JPH06147995A - 赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線検出装置を用いて被検出体の温度測定
を正確に行う。 【構成】 被検出体３からの赤外線を透過する窓８を開
口させたケース６の内部に、この窓８と対向する位置に
赤外線センサ１を基板７上に配設する。窓８の内側には
前記赤外線の透過・遮断を行うチョッパ４を配設する。
チョッパ４が前記赤外線遮断位置Ａにあるとき、感温素
子２から基準温度に対応した赤外線がチョッパ４のミラ
ー５に反射して赤外線センサ１に入射し、チョッパ４が
赤外線透過位置Ｂにあるとき被検出体３からの赤外線が
センサ１に入射する。赤外線センサ１は被検出体３と感
温素子２との温度差の４乗に比例した信号を出力し、感
温素子２の基準温度は直接正確に検出できるので前記信
号と基準温度より演算される被検出体の温度は正確なも
のとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検出体から発せられ
る赤外線を利用して被検出体の温度を非接触状態で検出
するための赤外線検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】入射する赤外線の変化量に対応する信号
を出力する焦電型センサを用いた赤外線検出装置が被検
出体の温度測定を非接触状態で行う分野に広く利用され
ている。この種の焦電型センサを用いた赤外線検出装置
の従来例が図４に示されている。

【０００３】同図において、ケース６には人体等の被検
出体３からの赤外線を透過する窓８が開口されており、
ケース６の内部にはこの窓８に対向する位置に焦電型の
赤外線センサ１が基板７上に配設されている。また、前
記窓８を透過した被検出体３からの赤外線の経路を断続
的に遮断するチョッパ４がケース６の内側に上下移動自
在に設けられている。図示の状態では、チョッパ４は前
記赤外線を遮断する赤外線遮断位置Ａにあり、赤外線セ
ンサ１にはチョッパ４からの赤外線の入射がある。この
状態からチョッパ４が下部方向（図示の矢印Ｅ方向）に
移動し、赤外線透過位置Ｂまで来ると、赤外線センサ１
にはチョッパ４からの赤外線の入射はなく、被検出体３
の温度に対応した赤外線が入射する。

【０００４】前記基板７上の、このチョッパ４の近くに
はサーミスタ等の感温素子２が配設され、チョッパ４近
くの環境温度を測定する。この感温素子２の温度をチョ
ッパ４の温度とみなして用いている。

【０００５】赤外線センサ１は被検出体３とチョッパ４
との温度差の４乗に比例した信号を出力し、この信号は
前記チョッパ４の温度として用いられる感温素子２の温
度信号とともに演算回路（図示せず）に加えられる。演
算回路は赤外線センサ１の信号出力値が被検出体３とチ
ョッパ４との温度差の４乗に比例するという公知の演算
式を用いて被検出体３の温度を算出測定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では感温素子２は直接チョッパ４の温度を示し
たものでなく、チョッパ４近くの環境温度を示したもの
であるので、感温素子２の指示する温度とチョッパ４自
身の温度とは誤差が生ずる。したがって、被検出体３と
チョッパ４との温度差とチョッパ４の温度とを演算処理
して得られる被検出体３の温度に誤差が生ずるという問
題があった。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、被検出体の温度測定
を正確に行うことができる赤外線検出装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、被
検出体の赤外線を検出する赤外線センサと、基準温度の
赤外線を放射する感温素子と、被検出体から赤外線セン
サに至る被検出体の赤外線をチョッパ移動によって透過
と遮断を交互に行うチョッパとを有し、このチョッパは
赤外線の反射板を備え、被検出体の赤外線を遮断するチ
ョッパ移動位置で感温素子の赤外線を反射板で反射して
赤外線センサに入射するようにしたことを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】被検出体の赤外線を透過するチョッパ移動位置
では、被検出体の温度に対応した赤外線量が赤外線セン
サに入射し、被検出体の赤外線を遮断するチョッパ移動
位置では感温素子から基準温度に対応した赤外線量がチ
ョッパの反射板に反射されて赤外線センサに入射する。
赤外線センサ１は被検出体３からの赤外線と感温素子２
からの赤外線を交互に受け、両者３，２の温度差に対応
する信号を出力する。基準温度となる感温素子２の温度
は既知量なのでこの基準温度と赤外線センサ１からの出
力信号より演算式を用いて被検出体３の温度が正確に検
出される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図
１には本発明に係る赤外線検出装置の第１の実施例が示
されている。

【００１１】同図において、被検出体３からの赤外線を
透過する窓８を開口させたケース６の内部には、この窓
８と対向するように赤外線検出センサ１が基板７上に配
設されている。この窓８の内側には前記赤外線の透過と
遮断とを行うチョッパ４が配設されている。

