JPH0618256Y2 - 赤外線検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は，赤外線を検知して信号を発生する素子を搭
載する赤外線検出器と，上記素子を冷却するための冷却
装置とを備えた，赤外線検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕 第５図は，従来の赤外線検出装置を示す断面図であり，
図において，(1)は赤外線検知息子，(2)は上記赤外線検
知素子(1)を内部に搭載する二重円筒構造をした赤外線
検出器，(3)はジュールトムソン効果を利用して極低温
まで冷却することのできる冷却装置を構成するノズル，
(4)は，上記冷却装置を構成する，外側に熱交換用フイ
ンの付いた第１のパイプ，(5)は，上記冷却装置の一部
を構成する断熱糸，(6)は上記冷却装置の一部を構成す
る円柱体，(7)は上記冷却装置の一部を構成する第２の
パイプ，(8)は上記ノズル(3)から噴き出した噴流であ
る。

従来の赤外線検出装置は上記のように構成され，上記第
２のパイプ(7)に図示されていない高圧気体供給装置か
ら高圧気体を供給し，上記高圧気体は上記円柱体(6)の
周囲に巻かれた上記第１のパイプ(4)を熱交換しながら
流れ，上記ノズル(3)を通り，このときジュールトムソ
ン効果により，上記高圧流体の温度が低下しながら，上
記噴流(8)となり，上記噴流(8)は時間とともに上記高圧
気体の液化温度まで温度が低下し，上記赤外線検出器
(2)に搭載された上記赤外線検知素子(1)を冷却し，赤外
線を検知した素子が発生する信号を図示されていない外
部の信号処理回路に送ることにより，赤外線を検出する
ことができる。

上記断熱糸(5)は，上記噴流(8)となつた高圧気体が排出
されるときに上記第１のパイプ(4)において効率よく熱
交換がなされる目的で設置したものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記のような従来の赤外線検出装置においては，次のよ
うな解決すべき課題があつた。すなわち，従来の赤外線
検出装置では，冷却装置のノズル(3)から噴き出す気体
の液化温度まで冷却された噴流(8)が，赤外線検出器(2)
の赤外線検知素子(1)が設置された近傍部分に直接衝突
し，噴流が気液混相流であることなどの原因から噴流
(8)が衝突した部分で温度変動が生じ，その温度変動が
赤外線検知素子(1)まで伝達され，感度の変化を引き起
こし，雑音となるため，その雑音を低減させなければな
らないという課題があつた。

この考案は，このような課題を解決するためになされた
もので，赤外線検知素子をシジユールトムソン効果を利
用した冷却装置で冷却する雑音の低い赤外線検出装置を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案に係る赤外線検出装置は，冷却装置のノズルか
ら噴き出す噴流の方向及び数を，温度によつて変化させ
るようにしたものである。

〔作用〕

この考案において，冷却装置のノズルから噴き出す噴流
が，初めは赤外線検出器の赤外線検知素子が設置された
近傍部分に直接衝突しているが，噴流の温度がある温度
まで低下すると，噴流の向きが変化し，赤外線検知素子
が設置された近傍部分に直接衝突しなくなるため，噴流
衝突により生じる温度変動が赤外線検知素子に伝達しに
くくなり，その結果，感度変化が起こりにくくなり，雑
音が低減できる。

〔実施例〕

第１図はこの考案の一実施例を示す断面図である。

図において(1)は赤外線検知素子，(2)は赤外線検知器，
(4)は第１のパイプ，(5)は断熱糸，(6)は円柱体，(7)は
第２のパイプ，(8)は噴流であり，上記(1)，(2)，(4)〜
(8)は，従来装置と同じである。(9)は多方向の複数噴出
口を持つノズル（以下多方向ノズルという。），(10)は
上記赤外線検知素子(1)の近傍付近に直接衝突する上記
噴流(8)を制御するために温度によつて変形する材料
（例えば形状記憶合金など）で形成された先端に円すい
状の弁のついたノズル開閉弁（以下第１の弁とい
う。），(11)は上記赤外線検知素子(1)には直接衝突し
ない上記噴流(8)を制御するために同じく温度によつて
変形する材料で形成された，先端に円すい状の弁のつい
たノズル開閉弁（以下第２の弁という）である。第２図
は第１図の上記多方向ノズル(9)および第１の弁(10)，
第２の弁(11)部分の拡大図を示したものであり，図中の
同一の番号は第１図と同一の部分を示す。

