JPS5852528A - サ−モパイルの増感方法 - Google Patents
サ−モパイルの増感方法Info
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- JPS5852528A JPS5852528A JP56151114A JP15111481A JPS5852528A JP S5852528 A JPS5852528 A JP S5852528A JP 56151114 A JP56151114 A JP 56151114A JP 15111481 A JP15111481 A JP 15111481A JP S5852528 A JPS5852528 A JP S5852528A
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- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 title claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
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- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/12—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/021—Particular circuit arrangements
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱電対を多数直列に接続したサーモパイル（
熱電堆）の温度検出動作における感度を向上する方法に
関する。
熱電堆）の温度検出動作における感度を向上する方法に
関する。
上記サーモパイルは、測定対象物からの熱に感熱する感
熱部と、室温等の基準温度に保たれる基準部とを有して
おり、この画部分の温度差に基づくゼーベック効果によ
って端子間に検出信号を発する。而して、このサーモパ
イルを用いて温度測定を行なう場合において、測定対象
物の温度が室温等の基準温度（以下、罪に室温という）
に比して十分高いか或いは低いときは、比較的大きな検
出信号を得ることができるので問題はないが、測定対象
物の温度が室温とあまりかわらない場合は、検出信号が
小さいために、正確な温度測定が不可能になるという支
障を生じている。
熱部と、室温等の基準温度に保たれる基準部とを有して
おり、この画部分の温度差に基づくゼーベック効果によ
って端子間に検出信号を発する。而して、このサーモパ
イルを用いて温度測定を行なう場合において、測定対象
物の温度が室温等の基準温度（以下、罪に室温という）
に比して十分高いか或いは低いときは、比較的大きな検
出信号を得ることができるので問題はないが、測定対象
物の温度が室温とあまりかわらない場合は、検出信号が
小さいために、正確な温度測定が不可能になるという支
障を生じている。
かかる支障を解消するためにはサーモノくイル自身の感
度を向上することが必要であり、そのような感度向上方
法（以下増感方法という。）としてサーモパイルの感熱
部を別途冷却素子又は発熱素子で冷却若しくは加熱せし
め基準部との間で十分な温度差をもたせるという手法が
考えられる。しかし乍ら、この手法は、別途に冷却若し
くは発熱素子が必要で、サーモパイルが犬嵩化し、構造
が複雑になると共に、上記素子を付加することに伴なっ
て製作費が嵩むという欠点をもつものである。
度を向上することが必要であり、そのような感度向上方
法（以下増感方法という。）としてサーモパイルの感熱
部を別途冷却素子又は発熱素子で冷却若しくは加熱せし
め基準部との間で十分な温度差をもたせるという手法が
考えられる。しかし乍ら、この手法は、別途に冷却若し
くは発熱素子が必要で、サーモパイルが犬嵩化し、構造
が複雑になると共に、上記素子を付加することに伴なっ
て製作費が嵩むという欠点をもつものである。
そこで本発明は、サーモパイルの構成がベルチェ素子の
構成と基本的には同じであることに着目し、上記の如き
別途に冷却素子等を何等用いることなく、ベルチェ効果
を巧みに利用することＫよってサーモパイル自身の感度
を向上させることのできる極めて有用な増感方法を提供
するものでおる。即ち、本発明に係るサーモパイルの増
感方法は、サーモパイルに外部から電流を通じ、その電
流によるベルチェ効果によって感熱部を冷却若しくは発
熱せしめることを要旨とする。ここで、感熱部を冷却す
るか、発熱させるかは測定対象物が室温より高いか低い
かによって選択される。つまり測定対象物が室温より高
い場合は感熱部を冷却し、逆に測定対象物が室温より低
い場合は感熱部を発熱させる。これによって、測定対象
物からの熱によって感熱部の温度変化が大きくなり、サ
ーモパイルの感度が向上する。
構成と基本的には同じであることに着目し、上記の如き
別途に冷却素子等を何等用いることなく、ベルチェ効果
を巧みに利用することＫよってサーモパイル自身の感度
を向上させることのできる極めて有用な増感方法を提供
するものでおる。即ち、本発明に係るサーモパイルの増
感方法は、サーモパイルに外部から電流を通じ、その電
流によるベルチェ効果によって感熱部を冷却若しくは発
