JP2017003300A - Spectral analysis device and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectral analysis device and method capable of performing a liquid type identification, a concentration identification, and the like even in the case of an object to be measured where a change of the absorbance spectrum is small and an absorbance spectrum is made to approximate and a measurement sensitivity is improved and an accurate measurement can be performed.SOLUTION: A spectrum analysis system includes: electromagnetic wave irradiation means for measurement for irradiating an electromagnetic wave for measurement to an object to be measured; external electromagnetic wave irradiation means for irradiating an external electromagnetic wave for giving an external stimulus to the object to be measured; and detection means for detecting the electromagnetic wave for measurement that transmits the object to be measured; and control means connected to the detection means. The control means includes: time measurement means for measuring a measurement time during spectrum analysis and performs the identification of the object to be measured based on the electromagnetic wave for measurement transmitting the object to be measured detected by the detection means and the irradiation time of the external electromagnetic wave measured by the time measurement means in a state that the external electromagnetics wave is irradiated to the object to be measured.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば、紫外光、可視光、赤外光、X線、γ線などの電磁波を用いて、被計測物の物性の計測や定性分析、定量分析などを行う分光分析装置および分光分析方法に関する。   The present invention relates to a spectroscopic analysis apparatus and a spectroscopic analysis that perform measurement, qualitative analysis, quantitative analysis, etc. of physical properties of an object using electromagnetic waves such as ultraviolet light, visible light, infrared light, X-rays, and γ rays. Regarding the method.

従来、破壊検査、非破壊検査を問わず、被計測物を計測する方法として、紫外光、可視光、赤外光、X線、γ線などの電磁波を用いて、被計測物の液種や濃度などの識別を行う分光分析法が知られている。   Conventionally, as a method of measuring an object to be measured regardless of whether it is a destructive inspection or a non-destructive inspection, an electromagnetic wave such as ultraviolet light, visible light, infrared light, X-rays, γ-rays, A spectroscopic analysis method for identifying concentration and the like is known.

この分光分析法では、例えば、特許文献1,2などに開示されているように、被計測物に対して所定波長帯域の近赤外光などの光を照射する投光手段と、被計測物を透過した光を受光する受光手段とを用い、受光手段によって受光した透過光から、被計測物の所定波長における吸光度を算出し、この吸光度と予め計測された被計測物の参照用データとから、被計測物の性質や量などを計測することができる。   In this spectroscopic analysis method, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a light projecting means for irradiating light to be measured such as near infrared light in a predetermined wavelength band, and the object to be measured The light receiving means that receives the light transmitted through the light receiving means is used to calculate the absorbance at a predetermined wavelength of the measured object from the transmitted light received by the light receiving means, and from this absorbance and the reference data of the measured object measured in advance. It is possible to measure the property and quantity of the object to be measured.

特開平6−213804号公報JP-A-6-213804 特開2005−187844号公報JP 2005-187844 A

しかしながら、このような従来の分光分析法では、例えば、吸光度の変化が小さかったり、被計測対象の吸光度スペクトルが近似する被計測対象(計測したい物質や性質など)については、区別をすることが困難であり、各々の液種識別や濃度識別などが出来ないという問題があった。   However, in such a conventional spectroscopic analysis method, it is difficult to distinguish, for example, an object to be measured (such as a substance or property to be measured) whose absorbance change is small or whose absorbance spectrum is approximate. Therefore, there is a problem that each liquid type identification and concentration identification cannot be performed.

図12は、従来の分光分析法を用いて、異なる濃度のクエン酸水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフであり、図12(a)は、吸光度そのもののグラフ、図12(b)は、水(0重量%クエン酸水溶液)を基準として、吸光度の差分をとったグラフである。   FIG. 12 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of citric acid aqueous solutions having different concentrations using a conventional spectroscopic analysis method. FIG. 12A is a graph of absorbance itself, and FIG. It is the graph which took the difference of the light absorbency on the basis of water (0 weight% citric acid aqueous solution).

また、図13は、従来の分光分析法を用いて、異なる濃度のショ糖水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフであり、図13(a)は、吸光度そのもののグラフ、図13(b)は、水(0重量%ショ糖水溶液)を基準として、吸光度の差分をとったグラフである。
なお、図12,13に示すグラフでは、計測用電磁波16の波長と、各波長における吸光度との関係を示している。
FIG. 13 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of sucrose aqueous solutions having different concentrations using a conventional spectroscopic analysis method. FIG. 13A is a graph of absorbance itself, and FIG. ) Is a graph showing the difference in absorbance with water (0% by weight aqueous sucrose solution) as a reference.
Note that the graphs shown in FIGS. 12 and 13 show the relationship between the wavelength of the measurement electromagnetic wave 16 and the absorbance at each wavelength.

図12,13に示すように、低濃度のクエン酸水溶液やショ糖水溶液では吸光度にほぼ差が生じておらず、従来の分光分析法では、低濃度のクエン酸水溶液やショ糖水溶液の濃度計測を行うことは困難となる場合がある。   As shown in FIGS. 12 and 13, there is almost no difference in absorbance between the low-concentration citric acid solution and the sucrose aqueous solution, and the conventional spectroscopic analysis method measures the concentration of the low-concentration citric acid solution and the sucrose aqueous solution. It can be difficult to do.

また、被計測対象が一つであっても、図12,13に示すように、クエン酸水溶液とショ糖水溶液の吸光度スペクトルや、その濃度変化が近似しているため、液種の区別をして濃度識別を行うことはできなかった。   Moreover, even if there is only one measurement target, as shown in FIGS. 12 and 13, the absorbance spectrum of the citric acid aqueous solution and the sucrose aqueous solution and the concentration change thereof are approximated. Therefore, the concentration could not be identified.

さらには、被計測物に濁りがある場合、遠方から被計測物を計測する場合などには充分な感度が得られず、正確な計測を行うことが出来なかった。   Furthermore, when the object to be measured is cloudy or when the object to be measured is measured from a distance, sufficient sensitivity cannot be obtained, and accurate measurement cannot be performed.

本発明では、このような現状に鑑み、従来の分光分析法では吸光度の変化が小さかったり、吸光度スペクトルが近似するような被計測対象であっても液種識別や濃度識別などを行うことが出来るとともに、計測感度を向上させ、正確な計測を行うことが出来る分光分析装置および方法を提供することを目的とする。   In the present invention, in view of such a current situation, it is possible to perform liquid type identification, concentration identification, and the like even for a measurement target in which the change in absorbance is small in the conventional spectroscopic analysis method or the absorbance spectrum approximates. At the same time, an object is to provide a spectroscopic analysis apparatus and method capable of improving measurement sensitivity and performing accurate measurement.

