JPH0541384Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0541384Y2
JPH0541384Y2 JP1988083636U JP8363688U JPH0541384Y2 JP H0541384 Y2 JPH0541384 Y2 JP H0541384Y2 JP 1988083636 U JP1988083636 U JP 1988083636U JP 8363688 U JP8363688 U JP 8363688U JP H0541384 Y2 JPH0541384 Y2 JP H0541384Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection element
infrared detection
cooling head
vacuum chamber
window
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1988083636U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH026233U (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP1988083636U priority Critical patent/JPH0541384Y2/ja
Publication of JPH026233U publication Critical patent/JPH026233U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0541384Y2 publication Critical patent/JPH0541384Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、物体の温度や位置の測定等に広く
用いられている赤外線検出素子冷却装置に関する
もので更に述べると、スターリングサイクル冷凍
装置を利用した赤外線検出素子冷却装置に関する
ものである。
[Detailed description of the invention] Industrial application field This invention relates to an infrared detection element cooling device that is widely used for measuring the temperature and position of objects. This invention relates to a detection element cooling device.

従来の技術 赤外線検出素子は、ゲルマニウムなど赤外線に
敏感な材料で形成されているが、この検出素子
は、極低温、例えば、77K程度まで冷却すると感
度を高くし、応答速度を速くする性質がある。
Conventional technology Infrared detection elements are made of materials sensitive to infrared rays, such as germanium, and this detection element has the property of increasing sensitivity and response speed when cooled to an extremely low temperature, for example, around 77K. .

そこで、従来、赤外線検出素子は、スターリン
グサイクル冷凍装置を用いて極低温に冷却されて
いる。
Therefore, infrared detection elements have conventionally been cooled to extremely low temperatures using a Stirling cycle refrigeration system.

この冷凍装置は、圧縮ピストンにより圧縮器内
のヘリウムガスを圧縮した後、このガスを蓄冷器
のシリンダ内に圧入し、膨脹ピストン内を通しな
がら膨張させ、気化熱により蓄冷器を極低温に冷
却するものである(昭和63年実開第32268号公報
参照)。
This refrigeration system uses a compression piston to compress the helium gas in the compressor, then presses this gas into the cylinder of the regenerator, expands it while passing through the expansion piston, and uses the heat of vaporization to cool the regenerator to an extremely low temperature. (Refer to Publication No. 32268 of 1988).

考案が解決しようとする課題 従来例の赤外線検出素子冷却装置では、赤外線
検出素子付蓄冷器の膨張ピストンと圧縮器の圧縮
ピストンとが駆動すると、それらは互いに別々の
振動源となる。
Problems to be Solved by the Invention In the conventional infrared detection element cooling device, when the expansion piston of the regenerator with infrared detection element and the compression piston of the compressor are driven, they become different sources of vibration.

そのため、圧縮器と蓄冷器の振動が異なつた周
期となるので、真空室の外筒に直接影像部を設け
たり、または、該外筒にフレキシブルオプテイカ
ルガイドを介して間接に影像部を設けると、影像
部の振動周期と赤外線検出素子のそれとは一致し
なくなる。
Therefore, since the vibrations of the compressor and regenerator have different periods, it is recommended to provide an image section directly on the outer cylinder of the vacuum chamber, or to provide an image section indirectly on the outer cylinder through a flexible optical guide. , the vibration period of the image area and that of the infrared detection element no longer match.

そのため、両者は、光学的に静止した状態とな
らないので、正確な測定は不可能となる。
Therefore, both do not remain optically stationary, making accurate measurement impossible.

この考案は、上記事情に鑑み、正確な測定がで
きる赤外線検出素子冷却装置を提供することを目
的とする。
In view of the above circumstances, the object of this invention is to provide an infrared detection element cooling device that can perform accurate measurements.

