JP3609029B2 - Detector and liquid sample measuring device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は種々の分析装置で液体試料を測定するために使用されるフローセルを備えた検出装置及び液体試料測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フローセルは、医薬品の錠剤が溶解していく状態をモニタするための溶出試験機や液体クロマトグラフなどの分析装置の検出装置、工場廃液などをモニタする測定装置の検出装置などにおいて、液体試料を流通させ、その吸光度を測定することにより液体試料中の所定成分濃度を測定するためなどに用いられている。
【0003】
通常は1つの光路長をもつフローセルが使用されている。光路長が1つのフローセルで液体試料を測定していると、試料成分の濃度が低すぎる場合には感度が不足し、逆に濃度が高すぎる場合には吸光度が飽和状態となる不都合が生じる。
【0004】
このような測定のダイナミックレンジに基づく不都合を解消するのが目的ではないが、1つのフローセルで2つの光路長を持ったものが提案されている(特開平4−268443号公報参照)。そこで提案されているフローセルは、光路長が互いに異なる2つのフローセルにより測定した透過率の比を演算することにより、2つのフローセルのガラス窓に付着した試料中の成分による測定光の吸収及びガラス窓における測定光の反射による透過率の測定誤差を相殺し、もってフローセル中の試料成分の正確な濃度を測定することを目的としたものである。そのため、2つの光路長のセルにそれぞれ同じ強さの光を照射し、それぞれのセルを透過した光の強度を測定している。しかしながら、そのように2つの光路長をもつフローセルであれば、広い濃度範囲にわたって液体試料を測定することもできる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
提案されたフローセルでは、光路長の異なる2つのセルにそれぞれ同一光量の光を照射するために、光源からの光を2つの光路に分割し、かつ同じ光量になるように調整するための光学系が必要となる。その結果として、そのような光学系のコストが高くなるだけではなく、分割された2つの光束の光量を等しくすることも容易ではない。
【0006】
また、提案されたそのフローセルでは、光路長の異なる2つのセルの外形寸法が異なっており、光路長の短いセル部分の外形寸法に比べて、光路長の長いセル部分の外形寸法の方が大きくなっている。このことは、液体試料での光路長とフローセルのガラスや石英などによる器壁での光路長を合わせた外形寸法が異なっていることを意味している。液体試料の屈折率とガラスや石英の屈折率は近いが、空気の屈折率はそれらよりも小さいため、そのような光路長の異なる2つのセル部分では光が透過する条件が異なることになり、両セル部分での吸光度から濃度を求める際に誤差が生じる。
【0007】
本発明は広い濃度範囲にわたって測定を行なうことができるようにするとともに、測定精度を高め、さらに光軸調整を容易にすることを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明で使用されるフローセルは、1つの液体試料流路上に光透過方向が同一で光路長の異なる複数のセルが一体化されて配置され、光透過方向でのそれらのセルの外形寸法が同一になっている。
【0009】
1つの液体試料流路上に光路長の異なる複数のセルが配置されているため、液体試料の濃度に応じて適当な光路長のセルを選択することにより、広い濃度範囲にわたって測定を行なうことができる。
また、光透過方向でのそれらのセルの外形寸法が同一になっているので、液体試料での光路長とフローセルの器壁での光路長を合わせたものが等しくなる。
【0010】
本発明の検出装置は、このフローセルと、光源を備えその光源からの光を単一光路上の測定光としてこのフローセルに照射する照射光学系と、このフローセルを透過した光を受光して検出する受光光学系と、照射光学系と受光光学系のいずれかに設けられた分光手段と、このフローセルにある複数のセルから1つを選択して照射光学系の前記光路上に位置決めする第1のセル移動機構とを備えたものである。
本発明の液体試料測定装置は、このフローセルを備えた上記の検出装置と、その検出装置に被測定液体試料を供給する試料供給機構とを備えたものであり、前記照射光学系は、前記光源として波長特性の異なる複数の光源を備え、それらの光源からの光を測定光として前記単一光路に導くために共通の集光レンズ、及び前記複数の光源からの光をそれぞれ全反射させて前記集光レンズの互いに異なる部分に導くミラーからなる光学系を備えている。
波長特性の異なる複数の光源を備えることにより、測定波長領域を拡大することができる。そして、複数の光源からの光を共通の光学素子の異なる部分を使用して1つの共通の光路に導くことにより、光軸の調整が容易になる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態では、照射光学系はフローセルを照射する光路が水平方向になるように配置され、フローセルは光路長の異なる複数のセルが上下に配置されるように垂直方向に設置され、第1のセル移動機構はフローセルを垂直方向に移動させることによりセルを照射光学系の前記光路上に位置決めする機構である。
フローセルを上下方向に移動させるだけの簡単な機構で光路長を切り替えることができる。
【0012】
本発明の他の実施形態は、フローセルを複数個備えて複数個のフローセルからいずれかのフローセルを選択して照射光学系の前記光路上に位置決めする第2のセル移動機構を備えている。
この実施形態では、複数の試料を同時に測定できるようになるので、稼働率が向上する。
【0013】
その実施形態の好ましいものでは、複数個のフローセルは照射光学系の前記光路に直交する垂直面に沿って水平方向に配置され、第2のセル移動機構はフローセルを水平方向に移動させることにより所定のフローセルを照射光学系の前記光路上に位置決めする機構である。第2のセル移動機構もセルを水平方向に移動させるだけであるので、機構が簡単になる。
【0014】
複数の光源からの光は同時に共通の光路に導いてもよく、又はいずれかをシャッターにより選択して共通の光路に導入するようにしてもよい。複数の光源からの光を同時に光路に導く場合は、光源の切替えなしに広い波長領域を連続的に測定することができる。もし、いずれかの光源の光が他の光源の光による測定の妨害になる場合や、輝線を使って校正をする場合に輝線を発する光源の光だけを光路に導きたいときなどには、シャッターにより所望の光源からの光のみを導くようにすればよい。
