境と接する面をいう。蓋体プレート２４０の形状は、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃの形状に対応することが好ましい。たとえば、出光壁１００ｃの形状が円周面を有するならば、蓋体プレート２４０の形状も出光壁１００ｃの形状と同様に円形にすることが好ましい。

蓋体プレート２４０の内部面２４０ａの周縁部は、先端に進むにつれて斜面Ｂ１（以下、「第１斜面」と称する。）を有するように実現することができる。第１斜面Ｂ１は、蓋体プレート２４０の厚さを先端に進むにつれて薄くする傾斜を有する。外部面２４０ｂは傾斜することなく、内部面にのみ第１斜面Ｂ１を持たせることにより、蓋体プレート２４０の周縁部から先端に進むにつれて傾くことになる。このため、このような傾斜した隙間に沿って外部の空気などが流れ込み易くなる。

さらに、図３に示すように、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃの周縁部にもまた、第１斜面Ｂ１と向かい合って同じ隙間を持たせる第２斜面Ｂ２を形成する。すなわち、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃと蓋体プレート２４０の内部面２４０ａとの間の隙間の周縁部が同じ隙間を有するように第１斜面Ｂ１と同じ方向の傾斜を有する第２斜面Ｂ２を出光壁１００ｃの周縁部に形成する。このため、第１斜面Ｂ１と第２斜面Ｂ２は向かい合って同じ方向の傾斜を有することになり、傾斜した隙間に沿って外部の空気などの流れ込みが効率よく行われる。

蓋体貫通口Ａは、蓋体プレート２４０の内部面２４０ａと外部面２４０ｂを貫通する孔であって、出光口Ｃと向かい合う位置に出光口Ｃと略同じ直径に形成される。このため、出光口Ｃから排出される輻射エネルギーは蓋体貫通口Ａを通過することができる。

透明遮断板結合体２３０は蓋体貫通口Ａと貫通連結された中心口を有し、外部面から突出された貫通体であって、中心口を遮断する透明遮断板２１０を備える。透明遮断板が中心口の内径に接して設けられて、中心口を外部環境から遮断する。

図３に示すように、透明遮断板結合体２３０は、第１円周貫通体２３０ａと、第２円周貫通体２３０ｂと、透明遮断板２１０と、円周リング２２０と、を備える。

透明遮断板結合体２３０は、直径が異なる第１円周貫通体２３０ａと第２円周貫通体２３０ｂが段付き構造で互いに貫通連結されている。第１円周貫通体２３０ａは、所定の直径を有する内部円周（以下、「第１内部円周」と称する。）を有し、蓋体貫通口Ａの先端においてフランジ面となる第１円周突出面２３１を有する。第２円周貫通体２３０ｂは、第１内部円周よりも大きな直径を有する第２内部円周を有し、第２内部円周の内部面にねじ山（以下、「第２円周ねじ山」と称する。）が形成されている。このため、第１円周貫通体２３０ａと第２円周貫通体２３０ｂが第１円周突出面２３１によって段付き構造で互いに貫通連結される。

透明遮断板２１０は、第２円周貫通体２３０ｂの第２内部円周よりも小さな直径を有して第２円周貫通体の中心口にねじ山結合されて嵌め込まれ得る。このとき、内側面と外側面を有する透明遮断板２１０は、内側面が第１円周突出面２３１に接触されて載置され得る。透明遮断板２１０が第２円周貫通体２３０ｂに嵌め込まれて内側面を第１円周突出面２３１に接触させた状態で、ねじ山の外周面を有する円周リング２２０を第２円周貫通体２３０ｂの第２内部円周にねじ山回転して嵌め込む。このため、円周リング２２０は第２円周ねじ山に沿って回転しながら第２円周貫通体２３０ｂに締め付けられ、最終的に透明遮断板２１０の外側面を第１円周突出面２３１に密着固定することが可能になる。このため、このような円周リング２２０のねじ山結合によって透明遮断板２１０が第２円周貫通体２３０ｂの内部において結合固定され得る。

