JPH0335145A - 分光分析の透過測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料を収容する容器と、前記試料に透過させ
る光を発する発光手段と、透過した光を受光する受光手
段と、前記受光手段の情報から前記試料の吸光量を求め
る演算手段とを備えた分光分析の透過測定装置に関する
。

〔従来の技術〕

先ず、分光分析の透過測定装置の基本的な原理について
簡単に説明する。

第３図に示すように、発光器（７）と受光器（５）の中
間に容器（１）を配置し、この容器（１）に試料（１０
）を入れる。そして発光器（７〉からの光が容器（１）
内に入射されて試料を透過し、更に容器（１）からの出
射された光が受光器（５）で受光されるようにする。尚
、容器（１）の周囲は、発光器（７）の光以外の光が受
光器（５）に受光されないように黒のシートで覆ってお
く。ここで■を入射光量、Ａを吸光量、Ｔを透過光量、
Ｓを散乱光量、Ｒを反射光量とすると、Ｉ　＝Ａ＋Ｔ＋
Ｓ＋Ｒの関係式が威り立つ、従って、入射光量■から透
過光量Ｔと散乱光量Ｓと反射光ＩＲが判れば、Ａ＝夏−
（Ｔ十Ｓ＋Ｒ）の式から吸光ＮＡを、延いては試料固有
の吸光度を計算することができる。

ここで、反射光量Ｒは容器（１）の特性に依存するので
、吸光ＩＡと散乱光１ｓが既知である試料（１０）を同
じ容器（１）に入れ、光を透過させて入射光量Ｉと透過
光ｉｉＴを測定すれば、反射光量Ｒは演算によって求め
ることができる。また散乱光ＩＳは、試料（１０）中で
散乱して容器（１）の何処からか出射するので測定する
ことはできないが、一般には透過光ｉｌＴに比較して十
分に小さいので無視できる。従って、透過光ｉｌＴを測
定するとともに既知の反射光ｆｉＲを前式に代入して演
算すれば、僅かながらも散乱光量Ｓの成分を含んではい
るが、凡その試料固有の透光度は求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、コロイド溶液のように散乱度の大きい試料では
、散乱光量Ｓが吸光量Ａに比較して大きくなるので、吸
光量Ａに含まれる散乱光量Ｓの成分を無視できなくなる
。このような場合、光が透過する試料の厚み（セル厚）
を薄くして散乱光の影響を小さくするが、入射光量Ｉと
透過光量Ｔの差も小さくなって感度が悪くなるので、透
過光量Ｔを精密に測定することが困難となる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、散
乱度が大きい試料であっても感度良く透光度を測定でき
るようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達゛威するため本発明の分光分析の透過測定
装置にあっては、前記容器に、内面に照射された光を反
射する反射面が形成されている点を第１の特徴構成にし
ている。

また、前記容器がほぼ真球体である点を第２の特徴構成
にしている。

更に、前記発光手段が前記容器の内部に配置されている
点を第３の特徴構成にしている。

〔作　用〕

第１の特徴構成によれば、試料内を透過している光が散
乱して容器の内面に到達しても、容器を透過せずに反射
して試料内に戻される。この反射は、受光手段に受光さ
れるまでの間に何度となく繰り返される。そして、試料
に吸収されずに残った散乱光の一部が透過光と共に受光
されるようになる。最終的に、真の透過光量に散乱光量
Ｓの一部を加えた光量が透過光量Ｔとして測定されるよ
うになるので、入射光量■と透過光ＩＴの差をとる際に
、吸光量に含まれる散乱光量Ｓの成分の一部が除去され
ることになる。

第２の特徴構成によれば、容器がほぼ真球体であるので
、散乱光が最小の反射回数で受光されるようになり、透
過距離が短くなって試料に吸収される割合が減少する。

そのため受光手段に受光される散乱光量Ｓの成分が増大
することになる。

第３の特徴構成によれば、発光手段が容器の内部に配置
されているので、光が容器に入射する際の反射が無くな
る。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成によれば、散乱度の大きい試料であって
も、散乱光による誤差を小さく抑えて精度良く吸光量Ａ
を求めることができるようになる。

第２の特徴構成によれば、受光手段に受光される散乱光
量Ｓが更に増大することで、より精度良く吸光量Ａを求
めることができるようになる。

第３の特徴構成によれば、吸光量Ａを求めるに際して容
器の反射光量Ｒを求める手間が省ける。従って、吸光量
Ａを求める演算も簡素化される。

〔実施例〕

分光分析の透過測定装置の構造を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、中空で真球状に形成されたガラス
製の容器（１）がある、この容器（１）の外周には鏡面
層（２）を形成してあり、内面に照射された光を全反射
するようにしである。また、容器（１）内に、光ファイ
バーを束ねた光バンドル（３）を差し込んであり、その
先端を容器（１）の中心点に位置させである。更に容器
（１）の一部に小窓（４）を形成してあり、この小窓（
４）に受光素子を備えた受光器（５）を取り付けである
。

前記光バンドル（３）は、一定のスペクトルの光を発す
る光源（６）に接続してあり、光源（６）からの光が、
先端部から容器（１）内の試料を透過して受光器（５）
に向けて照射されるようになっている。つまり、光バン
ドル（３）と光［（６）とで発光手段（７）を構成して
いる。

