JP2008232813A - Interference spectrophotometer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interference spectrophotometer reducing remarkably a measuring time, when measuring an infrared absorption change. <P>SOLUTION: This interference spectrophotometer is provided with: an interferometer including a light source 11 for generating an infrared ray; a fixed mirror 15; and a movable mirror 16, generates an interference light from the infrared ray, and also provided with: an optical system for irradiating a sample 23 with the interference light; and a detector 25 for detecting a reflected light or a transmission light from the sample 23. The interference spectrophotometer is also provided with: an absorption quantity calculation means for comparing an interferogram obtained by each scanning of the movable mirror 16 with an interferogram serving as a reference, to calculate an infrared absorption quantity based on a shape difference therein; and a movable mirror drive control means for limiting a driving range for the movable mirror 16 in each scanning, to an area required for collecting a data used for the infrared absorption quantity calculation in the absorption quantity calculation means. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、フーリエ変換赤外分光光度計等の干渉分光光度計に関する。   The present invention relates to an interference spectrophotometer such as a Fourier transform infrared spectrophotometer.

フーリエ変換赤外分光光度計(以下「FTIR」と略称する)では、固定鏡及び移動鏡を含むマイケルソン型干渉計により時間的に振幅が変動する干渉波を生成し、これを試料に照射してその透過光又は反射光をインターフェログラムとして検出する。そして、この検出信号をフーリエ変換することにより、横軸に波数、縦軸に強度(吸光度又は透過率など)をとった吸収スペクトルを得ることができる。なお、このとき、一回の移動鏡の走査によって一本のインターフェログラムが発生し、該インターフェログラムから所定の波長範囲全てに亘る吸収スペクトルを取得することができる。   In a Fourier transform infrared spectrophotometer (hereinafter abbreviated as “FTIR”), a Michelson interferometer including a fixed mirror and a moving mirror generates an interference wave whose amplitude varies with time, and irradiates the sample with this interference wave. The transmitted light or reflected light is detected as an interferogram. Then, by performing Fourier transform on this detection signal, an absorption spectrum having the wave number on the horizontal axis and the intensity (absorbance or transmittance, etc.) on the vertical axis can be obtained. At this time, one interferogram is generated by one scan of the movable mirror, and an absorption spectrum over the entire predetermined wavelength range can be acquired from the interferogram.

また、このようなFTIRをクロマトグラフ装置に接続して該クロマトグラフから溶出される試料成分を順次FTIRで測定し、得られるインターフェログラムの形状変化から赤外吸収量の時間変化を定量的に測定することもできる。前記赤外吸収量の時間変化は、例えば、以下のようにして測定される。まず、試料成分を含まないキャリア流体について予め複数回の走査を行い、得られた複数本のインターフェログラムを基準インターフェログラムとしてメモリに格納する。その後、クロマトグラフから順次流出する試料成分を所定の時間間隔で走査してインターフェログラムを採取し、各走査サイクルにおけるインターフェログラムと前記複数の基準インターフェログラムとの相違をグラムシュミット(Gram-Schmidt)法等の演算処理によって抽出して数値化する。そして、該数値を時系列的に記録することにより、赤外吸収量の時間変化を示すクロマトグラムが生成される(例えば、特許文献1等を参照)。   In addition, such FTIR is connected to a chromatograph, the sample components eluted from the chromatograph are sequentially measured by FTIR, and the time change of the infrared absorption amount is quantitatively determined from the shape change of the obtained interferogram. It can also be measured. The time change of the infrared absorption amount is measured, for example, as follows. First, a plurality of scans are performed in advance for a carrier fluid that does not include a sample component, and the obtained plurality of interferograms are stored in a memory as reference interferograms. Thereafter, the sample components sequentially flowing out from the chromatograph are scanned at a predetermined time interval to collect an interferogram, and the difference between the interferogram and each of the plurality of reference interferograms in each scanning cycle is determined by Gram-Schmidt (Gram- It is extracted and digitized by arithmetic processing such as the Schmidt method. Then, by recording the numerical values in time series, a chromatogram indicating a temporal change in the infrared absorption amount is generated (see, for example, Patent Document 1).

従来のFTIRでは、スペクトル生成に必要な光路差を得るため、比較的広範囲に亘って移動鏡を移動させながら所定間隔で光検出信号をサンプリングしてインターフェログラムを取得しており、赤外吸収量の変化を求める際には、各走査サイクルにおいて採取されたインターフェログラムから所定領域のデータのみを抽出して上記グラムシュミット法等の演算処理に使用している。   In the conventional FTIR, in order to obtain the optical path difference necessary for spectrum generation, the interferogram is acquired by sampling the photodetection signal at a predetermined interval while moving the movable mirror over a relatively wide range, and the infrared absorption When obtaining a change in quantity, only data of a predetermined region is extracted from the interferogram collected in each scanning cycle and used for arithmetic processing such as the Gram Schmitt method.

特開平6-82366号公報JP-A-6-82366

上記のような赤外吸収量変化の測定において、クロマトグラムから順次溶出する試料をもれなく検出するためには、できるだけ短い時間間隔でインターフェログラムの採取を行うことが望ましい。しかし、上述のように、従来のFTIRでは各走査の度にスペクトル生成に必要な領域全体に亘って移動鏡を駆動するため、一回の走査に時間が掛かるという問題があった。   In the measurement of the change in the infrared absorption amount as described above, in order to detect all the samples that are sequentially eluted from the chromatogram, it is desirable to collect interferograms at as short a time interval as possible. However, as described above, in the conventional FTIR, the movable mirror is driven over the entire region necessary for spectrum generation at each scanning, and thus there is a problem that it takes time for one scanning.

なお、ここではFTIRを用いてクロマトグラフ流出流体の赤外クロマトグラムを生成する場合を例に挙げたが、上記のような問題は、熱分析装置にFTIRを接続し、物質の温度変化又は化学変化の進行に伴う赤外吸収の変化を測定する場合など、干渉分光光度計を用いた吸収量変化の測定を行う際に共通するものである。   In addition, although the case where the infrared chromatogram of the chromatograph effluent fluid was produced | generated using FTIR was mentioned here as an example, the above problems may be caused by connecting the FTIR to a thermal analyzer and changing the temperature or chemicals of the substance. This is common when measuring changes in absorption using an interference spectrophotometer, such as when measuring changes in infrared absorption as the change proceeds.

すなわち、本発明が解決しようとする課題は、干渉分光光度計を用いた赤外吸収量変化の測定を行う際に、測定時間を大幅に低減することのできる干渉分光光度計を提供することである。   That is, the problem to be solved by the present invention is to provide an interference spectrophotometer that can significantly reduce the measurement time when measuring the change in the amount of infrared absorption using the interference spectrophotometer. is there.

上記課題を解決するために成された本発明に係る干渉分光光度計は、赤外光を発生する光源と固定鏡及び移動鏡を含み前記赤外光より干渉光を生成する干渉計、該干渉光を試料に照射する光学系、及び前記試料からの反射光又は透過光を検出する検出器を具備する干渉分光光度計において、
a) 前記移動鏡の各回の走査によって得られるインターフェログラムを基準となるインターフェログラムと比較し、その形状の違いから赤外吸収量を算出する吸収量算出手段と、
b) 前記各回の走査における移動鏡の駆動範囲を、前記吸収量算出手段における吸収量算出に用いるデータの収集に必要な領域に限定する移動鏡駆動制御手段と、
を有することを特徴としている。
An interference spectrophotometer according to the present invention, which is made to solve the above problems, includes an interferometer that includes a light source that generates infrared light, a fixed mirror, and a movable mirror, and generates interference light from the infrared light, the interference In an interference spectrophotometer comprising an optical system for irradiating a sample with light, and a detector for detecting reflected light or transmitted light from the sample,
a) comparing the interferogram obtained by each scan of the movable mirror with a reference interferogram, and calculating the amount of infrared absorption from the difference in shape;
b) a movable mirror drive control means for limiting the drive range of the movable mirror in each scan to a region necessary for collecting data used for absorption amount calculation in the absorption amount calculation means;
It is characterized by having.

