JPH06308020A - 試料セル - Google Patents
試料セルInfo
- Publication number
- JPH06308020A JPH06308020A JP11521793A JP11521793A JPH06308020A JP H06308020 A JPH06308020 A JP H06308020A JP 11521793 A JP11521793 A JP 11521793A JP 11521793 A JP11521793 A JP 11521793A JP H06308020 A JPH06308020 A JP H06308020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample cell
- concave mirror
- light
- light flux
- position detector
- 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
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- Optical Measuring Cells (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外乱により出射光束の位置がズレると出射光
束の位置が自動修正され、安定して高感度に光吸収スペ
クトルを測定できる多重反射型の試料セルを得ることを
目的とする。 【構成】 凹面ミラーの１枚に角度調整用のアクチュエ
ータを取り付け、出射光束の位置を二次元アレー型の光
位置検出器で検出し、出射光束がたえずこの光位置検出
器の中心の位置にくるようにアクチュエータを介して１
枚の凹面ミラーの角度をフィードバック制御する。
束の位置が自動修正され、安定して高感度に光吸収スペ
クトルを測定できる多重反射型の試料セルを得ることを
目的とする。 【構成】 凹面ミラーの１枚に角度調整用のアクチュエ
ータを取り付け、出射光束の位置を二次元アレー型の光
位置検出器で検出し、出射光束がたえずこの光位置検出
器の中心の位置にくるようにアクチュエータを介して１
枚の凹面ミラーの角度をフィードバック制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線ガス分析装置な
どに使用する多重反射型の試料セルに関する。
どに使用する多重反射型の試料セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線ガス分析装置は、試料セル内にガ
スを導入し、導入したガスの光吸収スペクトルを測定
し、そのスペクトルの光吸収強度により試料ガスの濃度
を求める装置であり、非接触で簡易にガスの濃度を測定
でき、広く使われている。そして、この分析装置でガス
濃度の検出感度を高めるため、多重反射型の試料セルが
用いられている。多重反射型の試料セルには、３枚の凹
面ミラーを用いたホワイト（ｗｈｉｔｅ）型と、２枚の
凹面ミラーを用いたヘリオット（ｈｅｒｒｉｏｔ）型と
がある。
スを導入し、導入したガスの光吸収スペクトルを測定
し、そのスペクトルの光吸収強度により試料ガスの濃度
を求める装置であり、非接触で簡易にガスの濃度を測定
でき、広く使われている。そして、この分析装置でガス
濃度の検出感度を高めるため、多重反射型の試料セルが
用いられている。多重反射型の試料セルには、３枚の凹
面ミラーを用いたホワイト（ｗｈｉｔｅ）型と、２枚の
凹面ミラーを用いたヘリオット（ｈｅｒｒｉｏｔ）型と
がある。
【０００３】図３は、従来のホワイト型試料セルの構成
の一例を示す図である。図において、１は光入射窓、２
は光出射窓、３，４，５は凹面ミラー、６，７は調整ネ
ジであり、凹面ミラー３はセルに固定され、凹面ミラー
４，５はそれぞれ調整ネジ６，７によって角度が調整で
きるように取り付けられている。８は試料ガスの導入
口、９は試料ガスの排出口、１０は光検出器である。
の一例を示す図である。図において、１は光入射窓、２
は光出射窓、３，４，５は凹面ミラー、６，７は調整ネ
ジであり、凹面ミラー３はセルに固定され、凹面ミラー
４，５はそれぞれ調整ネジ６，７によって角度が調整で
きるように取り付けられている。８は試料ガスの導入
口、９は試料ガスの排出口、１０は光検出器である。
【０００４】図３は、光束が凹面ミラー間を３往復する
構成になっており、入射窓１より入射した光束は凹面ミ
ラー３の脇を通過した後、凹面ミラー４で反射されて凹
面ミラー３のａ点に結像される。そして、凹面ミラー３
のａ点からの反射光束は、凹面ミラー５で反射され、凹
面ミラー３のｂ点に結像される。そして、凹面ミラー３
のｂ点からの反射光束は凹面ミラー４で反射され、凹面
ミラー３のｃ点に結像され、凹面ミラー３のｃ点からの
反射光束は凹面ミラー５で反射され凹面ミラー３の脇を
通過して光出射窓２より出射される。
構成になっており、入射窓１より入射した光束は凹面ミ
ラー３の脇を通過した後、凹面ミラー４で反射されて凹
面ミラー３のａ点に結像される。そして、凹面ミラー３
のａ点からの反射光束は、凹面ミラー５で反射され、凹
面ミラー３のｂ点に結像される。そして、凹面ミラー３
のｂ点からの反射光束は凹面ミラー４で反射され、凹面
ミラー３のｃ点に結像され、凹面ミラー３のｃ点からの
