CN101688831A - 液体中投入型吸光度传感器元件及使用该元件的吸光光度计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不必使用吸光度测定用吸收池而投入到测定对象液中便能使用，而且不易受到干扰光影响的吸光光度计。具体上，由直接投入到测定对象液中的传感器部(10)、本体部(20)及配线(31)、(32)构成吸光光度计。在传感器部(10)上设置外壳(14)，在该外壳(14)上相对地安装LED光源(11)及光敏二极管(12)，LED光源(11)和光敏二极管(12)的顶端的距离为规定长度L。它们之间的距离L相当于现有的吸光光度计的吸收池的厚度。向LED光源(11)输入包含规定频率的交流成分的驱动电流，在光敏二极管(12)的输出通过放大器(13)放大后，仅抽出与所述规定频率同步的频率成分，根据该相位检波电路的输出求出所述测定对象液的吸光度。

Description

液体中投入型吸光度传感器元件及使用该元件的吸光光度计

技术领域

本发明涉及一种液体中投入型吸光度传感器元件及使用该元件的吸光光度计，具体上涉及一种不必使用吸光度测定用吸收池而投入到测定对象液中便能使用，而且不易受到干扰光影响的液体中投入型吸光度传感器元件及使用该元件的吸光光度计。

背景技术

在现有的吸光光度计中，例如使用卤素灯作为其光源。由于该卤素灯发出覆盖可视光全域的波长的光，所以需要用滤光片、衍射光栅、光隙等引出所需波长域的光。另外，还需要用于使引出的波长的光照射到试样上的光阑、光闸等光学系统。而且，由于还需要用于驱动卤素灯的电源等，所以构成为整体规模较大的装置，从而无法简便地进行吸光度的测定。

为了解决该问题，提出有使用发光二极管(LED)作为光源的各种吸光光度计(专利文献1至6，非专利文献1)。如果用LED作为光源，则不再需要滤光片、衍射光栅、光阑、光闸等，因此，与现有的吸光光度计相比，能够使吸光光度计的尺寸变小。

但是，即使通过如此使用LED来使吸光光度计小型化，还是必须使用用于使测定对象的试样的光程长度一定的测定用吸收池或吸收管，因而在简便性方面与现有的吸光光度计差别不大。因此，普遍期盼能够更加简便地进行吸光度测定的吸光光度计。另外，如果用LED作为光源，则只能求得针对一个波长的吸光度，因而很不方便。

专利文献1：日本国特开平9-264845号公报

专利文献2：日本国特开平9-264846号公报

专利文献3：日本国特开平9-264847号公报

专利文献4：日本国特开平11-37929号公报

专利文献5：日本国特开平11-37930号公报

专利文献6：日本国特开平11-37931号公报

非专利文献1：BUNSEKI KAGAKU第54卷，No.4，pp291～295(2005)

发明内容

本发明是为解决上述现有技术的问题而进行的，本发明的目的在于提供一种不必使用吸光度测定用吸收池等而直接投入到测定对象液中便能使用的吸光度传感器元件及使用该元件的吸光光度计。其目的还在于提供一种不易受到干扰光影响的吸光度传感器元件及使用该元件的吸光光度计。

本发明的吸光度传感器元件是投入到测定对象液中使用的吸光度传感器元件，其特征在于，所述吸光度传感器元件具备：外壳；至少一个光源部，具有发出包含所述测定对象液的吸收波长的光的计测光的发光面，该发光面固定在所述外壳上；及至少一个光检测器，具有与该光源部的所述发光面隔开规定距离并固定在所述外壳上的受光面，通过该受光面接收透过所述测定对象液后的计测光并输出表示其强度的信号。

若是该吸光度传感器元件，由于能够在将固定在外壳上的光源部的发光面和光检测器的受光面保持于规定距离的状态下投入到测定对象液中使用，所以不必使用吸光度测定用吸收池便能简便地对测定对象液的吸光度进行测定。另外，若是分别设有多个光源部和光检测器的结构，通过使用发出不同波长的光的光源部，可同时进行基于不同波长的计测光的吸光度的测定。

另外，可以是如下结构：所述光源部是由LED构成的光源，所述发光面是该LED的顶端部；或者所述光源部是由LED构成的光源及光纤，所述发光面是该光纤的顶端。如果所述光源部为LED，则所述发光面为LED的顶端部。如果使用LED，则能够实现吸光度传感器元件的轻量化。另外，如果用由LED构成的光源及光纤构成所述光源部，则所述发光面为该光纤的顶端，通过改变光纤的长度等，可以将LED配置在任意位置上。

另外，在上述说明中，可以是如下结构：具备多个所述光源部和一个所述光检测器，所述各光源部具有分别发出不同波长的计测光的多个光源以及使来自该多个光源的计测光收束到所述外壳上的一个发光面上的光纤，所述光检测器具有与所述发光面隔开规定距离并固定在所述外壳上的受光面，通过该受光面接收透过所述测定对象液后的计测光并输出表示其强度的信号。

通过该结构，如果根据测定对象液的吸收波长选择发出计测光的光源部，则能够用一个吸光度传感器元件按照测定对象液改变吸收波长并进行其吸光度的测定。

在此，作为所述光检测器可以使用检测所述测定对象液的吸收波长的光的光敏二极管或光敏三极管。作为所述光检测器使用光敏二极管或光敏三极管时，所述受光面为光敏二极管或光敏三极管的顶端部。如果使用光敏二极管或光敏三极管，则能够实现吸光度传感器元件的轻量化。尤其是在使用光敏三极管时，不需要使用光敏二极管时所需的运算放大器，可实现吸光度传感器元件的更加小型化、轻量化。

另外，如果由光敏二极管或光敏三极管及光纤构成所述光检测器，则所述受光面为该光纤的顶端，通过改变光纤的长度等，可以将光敏二极管或光敏三极管配置在任意位置上。

优选所述发光面和所述受光面之间的距离可根据所述测定对象液的吸光度而改变。即，通过在测定对象液的吸光度较大时减小发光面和受光面之间的距离，在测定对象液的吸光度较小时增大发光面和受光面之间的距离，能够容易地进行检测灵敏度的调节。

优选所述光源部可根据所述测定对象液的吸收波长来交换。同样，优选所述光敏二极管或光敏三极管可根据所述测定对象液的吸收波长来交换。由此，可进行对于吸收波长不同的各种测定对象液的吸光度的测定。

而且，所述外壳还可以具备覆盖所述光源部和所述光检测器的遮光部。通过设置遮光部，可减小干扰光的影响，提高吸光度的测定精度。尤其是在后述的不具备锁定放大器等及傅里叶变换功能的吸光光度计中，由于容易受到干扰光的影响，所以除在暗处使用时以外设置遮光部是很重要的。

本发明的吸光光度计的特征在于，具备上述任意一个吸光度传感器元件以及处理所述吸光度传感器元件输出的信号的本体部。

上述吸光光度计需要在没有干扰光的暗处使用，但是本发明的吸光光度计能够是即使在具有照明等的干扰光的明亮处也可以使用的结构。即，本发明的吸光光度计的特征在于，所述本体部构成为，还具备：驱动电路，向所述光源部供给包含规定频率的交流成分的驱动电流；及相位检波电路，从所述光检测器的输出信号中抽出与所述规定频率同步的频率成分并输出，根据该相位检波电路的输出求出所述测定对象液的吸光度。

如此，通过构成为具备称为所谓锁定放大器等的驱动电路和相位检波电路，可以排除干扰光的影响，因此，即使在明亮处也能够测定吸光度。

若是具备上述的多个光源部的吸光光度计，也可以构成为针对多个波长能够同时测定吸光度。即，本发明的吸光光度计的特征在于，分别向所述多个光源部供给包含频率不同的交流成分的驱动电流，通过进行所述光检测器的输出信号的傅里叶变换，针对来自所述多个光源部的计测光的各个不同波长同时求出吸光度。

如此，通过构成为进行输出信号的傅里叶变换，能够针对多个波长同时测定吸光度。

而且，若是光源部由光源和光纤构成的吸光光度计，可以将光源设置于本体部，并通过光纤将计测光引导至发光面。由此，可使吸光度传感器元件实现小型化、轻量化。

另外，在光检测器由光敏二极管或光敏三极管及光纤构成时，可以将光敏二极管或光敏三极管设置于本体部，并通过光纤将来自受光面的计测光引导至光敏二极管或光敏三极管。由此，可使吸光度传感器元件实现小型化、轻量化。

由以上说明可知，由于本发明的吸光度传感器元件能够将光源部和光检测器直接投入到测定对象液中，所以不需要使用吸收池等。因此，例如可直接投入到反应容器内的反应液中等，能够简便且迅速地进行吸光度的测定，可组装到生产线中。而且，由于还可以连续进行吸光度的测定，所以还能够进行例如反应的追踪等。

另外，若是向光源部供给包含规定频率的交流成分的驱动电流，且从光检测器的检测光度中输出与上述的规定频率同步的频率成分的具有设有所谓锁定放大器等的结构的吸光光度计，由于即使光检测器中入射有干扰光也几乎不受其影响，所以能够仅根据来自光源部的计测光求出吸光度。因此，可发挥即使在明亮处也能够连续进行简便稳定且高精度的吸光度测定的有利效果。

而且，若是具备多个光源部和一个光检测器的吸光光度计，通过具备傅里叶变换功能，可针对多个波长同时进行吸光度的测定。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的吸光光度计的简略结构的图。

图2是表示图1的吸光光度计的电路的详图。

图3是表示用图1的吸光光度计针对硫酸铜的试样液求得的校正曲线的图。

图4是表示使用现在市售的吸光光度计与图3一样制作的校正曲线的图。

图5是表示用图1的吸光光度计针对利用福林-乔卡梯奥(Folin-Ciocalteau)法处理的绿原酸试样液求得的多酚的校正曲线的图。

图6是表示使用现在市售的吸光光度计与图5一样制作的校正曲线的图。

图7是表示在图1的吸光光度计的外壳14上设有遮光部的其它实施方式的吸光度传感器元件的简略结构的图。

图8是表示本发明的其它实施方式的能够针对多个频率的计测光测定吸光度的吸光光度计的简略结构的图。

图9是表示通过图8的吸光光度计得到的数据的一个例子的图。

符号说明

10-吸光度传感器元件；11-LED；12-光敏二极管；13-放大器；14-外壳；15-遮光部；16-支撑部；20-本体部；21-振荡电路；22-缓冲放大器；23-带通滤波器；24-移相器；25-检波电路；26-低通滤波器电路；27-显示器；31、32-配线；40-试样容器；41-测定对象液；51a、51b、51c-LED；52a、52b、52c-光纤；53-发光面；12a-受光面；56-计算机；54-D/A转换器；55-A/D转换器。

具体实施方式

参照附图对本发明的吸光光度计的实施方式的具体结构进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的吸光光度计的简略结构的框图。本实施方式的吸光光度计如该图所示，具备吸光度传感器元件10、本体部20、连接它们之间的由软电线构成的配线31、32。吸光度传感器元件10浸渍在试样容器40内的测定对象液41中使用。

图2是表示图1的吸光光度计的电路的详图。如图1及图2所示，吸光度传感器元件10具有外壳14，在该外壳14上安装有作为光源的LED(发光二极管)11及作为光检测器的光敏二极管12，光敏二极管12上连接有电源Vcc。另外，在光敏二极管12和电源Vcc之间连接有用于使光敏二极管12的输出放大的放大器13。放大器13的输出通过配线32输入后述的带通滤波器23。

LED11及光敏二极管12在外壳14上相对配置，并以LED11的光轴与光敏二极管12的光轴一致的形式固定。在本实施方式中，LED11的顶端部为发光面11a，光敏二极管12的顶端部为受光面12a。以发光面11a和受光面12a之间的距离为规定长度L的形式进行固定。该距离L相当于现有吸光光度计的吸收池的厚度。在本实施方式中设定为L＝1cm。

