JPH02502402A - Improved automatic atomic absorption spectrometer - Google Patents

Improved automatic atomic absorption spectrometer

Info

Publication number
JPH02502402A
JPH02502402A JP50237088A JP50237088A JPH02502402A JP H02502402 A JPH02502402 A JP H02502402A JP 50237088 A JP50237088 A JP 50237088A JP 50237088 A JP50237088 A JP 50237088A JP H02502402 A JPH02502402 A JP H02502402A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
lamp
drum
motor
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP50237088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
スクイト,トーマス,ジョン
スクイト,テオドール,ジェイムズ
バーナード,アル,イー.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPH02502402A publication Critical patent/JPH02502402A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/06Scanning arrangements arrangements for order-selection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/3103Atomic absorption analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/069Supply of sources
    • G01N2201/0696Pulsed

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 改良された自動原子吸光分光分析装置 一般的技術情報 種々の物質の元素を分析し、かつ微量元素を追跡するために、通常用いられてい る分析測定方法は原子吸光法である。最も多用されている方法において、分析装 置はネプライザなどのような蒸気相発生手段と、そのネプライザによって発生し た蒸気を自由原子に解離させるためのバーナ機構と、原子化された蒸気中に光を 通すためのホローカソードランプなどのような単色光源と、原子蒸気を透過した 単色光を分離し、かつ測定するための装置とからなるものである。蒸気相におい て存在し、したがって、その蒸気相を与えた液体サンプル中に存在する元素の定 量測定は、バーナ炎において吸収された後のその元素に応じた単色光特性強度を 光源の未吸収強度と比較することにより行われる。[Detailed description of the invention] Improved automatic atomic absorption spectrometer General technical information Commonly used to analyze elements in various materials and trace trace elements. The analytical measurement method used is atomic absorption spectroscopy. In the most commonly used methods, analytical equipment The vapor phase is generated by means of vapor phase generation such as a nebulizer and the nebulizer. A burner mechanism is used to dissociate the atomized vapor into free atoms, and a burner mechanism is used to inject light into the atomized vapor. A monochromatic light source such as a hollow cathode lamp for transmitting atomic vapors and It consists of a device for separating and measuring monochromatic light. vapor phase odor and therefore the determination of the elements present in the liquid sample that gave it its vapor phase. The amount measurement is based on the monochromatic light characteristic intensity depending on the element after being absorbed in the burner flame. This is done by comparing the unabsorbed intensity of the light source.

発明の開示 分光分析システムは次の基本的部分からなるものである。Disclosure of invention The spectroscopic analysis system consists of the following basic parts:

1、キャローセル(carousel)中において、16個の異なったフォロー カソードランプが必要に応じて光路中に迅速、かつ正確に位置し得るように装備 された光源。1. 16 different follows in carousel Equipped to allow cathode lamps to be positioned quickly and accurately in the light path as required light source.

2、サンプルを原子蒸気に変換してその原子による吸収を測定し、かつオリジナ ルサンプル中の濃度と関連付けるためのサンプリングシステム。2. Convert the sample to atomic vapor and measure the absorption by the atoms, and sampling system for correlating concentrations in samples.

3、問題の波長域を分離し、その光をフォトマルチプライヤ管を介して電気信号 に変換するとともに、その結果を表示し、かつ記録するためのモノクロメータ。3. Separate the wavelength range of interest and convert the light into an electrical signal via a photomultiplier tube A monochromator for converting, displaying, and recording the results.

4、システムを制御して測定値を処理し、かつ表示するためのコンビニータシス テム。4. Combinator system for controlling the system, processing and displaying measured values Tem.

上述した本発明のシステムにおいては、請求項に係わる次の5項目の改良点が存 在する。The system of the present invention described above has the following five improvements related to the claims. Exists.

1、格子ドライブ 2、ランプキャローセルの光学整列法 3、パルス型原子供給源 4、ランプ強度ドリフトの補償法 5、ダイナミックレンジ制御 これらにつき、以下順次説明する。1. Lattice drive 2. Optical alignment method of lamp carousel 3. Pulsed atomic source 4. Compensation method for lamp intensity drift 5. Dynamic range control These will be explained in order below.

1、格子ドライブ モノクロメータは異なった方向に異なった波長の光を分散するための格子を有す る。モノクロメータを通る光の波長は格子の回転位置により決定される。格子の 回転位置は新規のドライブ機構により決定される。1. Lattice drive A monochromator has a grating to disperse light of different wavelengths in different directions Ru. The wavelength of light passing through the monochromator is determined by the rotational position of the grating. grid The rotational position is determined by a novel drive mechanism.

第1図は、格子とその新規のドライブ機構を示す線図である。格子はその正面G が点Pで示す軸の周りを回動できるように取付けられている。アームAは格子に 取付けられて、トートバンド又はワイヤBがそのアームを引っ張るとき、その格 子を回転させるようなっている。トートバンドはヒンジ点Hにおいてアームに連 結されている。スプリングSはトートバンドの緊張を維持するものである。トー トバンドは6点においてドラムDに連結され、そのドラムの周りに1回未満又は 数回巻付けられるようになっている。ドラムはモータ(ステッピング、同期、又 はサーボ型モータ)によりその軸Mの周りに回転できるようになっている。FIG. 1 is a diagram showing the grid and its novel drive mechanism. The grid is in front of G is mounted so that it can rotate around an axis indicated by point P. Arm A is on the grid When attached, when the tote band or wire B pulls its arm, the It is designed to rotate the child. The tote band connects to the arm at hinge point H. tied together. Spring S maintains tension on the tote band. toe The band is connected to the drum D at 6 points and rotates around the drum less than once or It can be wrapped several times. The drum is driven by a motor (stepping, synchronous, or can be rotated around its axis M by a servo motor).

この機構は少くとも次の点において新規である。This mechanism is novel in at least the following respects.

(11)−)バンドが格子ドライブのアームをモータ駆動式ドラムに連結するも のであること。(11)-) The band connects the arm of the lattice drive to the motor-driven drum. To be of.

(2)  システム構成要素の特定の機構が格子の角度位置、より特定すればモ ノクロメータを透過する波長をドラムDの角度に対する数学的関数として関連付 けるものであり、他の何等の格子ドライブ機構もモータシャフトの角度を、この 同一の数学的関数による格子ドライブ角度に関連付けるものではないことである 。この数学的関数はアームAの長さ、トート部材Bの長さ、ドラムpの直径、ド ラムの枢軸点Mと格子の枢軸点Pとの間の距離、及びドラムの形状によるもので ある。ドラムは円形であるか、又は特定の望ましい数学的関係を生ずるような形 状に機械加工される。例えば、ドラムはドラムの角度位置がモノクロメータを通 過する光のエネルギに直接比例する(すなわち、波長に逆比例する)ような形状 にすることができる。(2) The specific mechanism of the system component depends on the angular position of the grating, more specifically on the motor. Relating the wavelength transmitted through the nochromator as a mathematical function to the angle of drum D Any other lattice drive mechanism also adjusts the motor shaft angle to this value. It is not to relate the lattice drive angle by the same mathematical function. . This mathematical function consists of the length of arm A, the length of tote member B, the diameter of drum p, and the This depends on the distance between the ram pivot point M and the grid pivot point P, and the shape of the drum. be. The drum may be circular or shaped to produce certain desired mathematical relationships. machined into shapes. For example, if the angular position of the drum is measured using a monochromator, a shape that is directly proportional to the energy of the light it emits (i.e., inversely proportional to the wavelength) It can be done.

モータ位置と波長との関数関係が所望の関係から逸脱するとき、そのずれはコン ピユータがモータ位置のオフセット数(ずれ数)を供給することにより補正され る。この場合、オフセット数は関数のずれが最も単純な数式を有する場合に比較 的迅速に計算される。トートバンドシステムの関数関係における調節適応性は前 述した代数を選択することにより生ずるものであるが、これは単純な数式による 逸脱を補正するのに役立つものである。When the functional relationship between motor position and wavelength deviates from the desired relationship, the deviation is called a controller. is corrected by the computer supplying the number of offsets in the motor position. Ru. In this case, the offset number is compared to when the function deviation has the simplest formula Calculated quickly. The accommodation adaptability in the functional relationship of the taut band system is This is caused by choosing the algebra mentioned above, but this is a simple mathematical formula. It is useful for correcting deviations.

従来技術による格子アームの駆動機構はサインバ一方式からなっている。これは ドライブtalIlにおけるモータの回転角度がモノクロメータを通過する波長 に実質上正比例するようにしたものである。このドライブ機構はその全長を通じ て高精度に仕上げられたウオーム歯車を要求し、しかも、このウオーム歯車上に 乗るキャリジとそのアームとの間の接点がアームに沿ってスライドすることを要 求する。ウオーム歯車及びスライド接点はいずれも摩耗し易いものである。The drive mechanism of the grating arm according to the prior art consists of a sine bar type. this is The wavelength at which the rotation angle of the motor in the drive talIl passes through the monochromator It is designed to be substantially directly proportional to . This drive mechanism is A worm gear finished with high precision is required, and on top of this worm gear Requires the contact point between the riding carriage and its arm to slide along the arm. seek Both worm gears and sliding contacts are subject to wear.

トートバンドシステムはこのような摩耗に支配されるものではない。Tote band systems are not subject to such wear.

すなわち、モータがドラムシャフトMに直結される機構においては歯車は不要で あり、アームAに沿って移動する接点は存在しないからである。トートバンドシ ステムはまた、波長がウオーム歯車システムの場合に妥当と考えられたものより 速い速度で(従来なら摩耗を生じていた速度で)波長を切換えることができる。In other words, gears are not required in a mechanism where the motor is directly connected to the drum shaft M. This is because there are no contacts that move along arm A. tote bandoshi The stem also has a wavelength that is lower than what would be reasonable for a worm gear system. Wavelengths can be switched at high speeds (speeds that would traditionally cause wear and tear).

