JPH11183385A - 蛍光分析計 - Google Patents
蛍光分析計Info
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- JPH11183385A JPH11183385A JP35793097A JP35793097A JPH11183385A JP H11183385 A JPH11183385 A JP H11183385A JP 35793097 A JP35793097 A JP 35793097A JP 35793097 A JP35793097 A JP 35793097A JP H11183385 A JPH11183385 A JP H11183385A
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- JP
- Japan
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- light
- wavelength
- fluorescence
- gas
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
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- Biochemistry (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定ガス中に一酸化窒素が含まれていて
も、一酸化窒素の干渉を受けずに二酸化硫黄の含有量を
計測できる蛍光分析計を提供する。 【解決手段】 光源室１内の励起光源２からの光は、ま
ず励起波長選択部３のガスフィルタ４を通過するが、ガ
スフィルタ４に封入されている一酸化窒素ガスのために
波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍ付近の光が選択的に吸
収され、さらに光学フィルタ５で波長２５０ｎｍ以上の
光が吸収される。この光によって、試料ガス中の二酸化
硫黄は励起され蛍光を発するが、一酸化窒素の方は励起
し得る波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍの光が欠けてい
るため蛍光を発せず、二酸化硫黄による蛍光のみが蛍光
波長選択部７の光学フィルタ８によって波長３００〜４
００ｎｍの光として検出部９内の検出器１０に到達し、
二酸化硫黄の蛍光強度が測定される。
も、一酸化窒素の干渉を受けずに二酸化硫黄の含有量を
計測できる蛍光分析計を提供する。 【解決手段】 光源室１内の励起光源２からの光は、ま
ず励起波長選択部３のガスフィルタ４を通過するが、ガ
スフィルタ４に封入されている一酸化窒素ガスのために
波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍ付近の光が選択的に吸
収され、さらに光学フィルタ５で波長２５０ｎｍ以上の
光が吸収される。この光によって、試料ガス中の二酸化
硫黄は励起され蛍光を発するが、一酸化窒素の方は励起
し得る波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍの光が欠けてい
るため蛍光を発せず、二酸化硫黄による蛍光のみが蛍光
波長選択部７の光学フィルタ８によって波長３００〜４
００ｎｍの光として検出部９内の検出器１０に到達し、
二酸化硫黄の蛍光強度が測定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば大気や石炭
・石油などの硫黄化合物を含む燃料の燃焼による工場排
気中の二酸化硫黄などの濃度を測定するために用いられ
る蛍光分析計に関する。
・石油などの硫黄化合物を含む燃料の燃焼による工場排
気中の二酸化硫黄などの濃度を測定するために用いられ
る蛍光分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】大気や工場排気中の二酸化硫黄ガスの分
析手法の内、光を用いた分析としては光吸収分析、蛍光
分析などがあるが、蛍光分析法は試料ガスに紫外線など
の励起光を照射し、試料ガス中に含まれる二酸化硫黄分
子が励起状態から基底状態に戻る際に発光する蛍光の強
度を測定して二酸化硫黄濃度を計測する。
析手法の内、光を用いた分析としては光吸収分析、蛍光
分析などがあるが、蛍光分析法は試料ガスに紫外線など
の励起光を照射し、試料ガス中に含まれる二酸化硫黄分
子が励起状態から基底状態に戻る際に発光する蛍光の強
度を測定して二酸化硫黄濃度を計測する。
【０００３】一般に分子が励起状態にあげられるのは光
の吸収によるものであり、従って照射する励起光の波長
はその物質の光吸収波長と一致する。この蛍光を発する
ための励起光波長分布を励起スペクトルといい、分子の
電子状態の変化に起因する吸収は通常紫外域に強く現れ
