JP3591248B2 - 分光分析装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を充填して測定位置に配置した測定容器に振動を与えたり、また、測定位置に配置された測定容器に振動を与えながら試料を供給するようにした分光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分光分析装置において、従来から試料を測定容器に充填するにあたり、測定容器に充填される試料の充填率を安定させるために測定容器に振動を与えることが行われてきた。これらの技術は、特公昭６３−４６３７６号公報及び特開平１−１４２４４１号公報等により開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
測定容器に振動を与えるためには、分光分析装置の測定位置に振動装置を設けるか、分光分析装置とは別に、試料に振動を与える装置が必要であった。本発明では、別に振動装置を設けることなく分光分析装置に備える装置そのままで測定容器に振動を与えるようにして、特別の振動装置を無くすることで装置の簡素化とコストの低減を図ることを技術的課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、前記課題を解決するために、
測定対象物を充填する測定容器と、分光分析装置の測定位置において測定容器の測定対象物に特定波長光を照射する光源と、測定対象物から得られる光を受光する受光装置と、関連する特定係数を記憶する記憶装置と、受光装置から出力される信号と記憶装置の特定係数とから特定成分を演算する演算装置と、前記測定容器を測定位置に移動させる移動装置及びこれら各装置を連係させて制御する制御装置とを備えた分光分析装置において、前記制御装置による制御によって移動装置は測定容器を振動させる分光分析装置とした。
【０００５】
この構成によると、測定容器の移動装置の駆動を例えば正逆方向の交互に切り換える駆動にすることによりそのまま振動装置として作用させることができるものであり、特別の振動装置を設ける必要はなく、従来の構成のままで測定容器に振動を与えることができるようになった。
【０００６】
さらに詳説すれば、請求項２によると、
前記移動装置は、測定容器にその移動方向に設けたラックと、該ラックに係合するピニオンを設けたモ−タとを備えることで、一方向のモ−タ回転で測定容器を測定位置に移送し、他方向のモ−タ回転で測定容器を取り外す位置に移送することが制御装置による制御によって容易に実現できる。
【０００７】
この構成において、請求項３によると、モ−タを任意角度で正逆回転するよう制御装置で制御すれば、測定容器にはモ−タの正逆回転による揺動作用によって振動が与えられるものである。また、請求項４によると、ラックとピニオンが噛み合わない方向にモ−タが回転するよう制御装置で制御すれば、ラックとピニオンが噛み合わず、測定容器のラック一端がピニオンの回転によってはじかれる時に生じる振動が測定容器に与えられるものである。
【０００８】
請求項５によると、測定容器のその移動方向にラックを設け、移動装置にはラックと係合するベルトと該ベルトを駆動するモ−タを備えた、前述のピニオンに代えてベルトを設けた構成でも容易に実現可能であり、この場合、請求項６のようにモ−タを任意角度で正逆回転させることにより、測定容器にはモ−タの正逆回転によって生じる揺動作用によって振動が与えられるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について、図１及び図２を参考しながら説明する。なお、ここでは測定対象物を穀物として説明する。図１に示すものは分光分析装置１の要部側面図を示している。図２は測定容器を別の方向から見た図であり、測定容器を昇降させる機構も示してある。分光分析装置１には、穀物が充填された測定容器２が挿入される測定部３と、測定部３の測定位置４において測定容器２の穀物に特定波長光を照射する光源部５と、測定容器２の穀物から得られる光を受光する受光部６と、関連する特定係数等を記憶する記憶装置７と、受光部６から出力される信号と記憶装置７の特定係数とから特定成分を演算する演算装置８及びこれら各装置を連係させて制御する制御装置９とが備えられている。
【００１０】
前記測定部３には、測定容器２の側部のその移動方向に備えられたラック１０に係合するピニオン１１が設けられたモ−タ１２を備え、測定部３内において、測定容器２をモ−タ１２により昇降させる移動装置２６が構成してある。前記モ−タ１２はエンコ−ダ装置１３の信号によって回転位置の制御が行われる。測定部３には、測定容器２内の穀物に光を照射するための測定窓１４からなる測定位置４が設けてある。
【００１１】
