JPS6047545B2 - 輻射熱計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体表面から放射される輻射熱を測定する輻射
熱計測装置に関する。

物体の表面から放射される輻射熱を測定する場合、当該
熱エネルギを一旦収束器によつて収束し、これを熱電対
等の温度センサーで感知させる−のが感度上有効である
。

そしてこの際使用されるセンサーとしては複数の熱電対
を直列接続した熱電堆が一般に使用され、超電力の増大
が図られている。

第１図にはか、る輻射熱測定装置の原理図が示されてお
り、Ａは熱電堆、Ｂは熱接点、Ｃは冷接点、Ｄは補償導
線、Ｅは輻射エネルギ、Ｆは収束レンズであり、被測定
物から放射された輻射エネルギＥはレンズＦによつて収
束された熱接点Ｂに収束し、これによつて熱電堆Ａに生
じた超電力は補償導線Ｄから取り出される。

しかし、かかる従来例においては第１図の如く、冷接点
（基準温度接点）Ｃが大気中に晒され・ているので、該
接点の温度が絶えず変化し、従つて熱電堆Ａの起電力も
これに伴つて変化する。

従つて、冷接点Ｃの温度を常時測定し、熱電堆Ａからの
超電力を補正する必要があり、非常に煩しい作業となつ
ていた。勿論、冷接点Ｃを氷等が入つた恒温槽等に収納
して一定温度に保持することも可能てあるが、冷接点ｃ
の数が多い場合にはそれに応じて恒温槽の数もふやさな
くてはならず、恒温槽自体の温度を一定に保持するとい
う手間数の増加と相俟つて複雑になるとともに機動性に
欠けるという難点が生じていた。

本発明の目的は前述の如き難点を排除し得る輻射熱測定
装置を提供することにある。

以下図面に示す実施例を参照しながら本発明を説明する
。

第３図において、１は蒸留水２４が充填されるべき金属
容器であり、材質としては後述の熱電堆の冷接点が同容
器１内の温度とほゞ同一に保持されるよう熱伝導率の良
好なものが使用される。

２は金属容器１に取り付けられたベローズであり、同ベ
ローズと容器１とは容器１に穿設された連通孔３を介し
て連通状態に形成されている。

４はマイクロスイッチであり、ベローズ２の伸縮方向に
設けられており、同ベローズ及びスイッチ４間の距離は
後述の如くベローズ２が伸長した場合に同スイッチ４に
当接し得るように設定されている。

６は熱電素子、７ａ，７ｂは絶縁材、８は放熱フィンて
あり、熱電素子６は後述の如く金属容器１を強制冷却す
るためのもので、絶縁材７ａを介して同容器１に取り付
けられており、さらに絶縁材７ｂを介して放熱フィン８
が熱電素子６の外周に設けられている。

９は熱電堆てあり、第２図に示すように複数の熱電対９
ａ，９ｂ，９ｃ・・・・・・・が熱接点９ａ″，９ｂ″
，９Ｃ″・・・・・・・を中心に放射状に配置されて直
列に接続されており、両端部の冷接点１０，１『は夫々
補償導線１０ａ，１０ｂに接続され、同導線１０ａ，１
０ｂから起電力が取り出される。

このように構成された熱電堆９が金属容器１に取り付け
られるのであり、同熱電堆９の冷接点９ａ″，９ｂ″，
９Ｃ″・・ ・・・・が、同容器１の外壁に凹設された
凹部１１の周囲に絶縁材１２を介して止め螺子１３によ
つて固定される。熱電堆９の中央部たる熱接点９ａ″，
９ｂ″，９Ｃ″・・・・・・・は自由端として凹部１１
内に位置し、同凹部の底面１４から離間している。

５は収束レンズであり、被測定物（図示せず）の表面か
ら放射された輻射熱（輻射エネルギ）は同レンズによつ
て収束され、熱電堆９の中央部に収束するようになつて
いる。

輻射エネルギを収束する手段としては、レンズの他に凹
面鏡円錐鏡等が使用される。

凹部１１の底面１４には、輻射熱を反射せしめる反射塗
料、例えば銀メッキが塗布されており、これによつて輻
射熱による金属容器１の温度上昇が低減される。

１５は金属容器１を収納するためのケースであり、１６
は冷却ファン、１７は同ファンから取り入れられる空気
の流通口、１８はケース１５内の空気を放出させるため
の放出口である。

