JPS63212845A

JPS63212845A - 光学検出器用フロ−セル

Info

Publication number: JPS63212845A
Application number: JP4524587A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Watanabe; 渡辺　吉雄; Masao Kamahori; 政男釜堀; Junkichi Miura; 順吉三浦; Mamoru Taki; 滝　守; Hiroyuki Miyagi; 宮城　宏行
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1987-03-02
Publication date: 1988-09-05

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】〔産業上の利用分野〕本発明は光学検出器用フローセルに係り、特に溶液成分
分析のための高速液体りａマドグラフに好適な高感度の
光学検出器用フローセルに関するものである。

〔従来の技術〕

従来から装置の高感度化のためには、光路を長くすれば
よいことが知られており、米国特許第４４７７１８６号
においては、ホローファイバを光路として使用している
。一方、光路を形成する部材を光路との境界面での不規
則な光損失を低減して高感度化をはかるために、ホロー
ファイバの外面に反射層を形成したり（特開昭５９−１
８０４４８号公報）、溶液より屈折率の小さい材質で全
反射フローセルを形成したり（特開昭５７−１９６１３
４号公報、特開昭６０−１０５９４４号公報）すること
などが提案されている。

また、気体中に形成した試料液柱へ光を入射する方式（
特開昭６０−６７８４１号公報）も提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のうち、ホローファイバを光路に利用する
方法は、ホローファイバ管壁外面と大気との境界面での
全反射を利用しているため、管壁の存在について配慮が
されておらず、管壁内面での乱反射や管壁内部での光損
失の問題があった。

また、反射層をホローファイバ外壁に形成する方法は、
管壁と金属反射率の点について配慮されておらず、管壁
内での光損失や反射層（反射率はたかだか９０％）での
光透過の問題があった。また、屈折率の小さいフローセ
ルの場合、材質の点について配慮がなされておらず、屈
折率の小さい材質が開発されていないため、使用する溶
液が限定されるなど充分な全反射が得られないという問
題があった。さらに、液柱の方式は、検出光受光と迷光
の点について考慮されておらず、蛍光では利用できるが
、吸光には使用できないという問題があった。

本発明の目的は、高効率の全反射方式で高感度の吸光光
度計を得ることができる光学検出器用フローセルを提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、被測定溶液を噴射部から連続的に重力方向
に噴射させ、この噴射溶液中に濃度測定光を導入し、上
記被測定溶液の成分濃度を側面が大気に囲まれ、かつ、
外部光から遮光された被測定溶液柱として導入された上
記濃度測定光の吸光を検出する受光器にて検出する構成
として達成するようにした。

〔作用〕

重力方向に連続して形成される被測定溶液柱に測定光を
入射させると、被測定溶液は水やメタノールなどの屈折
率が約１．４程度の液体であり、一方、測光部の被測定
溶液柱は屈折率が１．０　の空気で側面を取り囲まれて
いるので、′ａ定光の臨界角は約４５度となり、それ以
上の入射角では全反射を生じる。これによって、光路で
の光損失はなくなり、低ノイズ、高感度の光学検出用フ
ローセルとして動作する。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第２図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明の光学検出器用フローセルの一実施例を
示す基本構成図である。このフローセルは、溶液噴射部
１．測定光２の光入射部３．被測定溶液柱４．空気５．
受光部６．外部光の遮光板７より構成しである。なお、
水滴８は被測定溶液が受光部６から飛散して生じたもの
で、廃液口９から回収される。被測定溶液は流速１　ｍ
　Ｑ　／ｍｉｎ以上では、溶液噴射部１の内径を０．１
　ｍｍ以下にすると、細い連続的な水柱となり、噴射圧
と重力の影響を受けなから落下する。重力方向に噴射す
ると直線的な水柱となる。具体的な一例を次の実施例で
開示するが、測定光２を光入射部３から被測定溶液柱４
に入射させる。測光部の被測完溶液柱４の側面は空気５
であるため、前述のように、溶液から空気への入射角が
４５度以上では全反射となり、測定光の損失はない。ま
た、遮光板７により外部からの迷光の影響も除くことが
できる。

受光部６には、フォトダイオードなどの受光素子を用い
、石英ガラスなどの光透過のよい防水ガラスで被覆し、
耐水性を持たせるか、レンズや光ファイバで溶液から離
れたところまで光を伝搬した後、電気変換する。また、
受光部面積は１膿２以上なので、振動により被測定溶液
柱４が曲っても検出でき１周囲の空気の揺れは、遮光板
７で囲まれているので、影響を受けない。受光部６で飛
散した溶液は、廃液口９から回収する。

