CN118159811A - 傅里叶变换红外分光光度计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使来自红外光源的热更难以传导至干涉仪的构造的傅里叶变换红外分光光度计。傅里叶变换红外分光光度计(100)包括：红外光源(21)，射出红外光；干涉仪(10)，包括分光镜、固定镜、及移动镜，由红外光生成干涉光；以及底板(2)，包括配置红外光源(21)的第一部分(2a)、及配置干涉仪(10)的第二部分(2b)。底板(2)为第一部分(2a)与第二部分(2b)形成规定角度的形状。

Description

傅里叶变换红外分光光度计

技术领域

本公开涉及一种傅里叶变换红外分光光度计。

背景技术

以往，在傅里叶变换红外分光光度计(Fourier-Transform Infrared，FT-IR)中，如登录实用新型第3113903号公报(专利文献1)所示那样，在二维平面的底板上配置了红外光源、及干涉仪。傅里叶变换红外分光光度计将从配置于底板上的红外光源照射的红外光导入到干涉仪，对配置于试样室的试样进行分析。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：登录实用新型第3113903号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，红外光源在照射红外光期间会释放出热，因此若所述热传导至干涉仪，则构成干涉仪的分光镜等光学元件、及其固定器发生热膨胀，光轴发生变化，由此有使测定精度劣化之虞。因此，在傅里叶变换红外分光光度计中，需要实施如下热对策等：设置加热器罩以避免来自红外光源的热传导至干涉仪；或将配置红外光源、及干涉仪的基底材料设为导热性高的材料，使热向远离干涉仪的方向传导。

本公开的目的在于提供一种使来自红外光源的热更难以传导至干涉仪的构造的傅里叶变换红外分光光度计。

[解决问题的技术手段]

本公开的傅里叶变换红外分光光度计包括：红外光源，射出红外光；干涉仪，包括分光镜、固定镜、及移动镜，由红外光生成干涉光；以及底板，包括配置红外光源的第一部分、及配置干涉仪的第二部分，底板为第一部分与第二部分形成规定角度的形状。

[发明的效果]

根据本公开的傅里叶变换红外分光光度计，可获得使来自红外光源的热更难以传导至干涉仪的构造。

附图说明

图1是实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的概略图。

图2是实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的框图。

图3是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的内部进行说明的立体图。

图4是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的内部进行说明的其他角度的立体图。

图5是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的光源部进行说明的立体图。

图6是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的光源部进行说明的截面图。

图7是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的排热进行说明的仰视图。

具体实施方式

以下，对本公开的实施方式进行说明。此外，对相同的构造标注相同的参照编号，不再重复其说明。

参照图1及图2，对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100进行说明。图1是实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100的概略图。图2是实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100的框图。傅里叶变换红外分光光度计100包括干涉仪10、光源部20、电路部30、试样室40、检测部50。图1示出从上表面观察傅里叶变换红外分光光度计100的俯视图，图示出壳体1中的干涉仪10、光源部20、电路部30、试样室40、检测部50的配置。

图1的上侧为傅里叶变换红外分光光度计100的前侧，图1的下侧为傅里叶变换红外分光光度计100的后侧。干涉仪10、光源部20、电路部30配置于傅里叶变换红外分光光度计100的后侧，从图1的左侧起依序排列配置有干涉仪10、光源部20、电路部30。此外，干涉仪10安装于下文所述的L字形状的底板2的一个部分，光源部20安装于底板2的其他部分。

试样室40、检测部50配置于傅里叶变换红外分光光度计100的前侧，从图1的左侧起依序排列配置有试样室40、检测部50。试样室40被盖构件所覆盖，打开所述盖构件而将要测定的试样设置于试样室40内。

使用图2对傅里叶变换红外分光光度计100的具体的构造进行说明。首先，干涉仪10包括分光镜11、固定镜12、移动镜13等，光源部20包括红外光源21、聚光镜22、准直镜23等。干涉仪10及光源部20产生用来进行光谱测定的干涉红外光。即，从红外光源21射出的红外光经由聚光镜22、准直镜23而照射至分光镜11，在此处被分割成固定镜12及移动镜13的两个方向。

在固定镜12及移动镜13中，分别反射的光被分光镜11再次合并，被送至朝向抛物面镜42的光路。此时，移动镜13前后(图2中的箭头的方向)往返移动，因此所合并的光成为振幅随着时间变动的干涉光(干涉图)。在抛物面镜42聚光的光照射至试样室40内，穿过配置于试样室40的试样41的光入射至检测部50。入射至检测部50的光通过椭圆面镜51而向光检测器52聚光。

