JPS5824203Y2 - 光学分析装置 - Google Patents
光学分析装置Info
- Publication number
- JPS5824203Y2 JPS5824203Y2 JP17392581U JP17392581U JPS5824203Y2 JP S5824203 Y2 JPS5824203 Y2 JP S5824203Y2 JP 17392581 U JP17392581 U JP 17392581U JP 17392581 U JP17392581 U JP 17392581U JP S5824203 Y2 JPS5824203 Y2 JP S5824203Y2
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- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light
- sample
- crystal element
- optical
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は光学分析装置、とくに光学特性を応用する化
学分析装置における光束の断続に関するものである。
学分析装置における光束の断続に関するものである。
光学特性を応用する化学分析装置においては、被検物質
の光学特性を電気信号に変換する場合、計測の感度向上
と安定化のために、交流変換方式が用いられているが、
従来の機械的または電気的チョッパーでは変換波形が歪
んだり、切換の瞬間にパルス状ノイズを発生して分析の
感度や安定性を阻害されることが多かった。
の光学特性を電気信号に変換する場合、計測の感度向上
と安定化のために、交流変換方式が用いられているが、
従来の機械的または電気的チョッパーでは変換波形が歪
んだり、切換の瞬間にパルス状ノイズを発生して分析の
感度や安定性を阻害されることが多かった。
また上記のような不完全波形の場合変換周波数を上げる
と益々波形の歪みがひどくなるので、結局変換周波数を
充分高めることができず、せっかく交流変換方式を採用
してもドリフト等の不安定性は残り検出器の光電出力の
増巾に困難性を伴なうことが少くなかった。
と益々波形の歪みがひどくなるので、結局変換周波数を
充分高めることができず、せっかく交流変換方式を採用
してもドリフト等の不安定性は残り検出器の光電出力の
増巾に困難性を伴なうことが少くなかった。
たとえば第１図及び第２図は従来広く使用される非分散
方式の連続赤外線ガス分析計の例であり２光源の光路を
機械的光束チョッパーで断続する交流変換方式が採用さ
れ、電源１により点灯される光源２，３からの出力光束
りを光源２，３のマスク４の出力孔からとり出し、これ
をモータＭにより駆動される機械的光束チョッパー５に
より断続しこの断続光を試料セル６、参照セルフに投射
して各セルから透過光をたとえばコンテ゛ンサマイクロ
フォン方式の検出器８で検出、比較し、前置増巾器９ａ
、主増巾器９ｂ、を経て記録計１０に表示、記録するこ
とが行なわれており、出力波形が正弦波になるように調
整されるが、第３図に示すように光源２，３からの光の
断続周波数を上げると検出器８による検出波形に歪みを
生じたり、断続の切換の瞬間にパルス状ノイズを発生し
て結局実用できるのは２０Ｈｚ程度以下に制約され、ま
たこのような機械的光束チョッパーをモータにより駆動
して光束を断続する場合には、試料セル側と参照セル側
の検出器に入る光の位相がずれてしまい、さらに機械的
振動が検出器に悪影響を与えるなどの問題があり、この
ため感度の向上、安定性に大きい障害となっていた。
方式の連続赤外線ガス分析計の例であり２光源の光路を
機械的光束チョッパーで断続する交流変換方式が採用さ
れ、電源１により点灯される光源２，３からの出力光束
りを光源２，３のマスク４の出力孔からとり出し、これ
をモータＭにより駆動される機械的光束チョッパー５に
より断続しこの断続光を試料セル６、参照セルフに投射
して各セルから透過光をたとえばコンテ゛ンサマイクロ
フォン方式の検出器８で検出、比較し、前置増巾器９ａ
、主増巾器９ｂ、を経て記録計１０に表示、記録するこ
とが行なわれており、出力波形が正弦波になるように調
整されるが、第３図に示すように光源２，３からの光の
断続周波数を上げると検出器８による検出波形に歪みを
生じたり、断続の切換の瞬間にパルス状ノイズを発生し
て結局実用できるのは２０Ｈｚ程度以下に制約され、ま
たこのような機械的光束チョッパーをモータにより駆動
して光束を断続する場合には、試料セル側と参照セル側
の検出器に入る光の位相がずれてしまい、さらに機械的
振動が検出器に悪影響を与えるなどの問題があり、この
ため感度の向上、安定性に大きい障害となっていた。
この考案は上記のような欠陥を解消した新規な光学分析