反射光束は凹面ミラー５で反射され凹面ミラー３の脇を
通過して光出射窓２より出射される。
【０００５】そして、調整ネジ６，７を操作し、光束が
凹面ミラー３のａ点，ｂ点，ｃ点にそれぞれ結像されて
出射窓２よりその中心位置に出射されるように、凹面ミ
ラー４，５の角度を調整する。光路長Ｌは、凹面ミラー
間の距離をｄ、光の往復回数をｎとすれば、Ｌ＝２（ｎ
＋１）ｄとなり、光吸収強度は光路長に比例して増加す
るので、試料セルを用いることで高感度にスペクトルを
測定できる。
凹面ミラー３のａ点，ｂ点，ｃ点にそれぞれ結像されて
出射窓２よりその中心位置に出射されるように、凹面ミ
ラー４，５の角度を調整する。光路長Ｌは、凹面ミラー
間の距離をｄ、光の往復回数をｎとすれば、Ｌ＝２（ｎ
＋１）ｄとなり、光吸収強度は光路長に比例して増加す
るので、試料セルを用いることで高感度にスペクトルを
測定できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように試料セル
を用いることで高感度にスペクトルが測定できることに
なるが、従来の試料セルでは、光のミラー間の往復回数
ｎが大きくなった場合、例えば温度，振動等の影響によ
り、入射光束の入射角度や各凹面ミラーの位置，角度が
わずかに変化しても、そのズレがミラー間を多数回往復
する間に増幅されてしまい、出射光束が検出器１０の受
光面から外れたり、凹面ミラー３の出射側の端面にあた
り、光束が欠けてしまう等の問題がある。
を用いることで高感度にスペクトルが測定できることに
なるが、従来の試料セルでは、光のミラー間の往復回数
ｎが大きくなった場合、例えば温度，振動等の影響によ
り、入射光束の入射角度や各凹面ミラーの位置，角度が
わずかに変化しても、そのズレがミラー間を多数回往復
する間に増幅されてしまい、出射光束が検出器１０の受
光面から外れたり、凹面ミラー３の出射側の端面にあた
り、光束が欠けてしまう等の問題がある。
【０００７】特に、光束がミラー端面にあたり散乱する
と、その散乱光と入射光束とが干渉し、干渉ノイズが発
生し、検出感度が著しく低下してしまう。この問題はホ
ワイト型の試料セルについて説明したが、ヘリオット型
の試料セルについても同様である。
と、その散乱光と入射光束とが干渉し、干渉ノイズが発
生し、検出感度が著しく低下してしまう。この問題はホ
ワイト型の試料セルについて説明したが、ヘリオット型
の試料セルについても同様である。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、外乱による光束のズレを自動修正
し、安定に且つ高感度に光吸収スペクトルを測定できる
試料セルを提供することを目的としている。
されたものであり、外乱による光束のズレを自動修正
し、安定に且つ高感度に光吸収スペクトルを測定できる
試料セルを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の試料セルは、凹
面ミラーに角度調整用のアクチュエータを取り付け、当
該試料セルからの出射光束を例えば二次元アレー型検出
器等の光位置検出器で検出し、出射光束が絶えず光位置
検出器の中心に来るように、アクチュエータを介して１
枚の凹面ミラーの角度をフィードバック制御することと
した。
面ミラーに角度調整用のアクチュエータを取り付け、当
該試料セルからの出射光束を例えば二次元アレー型検出
器等の光位置検出器で検出し、出射光束が絶えず光位置
検出器の中心に来るように、アクチュエータを介して１
枚の凹面ミラーの角度をフィードバック制御することと
した。
【００１０】
【作用】二次元アレー型の光検出器は、２×２のマトリ
クス状に配置された４つの素子で構成されており、この
光位置検出器を正常な出射光束が検出器の中心に来るよ
うに配置し、この検出器のそれぞれの対角線上の素子の
出力差によってアクチュエータを駆動させ、出力差が０
になるように凹面ミラーの角度をフィードバック制御す
ることにより、外乱により出射光束の位置がズレる場合
でも自動的に出射光束の位置を修正できる。
クス状に配置された４つの素子で構成されており、この
光位置検出器を正常な出射光束が検出器の中心に来るよ
うに配置し、この検出器のそれぞれの対角線上の素子の
出力差によってアクチュエータを駆動させ、出力差が０
になるように凹面ミラーの角度をフィードバック制御す
ることにより、外乱により出射光束の位置がズレる場合
でも自動的に出射光束の位置を修正できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す図で、ホワイト型
の試料セルに適用した例を示す。図において、図３と同
一の符号は同一または相当するものを示し、１１は凹面
ミラー４の角度を調整するアクチュエータ、１２は出射
光束より一部の光を取り出すビームサンプラー、１３は
二次元アレー型の光位置検出器、１４ａ，１４ｂは減算
回路、１５ａ，１５ｂはアクチュエータ・ドライブ回路
である。光位置検出器１３は正常な位置の出射光束の一
部をビームサンプラー１２で取り出した光束が、その中
心の位置にくるように配置されている。
する。図１は本発明の一実施例を示す図で、ホワイト型
の試料セルに適用した例を示す。図において、図３と同
一の符号は同一または相当するものを示し、１１は凹面
ミラー４の角度を調整するアクチュエータ、１２は出射
光束より一部の光を取り出すビームサンプラー、１３は
