JPS6014194Y2 - 熱形放射検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、受光面上で一様な感度を有する熱形放射検出
器に関するものである。

従来の熱形放射検出器は、感度、応答速度等に重点を置
いて設計されているが、受光面上での感度分布は一様で
なく、感度むらを持ち、 （１）異った強度分布を持つ二つの放射のパワーを比較
測定するとき、 （２） 標準光源からの一様な照射のもとで校正した
のち、レーザーのような細くかつ強度むらの大きい放射
のパワーを測定するとき、 （３）受光面の下にヒータを備えて電気パワーを供給で
きるようにし、放射パワーを電気パワーで置換すること
によって放射パワーを絶対測定するとき、 などにおいて、入力パワーの受光面上での強度分布の違
いにより測定誤差が生じるという問題があった。

本考案の熱形放射検出器は、これらの測定においても放
射パワーを精度よく測定できるように構成したことを特
徴とするものである。

以下、図面を参照して本考案の実施例について詳述する
。

第１図及び第２図に示すように、本考案に係る熱形放射
検出器は、ボディ１の中央凹所２の口部周縁に、熱通路
を形成する多数の細い金属線３等の一端をそれぞれ接着
固定すると共に、その金属線３，３．・・・・・・の他
端を上記口部中央に配設した円形の受光板４の周辺に接
着固定し、これによって受光板４をボディ１に支持させ
、受光板４の周縁部に測温素子５を均一な密度・で分布
させて取付け、また受光板４の前方に、ボディ１に取付
けた中央に開孔７を有する半球面鏡６を、その球面の中
心と受光板４の中心とを一致させて被設している。

上記受光板４は、裏面から熱放射により熱が逃げるのを
抑えるために、その裏面に放射率の小さい、即ち赤外で
反射率の大きい物質をコーティングし、また表面は測定
すべき放射を有効に吸収するために黒くするが、受光板
４の前方に被設した半球面鏡６に反射率の大きい物質を
コーティングし、受光板４から発散した熱放射を再び受
光板４に戻して吸収させ、これによって実効的に熱放射
による受光板の表裏面からの熱の逃げを抑制している。

而して、この検出器は空気の伝導、対流による熱の逃げ
を防ぐために真空槽８中に置き、さらに検出器温度を低
温に保持させる。

ステファン・ボルツマンの法則によれば、絶対温度Ｔに
ある物体はその絶対温度Ｔの４乗に比例した熱放射を周
囲に発散し、従って受光板からの熱放射は低温になる程
急激に減少することになる。

さらに、上記ボディ１は熱容量を大きくして熱温めとし
て作用させ、また測温素子５は熱電対、抵抗体、焦電物
質などにより構成するものである。

次に、上記構成を有する熱形放射検出器の受光板４に放
射パワー或いは電気パワーが入力される場合の作用につ
いて説明する。

まず、放射による入力の場合は、入射光が半球面鏡６の
中央の開孔７を通じて受光板４の表面に到達、吸収され
、熱となって受光板を温度上昇させる。

また、入力が電気パワーの場合は、受光板４に内蔵され
たヒーターに電流を流すことによりジュール熱を発生さ
せる。

これらの放射パワーと電気パワーのいずれの入力がある
場合でも、受光板４の温度上昇は測温素子５により測定
される。

受光板４上で発生した熱は、ボディ１に向って主に熱通
路を通って流れると共に、熱放射によって周囲の空間に
逃げることになるが、上述したように、受光板４の裏面
に放射率の小さい物質をコーティングすると共に、受光
板４の前方に反射率の大きい物質をコーティングした半
球面鏡６を被設しているため、放射による熱の逃げは著
しく抑制され、さらにこの検出器を真空槽８内において
低温に保持するため、熱放射は十分に減少せしめられる
ことになる。

受光面上で感度が一様であるということは、一定のパワ
ーの入力に対して、それが受光面上のどこに加えられる
かに拘わらず、測温素子が同一の温度上昇を示すことを
意味する。

そこで、受光面上のいろいろな位置にパワーが入力され
た場合における受光板の温度分布を考察する。

第３図Ａ、 Ｂは、円形受光板と同心の各種半径をもっ
た円環状入力に対する受光板の温度分布を示し、同図Ａ
は受光板から周囲の空間に向って熱の逃げがある場合、
同図Ｂは熱の逃げがない場合を示している。

検出器は軸対称に構成されるため、入力は受光板と同心
の円環状に加えられるとして一般性を失わない。

図中の矢印は円環状入力の半径位置を示している。

受光板の周縁部の温度について着目すると、第３図Ａの
場合は入力が受光板の中心近くに与えられると小さい温
度上昇を示し、受光板の周縁近くに与えられると大きい
温度上昇を示す。

一方、同図Ｂの場合はどこに入力が加えられても受光板
の周縁部は同一の温度上昇を示す。

つまり、上述したように、受光板の周縁部に測温素子を
設置していれば、第３図Ｂの場合、即ち受光板から周囲
の空間へ逃げる熱を極力抑えることにより、感度の一様
性が得られることがわかる。

以上に詳述したところから明らかなように、本考案にお
いては、受光板からの熱放射を極力抑えるように構成し
ているため、従来の熱形放射検出器では得られない感度
の一様性を得ることができ、僅かに残る感度の非一様性
は実用上糸んど問題にならない程度のものであり、これ
によって従来よりも極めて正確な放射パワーの精密測定
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る熱形放射検出器の側断面図、第２
図はその半球面鏡を除去した状態の正面図、第３図Ａ、
Ｂは受光面上の温度分布に関する説明図である。 １・・・・・・ボディ、３・・・・・・金属線、４・・
・・・・受光板、５・・・・・・測温素子、６・・・・
・・半球面鏡、７・・・・・・開孔、８・・・・・・真
空槽。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボディに対して受光板の周縁を熱通路を介して支持させ
   、その受光板の周縁に測温素子を取付け、この受光板に
   は、裏面に放射率の小さい物質をコーティングすると共
   に、前方に高反射率の物質をコーティングした中央に開
   孔を有する半球面鏡を被設し、これらを真空構内におい
   て低温に保持させたことを特徴とする熱形放射検出器。