(この出願におけるウオーム歯車はきわめて精密なピッチを有しなければならな い。これは0.1ナノメータ以下で波長を再現可能にセットし得るような高精度 において格子を配置しなければならないからである。この精密なピッチは例外的 に急速スキャニングのための高速回転を要求するものである。)従来技術の駆動 機構はまた、モータシャフト上に格子を直接取付ける方式を含むものである。こ れはサインバーが波長の急速スキャニングを許容するような摩耗性表面を有しな い。モータシャフトの格子シャフトへの直結はモータ位置とモノクロメータを通 過する波長との間においてただ一つの数学的関係のみを生ずるものであり、この 関係は波長が非直線性であって、波長の逆数(周波数又はフォトンエネルギ)と なることである。必要な波長精度及び確度を達するためには、特に高精度のモー タが要求され、このモータは波長走査が例えば、チャート紙レコーダ上に記録さ れるとき、その非直線性を補償されるように駆動されなければならない。(The worm gear in this application must have a very precise pitch. stomach. This is a highly accurate method that allows wavelengths to be set reproducibly to within 0.1 nanometers. This is because the grid must be placed at. This precise pitch is exceptional This requires high-speed rotation for rapid scanning. ) Conventional technology drive The mechanism also includes mounting the grid directly on the motor shaft. child The sign bar should not have an abrasive surface that would allow rapid scanning of wavelengths. stomach. The direct connection of the motor shaft to the grid shaft is based on the motor position and through the monochromator. There is only one mathematical relationship between the The relationship is that wavelength is nonlinear, and the reciprocal of wavelength (frequency or photon energy) It is what happens. In order to achieve the required wavelength precision and accuracy, particularly high-precision modes are required. A wavelength scan is required, and this motor records the wavelength scan on a chart paper recorder. When driven, it must be driven such that its nonlinearity is compensated for.

トートバンドシステムは、モータシャフト位置と波長との間の関数関係における 直接駆動モータシステムより大きい適応性に加えて、ドラムDの直径がアームA の長さよりかなり短い場合に従来技術のような高精度のモータを必要としないも のである。精度及び確度の必要性はこれら二つの要素の比を適当に定めることに より減少する。The Tautband system is based on the functional relationship between motor shaft position and wavelength. In addition to greater flexibility than direct drive motor systems, the diameter of drum D It does not require a high-precision motor like the conventional technology when the length is considerably shorter than It is. The need for precision and accuracy is determined by appropriately determining the ratio of these two elements. decrease more.

従来技術はまた、格子アームに直接触するような非直線ドラム又はカム(モータ シャフト上に取付けられる)を含むものである。この場合、カバーされる波長範 囲はカムが全一回転するときのアームの運動範囲により制限される。カバーされ る波長域の範囲と波長をセットするための精度及び確度との間には一定の妥協が 必要である。The prior art also uses non-linear drums or cams (motorized) that directly touch the grating arms. (mounted on the shaft). In this case, the wavelength range covered The range is limited by the range of motion of the arm during one full revolution of the cam. covered There is a certain compromise between the range of wavelength ranges to be used and the precision and accuracy for setting the wavelength. is necessary.

トートバンドシステムは広い波長範囲を高精度においてカバーすることができる 。これは特に、円形ドラムが用いられ、ドラム直径がアームの長さより短いとき によく行うことができる。(この場合、トートバンドは広範囲の波長走査中にお いて、ドラム周に1回以上巻付けられる。)カムドライブとは異なり、トートバ ンドシステムと共に非直線性ドラムが用いられるときはモータ位置と波長との関 数関係が、ドラムの形状のみでは決定されず、それはすでに述べた通り、アーム への長さ、トート部材Bの長さ、ドラムDの平均直径、及びドラムの枢軸点Mと 格子の枢軸点Pとの間の距離によっても規制される。トートバンドシステムはカ ムシステムがそうであったように、格子アームを摩擦するような部材を有しない 。Tautband systems can cover a wide wavelength range with high precision . This is especially true when a circular drum is used and the drum diameter is shorter than the arm length. can do well. (In this case, the taut band is It is wrapped around the drum one or more times. ) Unlike cam drives, totebas When a nonlinear drum is used with a waveguide system, the relationship between motor position and wavelength is The numerical relationship is not determined only by the shape of the drum; as already mentioned, it depends on the arm , the length of tote member B, the average diameter of drum D, and the pivot point M of the drum. It is also regulated by the distance to the axis point P of the grid. The tote band system is It does not have any members that rub against the lattice arms, as did other system systems. .

本発明のシステムの別の利点は、頂点リードねじより効率的であり、したがって 、エネルギ要求及び駆動コストを同一性能において低下させ得るということであ る。Another advantage of the system of the present invention is that it is more efficient than apical lead screws and therefore This means that energy requirements and driving costs can be reduced for the same performance. Ru.