如此，通过将LED11及光敏二极管12固定在外壳14上，即使在将吸光度传感器元件10直接投入到试样容器40内的测定对象液中时，发光面11a和受光面12a之间的距离L也能够始终保持一定，可进行与使用现有吸光光度计的一定长度L的吸收池时一样的吸光度的测定。

作为LED11选择发出测定对象液的吸收波长的光的LED。例如当测定对象液为后述的硫酸铜溶液或福林-乔卡梯奥法的显色溶液时，使用发光波长的峰值接近700nm的GaP/GaP制LED。如图2所示，LED11的负极接地(GND)，在LED11的正极，如后所述地通过配线31从缓冲放大器22输入1kHz的矩形波。

光敏二极管12是可以检测出LED11的发光波长，换言之，是可以检测出包含测定对象液的吸收波长的波长域的光的器件。在上述硫酸铜溶液或福林-乔卡梯奥的显色溶液的情况下，光敏二极管12需要使用能够检测出700nm的光的光敏二极管。如图2所示，光敏二极管12的负极接地(GND)，光敏二极管12的正极连接电源Vcc。另外，光敏二极管12的正极连接于使光敏二极管12的输出放大的放大器13。另外，放大器13也可以设置于本体部20。

在本实施方式中，由于吸光度传感器元件10直接投入到测定对象液41中使用，所以在吸光度传感器元件10的LED11、光敏二极管12、放大器13及它们之间的配线上施加有防水、防液加工，以便能够经受住测定对象液所包含的水、有机溶剂等。

本体部20上设置有产生规定频率的交流成分的振荡电路21。该振荡电路21输出振荡频率为1kHz的矩形波，并产生其峰值电压为0V至5V的交流成分。来自振荡电路21的电压振荡信号接下来输入到缓冲放大器22并转换为电流信号，经过限流电阻(未图示)后，作为包含频率1kHz的交流成分的驱动电流，通过配线31供给LED11。在本实施方式中，振荡电路21和缓冲放大器22作为驱动电路发挥作用。由此，LED11以频率1kHz闪烁。另外，振荡电路21的输出还输入到后述的移相器24。

通过来自缓冲放大器22的驱动电流，以频率1kHz闪烁的LED11的计测光被存在于LED11的发光面11a和光敏二极管12的受光面12a之间的距离L的部分的测定对象液吸收一部分后，到达光敏二极管12。在此，除来自LED11的计测光以外，当存在来自室内照明光、太阳光等的干扰光时，光敏二极管12也检测出干扰光。因此，来自光敏二极管12的输出信号存在还包括由干扰光引起的噪声的情况。来自光敏二极管12的输出信号被放大器13放大后，通过配线32输入到本体部20的带通滤波器23。

带通滤波器23的中心频率为1kHz，是仅使较宽频带(Q＝3)的成分通过的滤波器。通过该带通滤波器23后的信号大致仅为频率1kHz的成分，而且利用检波电路25，与通过移相器24从振荡电路21输入的基准信号相乘，最后通过低通滤波器电路26进行同步检波。在本实施方式中，带通滤波器23、检波电路25及低通滤波器电路26作为相位检波电路发挥作用。移相器24具有使基准信号的相位与检测信号的相位相同的功能。如上所述，本实施方式的吸光光度计可以从计测的信号中抽出频率1kHz的成分并输出，同时可除去由干扰光引起的信号。

另外，本实施方式的吸光光度计构成为在低通滤波器电路26内还内置有放大电路，并在显示器27上显示放大后的信号。而且，虽未图示，但在本实施方式的吸光光度计中，在低通滤波器电路26之前或之后设置有根据显色、褪色、比色、沉降、悬浮、比浊等的分析种类计算吸光度或其二次信息等的运算单元。由此，能够简便地得到所需的分析数据。

