JP3085830B2

JP3085830B2 - 輻射熱センサ

Info

Publication number: JP3085830B2
Application number: JP05220941A
Authority: JP
Inventors: 和広中井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 2000-09-11
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH075047A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輻射熱エネルギーを測
定する熱効果型センサに属するもので、特にサーミスタ
ボロメータタイプの輻射熱センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の輻射熱エネルギーを測定する手段
としては、半導体の光電効果を利用した量子型センサ
と、輻射熱を吸収し温度が上昇することを利用した熱効
果型センサの二種類に分類される。

【０００３】前者は、測定精度も高く応答性も良い反
面、測定できる光の波長域が狭いことや常温で使用でき
ないという欠点を有している。それに対して、後者は、
感度、応答性ともに量子型センサより劣るが、構造が簡
単で機械的強度も大きく、広い範囲の光の波長を感知
し、常温での使用も可能である。

【０００４】代表的な熱効果型のセンサには、熱電対を
多数直列に接続して起電力を高めた熱電堆（サーモパイ
ル）を用いた熱電堆タイプ、圧電体の焦電効果を利用し
た焦電タイプ、導電率の変化を利用したボロメータタイ
プがある。

【０００５】熱電堆タイプは、熱効果型の中でも素子が
複雑であるため高価であるが、放射温度計として実用化
されている物のほとんどがこのタイプである。焦電タイ
プは、素子自身は比較的安価であるが出力を取り出すた
めに、光を断続的に与えるチョッパー機構が必要とな
り、高価になる。サーミスタボロメータタイプは、放熱
を良くするために、サファイア製のブロックを用いたり
光の収束のためにゲルマニウムレンズを用いたりしてお
り、高価な印象があるが、原理そのものはサーミスタと
集光部とがあればよく、潜在的なコストダウンの可能性
を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーミスタボロ
メータにおいては、測定用サーミスタを光の集光部に配
置し、補償用サーミスタを測定用サーミスタから離れた
位置に配置している。そうすると、両サーミスタを一箇
所に固定できず、また、センサの時定数を改善するため
の放熱手段も各サーミスタに夫々設けなければならな
い。このため、従来では放熱用のブロックで両サーミス
タを固定していた。しかし、この放熱用のブロックはコ
スト的なネックになっていた。

【０００７】また、センサの感度を向上させるためにレ
ンズを用いる場合もあるが、レンズの材料としてシリコ
ンガラスやゲルマニウムレンズを用いる必要があり、こ
れも非常に高価になる。

【０００８】さらに、特開平２−２０１２２９号公報に
開示されているサーミスタボロメータは、回路的な工夫
を用いて感度を向上させるために、検知部位に金黒等の
光吸収層が形成された同一構造で同一特性を有する四個
のサーミスタ素子でブリッジ回路を構成し、一方の二個
の素子を遮光体により赤外線の入射から遮蔽し、他方の
二個の素子を赤外線の入射を許容するようにしている。
これにより、特性上のバラツキを小さくし、かつ感度の
向上を図っている。

【０００９】しかしながら、同一特性を有する四個のサ
ーミスタは、製造工程においては種々のばらつきが発生
するため、品質管理に問題を残す。したがって、歩留ま
り率等を考慮すると、一個当たりの製造コストが高くつ
いていた。しかも、回路的な工夫を施しても出力電圧が
２倍になるだけで熱的条件は変わらないため、サーミス
タの個数が２倍になると体積すなわち熱容量が２倍とな
り、その分時定数が大きくなる。

【００１０】また、近年市場に出て来ている石油ファン
ヒータ用のコンフォートセンサや体感センサ等は、サー
ミスタボロメータの補償用サーミスタを取り除いたもの
で、反射鏡の焦点位置の近辺に超小型のサーミスタを配
置して、窓や壁の輻射熱を捕らえるものである。しかし
ながら、このセンサにおいては、反射鏡で集光できる赤
外線の絶対量が限られている上、検出効率を高めるため
にサーミスタを熱的に断熱状態に近い状態にしているた
め、時定数（６３．２％変動時間）が１００秒という極
めて遅い応答速度となり、真の輻射熱センサとは言えな
い。

【００１１】例えば、電子レンジにおける食品温度の測
定等にこのようなセンサを用いると、応答速度が極めて
遅く、しかも反射鏡の反射面から遠い焦点位置にサーミ
スタが保持されているのでマイクロ波の影響を受けてＳ
／Ｎ比が１００％を越えてしまう。したがって、電子レ
ンジにおける食品温度の測定等には、このようなセンサ
を使用することができない。

【００１２】このように、ボロメータタイプの輻射熱セ
ンサは、サーミスタの原価が安いにもかかわらず、他の
熱電堆タイプや焦電タイプに対して、コストメリットを
打ち出せないのが現状である。

【００１３】本発明は、上記に鑑み、低コストで高精度
および高速応答を実現するとともに、電子レンジ等のマ
イクロ波による影響を受けないボロメータタイプの輻射
熱センサを提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、集光部５を有し、熱感知部にサーミスタを利用す
るサーミスタボロメータタイプの輻射熱センサにおい
て、一方のサーミスタの表面の黒度を高くして測定用サ
ーミスタ１とし、他方のサーミスタの表面の黒度を低く
して補償用サーミスタ２とし、これらを隣接して配置し
たものである。

【００１５】そして、測定用サーミスタ１の熱容量を補
償用サーミスタ２の熱容量よりも小さくし、前記測定用
サーミスタ１のリード線３の表面積を前記補償用サーミ
スタ２のリード線４の表面積よりも小とする。

【００１６】また、一対のサーミスタ１，２の間に、両
サーミスタ１，２間の熱伝導を抑えるための介在子６が
介在され、介在子６に放熱用リード線７が接続される。

【００１７】他の課題解決手段は、一対のサーミスタ１
１，１２を輻射以外の熱伝達の条件を同一にするととも
に、熱伝達可能なように熱的に接触させ、サーミスタ１
１，１２間の熱伝達における時定数が少なくともセンサ
が必要とする時定数と同程度に設定されたものである。

【００１８】そして、一対のサーミスタ１１，１２を介
在物１８を介して保持するホルダー１３が設けられ、前
記一対のサーミスタ１１，１２と前記ホルダー１３との
間の熱伝達量がサーミスタ１１，１２間の熱伝達量より
小となるように設定される。

