赤外線温度センサ
【課題】正確な温度補償を実現できる赤外線温度センサを提供する。
【解決手段】赤外線温度センサ１０１は、熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子５１と、外部環境からの熱量を検知する温度補償用感熱素子５２と、外部環境と赤外線温度センサ１０１との間で熱の流出入が行われる熱流出入部位３０とを備え、熱流出入部位３０から赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２へのそれぞれの熱伝導が略均等になるように構成されている。
【解決手段】赤外線温度センサ１０１は、熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子５１と、外部環境からの熱量を検知する温度補償用感熱素子５２と、外部環境と赤外線温度センサ１０１との間で熱の流出入が行われる熱流出入部位３０とを備え、熱流出入部位３０から赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２へのそれぞれの熱伝導が略均等になるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源の温度を非接触測定するための温度センサとして、例えば、特開２００３−１９４６３０号公報に開示されている赤外線温度センサが知られている。赤外線温度センサは、熱源から放射される赤外線を吸収する赤外線吸収膜の温度上昇を赤外線検知用感熱素子によって検知し、放射赤外線の熱量に基づいて熱源の温度を測定する。赤外線検知用感熱素子は、受熱熱量に応じて電気的特性が変化する温度特性を有しており、赤外線吸収膜が吸収した赤外線熱量のみならず外部環境が赤外線検知用感熱素子に与える熱量によってもその電気的特性は変化する。このため、赤外線温度センサは、外部環境と赤外線検知用感熱素子との間で流出入する熱量を検知し、赤外線検知用感熱素子の測定結果を補正するための温度補償用感熱素子を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９４６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同公報に開示の赤外線温度センサでは、赤外線温度センサを所定の取り付け面に固定するためのネジを螺合するネジ孔を赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子のそれぞれに対して熱伝導的に非対称な位置に設けている。赤外線センサと外部環境との間の熱の流出入は、このネジ孔を介して行われるため、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子のそれぞれに対して熱伝導的に非対称な位置にネジ孔を形成すると、ネジ孔を起点としてセンサ本体にアンバランスな熱分布が生じてしまい、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子の温度分布が不均一になる虞がある。このような不均一な温度分布の環境下では、温度補償用感熱素子は、外部環境が赤外線検知用感熱素子に与える熱量を正確に測定することができないため、温度補償の誤差の原因になり得る。
【０００５】
また、同公報に開示の赤外線温度センサでは、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子が同一の空間を共有しているため、発熱した赤外線検知用感熱素子からの放熱を温度補償用感熱素子が受熱する虞があり、正確な温度補償ができない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑み、正確な温度補償を実現できる赤外線温度センサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に関わる赤外線温度センサは、熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサであって、熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子と、外部環境からの熱量を検知する温度補償用感熱素子と、外部環境と赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる熱流出入部位とを備え、熱流出入部位から赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子へのそれぞれの熱伝導が略均等になるように構成されている。
【０００８】
このように、熱流出入部位からの赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子への熱伝導を略均一に設計することで、熱流出入部位からセンサ本体への熱分布が均等になり、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子が外部環境との間で授受する熱量を均等化することができる。これにより、温度補償用感熱素子が外部環境との間で授受する熱量は、赤外線検知用感熱素子が外部環境との間で授受する熱量と略同一であると看做すことが可能となり、正確な温度補償を実現できる。
【０００９】
本発明においては、熱流出入部位が赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子との間に位置する構造が好ましい。このような構造は、熱流出入部位が赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子とを結ぶ線上に位置する構造のみならず、赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子とを結ぶ線上に垂直に熱流出入部位を投影したときの投影点が赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子との間に位置する構造を含むものである。
【００１０】
熱流出入部位を中心として赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子が点対称に配置されているのが好ましい。このような配置によれば、熱流出入部位から赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子へのそれぞれの熱伝導を略均等にできる。
【００１１】
赤外線温度センサは、外部環境と赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる複数の熱流出入部位を備えてもよい。また、熱流出入部位は、赤外線温度センサを取り付け面に固定するための固定手段であってもよい。この場合、熱流出入部位は、赤外線温度センサと取り付け面との間で熱を流出入する。熱流出入部位は、取り付け面に点接触するための凸部を備えてもよい。センサ本体と取り付け面との接触箇所は、凸部のみに限られるため、センサ本体は、取り付け面の温度分布の影響を受けることがないという利点を有する。
【００１２】
赤外線温度センサは、赤外線検知用感熱素子を収容する第一の凹部と、温度補償用感熱素子を収容する第二の凹部と、を更に備え、第一及び第二の凹部は、それぞれ分離された独立の空間を形成してもよい。斯かる構成によれば、放射赤外線の受光により発熱した赤外線検知用感熱素子からの放熱の影響を温度補償用感熱素子が受けないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、正確な温度補償を実現できる赤外線温度センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図２】実施例１に係わる赤外線吸収膜の説明図である。
【図３】実施例１に係わる赤外線温度センサの取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【図４】実施例１に係わる温度検出回路の回路図である。
【図５】実施例１に係わる赤外線吸収膜の説明図である。
