JP3537425B2 - 複合分析装置 - Google Patents

複合分析装置

Info

Publication number
JP3537425B2
JP3537425B2 JP2002095076A JP2002095076A JP3537425B2 JP 3537425 B2 JP3537425 B2 JP 3537425B2 JP 2002095076 A JP2002095076 A JP 2002095076A JP 2002095076 A JP2002095076 A JP 2002095076A JP 3537425 B2 JP3537425 B2 JP 3537425B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample gas
analyzer
mass spectrometer
analyzed
fourier transform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002095076A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003294619A (ja
Inventor
優 亀岡
Original Assignee
日本パステック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本パステック株式会社 filed Critical 日本パステック株式会社
Priority to JP2002095076A priority Critical patent/JP3537425B2/ja
Priority to US10/214,358 priority patent/US6937324B2/en
Priority to EP20020017989 priority patent/EP1348944A1/en
Priority to CNA021469466A priority patent/CN1532536A/zh
Priority to KR1020020071065A priority patent/KR20030078612A/ko
Publication of JP2003294619A publication Critical patent/JP2003294619A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3537425B2 publication Critical patent/JP3537425B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0022Portable spectrometers, e.g. devices comprising independent power supply, constructional details relating to portability
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N2021/3595Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using FTIR
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N2030/022Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/025Gas chromatography

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料ガスを光分析
装置及び質量分析装置により分析する複合分析装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、分析対象の試料ガスを内部に
導入し、その試料ガス中に透過された光の変化から試料
ガスを分析する例えばフーリエ変換赤外分光光度計(F
TIR)といった光分析装置や、試料ガスを構成する成
分の質量を分析する質量分析装置などの分析装置が多種
提供され、これら個々の分析装置は、試料ガスの種類や
その分析の目的に応じて使い分けられている。
【0003】また、近年では、有毒ガスなどの化学兵器
(NBC兵器)を用いたテロや犯罪が増加しているた
め、有毒ガスが発生している現場において、未知のガス
をあらゆる面から早急に分析することが望まれている。
【0004】さらに、地球温暖化ガスや環境ホルモンや
土壌汚染物質などの地球環境汚染物質も近年増加傾向に
あり、このような地球環境の観点からも、未知のガスの
現場における早急な分析が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような現場には、少なくとも光分析装置と質量分析装置
とが必要となることが多く、これらの分析装置の持運び
や、組み立てに手間がかかってしまうという問題があ
る。そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、少なくと
も光分析装置と質量分析装置とを組み合わせた持運び易
い複合分析装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、分析対象の試料ガスを内部に導入し、前記試料ガス
中に透過された光の変化から試料ガスを分析する光分析
装置と、分析された前記試料ガスを内部に導入し、前記
試料ガスを構成する成分の質量を分析する質量分析装置
と、少なくとも前記光分析装置及び質量分析装置を収納
する可搬型ケースとを備えたことを特徴とする。例え
ば、前記光分析装置は、フーリエ変換赤外分光光度計で
あり、前記質量分析装置は、飛行時間型質量分析装置で
ある。
【0007】また、前記光分析装置における内部に導入
された試料ガスを外部に導出する導出口を、前記質量分
析装置における試料ガスを内部に導入する導入口に略対
向させて接続し、試料ガスを、前記光分析装置から質量
分析装置へと分岐することなく導いても良い。
【0008】また、前記光分析装置は、試料ガス中に光
を透過させるために前記試料ガスを内部に満たすセル容
器を備え、前記質量分析装置は、前記光分析装置のセル
容器に密着して配設されるようにしても良い。
【0009】ここで前記複合分析装置は、さらに、前記
試料ガスを光分析装置及び質量分析装置で分析する前
に、前記試料ガスを内部に導入して分析する前置分析装