【００１９】ここで、集光部が曲率を有する反射鏡１９
とされ、該反射鏡１９の反射面から焦点Ｆまでの最短距
離がサーミスタ１１，１２の全長の２倍以下とされ、一
対のサーミスタ１１，１２が反射面と焦点との間に配置
される。

【００２０】あるいは、集光部が赤外線透過ガラスによ
り構成された集光レンズ６０とされ、一対のサーミスタ
１１，１２が前記集光レンズ６０の焦点位置に配置さ
れ、前記一対のサーミスタ１１，１２の近傍に電気的に
アースされた電極板６１が配置される。

【００２１】なお、一対のサーミスタ１１，１２として
他の熱感知素子を使用してもよい。

【００２２】

【作用】上記課題解決手段において、集光部５の集光面
を測定用サーミスタ１および補償用サーミスタ２に対面
させ、各サーミスタ１，２に輻射熱を伝える。このと
き、両サーミスタ１，２への熱伝達量は、各サーミスタ
１，２の黒度および伝熱面積に依存するが、測定用サー
ミスタ１の黒度（輻射率）は、補償用サーミスタ２より
も大であるため、輻射による測定用サーミスタ１の熱伝
達量が補償用サーミスタ２の熱伝達量より大となり、各
サーミスタ１，２に蓄積される熱量に差が生じる。

【００２３】このように、サーミスタ１，２の表面の黒
度を変えることにより、補償用サーミスタ２への赤外線
の入射を遮蔽しなくても、両サーミスタ１，２の蓄積熱
量を変えることができ、両サーミスタ１，２を隣接配置
できる。したがって、従来のように両サーミスタ１，２
を離間させる場合に比べて、放熱部材等を簡略化でき、
また、製造時において両サーミスタ１，２を単一部品と
して扱うことも可能となる。

【００２４】ここで、両サーミスタ１，２においては、
輻射による伝熱の他に、サーミスタ１，２間の熱伝導、
リード線３，４からの放熱、さらに対流による放熱の授
受が行われている。補償用サーミスタ２のリード線４か
らの放熱と、測定用サーミスタ１のリード線３からの放
熱との関係は、両サーミスタ１，２の輻射による伝熱以
外の温度変化が均等に行われるような関係にある。輻射
熱による測定用サーミスタ１と補償用サーミスタ２との
温度変化を大きくして感度を向上させようとする場合、
測定用サーミスタ１の熱容量を補償用サーミスタ２の熱
容量より小さくする必要がある。したがって、その熱容
量の比率に応じて、測定用サーミスタ１のリード線３か
らの放熱を小とする必要がある。

【００２５】そこで、熱容量の比率に応じて、測定用サ
ーミスタ１のリード線３の表面積を、補償用サーミスタ
２のリード線４の表面積より小とすることで、測定用サ
ーミスタ１の熱容量を補償用サーミスタ２の熱容量より
小とし、測定用サーミスタ１と補償用サーミスタ２との
輻射熱による温度変化を大きくして、輻射熱センサの感
度を向上させる。

【００２６】ここで、両サーミスタ１，２を可及的に近
接させようとした場合、両者の間で熱伝導が問題となる
が、介在子６にて両者間の熱伝導を抑えることができ
る。したがって、輻射熱の測定精度を劣化させずに小型
化が可能となり、また、放熱用の部材も、従来のように
大型のブロック等を使用しなくてもすむ。

【００２７】この介在子６に蓄熱した場合でも、放熱用
リード線７からの放熱にてその温度を安定化できる。し
たがって、両サーミスタ１，２への介在子６による温度
変化の悪影響を軽減できる。

【００２８】他の課題解決手段において、両サーミスタ
１１，１２を輻射以外の熱伝達の条件を同一にして熱的
に接触させているため、両サーミスタ１１，１２の温度
差すなわちセンサの出力はセンサ自身の温度変化にかか
わらず純粋に輻射熱を反映し、センサの時定数は両サー
ミスタ１１，１２間の熱伝達における時定数に依存す
る。したがって、両サーミスタ１１，１２間の熱伝達に
おける時定数をセンサが必要とする時定数（例えば、２
ないし３秒）と同程度に設定すると、高速応答および高
精度を実現できる。

【００２９】ここで、両サーミスタ１１，１２とホルダ
ー１３との間の熱伝達量がサーミスタ１１，１２間の熱
伝達量より小であるため、両サーミスタ１１，１２間の
熱伝導により両サーミスタ１１，１２の温度差がなくな
るとき、すなわちセンサの出力が元に戻るとき、サーミ
スタ１１，１２とホルダー１３との間の熱伝達が終わっ
ていなくても、両サーミスタ１１，１２の温度差がなく
なり、見かけ上高速に応答する。したがって、高速応答
をより一層実現できる。

【００３０】マイクロ波を発生する電子レンジ等におけ
る被測定物の温度を検知する際、マイクロ波により発生
する電界が反射鏡１９の反射面を基点としてサインカー
ブを描いて分布するが、反射鏡１９の焦点Ｆが電界強度
の小さい反射面から近い位置にあるため、サーミスタ１
１，１２の配されている反射面と焦点Ｆの間は電界強度
が小さくなり、マイクロ波の影響を受けにくい安定した
出力を得ることができる。

【００３１】また、マイクロ波により発生する電界が電
極板６１を基点としてサインカーブを描いて分布する
が、サーミスタ１１，１２の近傍に電極板６１が配置さ
れているため、サーミスタ１１，１２付近の電界強度が
小さくなり、マイクロ波の影響を受けにくい安定した出
力を得ることができる。

【００３２】そして、サーミスタ１１，１２の代わり
に、白金抵抗素子やダイオード等の熱感知素子を使用す
ることにより、センサを各種用途に幅広く適応できる。

【００３３】

【実施例】（第一実施例）本発明の第一実施例のボロメータタイプの輻射熱センサ
は、図１の如く、互いに隣接された一対のサーミスタ
１，２を備えている。該各サーミスタ１，２は、正特性
（ＰＴＣ）または負特性（ＮＴＣ）の一般的なものが使
用されるが、このうち、一方のサーミスタ１は、表面全
体に黒体塗装が施されて測定用サーミスタとされてお
り、また、他方のサーミスタ２は、表面全体に白色塗装
あるいは白色のメッキが施されて零点補償用サーミスタ
２とされている。