るから励起波長は紫外域から選ばれる。励起スペクトル
の最高強度を示す波長が最も効率的ではあるが他にいろ
いろな条件も考慮する必要がある。一方、励起状態にあ
る分子は短時間のうちにエネルギを失い基底状態に戻る
がこの失われるエネルギが光（蛍光）として放出され
る。この蛍光も或波長領域に分布しており、これを蛍光
スペクトルというが失われるエネルギは光の放出（蛍
光）以外にも使われるから蛍光スペクトルは励起波長よ
りも長い波長（エネルギの小さい）である。
の吸収によるものであり、従って照射する励起光の波長
はその物質の光吸収波長と一致する。この蛍光を発する
ための励起光波長分布を励起スペクトルといい、分子の
電子状態の変化に起因する吸収は通常紫外域に強く現れ
るから励起波長は紫外域から選ばれる。励起スペクトル
の最高強度を示す波長が最も効率的ではあるが他にいろ
いろな条件も考慮する必要がある。一方、励起状態にあ
る分子は短時間のうちにエネルギを失い基底状態に戻る
がこの失われるエネルギが光（蛍光）として放出され
る。この蛍光も或波長領域に分布しており、これを蛍光
スペクトルというが失われるエネルギは光の放出（蛍
光）以外にも使われるから蛍光スペクトルは励起波長よ
りも長い波長（エネルギの小さい）である。
【０００４】このように物質の蛍光を測定するには紫外
線域の波長を選んで励起光として物質を照射し、励起光
とは異なる、より長波長域の蛍光スペクトル領域の波長
のみを検出してその物質の蛍光スペクトル強度が測定さ
れる。具体的には、図２のような蛍光分析計が用いら
れ、二酸化硫黄分子を励起させる励起波長として波長２
２０ｎｍ付近の紫外光が選ばれるが、そのための励起光
源２としては例えば亜鉛ランプ、重水素ランプ、キセノ
ンランプ等が用いられる。そしてこれらの励起光源２か
ら波長２２０ｎｍの光を取り出すために励起波長選択部
３を設け、輝線スペクトル光源を用いる場合には光学フ
ィルタ５として比較的半値幅の広いガラスフィルタや干
渉フィルタが用いられ、連続スペクトル光源の場合には
狭帯域の干渉フィルタを用いて励起波長の光のみを試料
に照射する。
線域の波長を選んで励起光として物質を照射し、励起光
とは異なる、より長波長域の蛍光スペクトル領域の波長
のみを検出してその物質の蛍光スペクトル強度が測定さ
れる。具体的には、図２のような蛍光分析計が用いら
れ、二酸化硫黄分子を励起させる励起波長として波長２
２０ｎｍ付近の紫外光が選ばれるが、そのための励起光
源２としては例えば亜鉛ランプ、重水素ランプ、キセノ
ンランプ等が用いられる。そしてこれらの励起光源２か
ら波長２２０ｎｍの光を取り出すために励起波長選択部
３を設け、輝線スペクトル光源を用いる場合には光学フ
ィルタ５として比較的半値幅の広いガラスフィルタや干
渉フィルタが用いられ、連続スペクトル光源の場合には
狭帯域の干渉フィルタを用いて励起波長の光のみを試料
に照射する。
【０００５】二酸化硫黄分子の蛍光スペクトルは波長２
５０ｎｍから４００ｎｍの波長域であって、この領域の
光波長を検出するために蛍光波長選択部７を設け、光学
フィルタ８としてガラスフィルタ、干渉フィルタを用い
て特定の蛍光スペクトル領域のみを検出する。
５０ｎｍから４００ｎｍの波長域であって、この領域の
光波長を検出するために蛍光波長選択部７を設け、光学
フィルタ８としてガラスフィルタ、干渉フィルタを用い
て特定の蛍光スペクトル領域のみを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の蛍光分析計は以
上のように構成されているが、蛍光測定を行う場合に最
も重要な問題は如何にして測定対象物質の蛍光スペクト
ルのみを検出するかにある。
上のように構成されているが、蛍光測定を行う場合に最
も重要な問題は如何にして測定対象物質の蛍光スペクト
ルのみを検出するかにある。
【０００７】基本的に励起スペクトルと蛍光スペクトル
を物質によって異にし得る蛍光分析法が他の分析法に比
べて選択性（目的とする物質のみを測定する能力）が高
いとは云うものの試料が測定対象物質単体でない場合、
通常の光学的手段（フイルタや分光器等）によって励起
波長および蛍光スペクトルを選択して測定している場
合、測定対象物質以外の物質による蛍光を検出してしま
う危険性が十分にある。前処理としてこれら異物質を排
除する装置を設置することも当然考えられるが、蛍光分
析計としての装置のコンパクト化、コストの問題を考え
れば採用し難い。大気や燃焼ガスを試料ガスとしてガス
中の二酸化硫黄分子を測定する場合、前述のように励起
光として２２０ｎｍ付近の波長が選択されるが、試料ガ
ス中には一酸化窒素を含有している場合がある。この一
酸化窒素は波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍ付近にスポ
ット状の狭い吸収波長域をもち、二酸化硫黄に対する励
起光の波長２２０ｎｍと極端に近接しており、通常利用
可能なフィルタでは狭帯域干渉フィルタを用いてもこれ
だけ近接している場合分離は困難であり、かつ蛍光スペ
クトルの分布はもともと広いものであるから両者の蛍光
スペクトルも重なってしまうため、結局一酸化窒素の蛍
光をも測定してしまうと云うことになり、目的成分であ
る二酸化硫黄の測定に対して干渉影響を示して測定誤差
となる問題があった。
を物質によって異にし得る蛍光分析法が他の分析法に比
べて選択性（目的とする物質のみを測定する能力）が高
いとは云うものの試料が測定対象物質単体でない場合、
通常の光学的手段（フイルタや分光器等）によって励起
波長および蛍光スペクトルを選択して測定している場
合、測定対象物質以外の物質による蛍光を検出してしま
う危険性が十分にある。前処理としてこれら異物質を排
除する装置を設置することも当然考えられるが、蛍光分
析計としての装置のコンパクト化、コストの問題を考え
れば採用し難い。大気や燃焼ガスを試料ガスとしてガス
中の二酸化硫黄分子を測定する場合、前述のように励起
光として２２０ｎｍ付近の波長が選択されるが、試料ガ
ス中には一酸化窒素を含有している場合がある。この一
酸化窒素は波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍ付近にスポ
ット状の狭い吸収波長域をもち、二酸化硫黄に対する励
起光の波長２２０ｎｍと極端に近接しており、通常利用
可能なフィルタでは狭帯域干渉フィルタを用いてもこれ
だけ近接している場合分離は困難であり、かつ蛍光スペ
クトルの分布はもともと広いものであるから両者の蛍光
スペクトルも重なってしまうため、結局一酸化窒素の蛍
光をも測定してしまうと云うことになり、目的成分であ
る二酸化硫黄の測定に対して干渉影響を示して測定誤差
となる問題があった。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、試料ガス中に一酸化窒素が含まれてい
ても二酸化硫黄の測定を行うことができる蛍光分析計を
提供することを目的とする。
たものであって、試料ガス中に一酸化窒素が含まれてい
ても二酸化硫黄の測定を行うことができる蛍光分析計を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の蛍光分析計は、光源室と試料室の間の光路
に励起波長選択部を設け、該選択部に一酸化窒素ガスを
封入したガスフィルタを備えるものである。
め、本発明の蛍光分析計は、光源室と試料室の間の光路
に励起波長選択部を設け、該選択部に一酸化窒素ガスを
封入したガスフィルタを備えるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の蛍光分析計の一実施例を
図１により説明する。
図１により説明する。
【００１１】図１において、１は光源室で内に励起光源
２としてキセノンランプが設置されている。励起光源２
は分析対象ガスを励起できるものならば何でもよく、そ
の種類は連続光、パルス光、連続光をチョッパにてパル
ス化するなどその手法を問わない。例えば他に紫外線を
発するランプ（亜鉛や重水素等）あるいはレーザを使用
することができる。３は励起波長選択部で内部に一酸化
窒素ガスを封入したガスフィルタ４と光学フィルタ５が
設置されている。光学フィルタ５は励起波長のみを透過
させ、蛍光スペクトルを透過させないフィルタとして長
波長カットフィルタが用いられる。他に、例えば波長２
２０ｎｍを中心とする半値幅６ｎｍ程度の狭帯域バンド
パス干渉フィルタ等が用いられる。
２としてキセノンランプが設置されている。励起光源２
は分析対象ガスを励起できるものならば何でもよく、そ
の種類は連続光、パルス光、連続光をチョッパにてパル
ス化するなどその手法を問わない。例えば他に紫外線を
発するランプ（亜鉛や重水素等）あるいはレーザを使用
することができる。３は励起波長選択部で内部に一酸化
窒素ガスを封入したガスフィルタ４と光学フィルタ５が
設置されている。光学フィルタ５は励起波長のみを透過
させ、蛍光スペクトルを透過させないフィルタとして長
波長カットフィルタが用いられる。他に、例えば波長２
２０ｎｍを中心とする半値幅６ｎｍ程度の狭帯域バンド
パス干渉フィルタ等が用いられる。
【００１２】６は試料室で、例えば中空の円筒体からな
り、励起波長選択部３と連結されるところには開口が設
けてあり必要に応じてその開口には励起用集光レンズ１
３が嵌入される。また試料室６にはサンプル導入部１１
およびサンプル排出部１２が設けてある。７は蛍光波長
選択部で内部に光学フィルタ８が設置されている。光学
フィルタ８は、例えば波長３００〜４００ｎｍの領域の
みを透過させるフィルタであり、試料室６の蛍光波長選
択部７が連結されるところには開口が設けてあり、必要
に応じてその開口には蛍光用集光レンズ１４が嵌入され
る。
り、励起波長選択部３と連結されるところには開口が設
けてあり必要に応じてその開口には励起用集光レンズ１
３が嵌入される。また試料室６にはサンプル導入部１１
およびサンプル排出部１２が設けてある。７は蛍光波長
選択部で内部に光学フィルタ８が設置されている。光学
フィルタ８は、例えば波長３００〜４００ｎｍの領域の
みを透過させるフィルタであり、試料室６の蛍光波長選
択部７が連結されるところには開口が設けてあり、必要
に応じてその開口には蛍光用集光レンズ１４が嵌入され
る。
【００１３】９は中空の円筒体からなる検出部で、内部
には検出器１０として光電子増倍管が設置されている。
検出器１０は蛍光スペクトルの波長を検出できるものな
ら何でもよく、例えば光電管、光伝導セル、フォトダイ
オード等が使用できる。
には検出器１０として光電子増倍管が設置されている。
検出器１０は蛍光スペクトルの波長を検出できるものな
ら何でもよく、例えば光電管、光伝導セル、フォトダイ
オード等が使用できる。
【００１４】この装置において、蛍光の検出プロセスは
次のように行われる。試料ガスがサンプル導入部１１よ
り試料室６に封入される。光源室１内の励起光源２とし
て用いられたキセノンランプの発光は波長２００ｎｍ以
上の幅広い波長を含む白色光である。この光はまず励起
波長選択部３のガスフィルタ４を通過するが、ガスフィ
ルタ４に封入されている一酸化窒素ガスのために波長２
１４ｎｍおよび２２６ｎｍ付近の光が選択的に吸収さ
れ、さらに光学フィルタ５として用いられている長波長
カットフィルタで波長２５０ｎｍ以上の光が吸収され
る。従って、試料室６内の試料ガスに照射される光の波
長領域は２００〜２５０ｎｍの光で、かつ一酸化窒素ガ
スの吸収により波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍの光を
欠いた光となる。
次のように行われる。試料ガスがサンプル導入部１１よ
り試料室６に封入される。光源室１内の励起光源２とし
て用いられたキセノンランプの発光は波長２００ｎｍ以
上の幅広い波長を含む白色光である。この光はまず励起
波長選択部３のガスフィルタ４を通過するが、ガスフィ
ルタ４に封入されている一酸化窒素ガスのために波長２
１４ｎｍおよび２２６ｎｍ付近の光が選択的に吸収さ
れ、さらに光学フィルタ５として用いられている長波長
カットフィルタで波長２５０ｎｍ以上の光が吸収され
る。従って、試料室６内の試料ガスに照射される光の波
長領域は２００〜２５０ｎｍの光で、かつ一酸化窒素ガ
スの吸収により波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍの光を
欠いた光となる。
【００１５】この光によって、試料ガス中の二酸化硫黄
は励起され蛍光を発するが、一酸化窒素の方は励起し得
る波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍの光が欠けているた
め蛍光を発せず、二酸化硫黄による蛍光のみが蛍光波長
選択部７の光学フィルタ８によって波長３００〜４００
ｎｍの光として検出部９内の検出器１０に到達し、二酸
化硫黄の蛍光強度が測定される。
は励起され蛍光を発するが、一酸化窒素の方は励起し得
る波長２１４ｎｍおよび２２６ｎｍの光が欠けているた
め蛍光を発せず、二酸化硫黄による蛍光のみが蛍光波長
選択部７の光学フィルタ８によって波長３００〜４００
ｎｍの光として検出部９内の検出器１０に到達し、二酸
化硫黄の蛍光強度が測定される。
【００１６】なお上記実施例では、ガスフィルタ４と光
学フィルタ５は分離されているが、ガスフィルタ４の窓
材を光学フィルタ５の材質で構成させたり、また光学フ
ィルタ５が干渉フィルタの場合はガスフィルタ４の窓板
に薄膜処理を施すなどして、光学フィルタ５の役割を付
与すればガスフィルタ４と光学フィルタ５は一体化させ
ることが可能である。
学フィルタ５は分離されているが、ガスフィルタ４の窓
材を光学フィルタ５の材質で構成させたり、また光学フ
ィルタ５が干渉フィルタの場合はガスフィルタ４の窓板
に薄膜処理を施すなどして、光学フィルタ５の役割を付
与すればガスフィルタ４と光学フィルタ５は一体化させ
ることが可能である。
【００１７】また図１において集光レンズ１３および１
４は試料室６の開口に嵌入されるとしたが、これらのレ
ンズは励起光源２と試料室６の間および試料室６と検出
器１０との間の光路中の光学的結像関係を満足させる任
意の位置に配置することができる。
４は試料室６の開口に嵌入されるとしたが、これらのレ
ンズは励起光源２と試料室６の間および試料室６と検出
器１０との間の光路中の光学的結像関係を満足させる任
意の位置に配置することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の蛍光分析計は上記のように構成
されており、励起波長を選択する励起波長選択部に一酸
化窒素ガスを封入したガスフィルタを設置したので試料
ガス中に一酸化窒素が含まれていても一酸化窒素を励起
させることなく、従って二酸化硫黄の蛍光のみを測定す
ることができる。
されており、励起波長を選択する励起波長選択部に一酸
化窒素ガスを封入したガスフィルタを設置したので試料
ガス中に一酸化窒素が含まれていても一酸化窒素を励起
させることなく、従って二酸化硫黄の蛍光のみを測定す
ることができる。
【図１】本発明の蛍光分析計の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】従来の蛍光分析計を示す図である。
２ 励起光源 ３ 励起波長選択部 ４ ガスフィルタ ５ 光学フィルタ ６ 試料室 ７ 蛍光波長選択部 ８ 光学フィルタ １０ 検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 試料ガスが導入される試料室と、該試料
室に励起光を照射する励起光源を設置した光源室と、該
試料室から放射される蛍光を検出する検出部とを備えた
蛍光分析計において、光源室と試料室の間の光路に励起
波長選択部を設け、該選択部に一酸化窒素ガスを封入し
たガスフィルタを備えたことを特徴とする蛍光分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35793097A JPH11183385A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 蛍光分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35793097A JPH11183385A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 蛍光分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183385A true JPH11183385A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18456672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35793097A Pending JPH11183385A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 蛍光分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11183385A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7427378B2 (en) | 2003-08-13 | 2008-09-23 | Horiba, Ltd. | Analysis method and apparatus for sulfur component using ultraviolet fluorescence |
| KR20160071001A (ko) * | 2014-12-11 | 2016-06-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 가스 센서 및 이를 포함하는 가스 검출 장치 |
| KR20250138467A (ko) * | 2024-03-13 | 2025-09-22 | 한국전력공사 | 가스절연 변압기 건전성 진단장치 및 그 방법 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35793097A patent/JPH11183385A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7427378B2 (en) | 2003-08-13 | 2008-09-23 | Horiba, Ltd. | Analysis method and apparatus for sulfur component using ultraviolet fluorescence |
| EP2182344A1 (en) | 2003-08-13 | 2010-05-05 | HORIBA, Ltd. | Analysis method and apparatus for measuring concentrations of sulfur components using ultraviolet fluorescence |
| KR20160071001A (ko) * | 2014-12-11 | 2016-06-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 가스 센서 및 이를 포함하는 가스 검출 장치 |
| KR20250138467A (ko) * | 2024-03-13 | 2025-09-22 | 한국전력공사 | 가스절연 변압기 건전성 진단장치 및 그 방법 |
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