JPH08271336A - Photo-acoustic spectroscopic device - Google Patents

Photo-acoustic spectroscopic device

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Publication number
JPH08271336A
JPH08271336A JP7076015A JP7601595A JPH08271336A JP H08271336 A JPH08271336 A JP H08271336A JP 7076015 A JP7076015 A JP 7076015A JP 7601595 A JP7601595 A JP 7601595A JP H08271336 A JPH08271336 A JP H08271336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wall portion
sample
photoacoustic
sample chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP7076015A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Hirabayashi
忠 平林
Yoshiko Senkawa
佳子 千川
Shiro Sawada
嗣郎 澤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP7076015A priority Critical patent/JPH08271336A/en
Publication of JPH08271336A publication Critical patent/JPH08271336A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a photo-acoustic spectroscopic device which has a simple structure and a high producing efficiency, minimizes the noise resulted from the reflected light from a sample surface, and is measurable in a bright environment. CONSTITUTION: The photo-sound generated from a sample 17 by absorbing the light emitted to the sample 17 by a measuring substance in the sample is detected by an acoustic detecting means. The spectroscopic measurement of the measuring substance is performed on the basis of the detected PAS signal. A sample chamber 15 for airtightly sealing the gas on the sample surface generated by the photosound has an outer wall part 18 consisting of a light shielding material, and an inner wall part consisting of a light transmitting material having a low heat conductivity provided along the inside of the outer wall part 18. The acoustic detecting means is arranged on the side of the sample chamber 15, and the acoustic detecting means and the sample chamber 15 are allowed to mutually communicate by a waveguide extended along the direction substantially orthogonal to the incident direction of the emitted light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料表面での反射光に
起因するノイズを最小限に抑える光音響分光測定装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoacoustic spectroscopic measurement apparatus which minimizes noise caused by reflected light on the surface of a sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光音響分光測定装置では、単一周
波数での変調光を用いて測定を行い、検出した光音響信
号(以下、PAS信号と称す)をロックインアンプで位
相検波している。
2. Description of the Related Art In a conventional photoacoustic spectroscopic measuring apparatus, measurement is performed using modulated light at a single frequency, and a detected photoacoustic signal (hereinafter referred to as PAS signal) is phase-detected by a lock-in amplifier. There is.

【0003】電気信号などの内部ノイズに関しては、検
出信号を積算するなどして取り除いている。
Internal noise such as electric signals is removed by integrating detection signals.

【0004】また、PAS信号は入射光強度に比例する
ので、入射光強度が揺らぐ場合などはこれをモニター
し、検出したPAS信号強度を入射光強度で正規化して
扱っている。
Since the PAS signal is proportional to the incident light intensity, when the incident light intensity fluctuates, it is monitored and the detected PAS signal intensity is normalized by the incident light intensity.

【0005】光音響測定装置では共鳴も問題となる。光
音響セルには共鳴型と非共鳴型とがあり、前者は、共鳴
を積極的に利用して、強い信号を得ようとするものであ
る。
Resonance is also a problem in photoacoustic measuring devices. The photoacoustic cell is classified into a resonance type and a non-resonance type, and the former attempts to obtain a strong signal by positively utilizing resonance.

【0006】他のノイズとしては、試料表面で反射され
た光に起因するノイズが挙げられる。このノイズに対策
を講じている先行技術としては特開平第1-191040号があ
る。
Other noises include noises caused by the light reflected on the sample surface. As a prior art that takes measures against this noise, there is JP-A-1-191040.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】光音響計測のために試
料に照射した光の一部が試料表面で反射され、これがセ
ルの金属部分に当たり光音響が発生する。このような測
定対象外のPAS信号は測定対象となるPAS信号と共
に検出され、即ちノイズとなる。
A part of the light irradiated on the sample for photoacoustic measurement is reflected on the sample surface, and this hits the metal part of the cell to generate photoacoustic. Such non-measurement target PAS signal is detected together with the measurement target PAS signal, that is, it becomes noise.