第３図はこの考案による多方向ノズルおよび弁が作用し
ている状態を示す断面図であり(1)，(2)，(4)〜(11)は
上記第１図と同じである。第４図は第３図の上記多方向
ノズル(9)，第１の弁(10)および第２の弁(11)部分の拡
大図を示したものであり、図中の同一の番号は第３図と
同一の部分を示す。

上記のように構成された赤外線検出装置において，上記
第２のパイプ(7)に図示されていない高圧気体供給装置
から高圧気体を供給し，上記高圧気体は，上記円柱体
(6)の周囲に巻かれ，上記第１のパイプ(4)を熱交換しな
がら流れ，上記多方向ノズル(9)を通り，このときジユ
ールトムソン効果により，上記高圧気体の温度が低下し
ながら，上記噴流(8)となり，上記噴流(8)は時間ととも
に上記高圧気体の液化温度まで温度が低下し，上記赤外
線検出器(2)に搭載された上記赤外線検知素子(1)を冷却
し，赤外線を検知した素子が発生する信号を図示されて
いない外部の信号処理回路に送ることにより，赤外線を
検知でいることは従来の装置と全く同じである。上記断
熱糸(5)は，上記噴流(8)となつた高圧気体が排出される
ときに，上記第１のパイプ(4)において効率よく熱交換
がなされる目的で設置したことは従来の装置と同じであ
る。

しかし，この考案による赤外線検出装置では，上記第１
の弁(10)および第２の弁(11)が上記噴流(8)によつてあ
る温度まで冷却されると，第３図および第４図に示すよ
うに，上記第１の弁(10)が変形し，多方向ノズル(9)の
ある噴出口を閉じ，同じように上記第２の弁(11)が別の
噴出口を開く，そのため，結果的に上記噴流の向きを変
えることになり，上記赤外線検知素子(1)が設置された
近傍部分に直接衝突しなくなるため，噴流衝突により生
じる温度変動が上記赤外線検知素子(1)に伝達しにくく
なり，その結果感度変化が起こりにくくなり，雑音が低
減できる。

また，冷却装置による冷却開始後，ある温度まで低下し
ない初めのうちは，上記噴流(8)が上記赤外線検知素子
(1)が設置された近傍部分に直接衝突しているため，上
記赤外線検知素子(1)がある温度まで低下するまでの時
間は長くなることなく，雑音が低減できる。

〔考案の効果〕

この考案により，冷却装置の構成部品である，ある温度
に達すると変形する性質を持つ弁が噴流の方向を変化さ
せ，噴流衝突により生じる温度変動が原因である赤外線
素子の雑音を低減できる。

また，冷却装置による冷却開始後，ある温度まで低下し
ないうちは，噴流は赤外線検知素子が設置された近傍に
直接衝突しているため，赤外線検知素子がある温度まで
低下するまでの時間は長くならない。

すなわち，この考案は，従来の赤外線検出装置に比較し
て他の性能を劣化させずに雑音を低減するという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は，この考案の一実施例を示す赤外線検出装置の
断面図，第２図は多方向ノズル(9)部分の拡大図，第３
図は，この考案が作用している状態を示す赤外線検出装
置の断面図，第４図は第３図の多方向ノズル(9)部分の
拡大図を示す断面図，第５図は従来の赤外線検出装置を
示す断面図である。 図において，(1)は赤外線検知素子，(2)は赤外線検出
器，(3)はノズル，(4)は第１のパイプ，(5)は断熱糸，
(6)は円柱状，(7)は第２のパイプ，(8)は噴流，(9)は多
方向ノズル，(10)は第１の弁，(11)は第２の弁である。 なお，図中同一符号は，同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】赤外線検知素子を内部に搭載する二重筒構
   造をした赤外線検出器と、上記赤外線検知素子を極低温
   に冷却するためのジュールトムソン効果を利用した冷却
   装置とを備えた赤外線検出装置において、複数個のノズ
   ルを設置し、温度によって変形する性質を持つ弁で上記
   ノズルの開閉を行ない、ある温度に達した時にノズルか
   らの噴流の方向を変化させる構造を持つことを特徴とす
   る赤外線検出装置。