JPH0723732Y2 - 赤外線分析計の光源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、赤外線分析計に用いられる光源の改良技術に
関するものである。

〔従来の技術〕

上記の赤外線分析計に用いられる光源として、本出願人
は、実開昭61−202057号公報に見られ且つ第５図にも示
したように、熱的安定性を高める上で熱容量を大にした
例えばアルミブロック21に自己温度制御式のヒーターを
内蔵すると共に、このブロック21の保温用の断熱材23を
ケース24に充填し、かつ、前記ブロック21の赤外線放射
面S₁に輻射率の高い物質の層25を形成したものを提案し
ている。

尚、上記の公開公報には示されていないが、第５図中の
25はサンプルセル、27は赤外線検出器、28はチョッパー
である。

かかる構成の光源29によれば、輻射率の高い物質の層25
を赤外線放射面S₁に形成して、前記ブロック21からの赤
外線輻射エネルギー量を増大させたことで、赤外線分析
計のS/N比を従来に比べて大幅に改善できる利点を有す
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕 ところが、上記構成の光源29においては、前記熱容量の
大きいブロック21を加熱する上で容量的に大なるヒータ
ー22が必要で、光源自体が大型になると共にコスト的に
高く付き、更には、ヒーター22並びにブロック21の熱容
量が大きいので、前記輻射率の高い物質の層25が安定し
た赤外線を輻射する温度に達するまでに相当の時間がか
かる点で改善の余地があった。

本考案は、簡単な改良によって、コンパクトで且つコス
ト的に安価であると共に、安定した赤外線を輻射するま
での時間を大幅に短縮できるようにした赤外線分析計の
光源を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための本考案による赤外線分析計
の光源は、一端が赤外線検出器と接続されたサンプルセ
ルの他端に接続される自己温度制御式ヒーターを平板状
に形成して、少なくとも前記サンプルセルと対応する一
側面に輻射率の高い耐熱性の物質の層を被着形成してそ
の一側面を赤外線放射面となし、その赤外線放射面にお
ける前記サンプルセルと対応する部分を有効放射面とし
てなることを特徴としている。

〔作用〕

上記構成によれば、平板條に形成した自己温度制御式ヒ
ーターの少なくとも前記サンプルセルを対応する一側面
に輻射率の高い耐熱性の物質の層を被着形成してその一
側面を赤外線放射面とし、かつその赤外線放射面におけ
る前記サンプルセルと対応する部分を有効放射面として
いることから、その有効放射面を広く設定することがで
き、エネルギーの大きな赤外線を効率よく輻射させるこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施の態様を図面に基づいて説明する。
第１図は赤外線分析計を示し、光源１とサンプルセル
２、及び、二つの赤外線検出素子3,4と両検出素子3,4に
入る赤外線を断続するチョッパ７とそれを回転させるモ
ーター５とから成る赤外線検出部６を、前記サンプルセ
ル２の一端と光学的に直列に配置している。

第２図乃至第４図にも示すように、前記光源１は平板状
に形成した自己温度制御式ヒーター11よりなり、その一
側面がサンプルセル２の他端に接続される一方、その他
側面が平板状の断熱材10を介して金属製のヒーターホル
ダー９に取り付けられ、そのヒーターホルダー９の取付
座ａが断熱材13を介して分析計ベース８に固定されてい
る。

上述の自己温度制御式ヒーター11の一側面には、輻射率
の高い耐熱性の物質の層を被着形成して黒体処理し、そ
の一側面を赤外線放射面となし、その赤外線放射面にお
けるサンプルセル２と対応する円形部分を有効放射面Ｓ
としている。このように自己温度制御式ヒーター11を平
板状にコンパクトに形成して、赤外線放射面を広く形成
することにより、その中に有効放射面Ｓを大きく設定す
ることができ、エネルギーの大きい赤外線を効率よく輻
射させることができる。

また、前記自己温度制御式のヒーター11とは、或る温度
以上に高くなると急に抵抗値が増加する正の抵抗温度係
数を有する抵抗体から成るヒーターを言い、素子自体が
温度制御を行うもので、例えばポジスタ（村田製作所製
の商品名で、その輻射率は約0.1）を利用でき、赤外線
分析にとって必要なエネルギー量の赤外線が輻射される
範囲において最小必要限の大きさを選択すればよい。

