JP2004184354A - 分光光度計 - Google Patents
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Abstract
【課題】分光光度計内部を少量のガスで短時間に置換でき、しかも光のゆらぎが発生せず安定に測定できる分光光度計を提供する。
【解決手段】レンズ３、シャッター５、スリット８、ミラー９、グレーティング１１、１２、ミラー１４、１５、光検出器１６、および光が通過する光路はすべては密閉容器２２内に密閉されている。密閉容器２２内部をガス置換する際は、ガス導入口２４より置換ガスを導入する。置換ガスはガス導入口２４より密閉容器内を一定の流れの方向に沿って流れるので、ガスは置換しやすく、少量のガスで短時間に置換することが可能となる。また、モーター６等の熱を発生する部品は密閉容器２２の外にあり分離されているので、熱の発生により光がゆらぎ測定値がばらつくという現象は起こらない。
【選択図】 図１
【解決手段】レンズ３、シャッター５、スリット８、ミラー９、グレーティング１１、１２、ミラー１４、１５、光検出器１６、および光が通過する光路はすべては密閉容器２２内に密閉されている。密閉容器２２内部をガス置換する際は、ガス導入口２４より置換ガスを導入する。置換ガスはガス導入口２４より密閉容器内を一定の流れの方向に沿って流れるので、ガスは置換しやすく、少量のガスで短時間に置換することが可能となる。また、モーター６等の熱を発生する部品は密閉容器２２の外にあり分離されているので、熱の発生により光がゆらぎ測定値がばらつくという現象は起こらない。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析装置等に用いられる分光光度計に関し、より詳しくは分光光度計内の光路をガス置換するガスパージ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣＰ発光分光分析装置では、溶液化された試料をプラズマトーチに導入して試料を発光させ、試料から放射された光を分光器で各元素のスペクトル光に分光した後、各スペクトル光の強度を測定して試料に含まれる各元素の定性、定量を行う。
【０００３】
分光光度計を用いて試料を測定する場合、測定波長によっては吸収線を持たないガスで分光器内をガス置換する必要がある。分析対象となる元素が硫黄、燐、炭素、臭素等である場合には、これらの元素の発光スペクトルは、その波長が２００オングストローム以下のいわゆる真空紫外領域にあるから、大気中の酸素の存在下では酸素によるスペクトルの吸収が起こり、十分な分析感度が得られなくなる。そのため、上記のような元素を分析対象とする場合には、分光器内部を真空ポンプで減圧するか、窒素ガスやアルゴンガスで置換することにより大気による光の吸収の影響をなくすようにしている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。
【０００４】
図２に従来のＩＣＰ発光分光分析装置に用いられている分光光度計の概略構成図を示す。プラズマトーチ２０で発光した光はレンズ３を通って分光光度計１に導入される。導入された光はシャッター５をモーター６により回転し、シャッター５の開の位置を光路上に位置させることによりシャッター５を通過し、さらにスリット８を通過し、ミラー９で反射した後、グレーティング１１、１２により分光される。分光された光はミラー１４、１５で反射し、光検出器１６により強度が測定される。分光光度計１の内部全体をガス置換するためにガス導入口１７とガス排出口１８が設置されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２８６９６０号公報（第２−３頁）
【特許文献２】
特開平１１−６４１７９号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平１１−１０１７３７号公報（第２−１２頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス置換機構では、分光光度計内部でのガスの流れる経路が決まっていないため、大気と混ざってしまい、置換するのに大量のガスを必要とする。また、置換に要する時間も長時間を要する。置換時間を短縮するためにパージガス流量を大きくすると、分光光度計内部において光路上のガスの揺らぎが発生し、測定に悪影響を及ぼすため、置換時間の短縮も困難である。さらに、分光光度計内部にはシャッターを回転させるためのモーターが存在するが、モーター等の熱を発生する物があると、ガスにゆらぎが発生して光りもゆらいでしまい、光強度の測定値がばらついて安定な測定ができなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、分光光度計内部を少量のガスで短時間に置換でき、しかも光のゆらぎが発生せず安定に測定できる分光光度計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の分光光度計は、被測定光を導入する導入部と、被測定光を分光して必要な波長の光を取り出す分光器と、その分光器で取り出された光の強度を検出する光検出器とを備えた分光光度計において、導入部から分光器を経て検出器に至る光の光路が密閉可能な容器内に収容されており、その密閉可能な容器にはガス置換手段が設けられているものである。
【０００９】
分光器内部全体をガス置換するのではなく、導入部から分光器を経て検出器に至る光の光路のみを密閉可能な容器内に収容し、この密閉可能な容器内のみをガス置換することにより、ガスを流す必要のある空間は限られ、その空間だけをガスが流れる経路ができる。これにより、大気を追い出しやすくなり、ガスの消費量が少なくなり、置換時間も短縮できる。また、モーター等の熱源は密閉可能な容器の外に分離できるので、熱源が置換ガスに直接触れることはなく、熱の発生による光のゆらぎがなくなり、安定な測定を行うことが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の分光光度計の一実施例の概略構成図である。分光光度計１の構成は図２に示したものと基本的に同じであり、レンズ３と、シャッター５と、モーター６と、スリット８と、ミラー９、１４、１５と、グレーティング１１、１２と、光検出器１６とから構成されており、さらに密閉容器２２、ガス導入口２４およびガス排出口２５を備えている。