前記受光器（５）には、受光した光を電圧値に変換する
光電素子を利用しており、変換された電圧を電気コード
（８）を介して演算装置（９）に出力するようにしであ
る。

次に透過測定装置の使用方法について説明する。

先ず、受光器（５）を容器（１）の小窓（４）から外し
、空いた小窓（４〉から容器（１）内に試料（１０）　
（牛乳などのコロイド状の溶液）を入れて隙間なく満た
した後、受光器（５）を取り付けて小窓（４）に蓋をす
る。そして光源（６）を点灯し、光バンドル（３）の先
端から光を拡散放射させる。

こうすると、放射された光は試料（１０）内を透過して
一部は受光器（５）に直接受光される。また、光バンド
ル（３）先端から放射されて受光器（５）に至るまでに
散乱された光は、容器（１）の内面に照射されて何回も
繰り返して反射され、最終的には受光器（５）に受光さ
れる。受光器（５）によって受光されると、それが電圧
値として演算装置（９）に出力される。

さて、従来の透過測定装置では、Ｉを入射光量、Ａを吸
光量、Ｔを透過光量、Ｓを散乱光量、Ｒを反射光量とす
ると、Ｉ＝Ａ＋Ｔ＋Ｓ＋Ｒの関係式が一般的に戒り立つ
、そして前式を、Ａ＋Ｓ−１−Ｔ−Ｒの式に変換して演
算し、その結果を吸光量として求めている。従って、求
められる吸光量には真の吸光量への他に散乱光量Ｓの全
ての成分を含むことになる。

本実施例の透過測定装置では、反射光量を考慮する必要
がないので、Ｉ−Ａ＋Ｔ＋Ｓが成り立つ。但し、散乱光
量Ｓは容器（１）の内面で反射を繰り返すことによって
試料（１０）に吸収されるか或いは受光器（５）に受光
されるため、最終的には、吸光量の成分と透過光量の成
分のいずれかに含まれてしまう。従って、その吸光量の
成分をＡｓ、透過光量の成分をＴｓとすれば、５＝Ａｓ
＋Ｔｓであり、前式に代入すると、■＝Ａ＋Ａ　ｓ　＋
Ｔ十Ｔ　ｓの関係式が成り立つ。

前記演算装置（９）では、前式を変換して、Ａ＋Ａ　ｓ
　＝　１−（Ｔ十Ｔ　ｓ）とし、この式から受光量をＡ
＋Ａｓとして求めている。ここで、入射光量Ｉは一定で
既知であり、それに応じた電圧値が演算装置（９）に記
憶されている。また、透過光量は受光器にＴ＋Ｔｓとし
て受光されている。この結果、受光量をＡ＋Ｓとして求
めている従来の場合に比較すると、真の吸光量ＡにＴｓ
だけ近い値を求めることができるのである。

〔別実施例〕

第２図に示すように、先の実施例と同じ真球状の２個の
容器（ＩＡ）　、　（１Ｂ）を並べ、一方の容器（ＩＡ
）には試料（１０）を入れ、他方の容器（ＩＢ）には基
準物質である水（１１）を入れである。２個の容器（１
＾）、（ＩＢ）の近くには、光源（６）からの光を等し
く分光するビームスプリッタ（１２）を配置しである。

それぞれの容器（ＩＡ）　、　（ＩＢ）には受光器（５
）を取り付けてあり、これらの受光器（５）には出力電
圧を差動増幅器する演算装置（９）を接続しである。こ
のような透過測定装置では、試料（１０）の吸光量Ａと
散乱光量Ｓを求める際において反射光量Ｒやノイズを除
去できてより精密な測定を行える。

本発明を実施するに、容器（１）は真球であることが好
ましいのであるが必ずしも真球である必要はない。また
、鏡面層（２）を容器（１）の内周面に形成しても良い
、また、発光手段（７）を容器（１）の外に配置したり
、受光器（５）を容器（１）の内部に配置することも可
能である。更に、発光手段（７）からの光の波長を変化
させ、一つ４ の試料（１１）に対して様々な波長の光の吸光ＩＡを求
めてみるのもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、この記入により本発明は添付図面の
構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は分光分析の透過測定装置の全体的な概略構成を
示す図、第２図は別実施例を示す図、第３図は従来例の
原理的な説明図である。 （１）・・・・・・容器、（２）・・・・・・反射面、
（５）・・・・・・受光手段、（７）・・・・・・受光
手段、（９）・・・・・・演算手段、（１０）・・・・
・・試料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料（１０）を収容する容器（１）と、前記試料（
   １０）に透過させる光を発する発光手段（７）と、透過
   した光を受光する受光手段（５）と、前記受光手段（５
   ）の情報から前記試料（１０）の吸光量を求める演算手
   段（９）とを備えた分光分析の透過測定装置であって、
   前記容器（１）には、内面へ照射された光を反射する反
   射面（２）が形成されている分光分析の透過測定装置。 ２、前記容器（１）がほぼ真球体である請求項１記載の
   分光分析の透過測定装置。 ３、前記発光手段（７）が前記容器（１）の内部に配置
   されている請求項１又は２記載の分光分析の透過測定装
   置。