なお、上記インターフェログラムの形状の違いから赤外吸収量を算出するための演算手法は、いかなるものであってもよいが、高速な演算処理を実現するため、上述のグラムシュミット法を用いることが望ましい。   Any calculation method may be used to calculate the amount of infrared absorption based on the difference in the shape of the interferogram. However, in order to realize high-speed calculation processing, the above-described Gram Schmitt method should be used. Is desirable.

上記構成を有する本発明に係る干渉分光光度計によれば、上記移動鏡駆動制御手段により測定時における移動鏡の駆動範囲が上記赤外吸収量の算出に必要な領域に限られるよう制御が行われるため、赤外吸収量測定に掛かる時間を飛躍的に短縮することができる。   According to the interference spectrophotometer according to the present invention having the above-described configuration, the moving mirror drive control means performs control so that the driving range of the moving mirror at the time of measurement is limited to a region necessary for calculating the infrared absorption amount. Therefore, the time required for measuring the amount of infrared absorption can be drastically reduced.

すなわち、従来のFTIRでは、図5(a)に示すように、スペクトルの算出に必要な比較的広い範囲Ra(範囲は波数分解に依存して決まる)に亘って移動鏡を走査し、その間に所定の間隔でサンプリングした1000〜2000点程度の測光データから成るインターフェログラムを取得している。そして、赤外吸収量変化を算出する際には、各回の走査で取得されたインターフェログラムから所定の同一領域Rbにおける100〜200点程度のデータを抽出して上述のグラムシュミット法等による演算に使用している。これに対し、本発明に係る干渉分光光度計は、図5(b)に示すように、初めから上記赤外吸収量の算出に用いるデータを取得するために必要な範囲Rbに限定して移動鏡を駆動させるため、通常のスペクトル測定の数倍又はそれ以上の速度で特定波長領域の吸収量を測定することが可能となる。   That is, in the conventional FTIR, as shown in FIG. 5 (a), the movable mirror is scanned over a relatively wide range Ra (the range is determined depending on the wave number decomposition) necessary for calculating the spectrum. An interferogram composed of photometric data of about 1000 to 2000 points sampled at a predetermined interval is acquired. When calculating the infrared absorption change, data of about 100 to 200 points in the predetermined same region Rb is extracted from the interferogram acquired in each scan and calculated by the above-described Gram Schmid method or the like. It is used for. In contrast, as shown in FIG. 5B, the interference spectrophotometer according to the present invention moves from the beginning limited to the range Rb necessary for acquiring the data used for calculating the infrared absorption amount. Since the mirror is driven, it is possible to measure the amount of absorption in a specific wavelength region at a speed several times that of normal spectrum measurement or more.

なお、本発明に係る干渉分光光度計には、更に、上記干渉計から検出器に至る光路上に測定波長域の光を通過させるバンドパスフィルタを設けることが望ましい。これにより、目的とする波長領域の測定感度を向上させることができる。   In the interferometric spectrophotometer according to the present invention, it is desirable to further provide a band pass filter that allows light in the measurement wavelength range to pass on the optical path from the interferometer to the detector. Thereby, the measurement sensitivity of the target wavelength region can be improved.

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。なお、ここでは、ガスクロマトグラフ装置とFTIRを接続した例に基づいて説明を行うが、本発明は当該構成に限定されるものではない。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, although it demonstrates based on the example which connected the gas chromatograph apparatus and FTIR here, this invention is not limited to the said structure.