課題を解決するための手段 この考案は、スターリングサイクル冷凍装置の
真空室に内蔵した赤外線検出素子付冷却ヘツドと
蓄冷筒とを可撓導線を介して接続し、該冷却ヘツ
ドにヒータを設け、該冷却ヘツドを真空室の外筒
に固定し、該赤外線検出素子と対向する前記真空
室の壁部に窓を設け、該壁部の外側に真空シール
部を形成して前記窓を密封し、前記冷凍装置から
離して影像部を設け、フレキシブルオプテイカル
ガイドの一端を該影像部に接続し、他端を前記真
空シールド部に接続したことを特徴とする赤外線
検出素子冷却装置、により前記目的を達成しよう
とするものである。
Means for Solving the Problems This invention connects a cooling head with an infrared detection element built in the vacuum chamber of a Stirling cycle refrigeration system to a regenerator cylinder via a flexible conductor, and a heater is provided in the cooling head. A cooling head is fixed to an outer cylinder of a vacuum chamber, a window is provided on a wall of the vacuum chamber facing the infrared detection element, a vacuum seal is formed on the outside of the wall to seal the window, and the window is sealed. The above object is achieved by an infrared detection element cooling device characterized in that an imaging section is provided apart from the freezing device, one end of a flexible optical guide is connected to the imaging section, and the other end is connected to the vacuum shield section. This is what I am trying to do.

作 用 スターリングサイクル冷凍装置を始動し圧縮ピ
ストンと膨張ピストンとを駆動させると、真空室
の外筒と蓄冷筒とが夫々異なつた周期で振動する
が、該蓄冷筒の振動は、可撓導線により吸収され
るので、冷却ヘツドに伝達されない。
Operation When a Stirling cycle refrigeration system is started and the compression piston and expansion piston are driven, the outer cylinder of the vacuum chamber and the regenerator cylinder vibrate at different periods, but the vibrations of the regenerator cylinder are controlled by the flexible conductor. Since it is absorbed, it is not transmitted to the cooling head.

そのため、冷却ヘツドに設けられた赤外線検出
素子の振動と真空室の外筒のそれとは一致する。
Therefore, the vibration of the infrared detecting element provided in the cooling head coincides with that of the outer cylinder of the vacuum chamber.

実施例 この考案の実施例を添付図面により説明するが
同一図面符号は、その名称も機能も同じである。
Embodiment An embodiment of this invention will be described with reference to the accompanying drawings, where the same reference numerals have the same names and functions.

外筒1に囲まれた真空室2の中に蓄冷器3が配
設されている。この蓄冷器3は、分離した冷却ヘ
ツド8と蓄冷筒3aとを備えており、両者8,3
aは、可撓導線30、例えば、銅編組線を介して
接続されている。
A regenerator 3 is disposed in a vacuum chamber 2 surrounded by an outer cylinder 1. This regenerator 3 includes a separate cooling head 8 and a regenerator tube 3a, both of which are 8 and 3.
a is connected via a flexible conductor 30, for example a copper braided wire.

冷却ヘツド8は、銅製であり、且つ、固定具8
aを介して外筒1のキヤツプ1aに固定されてい
る。
The cooling head 8 is made of copper, and the fixture 8
It is fixed to the cap 1a of the outer cylinder 1 via a.

冷却ヘツド8の下面には、冷却温度を調整する
ためのヒータ8bが設けられ、また、その上面に
は、赤外線検出素子9が設けられている。
A heater 8b for adjusting the cooling temperature is provided on the lower surface of the cooling head 8, and an infrared detection element 9 is provided on the upper surface.

この検出素子9として、例えば、波長範囲が1
〜3.8μmのゲルマニウム検出素子を用いる。
This detection element 9 has a wavelength range of 1, for example.
A ~3.8 μm germanium detection element is used.

蓄冷筒3aの内部には、ロツド6を介してクラ
ンク室4のクランク5と接続する膨張ピストン7
が設けられている。
Inside the cold storage cylinder 3a, an expansion piston 7 is connected to the crank 5 of the crank chamber 4 via a rod 6.
is provided.

前記検出素子9と対向するキヤツプ1aに赤外
線の通孔10が形成されているが、この通孔10
は、シリコン製の窓11により封鎖されている。
An infrared ray through hole 10 is formed in the cap 1a facing the detection element 9.
is closed by a silicon window 11.

この窓11の外側には、真空シールド部12が
設けられ、また、該シールド部12の中央には、
前記窓11と対向するフレキシブルオプテイカル
ガイド13の後端部13aが固定されている。こ
のガイド13は、例えば、光フアイバであり、そ
の後端部13bは、影像部14に接続されてお
り、この影像部14には、集光レンズ15と干渉
ガラス板16とが直列に配設されている。
A vacuum shield section 12 is provided on the outside of the window 11, and at the center of the shield section 12,
A rear end portion 13a of the flexible optical guide 13 facing the window 11 is fixed. This guide 13 is, for example, an optical fiber, and its rear end 13b is connected to an image section 14, in which a condensing lens 15 and an interference glass plate 16 are arranged in series. ing.