【0015】
本発明の液体試料測定装置では、試料供給機構は溶出試験機や液体クロマトグラフといった分析装置本体とすることもできるし、工場廃液などの被測定試料を供給する配管系とすることもできる。
【0016】
【実施例】
図1は本発明で使用するフローセルの一例を示したものである。
フローセル2は上下に連結された2つのセル2a,2bを備えており、これらのセル2aと2bは光透過方向が同一方向(図では面内方向)で、光路長はセル2aが10mm、セル2bが1mmである。2つのセル2a,2bの外形寸法Tは、ともに13.0mmで等しくなっている。光透過方向での両セル2a,2bの光路幅W(光透過方向に直交する方向の幅)は13.0mmで等しい。下側のセル2bの下端は液体試料入口4につながり、上側のセル2aの上端は液体試料出口6につながっている。液体試料は入口4から入り、セル2bから2aを経て出口6から排出されていく。このフローセル2は合成石英製であり、光透過方向の器壁の肉厚は、セル2aでは1.5mm、セル2bでは6.0mmである。
【0017】
このフローセルを用いる検出装置では、測定用の光路は1本であり、被測定液体試料の濃度に応じてフローセル2を上下方向に移動させて、セル2a又は2bをその光路上に位置決めすることにより、何れかのセル2a又は2bで測定を行なう。すなわち、光路長の長いセル2aでは低濃度試料を測定し、光路長の短い2bでは高濃度試料を測定するように、セル2を上下方向に移動させて切り替える。セル2aの光路長はセル2bの光路長の10倍であるので、セル2aはセル2bに対し、1/10の低濃度試料を測定するのに適し、吸光度に換算して1/2の吸光度の試料を測定するのに適する。
【0018】
図2はこのフローセル2を使用した検出装置の一実施例を示したものである。フローセル2には下端の入口から液体試料が供給され、上端の出口から排出されていく。セル2は第1セル移動機構に該当するセル上下移動機構10に固定されており、上下方向に移動して位置決めされる。
【0019】
光源としてD2ランプ12とハロゲンランプ14の2つのランプが設けられており、それぞれのランプ12,14からの光はそれぞれ集光レンズ13a,13bにより集光され、ミラー16a,16bにより反射されて集光レンズ18の異なる部分を経て共通の単一光路上に集光されるように配置されている。ランプ12とミラー16aの間及びランプ14とミラー16bの間にはそれぞれシャッター15a,15b(図3参照)が設けられており、それらのシャッターの開閉により一方のランプ12又は14からの光のみを測定用の光路上に導入することもできるし、両方のランプ12,14からの光を同時に測定用の光路上に導入することもできるようになっている。常に両方のランプ12,14からの光を同時に測定用の光路上に導入する場合には、シャッター15a,15bは不要である。レンズ18で集光された光は、レンズ20で平行光とされてフローセル2を照射する。ランプ12,14、レンズ13a,13b,18,20、ミラー16a,16b、集光レンズ18及びシャッター15a,15bが照射光学系を構成している。
【0020】
フローセル2を透過した平行光はレンズ22で集光されて光ファイバ24に導入され、光ファイバ24を経て分光器26に導かれる。分光器26に導かれた光は、分光器26内で分光され、光検出器により検出される。レンズ22光、ファイバ24及び分光器26内の光検出器が受光光学系を構成している。
【0021】
フローセル2は、試料が低濃度試料のときセル2aが測定用の光路上にくるように、試料が高濃度試料のときセル2bが測定用の光路上にくるように、セル上下移動機構10により位置決めされる。
【0022】
図3は照射光学系と受光光学系を拡大して示したものである。フローセル2は紙面垂直方向に配置されており、受光光学系のランプ12,14は水平面内にあって互いに一直線上にくるように配置されている。レンズ18は、その光軸がランプ12,14が配置されている直線と直交する向きに配置されている。ミラー16a,16bは集光レンズ13a,13bで集光されたそれぞれの光がミラー16a,16bで反射されてレンズ18の半分ずつを使用して水平面上の同一光路上に集光されるように配置されている。ランプ12とミラー16aの間及びランプ14とミラー16bの間にはそれぞれシャッター15a,15bが設けられている。
【0023】
図4から図7はこのフローセルを複数個配置し、順次切り替えて光路上に位置決めするようにした検出装置の一実施例を示したものである。図4はその検出装置の全体の平面図、図5は側面図である。図6はセル上下移動プレート32部分の正面図であり、図7はセル左右移動プレート30部分の正面図である。
【0024】
受光光学系及び照射光学系は図3に示したものであるので、説明は省略する。フローセル2−1〜2−nが水平方向に一列に配列されている。これらのフローセル2−1〜2−nは図7に示されるように、セル左右移動プレート30に固定されており、それぞれのセル2−1〜2−nはそれぞれの分析装置又は配管からの流路に接続されている。セル左右移動プレート30は、セル上下移動プレート32に設けられたガイド溝34a,34bにより水平方向に移動可能に支持されている。セル上下移動プレート32にはセル左右移動プレート30を移動させるためのセル左右移動機構36が設けられており、セル左右移動機構36にはパルスモータ38とそのパルスモータにより回転が駆動されるボールネジ40が備えられている。セル左右移動プレート30の下端部にはネジが形成され、そのネジがボールネジ40と噛み合っていることにより、パルスモータ38でボールネジ40を回転させることにより、セル左右移動プレート30を左右方向に水平に移動させ、所定の位置で所定のフローセルを光路上に位置決めできるようになっている。
セル左右移動プレート30、ガイド溝34a,34b、セル左右移動機構36及びセル左右移動プレート30の下端部ネジは第2のセル移動機構を構成している。
【0025】
また、セル上下移動プレート32は図5、図6に示されるように、セル上下移動用支柱42によって上下方向に移動可能に支持されており、セル上下移動プレート32を上下移動させるために、架台44にはセル上下移動機構46が設けられている。セル上下移動機構46は、パルスモータ48と、それにより駆動されるクランク軸50を備えており、クランク軸50によりセル上下移動プレート32を上下方向に移動させて各フローセルの上下に配置された2つのセル2a,2bの何れかを測定用の光路上に位置決めする。52は測定用の光を透過させるためにセル上下移動プレート32に設けられた穴である。
セル上下移動プレート32、セル上下移動用支柱42及びセル上下移動機構46は第1のセル移動機構を構成している。
【0026】
この検出装置では、各フローセル2−1〜2−nに分析装置からの配管又は工場廃液を導く配管が接続されて液体試料が流通している。所定のフローセルを選択して測定用の光路上に位置決めするために、セル左右移動プレート30がセル左右移動機構36のパルスモータ38により選択されて移動させられ、かつその試料の濃度に応じてセル上下移動機構46のパルスモータ48によりセル上下移動プレート32が上下方向に移動をさせられて、セル2a又は2bが測定用の光路上に位置決めされる。
【0027】
図8は本発明の液体試料測定装置の一実施例を概略的に示したブロック図である。60は図4から図7で一例を示したような本発明における検出装置の一実施例であり、ここでは測定装置本体と名づける。その測定装置本体60には分析装置又は配管など62により試料が供給され、測定装置本体60のフローセルを経て排出される。測定装置本体60の分光器で得られた検出信号は吸光度又は更には濃度を表わす測定結果としてデータ処理装置であるパーソナルコンピュータ64に導入されて処理される。パーソナルコンピュータ64はまたフローセルの位置決めや、分光器の波長走査、更には光源の選択などの制御を行なう。
分析装置としては、例えば液体クロマトグラフや溶出試験機などが接続され、配管などとしては工場廃液や環境水を導くための配管が接続される。
【0028】
【発明の効果】
本発明で使用するフローセルは、1つの液体試料流路上に光透過方向が同一で光路長の異なる複数のセルが一体化されて配置され、光透過方向でのそれらのセルの外形寸法が同一になっているので、液体試料の濃度に応じて適当な光路長のセルを選択することにより、広い濃度範囲にわたって測定を行なうことができる。また、光透過方向でのそれらのセルの外形寸法が同一になっているので、液体試料での光路長とフローセルの器壁での光路長を合わせたものが等しくなり、セルを切り替えた場合にも濃度測定を精度よく行なうことができるようになり、例えば光路長の異なるセルで共通の検量線を用いることができるようになって校正が容易になる利点もある。
このフローセルを備えた本発明の検出装置及び液体試料測定装置は、このフローセルの利点を備えているだけでなく、照射光学系が光源として波長特性の異なる複数の光源を備え、それらの光源からの光をミラーで全反射させ共通の集光レンズの異なる部分を使用して前記光路に導く光学系を備えているので、測定波長領域を拡大することができるとともに、光軸の調整が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用するフローセルの一例を示す斜視図である。
【図2】フローセルを使用した本発明の検出装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図3】図2の実施例における照射光学系と受光光学系を拡大して示した概略平面図である。
【図4】本発明の検出装置の他の実施例全体を示す平面図である。
【図5】同実施例の側面図である。
【図6】同実施例におけるセル上下移動プレート部分を示す正面図である。
【図7】同実施例におけるセル左右移動プレート部分を示す正面図である。
【図8】本発明の液体試料測定装置の一実施例を概略的に示したブロック図である。
【符号の説明】
2,2−1〜2−n フローセル
2a,2b セル
10 セル上下移動機構
12 D2ランプ
14 ハロゲンランプ
13a,13b,18,20,22 集光レンズ
15a,15b シャッター
16a,16b ミラー
24 光ファイバ
26 分光器
30 セル左右移動プレート
32 セル上下移動プレート
34a,34b ガイド溝
36 セル左右移動機構
38 パルスモータ
40 ボールネジ
42 セル上下移動用支柱
46 セル上下移動機構
48 パルスモータ
50 クランク軸
60 測定装置本体
62 分析装置又は配管
64 パーソナルコンピュータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection apparatus and a liquid sample measurement apparatus including a flow cell used for measuring a liquid sample with various analyzers.
[0002]
[Prior art]
The flow cell distributes liquid samples in a dissolution tester for monitoring the state of dissolution of pharmaceutical tablets, a detection device for an analysis device such as a liquid chromatograph, a detection device for a measurement device for monitoring factory waste liquid, etc. It is used to measure the concentration of a predetermined component in a liquid sample by measuring the absorbance.
[0003]
Usually, a flow cell having one optical path length is used. When a liquid sample is measured with a flow cell having a single optical path length, the sensitivity is insufficient when the concentration of the sample component is too low, and conversely, the absorbance becomes saturated when the concentration is too high.
[0004]
