JP2874288B2 - UV absorption detector - Google Patents

UV absorption detector

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JP2874288B2
JP2874288B2 JP14277790A JP14277790A JP2874288B2 JP 2874288 B2 JP2874288 B2 JP 2874288B2 JP 14277790 A JP14277790 A JP 14277790A JP 14277790 A JP14277790 A JP 14277790A JP 2874288 B2 JP2874288 B2 JP 2874288B2
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民三 松浦
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高速液体クロマトグラフ等の検出器として
使用されフローセル内を流れる試料に紫外線を照射し該
紫外線の減少量から前記試料中の被測定成分を検出する
紫外線吸収検出器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention is used as a detector for a high-performance liquid chromatograph or the like, and irradiates a sample flowing in a flow cell with ultraviolet rays. The present invention relates to an ultraviolet absorption detector that detects a measurement component.

〈従来の技術〉 第5図は、紫外線吸収検出器の一般的な構成説明図で
あり、図中、1は光源、2,4,6は凹面鏡、3は入射スリ
ット、5は回析格子、7はハーフミラー、8,11は出射ス
リット、9はフローセル、10はサンプル光センサー、12
は比較光センサーである。このような構成からなる従来
の紫外線吸収検出器において、光源1から照射された光
は凹面鏡2で反射されて入射スリット3に集光される。
また、入射スリット3を通った光は、凹面鏡4で反射さ
れて平行光となり回析格子5によって種々の波長の光に
分光される。このようにして分光された凹面鏡6に入射
した平行光のうち特定波長の光は、凹面鏡6の焦点付近
に配設されている出射スリット8とフローセル9を通
り、サンプル光センサー10で検出される。また、凹面鏡
6に入射した平行光の一部は、ハーフミラー7で反射さ
れてのち出射スリット11を通り、比較光センサー12で検
出される。
<Prior Art> FIG. 5 is a diagram illustrating a general configuration of an ultraviolet absorption detector. In FIG. 5, 1 is a light source, 2, 4, and 6 are concave mirrors, 3 is an entrance slit, 5 is a diffraction grating, 7 is a half mirror, 8 and 11 are exit slits, 9 is a flow cell, 10 is a sample optical sensor, 12
Is a comparative light sensor. In the conventional ultraviolet absorption detector having such a configuration, light emitted from the light source 1 is reflected by the concave mirror 2 and condensed on the entrance slit 3.
The light passing through the entrance slit 3 is reflected by the concave mirror 4 and becomes parallel light, which is split by the diffraction grating 5 into light of various wavelengths. The light of a specific wavelength out of the parallel light incident on the concave mirror 6 thus split passes through the exit slit 8 and the flow cell 9 disposed near the focal point of the concave mirror 6, and is detected by the sample optical sensor 10. . A part of the parallel light incident on the concave mirror 6 is reflected by the half mirror 7, passes through the exit slit 11, and is detected by the comparative light sensor 12.

一方、フローセル9の中には試料が流されており、該
試料の成分濃度に応じてサンプルの光強度が変化する。
このため、A,I,Ioをそれぞれ吸光度,サンプル光出力,
比較光出力とするとき、下式(1)に示すランベルト・
ベアの法則に従って吸光度Aの変化が出力されるように
なっている。
On the other hand, a sample is flowing through the flow cell 9, and the light intensity of the sample changes according to the component concentration of the sample.
For this reason, A, I, Io are defined as absorbance, sample light output,
When the comparative light output is used, the Lambertian equation shown in the following equation (1)
The change in the absorbance A is output according to Beer's law.

A=log(Io/I) …(1) 因みに、サンプル光出力Iが0.1%変化すると、吸光
度Aは下式(2)に示すように−4.4×10-4だけ変化す
るようになる。
A = l og (I o / I) (1) Incidentally, when the sample light output I changes by 0.1%, the absorbance A changes by −4.4 × 10 −4 as shown in the following equation (2). .