装置を提供することを目的とする。
装置を提供することを目的とする。
この考案によれば光学分析装置の試料への照射光束また
は試料からの光束の断続に液晶素子が用いられ、これに
よって機械的光束チョッパーを用いる場合や検出器の出
力波形を電気的チョッパーによって断続する場合のよう
な種々の欠陥を解消することができる。
は試料からの光束の断続に液晶素子が用いられ、これに
よって機械的光束チョッパーを用いる場合や検出器の出
力波形を電気的チョッパーによって断続する場合のよう
な種々の欠陥を解消することができる。
液晶の光透過特性は第５図に示すように４００ＯＡ以上
の波長では、電界を印加しないときの透過率に対し、電
界を印加したときの透過率が著るしく小さく、その透過
率比は印加電圧を高めることにより０．５％以下にする
ことができ時間的応答特性は充分速いので、これを光路
の任意の位置に設置して光路を断続させることにより光
束の断続周波数を従来より大巾に上昇しても理想的なパ
ルス波形の交流出力波形を得ることができ、分析の安定
化、感度向上に顕著な効果を得ることができる。
の波長では、電界を印加しないときの透過率に対し、電
界を印加したときの透過率が著るしく小さく、その透過
率比は印加電圧を高めることにより０．５％以下にする
ことができ時間的応答特性は充分速いので、これを光路
の任意の位置に設置して光路を断続させることにより光
束の断続周波数を従来より大巾に上昇しても理想的なパ
ルス波形の交流出力波形を得ることができ、分析の安定
化、感度向上に顕著な効果を得ることができる。
以下図面に基いて本考案の実施例装置について説明する
。
。
第４図は本考案を化学発光法によるＮＯｘガス分析計に
適用した場合の１実施例装置であり、１１はＮＯガスを
ＮＯ２ガスに変換する反応槽、１２は試料ガス導入管、
１３は活性ガス０３導入管、１４は反応生成ガスの排出
管、１５は妨害波長カット用の光学フィルタであり、管
１２．１３の先端においてＮＯの光学フィルタであり、
管１２．１３の先端においてＮＯと０３とを反応させ、
この反応の際に発生する化学発光をフィルタ１５を通し
て反応槽１１の外にとり出すように構成されている。
適用した場合の１実施例装置であり、１１はＮＯガスを
ＮＯ２ガスに変換する反応槽、１２は試料ガス導入管、
１３は活性ガス０３導入管、１４は反応生成ガスの排出
管、１５は妨害波長カット用の光学フィルタであり、管
１２．１３の先端においてＮＯの光学フィルタであり、
管１２．１３の先端においてＮＯと０３とを反応させ、
この反応の際に発生する化学発光をフィルタ１５を通し
て反応槽１１の外にとり出すように構成されている。
１６は光電子増倍管または光電素子等の充電変換装置、
１７は反応槽１１から光電変換素子１６への光の伝達を
制御する液晶素子である。
１７は反応槽１１から光電変換素子１６への光の伝達を
制御する液晶素子である。
１８は液晶素子駆動用電源であり、用いる液晶素子に応
じ適当な値の振巾と周波数とパルス巾のパルス電圧を発
生し液晶素子１７の開閉を行なう。
じ適当な値の振巾と周波数とパルス巾のパルス電圧を発
生し液晶素子１７の開閉を行なう。
１９は増巾器、２０は記録装置である。
なお、増巾器１９の前段または後段に同期復調装置２１
を設け、光電変換素子１６の出力のうち液晶素子１７が
開の期間、即ち印加電圧零（または低い方のレベルの電
圧印加時）の期間の出力をとり出すようにしてもよい。
を設け、光電変換素子１６の出力のうち液晶素子１７が
開の期間、即ち印加電圧零（または低い方のレベルの電
圧印加時）の期間の出力をとり出すようにしてもよい。
この場合の同期復調装置２１を参照波としては、パルス
電源１８の出力Ｅの逆相電圧Ｅを直接または適当な電圧
レベルに変換して用いれば電源１８を液晶素子１７と復
調装置２１の両者の制御に共用できることになる。
電源１８の出力Ｅの逆相電圧Ｅを直接または適当な電圧
レベルに変換して用いれば電源１８を液晶素子１７と復
調装置２１の両者の制御に共用できることになる。
また復調装置のタイプにより同相電圧Ｅを参照波として
用いることもできる。
用いることもできる。
なお、液晶素子１７は素子のフィルム面を光軸に対し垂
直ではなく、図の如く傾斜して配置され、さらに傾斜角
を調節できるようになっている。
直ではなく、図の如く傾斜して配置され、さらに傾斜角
を調節できるようになっている。
また、液晶素子１７が可動部を有しない固定のものであ
るので、１１〜１７の部分をハウジングＨ内にコンパク
トに収納することが可能である。
るので、１１〜１７の部分をハウジングＨ内にコンパク
トに収納することが可能である。
つぎに第４図の装置の動作について説明する。
まず反応槽１１では管１２より入った試料ガス中のＮＯ
の一部と管１３より入った活性化ガス０３とが次の如く
反応して化学発光を生じる。