図1は、本実施例に係るFTIRの概略構成図である。本実施例に係るFTIRには、インターフェログラムを得るための主干渉計、及び移動鏡の摺動速度を制御したり主干渉計の光検出器で得られる信号をサンプリングするタイミング信号を生成したりするためのコントロール干渉計が設けられている。主干渉計は、赤外光源11、集光鏡12、コリメータ鏡13、ビームスプリッタ14、固定鏡15、移動鏡16等から構成され、スペクトル測定を行うための干渉赤外光を発生させる。すなわち、赤外光源11から出射された赤外光は、集光鏡12、コリメータ鏡13を介してビームスプリッタ14に照射され、ここで固定鏡15及び移動鏡16の二方向に分割される。固定鏡15及び移動鏡16にてそれぞれ反射した光はビームスプリッタ14によって再び合一され、放物面鏡21へ向かう光路に送られる。このとき、移動鏡16は移動鏡駆動部16aにより前後(図1中の矢印の方向)に往復駆動されているため、合一された光は時間的に振幅が変動する干渉光(インターフェログラム)となる。放物面鏡21にて集光された光は試料室22内に照射され、試料室22に配置されたガスセル23を通過した光は楕円面鏡24により光検出器25へ集光される。なお、ガスセル23は、加熱保温された導入パイプを介してガスクロマトグラフ装置(GC)60に接続されており、該ガスクロマトグラフ装置60で分離された試料ガス成分がガス状態のまま順次ガスセル23に導入される。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an FTIR according to the present embodiment. In the FTIR according to the present embodiment, a main interferometer for obtaining an interferogram, and a timing signal for controlling the sliding speed of the moving mirror or sampling a signal obtained by the photodetector of the main interferometer are generated. A control interferometer is provided. The main interferometer includes an infrared light source 11, a condensing mirror 12, a collimator mirror 13, a beam splitter 14, a fixed mirror 15, a moving mirror 16, and the like, and generates interfering infrared light for performing spectrum measurement. That is, the infrared light emitted from the infrared light source 11 is applied to the beam splitter 14 through the condensing mirror 12 and the collimator mirror 13, where it is divided into two directions, the fixed mirror 15 and the movable mirror 16. The lights reflected by the fixed mirror 15 and the movable mirror 16 are combined again by the beam splitter 14 and sent to the optical path toward the parabolic mirror 21. At this time, since the movable mirror 16 is reciprocated back and forth (in the direction of the arrow in FIG. 1) by the movable mirror driving unit 16a, the combined light is interferogram (interferogram) whose amplitude varies with time. ) The light collected by the parabolic mirror 21 is irradiated into the sample chamber 22, and the light that has passed through the gas cell 23 disposed in the sample chamber 22 is collected by the ellipsoidal mirror 24 onto the photodetector 25. The gas cell 23 is connected to a gas chromatograph device (GC) 60 through a heated and insulated introduction pipe, and the sample gas components separated by the gas chromatograph device 60 are sequentially introduced into the gas cell 23 in a gas state. Is done.

一方、コントロール干渉計は、レーザ光源17、ミラー18、ビームスプリッタ14、固定鏡15、移動鏡16等から構成され、干渉縞信号を得るためのレーザ干渉光を発生させる。すなわち、レーザ光源17から出射された光はミラー18を介してビームスプリッタ14に照射され、上記赤外光と同様に干渉光となって放物面鏡21の方向へ送られる。このレーザ干渉光は非常に小さな径の光束となって進行するため、光路中に挿入されたミラー19により反射されて光検出器20に導入される。   On the other hand, the control interferometer includes a laser light source 17, a mirror 18, a beam splitter 14, a fixed mirror 15, a movable mirror 16, and the like, and generates laser interference light for obtaining an interference fringe signal. That is, the light emitted from the laser light source 17 is applied to the beam splitter 14 through the mirror 18 and is transmitted to the parabolic mirror 21 as interference light similarly to the infrared light. Since this laser interference light travels as a light beam having a very small diameter, it is reflected by the mirror 19 inserted in the optical path and introduced into the photodetector 20.

なお、上記ビームスプリッタ14から放物面鏡21へ向かう光路上には、特定波長域の光を通過させるバンドパスフィルタ50が着脱自在に配置されており、必要に応じて目的波長域に応じた適当なバンドパスフィルタ50をセットすることにより、特定の波長域の測定感度を向上させることができる。なお、バンドパスフィルタ50の取り付け位置は上記に限定されるものではなく、ビームスプリッタ14から試料室22を経て光検出器25に至る光路上のいかなる位置に配置してもよい。   A bandpass filter 50 that allows light in a specific wavelength region to pass through is detachably disposed on the optical path from the beam splitter 14 toward the parabolic mirror 21, and according to the target wavelength region as required. By setting an appropriate bandpass filter 50, the measurement sensitivity in a specific wavelength region can be improved. Note that the attachment position of the bandpass filter 50 is not limited to the above, and may be arranged at any position on the optical path from the beam splitter 14 through the sample chamber 22 to the photodetector 25.

