JP3559998B2 - 化学発光分析計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、試料ガスを反応ガスと反応させたときに生じる化学発光の光量を検出し、その検出信号に基づいて試料ガスの濃度を測定する化学発光分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の化学発光分析計の要部を示すもので、この図において、４１はケーシングで、その内部には、試料ガスと反応ガスとが供給され、その一側に両ガスの反応によって生ずる化学発光を透過させる光学窓４２を有する反応槽４３が設けられるとともに、前記光学窓４２に対向させるようにして、光検出素子としてのフォトダイオード４４が設けられている。４５はフォトダイオード４４を冷却するための電子冷却器である。
【０００３】
前記化学発光分析計においては、例えば試料ガスとしてＮＯガスを、反応ガスとしてオゾンをそれぞれ導入すると、これらのガスは反応槽４３内において反応して化学発光が生じ、これがフォトダイオード４４によって検出され、前記発光強度に基づいてＮＯガスの濃度を検出できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記化学発光分析計の反応槽４３に導入される試料ガスは、必ずしも乾燥したガスばかりではなく、例えばウェットゼロガスのように湿ったガスも導入されることがある。このようにウェットなガスが反応槽４３に導入されると、光学窓４２の反応槽内部側の表面にウェットガス中に含まれる水分により電荷（ＯＨ基）が発生し、これによって、光学窓４２の電位が変動し、この電位変動に伴って、フォトダイオード４４が設けられている室内４６の電位が変動し、半導体を使用しているフォトダイオード４４に悪影響が及ぼされることになる。結果として、化学発光分析計の出力にウェットガスによる水分干渉影響に相当する信号が発生していた。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、フォトダイオード近傍の電位を一定の電位に安定化させることにより、ウェットガスの影響を低減し、精度の高い測定を行うことができる化学発光分析計を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、試料ガスと反応ガスとが供給される反応槽の一側に光学窓を設け、この光学窓とケーシングとで囲まれた空間内に、前記両ガスの反応によって生ずる化学発光を検出するフォトダイオードを配置した化学発光分析計において、前記試料ガス中に含まれる水分に起因して前記光学窓に発生する電荷によって当該光学窓の電位が不安定になるのを防止するために、前記光学窓に導電性を持たせるとともに、前記光学窓を前記ケーシングと同電位になるようにして、前記光学窓をアース電位に落とすようにして当該光学窓の電位を安定化させ、前記フォトダイオードが配置された前記空間の電位を安定化させている。
【０００７】
【作用】
前記構成の化学発光分析計においては、反応槽の光学窓の電位をアース電位に落としているので、光学窓の電位が安定化され、この光学窓に臨むフォトダイオードの周囲の電位が安定化され、ウェットガスによる水分干渉影響が大幅に低減されるようになった。
【０００８】
【実施例】
図１および図２は、この発明の化学発光分析計の一例を示す図で、図１において、１は上方が開口したケーシングで、例えばアルミニウムなどからなる。２はこのケーシング１の上部空間に設けられる例えばフッ素樹脂からなる例えば平面視円形のブロック状の器体で、その下部平面側に渦巻き状凹溝３が形成され、その表面は反射面に形成されている。４は渦巻き状凹溝３の中心側端部に連通させて、その底面側に有底の孔状に設けられた合流部である。５，６は合流部４の相対した側面に連通させて互いに独立した状態で器体２の上部平面側に延設されたガス導入路、７は渦巻き状凹溝３の外周側端部に連通させて器体２の上部平面側に延設されたガス導出路である。
【０００９】
８は器体２の渦巻き状凹溝３を設けた側面に密接する光学フィルタを兼ねた光学窓で、渦巻き状凹溝３の開口部を全長に亘って密閉して渦巻き状の反応槽９を形成する。この光学窓８の器体２への密接は、これらを互いに圧接または接着剤で接着するなど任意である。なお、１０は光学窓８をケーシング１の内面に接着するための接着剤である。
【００１０】
１１は光学窓８を透過した光線を受光するために、器体２の下方空間１２内に光学窓８に対応するようにして配置されるフォトダイオード、１３はこのフォトダイオード１１の温度上昇を防ぐために、その下部に配置された例えばペルチェ素子よりなる電子冷却器である。そして、この電子冷却器１３はケーシング１の底部内面に固着されている。
【００１１】
１４は器体２の上部に設けられる流路盤を兼ねた蓋体で、例えばステンレス鋼よりなり、その下面側には前記ガス導入路５，６およびガス導出路７にそれぞれ連なる流路１５，１６および１７が開設され、これらの流路１５，１６および１７の上端側はそれぞれガス導入口１８，１９およびガス導出口２０に形成されている。なお、２１，２２，２３，２４は器体２と蓋体１４との間に介装されるＯリングなどのシール部材である。