此外，傅里叶变换红外分光光度计100包括用来获得干涉图的主干涉仪、及用来控制移动镜13的滑动速度或生成对由主干涉仪的检测器所获得的信号进行取样的定时信号的控制干涉仪。控制干涉仪包括激光光源24、反射镜14、分光镜11、固定镜12、移动镜13等，产生用来获得干涉条纹信号的激光干涉光。即，从激光光源24射出的光经由反射镜14而照射至分光镜11，与所述红外光同样地成为干涉光并被送向抛物面镜42的方向。所述激光干涉光成为直径非常小的光束而行进，因此被插入光路中的反射镜15反射而被导入光检测器16。

此外，以干涉仪10为中心的光学零件配置于湿度受到控制的气密室内。其原因主要在于保护以具有潮解性的KBr作为基板的分光镜11等光学零件。

光检测器16的光接收信号、即激光束干涉条纹信号被输入信号生成部32，在此处生成用来对针对红外干涉光的光接收信号进行取样的脉冲信号。利用光检测器52所获得的光接收信号被放大器33放大，通过取样保持电路(S/H)34在利用所述脉冲信号获得的时机取样后，通过A/D转换器(A/D)35被转换为数字数据。在数据处理部36中，对所述数据执行傅里叶变换，制作吸收光谱，进而使用背景数据制作透过率光谱。此外，一系列的测定动作是在控制部31的控制下执行。此外，控制部31、信号生成部32、放大器33、取样保持电路(S/H)34、A/D转换器(A/D)35、及数据处理部36包括于电路部30中。

红外光源21在照射红外光期间会释放出热，因此有所述热传导至干涉仪10，进入构成干涉仪10的分光镜11或其他光学元件的光轴发生变化而使测定精度等劣化之虞。因此，在傅里叶变换红外分光光度计100中，在干涉仪10与红外光源21的配置上想办法，使得来自红外光源21的热难以传导至干涉仪10。以下，使用图对干涉仪10与红外光源21的配置进行说明。

图3是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100的内部进行说明的立体图。图4是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计的内部进行说明的其他角度的立体图。如上所述，由于干涉仪10与光源部20需要产生干涉红外光，故而要求高的位置精度。因此，在现有的傅里叶变换红外分光光度计中，在二维平面的底板上配置红外光源、及干涉仪。

但是，在本实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100中，将红外光源21、及干涉仪10配置于L字形状的底板2而非二维平面的底板。L字形状的底板2包括相对于傅里叶变换红外分光光度计100的设置面而水平设置的第一部分2a、及相对于设置面而垂直设置的第二部分2b。

第一部分2a相对于傅里叶变换红外分光光度计100的设置面而水平设置，以设置面侧的面作为下表面，以设置面的相反侧的面作为上表面。红外光源21配置于第一部分2a的上表面。具体而言，如图3所示，红外光源21经由保持块25配置于第一部分2a的上表面。此外，在第一部分2a的上表面的空间中，除了红外光源21以外，还配置有聚光镜22、准直镜23、及激光光源24等光源部20。

另一方面，第二部分2b相对于傅里叶变换红外分光光度计100的设置面而垂直设置，以与第一部分2a相接一侧的面作为内表面，以所述内表面的相反侧的面作为外表面。干涉仪10配置于第二部分2b的外表面。

因此，从红外光源21照射的红外光被设置于红外光源21的下侧的聚光镜22所反射，通过配置于聚光镜22的上侧的准直镜23而被导入到干涉仪10。在第二部分2b设置有窗4，以能够将来自准直镜23的光导入到干涉仪10。此外，聚光镜22及准直镜23如图3所示那样固定于第二部分2b的内表面。

配置于第一部分2a的上表面的红外光源21配置于第二部分2b的内表面侧。因此，配置于第二部分2b的外表面的干涉仪10以第二部分2b为界而配置于红外光源21的相反侧，除了将所需的光从窗4导入到干涉仪10以外，从红外光源21释放出的热不会直接传导至干涉仪10。尤其是为了如图4所示那样确保气密性，干涉仪10例如被树脂原材料的罩构件5所覆盖，不易形成放热构造。通过将罩构件5设为树脂原材料，能够实现傅里叶变换红外分光光度计100的轻量化。此外，罩构件5并不限定于树脂原材料，也可以为金属原材料。

