JP3141512U

JP3141512U - 分光装置

Info

Publication number: JP3141512U
Application number: JP2008000972U
Authority: JP
Inventors: 英幹林
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2018-02-22

Abstract

【課題】光源ユニットの熱が分光ユニットに伝わりにくい分光装置を提供する。
【解決手段】本考案は、光源の発熱の分光ユニット２への影響を最小限に抑えることができる分光装置の提供を目的としており、所定の波長範囲の光を発する光源４を内包する光源ユニット１と、前記光源ユニット１からの光を分光して所望の波長の光を抽出する分光ユニット２によって構成される分光装置において、前記光源ユニット１と前記分光ユニット２が相互間に放熱板１５を挟持して配設されていることを特徴とする。光源４の発熱によって光源ユニット１の温度が上昇し、筐体１７とスペーサ１６を通して放熱板１５に熱が伝導される。しかし、放熱板１５は多数の放熱フィン１９を通じて外気によって冷却されるため、放熱板１５の温度上昇は最小限に抑えられる。この結果、放熱板１５からスペーサ１６を通じて分光ユニット２の筐体１８に流れる熱量もまた最小限に抑えられる。

【選択図】図１

Description

本考案は、各種の試料の定性定量分析を行う分光光度計や、液体クロマトグラフ用の蛍光検出器などの構成要素として用いられる分光装置に関する。

分光装置は、ハロゲンランプ、重水素ランプあるいはキセノンランプ等の光源が発する広範な波長領域に亘る光から、ある特定の波長の光のみを選択的に出射する機能を有しており、吸光分光光度計や蛍光分光光度計、液体クロマトグラフのＵＶ検出器や蛍光検出器など構成要素として広く一般的に利用されている。

従来使用されている分光装置の最も一般的な例は図５に示すとおり、光源ユニット１と分光ユニット２によって構成されている。

光源ユニット１には、光源４と集光鏡５が備えられており、光源４から放射された光が集光鏡５によって収束光となり、窓板６を通過したのち、外部の一点に焦点を結ぶように設置・配向されている。光源４としては、吸光分光光度計に利用される場合には重水素ランプまたはハロゲンランプ、蛍光分光光度計に利用される場合にはキセノンランプ、液体クロマトグラフ用ＵＶ検出器に利用される場合は重水素ランプ、液体クロマトグラフ用蛍光検出器に利用される場合には重水素ランプまたはキセノンランプが一般的に用いられ、それぞれの種類に対応した点灯電源（図５には示されない）によって点灯される。

分光ユニット２には、光束が経由する順に、窓板７、入口スリット８、コリメータ鏡９、回折格子１０、集光鏡１１、平面鏡１２、出口スリット１３、窓板１４が備えられており、入口スリット８からコリメータ鏡９に至る光路長がコリメータ鏡９の焦点距離に等しく、また集光鏡１１から平面鏡１２を介して出口スリット１３に至る光路長が集光鏡１１の焦点距離に等しく設定されて、それぞれの光学素子が配置されている。これによって、入口スリット８を出た拡散光はコリメータ鏡９によって並行光束となり、回折格子１０に入射する。また回折格子１０によって反射された並行光束は集光鏡１１によって集光されて出口スリット１３上に焦点を結ぶ。

回折格子１０は、その反射面の中心を通って紙面に垂直な直線の周りに回転可能な構造になっており、この回転角を変化させると、出口スリット１３と窓板１４を通して外部に出射する波長が変化する。したがって、出射する光の波長を正確に選択することができる。

光源ユニット１と分光ユニット２は、光束通過のための開孔を有するスペーサ３を挟んで配置されている。スペーサ３の厚みは、光源ユニット１から出射する光が分光ユニット２の入口スリット８上に正確に焦点を結ぶように決定されている。

上述の分光装置の出力は、図５の窓板１４から出射したのち、目的に応じた各種の測定部に導かれる。たとえば、液体クロマトグラフ用蛍光検出器であれば、最適な集光光学系を介して、試料の通るフローセルに入射する。入射光によって励起されて発せられた試料の蛍光は、別の光学系によって検出器に送られて、検出・測定される。

分光装置に関する先行技術文献情報を調査したが発見されなかった。

しかし、上述した従来の分光装置には以下の欠点がある。すなわち、光源ユニット１の発する熱によって分光ユニット２の温度が上昇し、これによって出力光の波長が変化する、あるいは出力光の強度が変動する不具合が生じ易い。特に強力な出力光強度を必要とする液体クロマトグラフ用蛍光検出器では、光源４としてしばしばキセノンランプが使用されるが、この光源は、光強度のみならず、発熱量も他の種類の光源に比べてはるかに大きい。

このため、光源ユニット１の温度が上昇し、スペーサ３を介して熱が分光ユニット２に伝導され、分光ユニット２の温度が上昇しやすい。この温度上昇を防止するために、スペーサ３を熱伝導率のできるだけ小さい材料で製作することが必要であるが、材料コスト、加工性、材質強度などの問題点がある。

本考案は、上記の問題点を解決するために光源ユニットと、分光ユニットとの相互間に放熱フィンが形成されたスペーサを挟持して配設されたものである。

本考案に係る分光装置により、光源ユニットと分光ユニットの間の距離が確保されると共に、光源ユニットからスペーサに伝導した熱は、放熱フィンで外部に放散されるため、スペーサの温度が上昇しにくく分光ユニットへの悪影響が出ない。

光源ユニットの発する熱を分光ユニットに伝えないために、光源ユニットの分光ユニットを仲介する部分において、熱を外部に放出することが望ましく、この仲介部分に多数のフィンを備えた放熱板を用いる。

図１に本考案の実施例を示す。本図に示すとおり本実施例による分光装置は、光源ユニット１と分光ユニット２から構成され、両者の中間に放熱板１５がスペーサ１６を介して挟持されている。

光源ユニット１ならびに分光ユニット２については、構造、機能ともに図５に示す従来装置と同一であり、詳細な説明は省略する。

放熱板１５とスペーサ１６は一体に加工されているが、これらの外観は図２および図３に示す。図２は、放熱板１５の平面図であり、図３は、図２におけるＳ−Ｓ´断面を右側方より見た図である。

放熱板１５は、両面に多数の放熱フィン１９を有する形状で、アルミニウムなどの熱伝導度の大きい材料を用いて製作する。放熱板１５には光束が通過するための開孔Ａが設けられている。また、放熱板１５の両面にそれぞれ３個のスペーサ１６が、開孔Ａの中心に対して１２０度の角度をなすように取り付けられている。各スペーサ１６の中心にはネジ止め用の孔Ｂが貫通している。

また、放熱板１５の一方の面の３個のスペーサ１６と他方の面の３個のスペーサ１６は互いに開孔Ａの中心に対して６０度の角度だけ偏位させて取り付けられている。このような放熱板１５とスペーサ１６の組み立て品は、市販のアルミニウム引き抜き材製放熱板にアルミニウムから加工されたスリーブを溶接して製作することも可能であり、または、放熱用のフィンとスリーブとを同時にアルミニウムダイキャストとして製作することも可能である。

製作された放熱板１５は、６個のスペーサ１６の中心の孔Ｂを使って光源ユニット１の筐体１７と分光ユニット２の筐体１８にねじ止めされる。

放熱板１５の厚さとスペーサ１６の長さの和が光源ユニット１と分光ユニット２とを隔離させるが、この隔離の長さは、分光装置を組み立てた時、光源ユニット１の出射光が分光ユニット２内の入口スリット８上に正確に焦点を結ぶ構成に設計・製作されている。

上記のごとく構成された分光装置を稼働させた場合、光源４の発熱によって光源ユニット１の温度が上昇し、筐体１７とスペーサ１６を通して放熱板１５に熱が伝導される。しかし、放熱板１５は多数の放熱フィン１９を通じて外気によって冷却されるため、放熱板１５の温度上昇は最小限に抑えられる。この結果、放熱板１５からスペーサ１６を通じて分光ユニット２の筐体１８に流れる熱量もまた最小限に抑えられる。さらに、放熱板１５の両面のスペーサ１６が互いに角度６０度ずれているため、光源ユニット１の筐体１７から分光ユニット２の筐体１８まで直接的に熱の伝わる経路がない。したがって分光ユニット２に流れる熱量をより少なくしている。

スペーサ１６の形状と放熱フィン１９の形状は、上記の実施例に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。図４の（ａ）と（ｂ）に正面図と断面図を示した変形例は、円筒形のスペーサ１６の外周に幾層もの放熱フィン１９が一体に加工されたものである。両端のフランジ部に穿設された取り付け用の孔Ｂに、図３の場合と同様に光源ユニット１と分光ユニット２がネジ止めなどの手段で取り付けられ、光は中心の開孔Ａによって分光ユニット２へ導入される。スペーサ１６に伝わった熱は、大きな表面積の放熱フィン１９によって速やかに外気に放出され、分光ユニット２の温度上昇が最小限に抑えられる。

上述のように、本考案の分光装置においては、光源ユニット１から分光ユニット２に流れる熱が最小限に抑えられ、これによって、分光ユニット２の温度上昇が最小限に抑えられ、波長変動や光強度変動などの測定上の不具合を最小限に抑えられる分光装置が実現できる。スペーサとしては、図１〜図４に示す以外種々の変形例が挙げられ、図示例には限定されない。

本考案は、分光光度計あるいは液体クロマトグラフ検出器に利用される分光装置に利用できる。

本考案の一実施例を示す図である。本考案の放熱板の平面頭である。本考案の放熱板の断面図である。本考案の変形例を示す図である従来の分光装置の例を示す図である。

符号の説明

１光源ユニット
２分光ユニット
３スペーサ
４光源
５、１１集光鏡
６、７、１４窓板
８入口スリット
９コリメータ鏡
１０回折格子
１２平面鏡
１３出口スリット
１５放熱板
１６スペーサ
１７、１８筐体
１９放熱フィン
Ａ開孔
Ｂ孔

Claims

所定の波長範囲の光を発する光源を内包する光源ユニットと、前記光源ユニットからの光を分光して所望の波長の光を抽出する分光ユニットによって構成される分光装置において、前記光源ユニットと前記分光ユニットが相互間に放熱フィンが形成されたスペーサを挟持して配設されていることを特徴とする分光装置。