【００１１】
プラズマトーチ２０で発光した光はレンズ３を通って分光光度計１に導入される。導入された光はシャッター５をモーター６により回転し、シャッター５の開の位置を光路上に位置させることによりシャッター５を通過し、さらにスリット８を通過し、ミラー９で反射した後、グレーティング１１、１２により分光され、必要な波長が取り出される。この場合の分光器はエシェル型分光器である。分光された光はミラー１４、１５で反射し、光検出器１６により強度が測定される。図１におけるミラー９、１４、１５、グレーティング１１、１２等の各光学素子は平面上にあるが、光検出器１６はミラー１５によって平面から下方向約２５度に折り返されており、光検出器１６は平面上にはなく、光路を妨げてはいない。同様に、光検出器１６は光路を逆行するガスの流れも阻害することはない。ガス導入口２４は光検出器１６が位置する面のすぐ横から導入することによって光路を逆行していくことになる。
【００１２】
レンズ３、シャッター５、スリット８、ミラー９、グレーティング１１、１２、ミラー１４、１５、光検出器１６、および光が通過する光路はすべては密閉容器２２内に密閉されている。密閉容器２２内部をガス置換する際は、ガス導入口２４より置換ガスを導入する。導入された置換ガスはガス排出口２５より排出される。この場合、置換ガスはプラズマトーチ２０のパージガスとしても働くことができる。
【００１３】
ミラー９、１４、１５、グレーティング１１、１２等の各光学素子は分光光度計１に取り付ける際、角度調整を行う必要がある。よって密閉容器２２はこれらの光学素子を単独で周りを囲う箱状の構造となっている。複数の箱と箱の間をチューブ状の囲いで接続することによって、密閉容器２２は構成されている。基本的にこれらの箱状の囲いは全て分光光度計１の土台から取り外せるようになっている。構造としては板金に黒表面処理したものをパージガスを逃がさないようなゴムを挟んで土台にネジ止めするだけの構成となっている。箱状の囲いと囲いの接続にも間にゴムを挟んでネジ止めすることにより密閉構造となる。
【００１４】
置換ガスはガス導入口２４より密閉容器内を一定の流れの方向に沿って流れる。光検出器１６はミラー９、１４、１５、グレーティング１１、１２等の各光学素子は配置されている平面よりは下にあり、行き止まりの面であることから、置換ガスはガス導入口２４より光検出器１６に導入することにより効率よく密閉容器２２内を置換することができる。この場合のように置換ガスの流れる方向が光の進む方向と逆方向とすることにより、分光光度計１とプラズマトーチ２０の間の空間へのガスパージを兼用できるという利点がある。置換ガスはガス導入口２４より密閉容器２２内を一定の流れの方向に沿って流れるので、ガスは置換しやすく、少量のガスで短時間に置換することが可能となる。また、モーター６等の熱を発生する部品は密閉容器２２の外にあり分離されているので、熱の発生により光がゆらぎ測定値がばらつくという現象は起こらない。
【００１５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことができる。例えば、実施例においては分光器としてエシェル型を用いている。エシェル型の場合はグレーティング１１、１２が回転しないため、密閉容器２２の構造を簡単にできるという利点があるが、分光器としてはエシェル型に限定されるものではなく、他の型の分光器も適用できる。密閉容器２２の内面に光を反射しにくい材料を使うことにより、迷光を防止することができ、検出感度の向上および測定の安定をはかることが可能となる。また、上記実施例では密閉容器２２内をガス置換したが、真空ポンプを接続し光路を減圧してもよい。その場合、密閉容器２２はレンズ３の所で閉じられ、レンズ３とプラズマトーチ２０の間は別途ガスパージが必要となる。密閉容器２２の素材も真空に耐えれる物にしなければならない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、分光光度計の光路のみを密閉容器内に収容しているので、光路をガス置換するのに必要なガスの消費量を少なくすることができ、同時にガス置換に要する時間も短縮できる。また、熱源となる部品を密閉容器の外に分離できるので、熱の発生による光のゆらぎがなくなり、安定な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分光光度計の一実施例の概略構成図である。
【図２】従来の分光光度計の概略構成図である。
【符号の説明】
１−−−分光光度計
３−−−レンズ
５−−−シャッター
６−−−モーター
８−−−スリット
９、１４、１５−−−ミラー
１１、１２−−−グレーティング
１６−−−光検出器
２２−−−密閉容器
２４−−−ガス導入口
【発明の属する分野】
本発明は、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析装置等に用いられる分光光度計に関し、より詳しくは分光光度計内の光路をガス置換するガスパージ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣＰ発光分光分析装置では、溶液化された試料をプラズマトーチに導入して試料を発光させ、試料から放射された光を分光器で各元素のスペクトル光に分光した後、各スペクトル光の強度を測定して試料に含まれる各元素の定性、定量を行う。
【０００３】
