JPH08122255A - 蛍光分析装置 - Google Patents
蛍光分析装置Info
- Publication number
- JPH08122255A JPH08122255A JP26402094A JP26402094A JPH08122255A JP H08122255 A JPH08122255 A JP H08122255A JP 26402094 A JP26402094 A JP 26402094A JP 26402094 A JP26402094 A JP 26402094A JP H08122255 A JPH08122255 A JP H08122255A
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- Japan
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- fluorescence
- sample
- concentration
- flash lamp
- xenon flash
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルス点灯の周期を可変とする機能を設け
て、より正確に蛍光を測定する。 【構成】 試料を励起するために所定周期で点灯するキ
セノンフラッシュランプと、試料中に含まれるＳＯ2 か
ら放出される蛍光を測定する光電子増倍管と、ＣＰＵを
備え、ＣＰＵにより、光電子増倍管によって測定された
蛍光から試料中に含まれる目的成分の濃度を検出し、そ
の濃度に応じてキセノンフラッシュランプのパルス点灯
周期を変化させる。
て、より正確に蛍光を測定する。 【構成】 試料を励起するために所定周期で点灯するキ
セノンフラッシュランプと、試料中に含まれるＳＯ2 か
ら放出される蛍光を測定する光電子増倍管と、ＣＰＵを
備え、ＣＰＵにより、光電子増倍管によって測定された
蛍光から試料中に含まれる目的成分の濃度を検出し、そ
の濃度に応じてキセノンフラッシュランプのパルス点灯
周期を変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、試料ガスに励起光を
照射し、試料ガスに含まれる目的成分から放出される蛍
光の量を測定することにより、試料ガス中の目的成分の
濃度を定量する蛍光分析装置に関する。
照射し、試料ガスに含まれる目的成分から放出される蛍
光の量を測定することにより、試料ガス中の目的成分の
濃度を定量する蛍光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の蛍光分析装置において
は、試料ガス中に含まれる、例えば二酸化硫黄（Ｓ
Ｏ2 ）などの目的ガスの濃度を定量する場合には、試料
ガスに紫外線などの励起光を照射し、それによって試料
ガスに含まれるＳＯ2 から放出される蛍光の量をＰＭＴ
（フォトマルチチューブ：光電子増倍管）などにより測
定し、試料ガス中のＳＯ2 の濃度を定量するようにして
いる。
は、試料ガス中に含まれる、例えば二酸化硫黄（Ｓ
Ｏ2 ）などの目的ガスの濃度を定量する場合には、試料
ガスに紫外線などの励起光を照射し、それによって試料
ガスに含まれるＳＯ2 から放出される蛍光の量をＰＭＴ
（フォトマルチチューブ：光電子増倍管）などにより測
定し、試料ガス中のＳＯ2 の濃度を定量するようにして
いる。
【０００３】そして、その場合、試料ガスに対する励起
光の照射には、光源としてキセノンフラッシュランプ
（Ｘｅランプ）等を用い、ランプ寿命の長期化を図るた
めに、一定周期のクロック信号によりランプをパルス点
灯させるようにしている。
光の照射には、光源としてキセノンフラッシュランプ
（Ｘｅランプ）等を用い、ランプ寿命の長期化を図るた
めに、一定周期のクロック信号によりランプをパルス点
灯させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなパルス照
射を行って蛍光の量を測定する方法、つまりパルス蛍光
法においては、光源の点灯時間が短く、したがって蛍光
信号も微弱である。ＰＭＴによりこれを測定する場合、
光電変換の過程が確率的現象であるため、パルス毎の信
号値のばらつきが大きい。このため、時間的積算を行い