尚、17はクランク18に接続する圧縮器の圧
縮ピストン、19はクランク室4内の潤滑用油、
22は引出線20の引出口、を夫々示す。次に、
この実施例の作動について説明する。
In addition, 17 is a compression piston of a compressor connected to the crank 18, 19 is lubricating oil in the crank chamber 4,
Reference numeral 22 indicates the outlet of the leader line 20, respectively. next,
The operation of this embodiment will be explained.

被測定対象物29、例えば、人体に対向するよ
うに影像部14を固定し静止させる。
The image section 14 is fixed and kept stationary so as to face the object to be measured 29, for example, a human body.

スターリングサイクル冷凍装置25の回転シヤ
フト26を回転させ圧縮ピストン17を往復運動
させると、圧縮工程即ち圧縮器27内のヘリウム
ガスを圧縮し蓄冷器3に圧入する工程と、吸入工
程即ち蓄冷器3のヘリウムガスを圧縮器27内に
吸収させる工程とが繰り返される。
When the rotating shaft 26 of the Stirling cycle refrigeration system 25 is rotated and the compression piston 17 is reciprocated, the compression process, that is, the process of compressing the helium gas in the compressor 27 and pressurizing it into the regenerator 3, and the suction process, that is, the process of compressing the helium gas in the regenerator 3, The process of absorbing helium gas into the compressor 27 is repeated.

蓄冷器3に圧入されたヘリウムガスは、図示し
ない膨張ピストンのシリンダ下部で第1回目の膨
張を行つた後、膨張ピストン内に入り第2回目の
膨張が行われる。
The helium gas pressurized into the regenerator 3 undergoes a first expansion in the lower part of the cylinder of an expansion piston (not shown), and then enters the expansion piston and undergoes a second expansion.

そして、これらの膨張に伴うヘリウムガスの気
化熱により冷却ヘツド8が極低温、例えば、77K
になるとともに赤外線検出素子9も極低温に冷却
される。
The heat of vaporization of the helium gas accompanying these expansions causes the cooling head 8 to reach an extremely low temperature, for example, 77K.
At the same time, the infrared detection element 9 is also cooled to an extremely low temperature.

ところで、前述のようにスターリングサイクル
冷凍装置25の圧縮ピストン17や膨張ピストン
等が作動すると振動が発生し、蓄冷筒3aとキヤ
ツプ1aとを異なる周期で振動させる。しかし、
この蓄冷筒3aの振動は可撓導線30により吸収
されるので、冷却ヘツド8に伝達されない。
By the way, as mentioned above, when the compression piston 17, expansion piston, etc. of the Stirling cycle refrigeration system 25 operate, vibrations occur, causing the regenerator cylinder 3a and the cap 1a to vibrate at different cycles. but,
This vibration of the cold storage cylinder 3a is absorbed by the flexible conductive wire 30, so that it is not transmitted to the cooling head 8.

そのため、冷却ヘツド8は、蓄冷筒3aの振動
の影響を受けないので、常にキヤツプ1aの振動
の周期と一致する。
Therefore, the cooling head 8 is not affected by the vibration of the cool storage cylinder 3a, and therefore always matches the period of vibration of the cap 1a.

従つて、赤外線検出素子9とフレキシブルオプ
テイカルガイドの後端部13aの振動は同期する
ので、両者9,13aは、光学的に静止した状態
を維持する。
Therefore, since the vibrations of the infrared detection element 9 and the rear end portion 13a of the flexible optical guide are synchronized, both 9 and 13a maintain an optically stationary state.

また、キヤツプ1aの振動は、フレキシブルオ
プテイカルガイド13により吸収されるので、影
像部14には伝達されない。
Further, since the vibration of the cap 1a is absorbed by the flexible optical guide 13, it is not transmitted to the image section 14.

そのため、影像部14は、振動せず静止状態を
維持する。
Therefore, the image section 14 does not vibrate and maintains a stationary state.

このような静止状態において被測定対象物の測
定が行われるので、該被測定対象物29の発する
赤外線成分だけが干渉ガラス16、集光レンズ1
5を介してフレキシブルオプテイカルガイド13
の先端部13bに入力しその後端部13aから出
力する。
Since the measurement of the object to be measured is performed in such a stationary state, only the infrared component emitted by the object to be measured 29 is transmitted through the interference glass 16 and the condenser lens 1.
Flexible optical guide 13 through 5
The input signal is inputted to the tip end 13b of the head and outputted from the rear end 13a.

