JPH08233659A - 分光光度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトダイオードアレイを用いたシングルビ
ーム方式分光光度計においてもドリフトが小さく温度安
定度の高い分光光度計を提供する。 【構成】 光源チャンバー３、４から送られる光を前光
学部１８内のフローセル１３を通過させ、ポリクロ室１
９のフォトダイオードアレイ１６により検出する分光光
度計において、光源チャンバー３、４にヒートパイプ１
９、２０の一端を密着させ、ヒートパイプ１９、２０の
他端を遮蔽壁２１外に露出させるともに、外部に出たヒ
ートパイプ部分を冷却する冷却手段２２を設けることに
より、光源チャンバーの熱はヒートパイプにより効果的
に排除し、冷却ファン２２の影響を直接的に測光光学室
やポリクロ室が受けないようにする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトダイオードアレ
イを受光素子に用いた分光光度計に関する。

【０００２】

【従来の技術】分光光度計においてフォトダイオードア
レイを検出器の受光素子として使用しているものがあ
る。フォトダイオードアレイを検出器とした分光光度計
は、時々刻々のスペクトルの変化が検出できることか
ら、医薬品、食品、化学工業など各種の分析に用いら
れ、汎用の分光光度計だけでなくたとえば液体クロマト
グラフの検出器としても需要が急増している。特に、液
体クロマトグラフの検出器として用いる場合には高感度
の分析能力を有するものが要求される。

【０００３】一方、分光光度計にはシングルビーム方式
とダブルビーム方式とがある。シングルビーム方式は、
測定光路をひとつにして、その光路上に測定試料と参照
試料とを順々に取り付けて別々に測定し、後に演算処理
して測定をするものである。ダブルビーム方式は、測定
光路をビームスプリッタ等により２つに分割し、一方に
測定試料を、他方に参照試料を取り付けて同時に測定を
行うようにしたものである。ダブルビーム方式は参照セ
ルによる補正が同時に行えるのでドリフトが生じにくく
安定した測定が行える。

【０００４】しかし、フォトダイオードアレイ素子自身
が非常に効果であること、またダブルビームにすると光
学系が複雑になるなどの理由で現在市販されているフォ
トダイオードアレイを用いた分光光度計はシングルビー
ムを採用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シング
ルビーム方式で高感度分析を行う場合に、光源により発
する熱を効果的に外部へ逃がしてやらないと、光学系が
熱の影響を受けることによりベースラインの不安定さを
生じてしまう。光源や光源室チャンバーをファン等で直
接的に強制冷却しようとすると、その回りに風の影響が
現れるので光源チャンバーに隣接して設けられる前光学
部や検出系が風の影響で環境温度の変化を受け易くなっ
てしまうことになる。

【０００６】特に、近年広い波長範囲でのスペクトルを
採取するため、複数の光源を同時に点灯し、それらの光
を混合して使うこともあり、発熱量が大きくなるので、
光源から発生する熱の排除が重要な課題となっていた。

【０００７】本発明は以上のような課題を解決し、フォ
トダイオードアレイを用いたシングルビーム分光光度計
の温度による影響を低減させて安定化した分光光度計を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明の分光光度計は、光源を内蔵する光源
チャンバー、被測定試料に光源からの測定光を入射させ
る前光学部、被測定試料により吸収あるいは反射された
測定光をフォトダイオードアレイにより検出する検出
部、を遮蔽壁内に設置したシングルビーム方式の分光光
度計において、光源チャンバーにヒートパイプの一端を
密着させ、ヒートパイプの他端を遮蔽壁外に露出させる
ともに、遮蔽壁外に出たヒートパイプ部分を冷却する冷
却手段を設けたことを特徴とする。以下、この分光光度
計がどのように作用するかを説明する。

【０００９】

【作用】本発明の分光光度計では、光源の発熱は、光源
室チャンバーからヒートパイプを介して外部に伝達さ
れ、そして遮蔽壁外部に設けた冷却手段によりヒートパ
イプが冷却されることで効果的に放熱される。冷却手段
は遮蔽壁外に設けられていて、分光光度計の光学系とは
遮られているので、これらは冷却手段からの直接の影響
を受けずにすみ、特に温度の影響を受け易いフォトダイ
オードアレイについても環境温度の変化が少なくなるの
でベースラインの変動は小さくなる。したがって、シン
グルビーム方式の測定でも温度ドリフトが小さくなって
安定した測定が行える。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すシングルビーム方式
分光光度計の構成図である。図に示すように、１、２は
発光スペクトルの波長領域が異なる光源であり、たとえ
ば紫外域用の重水素ランプ１と可視域用のハロゲンラン
プ２の組み合わせが用いられる。３、４は光源を内蔵す
る光源チャンバーでその一部には光を取り出すための窓
が開けられていて、透過部材５、６、７、８が取り付け
てある。

【００１１】光源チャンバー３、４に隣接して、前光学
部１８が設けられる。前光学部１８では光混合素子９が
あり、光源１、２からの光を混合して、ミラー１０を介
してフローセル１３に入射させる。シャッタ１１はモー
タ１２により駆動され、後述するフォトダイオードアレ
イの暗電流測定の際に光路を遮断するのに使用される。
前光学部１８に隣接して、検出部としてのポリクロ室
１９が設けられる。ポリクロ室１９にはグレーティング
１５とフォトダイオードアレイ１６が設けてあり、フロ
ーセル１３を通過した測定光がグレーティング１５によ
り分光され、フォトダイオードアレイ１６により各波長
ごとの光出力がほぼ同時に検出される。フォトダイオー
ドアレイ１６の検出信号は分光光度計の信号処理回路に
送られ、演算処理が行えるようにしてある。前光学部１
８と、ポリクロ室１９との境界部分にはスリット１４が
設けられ、測定光以外の影響を受けないようにしてい
る。

【００１２】なお、光源の点灯、シャッタ等の駆動部分
の制御、フォトダイオードアレイの駆動制御等装置の制
御、および測定データの演算処理は、分光光度計の全体
を制御するコンピュータ制御部により行われる。

【００１３】以上は従来からの分光光度計と同じような
構成である。本発明の装置ではさらに光源チャンバー
３、４の壁面に一端を密着するようにした棒状のヒート
シンク１９、２０が取り付けられている。ヒートシンク
１９、２０は良熱伝導体で作られ、光源チャンバー３、
４の熱がヒートシンク１９、２０の他端側に伝達されや
すいようにしてある。ヒートシンク１９、２０の他端側
には放熱性を向上するための冷却フィン２３、２４が接
続されるとともに、この冷却フィン２３、２４に向けて
空冷用のファン２２が取り付けられている。ヒートシン
ク１９、２０の中央付近には冷却ファン２２の風が光源
チャンバー３、４、測光光学室１８、ポリクロ室１９に
直接的に当たらないようにするため、少なくともヒート
シンクと接触する部分が断熱材料からなる遮蔽壁２１に
より仕切られている。すなわち、ヒートシンク２３、２
４は遮蔽壁２１を貫通するように取り付けてあり、遮蔽
壁２１内にある光源チャンバー３、４からの熱を遮蔽壁
２１外にある冷却フィン２３、２４に伝達するようにし
ている。なお、遮蔽壁２１全体を断熱部材としてもよい
のはもちろんである。冷却ファン２２により発生する風
は、装置全体を囲むハウジング２８に設けた排気口２９
から外部へ排出される。

【００１４】次に本装置の動作を説明する。測定をする
ときは、２つの光源、すなわち重水素ランプ１とハロゲ
ンランプ２とが同時に点灯され、光混合素子９により混
合された測定光がミラー１０を介してフローセル１３の
試料に入射される。フローセル１３内の試料により吸収
を受けた測定光はスリット１４を介してグレーティング
１５に至り、これにより分光された各波長の光がそれぞ
れに対応するフォトダイオードアレイ１６の各素子によ
り同時に検出されて信号処理回路に送られる。これによ
り紫外領域から可視領域にかけての広い波長領域にわた
るスペクトルが同時に検出することができる。

【００１５】測定のために重水素ランプ１と、ハロゲン
ランプ２とを同時に点灯することにより光だけでなく熱
が発生するが、発生した熱は良熱伝導体のヒートシンク
１９、２０により遮蔽壁２１外の冷却フィン２３、２４
に伝達され、冷却ファン２２により強制的に空冷され
る。したがって、光源チャンバー３、４の熱は効果的に
外部に放熱され、前光学部１８、ポリクロ室１９への熱
の流入を抑えることができる。しかも冷却ファン２２は
遮蔽壁２１の外にあり前光学部１８やポリクロ室１９は
風の影響を受けない。したがって、シングルビーム方式
のように測定試料と参照試料とを別々に測定する装置で
もドリフト量が小さくなるので、安定である。 本実施
例では２つの光源を同時に使用しているが、光源が１つ
のときでも程度の差はあるが同じ効果が得られる。

【００１６】また、図１に示したように光源チャンバー
３、４は断熱部材２５、２６を介して前光学部１８に接
続するようにすれば、さらに熱の影響を受けにくくする
ことができ、ドリフトがさらに生じにくくなる。

【００１７】また、冷却ファン２２によって強制冷却さ
れる冷却フィン２３、２４近傍に温度センサを設けて、
この温度センサからの信号を冷却ファン２２にフィード
バックすることにより冷却ファン２２の回転数をコント
ロールするようにすれば環境温度の変化の影響をさらに
受けにくくすることができる。

【００１８】以下に、本発明の実施態様をまとめてお
く。 （１）光源を内蔵する複数の光源チャンバー、被測定試
料に光源からの光を入射させる前光学部、被測定試料に
より吸収あるいは反射された測定光をフォトダイオード
アレイにより検出する検出部、を遮蔽壁内に設置したシ
ングルビーム方式の分光光度計において、各光源チャン
バーにヒートパイプの一端を密着させ、ヒートパイプの
他端を遮蔽壁外に露出させるともに、外部に出たヒート
パイプ部分を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とす
る分光光度計。 （２）光源を内蔵する光源チャンバー、被測定試料に光
源からの光を入射させる前光学部、被測定試料により吸
収あるいは反射された測定光をフォトダイオードアレイ
により検出する検出部、を遮蔽壁内に設置したシングル
ビーム方式の分光光度計において、光源チャンバーは断
熱部材を介して前光学部に接続するとともに、光源チャ
ンバーにヒートパイプの一端を密着させ、ヒートパイプ
の他端を遮蔽壁外に露出させて、外部に出たヒートパイ
プ部分を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする分
光光度計。 （３）光源を内蔵する複数の光源チャンバー、被測定試
料に光源からの光を入射させる前光学部、被測定試料に
より吸収あるいは反射された測定光をフォトダイオード
アレイにより検出する検出部、を遮蔽壁内に設置したシ
ングルビーム方式の分光光度計において、光源チャンバ
ーにヒートパイプの一端を密着させ、ヒートパイプの他
端を遮蔽壁外に露出させるともに、外部に出たヒートパ
イプ部分を冷却する冷却手段とその被冷却部に温度セン
サとを設け、温度センサからの信号をフィードバック制
御することにより冷却ファンの回転数を制御するように
したことを特徴とする分光光度計。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
遮蔽壁により冷却手段の影響を直接に光学系や検出系に
与えないようにし、熱源である光源チャンバーからの熱
をヒートシンクを用いて遮蔽壁外に出してから冷却する
ようにしたので、効果的な冷却が行えるとともに温度変
動によるドリフトも低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である分光光度計の構成図。

【符号の説明】 １：重水素ランプ、２：ハロゲンランプ ３、４：光源チャンバー １３：フローセル １６：フォトダイオード １７：ポリクロ室（検出部） １８：前光学部 １９、２０：ヒートパイプ ２１：遮蔽壁 ２２：冷却ファン ２５、２６：断熱部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源を内蔵する光源チャンバー、被測定試
   料に光源からの測定光を入射させる前光学部、被測定試
   料により吸収あるいは反射された測定光をフォトダイオ
   ードアレイにより検出する検出部、を遮蔽壁内に設置し
   たシングルビーム方式の分光光度計において、光源チャ
   ンバーにヒートパイプの一端を密着させ、ヒートパイプ
   の他端を遮蔽壁外に露出させるともに、遮蔽壁外に出た
   ヒートパイプ部分を冷却する冷却手段を設けたことを特
   徴とする分光光度計。