分光光度計を用いて試料を測定する場合、測定波長によっては吸収線を持たないガスで分光器内をガス置換する必要がある。分析対象となる元素が硫黄、燐、炭素、臭素等である場合には、これらの元素の発光スペクトルは、その波長が２００オングストローム以下のいわゆる真空紫外領域にあるから、大気中の酸素の存在下では酸素によるスペクトルの吸収が起こり、十分な分析感度が得られなくなる。そのため、上記のような元素を分析対象とする場合には、分光器内部を真空ポンプで減圧するか、窒素ガスやアルゴンガスで置換することにより大気による光の吸収の影響をなくすようにしている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。
【０００４】
図２に従来のＩＣＰ発光分光分析装置に用いられている分光光度計の概略構成図を示す。プラズマトーチ２０で発光した光はレンズ３を通って分光光度計１に導入される。導入された光はシャッター５をモーター６により回転し、シャッター５の開の位置を光路上に位置させることによりシャッター５を通過し、さらにスリット８を通過し、ミラー９で反射した後、グレーティング１１、１２により分光される。分光された光はミラー１４、１５で反射し、光検出器１６により強度が測定される。分光光度計１の内部全体をガス置換するためにガス導入口１７とガス排出口１８が設置されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２８６９６０号公報（第２−３頁）
【特許文献２】
特開平１１−６４１７９号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平１１−１０１７３７号公報（第２−１２頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス置換機構では、分光光度計内部でのガスの流れる経路が決まっていないため、大気と混ざってしまい、置換するのに大量のガスを必要とする。また、置換に要する時間も長時間を要する。置換時間を短縮するためにパージガス流量を大きくすると、分光光度計内部において光路上のガスの揺らぎが発生し、測定に悪影響を及ぼすため、置換時間の短縮も困難である。さらに、分光光度計内部にはシャッターを回転させるためのモーターが存在するが、モーター等の熱を発生する物があると、ガスにゆらぎが発生して光りもゆらいでしまい、光強度の測定値がばらついて安定な測定ができなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、分光光度計内部を少量のガスで短時間に置換でき、しかも光のゆらぎが発生せず安定に測定できる分光光度計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の分光光度計は、被測定光を導入する導入部と、被測定光を分光して必要な波長の光を取り出す分光器と、その分光器で取り出された光の強度を検出する光検出器とを備えた分光光度計において、導入部から分光器を経て検出器に至る光の光路が密閉可能な容器内に収容されており、その密閉可能な容器にはガス置換手段が設けられているものである。
【０００９】
分光器内部全体をガス置換するのではなく、導入部から分光器を経て検出器に至る光の光路のみを密閉可能な容器内に収容し、この密閉可能な容器内のみをガス置換することにより、ガスを流す必要のある空間は限られ、その空間だけをガスが流れる経路ができる。これにより、大気を追い出しやすくなり、ガスの消費量が少なくなり、置換時間も短縮できる。また、モーター等の熱源は密閉可能な容器の外に分離できるので、熱源が置換ガスに直接触れることはなく、熱の発生による光のゆらぎがなくなり、安定な測定を行うことが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の分光光度計の一実施例の概略構成図である。分光光度計１の構成は図２に示したものと基本的に同じであり、レンズ３と、シャッター５と、モーター６と、スリット８と、ミラー９、１４、１５と、グレーティング１１、１２と、光検出器１６とから構成されており、さらに密閉容器２２、ガス導入口２４およびガス排出口２５を備えている。
【００１１】
プラズマトーチ２０で発光した光はレンズ３を通って分光光度計１に導入される。導入された光はシャッター５をモーター６により回転し、シャッター５の開の位置を光路上に位置させることによりシャッター５を通過し、さらにスリット８を通過し、ミラー９で反射した後、グレーティング１１、１２により分光され、必要な波長が取り出される。この場合の分光器はエシェル型分光器である。分光された光はミラー１４、１５で反射し、光検出器１６により強度が測定される。図１におけるミラー９、１４、１５、グレーティング１１、１２等の各光学素子は平面上にあるが、光検出器１６はミラー１５によって平面から下方向約２５度に折り返されており、光検出器１６は平面上にはなく、光路を妨げてはいない。同様に、光検出器１６は光路を逆行するガスの流れも阻害することはない。ガス導入口２４は光検出器１６が位置する面のすぐ横から導入することによって光路を逆行していくことになる。
【００１２】
レンズ３、シャッター５、スリット８、ミラー９、グレーティング１１、１２、ミラー１４、１５、光検出器１６、および光が通過する光路はすべては密閉容器２２内に密閉されている。密閉容器２２内部をガス置換する際は、ガス導入口２４より置換ガスを導入する。導入された置換ガスはガス排出口２５より排出される。この場合、置換ガスはプラズマトーチ２０のパージガスとしても働くことができる。
【００１３】
ミラー９、１４、１５、グレーティング１１、１２等の各光学素子は分光光度計１に取り付ける際、角度調整を行う必要がある。よって密閉容器２２はこれらの光学素子を単独で周りを囲う箱状の構造となっている。複数の箱と箱の間をチューブ状の囲いで接続することによって、密閉容器２２は構成されている。基本的にこれらの箱状の囲いは全て分光光度計１の土台から取り外せるようになっている。構造としては板金に黒表面処理したものをパージガスを逃がさないようなゴムを挟んで土台にネジ止めするだけの構成となっている。箱状の囲いと囲いの接続にも間にゴムを挟んでネジ止めすることにより密閉構造となる。
