JPS6049846B2 - 2周波数測光装置 - Google Patents

2周波数測光装置

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JPS6049846B2
JPS6049846B2 JP4077777A JP4077777A JPS6049846B2 JP S6049846 B2 JPS6049846 B2 JP S6049846B2 JP 4077777 A JP4077777 A JP 4077777A JP 4077777 A JP4077777 A JP 4077777A JP S6049846 B2 JPS6049846 B2 JP S6049846B2
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JP
Japan
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circuit
voltage
reference light
feedback
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JP4077777A
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JPS53125885A (en
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菊夫 佐々木
郷 森上
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分光分析等で用いられる2周波数測光方式に
よる測光装置に関する。
参照光と試料光とを異なる周波数として測光装置に入
射させ、周波数の違いによつて両光の測光値を分離検出
し、参照光の測光値が一定になるようにフィードバック
をかけて制御する測光方式においては従来次のような問
題があつた。
第1図に従来の2周波数測光方式における回路を示す
PMは光電子増倍管のような光検出器、PAは前置増幅
器、ACAは交流増幅器でこれらの増幅器によつて検出
器PMの出力は順次増幅され、2つの同期整流器CDI
、CD2に入力される。光検出器PMに入射するのは参
照光Irと試料、1’ i1−−ヨAΦ、i、!’i−
鳥Ii笥−に卜来に!、−ペー←J−4鼻江ワAムIr
は周波数f2で継続されている。第2図のIs、Ir
はこれらの光の変調波形を示す。同期整流器CD 1
は周波数flのサンプリング信号が与えられてACAの
出力信号から試料光成分を取出し、同期整流尤CD2は
周波数f2のサンプリング信号が与えられてACAの出
力信号から参照光成分を取出す。各同期整流器出力は平
滑回路F1、F2で平滑化される。この平滑化された信
号をes、erとする。es、erは変換回路Li、L
2て吸光度信号となり、引算目釘βUに印加され、SU
の出力が表示される。他方参照光成分の平滑出力erは
比較回路HCで基準電圧Erと比較され、両者の差によ
つて負高圧発生回路HTが制御され、HTの出力が検出
器PMに与えられてPMの感度が制御され、erが一定
に保たれる。 上述した構成において、今何等かの原因
で参照光が途絶えたとする。
このようなことは特殊な事態ではなく、フレームレス原
子吸光分析でグラフアイトチユーブヘの試料注入操作の
際には必ず起Aこることである。このような場合第1図
の回路で参照光成分出力erが0になるが比較回路HC
から検出器PMに至るフィードバック回路ではerの値
を一定に保つように働くため負高圧発生回路HTの出力
は最大値に達する。その後参照光が回復す・るとerは
急に大きくなるが、前置増幅器PAから平滑回路F2に
至る回路の応答より比較回路HCからPMに至るフィー
ドバック回路の対応がおそいとフィードバック回路が参
照光の回復に応答する以前(検出器PMの感度は非常に
高められている)にPM出力が増大し、前置増幅器PA
の段或は交流増幅器ACAの段の出力は飽和してしまう
。第2図のE2は正常時のACAの出力波形(直流レベ
ルが異なるだけでPAの出力波形も同形)を示し、同E
2sはPA又はACAが飽和しているときのACAの出
力波形を示す。飽和してしまつているので周波数F2の
成分は見掛上消失してしまいあたかも参照光が入射して
いない時のようであり、同期整流器CD2の出力は参照
光が途絶えた時以来0のま)であり、従つて第1図の回
路全体は参照光が回復した後も自動的には正常動作に戻
れないことになる。本発明は2周波数測光方式の上述し