上記主干渉計を中心とする光学部品は気密室10内に配置されており、気密室10内は湿度がコントロールされている。これは、主として、潮解性を有するKBrを基板とするビームスプリッタ14を保護するためである。   The optical components centering on the main interferometer are arranged in the hermetic chamber 10, and the humidity is controlled in the hermetic chamber 10. This is mainly to protect the beam splitter 14 having KBr having deliquescence as a substrate.

光検出器20の受光信号、つまりレーザ光干渉縞信号(通常「フリンジ信号」と呼ばれる)は信号生成部29に入力され、ここで赤外干渉光に対する受光信号をサンプリングするためのパルス信号が生成される。また、このレーザ光干渉縞信号は安定した移動鏡16の摺動制御を行うためにも利用される。なお、上記レーザ光源17としては、一般にHe−Neレーザが使用され、信号生成部29にて上記レーザ光干渉縞信号と同じ周波数を有するパルス信号が生成される。   The light reception signal of the photodetector 20, that is, a laser light interference fringe signal (usually called “fringe signal”) is input to the signal generation unit 29, where a pulse signal for sampling the light reception signal for the infrared interference light is generated. Is done. Further, this laser beam interference fringe signal is also used for performing stable sliding control of the movable mirror 16. As the laser light source 17, a He—Ne laser is generally used, and a pulse signal having the same frequency as the laser light interference fringe signal is generated by the signal generation unit 29.

光検出器25で得られた受光信号はアンプ26で増幅され、サンプルホールド回路(S/H)27にて上記パルス信号によるタイミングでサンプリングされた後にA/D変換器(A/D)28によりデジタルデータに変換される。該デジタルデータは制御/処理部30に送られ、後述のデータ処理を施される。なお、上記一連の測定動作は制御/処理部30の制御の下に実行される。   The received light signal obtained by the photodetector 25 is amplified by the amplifier 26, sampled by the sample and hold circuit (S / H) 27 at the timing of the pulse signal, and then by the A / D converter (A / D) 28. Converted to digital data. The digital data is sent to the control / processing unit 30 and subjected to data processing described later. The series of measurement operations are executed under the control of the control / processing unit 30.

制御/処理部30は、専用の制御/処理装置とすることもできるが、一般的には、その実体は専用の制御/処理ソフトウエアをインストールしたパーソナルコンピュータであって、各種の入力操作を行うためのキーボードやポインティングデバイス(マウスなど)による入力部41や測定結果等を表示するためのモニタ40が接続されている。   Although the control / processing unit 30 can be a dedicated control / processing device, generally, the entity is a personal computer in which dedicated control / processing software is installed, and performs various input operations. An input unit 41 using a keyboard and a pointing device (such as a mouse) and a monitor 40 for displaying measurement results are connected.

以下、本実施例に係るFTIRの動作を図2〜4を参照して説明する。図2は制御/処理部30の機能ブロック図であり、図3は本実施例のFTIRの動作を示すフローチャート、図4は本実施例のFTIRの動作を説明するための波形図である。   Hereinafter, the operation of FTIR according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a functional block diagram of the control / processing unit 30, FIG. 3 is a flowchart showing the FTIR operation of this embodiment, and FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the FTIR operation of this embodiment.

(1)測定条件の設定
まず、ユーザが入力部41を操作することにより各種測定条件の設定を行う(ステップS11)。前記測定条件には、少なくとも、レファレンスデータ(基準インターフェログラム)の取得本数及び移動鏡16の駆動範囲が含まれる。
(1) Setting measurement conditions First, various measurement conditions are set by the user operating the input unit 41 (step S11). The measurement conditions include at least the number of acquired reference data (reference interferogram) and the driving range of the movable mirror 16.