【００３４】該各サーミスタ１，２は、リード線３，４
を介して夫々電気的に引き回しされている。そして、測
定用サーミスタ１と補償用サーミスタ２との輻射熱によ
る温度変化を大きくして感度を向上させるため、測定用
サーミスタ１の熱容量は、補償用サーミスタ２の熱容量
よりも小さく設定されている。

【００３５】ここで、測定用サーミスタ１と補償用サー
ミスタ２との間の熱伝達について考えると、図２に示す
ように、両サーミスタ１，２は輻射による伝熱の他に、
サーミスタ１，２間の熱伝導、リード線３，４からの放
熱、さらに対流による放熱（図示せず）の授受が考えら
れる。

【００３６】これらの放熱が輻射による熱の供給量を大
幅に上回ってしまえば、測定用サーミスタ１と補償用サ
ーミスタ２の間の温度差を検知する前に両者の温度が均
一化してしまい輻射熱センサとして用を成さない。

【００３７】また、サーミスタ１，２間の熱伝導率は、
大きすぎると両者の温度差が発生せず感度低下に繋が
り、小さすぎるとセンサとしての反応速度すなわち時定
数が大きくなる。故に、両サーミスタ１，２間の熱伝達
量λ₀を適度に抑える必要がある。

【００３８】一方、輻射による熱量と熱伝導による熱量
の熱流束の方向が逆方向になり熱的に振動してしまうの
を防止する必要がある。このことから、補償用サーミス
タ２のリード線４からの放熱量λ₂と測定用サーミスタ
１のリード線３からの放熱量λ₁との関係は、両サーミ
スタ１，２の輻射による伝熱以外の温度変化が均等に行
われるような関係にある必要がある。すなわち、上述の
ように測定用サーミスタ１の熱容量を補償用サーミスタ
２の熱容量より小さくした場合でも、これに関係なく伝
熱による熱の放出量を両サーミスタ１，２について同じ
にする必要がある。

【００３９】これらのことを考慮し、本実施例では、測
定用サーミスタ１の熱容量を補償用サーミスタ２の熱容
量より小さくすると同時に、その比率に応じて測定用サ
ーミスタ１のリード線３からの放熱量λ₁を小さくして
いる。すなわち、測定用サーミスタ１のリード線３は、
両サーミスタ１，２の熱容量の比率に応じて、補償用サ
ーミスタ２のリード線４よりも細く形成されている。こ
れにより、λ₁＜λ₂，λ₁＜λ₀と設定される。

【００４０】また、該両サーミスタ１，２は、輻射熱を
効率よく伝達するため、集光部としての集光用凹面反射
鏡５の焦点位置に配置されている。該集光用凹面反射鏡
５は、図１の如く、矩形ケースの底部に、楕円弧状に湾
曲された金属板が取り付けられたもので、従来の光収束
用ゲルマニウムレンズにくらべて、大幅なコストダウン
を図り得る。

【００４１】そして、両サーミスタ１，２の間には、図
２の如く、両サーミスタ１，２間の熱伝導を一定に抑え
るための介在子６が介在されている。この介在子６によ
る熱伝導量λ₀は、測定用サーミスタ１のリード線３を
介する放熱量λ₁より大となるよう設定される。この熱
伝導量λ₀は、該介在子６の材質や形成幅寸法にて調整
でき、具体的には、例えば両サーミスタ１，２を前記集
光用凹面反射鏡５内に固定する樹脂製の接着剤等を兼用
すればよい。なお、両サーミスタ１，２について独立し
たインピーダンス測定を可能とするよう、該介在子６
は、電気的絶縁性を有していることが望ましい。ここ
で、両サーミスタ１，２の間の熱伝導量λ₀を測定用サ
ーミスタ１のリード線３の放熱量λ₁より大とすること
で、測定用サーミスタ１の放熱量λ₁を相対的に小さく
でき、測定用サーミスタ１の輻射熱による温度変化を、
補償用サーミスタ２の温度変化より大きくして、輻射熱
センサの感度を向上させることができる。しかも、両サ
ーミスタ１，２を可及的に近接させた場合に、介在子６
にて両者間の熱伝導を抑えることができる。

【００４２】また、該介在子６自体が蓄熱してしまう
と、これが両サーミスタ１，２の温度変化に悪影響を与
えてしまう恐れがある。そうすると、両サーミスタ１，
２のインピーダンスに悪影響を与えてしまうことにな
り、正確な輻射熱の測定が困難になる恐れがある。そこ
で、該介在子６に、放熱量がλ₃となる放熱用リード線
７を接続することで、介在子６自体の蓄熱を防止してい
る。なお、該介在子６の表面の色は、介在子６の特性が
温度によって変化するわけではないため、中間色（灰
色）が望ましい。

【００４３】次に、従来、赤外線の入射を遮蔽する必要
があった補償用サーミスタ２を、本実施例において、両
サーミスタ１，２の表面の黒度を変えるだけで測定用サ
ーミスタ１と隣接することができるのは、次の理由によ
る。

【００４４】まず、集光用凹面反射鏡５の集光面を被測
定物に対面させた場合、被測定物から放射される輻射熱
を両サーミスタ１，２が同等量受ける。しかし、各サー
ミスタ１，２の表面の黒度（輻射率）が異なるため、輻
射の熱伝達量が異なり、各サーミスタ１，２に蓄積され
る熱量が異なってくる。このときの熱伝達の様子を、図
２に基づいて説明する。

【００４５】被測定物からはその物体表面の絶対温度Ｔ
₀の４乗に比例する輻射熱が放射されており、放射エネ
ルギーをＥ₀、被測定物表面の黒度をｅ₀とすると、次の
式であらわされる。

【００４６】Ｅ₀＝４．８８×ｅ₀×（Ｔ₀／１００）⁴ （１）一方、センサ側も各サーミスタ１，２の表面の絶対温度
に比例した輻射熱を放出しており、その放射エネルギー
Ｅ₁，Ｅ₂は、次の式であらわされる。

【００４７】Ｅ₁＝４．８８×ｅ₁×（Ｔ₁／１００）⁴ （２）Ｅ₂＝４．８８×ｅ₂×（Ｔ₂／１００）⁴ （３）したがって、両者の熱伝達における伝熱量Ｑ_0-1，Ｑ_0-2
は、被測定物と測定用サーミスタ１との間の伝熱面積を
Ａ_0-1、被測定物と補償用サーミスタ２との間の伝熱面
積をＡ_0-2とすると、次の式であらわされる。

