JPH09210909A - レーザ光を用いた計測装置 - Google Patents
レーザ光を用いた計測装置Info
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- JPH09210909A JPH09210909A JP8019925A JP1992596A JPH09210909A JP H09210909 A JPH09210909 A JP H09210909A JP 8019925 A JP8019925 A JP 8019925A JP 1992596 A JP1992596 A JP 1992596A JP H09210909 A JPH09210909 A JP H09210909A
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- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001499 laser induced fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
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- Radiation Pyrometers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＬＩＦを用い測定場での被測定分子の濃度、温
度を高精度計測する。 【解決手段】シート状のレーザ光24を出力して測定場26
の被計測分子に照射するビームエキスパンダ23と、レー
ザ光24の照射により上記被測定分子が発する蛍光を入射
して蛍光強度を測定するＣＣＤカメラ30と、上記ビーム
エキスパンダ23と上記測定場26の間に設け、レーザ光24
の一部を分岐するビームスプリッタ25と、蛍光物質が塗
布されたガラス板27に上記ビームスプリッタ25で分岐さ
れたレーザ光24を入射し、該蛍光物質から発せられる蛍
光強度を測定する検出器28と、この検出器28で得た蛍光
強度により上記ＣＣＤカメラ30で得た測定場26での被測
定分子が発する蛍光強度を正規化して出力するコンピュ
ータ32とを備える。
度を高精度計測する。 【解決手段】シート状のレーザ光24を出力して測定場26
の被計測分子に照射するビームエキスパンダ23と、レー
ザ光24の照射により上記被測定分子が発する蛍光を入射
して蛍光強度を測定するＣＣＤカメラ30と、上記ビーム
エキスパンダ23と上記測定場26の間に設け、レーザ光24
の一部を分岐するビームスプリッタ25と、蛍光物質が塗
布されたガラス板27に上記ビームスプリッタ25で分岐さ
れたレーザ光24を入射し、該蛍光物質から発せられる蛍
光強度を測定する検出器28と、この検出器28で得た蛍光
強度により上記ＣＣＤカメラ30で得た測定場26での被測
定分子が発する蛍光強度を正規化して出力するコンピュ
ータ32とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ誘起蛍光法
を用いて２次元温度や濃度の計測等を行なうレーザ光を
用いた計測装置に関する。
を用いて２次元温度や濃度の計測等を行なうレーザ光を
用いた計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ誘起蛍光法（以下「ＬＩＦ」と略
称する）は、被測定分子が有している吸収線と同一の周
波数を持つレーザ光で測定場を照射し、濃度、温度計測
に必要な信号光を得る手法である。
称する）は、被測定分子が有している吸収線と同一の周
波数を持つレーザ光で測定場を照射し、濃度、温度計測
に必要な信号光を得る手法である。
【０００３】従来のＬＩＦを用いた２次元濃度計測装置
の概略構成を図２に示す。同図で励起用パルスレーザ１
は色素レーザなどの波長可変レーザ２を発振させて、被
測定分子の電子エネルギ差に対応した波長のレーザ光を
出射させる。このレーザ光は、ビームエキスパンダ３に
てシート状にされた後、測定場８に入射される。
の概略構成を図２に示す。同図で励起用パルスレーザ１
は色素レーザなどの波長可変レーザ２を発振させて、被
測定分子の電子エネルギ差に対応した波長のレーザ光を
出射させる。このレーザ光は、ビームエキスパンダ３に
てシート状にされた後、測定場８に入射される。
【０００４】この測定場８に照射されたレーザ光７によ
り励起された被測定分子から生じた蛍光は、レンズ４で
集光されてＣＣＤカメラ５で撮像、計測される。このと
き、励起用パルスレーザ１からＣＣＤカメラ５へレーザ
の発振と撮像の同期をとるための同期ライン６が配設さ
れる。
り励起された被測定分子から生じた蛍光は、レンズ４で
集光されてＣＣＤカメラ５で撮像、計測される。このと
き、励起用パルスレーザ１からＣＣＤカメラ５へレーザ
の発振と撮像の同期をとるための同期ライン６が配設さ
れる。
【０００５】上記被測定分子の濃度と測定場８での蛍光
強度は比例するため、被測定分子の濃度は蛍光強度によ
り決定されるが、同時に該蛍光強度はレーザ光７の強度
にも比例するため、レーザ光７が照射されている計測領
域におけるレーザ光強度分布の補正を行なう必要が生じ
る。
強度は比例するため、被測定分子の濃度は蛍光強度によ
り決定されるが、同時に該蛍光強度はレーザ光７の強度
にも比例するため、レーザ光７が照射されている計測領
域におけるレーザ光強度分布の補正を行なう必要が生じ
る。
【０００６】そして、従来よりレーザ光７の強度分布を
