JPH04355347A - 原子吸光分光光度計 - Google Patents

原子吸光分光光度計

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JPH04355347A
JPH04355347A JP15756291A JP15756291A JPH04355347A JP H04355347 A JPH04355347 A JP H04355347A JP 15756291 A JP15756291 A JP 15756291A JP 15756291 A JP15756291 A JP 15756291A JP H04355347 A JPH04355347 A JP H04355347A
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JP
Japan
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temperature
current
graphite tube
relationship
calibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP15756291A
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English (en)
Inventor
Akira Honda
晃 本多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は様々な物質中に含まれる
金属元素の定量分析を行なう原子吸光分光光度計に関し
、とくにフレームレス方式の原子吸光分光光度計に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】フレームレス方式の原子吸光分光光度計
では、試料を加熱炉のグラファイトチューブ中に入れて
高温に加熱することにより、試料の乾燥、灰化及び原子
化を行なって原子蒸気を生成させ、その原子蒸気中に適
当な波長の光を透過させて原子吸光分析を行なう。加熱
炉ではグラファイトチューブの両端の電極からグラファ
イトチューブに通電することにより発熱させる。
【0003】加熱炉の温度を制御するのに、高温領域で
は光温度制御方式をとり、低温領域では電流制御方式を
とっている。グラファイトチューブの温度とその時のグ
ラファイトチューブからの輻射光強度との関係は個々の
グラファイトチューブによっても変化せず、使用によっ
てグラファイトチューブが消耗してきても変化しない。 それに対し、グラファイトチューブに流れる電流値と温
度との関係は個々のグラファイトチューブごとのばらつ
きや使用による消耗状態によっても変化する。そのため
、低温領域の電流制御方式で用いる電流−温度テーブル
を較正する必要がある。
【0004】従来はグラファイトチューブに流れる電流
を検出する電流センサのゲインを可変抵抗器を用いて調
節することにより電流−温度テーブルを較正している。 すなわち、較正用温度プログラム(電流制御方式)を実
行し、グラファイトチューブの輻射光強度から温度を検
出する光温度センサ出力が所定の温度での値になるよう
に可変抵抗器を調整する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の較正方式によれ
ば、測定の都度オペレータが電流−温度テーブルに対す
る較正を行なう必要があり、煩わしく、個人差も出る。 また、その較正も可変抵抗器のボリューム調整であるた
め、精密な較正は困難である。本発明は電流−温度関係
の較正を自動化することによってオペレータによる誤差
が入らず、精密な較正を可能にして加熱炉の温度精度及
び再現性を向上させることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1により本発明を説明
する。通電されて発熱し、分析すべき試料を乾燥、灰化
及び原子化して原子蒸気を生成するグラファイトチュー
ブに流す電流値とそのときのグラファイトチューブの温
度との間の電流−温度関係は電流−温度保持部2に保持
され、グラファイトチューブの温度とグラファイトチュ
ーブからの輻射光強度との間の光−温度関係は光−温度
関係保持部4に保持されている。6はグラファイトチュ
ーブの通電量を制御する電流制御部であり、その制御方
式として高温領域ではグラファイトチューブからの輻射
光強度を検出し光−温度関係保持部4の光−温度関係を
もとにしてグラファイトチューブへの通電量にフィード
バックをかける光温度制御方式をとり、低温領域ではグ
ラファイトチューブに流れる電流を検出し電流−温度保
持部2の電流−温度関係をもとにしてグラファイトチュ
ーブへの通電量にフィードバックをかける電流制御方式
をとる。電流−温度保持部2の電流−温度関係を較正す
るために較正部8が設けられており、較正部8は光温度
制御方式の温度領域での所定温度における電流−温度関
係からの通電量とグラファイトチューブの実際の通電量
とから電流−温度保持部2の電流−温度関係を較正する
。電流制御部6の出力はグラファイトチューブへの通電
を制御するためにD/A変換器10へ送られる。
【0007】較正部による較正動作は、乾燥、灰化及び
原子化の各ステップで構成する温度プログラムの実行中
、又は測定後温度を降下させる過程において、較正用温
度を通過するときに較正プログラムを実施する。較正プ
ログラムはまた、測定の温度プログラムと独立して設け
てもよい。較正部8により電流−温度保持部2の電流−
温度関係が較正されると、次回の温度プログラムの実行
時に低温領域においてはその較正された電流−温度関係
に従ってグラファイトチューブの通電量が制御される。
【0008】
【作用】図2はグラファイトチューブに電流を流すため
に発生する基準電圧Vとグラファイトチューブの温度と
の関係を表わしたものである。縦軸はまた、グラファイ
トチューブの流れる電流値を検出する電流センサ出力も
表わしている。実線の曲線はV=f(T)と表わされ、
これは電流−温度関係保持部2に例えば電流−温度テー
ブルとして保持されているものである。現在使用中のグ
ラファイトチューブについて電流センサで通電量を測定
すると、その電流センサの出力は例えば破線で示される
ようになったとする。破線の曲線はV=g(T)=αf
(T)と表わすことができる。αは較正係数である。グ
ラファイトチューブの温度を正しく制御するには、V=
g(T)に従った基準電圧をD/A変換器10から出力
しなければならない。
【0009】較正を行なう温度をTcとする。Tcはグ
ラファイトチューブからの輻射光によって正確に検出す
ることのできる温度である。較正温度Tcにおいて電流
センサの検出出力がV’であるとすれば、較正係数αは
α=V’/Voとして算出される。Voはグラファイト
チューブの温度Tcに対応した基準電圧であり、電流−
温度関係保持部2に保持されている値である。次回の測
定用温度プログラムでは、基準電圧はV=αf(T)に
従って出力される。
【0010】図3は測定用温度プログラムの例を表わし
たものであり、この例は灰化温度や原子化温度までグラ
ファイトチューブの温度を階段状に変化させるSTEP
モードを示している。温度プログラムの他のモードとし
ては、温度を連続的に変化させるRAMPモードがある
。本発明の較正プロセスはいずれのモードの温度プログ
ラムにも適用することができる。較正を測定用温度プロ
グラムの実行中の昇温過程で行なう場合は、図4(A)
のSTEPモードでも、(B)のRAMPモードでもよ
く、いずれもグラファイトチューブの温度をその輻射光
から検出してその温度がTcを通過するときに電流セン
サの出力を読み取って較正を行なう。較正は、図5に示
されるように測定用温度プログラムの実行中の降温過程
で較正温度Tcを通過するときに行なうこともできる。 図5(A)はRAMPモード、(B)はSTEPモード
の場合を示している。較正はまた、測定用温度プログラ
ムと独立して行なうこともできる。その場合はグラファ
イトチューブの温度を室温から較正温度Tcまで上げ、
その温度に所定の時間保った後、室温まで低下させる。
【0011】図6と図7により測定温度プログラムの昇
温過程で較正を行なう場合の動作を改めて説明する。測
定用温度プログラムを作成し、温度プログラム中で較正
を行なうタイミングを決定する。そのタイミングは例え
ば図4の例では較正を行なうステージナンバー又は較正
を行なう時間により決定することができる。温度プログ
ラムの過程で較正を行なうことができるためには、その
温度プログラムが較正温度Tc以上になるステージを含
んでいなければならない。温度プログラムが較正温度T
c以上になるステージを含んでいるときは、温度プログ
ラムの実行を開始し、やがて較正を行なうステージにな
ると較正が実行される。加熱モードがSTEPモードの
ときはそのステージ(N−1)から、後で説明する較正
プログラム(図7)に移行する。較正終了後、次のステ
ージNを実行し、残りのステージを実行して温度プログ
ラムを終了する。一方、RAMPモードではステージN
の実行の途中で較正温度Tcになった時点で較正プログ
ラムを実行する。較正終了後ステージNの実行を続け、
残りのステージを実行して温度プログラムを終了する。 もし、測定用温度プログラムにおいて、Tc以上の温度
が設定されていないときは、温度プログラムの全ステー
ジを逐次実行して温度プログラムを終了する。このとき
は測定用温度プログラム中には較正は行なわれない。
【0012】図7は較正プログラムを示したものである
。較正過程に入ると、グラファイトチューブの温度を較
正温度Tcに制御し、グラファイトチューブの温度をグ
ラファイトチューブからの輻射光強度をモニタしながら
観測する。温度がTcになったところで電流センサの値
を読む。サンプリングは例えば5回繰り返す。サンプリ
ングされたデータを電流−温度関係保持部のデータと比
較して較正係数を求める。
【0013】図8は較正プログラムの他の例を表わして
いる。図7では測定用温度プログラムの途中でグラファ
イトチューブの温度がTcを通過するときに電流センサ
の値をサンプリングしているが、図8では温度がTcに
なった状態で所定の時間tcだけ維持して電流センサの
値を読むようにしている。これにより、電流センサの読
取り値の再現性がよくなる。
【0014】
【実施例】図9は一実施例の概略構成図を表わす。12
は原子化装置であり、加熱電源14により通電されて発
熱するグラファイトチューブを備えている。グラファイ
トチューブ内には試料が入れられ、グラファイトチュー
ブにより試料が加熱されて原子化される。16は原子化
装置で生成した原子蒸気に測定光を照射する光源であり
、例えば中空陰極ランプ(ホローカソードランプ)が用
いられる。18は原子化装置を透過してきた測定光を分
光する分光器部、20は分光された光を検出する検出部
、22は検出部20の検出信号から吸光度を算出するな
どの処理を行なう信号処理部である。原子化装置12に
接近してグラファイトチューブからの輻射光を受光し、
グラファイトチューブの温度をモニタするフォトセンサ
(図示略)が設けられ、また、グラファイトチューブに
流す電流を検出する電流センサ(図示略)も設けられて
いる。24は制御装置であり、CPUとインターフェイ
ス(I/O)を含んでおり、光源16の点灯を制御し、
分光器部18の分光動作を制御し、信号処理部22から
測定データを入力するほか、フォトセンサや電流センサ
から検出信号を入力し、加熱電源14による原子化装置
12のグラファイトチューブへの通電を制御する。 26は操作部、28は表示装置である。
【0015】図10は一実施例においてグラファイトチ
ューブに流す電流を制御する回路を示したものである。 グラファイトチューブ30への電流はAC200Vの電
源をトランス32で変圧して供給される。通電制御はト
ライアック34により行なわれ、トライアック34はC
PU(インターフェースI/Oを含む)40からの点弧
パルス信号により制御される。グラファイトチューブ3
0からの輻射光を検出するために、例えばフォトダイオ
ードが温度センサ36として配置されている。グラファ
イトチューブ30への通電量を検出するために電流セン
サ38も配置されている。温度センサ36と電流センサ
38の検出値はCPU40に取り込まれる。
【0016】図11は一実施例での加熱炉を示したもの
である。(A)は縦断面図、(B)は(A)のA−A線
位置での断面図である。グラファイトチューブ30の両
端がグラファイト製電極44,46に保持されて通電さ
れるようになっており、グラファイトチューブ30の中
央には試料注入孔48があけられている。グラファイト
チューブ30はその軸上で両電極44,46の外側に設
けられた窓板50a,50bにより閉じられており、グ
ラファイトチューブ30内にはインナーガス流路52か
ら不活性ガスが流され、グラファイトチューブ30の外
側にはアウターガス流路54から不活性ガスが流される
。グラファイトチューブ30内には試料注入孔48から
試料が滴下され、乾燥、灰化及び原子化の各ステップで
グラファイトチューブ30中を通過する測定光56によ
り測定が行なわれる。グラファイトチューブ30の輻射
光を検出するために電極44の側方には輻射光モニター
孔58があけられており、この孔58の外側に温度セン
サ36としてフォトダイオードが配置されている。
【0017】図12は一実施例において、温度較正とグ
ラファイトチューブの温度制御を行なうための回路をさ