2、ランプキャローセル光学整列法 吸光度を測定すべき各異なった化学的元素は、異なったフォローカソードランプ を必要とするものである。ある種の場合においては、異なった数個の元素につい て1個のランプを用いれば十分である。ランプギヤローセル上に取付けられる1 6個のランプは、各々そのランプが必要な時に光路中の正確な位置を占めるよう に迅速に回転駆動される。2. Lamp carousel optical alignment method Each different chemical element whose absorbance is to be measured should be followed by a different cathode lamp. It requires In some cases, for several different elements It is sufficient to use one lamp. 1 mounted on the lamp gear row cell The six lamps are arranged so that each lamp occupies the exact position in the optical path when needed. is rapidly rotated.

キャローセルの新規の(及び必要な)特徴は、内蔵する各ランプを正確、かつ迅 速に位置決めし得る能力である。それはキャローセルを第2図における21点及 び22点の周りにおいてそれぞれ回動させることにより迅速に行われる。Plの 周りにおける回動は妥当なランプを選択してそれを実質上垂直方向において正確 に位置決めするものである。また、P2の周りにおける回動は基本的に前記21 点の周りにおける回動と同時に生じ、これによってランプを実質上水平方向にお ける正確な位置にもたらすものである。第2図はモータM2により駆動されるウ オーム歯車WによってもたらされたP2の周りにおける回動を示すものである。A new (and necessary) feature of the carousel is that it accurately and quickly This is the ability to position quickly. It is the 21 point and carousel in Figure 2. This can be done quickly by rotating each of the points around the 22 points. Pl's Rotation around selects a reasonable ramp and makes it virtually vertically accurate. It is used for positioning. Also, the rotation around P2 is basically 21 above. occurs at the same time as rotation about a point, which causes the lamp to move in an essentially horizontal direction. The object is to bring it to the exact location where it is placed. Figure 2 shows the motor driven by motor M2. It shows the rotation around P2 caused by the ohmic gear W.

これはP2のシャフトをモータシャフトに直結するような他の駆動方法によって 可能である。This can be done by other drive methods such as directly connecting the shaft of P2 to the motor shaft. It is possible.

キャローセルの新規の特徴は、ランプを水平方向及び垂直方向に整列させるため 、二個所の枢軸点の周りにおける回動を用いることである。A novel feature of the carousel is that it allows the lamps to be aligned horizontally and vertically. , using rotation around two pivot points.

回動は例えば、直線的な並進ステージに沿ったキャローセル全体の水平移動より も、単純な機構において迅速に行われる。Rotation is, for example, a horizontal movement of the entire carousel along a linear translation stage. It also takes place quickly with a simple mechanism.

実際動作において、まず1個のランプがキャローセル内に取付けられると、分光 分析装置を制御するコンピニータシステムはランプが光軸上に整列したか否かを 判定するため、そのランプをPl及びP2の周りにおいて交互に各方向において 2又は3回走査する。二つのモータ位置(モータがキャローセルをPl及びP2 の周りに駆動する場合)は、ここでメモリ中にストアされ、あるランプが化学分 析中に必要とされる場合、その位置決めのために用いられる。In actual operation, when one lamp is installed in the carousel, the spectroscopic The computer system that controls the analyzer determines whether the lamp is aligned on the optical axis. To determine, the lamp is placed around Pl and P2 alternately in each direction. Scan 2 or 3 times. Two motor positions (motor moves the carousel to Pl and P2) ) is now stored in memory and a certain lamp is Used for positioning if required during analysis.

従来技術のシステムはまた、キャローセルが枢軸点P1の周りにおいて移動し、 要素整列の精度が各個のランプのための取付機構を手操作により行うようにした 構成を含むものである。Prior art systems also provide a system in which the carousel moves about a pivot point P1; The accuracy of element alignment allows the mounting mechanism for each individual lamp to be manually operated. It includes the configuration.

3、パルス型原子供給源 一つの請求項目は、原子を固体サンプルの表面から分離する(及びその原子をそ れらの観察のため十分な期間にわたって実質上自由状態に維持する)ためにパル ス手段を用いることである。この手段は、(a)そのようなサンプル面に近接し て配置された少くとも1個のガスジェット、及uQ:+1低圧放電、の分離効果 を結合するものである。この特別な形態の放電をパルス付勢するためには、(1 )放電をパルス付勢すること、(2)ガスジェットをパルス付勢すること、及び (3)両方同時にパルス付勢すること、の三態様がある。3. Pulsed atomic source One claim provides for separating atoms from the surface of a solid sample (and The pulses are kept in a substantially free state for a period sufficient for their observation. This means using means of This means (a) is in close proximity to such sample surface; the separation effect of at least one gas jet arranged at It is a combination of To pulse this special form of discharge, (1 ) pulsing the electrical discharge; (2) pulsing the gas jet; and (3) There are three modes: both pulses are energized at the same time.