通过底板2为L字形状，而成为可通过第二部分2b阻断从红外光源21释放出的热的构造。即，可通过第二部分2b分成难以形成放热构造的干涉仪10的区块与容易形成放热构造的光源部20的区块。

如上所述，通过在底板2的形状上想办法来确保高的位置精度，并且可实现如从红外光源21释放出的热不会直接传导至干涉仪10的三维的配置。进而，相较于将红外光源21与干涉仪10配置于二维平面上的情况，红外光源21及干涉仪10的配置的自由度变高，也可有助于将傅里叶变换红外分光光度计100小型化。

对底板2的形状为第一部分2a与第二部分2b形成大致90°的L字形状进行了说明。但是，底板2的形状并不限定于L字形状，只要为第一部分2a与第二部分2b形成规定角度的形状即可。此外，规定角度不为第一部分2a与第二部分2b成为水平的角度(例如180°)即可。

底板2优选为将第一部分2a与第二部分2b一体形成的构造。通过将底板2设为一体形成的构造，配置于底板2的红外光源21与干涉仪10的位置精度变高。当然，只要能够确保测定所需的红外光源21与干涉仪10的位置精度，则也可以为将第一部分2a与第二部分2b分开形成的构造。而且，也可以通过配置红外光源21的第一部分2a采用热导率高于第二部分2b的材料，而从第一部分2a容易地释放来自红外光源21的热。

进一步对从红外光源21释放出的热进行详细说明。图5是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100的光源部进行说明的立体图。图6是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100的光源部进行说明的截面图。首先，红外光源21如图5所示那样，通过保持块25而被固定于第一部分2a的上表面。具体而言，红外光源21对聚光镜22照射红外光，因此来自红外光源21的光轴以相对于第一部分2a的上表面成为倾斜方向的角度配置于第一部分2a。

进而，如图6所示，红外光源21包括发出红外光的发光部21a、及覆盖发光部21a的罩21b。在罩21b上设置有狭缝21c，以能够对聚光镜22照射红外光。从狭缝21c照射的红外光以外的光被罩21b封入红外光源21的内侧。因此，在红外光源21内产生热，红外光源21自身的温度、尤其是罩21b的温度上升。

在与红外光源21相接的保持块25的部分设置有隔热构件25a，以避免红外光源21中所产生的热逃逸至保持块25侧。即，红外光源21经由隔热构件25a配置于第一部分2a的上表面。由此，防止红外光源21中所产生的热经由保持块25传导至底板2。

即使在保持块25设置隔热构件25a，红外光源21中所产生的热的一部分也会传导至底板2。因此，在第一部分2a侧积极地释放传导至底板2的第一部分2a的热，以避免其传导至配置干涉仪10的第二部分2b侧。具体而言，以配置红外光源21的位置为界，第一部分2a的上表面被分成第二部分2b侧的第一区域与第二部分2b的相反侧的第二区域，且使第二区域的面积大于第一区域的面积。由此，第一部分2a可在配置干涉仪10的第二部分2b的相反侧确保大的区域，在所述区域积极地进行放热。

在处于第一部分2a的下侧的壳体1设置有空气窗3，以能够将传导至第一部分2a的红外光源21的热从第一部分2a的下表面侧排出至壳体1的外侧。图7是用来对实施方式的傅里叶变换红外分光光度计100的排热进行说明的仰视图。如图7所示，在壳体1的底面设置有多个空气窗3，能够从第一部分2a的下表面将红外光源21的热高效地排出。

[形态]

本领域技术人员可理解，所述例示性的实施方式为以下形态的具体例。

(第一项)一形态的傅里叶变换红外分光光度计包括：红外光源，射出红外光；干涉仪，包括分光镜、固定镜、及移动镜，由红外光生成干涉光；以及底板，包括配置红外光源的第一部分、及配置干涉仪的第二部分，底板为第一部分与第二部分形成规定角度的形状。

因此，根据本公开的傅里叶变换红外分光光度计，能够获得使来自红外光源的热更难以传导至干涉仪的构造。而且，通过底板为第一部分与第二部分形成规定角度的形状，能够实现红外光源与干涉仪的三维的配置，红外光源及干涉仪的配置的自由度变高，因此也可有助于将傅里叶变换红外分光光度计小型化。