置を、前記ケース内に備えても良い。例えば、前記前置
分析装置は、前記試料ガスを光音響法により分析する光
音響分析装置である。
【0010】またこのとき、前記前置分析装置における
内部に導入された試料ガスを外部に導出する導出口を、
前記光分析装置における試料ガスを内部に導入する導入
口に略対向させて接続し、試料ガスを、前記前置分析装
置から、前記光分析装置を経て、質量分析装置へと分岐
することなく導いても良い。
【0011】そして前記複合分析装置は、さらに、前記
光分析装置及び質量分析装置並びに前置分析装置から出
力される信号に基づいて演算処理を行い、前記光分析装
置により分析された結果を表す図表と、前記質量分析装
置により分析された結果を表す図表と、前記前置分析装
置により分析された結果を表す図表とを表示する演算処
理手段を備えても良い。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る複合分析装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、複合分析装置の外観を示す外観構成図である。
この複合分析装置は、試料ガスを内部に導入してその試
料ガスの成分に応じた信号を出力する分析機器部Aと、
分析機器部Aからの出力信号に基づいて演算処理し分析
結果を出力する例えばノートパソコンなどの演算処理部
Bとからなる。
【0013】分析機器部Aは、分析対象の試料ガスを内
部に導入し、その試料ガス中に透過された赤外光のスペ
クトル変化から試料ガスを分析するフーリエ変換赤外分
光光度計(以下「FTIR」という)10と、試料ガス
を内部に導入し、その試料ガスを構成する成分の質量を
分析する質量分析装置(以下「MS」という)20と、
光音響分析装置やX線分析装置などの分析装置からなる
フロントエンド部30と、FTIR10及びMS20並
びにフロントエンド部30に電源を供給するバッテリー
40と、前記分析装置10,20,30及びバッテリー
40を収納する可搬型のケース50とから構成される。
ここで、バッテリー40は、例えば二次電池や燃料電池
などからなる。
【0014】図2は、複合分析装置の機能ブロック図で
ある。図2に示すように、FTIR10は、赤外光を出
力する赤外光源部1と、赤外光源部1から出力された赤
外光を干渉させるマイケルソン干渉計からなる干渉部2
と、試料ガスを内部に導入してこれを満たし、その試料
ガス中に、干渉部2から出力される赤外光を長光路に渡
って透過させるセル容器たる長光路ガスセル3と、赤外
光の強度を検出する赤外光検出器4と、少なくとも赤外
光検出器4からの出力結果をフーリエ変換して演算処理
部Bに出力するDSP(Digital SignalProcessor)5
とを備えている。
【0015】MS20は、ガスに含まれる各成分をイオ
ン化して飛び立たせ、一定距離までの飛行時間からその
成分毎の質量を測定する飛行時間型質量分析装置であっ
て、真空中で試料ガスの各成分をイオン化し、電界をか
けることで加速を与えてそのイオン成分を一定方向に放
出するイオン化部22と、放出されたイオン成分を真空
中で飛行させることにより、各イオン成分をその質量ご
とに飛行時間に差をつけて分離する質量分離部23と、
分離された各イオン成分を検出する検出器24とで構成
される。
【0016】図3は、長光路ガスセル3とMS20の内
部構成図である。長光路ガスセル3の内部には、干渉部
2から出力された赤外光を反射する複数の反射鏡3cが
配設されており、その反射鏡3cの個数や位置は、赤外
光を試料ガス中に透過させる距離つまり光路長に応じて
設定されている。また光路長は、数[cm]〜数十
[m]であって、試料ガスの量や流量に応じて決定され
る。例えば、試料ガスが微量であれば光路長を約20
[m]に設定する。
【0017】一方、MS20の質量分離部23は、イオ
ン化部22から放出されるイオン成分を通すためのドリ
フトチューブ23aと、ドリフトチューブ23aを通り
抜けたイオン成分の飛行方向と逆向きに力がかかるよう
に電場勾配を作るイオン反射器23bとから構成され
る。また、MS20は、検出器24を2つ備えており、
その1つは、ドリフトチューブ23aとイオン反射器2
3bとの接合部付近に配置され、他の1つは、イオン反
射器23bにおけるドリフトチューブ23aと反対側の
一端に配置されている。
【0018】イオン化部22から放出されるイオン成分
は、質量が略等しいものであっても、初期位置や初速度
のばらつきなどにより、飛行時間に差が生じて分解能が
低下しまうことがあるが、このイオン反射器23bを備
えたことで、ドリフトチューブ23aを通り抜けた速度
が速いイオン成分は、上述の電場勾配に逆らってイオン
反射器23bの奥まで入り込んで跳ね返り、遠回りをし
てドリフトチューブ23a近くに配置された検出器24
に検出される一方、ドリフトチューブ23aを通り抜け
た速度が遅いイオン成分は、イオン反射器23bの奥ま
で入り込まずに跳ね返り、近道をして上述と同様、ドリ
フトチューブ23a近くに配置された検出器24に検出
される。その結果、質量が略等しい各イオン成分は、初
速度などにばらつきがあっても、検出器24で検出され
る時間、つまり飛行時間を略等しくすることができ、分
解能を向上することができる。
【0019】このような飛行時間型質量分析装置である
MS20は、原理的に測定質量範囲に上限が無く、分子
量数万〜十数万のタンパク質のような高分子を測定する
ことができる。しかも、全体的にコンパクトで操作や保
守も簡単であり測定時間も短く多数の試料を容易に処理
することが可能である。また、発生したイオン成分がほ
とんど検出器24に到達するため感度も高く微量分析に
適している。
【0020】フロントエンド部30は、試料ガスを内部
に導入して分析するものであって、例えば、試料ガスを
光音響法により分析する光音響分析装置、試料ガスから
放出されるX線を分析するX線分析装置、放射能を分析
する放射能分析装置、又は、塩素ガスや硫化水素などの
特定のガスを検出するガスセンサである。
【0021】フロントエンド部30が光音響分析装置で
あれば、試料ガスを内部に導入するガスセルと、ガスセ
ル内の試料ガスに光を照射する光源部と、ガスセルから
の音を検出する検出器たるマイクロフォンとで構成され
る。
【0022】また、上述のガスセンサは、セラミックを
用いてガスを検出するセラミックセンサ、電気化学的作
用によりガスを検出する電気化学センサ、光学的作用に