別の請求項目は、原子パルス光源のパルス付勢が大電流DC動作に関連する不安 定性を生ずることなく大電流による大量の吸光を生ずるという利益である。Another claim item addresses concerns that pulse energization of atomic pulsed light sources is associated with high current DC operation. The advantage is that a large amount of light can be absorbed by a large current without causing a loss of quality.

従来技術のシステムは、グロー放電によるフォローカソードランプのパルス付勢 を含むものである。しかしながら、この従来技術からは特別に結合された放電を パルス付勢し得るという技術は自明ではない。例えば、突然にターンオン(付勢 )されたガスジェットが放電を吹き飛ばすという期待をもつことは常識的である 。また、放電のターンオンに先立つジェットの存在は、電気パルス中においてそ の急速動作中のジェット内に急速に放電をさせることを不可能にすると考えられ るであろう。パルス動作モード(ジェット又は放電が突発的にターンオンされる モード)を確立することが不可能であるとしても、種々の手段でジェットを緩や かにターンオンすることにより、この結合された放電の動作を周知の連続モード として確立することは可能である。Prior art systems rely on pulse energization of follow-up cathode lamps by glow discharge. This includes: However, this prior art does not require a specially coupled discharge. The technique by which pulse energization can be performed is not obvious. For example, suddenly turn on (energized) ) It is common sense to expect that the gas jet caused by the discharge will blow away the discharge. . Also, the presence of the jet prior to the turn-on of the discharge indicates its presence during the electrical pulse. It is thought that this makes it impossible to cause a rapid discharge in the rapidly operating jet. There will be. Pulse operating mode (jet or discharge is turned on suddenly) Even if it is not possible to establish a This combined discharge operates in the well-known continuous mode by turning on the It is possible to establish it as

4、ランプ強度ドリフトの補償法 従来技術において、吸光度の測定はアブソーバ(吸収相)の存在下及び不存在下 の両方における光源信号の知識を要求する。これは光路中に非吸収物質を含むセ ルを物理的に配置してその信号を記録し、さらに、前記の非吸収相を光路から物 理的に除去するとともに、吸収相を含むセルを光路中に物理的に配置してその信 号を記録することにより普通に行われる。これは光源の強度が時間的に変動する のを補償するため、しばしば行われることである。この方法はまた、スペクトル 走査中において光源の強度が波長によって変化するのを補償するためにも用いら れる。4. Compensation method for lamp intensity drift In conventional technology, absorbance is measured in the presence and absence of an absorber (absorbing phase). Requires knowledge of the light source signal in both. This is a cell that contains non-absorbing substances in the optical path. physically positioning the optical fiber to record its signal, and then moving said non-absorbing phase out of the optical path. In addition to physically removing the absorbing phase, the cell containing the absorbing phase is physically placed in the optical path to improve its reliability. This is commonly done by recording the number. This is because the intensity of the light source fluctuates over time. This is often done to compensate for This method also uses the spectrum It is also used to compensate for changes in the intensity of the light source depending on the wavelength during scanning. It will be done.

サンプル物質から吸光原子を供給するためにパルス型原子供給源を用いる場合に は、各パルス発生前において信号を記録し、パルス型原子供給源がターンオンさ れるとともに、吸光用サンプル原子が光路中に存在した後その信号を記録するこ とにより、これら二つの信号を獲得することが可能であり、それは本発明の新規 な構成をなしている。一般的請求項目はここに、(a)各パルス中、又はその以 前にこれら三信号を獲得する方法、又はQ)lこの方法が非吸収相及び吸収相を これらの測定の間に物理各パルスのためにこれら二つの測定を行うことにより、 光源の時間による比較的急速な強度変化を補償することが可能である。もし非吸 収信号の測定がサンプリングパルスをターンオンする直前(マイクロ秒単位)に なされるならば、その補償は物理的操作を含む方法により(機械的振動方式でも )行う場合よりかなり短い時間スケールにおいて達成し、これによってランプ強 度における比較的急速な変化を許容することができる。When using a pulsed atom source to supply absorbing atoms from a sample material records a signal before each pulse and indicates that the pulsed atom source is turned on. It is also possible to record the signal after the absorbing sample atoms are present in the optical path. It is possible to obtain these two signals by It has a composition. The general claims herein include: (a) during or after each pulse; Q) How to obtain these three signals before By making these two measurements for each pulse, physically between these measurements: It is possible to compensate for relatively rapid intensity changes over time of the light source. If you don't smoke The measurement of the acquired signal occurs just before turning on the sampling pulse (in microseconds). If done, the compensation can be done by methods that involve physical manipulation (even mechanical vibration methods). ), thereby increasing the lamp strength. Relatively rapid changes in temperature can be tolerated.