【0008】試料表面での反射に起因するPAS信号の
ノイズに関して対策を講じている先行技術としての前記
特開平第1-191040号では、共鳴型の光音響セルでの計測
において、試料表面の反射光に起因するノイズを除くた
めに、反射光をセル外部に排出すべく、試料室近傍を光
透過性材料で作成している。
In Japanese Patent Laid-Open No. 1-191040, which is a prior art in which measures are taken regarding noise of a PAS signal caused by reflection on the surface of a sample, in the measurement by a resonance type photoacoustic cell, reflection of the surface of the sample is described. In order to remove the noise caused by light, the vicinity of the sample chamber is made of a light transmissive material in order to discharge the reflected light to the outside of the cell.

【0009】この先行技術の特開平第1-191040号では、
試料近傍を透明材のみで作っているため、明るいところ
で計測するのが一般である本装置では、外部から光が侵
入し外乱となり計測に支障を来す。
In this prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 1-191040,
Since the vicinity of the sample is made of transparent material only, it is common to measure in a bright place. In this device, light enters from the outside, causing disturbance and disturbing the measurement.

【0010】また、本発明のように異なる周波数での変
調光を逐次的に使用して分光測定を行い、これにより試
料の異なる深さに関する情報を一度に得ようとする場合
には、複数の周波数でのSN比が変わらないようにセル
の共鳴周波数を変調周波数に対して充分ずらすなどする
のが好ましい。
In the case of performing spectroscopic measurement by sequentially using modulated light at different frequencies as in the present invention, and obtaining information on different depths of a sample at a time by this, a plurality of samples can be obtained. It is preferable to sufficiently shift the resonance frequency of the cell with respect to the modulation frequency so that the SN ratio at the frequency does not change.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、試料に照射し
た光を試料中の計測物質が吸収し該試料から発生する光
音響を音響検出手段で検出し、検出したPAS信号に基
づいて該計測物質の分光測定を行う光音響分光測定装置
であり、該光音響が発生する試料表面の気体を気密に封
入する試料室が、遮光性材料よりなる外壁部と、該外壁
部の内側に沿って設けられた低熱伝導率を有する光透過
性材料からなる内壁部とを備えている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention detects the photoacoustic generated from a sample by absorbing the light irradiated on the sample by a measuring substance in the sample, and detects the photoacoustic from the sample, and based on the detected PAS signal, A photoacoustic spectroscopic measurement device for performing spectroscopic measurement of a measurement substance, in which a sample chamber for hermetically sealing a gas on the sample surface where the photoacoustic is generated has an outer wall made of a light-shielding material and an inner side of the outer wall And an inner wall made of a light-transmissive material having a low thermal conductivity.

【0012】また、前記音響検出手段を前記試料室の側
方に配設し、該音響検出手段と前記試料室とを前記照射
光の入射方向とほぼ直交する方向に沿って延びる導波管
により連通させることができる。
The acoustic detecting means is disposed laterally of the sample chamber, and the acoustic detecting means and the sample chamber are extended by a waveguide extending along a direction substantially orthogonal to the incident direction of the irradiation light. Can be communicated.

【0013】前記内壁部は、前記外壁部とは別個の部品
として低熱伝導率を有する光透過性材料から形成して、
前記外壁部の内側面に入れ子状に配設することが可能な
ものである。
The inner wall portion is formed of a light transmissive material having a low thermal conductivity as a separate component from the outer wall portion,
It can be arranged in a nested manner on the inner surface of the outer wall portion.

【0014】前記内壁部は、前記外壁部の内側面に形成
された低熱伝導率を有する光透過性材料からなるコーテ
ィング層とすることも可能なものである。
The inner wall portion may be a coating layer formed on the inner surface of the outer wall portion and made of a light transmissive material having a low thermal conductivity.

【0015】また、前記外壁部は、前記内壁部の外側面
に形成された遮光性材料からなるコーティング層とする
ことも可能なものである。
Further, the outer wall portion may be a coating layer made of a light-shielding material formed on the outer surface of the inner wall portion.