よりガスを検出する光学センサなどからなる。また、電
気化学センサは、例えば、試料ガスを電極上で反応さ
せ、電極反応電流をゲル状電解質を通して測定すること
により試料ガス中の特定成分を検出するゲル化電解式セ
ンサである。なお、上述の光音響分析装置、X線分析装
置、放射能分析装置、及びガスセンサを複合してフロン
トエンド部30を構成しても良い。
【0023】このような分析機器部Aでは、試料ガス
は、まずフロントエンド部30に導入されて、フロント
エンド部30により分析され、次に、FTIR10の長
光路ガスセル3に導入されて、FTIR10により分析
される。そしてさらに、FTIR10で分析された試料
ガスは、MS20のイオン化部22及び質量分離部23
に導入されることで、上述のように飛行時間に基づく質
量分析が行われる。
【0024】このように、本実施の形態では、FTIR
10及びMS20のみならずフロントエンド部30をも
備えていることによって、試料ガスの分析の幅を広げる
ことができる。また、MS20は、試料ガスの成分をイ
オン化するように、試料ガスを破壊して分析する一方、
FTIR10及びフロントエンド部30は試料ガスを非
破壊で分析する。即ち、本実施の形態では、MS20に
よる分析を、FTIR10及びフロントエンド部30に
よる分析の後段で行うことにより、FTIR10及びフ
ロントエンド部30による分析の前段で行う場合と比べ
て、試料ガスを正確に分析することができる。
【0025】そして、FTIR10のDSP5は、赤外
光検出器4からの出力信号のみならず、MS20の検出
器24及びフロントエンド部30のマイクロフォンから
の出力信号をも入力して、信号処理を行った後に演算処
理部Bに出力する。演算処理部Bは、分析機器部AのD
SP5からの信号出力に基づいて演算処理した結果をデ
ィスプレイ上に表示させる。
【0026】図4は、上述の結果を示す演算処理部Bの
画面表示図である。この演算処理部Bのディスプレイに
は、FTIR10により分析された結果を示す赤外光吸
収スペクトルと、MS20により分析された結果を示す
マススペクトルと、フロントエンド部30が光音響分析
装置であれば、その光音響分析装置で分析された結果を
示すものであって、試料ガス中に含まれる各成分の濃度
を示す表とが、同時に表示される。また、フロントエン
ド部30がX線分析装置であれば、試料ガスから放出さ
れるX線の検出結果を示す表が上記ディスプレイに表示
され、フロントエンド部30が放射能分析装置であれ
ば、放射能分析装置で分析された結果を示す表が上記デ
ィスプレイに表示され、フロントエンド部30がガスセ
ンサであれば、そのガスセンサで検出されたガスの濃度
を示す表が上記ディスプレイに表示される。
【0027】即ち本実施の形態における複合分析装置で
は、3つの分析装置で分析されたそれぞれの結果を、演
算処理部Bのディスプレイに表示させるので、試料ガス
の分析結果をより分かり易くして使い勝手を向上するこ
とができる。また、分析結果は、演算処理部Bのディス
プレイに同時に纏めて表示されるので、ユーザーは、そ
の分析結果を全体的に容易に把握することができる。
【0028】ところで、ケース50は、一面を開口する
略矩形箱状の収納部51と、その開口を塞ぐようにヒン
ジにより収納部51に開閉自在に取り付けられた蓋体5
2とで構成され、収納部51の周壁外側には分析機器部
Aを持ち運ぶための取手53が取り付けられている。ま
た、収納部51の周壁における取手53が取り付けられ
た面と隣り合う一面には、収納部51の内外を貫通する
開口窓51aが穿設されているとともに、この開口窓5
1aを開閉する開閉扉51bがヒンジなどで取着されて
いる。
【0029】ここで、本実施の形態における複合分析装
置では、上述のFTIR10及びMS20並びにフロン
トエンド部30を、上述のような可搬型のケース50に
収納していることにより、持ち運び易くすることができ
る。
【0030】また、本実施の形態における複合装置で
は、FTIR10の長光路ガスセル3と、MS20及び
フロントエンド部30とを近接配置し、試料ガスを分離
することなく流して上述のようにフロントエンド部30
→FTIR10→MS20の順で各分析装置に試料ガス
を分析させる。
【0031】図5は、ケース50の収納部51に上述の
分析装置が配設される配置構成図である。フロントエン
ド部30は、試料ガスを内部に導入する導入口30a
を、図1に示すように開口窓51aの一部に臨ませるよ
うに収納部51に収納され、これと同様に、MS20
は、試料ガスを外部に導出する導出口20bを、図1に
示すように開口窓51aの他の部分に臨ませるように収
納部51に収納される。また、フロントエンド部30の
試料ガスを外部に導出する導出口30bは、導入口30
aと反対側に設けられており、MS20の試料ガスを内
部に導入する導入口20aは、導出口20bと反対側に
設けられている。
【0032】FTIR10の長光路ガスセル3の一面に
は、内部に試料ガスを導入する導入口3aと、外部に試
料ガスを導出する導出口3bとが設けられており、この
ような長光路ガスセル3は、その導入口3aをフロント
エンド部30の導出口30bに略対向させて、さらに、
長光路ガスセル3の導出口3bをMS20の導入口20
aに略対向させて、フロントエンド部30及びMS20
に近接配設される。そして、赤外光源部1、干渉部2、
赤外光検出器4、DSP5、及び、バッテリー40は、
長光路ガスセル3におけるMS20及びフロントエンド
部30と略対向する部位を除く周辺に沿って配設され
る。
【0033】このように、長光路ガスセル3と、MS2
0及びフロントエンド部30とを、それぞれの導出入口
を略対向させて近接配置し、試料ガスを分離することな
く流すことによって、試料ガスを各分析装置に導く配管
の全長を短くすることができ、その結果、分析機器部A
を小さくして複合分析装置全体の小型化を図ることがで
き、持運び易くすることができる。
【0034】ここで、MS20及びフロントエンド部3
0を、長光路ガスセル3に密接するように配設したり、
MS20の導入口20aと長光路ガスセル3の導出口3
bとを直付けするとともに、フロントエンド部30の導
出口30bと長光路ガスセル3の導入口3aとを直付け
したりしても良い。このような場合にも、上述と同様、
分析装置Aを小さくして複合分析装置全体の小型化を図
ることができる。
【0035】また、試料ガスを長光路ガスセル3からM
S20へと導く配管の長さや、試料ガスをフロントエン
ド部30から長光路ガスセル3へ導く配管の長さを、例