【００１２】
そして、この実施例においては、図２に拡大して示すように、光学窓８の下面側には適宜の導電性塗料〔例えば透明導電性膜（ＩＴＯ）〕がコーティング２５されて、光学窓８に導電性を持たせてあるとともに、金属製のばね２６をケーシング１に開設した孔２７内を挿通させて、皿ビスなどの固定部材２８でばね２６を光学窓８の前記コーティング層２５に圧接させることにより、光学窓８をケーシング１と同電位になるようにして、光学窓８をアース電位に落としている。なお、２９はばね２６が曲がらないようにばね２６を外套する例えばフッ素樹脂からなる円筒状のガイド部材である。
【００１３】
上記構成の化学発光分析計において、ガス導入口１８を介して試料ガスとして例えばＮＯガスを、また、ガス導入口１９を介して反応ガスとしてオゾンをそれぞれ器体２内に導入する。器体２内に導入されたＮＯガスとオゾンは、合流部４に流入混合してから渦巻状の反応槽９を流通しガス導出口２０から器体２外に流出する。そして、ＮＯガスとオゾンとが合流部４で互いに混合し反応しながら反応槽９を流通する間に生ずる化学発光が光学窓８を透過してフォトダイオード１１に入射されるから、その光線をフォトダイオード１１が検出して信号を出力する。
【００１４】
そして、前記構成の化学発光分析計においては、反応槽９の光学窓８をアース電位に落としているので、光学窓８の電位が安定化される。また、フォトダイオード１１は、ケーシング１に固定された電子冷却器１３に保持されているので、ケーシング１と光学窓８とで囲まれた空間１２の電位が安定化し、したがって、反応槽９にウェットガスが導入されても、光学窓８やフォトダイオード１１の電位がふらつくことなく安定化される。つまり、フォトダイオード１１の周囲の電位の揺らぎがなくなるので、ウェットガスによる水分干渉影響が大幅（約３０％）に低減される。
【００１５】
また、上述の実施例においては、光学窓８をアース電位に落とすために、ばね２６と皿ビス２８とを用いているだけであるので、化学発光分析計の組立を容易に行なえるといった利点がある。
【００１６】
上述の実施例では、光学窓８をアース電位に落とすために、ばね２６と皿ビス２８とを用いていたが、これに代えて、図３に示すように、光学窓８のケーシング１への固定に際し、導電性接着剤３０を用いるようにしてもよい。
【００１７】
また、上述の実施例においてはいずれも、光学窓８に導電性を持たせるため、導電性塗料からなるコーティング層２５を光学窓８の一方の面に形成していたが、これに代えて、光学窓８そのものを導電性ガラスで形成してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明においては、試料ガスと反応ガスとが供給される反応槽の一側に光学窓を設け、この光学窓とケーシングとで囲まれた空間内に、前記両ガスの反応によって生ずる化学発光を検出するフォトダイオードを配置した化学発光分析計において、前記試料ガス中に含まれる水分に起因して前記光学窓に発生する電荷によって当該光学窓の電位が不安定になるのを防止するために、前記光学窓に導電性を持たせるとともに、前記光学窓を前記ケーシングと同電位になるようにして、前記光学窓をアース電位に落とすようにして当該光学窓の電位を安定化させたので、光学窓に臨むフォトダイオードの周囲の電位が安定化される。すなわち、フォトダイオードが配置される前記空間の電位を安定化できるので、ウェットガスによる水分干渉影響を大幅に低減することができ、化学発光分析計の精度を向上させることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の化学発光分析計の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】他の実施例の部分拡大断面図である。
【図４】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ケーシング、８…光学窓、９…反応槽、１１…フォトダイオード、１２…空間。
【産業上の利用分野】
この発明は、試料ガスを反応ガスと反応させたときに生じる化学発光の光量を検出し、その検出信号に基づいて試料ガスの濃度を測定する化学発光分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の化学発光分析計の要部を示すもので、この図において、４１はケーシングで、その内部には、試料ガスと反応ガスとが供給され、その一側に両ガスの反応によって生ずる化学発光を透過させる光学窓４２を有する反応槽４３が設けられるとともに、前記光学窓４２に対向させるようにして、光検出素子としてのフォトダイオード４４が設けられている。４５はフォトダイオード４４を冷却するための電子冷却器である。
【０００３】
