JPS6367530A - 赤外線検知器 - Google Patents
赤外線検知器Info
- Publication number
- JPS6367530A JPS6367530A JP61212468A JP21246886A JPS6367530A JP S6367530 A JPS6367530 A JP S6367530A JP 61212468 A JP61212468 A JP 61212468A JP 21246886 A JP21246886 A JP 21246886A JP S6367530 A JPS6367530 A JP S6367530A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner cylinder
- end surface
- flange
- infrared
- plate
- 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
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (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〕
この発明は、 ＩｎＳｂ 、 ＨｇＣｄＴｅ 、
Ｐｂ８ｎＴｅ等で極低温に冷却して動作させる赤外線検
知素子を具備する赤外線検知器に関するものである。
Ｐｂ８ｎＴｅ等で極低温に冷却して動作させる赤外線検
知素子を具備する赤外線検知器に関するものである。
第５図は従来の赤外線検知器の構成例を示すもので１図
において＋１１は低温保持容器で、ガラス裂ノ内筒（２
）、外筒Ｔ３）．７；Ｆ７ジ（４）、赤外ｍａ過材料（
例えばＧｅ ）であるウィンド（５）、赤外線検知素子
（６）を具備したパッケージ（７）で構成されている。
において＋１１は低温保持容器で、ガラス裂ノ内筒（２
）、外筒Ｔ３）．７；Ｆ７ジ（４）、赤外ｍａ過材料（
例えばＧｅ ）であるウィンド（５）、赤外線検知素子
（６）を具備したパッケージ（７）で構成されている。
上記ウィンド＋５１は、真空用接着剤（例えばＶＡＲＩ
ＡＮ社商標ＴＯＲＲ５ＥＡＬ ） Ｋよって上記外筒（
３）の端面に接着されている。（８）はジュールトムソ
ン冷却器で。
ＡＮ社商標ＴＯＲＲ５ＥＡＬ ） Ｋよって上記外筒（
３）の端面に接着されている。（８）はジュールトムソ
ン冷却器で。
スパイラル状に巻かれたフィンチューブ＋９１とノズル
ｆｉＯを具備しており、高圧ガス（例えばｉ素）の光填
されたボンベαＢと弁α２を介して配管１３によって連
通している。ここで、低温保持容器＋１１の内部は、外
部からの侵入熱を遮断するため、１０’〜１Ｏ−５ＴＯ
ＲＲ程度の真空に保たれている。赤外線検知素子（６１
の信号は金属線Ｉにより、端子ａりから低温保持容器＋
１１の外部に取出すことができる。
ｆｉＯを具備しており、高圧ガス（例えばｉ素）の光填
されたボンベαＢと弁α２を介して配管１３によって連
通している。ここで、低温保持容器＋１１の内部は、外
部からの侵入熱を遮断するため、１０’〜１Ｏ−５ＴＯ
ＲＲ程度の真空に保たれている。赤外線検知素子（６１
の信号は金属線Ｉにより、端子ａりから低温保持容器＋
１１の外部に取出すことができる。
次に以上のような構成からなる従来の赤外線検知器の動
作について説明する。弁α２を開放し、ボンベａυから
ジュールトムソン冷却器（８）に高圧ガスを供給すると
、スパイラル状に巻かれたフィンチューブ＋９１ ヲ通
ってノズル０υからガスが噴出する。
作について説明する。弁α２を開放し、ボンベａυから
ジュールトムソン冷却器（８）に高圧ガスを供給すると
、スパイラル状に巻かれたフィンチューブ＋９１ ヲ通
ってノズル０υからガスが噴出する。
この時ガスは高圧から低圧（大気圧）に開放されるため
、ジュールトムソン効果によって温度降下する。この温
度降下は微々たるものであるが、内筒（２）の内側に沿
って排出されるガスと、フィンチューブ（９）の内部を
流れる新たに供給されるガスとの間に熱交換な行なわせ
ることにより、究極的には上記ガスはその液化温度（窒
素の場合で７７°Ｋ）に達する。赤外線検知素子（６）