前記測定窓１４に光を照射する光源５には、ハロゲンランプ１５等の光源と、光源の光をシャ−プにするとともに光量を調節するスリット部１６と、光源から特定波長の光を通過させるフィルタ−部１７及びレンズ１８とが備えてある。光源は必要とされる波長範囲によって取り替えられるものである。スリット部１６は複数のスリットを周囲に開設した円盤板１９と該円盤板１９を回転させるモ−タ２０及びエンコ−ダ装置２１とからなっている。モ−タ２０はエンコ−ダ装置２１の信号によって制御される。またフィルタ−部１７もスリット部１６と同様に、複数のフィルタ−を周囲に配設した円盤板２２と該円盤板２２を回転させるモ−タ２３及びエンコ−ダ装置２４とからなっている。モ−タ２３はエンコ−ダ装置２４の信号により制御される。ここで使用される複数のフィルタ−は、分析を精度よく行うために穀物の被測定成分に関連する複数の波長が用いられた複数のフィルタ−を使用する。
【００１２】
前記測定位置１４において、光源部５によって穀物に光が照射され、受光部６は同穀物からの透過光を受光する。受光部６には受光素子２５を有し、受光素子２５は、測定しようとする成分に関係する波長が受光可能なものを用いた。
【００１３】
これら各部及び各装置は制御装置９に連絡されており、該制御装置９によって各部各装置は連係して制御される。この制御装置９には記憶装置７と演算装置８とが接続され、記憶装置７には、受光部６の測定光量から測定成分量を演算する際に必要な換算係数や補正を行う場合に必要な補正係数等が記憶してある。また演算装置８は、受光部６の測定光量と記憶装置７の換算係数とから測定成分量を演算する。なお、測定部３には測定容器２の位置を検出するセンサ−２７，２８を設けることもある。
【００１４】
さて、測定部３の上方から測定容器２を挿入すると、測定容器２のラック１０とピニオン１１とが接触する位置で測定容器２は保持される。制御装置９は移動装置２６のモ−タ１２を、エンコ−ダ装置１３の信号に従って制御し、測定容器２を下降させる方向にピニオン１１を回転させることにより測定容器２を定位置に移動（下降）させる。また制御装置９はモ−タ１２を任意の回転角度で繰り返し正逆に駆動させることもある。制御装置９によるこの正逆駆動は、測定容器２を振動させる駆動となり、測定容器２内の穀物の充填率を常に安定させるためのものとなる。移動装置２６のモ−タ１２をエンコ−ダ装置１３の信号に従って制御し、測定容器２を上昇させる方向に回転させることにより測定容器２を上昇させることができる。
【００１５】
以上のように測定容器２内における穀物の充填率を平均的に安定させる目的で行う測定容器２の振動は、移動装置２６により実現できることから、敢えて別の振動装置を設けることがなく、その分のコストを低減させることができる。移動装置２６のこのような制御は一般的にソフトプログラム上で自由に変更できることから、制御の変更のためにも特別の装置を必要とするものではない。
【００１６】
次に、前記移送装置２６の第２の実施の形態を説明する。移動装置２６による振動発生について、前述のモ−タ１２を正逆に回転させるものとは異なる制御を示す（図３参照）。図３に示すものは構成上、図２と全く同じものであるが、測定容器２に振動を与える方法が異なる。つまり図３では測定部３に測定容器２を挿入してラック１０とピニオン１１とが接触して、その位置で測定容器２は保持されるが、このとき制御装置９はモ−タ１２をラック１０とピニオン１１とが噛み合わない方向に回転するよう制御するものである。そうすると、噛み合わないラック１０の下端部２９はピニオン１１の回転によってはね上げられるがピニオン１１の１つの歯が通過すると落下しまた次の歯によってはね上げられる動作が繰り返されるため、測定容器２には振動が与えられることになる。このとき制御装置９はモ−タ１２の回転をより早く回転させる等の制御を加えることもある。この振動は測定容器２を歯ではね上げる動作と測定容器２が落下して歯と衝突する衝撃とにより、振動作用は大きいものとなる。ラックの下端部２９は他の部位に比べて摩耗が多く生じるが、測定部４へ測定容器２を挿入する場合の導入部でもあり、ラック１０とピニオン１１との噛み合いの不具合を直接引き起こすものではない。ピニオン１１側をラック１０側より硬い材料にすることで、部品の交換は出し入れできるラック１０側の部品交換だけでよいことになる。この制御も一般的にソフトプログラム上で自由に変更できることから、制御の変更のためにも特別の装置を必要とするものではない。
【００１７】
次に、移動装置２６の第３の実施の形態を説明する（図４参照）。図４に示すものは測定容器２のラック１０に、歯を形成したベルト３０を係合させたものを示している。移動装置２６にはモ−タ１２に接続したプ−リ３１が設けてあり、プ−リ３１とともにベルト３０を掛け渡すプ−リ３２を有している。測定容器２はベルト３０との係合でモ−タ１２の回転で昇降される。測定容器２の移動及び測定容器２に振動を与える動作は図２に示すものと同様となる。なお、ベルトを使用した場合は、測定容器２とベルト３０との接触部分が多いので測定容器２が測定部３内で安定して昇降されるという利点がある。
【００１８】
ところで、測定容器への振動を与えるタイミングは、穀物を充填した測定容器２を測定部３に挿入した後に移動装置２６による振動を測定容器２に与えてもよいし、図４で示すように、空の測定容器２を測定部３に挿入した後に測定容器２にフィ−ダ装置３３等で穀物３４を投入しながら移動装置２６による振動を測定容器２に与えるようにしてもよい。またモ−タ１２は一般的にステッピングモ−タと呼ばれるものが動作・駆動の上から適当であり、他のモ−タ２０，２３についても同様である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の請求項１によると、前記測定容器を測定位置に移動させる移動装置によって、測定容器を振動させる駆動が行えるので、測定容器内の測定対象物の充填密度を安定させるために行われる測定容器の振動を、別の振動装置を設けること無くこれまでの装置のままで実施可能となった。