前記化学発光分析計においては、例えば試料ガスとしてＮＯガスを、反応ガスとしてオゾンをそれぞれ導入すると、これらのガスは反応槽４３内において反応して化学発光が生じ、これがフォトダイオード４４によって検出され、前記発光強度に基づいてＮＯガスの濃度を検出できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記化学発光分析計の反応槽４３に導入される試料ガスは、必ずしも乾燥したガスばかりではなく、例えばウェットゼロガスのように湿ったガスも導入されることがある。このようにウェットなガスが反応槽４３に導入されると、光学窓４２の反応槽内部側の表面にウェットガス中に含まれる水分により電荷（ＯＨ基）が発生し、これによって、光学窓４２の電位が変動し、この電位変動に伴って、フォトダイオード４４が設けられている室内４６の電位が変動し、半導体を使用しているフォトダイオード４４に悪影響が及ぼされることになる。結果として、化学発光分析計の出力にウェットガスによる水分干渉影響に相当する信号が発生していた。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、フォトダイオード近傍の電位を一定の電位に安定化させることにより、ウェットガスの影響を低減し、精度の高い測定を行うことができる化学発光分析計を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、試料ガスと反応ガスとが供給される反応槽の一側に光学窓を設け、この光学窓とケーシングとで囲まれた空間内に、前記両ガスの反応によって生ずる化学発光を検出するフォトダイオードを配置した化学発光分析計において、前記試料ガス中に含まれる水分に起因して前記光学窓に発生する電荷によって当該光学窓の電位が不安定になるのを防止するために、前記光学窓に導電性を持たせるとともに、前記光学窓を前記ケーシングと同電位になるようにして、前記光学窓をアース電位に落とすようにして当該光学窓の電位を安定化させ、前記フォトダイオードが配置された前記空間の電位を安定化させている。
【０００７】
【作用】
前記構成の化学発光分析計においては、反応槽の光学窓の電位をアース電位に落としているので、光学窓の電位が安定化され、この光学窓に臨むフォトダイオードの周囲の電位が安定化され、ウェットガスによる水分干渉影響が大幅に低減されるようになった。
【０００８】
【実施例】
図１および図２は、この発明の化学発光分析計の一例を示す図で、図１において、１は上方が開口したケーシングで、例えばアルミニウムなどからなる。２はこのケーシング１の上部空間に設けられる例えばフッ素樹脂からなる例えば平面視円形のブロック状の器体で、その下部平面側に渦巻き状凹溝３が形成され、その表面は反射面に形成されている。４は渦巻き状凹溝３の中心側端部に連通させて、その底面側に有底の孔状に設けられた合流部である。５，６は合流部４の相対した側面に連通させて互いに独立した状態で器体２の上部平面側に延設されたガス導入路、７は渦巻き状凹溝３の外周側端部に連通させて器体２の上部平面側に延設されたガス導出路である。
【０００９】
８は器体２の渦巻き状凹溝３を設けた側面に密接する光学フィルタを兼ねた光学窓で、渦巻き状凹溝３の開口部を全長に亘って密閉して渦巻き状の反応槽９を形成する。この光学窓８の器体２への密接は、これらを互いに圧接または接着剤で接着するなど任意である。なお、１０は光学窓８をケーシング１の内面に接着するための接着剤である。
【００１０】
１１は光学窓８を透過した光線を受光するために、器体２の下方空間１２内に光学窓８に対応するようにして配置されるフォトダイオード、１３はこのフォトダイオード１１の温度上昇を防ぐために、その下部に配置された例えばペルチェ素子よりなる電子冷却器である。そして、この電子冷却器１３はケーシング１の底部内面に固着されている。
【００１１】
１４は器体２の上部に設けられる流路盤を兼ねた蓋体で、例えばステンレス鋼よりなり、その下面側には前記ガス導入路５，６およびガス導出路７にそれぞれ連なる流路１５，１６および１７が開設され、これらの流路１５，１６および１７の上端側はそれぞれガス導入口１８，１９およびガス導出口２０に形成されている。なお、２１，２２，２３，２４は器体２と蓋体１４との間に介装されるＯリングなどのシール部材である。
【００１２】
そして、この実施例においては、図２に拡大して示すように、光学窓８の下面側には適宜の導電性塗料〔例えば透明導電性膜（ＩＴＯ）〕がコーティング２５されて、光学窓８に導電性を持たせてあるとともに、金属製のばね２６をケーシング１に開設した孔２７内を挿通させて、皿ビスなどの固定部材２８でばね２６を光学窓８の前記コーティング層２５に圧接させることにより、光学窓８をケーシング１と同電位になるようにして、光学窓８をアース電位に落としている。なお、２９はばね２６が曲がらないようにばね２６を外套する例えばフッ素樹脂からなる円筒状のガイド部材である。
【００１３】
上記構成の化学発光分析計において、ガス導入口１８を介して試料ガスとして例えばＮＯガスを、また、ガス導入口１９を介して反応ガスとしてオゾンをそれぞれ器体２内に導入する。器体２内に導入されたＮＯガスとオゾンは、合流部４に流入混合してから渦巻状の反応槽９を流通しガス導出口２０から器体２外に流出する。そして、ＮＯガスとオゾンとが合流部４で互いに混合し反応しながら反応槽９を流通する間に生ずる化学発光が光学窓８を透過してフォトダイオード１１に入射されるから、その光線をフォトダイオード１１が検出して信号を出力する。