このパルス的方法はさらに、二つの信号についてランプからのビームの同一部分 を同一の光学要素により観察し得るという利益を有する。ダブルビーム方式は同 時にビームの異なった部分を観察するか、又はビームの同一部分を各ビーム中の 異なった光学要素により観察するものである。ビーム中の異なった部分が観察さ れる場合、各部分は幾分異なった挙動を有するものであり、補償を行わずに完全 な精度を発揮することができる。また、ビーム中の同一部分が異なった光学要素 により観察される場合、これらの光学要素は同一ではなく、シたがって、何等か の誤差要因に対する補償を生ずるものである。This pulsed method furthermore uses the same portion of the beam from the lamp for the two signals. This has the advantage that both can be observed by the same optical element. The double beam method is the same Sometimes different parts of the beam are observed, or the same part of the beam is observed in each beam. It is observed using different optical elements. Different parts of the beam are observed. If the parts are It is possible to demonstrate high accuracy. In addition, the same part of the beam may have different optical elements. When observed by This provides compensation for the error factors.

請求項目はまた、固体サンプルの原子化に限定されるものではなく、フレーム原 子化にも適用されるものである。The claimed items are also not limited to the atomization of solid samples, but are This also applies to childization.

この請求項目に関する別の具体化は、パルス型吸光原子供給源とパルス光源とを 同期させることにより、非吸収相の光測定パルスが吸収光源のパルスの直前に発 生し、別の非吸収相の光測定パルスが吸収光源のパルス付勢後において生ずるよ うにしたものである。Another embodiment of this claim includes a pulsed absorbing atom source and a pulsed light source. By synchronizing, the optical measurement pulse of the non-absorbing phase is emitted just before the pulse of the absorbing source. and another non-absorbing phase optical measurement pulse occurs after pulse energization of the absorbing light source. It was made by sea urchin.

吸収測定から一時的に原子化処理を分離することは吸収測定からの放射ノイズを 制限し、したがって、検出限界を改善するものである。Temporarily separating the atomization process from the absorption measurement reduces the radiation noise from the absorption measurement. limiting and thus improving the detection limit.

さらに、高強度光源はフロントエンドノイズを減少させて、検出限界を改善する ものである。Additionally, high-intensity light sources reduce front-end noise and improve detection limits. It is something.

5、ダイナミックレンジ制御 すでに述べた通り、原子吸光法の重大な制約は、正確な測定を行うことができる ダイナミックレンジ(吸収値、したがって、濃度値の範囲)が限られていること である。吸光原子のパルス型供給源の使用はダイナミックレンジを、波長の変化 、もしくは時間的又は試料的に大きい損失を生ずることなく容易に拡大するもの である。この新規の方法は、吸収することを含むものである。5. Dynamic range control As already mentioned, a significant limitation of atomic absorption methods is the ability to make accurate measurements. Limited dynamic range (range of absorption and therefore concentration values) It is. The use of a pulsed source of absorbing atoms increases the dynamic range and changes in wavelength. or those that can be easily expanded without causing large losses in terms of time or samples. It is. This new method involves absorption.

連続光源が用いられる場合には、各パルス後の一定した遅延時間間隔において多 くの測定を行うことができる。また、パルス光源が用いられる場合には、先の吸 光パルスが遅延時間を選択して現在の吸光パルスのためのランプをパルス付勢す るために用いられる間において、一つの測定を実行することができる。そのサン プルについて、濃度の妥当な範囲に関するある種の知識が得られている場合には 、選択的にサンプルを操作する前に遅延時間をセットすることができる。When a continuous light source is used, multiple pulses are Many measurements can be taken. In addition, when a pulsed light source is used, the first absorption Select the light pulse delay time and pulse the lamp for the current absorption pulse. One measurement can be performed during the time period used to measure. that sun If we have some knowledge of a reasonable range of concentrations for the pull , you can selectively set the delay time before manipulating the sample.

実施中において、遅延時間と吸光パルス生に生ずる吸収との間の関係は測定によ り決定される。この関係は、濃度が正確に比較される大きいダイナミックレンジ を確立するために用いられる。すなわち、遅延時間及び測定された吸収量はいず れもこの関係の中に導入され、濃度に関する大きいダイナミックレンジにわたる 補償のための効果的な吸光度(又は他の何等かの単位によるパラメータ)を得る ことができる。In practice, the relationship between the delay time and the absorption occurring in the absorption pulse is determined by measurement. will be determined. This relationship has a large dynamic range over which concentrations can be accurately compared. used to establish That is, the delay time and the measured absorption amount are are also introduced into this relationship, covering a large dynamic range of concentrations. Obtain the effective absorbance (or parameter in some other units) for compensation be able to.