【0016】一方、試料室を一部として備える光音響セ
ルを、遮光性材料よりなるセル外壁部と、該セル外壁部
の内側に沿って設けられた低熱伝導率を有する光透過性
材料からなるセル内壁部とから構成することも可能であ
る。
On the other hand, a photoacoustic cell having a sample chamber as a part is composed of a cell outer wall portion made of a light shielding material and a light transmissive material having a low thermal conductivity provided along the inner side of the cell outer wall portion. It is also possible to configure with the cell inner wall portion.

【0017】この場合、前記セル内壁部は、低熱伝導率
を有する光透過性材料により前記セル外壁部とは別個の
部品として形成して、前記セル外壁部の内側面に入れ子
状に配設することが可能なものである。
In this case, the cell inner wall portion is formed as a component separate from the cell outer wall portion by a light transmissive material having a low thermal conductivity, and the cell inner wall portion is arranged in a nested manner on the inner side surface of the cell outer wall portion. It is possible.

【0018】前記セル内壁部は、前記セル外壁部の内側
面に形成された低熱伝導率を有する光透過性材料からな
るコーティング層とすることも可能なものである。
The cell inner wall portion may be a coating layer formed on the inner surface of the cell outer wall portion and made of a light transmissive material having a low thermal conductivity.

【0019】また、前記セル外壁部は、前記セル内壁部
の外側面に形成された遮光性材料からなるコーティング
層とすることも可能なものである。
The cell outer wall portion may be a coating layer made of a light-shielding material formed on the outer surface of the cell inner wall portion.

【0020】[0020]

【作用】ノイズ源となる試料表面からの反射光は、光透
過性材料からなる内壁部を透過して外壁部に到達し、該
外壁部で熱振動が発生するが、内壁部が低熱伝導率を有
するものであるので、該外壁部で発生した熱振動が内壁
部で減衰され、その結果、試料室内に到達する不所望の
PAS信号が最小限に抑えられる。
The reflected light from the sample surface, which is a noise source, passes through the inner wall made of a light transmissive material and reaches the outer wall, and thermal vibration occurs in the outer wall, but the inner wall has a low thermal conductivity. Therefore, the thermal vibration generated in the outer wall portion is attenuated in the inner wall portion, and as a result, the undesired PAS signal reaching the sample chamber is minimized.

【0021】また、照射光の入射方向とほぼ直交する方
向に沿って延びる導波管によって、音響検出手段と試料
室とが連通されているので、導波管内に侵入する試料表
面からの反射光が最小限となり、該侵入光に起因してP
AS信号の伝搬経路で発生する不所望のPAS信号が最
小限に抑えられる。
Further, since the acoustic detecting means and the sample chamber are communicated with each other by the waveguide extending along the direction substantially orthogonal to the incident direction of the irradiation light, the reflected light from the sample surface penetrating the inside of the waveguide. Is minimized, and P
Undesired PAS signals that occur in the AS signal propagation path are minimized.

【0022】また、外壁部が遮光性材料からなるので、
明るい環境において測定を行っても、光音響セル、特
に、試料室内に外部からの光が侵入することは全くな
い。
Further, since the outer wall portion is made of the light shielding material,
Even if the measurement is performed in a bright environment, no external light enters the photoacoustic cell, particularly the sample chamber.

【0023】[0023]

【実施例】本発明の光音響分光測定装置のハードウェア
構成の概要を図2に示す。同図に示すように、本発明の
光音響分光測定装置1は、変調光を生成するための光源2
および変調装置3と、その変調光に基づいて発生したP
AS信号の検出および増幅を行うためのマイク4および
プリアンプ5と、そのプリアンプ5により増幅されたPA
S信号の時間平均値を求めてノイズによる誤差を補償す
るための積算装置6、記録装置7、および信号処理装置8
とを備えたものである。なお、前記変調装置3は、異な
る周波数(好ましくは0.05Hz〜3kHz:必要に応じて更に
高い周波数も使用可能)での変調光を逐次に生成可能な
ものであり、本光音響分光測定装置1は、その変調光を
使用して分光測定を行い、検出されたPAS信号の情報
を前記積算装置6、記録装置7、および信号処理装置8に
より処理することで、試料の異なる深さにおける情報を
一度に得ることができるよう構成されたものである。ま
た、必要に応じて光センサ9およびプリアンプ10を設
け、電源電圧の変動等に基づく光源2の光強度の変動に
よる誤差を補償するようにすることも可能であることが
当業者には理解されよう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 shows the outline of the hardware configuration of the photoacoustic spectroscopic measurement device of the present invention. As shown in the figure, the photoacoustic spectroscopic measurement device 1 of the present invention includes a light source 2 for generating modulated light.
And the modulator 3 and the P generated based on the modulated light.
Microphone 4 and preamplifier 5 for detecting and amplifying the AS signal, and PA amplified by the preamplifier 5
An integrating device 6, a recording device 7, and a signal processing device 8 for obtaining a time average value of the S signal and compensating for an error due to noise.
It is provided with. The modulator 3 is capable of sequentially generating modulated light at different frequencies (preferably 0.05 Hz to 3 kHz: higher frequency can be used if necessary). Performs the spectroscopic measurement using the modulated light, and processes the information of the detected PAS signal by the integrating device 6, the recording device 7, and the signal processing device 8 to obtain the information at different depths of the sample. It is configured so that it can be obtained at one time. It is also understood by those skilled in the art that the optical sensor 9 and the preamplifier 10 may be provided as necessary to compensate for an error due to a change in the light intensity of the light source 2 due to a change in the power supply voltage or the like. See.

【0024】この光音響分光測定装置1の光音響セル
は、図1に示すような構成を有するものである。即ち、
この光音響セル11は、その筐体12の上部が前記光源1か
らの光を伝搬する光ファイバ13に連結され、その連結部
の下方に窓板14を介して試料室15が設けられている。更
に、前記筐体12は、前記試料室15の側方にマイク室16が
設けられており(本実施例では、マイク4およびマイク
室16により音響検出手段が形成されている)、そのマイ
ク室16と前記試料室15とが、試料17への入射光とほぼ直
交する方向に沿って延びる導波管18によって連通されて
いる。
The photoacoustic cell of the photoacoustic spectroscopic measurement device 1 has a structure as shown in FIG. That is,
In this photoacoustic cell 11, the upper part of its housing 12 is connected to an optical fiber 13 for propagating light from the light source 1, and a sample chamber 15 is provided below the connection part via a window plate 14. . Further, the housing 12 is provided with a microphone chamber 16 on the side of the sample chamber 15 (in this embodiment, the microphone 4 and the microphone chamber 16 form an acoustic detecting means). 16 and the sample chamber 15 are communicated with each other by a waveguide 18 extending along a direction substantially orthogonal to the incident light on the sample 17.