【００４８】Ｑ_0-1＝Ａ_0-1（ｅ₁Ｅ₀−ｅ₀Ｅ₁）（４）Ｑ_0-2＝Ａ_0-2（ｅ₂Ｅ₀−ｅ₀Ｅ₂）（５）ただし、ここでは被測定物からセンサ方向への輻射熱の
移動をプラスとしている。ここで、被測定物およびサー
ミスタ１，２の表面がともに完全黒体であった場合の放
射エネルギーを夫々Ｅ₀＊，Ｅ₁＊，Ｅ₂＊とすると、式
（４），（５）は、次の式であらわされる。

【００４９】Ｑ_0-1＝Ａ_0-1ｅ₀ｅ₁（Ｅ₀＊−Ｅ₁＊）（６）Ｑ_0-2＝Ａ_0-2ｅ₀ｅ₂（Ｅ₀＊−Ｅ₂＊）（７）測定初期において、測定用サーミスタ１と補償用サーミ
スタ２の温度が同じであれば、完全黒体であった場合の
放射エネルギーは等しいため、Ｅ₁＊＝Ｅ₂＊となり、両
サーミスタ１，２への伝熱量は、式（６）および式
（７）の如く、各サーミスタ１，２の黒度を変えるか、
またはその伝熱面積を変えるかして調整できることがわ
かる。

【００５０】ここで、伝熱面積を変えるとは、被測定物
からの赤外線の入射を遮蔽するよう補償用サーミスタ２
を配置することであるが、構造的に複雑になり、製造コ
スト拡大の原因となる。

【００５１】したがって、測定用サーミスタ１と補償用
サーミスタ２との表面の黒度を変えることにより、伝熱
面積を変えることと同等の効果を得ることが可能にな
る。そうすると、補償用サーミスタ２への赤外線の入射
を遮蔽する必要がなくなり、両サーミスタ１，２を集光
部に隣接して配置することができる。

【００５２】上記構成において、集光用凹面反射鏡５の
集光面に、−２０℃および＋３０℃の温度平面を対向さ
せて時間的な出力変動を測定する。なお、センサの駆動
電圧は５Ｖ、出力はゲイン１００のアンプを通して測定
する。図３に示す測定結果によると、１度あたりおよそ
７０ｍＶの出力が得られ、反応速度はおよそ３秒で出力
が安定する。

【００５３】このように、測定用サーミスタ１と補償用
サーミスタ２との表面の黒度（輻射率）を変えることに
より、従来のように補償用サーミスタを赤外線領域から
遮蔽する必要がなく、補償用サーミスタ２を測定用サー
ミスタ１に隣接して配置することができ、製造コストの
大幅削減および小型化が可能となる。

【００５４】また、測定用サーミスタ１の熱容量を補償
用サーミスタ２の熱容量よりも小さくして、測定用サー
ミスタ１のリード線３を補償用サーミスタ２のリード線
４よりも細くすることにより、輻射による測定用サーミ
スタ１と補償用サーミスタ２との温度変化を大きくし
て、感度を向上させることができる。

【００５５】さらに、本実施例のように両サーミスタを
隣接すれば、これを単一の部品（ワンチップ）として扱
うことができ、部品管理や組立作業の面で製造上の労力
削減が可能となる。

【００５６】（第二実施例）第二実施例のボロメータタイプの輻射熱センサは、図
４，５の如く、互いに接触された一対のサーミスタ１
１，１２と、集光部であるパラボラ反射鏡１９と、前記
サーミスタ１１，１２およびパラボラ反射鏡１９を保持
するホルダー１３とを備えている。

【００５７】前記サーミスタ１１，１２は、正特性（Ｐ
ＴＣ）または負特性（ＮＴＣ）の一般的なものが使用さ
れるが、このうち、一方のサーミスタ１１は、ガラスコ
ーティングされた表面全体に黒体塗装が施されて測定用
サーミスタとされており、また、他方のサーミスタ１２
は、ガラスコーティングされたままの状態で補償用サー
ミスタ１２とされている。

【００５８】そして、サーミスタ１１，１２は、輻射以
外の熱伝達の条件を同一にして、ガラスコーティングさ
れた表面同士を溶着することにより熱伝達可能なように
熱的に接触され、リード線１５，１６を介して夫々電気
的に引き回しされている。そして、サーミスタ１１，１
２間の溶着部分の面積や厚み等を調整することにより、
サーミスタ１１，１２間の熱伝導における時定数が少な
くともセンサの時定数（２ないし３秒）と同程度に設定
されている。また、両サーミスタ１１，１２と前記ホル
ダー１３との間の熱伝達量がサーミスタ１１，１２間の
熱伝達量より小となるよう設定されている。

【００５９】また、これら一対のサーミスタ１１，１２
の外周には、図６の如く、熱伝導率を安定させるための
アルミ箔１７が巻き付けられ、該アルミ箔１７の周りに
機械的強度を保つためのホルダーチューブ１８が取り付
けられている。

【００６０】前記ホルダー１３は、図７，８，９の如
く、導電体により円柱状に形成されるか、非導電体によ
り円柱状に形成されて表面に導電性材料のメッキが施さ
れ、外形寸法がφ２５×３０ｍｍとされている。このホ
ルダー１３の長手方向の一側には、釣り鐘状の凹部が形
成され、この凹部に前記パラボラ反射鏡１９が嵌合固定
されている。該パラボラ反射鏡１９とホルダー１３と
は、電気的に接続されてアースされている。また、ホル
ダー１３の他側には、サーミスタ１１，１２を反射鏡１
９の焦点位置に保持するためのサーミスタ挿入孔２０が
穿設されている。このサーミスタ挿入孔２０は、パラボ
ラ反射鏡１９の頂部開口に連結されている。なお、図
５，７，８，９中、２１はホルダー１３を電子レンジ等
の装置に取り付けるための取付用ねじ孔である。

【００６１】前記パラボラ反射鏡１９は、図４の如く、
曲率半径の小さい放物曲面で構成された反射面を有し、
該反射面から焦点までの距離がサーミスタ１１，１２の
全長より小とされている。そして、サーミスタ１１，１
２が反射面と焦点との間に配置されている。