た問題点を解決することを目的としたものてある。
本発明はフィードバック回路の出力第1図で云えは負高
圧発生回路HTの出力が検出器の感度を増大させる側て
或る限度を超えたことを検知してフィードバック回路の
基準電圧(第1図で云えばEr)を0に切換え、フィー
ドバック回路の出力が検出器の感度を下ける側て或る限
度を超えたことを検知して上記基準電圧をもとの値に戻
すようにした2周波数測光方式を提供するものてある。
このようにすると、参照光1rが途絶えたような場合、
負高圧発生回路は自動的に或る出力範囲を上下するよう
になり、光検出器への入射光が回復した後、従来例のよ
うに光検出器の感度が最高の所!に固定されることなく
、感度が変動しているので必す参照光測光出力Erが基
準値と一致する所を経過し、その時以後測光回路は正常
動作に入ることになる。以下実施例によつて本発明を説
明する。第3図は本発明の一実施例を示すものて、光検
j出器から平滑回路に至る測光回路は第1図に示したも
のと同じなので省略し、フィードバック回路のみが示し
てある。参照光成分の平滑回路F2の出力は比較回路H
Cに印加される。HCに与えられる基準電圧はスイッチ
SによつてErと0とに切り換えられるようになつてお
り、この切換えが前述したように負高圧発生回路HTの
出力レベルによつて行われる。比較回路HCの出力は負
高圧発生回路HTに印加されてこれを制御し、HTの出
力Hvによつて光検出器PMの感度を制御すると共にH
Tの出力Hvは電圧比較回路ECにおいて比較電圧Vr
と比較され、H■がVrを(絶対値で小から大へ)超え
るとECの出力が反転する。ECの出力の反転は遅延回
路D1によつて適宜時間遅れてスイッチング回路SCに
送られ、SCが動作してスイッチSをEr側から0側に
切換える。HTの出力Evか絶対値において大から小(
上述とは逆の方向)に比較電任■rを超えると電圧比較
回路ECは再ひ反フ転(もとに戻る)し遅延回路D1を
経てスイッチング回μSCを作動させてス,インチSを
Er側に戻すようになつている。以上の構成の動作を第
4図のタイムチャートによつて説明する。
第4図1rは参照光光源の変化を・示す。TOで発光が
停止しT6で発光が再開された。H■は負高圧発生回路
HTの出力を示し、0は0ボルトラインであり、Hvは
負側に出る。点線Vrは比較回路HCに設定されている
比較電圧■rを示す。時刻bまでは測光回路は正常に働
いていて″負高圧発生回路HTの出力はVてあつた。時
間TOて参照光が途絶え平滑回路F2の出力は低下して
行く。負高圧発生回路HTはこの低下を阻止すべく光検
出器PMの感度を上げる方向即ち負の方向に■より増加
して行き比較電圧Vrを超える。この時点をt1とする
。t1において比較回路ECの出力(第4図EC)は反
転し今まて上てあつたものが+Eに変る。遅延回路D1
によつてECの出力の反転よりΔtたけおくれてD1の
出力はハイからローに変る(t峙点)。Dlの出力ハイ
に対してスイッチsにErに接しており、ローに変ると
Sは0に切換わる。従つてy寺点まてはHTの出力はP
Mの感度を上ける方向に変化を続けており、t満点で比
較回路HCの規準電圧が0になるので、HTの出力は参
照光成分側の平滑出力Erが0になる方向即ち光検出器
PMの感度を下ける方向に変化を始める。この過程てH
Tの出力がVrを超すT3A点において比較回路ECの
出力は再び上に反転し、遅延回路D1の出力はT3より
Δtおくれた1時点にハイに復し、スイッチSはEr側
に切換えられる。そうするとHTの出力は再び負の方向
に増加し始めT5の時点にVrを超し比較回路ECの出
力が+Eに反転し、ΔtおくれてスイッチSが0側に切
換わる。以後上述動作が繰返し続けられHTの出力は■
aと■bとの間を三角波状に変動することになる。即ち
負高圧発生回路HTの出力Vaにおいて比較回路ECの
基準電圧を0に切換えVbにおいてErに戻す動作が繰
返される。このようにしてT6の時点で参照光が回復し
たとき、HTの出力は■bから負の方向に増加しつ)あ
り、途中vのレベルを通る。それまでにF2の出力Er
が基準電圧Er付近まで回復しておればHTの出力がV
の付近において第1図の増幅器PA,ACAは能動域に
あるから測光回路全体は正常動作に移つて行く。仮にH
Tの出力が■を通過するときF2の出力が未だErまで
回復していないときは一度はHTの出力はVaまで達す
るが次に減少の過程で■のレベルを通るとき測光回路は
正常動作に入る。上述実施例から明かなようにHTの出
力が(絶対値て)或る上限に達したら参照光測光値の比