Although the purpose is not to eliminate such inconveniences based on the dynamic range of measurement, one flow cell having two optical path lengths has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-268443). Therefore, the proposed flow cell calculates the ratio of transmittance measured by two flow cells having different optical path lengths, thereby absorbing the measurement light by the components in the sample attached to the glass windows of the two flow cells and the glass window. It is intended to cancel the measurement error of the transmittance due to the reflection of the measurement light in and to measure the exact concentration of the sample component in the flow cell. For this reason, the cells having two optical path lengths are irradiated with light having the same intensity, and the intensity of the light transmitted through each cell is measured. However, if the flow cell has two optical path lengths, a liquid sample can be measured over a wide concentration range.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the proposed flow cell, in order to irradiate two cells having different optical path lengths with the same amount of light, the optical system for dividing the light from the light source into two optical paths and adjusting the light amount to the same amount Is required. As a result, not only does the cost of such an optical system increase, but it is not easy to equalize the light quantities of the two divided light beams.
[0006]
Further, in the proposed flow cell, the outer dimensions of two cells having different optical path lengths are different, and the outer dimension of a cell portion having a long optical path length is larger than that of a cell portion having a short optical path length. It has become. This means that the external dimensions of the optical path length in the liquid sample and the optical path length in the vessel wall made of glass or quartz of the flow cell are different. The refractive index of the liquid sample is close to the refractive index of glass or quartz, but the refractive index of air is smaller than them, so the conditions for transmitting light are different in two cell parts with different optical path lengths. An error occurs when obtaining the concentration from the absorbance in both cell portions.
[0007]
With the present invention is to be able to make measurements over a wide concentration range, improve the measurement accuracy, and further for the purpose of easily be Rukoto the optical axis adjustment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the flow cell used in the present invention , a plurality of cells having the same light transmission direction and different optical path lengths are integrated and arranged on one liquid sample channel, and the outer dimensions of those cells in the light transmission direction are the same. It has become.
