WO2011083593A1 - 非接触温度センサ - Google Patents

Abstract

　赤外線を遮蔽する遮蔽面３４ａを成す天板部３４と、天板部３４の一部を開口して内部に赤外線を導く導光部４０とを有する筐体１４を備える。赤外線検知用感温素子２０ａと温度補償用感温素子２０ｂを有したフレキシブルプリント回路基板１２と、赤外線遮蔽部１８ｂを有し、赤外線検知用感温素子２０ａに対する赤外線遮蔽部１８ｂの位置を調節可能に設けけられた感度調節部材１８を備える。赤外線遮蔽部１８ｂは、導光部４０の開口領域４２にける、感度調節部材１８の移動方向の端部を除く内側領域内で、赤外線検知用感温素子２０ａと対面して位置する。赤外線遮蔽部１８ｂの位置を調節することにより、赤外線検知用感温素子２０ａの視野角が一定、且つ開口領域４２の開口面積が一定の状態で、赤外線検知用感温素子２０ａの感度を調整できる。

Description

非接触温度センサ

　この発明は、赤外線検知用感温素子と温度補償用感温素子を備え、赤外線を検知して温度を測定する非接触温度センサに関する。

　被測定物の温度を接触式で測定する温度センサは、一般に接触部分が摩耗しやすく、被測定物に接触する感熱素子自体の熱容量が、測定誤差を生じさせるものであった。さらに、被測定物が回転動作などしている場合には、温度センサを取り付けることが困難であった。そこで、使い勝手のよい非接触式の温度センサの需要が高まっている。

　非接触で温度を検出する方法として、被測定物が放射する赤外線を赤外線吸収体で吸収してエネルギーに変換し、赤外線吸収体自体の温度上昇を感温素子で検出し、電気信号に変換する方式が用いられている。近年、赤外線検知用感温素子と温度補償用感温素子を組み合わせ、温度測定の精度を向上させた非接触温度センサが提案されている。

　この種の非接触温度センサとして、例えば、特許文献１に開示されているように、赤外線検知用感温素子と温度補償用感熱素子が２枚の樹脂フィルムに個々に密着固定され、その樹脂フィルムが所定の熱伝導性を有した枠体に張り渡されて筺体内部に収容された赤外線検出器がある。これら２つの感温素子のうち、赤外線検知用感温素子は、筺体に設けられた導光部の開口領域に配置され、温度補償用感温素子は、筺体の遮蔽面によって赤外線が遮蔽される位置に配置されている。

　また、特許文献２に開示されているように、赤外線検知用感温素子と温度補償用感熱素子が樹脂フィルムに取り付けられ、その樹脂フィルムが筺体内部に収容されている。これら２つの感温素子のうち、赤外線検知用感温素子は、筺体に設けられた導光部の開口領域に配置され、温度補償用感温素子は、筺体の壁面に囲まれて遮蔽された空間部に配置されている。さらに、導光部から入射する赤外線量を調整する手段として、導光部の開口部面積を調整する遮蔽部材が設けられている。遮蔽部材は、導光部の内壁面から内側に突出するネジのような可変突起部である。

　特許文献３は、樹脂フィルムが取り付けられたフィルム取り付け部を支持する下ケース部と、下ケース部の開口部を塞ぐ天板部と該天板部の一部を開口した赤外線の入射孔とを有する上ケース部と、樹脂フィルム上の前記入射孔から露出する入射孔対応部分に取り付けられ赤外線の熱量を感知する第１の感熱素子と、樹脂フィルム上の前記天板部で塞がれた部分に取り付けられケース内部の熱量を感知する温度補償用の第２の感熱素子とを備え、前記入射孔と第１の感熱素子との相対位置を調整することにより、出力の調整を行うことができるようにした非接触温度センサを開示している。前記入射孔と第１の感熱素子との相対位置を調整する構造としては、上ケース部をずらして入射孔の相対的位置を移動させる方法と、樹脂フィルムをずらして第１の感熱素子の相対的位置を移動させる方法とが記載されている。