えば5[cm]以下としても良い。
【0036】なお、MS20のイオン化部22内部を真
空とするために、イオン化部22内部を真空引きするポ
ンプと、イオン化部22内部を長光路ガスセル3内部か
ら隔離する電磁弁とを、ケース50内に配設しても良
い。このときには、前記電磁弁は、長光路ガスセル3の
導出口3bと、MS20の導入口20aとの間に取り付
けられる。
【0037】図6は、分析機器部Aの蓋体52を閉じた
状態の外観斜視図である。このような分析機器部Aで
は、通常、図6に示すようにケース50の蓋体52を閉
じて持ち運び、試料ガスを分析するときには、開閉扉5
1bのみを開いて、開口窓51aから露出するフロント
エンド部30の導入口30aから試料ガスを導入し、M
S20の導出口20bから試料ガスを外部に導出する。
そして、内部の各分析装置のメンテナンスなどを行うと
きには、蓋体52を開けて行う。
【0038】以上、本発明に係る複合分析装置につい
て、実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これら
に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では
FTIR10を備えたが、FTIR10の代わりに、ガ
スクロマトグラフとフーリエ変換赤外分光光度計とを備
えたガスクロマトグラフ・フーリエ変換赤外分光光度計
複合装置(以下「GC−FTIR」という)を備えても
良い。
【0039】図7(a)は、GC−FTIR100とM
S20との配置構成図を示す。FTIR10を備えた場
合には、混合物の分析が難しかったが、GC−FTIR
100を備えることにより、試料ガスを構成する成分ご
とに分離してIR分析することができ、より正確に試料
ガスを分析することができる。
【0040】ここで、GC−FTIR100は、FTI
R10の長光路ガスセル3と同様の機能を有する長光路
ガスセル103を備え、長光路ガスセル103とMS2
0のイオン化部22とが密接するように配設されてい
る。
【0041】これにより、FTIR10を備えたときと
同様、分析機器部Aを小さくして複合分析装置全体の小
型化を図ることができる。また、本実施の形態では、飛
行時間型の質量分析装置であるMS20を備えたが、M
S20の代わりにガスクロマトグラフ質量分析装置(以
下「GC−MS」という)を備えても良い。
【0042】図7(b)は、FTIR10とGC−MS
200との配置構成図を示す。このようにGC−MS2
00を備えた場合には、多成分系の試料ガスを成分ごと
に分離して定性することができる。
【0043】ここで、GC−MS200は、MS20の
イオン化部22と同様の機能を有するイオン化部222
を備え、イオン化部222とFTIR10の長光路ガス
セル3とが密接するように配設されている。これによ
り、MS20を備えたときと同様、分析機器部Aを小さ
くして複合分析装置全体の小型化を図ることができる。
【0044】さらに、MS20の代わりに電場型の質量
分析装置を備えても良く、試料ガスの各成分をイオン化
する方法は、アルゴンイオンなどを試料ガスの構成成分
に当ててその成分をイオン化する二次イオン質量分析
(SIMS)法としても良い。またさらに、MS20の
代わりに、四重極型質量分析装置を備えても良い。この
場合には、電界作用でのみ質量分析が行えるため、高速
スキャン、高速スイッチング測定が行え、さらにコスト
低減を図ることができる。
【0045】また、本実施の形態のFTIR10では、
長光路ガスセル3を備えて、この長光路ガスセル3内の
試料ガス中に赤外光を透過させて試料ガスを分析させた
が、FTIR10にプリズムなどを備えてATR(Atte
nuated Total Reflection)法による分析を行わせても
良い。さらに、本実施の形態では、気体を分析対象とし
たが、液体及び粉体を含む固体も分析対象に含めても良
い。
【0046】液体を分析対象とする場合には、例えば気
化装置をケース50内に配設し、外部からケース50へ
導入される分析対象の液体を、その気化装置で気体にし
た上で、その分析対象物をフロントエンド部30及びF
TIR10並びにMS20に分析させる。これにより、
分析対象を広げて使い勝手を向上することができる。
【0047】さらに、本実施の形態では、分析対象物を
分析させるときには、フロントエンド部30及びFTI
R10並びにMS20の全てに対して分析を一連の動作
として行わせたが、例えばFTIR10だけに分析を行
わせたり、フロントエンド部30又はMS20だけに分
析を行わせたりしても良い。
【0048】例えば、FTIR10に、一端側がケース
50の外に出された光学結晶からなるプローブを、上述
のプリズムの代わりに備えて、ATR(Attenuated Tot
al Reflection)法による分析を行わせる。このプロー
ブは、長光路ガスセル3と同様、ケース50内にある干
渉部2から出力される赤外光を、内部で多重反射させる
ものである。
【0049】そして、液体や固体の分析対象物を分析す
るときには、このケース50外にあるプローブの一端側
を分析対象物に密着させる。これにより、赤外光は、プ
ローブの内側面で反射を繰り返しながら、プローブに案
内されるようにケース50内から外にある分析対象物に
到達し、この分析対象物に反射されて、上述と同様にプ
ローブの内側面で反射を繰り返しながら、ケース50内
に戻ってきて、赤外光検出器4に検出される。
【0050】このように、上記プローブを備えてATR
法による分析を行うFTIR10は、ケース50の外部
にある分析対象物をケース50内部に導入することなく
分析し、フロントエンド部30及びMS20とは独立し
て分析対象物を分析する。
【0051】また、フロントエンド部30を光音響分析
装置とするときには、この光音響分析装置を、分析対象
物にレーザーを照射して分析するいわゆるレーザーPA
S(Photo Acoustic Spectroscopy)により構成しても
良く、これにより液体や固体を分析させても良い。この
ように液体や固体を分析させるときには、専用のホルダ
ーを用い、上記分析対象物をこのホルダーに固定させ
る。
【0052】さらに、MS20のイオン化部22に、マ
トリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI(Ma
trix Assisted Laser Desorption/Ionization))法に
よりイオン化を行わせても良い。