【図６】実施例２に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図７】実施例２に係わる赤外線温度センサの取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【図８】実施例３に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図９】実施例４に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１０】実施例５に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１１】実施例６に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１２】実施例７に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１３】実施例８に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１４】実施例９に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１５】実施例１０に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１６】実施例１１に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、各図を参照しながら本発明に係わる実施例について説明する。同一の部材については、同一の符号を付すものとし、重複する説明を省略する。なお、図面は、模式的なものであり、説明の便宜上、厚みと平面寸法との関係、及び部材相互間の厚みの比率は、現実のセンサ構造とは異なる。
【実施例１】
【００１６】
図１乃至図５を参照しながら実施例１に係わる赤外線温度センサ１０１の構造について説明する。図１（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０１の上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（Ｃ）は赤外線温度センサ１０１の底面図、図２は赤外線吸収膜４１，４２の説明図、図３は赤外線温度センサ１０１の取り付け断面構造を示す一部断面図、図４は温度検出回路７０の回路図、図５は赤外線吸収膜４３の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、赤外線温度センサ１０１のセンサ本体２０には、二つの有底凹部２１，２２が形成されている。有底凹部２１には、熱源が存在する外部環境に露出する開口部２１ａと、放射赤外線を吸収して発熱する赤外線吸収膜４１と、熱源からの放射赤外線を赤外線吸収膜４１に導光する導光部２１ｂとが形成されている。赤外線吸収膜４１の表面は、外部環境に露出し、その裏面には、放射赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子５１が固着されている。赤外線検知用感熱素子５１は、赤外線吸収膜４１の裏面と有底凹部２１の底面との間の空間２１ｃに存在する。有底凹部２２には、熱源が存在する外部環境に露出する開口部２２ａと、赤外線吸収膜４２と、熱源からの放射赤外線から赤外線吸収膜４２を遮光する遮光板２３とが形成されている。赤外線吸収膜４２の表面は、遮光板２３に対面しており、外部環境に露出していない。赤外線吸収膜４２の裏面には、外部環境からセンサ本体２０の伝熱経路を介して授受される熱量を検知する温度補償用感熱素子５２が固着されている。温度補償用感熱素子５２は、赤外線吸収膜４２の裏面と有底凹部２２の底面との間の空間２２ｃに存在する。
【００１８】
図２に示すように、赤外線吸収膜４１の裏面には、赤外線検知用感熱素子５１と温度検出回路７０とを結線するためのリードパターン６１及び接続端子８５が形成されている。同様に、赤外線吸収膜４２の裏面には、温度補償用感熱素子５２と温度検出回路７０とを結線するためのリードパターン６２及び接続端子８５が形成されている。なお、赤外線吸収膜４１，４２の材質は、熱源からの放射赤外線を吸収して発熱する材質であればよく、特に限定されるものではいが、遠赤外線と称される４μｍから１０μｍの波長の光に吸収スペクトラムを有する材質が望ましく、例えば、フッ素、シリコーン、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の高分子材料からなる樹脂が好ましい。また、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２は、受熱熱量に応じて電気的特性が変化する電子素子であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、抵抗温度特性を有するサーミスタ、サーモパイル、金属測温度体などが好適である。また、センサ本体２０の材質としては、熱伝導率が高く且つ熱容量の大きい材質が好ましく、例えば、アルミニウムが好適である。
【００１９】
図３に示すように、二つの有底凹部２１，２２の間には、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するネジ孔３０がセンサ本体２０の上面から底面に貫通しており、このネジ孔３０は、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するための固定手段として機能する。外部環境とセンサ本体２０との間では、ネジ孔３０を通じてのみ熱の流出入が行われるため、ネジ孔３０は、熱流出入部位としても機能し、ネジ孔３０以外の部位を通じての熱の流出入は行われない。このため、ネジ孔３０は、センサ本体２０の温度分布の基準点（以下、熱的基準点と称する。）として機能する。
【００２０】
赤外線温度センサ１０１は、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導が略均一になるように各部の形状及び材質等が設計されている。具体的には、熱的基準点を中心に二つの有底凹部２１，２２の位置、形状、及びサイズは、何れも熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、熱的基準点を中心に赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２の取り付け位置が熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、熱的基準点を中心に赤外線吸収膜４１，４２の位置、形状、及びサイズは、何れも熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、熱的基準点を中心にリードパターン６１，６２の位置、及び形状は、何れも熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、赤外線吸収膜４１，４２の材質は同一材質に選定されている。また、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２の温度特性（例えば、抵抗温度特性）は、同一であることが好ましい。なお、「熱伝導的に対称」とは、幾何学的な対称性を意図するものではなく、熱基準点からの熱抵抗を加味した伝熱経路の対称性を意味する。
【００２１】
このように、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一に設計することで、熱基準点からセンサ本体２０への熱分布が均等になり、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２が外部環境との間で授受する熱量を均等化することができる。これにより、温度補償用感熱素子５２が外部環境との間で授受する熱量は、赤外線検知用感熱素子５１が外部環境との間で授受する熱量と略同一であると看做すことが可能となり、正確な温度補償を実現できる。
【００２２】
なお、センサ本体２０の底面全体が取り付け面９０に密着したとしても、センサ本体２０の底面の熱抵抗よりもネジ１００の熱抵抗の方が相対的に小さいため、外部環境と赤外線温度センサ１０１との間の熱の流出入は、ネジ孔３０を通じて行われる点に留意されたい。
【００２３】
図４に示すように、温度検出回路７０は、ブリッジ回路７３及びメモリ回路７９を主要構成として備える。ブリッジ回路７３は、抵抗７１と赤外線検知用感熱素子５１とが直列接続されてなる第一のハーフブリッジ回路と、抵抗７２と温度補償用感熱素子５２とが直列接続されてなる第二のハーフブリッジ回路とを備え、第一及び第二のハーフブリッジ回路が並列接続されてなる回路構成を有する。抵抗７１，７２の接続点は、電源７４に接続される一方、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２の接続点は、グランドに接続される。温度変化に伴う赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２のそれぞれの電気抵抗の変化は、それぞれの出力電圧の変化として現れる。差動アンプ８１は、赤外線検知用感熱素子５１の出力電圧と温度補償用感熱素子５２の出力電圧とを差動増幅する。差動アンプ８１の差動出力信号は、Ａ／Ｄ変換器７６によってデジタルデータ８０に変換される。更に、温度補償用感熱素子５２の出力電圧は、アンプ７７によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器７８によってデジタルデータ８１に変換される。メモリ回路７９は、デジタルデータ８０，８１の組み合わせと熱源の温度とを対応させたデータテーブルを格納しており、デジタルデータ８０，８１の組み合わせに対応する熱源の温度８２を出力する。
【００２４】
なお、上述の説明では、分離された二つの赤外線吸収膜４１，４２を用いる例を説明したが、図５に示すように、一枚の赤外線吸収膜４３を用いてもよい。これにより、製造コストを下げることができる。
【００２５】
本実施例によれば、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導が略均一に設計されているため、正確な温度補償を実現することができる。また、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２がそれぞれ熱伝導的に分離された独立の空間２１ｃ,２２ｃに存在するため、放射赤外線の受光により発熱した赤外線検知用感熱素子５１からの放熱の影響を温度補償用感熱素子５２が受けないようにすることができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、図６乃至図７を参照しながら実施例２に関わる赤外線温度センサ１０２の構造について説明する。図６（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０２の上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６（Ｃ）は赤外線温度センサ１０２の底面図、図７は赤外線温度センサ１０２の取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【００２７】
赤外線温度センサ１０２は、センサ本体２０の底面に開口するネジ孔３０の周辺部が断面凸状に突出する凸部２４を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。センサ本体２０と取り付け面９０との接触箇所は、凸部２４のみに限られるため、センサ本体２０は、取り付け面９０の温度分布の影響を受けることがない。センサ本体２０と外部環境との間の熱の流出入は、凸部２４及びネジ孔３０を通じて行われるため、凸部２４及びネジ孔３０は、熱基準点として機能する。センサ本体２０の底面に平行な面で凸部２４を切断したときの断面形状は、ネジ孔３０の開口中心に関して熱伝導的に点対称な形状（例えば、円形）が好ましい。本実施例によれば、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導をより一層均一に設計することが可能になる。
【実施例３】
【００２８】
次に、図８を参照しながら実施例３に関わる赤外線温度センサ１０３の構造について説明する。図８（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０３の底面図、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）は赤外線温度センサ１０３の取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【００２９】
赤外線温度センサ１０３は、取り付け面９０の凸部９１に係合する凹部２５を備える点で実施例２に関わる赤外線温度センサ１０２と相違し、その余の点で共通する。センサ本体２０と取り付け面９０とを凸部２４を介して一点接触させると、ネジ１００の軸心回りにセンサ本体２０が回転してしまい、安定的な固定を実現できない虞があるが、本実施例のように、凹部２５と凸部９１とを係合させることで、ネジ１００の軸心回りのセンサ本体２０の回転を制限できるため、センサ本体２０を安定して取り付け面９０に固定できる。凹部２５も、凸部９１を介して取り付け面９０との間で熱の授受を行うため、赤外線検知用感熱素子５１の中心点と温度補償用感熱素子５２の中心点とを結ぶ線分に直交する直線上に凹部２５を形成し、熱基準点としての凹部２５からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一に設計するのが好ましい。
【００３０】
なお、図８（Ｃ）に示すように、センサ本体２０の底面には、取り付け面９０の凹部９２に係合する凸部２６を形成してもよい。凸部２６も、凹部９２を介して取り付け面９０との間で熱の授受を行うため、赤外線検知用感熱素子５１の中心点と温度補償用感熱素子５２の中心点とを結ぶ線分に直交する直線上に凸部２６を形成するのが好ましい。
【実施例４】
【００３１】
次に、図９を参照しながら実施例４に関わる赤外線温度センサ１０４の構造について説明する。図９（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０４の上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図９（Ｃ）は赤外線温度センサ１０４の底面図である。
【００３２】
赤外線温度センサ１０４は、熱基準点として機能する二つのネジ孔３１，３２を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。本実施例では、それぞれのネジ孔３１，３２からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一に設計するのが好ましい。具体的には、二つのネジ孔３１，３２を通る線分と、赤外線検知用感熱素子５１の中心点と温度補償用感熱素子５２の中心点とを通る線分とがそれぞれの中点で直交するようにネジ孔３１，３２を形成するのが好ましい。本実施例によれば、それぞれのネジ孔３１，３２にネジ１００を螺合してセンサ本体２０を取り付け面９０に固定することにより、安定した固定を実現できる。
【実施例５】
【００３３】
次に、図１０を参照しながら実施例５に関わる赤外線温度センサ１０５の構造について説明する。図１０（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０５の上面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００３４】
赤外線温度センサ１０５は、取り付け面９０とセンサ本体２０とを点接触させるための手段として、スペーサ２７を備える点で実施例２に関わる赤外線温度センサ１０２と相違し、その余の点で共通する。スペーサ２７は、ネジ１００を挿通するための孔を有する部品（例えば、座金等のセンサ本体２０とは別体の部品）である。
【実施例６】
【００３５】
次に、図１１を参照しながら実施例６に関わる赤外線温度センサ１０６の構造について説明する。図１１（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０６の上面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００３６】
赤外線温度センサ１０６は、センサ本体２０の上面に開口するネジ孔３０の周辺部が断面凸状に突出する凸部２４を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。取り付け面９０は、熱源に対向する第一の主面９０Ａ及びその裏面である第二の主面９０Ｂを備える。取り付け面９０には、熱源からの赤外線を有底凹部２１に導光するための開口部９４が形成されている。ネジ１００をネジ孔３０に螺合してセンサ本体２０を第二の主面９０Ｂに固定すると、凸部２４と第二の主面９０Ｂとが点接触するように構成されている。凸部２４は、取り付け面９０とセンサ本体２０との間で熱の授受が行われる熱基準点として機能する。
【実施例７】
【００３７】
次に、図１２を参照しながら実施例７に関わる赤外線温度センサ１０７の構造について説明する。図１２（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０７の底面図、図１２（Ｂ）は赤外線温度センサ１０７の側面図、図１２（Ｃ）は赤外線温度センサ１０７の取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【００３８】
赤外線度センサ１０７は、開口方向が相互に直交する二つのネジ孔３０，３３を備える点で実施例２に係わる赤外線温度センサ１０２と相違し、その余の点で共通する。センサ本体には、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するネジ孔３０がセンサ本体２０の上面から底面に貫通しており、更に、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するネジ孔３３がセンサ本体２０の右側面から左側面に貫通している。なお、図１２（Ｃ）は、ネジ孔３３にネジ１００を螺合することによりセンサ本体２０を取り付け面９０に固定した状態を示す。本実施例によれば、開口方向が相互に直交する二つのネジ孔３０，３３のうち何れか一方を用いてセンサ本体２０を取り付け面９０に固定できるため、柔軟性のある取り付け構造を提供できる。
【実施例８】
【００３９】
次に、図１３を参照しながら実施例８に関わる赤外線温度センサ１０８の構造について説明する。図１３（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０８の上面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００４０】
赤外線温度センサ１０８は、センサ本体２０の底面に開口するネジ孔３０の周辺部が断面凹状に陥没する凹部２８を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。取り付け面９０には、ネジ１００を挿通するための孔を有し、且つ凹部２８に係合する凸部９５が突出しており、凹部２８と凸部９５とを係合させた状態でネジ孔３０にネジ１００を螺合することで、センサ本体２０は、取り付け面９０に固定される。センサ本体２０と外部環境との間の熱の流出入は、凹部２８及びネジ孔３０を通じて行われるため、凹部２８及びネジ孔３０は、熱基準点として機能する。センサ本体２０の底面に平行な面で凹部２８を切断したときの断面形状を多角形とすることにより、ネジ１００を用いてセンサ本体２０を固定したときに、ネジ１００の軸心回りのセンサ本体２０の回転を抑制できる。特に、センサ本体２０の底面に平行な面で凹部２８を切断したときの断面形状を、ネジ孔３０の中心点に関して点対称な多角形とすると、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一にする上で効果的である。
【実施例９】
【００４１】
次に、図１４を参照しながら実施例９に関わる赤外線温度センサ１０９の構造について説明する。図１４は、本実施例に係わる赤外線温度センサ１０９の取り付け断面構造を示す一部断面図である。赤外線温度センサ１０９は、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するためのネジ孔３４，３５がセンサ本体２０を貫通するのではなく、センサ本体２０の上面及び底面のそれぞれに断面凹状に陥没している点で実施例６に係わる赤外線温度センサ１０６と相違し、その余の点で共通する。
【実施例１０】
【００４２】
次に、図１５を参照しながら実施例１０に関わる赤外線温度センサ１１０の構造について説明する。図１５は、本実施例に係わる赤外線温度センサ１１０の取り付け断面構造を示す一部断面図である。赤外線温度センサ１１０は、センサ本体２０にネジ１００が予め固定されている点で実施例１に係わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。本実施例によれば、取り付け面９０に開口するネジ孔９６にネジ１００を挿通し、ナット１２０をネジ１００に螺合することにより、センサ本体２０を取り付け面９０に固定することができる。
【実施例１１】
【００４３】
次に、図１６を参照しながら実施例１１に関わる赤外線温度センサ１１１の構造について説明する。図１６は、本実施例に係わる赤外線温度センサ１１１の取り付け断面構造を示す一部断面図である。赤外線温度センサ１１１は、センサ本体２０にクリップ１３０が予め固定されている点で実施例１に係わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。本実施例によれば、取り付け面９０に開口する孔９７にクリップ１３０を嵌挿することにより、センサ本体２０を取り付け面９０に固定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係わる赤外線温度センサは、熱源の温度を非接触測定する用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００…ネジ
１０１〜１１１…赤外線温度センサ
２０…センサ本体
２１，２２…有底凹部
３０…ネジ孔
４１，４２…赤外線吸収膜
５１…赤外線検知用感熱素子
５２…温度補償用感熱素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源の温度を非接触測定するための温度センサとして、例えば、特開２００３−１９４６３０号公報に開示されている赤外線温度センサが知られている。赤外線温度センサは、熱源から放射される赤外線を吸収する赤外線吸収膜の温度上昇を赤外線検知用感熱素子によって検知し、放射赤外線の熱量に基づいて熱源の温度を測定する。赤外線検知用感熱素子は、受熱熱量に応じて電気的特性が変化する温度特性を有しており、赤外線吸収膜が吸収した赤外線熱量のみならず外部環境が赤外線検知用感熱素子に与える熱量によってもその電気的特性は変化する。このため、赤外線温度センサは、外部環境と赤外線検知用感熱素子との間で流出入する熱量を検知し、赤外線検知用感熱素子の測定結果を補正するための温度補償用感熱素子を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９４６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同公報に開示の赤外線温度センサでは、赤外線温度センサを所定の取り付け面に固定するためのネジを螺合するネジ孔を赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子のそれぞれに対して熱伝導的に非対称な位置に設けている。赤外線センサと外部環境との間の熱の流出入は、このネジ孔を介して行われるため、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子のそれぞれに対して熱伝導的に非対称な位置にネジ孔を形成すると、ネジ孔を起点としてセンサ本体にアンバランスな熱分布が生じてしまい、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子の温度分布が不均一になる虞がある。このような不均一な温度分布の環境下では、温度補償用感熱素子は、外部環境が赤外線検知用感熱素子に与える熱量を正確に測定することができないため、温度補償の誤差の原因になり得る。