【００２０】
この移動装置は、請求項２により、移動装置は、測定容器にその移動方向に設けたラックと、該ラックに係合するピニオンを設けたモ−タとを備えた構成としたので、モ−タの回転方向を制御するだけで、測定容器の下降・上昇だけでなく測定容器へ振動を与えることも可能となった。
【００２１】
また請求項３では、測定容器の振動をモ−タを任意角度で正逆回転させて与えるようにした。これにより、ラックとピニオンは噛み合った状態で測定容器に振動を与えることができるので、振動によりラック・ピニオンが摩耗することがない。またむやみにラックとピニオンがはずれることもない。
【００２２】
さらに請求項４によると、測定容器の振動は、ラックとピニオンが噛み合わない方向にモ−タを回転させるものとした。これにより、測定容器に与える振動の衝撃は大きくなり、内容物の充填密度はより早く安定させることができる。ラックとピニオンの衝撃による互いの摩耗は生じるが、ラックの摩耗場所が測定容器を測定部に挿入する時のラックの下端部であるため、摩耗によるラックとピニオンの噛み合いの不具合は生じない。
【００２３】
請求項５によると、測定容器のその移動方向にラックを設け、移動装置にはラックと係合するベルトと該ベルトを駆動するモ−タを備えたことにより、測定容器とベルトとの接触部分が多いので測定容器が測定部内で安定して昇降されるという利点がある。この組み合わせで請求項６では、測定容器の振動は、モ−タを任意角度で正逆回転させるものであるから、ラックとベルトは噛み合った状態で測定容器に振動を与えることができるので、振動によりラック・ベルトが摩耗することがない。またむやみにラックとベルトがはずれることもない。
【００２４】
ところで本発明による移動装置による振動がどの程度有効に作用しているかを試験によって明らかにした。試験装置は図４によるものである。測定容器の内容量は約１８０ｃｃで、ほぼ一杯となる穀物量とし、供給時間は約４０秒とした。この条件で、フィ−ダ装置により穀物を供給しながら本発明による振動を与えない場合と与えた場合における充填率を比較して図５に示した。図５のように振動を与えた時の充填率が極めて良好であることが明らかである。充填率は測定容器の穀物深さごとの重量を測定した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分光分析装置の内部構造を示した側面図である。
【図２】本発明の移動装置による測定容器の昇降と振動を示した図である。
【図３】本発明の移動装置による測定容器の昇降と振動を示した別の実施例である。
【図４】本発明の移動装置の別の実施例である。
【図５】本発明による振動の効果を試験した図である。
【符号の説明】
１ 分光分析装置
２ 測定容器
３ 測定部
４ 測定位置
５ 光源部
６ 受光部
７ 記憶装置
８ 演算装置
９ 制御装置
１０ ラック
１１ ピニオン
１２ モ−タ
１３ エンコ−ダ装置
１４ 測定窓
１５ ハロゲンランプ
１６ スリット部
１７ フィルタ−部
１８ レンズ
１９ 円盤板
２０ モ−タ
２１ エンコ−ダ装置
２２ 円盤板
２３ モ−タ
２４ エンコ−ダ装置
２５ 受光素子
２６ 移動装置
２７ センサ−
２８ センサ−
２９ 下端部
３０ ベルト
３１ プ−リ
３２ プ−リ
３３ フィ−ダ装置
３４ 穀物

Claims (6)

1. 測定対象物を充填する測定容器と、分光分析装置の測定位置において測定容器の測定対象物に特定波長光を照射する光源と、測定対象物から得られる光を受光する受光装置と、関連する特定係数を記憶する記憶装置と、受光装置から出力される信号と記憶装置の特定係数とから特定成分を演算する演算装置と、前記測定容器を測定位置に移動させる移動装置及びこれら各装置を連係させて制御する制御装置とを備えた分光分析装置において、前記制御装置による制御によって移動装置は測定容器を振動させることを特徴とする分光分析装置。
2. 前記移動装置は、測定容器にその移動方向に設けたラックと、該ラックに係合するピニオンを設けたモ−タとを備えたことを特徴とする請求項１記載の分光分析装置。
3. 測定容器の振動は、モ−タを任意角度で正逆回転させるものである請求項２記載の分光分析装置。
4. 測定容器の振動は、ラックとピニオンが噛み合わない方向にモ−タを回転させて行う請求項２記載の分光分析装置。
5. 測定容器のその移動方向にラックを設け、移動装置にはラックと係合するベルトと該ベルトを駆動するモ−タを備えたことを特徴とする請求項１記載の分光分析装置。
6. 測定容器の振動は、モ−タを任意角度で正逆回転させて行う請求項５記載の分光分析装置。

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