JP2870176B2 - 光音響セル - Google Patents
光音響セルInfo
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- JP2870176B2 JP2870176B2 JP2268598A JP26859890A JP2870176B2 JP 2870176 B2 JP2870176 B2 JP 2870176B2 JP 2268598 A JP2268598 A JP 2268598A JP 26859890 A JP26859890 A JP 26859890A JP 2870176 B2 JP2870176 B2 JP 2870176B2
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- photoacoustic
- photoacoustic cell
- condenser
- microphone
- condenser microphones
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、光音響顕微鏡や光音響分光分析等に用いて
好適な検出部にマイクロフォンを用いた光音響セルに関
するものである。
好適な検出部にマイクロフォンを用いた光音響セルに関
するものである。
＜従来の技術＞ 第５図（イ）は周囲の圧力変動を音として検出するマ
イクロフォンを用いた光音響セルの従来例を示す構成図
である。第５図（イ）において、11はガラスやプラスチ
ック等の光を透過する材料で形成された光学窓、12は光
音響信号を音として検出するためのコンデンサマイクロ
フォン、13はプリアンプ、14は試料室、15は試料であ
る。このような構成において、光学窓11を通して試料15
に周波数ｆで断続され光学顕微鏡等によって絞られた光
が照射される。この光の一部は表面で反射され、残りは
試料15に吸収される。吸収された光のエネルギは熱に変
わり、試料15内に拡散する。拡散した熱の一部は、試料
15の表面近房の気体に伝わり、気体は膨脹する。このた
め試料室14内の圧力が上昇し、それがコンデンサマイク
ロフォン12によって検出され、プリアンプ13でインピー
ダンス変換され、出力信号として取り出される。この出
力信号は圧力変動である光音響信号を電気信号に変換し
たものである。ここで、第５図（ロ）は（イ）図装置に
用いられるコンデンサマイクロフォン12の概略構成図で
ある。（ロ）図において、試料室14内の圧力が上昇する
ことにより、コンデンサマイクロフォン12の振動膜121
に加わった音圧により、背極122との空隙が変化し、静
電容量が変化する。この容量変化を電圧変化として取り
出している。
イクロフォンを用いた光音響セルの従来例を示す構成図
である。第５図（イ）において、11はガラスやプラスチ
ック等の光を透過する材料で形成された光学窓、12は光
音響信号を音として検出するためのコンデンサマイクロ
フォン、13はプリアンプ、14は試料室、15は試料であ
る。このような構成において、光学窓11を通して試料15
に周波数ｆで断続され光学顕微鏡等によって絞られた光
が照射される。この光の一部は表面で反射され、残りは
試料15に吸収される。吸収された光のエネルギは熱に変
わり、試料15内に拡散する。拡散した熱の一部は、試料
15の表面近房の気体に伝わり、気体は膨脹する。このた
め試料室14内の圧力が上昇し、それがコンデンサマイク
ロフォン12によって検出され、プリアンプ13でインピー
ダンス変換され、出力信号として取り出される。この出
力信号は圧力変動である光音響信号を電気信号に変換し
たものである。ここで、第５図（ロ）は（イ）図装置に
用いられるコンデンサマイクロフォン12の概略構成図で
ある。（ロ）図において、試料室14内の圧力が上昇する
ことにより、コンデンサマイクロフォン12の振動膜121
に加わった音圧により、背極122との空隙が変化し、静
電容量が変化する。この容量変化を電圧変化として取り
出している。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら上記従来技術に示す光音響セルにおいて
は、外部振動によりコンデンサマイクロフォン12の振動
膜121に慣性力が加わり、得られる出力信号に変動が生
じることになる。光音響波の音圧は微弱であるため、微
小な振動であっても、出力ノイズが増加し、SN比を悪化
させるという問題があった。
は、外部振動によりコンデンサマイクロフォン12の振動
膜121に慣性力が加わり、得られる出力信号に変動が生
じることになる。光音響波の音圧は微弱であるため、微
小な振動であっても、出力ノイズが増加し、SN比を悪化
させるという問題があった。
本発明は上記従来技術の課題を踏まえて成されたもの
であり、音響信号を検出するコンデンサマイクロフォン
を２つ用い、この２つのコンデンサマイクロフォンの出
力を加算して出力させるような差動構成とすることによ
り、外部振動による出力信号を相殺し、出力ノイズを低
減させ、SN比の大きな光音響セルを提供することを目的
としたものである。
であり、音響信号を検出するコンデンサマイクロフォン
を２つ用い、この２つのコンデンサマイクロフォンの出
力を加算して出力させるような差動構成とすることによ
り、外部振動による出力信号を相殺し、出力ノイズを低
減させ、SN比の大きな光音響セルを提供することを目的
としたものである。
＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するための本発明の構成は、物体に断