[0009]
Since a plurality of cells having different optical path lengths are arranged on one liquid sample channel, measurement can be performed over a wide concentration range by selecting cells having an appropriate optical path length in accordance with the concentration of the liquid sample. .
Further, since the outer dimensions of the cells in the light transmission direction are the same, the sum of the optical path length in the liquid sample and the optical path length in the flow cell wall is equal.
[0010]
The detection device of the present invention includes this flow cell, an irradiation optical system that includes a light source and irradiates the flow cell with light from the light source as measurement light on a single optical path, and receives and detects light transmitted through the flow cell. A light receiving optical system, a spectroscopic means provided in either the irradiation optical system or the light receiving optical system, and a first one selected from a plurality of cells in the flow cell and positioned on the optical path of the irradiation optical system A cell moving mechanism.
A liquid sample measuring device of the present invention includes the above-described detection device including the flow cell, and a sample supply mechanism that supplies a liquid sample to be measured to the detection device, and the irradiation optical system includes the light source A plurality of light sources having different wavelength characteristics, and a common condenser lens for guiding light from these light sources to the single optical path as measurement light, and total reflection of the light from the plurality of light sources, respectively An optical system comprising mirrors for guiding different portions of the condenser lens is provided.
By providing a plurality of light sources having different wavelength characteristics, the measurement wavelength region can be expanded. Then, light from a plurality of light sources is guided to one common optical path using different parts of the common optical element, so that the optical axis can be easily adjusted.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In one embodiment of the present invention, the irradiation optical system is arranged so that the optical path irradiating the flow cell is in the horizontal direction, the flow cell is installed in the vertical direction so that a plurality of cells having different optical path lengths are arranged up and down, The first cell moving mechanism is a mechanism for positioning the cell on the optical path of the irradiation optical system by moving the flow cell in the vertical direction.
The optical path length can be switched by a simple mechanism that simply moves the flow cell up and down.
[0012]
Another embodiment of the present invention includes a second cell moving mechanism that includes a plurality of flow cells, selects one of the plurality of flow cells, and positions the flow cell on the optical path of the irradiation optical system.
In this embodiment, since a plurality of samples can be measured simultaneously, the operating rate is improved.
[0013]
In the preferred embodiment, the plurality of flow cells are arranged in a horizontal direction along a vertical plane perpendicular to the optical path of the irradiation optical system, and the second cell moving mechanism is moved to a predetermined direction by moving the flow cell in the horizontal direction. The flow cell is positioned on the optical path of the irradiation optical system. Since the second cell moving mechanism only moves the cell in the horizontal direction, the mechanism becomes simple.
[0014]
Light from a plurality of light sources may be simultaneously guided to a common optical path, or one of them may be selected by a shutter and introduced into the common optical path. When light from a plurality of light sources is simultaneously guided to the optical path, a wide wavelength region can be continuously measured without switching the light sources. If the light from one of the light sources interferes with the measurement of the light from the other light source, or if you want to guide only the light from the light source that emits a bright line to the optical path when calibrating using the bright line, use the shutter. Thus, only light from a desired light source may be guided.
[0015]
In the liquid sample measuring apparatus of the present invention, the sample supply mechanism can be an analysis apparatus main body such as a dissolution tester or a liquid chromatograph, or a piping system for supplying a sample to be measured such as a factory waste liquid.
[0016]
【Example】
FIG. 1 shows an example of a flow cell used in the present invention.
The flow cell 2 includes two cells 2a and 2b that are connected vertically. These cells 2a and 2b have the same light transmission direction (in-plane direction in the figure), and the optical path length is 10 mm for the cell 2a. 2b is 1 mm. The outer dimensions T of the two cells 2a and 2b are both equal to 13.0 mm. The optical path width W (width in the direction orthogonal to the light transmission direction) of both the cells 2a and 2b in the light transmission direction is equal to 13.0 mm. The lower end of the lower cell 2 b is connected to the liquid sample inlet 4, and the upper end of the upper cell 2 a is connected to the liquid sample outlet 6. The liquid sample enters from the inlet 4 and is discharged from the outlet 6 through the cells 2b through 2a. The flow cell 2 is made of synthetic quartz, and the wall thickness in the light transmission direction is 1.5 mm for the cell 2 a and 6.0 mm for the cell 2 b.
[0017]
In the detection apparatus using this flow cell, there is one optical path for measurement, and the flow cell 2 is moved vertically according to the concentration of the liquid sample to be measured, and the cell 2a or 2b is positioned on the optical path. Then, measurement is performed in either cell 2a or 2b. That is, the cell 2 is moved up and down to switch so that the low concentration sample is measured in the cell 2a having a long optical path length and the high concentration sample is measured in the cell 2b having a short optical path length. Since the optical path length of the cell 2a is 10 times the optical path length of the cell 2b, the cell 2a is suitable for measuring a 1/10 low-concentration sample with respect to the cell 2b. Suitable for measuring samples of
[0018]
FIG. 2 shows an embodiment of a detection apparatus using the flow cell 2. A liquid sample is supplied to the flow cell 2 from the lower end inlet and discharged from the upper end outlet. The cell 2 is fixed to a cell vertical movement mechanism 10 corresponding to the first cell movement mechanism, and is moved and positioned in the vertical direction.
[0019]
Two lamps, a D2 lamp 12 and a halogen lamp 14, are provided as light sources. Lights from the lamps 12 and 14 are collected by condenser lenses 13a and 13b, respectively, and reflected by mirrors 16a and 16b to be collected. The light lenses 18 are arranged so as to be condensed on a common single optical path through different portions. Shutters 15a and 15b (see FIG. 3) are provided between the lamp 12 and the mirror 16a and between the lamp 14 and the mirror 16b, respectively, and only the light from one of the lamps 12 or 14 is obtained by opening and closing these shutters. The light can be introduced into the optical path for measurement, or the light from both lamps 12 and 14 can be introduced into the optical path for measurement at the same time. When the lights from both lamps 12 and 14 are always introduced simultaneously into the optical path for measurement, the shutters 15a and 15b are unnecessary. The light collected by the lens 18 is converted into parallel light by the lens 20 and irradiates the flow cell 2. The lamps 12 and 14, lenses 13a, 13b, 18, and 20, mirrors 16a and 16b, condenser lens 18, and shutters 15a and 15b constitute an irradiation optical system.
[0020]
The parallel light transmitted through the flow cell 2 is collected by the lens 22, introduced into the optical fiber 24, and guided to the spectroscope 26 through the optical fiber 24. The light guided to the spectroscope 26 is split in the spectroscope 26 and detected by a photodetector. The lens 22 light, the fiber 24, and the photodetector in the spectroscope 26 constitute a light receiving optical system.
[0021]
The flow cell 2 is moved by the cell vertical movement mechanism 10 so that the cell 2a is on the measurement optical path when the sample is a low concentration sample, and the cell 2b is on the measurement optical path when the sample is a high concentration sample. Positioned.
[0022]
FIG. 3 is an enlarged view of the irradiation optical system and the light receiving optical system. The flow cell 2 is disposed in a direction perpendicular to the paper surface, and the lamps 12 and 14 of the light receiving optical system are disposed in a horizontal plane so as to be aligned with each other. The lens 18 is arranged such that its optical axis is orthogonal to the straight line on which the lamps 12 and 14 are arranged. The mirrors 16a and 16b are configured so that the respective lights collected by the condenser lenses 13a and 13b are reflected by the mirrors 16a and 16b and condensed on the same optical path on the horizontal plane by using half of the lenses 18. Has been placed. Shutters 15a and 15b are provided between the lamp 12 and the mirror 16a and between the lamp 14 and the mirror 16b, respectively.
[0023]
FIGS. 4 to 7 show an embodiment of a detection apparatus in which a plurality of flow cells are arranged and sequentially switched and positioned on the optical path. 4 is a plan view of the entire detection apparatus, and FIG. 5 is a side view. 6 is a front view of the cell up / down moving plate 32 portion, and FIG. 7 is a front view of the cell left / right moving plate 30 portion.
[0024]
The light receiving optical system and the irradiation optical system are those shown in FIG. Flow cells 2-1 to 2-n are arranged in a line in the horizontal direction. As shown in FIG. 7, these flow cells 2-1 to 2-n are fixed to a cell left-right moving plate 30, and each cell 2-1 to 2-n flows from each analyzer or pipe. Connected to the road. The cell left / right moving plate 30 is supported by guide grooves 34a and 34b provided in the cell vertical moving plate 32 so as to be movable in the horizontal direction. The cell vertical movement plate 32 is provided with a cell horizontal movement mechanism 36 for moving the cell horizontal movement plate 30. The cell horizontal movement mechanism 36 has a pulse motor 38 and a ball screw 40 whose rotation is driven by the pulse motor. Is provided. A screw is formed at the lower end portion of the cell left / right moving plate 30, and the screw meshes with the ball screw 40. By rotating the ball screw 40 with the pulse motor 38, the cell left / right moving plate 30 is horizontally moved in the left / right direction. The predetermined flow cell can be positioned on the optical path at a predetermined position by being moved.