【0053】上述のように、FTIR10にプローブを
用いたATR法による分析を行わせたり、フロントエン
ド部30をレーザーPASとして構成したり、MS20
にMALDI法によるイオン化を行わせたりすること
で、例えば液体中や大気中に存在する炭疽菌などが生成
する毒素やウィルスも容易に分析することができる。
【0054】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る複合分析装置によれば、分析対象の試料ガスを内
部に導入し、前記試料ガス中に透過された光の変化から
試料ガスを分析する光分析装置と、分析された前記試料
ガスを内部に導入し、前記試料ガスを構成する成分の質
量を分析する質量分析装置と、少なくとも前記光分析装
置及び質量分析装置を収納する可搬型ケースとを備えた
ことを特徴とする。例えば、前記光分析装置は、フーリ
エ変換赤外分光光度計であり、前記質量分析装置は、飛
行時間型質量分析装置である。これにより、光分析装置
と質量分析装置とが可搬型のケースに収納されているの
で、持ち運び易することができる。
【0055】また、前記光分析装置における内部に導入
された試料ガスを外部に導出する導出口を、前記質量分
析装置における試料ガスを内部に導入する導入口に略対
向させて接続し、試料ガスを、前記光分析装置から質量
分析装置へと分岐することなく導いても良い。これによ
り、試料ガスを光分析装置から質量分析装置へと導く配
管部材を短くして装置全体の小型化を図ることができ、
さらに持ち運び易くすることができる。
【0056】また、前記光分析装置は、試料ガス中に光
を透過させるために前記試料ガスを内部に満たすセル容
器を備え、前記質量分析装置は、前記光分析装置のセル
容器に密着して配設されるようにしても良い。これによ
り、上述と同様、装置全体の小型化を図ることができ、
さらに持ち運び易くすることができる。
【0057】また、前記複合分析装置は、さらに、前記
試料ガスを光分析装置及び質量分析装置で分析する前
に、前記試料ガスを内部に導入して分析する前置分析装
置を、前記ケース内に備えても良い。例えば、前記前置
分析装置は、前記試料ガスを光音響法により分析する光
音響分析装置である。これにより、前記前置分析装置と
光分析装置と質量分析装置とがケースに収納されている
ので、試料ガスの分析の幅を広げることができる。
【0058】またこのとき、前記前置分析装置における
内部に導入された試料ガスを外部に導出する導出口を、
前記光分析装置における試料ガスを内部に導入する導入
口に略対向させて接続し、試料ガスを、前記前置分析装
置から、前記光分析装置を経て、質量分析装置へと分岐
することなく導いても良い。これにより、試料ガスを前
置分析装置から光分析装置へと導く配管部材を短くし
て、装置全体が大型化してしまうのを抑えることができ
る。
【0059】また、前記複合分析装置は、さらに、前記
光分析装置及び質量分析装置並びに前置分析装置から出
力される信号に基づいて演算処理を行い、前記光分析装
置により分析された結果を表す図表と、前記質量分析装
置により分析された結果を表す図表と、前記前置分析装
置により分析された結果を表す図表とを表示する演算処
理手段を備えても良い。これにより、演算処理手段のデ
ィスプレイに前記3つの分析装置による分析結果が表示
されるので、前記分析結果をユーザーに対して分かり易
くすることができ、使い勝手を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における外観構成図であ
る。
【図2】同上の機能ブロック図である。
【図3】同上の長光路ガスセル及びMSの内部構成図で
ある。
【図4】同上の演算処理部の画面表示図である。
【図5】同上の分析機器部内の配置構成図である。
【図6】同上の分析機器部の外観斜視図である。
【図7】(a)は、GC−FTIRとMSとの配置構成
図であり、(b)は、FTIRとGC−MSとの配置構
成図である。
【符号の説明】 1 赤外光源部 2 干渉部 3 長光路ガスセル 3a 導入口 3b 導出口 4 赤外光検出器 5 DSP 10 FTIR 20 MS 20a 導入口 20b 導出口 22 イオン化部 23 質量分離部 24 検出器 30 フロントエンド部 30a 導入口 30b 導出口 50 ケース 51a 開口窓 51b 開閉扉 51 収納部 52 蓋体 A 分析機器部 B 演算処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01N 27/62 G01N 27/62 K L 29/00 501 29/00 501 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 G01N 23/00 - 23/227 G01N 27/64 PATOLIS JICSTファイル(JOIS) EUROPAT(QUESTEL) WPI/L(QUESTEL)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分析対象の試料ガスを内部に導入し、前
    記試料ガス中に透過された光の変化から試料ガスを分析
    するフーリエ変換赤外分光光度計と、 分析された前記試料ガスを内部に導入し、前記試料ガス
    を構成する成分の質量を分析する質量分析装置と、前記フーリエ変換赤外分光光度計から出力される信号に
    対するデジタル信号処理を行うとともに前記質量分析装
    置から出力される信号に対するデジタル信号処理を行う
    1つの信号処理装置と、 前記フーリエ変換赤外分光光度計、質量分析装置、及び
    信号処理装置を収納する可搬型ケースとを備え、 前記フーリエ変換赤外分光光度計は、試料ガス中に光を
    透過させるために前記試料ガスを内部に満すセル容器を
    備え、 前記質量分析装置は、試料ガスをイオン化するイオン化
    部を備え、 前記セル容器の試料ガスを外部に導出する導出口と前記
    イオン化部の試料ガスを内部に導入する導入口とは、前
    記セル容器とイオン化部との間を開閉する弁を挟んで直
    付けされていること を特徴とする複合分析装置。
  2. 【請求項2】 前記複合分析装置は、さらに、 前記試料ガスをフーリエ変換赤外分光光度計及び質量分
    析装置で分析する前に、前記試料ガスを内部に導入して
    光音響法により分析する光音響分析装置を前記可搬型ケ
    ース内に備え、 前記信号処理装置は、さらに前記光音響分析装置から出