アナライ) (analyte) 16は現存するマルチエレメントAA測定器 とは二つの基本的態様において相違するものである。まず、それは要求されるす べての元素について次のサンプルに移る前に各サンプルを完全に分析する。常套 的なマルチエレメントAA装置は一群の、典型的には50個のサンプルを、まず 、それらすべての中に含まれる単一の元素を決定し、次いで、第2の元素の決定 に移ることにより分析するものである。第二にアナライト16は固体の非溶解サ ンプルの分析のために設計されたアナライトアトムソースt0型非加熱式アトマ イザと共に用いるように設計されている。[注:常套的なAA装置はフレーム又 は加熱炉アトマイザを使用するが、これらはいずれも液相の分析に最もよく適合 するものである。コ アトムソースアトマイザと共に用いられるアナライザ16はフレームAAの特別 の利益を維持しつつその使用を容易にするものであり、好ましい平均精度(0, 1%R5D)を提供するとともに、ppm乃至、サンプルがごく微量、もしくは 存在しない場合の組成レベルにまでわたる広範囲な濃度を決定する能力を提供す るものである。アナライト16AA−2はさらに、従来のAA装置では問題とな っていたB55ISTls及びWなどのような屈折性元素に対して良好な感度を 有するものである。したがって、実験においては、X線蛍光分析又はアーク/ス パーク発光分光分析に代えて、もしくはその補強手段としてアナライト16AA 分光分析装置を用いることが推奨される。Analyte 16 is an existing multi-element AA measuring instrument are different in two fundamental aspects. First, it is required Analyze each sample completely for all elements before moving on to the next sample. commonplace A typical multi-element AA instrument first collects a group of samples, typically 50. , determine the single element contained in them all, and then determine the second element This will be analyzed by moving on to . Second, analyte 16 is a solid, undissolved substance. Analyte atom source t0 type non-heating atoma designed for sample analysis Designed for use with Isa. [Note: Conventional AA equipment uses a frame or uses a furnace atomizer, both of which are best suited for liquid phase analysis. It is something to do. Ko The analyzer 16 used with the atom source atomizer is a special The preferred average precision (0, 1%R5D), and the amount of sample is very small or ppm. Provides the ability to determine a wide range of concentrations down to compositional levels in the absence of It is something that Analyte 16AA-2 is also a problem with conventional AA equipment. It has good sensitivity to refractive elements such as B55ISTls and W. It is something that you have. Therefore, in experiments, X-ray fluorescence analysis or arc/spark Analyte 16AA as an alternative to or as a supplement to Park emission spectroscopy It is recommended to use a spectroscopic analyzer.

アナライト16は16個のフォローカソードランプを保持することができるタレ ットを装備している。これらのランプの幾つかはマルチエレメント光源とするこ とができる。与えられたサンプルにおいて決定されるべき第1の元素が銀であれ ば、第2の元素は鉄であり、その自動操作は次の通りに行われる。Analyte 16 is a saucer that can hold 16 follower cathode lamps. It is equipped with a kit. Some of these lamps can be multi-element light sources. I can do it. If the first element to be determined in a given sample is silver For example, the second element is iron, and the automatic operation is as follows.

装置の光源素子はそれらが銀−フォローカソードランプからの光を受入れるよう にセットされ、その光源は所定の銀波長において励起発光する。銀が判定され直 後において、光学系は鉄ランプからの発光を選択するように駆動され、同時にモ ノクロメータは鉄波長に整合され、動作状態に置かれる。これはサンプルが完全 に分析されるまで行われる。各測定に要する時間は、1元素当たり5秒以下とす ることができる。サンプルについては60秒で10元素を分析し、2分間で20 元素を分析することができる。The light source elements of the device are such that they accept light from the silver-followed cathode lamp. The light source emits excited light at a predetermined silver wavelength. Silver has been determined Later on, the optical system is driven to select the emission from the iron lamp and at the same time The nochromator is tuned to the iron wavelength and placed into operation. This is a complete sample This is done until it is analyzed. The time required for each measurement is 5 seconds or less per element. can be done. For samples, 10 elements are analyzed in 60 seconds and 20 elements are analyzed in 2 minutes. Can analyze elements.

アナライト16は物理的に3個のモジュールからなっている。まず、光学モジニ ールはランプタレット、モノクロメータ、電源、及びマイクロプロセッサコント ローラを含んでいる。第2のモジュールはアトムソースアトマイザである。第3 のモジュールは測定器及びアトマイザのために必要なすべての制御及び演算を行 うためのIBMコンパチブルパーソナルコンビ二一夕でアル。Analyte 16 physically consists of three modules. First, optical modini The tool includes a lamp turret, monochromator, power supply, and microprocessor control. Contains rollers. The second module is an atom source atomizer. Third The module performs all the necessary controls and calculations for the meter and atomizer. I am using an IBM compatible personal computer.