そのため、赤外線検出素子9には、赤外線成分
だけが入力し、雑音成分(ノイズ成分)が入力す
ることはない。
Therefore, only the infrared component is input to the infrared detection element 9, and no noise component is input.

なお、赤外線検出素子9の出力は、前置増幅器
21で増幅された後A/D変換器31で信号変換
され、コンピータ32により認識される。
The output of the infrared detection element 9 is amplified by a preamplifier 21, converted into a signal by an A/D converter 31, and recognized by a computer 32.

考案の効果 この考案は、以上のように、赤外線検出素子付
冷却ヘツドと蓄冷筒とを可撓導線を介して接続
し、該冷却ヘツドを真空室の外筒に固定したの
で、蓄冷筒の振動は、可撓導線により吸収され、
冷却ヘツドに伝達される事が無い。
Effects of the invention As described above, in this invention, the cooling head with an infrared detection element and the regenerator are connected via flexible conductive wires, and the cooling head is fixed to the outer cylinder of the vacuum chamber. is absorbed by the flexible conductor,
It is not transmitted to the cooling head.

従つて、赤外線検出素子と真空室の外筒とは同
期して振動するため、両者は光学的に静止した状
態となるので精密な測定が可能となる。
Therefore, since the infrared detection element and the outer cylinder of the vacuum chamber vibrate in synchronization, both are in an optically stationary state, allowing precise measurement.

また、スターリングサイクル冷凍装置から分離
して影像部を設け、赤外線検出素子と影像部とを
フレキシブルオプテイカルガイドを介して接続す
ると、該冷凍装置から発生する振動はフレキシブ
ルオプテイカルガイドにより吸収され、影像部に
伝達されない。
Furthermore, if an imaging section is provided separately from the Stirling cycle refrigeration system and the infrared detection element and the imaging section are connected via a flexible optical guide, the vibrations generated from the refrigeration system are absorbed by the flexible optical guide, and the imaging section is Not communicated to the department.

従つて、前記冷凍装置から分離されている影像
部は、振動の無い静止状態で被測定対象物を測定
するので、影像部において振動成分が発生するこ
とが無い。
Therefore, since the imaging section separated from the freezing device measures the object to be measured in a static state without vibration, no vibration component is generated in the imaging section.

それ故、赤外線検出素子には、赤外線成分のみ
が入力するので、より正確な測定をすることが出
来る。また、赤外線検出素子と対向する真空室の
壁部に窓を設け、該壁部の外側に真空シール部を
形成して前記窓を覆い、フレキシブルオプテイカ
ルガイドの他端を前記真空シール部に接続したの
で、窓の両側が真空状態となる。
Therefore, since only the infrared component is input to the infrared detection element, more accurate measurements can be made. Further, a window is provided on the wall of the vacuum chamber facing the infrared detection element, a vacuum seal is formed on the outside of the wall to cover the window, and the other end of the flexible optical guide is connected to the vacuum seal. This creates a vacuum on both sides of the window.

そのため、破損しやすい材料で形成されている
窓を薄くしても差圧による破損事故が発生しない
ので、該窓を薄くして赤外線の透過率を良くする
ことができる。
Therefore, even if the window made of a material that is easily damaged is made thinner, breakage accidents due to differential pressure will not occur, so that the window can be made thinner to improve the transmittance of infrared rays.

又、影像部からの赤外線は順次、前記ガイド、
真空シール部、窓、真空室を通り空気と接触する
ことなく赤外線検出素子に到達する。
Further, the infrared rays from the image area are sequentially transmitted to the guide,
It passes through the vacuum seal, window, and vacuum chamber and reaches the infrared detection element without coming into contact with air.

そのため、該赤外線は空気により乱反射される
ことなく赤外線検出素子で全て到達するので、検
出精度を向上させることができる。」更に冷却ヘ
ツドにヒータを設けたので、冷却温度が低すぎる
とき等にはヒータを駆動し、冷却ヘツドを温める
ことができる。
Therefore, all of the infrared rays reach the infrared detection element without being diffusely reflected by the air, so that detection accuracy can be improved. Furthermore, since the cooling head is provided with a heater, when the cooling temperature is too low, the heater can be driven to warm the cooling head.