【００６２】ここで、従来の輻射熱センサと本実施例の
輻射熱センサとの違いを説明する。図１０は、従来の基
本的な輻射熱センサの原理を説明した図で、中央のビー
カ３０が測定用サーミスタに相当し、ビーカ３０の下方
の器３１がセンサデバイスに相当し、器３１の下方の水
面が室温に相当する。したがって、ビーカ３０の容量が
測定用サーミスタの熱容量、ビーカ３０の水位が測定用
サーミスタの温度、器３１の容量がセンサデバイスの熱
容量、器３１の水位がセンサデバイスの温度に夫々相当
する。補償用サーミスタはセンサデバイスの温度変化を
検知するものであるから、基本的にはセンサデバイスの
器３１の水位を検知しているのと同じである。

【００６３】そこで、図１０に示すように、被測定物か
らの輻射によって赤外線の雨が降るものとすると、ビー
カ３０、器３１の夫々の大きさに応じて水位が変化す
る。このときの赤外線の雨の単位時間当たりの雨量は、
被測定物の温度によって変化する。

【００６４】そして、ビーカ３０に溜まった雨は、ビー
カ３０に形成された排水口３２から器３１に排水され、
器３１に溜まった雨は、器３１に形成された排水口３４
から室内に排水される。このときのビーカ３０の排水口
３２からの排水された雨は、測定用サーミスタとセンサ
デバイスとの間の熱伝達に相当する。ビーカ３０に排水
口３２が形成されている理由は、被測定物の温度によっ
て赤外線の雨の単位時間当たりの雨量が変化するのであ
って、一定量の赤外線の雨（熱量）が降るのではないた
め、排水口３２が形成されていない（測定用サーミスタ
が断熱されている）と、時間と共にビーカ３０の水位が
上昇し、赤外線の雨量を特定できないからである。な
お、器３１の水位（補償用サーミスタの検知温度）も上
昇するが、器３１の容量（センサデバイスの熱容量）が
ビーカ３０の容量（測定用サーミスタの熱容量）に比べ
て十分大きいため、見かけ上水位は変化しない。

【００６５】そして、従来の輻射熱センサは、ビーカ３
０の水位と器３１の水位との差すなわち測定用サーミス
タの温度とセンサデバイスの温度（補償用サーミスタの
温度）との差を出力としている。この出力値は、ビーカ
３０の水位が赤外線の雨に比例した水位まで上昇し終え
てから測定する必要がある。したがって、センサの時定
数は、ビーカ３０の容量すなわち測定用サーミスタの熱
容量に依存する。

【００６６】また、赤外線の雨が降り止み（センサデバ
イスを被測定物から遮断）、赤外線の雨が降る前の状態
（常温を検知したときのセンサの出力）に戻るまでの時
間は、ビーカ３０の排水口３２における雨の排水速度に
依存することがわかる。このように、センサの応答速度
は、赤外線による輻射の熱伝達量のオーダーから考え
て、通常のサーミスタを用いた場合には極めて長くな
る。

【００６７】一方、図１１は、本実施例の基本的な輻射
熱センサの原理を説明した図で、中央の二つのビーカ４
０，４１が測定用サーミスタ１１，補償用サーミスタ１
２に相当し、ビーカ４０，４１の下方の器４２がセンサ
デバイス（ホルダー１３）に相当し、器４２の下方の水
面が室温に相当する。そして、一方のビーカ４１の頭部
には、赤外線の雨を反射させる傘４３が取り付けられて
いる。

【００６８】また、測定用サーミスタ１１と補償用サー
ミスタ１２とは熱的に接触させ、時定数で２ないし３秒
の熱伝導を与えているが、図１１においては、両ビーカ
４０，４１間を連結する連結管４４に相当する。すなわ
ち、両者は常に同じ水位（温度）になるように働く。さ
らに、サーミスタ１１，１２からセンサデバイスへ熱伝
達が行われるが、これは各ビーカ４０，４１に夫々形成
された排水口４５，４６に相当する。他の構成は、図１
０に示す構成と同様である。

【００６９】そして、本実施例の輻射熱センサが従来の
ものと異なるところは、従来のセンサの出力が測定用サ
ーミスタの温度と補償用サーミスタすなわちセンサデバ
イスの温度との差であるのに対し、本実施例のセンサの
出力が図１１に示すようにビーカ４０の水位（測定用サ
ーミスタ１１の温度）とビーカ４１の水位（補償用サー
ミスタ１２の温度）との差であるという点である。した
がって、従来の補償用サーミスタがセンサデバイスの温
度を正確に検知しなければならないのに対して、本実施
例の補償用サーミスタ１２はセンサデバイスから熱的に
隔離されており、測定用サーミスタ１１と輻射以外の熱
伝達の条件が同じとなっている。

【００７０】このような条件の下で、赤外線の雨が降っ
てきたとき、単位時間当たりの赤外線の降雨量（赤外線
の照射量）によってビーカ４０とビーカ４１との水位の
差すなわち測定用サーミスタ１１と補償用サーミスタ１
２との温度差が変化する。ここで、ビーカ４０，４１に
溜まった雨の排水口４５，４６からの排水量は、ビーカ
４０の水位（測定用サーミスタ１１の温度）と器４２の
水位（センサデバイスの温度）との差、ビーカ４１との
水位（補償用サーミスタ１２の温度）と器４２の水位と
の差によって夫々決定する。したがって、一定の降雨量
の雨が長時間に渡って降り続いて各ビーカ４０，４１の
水位が上昇しても、各排水口４５，４６における排水量
の変化は、ビーカ４０とビーカ４１との水位差には影響
を与えない。これにより、ビーカ４０とビーカ４１との
水位差は、連結管４４の水の移動速度および単位時間当
たりの赤外線の雨の降雨量によってのみ決定する。

【００７１】また、赤外線の雨が降り止んだとき（セン
サデバイスを被測定物から遮断したとき）、ビーカ４０
とビーカ４１の水位差は、連結管４４における水の移動
速度に応じて速やかになくなる。このとき、連結管４４
における水の移動速度が排水口４５，４６における排水
速度よりも十分速ければ、器４２やビーカ４０，４１に
一定の水が残っても、ビーカ４０，４１の水位が速やか
に均一になるため、見かけ上高速に応答することにな
る。

【００７２】このように、本実施例の輻射熱センサにお
いては、センサデバイスが赤外線の連続照射により温度
上昇を起こしても、出力は純粋に赤外線の降雨量すなわ
ち輻射のみを反映し、なおかつ連結管４４の水の移動速
度すなわち測定用サーミスタ１１と補償用サーミスタ１
２との熱的接触に伴う熱伝導と同程度の時定数で輻射熱
に対して反応することができる。