The cell left / right moving plate 30, the guide grooves 34a, 34b, the cell left / right moving mechanism 36, and the lower end screw of the cell left / right moving plate 30 constitute a second cell moving mechanism.
[0025]
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the cell vertical movement plate 32 is supported by a cell vertical movement support column 42 so as to be movable in the vertical direction. A cell vertical movement mechanism 46 is provided at 44. The cell vertical movement mechanism 46 includes a pulse motor 48 and a crankshaft 50 driven by the pulse motor 48. The cell vertical movement plate 32 is moved vertically by the crankshaft 50 and is arranged above and below each flow cell. One of the two cells 2a and 2b is positioned on the optical path for measurement. Reference numeral 52 denotes a hole provided in the cell vertical movement plate 32 to transmit measurement light.
The cell vertical movement plate 32, the cell vertical movement support column 42, and the cell vertical movement mechanism 46 constitute a first cell movement mechanism.
[0026]
In this detection device, a pipe from the analyzer or a pipe for introducing a factory waste liquid is connected to each flow cell 2-1 to 2-n, and a liquid sample is distributed. In order to select a predetermined flow cell and position it on the optical path for measurement, the cell left / right moving plate 30 is selected and moved by the pulse motor 38 of the cell left / right moving mechanism 36, and the cell is selected according to the concentration of the sample. The cell vertical movement plate 32 is moved in the vertical direction by the pulse motor 48 of the vertical movement mechanism 46, and the cell 2a or 2b is positioned on the optical path for measurement.
[0027]
FIG. 8 is a block diagram schematically showing an embodiment of the liquid sample measuring apparatus of the present invention. Reference numeral 60 denotes an embodiment of the detection apparatus according to the present invention as shown in FIG. 4 to FIG. 7, and is named a measurement apparatus main body here. A sample is supplied to the measuring device main body 60 through an analyzer or piping 62 and discharged through the flow cell of the measuring device main body 60. A detection signal obtained by the spectroscope of the measuring device main body 60 is introduced into a personal computer 64 as a data processing device and processed as a measurement result representing absorbance or further concentration. The personal computer 64 also controls the positioning of the flow cell, the wavelength scanning of the spectrometer, and the selection of the light source.
As the analyzer, for example, a liquid chromatograph or a dissolution tester is connected, and as a pipe or the like, a pipe for guiding a factory waste liquid or environmental water is connected.
[0028]
【The invention's effect】
In the flow cell used in the present invention, a plurality of cells having the same light transmission direction and different optical path lengths are integrated and arranged on one liquid sample channel, and the outer dimensions of those cells in the light transmission direction are the same. Therefore, by selecting a cell having an appropriate optical path length according to the concentration of the liquid sample, measurement can be performed over a wide concentration range. Also, since the external dimensions of those cells in the light transmission direction are the same, the sum of the optical path length in the liquid sample and the optical path length in the flow cell wall is the same, and the cell is switched. In addition, the concentration measurement can be performed with high accuracy. For example, it is possible to use a common calibration curve in cells having different optical path lengths, thereby facilitating calibration.
The detection apparatus and liquid sample measurement apparatus of the present invention provided with this flow cell not only have the advantages of this flow cell, but also the irradiation optical system includes a plurality of light sources having different wavelength characteristics as light sources, An optical system that totally reflects light with a mirror and guides it to the optical path using different parts of a common condensing lens can be used to enlarge the measurement wavelength region and facilitate adjustment of the optical axis. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a flow cell used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the detection apparatus of the present invention using the flow cell.
3 is an enlarged schematic plan view showing an irradiation optical system and a light receiving optical system in the embodiment of FIG. 2; FIG.
FIG. 4 is a plan view showing the whole of another embodiment of the detection apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a side view of the embodiment.
FIG. 6 is a front view showing a cell vertical movement plate portion in the same embodiment.
FIG. 7 is a front view showing a cell left / right moving plate portion in the same embodiment.