二次元アレー型の光位置検出器、１４ａ，１４ｂは減算
回路、１５ａ，１５ｂはアクチュエータ・ドライブ回路
である。光位置検出器１３は正常な位置の出射光束の一
部をビームサンプラー１２で取り出した光束が、その中
心の位置にくるように配置されている。
【００１２】入射窓１より入射した光束は、図３に示す
従来例の場合と同様に凹面ミラー３，４，５で多重反射
され、出力窓２より出射される。この出射光束の一部の
光がビームサンプラー１２で取り出され、二次元アレー
型の光位置検出器１３に供給される。光位置検出器１３
は、２×２のマトリックス状に配置された４つの受光素
子で構成されており、各素子で受光した光の強度に比例
した電圧値を出力する。
従来例の場合と同様に凹面ミラー３，４，５で多重反射
され、出力窓２より出射される。この出射光束の一部の
光がビームサンプラー１２で取り出され、二次元アレー
型の光位置検出器１３に供給される。光位置検出器１３
は、２×２のマトリックス状に配置された４つの受光素
子で構成されており、各素子で受光した光の強度に比例
した電圧値を出力する。
【００１３】減算回路１４ａ，１４ｂによってそれぞれ
対角線上の素子の出力値の差が算出され、検出器１３上
の光束の対角線方向のスポット位置のズレが求められ、
ズレ量に比例した電圧が出力され、アクチュエータ・ド
ライブ回路１５ａ，１５ｂを介してアクチュエータが駆
動され、凹面ミラー４の角度がフィードバック制御さ
れ、たえず光検出器１３の中心に光束スポットがくるよ
うに自動制御され、出射光束の位置が自動修正される。
対角線上の素子の出力値の差が算出され、検出器１３上
の光束の対角線方向のスポット位置のズレが求められ、
ズレ量に比例した電圧が出力され、アクチュエータ・ド
ライブ回路１５ａ，１５ｂを介してアクチュエータが駆
動され、凹面ミラー４の角度がフィードバック制御さ
れ、たえず光検出器１３の中心に光束スポットがくるよ
うに自動制御され、出射光束の位置が自動修正される。
【００１４】図２は、本発明の他の実施例を示す図であ
り、本発明をヘリオット型の試料セルに適用した例を示
す。図２において、図１と同一の符号は同一または相当
するものを示し、１６は光束を入出射する光入出射窓、
１７は光束の入出射用に一箇所穴が開けられ、セルに固
定された凹面ミラー、１８は角度調整用アクチュエータ
１１が取り付けられた凹面ミラーである。入出射窓１６
より入射した光束は、凹面ミラー１７の穴を通り、凹面
ミラー１８と凹面ミラー１７で多重反射され、凹面ミラ
ー１７の穴を経て入出射窓１６より出射される。出射光
束の一部の光がビームサンプラー１２で取り出され、取
り出された光束は二次元アレー型の光位置検出器１３に
供給され、図１に示す実施例の場合と同様に凹面ミラー
１８の角度がフィードバック制御され、出射光束の位置
が自動修正される。なお、凹面ミラーの角度を調整する
アクチュエータ１１に、ＰＺＴ，ボイスコイルモータを
使用しても良い。
り、本発明をヘリオット型の試料セルに適用した例を示
す。図２において、図１と同一の符号は同一または相当
するものを示し、１６は光束を入出射する光入出射窓、
１７は光束の入出射用に一箇所穴が開けられ、セルに固
定された凹面ミラー、１８は角度調整用アクチュエータ
１１が取り付けられた凹面ミラーである。入出射窓１６
より入射した光束は、凹面ミラー１７の穴を通り、凹面
ミラー１８と凹面ミラー１７で多重反射され、凹面ミラ
ー１７の穴を経て入出射窓１６より出射される。出射光
束の一部の光がビームサンプラー１２で取り出され、取
り出された光束は二次元アレー型の光位置検出器１３に
供給され、図１に示す実施例の場合と同様に凹面ミラー
１８の角度がフィードバック制御され、出射光束の位置
が自動修正される。なお、凹面ミラーの角度を調整する
アクチュエータ１１に、ＰＺＴ，ボイスコイルモータを
使用しても良い。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の試料セル
は、温度，振動等の影響により入射光束の入射角度や凹
面ミラーの位置，角度がズレても、出射光束の位置が自
動修正されるので、安定に且つ高感度に光吸収スペクト
ルを測定できる等の効果がある。
は、温度，振動等の影響により入射光束の入射角度や凹
面ミラーの位置，角度がズレても、出射光束の位置が自
動修正されるので、安定に且つ高感度に光吸収スペクト
ルを測定できる等の効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図である。
【図３】従来のホワイト型試料セルの一例を示す図であ
る。
る。
１ 光入射窓 ２ 光出射窓 ３，４，５ 凹面ミラー ６，７ 調整ネジ ８ 試料ガスの導入口 ９ 試料ガスの排出口 １０ 光検出器 １１ アクチュエータ １２ ビームサンプラー １３ 二次元アレー型の光位置検出器 １４ａ，１４ｂ 減算回路 １５ａ，１５ｂ アクチュエータ・ドライブ回路 １６ 光入射窓 １７，１８ 凹面ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 清則 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ホワイト（ｗｈｉｔｅ）型多重反射式の
試料セルにおいて、 当該試料セルからの出射光束の位置を例えば二次元アレ
