JPH01124724A - 赤外線ディテクタ - Google Patents
赤外線ディテクタInfo
- Publication number
- JPH01124724A JPH01124724A JP62160938A JP16093887A JPH01124724A JP H01124724 A JPH01124724 A JP H01124724A JP 62160938 A JP62160938 A JP 62160938A JP 16093887 A JP16093887 A JP 16093887A JP H01124724 A JPH01124724 A JP H01124724A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- alloy
- thermoelectric element
- cooling body
- infrared detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
- H10N19/101—Multiple thermocouples connected in a cascade arrangement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
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、資源探査、医療用サーモグラフ、公害用ガス
検知器、夜間監視装置などに使用される赤外線ディテク
タに関するものである。
検知器、夜間監視装置などに使用される赤外線ディテク
タに関するものである。
従来のこの種の赤外線ディテクタとして、Ｂｉ−Ｔｅ合
金を有する熱電素子のペルチェ効果を利用した冷却体に
より赤外検出素子を冷却するようにしたものがあった。
金を有する熱電素子のペルチェ効果を利用した冷却体に
より赤外検出素子を冷却するようにしたものがあった。
また冷却体に液体ヘリウムや液体窒素を用いたものや、
コンプレッサ付ガスヘリウムポンプ、ガスボンベ付ジュ
ールトムソンポンプを具備したものがあった。
コンプレッサ付ガスヘリウムポンプ、ガスボンベ付ジュ
ールトムソンポンプを具備したものがあった。
前記熱電素子のペルチェ効果を利用したものでは冷却温
度が一１０５℃程度であって冷却温度不足になっていた
し、液体ヘリウム、液体窒素を用いたものやコンプレッ
サ付ガスヘリウムポンプ、ガスボンベ付ジュールトムソ
ンポンプを具備したものは大型で重量があり、連続運転
が不可能であった。
度が一１０５℃程度であって冷却温度不足になっていた
し、液体ヘリウム、液体窒素を用いたものやコンプレッ
サ付ガスヘリウムポンプ、ガスボンベ付ジュールトムソ
ンポンプを具備したものは大型で重量があり、連続運転
が不可能であった。
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、冷却温度が十分にあって感度が良
好であり且つ低騒音で連続運転が可能でありしかも軽量
でコンパクトな赤外線ディテクタを提供することにある
。
目的とするところは、冷却温度が十分にあって感度が良
好であり且つ低騒音で連続運転が可能でありしかも軽量
でコンパクトな赤外線ディテクタを提供することにある
。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記の目的を
達成するために本発明は、ｐ型とｎ型のＢ １−Ｔｅ合
金を組合せた熱電素子とｐ型とｎ型のＢｉ−３ｂ合金を
組合せた熱電素子とを備えた冷却体を用いて赤外検出素
子を冷却するようにした。
達成するために本発明は、ｐ型とｎ型のＢ １−Ｔｅ合
金を組合せた熱電素子とｐ型とｎ型のＢｉ−３ｂ合金を
組合せた熱電素子とを備えた冷却体を用いて赤外検出素
子を冷却するようにした。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明に係る赤外線ディテクタは、ｐ型とｎ型のＢｉ−
Ｔｅ合金を組合わせた熱電素子１とｐ型とｎ型のＢｉ−
３ｂ合金を組合わせた熱電素子２を用いて一１９６℃ま
で冷却可能な冷却体３を構成しこの冷却体３を赤外検出
素子４の冷却に用いて成るものである。
Ｔｅ合金を組合わせた熱電素子１とｐ型とｎ型のＢｉ−
３ｂ合金を組合わせた熱電素子２を用いて一１９６℃ま
で冷却可能な冷却体３を構成しこの冷却体３を赤外検出
素子４の冷却に用いて成るものである。
ｐ型とｎ型のＢｔ−Ｔｅ合金とｎ型のＢｉ−５ｂ合金は
ゾーンメルティング法あるいはブリッジマン法で作製す
る。
ゾーンメルティング法あるいはブリッジマン法で作製す
る。
ブリッジマン法の場合を例にとる。Ｂ ｓ ｓ Ｔｅ等
粉末を秤量し混合する。この試料をバイレックスなどの
容器５に入れ、内部をＡｒ雰囲気にし封をする（第２図
（１）参照）。次に高温で熔融しその後冷却し結晶化さ
せる（第２図（２）、（３）参照）。
粉末を秤量し混合する。この試料をバイレックスなどの
容器５に入れ、内部をＡｒ雰囲気にし封をする（第２図