熱せしめることを要旨とする。ここで、感熱部を冷却す
るか、発熱させるかは測定対象物が室温より高いか低い
かによって選択される。つまり測定対象物が室温より高
い場合は感熱部を冷却し、逆に測定対象物が室温より低
い場合は感熱部を発熱させる。これによって、測定対象
物からの熱によって感熱部の温度変化が大きくなり、サ
ーモパイルの感度が向上する。
以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。図中
、１は円板状をした基板で、その上にサーモパイル２が
配設されている。サーモパイル２は熱電対を多数直列に
接続したもので、図示例では４絹の熱電対３，４，５．
６を直列に接続したものを用いている。各熱電対は例え
ばビスマスとアンチモン等の異種の金属線３ａ、３ｂ、
４ａ。
、１は円板状をした基板で、その上にサーモパイル２が
配設されている。サーモパイル２は熱電対を多数直列に
接続したもので、図示例では４絹の熱電対３，４，５．
６を直列に接続したものを用いている。各熱電対は例え
ばビスマスとアンチモン等の異種の金属線３ａ、３ｂ、
４ａ。
４ｂ、５ａ、５ｂ、５ａ、（３ｂを接続して構成されて
いる。このサーモパイル２の中央部分には吸熱特性の良
い黒化層（図中仮想線で丸く囲んだ部分）が形成され感
熱部７としである。また、黒化層の形成されていない外
周部はシリコン基板等で覆われ、室温に保たれる基準部
８としである。
いる。このサーモパイル２の中央部分には吸熱特性の良
い黒化層（図中仮想線で丸く囲んだ部分）が形成され感
熱部７としである。また、黒化層の形成されていない外
周部はシリコン基板等で覆われ、室温に保たれる基準部
８としである。
９ａ、９ｂは、サーモパイル２の出力端子で、この端子
にアンプ１０を介して電流計等の測定計器１１が接続さ
れると共に、サーモパイル２に電流を通じる電流源１２
が接続されている。サーモパイル２は熱電対を多数直列
接続したものであるから、これに前記電流源１２から電
流を通じると、その電流によりベルチェ効果を生じ、感
熱部７が冷却され若しくは発熱１〜、逆に基準部８が発
熱し若しくは冷却される。感熱部７が冷却されるか、発
熱するかは電流源１２からの電流の向き及びサーモパイ
ル２を構成する金属線３ａ、３ｂ・・・の種類によって
定まる。従っである特定のサーモパイルによって室温よ
り高い測定対象物を測温するときは感熱部が冷却される
ように電流の向きを定め、また室温より低い測定対象物
を測温するときは感熱部が発熱するように電流の向きを
定めればよい。
にアンプ１０を介して電流計等の測定計器１１が接続さ
れると共に、サーモパイル２に電流を通じる電流源１２
が接続されている。サーモパイル２は熱電対を多数直列
接続したものであるから、これに前記電流源１２から電
流を通じると、その電流によりベルチェ効果を生じ、感
熱部７が冷却され若しくは発熱１〜、逆に基準部８が発
熱し若しくは冷却される。感熱部７が冷却されるか、発
熱するかは電流源１２からの電流の向き及びサーモパイ
ル２を構成する金属線３ａ、３ｂ・・・の種類によって
定まる。従っである特定のサーモパイルによって室温よ
り高い測定対象物を測温するときは感熱部が冷却される
ように電流の向きを定め、また室温より低い測定対象物
を測温するときは感熱部が発熱するように電流の向きを
定めればよい。
次に、上記の如くサーモパイルに電流を通じてベルチェ
効果を生じさせた状態で対象物を測温する動作を、電流
を通じない従来通りの使用状態で対象物を測温する動作
と比較して説明する。今、室温を］゛ｄ、測定対象物の
温度をＴとすると、電流を通じていないサーモパイルの
場合、感熱部７に入射する熱エネルギーΦ１は、ボルツ
マンの４乗則により Φ１＝σ（Ｔ’−Ｔｄ’） ・・・（１
）で表わされる。σは定数である。
効果を生じさせた状態で対象物を測温する動作を、電流
を通じない従来通りの使用状態で対象物を測温する動作
と比較して説明する。今、室温を］゛ｄ、測定対象物の
温度をＴとすると、電流を通じていないサーモパイルの
場合、感熱部７に入射する熱エネルギーΦ１は、ボルツ
マンの４乗則により Φ１＝σ（Ｔ’−Ｔｄ’） ・・・（１
）で表わされる。σは定数である。
これに対し、電流が通じられたサーモパイルの場合、感
熱部７がその電流によるベルチェ効果によって冷却され
或いは発熱しているから、入射エネルギーΦ２は、 Φ２ ＝ａ （Ｔ’ Ｔｄ’ （１−Ｉ ＢＰ ａｂ
Ｚ ） ’ ） ・・・（２１で表わされる。ここに
（−１Ｂ ）はサーモパイルに流される電流で、その方
向は測定対象物が室温より高い場合は感熱部７を冷却″
し、測定対象物が室温より低い場合は感熱部７を発熱さ
せる向きに選ばれている。また、Ｐａｔｌペルチェ係数
、Ｚは熱インピーダンスである。上記（２）式において
ＩＢＯ値を適当に選べば、ＩＢＰａｂＺ （ｌとする
ことができるから、Ｏ＜ （Ｉ ＩｕＰ ａｂＺ ）
（ｌとなり、その場合は常にΦ１〈Φ２ が成り立つ
。一般に検出信号の大きさは入射エネルギーに比例する
ので、室温と測定対象物との温度差が一定であるなら、
上記Φｌ〈Φ２ の関係から電流を通じないサーモパイ
ルより、電流を通じているサーモパイルの方が大きな検
出信号を得ることができることが分る。このため、室温
と測定対象物との温度差が小さい場合、電流を通じない
サーモパイルによっては測温することができなくても、
