JPS62157538A - 温度センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、赤外線検出素子とチョッパとを備える温度セ
ンサに関し、チョッパを磁性流体シャッタで構成するこ
とにより、構造を小型、かつ、簡単化すると共に、動作
の信頼性を高めたものである。

従来の技術 温度センサは、被検知物体に接触させて温度を検知する
接触型のものと、被検知物体から離れた位置において、
被検知物体から放射される赤外線を検知する非接触型の
ものとに大別される。接触型温度センサとしては、サー
ミスタ、熱電対、バイメタル、ガラス温度計等が知られ
ているが、応答速度が遅いこと、接触状態によって検知
温度が左右されること、接触できないもの、例えば高温
物体の温度を検出できないこと等の問題点を持つ。

解方、非接触型温度センサとしては、常温で使用できる
赤外線温度センサが良く知られており。

サーモパイル、サーミスタボロメータ、焦電型赤外線セ
ンサ等がある。これらの赤外線温度センサは、感度に波
長依存性がなく、かつ、安価であるという利点がある。

しかしながら、サーモパイル、サーミスタボロメータは
、焦電型赤外線センサと比較して、感度が低い、安定化
電源を必要とする等の問題点がある。これに対して、焦
電型赤外線センサは、感度が高く、信頼性に優れ、安価
であるという特長を有する。しかしながら、焦電型赤外
線センサは、被検知物体の温度変化に伴なう赤外線の変
化に応じた電気信号を発生するもので、温度変化がない
場合には温度検出ができない、そこで、焦電型赤外線セ
ンサを用いて温度センサを構成する場合には、焦電型赤
外線検出素子に入射される赤外線をチ璽ツバで断続して
、入射赤外線を強制的に変化させる手段が用いられてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のチョッパは、例えば特開昭５５−
５４４１８号公報に開示される如く、モータによって遮
閉板を回転させたり、ソレノイドなどの磁気駆動装６ま
たは圧電振動子等により遮閉板を往復動させて、焦電型
赤外線検出素子に入射される赤外線を断続する機械的な
チョッパとなっていたため、全体形状が大型化すると共
に、構造が複雑になり、小型で、しかも信頼性の高い赤
外線温度センサを得ることができなかった。

問題点を解決するための手段 上述する従来の問題点を解決するため、本発明は、赤外
線検出素子と、この赤外線検出素子に入射される赤外線
を断続するチョッパとを備える温度センサにおいて、前
記チョッパは磁性流体シャッタでなることを特徴とする
。

作用 磁性流体は、マグネタイトや各種フェライト等の磁性微
粒子の表面を、オレイン酸やリノール酸等のような長鎖
不飽和脂肪酸で被覆し、界面活性剤を使って、脂肪族炭
化水素、芳香族炭化水素、水等の溶媒中に分散させたコ
ロイド溶液であって、磁気的には永久磁気モーメントを
持つ分子の集合体となっている。従って、磁界を印加す
ると、その磁界の方向等に応じて、永久磁気モーメント
を持つ分子の集合体が、ある特定方向に移動するように
なる１本発明においては、この磁性流体の磁気応答性を
利用して磁性流体シャッタを構成し、磁性流体シャッタ
によって赤外線検出素子に入射される赤外線を断続する
ことにより、物体の温度を非接触的に検出できるように
したものである。

磁性流体シャッタは、磁性流体の磁気応答性を利用した
ものであるから、従来の機械的なチョッパと異なって、
可動部分の殆どない静止的なチョッパとなる。従って、
機械的チョッパと違って、構造が簡単になると同時に、
小型になり、動作の信頼性も高くなる。

実施例 第１図は本発明に係る温度センサを組込んだ温布・Ｔｌ
１１つ壮嬰ハ１恢士屯誼斂晶−デ二↓ｂ４−＊　　　　
４　−上Ａ七ｔ１型の赤外線検出素子、２は赤外線検出
素子１の赤外線入射面側の直前に配置された磁性流体シ
ャッタ、３は磁性流体シャッタ２を駆動する駆動回路で
ある。磁性流体シャッタ２の駆動に当っては、駆動回路
３から１〜数十Ｈｚ程度の方形波を与えてオン、オフ駆
動するのがよい、４は増幅器、５はインタフェース回路
、６はマイクロプロセッサであり、これらは信号処理回
路を構成している。