較規準値Erを0に切換え、或る下限を超えたらErに
戻すと云う操作を行えばよいのであるから、HTの出力
を2つのレベル比較器によつて上限或は下限を超えたこ
とを検知してキープリレーのようなものを操作して参照
光測光値の比較規準値をEr又は0と切換えればよいの
てある。
第5図はこのような構成による本発明の他の実施例てあ
つて電圧比較回路ECに第6図に示すようなヒステリシ
ス特性を与えて第3図における遅延回路DIを省いたも
のてある。
第6図て横軸はHTの出力Hvであり、Hvが小さい値
から大きな値に変化する間ECの出力(縦軸)は上てス
イッチSはEr側にあり、Hvが■aに達するとECの
出力は+Eに反転してスイッチSは0側に切換えられ、
Hvが■bより小さくなるとECの出力は再ひ上に反転
しスイツSはEr側に切換えられる。第7図は第5図に
おけるヒステリシス特性を持つた電圧比較回路の一例を
示す。
Aは増幅率のきわめて大きい差動増幅器である。その反
転入力端子にHTの出力が印加される。今仮にHTの出
力がAの非反転端子電圧より高いとするとAの出力は負
てありその出力がV2(負)より低いとするとダイオー
ドDは遮断方向にバイアスされることになり抵抗Rl,
R2には電流が流れないから非反転端子電圧は■2であ
り、有限な反転、非反転入力電圧の差に対しAは飽和す
るからその出力は上である。HTの出力が下つて■2を
切るとAの出力は正に転じダイオードDが導通して抵抗
Rl,R2に電流が流れ出し、Aの非反転端子は■2よ
り高くなる。そのためHTの出力は非反転端子電圧より
ますます低くなり、Aの出力は正の方向に飽和して+E
となる。こ)でV2が前述第A図のVaに相当する。A
の出力が+Eのとき非反転端子電圧はでこれが第4図の
Vbに相当し、HTの出力が低い方からこの電圧を超す
とAの出力は負になり、ダイオードDが効いて非反転端
子は■2になりAの出力は負の方向に飽和する。
本発明2周波数測光方式は上述したような構成で光検出
器への入射光が途絶えるとフィードバック回路の出力が
自動的に或る範囲を繰返し掃引し始めるので、入射光が
回復した後もこの掃引の過程で必ず測光回路の増幅器が
能動域に入るような光検出出力を与えるフィードバック
出力の点を通ることになり、測光回路は自動的に正常動
作に戻ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の構成を示すブロック図、第2図は第
1図の装置の動作を説明するタイムチャート、第3図は
本発明を装置化した一実施例の要j部を示すブロック図
、第4図はその動作を説明するタイムチャート、第5図
は更に他の実施例の要部を示すブロック図、第6図は上
記実施例で用いられる電圧比較回路の特性図、第7図は
上記電圧比較回路の一例の回路図てある。 PM・・・・・・光検出器、PA・・・・・・前置増幅
器、ACA・・・・交流増幅器、CDl,CD2・・・
・・同期整流器、Fl,F2・・・・・平滑回路、HC
・・・・・・比較回路、Er・・・・規準電圧、HT・
・・・・・負高圧発生回路、EC・・電圧比較回路、D
1・・・・・・遅延回路、SC・・・・・・スイツフチ
ング回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 2つの異る周波数の光を弁別して測光し、その一方
    の光の測光値が一定になるようにフィードバックをかけ
    る測光方式において、上記フィードバックを行うフィー
    ドバック回路の出力に上下両限を設定し、フィードバッ
    ク回路の出力が上記限界を超える毎に切換スイッチを反
    転させて、フィードバック回路における上記一方の光の
    測光値が比較される規準電圧を正常値或は0に切換える
    ようにした2周波数測光装置。
JP4077777A 1977-04-09 1977-04-09 2周波数測光装置 Expired JPS6049846B2 (ja)

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JPS53125885A JPS53125885A (en) 1978-11-02
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JPS59107221A (ja) * 1982-12-11 1984-06-21 Japan Spectroscopic Co 分光光度計

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