ΔA=log(Io/I)−log{Io/(0.999I)} =log(0.999) =−4.4×10-4 …(2) 〈発明が解決しようとする問題点〉 然しながら、上記従来例においては、環境温度の変化
によって光学系の筐体が歪んだりハーフミラーの向きが
変わったり或いは各センサーの温度変化が異なったりし
て結果的にサンプル光センサーと比較光センサーの出力
が変化することがある。また、振動など外部からの力に
よっても変化する。
ΔA = l og (I o / I) −l og {I o /(0.999I)}=l og (0.999) = − 4.4 × 10 −4 (2) <Problems to be solved by the invention> However, in the above conventional example, the housing of the optical system is distorted due to a change in environmental temperature, the direction of the half mirror is changed, or the temperature change of each sensor is different, resulting in the output of the sample light sensor and the comparison light sensor. May change. It also changes due to external force such as vibration.

このため、試料の濃度が不変であるにも拘らず吸光度
出力が変化するという欠点があった。
For this reason, there is a disadvantage that the absorbance output changes despite the fact that the concentration of the sample remains unchanged.

また、このような吸光度出力の変化をもたらす原因を
考察すると次のようになっていた。即ち、 サンプル光と比較光が別れ、センサーが離れた位置に
ある。このため、周囲温度や歪みが変化したとき、サン
プルと比較光のセンサー出力による影響が同一とならず
究極的にセンサー出力のノイズや揺らぎ或いはドリフト
の原因となっていた。
Further, the cause of such a change in the absorbance output was considered as follows. That is, the sample light and the comparison light are separated, and the sensor is at a remote position. For this reason, when the ambient temperature and the distortion change, the influence of the sensor output of the sample and the comparative light does not become the same, and ultimately causes noise, fluctuation or drift of the sensor output.

サンプルと比較光が同一波長でないと光源などのスペ
クトル変化を補償できないにも拘らず、サンプルと比較
光の波長を揃えるのが困難である。
If the sample and the comparison light do not have the same wavelength, it is difficult to make the wavelengths of the sample and the comparison light uniform even though the spectral change of the light source or the like cannot be compensated.

本発明は、かかる状況に鑑みてなされものであり、そ
の課題は、環境変化に強く且つ光学調整の容易な紫外線
吸収検出器を提供することにある。
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet absorption detector that is resistant to environmental changes and easy to adjust optically.

〈課題を解決するための手段〉 光源から照射された光を反射する第1凹面鏡と、この
第1凹面鏡で反射した光を集光する入射スリットと、こ
の入射スリットを通った光を反射して平行光とする第2
凹面鏡と、この第2凹面鏡で反射した光を入射する回折
格子と、この回折格子で分光された光のうち特定波長の
光を反射する第3凹面鏡と、この第3凹面鏡の焦点付近
に配設された第2スリット及びフローセルと、このフロ
ーセル内を流れる試料中の測定成分を検出する紫外線吸
収検出器において、 前記第3凹面鏡に反射光の光軸が平行でかつ、焦点距
離がほぼ同様の2つの球面を形成し、一方の球面で反射
した光の焦点付近にサンプル光用出射スリットを配置す
ると共に、このサンプル光用出射スリットの後段にフロ
ーセル及びサンプル光用センサを順次配置し、他方の球
面で反射した光の焦点付近に比較光用出射スリット及び
比較光用センサを順次配置したことにある。
<Means for Solving the Problems> A first concave mirror that reflects light emitted from a light source, an incident slit that collects light reflected by the first concave mirror, and a light that reflects light passing through the incident slit The second to be parallel light
A concave mirror, a diffraction grating for receiving light reflected by the second concave mirror, a third concave mirror for reflecting light of a specific wavelength out of the light split by the diffraction grating, and a light source disposed near a focal point of the third concave mirror. A second slit and a flow cell, and an ultraviolet absorption detector for detecting a measurement component in a sample flowing through the flow cell, wherein the optical axis of reflected light is parallel to the third concave mirror and the focal length is substantially the same. Forming two spherical surfaces, disposing a sample light exit slit near the focal point of light reflected by one spherical surface, and sequentially arranging a flow cell and a sample light sensor after the sample light exit slit, and forming the other spherical surface. The comparative light exit slit and the comparative light sensor are sequentially arranged near the focal point of the light reflected by the light source.