【０００５】
また、同公報に開示の赤外線温度センサでは、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子が同一の空間を共有しているため、発熱した赤外線検知用感熱素子からの放熱を温度補償用感熱素子が受熱する虞があり、正確な温度補償ができない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑み、正確な温度補償を実現できる赤外線温度センサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に関わる赤外線温度センサは、熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサであって、熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子と、外部環境からの熱量を検知する温度補償用感熱素子と、外部環境と赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる熱流出入部位とを備え、熱流出入部位から赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子へのそれぞれの熱伝導が略均等になるように構成されている。
【０００８】
このように、熱流出入部位からの赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子への熱伝導を略均一に設計することで、熱流出入部位からセンサ本体への熱分布が均等になり、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子が外部環境との間で授受する熱量を均等化することができる。これにより、温度補償用感熱素子が外部環境との間で授受する熱量は、赤外線検知用感熱素子が外部環境との間で授受する熱量と略同一であると看做すことが可能となり、正確な温度補償を実現できる。
【０００９】
本発明においては、熱流出入部位が赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子との間に位置する構造が好ましい。このような構造は、熱流出入部位が赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子とを結ぶ線上に位置する構造のみならず、赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子とを結ぶ線上に垂直に熱流出入部位を投影したときの投影点が赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子との間に位置する構造を含むものである。
【００１０】
熱流出入部位を中心として赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子が点対称に配置されているのが好ましい。このような配置によれば、熱流出入部位から赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子へのそれぞれの熱伝導を略均等にできる。
【００１１】
赤外線温度センサは、外部環境と赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる複数の熱流出入部位を備えてもよい。また、熱流出入部位は、赤外線温度センサを取り付け面に固定するための固定手段であってもよい。この場合、熱流出入部位は、赤外線温度センサと取り付け面との間で熱を流出入する。熱流出入部位は、取り付け面に点接触するための凸部を備えてもよい。センサ本体と取り付け面との接触箇所は、凸部のみに限られるため、センサ本体は、取り付け面の温度分布の影響を受けることがないという利点を有する。
【００１２】
赤外線温度センサは、赤外線検知用感熱素子を収容する第一の凹部と、温度補償用感熱素子を収容する第二の凹部と、を更に備え、第一及び第二の凹部は、それぞれ分離された独立の空間を形成してもよい。斯かる構成によれば、放射赤外線の受光により発熱した赤外線検知用感熱素子からの放熱の影響を温度補償用感熱素子が受けないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、正確な温度補償を実現できる赤外線温度センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図２】実施例１に係わる赤外線吸収膜の説明図である。
【図３】実施例１に係わる赤外線温度センサの取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【図４】実施例１に係わる温度検出回路の回路図である。
【図５】実施例１に係わる赤外線吸収膜の説明図である。
【図６】実施例２に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図７】実施例２に係わる赤外線温度センサの取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【図８】実施例３に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図９】実施例４に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１０】実施例５に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１１】実施例６に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１２】実施例７に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１３】実施例８に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１４】実施例９に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１５】実施例１０に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【図１６】実施例１１に係わる赤外線温度センサの構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、各図を参照しながら本発明に係わる実施例について説明する。同一の部材については、同一の符号を付すものとし、重複する説明を省略する。なお、図面は、模式的なものであり、説明の便宜上、厚みと平面寸法との関係、及び部材相互間の厚みの比率は、現実のセンサ構造とは異なる。
【実施例１】
【００１６】
図１乃至図５を参照しながら実施例１に係わる赤外線温度センサ１０１の構造について説明する。図１（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０１の上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（Ｃ）は赤外線温度センサ１０１の底面図、図２は赤外線吸収膜４１，４２の説明図、図３は赤外線温度センサ１０１の取り付け断面構造を示す一部断面図、図４は温度検出回路７０の回路図、図５は赤外線吸収膜４３の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、赤外線温度センサ１０１のセンサ本体２０には、二つの有底凹部２１，２２が形成されている。有底凹部２１には、熱源が存在する外部環境に露出する開口部２１ａと、放射赤外線を吸収して発熱する赤外線吸収膜４１と、熱源からの放射赤外線を赤外線吸収膜４１に導光する導光部２１ｂとが形成されている。赤外線吸収膜４１の表面は、外部環境に露出し、その裏面には、放射赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子５１が固着されている。赤外線検知用感熱素子５１は、赤外線吸収膜４１の裏面と有底凹部２１の底面との間の空間２１ｃに存在する。有底凹部２２には、熱源が存在する外部環境に露出する開口部２２ａと、赤外線吸収膜４２と、熱源からの放射赤外線から赤外線吸収膜４２を遮光する遮光板２３とが形成されている。赤外線吸収膜４２の表面は、遮光板２３に対面しており、外部環境に露出していない。赤外線吸収膜４２の裏面には、外部環境からセンサ本体２０の伝熱経路を介して授受される熱量を検知する温度補償用感熱素子５２が固着されている。温度補償用感熱素子５２は、赤外線吸収膜４２の裏面と有底凹部２２の底面との間の空間２２ｃに存在する。