およびパッケージ（７）は上記液化温度に達したガスを
吹きつけられることにより毬低温に冷却されることにな
るが、上記ジュールトムソン冷却器の冷却能力は通常Ｉ
Ｗ〜５Ｗ程度と少ないので、外部からの熱侵入を妨げな
ければノズルα・から噴出するガスを液化温度に到達せ
しめる事はできない。低温保持容器（１１は外部からの
侵入熱を遮断するための接脂であり、内筒（２）、外筒
（３）、フランジ（４）、ウィンド（５）で囲まれてい
る容器内部は外部と密閉され、かつ真空に保たれている
。
、ジュールトムソン効果によって温度降下する。この温
度降下は微々たるものであるが、内筒（２）の内側に沿
って排出されるガスと、フィンチューブ（９）の内部を
流れる新たに供給されるガスとの間に熱交換な行なわせ
ることにより、究極的には上記ガスはその液化温度（窒
素の場合で７７°Ｋ）に達する。赤外線検知素子（６）
およびパッケージ（７）は上記液化温度に達したガスを
吹きつけられることにより毬低温に冷却されることにな
るが、上記ジュールトムソン冷却器の冷却能力は通常Ｉ
Ｗ〜５Ｗ程度と少ないので、外部からの熱侵入を妨げな
ければノズルα・から噴出するガスを液化温度に到達せ
しめる事はできない。低温保持容器（１１は外部からの
侵入熱を遮断するための接脂であり、内筒（２）、外筒
（３）、フランジ（４）、ウィンド（５）で囲まれてい
る容器内部は外部と密閉され、かつ真空に保たれている
。
しかし１以上のような構成から成る従来の赤外線検知器
は次のような問題点があった。
は次のような問題点があった。
９） ウィンド（５）と外筒（３）の接合のため使用し
ている接着剤は有機生成物であるから長期的に見れば、
多量の有機ガスを放出し、低温保持容器＋１１の真空度
維持上９％に寿命という面で好ましくない。
ている接着剤は有機生成物であるから長期的に見れば、
多量の有機ガスを放出し、低温保持容器＋１１の真空度
維持上９％に寿命という面で好ましくない。
（ロ）主要構造部材である内筒（２）、外筒（３），７
ランジ（４）がガラス製で靭性に欠ける゛の厳しい耐振
動性、耐＠撃性が要求される場合（例えはミサイル。
ランジ（４）がガラス製で靭性に欠ける゛の厳しい耐振
動性、耐＠撃性が要求される場合（例えはミサイル。
航空機等に搭載される場合）には機械的強度の面で適さ
ない。
ない。
Ｅ−１低温保持容器（１１の内筒（２）にはジュールト
ムソン冷却器（８）が挿入され、この時上記内筒（２）
とジュールトムソン冷却器（姐との隙間は、ノズル（１
（Ｉから噴出され外部へ排出されるガスとフィンチュー
ブ（９）円を流れる新たに供給されるガスとの熱交換効
率に大きな影替を与えるので、内筒（２）には精密な加
工寸法精度が要求されるが、内筒（２）がガラス製なの
で研磨等生産性の悪い加工手段でなければ達成できない
。
ムソン冷却器（８）が挿入され、この時上記内筒（２）
とジュールトムソン冷却器（姐との隙間は、ノズル（１
（Ｉから噴出され外部へ排出されるガスとフィンチュー
ブ（９）円を流れる新たに供給されるガスとの熱交換効
率に大きな影替を与えるので、内筒（２）には精密な加
工寸法精度が要求されるが、内筒（２）がガラス製なの
で研磨等生産性の悪い加工手段でなければ達成できない
。
この発明は以上のような問題点を改善するためになされ
たもので、真空度維持の寿命か長く９機械的強度が高く
、かつ生産性の良い赤外線検知器を提案するものである
。
たもので、真空度維持の寿命か長く９機械的強度が高く
、かつ生産性の良い赤外線検知器を提案するものである
。
この発明に係る赤外線検知器は、主要構造部材である内
面、外面、７ランジを金属性にし、赤外線検知素子を具
備したパッケージを取りつけろ端面に熱伝導率の高い材
質のプレートラ用い１両者をロウ付によって気密接合し
、真空断熱容器を形成したものである。
面、外面、７ランジを金属性にし、赤外線検知素子を具
備したパッケージを取りつけろ端面に熱伝導率の高い材
質のプレートラ用い１両者をロウ付によって気密接合し
、真空断熱容器を形成したものである。
この発明においては、内筒を熱伝導率が低（。
機械加工精度が得やすい金属とし、また赤外線検知素子
を具備したパッケージを取付ける側の内筒の端面に、熱
伝導率の高い材質のプレートを用い。
を具備したパッケージを取付ける側の内筒の端面に、熱
伝導率の高い材質のプレートを用い。
両者を熱歪の少ないロウ付をして、気密接合することＫ
より、７ランジ側から内筒を伝わってくる外部からの熱
侵入を少なくシ、かつクーラから赤外線検知素子への熱
伝達をよくして、さらに内筒の機械加工精度を維持した
ままで低温保持容器を真空維持できるようにした。
より、７ランジ側から内筒を伝わってくる外部からの熱
侵入を少なくシ、かつクーラから赤外線検知素子への熱
伝達をよくして、さらに内筒の機械加工精度を維持した
ままで低温保持容器を真空維持できるようにした。
第１図はこの発明による赤外線検知器の構成例を示す図
であり、第１図は第２図の一部詳細を示す図である。第
１図および第２図ではジュールトムソン冷却器、配管、
弁、ボンベ等この発明と直接係りのない部品は省略して
いる。
であり、第１図は第２図の一部詳細を示す図である。第
１図および第２図ではジュールトムソン冷却器、配管、
弁、ボンベ等この発明と直接係りのない部品は省略して
いる。
図において、（２）は内筒で金属を内筒状に成形したも
ので、一方の端面にはプレー） （２’）を介して赤外
線検知素子（６）を具備するパッケージ（７）が設けら
れており、もう一方の端面には入出力の気密端子醤がハ
ーメチックされた金属製のフランジ（４）が接合されて
いる。上記内筒（２）の外面には０．１〜０，４鴫のセ
ラミック磨ａｅがあり、金属線αＯはこのセラミック層
ａｅに埋設されており、金属線どおしおよび内筒（２）
と電気的に絶縁状態で支持されている。
ので、一方の端面にはプレー） （２’）を介して赤外
線検知素子（６）を具備するパッケージ（７）が設けら
れており、もう一方の端面には入出力の気密端子醤がハ
ーメチックされた金属製のフランジ（４）が接合されて
いる。上記内筒（２）の外面には０．１〜０，４鴫のセ
ラミック磨ａｅがあり、金属線αＯはこのセラミック層
ａｅに埋設されており、金属線どおしおよび内筒（２）
と電気的に絶縁状態で支持されている。
＋３３は外筒で金属（例えばステンレス）を内筒状に成
形したもので１片方の端面は上記フランジ（４）と接合
され、もう一方の端面には赤外線透過材料（例えばＧｅ
）である円板状のウィンド（５）がガラス融着層側に
より固定されている。さらに、外筒（３）の内側は金属
蒸着膜α＆が形成され、内筒（２）、パッケージ（））
および赤外線検出素子（６）に外筒（３）からのふく射
熱が伝わりＫくいようＫなっている。上記フランジ（４
）は検出素子（６）からの信号を低温保持容器（１１の
外部に取り出す必要性からガラスで絶縁された気密端子
ａ９を有している。
形したもので１片方の端面は上記フランジ（４）と接合
され、もう一方の端面には赤外線透過材料（例えばＧｅ
）である円板状のウィンド（５）がガラス融着層側に
より固定されている。さらに、外筒（３）の内側は金属
蒸着膜α＆が形成され、内筒（２）、パッケージ（））
および赤外線検出素子（６）に外筒（３）からのふく射
熱が伝わりＫくいようＫなっている。上記フランジ（４
）は検出素子（６）からの信号を低温保持容器（１１の
外部に取り出す必要性からガラスで絶縁された気密端子
ａ９を有している。
ところで、この低温保持容器（１）は外部からの熱侵入
をできるだけ少なくシ、かつジュールトムソン冷却器（
８）による冷却をできるだけ効率よく赤外線検出素子（
６）忙伝えてやる必要があるが、熱侵入のうちわけは、
第３図のようになっているから。
をできるだけ少なくシ、かつジュールトムソン冷却器（
８）による冷却をできるだけ効率よく赤外線検出素子（
６）忙伝えてやる必要があるが、熱侵入のうちわけは、
第３図のようになっているから。
この図かられかるように熱侵入を減らすには特にフラン
ジ（４）から内筒（２）への熱伝導による侵入を小さく
するのが効果的である。すなわち９内筒（２）はできる
だけ肉厚を薄クシ、またフィンチューブ＋９１が挿入さ
れるため、内面の表面あらさが少なく。
ジ（４）から内筒（２）への熱伝導による侵入を小さく
するのが効果的である。すなわち９内筒（２）はできる
だけ肉厚を薄クシ、またフィンチューブ＋９１が挿入さ
れるため、内面の表面あらさが少なく。
かつよい寸法精度を得られ、さらに熱伝導を小さくする
ために第４図かられかるようにチタン合金の材料を用い
るのが適切である。一方、ジュールトムソンクーラ（８
１によって赤外線検知素子（６）を冷却するため、プレ
ー） （２’）は熱伝達をよくする必要があり、第４図
かられかるように銅の材料を用いるのが適切である。ま
た、低温保持容器（１１は断熱のために真空にする必要
があるが、異種金属とおしの内筒（２）とプレート（２
’）を接合時に生じる熱ひずみの小さいロー付を用いて
気密接合することにより、内筒（２）とプレー） （２
’）は機械加工したままの寸法精度を維持できるので、
冷却性能のよい低温保持容器を形成することができる。
ために第４図かられかるようにチタン合金の材料を用い
るのが適切である。一方、ジュールトムソンクーラ（８
１によって赤外線検知素子（６）を冷却するため、プレ
ー） （２’）は熱伝達をよくする必要があり、第４図
かられかるように銅の材料を用いるのが適切である。ま
た、低温保持容器（１１は断熱のために真空にする必要
があるが、異種金属とおしの内筒（２）とプレート（２
’）を接合時に生じる熱ひずみの小さいロー付を用いて
気密接合することにより、内筒（２）とプレー） （２
’）は機械加工したままの寸法精度を維持できるので、
冷却性能のよい低温保持容器を形成することができる。
この発明による赤外線検知器は以上のような構成から成
るため１次のような利点がある。
るため１次のような利点がある。
ビ） 主要構造部材である内筒（２）、外筒１３）．フ
ランジ（４）が金属性であることから１機械的強度にす
ぐれ、厳しい耐振性、耐衝撃性が要求される場合（例え
ば、ミサイルや航空機に搭載される場合）でも、要求を
満足することができる。
ランジ（４）が金属性であることから１機械的強度にす
ぐれ、厳しい耐振性、耐衝撃性が要求される場合（例え
ば、ミサイルや航空機に搭載される場合）でも、要求を
満足することができる。
（−従来のガラス製の赤外線検知器に比較して。
プレス加工１機械加工が可能なので９寸法精度が容易に
得られ生産性が極めて良くなる。
得られ生産性が極めて良くなる。
ｅ′４ 内筒（２１を例えばチタン合金にすれば１機
械加工により極薄にできることから、フランジ（４）方
向からの侵入熱を伝わりにククシ、一方、赤外線検知素
子の取りつくプレートが９例えば銅のように熱伝導膜の
高い材質であるため冷却熱を伝えやすい構造になってい
るので、極めて冷却効率か高く９機器の誤動作が少ない
。すなわち、性能および信頼性の高い赤外線検知器とす
ることができる。
械加工により極薄にできることから、フランジ（４）方
向からの侵入熱を伝わりにククシ、一方、赤外線検知素
子の取りつくプレートが９例えば銅のように熱伝導膜の
高い材質であるため冷却熱を伝えやすい構造になってい
るので、極めて冷却効率か高く９機器の誤動作が少ない
。すなわち、性能および信頼性の高い赤外線検知器とす
ることができる。
第１図はこの発明による赤外線検知器の実施例を示す断
面図、第２図は第１図のＡ部を詳細に説明した断面図、
従来の赤外線検知器の構成例な示す断面図、第３図は赤
外線検知素子へ入ってくる熱量の割合を示す図、第４図
は金属材料の熱伝導率を示す図、第５図は従来の赤外線
検知器を示ず断面図である。 図において、（ｌ）は低温保持容器、（２）はチタン合
金製の内筒、 （２’）は銅製のプレート、（３）は
外筒。 （４）はフランジ、（５Ｉはウィンド、（６）は赤外線
検知素子、（７）はパッケージ、（８）はジュールトム
ソン冷却器、ａ４は金属線、住９は気密端子である。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
面図、第２図は第１図のＡ部を詳細に説明した断面図、
従来の赤外線検知器の構成例な示す断面図、第３図は赤
外線検知素子へ入ってくる熱量の割合を示す図、第４図
は金属材料の熱伝導率を示す図、第５図は従来の赤外線
検知器を示ず断面図である。 図において、（ｌ）は低温保持容器、（２）はチタン合
金製の内筒、 （２’）は銅製のプレート、（３）は
外筒。 （４）はフランジ、（５Ｉはウィンド、（６）は赤外線
