JP6059484B2 - 流動性媒体中の物質濃度の高分解能測定装置 - Google Patents
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Description
− 参照および光源の振幅変動の補正が、吸収測定に利用可能な光線出力(発光強度)にほとんど制限を加えることなく行われるため、好ましい信号対雑音比(SNR)や測定信号の高い分解能が得られる。
− たとえば検出器ユニットおよび/または光学部品の経年劣化や光学システムの汚染などにより引き起こされる測定信号の変化が補正される。
− MQW LEDは非常に安価であり、たとえばレーザーと比較して、制御が容易である。
− MQW LEDは、紫外(UV)から赤外波長領域(IR)にわたる非常に広いスペクトル領域で入手することができる。したがって、たとえばTDLASと対比すると、同等の構成で多数の物質に対応できるよう設計できる。
− MQW LEDの発光帯域幅がスペクトル的に制限されているということは、光学フィルターによるスペクトルのブロッキング範囲に関して課される要件が小さく、その結果非常に経済的に光学フィルターの生産ができることを意味する。
− MQW LEDの発光帯域幅がスペクトル的に制限されていることによって、さらに、バンドパスフィルターの代わりにエッジフィルターを使用して、区切られた2つの波長帯(吸収測定用および参照測定用)を生成させることができる。
− 検出器として、安価な標準光検出器を使用することができる。
− 本発明の装置によって連続的な濃度測定が可能となる。
− 機械的に動く構成部品を必要としない。
− MQW LEDは、たとえば熱光源と比較して、電子的な調節を非常に効果的に実施できる。そのため、干渉を受けにくく、またSNRが改善されている。
− 1つの光学的機構で様々な物質の同時検出を行うために、複数のMQW LEDを組み合わせることができる。
− MQW LEDを使用することにより、消費電力が低く機械的強度の高い小型の機構を生産することができる。これに相当する構成は、たとえばバッテリーで駆動する機器に使用できる。
Claims (14)
- 流動性媒体中に存在する主として狭帯域吸収特性を有する1以上の物質の濃度を測定するための装置であって、
発光帯域幅がスペクトル的に制限され、高いスペクトル発光安定性を有するMQW LEDの発光が吸収測定に使用され、MQW LEDによって発せられた光が測定システム内で濃度が測定される主として狭帯域吸収特性を有する1以上の測定対象物質と相互作用するものであって、少なくとも1つのエッジフィルター又は1以上の帯域特性を有する少なくとも1つのバンドパスフィルターである光学フィルター、吸収検出器および参照検出器を有する検出器ユニット内で、上記光学フィルターはMQW LEDによって発せられた発光スペクトルが流動性媒体を通過した後に、そのスペクトルを少なくとも2つの部分に分割し、分割されたスペクトルが吸収検出器および参照検出器に対して作用することによって、これらの検出器が測定信号および参照信号を生成し、これらの信号を比較することによって1以上の測定対象物質の濃度が求められることを特徴とする装置。 - 少なくとも1つのエッジフィルターが光学フィルターとして使用されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つのエッジフィルターが短波長パスフィルターまたは長波長パスフィルターとして設計されていることを特徴とする、請求項2に記載の装置。
- 1以上の帯域特性を有する少なくとも1つのバンドパスフィルターが光学フィルターとして使用されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 複数個のMQW LEDを使用することによって複数の物質の濃度を測定できるように前記バンドパスフィルターが設計されていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
- 前記MQW LEDが積極的に冷却されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記MQW LEDが電気的に変調されることを特徴とする、請求項1、4、5、6のいずれか1項に記載の装置。
- 複数個のMQW LEDが少なくとも1つの検出器ユニットに対して作用することを特徴とする、請求項1、4、5、6、7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記光学フィルターが可変フィルターであることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記可変フィルターがMEMS技術を利用したファブリーペローフィルターとして構築されることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記可変フィルターがMQW LEDの前に排他的または追加的に配置されることを特徴とする、請求項9または10に記載の装置。
- 前記MQW LEDが可変フィルターの構造に組み込まれていることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 流動性媒体中に存在する1以上の物質の濃度を測定するための、請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置の使用。
- 測定が連続的に行われることを特徴とする、請求項13に記載の使用。
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