    力される信号に対するデジタル信号処理を行い、 前記光音響分析装置の試料ガスを外部に導出する導出口
    と前記フーリエ変換赤外分光光度計のセル容器の試料ガ
    スを内部に導入する導入口とは対向するように直付けさ
    れていることを特徴とする請求項1記載の複合分析装
    置。
  3. 【請求項3】 前記可搬型ケースには、前記質量分析装
    置の試料ガスを外部に導出する導出口を露出させる開口
    窓が形成されているとともに、前記開口窓を開閉する開
    閉扉が取着されていることを特徴とする請求項1又は2
    記載の複合分析装置。
  4. 【請求項4】 前記質量分析装置は、飛行時間型質量分
    析装置であることを特徴とする請求項1又は2記載の複
    合分析装置。
  5. 【請求項5】 前記質量分析装置は、四重極型質量分析
    装置であることを特徴とする請求項1又は2記載の複合
    分析装置。
  6. 【請求項6】 前記複合分析装置は、さらに、 前記信号処理装置の処理結果に基づいて、前記フーリエ
    変換赤外分光光度計により分析された赤外光吸収スペク
    トルと前記質量分析装置により分析された質量スペクト
    ルとを同一画面上に表示する表示装置を備えることを特
    徴とする請求項1又は2記載の複合分析装置。
  7. 【請求項7】 前記複合分析装置は、さらに、 前記信号処理装置の処理結果に基づいて、前記フーリエ
    変換赤外分光光度計により分析された赤外光吸収スペク
    トルと、前記質量分析装置により分析された質量スペク
    トルと、前記光音響分析装置により分析された前記試料
    ガス中に含まれる成分の濃度とを同一画面上に表示する
    表示装置を備えることを特徴とする請求項2記載の複合
    分析装置。
JP2002095076A 2002-03-29 2002-03-29 複合分析装置 Expired - Fee Related JP3537425B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002095076A JP3537425B2 (ja) 2002-03-29 2002-03-29 複合分析装置
US10/214,358 US6937324B2 (en) 2002-03-29 2002-08-08 Combined analyzing apparatus
EP20020017989 EP1348944A1 (en) 2002-03-29 2002-08-12 Combined analyzing apparatus
CNA021469466A CN1532536A (zh) 2002-03-29 2002-10-24 组合分析仪
KR1020020071065A KR20030078612A (ko) 2002-03-29 2002-11-15 복합 분석 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002095076A JP3537425B2 (ja) 2002-03-29 2002-03-29 複合分析装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003294619A JP2003294619A (ja) 2003-10-15
JP3537425B2 true JP3537425B2 (ja) 2004-06-14

Family

ID=27800545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002095076A Expired - Fee Related JP3537425B2 (ja) 2002-03-29 2002-03-29 複合分析装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6937324B2 (ja)
EP (1) EP1348944A1 (ja)
JP (1) JP3537425B2 (ja)
KR (1) KR20030078612A (ja)
CN (1) CN1532536A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014194433A (ja) * 2005-09-30 2014-10-09 Mks Instruments Inc 微量気体を測定することができる装置

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7606274B2 (en) * 2001-09-20 2009-10-20 The Uab Research Foundation Mid-IR instrument for analyzing a gaseous sample and method for using the same
US20040090628A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-13 Oleg Ershov Mappable atmospheric pollutant detection system
US7151260B2 (en) * 2003-03-03 2006-12-19 Advanced Fuel Research, Inc. Analyzer for measuring multiple gases
WO2006137902A2 (en) * 2004-10-04 2006-12-28 University Of South Carolina Thermal selectivity multivariate optical computing
US9001335B2 (en) 2005-09-30 2015-04-07 Mks Instruments Inc. Method and apparatus for siloxane measurements in a biogas
US8462347B2 (en) * 2005-09-30 2013-06-11 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for siloxane measurements in a biogas
WO2007111110A1 (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Horiba Stec, Co., Ltd. 残留ガス分析計
