JP3005364B2 - 光学的試料測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料の分析のために試
料の発光を測定する光学的試料測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学的試料測定装置は、試料の発
光を検出する光電子増倍管（ＰＭＴ）やその検出パルス
のカウントを行う計数回路などで構成される。ここで発
光する試料は、例えば化学的な発光を生ずるものが考え
られる。

【０００３】ちなみに、光電子増倍管は、周知のように
光子を受光してそれを電気信号に変換した後、増幅して
出力するものであり、その印加電圧に依存して電流増幅
率が決定されるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学的試料測定
装置は以上のように構成されていたため、光電子増倍管
の電圧が変化したり、あるいは光電子増倍管自体の特性
が変化した場合、測定精度が低下するという問題があっ
た。

【０００５】なお、そのような場合、従来においては、
人為的に光電子増倍管の電圧を変化させて感度校正を行
っていたため、極めて煩雑であり、精度管理のためのコ
ストアップにつながるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、光電子増倍管の感度校正を自
動的に行うことができ、これによって測定精度の向上を
図ることのできる光学的試料測定装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、液体シンチレータが混入された試料の発
光を検出し、発光量を電気量に変換して測定する光学的
試料測定装置において、下面側に光を発する発光量が既
知の標準光源と、少なくとも１つの試料と前記標準光源
とを載置する円形の台であって、試料及び標準光源が載
置される各載置部に光を透過させる開口が形成された試
料搭載台と、前記試料搭載台の下部に近接配置され、前
記開口を介して前記試料または前記標準光源の発光を検
出する光電子増倍管と、前記試料搭載台を回転させ、前
記光電子増倍管に対して前記開口を位置決めする駆動機
構と、前記標準光源の基準の測定値を記憶する基準値メ
モリと、前記標準光源の発光検出を行った時の測定値と
前記基準測定値とを比較し、差があった場合、その差に
対応した信号を演算して出力する比較回路と、前記比較
回路の出力を受けて差が無くなる迄、前記光電子増倍管
の電圧を調整する電圧制御回路と、を含み、前記試料搭
載台には同一円周上に複数の前記開口が形成されたこと
を特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、試料搭載台上面には、少な
くとも１つの試料と標準光源とが載置される。ここで、
標準光源はその発光量が既知（一定）のものである。

【０００９】一方、試料搭載台に近接して光電子増倍管
が配置されており、試料搭載台上の試料または標準光源
の発光が検出される。この光電子増倍管への印加電圧
は、電圧制御回路によって制御されている。

【００１０】したがって、試料の測定の前段階として、
まず試料搭載台を移動させて光電子増倍管の前方に標準
光源を位置させ、この状態で標準光源の発光を検出し、
その時の測定値を予め設定された基準の測定値に維持さ
せるように光電子増倍管の電圧を調整すれば、経時的な
特性変化によらない精度の高い光学的な試料測定が可能
となる。なお、試料搭載台上に試料と標準光源とが共に
載置されているため、試料搭載台を移動させるだけで標
準光源による感度校正を自動的に実行できるという利点
がある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。図１には、本発明に係る光学的試料測定装
置の全体構成が示されている。

【００１２】本実施例において試料搭載台は、円盤状の
ターンテーブルにより構成されている。ターンテーブル
１０は、その回転駆動をなすモータ１２に連結されてい
る。すなわち、このモータ１２によってターンテーブル
１０は所定角度自在に回転し得る。

【００１３】ターンテーブル１０には、その中心から同
一距離の位置、すなわち同一の円周上に複数の載置部が
形成されている。各載置部の底部は、光が下方に透過す
る構造になっている。

【００１４】少なくとも１か所の載置部には試料１４が
載置される。同時に少なくとも１か所の載置部には発光
量が既知でかつ一定の発光を行う標準光源１６が配置さ
れる。標準光源１６としては長期間にわたって温度変動
などによらずに一定の発光を行う光源を用いることが望
ましい。