電流を通じてベルチェ効果を生じさせているサーモパイ
ルによれば感度良く測温できることとなる。即ち、サー
モパイルがそれに流される電流によるベルチェ効果によ
って増感させられるのである。
熱部７がその電流によるベルチェ効果によって冷却され
或いは発熱しているから、入射エネルギーΦ２は、 Φ２ ＝ａ （Ｔ’ Ｔｄ’ （１−Ｉ ＢＰ ａｂ
Ｚ ） ’ ） ・・・（２１で表わされる。ここに
（−１Ｂ ）はサーモパイルに流される電流で、その方
向は測定対象物が室温より高い場合は感熱部７を冷却″
し、測定対象物が室温より低い場合は感熱部７を発熱さ
せる向きに選ばれている。また、Ｐａｔｌペルチェ係数
、Ｚは熱インピーダンスである。上記（２）式において
ＩＢＯ値を適当に選べば、ＩＢＰａｂＺ （ｌとする
ことができるから、Ｏ＜ （Ｉ ＩｕＰ ａｂＺ ）
（ｌとなり、その場合は常にΦ１〈Φ２ が成り立つ
。一般に検出信号の大きさは入射エネルギーに比例する
ので、室温と測定対象物との温度差が一定であるなら、
上記Φｌ〈Φ２ の関係から電流を通じないサーモパイ
ルより、電流を通じているサーモパイルの方が大きな検
出信号を得ることができることが分る。このため、室温
と測定対象物との温度差が小さい場合、電流を通じない
サーモパイルによっては測温することができなくても、
電流を通じてベルチェ効果を生じさせているサーモパイ
ルによれば感度良く測温できることとなる。即ち、サー
モパイルがそれに流される電流によるベルチェ効果によ
って増感させられるのである。
以上の如く、本発明方法は、サーモパイルに外部から電
流を通じ、その電流によるベルチェ効果によって感熱部
を冷却し又は発熱させ、これによってサーモパイル自身
を増感するものであるから、次のような効果がある。
流を通じ、その電流によるベルチェ効果によって感熱部
を冷却し又は発熱させ、これによってサーモパイル自身
を増感するものであるから、次のような効果がある。
■測定対象物の温度が室温等の基準温度とあまり変らな
（−Ｃも、本発明方法により感度良く測定することがで
きる。
（−Ｃも、本発明方法により感度良く測定することがで
きる。
■サーモパイルを増感するのに、サーモノくイル目身に
電流を流すことによって行なっているため、別途に冷却
素子や発熱素子が不要であり、従って、サーモバイルが
嵩張ったり、構造が複雑化したりすることがなく、また
製造コストも安くつく。更に既存のサーモバイルに対し
ても電流源を接続するだけで本発明方法を実施すること
ができる。
電流を流すことによって行なっているため、別途に冷却
素子や発熱素子が不要であり、従って、サーモバイルが
嵩張ったり、構造が複雑化したりすることがなく、また
製造コストも安くつく。更に既存のサーモバイルに対し
ても電流源を接続するだけで本発明方法を実施すること
ができる。
図は本発明方法の一実施例を示す全体図である。
２・・・サーモバイル、７・・・感熱部。
Claims (1)
- サーモパイルに外部から電流を通じ、その電流によるベ
ルチェ効果によって感熱部を冷却若しくは発熱せしめる
ことを特徴とするサーモパイルの増感方法
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151114A JPS5852528A (ja) | 1981-09-23 | 1981-09-23 | サ−モパイルの増感方法 |
| US06/413,065 US4472594A (en) | 1981-09-23 | 1982-08-30 | Method of increasing the sensitivity of thermopile |
| DE19823235061 DE3235061A1 (de) | 1981-09-23 | 1982-09-22 | Verfahren und vorrichtung zur temperaturmessung mit einer thermosaeule |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151114A JPS5852528A (ja) | 1981-09-23 | 1981-09-23 | サ−モパイルの増感方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852528A true JPS5852528A (ja) | 1983-03-28 |
| JPS645645B2 JPS645645B2 (ja) | 1989-01-31 |
Family
ID=15511657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56151114A Granted JPS5852528A (ja) | 1981-09-23 | 1981-09-23 | サ−モパイルの増感方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4472594A (ja) |
| JP (1) | JPS5852528A (ja) |
| DE (1) | DE3235061A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142147A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 吸音遮音天井板 |