Ｓ／Ｎを高める方法が取られている。具体的には、移動
平均を用いている。
射を行って蛍光の量を測定する方法、つまりパルス蛍光
法においては、光源の点灯時間が短く、したがって蛍光
信号も微弱である。ＰＭＴによりこれを測定する場合、
光電変換の過程が確率的現象であるため、パルス毎の信
号値のばらつきが大きい。このため、時間的積算を行い
Ｓ／Ｎを高める方法が取られている。具体的には、移動
平均を用いている。
【０００５】光源をパルス点灯し時間平均を行うという
ことは、すなわち一定数のパルス信号を平均することを
意味する。パルス数を増加すれば平均値の確度が増すの
は自明である。蛍光量の時間的変化がない場合には、平
均時間を長くとることと、単位時間あたりのパルス数を
増すことは等価であるが、実際の対象はこの限りでな
い。
ことは、すなわち一定数のパルス信号を平均することを
意味する。パルス数を増加すれば平均値の確度が増すの
は自明である。蛍光量の時間的変化がない場合には、平
均時間を長くとることと、単位時間あたりのパルス数を
増すことは等価であるが、実際の対象はこの限りでな
い。
【０００６】すなわち、平均時間を長くとることは時間
的分解能を悪化させ、単に応答を遅くするばかりでな
く、真の蛍光量の変化とかけはなれた出力となりかねな
い。一方、単位時間のパルス数の増加については、光源
をパルス点灯させる目的が光源寿命の長期化であること
から、無制限に増加させることはできない。
的分解能を悪化させ、単に応答を遅くするばかりでな
く、真の蛍光量の変化とかけはなれた出力となりかねな
い。一方、単位時間のパルス数の増加については、光源
をパルス点灯させる目的が光源寿命の長期化であること
から、無制限に増加させることはできない。
【０００７】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、パルス点灯の周期を可変とする機能を設
けて、より正確に蛍光を測定できるようにした蛍光分析
装置を提供するものである。
されたもので、パルス点灯の周期を可変とする機能を設
けて、より正確に蛍光を測定できるようにした蛍光分析
装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、試料を励起
するために所定周期で点灯するパルス点灯光源と、試料
中に含まれる目的成分から放出される蛍光を測定する検
出器と、検出器によって測定された蛍光から試料中に含
まれる目的成分の濃度を検出し、その濃度に応じてパル
ス点灯光源のパルス点灯周期を変化させる周期変更手段
を備えてなる蛍光分析装置である。
するために所定周期で点灯するパルス点灯光源と、試料
中に含まれる目的成分から放出される蛍光を測定する検
出器と、検出器によって測定された蛍光から試料中に含
まれる目的成分の濃度を検出し、その濃度に応じてパル
ス点灯光源のパルス点灯周期を変化させる周期変更手段
を備えてなる蛍光分析装置である。
【０００９】この発明において、パルス点灯光源として
は、各種の光源を用いることができるが、試料中に含ま
れる目的成分が 例えば二酸化硫黄（ＳＯ2 ）のような
硫化物や、窒素酸化物（ＮＯx ），メタン，炭化水素等
である場合には、目的成分から蛍光を得るために紫外線
を照射する必要があり、そのため、パルス点灯光源とし
ては、キセノンランプ（Ｘｅランプ）を用いることが好
ましい。
は、各種の光源を用いることができるが、試料中に含ま
れる目的成分が 例えば二酸化硫黄（ＳＯ2 ）のような
硫化物や、窒素酸化物（ＮＯx ），メタン，炭化水素等
である場合には、目的成分から蛍光を得るために紫外線
を照射する必要があり、そのため、パルス点灯光源とし
ては、キセノンランプ（Ｘｅランプ）を用いることが好
ましい。
【００１０】励起される試料としては、例えば装置を大
気モニターとして用いるのであれば大気など、各種の試
料を用いることができる。パルス点灯光源の点灯する所
定周期については、ランプ寿命の長期化を図り、かつ例
えば大気中のＳＯ2 などを調べるのであれば、適度な時
間的分解能を有する必要があるため、約５〜２０Ｈｚ程
度の周期でランプをパルス点灯させることが好ましい。
気モニターとして用いるのであれば大気など、各種の試
料を用いることができる。パルス点灯光源の点灯する所