【００７３】次に、輻射熱センサの性能は、上述のサー
ミスタの配置，熱的条件の他に、赤外線の集光率にも依
存する。光学的に集光する方法は多数存在するが、その
最も単純なものは放物線の回転体で構成されたいわゆる
パラボラ反射鏡である。

【００７４】そして、パラボラ反射鏡の代表的な形状の
うち通常よく使用される形状のものを図１２に示す。こ
のパラボラ反射鏡５０は、曲率半径が大きいため加工が
容易であり、開口面積を大きく取れるので集光効率がよ
い等の利点がある。そのため、近年登場したコンフォー
トセンサや体感センサ等においては、すべてこの形状の
反射鏡が使用されている。

【００７５】しかし、このような形状のパラボラ反射鏡
５０を使用したセンサにおいては、反射面からの焦点距
離が遠いため、電子レンジ等のマイクロ波を発生する装
置に使用したとき、マイクロ波の影響を非常によく受け
てしまう。これは、図１２に示すような反射面からの電
界強度の分布から明らかなように、マイクロ波により発
生する電界は反射面を基点としてサインカーブを描いて
分布するため、検知素子５１が配置されている焦点付近
の電界強度が反射面付近と比べて非常に大きくなるため
である。

【００７６】一方、本実施例に適用されているパラボラ
反射鏡１９は、図１３の如く、曲率半径が小さく、反射
面からの焦点距離が近いため、検知素子Ｓ（サーミスタ
１１，１２）が配置されている焦点付近の電界強度が小
さくなり、マイクロ波の影響を受けにくい。一般には、
反射面から焦点までの最短距離がサーミスタ１１，１２
の全長の２倍以下であった場合は、焦点付近は電界強度
が小さくマイクロ波の影響を受けにくい。したがって、
加工が比較的難しく開口面積を大きく取れない等の欠点
はあるが、Ｓ／Ｎ比が圧倒的に改善されて回路に負担が
かからないため、より高精度の輻射熱センサを実現でき
る。

【００７７】上記構成において、本実施例の輻射熱セン
サを用いて各種の特性試験を行なう。実験装置として、
図１４に示すように、室温２４℃〜２６℃の実験室に
て、５０℃に制御された黒体塗装を施した被測定物Ｈを
設け、該被測定物Ｈから２０ｃｍ離間して被測定物Ｈと
平行に輻射熱センサＳを配置し、その中間点に黒体塗装
を施したシャッター機能を有する遮断板５５を配置す
る。このときの輻射熱センサＳの検出回路においては、
図１５の如く、出力は片側にサーミスタ対を有するブリ
ッジを構成することで取り出しており、ゲイン１００の
アンプ５６を通して測定する。

【００７８】この実験装置を使用して、パラボラ反射鏡
１９の材質によるセンサの出力の影響を調べた。２４．
５℃の実験室において、５０℃の被測定物Ｈを輻射熱セ
ンサＳに対向させ、被測定物Ｈから赤外線が照射されて
から１０秒後に遮断板５５を取り去り、２５秒後に再び
遮断板５５を戻したときのセンサＳの出力の変化を記録
する。実験に供した反射鏡１９を構成する材料として、
アルミニウム、ＳＵＳ３０４、ニッケル、ＳＵＳ４３０
が夫々使用されている。

【００７９】図１６はこのときの実験結果を示し、注目
すべき点は遮断板５５を取り去った後のセンサＳの出力
の立ち上がりであり、いずれの場合も５秒から７秒で出
力が安定している。これを６３．２％変動時間すなわち
時定数で評価するとおよそ３秒となり、サーミスタを用
いた輻射熱センサとしては極めて高速な応答を達成して
いる。また、マイクロ波が発生している場合において
は、反射鏡１９において反射面からの焦点距離が近いた
め、両サーミスタ１１，１２が配置されている焦点付近
の電界強度が小さくなり、マイクロ波の影響を受けにく
い。したがって、Ｓ／Ｎ比が低く回路に負担がかからな
いため、安定した出力を得ることができる。なお、反射
鏡１９を構成する材料によってセンサＳの出力幅が変動
するが、いずれを用いても所定の出力を得ることができ
る。

【００８０】次に、輻射熱センサＳの出力の安定性を確
かめる実験を行った。５０℃の被測定物Ｈを輻射熱セン
サＳに対向させ、被測定物Ｈを１００℃まで温度上昇さ
せた後、被測定物Ｈの温度制御を打ち切って自然冷却さ
せたときの各サーミスタ１１，１２の温度差と各サーミ
スタ１１，１２の夫々の温度を記録する。

【００８１】図１７はこのときの実験結果を示し、被測
定物Ｈの温度が時間と共に低下しているにもかかわらず
測定用サーミスタ１１および補償用サーミスタ１２が共
に一定時間経過するまで温度上昇を続けているのがわか
る。これは、センサデバイスの放熱量が赤外線の入射量
よりも下回っているためで、被測定物の温度により赤外
線の絶対量が変化するのではなく、赤外線の単位時間当
たりの照射量が変化するということを裏付けている。

【００８２】したがって、従来のサーミスタを用いた輻
射熱センサにおいては、被測定物の温度を検知している
のではなく、被測定物から放出される赤外線を捕らえて
おり、被測定物の温度が同じであっても測定時間は異な
ればセンサの出力が変化してしまう。一方、輻射熱セン
サＳにおいては、その出力（測定用サーミスタ１１と補
償用サーミスタ１２との温度差）が被測定物Ｈの温度に
追従して変動しているのがわかる。

【００８３】図１８は横軸を被測定物Ｈの温度、縦軸を
各サーミスタ１１，１２の温度差および各サーミスタ１
１，１２の温度として図１７をプロットし直しており、
測定用サーミスタ１１および補償用サーミスタ１２の温
度は被測定物Ｈの温度とは無関係に変化しているにもか
かわらず、両者の温度差は被測定物Ｈの温度に対して明
確な比例関係にあることがわかる。

【００８４】このように、測定用サーミスタ１１および
補償用サーミスタ１２を輻射以外の熱伝達の条件を同一
にして熱的に接触させているため、両サーミスタ１１，
１２の温度差すなわちセンサの出力はセンサ自身の温度
変化にかかわらず純粋に輻射熱を反映し、センサの時定
数は両サーミスタ１１，１２間の熱伝導における時定数
に依存する。そして、両サーミスタ１１，１２間の熱伝
導における時定数がセンサが必要とする２ないし３秒の
時定数と同程度に設定されているため、市販のサーモパ
イル式放射温度計と比べても遜色のない高速応答および
高精度を実現できる。

【００８５】また、両サーミスタ１１，１２とホルダー
１３との間の熱伝達量がサーミスタ１１，１２間の熱伝
達量より小であるため、被測定物からの赤外線の照射が
遮断されて、測定用サーミスタ１１の温度と補償用サー
ミスタ１２の温度とが均一になるとき、すなわちセンサ
の出力が元に戻るとき、サーミスタ１１，１２とホルダ
ー１３との間の熱伝達が終わっていなくても、両サーミ
スタ１１，１２の温度差がなくなり、見かけ上高速に応
答する。したがって、高速応答をより一層実現できる。

【００８６】さらに、パラボラ反射鏡１９における反射
面からの焦点距離が近く、サーミスタ１１，１２が反射
面と焦点との間に配置されているため、マイクロ波を発
生する電子レンジ等における被測定物の温度を検知する
際、両サーミスタ１１，１２が配置されている焦点付近
の電界強度が小さくなり、マイクロ波の影響を受けにく
い。したがって、Ｓ／Ｎ比が低く回路に負担がかからな
いため、安定した出力を得ることができる。

【００８７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００８８】例えば、上記第一実施例では、両サーミス
タ１，２の間の介在子６として、電気的絶縁性を有する
樹脂製の接着剤等を用いていたが、その他にも、エンジ
ニアリングプラスチックやセラミックを用いた小片等を
用いてもよく、または、電気的導通性の高い金属等を用
いて、電源入力用の電極として利用するものであっても
よい。この場合、リード線７が電源入力用の配線とな
り、リード線３，４は出力用配線となる。

【００８９】また、上記第一実施例では、両サーミスタ
１，２の間に介在子６を介在させていたが、一般のサー
ミスタ１，２は、センサ組立前の段階で酸化防止、防
水、防湿のためにガラス等の保護体にて保護されている
ことが多いため、保護体のみにて熱伝導を抑えることが
できれば、介在子６を省略して、両サーミスタ１，２の
保護体同士を接触させてもよい。あるいは、両サーミス
タ１，２を単に離間させて配してもよい。

【００９０】さらに、上記第一実施例では、測定用サー
ミスタ１の表面全体を黒体塗装していたが、例えば被測
定物に対向する面だけを黒体塗装してもよく、また、例
えば黒体塗装を縞模様として黒色面積を調整すれば、輻
射熱を調整できる。

【００９１】さらにまた、上記第一実施例では、集光用
凹面反射鏡５を使用していたが、これに代えて、または
これに加えて、従来と同様の光収束用レンズを用いても
よい。この場合、光収束用レンズを省略することによる
コストメリットはなくなるが、上述のように、両サーミ
スタを隣接（ワンチップ化）することによる製造上の労
力削減が可能となる。

【００９２】そして、上記第二実施例では、焦点位置が
反射面から近いパラボラ反射鏡１９を使用していたが、
図１９に示すように、赤外線透過ガラスにより構成され
た集光レンズ６０を使用して、この集光レンズ６０の焦
点位置に両サーミスタ１１，１２を配置し、両サーミス
タ１１，１２からサーミスタ１１，１２の全長以内の距
離に電気的にアースされた電極板６１を配置することも
可能である。これによると、マイクロ波を発生する電子
レンジ等における被測定物の温度を検知する際、マイク
ロ波により発生する電界が電極板６１を基点としてサイ
ンカーブを描いて分布するが、サーミスタ１１，１２の
近傍に電極板６１が配置されているため、サーミスタ１
１，１２の配されている付近は電界強度が小さくなり、
マイクロ波の影響を受けずに安定した出力を得ることが
できる。

【００９３】また、第二実施例において、両サーミスタ
１１，１２を熱的に接触させる方法として、ガラスコー
ティングされた表面同士を溶着させることにより行って
いたが、接着剤を使用して熱的に接触させてもよく、し
かも両サーミスタ１１，１２間の熱伝導における時定数
の設定を接着剤の接着面積や材質等により行ってもよ
い。

【００９４】さらに、第一，第二実施例において、サー
ミスタ１１，１２の代わりに、白金抵抗素子やダイオー
ド等の熱感知素子を使用してもよい。

【００９５】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、測定用サーミスタと補償用サーミスタとの表面
の黒度（輻射率）を変えることにより、従来のように補
償用サーミスタを赤外線領域から遮蔽する必要がなく、
補償用サーミスタを測定用サーミスタに隣接して配置す
ることが可能となる。そうすると、まず、補償用サーミ
スタを遮蔽する部材を省略できる。また、電気的リード
線を放熱用として兼用できることから、従来のように離
間した両サーミスタから放熱するための大型部材を用い
なくてもよくなる。また、両サーミスタを隣接できるた
め、組立工程等において両サーミスタを略一体のものと
して扱うことが可能となる。これらのことから、製造コ
ストの大幅削減および小型が可能となる。

【００９６】そして、各サーミスタの熱容量に応じてリ
ード線の表面積を異ならせることにより、測定用サーミ
スタと補償用サーミスタとの輻射熱による温度変化を大
きくして、感度を向上させることができる。

【００９７】また、一対のサーミスタの間に介在子を設
ける場合、介在子に放熱用リード線を接続しているの
で、介在子に蓄熱した場合に放熱用リード線から放熱で
き、その温度を安定化できる。したがって、両サーミス
タへの介在子による温度変化の悪影響を軽減できる。

【００９８】ところで、両サーミスタを輻射以外の熱伝
達の条件を同一にして熱的に接触させることにより、両
サーミスタの温度差すなわちセンサの出力はセンサ自身
の温度変化にかかわらず純粋に輻射熱を反映し、センサ
の時定数は両サーミスタ間の熱伝達における時定数に依
存する。したがって、サーミスタ間の熱伝達における時
定数をセンサが必要とする時定数と同程度とすることに
より、サーミスタを使用した輻射熱センサとしては異例
の高速応答および高精度を実現できる。