【００１５】ターンテーブル１０の下面側には、光電子
増倍管１８が配置されている。この光電子増倍管は、図
１に示されるようにターンテーブル１０の中心から一定
距離隔てた位置に配置され、載置部の真下にくる位置に
設けられている。その受光面は、試料１４または標準光
源１６からの光子を受光する。

【００１６】なお試料１４は、例えば放射性同位核種に
よって指標された物質に液体シンチレータを混入したも
のであり、試料１４内部で発生する光は光電子増倍管１
８にて受光される。一方、標準光源１６は、ターンテー
ブル１０の下面側に光を発するものであり、光電子増倍
管１８の上方に位置する場合のみ発光を行うかあるいは
測定中は連続的に発光を行っている。

【００１７】光電子増倍管１８には高電圧ユニット２０
が接続されており、電源２２から供給される電力は、こ
の高電圧ユニット２０で高電圧に変換されて光電子増倍
管１８に供給されている。なお、このような測定系は、
実際の装置においては暗箱内に設けられる。

【００１８】制御部２４は、以上説明した測定系の制御
を行うものであり、移動制御部２６、電圧制御回路３
０、マイクロプロセッサ３４、比較回路３６、基準値メ
モリ３８で構成される。

【００１９】移動制御回路２６は、モータ１２の制御を
行っており、ターンテーブル１０を任意の角度回転させ
ることができる。

【００２０】基準値メモリ３８は、標準光源１６の発光
量に対しての基準の測定値を記憶している。この基準の
測定値は、工場出荷時或いは稼働後の定期点検時に、技
術者により入力あるいは変更される以外は一定である。

【００２１】比較回路３６は、標準光源１６の測定時の
み出力するよう制御されている。入力端子が２つあり、
両信号が等しくなる迄、その差に比例した信号を電圧制
御回路３０に対して出力する。

【００２２】１つの入力端子には常に基準値メモリ３８
が接続されていて、基準のカウント数が入力される。も
う１つの入力端子には、標準光源１６の測定をしている
時だけ切換スイッチ４０を経由して計数回路２８からの
標準光源１６の計測値が入力される。

【００２３】電圧制御回路３０は、比較回路３６からの
信号を受け、標準光源１６の計測値が基準値と一致する
よう高電圧ユニット２０を制御する。そして一致したら
その電圧を、次の標準光源の計測時迄保持し続ける。マ
イクロプロセッサ３４は、制御部２４内の各回路及び切
換スイッチ４０を制御し、試料１４の測定及びその合い
間に適宜標準光源１６による光電子増倍管の感度の校正
を実施する。

【００２４】計数回路２８は、光電子増倍管１８からの
光電流をパルスとして計数するものであり、単位時間当
りの計数値、すなわち計数率が切換スイッチ４０に送ら
れ、試料１４の測定の場合は表示器等に出力され、標準
光源１６の場合は比較回路３６に出力される。

【００２５】このように電圧制御回路３０によって高電
圧ユニット２０を制御することで、光電子増倍管１８の
経時的な感度変化や温度に依存する感度変化を校正する
ものである。

【００２６】次に、本発明に係る光学的試料測定装置の
動作について説明する。

【００２７】試料の発光を測定する場合、まず移動制御
回路２６によってモータ１２が駆動され標準光源１６が
光電子増倍管１８の上方に位置するまでターンテーブル
１０が回転される。この状態で、光電子増倍管１８によ
って標準光源１６の発光が検出される。この時の計数回
路２８の計数率は切換スイッチ４０を通って比較回路３
６の一方の入力端へ供給される。そしてもう一方の入力
である基準値と比較され、両入力に差がある場合、比較
回路３６はその差に比例した信号を電圧制御回路３０に
出力する。

【００２８】電圧制御回路３０はこの信号を受け、高電
圧ユニット２０への電圧を調整する。これによって、最
終的に光電子増倍管１８の感度が、設定された一定値に
校正されることになる。

【００２９】以上の感度校正工程が行われた後、実際の
試料の発光測定が行われる。すなわち、移動制御回路２
６によってモータ１２が駆動され、光電子増倍管１８の
上方に試料１４が位置するようにターンテーブル１０が
回転される。その後、試料の発光測定が行われ、その測
定値である計数率が外部に出力される。

【００３０】そして、試料搬送機構によって試料１４が
搬送された後、次の試料１４がターンテーブル１０に載
置される。この時、そのまま試料の測定を行っても良
く、あるいは上述した感度校正を行った後に試料の測定
を行っても良い。通常は、１０分に１回、１時間に１回
など定期的に標準光源１６による感度校正を行えば十分
であると考えられる。

【００３１】本実施例の光学的試料測定装置は、完全自
動化が図られており、光学的試料測定装置の使用開始時
及び所定時間経過後に感度校正が行われている。

【００３２】図２には載置部が２つのターンテーブル５
２が示されている。１つの載置部に試料１４が、もう１
つの載置部に標準光源１６が載置される。

【００３３】図３には、ターンテーブルの変形例が示さ
れている。図３のターンテーブル５４においては、載置
部が４つ配置されており、１つの標準光源の他、３つま
での試料をテーブル上に載置可能である。すなわち、３
回おきに標準光源１６による感度校正を行うことが可能
である。そして、ターンテーブル３２の上面側には円環
状の遮蔽リング５６が上面側に突出形成されており、外
部からの光あるいは試料相互間の光をできるだけ遮蔽す
るように構成されている。勿論、下面側にこのような構
造を設けてもよい。

【００３４】図４には試料搭載台として、直線状試料搭
載台５８が示されている。この場合載置部は、直線状に
配置され、試料１４が載置される他、例えば１端に標準
光源１６が載置される。

【００３５】なお、試料搭載台としてターンテーブルと
直線状との２種類を例示したが、他に平面上でのチエー
ンコンベアによる循環式、立体的なチェーンコンベアに
よる循環式等が容易に考えられる。さらに標準光源１６
の配置は、試料１４の載置部と同じ所を例示したが、光
電子増倍管１８と標準光源１６とが対向でき、試料搬送
機構が大幅変更とならない範囲で、試料搭載台の外に配
置してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
標準光源を用いて光電子増倍管の感度校正を行うことが
できるので、測定精度を長期にわたって維持可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学的試料測定装置の全体構成を
示すブロック図である。

【図２】載置部が２つのターンテーブルを示す上面図で
ある。

【図３】載置部が４つのターンテーブルを示す斜視図で
ある。

【図４】直線状試料搭載台を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，５２，５４ ターンテーブル １２ モータ １４ 試料 １６ 標準光源 １８ 光電子増倍管 ３０ 電圧制御回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体シンチレータが混入された試料の発
   光を検出し、発光量を電気量に変換して測定する光学的
   試料測定装置において、下面側に光を発する 発光量が既知の標準光源と、 少なくとも１つの試料と前記標準光源とを載置する円形
   の台であって、試料及び標準光源が載置される各載置部
   に光を透過させる開口が形成された試料搭載台と、前記試料搭載台の下部に近接配置され、前記開口を介し
   て 前記試料または前記標準光源の発光を検出する光電子
   増倍管と、前記試料搭載台を回転させ、前記光電子増倍管に対して
   前記開口を位置決めする駆動機構と、 前記標準光源の基準の測定値を記憶する基準値メモリ
   と、 前記標準光源の発光検出を行った時の測定値と前記基準
   測定値とを比較し、差があった場合、その差に対応した
   信号を演算して出力する比較回路と、 前記比較回路の出力を受けて差が無くなる迄、前記光電
   子増倍管の電圧を調整する電圧制御回路と、 を含み、 前記試料搭載台には同一円周上に複数の前記開口が形成
   された ことを特徴とする光学的試料測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記試料搭載台の各試料の載置部には試料の下部を包み
   込んで遮蔽する遮蔽リングが突出形成されたことを特徴
   とする光学的試料測定装置。