定周期については、ランプ寿命の長期化を図り、かつ例
えば大気中のＳＯ2 などを調べるのであれば、適度な時
間的分解能を有する必要があるため、約５〜２０Ｈｚ程
度の周期でランプをパルス点灯させることが好ましい。
【００１１】検出器としては、ＰＭＴ（フォトマルチチ
ューブ：光電子増倍管）や、フォトダイオードなど各種
の光電変換器を用いることが可能であるが、感度の点か
らは、ＰＭＴを用いることが好ましい。周期変更手段と
しては、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏポートからな
るマイクロコンピュータを用いるのが便利である。
ューブ：光電子増倍管）や、フォトダイオードなど各種
の光電変換器を用いることが可能であるが、感度の点か
らは、ＰＭＴを用いることが好ましい。周期変更手段と
しては、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏポートからな
るマイクロコンピュータを用いるのが便利である。
【００１２】
【作用】この発明によれば、検出器によって測定された
蛍光から試料中に含まれる目的成分の濃度が検出された
場合、その濃度に応じてパルス点灯光源のパルス点灯周
期が変化されるので、パルス点灯光源の寿命を大きく損
なうことなく、より正確な蛍光測定が可能となる。
蛍光から試料中に含まれる目的成分の濃度が検出された
場合、その濃度に応じてパルス点灯光源のパルス点灯周
期が変化されるので、パルス点灯光源の寿命を大きく損
なうことなく、より正確な蛍光測定が可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、これによってこの発明が限定される
ものではない。
を詳述する。なお、これによってこの発明が限定される
ものではない。
【００１４】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。この図において、１は試料を励起する
ために所定周期で点灯するパルス点灯光源としてのキセ
ノンフラッシュランプ（Ｘｅランプ）である。このキセ
ノンフラッシュランプ１からは紫外光を照射する。２は
試料ガスが導入される試料室である。
ロック図である。この図において、１は試料を励起する
ために所定周期で点灯するパルス点灯光源としてのキセ
ノンフラッシュランプ（Ｘｅランプ）である。このキセ
ノンフラッシュランプ１からは紫外光を照射する。２は
試料ガスが導入される試料室である。
【００１５】３は試料ガス中のＳＯ2 から放出される蛍
光を測定する検出器としてのＰＭＴ（フォトマルチチュ
ーブ：光電子増倍管）である。４はＰＴＭ３から出力さ
れた電気信号を増幅するプリアンプ、５はプリアンプか
ら出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器である。
光を測定する検出器としてのＰＭＴ（フォトマルチチュ
ーブ：光電子増倍管）である。４はＰＴＭ３から出力さ
れた電気信号を増幅するプリアンプ、５はプリアンプか
ら出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器である。
【００１６】６はＣＰＵであり、ＰＭＴ３によって測定
された蛍光から試料ガス内に含まれる目的成分ガスの濃
度を演算し、算出した濃度の移動平均値を算出して、表
示装置（図示しない）にリアルタイムで出力する。目的
成分ガスから放出される蛍光の光強度と目的成分ガスの
濃度とは、ほぼ正比例の関係にあり、蛍光の光強度を測
定することにより、目的成分ガスの濃度を特定すること
ができる。
された蛍光から試料ガス内に含まれる目的成分ガスの濃
度を演算し、算出した濃度の移動平均値を算出して、表
示装置（図示しない）にリアルタイムで出力する。目的
成分ガスから放出される蛍光の光強度と目的成分ガスの
濃度とは、ほぼ正比例の関係にあり、蛍光の光強度を測
定することにより、目的成分ガスの濃度を特定すること
ができる。
【００１７】７はトリガ発生回路であり、キセノンフラ
ッシュランプ１に対しランプを点灯させるためのトリガ
信号を与える。この例においては、目的成分ガスを二酸
化硫黄（ＳＯ2 ）に設定しているが、窒素酸化物（ＮＯ
