JPS5885143A - 原子吸光分析用加熱制御装置 - Google Patents

原子吸光分析用加熱制御装置

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JPS5885143A
JPS5885143A JP18260281A JP18260281A JPS5885143A JP S5885143 A JPS5885143 A JP S5885143A JP 18260281 A JP18260281 A JP 18260281A JP 18260281 A JP18260281 A JP 18260281A JP S5885143 A JPS5885143 A JP S5885143A
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佐々木 菊夫
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/74Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flameless atomising, e.g. graphite furnaces

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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子吸光分析用加熱制御装置、特にフレーム
レス原子吸光分析装置の原子吸光分析用加熱制御装置に
関する。
フレームレスの原子吸光分析装置には、ジュール熱やア
ーク熱により試料を加熱し原子化するものがある。第1
図にジュール熱を用いたフレームレス原子吸光分析装置
の原理図を示している。このフレームレス原子吸光分析
装置は、加熱用のチューブ、たとえばグラファイト・チ
ューブ1に圧入口2より試料5を注入し、加熱電源4よ
りグラファイトチューブ1に試料加熱用の°電流を流す
この電流値を制御することにより、試料6は乾燥・灰化
・原子化の3段階に加熱されて1分解・原子化される。
原子化されると、ホーローカソードランプ5からの光が
吸収されるので1分光器6を経た光束より吸光量を測定
することにより元素の定量が行なわれる。この場合、グ
ラファイト・チューブ1の加熱温度は、定量すべき目的
元素の種類や試料の性質により最適に制御される必要が
ある。
そのためグラファイトチューブ1の近傍に温度センサ7
を配し、グラファイト・チューブ1の温度全検出し、加
熱温度を制御可能なようにしている。
このようなフレームレヌ原子吸光分析装置において、原
子吸光分析の信頼性を増すために、多くの考慮する要素
かあるが、加/4’、tin Jiの再現性確保もその
1つである。
しかしながら従来のフレームレスの原子吸光分析用加熱
制御装置のあるものは、1個の温度センサ出力で乾燥・
灰化・原子化の各段階、すなわち0°〜3000’Cま
での加重温度全制御することが困難なところから温度セ
ンサの他に、加熱電源の電流を検出する篭びEセンサを
設け、乾燥・灰化の低温加熱頭載では、この電流センサ
により加熱電源の電流を検出し、@出重流に応じた信号
を加熱′電源に帰還して力[1熱制御C′屯流制御)を
行ない。
原子化の高温加熱頭載(1000’C〜3000°C)
のみ温度センサで加熱チューブの1MLPi k 検出
し、この検出出力に対応した信号全加熱電源に帰還して
加勢制彷巨温度制i卸)をなすようにしているので。
温度センサによる加燕制律jは常に温度そのものに依存
して制飢されるから問題ないが電流センサによる加熱制
御に再現性上の問題があった。すなわちいかに加熱電流
を一定値に制御しても、グラファイト・チューブの抵抗
値のバラツキ、雰囲気ガスや冷却水の流量のバラツキに
よってグラファイト・チューブの加熱温度が変るので、
一定温度値に制御できないという欠点があった。
この発明の目的は、上記従来の原子吸光分析用加熱制御
装置の欠点を解消し、乾燥・灰化の低温領域を電流セン
サを用いて加熱制御し、原子化の高温領域のみを温度セ
ンサを用いて加熱制御するものにおいても、加熱温度の
再現性の高い原子吸光分析用加熱制御装置を提供するに
ある。
以上の目的を達成するために、この発明の原子吸光分析
用加熱制御装置は、原子化段階すなわち高温加熱時の温
度制御用の温度センサ出力で、乾燥・灰化段階すなわち
低温加熱時の加熱側両用の電流センサ出力を較正する回
路手段を91行えることを特徴としている。
以下1図面に示す実施例に、この発明の詳細な説明する
第2図はこの発明が実施される前提となる原子吸光分析
用加熱制御装置を構成するブロック図を示してお9.従
来の原子吸光分析用加熱制御装置に相当する。図におり
て”−源端子11a・11bに加えられた交流信号が加
熱電源トランス12を介してグラファイト・チューブ1
3に加えられるように接続されておシ、グラファイト・
チューブ16には印加信号に応じた加熱電流が流れるよ
うになっている。加熱ぽ源トラツク12の二次側12b
には電流センサ14が結合されており、電流センサ14
は加熱電流工を検出し、検出電流に応じた信号増幅用の
プリアンプ15に接続されている。
まだグラファイト・チューブ16の近傍には、たとえば
ソーラセル(5olarcell )で構成される温度
センサ16が配されている。温度センサ16はグラファ
イト・チューブ16が高温加熱されることにより発光さ
れる光を受けてグラファイト・チューブ13の加熱温度
を検出するものである。グラファイト・チューブ16と
温度センサ16とで試料の加熱炉17を構成している・
温度センサ16は検出温度に応じた信号を増幅するプリ
アンプ18に接続されている。上記プリアンプ15は検
出電流に応じた出力電圧Viを導出し、この出力電圧V
iが電流制御一温度制御切換スイッチ19の端子Aに加
えられるように接続されている。他方プリアンプ18は
検出温度に応じた出力電圧Vtを導出し、この出力電圧
vtが電流制御一温度制御jの共通端子Cは誤差増幅器
20の入力の一端に接続されている。誤差増幅器2Dの
この入力端には。
電流制御一温度制御スイッチ19が端子A(電流制御)
側に倒されているときはプリアンプ15の出力Viが、
逆に端子B(温度制御)側に倒されているときはプリア
ンプ18の出力Vtがそれぞれ加えられる。誤差増幅器
20の入力の他端には。
温度プログラマ21よりの基準電圧Erを受けるように
接続構成されている。温度プログラマ21よりの基準電
圧Erは、目的元素、試料の性質。
乾燥・灰化・原子化の各段階等によりその値を連続的に
あるいは段階的に任意に設定できるようになっている。
誤差増幅器2oは基準電圧Erとプリアンプ”15(ま
たは18)の出力電圧Vi(またはVc)の差の電圧V
Oをトリガパルス発生回路22に加える。トリガパルス
発生回路22は差電圧VOに応じたタイミングにトリガ
パルスPを発生し、このパルスPを加熱電源トランス1
2の一次側12aに接続されているトライアック23に
帰還して加え、トライアック23の点弧角を差電圧vO
に応じて制御するようにしている。
今、グラファイト・チューブ13の加熱につき。
乾燥・灰化の場合すなわち低温領域加熱を想定すると、
加熱制御は電流制御下におかれる。すなわち電流制御一
温度制御切換ヌイッチ19は端子A側に倒される。その
ため電流センサ14で加熱電流が検出され、この検出電
流に応じた信号電圧Viが電流制御一温度制御切換ヌ・
イッチ19の端子A。
共通端子Cを経て誤差増幅器2oの入力の一端に加え少
れる。そして信号電圧Viが基準電圧Erよりも大きい
場合は加熱電流が小さくなるように。
逆に信号電圧Viが基準電圧Erよりも小さい場合は、
加熱電流が大きくなるように、信号電圧Viと基準電圧
Erの差電圧Voに応じたタイミングのトリガパルスP
をトライアック23に加える。
すなわち信号電圧Viに応じた信号を加熱電源側に帰還
する。原子化段階すなわち高温領域加熱を行う場合には
、加熱制御は温度制御下におかれる。
この場合電流制御一温度制御切換スイッチ19は端子B
側に倒される。そのため温度センサ16で検出した温度
に応じた信号電圧Vtが電流制御一温度制御切換ヌイッ
チ19の端子B、共通端子Cを経て誤差増幅器20の入
力の一端に加えられる。
そして信号電圧Vt、が、基準電圧Erよりも大きい場
合は加熱温度が低くなるように、逆に信号電圧Vtが基
準電圧Erよシも小さい場合は、加熱温度が高くなるよ
うに信号電圧Vtと基準電圧ErO差電圧Voに応じた
タイミングのトリガパルスPをトライアック23に加え
1点弧角を変えて加熱電流を制御することにより、加熱
温度を制御している。
第3図はこの発明の原子吸光分析用加熱制御装置の実施
例囲路要部を示す回路ブロック図であり。
第2図に示す回路に付加的に接続構成されるものである
。第2図に示すものと同一番号は同一の回路である。図
において温度センサ16よりの温度検出信号が入力され
るプリアンプ18の出力端は電流制御一温度制御切換ス
イッチ19の端子Bに接続される他にコンパレータ30
の入力の一端に接続されており、コンパレータ30の入
力の他端には較正用の基準電圧Vrが加えられるように
接続されている。この基準電圧Vrは、電流制御される
温度範囲の最高温度(たとえば1000°C)に相当す
る電圧に選定される。コンパレータ60はプリアンプ1
8の出力信号電圧Vtが基準電圧Vrよジ・トさい時は
出力信号を導出しないが、信号電圧Vtが基準電圧Vr
を越えると出力電圧を導出するようになっており、この
出力信号電圧が表示器31に加えられるように出力端が
表示器31に接続されている。表示器31は信号電圧V
tが基準電圧Vrよりも小さいと点灯しないが信号電圧
vtO方が大きいと点灯表示し、信号電圧Vtと基準電
圧Vrが等しいと点滅するようになっている。また電流
センサ14よりの検出信号が入力されるプリアンプ15
にはゲイン調整器32が設けられている。
ここで、加熱電流Iをグラファイト・チューブ13に流
し1時間もの経過に対する加熱温度Tの関係を求めると
、第5図に示すように時間もの経過とともに温度Tも上