検知素子、（７）はパッケージ、（８）はジュールトム
ソン冷却器、ａ４は金属線、住９は気密端子である。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Claims (3)
- （１）金属製の内筒と、上記内筒の一端面に熱伝導率の
高い材質のプレートを気密接合し、さらに上記プレート
に取りつけられたパッケージに固定された赤外線検知素
子と、上記内筒の他端面に設けられた金属製のフランジ
と、上記フランジの外周部を気密接合し、かつ上記内筒
を覆うように取りつけられた金属製の外筒と、上記外筒
の上記フランジと接合する端面と相対する端面に取りつ
けられた赤外線透過材料である平板上に形成したウイン
ドとを具備したことを特徴とする赤外線検知器。 - （２）金属性の内筒をチタン合金で形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の赤外線検知器。 - （３）プレートを銅で形成したことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の赤外線検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212468A JPS6367530A (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 赤外線検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212468A JPS6367530A (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 赤外線検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6367530A true JPS6367530A (ja) | 1988-03-26 |
Family
ID=16623143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212468A Pending JPS6367530A (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 赤外線検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6367530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0604790A3 (de) * | 1992-12-30 | 1994-11-02 | Bodenseewerk Geraetetech | Sensoranordnung mit gekühltem Sensor. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186974A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-11-01 | Fujitsu Ltd | 冷却型光電変換装置 |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61212468A patent/JPS6367530A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186974A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-11-01 | Fujitsu Ltd | 冷却型光電変換装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0604790A3 (de) * | 1992-12-30 | 1994-11-02 | Bodenseewerk Geraetetech | Sensoranordnung mit gekühltem Sensor. |
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