【0025】前記試料室15は、図3に示すように、金属
(真鍮等)製の外壁部19と、その外壁部19の内側に配設
された内壁部20とによって横方向が包囲されると共に、
前記窓板14により上端が閉じられているものであり、そ
の下端は開放端となっている。ここで、前記内壁部20
は、石英やアクリル等の低熱伝導率を有する光透過性材
料からなるものであり、その内壁部20に形成されたガイ
ド21は、その内壁部20に貫通形成された図示しない孔
(前記導波管18とほぼ同一の直径を有するもの)を導波
管18と位置合わせするためのものである。また、測定
は、その開放端を試料(およびその容器等)に押圧させ
て閉空間を形成することにより外部光を遮断した状態で
行われる。このため、本発明の光音響分光測定装置は、
明るい場所でも使用可能なものとなる。例えば、本発明
の光音響分光測定装置は、常光下で前記開放端をヒトの
肌に押圧させて肌の水分量の測定を行うことができる。
このような用途に用いる場合、本発明の光音響分光測定
装置の光音響セルは、肌に押圧させる底面の直径が好ま
しくは10〜50mm程度、高さが好ましくは20〜140mm程度
の片手で操作可能な大きさを有するものとなる。更に、
その試料室は、内径が好ましくは5〜10mm程度の外壁部
と、その内側に配設された厚さが好ましくは0.5〜2mm程
度の内壁部と、その内壁部の上側開放端を閉鎖するよう
配設された直径が好ましくは5〜10mm程度、厚さが好ま
しくは0.5〜2mm程度の窓板とからなり、極めて簡単な構
成を有する小さなものとなる。
As shown in FIG. 3, the sample chamber 15 is laterally surrounded by an outer wall portion 19 made of metal (brass or the like) and an inner wall portion 20 arranged inside the outer wall portion 19. With
The window plate 14 has its upper end closed, and its lower end is an open end. Here, the inner wall portion 20
Is made of a light-transmissive material having a low thermal conductivity such as quartz or acrylic. The guide 21 formed on the inner wall 20 of the guide 21 has a hole (not shown) formed through the inner wall 20. (Having a diameter approximately the same as that of the pipe 18) is aligned with the waveguide 18. In addition, the measurement is performed in a state in which external light is blocked by pressing the open end of the sample (and the container or the like) to form a closed space. Therefore, the photoacoustic spectrometer of the present invention is
It can be used in bright places. For example, the photoacoustic spectrometer of the present invention can measure the water content of the skin by pressing the open end against human skin under normal light.
When used for such an application, the photoacoustic cell of the photoacoustic spectroscopic measurement device of the present invention has a bottom surface diameter of about 10 to 50 mm to be pressed against the skin, and a height is preferably operated with one hand of about 20 to 140 mm. It will have a possible size. Furthermore,
The sample chamber should have an outer wall with an inner diameter of preferably about 5 to 10 mm, an inner wall with a thickness of preferably about 0.5 to 2 mm disposed inside, and an upper open end of the inner wall. The window plate has a diameter of preferably about 5 to 10 mm and a thickness of preferably about 0.5 to 2 mm, and is a small one having an extremely simple structure.

【0026】このような構成において、試料の分光測定
を行う場合、光ファイバ13および窓板14を介して光源2
から送られた光は、図4の右半分に示すように試料に吸
収される他、試料表面で反射して内壁部20を透過した後
に外壁部19に吸収される。このとき、内壁部20が上述の
ように低熱伝導率を有する材料(石英、アクリル等)か
らなるものであるので、外壁部19に吸収された光に基づ
いて発生する熱振動が内壁部20により減衰されることに
なる。従って、外壁部からのPAS信号もまた減衰さ
れ、即ち、ノイズが低減される。なお、図4の左半分
は、前記内壁部が配設されていない従来構成でのPAS
信号の発生を示したものである。
In such a structure, when the spectroscopic measurement of the sample is performed, the light source 2 is passed through the optical fiber 13 and the window plate 14.
The light sent from is absorbed by the sample as shown in the right half of FIG. 4, and is reflected by the sample surface, transmitted through the inner wall part 20, and then absorbed by the outer wall part 19. At this time, since the inner wall portion 20 is made of a material having low thermal conductivity (quartz, acrylic, etc.) as described above, thermal vibration generated by the light absorbed in the outer wall portion 19 is generated by the inner wall portion 20. Will be attenuated. Therefore, the PAS signal from the outer wall is also attenuated, ie the noise is reduced. In addition, the left half of FIG. 4 is a PAS of a conventional configuration in which the inner wall portion is not provided.
It shows the generation of a signal.

【0027】また、この光音響分光測定装置1の場合、
試料室15内で発生したPAS信号は、導波管18を介して
マイク室16内で検出される。その導波管18は、上述のよ
うに、試料17への光の入射方向とほぼ直交する方向に沿
って配設されており、このため、導波管18内に侵入する
照射光や試料表面での反射光が最小限になり、即ち、そ
れら侵入光に起因してPAS信号検出経路内で発生する
不所望のPAS信号(ノイズ)が最小限に抑えられる。
Further, in the case of this photoacoustic spectrometer 1,
The PAS signal generated in the sample chamber 15 is detected in the microphone chamber 16 via the waveguide 18. As described above, the waveguide 18 is arranged along the direction substantially orthogonal to the incident direction of the light on the sample 17, and therefore, the irradiation light entering the waveguide 18 and the sample surface The reflected light is minimized, that is, undesired PAS signals (noise) generated in the PAS signal detection path due to the incident light are minimized.