EP1962077A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-27 IR Microsystems S.A. Gas sensor
US7710568B1 (en) * 2007-09-28 2010-05-04 Southwest Sciences Incorporated Portable natural gas leak detector
WO2010005343A2 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 Marat Vadimovich Evtukhov Rebreather respiratory loop failure detector
JP2010217031A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Shimadzu Corp 光学式ガス分析システム及びガスフローセル
DE102010010358B4 (de) * 2009-12-07 2011-11-10 AJIDC Geräteentwicklungsgesellschaft mbH Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Gasen
CN101769866B (zh) * 2010-01-15 2013-06-26 中国农业机械化科学研究院 一种牛奶成分的检测装置和方法
JP5285735B2 (ja) 2011-03-31 2013-09-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置
CN102519905A (zh) * 2011-12-14 2012-06-27 中国农业大学 一种汽车尾气检测方法
JP5933034B2 (ja) * 2012-01-17 2016-06-08 エムケイエス インストゥルメンツ, インコーポレイテッド バイオガス中のシロキサンを測定するための方法及び装置
JP5729332B2 (ja) * 2012-02-27 2015-06-03 新日鐵住金株式会社 多成分ガス測定システム及び測定方法
US8848191B2 (en) 2012-03-14 2014-09-30 Honeywell International Inc. Photoacoustic sensor with mirror
JP6368067B2 (ja) 2012-04-23 2018-08-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置及び質量分析方法
DE202012013548U1 (de) * 2012-05-03 2017-09-05 Bruker Daltonik Gmbh Spannungsquellen für Massenspektrometer
US20150096349A1 (en) * 2012-05-14 2015-04-09 Pen Inc. Optimize analyte dynamic range in gas chromatography
US9297697B2 (en) * 2012-06-05 2016-03-29 Apple Inc. In-device coexistence between radios
WO2015085577A1 (zh) * 2013-12-13 2015-06-18 中国科学院地质与地球物理研究所 使用二次离子质谱仪分析气体样品的系统和方法
US9217810B2 (en) * 2014-05-21 2015-12-22 Iball Instruments, Llc Wellbore FTIR gas detection system
CN104819949A (zh) * 2015-03-27 2015-08-05 安徽养和医疗器械设备有限公司 红外光谱仪
CN104874238A (zh) * 2015-06-02 2015-09-02 成都虹华环保科技股份有限公司 一种有机废气处理系统用排放通道
KR101787579B1 (ko) * 2016-03-31 2017-10-19 주식회사 아스타 근적외선 형광을 이용한 질량 분석 장치 및 방법
WO2017177154A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Max Analytical Technologies, Inc. Method for identification and quantification of siloxanes in gaseous stream
KR20180098468A (ko) 2017-02-25 2018-09-04 (주)세성 Ec센서 부가형 가변 광 경로형 ftir가스센서 및 그를 이용한 측정방법
KR20180098469A (ko) 2017-02-25 2018-09-04 (주)세성 가변 광 경로형 ftir 가스센서 및 그를 이용한 측정방법
CN107328716B (zh) * 2017-06-09 2020-02-07 青岛大学附属医院 一种医用气体探测器的非线性修正方法
KR101960223B1 (ko) 2018-08-13 2019-03-20 (주)세성 자동 가변 광 경로형 ftir 혼합가스측정장치
CN109540802B (zh) * 2018-12-13 2021-06-04 东北大学 一种生物体液中葡萄糖浓度的光声检测装置及方法
CN110567878A (zh) * 2019-09-30 2019-12-13 国网上海市电力公司 一种移动式变压器油气检测装置
CN112816436B (zh) * 2019-11-15 2022-05-17 武汉米字能源科技有限公司 一种光谱-质谱联用装置及检测方法
EP4352490A1 (en) * 2021-06-11 2024-04-17 Cam2 Technologies, LLC Handheld gas and vapor analyzer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313061A (en) 1989-06-06 1994-05-17 Viking Instrument Miniaturized mass spectrometer system
