JP3674025B2 - 分光分析計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油化学、化学、食品などの分野で近赤外波長域の光を用いて成分分析を行うための分光分析計のサンプル光取出し部分の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は分光分析計の構成を示す平面図である。図４において、１は光学部品が配置されたケースであり、このケース１の中には図示のようにランプ２、レーザービーム発生装置３、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、固定ミラー６、移動ミラー７、移動ミラーホルダ８、集光レンズ９およびレーザービーム検出部１４が収納されている。
【０００３】
ケース１の外側壁にはファイバアダプタ１０、光ファイバ１１、測定サンプル光検出部１３が配置されている。
上述の構成において、ランプ２から出射したブロードな波長域を持つ光はコリメートレンズ4により平行光とされ、ビームスプリッタ５を介して固定ミラー６、移動ミラー７が配置された２方向に分岐される。
【０００４】
そして、移動ミラー７を光軸方向にスキャンさせることで固定ミラー６からの反射光との間に光路差が生じ、ビームスプリッタ５で再結合された光はブロードな波長域帯での合成された干渉光を得ることができる。
【０００５】
この干渉光は集光レンズ９によりファイバアダプタ１０を介して光ファイバー１１に導かれる。この光をサンプル光としてサンプル１２を透過またはサンプルに反射させて光検出部１３で受光することにより被測定サンプルの吸収スペクトルまたは反射スペクトルを得ることができる。
【０００６】
ここで、データのサンプリングはレーザービーム発生装置３から出射されるレーザービームの干渉信号に同期して行われ、そのときサンプル光により測定した波長の絶対確度はレーザービームとランプ２の位置関係および集光レンズ９と光ファイバー１０の位置により決まる。
【０００７】
ここで各要素部品であるランプ２、レーザービーム発生装置３、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、固定ミラー６、移動ミラーホルダ８、集光レンズ９、ファイバアダプタ１０はケース１にそれぞれ設けられた所定の光学的基準面に保持されている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、工場などの測定現場での分析を想定し、環境変化の少ない場所に設置された分光分析計から光ファイバ１１によってサンプル光を被測定サンプルまで導いており、サンプル光はケース１に位置決めされて固定された集光レンズ９およびファイバアダプタ１０に光ファイバ１１を接続することにより取出している。
【０００８】
即ち、光ファイバ経由以外の方式は想定しておらず、サンプル光を直接被測定物へ導くオープンビーム方式や他の直接干渉信号光を必要とするサンプリング装置への接続などに対応することができなかった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、集光レンズ９とファイバアダプタ１０を一体としたコネクタユニットとし、このコネクタユニットをケース１から着脱自在とすることによりファイバ結合による方式とオープンビームによる方式の両方に対応させるようにした分光分析計を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、請求項１においては、
ケースから出射する測定光をサンプルに照射してその透過または反射光のスペクトルを測定し、または、そのスペクトルを元にサンプルの性状値を求める分光分析計において、前記測定光となる干渉光を前記ケースから取出すに際しては、光ファイバを介して取り出すためのコネクタユニット（１５）と干渉光を直接取り出すためのコネクタユニット（１５ａ）を設けるとともに、前記ケースにコネクタユニット（１５，１５ａ）を位置決めするための基準面を設け、前記光ファイバを介して取り出すためのコネクタユニット（１５）は、筒の一端のフランジに光ファイバアダプタが固定され、他端に集光レンズが固定されたレンズ支持体とし、前記干渉光を直接取り出すためのコネクタユニット（１５ａ）は、筒の一端のフランジにピンホールを有する仕切り板と、この仕切り版から所定の距離を隔てて固定され前記ピンホールを通ったビームをコリメートするためのコリメートレンズを有し、他端に集光レンズが固定されたレンズ支持体として、これらレンズ支持体のフランジ部を前記ケースに着脱自在となるように構成し、光ファイバ接続方式とオープンビーム方式との切り替えを行うようにしたことを特徴とする。
請求項２においては、請求項１記載の分光分析計において、
コネクタユニット（１５，１５ａ）は前記ケース側面にシール構造を介して気密に固定されたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を説明する。図１は本発明の実施の形態の１例を示す構成図である。図１において図４と同一のものは同一符号を付している。図１のケース１は内部に分光光学系を有し、底面および壁面にその光学的基準面が作り込まれたものであり、コネクタユニット１５は集光レンズ９とファイバアダプタ１０が一体として構成されている。
【００１２】
図２はコネクタユニット１５をケース１の壁面の基準面に取り付けた状態を示す断面拡大図である。ここで、１６は筒の一端にフランジ１６ａを有し他端に集光レンズ９が固定されたレンズ支持体であり、フランジ１６ａの端面にはファイバアダプタ１０が固定されている。
【００１３】
ケース１の壁面に形成された穴１ａの内径とレンズ支持体１６の外周はＯリング２０を介してしっくりと気密に配置されており、集光レンズ９に入射した光ビームはその焦点がファイバアダプタ１０に固定されている光ファイバ１１の端部中心付近に位置するように形成されている。また、図では省略するがフランジ１６ａはケース１の壁面にネジなどにより常に同じ位置にかつ、着脱可能に固定される。
【００１４】
即ち、コネクタユニット１５はケース１に対して脱着することによって、サンプル光取出し部をファイバ接続方式とオープンビーム方式との切り替えを容易に行うことができる。
ファイバ接続方式においては、分光分析を行う際、測定波長の波長確度は分光分析計のケース１に位置決め固定されたレーザービーム発生装置３より照射されるレーザービームとケース１と集光レンズ９およびファイバアダプタ１０の位置により決定する。
【００１５】
本発明におけるコネクタユニット１５は、分光分析計のケース１の壁面の基準面に対して取り付けることにより脱着を簡単な構造とすることができ波長確度を確保することができる。また、コネクタユニット１５にＯリング２０を介して取り付けているので、本体ケースに接続するときに同時に本体ケース内の気密性を保持することができる。
【００１６】
図３はオープンビーム接続時にケース１とのコネクタユニット１５ａに集光レンズ９、ピンホール２１、コリメートレンズ４ａを配置した他の実施例を示す断面図である。このコネクタユニット１５ａには集光レンズ９で集光した位置にピンホール２１ａを有する仕切り板２１が配置されており、ピンホール２１ａを通過したビームをさらにコリメートレンズ４ａでコリメートすることによりオープンビーム時にも波長精度を保つことができる。
【００１７】
この実施例においてもコネクタユニット１５ａには集光レンズ９、仕切り板２１、コリメートレンズ４ａが常に位置決めされた状態で固定されており、また、コネクタユニット１５ａはケース１に対して相互に位置決めできるようになっている。そして、オープンビーム接続時にはこのコネクタユニット１５ａを装着することにより波長精度を維持することができる。
【００１８】
なお、本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ケースから出射する測定光をサンプルに照射してその透過または反射光のスペクトルを測定し、または、そのスペクトルを元にサンプルの性状値を求める分光分析計において、前記測定光となる干渉光を前記ケースから取出すに際しては、光ファイバを介して取り出すためのコネクタユニット（１５）と干渉光を直接取り出すためのコネクタユニット（１５ａ）を設けるとともに、前記ケースにコネクタユニット（１５，１５ａ）を位置決めするための基準面を設け、前記光ファイバを介して取り出すためのコネクタユニット（１５）は、筒の一端のフランジに光ファイバアダプタが固定され、他端に集光レンズが固定されたレンズ支持体とし、前記干渉光を直接取り出すためのコネクタユニット（１５ａ）は、筒の一端のフランジにピンホールを有する仕切り板と、この仕切り版から所定の距離を隔てて固定され前記ピンホールを通ったビームをコリメートするためのコリメートレンズを有し、他端に集光レンズが固定されたレンズ支持体として、これらレンズ支持体のフランジ部を前記ケースに着脱自在となるように構成し、光ファイバ接続方式とオープンビーム方式との切り替えを行うようにしたので、サンプル光を直接被測定物へ導くオープンビーム方式や他の直接干渉信号光を必要とするサンプリング装置への接続などに対応することができ、また、ケース１の壁面の基準面にレンズ支持体を固定するに際してはフランジ部を介して取り付けるようにしたので脱着を簡単な構造とすることができ波長確度を確保することができる。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分光分析計の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
【図２】コネクタユニットの拡大断面図である。
【図３】コネクタユニットの他の実施例の拡大断面図である。
【図４】ファイバ接続方式の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ ランプ
３ レーザービーム発生装置
４，４ａ コリメートレンズ
５ ビームスプリッタ
６ 固定ミラー
７ 移動ミラー
８ 移動ミラーホルダ
９ 集光レンズ
１０ ファイバアダプタ
１１ 光ファイバ
１２ サンプル
１３ 光検出部
１４ レーザービーム検出器
１５，１５ａ コネクタユニット
１６ レンズ支持体
１６ａ フランジ
２０ Ｏリング
２１ 仕切り板
２１ａ ピンホール