（１）参照）。次に高温で熔融しその後冷却し結晶化さ
せる（第２図（２）、（３）参照）。
このようにして得られたＢｉ−Ｔｅ合金のインゴット６
を切り出しｎ型Ｂｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材７とｎ型
Ｂｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材８を作製する。
を切り出しｎ型Ｂｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材７とｎ型
Ｂｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材８を作製する。
またｎ型Ｂｉ−Ｓｂ合金より成る脚部材１５も上記の脚
部材７と同様にして作製する。
部材７と同様にして作製する。
ｎ型Ｂｉ−５ｂ合金は本出願人が先に提唱した低温用熱
電材料およびその製造方法（特願昭８１−３５３３７号
）に開示した技術を用いる。
電材料およびその製造方法（特願昭８１−３５３３７号
）に開示した技術を用いる。
すなわち、ｎ型Ｂｉ−３ｂ合金は、溶融状態にあるＢｉ
−５ｂ系合金を非平衡相になり得る冷却速度で凝固させ
ることにより得られる。
−５ｂ系合金を非平衡相になり得る冷却速度で凝固させ
ることにより得られる。
具体的には、第６図に示すような装置において、溶湯溜
９にＢｉ−Ｓｂ系合金１０を装填し、高周波コイル１１
で加熱し、Ｂｉ−３ｂ系合金１０を溶融状態とする。一
方、金属製のロール１２（φ２００ｍｍ、巾２０關程度
）を５００〜４０００ ｒ ｐｍで回転させ、溶湯溜９
より溶湯をロール１２に噴出させて冷却凝固させる。
９にＢｉ−Ｓｂ系合金１０を装填し、高周波コイル１１
で加熱し、Ｂｉ−３ｂ系合金１０を溶融状態とする。一
方、金属製のロール１２（φ２００ｍｍ、巾２０關程度
）を５００〜４０００ ｒ ｐｍで回転させ、溶湯溜９
より溶湯をロール１２に噴出させて冷却凝固させる。
なお、急冷ロール法を用いなくとも、平衡凝固より多量
のｐ型ドーパントを添加できる急速凝固の方法（例えば
急冷粉末）でｎ型Ｂｉ−Ｓｂ合金を作製することは可能
であろう。
のｐ型ドーパントを添加できる急速凝固の方法（例えば
急冷粉末）でｎ型Ｂｉ−Ｓｂ合金を作製することは可能
であろう。
また、上記急冷ロール法においては、製造条件をロール
回転数５００〜４０００ｒｐｍ、ガス噴射圧０．５〜４
ｋｇ ／ ｃｄの範囲に設定しない・と、良質な急冷
膜が得られないので、好ましくは上記範囲に設定する。
回転数５００〜４０００ｒｐｍ、ガス噴射圧０．５〜４
ｋｇ ／ ｃｄの範囲に設定しない・と、良質な急冷
膜が得られないので、好ましくは上記範囲に設定する。
このようにして制作したｎ型Ｂｉ−３ｂ合金のインゴッ
トを切り出し脚部材１３を作製する。
トを切り出し脚部材１３を作製する。
そして、ｎ型Ｂｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材７とｎ型Ｂ
ｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材８とを銅板１４を用いて互
いに接続して熱電素子１を作製し、またｎ型Ｂｉ−Ｓｂ
合金より成る脚部材１５とｎ型Ｂｉ−５ｂ合金より成る
脚部材１５とを銅板１６を用いて互いに接続して熱電素
子２を作製する。
ｉ−Ｔｅ合金より成る脚部材８とを銅板１４を用いて互
いに接続して熱電素子１を作製し、またｎ型Ｂｉ−Ｓｂ
合金より成る脚部材１５とｎ型Ｂｉ−５ｂ合金より成る
脚部材１５とを銅板１６を用いて互いに接続して熱電素
子２を作製する。
そして、前記熱電素子１を下位に熱電素子２を上位にお
いてそれぞれ複数段にセラミックス基板１７を用いて多
段カスケードにし、上下の関係の熱雷索子１，２の銅板
１４．１６間をノ＼ンダ等１８で接続して冷却体３が構
成されている。そして、この冷却体３の頂部に赤外線検
出索子４が取付けである。
いてそれぞれ複数段にセラミックス基板１７を用いて多
段カスケードにし、上下の関係の熱雷索子１，２の銅板
１４．１６間をノ＼ンダ等１８で接続して冷却体３が構
成されている。そして、この冷却体３の頂部に赤外線検
出索子４が取付けである。
冷却体３における熱電素子１，２に電流を流すことによ
ってペルチェ効果を生じさせて一１９６℃までの冷却が
可能になる。
ってペルチェ効果を生じさせて一１９６℃までの冷却が
可能になる。
この冷却体３を用いて赤外検出素子４を冷却する。
以上詳述したように本発明に係る赤外線ディテクタは、
ｐ型とｎ型のＢ ｉ −Ｔ ｅ合金を組合せた熱電素子
とｐ型とｎ型のＢｉ−５ｂ合金を組合せた熱電素子とを
備えた冷却体を用いて赤外検出素子を冷却するようにし
たことを特徴とするものである。
ｐ型とｎ型のＢ ｉ −Ｔ ｅ合金を組合せた熱電素子
とｐ型とｎ型のＢｉ−５ｂ合金を組合せた熱電素子とを
備えた冷却体を用いて赤外検出素子を冷却するようにし
たことを特徴とするものである。
このように冷却体に、ｐ型とｎ型のＢｉ−Ｔｅ合金を組
合せた熱雷素子とｐ型とｎ型のＢｉ−５ｂ合金を組合せ