また、化学合成方法の一つとして、物質の合成の際に、マイクロ波を照射して合成反応の促進を図るマイクロ波化学合成がある。このマイクロ波化学合成におけるマイクロ波を外部電磁波と捉えることにより、マイクロ波化学合成中の反応率や組成比の検出をすることができる分光分析装置および方法を提供することを目的とする。   In addition, as one of chemical synthesis methods, there is microwave chemical synthesis that promotes a synthesis reaction by irradiating a microwave when a substance is synthesized. An object of the present invention is to provide a spectroscopic analysis apparatus and method capable of detecting the reaction rate and composition ratio during microwave chemical synthesis by capturing the microwave in the microwave chemical synthesis as an external electromagnetic wave.

本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の分光分析装置は、
被計測物の識別を行うための分光分析装置であって、
前記被計測物に対して計測用電磁波を照射する計測用電磁波照射手段と、
前記被計測物に対して外部刺激を与えるための外部電磁波を照射する外部電磁波照射手段と、
前記被計測物を透過した前記計測用電磁波を検出するための検出手段と、
前記検出手段と接続されるとともに、制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、分光分析中の計測時間を計測するための時間計測手段を備えるとともに、
前記被計測物に対して前記外部電磁波を照射した状態において、前記検出手段によって検出された前記被計測物を透過した前記計測用電磁波と、前記時間計測手段によって計測された前記外部電磁波の照射時間とに基づいて、前記被計測物の識別を行うことを特徴とする。
The present invention was invented to solve the problems in the prior art as described above.
A spectroscopic analyzer for identifying an object to be measured,
A measurement electromagnetic wave irradiation means for irradiating the measurement object with a measurement electromagnetic wave;
An external electromagnetic wave irradiation means for irradiating an external electromagnetic wave for applying an external stimulus to the object to be measured;
Detection means for detecting the measurement electromagnetic wave transmitted through the object to be measured;
Connected to the detection means, and control means;
With
The control means includes a time measurement means for measuring a measurement time during the spectroscopic analysis,
In the state where the measurement object is irradiated with the external electromagnetic wave, the measurement electromagnetic wave transmitted through the measurement object detected by the detection unit and the irradiation time of the external electromagnetic wave measured by the time measurement unit Based on the above, the object to be measured is identified.

また、本発明の分光分析方法は、
被計測物の識別を行うための分光分析方法であって、
前記被計測物に対して外部電磁波を照射した状態で、計測用電磁波を照射し、
前記被計測物を透過した前記計測用電磁波に基づいて、前記被計測物の識別を行うことを特徴とする。
Moreover, the spectroscopic analysis method of the present invention comprises:
A spectral analysis method for identifying an object to be measured,
In the state of irradiating the object to be measured with external electromagnetic waves, irradiating with electromagnetic waves for measurement,
The measurement object is identified based on the measurement electromagnetic wave transmitted through the measurement object.

このように被計測物に対して外部電磁波を照射するとともに、照射直後からの計測用電磁波の時間変化を連続的に計測することで、非定常状態の被計測物について分光分析を行うことができ、従来のように外部電磁波を照射せず、定常状態の被計測物の計測を行った場合とは全く異なる結果を得ることができる。これにより、定常状態では識別不可能であった被計測物であっても計測が可能となる。   In this way, by irradiating the object to be measured with external electromagnetic waves and continuously measuring the time change of the measuring electromagnetic wave immediately after irradiation, it is possible to perform spectroscopic analysis on the object to be measured in an unsteady state. Thus, a completely different result can be obtained from the case where the measurement of the measurement object in the steady state is performed without irradiating the external electromagnetic wave as in the prior art. As a result, even a measurement object that cannot be identified in a steady state can be measured.

また、本発明では、前記計測用電磁波が、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波、RF波、X線、γ線のいずれかであることが好ましい。
また、本発明では、前記外部電磁波が、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波RF波、X線のいずれか、もしくは、これらの組み合わせであることが好ましく、特に、前記外部電磁波が、2.45GHzのマイクロ波であることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the measurement electromagnetic wave is any one of ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave, RF wave, X-ray, and γ-ray.
In the present invention, the external electromagnetic wave is preferably ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave RF wave, X-ray, or a combination thereof, and in particular, the external electromagnetic wave is A microwave of 2.45 GHz is preferable.

また、本発明の分光分析装置は、前記外部電磁波照射手段が、送信アンテナと、電波レンズと、受信アンテナとを含み、
前記外部電磁波は、前記電波レンズを介して前記被計測物に照射されるように構成することができる。
Further, in the spectroscopic analysis device of the present invention, the external electromagnetic wave irradiation means includes a transmission antenna, a radio wave lens, and a reception antenna,
The external electromagnetic wave can be configured to irradiate the object to be measured through the radio wave lens.

また、本発明の分光分析方法は、前記外部電磁波を、電波レンズを介して前記被計測物に照射することができる。
このように、電波レンズを介して被計測物に対して外部電磁波を照射することによって、
In the spectroscopic analysis method of the present invention, the object to be measured can be irradiated with the external electromagnetic wave via a radio wave lens.
In this way, by irradiating the object to be measured with the external electromagnetic wave via the radio wave lens,

また、本発明の分光分析装置は、前記外部電磁波を導波するための中空導波管を備えることができる。
また、本発明の分光分析方法は、前記外部電磁波を、中空導波管を用いて導波して、前記被計測物に照射することができる。
In addition, the spectroscopic analyzer of the present invention can include a hollow waveguide for guiding the external electromagnetic wave.
In the spectroscopic analysis method of the present invention, the external electromagnetic wave can be guided using a hollow waveguide to irradiate the object to be measured.

このように、中空導波管を用いて外部電磁波を導波することによって、効率よく外部電磁波を被計測物に照射することができる。   Thus, by guiding the external electromagnetic wave using the hollow waveguide, the external electromagnetic wave can be efficiently irradiated onto the object to be measured.

また、本発明の分光分析装置は、前記計測用電磁波照射手段、前記外部電磁波照射手段、前記検出手段を一体としたプローブを含むプローブ装置を備え、
前記計測用電磁波照射手段、前記外部電磁波照射手段、前記検出手段が、それぞれ導波管を含むように構成することができる。
The spectroscopic analysis apparatus of the present invention includes a probe device including a probe integrated with the measurement electromagnetic wave irradiation means, the external electromagnetic wave irradiation means, and the detection means,
The measurement electromagnetic wave irradiation unit, the external electromagnetic wave irradiation unit, and the detection unit may each include a waveguide.

このように構成することによって、被計測物に対してプローブ装置が有するプローブの先端を接触させることで分光分析を行うことができ、被計測物の大きさや形を問わず、外部電磁波を照射した状態で分光分析を行うことができる。   By configuring in this way, it is possible to perform spectroscopic analysis by bringing the tip of the probe of the probe device into contact with the object to be measured, and irradiating external electromagnetic waves regardless of the size or shape of the object to be measured. Spectroscopic analysis can be performed in the state.

また、本発明では、前記被計測物として、溶液、懸濁液、果汁、生体液、化学工業液などの液体の識別を行うことができる。
また、本発明では、前記被計測物が、青果物、水産物、生体などの固体の識別を行うこともできる。この場合、前記被計測物における被計測対象を血糖値とすることができる。
In the present invention, liquids such as solutions, suspensions, fruit juices, biological fluids, and chemical industrial fluids can be identified as the objects to be measured.
In the present invention, the object to be measured can also identify solids such as fruits and vegetables, marine products, and living organisms. In this case, the measurement target in the measurement target can be a blood glucose level.

本発明によれば、被計測物に対して、計測用電磁波とは別に外部電磁波を照射することで被計測物を非定常状態とし、非定常状態における被計測物の分光分析を行うことにより、従来の分光分析法では吸光度スペクトルが近似するような被計測対象であっても識別が出来るとともに、計測感度を向上させ、正確な計測を行うことが出来る。   According to the present invention, the object to be measured is made to be in an unsteady state by irradiating the object to be measured with an external electromagnetic wave separately from the electromagnetic wave for measurement, and by performing spectral analysis of the object to be measured in the unsteady state, In the conventional spectroscopic analysis method, it is possible to identify even a measurement target whose absorbance spectrum is approximate, improve measurement sensitivity, and perform accurate measurement.

図1は、本発明の分光分析装置の構成を説明するための概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of the spectroscopic analyzer of the present invention. 図2は、本発明の分光分析装置の別の構成を説明するための概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining another configuration of the spectroscopic analysis apparatus of the present invention. 図3は、本発明の分光分析装置のさらに別の構成を説明するための概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining still another configuration of the spectroscopic analyzer of the present invention. 図4は、分光分析装置を用いて、異なる濃度のクエン酸水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of citric acid aqueous solutions having different concentrations using a spectroscopic analyzer. 図5は、分光分析装置を用いて、異なる濃度のショ糖水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of sucrose aqueous solutions having different concentrations using a spectroscopic analyzer. 図6は、分光分析装置を用いて、溶質の異なる水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of aqueous solutions having different solutes using a spectroscopic analyzer. 図7は、水の吸光度の温度変化について説明するためのグラフである。FIG. 7 is a graph for explaining a temperature change in the absorbance of water. 図8は、クエン酸水溶液の吸光度の温度変化について説明するためのグラフである。FIG. 8 is a graph for explaining the temperature change of the absorbance of the citric acid aqueous solution. 図9は、ショ糖水溶液の吸光度の温度変化について説明するためのグラフである。FIG. 9 is a graph for explaining the temperature change of the absorbance of the aqueous sucrose solution. 図10は、本発明の分光分析装置のさらに別の構成を説明するための概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram for explaining still another configuration of the spectroscopic analysis apparatus of the present invention. 図11は、図10の分光分析装置の変形例を説明するための概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram for explaining a modification of the spectroscopic analyzer of FIG. 図12は、従来の分光分析法を用いて、異なる濃度のクエン酸水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of citric acid aqueous solutions having different concentrations using a conventional spectroscopic analysis method. 図13は、従来の分光分析法を用いて、異なる濃度のショ糖水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of sucrose aqueous solutions having different concentrations using a conventional spectroscopic analysis method.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本実施例における分光分析装置の構成を説明するための概略構成図である。
本実施例の分光分析装置10は、被計測物12に対して計測用電磁波16を照射するための計測用電磁波照射手段14と、被計測物12に対して外部刺激を与え被計測物12を非定常状態とするための外部電磁波20を照射する外部電磁波照射手段18と、被計測物12を透過した計測用電磁波16を検出するための検出手段22と、を備えている。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of the spectroscopic analyzer in the present embodiment.
The spectroscopic analyzer 10 of this embodiment includes a measurement electromagnetic wave irradiation means 14 for irradiating the measurement object 16 with the measurement electromagnetic wave 16, and an external stimulus to the measurement object 12 to apply the measurement object 12 to the measurement object 12. An external electromagnetic wave irradiation means 18 for irradiating the external electromagnetic wave 20 for making the unsteady state and a detection means 22 for detecting the measurement electromagnetic wave 16 that has passed through the measurement object 12 are provided.

計測用電磁波16としては、例えば、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波(およそ300MHz〜3THzの電磁波)、RF(Radio Frequency)波(およそ30kHz〜300MHzの電磁波)、X線、γ線などの電磁波を用いることができ、計測用電磁波照射手段14としては、このような計測用電磁波16を照射可能なものであれば特に限定されるものではない。   As the electromagnetic wave 16 for measurement, for example, ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave (electromagnetic wave of about 300 MHz to 3 THz), RF (Radio Frequency) wave (electromagnetic wave of about 30 kHz to 300 MHz), X-ray, γ-ray The electromagnetic wave irradiation means 14 for measurement is not particularly limited as long as the measurement electromagnetic wave 16 can be irradiated.

また、外部電磁波20としては、被計測物12を非定常状態とすることの出来る電磁波であれば特に限定されるものではなく、例えば、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波(およそ300MHz〜3THzの電磁波)、RF(Radio Frequency)波(およそ30kHz〜300MHzの電磁波)、X線などを用いることができ、特に、2.45GHzのマイクロ波を用いることが好ましい。また、外部電磁波20としては、上記電磁波を組み合わせたものであってもよい。なお、外部電磁波照射手段18としては、このような外部電磁波20を照射可能なものであれば特に限定されるものではない。   The external electromagnetic wave 20 is not particularly limited as long as it is an electromagnetic wave that can set the measurement object 12 in an unsteady state. For example, ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave (approximately 300 MHz) ˜3 THz electromagnetic waves), RF (Radio Frequency) waves (electromagnetic waves of about 30 kHz to 300 MHz), X-rays and the like can be used, and it is particularly preferable to use 2.45 GHz microwaves. Further, the external electromagnetic wave 20 may be a combination of the above electromagnetic waves. The external electromagnetic wave irradiation means 18 is not particularly limited as long as it can irradiate such an external electromagnetic wave 20.

なお、図示しないが、計測用電磁波照射手段14と被計測物12との間、被計測物12と検出手段22との間、外部電磁波照射手段18と被計測物12との間に、それぞれ、計測用電磁波16や外部電磁波20を偏波するための偏波手段を設けることもできる。   Although not shown, between the measurement electromagnetic wave irradiation means 14 and the measurement object 12, between the measurement object 12 and the detection means 22, and between the external electromagnetic wave irradiation means 18 and the measurement object 12, respectively. Polarization means for polarizing the measurement electromagnetic wave 16 and the external electromagnetic wave 20 can also be provided.

なお、偏波手段としては、計測用電磁波16や外部電磁波20を直線偏波あるいは円偏波とするための手段を用いることができ、直線偏波としては、垂直、水平のいずれかを選択し、組み合わせて計測に使用することができる。   As the polarization means, means for making the measurement electromagnetic wave 16 and the external electromagnetic wave 20 linearly polarized or circularly polarized can be used, and either vertical or horizontal is selected as the linearly polarized wave. Can be used for measurement in combination.

また、それぞれの偏波は、所定の角度を指定して使用することもできる。さらに、円偏波と直線偏波の組み合わせや、円偏波と円偏波の組み合わせで使用することもできる。
なお、直線偏波された電磁波の送受信には、偏光子を用いる場合やホーンアンテナなどの矩形アンテナを用いることができる。
Each polarization can also be used by specifying a predetermined angle. Furthermore, it can also be used in a combination of circular polarization and linear polarization, or a combination of circular polarization and circular polarization.
Note that for transmission / reception of linearly polarized electromagnetic waves, a polarizer or a rectangular antenna such as a horn antenna can be used.

また、検出手段22は、被計測物12を透過した計測用電磁波16を検出し、その強度を計測可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、CCD分光器などを用いることができる。   The detection means 22 is not particularly limited as long as it can detect the measurement electromagnetic wave 16 that has passed through the measurement object 12 and can measure the intensity thereof. For example, a CCD spectrometer may be used. it can.

さらに、外部電磁波照射手段18および検出手段22は、制御手段24と接続されており、制御手段24は、外部電磁波照射手段18による外部電磁波20の制御を行ったり、検出手段22により検出された計測用電磁波16に基づいて被計測物12の識別を行うように構成されている。   Further, the external electromagnetic wave irradiation means 18 and the detection means 22 are connected to the control means 24, and the control means 24 controls the external electromagnetic wave 20 by the external electromagnetic wave irradiation means 18 or the measurement detected by the detection means 22. The measurement object 12 is configured to be identified based on the electromagnetic wave 16 for use.

また、制御手段24は、分光分析中の計測時間を計測するための時間計測手段25を備えており、時間計測手段25は、外部電磁波20や計測用電磁波16の照射時間を計測するように構成されている。なお、時間計測手段25としては、例えば、制御手段24に組み込まれたカウンタなどを用いることができる。   The control unit 24 includes a time measurement unit 25 for measuring a measurement time during the spectroscopic analysis, and the time measurement unit 25 is configured to measure the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 and the measurement electromagnetic wave 16. Has been. As the time measuring unit 25, for example, a counter incorporated in the control unit 24 can be used.

また、制御手段24には、例えば、ディスプレイやプリンタなどの出力手段26が接続され、例えば、被計測物12の識別結果など、制御手段24での演算結果を出力可能に構成することが好ましい。   Further, the control means 24 is preferably connected to an output means 26 such as a display or a printer, and is preferably configured to be able to output a calculation result in the control means 24 such as an identification result of the object 12 to be measured.

このように構成された本実施例の分光分析装置10では、被計測物12として、例えば、表1に記載するようなものについて、被計測対象の計測を行うことができる。   In the spectroscopic analysis apparatus 10 of the present embodiment configured as described above, the measurement target can be measured for the measurement object 12 as shown in Table 1, for example.

Figure 2017003300
Figure 2017003300

なお、液体のものについては、後述するように、液体をキュベットセルに入れて計測したり、液体にプローブを挿入して計測したりすることができる。もしくは、液体をパイプ等の流通路に流通させながら計測するようにしてもよく、
一方で、固体のものについては、そのまま被計測物12とすることで、非破壊・非侵襲で計測が可能である。もちろん、青果物や水産物などは、必要に応じて切断して計測することもできる。
As will be described later, the liquid can be measured by placing the liquid in a cuvette cell or by inserting a probe into the liquid. Alternatively, the liquid may be measured while flowing through a flow path such as a pipe,
On the other hand, a solid object can be measured non-destructively and non-invasively by using the measurement object 12 as it is. Of course, fruits and vegetables can be cut and measured as necessary.

なお、このような被計測物12を計測する場合には、計測用電磁波として、特に、可視光または赤外光を用いることが好ましく、具体的には、波長500nm〜1700nmの電磁波を用いることが好ましい。   When measuring such an object 12 to be measured, it is particularly preferable to use visible light or infrared light as a measurement electromagnetic wave. Specifically, an electromagnetic wave having a wavelength of 500 nm to 1700 nm is used. preferable.

なお、本明細書において、「被計測物の識別」とは、例えば、被計測物の液種識別、被計測物における被計測対象の濃度識別、化学合成における反応率検出、組成比検出などを含んでいる。   In this specification, “identification of the object to be measured” refers to, for example, liquid type identification of the object to be measured, concentration identification of the object to be measured in the object to be measured, reaction rate detection in chemical synthesis, composition ratio detection, etc. Contains.

また、図1では、被計測物12に対して外部電磁波20が自由空間を伝搬して照射するように構成しているが、マイクロ波などの外部電磁波を効率よく被計測物12に照射するため、図2に示すように、送信アンテナ34、電波レンズ36a,36b、受信アンテナ38を用いるように構成してもよい。このように電波レンズ36aを介することによって、被計測物12に対して集中的に外部電磁波20を照射することができる。   In FIG. 1, the external electromagnetic wave 20 propagates through the free space and irradiates the object 12 to be measured. However, in order to efficiently irradiate the object 12 to be measured with an external electromagnetic wave such as a microwave. As shown in FIG. 2, a transmission antenna 34, radio wave lenses 36a and 36b, and a reception antenna 38 may be used. In this way, the external electromagnetic wave 20 can be intensively applied to the measurement object 12 through the radio wave lens 36a.

また、マイクロ波などの外部電磁波20を効率よく被計測物12に照射するため、図3に示すように、外部電磁波20を伝搬するための中空導波管28を用いるように構成してもよい。   Further, in order to efficiently irradiate the object 12 to be measured with the external electromagnetic wave 20 such as a microwave, a hollow waveguide 28 for propagating the external electromagnetic wave 20 may be used as shown in FIG. .

また、溶液や懸濁液など液体の被計測物12を計測する場合には、キュベットセル30に封入して、中空導波管28内部に配置すればよい。
なお、符号29は、中空導波管28の終端装置である。
Further, when measuring the liquid measurement object 12 such as a solution or a suspension, the liquid measurement object 12 may be enclosed in the cuvette cell 30 and disposed inside the hollow waveguide 28.
Reference numeral 29 denotes a terminating device for the hollow waveguide 28.

以下、本実施例の分光分析装置10を用いた被計測物12の分光分析方法について、図2に基づいて具体的に説明する。
ここでは、計測用電磁波照射手段14としてハロゲン灯を用い、計測用電磁波16として可視光〜近赤外光を照射している。また、外部電磁波20としては2.45GHzのマイクロ波を用いている。
Hereinafter, a spectroscopic analysis method of the measurement object 12 using the spectroscopic analysis apparatus 10 of the present embodiment will be specifically described with reference to FIG.
Here, a halogen lamp is used as the measurement electromagnetic wave irradiation means 14, and visible light to near infrared light is irradiated as the measurement electromagnetic wave 16. As the external electromagnetic wave 20, a 2.45 GHz microwave is used.

まず、被計測物12に対して、計測用電磁波照射手段14から計測用電磁波16を照射するとともに、検出手段22によって被計測物12を透過した計測用電磁波16の強度(光量)を測定する。   First, the measurement electromagnetic wave 16 is irradiated from the measurement electromagnetic wave irradiation means 14 to the measurement object 12, and the intensity (light quantity) of the measurement electromagnetic wave 16 transmitted through the measurement object 12 is measured by the detection means 22.

このとき、図3に示すように、計測用電磁波照射手段14から中空導波管28まで、および、中空導波管28から検出手段22までの間に、例えば、光ファイバーなどの導波手段32を設けることによって、導波手段を介して被計測物12に対して計測用電磁波16を照射するようにしてもよい。   At this time, as shown in FIG. 3, for example, a waveguide means 32 such as an optical fiber is provided between the measurement electromagnetic wave irradiation means 14 and the hollow waveguide 28 and between the hollow waveguide 28 and the detection means 22. By providing, the measurement electromagnetic wave 16 may be irradiated to the measurement object 12 through the waveguide means.

そして、計測用電磁波16の強度測定を継続した状態で、被計測物12に対して、外部電磁波照射手段18から外部電磁波20を所定時間だけ照射する。外部電磁波20が照射され、非定常状態における被計測物12を透過した計測用電磁波16の強度を計測し、制御手段24において分光分析を行うことにより、被計測物12の非定常状態における特性に基づき、被計測物12の識別を行うことができる。   Then, the external electromagnetic wave 20 is irradiated from the external electromagnetic wave irradiation means 18 to the object to be measured 12 for a predetermined time while the measurement of the intensity of the electromagnetic wave 16 for measurement is continued. By measuring the intensity of the measurement electromagnetic wave 16 that has been irradiated with the external electromagnetic wave 20 and transmitted through the measurement object 12 in the unsteady state, and performing spectroscopic analysis in the control means 24, the characteristic of the measurement object 12 in the unsteady state is obtained. Based on this, the measurement object 12 can be identified.

なお、被計測物12の非定常状態における特性を計測するために要する外部電磁波20の照射時間は被計測物12に応じて異なるため、本実施例では、計測用電磁波16の強度測定を継続した状態で、外部電磁波20の照射を行っている。すなわち、外部電磁波20の照射時間と、計測用電磁波16の強度とに基づいて、被計測物12の識別を行うことができる。   In addition, since the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 required for measuring the characteristics of the measurement object 12 in the unsteady state varies depending on the measurement object 12, the measurement of the intensity of the measurement electromagnetic wave 16 was continued in this example. In this state, the external electromagnetic wave 20 is irradiated. That is, the measurement object 12 can be identified based on the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 and the intensity of the measurement electromagnetic wave 16.

しかしながら、例えば、被計測物12の濃度測定など、被計測対象が既知であり、被計測物12の非定常状態における特性を計測するために要する外部電磁波20の照射時間が事前に判明している場合には、外部電磁波20の照射を開始して、所定の照射時間経過後に計測用電磁波16を照射して、分光分析を行うように構成することもできる。   However, for example, the measurement target such as the concentration measurement of the measurement object 12 is known, and the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 required for measuring the characteristics of the measurement object 12 in the unsteady state is known in advance. In such a case, it is possible to start the irradiation with the external electromagnetic wave 20 and irradiate the measuring electromagnetic wave 16 after a predetermined irradiation time has elapsed to perform spectroscopic analysis.

以下、本実施例の分光分析装置10を用いて各種被計測物12の識別を行った結果を示すとともに、従来の分光分析法により識別を行った場合と比較した結果を示す。   Hereinafter, the result of identifying various objects to be measured 12 using the spectroscopic analysis apparatus 10 of the present embodiment will be shown, and the result compared with the case of performing the discrimination by the conventional spectroscopic analysis method will be shown.

図4は、分光分析装置10を用いて、異なる濃度のクエン酸水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。このグラフでは、外部電磁波20の照射時間と、計測用電磁波16の波長900nmにおける吸光度との関係を示している。   FIG. 4 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of citric acid aqueous solutions having different concentrations using the spectroscopic analyzer 10. This graph shows the relationship between the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 and the absorbance of the measurement electromagnetic wave 16 at a wavelength of 900 nm.

なお、ここでは、それぞれ0重量%(水)、1重量%、5重量%、10重量%のクエン酸水溶液について、分光分析装置10を用いて、分光分析を行った。   Here, spectroscopic analysis was performed on the 0 wt% (water), 1 wt%, 5 wt%, and 10 wt% citric acid aqueous solution using the spectroscopic analyzer 10.

図4に示すように、外部電磁波20(2.45GHzのマイクロ波)の照射を開始してからおよそ1.5秒経過以降で、各濃度のクエン酸水溶液の吸光度に差が生じている。これにより、クエン酸の濃度計測を行うことができる。   As shown in FIG. 4, after about 1.5 seconds have elapsed since the start of irradiation with the external electromagnetic wave 20 (2.45 GHz microwave), there is a difference in the absorbance of each concentration of citric acid aqueous solution. Thereby, the concentration of citric acid can be measured.

図5は、分光分析装置10を用いて、異なる濃度のショ糖水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。このグラフでは、外部電磁波20の照射時間と、計測用電磁波16の波長900nmにおける吸光度との関係を示している。   FIG. 5 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of sucrose aqueous solutions having different concentrations using the spectroscopic analyzer 10. This graph shows the relationship between the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 and the absorbance of the measurement electromagnetic wave 16 at a wavelength of 900 nm.

なお、ここでは、それぞれ0重量%(水)、1重量%、5重量%、10重量%のショ糖水溶液について、分光分析装置10を用いて、分光分析を行った。   Here, spectroscopic analysis was performed on the sucrose aqueous solutions of 0 wt% (water), 1 wt%, 5 wt%, and 10 wt%, respectively, using the spectroscopic analyzer 10.

図5に示すように、外部電磁波20(2.45GHzのマイクロ波)の照射を開始してからおよそ1.5秒経過以降で、各濃度のショ糖水溶液の吸光度に差が生じている。これにより、ショ糖の濃度計測を行うことができる。   As shown in FIG. 5, there is a difference in the absorbance of each concentration of sucrose aqueous solution after about 1.5 seconds from the start of irradiation with the external electromagnetic wave 20 (2.45 GHz microwave). Thereby, the density | concentration measurement of sucrose can be performed.

