JPH0621009Y2 - 卓上型成分分析計の自動較正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は卓上型成分分析計の自動較正装置に関するも
のである。

［考案の背景］ 所定の光波長を有する光を被測定物に照射し、その反射
光の光減衰値を測定して被測定物の水分などの成分を検
出する光学式成分分析計については、定期的にその機器
を点検し、機器の経時変化等による測定値の誤差をなく
すために成分分析計の較正作業を行う必要がある。

即ち、被測定物の成分測定中における成分分析計等の温
度の上昇や、成分分析計の経時変化、ドリフト等により
測定値に誤差が生じ、分析計の較正を行わないと、適正
な測定値が長期間にわたって安定的に得られなくなると
いう欠点が生じるからである。

ここで、光学式成分分析計の較正手段として考えられる
のは、所定の光波長からなる基準光及び測定光を照射し
た場合の光減衰値α、βが明確となっている被測定物
を、実際に前記光学式成分分析計で測定し、その測定値
が各々αとβを示せば較正する必要がなく、αとβの値
を示さなければその数値になるよう成分分析計を較正す
ることである。

しかしながらこの様な較正手段は、極めて作業手間とな
り、近年においては簡単な構成で自動的に較正できる成
分分析計の自動較正装置が望まれていた。

［考案の目的］ この考案は、前述した考案の背景に鑑みて創案されたも
のであり、被測定物の成分分析作業に支障を生じさせる
ことなく、極めて簡単に光学式成分分析計の自動較正が
行え、測定誤差を生じさせることのない自動較正装置を
提供することを目的とするものである。

［考案の構成］ 本考案による卓上型成分分析計の自動較正装置は、 所定の光を発する光源ランプ２と、 この光源ランプ２からの光を被測定物１５の成分に吸収
されない光波長よりなる基準光８と、被測定物１３の成
分に吸収される光波長からなる測定光９とに分離形成す
る光学フィルタ６、７と、 前記光源ランプ２から一定の距離を保持して形成され、
前記光を照射して成分分析しうる被測定物１５を載置す
る測定皿１２と、 を備えた卓上型成分分析計において、 前記測定皿１２が載置される載置面に予め反射光の光減
衰値が明確にされた較正フィルタ３１を埋設すると共
に、前記較正フィルタ３１と異なった光減衰値を有する
別体の較正フィルタ３２を前記載置面に載置可能として
あり、 両較正フィルタ３１、３２に各々基準光８及び測定光９
を照射すると共にその反射光を検出し、この検出値と予
め明確にされた光減衰値とを対比して卓上型成分分析計
の自動較正を可能にしてなることを特徴とするものであ
る。

［考案の実施例］ 以下、本考案による卓上型成分分析計の自動較正装置に
ついて図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本考案の装置の概略構成を示す概略図である。

図面において符号１は卓上型成分分析計のケースを示
し、該ケース１の例えば右側には赤外線等の光を発する
光源ランプ２が設置され、この光源ランプ２からの光は
集光レンズ３により集光されている。

集光された光は、モーター４によって回転する回転円盤
５に設けられた例えば２個の光学フィルタ６、７を通過
することにより各々基準光８と測定光９とに分離形成さ
れる。

この前記光学フィルタ６、７はガラス、石英等で構成さ
れており、前記赤外線等の光がこの光学フィルタ６、７
を通過すると、被測定物の水分に吸収されない光波長、
例えば１．１μｍの波長からなる基準光８と被測定物の
水分に吸収される光波長、例えば１．４５μｍの波長か
らなる測定光９などに分離形成されるのである。

そして、この基準光８と測定光９は、第１反射ミラー１
０によってその投射角度が変更され、照角レンズ１１を
介して後述する測定皿１２方向へ照射される。

ところで、前記測定皿１２は光源ランプ２より一定の距
離を有してケース１の載置面（ケース１の底面）に載置
されており、この測定皿１２に所定の被測定物１５を載
せてその水分量などの成分が分析できるように構成され
ている。

測定皿１２に載置された被測定物１５には前記基準光８
並びに測定光９が照射され、かつ反射される。

その反射光は被測定物１５の水分によって光減衰がなさ
れ、ケース１内に設けられた凸状に湾曲する第２集光レ
ンズ１３によって集光され、かつ受光素子１４で受光さ
れることになる。

ここで、この卓上型成分分析計の使用状態につきさらに
若干説明すると、測定したい被測定物１５を前記測定皿
１２に載置し、測定を開始する。

光源ランプ２からの赤外線は集光レンズ３で集光される
と共に光学フィルタ６、７を通過し、例えば１．１μｍ
の波長からなる基準光８と１．４５μｍの波長からなる
測定光９とに分離されて形成される。

そして、その基準光８と測定光９とは第１反射ミラー１
０によってその照射角度が変えられ、照角レンズ１１を
介して測定すべき被測定物１５に照射され、測定光９は
被測定物１５内の水分に減衰されてその光量を減じ、基
準光８はあまり減衰することなく各々反射され、再度そ
れらの反射光は第２集光レンズ１３に至る。

第２集光レンズ１３で集光された基準光８、測定光９の
反射光は最後に受光素子１４に受光され、この基準光８
と測定光９の光量の差から被測定物１５内の成分（水
分）が演算測定されることになる。

ここにおいて前記卓上型成分分析計の自動較正装置につ
いてさらに説明すると、符号３０は較正部材であり、こ
の較正部材３０は、例えばケース１の底部内に埋め込ま
れてなる較正フィルタ３１と、この測定皿１２が載置さ
れる箇所に設置して較正を行う別体の較正フィルタ３２
とからなっている。

この較正部材３０を形成する較正フィルタ３１、３２は
前述の光学フィルタ６、７とほぼ同様の構成素材で作成
されており、一般にガラス、石英等により構成され、こ
の較正フィルタ３１、３２を通過して反射すると一定の
光減衰値を有するものとされている。

そして、較正フィルタ３１の光減衰値と較正フィルタ３
２の光減衰値とは異なったものとされている。

この較正部材３０を使用した自動較正の手順について述
べると、まず、卓上型成分分析計の光源ランプ２からの
基準光８、測定光９を較正部材３０の一方の較正フィル
タ３１に入光させる。

ついで較正フィルタ３２を測定皿１２上に載置させ、前
記基準光８測定光９をこの較正フィルタ３２に再度入光
させる。

そして各々較正フィルタ３１、３２によって光減衰した
反射光を各々測定する。

しかして、この較正部材３０の一方の較正フィルタ３１
から入光した場合及び他方の較正フィルタ３２から入光
した場合についての吸光度（光減衰値）は予め明確にさ
れており、もしこの測定した各々の光減衰値をあらかじ
め明確になっている各々の光減衰値と異なる場合には、
この卓上型成分分析計の測定値について、温度の上昇あ
るいはその他の要因により誤差が生じていることと推測
できる。

例えば、較正部材３０の一方の較正フィルタ３１から入
光した場合は、光減衰値αを表示するように予めその機
器を設定しておき、また他方の較正フィルタ３２から入
光した場合については光減衰値βを表示するように予め
設定しておくものとする。

この場合に、較正部材３０の一方の較正フィルタ３１か
ら入光した場合、及び他方の較正フィルタ３２から入光
した場合についてそれぞれ光減衰値α、βを表示すれば
その機器は正常に作動しており、較正する必要がないと
言うことになる。

しかし、光減衰値α、βを表示しない場合には誤差が生
じているものとしてα、βを表示するように機器を調整
することとなる。

その較正手順の具体例を挙げて説明すると、 まずあらかじめ較正部材３０の一方の較正フィルタ３１
から入光した場合、及び他方の較正フィルタ３２から入
光した場合についての各々の測定値（反射光による光の
減衰度）を出しておき、その値を記憶回路３３に記憶さ
せておく。

いま、較正部材３０の較正フィルタ３１から入光したと
き、その水分値がＹ１、その吸光度はＸ１であったとす
ると、 Ｙ１＝ａ＋ｂＸ１ なる関係が求められる。

また較正部材３０の他方の較正フィルタ３２から入光し
たとき、その水分値がＹ２、その吸光度はＸ２であった
とすると、 Ｙ２＝ａ＋ｂＸ２ なる関係が求められる。

（ここで、ａは卓上型成分分析計における測定回路のゼ
ロ点調整幅を示し、ｂは前記卓上型成分分析計における
測定回路におけるゲイン幅を示す。） ついで、長時間の卓上型成分分析計の使用の後に、この
較正作業を行うと、 較正部材３０の一方の較正フィルタ３１及び他方の較正
フィルタ３２から入光したときの吸光度Ｘ１がＸ′１
に、Ｘ２がＸ′２に変わることがある。

これはドリフト、部品の劣化等で、卓上型成分分析計の
測定値に誤差が生じたことを意味する。

しかし、いずれにしてもこの場合、 Ｙ′１＝ａ＋ｂＸ′１ あるいは、 Ｙ′２＝ａ＋ｂＸ′２ であり、 この場合に元のＹ１、Ｙ２（予め測定してある水分値）
にするためには、 Ｙ′１＝ａ′＋ｂ′Ｘ′１ Ｙ′２＝ａ′＋ｂ′Ｘ′２ としなければならない。

従って較正部材３０の較正フィルタ３１及び較正フィル
タ３２から入光したときの水分値をそれぞれＹ１、Ｙ２
と定義しておけば Ｙ１＝ａ′＋ｂ′Ｘ′１、 Ｙ２＝ａ′＋ｂ′Ｘ′２、 の二元連立方程式で ａ′、ｂ′が求まり、ａをａ′、ｂをｂ′にすれば較正
が出来ることになる。

（前記したように、ａ、ａ′は卓上型成分分析計におけ
る測定回路のゼロ点調整幅、ｂ、ｂ′は前記卓上型成分
分析計における測定回路におけるゲインを示す。） ここで、較正フィルタ３１によってａをａ′に調整し、
較正フィルタ３２によってｂをｂ′に調整するのであ
る。

そして、本考案による卓上型成分分析計の自動較正装置
では、使用開始にあたり、あるいはいったん較正した
後、前記測定皿１２がセットされていないときに、光が
直接較正フィルタ３１に照射されてその反射光が計測さ
れ、分析計の計器は吸光度を示す値としてある一定の値
（例えば「０，０００１」）が表示される。

そこで、その値「０，０００１」を示した光減衰値、例
えば光減衰した光量を電気信号にコンバートした値を分
析計内部に設けられた記憶回路３３にあらかじめ記憶さ
せておく。

そして、それ以降、測定皿１２がセットされていないと
きに光が直接較正フィルタ３１に照射された場合の吸光
度を示す表示値がたとえば「０，０００１±０，００
１」の範囲でバラツキがあったとしても、現実にはその
値は「０，０００１」であるので、記憶回路３３からの
信号に基づき演算処理回路３４で自動的にかつ絶えず
「０，０００１」に値を補正する様処理するのである。

［考案の効果］ かくしてこの考案は以上の構成よりなる。

そしてこの考案による卓上型成分分析計の自動較正装置
によれば、較正フィルタ３１はケース１の底部内に埋め
込まれ、較正フィルタ３２は別体として、測定皿１２が
載置される箇所すなわち、ケース１の底部に設置され
る。

よって、成分分析計の較正は極めて簡単な較正作業によ
って、簡単、正確に行うことが出来ると言う優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の装置の概略を示す概略図、 第２図はケースの底面に取り付けてある較正フィルタを
示す概略図、第３図は測定皿をおく場所に設置する較正
フィルタを示す概略図である。 １……ケース ２……光源ランプ ３……集光レンズ ４……モーター ５……回転円盤 ６……光学フィルタ ７……光学フィルタ ８……基準光 ９……測定光 １０……第１反射ミラー １１……照角レンズ １２……測定皿 １３……第２集光レンズ １４……受光素子 １５……被測定物 ３０……較正部材 ３１……較正フィルタ ３２……較正フィルタ ３３……記憶回路 ３４……演算処理回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の光を発する光源ランプ（２）と、 この光源ランプ（２）からの光を被測定物（１５）の成
   分に吸収されない光波長よりなる基準光（８）と、被測
   定物（１３）の成分に吸収される光波長からなる測定光
   （９）とに分離形成する光学フィルタ（６、７）と、 前記光源ランプ（２）から一定の距離を保持して形成さ
   れ、前記光を照射して成分分析しうる被測定物（１５）
   を載置する測定皿（１２）と、 を備えた卓上型成分分析計において、 前記測定皿（１２）が載置される載置面に予め反射光の
   光減衰値が明確にされた較正フィルタ（３１）を埋設す
   ると共に、前記較正フィルタ（３１）と異なった光減衰
   値を有する別体の較正フィルタ（３２）を前記載置面に
   載置可能としてあり、 両較正フィルタ（３１、３２）に各々基準光（８）及び
   測定光（９）を照射すると共にその反射光を検出し、こ
   の検出値と予め明確にされた光減衰値とを対比して卓上
   型成分分析計の自動較正を可能にしてなることを特徴と
   する卓上型成分分析計の自動較正装置。