測定する方法としては、空気からのレーリ散乱光（レー
ザ光と同波長の分子散乱光）を利用する方法や、あるい
は図３に示すようにビームエキスパンダ３の後段にレー
ザ光７の一部を分岐するビームスプリッタ１１を設け
て、このビームスプリッタ１１で分岐したレーザ光７を
フィルタ１２により撮影のための都合のよい輝度に減衰
させた後にＣＣＤカメラ１３で撮像してその輝度から強
度を検知する方法等があった。
測定する方法としては、空気からのレーリ散乱光（レー
ザ光と同波長の分子散乱光）を利用する方法や、あるい
は図３に示すようにビームエキスパンダ３の後段にレー
ザ光７の一部を分岐するビームスプリッタ１１を設け
て、このビームスプリッタ１１で分岐したレーザ光７を
フィルタ１２により撮影のための都合のよい輝度に減衰
させた後にＣＣＤカメラ１３で撮像してその輝度から強
度を検知する方法等があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
光強度の測定を行なうに際して、上記測定場からのレー
リ散乱光を利用する方法では、測定場に空気などのバッ
ファガスを導入する必要があり、被測定分子を導入しな
がらレーザ光強度分布を求めることができなかった。
光強度の測定を行なうに際して、上記測定場からのレー
リ散乱光を利用する方法では、測定場に空気などのバッ
ファガスを導入する必要があり、被測定分子を導入しな
がらレーザ光強度分布を求めることができなかった。
【０００８】また、上記図３で示したビームスプリッタ
１１によりレーザ光７を分岐し、分岐されたレーザ光を
直接ＣＣＤカメラ１３で計測する方法では、ＣＣＤカメ
ラ１３の計測部で干渉などの問題を生じ、誤差が発生し
やすいという傾向があった。
１１によりレーザ光７を分岐し、分岐されたレーザ光を
直接ＣＣＤカメラ１３で計測する方法では、ＣＣＤカメ
ラ１３の計測部で干渉などの問題を生じ、誤差が発生し
やすいという傾向があった。
【０００９】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、被測定分子を導入
しながらレーザ光の強度分布を高い精度で測定すること
により、結果として測定場での被測定分子の濃度、温度
を高い精度で計測することが可能なレーザ光を用いた計
測装置を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、被測定分子を導入
しながらレーザ光の強度分布を高い精度で測定すること
により、結果として測定場での被測定分子の濃度、温度
を高い精度で計測することが可能なレーザ光を用いた計
測装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、シー
ト状のレーザ光を出力して測定場の被計測分子に照射す
るビームエキスパンダと、レーザ光の照射により上記被
測定分子が発する蛍光を入射して蛍光強度を測定する第
１の計測手段と、上記ビームエキスパンダと上記測定場
の間に設け、レーザ光の一部を分岐するビームスプリッ
タと、蛍光物質が塗布されたガラス板に上記ビームスプ
リッタで分岐されたレーザ光を入射し、該蛍光物質から
発せられる蛍光強度を測定する第２の計測手段と、この
第２の計測手段で得た蛍光強度により上記第１の測定手
段で得た測定場での被測定分子が発する蛍光強度を正規
化する正規化手段とを備えたものである。
ト状のレーザ光を出力して測定場の被計測分子に照射す
るビームエキスパンダと、レーザ光の照射により上記被
測定分子が発する蛍光を入射して蛍光強度を測定する第
１の計測手段と、上記ビームエキスパンダと上記測定場
の間に設け、レーザ光の一部を分岐するビームスプリッ
タと、蛍光物質が塗布されたガラス板に上記ビームスプ
リッタで分岐されたレーザ光を入射し、該蛍光物質から
発せられる蛍光強度を測定する第２の計測手段と、この
第２の計測手段で得た蛍光強度により上記第１の測定手
段で得た測定場での被測定分子が発する蛍光強度を正規
化する正規化手段とを備えたものである。
【００１１】このような構成とすることにより、上記正
規化手段でレーザ光強度分布の補正を行なって被測定分
子の蛍光強度を求めることができるため、被測定分子の
濃度や温度などをきわめて高い精度で計測することがで
きる。
規化手段でレーザ光強度分布の補正を行なって被測定分
子の蛍光強度を求めることができるため、被測定分子の
濃度や温度などをきわめて高い精度で計測することがで
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態に係
るレーザ光を用いた計測装置について図面を参照して説
明する。図１はその概略構成を例示するもので、励起用
パルスレーザ２１が色素レーザなどの波長可変レーザ２
２を発振させ、被測定分子の電子エネルギ差に対応した
波長のレーザ光を出射させる。
るレーザ光を用いた計測装置について図面を参照して説
明する。図１はその概略構成を例示するもので、励起用
パルスレーザ２１が色素レーザなどの波長可変レーザ２
２を発振させ、被測定分子の電子エネルギ差に対応した
波長のレーザ光を出射させる。
【００１３】この波長可変レーザ２２から出射されたレ
ーザ光２４は、ビームエキスパンダ２３にてシート状に
された後、ビームスプリッタ２５にてその一部が予め設
定された一定の割合で分岐され、残ったレーザ光がその
まま測定場２６へ、分岐されたレーザ光が蛍光物質を塗
布したガラス板２７へそれぞれ入射される。
ーザ光２４は、ビームエキスパンダ２３にてシート状に
された後、ビームスプリッタ２５にてその一部が予め設
定された一定の割合で分岐され、残ったレーザ光がその
まま測定場２６へ、分岐されたレーザ光が蛍光物質を塗
布したガラス板２７へそれぞれ入射される。
【００１４】このガラス板２７は、例えばＣＣＤライン
センサでなる検出器２８に対して取付けられたものであ
り、検出器２８はガラス板２７に塗布された蛍光物質か
ら発生する蛍光の強度を、レーザ光２４の強度分布を表
わすものとして検出する。
センサでなる検出器２８に対して取付けられたものであ
り、検出器２８はガラス板２７に塗布された蛍光物質か
ら発生する蛍光の強度を、レーザ光２４の強度分布を表
わすものとして検出する。
【００１５】一方、上記測定場２６に照射されたレーザ
光２４により励起された被測定分子から生じた蛍光は、
レンズ２９で集光されてＣＣＤカメラ３０で撮像、計測
される。
光２４により励起された被測定分子から生じた蛍光は、
レンズ２９で集光されてＣＣＤカメラ３０で撮像、計測
される。
【００１６】しかるに、上記検出器２８及びＣＣＤカメ
ラ３０に対して上記励起用パルスレーザ２１から同期ラ
イン３１が配設され、この同期ライン３１を介してレー
ザの発振と検出、撮像の同期をとるための信号が送達さ
れる。
ラ３０に対して上記励起用パルスレーザ２１から同期ラ
イン３１が配設され、この同期ライン３１を介してレー
ザの発振と検出、撮像の同期をとるための信号が送達さ
れる。
【００１７】そして、検出器２８で検出されたレーザ光
２４の強度分布に応じた蛍光強度、及びＣＣＤカメラ３
０で得られた測定場８での蛍光強度は共にコンピュータ
３２に送られる。
２４の強度分布に応じた蛍光強度、及びＣＣＤカメラ３
０で得られた測定場８での蛍光強度は共にコンピュータ
３２に送られる。
【００１８】コンピュータ３２では、ＣＣＤカメラ３０
で得た測定場２６での被測定分子が発する蛍光強度を検
出器２８で得た蛍光強度を用いて正規化演算することで
ＣＣＤカメラ３０の出力に対する補正を実行し、その演
算結果から測定場２６における被計測分子の濃度または
温度を求めて表示出力する。
で得た測定場２６での被測定分子が発する蛍光強度を検
出器２８で得た蛍光強度を用いて正規化演算することで
ＣＣＤカメラ３０の出力に対する補正を実行し、その演
算結果から測定場２６における被計測分子の濃度または
温度を求めて表示出力する。
【００１９】上記のような構成にあって、励起用パルス
レーザ２１が波長可変レーザ２２を励振してレーザ光を
出射させる一方、同期ライン３１を介して検出器２８、
及びＣＣＤカメラ３０に同期信号を送出し、ガラス板２
７に塗布された蛍光物質から発生する蛍光の強度、及び
上記測定場２６に照射されたレーザ光２４により励起さ
れた被測定分子から生じた蛍光の強度をそれぞれ検出さ
せ、コンピュータ３２へ送出させる。
レーザ２１が波長可変レーザ２２を励振してレーザ光を
出射させる一方、同期ライン３１を介して検出器２８、
及びＣＣＤカメラ３０に同期信号を送出し、ガラス板２
７に塗布された蛍光物質から発生する蛍光の強度、及び
上記測定場２６に照射されたレーザ光２４により励起さ
れた被測定分子から生じた蛍光の強度をそれぞれ検出さ
せ、コンピュータ３２へ送出させる。
【００２０】コンピュータ３２は、検出器２８で得た蛍
光強度を除数としてＣＣＤカメラ３０で得た測定場２６
での被測定分子が発する蛍光強度を除算する正規化演算
を実行し、その商を測定場２６における被計測分子の濃
度または温度として表示出力する。
光強度を除数としてＣＣＤカメラ３０で得た測定場２６
での被測定分子が発する蛍光強度を除算する正規化演算
を実行し、その商を測定場２６における被計測分子の濃
度または温度として表示出力する。
【００２１】この場合、ガラス板２７に塗布された蛍光
物質から発生する蛍光の強度を除数としたのは、該蛍光
強度がレーザ光２４の強度分布に比例しているからであ
り、このような除数を用いて測定場２６での被測定分子
が発する蛍光強度に対する除算を行なうことで、レーザ
光２４の強度分布に基づいた正規化を施した、きわめて
高い精度で測定場２６での被測定分子の濃度あるいは温
度を計測することができるようになるものである。
物質から発生する蛍光の強度を除数としたのは、該蛍光
強度がレーザ光２４の強度分布に比例しているからであ
り、このような除数を用いて測定場２６での被測定分子
が発する蛍光強度に対する除算を行なうことで、レーザ
光２４の強度分布に基づいた正規化を施した、きわめて
高い精度で測定場２６での被測定分子の濃度あるいは温
度を計測することができるようになるものである。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、被測
定分子を導入しながらレーザ光の強度分布を高い精度で
測定することにより、結果として測定場での被測定分子
の濃度、温度を高い精度で計測することが可能なレーザ
光を用いた計測装置を提供することができる。
定分子を導入しながらレーザ光の強度分布を高い精度で
測定することにより、結果として測定場での被測定分子
の濃度、温度を高い精度で計測することが可能なレーザ
光を用いた計測装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る計測装置の概略構
成を例示する図。
成を例示する図。
【図２】一般的なレーザ誘起蛍光法を用いた２次元濃度
計測装置の概略構成を示す図。
計測装置の概略構成を示す図。
【図３】図２に組合わせてレーザ光の強度分布を測定す
る構成を示した図。
る構成を示した図。
２１…励起用パルスレーザ ２２…波長可変レーザ ２３…ビームエキスパンダ ２４…レーザ光 ２５…ビームスプリッタ ２６…測定場 ２７…ガラス板 ２８…検出器 ２９…レンズ ３０…ＣＣＤカメラ ３１…同期ライン ３２…コンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】 シート状のレーザ光を出力して測定場の
被計測分子に照射するビームエキスパンダと、 レーザ光の照射により上記被測定分子が発する蛍光を入
射して蛍光強度を測定する第１の計測手段と、 上記ビームエキスパンダと上記測定場の間に設け、レー
ザ光の一部を分岐するビームスプリッタと、 蛍光物質が塗布されたガラス板に上記ビームスプリッタ
で分岐されたレーザ光を入射し、該蛍光物質から発せら
れる蛍光強度を測定する第２の計測手段と、 この第２の計測手段で得た蛍光強度により上記第１の測
定手段で得た測定場での被測定分子が発する蛍光強度を
正規化する正規化手段とを具備したことを特徴とするレ
ーザ光を用いた計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8019925A JPH09210909A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | レーザ光を用いた計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8019925A JPH09210909A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | レーザ光を用いた計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210909A true JPH09210909A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=12012810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8019925A Pending JPH09210909A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | レーザ光を用いた計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210909A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11173918A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器内の温度分布計測装置 |
| JP2008208419A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Phyzchemix Corp | 真空処理装置及びその処理終了点の検出方法 |
| JP2014507014A (ja) * | 2011-02-14 | 2014-03-20 | ヨーロピアン・モレキュラー・バイオロジー・ラボラトリー（イー・エム・ビー・エル） | 光パッド顕微鏡 |
| EP2567202A4 (en) * | 2010-03-23 | 2018-01-03 | Ophir-Spiricon, LLC. | Beam scattering laser monitor |
| JP2019002698A (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 株式会社ジェイテクト | 温度測定装置及び温度測定方法 |
-
1996
- 1996-02-06 JP JP8019925A patent/JPH09210909A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11173918A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器内の温度分布計測装置 |
| JP2008208419A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Phyzchemix Corp | 真空処理装置及びその処理終了点の検出方法 |
| EP2567202A4 (en) * | 2010-03-23 | 2018-01-03 | Ophir-Spiricon, LLC. | Beam scattering laser monitor |
| JP2014507014A (ja) * | 2011-02-14 | 2014-03-20 | ヨーロピアン・モレキュラー・バイオロジー・ラボラトリー（イー・エム・ビー・エル） | 光パッド顕微鏡 |
| US10908403B2 (en) | 2011-02-14 | 2021-02-02 | European Molecular Biology Laboratory (Embl) | Light-pad microscope for high-resolution 3D fluorescence imaging and 2D fluctuation spectroscopy |
| JP2019002698A (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 株式会社ジェイテクト | 温度測定装置及び温度測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030729 |