第２図は本発明の光学検出器用フローセルを高速液体ク
ロマトグラフに用いた一実施例を示す構成図である。光
源１０で発生した光は、ハーフミラ−１１で参照光１２
と測定光２に２分される。

測定光２は必要な波長幅を得るためにスリット１３を通
過後、コネクタ１４で光ファイバ１５に導入され、被測
定溶液柱４への光導入部へ導かれる。被測定溶液柱４は
、分離カラム１８で分離された後、溶液噴射部２１より
噴射される。光導入部は光ファイバであり、屈折率の高
い芯材１６と屈折率の低い被覆材１７で構成しである。

芯材１６の屈折率は１．５〜１．９、溶液のそれは約１
．４　なので、前述した溶液内での全反射のためには、
流路に対して４１〜３１度以下の鋭角に光導入部を設置
する必要がある。被測定溶液柱４と空気５の境界面での
全反射、遮光板７．受光素子１９と防水ガラス２０から
なる受光部、水滴８゜廃液口９は第１図と同様である。

参照光１２はスリット１３′を通過後、防水ガラス２０
’　を通り、受光素子１９′に達する。参照光側の防水
ガラス２０’は、測定光側との光特性を一致させるため
に設けてある。２つの受光素子１９．１９’の出力は、
各ログアンプで増幅後、差動増幅器に接続され、ランバ
ート・ベールの法則に従った吸光度が測定される。

なお、第１図、第２図の実施例において、測定光側の受
光部は固定式としたが、周期的に反復移動あるいは回転
移動するようにすることもできる。

この場合には、間欠測定を連続測定とみなせるように、
移動周期を数秒以下にして測定光をサンプリングする必
要があるが、受光部への水滴付着による測定誤差を少な
くできる。また、受光部を凸状の曲面とすることによっ
ても水滴付着による測定誤差を低減できる。さらに、こ
れらを組み合わせても効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、光路となる被測定溶液柱
内で完全に全反射し、光路が長くとれるので、低ノイズ
、高感度の吸光光度計用フローセルが実現でき、特に微
量成分の濃度測定に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学検出器用フローセルの一実施例を
示す基本構成図、第２図は本発明の光学検出器用フロー
セルを高速液体クロマトグラフに用いた一実施例を示す
構成図である。１・・・溶液噴射部、２・・・測定光、３・・・光入射
部、４・・・被測定溶液柱、５・・・空気、６・・・受
光部、７・・・遮光板、８・・・水滴、９・・・廃液口
、１０・・・光源、１１・・・ハーフミラ−１１２・・
・参照光、１５・・・光ファイバ、１６・・・芯材、１
７・・・被覆材、１８・・・分離カラム、１９．１９’
・・・受光素子、２０．２０’・・・防水ガラス。

Claims

【特許請求の範囲】１、被測定溶液系と光学系とよりなる吸光光度計におい
て、被測定溶液の噴射部から気体中に噴射され、かつ、
外部光から遮光された被測定溶液柱からなる濃度測定用
光路と、該光路に検出光を導入する光入射部と、該光入
射部から導入され前記濃度測定用光路を経由した光を受
ける受光部とを設けたことを特徴とする光学検出器用フ
ローセル。２、前記光入射部は、屈折率の大きい芯材と屈折率の小
さい被覆材からなる特許請求の範囲第１項記載の光学検
出器用フローセル。３、前記光入射部は、前記被測定溶液柱に対して６０度
以下の鋭角で光が入射する構成としてある特許請求の範
囲第１項または第２項記載の光学検出器用フローセル。４、前記被測定溶液の噴射部は、噴射口内径が０．２ｍ
ｍ以下である特許請求の範囲第１項または第２項または
第３項記載の光学検出器用フローセル。５、前記被測定溶液柱が鉛直であり、上方から噴射する
前記被測定溶液柱の下方に前記受光部が設けてある特許
請求の範囲第１項記載の光学検出器用フローセル。６、前記受光部が１０秒以下の周期的移動を行う特許請
求の範囲第１項記載の光学検出器用フローセル。７、前記受光部の前記被測定溶液柱との接触を凸状の曲
面としてある特許請求の範囲第１項記載の光学検出器用
フローセル。