JPS6129648B2 - - Google Patents

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JPS6129648B2
JPS6129648B2 JP55187506A JP18750680A JPS6129648B2 JP S6129648 B2 JPS6129648 B2 JP S6129648B2 JP 55187506 A JP55187506 A JP 55187506A JP 18750680 A JP18750680 A JP 18750680A JP S6129648 B2 JPS6129648 B2 JP S6129648B2
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thermopile
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semiconductor
cold junction
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Katsuhiko Tomita
Tetsuo Shimizu
Masaichi Bando
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Horiba Ltd
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    • 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
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • 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
    • G01K7/10—Arrangements for compensating for auxiliary variables, e.g. length of lead
    • G01K7/12—Arrangements with respect to the cold junction, e.g. preventing influence of temperature of surrounding air
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検出周囲の温度変動により生じる出
力変動を安定化させ得る応答性の良い補正型サー
モパイル検出器を提供するものである。
サーモパイル検出器は、かなり広い波長域にわ
たつて電磁輻射エネルギーをチヨツピング機構な
しに電気信号に変換できるものであるが、輻射エ
ネルギーがサーモパイルの温接合部に入射するこ
とによつて生じる温接合部と冷接合部の微小温度
差が熱起電力となり、この温度に応じた電気信号
を出力するように構成されているので、安定な出
力を得るためには、冷接合部を一定温度に保持す
るか、あるいは、冷接合部の温度を測定し、この
測定結果に基づいて出力を補正することが必要で
ある。
後者の方法としては、サーモパイル検出器外部
の電気回路に正特性のサーミスタを介装し、この
サーミスタによる室温（サーモパイル検出器の周
囲温度）測定に基づいて補正を行なうのが最も一
般的であるが、室温は必ずしも冷接合部を代表す
る温度にはなつておらず、且つ冷接合部の温度が
室温と平衡状態に達するにはかなりの時間を必要
とするのであまり高い測定精度は期待できない。
即ち、高い測定精度を確保するためには、冷接
合部に可及的に近い位置で測温することが必要で
ある。
このような測温手段としては、サーモパイル検
出器のパツケージ（通常To―５，To―18等の容
器が使用される。）内部に、サーミスタあるいは
ダイオード、トランジスタ等、既製の感温素子を
組込み、この素子によつてサーモパイルの冷接合
部の温度を測定すべく構成することが先ず考えら
れるのであるが、これによる場合も、感温素子自
体のケース、塗料等により素子自体の熱容量が大
きく、素子と冷接合部の温度が平衡状態に達する
までの時間遅れが生じ良好な応答性が得られない
のである。
そこで、本発明は、サーモパイルを支持する基
板を半導体で構成し、この基板のうちサーモパイ
ルの冷接合部付近の一部を半導体感温素子に構成
し、この素子による基板温度の測定結果に基づい
て周囲温度影響を補償すべく構成することによ
り、このような時間遅れをなくし、良好な応答性
が得られるようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第１図、第２図は本発明に係る補正型サーモパ
イル検出器の一例を示し、１はTo―５等の容
器、２は赤外線透過窓である。３はSi，Ge等の
半導体によつて製作した基板であり、中央部には
貫通孔４を設けてある。基板３の裏面には、既知
の熱電堆第１物質５及び熱電堆第２物質６よりな
る適当なパターン（図面上では放射状であるが、
これに限られるものではない。）のサーモパイル
７を蒸着、スパツタ等の既知手段により施した電
気絶縁性のフイルム８が固定状態に支持されてい
る。このフイルム８の表面には、輻射線入射領
域、つまり、サーモパイル７の温接合部を含む適
当な範囲に、黒化層９を設けて吸熱効率を高めて
ある。１０…はリード端子、１１…はハーメチツ
クシールである。
本発明は、このような構成において、半導体で
構成した基板３のうち、サーモパイル７の冷接合
部付近の一部を半導体感温素子１２に構成し、こ
の素子１２による基板温度の測定結果に基づいて
周囲温度影響を補償すべく構成したものである。
前記感温素子１２を具体的に説明すると、次の
通りである。
即ち、第３図イ，ロは、微細加工技術（フオト
リソグラフイ）によつて、前記感温素子１２を、
前記半導体基板３との間でｐ―ｎジヤンクシヨン
を構成する半導体感温素子とした例であり、第３
図イは半導体感温素子がダイオード１２Ａである
場合を示し、第３図ロは半導体感温素子がトラン
ジスタ１２Ｂである場合を示している。図中、１
３はSiO2、１４はｐ領域、１５はｎ領域、１６
…は測温信号を取り出す電極である。
本発明は、上述の構成よりなり、サーモパイル
を支持する基板を半導体で構成し、この基板のう
ちサーモパイルの冷接合部付近の一部を半導体感
温素子に構成しているので、冷接合部の温度に対
して大きな影響を与える基板の温度を直接にしか
も敏速に測定することができるようになり、従来
技術と異なり、感温素子自体のケース、塗料等に
起因する時間遅れがなく、優れた応答性をもつて
冷接合部付近の温度を測定することができるに至
つたのである。
そして、この測温結果に基づいて周囲温度影響
の補償が行なわれるので、周囲温度の変動に拘ら
ず非常に安定した出力が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る補正型サーモパイル検出器
の実施態様を例示し、第１図は縦断側面図、第２
図は要部の底面図、第３図イ，ロは要部の縦断側
面図である。 ３……基板、７……サーモパイル、１２……半
導体感温素子、１２Ａ……ダイオード、１２Ｂ…
…トランジスタ、１２Ｃ……サーミスタ機能素
子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ サーモパイルを支持する基板を半導体で構成
    し、この基板のうちサーモパイルの冷接合部付近
    の一部を半導体感温素子に構成し、この素子によ
    る基板温度の測定結果に基づいて周囲温度影響を
    補償すべく構成したことを特徴とする補正型サー
    モパイル検出器。
JP55187506A 1980-12-30 1980-12-30 Compensating thermopile detector Granted JPS57113332A (en)

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JP55187506A JPS57113332A (en) 1980-12-30 1980-12-30 Compensating thermopile detector
US06/331,470 US4456919A (en) 1980-12-30 1981-12-16 Thermopile type detector with temperature sensor for cold junction
GB8139089A GB2090418B (en) 1980-12-30 1981-12-30 Thermopile detector

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JPS57113332A JPS57113332A (en) 1982-07-14
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