　特許文献４は、集電素子収納部の開口部を覆うカバーと集電素子の検知面との間の空間に遮蔽板を設け、カバーの外側に形成されたスライドツマミを用いて遮蔽板をスライドさせ集光エリアを調節する集電素子センサを開示している。遮蔽板は、集電素子収納部の四角形の開口部を塞ぐように、開口部周縁から各辺に各々内向きに延び出し、赤外線の集光エリアの面積を連続的に可変するものである。

　特許文献５は、センサ素子の受光面と対向する位置に遮光板を配置し、互いの離間距離又は遮光板の面積を変えることによって受光感度を調整する照度センサを開示している。

　特許文献６は、照度センサと当該照度センサに向けて光が入射する小開口との相対位置を変化させ、照度センサの検知範囲の調整を可能にする遮光手段を有する照明器具を開示している。この遮光手段の例として、小開口以下の大きさの第２の小開口を有する移動片を、照度センサと小開口との間で開口位置を移動可能に設けた構成が記載されている。

　特許文献７は、赤外線の受光部分が所定の架橋構造で構成された赤外線センサであり、被検出対象物から放射される赤外線を受ける蓋の表面に赤外線の入射を遮蔽する赤外線反射膜が成膜されていることを開示するものである。

特開平７－２６０５７９号公報 特開２００２－１５６２８４号公報 特開２００６－１１８９９３号公報 特開平８－３２７４４７号公報 特開平９－１５０４４号公報 特開２００１－２４３８２８号公報 特開平１０－３１８８２９号公報

　特許文献１の赤外線検出器は、筺体の外形寸法のばらつき等によって温度検出に誤差が生じ、センサ製造時の歩留まりが悪いという問題があった。この筺体は、金属材料を鋳造して大量生産されるので安価に効率よく製作できる半面、外形寸法にある程度のばらつきが生じる。このばらつきの影響は、同一ロット内の比較的小さなばらつきであっても無視できるものではなく、例えば、筺体の導光部の開口部面積や開口部高さ寸法がばらつくと、赤外線の入射量が変動して検出温度に大きな誤差が生じる。さらに、筺体の外形寸法のばらつき以外に、感温素子の外形寸法、樹脂フィルムの厚み、導体パターンの断面積などのばらつきも、検出温度に誤差を生じさせる要因になる。この結果、誤差の大きい製品は、不良品として廃棄せざるを得なかった。

　特許文献２の赤外線温度センサは、ネジのような可変突起部の突出量を調節することによって、上記のような検出温度の誤差を製品個々に補正することができる。しかし、可変突起部の突出量を調節すると開口部面積が変化するので、赤外線を受光可能な検知範囲の輪郭形状や検知対象面積が変化し、製品によって赤外線の検出可能範囲が異なってしまうという問題があった。

　特許文献３の非接触温度センサは、上ケース部の入射孔と第１の感熱素子との相対位置を調整すると、第１の感熱素子から見たとき、導光部の開口部の輪郭形状は変わらない。しかし、対象となる空間の方向がずれてしまい、赤外線の検知視野を一定とすることができるものではない。従って、上記のような調整が行われると、この温度センサを、その取付対象製品に取り付けた状態で、特定の対象部位または範囲を検知範囲とする場合に、温度センサの視野の向きがそのセンサ毎に変わることにより、センサ毎に検知対象範囲が変わってしまい、必要とする検知範囲からずれてしまう場合が生ずるものである。さらに、入射孔と第１の感熱素子との相対位置が変化すると、入射孔と第２の感熱素子との相対位置も同様に変化するので、特に小形の非接触温度センサの場合、温度補償特性が大きく変化する可能性があり、温度補償特性を再調整しなければならない。

　特許文献４の集電素子センサは、単に開口部周縁から内向きに延び出す遮蔽板の延び出し量を調整することにより、開口部の輪郭形状及び開口面積を積極的に変化させるものである。従って、検知視野角及び開口面積は、調整により変化してしまい一定に保たれないという問題がある。このような調整構造を温度センサに用いると、そのセンサ毎に視野角が異なり、検知対象範囲が大きく異なるものとなってしまう。