そのため赤外線検出素子を所定温度に保持する
ことができるので、精度の高い検出ができる。
Therefore, since the infrared detection element can be maintained at a predetermined temperature, highly accurate detection can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この考案の実施例を示す一部断面正
面図、第2図は、第1図の要部拡大図である。 3……蓄冷器、3a……蓄冷筒、8……冷却ヘ
ツド、9……赤外線検出素子、13……フレキシ
ブルオプテイカルガイド、25……スターリング
サイクル冷凍装置、30……可撓導線。
FIG. 1 is a partially sectional front view showing an embodiment of this invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1. 3... Regenerator, 3a... Regenerator cylinder, 8... Cooling head, 9... Infrared detection element, 13... Flexible optical guide, 25... Stirling cycle refrigeration device, 30... Flexible conducting wire.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] スターリングサイクル冷凍装置の真空室に内蔵
した赤外線検出素子付冷却ヘツドと蓄冷筒とを可
撓導線を介して接続し、該冷却ヘツドにヒータを
設け、該冷却ヘツドを真空室の外筒に固定し、該
赤外線検出素子と対向する前記真空室の壁部に窓
を設け、該壁部の外側に真空シール部を形成して
前記窓を密封し、前記冷凍装置から離して影像部
を設け、フレキシブルオプテイカルガイドの一端
を該影像部に接続し、他端を前記真空シール部に
接続したことを特徴とする赤外線検出素子冷却装
置。
A cooling head with an infrared detection element built into the vacuum chamber of a Stirling cycle refrigeration system is connected to a cold storage cylinder via a flexible conductor, a heater is provided to the cooling head, and the cooling head is fixed to the outer cylinder of the vacuum chamber. , a window is provided on a wall of the vacuum chamber facing the infrared detection element, a vacuum seal is formed on the outside of the wall to seal the window, an imaging section is provided apart from the freezing device, and a flexible An infrared detection element cooling device characterized in that one end of an optical guide is connected to the image section and the other end is connected to the vacuum seal section.
JP1988083636U 1988-06-24 1988-06-24 Expired - Lifetime JPH0541384Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988083636U JPH0541384Y2 (en) 1988-06-24 1988-06-24

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988083636U JPH0541384Y2 (en) 1988-06-24 1988-06-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH026233U JPH026233U (en) 1990-01-16
JPH0541384Y2 true JPH0541384Y2 (en) 1993-10-20

Family

ID=31308350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1988083636U Expired - Lifetime JPH0541384Y2 (en) 1988-06-24 1988-06-24

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0541384Y2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176326U (en) * 1984-10-24 1986-05-22
JPS62218823A (en) * 1986-03-20 1987-09-26 Fujitsu Ltd Infrared image pickup device
JPH0643649Y2 (en) * 1986-08-14 1994-11-14 森川産業株式会社 Stirling cycle refrigeration equipment
JPH0166040U (en) * 1987-10-21 1989-04-27

Also Published As

Publication number Publication date
JPH026233U (en) 1990-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114354202B (en) Device and method for monitoring vibration and temperature of turbine blade in real time
JP2002518667A (en) Fiber optic pressure sensor (and variants) and method of manufacturing flexible reflective member
US4306150A (en) Thermal image forming device comprising pneumatic infrared detectors
JPH0541383Y2 (en)
RU2117278C1 (en) Hygrometer
US5231285A (en) Refraction index change measurement
JP2699531B2 (en) Far-infrared measuring instrument
CN202511758U (en) Measuring system of linear stirling refrigerator dynamic displacement
Wetzel et al. Limitations of temperature measurements with holographic interferometry in the presence of pressure variations
JPH0643649Y2 (en) Stirling cycle refrigeration equipment
JP3101638B2 (en) High temperature observation and thermal expansion simultaneous measurement device
JPH08193880A (en) Infrared detector
CN206146537U (en) Temperature measuring device to thermal analyzer
US5178462A (en) Method and apparatus for measurement of dewpoint of gases
JP3103338B2 (en) Radiation thermometer
SU1681218A1 (en) Condensation hygrometer
JPS63279137A (en) Detection of abnormality within machine
CN119935430A (en) An infrared thermal imager for industrial gas leak detection
JPS5932922Y2 (en) gas analyzer
JPH02266240A (en) Infrared detector
JPS63247624A (en) Optical measuring instrument
CN119985436A (en) A detection device and method for laser confocal Raman spectrometer
JPH01262443A (en) Dew point measuring instrument
JPH056336U (en) Infrared detector
CN120992037A (en) An apparatus and method for testing the low-temperature background performance of a cooled infrared detector.