らに具体的に示したものである。電流センサ38は増幅
器60を経て、フォトダイオード36は2段の増幅器6
2,64を経てそれぞれリレー(又はアナログスイッチ
)66の各接点に接続されているとともに、CPU40
にも取り込まれている。リレー66は温度制御を光温度
制御方式で行なうときにはフォトダイオード36側に接
続され、電流制御方式で行なうときには温度センサ38
側に接続される。CPU40からの出力がD/A変換器
10を経てコンパレータ68の一方の入力端子に入力さ
れ、リレー66からのフォトダイオード36の出力又は
電流センサ38の出力がコンパレータ68の他方の入力
端子に入力されて比較される。コンパレータ68の出力
は点弧パルス発生回路70に送られ、トライアップ34
を制御するための信号が発生する。図1における電流−
温度関係保持部2、光−温度関係保持部4、電流制御部
6及び較正部8は図12ではCPU40によって実現さ
れる。
【0018】
【発明の効果】本発明の原子吸光分光光度計は、グラフ
ァイトチューブに流れる電流と温度の関係を較正する較
正プログラムを備えているので、測定用温度プログラム
を実行することにより、又は独自に較正プログラム開始
させることにより、装置が自動的に較正を行なう。その
ため、従来のようにオペレータが手操作で電流センサの
ゲイン調整を行なうような煩わしさがなく、またオペレ
ータの個人差もなく、正確に較正することができるので
、測定時のグラファイトチューブの温度の精度が向上し
、再現性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示すブロック図である。
【図2】グラファイトチューブに電流を流すために発生
する基準電圧Vとグラファイトチューブの温度との関係
を示す図である。
【図3】測定用温度プログラムの一例を示す図である。
【図4】較正を測定用温度プログラムの昇温過程で実行
する例を示す図である。
【図5】較正を測定用温度プログラムの降温過程で実行
する例を示す図である。
【図6】較正過程を含む測定用温度プログラムを示すフ
ローチャート図である。
【図7】較正過程の一例を示すフローチャート図である
【図8】較正過程の他の例を示すフローチャート図であ
る。
【図9】一実施例の原子吸光分光光度計を示すブロック
図である。
【図10】一実施例においてグラファイトチューブに流
す電流を制御する回路を示す回路図である。
【図11】一実施例での加熱炉を示す図であり、(A)
は縦断面図、(B)は(A)のA−A線位置での断面図
である。
【図12】一実施例において、温度較正とグラファイト
チューブの温度制御を行なうための回路をさらに具体的
に示した回路図である。
【符号の説明】
2      電流−温度関係保持部 4      光−温度関係保持部 6      電流制御部 8      較正部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  通電されて発熱し、分析すべき試料を
    乾燥、灰化及び原子化して原子蒸気を生成するグラファ
    イトチューブ内蔵の加熱炉を備えた原子吸光分光光度計
    において、前記グラファイトチューブに流す電流値とそ
    のときのグラファイトチューブの温度との関係を表わす
    電流−温度関係保持部と、前記グラファイトチューブの
    温度とグラファイトチューブからの輻射光強度との関係
    を表わす光−温度関係保持部と、高温領域では前記グラ
    ファイトチューブからの輻射光強度を検出し前記光−温
    度関係をもとにして前記グラファイトチューブへの通電
    量にフィードバックをかける光温度制御方式をとり、低
    温領域では前記グラファイトチューブに流れる電流を検
    出し前記電流−温度関係をもとにして前記グラファイト
    チューブへの通電量にフィードバックをかける電流制御
    方式をとる電流制御部と、光温度制御方式の温度領域で
    の所定温度における電流−温度関係からの通電量と前記
    グラファイトチューブの実際の通電量とから前記電流−
    温度関係を較正する較正部とを備えたことを特徴とする
    原子吸光分光光度計。
JP15756291A 1991-05-31 1991-05-31 原子吸光分光光度計 Pending JPH04355347A (ja)

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