アナライト16はさらに、常套的な原子眼光炎アトマイザ(フレームアトマイザ )を有することができる。フレームモードにおいて、アナライト16は好ましい シーケンシャルICP(誘導結合プラズマ)分光分析計にほぼ等しい性能を有す るものである。しかしながら、アナライト16はきわめて小さいスペクトル干渉 性しか有せず、したがって、過去25年間において開発された実質上すべての原 子吸光法を使用することができる。したがって、アナライト16はシーケンシャ ルICP装置の代替手段としては価値があるものと考えられる。Analyte 16 can also be used in conventional atomic ophthalmic atomizers (flame atomizers). ). In frame mode, analyte 16 is preferred Has almost the same performance as a sequential ICP (inductively coupled plasma) spectrometer It is something that However, analyte 16 has very little spectral interference. therefore, virtually all the originals developed in the past 25 years A particle absorption method can be used. Therefore, analyte 16 is sequential It is considered a valuable alternative to conventional ICP devices.

国際調査報告international search report

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 明細書において説明したすべての新規装置、方法及びその他の事項。All new devices, methods and other matters described in the specification.
JP50237088A 1987-02-17 1988-02-12 Improved automatic atomic absorption spectrometer Pending JPH02502402A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1487387A 1987-02-17 1987-02-17
US014,873 1987-02-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02502402A true JPH02502402A (en) 1990-08-02

Family

ID=21768269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50237088A Pending JPH02502402A (en) 1987-02-17 1988-02-12 Improved automatic atomic absorption spectrometer

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0346387A4 (en)
JP (1) JPH02502402A (en)
AU (1) AU623851B2 (en)
WO (1) WO1988006280A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809212A1 (en) * 1988-03-18 1989-10-05 Bodenseewerk Perkin Elmer Co ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETER
JPH06100538B2 (en) * 1989-08-02 1994-12-12 株式会社日立製作所 Atomic absorption spectrophotometer
US6587196B1 (en) * 2000-01-26 2003-07-01 Sensys Medical, Inc. Oscillating mechanism driven monochromator

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU414987B2 (en) * 1968-05-01 1971-07-13 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Improvements in or relating to atomic absorption spectroscopy
US3655288A (en) * 1970-07-30 1972-04-11 Technicon Instr Optical system for use in automatic, simultaneous multielement atomic spectroscopy sample analysis apparatus
SU734510A1 (en) * 1977-03-11 1980-05-15 Новосибирский институт органической химии СО АН СССР Device for turning diffraction grating
GB2109922B (en) * 1981-11-11 1985-03-20 Philips Electronic Associated Atomic resonance line source lamps and spectrophotometers for use with such lamps
GB2113817B (en) * 1982-01-18 1985-05-30 Philips Electronic Associated Optical apparatus
GB2113829B (en) * 1982-01-19 1985-07-10 Philips Electronic Associated Atomic absorption spectrophotometer

Also Published As

Publication number Publication date
WO1988006280A1 (en) 1988-08-25
AU623851B2 (en) 1992-05-28
EP0346387A4 (en) 1992-01-15
AU1396388A (en) 1988-09-14
EP0346387A1 (en) 1989-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6292532B1 (en) Fluorescent X-ray analyzer useable as wavelength dispersive type and energy dispersive type
US7483134B2 (en) Scanning monochromator with direct drive grating
Lazzari et al. Detection of mercury in air by time-resolved laser-induced breakdown spectroscopy technique
Floyd et al. Inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy: a computer controlled, scanning monochromator system for the rapid sequential determination of the elements
Janzen et al. Analysis of small droplets with a new detector for liquid chromatography based on laser-induced breakdown spectroscopy
US4824249A (en) Systems for the direct analysis of solid samples by atomic emission spectroscopy
Welz Atomic absorption spectrometry—pregnant again after 45 years
US4976541A (en) Automatic atomic-absorption spectrometry method
Koirtyohann et al. Effect of modulation wave form on the utility of emission background corrections obtained with an oscillating refractor plate
JPH02502402A (en) Improved automatic atomic absorption spectrometer
Wampler et al. Recording polarization of fluorescence spectrometer. Unique application of piezoelectric birefringence modulation
Boumans et al. A computerised programmable monochromator for flexible multi-element analysis with special reference to the inductively coupled plasma
US4531836A (en) Method of emission spectroanalysis
US11193825B2 (en) Short pulsewidth high repetition rate nanosecond transient absorption spectrometer
Lewis et al. A laser microprobe system for controlled atmosphere time and spatially resolved fluorescence studies of analytical laser plumes
JP2000329714A (en) X-ray fluorescence analyzer
Haugen et al. On-line computer control of a luminescent spectrometer with off-line computer data processing and display
Haraguchi et al. Analog data treatment of spectra in flame absorption and emission spectrometry
Ford et al. Monitoring the heterogeneously catalyzed conversion of quadricyclane to Norbornadiene by Raman spectroscopy
JPH11304587A (en) Monochromator
Cochran et al. Selective spectral-line modulation technique for high sensitivity continuum-source atomic absorption spectrometry
JPH051413B2 (en)
JP2000193616A (en) X-ray fluorescence analytical equipment
Schrötter Linear Raman Spectroscopy: A state of the art report
Cullum et al. Sample collection and preparation of liquid and solids