また、前記輻射率の高い物質の層12は、無機質耐熱塗料
（例えば、住友化学工業株式会社製の商品名；スミセラ
ム‐P400B）のコーティングにより達成されている。

このように、無機質耐熱塗料をコーティングしてヒータ
ー自体に輻射率の高い物質の層12を形成すると、当該輻
射率の高い物質の層12の輻射率が0.83であるから、前記
自己温度制御式ヒーター11の輻射率の約8.3倍となり、
ヒーターそのものの加熱面を赤外線放射面にする場合と
比較して、赤外線輻射エネルギー量が著しく増加するの
で、赤外線分析計のS/N比を改善することができる。

上記の構成によれば、電流を流して前記自己温度制御式
ヒーター11を発熱させることで、当該ヒーターそのもの
の熱容量を基にして、前記輻射率の高い物質の層12から
エネルギー量の大なる赤外線が輻射される。

而して、従来のように、アルミブロックを備えさせない
ので、前記自己温度制御式ヒーター11を熱容量の小さな
ものにでき、延いては、当該ヒーター自体の熱容量が小
さいことから、前記輻射率の高い物質の層12が安定した
赤外線を輻射する温度に達するまでの時間が従来に比べ
て大幅に短縮される。

ところで、前記自己温度制御式ヒーター11を熱容量の小
さなものにすると、雰囲気温度や雰囲気の流れ等の影響
でヒーター自体の温度変化が起こりやすくなる懸念があ
る。しかし、実験の結果では、雰囲気の変化にかかわら
ず、自己温度制御式ヒーター11は極く短時間で所定の温
度に自己制御し、殆ど雰囲気に影響されないことが判明
している。これは、前記ヒーター自体が自己の温度変化
を敏感に応答する温度制御の特性を有し、かつ、前記自
己温度制御式ヒーター11の容量を必要最小限の小さなも
のにしたことによる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案による赤外線分析計の光源に
よれば、従来のように、アルミ等のブロックを用いず
に、自己温度制御式ヒーターを平板状に形成してコンパ
クトなものとし、その一側面に輻射率の高い耐熱性の物
質の層を被着形成して黒体処理し赤外線放射面としてい
るので、従来のように、大きなブロックが不要でそれを
加熱する必要がなく、自己温度制御式ヒーターを熱容量
の小さいコンパクトなものにすることができ、かつ、そ
の赤外線放射面内にサンプルセルと対応する有効放射面
を大きく設定することができ、エネルギーの大きい赤外
線を効率よく輻射させることができ、自己温度制御式ヒ
ーターを熱容量の小さいコンパクトなものにすることが
できる。

また、前記自己温度制御式ヒーターを小さなものにした
ことで、該ヒーターの昇温を短時間で行わせられ、延い
ては、輻射率の高い物質の層が安定した赤外線を輻射す
る温度に達するまでの時間を従来に比べて大幅に短縮で
きる。

そして、自己温度制御式ヒーターが自己の温度変化に敏
感に応答する温度制御特性を有することから、雰囲気の
温度や流れ等に殆ど影響されずに、自己を熱的に安定し
た所定の温度下に置くことができ、光源のコンパクト化
とコストダウン、並びに、安定した赤外線を輻射するま
での時間の大幅短縮を達成できるに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外線分析計の断面図、第２図は光源の斜視
図、第３図は光源の断面図、第４図は光源の正面図であ
る。そして第５図は、従来の光源の構成を示す赤外線分
析計の断面図である。 ９……ヒーターホルダー、11……自己温度制御式ヒータ
ー、12……輻射率の高い物質の層、Ｓ……赤外線放射
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が赤外線検出器と接続されたサンプル
   セルの他端に接続される自己温度制御式ヒーターを平板
   状に形成して、少なくとも前記サンプルセルと対応する
   一側面に輻射率の高い耐熱性の物質の層を被着形成して
   その一側面を赤外線放射面となし、その赤外線放射面に
   おける前記サンプルセルと対応する部分を有効放射面と
   してなることを特徴とする赤外線分析計の光源。