(第二项)在第一项所记载的傅里叶变换红外分光光度计中，底板通过第一部分与第二部分形成L字形状。

因此，能够将配置于第二部分的干涉仪纵向放置，可利用底板的第二部分阻隔来自红外光源的热，并且将傅里叶变换红外分光光度计小型化。

(第三项)在第一项或第二项所记载的傅里叶变换红外分光光度计中，底板为将所述第一部分与所述第二部分一体形成的构造。

因此，可提高红外光源与干涉仪的位置的精度，能够由红外光源与干涉仪产生所需的干涉红外光。

(第四项)第一项至第三项中任一项所记载的傅里叶变换红外分光光度计中，红外光源经由隔热构件配置于第一部分。

因此，能够将红外光源中所产生的热封入红外光源内，而能够减少泄漏至底板的第一部分的热。

(第五项)在第一项至第四项中任一项所记载的傅里叶变换红外分光光度计中，底板的第一部分以配置红外光源的位置为界而被分成第二部分侧的第一区域与第二部分的相反侧的第二区域，且使第二区域的面积大于第一区域的面积。

因此，在面积大的第二区域积极地释放传导至底板的第一部分的红外光源的热，而能够抑制干涉仪的温度变化。

(第六项)在第一项至第五项中任一项所记载的傅里叶变换红外分光光度计中，底板以来自红外光源的光轴相对于第一部分的上表面成为倾斜方向的角度保持红外光源。

因此，可利用聚光镜反射来自红外光源的光，并利用配置于聚光镜的上侧的准直镜将其高效地导入到干涉仪。

(第七项)第一项至第六项中任一项所记载的傅里叶变换红外分光光度计还包括罩构件，所述罩构件覆盖干涉仪。

因此，能够确保干涉仪的气密性，可控制罩构件内的湿度而保护具有潮解性的分光镜等光学零件。

(第八项)第七项所记载的傅里叶变换红外分光光度计中，罩构件为树脂原材料。

因此，可通过将罩构件设为树脂原材料而实现傅里叶变换红外分光光度计的轻量化。

应认为，本次所公开的实施方式及其变形例在所有方面为示例，并非加以限制。本公开的范围由权利要求的范围表示而非由所述说明表示，包括与权利要求的范围均等的含义及范围内的全部变更。

[符号的说明]

1：壳体

2：底板

2a：第一部分

2b：第二部分

3：空气窗

4：窗

5：罩构件

10：干涉仪

11：分光镜

12：固定镜

13：移动镜

14、15：反射镜

16、52：光检测器

20：光源部

21：红外光源

21a：发光部

21b：罩

21c：狭缝

22：聚光镜

23：准直镜

24：激光光源

25：保持块

25a：隔热构件

30：电路部

31：控制部

32：信号生成部

33：放大器

36：数据处理部

40：试样室

41：试样

42：抛物面镜

50：检测部

51：椭圆面镜

100：傅里叶变换红外分光光度计。

Claims (8)

1.一种傅里叶变换红外分光光度计，其包括：红外光源，射出红外光；

干涉仪，包括分光镜、固定镜、及移动镜，由所述红外光生成干涉光；以及

底板，包括配置所述红外光源的第一部分、及配置所述干涉仪的第二部分，

所述底板为所述第一部分与所述第二部分形成规定角度的形状。

2.根据权利要求1所述的傅里叶变换红外分光光度计，其中所述底板由所述第一部分与所述第二部分形成L字形状。

3.根据权利要求1或2所述的傅里叶变换红外分光光度计，其中所述底板为将所述第一部分与所述第二部分一体形成的构造。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的傅里叶变换红外分光光度计，其中所述红外光源经由隔热构件配置于所述第一部分。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的傅里叶变换红外分光光度计，其中所述底板的所述第一部分以配置所述红外光源的位置为界而被分成所述第二部分侧的第一区域与所述第二部分的相反侧的第二区域，

且使所述第二区域的面积大于所述第一区域的面积。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的傅里叶变换红外分光光度计，其中所述底板以来自所述红外光源的光轴相对于所述第一部分的上表面成为倾斜方向的角度保持所述红外光源。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的傅里叶变换红外分光光度计，其还包括罩构件，所述罩构件覆盖所述干涉仪。

8.根据权利要求7所述的傅里叶变换红外分光光度计，其中所述罩构件为树脂原材料。