また、透明遮断板２１０は、異物が黒体の内部に浸透することを防ぎ、特に、本発明の実施形態においては、６００℃以下の低温の輻射エネルギーを通過させる機能を有する。一般に、６００℃以下の低温の被対象体は、５μｍ〜２０μｍの波長の輻射エネルギーを放射する。このため、低温を測定するパラメータを校正するのに用いられる黒体１１０もまた、６００℃以下の低温の輻射エネルギーを放射し、黒体の透明遮断板２１０は、このような５μｍ〜２０μｍの波長の低温輻射エネルギーを通過させなければならない。このために、本発明の実施形態は、透明遮断板の材質として、５μｍ〜２０μｍの長波長が透過可能な材質を採用することが好ましい。長波長が透過可能な材質としては、好ましくは、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２、Ｇｅのうちのいずれか一種以上が含まれている材質を用いる。長波長が透過可能な材質の透明遮断板２１０を用いることにより、異物を遮断することができるとともに、低温輻射エネルギーを通過させることができる。参考までに、石英製やサファイア製の透明遮断板の場合には、異物を遮断することはできるが、５μｍ〜２０μｍの波長（６００℃以下）の低温輻射エネルギーを通過させることはできない。

また、５μｍ〜２０μｍの波長の低温輻射エネルギーを通過させる材質の透明遮断板は、凸レンズ、凹レンズのうちのいずれか一方によって実現され得る。透明遮断板２１０が凸レンズまたは凹レンズの構造を有することにより、黒体の特定の個所の温度を正確に外部のパイロメータに伝えることができるためである。加えて、５μｍ〜２０μｍの波長の低温輻射エネルギーを通過させる材質の透明遮断板を多数の凸レンズ結合体、多数の凹レンズ結合体、多数の凸レンズ及び凹レンズの結合体の形で実現することができる。このようなレンズ結合体構造を有することにより、所望の焦点集中度を実現して、外部のパイロメータに正確な黒体温度を伝えることができるためである。

一方、出光壁保護蓋体２００とボディハウジング１００の出光壁１００ｃとの間は、出光壁保護蓋体２００の内部面に少なくとも１以上突出された離隔体２５０によって隙間が形成され得る。図４に示すように、離隔体２５０は、蓋体プレート２４０の内部面２４０ａから突出された構造体であって、離隔体２５０の突出面がボディハウジング１００の出光壁１００ｃと接触できるようにする。このため、出光壁保護蓋体２００をボディハウジング１００の出光壁１００ｃに結合しても、出光壁保護蓋体２００の蓋体プレート２４０の内部面２４０ａが直接的に出光壁１００ｃに当接されるのではなく、蓋体プレート２４０の内部面２４０ａから突出された離隔体２５０の突出面が出光壁１００ｃに当接されて固定結合されるようにできる。

離隔体２５０は、出光壁保護蓋体２００の蓋体プレート２４０の内部面２４０ａに少なくとも１以上形成されてもよく、複数形成される場合には、等間隔に蓋体プレート２４０の内部面２４０ａから突設され得る。離隔体２５０には、離隔体２５０を貫通させた蓋体固定孔２０１を形成する。各蓋体固定孔２０１の内部円周面にはねじ山が形成されていて、蓋体固定孔２０１を貫通する固定体が蓋体固定孔２０１の内部円周面とねじ山結合しながら貫通することができる。参考までに、外部面２４０ｂから眺めた蓋体固定孔２０１には、蓋体固定孔を囲繞するように蓋体固定孔よりも大きな直径の溝であるストッパが形成されて、ストッパと蓋体固定孔との間の段付面を備え、このような段付面によって固定体が蓋体固定孔を完全に貫通することなく出光壁保護蓋体の外部面２４０ｂを密着して締付けできるようにする。

図６に示すように、ボディハウジングの出光壁１００ｃには、離隔体２５０に形成された蓋体固定孔２０１と向かい合う位置にねじ山内周面を有する蓋体締付溝１０２が形成されている。このため、各固定体３００（たとえば、ねじ山ボルト）が蓋体固定孔２０１を貫通するときに、ねじ山結合しながら固定体３００の先端が蓋体締付溝１０２に嵌め込まれてねじ山結合されることにより、出光壁保護蓋体２００をボディハウジング１００の出光壁１００ｃにねじ山結合によって固定することができる。