昇しその後一定の温度に落着く。この落着く湿食は流す
電流工が大なる程大となる。逆に他の条件が変らなけれ
ばrIIfす電流値が同じであれば当然同じ温度に落着
くことになる。しかし従来の加熱制御装置においては上
述したように、加熱電流工が同じであっても、グラファ
イトチューブの抵抗のバラツキや図示外の雰囲気ガス、
冷却水の流量の相違等が影響して温度Tが一定しない。
たとえば■1なる加熱電流を流しても加熱炉の状況によ
9時間もと加熱温度Tの特性曲線はたとえば第6図に示
す11a、11b。
11cのようになる。第6図に示す特性曲線は流す加熱
電流が工でも、最終的に落着く温度が11aはTr、 
■ibはTu、11cはTdでありそれぞれ加熱特性が
相違することを示している。このように同一加熱電流を
流しても常に同一加熱温度を得ることができないので第
2図に示す加熱制御装置において、電流制御で加熱7M
 )Nの再現性を確医することは困難である。そこで第
6図に示す回路を付加し、ゲイン調整器62を調節して
、温度センサ出力により電流センサ出力を較正する。
較正は温度プログラマ21より較正基準電圧Vrに等し
い基準電圧Erを出力するとともに、電流制御一温度制
御切換スイッチ19を端子A(電流制御)側に倒した状
態で行なわれる。
今、加熱′厄流工1を流したときのグラファイト・チュ
ーブ13の温度がTrとなり、この温度に対応するプリ
アンプ18の出力電圧ViがVt=Vrとなる状魅を標
準状態とする。この場合加熱電流工1の検出電流に対応
するプリアンプ15の出力電圧ViもVrに等しい。加
熱制御装置がこのような標準状態にある場合すなわち第
6図の特性曲線11aの状態にある場合には安定状態で
プリアンプ18の出力電圧VLと較正基準電圧Vrが等
しくな9.コンパレータ30は出力電圧を導出し1表示
器61が点滅動作するので特にゲイン調整器32を調節
する必要はない。
次に加熱電流工1に対して加熱温度Tが標準状態時の温
度Trより高くなる場合たとえば第6図の特性曲線1.
ibの状態を想定すると、7I]熱温度Tuに対応する
プリアンプ18の出力電圧VLは較正基準電圧Vrより
も大となるので1表示器61は点灯状態となる。それゆ
えゲイン調整器32を調節してゲインを大きくし表示器
31が点滅動作状態になるまで加熱電流を下げる。電流
を下げた結果加熱電流工0で表示器31が点滅動作に至
ったとすれば、この加熱電流工0で、標準状態において
加熱電流11を流した場合と同等の加熱温度特性が得ら
れる。すなわち較正される。逆に加熱電流■1に対して
加熱温度Tが標準状態時の温度Trよp低くなる場合た
とえば第6図の特性曲線11cの状態を考えると、加熱
温度TdK対応するプリアンプ18の出力電圧Vt1d
較正基準電圧Vrよりも小となるので、コンパレータ6
0は出力型8.を導出せず、したがって表示器61は点
灯しない。それゆえゲイン調整器32を調節してゲイン
を小さくし表示器31が点滅状態となるまで加熱″「電
流を大きくする。加熱電流■2で表示器31が点滅動作
に至ったとすれば、この加熱電流■2で標準状態におい
て加熱電流■1を流した場合と同等の加熱温度特性が得
られる。すなわち較正される。
なお上記第6図実施例において表示器61は点灯9点滅
、無点灯の3段階表示を採用しているが。
これは他の態様の表示たとえば色別表示であってもよい
。またさらにデジタル表示器を用いてもよい。
まだ上記第6図実施例において電流制御系を較正するの
に表示器とゲイン調整器を用いて手動較正しているが、
これに替えて第4図に示す回路を用いて自動1咬正全行
なってもよい。
第421に示す回路も第2図に示す加熱制御装置に付加
されて実施されるものであり、第2図のものと同一番号
は同一回路である。プリアンプ18の出力端が電流制御
一温度制御切換ヌオツチ19の端子Bに接続される他、
コンパレータ30の入力の一端に接続されており、さら
にコンパレータ30の入力の他端に較正基準電圧Vrが
加えられるように接続されている。そしてコンパレータ
30の出力端はその出力が温度プログラマ65に加えら
れるように接続されている。温度プロゲラ5,733は
、コンパレータ30よりの信号を受けて基準電圧Eri
変化して誤差増幅器20の入力の他端に加えるようにな
っている。
第4図に示す実施例回路における較正は、温度プログラ
マ33より較正基準電圧Vrに等しい基準電圧Erを出
力するとともに、電流制御一温度制御切換スイッチ19
を端子A(電流制御)側に倒した状態で行なわれる。加
熱電流11を流した時温度がTrとなる標準状態では、
プリアンプ18の出力電圧vtは較正基準電圧Vrと等
しいのでコンパレータ30よりの出力電圧を受けた温度
プログラマ53は基準電圧Erを変更しないで、電流制
御における基準電圧Erとしてそのまま誤差増幅器20
に加える。
次に加熱電流工1に対して加熱温度が標準状態時の温度
Trよりも高くなる場合たとえば第6図の特性曲線11
bの状態のような場合であると。
加熱温度Tuに対応するフ”リアンプ18の出力電圧V
tは較正基準電圧Vrよりも大となるので。
コンパレータ30はVj)Vrを示す信号を温度プログ
ラマ33に与える。温度プログラマ66はV t ) 
V r f示す信号を受けるとV t = V rとな
るまで基準電圧E’ rのレベルを下げる。そしてVt
= V rとなった時の基準電圧Erを電流制御におけ
る較正された基準電圧とする。逆に加熱電流工1に対し
て加熱温度が標準状態時の温度Trより低くなる場合は
、加熱温度Tdに対応するプリアンプ18の出力電圧V
tは較正基準電圧Vrよりも小となるので、コンパレー
タ30は出力を導出しない。それゆえ、温度プログラマ
33は加熱温度が上昇してV t == V rとなる
まで基準電圧Erのレベ)lyf上げる。そしてV L
 = V rとなった時に基準電圧Erの上昇を止めそ
の時の基準電圧Erを電流制御における較正された基準
電圧とする。
以上のようにこの発明の原子吸光分析用加熱制御装置は
、原子化段階の温度制御用の温度センサ出力で、乾燥・
灰化段階の温度制御用の電流センサ出力を較正する回路
手段を備えるものであるから、たとえ加熱チューブの抵
抗やその他の要素の変動で加熱特性がバラついても、温
度較正がなされた電流制御により、再現性の良い加熱特
性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はフレームレヌ原子吸光分析装置の原理的構成を
示す図、第2図はこの発明が実施される前提となる原子
吸光分析用加熱制御装置の構成を示すブロック図、第3
図はこの発明の一実施例の原子吸光分析用加熱制御装置
の回路要部を示すブロック図、第4図はこの発明の他の
実施例の原子吸光分析用加熱制御装置の回路要部を示す
ブロック図、第5図は第2図における時間−加熱温度特
性を示す図、第6図は第3図および第4図実施例回路の
較正動作を説明するだめの時間−加熱温度特性および加
熱温度−コンパレータ出力特性を示す図である。 12:加熱電源トランス、  13:グラファイト・チ
ューブ、 14:電流センサ。 15・18:プリアンプ、  16:温度センサ17:
加熱炉、  19:電流制御一温度制御切換スイッチ、
 20:誤差アンプ。 21・33:温度プログラマ、   22:)リガパル
ス発生器、  23:)ライアツク。 30:コンパレータ、 31:表示器。 32=ゲイン調整器 特許出願人     株式会社島津製作所代理人  弁
理士  中 村 茂 信 第1閉 第3図 T 集5図 第C口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内部に試料が注入され、加熱電源より電流が流さ
    れることにより試料に乾燥・灰化・原子化の3段階加熱
    を施す加熱チューブと、この加熱チューブの温度を検出
    する温度センサと、前記加熱電源の電流を検出する電流
    センサと、前記乾燥・灰化の低温加熱段階では前記電流
    センサの出力を前記加熱電源に帰還し、前記原子化の高
    温加熱段階では前記温度センサの出力を前記加熱電源に
    帰還して前記加熱チューブの温度を制御する制御回路部
    とを備える原子吸光分析用加熱制御装置において。 前記温度センサの出力で前記電流センサ出力を較正する
    手段を備えたことを特徴とする原子吸光分析用加熱制御
    装置。
JP18260281A 1981-11-14 1981-11-14 原子吸光分析用加熱制御装置 Granted JPS5885143A (ja)

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JP18260281A JPS5885143A (ja) 1981-11-14 1981-11-14 原子吸光分析用加熱制御装置

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JP18260281A JPS5885143A (ja) 1981-11-14 1981-11-14 原子吸光分析用加熱制御装置

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JPS6149614B2 JPS6149614B2 (ja) 1986-10-30

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60253850A (ja) * 1984-05-30 1985-12-14 Shimadzu Corp 原子吸光分析装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60253850A (ja) * 1984-05-30 1985-12-14 Shimadzu Corp 原子吸光分析装置

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JPS6149614B2 (ja) 1986-10-30

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