JP5894757B2 - 熱定数測定装置 - Google Patents
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Description
好適に、前記中空部材の一方の開口端が前記試料保持部によって閉塞される。
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る熱定数測定装置の構成の一例を示す図である。
図1に示す熱定数測定装置は、熱定数の測定対象の試料10を収容する試料収容室3と、試料収容室3に収容された試料10の表面にパルス光線を照射する光線源1と、試料10の裏面から放射される赤外線を検出する赤外線センサ部2と、試料10が所望の温度になるように試料を含む試料保持部近傍に赤外線を照射して加熱する加熱部4と、試料10を保持する試料保持台5と、試料保持台5を支える試料保持台支持部6と、赤外線遮蔽部7と、制御部8とを有する。
赤外線センサ部2は、本発明における赤外線センサ部の一例である。
加熱部4は、本発明における加熱部の一例である。
試料保持台5は、本発明における試料保持部の一例である。
試料保持台支持部6は、本発明における中空部材の一例である。
赤外線遮蔽部7は、本発明における赤外線遮蔽部の一例である。
試料保持台5は、試料10の表面が光線源1のパルス光線に対してほぼ垂直となるように前記試料を保持する台であり、図2の例において、試料10の裏面を支える試料載置台52と、試料載置台52に載置された試料10の表面を押さえる試料カバー部51を有する。
表面カバー部5も、試料載置台52と同様に、試料10の表面と接する刃部53を有する。
加熱部4は、試料収容室3の胴体部31の中央部に配置された複数の赤外線ランプ41を有する。赤外線ランプ41は、直線型の形状を有しており、光線源1の光線と平行な方向に延びて配置される。加熱部4は、複数の赤外線ランプ41を、胴体部31の外側から試料10の周囲を囲むように並んで保持する。加熱部4において赤外線ランプ41を保持するホルダの内面は鏡面に加工されており、各赤外線ランプ41において発生した赤外線がこの鏡面で反射されて効率よく胴体部31の内部の試料10に照射される。
また、赤外線遮蔽部7を設けることによって、光線源1からの光線が赤外線センサ部2の受光部へ入射することを防止する効果も得られる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図3は、第2の実施形態に係る熱定数測定装置の構成の一例を示す図である。図3に示す熱定数測定装置は、図1に示す熱定数測定装置における加熱部4の直線型の赤外線ランプ41を、円環型の赤外線ランプ42に変更したものである。赤外線ランプ42は、光線源1のパルス光線の照射方向と垂直な面において円形に配置されている。複数の(図3の例では3つの)赤外線ランプ42が、胴体部31の外側から試料10の周囲に筒状に並んで配置される。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図4は、第3の実施形態に係る熱定数測定装置の構成の一例を示す図である。図3に示す熱定数測定装置は、図1に示す熱定数測定装置における加熱部4の直線型の赤外線ランプ41を、スパイラル型の赤外線ランプ43に変更したものである。赤外線ランプ43は、光線源1のパルス光線の照射方向へ螺旋状に延びており、胴体部31の外側から試料10の周囲を囲むように配置される。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図5は、第4の実施形態に係る熱定数測定装置の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る熱定数測定装置は、試料保持台5において複数の試料10を保持可能であり、試料保持台5に保持した複数の試料10から任意に選択した一つの試料10をパルス光線の照射領域に位置させるように試料保持台5を動かす駆動機構(12〜18)を備える。
試料載置台52Aは、図6(B)に示すように、3つの試料10を載置可能な円形のサイトを有する。各サイトは、例えば図2の例と同様な円形の刃部54を備えており、試料10の裏面がこの刃部54と閉曲線(円)で接触する。
試料カバー部51Aは、試料載置台52Aの円形のサイトと対応する3つの円形の開口部を有する。各開口部は、試料10に面する内側の縁に、図2の例と同様な円形の刃部53を有しており、試料10の表面がこの刃部53と閉曲線(円)で接触する。
マスク55は、光線源1の光線軸を中心とする円形の形状に形成された1つの孔56を備えており、この孔56の部分を除いて試料保持台支持部6の上端開口部を塞いでいる。マスク55の孔56を通った光線が、試料載置台52Aに載置される3つの試料10の何れか1つに照射される。
試料保持台支持部6の中空空間を通る回転軸12の途中には、試料10から赤外線センサ部2へ放射される赤外線の光路を確保しつつ、試料加熱赤外線の非加熱ゾーンへの照射が減少するように配置された複数(図5の例では3枚)の遮光板11が装着されている。
図7の例では、試料10の裏面と閉曲線(円)で接する刃部54の構造がより明確に表されている。試料10が刃部54と閉曲線で接しているため、試料10から試料載置台52への熱の逃げを抑制できるとともに、試料10の表面に照射されたレーザ光線が試料の裏側へ透過することを効果的に防止できる。
Claims (7)
- 所定の温度に保たれた測定対象の試料の一方の面側から当該一方の面を含む所定領域にパルス光線を照射し、前記パルス光線の照射に応じた前記試料の他方の面の温度変化に基づいて前記試料の熱定数を測定する熱定数測定装置であって、
前記試料の前記他方の面から放射される赤外線を検出する赤外線センサ部と、
前記試料を保持する試料保持部と、
前記試料保持部に保持された前記試料の周囲を囲むように位置し、前記試料が前記所定の温度になるように前記試料に赤外線を照射して加熱する加熱部と、
前記加熱部からの赤外線を、前記試料の前記他方の面へ入射しないように遮蔽するとともに、前記赤外線センサ部の赤外線受光部へ入射しないように遮蔽する赤外線遮蔽部と
を有し、
前記赤外線遮蔽部は、
前記加熱部から前記試料に照射される前記赤外線を遮蔽しないように、前記試料保持部の前記試料が保持される位置に対して前記赤外線センサ部側に位置し、
前記試料保持部は、
前記試料の前記他方の面と閉曲線で接して前記試料を保持する刃部を有し、
前記試料に照射されない前記パルス光線が前記赤外線センサ部に入射しないように、且つ前記試料の前記他方の面の前記刃部の前記閉曲線の内側から放射される赤外線が前記赤外線センサ部に向けて放射されるように構成されている
熱定数測定装置。 - 前記試料の前記他方の面と垂直な方向に延び、前記他方の面から放射される赤外線の光路をなす中空空間を備えた中空部材を有し、
前記赤外線遮蔽部は、前記中空部材の内面及び/又は外面を被覆する、
請求項1に記載の熱定数測定装置。 - 前記試料保持部は、赤外線を遮蔽する材料で形成され、前記一方の面を前記パルス光線の照射元に向けた姿勢で前記試料を保持し、
前記中空部材の一方の開口端が前記試料保持部によって閉塞される、
請求項2に記載の熱定数測定装置。 - 前記試料保持部は、前記試料の前記他方の面と閉曲線で接触する刃部を有する、
請求項3に記載の熱定数測定装置。 - 前記試料保持部は複数の前記試料を保持可能であり、
前記試料保持部において保持された複数の前記試料から任意に選択した1の前記試料を前記パルス光線の照射領域に位置させるように前記試料保持部を動かす駆動機構を有する、
請求項3又は4に記載の熱定数測定装置。 - 前記駆動機構は、前記パルス光線の照射方向と平行な回転軸において前記試料保持部を回転させ、
前記試料保持部は、前記駆動機構による回転の中心点の周りに複数の前記試料を配置する、
請求項5に記載の熱定数測定装置。 - 前記加熱部は、
前記パルス光線の照射方向と平行に延び、前記試料の周囲を囲むように並んで配置された複数の直線状の赤外線ランプを含む、
又は、
前記パルス光線の照射方向と垂直な面において円形に曲がり、前記試料の周囲に筒状に並んで配置された複数の円形状の赤外線ランプを含む、
又は、
前記パルス光線の照射方向へ螺旋状に延び、前記試料の周囲を囲むように配置された螺旋状の赤外線ランプを含む、
請求項1乃至6の何れか一項に記載の熱定数測定装置。
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