上述するように、従来の分光分析法では、吸光度にほとんど差が生じなかったような低濃度の被計測対象であっても、本発明の分光分析装置10を用いることによって、吸光度に差を生じさせることができ、被計測物12の識別を行うことが可能となる。   As described above, in the conventional spectroscopic analysis method, even if the measurement target has a low concentration such that there is almost no difference in absorbance, a difference occurs in absorbance by using the spectroscopic analyzer 10 of the present invention. Thus, the object to be measured 12 can be identified.

また、吸光度スペクトルが近似するために、従来の分光分析法では区別することが困難な被計測対象であっても、本発明の分光分析装置10を用いることによって、吸光度スペクトルに差を生じさせることができ、被計測物12の識別を行うことが可能となる。   Further, since the absorbance spectrum is approximate, even if the object to be measured is difficult to distinguish by the conventional spectroscopic analysis method, a difference is caused in the absorbance spectrum by using the spectroscopic analyzer 10 of the present invention. Thus, the object to be measured 12 can be identified.

図6は、分光分析装置10を用いて、溶質の異なる水溶液について分光分析を行った結果を示すグラフである。このグラフでは、外部電磁波20の照射時間と、計測用電磁波16の波長900nmにおける吸光度との関係を示している。   FIG. 6 is a graph showing the results of spectroscopic analysis of aqueous solutions having different solutes using the spectroscopic analyzer 10. This graph shows the relationship between the irradiation time of the external electromagnetic wave 20 and the absorbance of the measurement electromagnetic wave 16 at a wavelength of 900 nm.

なお、ここでは、水、10重量%ショ糖水溶液、10重量%クエン酸水溶液、10重量%塩化ナトリウム水溶液について、分光分析装置10を用いて、それぞれ分光分析を行った。   Here, spectroscopic analysis was performed on the water, the 10 wt% sucrose aqueous solution, the 10 wt% citric acid aqueous solution, and the 10 wt% sodium chloride aqueous solution using the spectroscopic analyzer 10.

図6に示すように、溶質の種類によって、吸光度の時間変化が大きく異なっている。このことから、本実施例の分光分析装置10を用い、計測用電磁波16の強度測定を継続した状態で、外部電磁波20を所定時間だけ照射することにより、被計測物12の液種識別を行うことができる。   As shown in FIG. 6, the change in absorbance with time varies greatly depending on the type of solute. From this, the liquid type identification of the measurement object 12 is performed by irradiating the external electromagnetic wave 20 for a predetermined time while continuing the intensity measurement of the measurement electromagnetic wave 16 using the spectroscopic analyzer 10 of the present embodiment. be able to.

一般的に、水溶液に対してマイクロ波を照射することにより、水溶液の温度が上昇し、吸光度にも変化が生じることが知られている。図4〜図6に示す分光分析において、各水溶液は下記表2に示す温度変化が生じた。   In general, it is known that, by irradiating an aqueous solution with microwaves, the temperature of the aqueous solution increases and the absorbance also changes. In the spectroscopic analysis shown in FIGS. 4 to 6, the temperature changes shown in Table 2 below occurred in each aqueous solution.

Figure 2017003300
Figure 2017003300

しかしながら、表2及び図4〜6からも明らかなように、水溶液の温度変化と、各水溶液の吸光度の変化とには、特に関連性はない。   However, as is clear from Table 2 and FIGS. 4 to 6, the temperature change of the aqueous solution and the change in absorbance of each aqueous solution are not particularly related.

図7〜9は、吸光度の温度変化について説明するためのグラフである。図7は水、図8はクエン酸水溶液、図9はショ糖水溶液について、20℃の際の吸光度を基準として、30℃及び40℃まで液温を上昇した際の吸光度の変化量を示している。   7 to 9 are graphs for explaining the temperature change of the absorbance. FIG. 7 shows water, FIG. 8 shows the amount of change in absorbance when the liquid temperature is increased to 30 ° C. and 40 ° C. with reference to the absorbance at 20 ° C. for the aqueous citric acid solution and FIG. 9 shows the sucrose aqueous solution. Yes.

図7〜9に示すように、クエン酸水溶液及びショ糖水溶液の吸光度の温度変化は、水の吸光度の温度変化とほとんど変わっていない。すなわち、外部電磁波20としてマイクロ波を照射したことによる図4〜6に示すような吸光度の変化は、マイクロ波を照射したことによる液温の上昇に伴う吸光度の変化とは直接的な関係はない。   As shown in FIGS. 7-9, the temperature change of the light absorbency of the citric acid aqueous solution and the sucrose aqueous solution is hardly different from the temperature change of the water absorbency. That is, the change in absorbance as shown in FIGS. 4 to 6 due to the microwave irradiation as the external electromagnetic wave 20 is not directly related to the change in absorbance due to the increase in liquid temperature due to the microwave irradiation. .

特に、本実施例では、計測用電磁波16として波長900nmの近赤外光を用いているが、図7〜9に示すように、波長900nm付近では、温度上昇による吸光度の変化はほとんど生じておらず、このことからも、マイクロ波を照射したことによる液温の上昇に伴う吸光度の変化とは直接的な関係はないと言える。   In particular, in this example, near-infrared light having a wavelength of 900 nm is used as the measurement electromagnetic wave 16, but as shown in FIGS. From this, it can be said that there is no direct relationship with the change in absorbance accompanying the increase in the liquid temperature due to the microwave irradiation.

すなわち、本発明の分光分析装置10を用いることによって、外部電磁波20を照射しながら分光分析を行うことによって、非定常状態の被計測物についての特性に基づき、被計測物の識別を行うことができる。   That is, by using the spectroscopic analysis apparatus 10 of the present invention, by performing spectroscopic analysis while irradiating the external electromagnetic wave 20, it is possible to identify the measurement object based on the characteristics of the measurement object in an unsteady state. it can.

なお、中空導波管内に被計測物12を載置した状態で計測を行う場合、中空導波管内における外部電磁波20の疎密分布により、被計測物12を載置した場所によって得られる結果が変わってきてしまうため、被計測物12を載置する場所は一定の位置とすることが望まれる。   When measurement is performed with the measurement object 12 placed in the hollow waveguide, the result obtained depends on the place where the measurement object 12 is placed due to the dense distribution of the external electromagnetic wave 20 in the hollow waveguide. Therefore, it is desirable that the place on which the measurement object 12 is placed be a fixed position.

図10は、別の実施例における分光分析装置の構成を説明するための図であり、図10(a)は、全体の構成を説明するための概略構成図、図10(b)は、プローブの先端部の構成を説明するための概略構成図である。   10A and 10B are diagrams for explaining the configuration of a spectroscopic analyzer in another embodiment. FIG. 10A is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration, and FIG. 10B is a probe diagram. It is a schematic block diagram for demonstrating the structure of the front-end | tip part.

この実施例の分光分析装置10は、図1に示した分光分析装置10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の符号を伏して、その詳細な説明を省略する。   The spectroscopic analysis apparatus 10 of this embodiment has basically the same configuration as that of the spectroscopic analysis apparatus 10 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the same constituent members, and detailed description thereof is omitted. To do.

この実施例の分光分析装置10は、図10(a)、(b)に示すように、それぞれ導波管を含む計測用電磁波照射手段14と、外部電磁波照射手段18と、検出手段22とを一体としたプローブ11aを含むプローブ装置11を備えている。   As shown in FIGS. 10A and 10B, the spectroscopic analyzer 10 of this embodiment includes a measurement electromagnetic wave irradiation means 14, an external electromagnetic wave irradiation means 18 and a detection means 22 each including a waveguide. A probe device 11 including an integrated probe 11a is provided.

なお、プローブ11aの導波管としては、計測用電磁波16、外部電磁波20の波長に応じて適宜選択することができ、例えば、可視光や赤外線であれば光ファイバーなどを用いることができ、また、マイクロ波であれば同軸ケーブルなどを用いることができる。   The waveguide of the probe 11a can be appropriately selected according to the wavelengths of the measurement electromagnetic wave 16 and the external electromagnetic wave 20. For example, an optical fiber or the like can be used for visible light or infrared light. If it is a microwave, a coaxial cable etc. can be used.

また、外部電磁波20を被計測物12内部に伝搬させるため、外部電磁波照射手段18は、外部電磁波照射部18aと外部電磁波吸収部18bを備えており、図10(b)に示すように、被計測物12内部に外部電磁波20を伝搬させている。   Further, in order to propagate the external electromagnetic wave 20 into the object to be measured 12, the external electromagnetic wave irradiation means 18 includes an external electromagnetic wave irradiation part 18a and an external electromagnetic wave absorption part 18b, and as shown in FIG. An external electromagnetic wave 20 is propagated inside the measurement object 12.

なお、計測用電磁波16は、図10(b)に示すように、外部電磁波20の伝搬経路と交差するように、計測用電磁波照射手段18から検出手段22へ照射することが好ましい。   Note that the measurement electromagnetic wave 16 is preferably irradiated from the measurement electromagnetic wave irradiation means 18 to the detection means 22 so as to intersect the propagation path of the external electromagnetic wave 20 as shown in FIG.

また、プローブ装置11は、計測用電磁波16や外部電磁波20を発生させる電磁波発生装置11bを備えており、この電磁波発生装置11bで発生させた計測用電磁波16や外部電磁波20を、プローブ11aを介して照射するように構成されている。   The probe device 11 includes an electromagnetic wave generator 11b that generates a measurement electromagnetic wave 16 and an external electromagnetic wave 20, and the measurement electromagnetic wave 16 and the external electromagnetic wave 20 generated by the electromagnetic wave generator 11b are passed through the probe 11a. It is comprised so that it may irradiate.

このように計測用電磁波照射手段14、外部電磁波照射手段18、検出手段22を一体としたプローブ11aを含むプローブ装置11を備えた分光分析装置10とすれば、被計測物12に対してプローブ11の先端を接触させることで分光分析を行うことができ、例えば、中空導波管内に載置することができないような大きさの被計測物12であっても外部電磁波を照射した状態で分光分析を行うことが可能となる。   As described above, when the spectroscopic analysis apparatus 10 includes the probe device 11 including the probe 11 a in which the measurement electromagnetic wave irradiation means 14, the external electromagnetic wave irradiation means 18, and the detection means 22 are integrated, the probe 11 is measured with respect to the measurement object 12. For example, even if the object 12 is so large that it cannot be placed in a hollow waveguide, it can be analyzed in the state of being irradiated with external electromagnetic waves. Can be performed.

なお、被計測物12が、例えば、スイカやメロンなどの青果物、ヒトの指などの生体などのように、表面が湾曲している場合には、図11に示すように、プローブ11aの先端部をその曲面に一致させるように構成することもできる。   In addition, when the surface of the measurement object 12 is curved, for example, a fruit or a fruit such as watermelon or melon, or a living body such as a human finger, as shown in FIG. 11, the tip of the probe 11a is shown. Can be configured to match the curved surface.

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、上記実施例では、被計測物として水溶液を用いて説明したが、ヒトの指などを被計測物として血糖値の計測などにも応用することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and in the above embodiment, the aqueous solution is used as the object to be measured. It can be applied to blood glucose level measurement.

また、上記実施例では、被計測物の吸光度に基づく識別の例を用いて説明しているが、例えば、透過光量、反射光量、透過率、反射率などの特性値に基づく識別としてもよく、さらには、複数の波長に対する特性値を計測し、それらの差分や2次微分などに基づく識別としてもよいなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   In the above embodiment, the example of identification based on the absorbance of the object to be measured is described.For example, identification based on characteristic values such as transmitted light amount, reflected light amount, transmittance, reflectance, etc. Furthermore, various changes can be made without departing from the object of the present invention, such as measuring characteristic values for a plurality of wavelengths and identifying them based on their differences or secondary differentiation.

10 分光分析装置
11 プローブ装置
11a プローブ
11b 電磁波発生装置
12 被計測物
14 計測用電磁波照射手段
16 計測用電磁波
18 外部電磁波照射手段
18a 外部電磁波照射部
18b 外部電磁波吸収部
20 外部電磁波
22 検出手段
24 制御手段
26 出力手段
28 中空導波管
29 終端装置
30 キュベットセル
32 導波手段
34 送信アンテナ
36a 電波レンズ
36b 電波レンズ
38 受信アンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spectroscopic analyzer 11 Probe apparatus 11a Probe 11b Electromagnetic wave generator 12 Measured object 14 Measurement electromagnetic wave irradiation means 16 Measurement electromagnetic wave 18 External electromagnetic wave irradiation means 18a External electromagnetic wave irradiation part 18b External electromagnetic wave absorption part 20 External electromagnetic wave 22 Detection means 24 Control Means 26 Output means 28 Hollow waveguide 29 Terminator 30 Cuvette cell 32 Waveguide means 34 Transmitting antenna 36a Radio wave lens 36b Radio wave lens 38 Receiving antenna

Claims (20)