続光が照射された際に生じる物体及びその周囲の圧力変
動を音として検出するマイクロフォンを用いた光音響セ
ルにおいて、前記マイクロフォンは前記圧力変動を共に
検出するように２つのコンデンサマイクロフォンを対向
して前記光音響セル内に配置させ、この２つのコンデン
サマイクロフォンの出力信号を加算する加算回路を設け
た構成としたことを特徴とするものである。
続光が照射された際に生じる物体及びその周囲の圧力変
動を音として検出するマイクロフォンを用いた光音響セ
ルにおいて、前記マイクロフォンは前記圧力変動を共に
検出するように２つのコンデンサマイクロフォンを対向
して前記光音響セル内に配置させ、この２つのコンデン
サマイクロフォンの出力信号を加算する加算回路を設け
た構成としたことを特徴とするものである。
＜作用＞ 本発明によれば、２つのコンデンサマイクロフォンを
対向した位置に配置し、それぞれの出力信号を加算する
加算回路を備えている。したがって、外部振動による２
つのコンデンサマイクロフォンの出力信号は逆相となる
ため、加算回路により相殺でき、外部振動による出力ノ
イズが低減し、SN比が大きくできる。
対向した位置に配置し、それぞれの出力信号を加算する
加算回路を備えている。したがって、外部振動による２
つのコンデンサマイクロフォンの出力信号は逆相となる
ため、加算回路により相殺でき、外部振動による出力ノ
イズが低減し、SN比が大きくできる。
＜実施例＞ 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１図（イ）は本発明の光音響セルの一実施例を示す
構成図であり、（ロ）図は、（イ）図のＡ−Ａ断面図で
ある。なお、第１図（イ）および（ロ）において第５図
と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。第１図（イ）および（ロ）において、12a,12bは対
向して配置されたコンデンサマイクロフォン、13a,13b
はプリアンプ、16はプリアンプ13a,13bに接続された加
算回路である。このような構成において、光学窓11を通
して試料15に周波数ｆで断続され光学顕微鏡等によって
絞られた光が照射される。この光の一部は表面で反射さ
れ、残りは試料15に吸収される。吸収された光のエネル
ギは熱に変わり、試料15内に拡散する。拡散した熱の一
部は、試料15の表面近房の気体に伝わり、気体は膨脹す
る。このため試料室14内の圧力が上昇し、光音響波が発
生する。発生した光音響波は、第２図（イ）に示すよう
に、コンデンサマイクロフォン12a,12bによって検出さ
れる。この時、音圧により、コンデンサマイクロフォン
12a,12bの振動膜121a,121bは、背極122a,122bに対して
同相に変位する。即ち、第２図（ロ）に示すように、光
音響波に対してプリアンプ13a,13bの出力，は同
相であり、加算回路16により、プリアンプ13a,13bの出
力は加算され、信号強度が２倍の出力信号となる。こ
こで、第３図（イ）に示すように、光音響セルに外部振
動が加わった場合、コンデンサマイクロフォン12a,12b
の振動膜121a,121bは慣性力により変位するが、その変
位は背極122a,122bに対して逆相となる。即ち、第３図
（ロ）に示すように、外部振動に対してプリアンプ13
a,13bの出力，は逆相であり、加算回路16により、
プリアンプ13a,13bの出力は加算されることにより、相
殺され、出力信号は零となり、外部振動に対して変動
しない。
構成図であり、（ロ）図は、（イ）図のＡ−Ａ断面図で
ある。なお、第１図（イ）および（ロ）において第５図
と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。第１図（イ）および（ロ）において、12a,12bは対
向して配置されたコンデンサマイクロフォン、13a,13b
はプリアンプ、16はプリアンプ13a,13bに接続された加
算回路である。このような構成において、光学窓11を通
して試料15に周波数ｆで断続され光学顕微鏡等によって
絞られた光が照射される。この光の一部は表面で反射さ
れ、残りは試料15に吸収される。吸収された光のエネル
ギは熱に変わり、試料15内に拡散する。拡散した熱の一
部は、試料15の表面近房の気体に伝わり、気体は膨脹す
る。このため試料室14内の圧力が上昇し、光音響波が発
生する。発生した光音響波は、第２図（イ）に示すよう
に、コンデンサマイクロフォン12a,12bによって検出さ
れる。この時、音圧により、コンデンサマイクロフォン
12a,12bの振動膜121a,121bは、背極122a,122bに対して
同相に変位する。即ち、第２図（ロ）に示すように、光
音響波に対してプリアンプ13a,13bの出力，は同
相であり、加算回路16により、プリアンプ13a,13bの出
力は加算され、信号強度が２倍の出力信号となる。こ
こで、第３図（イ）に示すように、光音響セルに外部振
動が加わった場合、コンデンサマイクロフォン12a,12b
の振動膜121a,121bは慣性力により変位するが、その変
位は背極122a,122bに対して逆相となる。即ち、第３図
（ロ）に示すように、外部振動に対してプリアンプ13
a,13bの出力，は逆相であり、加算回路16により、
プリアンプ13a,13bの出力は加算されることにより、相
殺され、出力信号は零となり、外部振動に対して変動
しない。
なお、第４図に示すように、コンデンサマイクロフォ