【００１８】
図２に示すように、赤外線吸収膜４１の裏面には、赤外線検知用感熱素子５１と温度検出回路７０とを結線するためのリードパターン６１及び接続端子８５が形成されている。同様に、赤外線吸収膜４２の裏面には、温度補償用感熱素子５２と温度検出回路７０とを結線するためのリードパターン６２及び接続端子８５が形成されている。なお、赤外線吸収膜４１，４２の材質は、熱源からの放射赤外線を吸収して発熱する材質であればよく、特に限定されるものではいが、遠赤外線と称される４μｍから１０μｍの波長の光に吸収スペクトラムを有する材質が望ましく、例えば、フッ素、シリコーン、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の高分子材料からなる樹脂が好ましい。また、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２は、受熱熱量に応じて電気的特性が変化する電子素子であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、抵抗温度特性を有するサーミスタ、サーモパイル、金属測温度体などが好適である。また、センサ本体２０の材質としては、熱伝導率が高く且つ熱容量の大きい材質が好ましく、例えば、アルミニウムが好適である。
【００１９】
図３に示すように、二つの有底凹部２１，２２の間には、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するネジ孔３０がセンサ本体２０の上面から底面に貫通しており、このネジ孔３０は、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するための固定手段として機能する。外部環境とセンサ本体２０との間では、ネジ孔３０を通じてのみ熱の流出入が行われるため、ネジ孔３０は、熱流出入部位としても機能し、ネジ孔３０以外の部位を通じての熱の流出入は行われない。このため、ネジ孔３０は、センサ本体２０の温度分布の基準点（以下、熱的基準点と称する。）として機能する。
【００２０】
赤外線温度センサ１０１は、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導が略均一になるように各部の形状及び材質等が設計されている。具体的には、熱的基準点を中心に二つの有底凹部２１，２２の位置、形状、及びサイズは、何れも熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、熱的基準点を中心に赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２の取り付け位置が熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、熱的基準点を中心に赤外線吸収膜４１，４２の位置、形状、及びサイズは、何れも熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、熱的基準点を中心にリードパターン６１，６２の位置、及び形状は、何れも熱伝導的に対称（例えば、幾何学的に点対称）となるように設計されている。また、赤外線吸収膜４１，４２の材質は同一材質に選定されている。また、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２の温度特性（例えば、抵抗温度特性）は、同一であることが好ましい。なお、「熱伝導的に対称」とは、幾何学的な対称性を意図するものではなく、熱基準点からの熱抵抗を加味した伝熱経路の対称性を意味する。
【００２１】
このように、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一に設計することで、熱基準点からセンサ本体２０への熱分布が均等になり、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２が外部環境との間で授受する熱量を均等化することができる。これにより、温度補償用感熱素子５２が外部環境との間で授受する熱量は、赤外線検知用感熱素子５１が外部環境との間で授受する熱量と略同一であると看做すことが可能となり、正確な温度補償を実現できる。
【００２２】
なお、センサ本体２０の底面全体が取り付け面９０に密着したとしても、センサ本体２０の底面の熱抵抗よりもネジ１００の熱抵抗の方が相対的に小さいため、外部環境と赤外線温度センサ１０１との間の熱の流出入は、ネジ孔３０を通じて行われる点に留意されたい。
【００２３】
図４に示すように、温度検出回路７０は、ブリッジ回路７３及びメモリ回路７９を主要構成として備える。ブリッジ回路７３は、抵抗７１と赤外線検知用感熱素子５１とが直列接続されてなる第一のハーフブリッジ回路と、抵抗７２と温度補償用感熱素子５２とが直列接続されてなる第二のハーフブリッジ回路とを備え、第一及び第二のハーフブリッジ回路が並列接続されてなる回路構成を有する。抵抗７１，７２の接続点は、電源７４に接続される一方、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２の接続点は、グランドに接続される。温度変化に伴う赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２のそれぞれの電気抵抗の変化は、それぞれの出力電圧の変化として現れる。差動アンプ８１は、赤外線検知用感熱素子５１の出力電圧と温度補償用感熱素子５２の出力電圧とを差動増幅する。差動アンプ８１の差動出力信号は、Ａ／Ｄ変換器７６によってデジタルデータ８０に変換される。更に、温度補償用感熱素子５２の出力電圧は、アンプ７７によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器７８によってデジタルデータ８１に変換される。メモリ回路７９は、デジタルデータ８０，８１の組み合わせと熱源の温度とを対応させたデータテーブルを格納しており、デジタルデータ８０，８１の組み合わせに対応する熱源の温度８２を出力する。
【００２４】
なお、上述の説明では、分離された二つの赤外線吸収膜４１，４２を用いる例を説明したが、図５に示すように、一枚の赤外線吸収膜４３を用いてもよい。これにより、製造コストを下げることができる。
【００２５】
本実施例によれば、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導が略均一に設計されているため、正確な温度補償を実現することができる。また、赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２がそれぞれ熱伝導的に分離された独立の空間２１ｃ,２２ｃに存在するため、放射赤外線の受光により発熱した赤外線検知用感熱素子５１からの放熱の影響を温度補償用感熱素子５２が受けないようにすることができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、図６乃至図７を参照しながら実施例２に関わる赤外線温度センサ１０２の構造について説明する。図６（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０２の上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６（Ｃ）は赤外線温度センサ１０２の底面図、図７は赤外線温度センサ１０２の取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【００２７】
赤外線温度センサ１０２は、センサ本体２０の底面に開口するネジ孔３０の周辺部が断面凸状に突出する凸部２４を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。センサ本体２０と取り付け面９０との接触箇所は、凸部２４のみに限られるため、センサ本体２０は、取り付け面９０の温度分布の影響を受けることがない。センサ本体２０と外部環境との間の熱の流出入は、凸部２４及びネジ孔３０を通じて行われるため、凸部２４及びネジ孔３０は、熱基準点として機能する。センサ本体２０の底面に平行な面で凸部２４を切断したときの断面形状は、ネジ孔３０の開口中心に関して熱伝導的に点対称な形状（例えば、円形）が好ましい。本実施例によれば、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導をより一層均一に設計することが可能になる。
【実施例３】
【００２８】
次に、図８を参照しながら実施例３に関わる赤外線温度センサ１０３の構造について説明する。図８（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０３の底面図、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）は赤外線温度センサ１０３の取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【００２９】
赤外線温度センサ１０３は、取り付け面９０の凸部９１に係合する凹部２５を備える点で実施例２に関わる赤外線温度センサ１０２と相違し、その余の点で共通する。センサ本体２０と取り付け面９０とを凸部２４を介して一点接触させると、ネジ１００の軸心回りにセンサ本体２０が回転してしまい、安定的な固定を実現できない虞があるが、本実施例のように、凹部２５と凸部９１とを係合させることで、ネジ１００の軸心回りのセンサ本体２０の回転を制限できるため、センサ本体２０を安定して取り付け面９０に固定できる。凹部２５も、凸部９１を介して取り付け面９０との間で熱の授受を行うため、赤外線検知用感熱素子５１の中心点と温度補償用感熱素子５２の中心点とを結ぶ線分に直交する直線上に凹部２５を形成し、熱基準点としての凹部２５からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一に設計するのが好ましい。
【００３０】
なお、図８（Ｃ）に示すように、センサ本体２０の底面には、取り付け面９０の凹部９２に係合する凸部２６を形成してもよい。凸部２６も、凹部９２を介して取り付け面９０との間で熱の授受を行うため、赤外線検知用感熱素子５１の中心点と温度補償用感熱素子５２の中心点とを結ぶ線分に直交する直線上に凸部２６を形成するのが好ましい。
【実施例４】
【００３１】
次に、図９を参照しながら実施例４に関わる赤外線温度センサ１０４の構造について説明する。図９（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０４の上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図９（Ｃ）は赤外線温度センサ１０４の底面図である。
【００３２】
赤外線温度センサ１０４は、熱基準点として機能する二つのネジ孔３１，３２を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。本実施例では、それぞれのネジ孔３１，３２からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一に設計するのが好ましい。具体的には、二つのネジ孔３１，３２を通る線分と、赤外線検知用感熱素子５１の中心点と温度補償用感熱素子５２の中心点とを通る線分とがそれぞれの中点で直交するようにネジ孔３１，３２を形成するのが好ましい。本実施例によれば、それぞれのネジ孔３１，３２にネジ１００を螺合してセンサ本体２０を取り付け面９０に固定することにより、安定した固定を実現できる。
【実施例５】
【００３３】
次に、図１０を参照しながら実施例５に関わる赤外線温度センサ１０５の構造について説明する。図１０（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０５の上面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００３４】
赤外線温度センサ１０５は、取り付け面９０とセンサ本体２０とを点接触させるための手段として、スペーサ２７を備える点で実施例２に関わる赤外線温度センサ１０２と相違し、その余の点で共通する。スペーサ２７は、ネジ１００を挿通するための孔を有する部品（例えば、座金等のセンサ本体２０とは別体の部品）である。
【実施例６】
【００３５】
次に、図１１を参照しながら実施例６に関わる赤外線温度センサ１０６の構造について説明する。図１１（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０６の上面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００３６】
赤外線温度センサ１０６は、センサ本体２０の上面に開口するネジ孔３０の周辺部が断面凸状に突出する凸部２４を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。取り付け面９０は、熱源に対向する第一の主面９０Ａ及びその裏面である第二の主面９０Ｂを備える。取り付け面９０には、熱源からの赤外線を有底凹部２１に導光するための開口部９４が形成されている。ネジ１００をネジ孔３０に螺合してセンサ本体２０を第二の主面９０Ｂに固定すると、凸部２４と第二の主面９０Ｂとが点接触するように構成されている。凸部２４は、取り付け面９０とセンサ本体２０との間で熱の授受が行われる熱基準点として機能する。
【実施例７】
【００３７】
次に、図１２を参照しながら実施例７に関わる赤外線温度センサ１０７の構造について説明する。図１２（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０７の底面図、図１２（Ｂ）は赤外線温度センサ１０７の側面図、図１２（Ｃ）は赤外線温度センサ１０７の取り付け断面構造を示す一部断面図である。
【００３８】
赤外線度センサ１０７は、開口方向が相互に直交する二つのネジ孔３０，３３を備える点で実施例２に係わる赤外線温度センサ１０２と相違し、その余の点で共通する。センサ本体には、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するネジ孔３０がセンサ本体２０の上面から底面に貫通しており、更に、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するネジ孔３３がセンサ本体２０の右側面から左側面に貫通している。なお、図１２（Ｃ）は、ネジ孔３３にネジ１００を螺合することによりセンサ本体２０を取り付け面９０に固定した状態を示す。本実施例によれば、開口方向が相互に直交する二つのネジ孔３０，３３のうち何れか一方を用いてセンサ本体２０を取り付け面９０に固定できるため、柔軟性のある取り付け構造を提供できる。
【実施例８】
【００３９】
次に、図１３を参照しながら実施例８に関わる赤外線温度センサ１０８の構造について説明する。図１３（Ａ）は本実施例に係わる赤外線温度センサ１０８の上面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００４０】