x ）やメタン、あるいは炭化水素等であってもよい。
ッシュランプ１に対しランプを点灯させるためのトリガ
信号を与える。この例においては、目的成分ガスを二酸
化硫黄（ＳＯ2 ）に設定しているが、窒素酸化物（ＮＯ
x ）やメタン、あるいは炭化水素等であってもよい。
【００１８】ＣＰＵ６は、通常は、キセノンフラッシュ
ランプ１の１回当たりの点灯時間は２〜３μ秒に設定し
ており、また、点灯周期は１０回／秒程度に制御するよ
うにしている。
ランプ１の１回当たりの点灯時間は２〜３μ秒に設定し
ており、また、点灯周期は１０回／秒程度に制御するよ
うにしている。
【００１９】そして、ＣＰＵ６は、ＰＭＴ３によって測
定された蛍光値の分散を演算しており、最新の測定値
が、例えば変動範囲３σを越えれば、キセノンフラッシ
ュランプ１の点灯周期を早めて、蛍光値の変動がもとの
状態に戻れば、キセノンフラッシュランプ１の点灯周期
を１０回／秒程度に戻す。
定された蛍光値の分散を演算しており、最新の測定値
が、例えば変動範囲３σを越えれば、キセノンフラッシ
ュランプ１の点灯周期を早めて、蛍光値の変動がもとの
状態に戻れば、キセノンフラッシュランプ１の点灯周期
を１０回／秒程度に戻す。
【００２０】ＰＭＴ３の受光信号は、大きなばらつきを
持つが、蛍光量に大きな変化がない場合、その有りうべ
き範囲は有限である。すなわち、ＰＭＴ３の受光信号の
急速な変化の有無は、例えば上記のように３σ程度の変
動範囲を設定しておき、その範囲を外れる信号の有無を
検出することで判断が可能である。
持つが、蛍光量に大きな変化がない場合、その有りうべ
き範囲は有限である。すなわち、ＰＭＴ３の受光信号の
急速な変化の有無は、例えば上記のように３σ程度の変
動範囲を設定しておき、その範囲を外れる信号の有無を
検出することで判断が可能である。
【００２１】こうした突発事象と判断すべき信号を検知
した場合、ＣＰＵ６によりキセノンフラッシュランプ１
のパルス点灯周期を短縮し、単位時間あたりのパルス数
を増加させることでより正確な測定を行う。
した場合、ＣＰＵ６によりキセノンフラッシュランプ１
のパルス点灯周期を短縮し、単位時間あたりのパルス数
を増加させることでより正確な測定を行う。
【００２２】信号がある程度の時間、変動範囲内にとど
まるようであれば、逆に事象は安定化したと判断でき、
この場合にはキセノンフラッシュランプ１のパルス点灯
周期を長くし、キセノンフラッシュランプ１の寿命の延
長を図る。
まるようであれば、逆に事象は安定化したと判断でき、
この場合にはキセノンフラッシュランプ１のパルス点灯
周期を長くし、キセノンフラッシュランプ１の寿命の延
長を図る。
【００２３】図２は励起光の照射状態及び蛍光の受光状
態を示す説明図である。この図において、１１は集光レ
ンズ、１２は励起波長選択用光学フィルタである。この
励起波長選択用光学フィルタ１２には、１５０〜２５０
ｎｍ程度の波長の光のみを透過させるようなものを用い
る。
態を示す説明図である。この図において、１１は集光レ
ンズ、１２は励起波長選択用光学フィルタである。この
励起波長選択用光学フィルタ１２には、１５０〜２５０
ｎｍ程度の波長の光のみを透過させるようなものを用い
る。
【００２４】１３は蛍光選択用光学フィルタであり、こ
の蛍光選択用光学フィルタ１３には、３００〜４００ｎ
ｍ程度の波長の光のみを透過させるようなものを用い
る。この装置を、例えば大気モニターとして用い、大気
中に含まれるＳＯ2 の濃度を測定するのであれば、試料
入口から大気を導入し、キセノンフラッシュランプ１で
その大気に励起光を照射し、大気中に含まれるＳＯ2 か
ら放出された蛍光をＰＭＴ３で検出する。
の蛍光選択用光学フィルタ１３には、３００〜４００ｎ
ｍ程度の波長の光のみを透過させるようなものを用い
る。この装置を、例えば大気モニターとして用い、大気
中に含まれるＳＯ2 の濃度を測定するのであれば、試料
入口から大気を導入し、キセノンフラッシュランプ１で
その大気に励起光を照射し、大気中に含まれるＳＯ2 か
ら放出された蛍光をＰＭＴ３で検出する。
【００２５】図３はキセノンフラッシュランプの発光の
タイミングを示すタイミングチャートである。この図に
示すように、ＣＰＵ６の指示を受けて、トリガ発生回路
７からキセノンフラッシュランプ１に対してランプトリ