一方、上述した図３から図７は、ボディハウジングの出光壁の全体に出光壁保護蓋体を離間させて結合する例を説明するものである。以下、図８から図１０において、出光壁保護蓋体の他の実施形態について説明する。上述した内容と重複する部分の説明は省く。

図８は、本発明の実施形態によりボディハウジングの一部の領域にのみ出光壁保護蓋体を離間させて結合した校正装置の断面図であり、図９は、本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁の一部に結合される前の様子を示す図であり、図１０は、本発明の実施形態により出光壁保護蓋体がボディハウジングの出光壁の一部に結合された後の様子を示す図である。

出光壁保護蓋体２００がボディハウジング１００の一部領域の出光壁１００ｃにのみ離間して結合されるが、このために、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃは、出光壁保護蓋体２００が離間して結合されて覆われる領域である中心出光壁１００ｃａと、前記出光壁保護蓋体が覆われていない領域である周縁出光壁１００ｃｂと、を備える。中心出光壁１００ｃａは出光口Ｃを中心に設けていて出光口Ｃを囲繞する壁体であり、周縁出光壁１００ｃｂは中心出光壁１００ｃａの外部を囲繞する領域の壁体である。

中心出光壁１００ｃａの厚さと周縁出光壁１００ｃｂの厚さは異なり、特に、中心出光壁１００ｃａの厚さが周縁出光壁１００ｃｂの厚さよりも小さく形成する。このため、ボディハウジング１００の出光壁１００ｃを向く方向からみたとき、中心出光壁１００ｃａと周縁出光壁１００ｃｂは厚さからみて段付き構造を有するが、中心出光壁１００ｃａが周縁出光壁１００ｃｂに比べて凹状に掘り込まれた形状を有する。

中心出光壁１００ｃａの構造について詳述すると、中心出光壁１００ｃａは内周と外周を有するドーナツ状を呈し、内周は中心に形成された出光口Ｃに接する。また、出光壁保護蓋体２００は中心出光壁１００ｃａの外周直径よりも小さな直径を有し、このため、出光壁保護蓋体２００が中心出光壁１００ｃａの領域内において向かい合って離間して結合され得る。すなわち、出光壁保護蓋体２００が中心出光壁１００ｃａの領域にのみ配設され、周縁出光壁１００ｃｂの外側には配設されない。

中心出光壁１００ｃａと結合される出光壁保護蓋体２００は、出光壁保護蓋体２００の内部面から突出された多数の離隔体２５０の突出面によって中心出光壁１００ｃａに当接されて中心出光壁１００ｃａから離間される。このような隙間を介して黒体１１０の輻射空間と外部が互いに貫通されて連結され得る。

一方、図１１は、従来の校正装置における黒体温度上昇経過を示すグラフであり、図１２は、本発明の実施形態による校正装置における黒体温度上昇経過を示すグラフである。

図１１を参照すると、従来の校正装置においては、加熱器を用いて黒体を６３９℃に加熱するとき、黒体が６００℃に達するのに約５時間３００分かかることが分かる。しかしながら、本発明の実施形態のように、透明遮断板付き蓋体を隙間を挟んで取り付けた校正装置の場合、図１２に示すように、加熱器を用いて黒体を６３９℃に加熱するとき、黒体が６００℃に達するのに５０分しかかからないことが分かる。

本発明を添付図面と上述した好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、後述する特許請求の範囲によって限定される。よって、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲の技術的思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に変形及び修正することができる。

１ 校正装置
４０ パイロメータ
１００ ボディハウジング
１００ｃ 出光壁
１１０ 黒体
２００ 出光壁保護蓋体
２３０ 透明遮断板結合体
２５０ 離隔体
３００ 固定体

Claims (16)