金属容器１はケース１５の内側に形成された支持枠１９
に断熱材２０を介して保持されている。

尚、２１は熱電素子６に直流電流を供給するための直流
電源であり、熱電素子６と同電源とは直流回路２「を構
成しており、上記マイクロスイッチ４は同回路を０Ｎ−
ＯＦＦするように接続されている。２２は熱電堆９の冷
接点１０，１『に接続された記録計であり、これによつ
て熱電堆９に生じた記電力が記録される。

２３は冷却ファン用交流電源である。

以上の構成に基づき以下にその作用を説明する。

使用に際し、金属容器１内は蒸留水２４の状態であり、
か）る状態ではベローズ２はマイクロスイッチ４から離
間しており、熱電素子６と直流電源２１とから構成され
る直流回路２「は０Ｎとなつており、同容器１は熱電素
子６によつて冷却され、これとともに冷却ファン１６も
作動し、流通口１７から取り入れられた空気は放熱フィ
ン８から熱を奪つて放出口１８から外部に流出する。

こうして金属容器１内の蒸留水２４の温度が下降し、次
第に同容器１の内壁に氷結２５し始める。かくて氷結に
よる体積膨張によりベローズ２内の水圧が高まり、同ベ
ローズはマイクロスイッチ４方向へ伸長し、同容器１内
が氷と水の平衡共存状態となつたところでマイクロスイ
ッチ４に当接し、上記直列回路２「は０ＦＦとなり、同
時にファン１６の作動も停止する。

か）る状態が暫くの間維持され、或る時間経過゛すると
同容器１内の氷が溶解し始め、ベローズ２はマイクロス
イッチ４から離間し、上記直列回路２「は０Ｎとなり、
熱電素子６による冷却が始まるとともに冷却ファン１６
も作動する。

このような動作が使用中常時繰り返され、同容器１内は
常にＯ℃に保持される。

同容器１は金属製であるから、熱伝導性が良好であり、
従つて熱電堆９の冷接点９ａ″，９ｂ″″，９Ｃ″・・
・ ・・・は、常時零位に保持される。

以上のように本発明は、蒸留水が充填された金・属容器
と、同容器を冷却して同容器内を水と氷の平衡共存状態
に保持する手段とを備え、熱電堆の冷接点が金属容器に
絶縁材を介して取り付けられているから、冷接点は大気
温度に影響されることなく、常に零位に保持され、従つ
て熱電堆からの超電力に何等の補正を加えることなく測
定値として読み取れるようになる。また冷接点の数に応
じて恒温槽の数を変える必要がないはかりか、か）る恒
温槽は自動的に一定温度に保持されるのて手間が省け、
″機動性、随意性が大になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の測定装置の原理を示す縦断側面図、第
２図は本発明に係る装置に使用される熱電堆の平面図、
第３図は本発明に係る装置の縦断面図である。 １・・・・・・金属容器、５・・・・・・収束レンズ、
９・・・・・・熱電堆、９ａ″，９ｂ″，９Ｃ″・・・
・・・冷接点、２０・・絶縁材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定物の表面から放射される輻射熱を収束せしめ
   る収束器と、直列に接続された複数の熱電対からなる熱
   電堆とを備え、該熱電堆の熱接点が輻射熱の収束点に配
   置された輻射熱計測装置において、蒸留水が充填された
   金属容器と、該容器を冷却して同容器内を水と氷の平衡
   共存状態に保持する冷却手段とを備え、前記熱電堆の冷
   接点が前記金属容器に絶縁材を介して取り付けられてい
   ることを特徴とする輻射熱計測装置。 ２ 金属容器の外壁には凹部が形成されており、熱電堆
   の冷接点は該凹部の周囲外壁に取り付けられているとと
   もに熱接点は同凹部内に位置しかつその底面から離間し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の輻
   射熱計測装置。 ３ 熱電堆の熱接点は収束器と凹部底面との間に位置し
   、同底面には輻射熱を反射せしめる反射塗料が塗布され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の輻
   射熱計測装置。