　特許文献５の照度センサは、互いに対向するセンサ素子及び遮光板の離間距離を調整するので、検出素子から見た視野の輪郭は変化しないが、視野角の内側の遮光範囲の角度は、遮光板が素子に近いほど大きくなり遮光範囲も広くなるため、視野内の光検出領域の面積が一定とはならず、センサ素子が検出する対象領域が調整毎に大きく異なってしまうものである。しかも、通常最も必要な視野中心の領域が遮光されるもので、非接触温度センサの感度補正に適用できるものではない。

　特許文献６の照明器具における遮光手段は、照度センサから見たとき、移動片の第２の小開口の輪郭形状が等価的に変化するが、特許文献３の非接触温度センサと同様に、赤外線の検知視野の方向が一定にはならず、検知対象範囲が変わってしまうものである。

　特許文献７の赤外線センサは、被検出対象物から放射される赤外線を受ける蓋の表面に、赤外線の入射を遮蔽する赤外線反射膜が成膜されていることを開示するが、赤外線の入射量や入射範囲を調整することができるものではない。

　この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、組み立てた後に温度検出誤差を容易に補正することができ、検知視対象範囲及び検知視野角を一定に保つことができる非接触温度センサを提供することを目的とする。

　この発明は、赤外線検知用感温素子および温度補償用感温素子を備えた非接触温度センサであって、赤外線を遮蔽する遮蔽面を成す天板部と、前記天板部の一部を開口して内部に赤外線を導く導光部とが設けられた筐体と、裏面側の導体パターンに前記赤外線検知用感温素子および前記温度補償用感温素子が実装され、表面側を前記天板部に対向させて前記筺体内に収容された回路基板と、前記回路基板と前記導光部との間に位置した赤外線遮蔽部を有し、前記赤外線検知用感温素子に対する前記赤外線遮蔽部の位置を調節可能に設けけられた感度調節部材とを備え、前記赤外線検知用感温素子は、前記筺体の前記導光部の開口領域に対面した位置に配置され、前記温度補償用感温素子は、前記遮蔽面に対面した位置に配置され、前記感度調節部材の前記赤外線遮蔽部は、前記導光部の前記開口領域における、前記感度調節部材の移動方向の端部を除く内側領域内に対面して位置し、前記開口領域の任意の一定面積部分を遮蔽し、前記赤外線検知用感温素子に対する前記赤外線遮蔽部の位置を調節することにより、前記赤外線検知用感温素子の視野角が一定、且つ前記開口領域の開口面積が一定の状態で、前記赤外線検知用感温素子の感度を調整可能に設けられた非接触温度センサである。

　前記赤外線遮蔽部は、その長手方向が自身の移動方向に対して垂直に位置するとともに、前記導光部の開口領域を横切るように位置して赤外線を遮蔽するものである。

　前記筐体の前記導光部は、長円形状に形成され、前記赤外線遮蔽部は、前記開口領域の両端の円弧状部を除く範囲で移動可能に設けられている。前記赤外線検知用感温素子および前記温度補償用感温素子が実装された前記回路基板は、フレキシブルプリント回路基板である。前記赤外線検知用感温素子および前記温度補償用感温素子は、同一の特性を持つサーミスタである。

　前記フレキシブルプリント回路基板と前記筺体の前記天板部との間にスペーサが配置され、前記スペーサは、前記フレキシブルプリント回路基板と前記天板部及び前記導光部との間に、前記感度調節部材がスライド可能な空間を確保したものである。

　前記赤外線遮蔽部の表面に、赤外線反射用の鏡面処理、又は赤外線領域の電磁波反射用のコーティング剤等による表面処理が施されている。さらに、前記感度調節部材に、前記筺体の外部から操作可能な可動調整用つまみが設けられているものである。

　この発明の非接触温度センサによれば、生産工程で各部材を組み立てた後、動作確認試験の中で感度調節部材を調節することにより、容易に感度の補正を行うことができ、製品個々の温度検出精度を一定の範囲内に抑えることができる。導光部の開口領域が一定の位置で、その輪郭形状及び開口面積を一定に保ち、且つ赤外線を受光可能な検知視野角を一定にして、温度検出の感度を補正することができるので、温度検出の対象範囲を変えることなく感度のばらつきを補正することができる。従って、取付対象製品に温度センサを取り付けた場合も、温度センサによる検知対象範囲を一定に維持することができ、より安定した品質を維持することができるものである。

　さらに、フレキシブルプリント回路基板と天板部との間にスペーサを設けることによって、感度調節部材が円滑にスライドするための適正な空間を容易に確保することができる。この発明の非接触温度センサの構造は、従来の非接触温度センサの構造に、薄型の感度調節部材が追加されただけなので、外形が大きくなることはない。

　感度調節部材の赤外線遮蔽部に赤外線反射の処理を施し、感度調節部材が赤外線を吸収するのを防止することにより、赤外線遮蔽部による感度補正の効果をより高めることができる。感度調節部材に可動調整用つまみ設け、筺体の外部に突出させるという構造も、筺体の構造を複雑にすることなく容易に実現することができる。

この発明の一実施形態である非接触温度センサを示す部分断面斜視図である。 この実施形態の感度調節部材を示す斜視図である。 この実施形態の長手方向の縦断面図である。 この実施形態の非接触温度センサの平面図である。 この実施形態を使用した温度検出システムの構成を示す回路ブロック図である。 この実施形態の赤外線遮蔽部の位置と検出温度の関係を表すグラフである。

　以下、この発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。この実施形態の非接触温度センサ１０は、被測定物から放射された赤外線を受光し、その赤外線が有するエネルギーを、赤外線検知用感温素子２０ａと温度補償用感温素子２０ｂを用いて電気信号に変換するセンサモジュールである。非接触温度センサ１０は、図１に示すように、フレキシブルプリント回路基板１２と、フレキシブルプリント回路基板１２を収容する筺体１４と、フレキシブルプリント回路基板１２から筺体１４の外部に電気信号を取り出すリード線１６と、スライド式の感度調節部材１８を備える。さらに、フレキシブルプリント回路基板１２には、図示しない赤外線検知用感温素子２０ａと、温度補償用感温素子２０ｂが取り付けられている。

　フレキシブルプリント回路基板１２は、被測定物が放射した赤外線を吸収する赤外線吸収体の働きをする樹脂フィルムから成る。樹脂フィルムの外形は略長方形で、表面には図示しない電気配線用の導体パターンが形成されている。樹脂フィルムの厚みは、赤外線の吸収量の変化に対する熱応答性を良好にするため、熱容量の小さい薄いものが好ましく、ここでは、組み立て工程における取り扱いの容易性等も考慮して、厚さ２０μｍ程度のものが選択されている。樹脂フィルムの素材は、ポリイミドの様な耐熱材料が用いられており、後述する面実装型の赤外線検知用感温素子２０ａと温度補償用感温素子２０ｂをハンダ付け実装するのに好適である。さらに、この樹脂フィルムの赤外線の吸収能力を向上させるため、カーボンブラックまたは無機顔料を分散させた高分子材料を用いてもよい。

　赤外線検知用感温素子２０ａ及び温度補償用感温素子２０ｂは、環境温度に応じて自己の回路インピーダンスが変化する素子であって、同一の特性のものを一対にして使用する。ここでは、自身の温度の変化に応じて電気抵抗値が変化するサーミスタであって、負の温度特性を備えたＮＴＣサーミスタが使用されている。各感温素子２０ａ，２０ｂは、端子長さの短い面実装型の素子が使用され、フレキシブルプリント回路基板１２に実装した状態で、感温素子２０ａ，２０ｂの感温部分とフレキシブルプリント回路基板１２との熱結合が密になるように設定されている。

　筺体１４は、ケース部分２２と蓋部分２４で構成されている。ケース部分２２は、図１に示すように、略長方形の底板部２６と、底板部２６の一方の短辺から上向きに立設された後壁部３０と、底板部２６の左右一対の長辺から上向きに立設された一対の側壁部３２とを有している。底板部２６は、フレキシブルプリント回路基板１２の外形に対して、長さ寸法が十分に長く、幅寸法はほぼ等しい。後壁部３０の上部には、水平な上端面３０ａが形成されている。一対の側壁３２の上部にも、僅かに段差が設けられた水平な上端面３２ａ，３２ｂが形成されており、後壁部３０から離れた側の上端面３２ａの高さは、後壁部３０の上端面３０ａよりも、フレキシブルプリント回路基板１２及び後述するスペーサ４４の厚みの分だけ低く設定されている。また、後壁部３０側の上端面３２ｂの高さは、後壁部３０の上端面３０ａと同じ高さに設定されている。

　蓋部分２４は、図１に示すように、平坦な略長方形の天板部３４と、天板部３４の一方の短辺から下向きに立設された前壁部３６と、天板部２６の左右一対の長辺から下向きに立設された側壁部３８と、天板部３４の中央部分から上向きに立設された導光部４０を有している。天板部３４の上側の面が、被測定物が放射した赤外線を遮蔽する遮蔽面３４ａである。導光部４０の根元付近の天板部３４には、後述する感度調節部材１８の可動調整用つまみ１８ｃが突出する、矩形のスライド孔３４ｂが設けられている。天板部３４、前壁部３６及び側壁部３８で囲まれる内側の空間は、ケース部分２２全体を、上方から覆うように収納することができる広さになっている。導光部４０は、天板部３４の中央付近に長穴状に形成された開口領域４２の周縁から立設され、長円形状の貫通孔を有する筒状体に形成され、天板部３４から一体に形成されている。導光部４０の内壁面には、赤外線領域の電磁波を吸収するコーティングが施されている。天板部３４の外表面である遮蔽面３４ａには、赤外線領域の電磁波反射用のコーティング処理が施されていてもよい。

　蓋部分２４には、天板部３４の内側の面に、後述する感度調節部材１８の厚みとほぼ等しい厚みのスペーサ４４が４箇所に貼り付けられている。スペーサ４４が貼り付けられている位置は、蓋部分２４にケース部分２２を収めたとき、ケース部分２２の左右一対の上端面３２ａに当接する位置である。

　感度調節部材１８は、四角形の３辺状の薄板である保持部１８ａと、保持部１８ａの先端部の間に設けられた薄板状の赤外線遮蔽部１８ｂとにより四角形状に形成されている。赤外線遮蔽部１８ｂと対向する保持部１８ａの中央部分には、途中で上向きに屈曲して延設されたＬ字形の可動調整用つまみ１８ｃを備えている。赤外線遮蔽部１８ｂの表面は、赤外線反射用の鏡面処理、又は赤外線領域の電磁波を反射するコーティング処理が施されている。

　リード線１６は、フレキシブルプリント回路基板１２の導体パターンであって各感温素子２０ａ，２０ｂが実装された面の導体パターンに、はんだ付け等によって一端が接続され、筺体１４の外部に引き出すための十分な長さを有している。ここでは、リード線１６は３本で、赤外線検知用感温素子２０ａの一端の電位、温度補償用感温素子２０の一端の電位、及び赤外線検知用感温素子２０ａ温度補償用感温素子２０ｂの各他端が接続されたグランド電位を出力する。

　次に、組み立てられた状態の非接触温度センサ１０の内部構造について、図１、図３及び図４に基づいて説明する。フレキシブルプリント回路基板１２は、図１、図３に示すように、実装された２つの感温素子２０ａ，２０ｂを下方に向け、リード線１６がケース部分２２の後壁部３０の側に向けて配置され、一対の長辺側の端部が、ケース部分２２の一対の上端面３２ａ間に挟持されて張り渡されている。フレキシブルプリント回路基板１２の両端縁には、スペーサ４４が貼り付けられている。従って、フレキシブルプリント回路基板１２の内側の部分は、図３に示すように、天板部３４の内側の面から、スペーサ４４の厚み分だけ下方に配置され、スペーサ４４の厚みの空間内に、感度調節部材１８が収容されている。

　フレキシブルプリント回路基板１２及び感度調節部材１８が、筺体１４内に収容された状態で、赤外線検知用感熱素子２０ａは、導光部４０を通って赤外線が入射する開口領域４２の中央に配置され、温度補償用感温素子２０ｂは、赤外線が遮光される天板部３４の下方に配置されている。感度調節部材１８の可動調整用つまみ１８ｃは、上板部３４のスライド孔３４ｂから上方に突出している。

　筺体１４のケース部分２２と蓋部分２４は、上板部３４の内側の面に、後壁部３０の上端面３０ａ及び側壁部３２の上端面３２ｂが当接し、図示しないネジ等によって固定されている。後壁部３０の上端面３０ａ近傍には、３つの透孔３０ｂが設けられており、フレキシブルプリント回路基板１２に接続されたリード線１６は、この透孔３０ｂを通って筺体１４の外側に引き出されている。

　組み立てられた非接触温度センサ１０は、図４に示すように、導光部４０内の開口領域４２から、感度調節用部材１８の赤外線遮蔽部１８ｂが露出している。可変調整つまみ１８ｃを、スライド孔３４ｂ内で図面上の左右にスライドさせることによって、赤外線遮蔽部１８ｂの位置を、Ｘ１～Ｘ２の範囲で可変することができる。感度調節部材１８の移動は、スペーサ４４の存在によってフレキシブルプリント回路基板１２と天板部３４の間に適正な空間が確保されているので、フレキシブルプリント回路基板１２を傷つけることなく円滑に摺動することができる。スペーサ４４は、感度調節部材１８の保持部１８ａと赤外線遮蔽部１８ｂの厚みが厚い場合に有効であるが、当該各部の厚みが薄く、スライドに支障がなければ、スペーサ４４を設けなくてもよい。

　次に、非接触温度センサ１０の動作回路である温度検出回路４６について、図５に基づいて説明する。非接触温度検出回路４６は、直流電源４８の両端に、非接触温度センサ１０の赤外線検知感温素子２０ａ及び基準抵抗４９の直列回路が接続され、赤外線検知感温素子２０ａの両端電圧を、電圧信号Ｖａとして取り出す。同様に、直流電源４８の両端に、非接触温度センサ１０の温度補償用感温素子２０ｂ及び基準抵抗５０の直列回路が接続され、温度補償用感温素子２０ｂの両端電圧を電圧信号Ｖｂとして取り出す。この基準抵抗４９，５０は互いに抵抗値が等しく、温度依存性が小さく高精度の抵抗が用いられる。

　アナログの電圧信号Ｖａ，Ｖｂは、アナログ／デジタル変換器５２によってデジタルの電圧信号Ｖａ（ｄ），Ｖｂ（ｄ）に変換され、マイクロコンピュータ５４に送られる。マイクロコンピュータ５４は、記憶装置５６に格納されている電圧信号と温度との関係を示す特性テーブルデータと、電圧信号Ｖａ（ｄ），Ｖｂ（ｄ）を用いて所定の演算処理行い、２つの電圧信号の差分に基づいて被測定物の温度情報を求める。

　次に、非接触温度センサ１０と温度検出システム４６の動作について説明する。導光部４０から赤外線が入射しないときは、フレキシブルプリント回路基板１２の温度が一様なので、２つの感温素子２０ａ，２０ｂの抵抗値が等しく、回路が平衡するので電圧信号Ｖａ，Ｖｂが等しくなり、差分（Ｖｂ－Ｖａ）はゼロになる。

　２つの感温素子２０ａ，２０ｂは、使用環境や周辺雰囲気の温度が変化すると、非接触温度センサ１０に赤外線が入射しなくとも、抵抗値が互いに等しく変化する。しかし、２つの感温素子２０ａ，２０ｂの抵抗値が等しく増減するので、平衡状態は維持され差分（Ｖｂ－Ｖａ）はゼロを維持し、温度補償が適正に行われる。

　被測定物が放射した赤外線が導光部４０から入射し、フレキシブルプリント回路基板１２の開口領域４２と対面する部分に赤外線が吸収されると、その部分の熱エネルギーにより赤外線検知用感温素子２０ａの温度が変化し、自身の抵抗値が変化する。これにより、上記の平衡状態が崩れ、２つの電圧信号の差分（Ｖｂ－Ｖａ）が生じる。マイクロコンピュータは、電圧信号Ｖａ（ｄ），Ｖｂ（ｄ）の差分と、温度補償情報である電圧信号Ｖｂ（ｄ）に基づき、記憶装置５６にあらかじめ記録されている特性テーブルデーダによって換算を行い、被測定物の表面温度を算出する。

　次に、この非接触温度センサ１０の生産工程または出荷試験工程での、感度のばらつき補正について説明する。先ず、例えば黒体炉など一定の放射率を持つ被測定物の既知の温度を、非接触温度センサ１０を用いて検出し、温度検出回路４６で処理して得られた温度検出結果が、所定の規格を満たしているか否かを判定する。規格を満たしていないときは、可動調節用つまみ１８ｃを操作して赤外線遮蔽部１８ｂの位置を可変し、赤外線検知用感温素子２０ａの出力である電圧信号Ｖａを変化させて調整する。

　この実施形態では、赤外線遮蔽部１８ｂは、図４に示すように、開口領域４２のＸ１～Ｘ２の範囲で、赤外線遮蔽部１８ｂの移動方向の端部である円弧状部を除く内側領域内での位置を可変することができる。位置を調整された赤外線遮蔽部１８ｂと対面するフレキシブルプリント回路基板１２の部分は、赤外線を吸収することができないので、赤外線遮蔽部１８ｂの位置と検出温度の関係は、例えば、図６のグラフのように表される。赤外線遮蔽部１８ｂを赤外線検知用感温素子２０ａの位置である中央部Ｘｏ近くに配置すると、フレキシブルプリント回路基板１２から赤外線検知用感温素子２０ａに伝わる熱量が抑えられてその抵抗値の変化が小さくなり、赤外線検知用感温素子２０ａの感度を等価的に低くすることができる。赤外線遮蔽部１８ｂの位置を赤外線検知用感温素子２０ａから離すと、赤外線検知用感温素子２０ａの感度を等価的に高くすることができる。感度の調整方法は、赤外線遮蔽部１８ｂの位置を少しずつ移動させ、温度検出システム４６で算出した温度検出結果が所定の規格を満たしたところで停止させ、スライド孔３４ｂ部分に接着剤を塗布する等して、赤外線遮蔽部１８ｂを固定する。このような方法で、非接触温度センサ１０の製品個々の感度を一定の範囲内に収まるように調整することができる。

　以上説明したように、非接触温度センサ１０は、生産工程で各部材を組み立てた後、動作確認試験の中で、感度調節部材１８の赤外線遮蔽部１８ｂの位置を調節することによって、温度検出の感度を容易に補正することができ、各部材の外形寸法等のばらつきの影響をキャンセルし、製品個々の温度検出精度を一定範囲内に設定することができる。さらに、この補正方法は、導光部４０内の開口領域４２の輪郭形状と開口面積及び視野方向が変化しないので、検出の視野角及び前記開口領域の開口面積を一定に保つことができる。赤外線遮蔽部１８ｂは、その移動方向に対してほぼ垂直方向に位置するとともに、導光部４０内の開口領域４２を横切るように位置して赤外線を遮蔽する構造のため、位置をＸ１～Ｘ２の範囲で変化させたとき、電圧信号Ｖａがなだらかに変化し、赤外線遮蔽部１８ｂの位置調整が容易である。

　さらに、感度調節部材１８の赤外線遮蔽部１８ｂに赤外線反射の表面処理を施すことによって、赤外線遮蔽部１８ｂによる感度補正の効果をより高めることができる。

　非接触温度センサ１０の構造は、従来の非接触温度センサの構造に、薄型の感度調節部材１８が追加されただけなので、外形が大きくなることはない。感度調節部材１８に可動調整用つまみ１８ｃを設けスライド孔３４ｂから筺体１４の外部に突出させる、という構造についても、筺体１４の構造を複雑にすることなく容易に実現することができる。フレキシブルプリント回路基板１２と蓋部分２４の天板部３４との間にスペーサ４４を設けることによって、感度調節部材１８が円滑にスライドするための適正な空間を容易に確保することができる。

　なお、この発明の非接触温度センサは、上記実施形態に限定されるものではなく、導光部内の開口領域の形状は、両端が半円状の長穴、長方形、正方形などであってもよい。感度調節用部材の赤外線遮蔽部の形状についても、開口領域の任意の一定面積部分を遮蔽し、その位置を変化させたときの電圧信号Ｖａの変化の具合が適正であれば、センサの用途や被測定物の形態に応じて、自由に設定することができる。スペーサは、蓋部分の内側の面に一体に形成された突起や、フレキシブル回路基板の表面に設けた突起等によるスペーサ手段で代用してもよい。２つの感温素子と接続されてブリッジ回路を構成する基準抵抗などの回路素子は、非接触温度センサのフレキシブルプリント回路基板上に実装してもよい。

１０　非接触温度センサ
１２　フレキシブルプリント回路基板
１４　筺体
１６　リード線
１８　感度調節部材
１８ａ　保持部材
１８ｂ　赤外線遮蔽部
１８ｃ　可変調整用つまみ
２０ａ　赤外線検知用感温素子
２０ｂ　温度補償用感温素子
２２　ケース部分
２４　蓋部分
３４　天板部
３４ａ　遮蔽面
４０　導光部
４２　開口領域
４４　スペーサ
４６　温度検出システム
４９，５０　基準抵抗
 

Claims (8)

1. 　赤外線検知用感温素子および温度補償用感温素子を備えた非接触温度センサであって、
   　赤外線を遮蔽する遮蔽面を成す天板部と、前記天板部の一部を開口して内部に赤外線を導く導光部とが設けられた筐体と、
   　裏面側の導体パターンに前記赤外線検知用感温素子および前記温度補償用感温素子が実装され、表面側を前記天板部に対向させて前記筺体内に収容された回路基板と、
   　前記回路基板と前記導光部との間に位置した赤外線遮蔽部を有し、前記赤外線検知用感温素子に対する前記赤外線遮蔽部の位置を調節可能に設けけられた感度調節部材とを備え、
   　前記赤外線検知用感温素子は、前記筺体の前記導光部の開口領域に対面した位置に配置され、前記温度補償用感温素子は、前記遮蔽面に対面した位置に配置され、
   　前記感度調節部材の前記赤外線遮蔽部は、前記導光部の前記開口領域における、前記感度調節部材の移動方向の端部を除く内側領域内に対面して位置し、前記開口領域の任意の一定面積部分を遮蔽し、
   　前記赤外線検知用感温素子に対する前記赤外線遮蔽部の位置を調節することにより、前記赤外線検知用感温素子の視野角が一定、且つ前記開口領域の開口面積が一定の状態で、前記赤外線検知用感温素子の感度を調整可能に設けられた非接触温度センサ。
2. 　前記赤外線遮蔽部は、その長手方向が自身の移動方向に対して垂直に位置するとともに、前記導光部の前記開口領域を横切るように位置して赤外線を遮蔽する請求項１記載の非接触温度センサ。
3. 　前記筐体の前記導光部は、長円形状に形成され、前記赤外線遮蔽部は、前記開口領域の両端の円弧状部を除く範囲で移動可能に設けられている請求項２記載の非接触温度センサ。
4. 　前記赤外線検知用感温素子および前記温度補償用感温素子が実装された前記回路基板は、フレキシブルプリント回路基板である請求項１記載の非接触温度センサ。
5. 　前記赤外線検知用感温素子および前記温度補償用感温素子は、同一の特性を持つサーミスタである請求項４記載の非接触温度センサ。
6. 　前記フレキシブルプリント回路基板と前記筺体の前記天板部との間にスペーサが配置され、前記スペーサは、前記フレキシブルプリント回路基板と前記天板部及び前記導光部との間に、前記感度調節部材がスライド可能な空間を確保する請求項４記載の非接触温度センサ。
7. 　前記赤外線遮蔽部の表面に、赤外線領域の電磁波を反射する表面処理が施された請求項１記載の非接触温度センサ。
8. 　前記感度調節部材に、前記筺体の外部から操作可能な可動調整用つまみが設けられた請求項１記載の非接触温度センサ。
    

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