也可以使LED11及光敏二极管12的一方或双方构成为能够在外壳14上移动，以便上述的LED11的发光面11a和光敏二极管12的受光面12a之间的距离L能够根据测定对象液的吸光度(溶质的浓度)适当改变。另外，也可以构成为预先准备LED11及光敏二极管12的种类及距离L不同的吸光度传感器元件10，以便能够根据测定对象液的种类或浓度进行交换。

对于具有以上结构的本实施方式的吸光光度计，说明其使用方法及其动作。首先，为了求得入射光强度I0，准备空白溶液。空白溶液是从实际想要测定的试样对象溶液中除去测定对象成分后的溶液，水或萃取溶剂可作为空白溶液。在将吸光度传感器元件10投入到空白溶液中的状态下接通本体部20的电源。由此，从LED11向光敏二极管12照射计测光。在该状态下进行计测，求得入射光强度I0。该入射光强度I0存储在前述运算单元中。之后，在可放入吸光度传感器元件10大小的容器中放入测定对象液。在此，例如在成套设备内的大型反应槽内进行计测时，还可以将吸光度传感器元件10直接投入到该反应槽中，此时不需要准备上述容器。之后，将吸光度传感器元件10直接投入到测定试样溶液中，接通本体部20的电源。由此，从LED11向光敏二极管12照射计测光，可实现吸光度的连续计测。由于本实施方式的吸光光度计具备锁定放大器，所以不需要熄灭照明或遮光。

计测中，由光敏二极管12检测出的信号中的限于频率1kHz的成分通过带通滤波器23，并利用检波电路25仅检测出与基准信号即频率1kHz的信号同步的信号。因此，如上所述来自太阳光或荧光灯的外光成分由于频率不同而被去除，或者即使该频率成分存在也由于极少而可以忽略。由此，仅根据透过测定对象液的计测光求得透射光强度I。该透射光强度I存储在前述运算单元中。

之后，在运算部中，利用入射光强度I0和透射光强度I，由下式求得吸光度A。

(式1)

A＝log10(I0/I)

另一方面，吸光度A在LED11及光敏二极管12之间的距离L、测定对象液中的溶质的吸光系数ε及测定对象液的溶质浓度C之间存在以下关系。

(式2)

A＝εLC

因此，如果已知测定对象液中的溶质的吸光系数ε，则能够根据式1及式2求得测定对象液的溶质浓度C。吸光度A、浓度C等的测定结果直接以数值的形式或通过施以图形化等数据处理来显示在显示器27上。另外，如果使用本实施方式的吸光光度计，则由于能够连续地得到测定结果，所以例如通过在横轴上采用时间，在纵轴上图示测定结果，则能够使用于采集随时间变化的数据或反应追踪。

在上述说明中虽然将光敏二极管12用作光检测器，但是也可以使用光敏三极管来替代光敏二极管。使用光敏三极管时，不再需要当使用光敏二极管时所需的放大器13(图2)，因此具有能够实现吸光度传感器元件的更加小型化、轻量化的优点。

(硫酸铜的吸光度测定)

对使用本实施方式的吸光光度计，进行实际已知浓度的硫酸铜溶液的测定，并制作其校正曲线的结果进行说明。

如下调制制作校正曲线所使用的硫酸铜溶液。将约3.0g硫酸铜五水合物放入50mL容量瓶。在该容量瓶中放入少量离子交换水，滴入0.5mol/L的硫酸0.5mL，以不超过刻度线的形式调整至50mL(浓度0.24mol/L的硫酸铜水溶液)。将该硫酸铜水溶液作为标准溶液，在10mL烧杯中以1/4、2/4、3/4、1倍的形式调制溶液。用本发明的投入式吸光光度计测定这样调制的溶液的吸光度，将测定的吸光度制成校正曲线表示在图3中。如上所述，LED11的发光波长为700nm，发光面11a和光敏二极管12的受光面12a之间的距离L为1cm。另外，为了比较，将使用相同测定液，并利用现在市售的吸光光度计(日本的日立制作所，U-3000)而制作的校正曲线表示在图4中。