ー型光位置検出器等を用いて検出する検出手段、 該試料セル内の凹面ミラーの１枚（または複数枚）の反
射角度をアクチュエータ等を用いて調整可能とする凹面
ミラー角度調整手段、 当該試料セルからの出射光束の位置を常時光位置検出器
で検出し、出射光束がたえず上記光位置検出器の中心の
位置にくるように凹面ミラー角度調整手段を用いて凹面
ミラーの反射角度をフィードバック制御する制御手段、 を備えたことを特徴とする試料セル。 - 【請求項２】 ヘリオット（ｈｅｒｒｉｏｔ）型多重反
射式の試料セルにおいて、 当該試料セルからの出射光束の位置を例えば二次元アレ
ー型光位置検出器等を用いて検出する検出手段、 該試料セル内の凹面ミラーの１枚（または複数枚）の反
射角度をアクチュエータ等を用いて調整可能とする凹面
ミラー角度調整手段、 当該試料セルからの出射光束の位置を常時光位置検出器
で検出し、出射光束がたえず上記光位置検出器の中心の
位置にくるように凹面ミラー角度調整手段を用いて凹面
ミラーの反射角度をフィードバック制御する制御手段、 を備えたことを特徴とする試料セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11521793A JPH06308020A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 試料セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11521793A JPH06308020A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 試料セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308020A true JPH06308020A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14657267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11521793A Pending JPH06308020A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 試料セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06308020A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6493086B1 (en) | 1995-10-10 | 2002-12-10 | American Air Liquide, Inc. | Chamber effluent monitoring system and semiconductor processing system comprising absorption spectroscopy measurement system, and methods of use |
| CN103792189A (zh) * | 2014-02-24 | 2014-05-14 | 中科院南京天文仪器有限公司 | 一种用于真空怀特池的光程调节机构 |
| JP2017187317A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 株式会社堀場製作所 | 多重反射型セル及び分析装置 |
| JP2020016472A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 東京都下水道サービス株式会社 | ガス濃度測定装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61500037A (ja) * | 1983-09-30 | 1986-01-09 | インステイチユト ヒミチエスコイ フイジキ アカデミイ ナウク エスエスエスア−ル | マルチプル パス オプチカル マトリクス システム |
| JPS6191542A (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-09 | Ngk Insulators Ltd | 直結形非分散赤外線ガス分析計 |
| JPH02113439A (ja) * | 1988-10-21 | 1990-04-25 | Ricoh Co Ltd | 光軸調整方法及びその装置 |
| JPH04344338A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-11-30 | Ricoh Co Ltd | ビーム光軸制御装置 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP11521793A patent/JPH06308020A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| JP2020016472A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 東京都下水道サービス株式会社 | ガス濃度測定装置 |
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