JPH0439543Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、InSb，HgCdTe，PbSnTe等で極
低温に冷却して動作させる赤外線検知素子を具備
する赤外線検知器に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の赤外線検知器の構成例を示すも
ので、図において１は低温保持容器で、ガラス製
の内筒２、外筒３、フランジ４、赤外線透過材料
（例えばGe）であるウインド５、赤外線検知素子
６を具備したパツケージ７で構成されている。上
記ウインド５は、真空用接着剤（例えば
VARIAN社商標TORR SEAL）によつて上記外
筒３の端面に接着されている。８はジユールトム
ソン冷却器で、スパイラル状に巻かれたフインチ
ユーブ９とノズル１０を具備しており、高圧ガス
（例えば窒素）の充填されたボンベ１１と弁１２
を介して配管１３によつて連通している。ここ
で、低温保持容器１の内部は、外部からの侵入熱
を遮断するため、10^-8〜10^-5TORR程度の真空に
保たれている。赤外線検知素子６の信号は金属線
１４により、端子１５から低温保持容器１の外部
に取出すことができる。

次に以上のような構成からなる従来の赤外線検
知器の動作について説明する。弁１２を開放し、
ボンベ１１からジユールトムソン冷却器８に高圧
ガスを供給すると、スパイラル状に巻かれたフイ
ンチユーブ９を通つてノズル１０からガスが噴出
する。この時ガスは高圧から低圧（大気圧）に開
放されるため、ジユールトムソン効果によつて温
度降下する。この温度降下は微々たるものである
が、内筒２の内側に沿つて排出されるガスと、フ
インチユーブ９の内部を流れる新たに供給される
ガスとの間に熱交換を行なわせることにより、究
極的には上記ガスはその液化温度（窒素の場合で
77°K）に達する。赤外線検知素子６及びパツケ
ージ７は上記液化温度に達したガスを吹きつけら
れることにより極低温に冷却されることになる
が、上記ジユールトムソン冷却器の冷却能力は通
常1W〜5W程度と少ないので、外部からの熱侵入
を妨げなければノズル１０から噴出するガスを液
化温度に到達せしめる事はできない。低温保持容
器１は外部からの侵入熱を遮断するための容器で
あり、内筒２、外筒３、フランジ４、ウインド５
で囲まれている容器内部は外部と密閉され、かつ
真空に保たれている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、以上のような構成から成る従来の赤外線
検知器は次のような問題点があつた。

(イ) ウインド５と外筒３の接合のため使用してい
る接着剤は有機生成物であるから長期的に見れ
ば、多量の有機ガスを放出し、低温保持容器１
の真空度維持上、特に寿命という面で好ましく
ない。

(ロ) 主要構造部材である内筒２，外筒３、フラン
ジ４がガラス製で靱生に欠けるので厳しい耐振
動性耐衝撃性が要求される場合（例えばミサイ
ル、航空機等に搭載される場合）には機械的強
度の面で適さない。

(ハ) 低温保持容器１の内筒２にはジユールトムソ
ン冷却器８が挿入され、この時上記内筒２とジ
ユールトムソン冷却器８との間隙は、ノズル１
０から噴出され外部へ排出されるガスとフイン
チユーブ９内を流れる新たに供給されるガスと
の熱交換効率に大きな影響を与えるので、内筒
２には精密な加工寸法精度が要求されるが、内
筒２がガラス製なので研磨等生産性の悪い加工
手段でなければ達成できない。

この考案は以上のような問題点を改善するため
になされたもので、真空度維持の寿命が長く、機
械的強度が高く、かつ生産性の良い赤外線検知器
を提案するものである。

（問題点を解決するための手段） この考案に係る赤外線検知器は、主要構造部材
である内筒、外筒、フランジを金属製にし、金属
線を埋設した細長いガラスロツドを低融点ガラス
により、内筒の円周方向に複数個固定し、金属製
の内筒と金属線を絶縁して、真空断熱容器を形成
したものである。

〔作用〕

この考案においては、金属線を埋設した細長い
ガラスロツドを低融点ガラスにより、内筒の円周
方向に複数個固定し、金属製の内筒と金属線を絶
縁しているから、低温保持容器として真空度を長
期間維持する。

〔実施例〕

第２図はこの考案による赤外線検知器の構成例
を示す図である。第２図ではジユールトムソン冷
却器、配管、弁、ボンベ等のこの発明と直接係り
のない部品は省略している。図において２は円筒
で金属（例えばステンレス、コバールなど）を円
筒状に成形したもので、片方の端面には赤外線検
知素子６を具備するパツケージ７が設けられてお
り、もう一方の端面には入出力端子８がハーメチ
ツクシールされた金属製（例えばステンレス、コ
バールなど）のフランジ４が接合されている。３
は外筒で金属（例えばステンレス、コバールな
ど）を円筒状に成形したもので、片方の端面には
赤外線透過材料（例えばGe）のウインド５が接
合されており、もう一方の端面は上記フランジ４
と接合されている。上記円筒２の外面には、直径
１〜２mmの細長いガラスロツド１６があり、金属
線１４はこのガラスロツド１６に埋設されてお
り、金属線１４どうし及び内筒２と電気的に絶縁
状態で支持されている。金属線１４は電気的抵抗
が小さく、熱伝導率の低い材質は選ばれ、例えば
直径0.1mm程度のNiワイヤなどを用いる。金属線
１４をガラスロツド１６に埋設する方法として
は、例えば、ガラスを毛細管のような小孔のある
パイプ状に成形し、細い金属線１４を小孔に通し
た後、ガラスを外側から加熱し、金属線１４を埋
設したガラスロツド１６にする。上記ガラスロツ
ド１６は電気的な絶縁材料であれば他の材料を用
いてもよいが、樹脂材料のような有機生成物は長
期的に見ればかなり多量の有機ガスを放出し、低
温保持容器の真空度維持上好ましくなくこの点で
無機生成物であるガラスは極めて都合がよい。ガ
ラスロツド１６を内筒２に固定する方法として
は、例えば、金属線１４を埋設したガラスロツド
１６の融点より低い低融点ガラス１７のフリツト
を内筒２の外側に塗布し、別の金属線でガラスロ
ツドを縛り、全体を加熱して、低融点ガラス１７
だけを溶かし、固定していた金属線をはずす方法
がある。この場合、ガラスロツドや低融点ガラス
の熱膨張係数が金属線１４及び内筒２の材料の熱
膨張係数と近いことが、冷却時の温度変化による
金属線１４の断線、ガラスの亀裂を防ぐために重
要である。なお、上記金属線の一方の端は入出力
端子１５と、もう一方の端はパツケージ７の端子
とハンダ付等により接合されている。

〔考案の効果〕

この考案による赤外線検知器は以上のような構
成から成るため、次のような利点がある。

(イ) 主要構造部材である内筒２、外筒３、フラン
ジ４が金属製であることから、機械的強度にす
ぐれ、、厳しい耐振性、耐衝撃性が要求される
場合（例えば、ミサイルや航空機に搭載される
場合）でも、要求を満足することができる。

(ロ) 従来のガラス製の赤外線検知器に比較して、
プレス加工、機械加工が可能なので、寸法精度
が容易に得られ生産性が極めて良くなる。

(ハ) 有機生成物を使用しないで、融点の異なるガ
ラスにより金属線１４を金属製の外筒３から絶
縁し、かつ固定しているので、低温保持容器１
内の真空度を長期間維持することができる。し
たがつて、冷却性能のよい低温保持容器を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による赤外線検知器の実施例
を示す断面図、第２図は第１図のＡ部を詳細に説
明した図、第３図は従来の赤外線検知器の構成例
を示す断面図である。 図において、１は低温保持容器、２は内筒、３
は外筒、４はフランジ、５はウインド、６は赤外
線検知素子、７はパツケージ、８はジユールトム
ソン冷却器、１４は金属線、１６ガラスパイプ、
１７は低融点ガラスである。なお、図中同一ある
いは相当部分には同一符号を付して示してある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属線を埋設したガラスロツドを円周方向に複
   数個ならべ、上記ガラスロツドを低融点ガラスで
   外面に固定し、一端面には赤外線検知素子を、ま
   た他端面には入出力端子を設けたフランジを具備
   する金属製の内筒と、上記フランジ外周と適合
   し、かつ上記内筒を覆うように取り付けられ、さ
   らに上記フランジと反対側の端面には赤外線透過
   材料であるウインドを具備する金属製の外筒とで
   構成したことを特徴とする赤外線検知器。