【0028】次に、本発明の第2実施例を図5に示す。
同図は、前記内壁部20の代わりに、光透過性材料からな
るコーティング層22を(内壁部として)外壁部19の内側
面上に形成して試料室を構成したものであり、上記と同
様の原理により、ノイズ低減効果を得ることができるも
のである。この場合も、コーティング層22に用いる光透
過性材料は、低熱伝導率を有するもの(ポリエチレン
等)となる。
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the figure, instead of the inner wall portion 20, a coating layer 22 made of a light transmissive material is formed on the inner side surface of the outer wall portion 19 (as an inner wall portion) to form a sample chamber. Based on the principle, the noise reduction effect can be obtained. Also in this case, the light transmissive material used for the coating layer 22 has a low thermal conductivity (polyethylene or the like).

【0029】更に、本発明の第3実施例を図6に示す。
同図は、第1実施例と同様の光透過性材料により形成さ
れた(内壁部としての)円筒形のセル23の外側面上に遮
光材として金属24を蒸着して試料室を構成したものであ
る。この場合も、上記第1および第2実施例と同様のノ
イズ低減効果を得ることができる。
Further, a third embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the figure, the sample chamber is constructed by vapor-depositing metal 24 as a light-shielding material on the outer surface of a cylindrical cell 23 (as an inner wall portion) formed of the same light-transmitting material as in the first embodiment. Is. Also in this case, the noise reduction effect similar to that of the first and second embodiments can be obtained.

【0030】このように、本発明における低ノイズを実
現する光音響セルは、極めて簡単に構成可能な小型のも
のであり、装置の生産効率を向上させることが可能とな
る。
As described above, the photoacoustic cell that realizes low noise in the present invention is a small type that can be constructed very easily, and the production efficiency of the device can be improved.

【0031】なお、試料室の側方にマイク室が配設さ
れ、そのマイク室と試料室とが、照射光の入射方向とほ
ぼ直交する方向に沿って延びる導波管により連通された
光音響セルを備えた光音響分光測定装置に基づいて本発
明を説明してきたが、低熱伝導率を有する光透過性材料
を用いた本発明によるノイズ低減技術は、そのような装
置に限定されるものではなく、従来の技術の欄で説明し
たような照射光の進行方向にほぼ沿った方向にマイク室
を有する光音響分光測定装置にも適用可能なものである
ことが当業者には理解されよう。
A microphone chamber is provided on the side of the sample chamber, and the microphone chamber and the sample chamber are connected by a waveguide extending along a direction substantially orthogonal to the incident direction of the irradiation light. Although the present invention has been described based on a photoacoustic spectrometer equipped with a cell, the noise reduction technique according to the present invention using a light transmissive material having a low thermal conductivity is not limited to such a device. However, it will be understood by those skilled in the art that the present invention is also applicable to a photoacoustic spectroscopic measurement device having a microphone chamber in a direction substantially along the traveling direction of irradiation light as described in the section of the related art.

【0032】更に、上記光音響セルの試料室は、その下
端が開放端として形成されたものであるが、本発明は密
閉型の試料室を有する光音響分光測定装置にも適用可能
なものであり、その場合には、窓板を除いた試料室の内
側面全体を覆うように、即ち、その内側面を形成する金
属製の外壁部の側面および底面に上記光透過性材料によ
る内壁部を入れ子状に配設し、または、その外壁部の内
側面上に上記光透過性材料をコーティングし、または、
上記光透過性材料からなる内壁部の外側面上に金属等の
遮光性材料をコーティングすることになる。
Further, although the lower end of the sample chamber of the photoacoustic cell is formed as an open end, the present invention can be applied to a photoacoustic spectroscopic measuring device having a closed sample chamber. In that case, so as to cover the entire inner side surface of the sample chamber excluding the window plate, that is, the inner wall portion made of the light transmissive material on the side surface and the bottom surface of the metal outer wall portion forming the inner side surface. Nested, or coated with the light-transmissive material on the inner surface of its outer wall, or
The light-shielding material such as metal is coated on the outer surface of the inner wall made of the light-transmitting material.

【0033】また、試料室は光音響セルの一部をなすも
のとして光音響セルと一体的に形成されるのが一般的で
ある。このような光音響セルにおいて本発明による試料
室を実施する場合には、装置の生産効率を向上させるた
めに、試料室の内壁部を一部に含む光音響セルの内壁部
全体(セル内壁部)を低熱伝導率を有する光透過性材料
で形成し、試料室の外壁部を一部に含む光音響セルの外
壁部全体(セル外壁部)を遮光性材料で形成することに
なる。更に、このような場合にも、それらのセル内壁部
およびセル外壁部を上述の本発明による入れ子態様やコ
ーティング態様で実施することが可能である。
The sample chamber is generally formed integrally with the photoacoustic cell as a part of the photoacoustic cell. When the sample chamber according to the present invention is implemented in such a photoacoustic cell, in order to improve the production efficiency of the device, the entire inner wall portion of the photoacoustic cell (cell inner wall portion) including a part of the inner wall portion of the sample chamber is used. 2) is formed of a light transmissive material having a low thermal conductivity, and the entire outer wall portion (cell outer wall portion) of the photoacoustic cell including a part of the outer wall portion of the sample chamber is formed of a light shielding material. Further, even in such a case, the cell inner wall portion and the cell outer wall portion can be embodied in the nesting mode or the coating mode according to the present invention.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は上述のように、遮光性材料から
なる外壁部と低熱伝導率を有する光透過性材料からなる
内壁部とを試料室が有しているので、試料表面からの反
射光は、光透過性材料からなる内壁部を透過し、外壁部
に到達して熱振動が発生するが、その外壁部で発生した
熱振動は内壁部で減衰され、その結果、試料室内に到達
する不所望のPAS信号、即ちノイズが最小限に抑えら
れる。
As described above, according to the present invention, since the sample chamber has the outer wall portion made of the light-shielding material and the inner wall portion made of the light transmissive material having a low thermal conductivity, reflection from the sample surface is caused. Light passes through the inner wall made of a light-transmissive material and reaches the outer wall to generate thermal vibration.The thermal vibration generated in the outer wall is attenuated in the inner wall, and as a result, reaches the sample chamber. The unwanted PAS signal, i.e., noise, is minimized.

【0035】また、照射光の入射方向とほぼ直交する方
向に沿って延びる導波管によって、音響検出手段と試料
室とが連通されているので、導波管内に侵入する試料表
面からの反射光が最小限となり、即ち、その侵入光に起
因してPAS信号の検出経路等で発生する不所望のPA
S信号、即ちノイズが最小限に抑えられる。
Further, since the acoustic detecting means and the sample chamber are communicated with each other by the waveguide extending along the direction substantially orthogonal to the incident direction of the irradiation light, the reflected light from the sample surface penetrating the inside of the waveguide. Is minimized, that is, undesired PA generated in the detection path of the PAS signal due to the entering light.
The S signal, or noise, is minimized.

【0036】更に、外壁部が遮光性材料からなるので、
明るい環境において測定を行っても、光音響セル、特
に、試料室内に外部からの光が侵入することは全くな
い。
Further, since the outer wall portion is made of the light shielding material,
Even if the measurement is performed in a bright environment, no external light enters the photoacoustic cell, particularly the sample chamber.

【0037】従って、本発明により、簡単な構成と高い
生産効率とを有すると共に、試料表面からの反射光に起
因するノイズを最小限に抑え、明るい環境で測定を行う
ことが可能な、光音響分光測定装置を提供することがで
きる。
Therefore, according to the present invention, the photoacoustic which has a simple structure and high production efficiency, and which can minimize the noise caused by the reflected light from the sample surface and can perform the measurement in a bright environment. A spectroscopic measurement device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光音響分光測定装置における光音響セ
ルを示す透視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a photoacoustic cell in a photoacoustic spectrometer of the present invention.

【図2】本発明の光音響分光測定装置のハードウェア構
成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a photoacoustic spectroscopic measurement device of the present invention.

【図3】図1の光音響セルの試料室の第1実施例を示す
拡大透視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a first embodiment of the sample chamber of the photoacoustic cell of FIG.

【図4】本発明によるノイズ低減作用を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a noise reducing action according to the present invention.

【図5】試料室の第2実施例を示す拡大透視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a second embodiment of the sample chamber.

【図6】試料室の第3実施例を示す拡大透視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a third embodiment of the sample chamber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光音響分光測定装置 4 マイク 11 光音響セル 15 試料室 16 マイク室 17 導波管 18 外壁部 19 内壁部 1 Photoacoustic spectrometer 4 Microphone 11 Photoacoustic cell 15 Sample chamber 16 Microphone chamber 17 Waveguide 18 Outer wall 19 Inner wall

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料に照射した光を試料中の計測物質が吸
収し該試料から発生する光音響を音響検出手段で検出
し、検出した光音響信号に基づいて該計測物質の分光測
定を行う光音響分光測定装置において、該光音響が発生
する試料表面の気体を気密に封入する試料室が、遮光性
材料よりなる外壁部と、該外壁部の内側に沿って設けら
れた低熱伝導率を有する光透過性材料からなる内壁部と
を備えていることを特徴とする、光音響分光測定装置。
1. An acoustic detection means detects photoacoustic emitted from a sample by absorption of light irradiated on the sample by the measured substance in the sample, and spectroscopic measurement of the measured substance is performed based on the detected photoacoustic signal. In the photoacoustic spectroscopic measurement device, the sample chamber that hermetically seals the gas on the sample surface where the photoacoustic is generated has an outer wall portion made of a light-shielding material and a low thermal conductivity provided along the inner side of the outer wall portion. A photoacoustic spectroscopic measurement device comprising: an inner wall portion made of the light-transmitting material.
【請求項2】前記音響検出手段を前記試料室の側方に配
設し、該音響検出手段と前記試料室とを前記照射光の入
射方向とほぼ直交する方向に沿って延びる導波管により
連通させたことを特徴とする、請求項1記載の光音響分
光測定装置。
2. The acoustic detecting means is arranged laterally of the sample chamber, and the acoustic detecting means and the sample chamber are extended by a waveguide extending along a direction substantially orthogonal to the incident direction of the irradiation light. The photoacoustic spectroscopic measurement device according to claim 1, wherein the photoacoustic spectroscopy measurement device is in communication.
【請求項3】前記内壁部が、前記外壁部とは別個の部品
として低熱伝導率を有する光透過性材料から形成され、
該内壁部が、前記外壁部の内側面に入れ子状に配設され
ることを特徴とする、請求項1または請求項2記載の光
音響分光測定装置。
3. The inner wall portion is formed of a light transmissive material having a low thermal conductivity as a separate component from the outer wall portion,
The photoacoustic spectroscopic measurement device according to claim 1, wherein the inner wall portion is arranged in a nested manner on the inner side surface of the outer wall portion.
【請求項4】前記内壁部が、前記外壁部の内側面に形成
された低熱伝導率を有する光透過性材料からなるコーテ
ィング層であることを特徴とする、請求項1または請求
項2記載の光音響分光測定装置。
4. The inner wall portion is a coating layer formed on the inner surface of the outer wall portion and made of a light-transmissive material having a low thermal conductivity, according to claim 1 or 2. Photoacoustic spectrometer.
【請求項5】前記外壁部が、前記内壁部の外側面に形成
された遮光性材料からなるコーティング層であることを
特徴とする、請求項1または請求項2記載の光音響分光
測定装置。
5. The photoacoustic spectroscopic measurement device according to claim 1, wherein the outer wall portion is a coating layer formed on the outer surface of the inner wall portion and made of a light-shielding material.
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