| JP2012225717A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Mitsubishi Materials Corp | 赤外線センサ装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4722612A (en) * | 1985-09-04 | 1988-02-02 | Wahl Instruments, Inc. | Infrared thermometers for minimizing errors associated with ambient temperature transients |
| GB8628610D0 (en) * | 1986-11-29 | 1987-01-07 | Emi Plc Thorn | Temperature sensing arrangement |
| DE4102524C2 (de) * | 1990-01-30 | 2000-05-25 | Citizen Watch Co Ltd | Infrarotsensor |
| US5192132A (en) * | 1991-12-12 | 1993-03-09 | Mobil Oil Corporation | Temperature monitoring of a fixed-bed catalytic reactor |
| US7351974B2 (en) * | 2003-09-05 | 2008-04-01 | Authentec, Inc. | Integrated circuit infrared sensor and associated methods |
| WO2005078636A2 (en) * | 2003-09-05 | 2005-08-25 | Authentec, Inc. | Multi-biometric finger sensor using different biometrics having different selectivities and associated methods |
| WO2006031962A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Authentec, Inc. | Integrated circuit infrared sensor and associated methods |
| US7726876B2 (en) | 2007-03-14 | 2010-06-01 | Entegris, Inc. | System and method for non-intrusive thermal monitor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2984077A (en) * | 1958-10-24 | 1961-05-16 | Collins Radio Co | Method of using the peltier effect for cooling equipment |
| DE1165114B (de) * | 1962-12-28 | 1964-03-12 | Siemens Ag | Thermoelektrische Anordnung |
| US4155226A (en) * | 1973-12-06 | 1979-05-22 | Gerald Altman | Infrared cooler for restricted regions |
| US4320344A (en) * | 1978-07-24 | 1982-03-16 | Nicholas William R | Metal-alloy thermoelectric characteristic analyzer |
-
1981
- 1981-09-23 JP JP56151114A patent/JPS5852528A/ja active Granted
-
1982
- 1982-08-30 US US06/413,065 patent/US4472594A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-09-22 DE DE19823235061 patent/DE3235061A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142147A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 吸音遮音天井板 |
| JP2012225717A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Mitsubishi Materials Corp | 赤外線センサ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3235061A1 (de) | 1983-04-07 |
| JPS645645B2 (ja) | 1989-01-31 |
| US4472594A (en) | 1984-09-18 |
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