〈実施例〉 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第
1図は本発明実施例の要部構成説明図であり、図中、第
5図と同一記号は同一意味を持たせて使用しここでの重
複説明は省略する。また、第2図は第1図の凹面鏡6か
ら光センサー10,12に至る部分を横から見た図である。
更に、第3図は凹面鏡6の立体斜視図であり、第4図は
出射スリットの立体斜視図である。また、第3図におい
て、6aは凹面鏡6の第1球面、6bは凹面鏡6の第2球面
である。尚、第2図乃至第4図において、第5図と同一
記号は同一意味を持たせて使用しここでの重複説明は省
略する。また、第1球面6a,第2球面6bの焦点距離は自
由に設定できるが、本発明実施例においては高さだけが
異なるようになっており、各曲面の主軸は上下に平行で
サンプル光センサー10と比較光センサー12は近い位置に
配設されている。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a main part configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same symbols as those in FIG. 5 are used with the same meanings, and redundant description is omitted here. FIG. 2 is a side view of a portion from the concave mirror 6 to the optical sensors 10 and 12 in FIG.
FIG. 3 is a three-dimensional perspective view of the concave mirror 6, and FIG. 4 is a three-dimensional perspective view of the exit slit. In FIG. 3, reference numeral 6a denotes a first spherical surface of the concave mirror 6, and 6b denotes a second spherical surface of the concave mirror 6. 2 to 4, the same symbols as those in FIG. 5 are used with the same meanings, and duplicate explanations are omitted here. Although the focal lengths of the first spherical surface 6a and the second spherical surface 6b can be freely set, in the embodiment of the present invention, only the heights are different. The reference light sensor 10 and the comparison light sensor 12 are arranged at close positions.

このような構成からなる本発明の実施例において、光
源1から照射された光は凹面鏡2で反射されて入射スリ
ット3に集光される。また、入射スリット3を通った光
は、凹面鏡4を通って平行光となり回折格子5によって
種々の波長の光に分光される。このようにして分光され
た凹面鏡6に入射した平行光のうち特定波長の光は、そ
の焦点に集光する。
In the embodiment of the present invention having such a configuration, light emitted from the light source 1 is reflected by the concave mirror 2 and condensed on the entrance slit 3. The light that has passed through the entrance slit 3 passes through the concave mirror 4 and becomes parallel light, which is split by the diffraction grating 5 into light of various wavelengths. The light of a specific wavelength among the parallel lights incident on the concave mirror 6 thus split is focused on the focal point.

ここで、凹面鏡6は第3図に示すように第1球面6aと
第2球面6bの2つの曲面を有しており、第1球面6aの焦
点と第2球面6bの焦点は異なっている。このため、第1
球面6aで反射された光は、その焦点付近に配設されてい
る出射スリット8を通過して限定されたバンド幅の光と
なってフローセル9を通り、サンプル光センサー10で検
出される。また、第2球面6bで反射された光は、その焦
点付近に配設されている比較光用出射スリット11を通
り、限定されたバンド幅の光となって比較光用センサー
12で検出される。このようにして、サンプル光センサー
10で検出された検出信号(I)と比較光センサー12で検
出された検出信号(Io)に基いて前記第(1)式に示し
たような演算が行われ、フローセル9内を流れる流体の
紫外線吸光度が検出されるようになっている。
Here, the concave mirror 6 has two curved surfaces of a first spherical surface 6a and a second spherical surface 6b as shown in FIG. 3, and the focal point of the first spherical surface 6a and the focal point of the second spherical surface 6b are different. Therefore, the first
The light reflected by the spherical surface 6a passes through the exit slit 8 disposed near the focal point, becomes light having a limited bandwidth, passes through the flow cell 9, and is detected by the sample light sensor 10. The light reflected by the second spherical surface 6b passes through a comparative light exit slit 11 disposed near the focal point, and becomes light of a limited bandwidth to form a comparative light sensor.
Detected at 12. In this way, the sample light sensor
Based on the detection signal (I) detected by 10 and the detection signal (I o ) detected by the comparison optical sensor 12, the operation shown in the above-mentioned equation (1) is performed, and the fluid flowing in the flow cell 9 is obtained. Is detected.