ンの構成を共通の背極173の両側に２枚の振動膜171,172
を配置した構成のものを用いることにより、第１図装置
に比べて、部品点数を削減でき、信頼性を向上できる。
ンの構成を共通の背極173の両側に２枚の振動膜171,172
を配置した構成のものを用いることにより、第１図装置
に比べて、部品点数を削減でき、信頼性を向上できる。
＜発明の効果＞ 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明
によれば、音響信号を検出する２つのコンデンサマイク
ロフォンを対向した位置に配置し、それぞれの出力信号
を加算する加算回路を備えた差動構成としている。した
がって、光音響波による２つのコンデンサマイクロフォ
ンの出力信号は同相、外部振動による２つのコンデンサ
マイクロフォンの出力信号は逆相となるため、加算回路
により光音響成分は２倍になり、外部振動成分は排除さ
れる。故に外部振動による出力ノイズを低減し、SN比を
大きくできる効果を有する光音響セルを実現することが
できる。
によれば、音響信号を検出する２つのコンデンサマイク
ロフォンを対向した位置に配置し、それぞれの出力信号
を加算する加算回路を備えた差動構成としている。した
がって、光音響波による２つのコンデンサマイクロフォ
ンの出力信号は同相、外部振動による２つのコンデンサ
マイクロフォンの出力信号は逆相となるため、加算回路
により光音響成分は２倍になり、外部振動成分は排除さ
れる。故に外部振動による出力ノイズを低減し、SN比を
大きくできる効果を有する光音響セルを実現することが
できる。
第１図は本発明の光音響セルの一実施例を示す構成図、
第２図は第１図装置の動作を説明するための構成図およ
び波形図、第３図は外部振動を受けた時の動作を説明す
るための構成図および波形図、第４図は本考案の他の実
施例を示す構成図、第５図は従来例である。 11……光学窓、12a,12b……コンデンサマイクロフォ
ン、13a,13b……プリアンプ、14……試料室、15……試
料、16……加算回路。
第２図は第１図装置の動作を説明するための構成図およ
び波形図、第３図は外部振動を受けた時の動作を説明す
るための構成図および波形図、第４図は本考案の他の実
施例を示す構成図、第５図は従来例である。 11……光学窓、12a,12b……コンデンサマイクロフォ
ン、13a,13b……プリアンプ、14……試料室、15……試
料、16……加算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】物体に断続光が照射された際に生じる物体
及びその周囲の圧力変動を音として検出するマイクロフ
ォンを用いた光音響セルにおいて、前記マイクロフォン
は前記圧力変動を共に検出するように２つのコンデンサ
マイクロフォンを対向して前記光音響セル内に配置さ
せ、この２つのコンデンサマイクロフォンの出力信号を
加算する加算回路を設けた構成としたことを特徴とする
光音響セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2268598A JP2870176B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 光音響セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2268598A JP2870176B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 光音響セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04143636A JPH04143636A (ja) | 1992-05-18 |
| JP2870176B2 true JP2870176B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17460760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2268598A Expired - Fee Related JP2870176B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 光音響セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870176B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6027339B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2016-11-16 | ビフレステック株式会社 | 検体情報処理装置 |
| CN103954561A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 江苏舒茨测控设备有限公司 | 用于检测二氧化硫浓度的光声光谱检测装置 |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP2268598A patent/JP2870176B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04143636A (ja) | 1992-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |