JPH08122253A - Sample analyzer - Google Patents

Sample analyzer

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JPH08122253A
JPH08122253A JP9628195A JP9628195A JPH08122253A JP H08122253 A JPH08122253 A JP H08122253A JP 9628195 A JP9628195 A JP 9628195A JP 9628195 A JP9628195 A JP 9628195A JP H08122253 A JPH08122253 A JP H08122253A
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JP
Japan
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liquid crystal
sample
cell
light
infrared
Prior art date
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Pending
Application number
JP9628195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Kita
純一 喜多
Junya Kobayashi
潤也 小林
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
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Publication of JPH08122253A publication Critical patent/JPH08122253A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a highly reliable analyzer which is compact and has no movable part by modulating the intensity of sample cell passing light by using a modulator composed of a thick film liquid crystal cell where ferroelectric liquid crystal is sealed between opposing transparent electrodes. CONSTITUTION: Infrared rays having the absorbing band wave length of a measuring object component after passing through a filter 12, receive absorption according to an object component quantity of a sample in a sample cell 14, and are detected by an infrared ray detector 15. In order to distinguish this detecting signal from a stray light component, the infrared rays passing through the sample cell 14 are modulated by a modulator 13. The modulator 13 is composed of two silicon boards 131 and 132, spacers 134 to hold the problem of both constant and ferroelectric liquid crystal 133 sealed between the boards 131 and 132. The board 131 is connected to a gland, and the board 132 is connected to a voltage impressing circuit 137, and polarity reversing rectangular pulse voltage is impressed on the liquid crystal 133. The duty ratio of this pulse voltage is adjusted to a value on which a degree of modulation becomes maximum between 55 to 90%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液体、ガス等の試料を
通過する光(主に赤外線域であるが、可視光の場合も含
む。以下同じ。)の吸収度を測定することにより、試料
中の成分の濃度の測定を行なう試料分析装置に関する。
なお、本発明が対象とする試料分析装置の測定対象試料
としては、例えば食品(脂肪やタンパク質成分の濃度測
定)、オイル(酸化防止剤や酸化物等の濃度測定)、ガ
ス(CO2、SO2、NO、CH、CO等の濃度測定)等
を挙げることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a method for measuring the absorption of light (mainly in the infrared range, but also in the case of visible light) that passes through a sample such as liquid or gas. The present invention relates to a sample analyzer that measures the concentration of a component in a sample.
The sample to be measured by the sample analyzer of the present invention includes, for example, food (concentration measurement of fat and protein components), oil (concentration measurement of antioxidants and oxides), gas (CO 2 , SO 2 2 , concentration measurement of NO, CH, CO, etc.) and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】単一セル型を例にとり、従来の試料分析
装置の構造を図11に示す。単一セル型では筒形の試料
セル64を1本だけ使用し、その一方の端部には干渉フ
ィルタ62を介して光源61を設け、他方の端部には光
検出器(又は赤外線検出器)65を設ける。この分析装
置による試料濃度の測定方法の原理は次の通りである。
まず、液体又はガス試料を試料セル64に入れる。そし
て、干渉フィルタ62により、光源61からの光のうち
試料中の測定目的成分が吸収する波長の光のみ(例えば
オイル中の酸化物を測定する場合は波長5〜6μmの赤
外線、ガス中のCO2を測定する場合は波長4.2μm
の赤外線)を試料セル64に入れる。この特定波長赤外
線は、試料中の測定目的成分によりその成分の濃度に応
じた吸収を受け、検出器65により検出される。こうし
て試料について特定波長赤外線の強度を測定した後、次
に、測定目的成分を含まない参照試料(非酸化オイル、
乾燥N2ガス等)を試料セル64に入れ、同様に特定波
長の赤外線の強度を測定する。これら両強度測定値を比
較することにより、試料中の対象成分の濃度を決定する
ことができる。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional sample analyzer is shown in FIG. 11 by taking a single cell type as an example. In the single-cell type, only one cylindrical sample cell 64 is used, one end of which is provided with a light source 61 via an interference filter 62, and the other end of which is provided with a photodetector (or infrared detector). ) 65 is provided. The principle of the measuring method of the sample concentration by this analyzer is as follows.
First, a liquid or gas sample is placed in the sample cell 64. Then, by the interference filter 62, only the light of the wavelength absorbed by the measurement target component in the sample out of the light from the light source 61 (for example, when measuring oxides in oil, infrared rays of wavelength 5 to 6 μm, CO in gas) When measuring 2 , the wavelength is 4.2 μm
(Infrared) is put in the sample cell 64. This specific wavelength infrared ray is absorbed by the measurement target component in the sample according to the concentration of the component, and is detected by the detector 65. After measuring the intensity of the specific wavelength infrared rays for the sample in this manner, the reference sample (non-oxidized oil,
Dry N 2 gas or the like) is put in the sample cell 64, and the intensity of infrared rays having a specific wavelength is similarly measured. By comparing these two intensity measurements, the concentration of the component of interest in the sample can be determined.

【0003】ところが、このような単純な構造では、次
のような理由から高感度の分析を行なうことができな
い。すなわち、測定光として赤外線を使用する赤外線試
料分析装置では高感度の赤外線検出器65を使用する
が、この検出器65は周囲の物質から発生される熱赤外
線をも検出してしまう。このため、成分が微量である場
合には測定目的成分の赤外線吸収量も僅かとなり、信号
が迷光成分に埋もれてしまう。
However, with such a simple structure, highly sensitive analysis cannot be performed for the following reasons. That is, an infrared sample analyzer that uses infrared rays as the measurement light uses an infrared detector 65 with high sensitivity, but this detector 65 also detects thermal infrared rays generated from the surrounding substances. Therefore, when the amount of the component is very small, the infrared absorption amount of the component to be measured becomes small, and the signal is buried in the stray light component.

【0004】そこで、赤外線試料分析装置では一般に、
検出器65の前に回転チョッパ板66を設け(光源61
と試料セル64の間に設けてもよい)、試料セル64を
通過した光を所定の周波数で断続する(又は強度変調す
る)ことにより、検出器65に連続的に入射する迷光成
分から区別するようにしている。なお、このような断続
信号と連続ノイズの区別は、赤外線検出器65の出力信
号を電気的に処理する信号処理回路(図示せず)におい
て行なう。
Therefore, in the infrared sample analyzer, generally,
A rotary chopper plate 66 is provided in front of the detector 65 (the light source 61
May be provided between the sample cell 64 and the sample cell 64), and the stray light component continuously incident on the detector 65 is distinguished by intermittently (or intensity-modulating) the light passing through the sample cell 64 at a predetermined frequency. I am trying. The intermittent signal and the continuous noise are distinguished by a signal processing circuit (not shown) that electrically processes the output signal of the infrared detector 65.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のようなチョ
ッパ板66は、図12に示すように、試料セル64の全
断面を通過してくる赤外線を断続するために、その全断
面積の倍以上の面積が必要となる。しかも、このような
大きなチョッパ板66も密閉空間67の中に入れなけれ
ばならないため、装置全体が非常に大きくならざるをえ
ない。更に、チョッパ板66が機械的に駆動されるた
め、音や振動が発生するとともに、長期間の使用に対す
る信頼性が低く、寿命が短いという問題もある。
As shown in FIG. 12, the above-mentioned conventional chopper plate 66 doubles the total cross-sectional area of the sample cell 64 in order to interrupt infrared rays passing through the entire cross-section of the sample cell 64. The above area is required. Moreover, since such a large chopper plate 66 also has to be put in the closed space 67, the entire device has to be very large. Further, since the chopper plate 66 is mechanically driven, noise and vibration are generated, and there is a problem that reliability for long-term use is low and life is short.

【0006】これらの問題を解決するため、液晶板を用
いて光の断続又は強度変調を行なうことが考えられる。
後述のように、変調の周波数は100Hz程度以上であ
ることが望ましいが、このような高速変調のためには、
電界変化に対する応答が高速である強誘電性液晶が適し
ている。強誘電性液晶を用いた液晶板には、大きく分け
て薄膜型と厚膜型とがある。
In order to solve these problems, it is conceivable to use a liquid crystal plate to intermittently or intensity-modulate light.
As described later, it is desirable that the modulation frequency is about 100 Hz or higher, but for such high speed modulation,
Ferroelectric liquid crystal, which has a fast response to electric field changes, is suitable. Liquid crystal plates using a ferroelectric liquid crystal are roughly classified into a thin film type and a thick film type.

【0007】薄膜型は屈折型とも呼ばれ、数μm程度の
ギャップを設けて偏光方向の異なる偏光板を平行に配置
し、両偏光板の間に液晶を封入したものである。液晶に
電圧を印加しない時は、一方の偏光板を透過した偏光
(赤外線を含む)はそのまま他方の偏光板の方に向かう
が、両偏光板の偏光方向が異なるため他方の偏光板によ
り遮られ、液晶板を透過することができない。しかし、
液晶に電圧を印加することにより液晶は複屈折性を有す
るようになり、偏光は液晶を透過する間にその偏光方向
が回転されるようになる。従って、印加電圧及び液晶層
の厚みを適当に設定することにより、一方の偏光板を透
過した偏光の方向を他方の偏光板の偏光方向と平行に
し、光が液晶板を透過できるようにすることができる。
The thin film type is also called a refraction type and is a type in which polarizing plates having different polarization directions are arranged in parallel with each other with a gap of about several μm, and liquid crystal is sealed between both polarizing plates. When no voltage is applied to the liquid crystal, the polarized light (including infrared rays) that has passed through one polarizing plate goes toward the other polarizing plate as it is, but because the polarizing directions of both polarizing plates are different, it is blocked by the other polarizing plate. , Cannot pass through the liquid crystal plate. But,
By applying a voltage to the liquid crystal, the liquid crystal becomes birefringent, and the polarization direction of the polarized light is rotated while passing through the liquid crystal. Therefore, by appropriately setting the applied voltage and the thickness of the liquid crystal layer, the direction of the polarized light transmitted through one polarizing plate is made parallel to the polarizing direction of the other polarizing plate so that light can pass through the liquid crystal plate. You can

【0008】しかし、薄膜型では偏光板による透過損に
より必然的に光透過率が50%以下になるという欠点が
ある。また、長波長ほど液晶の複屈折性が弱くなり、偏
光の方向を回転させるのに長い距離が必要になることか
ら、液晶板が厚くならざるを得ず、この点からも光透過
率が低下する。試料分析装置で測定を行なう場合、分析
目的試料又は参照試料を通過する光の強度が低下すると
検出感度も低下するため、変調器における光透過率の低
下は好ましくない。
However, the thin film type has a drawback that the light transmittance is necessarily 50% or less due to the transmission loss due to the polarizing plate. In addition, the longer the wavelength, the weaker the birefringence of the liquid crystal, and the longer distance is required to rotate the direction of polarization. Therefore, the liquid crystal plate must be thicker, which also reduces the light transmittance. To do. When the measurement is carried out by a sample analyzer, a decrease in light intensity passing through the analysis target sample or the reference sample also results in a decrease in detection sensitivity.

【0009】一方、厚膜型は散乱型とも呼ばれ、印加電
界の極性を反転させる際に生じる液晶の配列の乱れによ
る光の散乱を利用するものである。厚膜型の液晶板で
は、光を十分に散乱させるためにギャップは50〜数1
00μm程度と厚くする必要があるが、偏光板を必要と
しないため大きな光透過率を得ることができることや、
低コストで製造可能であるという利点がある。
On the other hand, the thick film type is also called a scattering type and utilizes the scattering of light due to the disorder of the alignment of the liquid crystal that occurs when the polarity of the applied electric field is reversed. In a thick film type liquid crystal plate, the gap is 50 to several 1 in order to sufficiently scatter light.
It is necessary to make the thickness as thick as about 00 μm, but since a polarizing plate is not required, a large light transmittance can be obtained, and
There is an advantage that it can be manufactured at low cost.

【0010】従って、赤外線試料分析装置の赤外線変調
器としては、厚膜型強誘電性液晶板が適している。しか
し、従来の厚膜型強誘電性液晶板は、変調周波数を数十
Hz以上に速くすることが困難であった。その理由は次
の通りである。厚膜型強誘電性液晶板を光の変調に利用
する場合、光を透過させる際は液晶板に一定の電圧を印
加しておけばよい。このとき、液晶の分子は一方向に整
列し、光を散乱させることなく透過させる。一方、光を
遮断する際は液晶板の印加電圧の正負の極性を反転させ
るが、上記の通り、光の遮断はその極性反転の際の液晶
の配列の乱れという過渡的現象を利用するものであるた
め、光を遮断する間中、極性反転を繰り返さなければな
らない。従って、光を透過させ及び遮断する際は、印加
電圧は図13のように変化させる。
Therefore, the thick film type ferroelectric liquid crystal plate is suitable as the infrared modulator of the infrared sample analyzer. However, in the conventional thick film type ferroelectric liquid crystal plate, it was difficult to increase the modulation frequency to several tens Hz or more. The reason is as follows. When the thick film type ferroelectric liquid crystal plate is used for light modulation, a constant voltage may be applied to the liquid crystal plate when transmitting light. At this time, the liquid crystal molecules are aligned in one direction to allow light to pass through without being scattered. On the other hand, when blocking the light, the positive and negative polarities of the voltage applied to the liquid crystal plate are reversed, but as described above, the blocking of the light utilizes a transient phenomenon of disorder of the liquid crystal alignment at the time of the polarity reversal. Therefore, the polarity reversal must be repeated throughout the interruption of the light. Therefore, when transmitting and blocking light, the applied voltage is changed as shown in FIG.

【0011】ここで問題は、液晶が光遮断のための散乱
状態から光透過のための整列状態へ移行する際の応答速
度が低く、数十〜数百msecもかかるということであ
る。従って、変調の周波数を速くすると、散乱状態から
完全に整列状態となる前に次の散乱状態に移らなければ
ならなくなり、透過状態が得られなくなる。通常、赤外
領域で使用される半導体検出器固有のいわゆる1/fノ
イズは、図4に示すように、周波数が高くなるに従い逓
減するが、約100Hz程度まで存在する。従って、試
料を通過した赤外線による信号をノイズから明瞭に区別
するためには、約100Hz以上の周波数で変調するこ
とが望ましいが、従来の厚膜型強誘電性液晶板ではその
ような応答性を得ることが困難であった。
The problem here is that the liquid crystal has a low response speed when it shifts from a scattering state for blocking light to an aligned state for transmitting light, and takes several tens to several hundreds msec. Therefore, if the frequency of modulation is increased, it is necessary to move from the scattering state to the next scattering state before the scattering state is completely aligned, and the transmission state cannot be obtained. Usually, the so-called 1 / f noise peculiar to the semiconductor detector used in the infrared region gradually decreases as the frequency becomes higher as shown in FIG. 4, but exists up to about 100 Hz. Therefore, it is desirable to modulate at a frequency of about 100 Hz or higher in order to clearly distinguish the signal due to the infrared light that has passed through the sample from noise, but in the conventional thick film type ferroelectric liquid crystal plate, such a response is obtained. It was difficult to get.

【0012】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、変調周波数特性を大きく改善した
厚膜型強誘電性液晶板を使用することにより液晶板によ
る赤外線変調器を実現し、コンパクトであり、かつ、可
動部のない、信頼性の高い試料分析装置を提供するもの
である。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and realizes an infrared modulator using a liquid crystal plate by using a thick film type ferroelectric liquid crystal plate with greatly improved modulation frequency characteristics. However, the present invention provides a highly reliable sample analyzer that is compact and has no moving parts.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された第1の発明は、試料を入れた試料セルに光を
通過させ、その吸収度を測定することにより試料中の測
定目的成分の濃度を測定する試料分析装置において、試
料セルを通過する、又は、試料セルを通過した光を所定
の周波数で強度変調する光変調手段に、 a)対向する1対の透明電極板の間に強誘電性液晶を封入
した厚膜液晶セルと、 b)上記両電極板にデューティ比が55〜90%の極性反
転矩形パルス電圧を印加する電圧印加手段と、を有する
液晶板を用いたことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first invention made to solve the above-mentioned problems is to allow light to pass through a sample cell containing a sample, and to measure the degree of absorption of the sample to determine the purpose of measurement in the sample. In a sample analyzer that measures the concentration of a component, a light modulating means for intensity-modulating the light passing through the sample cell or the light passing through the sample cell at a predetermined frequency is a) strong between a pair of opposing transparent electrode plates. A liquid crystal plate having a thick film liquid crystal cell in which a dielectric liquid crystal is sealed, and b) voltage applying means for applying a polarity inversion rectangular pulse voltage having a duty ratio of 55 to 90% to both electrode plates is used. It is what

【0014】なお、電圧印加手段が印加する極性反転矩
形パルス電圧に直流電圧を重畳し、最大・最小電圧の平
均値を正又は負にバイアスさせるようにしてもよい。
A DC voltage may be superimposed on the polarity inversion rectangular pulse voltage applied by the voltage applying means to bias the average value of the maximum and minimum voltages to be positive or negative.

【0015】また、第2の発明は、上記試料分析装置に
おいて、上記液晶板が複数の領域に分割されており、各
領域毎に独立な電極が形成されていることを特徴とする
ものである。
A second invention is characterized in that, in the sample analyzer, the liquid crystal plate is divided into a plurality of regions, and an independent electrode is formed in each region. .

【0016】[0016]

【作用】厚膜液晶セルは、光(赤外線を含む)に対して
透明な1対の電極板の間に強誘電性液晶を封入して構成
される。各電極板は、通常のガラス板にITO(インジ
ウム・ティン・オキサイド)膜電極を蒸着したもの、或
いは不純物がドープされた単結晶/多結晶シリコン基板
又はゲルマニウム基板により構成することができる。こ
れら1対の電極板を50〜150μmの隙間(ギャッ
プ)を設けて対向させ、周囲をシールする。ギャップ長
を安定的に保持するため、両電極板の間にスペーサを挟
むことが望ましい。
The thick film liquid crystal cell is constructed by enclosing a ferroelectric liquid crystal between a pair of electrode plates which are transparent to light (including infrared rays). Each electrode plate can be formed by depositing an ITO (indium tin oxide) film electrode on a normal glass plate, or by a single crystal / polycrystalline silicon substrate or a germanium substrate doped with impurities. The pair of electrode plates are opposed to each other with a gap of 50 to 150 μm provided, and the periphery is sealed. In order to stably maintain the gap length, it is desirable to sandwich a spacer between both electrode plates.

【0017】両電極板の間には、シッフ塩基系、アゾ
系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、
ターフェニル系、シクロヘキシルカルボ酸エステル系、
フェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系及びオキサン
系の液晶とそれらの混合物である多成分液晶等の強誘電
性液晶を封入する。具体的な液晶化合物は次式(化1)
に示すような構造のものが例示できる。なお、これらの
代表的な材料は、コロナ社発行の「強誘電性液晶の構造
と物性」p.229〜239"強誘電性液晶材料と配向性制御法"
に記載されている。
Between the two electrode plates, a Schiff base type, an azo type, an azoxy type, a benzoate type, a biphenyl type,
Terphenyl type, cyclohexylcarboate type,
Ferroelectric liquid crystals such as phenylcyclohexane-based, pyrimidine-based and oxane-based liquid crystals and a multi-component liquid crystal that is a mixture thereof are enclosed. A specific liquid crystal compound has the following formula (Formula 1)
The structure shown in FIG. The representative materials for these materials are "Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystals" published by Corona, p.229-239 "Ferroelectric Liquid Crystal Materials and Orientation Control Method"
It is described in.

【0018】[0018]

【化1】 Embedded image

【0019】厚膜液晶セルの両電極板の間に、極性が正
負に反転する矩形パルス電圧を印加するが、このパルス
電圧のデューティ比(1サイクル中の、極性が正である
期間の比率、又は負である期間の比率)を55〜90%
とする。なお、より好ましくは65〜75%とする。
A rectangular pulse voltage whose polarity is inverted between positive and negative is applied between both electrode plates of the thick film liquid crystal cell. The duty ratio of this pulse voltage (the ratio of the period in which the polarity is positive in one cycle, or negative) The ratio of the period is 55-90%
And In addition, it is more preferably set to 65 to 75%.

【0020】強誘電性液晶に直流の電圧(いま、この初
期状態を正とする)が印加されると、液晶分子は電場に
沿って単一方向に整列する。この場合、光(赤外線を含
む)は散乱されることなく液晶を透過する。印加電圧の
極性を瞬間的(強誘電性液晶の一般的な応答速度である
数μsecよりも急峻な立ち上がり時間であればよい)
に負に反転させると、各液晶分子はその電場の変化に追
従できず、配向がランダムに変化する。この場合、光は
液晶分子により散乱されるため、液晶板を透過する光量
は大きく低下する。
When a DC voltage (currently, this initial state is positive) is applied to the ferroelectric liquid crystal, the liquid crystal molecules are aligned in a single direction along the electric field. In this case, light (including infrared rays) passes through the liquid crystal without being scattered. Instantaneous polarity of applied voltage (It is sufficient if the rise time is sharper than several μsec which is the general response speed of ferroelectric liquid crystal)
When the liquid crystal molecules are inverted negatively, the liquid crystal molecules cannot follow the change in the electric field, and the orientation changes randomly. In this case, since the light is scattered by the liquid crystal molecules, the amount of light transmitted through the liquid crystal plate is greatly reduced.

【0021】光は、液晶分子の配向が僅かに変化した段
階でも散乱される。従って、液晶分子の配向が大きくラ
ンダマイズする前に印加電圧の極性を元の正の状態に戻
してやると、液晶はすばやく元の単一方向整列状態に戻
ることができる。
Light is scattered even when the orientation of liquid crystal molecules is slightly changed. Therefore, if the polarity of the applied voltage is returned to the original positive state before the orientation of the liquid crystal molecules is largely randomized, the liquid crystal can quickly return to the original unidirectional alignment state.

【0022】図3は、強誘電性液晶材料としてメルク社
製ZLI−1013、1011を使用し、±400V、
500Hzの極性反転矩形パルス電圧(バイアスなし)
を種々のデューティ比で印加した場合の光透過率を測定
した結果である。なお、光源にはHe−Neレーザを使
用し、透過光の検出はフォトダイオード(PD)で行な
った。(a)はデューティ比50%の場合であり、正負
いずれのサイクルにおいても液晶分子の配列回復のため
の時間が不十分であるため、光透過率は全体的に低い。
(b)のようにデューティ比を67%とすることによ
り、負サイクル(図3の電圧波形では、上を正、下を負
として表わしている。なお、逆でも効果は全く同じであ
る)の時間が短くなり、液晶分子の配向が十分にランダ
ムになる前に極性が再び正に反転されることになる。こ
のため、液晶分子の正方向配列への戻りが速やかに行な
われるようになるとともに、正サイクルにおいて十分な
整列時間が与えられ、透過率の差が現われるようにな
る。(c)のようにデューティ比を75%とすると、そ
の差はより顕著となる。しかし、(d)、(e)、
(f)のようにデューティ比を100%に向けて更に上
昇させると、液晶分子の配向が乱れる前に極性が元に戻
ることになるため、不透過期間が徐々に短くなり、つい
には消失してしまう。
In FIG. 3, ZLI-1013 and 1011 manufactured by Merck Ltd. are used as the ferroelectric liquid crystal material, and ± 400 V,
500Hz polarity inversion rectangular pulse voltage (no bias)
Is the result of measuring the light transmittance when various duty ratios were applied. A He-Ne laser was used as a light source, and the transmitted light was detected by a photodiode (PD). (A) is a case where the duty ratio is 50%, and the light transmittance is low as a whole because the time for recovering the alignment of the liquid crystal molecules is insufficient in both positive and negative cycles.
By setting the duty ratio to 67% as in (b), the negative cycle (in the voltage waveform of FIG. 3, the upper part is represented as positive and the lower part is represented as negative. Note that the opposite is the same effect). The time will be shortened and the polarity will be reversed again to positive before the orientation of the liquid crystal molecules becomes sufficiently random. For this reason, the liquid crystal molecules are quickly returned to the normal alignment, and a sufficient alignment time is given in the positive cycle, so that a difference in transmittance appears. When the duty ratio is 75% as in (c), the difference becomes more remarkable. However, (d), (e),
When the duty ratio is further increased toward 100% as shown in (f), the polarity returns to the original state before the alignment of the liquid crystal molecules is disturbed, so that the opaque period is gradually shortened and finally disappears. Will end up.

【0023】このことから、本発明のように試料分析装
置の光変調手段として使用する場合、デューティ比は5
5〜90%が適当である。
From the above, the duty ratio is 5 when used as the light modulating means of the sample analyzer as in the present invention.
5 to 90% is suitable.

【0024】なお、この範囲内において最適なデューテ
ィ比は、厚膜液晶セルの設計条件、使用条件等により変
化するために、実用的には電圧印加手段にデューティ比
調整回路を組み込んで可変としておき、変調度(光透過
率の最大値と最小値との差)が最大となるように調整す
ることが望ましい。
Since the optimum duty ratio within this range varies depending on the design condition of the thick film liquid crystal cell, the use condition, etc., it is practically made variable by incorporating a duty ratio adjusting circuit in the voltage applying means. It is desirable that the modulation degree (difference between the maximum value and the minimum value of the light transmittance) be maximized.

【0025】図4に、本発明で用いる液晶板の周波数特
性を示す。なお、極性反転矩形パルス電圧の大きさ(振
幅)は±15Vから±550Vの間の種々の値で測定し
た。従来のようにデューティ比を50%とした場合には
50Hz程度で変調度が低下していたのに対し、本発明
の液晶板では、印加電圧の大きさに拘らず100Hz以
上の周波数特性を有している。上述の通り、1/fノイ
ズは約100Hz以上で非常に小さくなるため、本発明
に係る液晶板を用いた試料分析装置では、試料セルを通
過してきた光の信号をノイズ信号から明確に区別するこ
とができ、高感度の試料分析を行なうことができるよう
になる。
FIG. 4 shows frequency characteristics of the liquid crystal plate used in the present invention. The magnitude (amplitude) of the polarity reversal rectangular pulse voltage was measured at various values between ± 15V and ± 550V. Whereas when the duty ratio is 50% as in the conventional case, the degree of modulation decreases at about 50 Hz, the liquid crystal plate of the present invention has a frequency characteristic of 100 Hz or more regardless of the magnitude of the applied voltage. are doing. As described above, the 1 / f noise is extremely small at about 100 Hz or higher. Therefore, in the sample analyzer using the liquid crystal plate according to the present invention, the signal of light passing through the sample cell is clearly distinguished from the noise signal. Therefore, it becomes possible to perform highly sensitive sample analysis.

【0026】上記極性反転矩形パルス電圧は、その最大
値(正の値)と最小値(負の値)の絶対値が等しいもの
であってもよいが、直流電圧を重畳することにより最大
値・最小値の平均を正又は負にバイアスさせたものであ
ってもよい。バイアス電圧の大きさは、矩形パルス電圧
の振幅(最大値マイナス最小値)の約20〜50%が望
ましい。バイアス電圧についても、電圧印加手段にバイ
アス電圧調整回路を組み込んで、調整できるようにして
おくことがことが望ましい。
Although the absolute value of the maximum value (positive value) and the minimum value (negative value) of the polarity inversion rectangular pulse voltage may be equal, the maximum value (maximum value) can be obtained by superimposing a DC voltage. The average of the minimum values may be positively or negatively biased. The magnitude of the bias voltage is preferably about 20 to 50% of the amplitude (maximum value minus minimum value) of the rectangular pulse voltage. It is desirable that the bias voltage can be adjusted by incorporating a bias voltage adjusting circuit in the voltage applying means.

【0027】第2発明のように、上記液晶板を複数の領
域に分割し、各領域毎に独立な電極を形成することによ
り、次のような使い方をすることができる。まず、光源
と検出器との間に試料セルと参照セルとを並列に配置す
る参照セル型の試料分析装置の場合、各セルに対応した
領域毎に電極を設け、それらに異なった周波数で極性反
転矩形パルス電圧を与えることにより、両セルを通過し
た光の信号を区別することができるようになる。擬似相
関分光型試料分析装置についても同様である。また、単
一セル型試料分析装置の場合、複数の成分の濃度を同時
に測定することができるようになる。すなわち、各測定
目的成分に対応して液晶板に複数の電極及び干渉フィル
タを設け(但し、干渉フィルタは液晶板とは別体に設け
てもよい)、各電極にそれぞれ異なった周波数の極性反
転矩形パルス電圧を与えることにより、各成分の信号を
区別することができる。
As in the second invention, by dividing the liquid crystal plate into a plurality of regions and forming an independent electrode in each region, the following usage can be achieved. First, in the case of a reference cell type sample analyzer in which a sample cell and a reference cell are arranged in parallel between a light source and a detector, an electrode is provided for each region corresponding to each cell, and polarities at different frequencies are provided to them. By applying the inverted rectangular pulse voltage, it becomes possible to distinguish the light signals that have passed through both cells. The same applies to the pseudo correlation spectroscopy type sample analyzer. Further, in the case of the single cell type sample analyzer, it becomes possible to simultaneously measure the concentrations of a plurality of components. That is, a plurality of electrodes and an interference filter are provided on the liquid crystal plate corresponding to each measurement target component (however, the interference filter may be provided separately from the liquid crystal plate), and each electrode has a polarity reversal of a different frequency. By applying the rectangular pulse voltage, the signals of the respective components can be distinguished.

【0028】[0028]

【実施例】第1発明の実施例を図1により説明する。本
実施例の赤外線試料分析装置は上記従来技術の項で説明
したものと同じ単一セル型であり、測定すべき試料と基
準試料とを別の時間帯で試料セル14に導入し、それぞ
れ赤外線透過率を測定するものである。光源11からの
光のうち、測定目的成分の吸収帯波長の赤外線のみが干
渉フィルタ12により通過を許される。干渉フィルタ1
2を通過した特定波長の赤外線は、試料セル14内に導
入された試料に含まれる目的成分の量に応じた吸収を受
け、赤外線検出器15により検出される。この検出信号
を、バックグラウンド赤外線が検出器15に入ることに
より生成される迷光成分と区別するため、試料セル14
を通過する赤外線は変調器13により変調される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the first invention will be described with reference to FIG. The infrared sample analyzer of the present embodiment is of the same single cell type as described in the section of the prior art, in which the sample to be measured and the reference sample are introduced into the sample cell 14 at different time zones, and the infrared rays are respectively detected. The transmittance is measured. Of the light from the light source 11, only the infrared rays having the absorption band wavelength of the measurement target component are allowed to pass by the interference filter 12. Interference filter 1
The infrared ray having the specific wavelength that has passed through 2 is absorbed by the infrared detector 15 in accordance with the amount of the target component contained in the sample introduced into the sample cell 14. In order to distinguish this detection signal from the stray light component generated by the background infrared light entering the detector 15, the sample cell 14
Infrared rays passing through are modulated by the modulator 13.

【0029】変調器13は液晶板により構成される。本
実施例の変調器13は図2に示すように、2枚のシリコ
ン基板131、132と、両シリコン基板131、13
2の間隔(ギャップ)を一定に保持するスペーサ13
4、及び、両シリコン基板131、132の間に封入し
た液晶133から成る。シリコン基板131、132
は、単結晶、多結晶のいずれでもよい。両シリコン基板
131、132はそれ自身が電極となるため、その一部
にリード線取り出し用のラウンドを形成するための金蒸
着を施す。各シリコン基板131、132の外面には赤
外線の表面反射を防止するための無反射コーティングを
施し、内面にはラビング処理を施しておく。100μm
のスペーサ134を挟んで(すなわち、セルギャップが
100μm)両者の周囲をエポキシ接着剤でシールし、
間に液晶を充填する。液晶133には市販の強誘電性液
晶材料であるメルク社製ZLI−1013、1011を
用い、120℃加熱後徐冷することによりスメクチック
C相を得た。スペーサとしては、例えば東レ株式会社製
ルミラー(登録商標)ポリエステルシート等を用いるこ
とができる。
The modulator 13 is composed of a liquid crystal plate. As shown in FIG. 2, the modulator 13 of this embodiment includes two silicon substrates 131 and 132 and both silicon substrates 131 and 13.
Spacer 13 that maintains a constant gap (gap) of 2
4 and a liquid crystal 133 enclosed between both silicon substrates 131 and 132. Silicon substrates 131, 132
May be either single crystal or polycrystal. Since both silicon substrates 131 and 132 themselves serve as electrodes, gold vapor deposition is performed on a part thereof to form a round for taking out lead wires. An antireflection coating for preventing surface reflection of infrared rays is applied to the outer surfaces of the silicon substrates 131 and 132, and a rubbing treatment is applied to the inner surfaces thereof. 100 μm
The spacer 134 is sandwiched (that is, the cell gap is 100 μm), and the both sides are sealed with an epoxy adhesive,
Fill with liquid crystal in between. As the liquid crystal 133, ZLI-1013, 1011 manufactured by Merck Co., which is a commercially available ferroelectric liquid crystal material, was used, and a smectic C phase was obtained by heating at 120 ° C. and then gradually cooling. As the spacer, for example, Lumirror (registered trademark) polyester sheet manufactured by Toray Industries, Inc. can be used.

【0030】一方のシリコン基板131にはグラウンド
を、他方のシリコン基板には電圧印加回路137を接続
する。電圧印加回路137からは周波数f(通常、50
0Hz程度)の極性反転矩形パルス電圧を液晶層133
に印加する。なお、このパルス電圧のデューティ比は5
5〜90%の間で変調度が最大となる値に調整してお
く。
A ground is connected to one silicon substrate 131, and a voltage application circuit 137 is connected to the other silicon substrate. From the voltage application circuit 137, the frequency f (normally 50
The polarity reversal rectangular pulse voltage of about 0 Hz) is applied to the liquid crystal layer 133.
Apply to. The duty ratio of this pulse voltage is 5
The degree of modulation is adjusted to a maximum value between 5 and 90%.

【0031】このように、本実施例の赤外線試料分析装
置は従来の装置と比較すると変調器を大幅に小型化する
ことができ、振動や音も発生しない。また、赤外線は十
分高い周波数で変調されるためバックグラウンドノイズ
の影響を受けにくく、高感度の濃度測定を行なうことが
できる。
As described above, in the infrared sample analyzer of the present embodiment, the modulator can be made much smaller than the conventional device, and neither vibration nor sound is generated. Further, since infrared rays are modulated at a sufficiently high frequency, they are not easily affected by background noise, and highly sensitive concentration measurement can be performed.

【0032】第2発明の実施例である参照セル型赤外線
試料分析装置を図5に示す。この装置では、光源21と
検出器25の間に試料セル24aと参照セル24bを並
列に並べ、参照セル24bには、例えばオイル分析を行
なう場合は新品オイル(劣化前のオイル)を、またガス
分析を行なう場合は乾燥窒素ガス等の特定波長赤外線を
吸収しない試料を封入しておく。干渉フィルタ22を通
過した特定波長赤外線は両セル24a、24bに同時に
入り、試料セル24aでは試料中の測定目的成分の量に
応じた吸収を受け、参照セル24bでは吸収を受けな
い。これにより、光源21自体の強度変化を補償するこ
とができる。
FIG. 5 shows a reference cell type infrared sample analyzer according to the second embodiment of the present invention. In this apparatus, a sample cell 24a and a reference cell 24b are arranged in parallel between a light source 21 and a detector 25, and a new oil (oil before deterioration) is used in the reference cell 24b when oil analysis is performed, and a gas is also used. When performing analysis, enclose a sample that does not absorb infrared rays of a specific wavelength such as dry nitrogen gas. The specific wavelength infrared light that has passed through the interference filter 22 enters both cells 24a and 24b at the same time, and is absorbed in the sample cell 24a according to the amount of the measurement target component in the sample, and is not absorbed in the reference cell 24b. This makes it possible to compensate the intensity change of the light source 21 itself.

【0033】本実施例の赤外線試料分析装置では、図
6、図7に示すような液晶板変調器23を使用する。図
7(a)の変調器23では、高抵抗シリコン基板又はガ
ラス板231、232の内面にITO膜235、236
a、236bを蒸着したものを用いる。これは、2つの
領域に独立のパルス電圧を印加するためである。すなわ
ち、1枚のシリコン基板又はガラス板232を各セル2
4a、24bに対応して2つの領域に区分し、それぞれ
独立に電極236a、236bを形成する。また、各電
極236a、236bには別個に電圧印加回路237
a、237bを接続する。なお、反対側の電極235は
図7に示すように共通であってもよいし、各電極236
a、236bに対応する別個の電極を形成しても良い。
これにより、試料セル24aを通過する赤外線と参照セ
ル24bを通過する赤外線を別個の周波数f1、f2で変
調することができ、検出器25の出力から両赤外線に対
応する信号を同時に、しかも区別して取り出すことがで
きるようになる。図7(b)の変調器23では、高抵抗
シリコン基板231に2個の独立の低抵抗領域236
a、236bを設けることにより、同様の効果を得てい
る。なお、この変調器23では、他方の高抵抗シリコン
基板232が干渉フィルタの機能を兼ねている。
The infrared sample analyzer of this embodiment uses a liquid crystal plate modulator 23 as shown in FIGS. In the modulator 23 of FIG. 7A, the ITO films 235 and 236 are formed on the inner surfaces of the high resistance silicon substrates or the glass plates 231 and 232.
The vapor deposition of a and 236b is used. This is because independent pulse voltages are applied to the two regions. That is, one silicon substrate or glass plate 232 is used for each cell 2
4a and 24b are divided into two regions, and electrodes 236a and 236b are independently formed. In addition, a voltage application circuit 237 is separately provided for each of the electrodes 236a and 236b.
a and 237b are connected. The electrode 235 on the opposite side may be common as shown in FIG. 7, or each electrode 236.
Separate electrodes corresponding to a and 236b may be formed.
As a result, the infrared rays passing through the sample cell 24a and the infrared rays passing through the reference cell 24b can be modulated at different frequencies f1 and f2, and the signals corresponding to both infrared rays can be simultaneously and distinguished from the output of the detector 25. You will be able to take it out. In the modulator 23 of FIG. 7B, two independent low resistance regions 236 are formed on the high resistance silicon substrate 231.
The same effect is obtained by providing a and 236b. In the modulator 23, the other high resistance silicon substrate 232 also functions as an interference filter.

【0034】なお、図5は干渉フィルタ22を変調器2
3とは別個に設けた例を示しているが、図7に示すよう
に、変調器23を構成する液晶板の一方の透明電極板
(ガラス板)231に誘電体多層膜コーティング238
を施すことにより、干渉フィルタとしてもよい。これに
より、赤外線試料分析装置を構成する部品点数を減らす
ことができ、装置全体をコンパクトにすることができる
とともに、コストダウンともなる。
In FIG. 5, the interference filter 22 is replaced by the modulator 2.
3 shows an example in which the modulator 23 is provided separately, but as shown in FIG. 7, one transparent electrode plate (glass plate) 231 of the liquid crystal plate constituting the modulator 23 is coated with a dielectric multilayer film coating 238.
By applying the above, an interference filter may be provided. As a result, the number of parts constituting the infrared sample analyzer can be reduced, the entire device can be made compact, and the cost can be reduced.

【0035】第2発明の別の例として、擬似相関分光型
赤外線試料分析装置を図8に示す。この装置では、光源
31と1個の試料セル34との間に、高濃度の測定目的
成分を含む試料を入れておく高濃度被測定試料セル37
と、新品オイル、乾燥窒素ガス等の特定波長の赤外線を
吸収しない試料を入れておく参照セル38とを並列に設
ける。干渉フィルタ32を通過した特定波長赤外線は、
高濃度被測定試料セル37においてほぼ100%吸収さ
れる一方、参照セル38では吸収を受けない。従って、
これらの両赤外線を試料セル34に同時に通過させるこ
とにより、測定目的成分の濃度を測定することができ
る。この装置では、試料中に含まれる汚染成分により試
料セル34が汚れた場合、両赤外線はほぼ同様の影響を
受け、その影響がキャンセルされるため、高精度の測定
を行なうことができる。
As another example of the second invention, a pseudo correlation spectroscopy type infrared sample analyzer is shown in FIG. In this device, a high-concentration measured sample cell 37 in which a sample containing a high-concentration measurement target component is placed between the light source 31 and one sample cell 34.
And a reference cell 38 in which a sample that does not absorb infrared rays of a specific wavelength such as new oil or dry nitrogen gas is placed. The specific wavelength infrared light that has passed through the interference filter 32 is
Almost 100% is absorbed in the high-concentration measured sample cell 37, while it is not absorbed in the reference cell 38. Therefore,
By passing both infrared rays through the sample cell 34 at the same time, the concentration of the component to be measured can be measured. In this device, when the sample cell 34 is contaminated by the contaminated component contained in the sample, both infrared rays have substantially the same influence, and the influences are canceled, so that highly accurate measurement can be performed.

【0036】本実施例の赤外線試料分析装置では、変調
器33として図6、図7に示したものを用いることもで
きるし、図9に示すように、高濃度被測定試料セル43
7及び参照セル438をも一体化したユニット40とす
ることもできる。図9のユニット40において、433
は赤外線変調用の液晶板、432は誘電体多層膜コーテ
ィングによる干渉フィルタである。
In the infrared sample analyzer of this embodiment, the modulator shown in FIGS. 6 and 7 can be used as the modulator 33, and as shown in FIG. 9, a high concentration sample cell 43 to be measured.
7 and the reference cell 438 may be integrated into a unit 40. In the unit 40 of FIG. 9, 433
Is a liquid crystal plate for infrared modulation, and 432 is an interference filter with a dielectric multilayer coating.

【0037】第2発明の更に別の実施例(第4実施例)
として、図1に示した単一セル型赤外線試料分析装置に
図10に示すような電極配置を有する液晶板を変調器と
して用いたものを挙げることができる。この変調器50
では、液晶層を挟む一方のシリコン基板51を複数個
(図10の例では6個)の領域に分け、各領域毎に独立
に制御可能な電極52a〜52fを設ける。これら6個
の電極52a〜52fはそれぞれ別個の測定目的成分
(例えばCH3、CO2、CO、NO、NO2、SO2)に
対応する。シリコン基板51の、各電極52a〜52f
に対応する領域の裏側には更に、各測定目的成分の吸収
赤外線のみを透過する干渉フィルタ(誘電体多層膜コー
ティング)53a〜53fをそれぞれ形成しておく。
Still another embodiment of the second invention (fourth embodiment)
As an example, the single cell type infrared sample analyzer shown in FIG. 1 using a liquid crystal plate having an electrode arrangement as shown in FIG. 10 as a modulator can be mentioned. This modulator 50
Then, one silicon substrate 51 sandwiching the liquid crystal layer is divided into a plurality of regions (six in the example of FIG. 10), and independently controllable electrodes 52a to 52f are provided in each region. These six electrodes 52a~52f each separate measurement target component (e.g. CH 3, CO 2, CO, NO, NO 2, SO 2) corresponds to. Each electrode 52a to 52f of the silicon substrate 51
Further, on the back side of the region corresponding to, interference filters (dielectric multilayer film coatings) 53a to 53f that transmit only the absorption infrared rays of each measurement target component are formed.

【0038】この赤外線試料分析装置による濃度測定は
次のようにして行なう。まず、試料セル14に参照試料
を導入し、6個の電極52a〜52fにそれぞれ別個の
周波数f1〜f6の極性反転矩形パルス電圧(デューティ
比はもちろん、55〜90%の範囲内である)を印加
し、検出器15により赤外線強度を検出する。検出信号
をこれら変調周波数f1〜f6で分離することにより、各
特定波長赤外線の強度を同時に測定することができる。
次に、試料セル14から参照試料を排出し、分析目的試
料を導入する。そして同様に各電極52a〜52fに周
波数f1〜f6の極性反転矩形パルス電圧を印加し、赤外
線検出信号をこれら変調周波数f1〜f6で分離すること
により、試料の複数の成分の濃度を同時に測定すること
ができる。
The concentration measurement by this infrared sample analyzer is performed as follows. First, the reference sample is introduced into the sample cell 14, and the six electrodes 52a to 52f are supplied with the polarity reversal rectangular pulse voltages (the duty ratio is of course within the range of 55 to 90%) of different frequencies f1 to f6. The voltage is applied, and the infrared intensity is detected by the detector 15. By separating the detection signal at these modulation frequencies f1 to f6, it is possible to simultaneously measure the intensities of the infrared rays of specific wavelengths.
Next, the reference sample is discharged from the sample cell 14 and the analysis target sample is introduced. Similarly, by applying a polarity inversion rectangular pulse voltage of frequencies f1 to f6 to each of the electrodes 52a to 52f and separating the infrared detection signal at these modulation frequencies f1 to f6, the concentrations of a plurality of components of the sample are simultaneously measured. be able to.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明に係る試料分析装置では、試料を
通過する光の強度を変調するために従来のような機械式
のチョッパ板ではなく、液晶板を使用する。このため、
コンパクトであり、かつ、音や振動のない、信頼性の高
い試料分析装置とすることができる。また、通常の液晶
板では試料分析装置で必要とされるような高速変調が行
なえないが、本発明では印加する極性反転矩形パルス電
圧のデューティ比を適切な範囲に設定することにより、
そのような高速変調を可能とした。
In the sample analyzer according to the present invention, a liquid crystal plate is used in order to modulate the intensity of light passing through the sample, instead of the conventional mechanical chopper plate. For this reason,
A compact and highly reliable sample analyzer without sound or vibration can be provided. In addition, a normal liquid crystal plate cannot perform high-speed modulation as required in a sample analyzer, but in the present invention, by setting the duty ratio of the polarity inversion rectangular pulse voltage to be applied to an appropriate range,
It enabled such high-speed modulation.

【0040】また、第2発明のように、液晶板を複数の
領域に分割し、各領域毎に独立な電極を形成することに
より、同時に複数の周波数で変調を行なうことができる
ようになるため、参照セル型試料分析装置、擬似相関分
光型試料分析装置等にも対応することができる。更に、
試料に含まれる複数の成分の濃度を同時に測定すること
もできるようになる。
Further, as in the second invention, by dividing the liquid crystal plate into a plurality of regions and forming an independent electrode in each region, it becomes possible to perform modulation at a plurality of frequencies at the same time. It can also be applied to a reference cell type sample analyzer, a pseudo-correlation spectroscopy type sample analyzer, and the like. Furthermore,
It also becomes possible to simultaneously measure the concentrations of a plurality of components contained in the sample.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1実施例の単一セル型赤外線試料分析装置
の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single-cell infrared sample analyzer according to a first embodiment.

【図2】 第1実施例で用いる赤外線変調器である液晶
板の断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a liquid crystal plate which is an infrared modulator used in the first embodiment.

【図3】 厚膜型強誘電性液晶板に印加する極性反転矩
形パルス電圧のデューティ比を種々に変化させた場合の
光透過率の変化を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing changes in light transmittance when the duty ratio of the polarity inversion rectangular pulse voltage applied to the thick film type ferroelectric liquid crystal plate is variously changed.

【図4】 本発明の液晶板と従来の液晶板の周波数特
性、及びバックグラウンドノイズの周波数特性を示すグ
ラフ。
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of a liquid crystal plate of the present invention and a conventional liquid crystal plate, and frequency characteristics of background noise.

【図5】 第2実施例の参照セル型赤外線試料分析装置
の概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a reference cell type infrared sample analyzer of the second embodiment.

【図6】 第2実施例で用いる赤外線変調器である液晶
板の正面図。
FIG. 6 is a front view of a liquid crystal plate which is an infrared modulator used in the second embodiment.

【図7】 干渉フィルタを組み込んだ上記液晶板の断面
図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal plate incorporating an interference filter.

【図8】 第3実施例の擬似相関分光型試料分析装置の
概略構成図。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a pseudo-correlation spectroscopy type sample analyzer of the third embodiment.

【図9】 第3実施例で用いる干渉フィルタ・試料セル
一体型液晶板の断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an interference filter / sample cell integrated liquid crystal plate used in a third embodiment.

【図10】 第4実施例で用いる赤外線変調器である液
晶板の正面図。
FIG. 10 is a front view of a liquid crystal plate which is an infrared modulator used in a fourth embodiment.

【図11】 従来の単一セル型赤外線試料分析装置の概
略構成図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a conventional single-cell infrared sample analyzer.

【図12】 従来の試料分析装置で用いる回転チョッパ
型赤外線変調器の正面図(a)及びその変調度を示すグ
ラフ。
FIG. 12 is a front view (a) of a rotary chopper type infrared modulator used in a conventional sample analyzer and a graph showing its modulation degree.

【図13】 従来の液晶板による赤外線変調の方法を示
すタイムチャート。
FIG. 13 is a time chart showing a method of infrared modulation using a conventional liquid crystal plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21、31、61…光源 12、22、32、62…干渉フィルタ 13、23、33…液晶板赤外線変調器 131、132…シリコン基板 133…液晶層 134…スペーサ 137…電圧印加回路 231、232…ガラス板 235、236a、236b…電極 237a…電圧印加回路 238…誘電体多層膜コーティング(干渉フィルタ) 40…赤外線変調器ユニット 432…誘電体多層膜コーティング(干渉フィルタ) 433…液晶板 437…高濃度被測定試料セル 438…参照セル 14、24a、34、64…試料セル 24b…参照セル 15、25、35、65…赤外線検出器 37…高濃度被測定試料セル 38…参照セル 50…赤外線変調器 51…シリコン基板 52a〜52f…電極 53a〜53f…誘電体多層膜コーティング(干渉フィ
ルタ)(裏側)
11, 21, 31, 61 ... Light source 12, 22, 32, 62 ... Interference filter 13, 23, 33 ... Liquid crystal plate infrared modulator 131, 132 ... Silicon substrate 133 ... Liquid crystal layer 134 ... Spacer 137 ... Voltage applying circuit 231, 232 ... Glass plate 235, 236a, 236b ... Electrode 237a ... Voltage application circuit 238 ... Dielectric multilayer film coating (interference filter) 40 ... Infrared modulator unit 432 ... Dielectric multilayer film coating (interference filter) 433 ... Liquid crystal plate 437 ... High-concentration measured sample cell 438 ... Reference cell 14, 24a, 34, 64 ... Sample cell 24b ... Reference cell 15, 25, 35, 65 ... Infrared detector 37 ... High-concentration measured sample cell 38 ... Reference cell 50 ... Infrared Modulator 51 ... Silicon substrate 52a-52f ... Electrode 53a-53f ... Dielectric multilayer film coat Ingu (interference filter) (back)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/133 560 1/141 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G02F 1/133 560 1/141

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料を入れた試料セルに光を通過させ、
その吸収度を測定することにより試料中の測定目的成分
の濃度を測定する試料分析装置において、 試料セルを通過する、又は、試料セルを通過した光を所
定の周波数で強度変調する光変調手段に、 a)対向する1対の透明電極板の間に強誘電性液晶を封入
した厚膜液晶セルと、 b)上記両電極板にデューティ比が55〜90%の極性反
転矩形パルス電圧、又は、該極性反転矩形パルス電圧に
直流バイアス電圧を重畳した電圧を印加する電圧印加手
段と、を有する液晶板を用いたことを特徴とする試料分
析装置。
1. Light is passed through a sample cell containing a sample,
In a sample analyzer that measures the concentration of a measurement target component in a sample by measuring its absorbance, a light modulating means that intensity-modulates light passing through the sample cell or passing through the sample cell at a predetermined frequency , A) a thick film liquid crystal cell in which a ferroelectric liquid crystal is sealed between a pair of opposing transparent electrode plates, and b) a polarity reversal rectangular pulse voltage with a duty ratio of 55 to 90%, or the polarity. A sample analyzer characterized by using a liquid crystal plate having a voltage applying means for applying a voltage obtained by superimposing a DC bias voltage on an inverted rectangular pulse voltage.
【請求項2】 上記液晶板が複数の領域に分割されてお
り、各領域毎に独立な電極が形成されていることを特徴
とする請求項1記載の試料分析装置。
2. The sample analyzer according to claim 1, wherein the liquid crystal plate is divided into a plurality of regions, and an independent electrode is formed in each region.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009250728A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 Panasonic Electric Works Co Ltd Gas concentration measuring instrument
JP2012068048A (en) * 2010-09-21 2012-04-05 Jx Nippon Oil & Energy Corp Device for monitoring lubricating oil deterioration
JP2016136122A (en) * 2015-01-23 2016-07-28 シャープ株式会社 Device for measuring concentration of dissolved substance in liquid

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