FIG. 8 is a block diagram schematically showing an embodiment of the liquid sample measuring apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
2,2-1 to 2-n Flow cell 2a, 2b Cell 10 Cell vertical movement mechanism 12 D2 lamp 14 Halogen lamps 13a, 13b, 18, 20, 22 Condensing lenses 15a, 15b Shutters 16a, 16b Mirror 24 Optical fiber 26 Spectroscopy Device 30 Cell left / right moving plate 32 Cell vertical moving plate 34a, 34b Guide groove 36 Cell left / right moving mechanism 38 Pulse motor 40 Ball screw 42 Cell vertical moving column 46 Cell vertical moving mechanism 48 Pulse motor 50 Crankshaft 60 Measuring device main body 62 Analyzer Or piping 64 personal computer

Claims (9)

1つの液体試料流路上に光透過方向が同一で光路長の異なる複数のセルが一体化されて配置され、光透過方向でのそれらのセルの外形寸法が同一になっているフローセルと、
光源を備えその光源からの光を単一光路上の測定光として前記フローセルに照射する照射光学系と、
前記フローセルを透過した光を受光して検出する受光光学系と、
前記照射光学系と受光光学系のいずれかに設けられた分光手段と、
前記フローセルにある複数のセルから1つを選択して照射光学系の前記光路上に位置決めする第1のセル移動機構と、を備え、
前記照射光学系は、前記光源として波長特性の異なる複数の光源を備え、それらの光源からの光を測定光として前記単一光路に導くために共通の集光レンズ、及び前記複数の光源からの光をそれぞれ全反射させて前記集光レンズの互いに異なる部分に導くミラーからなる光学系を備えている検出装置。
A flow cell in which a plurality of cells having the same light transmission direction and different optical path lengths are integrated and disposed on one liquid sample channel, and the outer dimensions of those cells in the light transmission direction are the same,
An irradiation optical system that includes a light source and irradiates the flow cell with light from the light source as measurement light on a single optical path;
A light receiving optical system that receives and detects light transmitted through the flow cell;
Spectroscopic means provided in either the irradiation optical system or the light receiving optical system;
A first cell moving mechanism that selects and positions one of the plurality of cells in the flow cell on the optical path of the irradiation optical system,
The irradiation optical system includes a plurality of light sources having different wavelength characteristics as the light source , a common condensing lens for guiding light from the light sources to the single optical path as measurement light, and the plurality of light sources. A detection apparatus comprising an optical system comprising mirrors that totally reflect light and guide it to different portions of the condenser lens .
前記照射光学系はフローセルを照射する前記光路が水平方向になるように配置され、
前記フローセルは光路長の異なる複数のセルが上下に配置されるように垂直方向に設置され、
前記第1のセル移動機構は前記フローセルを垂直方向に移動させることによりセルを照射光学系の前記光路上に位置決めする機構である請求項1に記載の検出装置。
The irradiation optical system is arranged so that the optical path for irradiating the flow cell is in a horizontal direction,
The flow cell is installed in a vertical direction so that a plurality of cells having different optical path lengths are arranged vertically,
The detection apparatus according to claim 1, wherein the first cell moving mechanism is a mechanism that positions the cell on the optical path of an irradiation optical system by moving the flow cell in a vertical direction.
前記フローセルを複数個備え、いずれかのフローセルを選択して照射光学系の前記光路上に位置決めする第2のセル移動機構を備えている請求項1又は2に記載の検出装置。The detection apparatus according to claim 1, further comprising a second cell moving mechanism that includes a plurality of the flow cells, and selects any one of the flow cells and positions the flow cell on the optical path of the irradiation optical system. 前記複数個のフローセルは照射光学系の前記光路に直交する垂直面に沿って水平方向に配置され、
前記第2のセル移動機構は前記フローセルを水平方向に移動させることにより所定のフローセルを照射光学系の前記光路上に位置決めする機構である請求項3に記載の検出装置。
The plurality of flow cells are arranged in a horizontal direction along a vertical plane orthogonal to the optical path of the irradiation optical system,
The detection apparatus according to claim 3, wherein the second cell moving mechanism is a mechanism for positioning a predetermined flow cell on the optical path of an irradiation optical system by moving the flow cell in a horizontal direction.
前記照射光学系は、いずれかの光源からの光を選択して前記光路に導入するシャッターをさらに備えている請求項1から4のいずれかに記載の検出装置。5. The detection device according to claim 1, wherein the irradiation optical system further includes a shutter that selects light from any one of the light sources and introduces the light into the optical path. 請求項1から5のいずれかに記載の検出装置と、その検出装置に被測定液体試料を供給する試料供給機構とを備えている液体試料測定装置。A liquid sample measurement device comprising: the detection device according to claim 1; and a sample supply mechanism that supplies a liquid sample to be measured to the detection device. 前記試料供給機構は分析装置本体である請求項6に記載の液体試料測定装置。The liquid sample measuring device according to claim 6, wherein the sample supply mechanism is an analyzer main body. 前記分析装置本体は溶出試験機又は液体クロマトグラフである請求項7に記載の液体試料測定装置。The liquid sample measuring device according to claim 7, wherein the analyzer main body is a dissolution tester or a liquid chromatograph. 前記試料供給機構は被測定試料を供給する配管系である請求項6に記載の液体試料測定装置。The liquid sample measuring device according to claim 6, wherein the sample supply mechanism is a piping system that supplies a sample to be measured.
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