【００９９】このとき、ホルダーに保持された両サーミ
スタでは、両サーミスタとホルダーとの間の熱伝達量が
サーミスタ間の熱伝達量より小であるため、被測定物か
らの赤外線の照射が遮断されたとき、サーミスタとホル
ダーとの間の熱伝達が終わっていなくても、両サーミス
タの温度差がなくなり、見かけ上高速に応答する。した
がって、高速応答をより一層実現できる。

【０１００】マイクロ波を発生する電子レンジ等におけ
る被測定物の温度を検知する際、反射鏡における反射面
からの焦点距離が近いので、サーミスタが反射面と焦点
との間に配置することにより、両サーミスタが配置され
ている焦点付近の電界強度が小さくなり、マイクロ波の
影響を受けにくい。したがって、Ｓ／Ｎ比が低く回路に
負担がかからないため、安定した出力を得ることができ
る。

【０１０１】また、マイクロ波を発生する電子レンジ等
における被測定物の温度を検知する際、サーミスタを集
光レンズの焦点位置に配置して、サーミスタの近傍にア
ースされた電極板を配置しておくことにより、サーミス
タ付近は電界強度が小さくなり、マイクロ波の影響を受
けにくい。したがって、Ｓ／Ｎ比が低く回路に負担がか
からないため、安定した出力を得ることができる。しか
も、集光面積を大きく取って集光率を向上することがで
きるといった優れた効果がある。

【０１０２】さらに、サーミスタの代わりに他の熱感知
素子を使用することにより、センサを各種用途に幅広く
適応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例における輻射熱センサの斜
視図

【図２】輻射熱センサの熱伝導説明図

【図３】−２０℃および＋３０℃の温度平面を対向させ
たときの輻射熱センサの時間的な出力変動を示す図

【図４】第二実施例の輻射熱センサの概略構成図

【図５】同じく輻射熱センサの斜視図

【図６】検知素子の分解斜視図

【図７】ホルダーの側面図

【図８】ホルダーの断面図

【図９】ホルダーの平面図

【図１０】従来の基本的な輻射熱センサの原理図

【図１１】第二実施例の輻射熱センサの原理図

【図１２】焦点距離の遠いパラボラ反射鏡における焦点
と電界強度との関係を示す図

【図１３】焦点距離の近いパラボラ反射鏡における焦点
と電界強度との関係を示す図

【図１４】輻射熱センサの特性試験用の実験装置を示す
斜視図

【図１５】輻射熱センサの電気回路図

【図１６】反射鏡材料に応じた輻射熱センサの出力変化
を示す図

【図１７】被測定物の温度変化に対する各サーミスタの
温度および温度差の時間経過による変化を示す図

【図１８】被測定物の温度と各サーミスタの温度および
温度差との関係を示す図

【図１９】他の実施例における集光レンズを使用した輻
射熱センサの概略図

【符号の説明】

１，１１測定用サーミスタ２，１２補償用サーミスタ３，４１５，１６リード線５集光部６介在子７放熱用リード線１９反射鏡６０集光レンズ６１電極板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01J 5/02 G01J 5/20 G01J 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】集光部を有し、熱感知部にサーミスタを
利用するサーミスタボロメータタイプの輻射熱センサに
おいて、一対のサーミスタが隣接して配置され、一方の
サーミスタは表面の黒度が高くされて測定用サーミスタ
とされ、他方のサーミスタは表面の黒度が低くされて補
償用サーミスタとされ、前記測定用サーミスタの熱容量
は前記補償用サーミスタの熱容量よりも小とされ、前記
測定用サーミスタのリード線の表面積は前記補償用サー
ミスタのリード線の表面積よりも小とされたことを特徴
とする輻射熱センサ。
【請求項２】一対のサーミスタの間に、両サーミスタ
間の熱伝導を一定に抑えるための介在子が介在され、該
介在子に放熱用リード線が接続されたことを特徴とする
請求項１記載の輻射熱センサ。
【請求項３】各サーミスタの保護体同士を接触させた
ことを特徴とする請求項１記載の輻射熱センサ。
【請求項４】サーミスタが凹面反射鏡内に固定され、
該反射鏡の焦点位置に配置されたことを特徴とする請求
項１、２または３記載の輻射熱センサ。
【請求項５】集光部を有し、熱感知部にサーミスタを
利用するサーミスタボロメータタイプの輻射熱センサに
おいて、一対のサーミスタが隣接して配置され、一方の
サーミスタは表面の黒度が高くされて測定用サーミスタ
とされ、他方のサーミスタは表面の黒度が低くされて補
償用サーミスタとされ、両サーミスタは、輻射以外の熱
伝達の条件を同一にして、両者の間で熱伝達可能なよう
に熱的に接触され、前記集光部が曲率を有する反射鏡と
され、該反射鏡がホルダーに固定され、該ホルダーに形
成された挿入孔に前記サーミスタが介在物を介して挿入
されて保持され、一対のサーミスタが前記集光レンズの
反射面と焦点との間に配置され、前記サーミスタと前記
ホルダーとの間の熱伝達量がサーミスタ間の熱伝達量よ
り小となるように設定されたことを特徴とする輻射熱セ
ンサ。
【請求項６】反射鏡の反射面から焦点までの最短距離
がサーミスタの全長の２倍以下とされたことを特徴とす
る請求項５記載の輻射熱センサ。
【請求項７】集光部を有し、熱感知部にサーミスタを
利用するサーミスタボロメータタイプの輻射熱センサに
おいて、一対のサーミスタが隣接して配置され、一方の
サーミスタは表面の黒度が高くされて測定用サーミスタ
とされ、他方のサーミスタは表面の黒度が低くされて補
償用サーミスタとされ、両サーミスタは、輻射以外の熱
伝達の条件を同一にして、両者の間で熱伝達可能なよう
に熱的に接触され、前記集光部が赤外線透過ガラスによ
り構成された集光レンズとされ、一対のサーミスタが前
記集光レンズの焦点位置に配置され、前記一対のサーミ
スタの近傍に電気的にアースされた電極板が配置された
ことを特徴とする輻射熱センサ。
【請求項８】サーミスタ間の熱伝達における時定数が
少なくともセンサが必要とする時定数と同程度に設定さ
れたことを特徴とする請求項５、６または７記載の輻射
熱センサ。
【請求項９】サーミスタの代わりに他の熱感知素子を
使用したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
載の輻射熱センサ。