使吸光光度为y、硫酸铜的浓度为x、相关系数为r时，当使用本实施方式的吸光光度计时，得到了如图3所示的斜率和相关系数r。对于使用现有的吸光光度计的情况，也在图4中示出了斜率和相关系数r。

(绿原酸的吸光度测定)

对使用本实施方式的吸光光度计，进行实际根据福林-乔卡梯奥法已知浓度的绿原酸溶液的测定，并制作绿原酸的校正曲线的结果进行说明。福林-乔卡梯奥法作为测定多酚量的方法而被公知。

如下调制制作校正曲线所使用的绿原酸试样液。将在离子交换水100mL中溶解有绿原酸10mg的溶液作为标准试样溶液，此后将试样溶液浓度调制为1、3/4、2/4、1/4倍。将各浓度的绿原酸溶液4mL分别放入10mL烧杯，加入将市售的2当量浓度的苯酚试剂稀释2倍后的苯酚试剂4mL，用搅拌器搅拌3分钟。此后，加入10重量％碳酸钠水溶液4mL，在室温下放置1小时。此时，在最初的5分钟内用搅拌器进行搅拌。

针对如上调制的溶液进行吸光度的测定。使用本发明的吸光光度计时，在10mL烧杯中放入吸光光度计的测定部分，静置3分钟直至数值稳定。数值稳定后进行了测定。在图5中表示其结果。如上所述，LED11的发光波长为700nm，发光面11a和光敏二极管12的受光面12a之间的距离L为1cm。另外，为了比较，将使用相同测定液，并利用现在市售的吸光光度计(日本的日立制作所，U-3000)而制作的校正曲线表示在图6中。此时的吸光度测定用吸收池的长度与上述距离L相同为1cm。

使吸光光度为y、绿原酸的浓度为x、相关系数为r时，当使用本实施方式的吸光光度计时，得到了如图5所示的斜率和相关系数r。对于使用现有的吸光光度计的情况，也在图6中示出了斜率和相关系数r。

据此，利用本实施方式的吸光光度计和现有的吸光光度计求得的校正曲线的斜率大致相等，因此，可知能够充分实现与以往一样的定量分析。另外，通过比较相关系数r，可知本实施方式的吸光光度计可实现更高精度的测定。

图7是本发明其它实施方式的吸光光度计的吸光度传感器元件10的简略结构图。该吸光度传感器元件10是在图1的吸光度传感器元件10的外壳14上设有遮光部15，与图1对应的图6的相同构成要素标记相同符号。遮光部15覆盖LED11及光敏二极管12，通过设置在不会妨碍测定吸光度的位置上的支撑部16、16而固定在外壳14上。本实施方式的遮光部15能够在防止干扰光向光敏二极管12入射的同时，可使测定对象液向LED11的发光面11a和光敏二极管12的受光面12a之间的距离L的部分流入。另外，当遮光部15的干扰光入射防止效果高时，则不必使用振荡电路21、移相器24等的锁定放大器的技术，能够非常简便地进行与以往一样的吸光度的测定。

另外，在图7的实施方式中，虽然遮光部15通过支撑部16、16固定在外壳14上，但是也可以使包括外壳14及遮光部15的整体形成为筒状，并在其内部将LED11、光敏二极管12等配置在长轴向上。此时，测定对象液可通过筒状外壳的上下孔流入。

另外，在上述说明中虽然在将吸光度传感器元件10投入到空白液中的状态下求出了入射光强度I0，但是例如在反应追踪等的情况下也可以将投入吸光度传感器元件10的初期的光强度I作为光强度I0。另外，也可以将预先在没有干扰光的暗处在空气中或不吸收计测光的透明溶剂中测定的光强度I作为光强度I0。尤其是在不使用锁定放大器的结构中，需要尽量使光强度I0和光强度I的计测条件相同。

图8是本发明其它实施方式的吸光光度计的示意图。本实施方式的吸光光度计具备3个LED51a、51b、51c，各LED51a、51b、51c分别是发出700nm、565nm、465nm的计测光的LED。靠近各LED51a、51b、51c分别配置有光纤52a、52b、52c，构成为来自各LED的计测光被导入光纤52a、52b、52c。而且，光纤52a、52b、52c被捆束在一起，各自的端部作为发光面53而对齐。因此，来自各LED51a、51b、51c的计测光收束在发光面53上，并作为向同一方向前进的收束的光束而射出。另外，该发光面53固定在未图示的外壳上。

在发光面53的延长方向上配置有光敏二极管12，其用于接收来自发光面53的计测光并输出表示其强度的信号。光敏二极管12以其光轴与来自发光面53的计测光的前进方向一致的形式固定在外壳(未图示)上。在本实施方式中也同样，光敏二极管12的顶端部作为受光面12a发挥作用。本实施方式中在光纤52a、52b、52c的端部即发光面53和光敏二极管12的受光面12a之间的距离L的部分进行测定对象液的吸光度的计测。

另外，在本实施方式中，向LED51a、51b、51c供给从计算机56读取频率不同的数字信号并通过D/A转换器54转换为模拟信号的驱动电流。具体为，向LED51a供给1kHz、向LED51b供给2kHz、向LED51c供给3kHz的驱动电流。由此，分别同时从LED51a发出以1kHz闪烁的红色(700nm)计测光，从LED51b发出以2kHz闪烁的绿色(565nm)计测光，从LED51c发出以3kHz闪烁的蓝色(465nm)计测光。

上述3色计测光从发光面53射出并经过测定对象液的光吸收后，到达光敏二极管12的受光面12a。因此，光敏二极管12同时计测以1kHz闪烁的红色(700nm)计测光、以2kHz闪烁的绿色(565nm)计测光、以3kHz闪烁的蓝色(465nm)计测光，并输出表示其强度的信号。

该信号如图8所示，被输入到将光敏二极管12的输出转换为数字信号的A/D转换器55，该数字信号被读入到计算机56内。在计算机56内进行被输入的数字信号的傅里叶变换。由此，分别得到作为红色(700nm)光强度的傅里叶变换后的1kHz的成分，作为绿色(565nm)光强度的傅里叶变换后的2kHz的成分，作为蓝色(465nm)光强度的傅里叶变换后的3kHz的成分。利用上述光强度和预先针对空白液求得的各频率的光强度，求出上述3个频率的吸光度。

图9示出通过傅里叶变换得到的各频率计测光的吸光度数据的一个例子。如该图所示，可以看出1kHz位置的红色(700nm)的吸光度、2kHz位置的绿色(565nm)的吸光度、3kHz位置的蓝色(465nm)的吸光度。

另外，在上述说明中虽然示出了使用3个LED的情况，但是本发明并不局限于此，可以使用1个、2个或4个以上的LED。

另外，在上述说明中虽然通过傅里叶变换针对3个计测光同时求出了吸光度，但是也可以针对各频率的计测光分别设置锁定放大器，还可以用一个锁定放大器以时间划分的形式进行测定。

而且，在暗处进行测定时，也可以不使用傅里叶变换或锁定放大器，而以时间划分的形式进行吸光度的测定。

另外，在上述说明中虽然将计算机用于LED的驱动及傅里叶变换，但是也可以使用专用的硬件。

另外，在上述说明中虽然将光敏二极管用作光检测器，但是也可以使用光敏三极管来替代光敏二极管。使用光敏三极管时，不再需要当使用光敏二极管时所需的放大器13(图2)，因此能够实现吸光度传感器元件的更加小型化、轻量化。

另外，在上述说明中虽然将光敏二极管用作光检测器，但是也可以由光敏二极管和光纤构成光检测器，并构成为通过光纤将透过测定对象液后的计测光导入光敏二极管。此时，将光纤的端部固定于受光面12a的位置。

在上述说明中，由LED和光纤构成光源部时，也可以将LED设置于本体部而不是吸光度传感器元件。另外，由光敏二极管和光纤构成光检测器时，也可以将光敏二极管设置于本体部而不是吸光度传感器元件。

如果使用本发明的吸光光度计，则由于不必使用吸光度测定用吸收池，能够直接投入到测定对象的试样中测定吸光度，所以不仅可以利用于现有分光设备的领域，还可以利用于传感器的领域。而且，本发明的吸光光度计还可以利用于例如成套设备控制的领域。

Claims (19)

1.一种吸光度传感器元件，是投入到测定对象液中使用的吸光度传感器元件，其特征在于，所述吸光度传感器元件具备：

外壳；

至少一个光源部，具有发出包含所述测定对象液的吸收波长的光的计测光的发光面，该发光面固定在所述外壳上；

及至少一个光检测器，具有与该光源部的所述发光面隔开规定距离并固定在所述外壳上的受光面，通过该受光面接收透过所述测定对象液后的计测光并输出表示其强度的信号。

2.根据权利要求1所述的吸光度传感器元件，其为，所述光源部是由LED构成的光源，所述发光面是该LED的顶端部。

3.根据权利要求1所述的吸光度传感器元件，其为，所述光源部是由LED构成的光源及光纤，所述发光面是该光纤的顶端。

4.根据权利要求1所述的吸光度传感器元件，其特征在于，

具备多个所述光源部和一个所述光检测器，

所述各光源部具有：多个光源，分别发出不同波长的计测光；以及光纤，使来自该多个光源的计测光收束到所述外壳上的一个发光面上，

所述光检测器具有与所述发光面隔开规定距离并固定在所述外壳上的受光面，通过该受光面接收透过所述测定对象液后的计测光并输出表示其强度的信号。

5.根据权利要求4所述的吸光度传感器元件，其为，所述光源为LED，所述发光面为所述光纤的顶端。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的吸光度传感器元件，其为，所述光检测器是检测所述测定对象液的吸收波长的光的光敏二极管或光敏三极管，所述受光面为该光敏二极管的顶端部。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的吸光度传感器元件，其为，所述光检测器具备检测所述测定对象液的吸收波长的光的光敏二极管或光敏三极管及光纤，所述受光面为该光纤的顶端。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的吸光度传感器元件，其为，所述发光面和所述受光面之间的距离可根据所述测定对象液的吸光度而改变。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的吸光度传感器元件，其为，所述光源部可根据所述测定对象液的吸收波长来交换。

10.根据权利要求6或7所述的吸光度传感器元件，其为，所述光敏二极管或光敏三极管可根据所述测定对象液的吸收波长来交换。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的吸光度传感器元件，其为，所述外壳还具备覆盖所述光源部和所述光检测器的遮光部。

12.一种吸光光度计，其特征在于，具备权利要求1或2所述的吸光度传感器元件以及处理所述吸光度传感器元件输出的信号的本体部。

13.一种吸光光度计，其特征在于，具备权利要求3所述的吸光度传感器元件以及处理所述吸光度传感器元件输出的信号的本体部。

14.一种吸光光度计，其特征在于，具备权利要求4或5所述的吸光度传感器元件以及处理所述吸光度传感器元件输出的信号的本体部。

15.一种吸光光度计，其特征在于，具备权利要求7所述的吸光度传感器元件以及处理所述吸光度传感器元件输出的信号的本体部。

16.根据权利要求12或13所述的吸光光度计，其特征在于，所述本体部还具备：驱动电路，向所述光源部供给包含规定频率的交流成分的驱动电流；及相位检波电路，从所述光检测器的输出信号中抽出与所述规定频率同步的频率成分并输出，根据该相位检波电路的输出求出所述测定对象液的吸光度。

17.根据权利要求14所述的吸光光度计，其特征在于，分别向所述多个光源部供给包含频率不同的交流成分的驱动电流，通过进行所述光检测器的输出信号的傅里叶变换，针对来自所述多个光源部的计测光的各个不同波长同时求出吸光度。

18.根据权利要求13、14或17所述的吸光光度计，其为，所述光源设置于所述本体部。

19.根据权利要求15所述的吸光光度计，其为，所述光敏二极管或光敏三极管设置于所述本体部。

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