尚、本発明は上述の実施例に限定されることなく種々
の変形が可能であり、例えば次のやのようにしても
良いものとする。紫外線吸収検出器だけでなく赤外線
その他の光学系検出器に用いる。凹面鏡の主軸を上下
方向に平行でなく、焦点距離をずらすようにする。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the following may be adopted. Used not only for ultraviolet absorption detectors but also for infrared and other optical detectors. The main axis of the concave mirror is not parallel to the vertical direction, and the focal length is shifted.

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したように、本発明は、光源から照射
された光を反射する第1凹面鏡と、この第1凹面鏡で反
射した光を集光する入射スリットと、この入射スリット
を通った光を反射して平行光とする第2凹面鏡と、この
第2凹面鏡で反射した光を入射する回折格子と、この回
折格子で分光された光のうち特定波長の光を反射する第
3凹面鏡と、この第3凹面鏡の焦点付近に配設された第
2スリット及びフローセルと、このフローセル内を流れ
る試料中の測定成分を検出する紫外線吸収検出器におい
て、 前記第3凹面鏡に反射光の光軸が平行でかつ、焦点距
離がほぼ同様の2つの球面を形成し、一方の球面で反射
した光の焦点付近にサンプル光用出射スリットを配置す
ると共に、このサンプル光用出射スリットの後段にフロ
ーセル及びサンプル光用センサを順次配置し、他方の球
面で反射した光の焦点付近に比較光用出射スリット及び
比較光用センサを順次配置した。
<Effects of the Invention> As described in detail above, the present invention provides a first concave mirror that reflects light emitted from a light source, an entrance slit that collects light reflected by the first concave mirror, A second concave mirror that reflects the transmitted light into parallel light, a diffraction grating that receives the light reflected by the second concave mirror, and a third grating that reflects light of a specific wavelength among the light separated by the diffraction grating. A concave mirror, a second slit and a flow cell disposed near the focal point of the third concave mirror, and an ultraviolet absorption detector for detecting a measurement component in a sample flowing in the flow cell; a light reflected by the third concave mirror; Two spherical surfaces whose axes are parallel and whose focal lengths are almost the same are formed. A sample light exit slit is arranged near the focal point of the light reflected by one of the spherical surfaces. Sequentially arranged sensor cell and sample light, were sequentially disposed the other focus exit slit and comparative light sensor compared the optical near the light reflected by the spherical surface.

このため、次の〜のような効果が得られる。 Therefore, the following effects are obtained.

サンプル光センサーと比較光センサーを極めて近い位
置に配設でき、温度条件を等しくできるため、センサー
感度の温度による変化を小さくすることができる。
Since the sample optical sensor and the comparative optical sensor can be arranged at extremely close positions and the temperature conditions can be made equal, a change in sensor sensitivity due to temperature can be reduced.

サンプル光センサーと比較光センサーを極めて近い位
置に配設でき、温度条件を等しくできるため、温度変化
に起因して光学系の機械的歪みによって生ずる光の変化
を相殺できる。
Since the sample optical sensor and the comparative optical sensor can be disposed very close to each other and the temperature conditions can be made equal, changes in light caused by mechanical distortion of the optical system due to temperature changes can be offset.

回折格子で分光した光を2つの焦点に集光し、その位
置にスリットや光センサーを配設できる。従って、光の
利用効率が高くて明かるい光学系となっているうえ、高
感度測定も可能である。
The light split by the diffraction grating is collected at two focal points, and a slit or an optical sensor can be provided at that position. Therefore, the optical system has a high light use efficiency and is bright, and high-sensitivity measurement is possible.