ガの信号が与えられると、それから数１０μ秒遅れてキ
セノンフラッシュランプが２〜３μ秒間発光し、それと
ほぼ同時にＳＯ2 から蛍光が放出される。
タイミングを示すタイミングチャートである。この図に
示すように、ＣＰＵ６の指示を受けて、トリガ発生回路
７からキセノンフラッシュランプ１に対してランプトリ
ガの信号が与えられると、それから数１０μ秒遅れてキ
セノンフラッシュランプが２〜３μ秒間発光し、それと
ほぼ同時にＳＯ2 から蛍光が放出される。
【００２６】ＰＭＴ３はその蛍光を受け、電気信号に変
換して出力し、プリアンプ４を介して、Ａ／Ｄ変換器５
により、ランプトリガの信号から約５０μ秒遅れてデジ
タル信号が出力され、それがＣＰＵ６に入力される。
換して出力し、プリアンプ４を介して、Ａ／Ｄ変換器５
により、ランプトリガの信号から約５０μ秒遅れてデジ
タル信号が出力され、それがＣＰＵ６に入力される。
【００２７】以下、ＣＰＵ６の点灯周期変更処理動作の
内容を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
ＣＰＵ６は、トリガ発生回路７に対して指示を与えて、
トリガ発生回路７にキセノンフラッシュランプ１を発光
させるためのタイミング信号を発生させる（ステップＳ
１）。
内容を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
ＣＰＵ６は、トリガ発生回路７に対して指示を与えて、
トリガ発生回路７にキセノンフラッシュランプ１を発光
させるためのタイミング信号を発生させる（ステップＳ
１）。
【００２８】キセノンフラッシュランプ１から励起光が
照射されると、試料室２内のＳＯ2が励起され蛍光を放
出する。ＰＭＴ３はこれを検出し、プリアンプ４および
Ａ／Ｄ変換器５を経て、ＣＰＵ６にデータが取り込まれ
る（ステップＳ２）。
照射されると、試料室２内のＳＯ2が励起され蛍光を放
出する。ＰＭＴ３はこれを検出し、プリアンプ４および
Ａ／Ｄ変換器５を経て、ＣＰＵ６にデータが取り込まれ
る（ステップＳ２）。
【００２９】ＣＰＵ６は、各パルス毎に通常の移動平均
演算によりデータの平均値を算出し、それに基づいてデ
ータの分散を演算する（ステップＳ３）、つまり、あり
得べきばらつきの範囲を設定する。この例においては、
３σの変動範囲を設定している。
演算によりデータの平均値を算出し、それに基づいてデ
ータの分散を演算する（ステップＳ３）、つまり、あり
得べきばらつきの範囲を設定する。この例においては、
３σの変動範囲を設定している。
【００３０】そして、信号状態の判定を行って（ステッ
プＳ４）、信号に変化があった場合、つまり、新規に取
り込まれた信号が、ばらつきの許容範囲を外れた場合に
は、蛍光量（すなわちＳＯ2 の濃度）に急速な変化があ
ったと判断して、トリガ発生回路７に指示を与え、パル
スの周期を変更する（ステップＳ５）。そして、ＳＯ 2
の濃度を算出し（ステップＳ６）、その算出値を出力し
（ステップＳ７）、これを繰り返す。信号が安定した場
合の過程もこれと同様である。
プＳ４）、信号に変化があった場合、つまり、新規に取
り込まれた信号が、ばらつきの許容範囲を外れた場合に
は、蛍光量（すなわちＳＯ2 の濃度）に急速な変化があ
ったと判断して、トリガ発生回路７に指示を与え、パル
スの周期を変更する（ステップＳ５）。そして、ＳＯ 2
の濃度を算出し（ステップＳ６）、その算出値を出力し
（ステップＳ７）、これを繰り返す。信号が安定した場
合の過程もこれと同様である。
【００３１】このようにして、突発事象と判断すべき信
号を検知した場合、キセノンフラッシュランプ１のパル
ス点灯周期を短縮し、単位時間あたりのパルス数を増加
させ、また、信号がある程度の時間、変動範囲内にとど
まるようであれば、キセノンフラッシュランプ１のパル
ス点灯周期を長くすることにより、キセノンフラッシュ
ランプ１の寿命を大きく損なうことなく、より正確に目
的成分ガスの濃度を測定することができる。
号を検知した場合、キセノンフラッシュランプ１のパル
ス点灯周期を短縮し、単位時間あたりのパルス数を増加
させ、また、信号がある程度の時間、変動範囲内にとど
まるようであれば、キセノンフラッシュランプ１のパル
ス点灯周期を長くすることにより、キセノンフラッシュ
ランプ１の寿命を大きく損なうことなく、より正確に目
的成分ガスの濃度を測定することができる。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、光源の劣化を防ぎ長
寿命化が達成できる他、より正確な蛍光測定が可能とな
る。
寿命化が達成できる他、より正確な蛍光測定が可能とな
る。
【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】励起光の照射状態及び蛍光の受光状態を示す説
明図である。
明図である。
【図３】キセノンフラッシュランプの発光のタイミング
を示すタイミングチャートである。
を示すタイミングチャートである。
【図４】点灯周期変更処理動作の内容を示すフローチャ
ートである。
ートである。
１ キセノンフラッシュランプ ２ 試料室 ３ ＰＭＴ（光電子増倍管） ４ プリアンプ ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ ＣＰＵ ７ トリガ発生回路 １１ 集光レンズ １２ 励起波長選択用光学フィルタ １３ 蛍光選択用光学フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 試料を励起するために所定周期で点灯す
るパルス点灯光源と、 試料中に含まれる目的成分から放出される蛍光を測定す
る検出器と、 検出器によって測定された蛍光から試料中に含まれる目
的成分の濃度を検出し、その濃度に応じてパルス点灯光
源のパルス点灯周期を変化させる周期変更手段を備えて
なる蛍光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26402094A JPH08122255A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 蛍光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26402094A JPH08122255A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 蛍光分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122255A true JPH08122255A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17397443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26402094A Pending JPH08122255A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 蛍光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08122255A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100339699C (zh) * | 2001-12-06 | 2007-09-26 | 株式会社岛津制作所 | 扫描激光显微镜 |
| WO2009096252A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 蛍光検出ユニット及び反応検出装置 |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP26402094A patent/JPH08122255A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100339699C (zh) * | 2001-12-06 | 2007-09-26 | 株式会社岛津制作所 | 扫描激光显微镜 |
| WO2009096252A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 蛍光検出ユニット及び反応検出装置 |
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