【００１２】このチョッパ４の片面は反射板としてのミ
ラー５となっており、チョッパ４の一端側はピン11によ
り回転自在に軸支されている。チョッパ４が図示の赤外
線遮断位置Ａのときは被検出体３からの赤外線は遮断さ
れ、一方、基板７上に配設されている感温素子２の赤外
線がチョッパ４のミラー５により反射されて赤外線セン
サ１に入射するよう、チョッパ４の赤外線遮断位置Ａの
角度および感温素子２の配設位置等が設定されている。
チョッパ４が回転して図示の赤外線透過位置Ｂに移動す
ると、被検出体３からの赤外線のみが赤外線センサ１に
入射し、感温素子２からの赤外線は入射しない配置構成
となっている。赤外線センサ１は被検出体３と感温素子
２との温度差の４乗に比例した信号を出力し、この出力
信号と感温素子２の基準温度とより演算されて被検出体
３の温度が測定される。

【００１３】次に、上記構成の第１の実施例による被検
出体３の温度測定を説明する。チョッパ４が赤外線遮断
位置Ａにあるときは、被検出体３からの赤外線は赤外線
センサ１への入射が遮断されるが、感温素子２からの基
準温度に対応した赤外線がチョッパ４のミラー５により
反射されて赤外線センサ１に入射する。チョッパ４が回
転移動して赤外線透過位置Ｂに来たときは、被検出体３
の温度に対応した赤外線は赤外線センサ１に入射し、感
温素子２からの赤外線は赤外線センサ１には入射しな
い。

【００１４】赤外線センサ１より出力される被検出体３
と感温素子２との温度差に対応した信号と正確に得られ
る感温素子２の基準温度により被検出体３の温度が演算
されるので、被検出体３の温度が正確に得られる。

【００１５】この種の温度測定を行う場合には、被検出
体３の赤外線が赤外線センサ１に入射しないときに、赤
外線センサ１に入射する赤外線放出源の基準温度が正確
に求められる必要があるが、従来例では感温素子２の指
示する温度を近くにあるチョッパ４の温度とみなして基
準温度に用いていたので、チョッパ４自体の温度とは誤
差があり、被検出体３の温度測定に誤差を生じていた。
しかし、この実施例では基準温度が感温素子２の温度と
して直接検出できるので、被検出体３の温度測定が正確
に行える。

【００１６】図２には、本発明の第２の実施例が示され
ている。第１の実施例との相違はチョッパ４が赤外線遮
断位置Ａにあるときは被検出体３からの赤外線は赤外線
センサ１に入射せず、感温素子２からの赤外線が直接に
赤外線センサ１に入射し、チョッパ４が回転移動して赤
外線透過位置Ｂに来たときは被検出体３からの赤外線が
チョッパ４のミラー５に反射されて赤外線センサ１に入
射し、感温素子２からの赤外線は入射しないようにした
もので、その他の構成は前記第１の実施例と同様であ
る。

【００１７】この実施例の場合も、赤外線センサ１に被
検出体３からの赤外線の入射がない場合には感温素子２
から基準温度に対応した赤外線が入射し、この基準温度
は感温素子２より直接検出されるので、被検出体３の温
度は前記実施例同様に正確に測定される。

【００１８】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、チョッパ４は、ピン11を軸にして赤外線遮
断位置Ａと赤外線透過位置Ｂとの間を移動するようにし
たが、図３の（ａ）に示すようにモータ12を利用してチ
ョッパ４を回転移動させたり、あるいは図３の（ｂ）に
示すようにチョッパ４を矢印Ｃの方向へ上下移動又は矢
印Ｄの方向へ斜め移動させて被検出体３からの赤外線の
透過と遮断を行うようにしてもよい。

【００１９】また、赤外線センサ１として本実施例では
焦電型赤外線センサを用いたが、抵抗変化を利用して熱
量を検出する熱抵抗式センサや、熱起電力を利用して熱
量を検出する熱電堆式センサを用いてもよい。

【００２０】さらに、反射板５として上記実施例ではミ
ラーを用いたが、アルミニウム等の金属板等でもよく、
その種類は限定されない。

【００２１】さらに、上記各実施例では被検出体３とし
て人体等を想定したが、被検出体の種類には限定され
ず、例えば、溶鉱炉等の温度を非接触状態で危険なく測
定するのに大変便利である。

【００２２】

【発明の効果】被検出体の温度に対応した赤外線が赤外
線センサに入射するときは感温素子からの入射はなく、
被検出体からの赤外線がチョッパにより遮断されるとき
は、感温素子の基準温度に対応した赤外線が赤外線セン
サに入射する。被検出体の温度測定に正確さを求められ
る基準温度が感温素子からの赤外線を直接検出すること
により正確に求められ、被検出体の温度が正確に測定さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る赤外線検出装置の第１の実施例を
示す説明図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す説明図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図４】従来の赤外線検出装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 赤外線センサ ２ 感温素子（サーミスタ） ３ 被検出体 ４ チョッパ ５ 反射板（ミラー）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体の赤外線を検出する赤外線セン
   サと、基準温度の赤外線を放射する感温素子と、被検出
   体から赤外線センサに至る被検出体の赤外線をチョッパ
   移動によって透過と遮断を交互に行うチョッパとを有
   し、このチョッパは赤外線の反射板を備え、被検出体の
   赤外線を遮断するチョッパ移動位置で感温素子の赤外線
   を反射板で反射して赤外線センサに入射するようにした
   赤外線検出装置。