Claims (2)

1. ケースから出射する測定光をサンプルに照射してその透過または反射光のスペクトルを測定し、または、そのスペクトルを元にサンプルの性状値を求める分光分析計において、前記測定光となる干渉光を前記ケースから取出すに際しては、光ファイバを介して取り出すためのコネクタユニット（１５）と干渉光を直接取り出すためのコネクタユニット（１５ａ）を設けるとともに、前記ケースにコネクタユニット（１５，１５ａ）を位置決めするための基準面を設け、前記光ファイバを介して取り出すためのコネクタユニット（１５）は、筒の一端のフランジに光ファイバアダプタが固定され、他端に集光レンズが固定されたレンズ支持体とし、前記干渉光を直接取り出すためのコネクタユニット（１５ａ）は、筒の一端のフランジにピンホールを有する仕切り板と、この仕切り版から所定の距離を隔てて固定され前記ピンホールを通ったビームをコリメートするためのコリメートレンズを有し、他端に集光レンズが固定されたレンズ支持体として、これらレンズ支持体のフランジ部を前記ケースに着脱自在となるように構成し、光ファイバ接続方式とオープンビーム方式との切り替えを行うようにしたことを特徴とする分光分析計。
2. 前記コネクタユニット（１５，１５ａ）は前記ケース側面にシール構造を介して気密に固定されたことを特徴とする請求項１記載の分光分析計。

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