【００１４】
置換ガスはガス導入口２４より密閉容器内を一定の流れの方向に沿って流れる。光検出器１６はミラー９、１４、１５、グレーティング１１、１２等の各光学素子は配置されている平面よりは下にあり、行き止まりの面であることから、置換ガスはガス導入口２４より光検出器１６に導入することにより効率よく密閉容器２２内を置換することができる。この場合のように置換ガスの流れる方向が光の進む方向と逆方向とすることにより、分光光度計１とプラズマトーチ２０の間の空間へのガスパージを兼用できるという利点がある。置換ガスはガス導入口２４より密閉容器２２内を一定の流れの方向に沿って流れるので、ガスは置換しやすく、少量のガスで短時間に置換することが可能となる。また、モーター６等の熱を発生する部品は密閉容器２２の外にあり分離されているので、熱の発生により光がゆらぎ測定値がばらつくという現象は起こらない。
【００１５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことができる。例えば、実施例においては分光器としてエシェル型を用いている。エシェル型の場合はグレーティング１１、１２が回転しないため、密閉容器２２の構造を簡単にできるという利点があるが、分光器としてはエシェル型に限定されるものではなく、他の型の分光器も適用できる。密閉容器２２の内面に光を反射しにくい材料を使うことにより、迷光を防止することができ、検出感度の向上および測定の安定をはかることが可能となる。また、上記実施例では密閉容器２２内をガス置換したが、真空ポンプを接続し光路を減圧してもよい。その場合、密閉容器２２はレンズ３の所で閉じられ、レンズ３とプラズマトーチ２０の間は別途ガスパージが必要となる。密閉容器２２の素材も真空に耐えれる物にしなければならない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、分光光度計の光路のみを密閉容器内に収容しているので、光路をガス置換するのに必要なガスの消費量を少なくすることができ、同時にガス置換に要する時間も短縮できる。また、熱源となる部品を密閉容器の外に分離できるので、熱の発生による光のゆらぎがなくなり、安定な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分光光度計の一実施例の概略構成図である。
【図２】従来の分光光度計の概略構成図である。
【符号の説明】
１−−−分光光度計
３−−−レンズ
５−−−シャッター
６−−−モーター
８−−−スリット
９、１４、１５−−−ミラー
１１、１２−−−グレーティング
１６−−−光検出器
２２−−−密閉容器
２４−−−ガス導入口
Claims (1)
- 被測定光を導入する導入部と、被測定光を分光して必要な波長の光を取り出す分光器と、その分光器で取り出された光の強度を検出する光検出器とを備えた分光光度計において、導入部から分光器を経て検出器に至る光の光路が密閉可能な容器内に収容されており、その密閉可能な容器にはガス置換手段が設けられていることを特徴とする分光光度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002354566A JP2004184354A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 分光光度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002354566A JP2004184354A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 分光光度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004184354A true JP2004184354A (ja) | 2004-07-02 |
Family
ID=32755514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002354566A Pending JP2004184354A (ja) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | 分光光度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004184354A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022500655A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | リガク ラマン テクノロジーズ インコーポレイテッド | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 |
-
2002
- 2002-12-06 JP JP2002354566A patent/JP2004184354A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022500655A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | リガク ラマン テクノロジーズ インコーポレイテッド | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 |
| JP7356498B2 (ja) | 2018-09-13 | 2023-10-04 | オーシャン オプティクス インコーポレイテッド | プラズマスペクトル分析を介してサンプルの材料組成を分析するための装置 |
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