【００１４】
そして、前記構成の化学発光分析計においては、反応槽９の光学窓８をアース電位に落としているので、光学窓８の電位が安定化される。また、フォトダイオード１１は、ケーシング１に固定された電子冷却器１３に保持されているので、ケーシング１と光学窓８とで囲まれた空間１２の電位が安定化し、したがって、反応槽９にウェットガスが導入されても、光学窓８やフォトダイオード１１の電位がふらつくことなく安定化される。つまり、フォトダイオード１１の周囲の電位の揺らぎがなくなるので、ウェットガスによる水分干渉影響が大幅（約３０％）に低減される。
【００１５】
また、上述の実施例においては、光学窓８をアース電位に落とすために、ばね２６と皿ビス２８とを用いているだけであるので、化学発光分析計の組立を容易に行なえるといった利点がある。
【００１６】
上述の実施例では、光学窓８をアース電位に落とすために、ばね２６と皿ビス２８とを用いていたが、これに代えて、図３に示すように、光学窓８のケーシング１への固定に際し、導電性接着剤３０を用いるようにしてもよい。
【００１７】
また、上述の実施例においてはいずれも、光学窓８に導電性を持たせるため、導電性塗料からなるコーティング層２５を光学窓８の一方の面に形成していたが、これに代えて、光学窓８そのものを導電性ガラスで形成してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明においては、試料ガスと反応ガスとが供給される反応槽の一側に光学窓を設け、この光学窓とケーシングとで囲まれた空間内に、前記両ガスの反応によって生ずる化学発光を検出するフォトダイオードを配置した化学発光分析計において、前記試料ガス中に含まれる水分に起因して前記光学窓に発生する電荷によって当該光学窓の電位が不安定になるのを防止するために、前記光学窓に導電性を持たせるとともに、前記光学窓を前記ケーシングと同電位になるようにして、前記光学窓をアース電位に落とすようにして当該光学窓の電位を安定化させたので、光学窓に臨むフォトダイオードの周囲の電位が安定化される。すなわち、フォトダイオードが配置される前記空間の電位を安定化できるので、ウェットガスによる水分干渉影響を大幅に低減することができ、化学発光分析計の精度を向上させることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の化学発光分析計の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】他の実施例の部分拡大断面図である。
【図４】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ケーシング、８…光学窓、９…反応槽、１１…フォトダイオード、１２…空間。
Claims (1)
- 試料ガスと反応ガスとが供給される反応槽の一側に光学窓を設け、この光学窓とケーシングとで囲まれた空間内に、前記両ガスの反応によって生ずる化学発光を検出するフォトダイオードを配置した化学発光分析計において、前記試料ガス中に含まれる水分に起因して前記光学窓に発生する電荷によって当該光学窓の電位が不安定になるのを防止するために、前記光学窓に導電性を持たせるとともに、前記光学窓を前記ケーシングと同電位になるようにして、前記光学窓をアース電位に落とすようにして当該光学窓の電位を安定化させ、前記フォトダイオードが配置された前記空間の電位を安定化させたことを特徴とする化学発光分析計。
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|---|---|---|---|
| JP17003294A JP3559998B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 化学発光分析計 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17003294A Expired - Fee Related JP3559998B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 化学発光分析計 |
Country Status (2)
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- 1994-06-28 JP JP17003294A patent/JP3559998B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-06-12 DE DE1995121349 patent/DE19521349C2/de not_active Expired - Fee Related
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