の一部と管１３より入った活性化ガス０３とが次の如く
反応して化学発光を生じる。
ＮＯ＋０３ →ＮＯＮ千古２ 、 ＮＯ言→ＮＯ２
＋ｈ ν ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ （１ン（Ｎ
Ｏ奮：励起状悪のＮＯ２） この発光の強度は反応槽１１内のＮＯの質量流量に比例
するので、これを妨害波長光カットフィルタ１５を通し
液晶素子１７を経て充電変換素子１６に投射する。
＋ｈ ν ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ （１ン（Ｎ
Ｏ奮：励起状悪のＮＯ２） この発光の強度は反応槽１１内のＮＯの質量流量に比例
するので、これを妨害波長光カットフィルタ１５を通し
液晶素子１７を経て充電変換素子１６に投射する。
液晶の光透過率は第５図の如く印加電圧と光の波長によ
り決まるので、ＮＯ−＋ＮＯ２の反応の際に生じる化学
発光（波長５９００〜２５０００人）の充電変換装置１
６への伝達は、液晶の印加電圧の変化によりオン・オフ
することができる。
り決まるので、ＮＯ−＋ＮＯ２の反応の際に生じる化学
発光（波長５９００〜２５０００人）の充電変換装置１
６への伝達は、液晶の印加電圧の変化によりオン・オフ
することができる。
この場合の液晶素子１７による光束断続動作はたとえば
従来の機械式に比べ充分迅速であり、かつきわめて鋭い
立上り、立下りの断続特性が得られ、しかも切換時のパ
ルスノイズは出ない。
従来の機械式に比べ充分迅速であり、かつきわめて鋭い
立上り、立下りの断続特性が得られ、しかも切換時のパ
ルスノイズは出ない。
第６図はこの実験例であり、横軸は時間、縦軸は充電出
力を示し、過渡時間はたとえば０．０２秒以内であり、
断続周波数を５０止程度としてもまったく乱れのない理
想的なパルス波形が得られ、とくにコレステリック・ネ
マティック遷移液晶素子を用いたときはさらに断続周波
数を上昇することができる。
力を示し、過渡時間はたとえば０．０２秒以内であり、
断続周波数を５０止程度としてもまったく乱れのない理
想的なパルス波形が得られ、とくにコレステリック・ネ
マティック遷移液晶素子を用いたときはさらに断続周波
数を上昇することができる。
したがってこの考案によれば従来のような２０止以下の
低周波増巾という困難性は解消され、容易に５０止程度
を超える充電出力を得ることができるので、増巾が容易
となり、Ｓ／Ｎ比も改善され分析結果の増減と安定化に
大きい効果を得ることか′できる。
低周波増巾という困難性は解消され、容易に５０止程度
を超える充電出力を得ることができるので、増巾が容易
となり、Ｓ／Ｎ比も改善され分析結果の増減と安定化に
大きい効果を得ることか′できる。
また、光路に対する液晶フィルムの相対角度は直角でな
く斜めにした方が大ぎい断続効果しオン透過率−オフ透
過率）／オン透過率により断続効果を定義することにす
る。
く斜めにした方が大ぎい断続効果しオン透過率−オフ透
過率）／オン透過率により断続効果を定義することにす
る。
が得られる。第７図は光軸Ｘと液晶フィルムとのなす角
αとオフ時の透過率との関係の実験例を示しく印加電圧
６５ｖ）α＝４５°付近で好適な断続効果が得られるこ
とを示している。
αとオフ時の透過率との関係の実験例を示しく印加電圧
６５ｖ）α＝４５°付近で好適な断続効果が得られるこ
とを示している。
これは電圧印加時における分子配列に起因する方向性を
もった散乱現象によるものと考えられる。
もった散乱現象によるものと考えられる。
液晶は第５図からも判かるように電圧印加時には光をま
ったく透過させないのではなく、少し透過させるもので
あるが、液晶を光路に対し傾斜して配置することにより
液晶の散乱現象の方向性、すなわち透過光の光路が変化
させられ、検出器に入る光がさらに減少することになっ
て、電圧を印加しない時の透過率に対し電圧印加時にお
ける光の透過率がさらに小さくなるのである。
ったく透過させないのではなく、少し透過させるもので
あるが、液晶を光路に対し傾斜して配置することにより
液晶の散乱現象の方向性、すなわち透過光の光路が変化
させられ、検出器に入る光がさらに減少することになっ
て、電圧を印加しない時の透過率に対し電圧印加時にお
ける光の透過率がさらに小さくなるのである。
従って液晶フィルムは光路に直角でなく、第４図の如く
斜めに配置されており、よりすぐれた光束断続特性が得
られ、光電出力のＳ／Ｎ比も改善される。
斜めに配置されており、よりすぐれた光束断続特性が得
られ、光電出力のＳ／Ｎ比も改善される。
以上本考案の実施例について説明したが、本考案は上記
以外にも光量を測定する分析器一般、たとえば通常の分
散形の吸光または発光分光光度計、原子吸光光度計その
他にも適用することができる。
以外にも光量を測定する分析器一般、たとえば通常の分
散形の吸光または発光分光光度計、原子吸光光度計その
他にも適用することができる。
また実施例の構成についても種々の変形、組合せが可能
であり、１１〜１５および１７〜１８の要素を２系列以
上設け、それぞれの光ゲートを交互に択一的に（または
互いに異る周波数で）開閉するとともに共通の充電変換
装置に投射し、光電変換装置の出力を同期復調方式また
はフィルタによって各系列毎にとり出し表示、記録する
ように構成してもよい。
であり、１１〜１５および１７〜１８の要素を２系列以
上設け、それぞれの光ゲートを交互に択一的に（または
互いに異る周波数で）開閉するとともに共通の充電変換
装置に投射し、光電変換装置の出力を同期復調方式また
はフィルタによって各系列毎にとり出し表示、記録する
ように構成してもよい。
第１図、第２図は従来の光学分析装置の一実施例を示す
図、第３図は第１図及び第２図の装置における検出器の
出力波形図、第４図は本考案の一実施例を示す図、第５
図乃至第７図は第４図の装置の動作説明図である。 図において、１・・・・・・電源、２，３・・・・・・
光源、５・・・・・・光束チョッパー、６，７・・・・
・・試料、参照セル、８・・・・・・検出器、１１・・
・・・・反応槽、１２・・・・・・試料ガス導入管、１
３・・・・・・活性ガス導入管、１４・・・・・・反応
ガス出口、１５・・・・・・フィルタ、１６・・・・・
・光電変換装置、１７・・・・・・液晶素子、１８・・
・・・・パルス電源、１９・・・・・・増巾器、２０・
・・・・・記録装置、２１・・・・・・同期復調装置、
Ｌ・・・・・・光束。
図、第３図は第１図及び第２図の装置における検出器の
出力波形図、第４図は本考案の一実施例を示す図、第５
図乃至第７図は第４図の装置の動作説明図である。 図において、１・・・・・・電源、２，３・・・・・・
光源、５・・・・・・光束チョッパー、６，７・・・・
・・試料、参照セル、８・・・・・・検出器、１１・・
・・・・反応槽、１２・・・・・・試料ガス導入管、１
３・・・・・・活性ガス導入管、１４・・・・・・反応
ガス出口、１５・・・・・・フィルタ、１６・・・・・
・光電変換装置、１７・・・・・・液晶素子、１８・・
・・・・パルス電源、１９・・・・・・増巾器、２０・
・・・・・記録装置、２１・・・・・・同期復調装置、
Ｌ・・・・・・光束。
Claims (1)
- 試料からの透過光束または試料自体の発する光を検出し
て物質の分析を行なう装置において、試料への照射光の
光路または試料から検出器に至る光路中任意の位置に液
晶素子をそのフィルム面を光路に対して斜めに固定配置
すると共にこの液晶素子に所定の周期的電気信号を与え
光学特性を変化させて液晶素子の出力光束を断続させ、
これによって試料からの光を検出する充電変換装置の出
力電気信号をパルス波形の交流波形に変換するようにし
たことを特徴とする光学分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17392581U JPS5824203Y2 (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 光学分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17392581U JPS5824203Y2 (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 光学分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57171559U JPS57171559U (ja) | 1982-10-28 |
| JPS5824203Y2 true JPS5824203Y2 (ja) | 1983-05-24 |
Family
ID=29965848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17392581U Expired JPS5824203Y2 (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 光学分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5824203Y2 (ja) |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP17392581U patent/JPS5824203Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57171559U (ja) | 1982-10-28 |
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