JPS628508Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は物体表面から放射される赤外線の放射
量測定装置に関するものである。

従来、この種の装置は、ミラー、レンズ等を用
いて被測定赤外線を収束するように導入していた
ので、焦点位置または検知位置への検知器の位置
決め等に入念な調整を必要とし、また該赤外線量
等を出力信号に変換する為にも特殊な信号処理回
路を必要とし、測定操作が煩雑であり測定精度も
悪く装置も大袈裟なものになつていた。

本考案は上記点に鑑み、測定操作が簡便にして
しかも高精度の測定が可能で装置構成も単純にし
て安価である赤外線放射量測定装置を提供するこ
とを目的とし、その要旨は、円錐状もしくは角錐
状部の両端に開口部が設けられ、大なる開口部に
若干の平行パイプ部が設けられたライトパイプの
内面が反射面となされ、前記円錐状もしくは角錐
状部の内面の反射面が中心軸に対して２乃至10度
の傾斜面となされ、前記ライトパイプの両端開口
部のうち大なる開口部が赤外線導入口となされ、
他端の小なる開口部に、真空熱電対が該真空熱電
対の受光窓を当接して接続されたことを特徴とす
る赤外線放射量測定装置に存する。

次に本考案赤外線放射量測定装置を図面の実施
例を参照して詳しく説明する。

１は金属製のライトパイプであり、両端が開口
部２，３となされ、その大なる開口部２から小な
る開口部３に向け内径が漸次縮径されて円錐状或
は角錐状部となされ、その内面は反射面４となさ
れている。

反射面４は、鏡面に仕上げられた下地の上に
金、銀、白金、アルミニウム等が被覆されて形成
され、赤外線反射率が高く且つ酸化物等を形成し
て反射率の低下することのない化学的に安定なも
のとなされている。

このライトパイプ１の大なる開口部２が赤外線
導入口となされ、該大なる開口部２から導入され
た赤外線が小なる開口部３に収束されながら導か
れるようになされている。

ライトパイプ１の円錐状もしくは角錐状部の内
面反射面の角度としては、大なる開口部２から導
入される赤外線が反射面４によつて導入側の開口
部２から外に反射されて出てしまうようなことが
なく全ての導入赤外線が小なる開口部３側に収束
され、且つ大なる開口部２と小なる開口部３との
口径比の大きいものが好ましく、本考案において
は２゜乃至10゜の傾斜面とされている。

このライトパイプ１の赤外線導入口である大な
る開口部２のところに第１図のように若干平行パ
イプ部分が設けられ、導入された赤外線が赤外線
導入口側から外に反射されて出てしまうことが防
止される。

これを、第２図及び第３図を参照して更に詳細
に説明する。

第２図は本考案の一実施例に使用するライトパ
イプ１を示すものであつて、円錐状部（BC、
EF）の両端に開口部が設けられ、大なる開口部
に若干の平行パイプ部（AB、DE）が設けられて
いる。第３図は従来のライトパイプの一例を示す
ものであつて、第２図のライトパイプ１の円錐状
部（BC、EF）と長さ及び内面の傾斜角度を同じ
くする円錐体（ab、de）の両端に開口部が設け
られ、かつ第２図のライトパイプ１の平行パイプ
部（AB、DE）が設けられていないものである。

第３図の従来のライトパイプの場合、光の性質
から、光は反射面に垂直な法線面との間の入射角
と同じ反射角で反射されるから、反射面ab、de
に入射した赤外光は、ｄ点からab面への法線と
ab面との交点をｃ、ａ点からde面への法線とde
面との交点をｆとすると、反射面ac、dfに入射し
た光の反射光は開口部より外に散逸される。

これに対して、第２図の如く、大なる開口部に
若干の平行パイプ部が設けられた場合は、反射面
に垂直な法線面は、この平行パイプ部で必ず他端
の反射面と交差し、平面パイプ部に入射した光が
ライトパイプ部外に散逸することはない。

５は真空熱電対であり、熱電対が受光窓６を有
する容器で真空シールされて対流伝熱等の影響を
受けないようになされている。

受光窓６は岩塩、カリ岩塩、臭化カリウム等、
赤外線透過率の高い材料により形成される。真空
熱電対５は感度のよいものが用いられる。この真
空熱電対５に、熱電対が直列に多数接続された熱
電堆を使用すれば感度が更によくなり好ましい。

そしてライトパイプ１の小なる開口部３に、赤
外線が漏れないように真空熱電対５の受光窓６が
当接されて、ライトパイプ１と真空熱電対５とが
接続されている。

この本発明赤外線放射量測定装置を用いて、試
料物体８から放出される赤外線量を測定するに
は、第１図に示すように試料物体８の表面にライ
トパイプ１の大なる開口部２を向けて近接させれ
ばよい。

そうすると試料物体８の表面から放出された赤
外線９は、ライトパイプ１の大なる開口部２から
パイプ内に導入され、反射面４によつて複数回反
射され、または直接、ライトパイプ１の他端の小
なる開口部３に収束される。

収束された赤外線は、真空熱電対５の受光窓６
を通り熱電対の温接点部を加熱し熱起電力を出力
端７に出力する。この出力を電位設計（図示せ
ず）で読み取れば試料物体８から放射された赤外
線量に対応した電気出力が得られるのである。

そして、このようにして赤外線放射量を測定す
ることにより、次のようにして試料物体８の赤外
線放射率又は試料物体８の表面温度を知ることが
できる。

赤外線の放射率の算出は、先ず標準黒体炉もし
くは放射率１の標準物質から放射される赤外線量
を、本考案赤外線放射量測定装置によつて真空熱
電対５の冷接点温度以上各温度において電気出力
として求めておき、次に試料物体８を真空熱電対
５の冷接点温度以上の適当な温度に加熱し、本発
明赤外線放射量測定装置によつて、放出される赤
外線量に対応した電気出力を求め、このときの試
料物体と同温度の前記黒体放射の電気出力との比
を求めればよい。

又、試料物体８の表面温度を知るには、試料物
体８と同じ物体についてその表面温度と赤外線放
射量との関係を予め実験的に表面温度計等によつ
て求めておき、測定した赤外線放射量をこの関係
にあてはめればよいのである。

本考案赤外線放射量測定装置は物体の温度に応
じて熱放射（輻射）する赤外線量を測定するため
の装置であり、構造上平面からの輻射量計測に適
するものであり、具体的な用途としては、例えば
選択吸収機能を付与した平坂状太陽熱集熱板の輻
射率測定等が挙げられる。

上述のとおり、本考案赤外線放射量測定装置
は、円錐状もしくは角錐状部の両端に開口部が設
けられ、大なる開口部に若干の平行パイプ部が設
けられたライトパイプの内面が反射面となされ、
前記円錐状もしくは角錐状部の内面の反射面が中
心軸に対して２乃至10度の傾斜面となされ、前記
ライトパイプの両端開口部のうち大なる開口部が
赤外線導入口となされ、他端の小なる開口部に、
真空熱電対が該真空熱電対の受光窓を当接して接
続されているから、物体から放射される赤外線が
ライトパイプの大なる開口部によつて多量に導入
され、これがライトパイプの反射面によつて外に
反射されて出てしまうようなことがなく全て収束
されて小なる開口部に導かれ、小なる開口部の真
空熱電対により電気出力として検出されるので赤
外線放射量の測定が精度の高いものとなる。

また、本考案赤外線放射量測定装置は、装置構
成がライトパイプと真空熱電対との組合せという
極めて単純なものとなり、安価であり、出力信号
に変かんする為の特殊な信号処理回路も必要とせ
ず、ライトパイプの大なる開口部の寸法形状を適
当に設計することにより十分な出力レベルが確保
でき、且つ該ライトパイプの大なる開口部を測定
物体に近接させるのみの簡単な操作で感度よく赤
外線放射量の測定が可能なものとなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案赤外線放射量測定装置の一例を
示す一部切欠正面図、第２図は本考案の一実施例
に使用するライトパイプの断面図、第３図は従来
のライトパイプの一例を示す断面図である。 １はライトパイプ、２は大なる開口部、３は小
なる開口部、４は反射面、５は真空熱電対、６は
受光窓。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 円錐状もしくは角錐状部の両端に開口部が設
   けられ、大なる開口部に若干の平行パイプ部が
   設けられたライトパイプの内面が反射面となさ
   れ、前記円錐状もしくは角錐状部の内面の反射
   面が中心軸に対して２乃至10度の傾斜面となさ
   れ、前記ライトパイプの両端開口部のうち大な
   る開口部が赤外線導入口となされ、他端の小な
   る開口部に、真空熱電対が該真空熱電対の受光
   窓を当接して接続されたことを特徴とする赤外
   線放射量測定装置。 ２ 真空熱電対が、多数の熱電対を直列に接続し
   た熱電堆である実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の赤外線放射量測定装置。