次に動作について説明する。磁性流体シャッタ２が、駆
動回路３から与えられる第２図（ｂ）に示すような方形
波によってオン、オフ駆動されると、被検知物体Ａから
放射された赤外線は、磁性流体シャッタ２のオン、オフ
動作によって断続されて、赤外線検出素子ｌに入射され
る。従って、赤外線検出素子１からは、磁性流体シャッ
タ２のオン、オフ動作に対応して、第２図（Ｃ）に示す
ような波形の検出信号が出力される。赤外線検出素子ｌ
の検出信号は被検知物体Ａの赤外線放射強Ｉぎ、　Ｉ’
！Ｅｌち温度に対応１．たイ直とか♂−洋って　去姓線
検出素子ｌから出力される検出信号を、増＠器４．イン
タフェース回路５、マイクロプロセッサ６及び出力回路
７等でなる処理回路に入力して処理することにより、被
検知物体Ａの温度を測定することができる。

前記磁性流体シャッタ２の具体例としては、例えば第３
図に示すような構造が考えられる０図において、２１は
磁性流体、２２は磁性流体２１を封止するケースである
。このケース２２は赤外線透過材料で形成されている０
例えばシリコン、ゲルマニュウム、ポリエチレンフィル
ム等である。

ケース２２の外周部外側には磁気駆動手段２３が設けら
れている。この実施例では、コア２３１に巻線２３２を
施したものを示している。

巻線２３２に対して、前述の駆動回路３より駆動信号を
与えて駆動すると、そのとき流れる電流の向きに対応す
る方向の磁界が発生する。このため、ケース２２内に封
止された磁性流体２１が前記磁界の向きに対応して、例
えば矢印ａ方向に移動し、または反対に、矢印す方向に
移動する。矢印ａ方法に移動した場合には、Ｇｉ性流体
２１がケース２２の周辺部に偏り、赤外線通過領域とな
、るケース２２の中央部における磁性流体２１の密度が
著しく稀薄になるので、被検知物体Ａから放射された赤
外線が磁性流体シャッタ２を通過して、赤外線検出素子
ｌに入射される。

一方、磁性流体２１が矢印す方向に移動した場合には、
赤外線の通過領域たる中央部の磁性流体２１の密度が高
くなるので、赤外線は遮断される。

上述のように、駆動回路３から与えられる駆動信号によ
って、磁性流体２１を移動制御し、−それによって被検
知物体Ａから赤外線検出素子１に入射される赤外線を断
続するものであるから、可動部分は殆どなく、しかも、
磁性流体シャツタ２自体も小型、薄型になるから、小型
かつ薄型で、しかも構造が簡単であり、動作の信頼性の
高い温度センサを実現することができる。

発明の効果 以上述べたように、本発明は、赤外線検出素子と、この
赤外線検出素子に入射される赤外線を断続するチョッパ
とを備える温度センサにおいて。

前記チョッパは磁性流体シャッタでなることを特徴とす
るから、小型かつ薄型で、構造が簡単であり、しかも信
頼性の高い温度センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る温度センサを組込んだ温度検出装
置の構成を概略的に示す図、第２図は同じくその動作を
説明する波形図、第３図は磁性流体シャッタの具体例を
示す断面図である。 ｌ−命・赤外線検出素子 ２・ＩＩ争磁性流体シャッタ 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　赤外線検出素子と、この赤外線検出素子に入射
   される赤外線を断続するチョッパとを備える温度センサ
   において、前記チョッパは磁性流体シャッタでなること
   を特徴とする温度センサ。
2. （２）　前記赤外線検出素子は、焦電型のものでなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の温度セン
   サ。
3. （３）　前記磁性流体シャッタは、赤外線透過材でなる
   ケース内に磁性流体を入れ、この磁性流体を磁界によっ
   て駆動する構成でなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の温度センサ。