た熱雷素子とを備えたから、この冷却体は一１９６℃ま
で冷却することができる。
合せた熱雷素子とｐ型とｎ型のＢｉ−５ｂ合金を組合せ
た熱雷素子とを備えたから、この冷却体は一１９６℃ま
で冷却することができる。
したがって、冷却温度が十分にあって感度が良好であり
且つ低騒音で連続運転が可能でありしかも軽量でコンパ
クトな赤外線ディテクタを得ることができる。
且つ低騒音で連続運転が可能でありしかも軽量でコンパ
クトな赤外線ディテクタを得ることができる。
第１図は本発明一実施例の構成説明図、第２図（１）、
（２）、（３）、（４）は熱電素子の脚部材の作製工程
の説明図、第３図は熱電素子の配線説明図、第４図は熱
電素子カスケードの一部省略した斜視図、第５図は同平
面図、第６図は急冷ロール法におけるｐ型Ｂｉ−３ｂ合
金の作製装置の構成説明図である。 １．２は熱電素子、３は冷却体、４は赤外検出素子。 出願人 株式会社 小 松 製 作 所代理人 弁
理士 米 原 正 章
（２）、（３）、（４）は熱電素子の脚部材の作製工程
の説明図、第３図は熱電素子の配線説明図、第４図は熱
電素子カスケードの一部省略した斜視図、第５図は同平
面図、第６図は急冷ロール法におけるｐ型Ｂｉ−３ｂ合
金の作製装置の構成説明図である。 １．２は熱電素子、３は冷却体、４は赤外検出素子。 出願人 株式会社 小 松 製 作 所代理人 弁
理士 米 原 正 章
Claims (1)
- ｐ型とｎ型のＢｉ−Ｔｅ合金を組合せた熱電素子とｐ型
とｎ型のＢｉ−Ｓｂ合金を組合せた熱電素子とを備えた
冷却体を用いて赤外検出素子を冷却するようにしたこと
を特徴とする赤外線ディテクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160938A JPH01124724A (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | 赤外線ディテクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160938A JPH01124724A (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | 赤外線ディテクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01124724A true JPH01124724A (ja) | 1989-05-17 |
Family
ID=15725475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62160938A Pending JPH01124724A (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | 赤外線ディテクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01124724A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430322A (en) * | 1992-09-08 | 1995-07-04 | Agency Of Industrial Science And Technology | Thermoelectric element sheet in which thermoelectric semiconductors are mounted between films |
| US7205675B2 (en) * | 2003-01-29 | 2007-04-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Micro-fabricated device with thermoelectric device and method of making |
-
1987
- 1987-06-30 JP JP62160938A patent/JPH01124724A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430322A (en) * | 1992-09-08 | 1995-07-04 | Agency Of Industrial Science And Technology | Thermoelectric element sheet in which thermoelectric semiconductors are mounted between films |
| US7205675B2 (en) * | 2003-01-29 | 2007-04-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Micro-fabricated device with thermoelectric device and method of making |
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