ここで、移動鏡16の移動に伴って光検出器25で得られるインターフェログラムが図4(a)に示すとおりであるとすると、サンプルホールド回路27及びA/D変換器28によりデジタル化されたデータは図4(b)に示すようになる。このようなインターフェログラムでは横軸は光路差(すなわち移動鏡の位置)である。従って、センターバースト(最大測定点)からのオフセットデータ点数m及び取得データ点数nを指定することにより、移動鏡駆動範囲の両端位置が規定される。例えば、オフセットデータ点数を20点、取得データ点数を50点とした場合、センターバースト位置を基準として20点目のサンプリング点に対応する位置から70点目のサンプリング点に対応する位置までが移動鏡の駆動範囲となる。なお、上記レファレンスデータの取得本数は、後述の定量値算出に要する計算時間及び得られるデータの精度に影響を与える。   Here, assuming that the interferogram obtained by the photodetector 25 with the movement of the movable mirror 16 is as shown in FIG. 4A, it is digitized by the sample hold circuit 27 and the A / D converter 28. The data is as shown in FIG. In such an interferogram, the horizontal axis is the optical path difference (that is, the position of the moving mirror). Accordingly, by specifying the offset data point m from the center burst (maximum measurement point) and the acquired data point n, both end positions of the movable mirror driving range are defined. For example, when the number of offset data points is 20 and the number of acquired data points is 50 points, the position from the position corresponding to the 20th sampling point to the position corresponding to the 70th sampling point is determined from the center burst position. This is the driving range. The number of reference data acquired affects the calculation time required to calculate a quantitative value, which will be described later, and the accuracy of the obtained data.

ここで、制御/処理部30は、各種対象試料又は対象波長域における赤外吸収量変化の測定に適した測定条件(上記移動鏡の駆動範囲等)を格納したプリセット記憶部34を備えており、ユーザが入力部41から対照試料又は対象波長域(あるいは測定に使用するバンドパスフィルタ50の種類)を指定することにより、自動的に該対象試料等に応じた適切なパラメータがプリセット記憶部34から読み出されて設定記憶部35に記憶される。なお、入力部41からユーザが直接数値等を入力することによって測定条件の設定を行うことも可能である。   Here, the control / processing unit 30 includes a preset storage unit 34 that stores measurement conditions (such as the driving range of the movable mirror) suitable for measurement of changes in infrared absorption in various target samples or wavelength ranges. When the user designates the control sample or the target wavelength region (or the type of the bandpass filter 50 used for measurement) from the input unit 41, an appropriate parameter corresponding to the target sample is automatically set in the preset storage unit 34. Is stored in the setting storage unit 35. It is also possible to set measurement conditions by directly inputting a numerical value or the like from the input unit 41 by the user.

(2)センターバースト位置の決定
次に、測定に先立って、移動鏡16を所定の範囲で移動させながらデータ収集を行い、測定値が最大となる位置をセンターバースト位置として決定する(ステップS12)。
(2) Determination of Center Burst Position Next, prior to measurement, data is collected while moving the movable mirror 16 within a predetermined range, and the position where the measured value is maximum is determined as the center burst position (step S12). .

(3)レファレンスデータの取得
続いて、試料成分を含まないキャリア流体をガスセル23に導入し、設定記憶部35に記憶された測定条件に従って測定を実行する。これにより例えば、ステップS12で決定されたセンターバースト位置を基準として+方向にm点目のサンプリング点のデータを取得可能な位置から移動鏡16の駆動を開始し、その後、n点分のデータを取得した時点で移動鏡16の駆動方向を−方向に折り返すように駆動制御部36が移動鏡駆動部16aを制御する。このような移動鏡16の走査が繰り返し実行され、ステップS11で設定された本数(例えば4本)のインターフェログラムがレファレンスデータ記憶部31に記憶される(ステップS13)。なお、データの取得は移動鏡16の往復方向で行うことも可能である。
(3) Acquisition of Reference Data Subsequently, a carrier fluid that does not contain a sample component is introduced into the gas cell 23, and measurement is performed according to the measurement conditions stored in the setting storage unit 35. Thereby, for example, the driving of the movable mirror 16 is started from the position where the data of the m-th sampling point can be acquired in the + direction with the center burst position determined in step S12 as a reference, and then the data for n points is obtained. At the time of acquisition, the drive control unit 36 controls the movable mirror drive unit 16a so that the drive direction of the movable mirror 16 is turned back to the negative direction. Such scanning of the movable mirror 16 is repeatedly executed, and the number (for example, four) of interferograms set in step S11 is stored in the reference data storage unit 31 (step S13). Note that data acquisition can also be performed in the reciprocating direction of the movable mirror 16.

(4)試料成分の測定〜クロマトグラムの作成
次に、クロマトグラフ装置60で分離された試料成分ガスを順次ガスセル23に導入し、上記レファレンスデータ取得時と同一の範囲における移動鏡16の走査を繰り返し実行しながらデータの収集を行う(ステップS14)。各走査により取得されたインターフェログラム(以下、「測定データ」と呼ぶ)は相違量算出部32に送出される。相違量算出部32では、レファレンスデータ記憶部31から読み出された複数のレファレンスデータと前記測定データとの信号情報の違いがグラムシュミット法を用いた計算により数値化される(ステップS15)。該数値はクロマトグラム作成部33に送出され、予め求めた検量線を使用して赤外吸収の定量値を時系列的にプロットすることにより、求める波長領域における赤外吸収量の時間変化を示す赤外吸収クロマトグラムが作成される(ステップS16)。作成された赤外吸収クロマトグラムはモニタ40上にほぼリアルタイムで表示される。
(4) Measurement of sample components to preparation of chromatogram Next, the sample component gases separated by the chromatograph device 60 are sequentially introduced into the gas cell 23, and scanning of the movable mirror 16 in the same range as when the reference data is acquired is performed. Data is collected while being repeatedly executed (step S14). Interferograms (hereinafter referred to as “measurement data”) acquired by each scan are sent to the difference amount calculation unit 32. In the difference amount calculation unit 32, the difference in signal information between the plurality of reference data read from the reference data storage unit 31 and the measurement data is digitized by calculation using the Gram Schmitt method (step S15). The numerical value is sent to the chromatogram creation unit 33, and the quantitative value of the infrared absorption is plotted in time series using the calibration curve obtained in advance, thereby showing the time change of the infrared absorption in the desired wavelength region. An infrared absorption chromatogram is created (step S16). The created infrared absorption chromatogram is displayed on the monitor 40 in almost real time.

上記の本実施例に係るFTIRによれば、従来のようにスペクトル生成に必要な領域全体を走査するのではなく、赤外吸収量変化の定量計算に使用する範囲に限定して移動鏡を駆動するため、一般的なスペクトル測定の数倍以上の速度で特定波長領域の吸光度変化を測定することができる。その結果、より短い時間間隔で試料の走査を行うことが可能となる。   According to the above FTIR according to the present embodiment, the entire range necessary for spectrum generation is not scanned as in the prior art, but the movable mirror is driven only to the range used for quantitative calculation of the change in infrared absorption amount. Therefore, it is possible to measure a change in absorbance in a specific wavelength region at a speed several times faster than general spectrum measurement. As a result, it is possible to scan the sample at shorter time intervals.

以上、実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、通常のFTIRに、本発明に係る赤外吸収量変化の高速測定を実行する機能を付加した構成としたが、本発明に係る干渉分光光度計は、赤外吸収量変化測定専用の装置として実現することもできる。   The best mode for carrying out the present invention has been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described configuration, and appropriate modifications are allowed within the scope of the gist of the present invention. Is. For example, in the above-described embodiment, the normal spectroscopic FTIR is added with the function of performing the high-speed measurement of the change in the infrared absorption amount according to the present invention. It can also be realized as a device dedicated to change measurement.

本発明の一実施例に係るFTIRの概略構成図。The schematic block diagram of FTIR which concerns on one Example of this invention. 同実施例のFTIRの制御/処理部を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the control / processing part of FTIR of the Example. 同実施例のFTIRを用いた赤外吸収量変化の測定手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the measurement procedure of the infrared absorption amount change using FTIR of the Example. 同実施例に係るFTIRの動作を説明するための波形図。The wave form diagram for demonstrating the operation | movement of FTIR which concerns on the Example. 干渉分光光度計における移動鏡の動きを示す概念図であって、(a)は従来の干渉分光光度計を示し、(b)は本発明に係る干渉分光光度計を示す。It is a conceptual diagram which shows the motion of the movable mirror in an interference spectrophotometer, (a) shows the conventional interference spectrophotometer, (b) shows the interference spectrophotometer which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…気密室
11…赤外光源
12…集光鏡
13…コリメータ鏡
14…ビームスプリッタ
15…固定鏡
16…移動鏡
16a…移動鏡駆動部
17…レーザ光源
18、19…ミラー
20、25…光検出器
21…放物面鏡
22…試料室
23…ガスセル
24…楕円面鏡
26…アンプ
27…サンプルホールド回路
28…A/D変換器
29…信号生成部
30…制御/処理部
31…レファレンスデータ記憶部
32…相違量算出部
33…クロマトグラム作成部
34…プリセット記憶部
35…設定記憶部
36…駆動制御部
40…モニタ
41…入力部
50…バンドパスフィルタ
60…クロマトグラフ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Airtight chamber 11 ... Infrared light source 12 ... Condensing mirror 13 ... Collimator mirror 14 ... Beam splitter 15 ... Fixed mirror 16 ... Moving mirror 16a ... Moving mirror drive part 17 ... Laser light source 18, 19 ... Mirror 20, 25 ... Light Detector 21 ... Parabolic mirror 22 ... Sample chamber 23 ... Gas cell 24 ... Ellipsoidal mirror 26 ... Amplifier 27 ... Sample hold circuit 28 ... A / D converter 29 ... Signal generator 30 ... Control / processor 31 ... Reference data Storage unit 32 ... Difference calculation unit 33 ... Chromatogram creation unit 34 ... Preset storage unit 35 ... Setting storage unit 36 ... Drive control unit 40 ... Monitor 41 ... Input unit 50 ... Bandpass filter 60 ... Chromatograph device

Claims (3)

赤外光を発生する光源と固定鏡及び移動鏡を含み前記赤外光より干渉光を生成する干渉計、該干渉光を試料に照射する光学系、及び前記試料からの反射光又は透過光を検出する検出器を具備する干渉分光光度計において、
a) 前記移動鏡の各回の走査によって得られるインターフェログラムを基準となるインターフェログラムと比較し、その形状の違いから赤外吸収量を算出する吸収量算出手段と、
b) 前記各回の走査における移動鏡の駆動範囲を、前記吸収量算出手段における吸収量算出に用いるデータの収集に必要な領域に限定する移動鏡駆動制御手段と、
を有することを特徴とする干渉分光光度計。
An interferometer that includes a light source that generates infrared light, a fixed mirror, and a movable mirror to generate interference light from the infrared light, an optical system that irradiates the sample with the interference light, and reflected or transmitted light from the sample In an interferometric spectrophotometer comprising a detector to detect,
a) comparing the interferogram obtained by each scan of the movable mirror with a reference interferogram, and calculating the amount of infrared absorption from the difference in shape;
b) a movable mirror drive control means for limiting the drive range of the movable mirror in each scan to a region necessary for collecting data used for absorption amount calculation in the absorption amount calculation means;
An interference spectrophotometer characterized by comprising:
上記干渉計から検出器に至る光路上に測定波長域の光を通過させるバンドパスフィルタを設けたことを特徴とする請求項1に記載の干渉分光光度計。   2. The interference spectrophotometer according to claim 1, further comprising a bandpass filter that allows light in a measurement wavelength range to pass through an optical path from the interferometer to the detector. コンピュータを請求項1に記載の吸収量算出手段及び移動鏡駆動制御手段として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the absorption amount calculating means and the moving mirror drive control means according to claim 1.
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