赤外線温度センサ１０８は、センサ本体２０の底面に開口するネジ孔３０の周辺部が断面凹状に陥没する凹部２８を備える点で実施例１に関わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。取り付け面９０には、ネジ１００を挿通するための孔を有し、且つ凹部２８に係合する凸部９５が突出しており、凹部２８と凸部９５とを係合させた状態でネジ孔３０にネジ１００を螺合することで、センサ本体２０は、取り付け面９０に固定される。センサ本体２０と外部環境との間の熱の流出入は、凹部２８及びネジ孔３０を通じて行われるため、凹部２８及びネジ孔３０は、熱基準点として機能する。センサ本体２０の底面に平行な面で凹部２８を切断したときの断面形状を多角形とすることにより、ネジ１００を用いてセンサ本体２０を固定したときに、ネジ１００の軸心回りのセンサ本体２０の回転を抑制できる。特に、センサ本体２０の底面に平行な面で凹部２８を切断したときの断面形状を、ネジ孔３０の中心点に関して点対称な多角形とすると、熱基準点からの赤外線検知用感熱素子５１及び温度補償用感熱素子５２への熱伝導を略均一にする上で効果的である。
【実施例９】
【００４１】
次に、図１４を参照しながら実施例９に関わる赤外線温度センサ１０９の構造について説明する。図１４は、本実施例に係わる赤外線温度センサ１０９の取り付け断面構造を示す一部断面図である。赤外線温度センサ１０９は、センサ本体２０を取り付け面９０に固定するためのネジ１００を螺合するためのネジ孔３４，３５がセンサ本体２０を貫通するのではなく、センサ本体２０の上面及び底面のそれぞれに断面凹状に陥没している点で実施例６に係わる赤外線温度センサ１０６と相違し、その余の点で共通する。
【実施例１０】
【００４２】
次に、図１５を参照しながら実施例１０に関わる赤外線温度センサ１１０の構造について説明する。図１５は、本実施例に係わる赤外線温度センサ１１０の取り付け断面構造を示す一部断面図である。赤外線温度センサ１１０は、センサ本体２０にネジ１００が予め固定されている点で実施例１に係わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。本実施例によれば、取り付け面９０に開口するネジ孔９６にネジ１００を挿通し、ナット１２０をネジ１００に螺合することにより、センサ本体２０を取り付け面９０に固定することができる。
【実施例１１】
【００４３】
次に、図１６を参照しながら実施例１１に関わる赤外線温度センサ１１１の構造について説明する。図１６は、本実施例に係わる赤外線温度センサ１１１の取り付け断面構造を示す一部断面図である。赤外線温度センサ１１１は、センサ本体２０にクリップ１３０が予め固定されている点で実施例１に係わる赤外線温度センサ１０１と相違し、その余の点で共通する。本実施例によれば、取り付け面９０に開口する孔９７にクリップ１３０を嵌挿することにより、センサ本体２０を取り付け面９０に固定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係わる赤外線温度センサは、熱源の温度を非接触測定する用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００…ネジ
１０１〜１１１…赤外線温度センサ
２０…センサ本体
２１，２２…有底凹部
３０…ネジ孔
４１，４２…赤外線吸収膜
５１…赤外線検知用感熱素子
５２…温度補償用感熱素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサであって、
前記熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子と、
外部環境からの熱量を検知する温度補償用感熱素子と、
前記外部環境と前記赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる熱流出入部位とを備え、
前記熱流出入部位から前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子へのそれぞれの熱伝導が略均等になるように構成されている、赤外線温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線温度センサであって、
前記熱流出入部位を中心として前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子が点対称に配置されている、赤外線温度センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の赤外線温度センサであって、
前記外部環境と前記赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる複数の熱流出入部位を備える、赤外線温度センサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の赤外線温度センサであって、
前記熱流出入部位は、前記赤外線温度センサを取り付け面に固定するための固定手段である、赤外線温度センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の赤外線温度センサであって、
前記熱流出入部位は、前記取り付け面に点接触するための凸部を備える、赤外線温度センサ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載の赤外線温度センサであって、
前記赤外線検知用感熱素子を収容する第一の凹部と、
前記温度補償用感熱素子を収容する第二の凹部と、を更に備え、
前記第一及び第二の凹部は、それぞれ分離された独立の空間を形成する、赤外線温度センサ。
【請求項１】
熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサであって、
前記熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子と、
外部環境からの熱量を検知する温度補償用感熱素子と、
前記外部環境と前記赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる熱流出入部位とを備え、
前記熱流出入部位から前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子へのそれぞれの熱伝導が略均等になるように構成されている、赤外線温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線温度センサであって、
前記熱流出入部位を中心として前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子が点対称に配置されている、赤外線温度センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の赤外線温度センサであって、
前記外部環境と前記赤外線温度センサとの間で熱の流出入が行われる複数の熱流出入部位を備える、赤外線温度センサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の赤外線温度センサであって、
前記熱流出入部位は、前記赤外線温度センサを取り付け面に固定するための固定手段である、赤外線温度センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の赤外線温度センサであって、
前記熱流出入部位は、前記取り付け面に点接触するための凸部を備える、赤外線温度センサ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載の赤外線温度センサであって、
前記赤外線検知用感熱素子を収容する第一の凹部と、
前記温度補償用感熱素子を収容する第二の凹部と、を更に備え、
前記第一及び第二の凹部は、それぞれ分離された独立の空間を形成する、赤外線温度センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−７５３６５（Ｐ２０１１−７５３６５Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２６００１（Ｐ２００９−２２６００１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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