1. 輻射エネルギーが放射される輻射空間を有する黒体と、
   内部空間に前記黒体を設け、前記輻射空間と貫通連結される出光口が形成された出光壁を有するボディハウジングと、
   前記ボディハウジングの出光口と外部を継ぐ通路空間が形成されるように結合される出光壁保護蓋体と、
   前記出光壁保護蓋体を前記ボディハウジングの出光壁に固定する固定体と、
   を備えることを特徴とする温度測定用パイロメータの校正装置。
2. 前記出光壁保護蓋体は、前記ボディハウジングの出光壁に離間して結合されることを特徴とする請求項１に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
3. 前記出光壁保護蓋体は、
   前記ボディハウジングの出光壁と向かい合う内部面と、この内部面の反対面である外部面とを有する蓋体プレートと、
   前記出光口と向かい合う位置において前記内部面と外部面を貫通する蓋体貫通口と、
   前記内部面から突出されて、突出面が前記ボディハウジングの出光壁と接触可能な離隔体と、
   前記離隔体の突出面と外部面を貫通する蓋体固定孔と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
4. 前記出光壁保護蓋体は、
   前記蓋体貫通口と貫通連結された中心口を有し、外部面から突出された貫通体であって、前記中心口を遮断する透明遮断板を有することを特徴とする請求項３に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
5. 前記内部面の周縁部は、前記蓋体プレートの先端に進むにつれて前記蓋体プレートの厚さを薄くする第１斜面を有することを特徴とする請求項３に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
6. 前記ボディハウジングの出光壁の周縁部には、前記第１斜面と同じ隙間を有するように前記第１斜面と向かい合う第２斜面が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
7. 前記ボディハウジングの出光壁は、
   前記出光壁保護蓋体が離間して結合されて覆われる領域である中心出光壁と、
   前記出光壁保護蓋体が覆われていない領域である周縁出光壁と、
   を備え、
   前記中心出光壁の厚さが前記周縁出光壁の厚さよりも小さな厚さ段差を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
8. 前記中心出光壁は、
   内周と外周を有するドーナツ状を呈し、前記内周は前記出光口に接することを特徴とする請求項７に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
9. 前記出光壁保護蓋体は前記外周の直径よりも小さな直径を有し、前記出光壁保護蓋体が前記中心出光壁の外周内において向かい合って離間して結合されることを特徴とする請求項８に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
10. 前記透明遮断板の結合体は、
    第１内部円周を有し、前記蓋体貫通口の外部面から突出された第１円周突出面を有する第１円周貫通体と、
    前記第１内部円周よりも大きな直径を有する第２内部円周を有し、第２内部円周の内部面に形成された第２円周ねじ山を形成した第２円周貫通体と、
    内側面と外側面を有し、前記内側面が前記第１円周突出面に載置される透明遮断板と、
    前記透明遮断板の外側面と接して前記第２円周ねじ山に沿って結合して、前記透明遮断板を前記第１円周突出面に密着固定する円周リングと、
    を備えることを特徴とする請求項４に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
11. 前記離隔体は、前記内部面の円周上に等間隔に複数配置されることを特徴とする請求項７に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
12. 前記ボディハウジングの出光壁は、前記離隔体に形成された蓋体固定孔と向かい合う位置に蓋体締付溝が形成されることを特徴とする請求項７に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
13. 前記固定体が前記蓋体固定孔をねじ山貫通して前記蓋体締付溝にねじ山結合されることを特徴とする請求項１２に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
14. 前記透明遮断板は、５μｍ〜２０μｍの長波長が透過可能な材質からなることを特徴とする請求項４に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
15. 前記透明遮断板は、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２、Ｇｅ化合物のうちのいずれか一種の材質からなることを特徴とする請求項１４に記載の温度測定用パイロメータの校正装置。
16. 前記透明遮断板は、凸レンズまたは凹レンズ、凸レンズ結合体または凹レンズ結合体、あるいは、凸レンズと凹レンズとの結合体のうちのいずれか一種であることを特徴とする請求項４に記載の温度測定用温度測定用パイロメータの校正装置。

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