被計測物の識別を行うための分光分析装置であって、
前記被計測物に対して計測用電磁波を照射する計測用電磁波照射手段と、
前記被計測物に対して外部刺激を与えるための外部電磁波を照射する外部電磁波照射手段と、
前記被計測物を透過した前記計測用電磁波を検出するための検出手段と、
前記検出手段と接続された制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、分光分析中の計測時間を計測するための時間計測手段を備えるとともに、
前記被計測物に対して前記外部電磁波を照射した状態において、前記検出手段によって検出された前記被計測物を透過した前記計測用電磁波と、前記時間計測手段によって計測された前記外部電磁波の照射時間とに基づいて、前記被計測物の識別を行うように構成することを特徴とする分光分析装置。
A spectroscopic analyzer for identifying an object to be measured,
A measurement electromagnetic wave irradiation means for irradiating the measurement object with a measurement electromagnetic wave;
An external electromagnetic wave irradiation means for irradiating an external electromagnetic wave for applying an external stimulus to the object to be measured;
Detection means for detecting the measurement electromagnetic wave transmitted through the object to be measured;
Control means connected to the detection means;
With
The control means includes a time measurement means for measuring a measurement time during the spectroscopic analysis,
In the state where the measurement object is irradiated with the external electromagnetic wave, the measurement electromagnetic wave transmitted through the measurement object detected by the detection unit and the irradiation time of the external electromagnetic wave measured by the time measurement unit Based on the above, the spectroscopic analyzer is configured to identify the object to be measured.
前記計測用電磁波が、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波、RF波、X線、γ線のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の分光分析装置。   The spectroscopic analyzer according to claim 1, wherein the measurement electromagnetic wave is any one of ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave, RF wave, X-ray, and γ-ray. 前記外部電磁波が、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波、RF波、X線のいずれか、もしくは、これらの組み合わせであることを特徴とする請求項1または2に記載の分光分析装置。   3. The spectroscopic analyzer according to claim 1, wherein the external electromagnetic wave is any one of ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave, RF wave, X-ray, or a combination thereof. . 前記外部電磁波が、2.45GHzのマイクロ波であることを特徴とする請求項3に記載の分光分析装置。   The spectroscopic analysis apparatus according to claim 3, wherein the external electromagnetic wave is a microwave of 2.45 GHz. 前記外部電磁波照射手段が、送信アンテナと、電波レンズと、受信アンテナとを含み、
前記外部電磁波は、前記電波レンズを介して前記被計測物に照射されるように構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の分光分析装置。
The external electromagnetic wave irradiation means includes a transmission antenna, a radio wave lens, and a reception antenna,
The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the external electromagnetic wave is configured to irradiate the object to be measured through the radio wave lens.
前記分光分析装置は、前記外部電磁波を導波するための中空導波管を備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の分光分析装置。   The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the spectroscopic analyzer includes a hollow waveguide for guiding the external electromagnetic wave. 前記分光分析装置は、前記計測用電磁波照射手段、前記外部電磁波照射手段、前記検出手段を一体としたプローブを含むプローブ装置を備え、
前記計測用電磁波照射手段、前記外部電磁波照射手段、前記検出手段が、それぞれ導波管を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の分光分析装置。
The spectroscopic analysis apparatus includes a probe device including a probe in which the measurement electromagnetic wave irradiation means, the external electromagnetic wave irradiation means, and the detection means are integrated,
The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the measurement electromagnetic wave irradiation means, the external electromagnetic wave irradiation means, and the detection means each include a waveguide.
前記被計測物が、溶液、懸濁液、果汁、生体液、化学工業液のいずれかであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の分光分析装置。   The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 7, wherein the object to be measured is any one of a solution, a suspension, a fruit juice, a biological fluid, and a chemical industrial fluid. 前記被計測物が、青果物、水産物、生体のいずれかであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の分光分析装置。   The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 7, wherein the object to be measured is any one of fruits and vegetables, marine products, and living organisms. 前記被計測物における被計測対象が血糖値であることを特徴とする請求項9に記載の分光分析装置。   The spectroscopic analysis apparatus according to claim 9, wherein a measurement target in the measurement target is a blood glucose level. 被計測物の識別を行うための分光分析方法であって、
前記被計測物に対して外部電磁波を照射した状態で、計測用電磁波を照射し、
前記被計測物を透過した前記計測用電磁波と、前記外部電磁波の照射時間とに基づいて、前記被計測物の識別を行うことを特徴とする分光分析方法。
A spectral analysis method for identifying an object to be measured,
In the state of irradiating the object to be measured with external electromagnetic waves, irradiating with electromagnetic waves for measurement,
A spectroscopic analysis method characterized in that the measurement object is identified based on the measurement electromagnetic wave transmitted through the measurement object and the irradiation time of the external electromagnetic wave.
前記計測用電磁波が、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波、RF波、X線、γ線のいずれかであることを特徴とする請求項11に記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to claim 11, wherein the measurement electromagnetic wave is any one of ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave, RF wave, X-ray, and γ-ray. 前記外部電磁波が、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波、RF波、X線のいずれか、もしくは、これらの組み合わせであることを特徴とする請求項11または12に記載の分光分析方法。   13. The spectroscopic analysis method according to claim 11 or 12, wherein the external electromagnetic wave is any one of ultraviolet light, visible light, infrared light, microwave, RF wave, X-ray, or a combination thereof. . 前記外部電磁波が、2.45GHzのマイクロ波であることを特徴とする請求項13に記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to claim 13, wherein the external electromagnetic wave is a microwave of 2.45 GHz. 前記外部電磁波を、電波レンズを介して前記被計測物に照射することを特徴とする請求項11から14のいずれかに記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to claim 11, wherein the object to be measured is irradiated with the external electromagnetic wave via a radio wave lens. 前記外部電磁波を、中空導波管を用いて導波して、前記被計測物に照射することを特徴とする請求項11から14のいずれかに記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to claim 11, wherein the external electromagnetic wave is guided using a hollow waveguide to irradiate the object to be measured. 前記外部電磁波と前記計測用電磁波を、導波管を含むプローブを用いて照射するとともに、
前記計測用電磁波を、前記プローブを用いて検出することを特徴とする請求項11から14のいずれかに記載の分光分析方法。
While irradiating the external electromagnetic wave and the measurement electromagnetic wave using a probe including a waveguide,
The spectroscopic analysis method according to claim 11, wherein the electromagnetic wave for measurement is detected using the probe.
前記被計測物が、溶液、懸濁液、果汁、生体液、化学工業液のいずれかであることを特徴とする請求項11から17のいずれかに記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to claim 11, wherein the object to be measured is any one of a solution, a suspension, a fruit juice, a biological fluid, and a chemical industrial fluid. 前記被計測物が、青果物、水産物、生体のいずれかであることを特徴とする請求項11から17のいずれかに記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to any one of claims 11 to 17, wherein the object to be measured is any one of fruits and vegetables, marine products, and living organisms. 前記被計測物における被計測対象が血糖値であることを特徴とする請求項19に記載の分光分析方法。   The spectroscopic analysis method according to claim 19, wherein an object to be measured in the object to be measured is a blood glucose level.
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