凹面鏡6における第1球面の主軸と第2球面の主軸が
上下に平行となっており、比較光用出射スリットとサン
プル光用出射スリットは単に上下に配設するだけで同一
波長の光が入射することになる。このため、サンプル光
の光学調整を行なえば同時に比較光の光学調整も行われ
ることになって光学調整が楽なる。また、サンプル光と
比較光の光が自動的に同じ光になるため、光源などのス
ペクトル強度が変化しても相殺される。
The main axis of the first spherical surface and the main axis of the second spherical surface of the concave mirror 6 are vertically parallel to each other, and light of the same wavelength is incident simply by disposing the emission slit for comparison light and the emission slit for sample light vertically. Will be. Therefore, if the optical adjustment of the sample light is performed, the optical adjustment of the comparison light is also performed at the same time, and the optical adjustment is facilitated. Further, since the light of the sample light and the light of the comparison light automatically become the same light, even if the spectrum intensity of the light source or the like changes, the light is canceled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明実施例の要部構成説明図、第2図は第1
図の凹面鏡から光センサーに至る部分を横から見た図、
第3図は凹面鏡の立体斜視図、第4図は出射スリットの
立体斜視図、第5図は従来例の構成説明図、第6図は第
5図のフローセル部分の詳細説明図である。 1……光源、2,4,6……凹面鏡、6a,6b……球面、3……
入射スリット、5……回折格子、7……ハーフミラー、
8,11……出射スリット、9……フローセル、10……サン
プル光センサー、12……比較光センサー、
FIG. 1 is an explanatory view of a main part of an embodiment of the present invention, and FIG.
View from the side of the part from the concave mirror of the figure to the optical sensor,
FIG. 3 is a three-dimensional perspective view of a concave mirror, FIG. 4 is a three-dimensional perspective view of an exit slit, FIG. 5 is a configuration explanatory view of a conventional example, and FIG. 6 is a detailed explanatory view of a flow cell part of FIG. 1 ... Light source, 2,4,6 ... Concave mirror, 6a, 6b ... Spherical, 3 ...
Entrance slit, 5 ... diffraction grating, 7 ... half mirror,
8,11 ... Emission slit, 9 ... Flow cell, 10 ... Sample light sensor, 12 ... Comparative light sensor,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源から照射された光を反射する第1凹面
鏡と、この第1凹面鏡で反射した光を集光する入射スリ
ットと、この入射スリットを通った光を反射して平行光
とする第2凹面鏡と、この第2凹面鏡で反射した光を入
射する回折格子と、この回折格子で分光された光のうち
特定波長の光を反射する第3凹面鏡と、この第3凹面鏡
の焦点付近に配設された第2スリット及びフローセル
と、このフローセル内を流れる試料中の測定成分を検出
する紫外線吸収検出器において、 前記第3凹面鏡に反射光の光軸が平行でかつ、焦点距離
がほぼ同様の2つの球面を近接して形成し、一方の球面
で反射した光の焦点付近にサンプル光用出射スリットを
配置すると共に、このサンプル光用出射スリットの後段
にフローセル及びサンプル光用センサを順次配置し、他
方の球面で反射した光の焦点付近に比較光用出射スリッ
ト及び比較光用センサを順次配置したことを特徴とする
紫外線吸収検出器。
1. A first concave mirror for reflecting light emitted from a light source, an entrance slit for condensing light reflected by the first concave mirror, and light passing through the entrance slit is reflected to be parallel light. A second concave mirror, a diffraction grating for receiving light reflected by the second concave mirror, a third concave mirror for reflecting light of a specific wavelength out of the light split by the diffraction grating, and a light source near the focal point of the third concave mirror. A second slit and a flow cell disposed therein, and an ultraviolet absorption detector for detecting a measurement component in a sample flowing in the flow cell, wherein the optical axis of the reflected light is parallel to the third concave mirror and the focal length is substantially the same. Are formed close to each other, a sample light exit slit is disposed near the focal point of the light reflected by one of the spherical surfaces, and a flow cell and a sample light sensor are arranged in the subsequent stage of the sample light exit slit. An ultraviolet absorption detector, comprising: an output slit for comparative light and a sensor for comparative light sequentially arranged near the focal point of light reflected by the other spherical surface.
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