US5440120A (en) 1994-04-05 1995-08-08 Analytical Technology, Inc. Sampling arrangement for thermal gravimetric analyzer
US5811059A (en) 1995-10-16 1998-09-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Automated, on-demand ion mobility spectrometry analysis of gas chromatograph effluents
US5942440A (en) 1997-04-04 1999-08-24 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Method for detecting organic contaminants in water supplies
JP4119003B2 (ja) 1998-04-09 2008-07-16 大陽日酸株式会社 ガス分析装置及び方法
US6351983B1 (en) 1999-04-12 2002-03-05 The Regents Of The University Of California Portable gas chromatograph mass spectrometer for on-site chemical analyses

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014194433A (ja) * 2005-09-30 2014-10-09 Mks Instruments Inc 微量気体を測定することができる装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1348944A1 (en) 2003-10-01
KR20030078612A (ko) 2003-10-08
JP2003294619A (ja) 2003-10-15
US6937324B2 (en) 2005-08-30
CN1532536A (zh) 2004-09-29
US20030184733A1 (en) 2003-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3537425B2 (ja) 複合分析装置
CA2088100C (en) Methods and apparatus for isotopic analysis
JP3623025B2 (ja) 混合気体成分分析装置
KR102291810B1 (ko) 간섭을 일으키는 광학 흡수의 존재 하에서 극히 희귀한 분자 종의 분광학적 정량화
US5945592A (en) System and method for isotope ratio analysis and gas detection by photoacoustics
US20080205593A1 (en) Instrument having x-ray fluorescence and spark emission spectroscopy analysis capabilities
US20060219892A1 (en) Method and arrangement for detecting harmful substances
US6847446B2 (en) Chemical analysis and detection by selective adsorbent sampling and laser induced breakdown spectroscopy
CN111239062B (zh) 气体定量检测设备及方法
CN107709972A (zh) Ndir式气体传感器、气体分析仪、光合成速度测定装置、以及光合成速度测定方法
US20220287588A1 (en) Universal portable breath content alayzer
CN104880434B (zh) 复杂环境中弱吸收气体的检测装置及方法
KR20160016384A (ko) 기체 분석용 테라헤르츠 분광기
EP3845896A1 (en) Analysis method, analysis device, and program
US8288713B2 (en) Laser multi-sensor system for the selective trace analysis of organic materials
JPH06123714A (ja) 蛍光x線分析方法
RU82331U1 (ru) Детектор опасных веществ
Revalde et al. First results of cavity ring down signals from exhaled air
Fried Application of tunable diode and other infrared sources for atmospheric studies and industrial process monitoring
Secchi et al. Drugs and precursor sensing by complementing low cost multiple techniques: overview of the European FP7 project CUSTOM
RU2399905C1 (ru) Устройство для получения и анализа ионов аналита
JPH0549177B2 (ja)
Maity Development And Application Of An Optical Gas-Sensor Based On Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy Using Diode And Quantum Cascade Lasers
JPH0635943U (ja) 蛍光x線分析装置
Cowpe Optical Emission and Mass Spectrometric Diagnostics of Laser-Induced Silicon Plasmas

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040316

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees