JPH10115584A

JPH10115584A - 蛍光フローセル

Info

Publication number: JPH10115584A
Application number: JP27015996A
Authority: JP
Inventors: Someyoshi Arai; 染吉新井
Original assignee: DKK Corp
Current assignee: DKK Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】光子の数が少ないために蛍光検出器の信号の
ふらつきが大きくなる問題、及び、励起光が目的物質以
外のものに当たって蛍光を発生し、それが蛍光検出器に
入ってノイズになる問題を解消して、高精度の測定を行
うことができるとともに、試料ガスの置き換わりが良
く、応答時間が短い蛍光分析装置用フローセルを提供す
る。【解決手段】セル本体の蛍光検出器設置側と反対側の
内面を凹面に形成し、セル本体内で発生して前記凹面に
当たった蛍光を蛍光検出器の検出部に向けて反射させ
る。例えば、セル本体６２を径方向に沿った中空部断面
６４がほぼ楕円形であるまっすぐな筒状に形成し、セル
本体６２の中空部断面６４の曲率半径が大きい２つの側
の内の一方の側６６に蛍光検出器２２を隣接して設置す
る。これにより、セル本体６２の蛍光検出器２２設置側
と反対側の内面６８が前記凹面の作用をするようにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光分析法による
分析装置において試料ガスに励起光を照射して蛍光強度
を測定する部分として使用される蛍光フローセルに関す
る。本発明の蛍光フローセルは、例えば、紫外線蛍光方
式による二酸化硫黄測定装置などに好適に使用すること
ができる。

【０００２】

【従来の技術】試薬を用いずに大気中や工場排ガス中に
含まれる二酸化硫黄（ＳＯ₂）濃度を測定する乾式測定
法として、紫外線蛍光方式による測定法がある。このＳ
Ｏ₂測定法は、試料ガス中のＳＯ₂に２２０ｎｍ付近の波
長の紫外線を照射すると、ＳＯ₂が励起されて３２０ｎ
ｍ付近の波長の蛍光を発することを利用するもので、上
記蛍光の強度を光電子増倍管等の蛍光検出器で検出し、
その値から試料ガス中のＳＯ₂濃度を求めるものであ
る。このように、試料ガス中の蛍光を発生する物質の濃
度を測定するときに、試料ガスに紫外線を照射して蛍光
の強度を測定することは、よく行われる方法である。な
お、蛍光を発生する物質の励起には、他に可視光線、電
子線、Ｘ線、α線等も利用可能であるが、ＳＯ₂測定用
としてはほとんど利用されることがない。

【０００３】紫外線蛍光方式によるＳＯ₂測定用励起光
としては、光源を出たばかりの光線の中には３２０ｎｍ
付近の光が含まれているのが通常である。例えば、キセ
ノンランプを光源として用いた場合には、光源から出た
ばかりの光線の中には可視光線から紫外線までの色々な
波長の光が含まれている。そして、このように３２０ｎ
ｍ付近の光が元々含まれている光線をそのまま試料ガス
に照射して測定を行うと、その元々含まれていた３２０
ｎｍ付近の光も蛍光検出器で検出され、その結果特に低
濃度のＳＯ₂では測定が困難となる。したがって、前記
測定法を用いた測定装置では、光源からの光を分光セル
に通してＳＯ₂の励起に必要な２２０ｎｍ付近の波長の
紫外線に分光した後、この紫外線を試料ガスに照射して
いる。

【０００４】上述した用途に使用される分光セルとして
は、必要な波長の光を反射し、不要な波長の光を透過さ
せる反射型光学フィルタを用いたものと、必要な波長の
光を透過させる透過型光学フィルタを用いたものとの２
種類が主として使われるが、前者の反射型光学フィルタ
は必要とする波長の光を１００％近く反射するため、得
られる励起光の光量が多くなるという利点があるのに対
し、後者の透過型光学フィルタは必要な波長の光の透過
率が小さく、励起光の光量が少なくなるため、反射型光
学フィルタを用いた分光セルの方が多用されている。

【０００５】また、紫外線によって蛍光を発生する物質
は、ＳＯ₂以外にも芳香族炭化水素類（エチルベンゼ
ン、キシレン、ナフタレン等）、塗料類、油脂類など多
数存在し、紫外線蛍光方式によるＳＯ₂測定において試
料ガス中にＳＯ₂以外の蛍光を発生する物質が含まれて
いると、それらが妨害物質となってＳＯ₂濃度を正しく
求めることができない。これに対する対策として、紫外
線蛍光方式によるＳＯ₂測定装置では、試料ガス中に含
まれる芳香族炭化水素類をハイドロカーボンカッター等
で予め除去してから試料ガスを測定セルに導入してい
る。

【０００６】ところで、工場排ガス中のＳＯ₂の分析で
は、試料ガス中に含まれるＳＯ₂の割合は１０^-4から１
０^-5程度である。ＳＯ₂濃度がこの程度であれば、ＳＯ₂
が励起光を吸収して蛍光を発する率はかなり大きいた
め、蛍光の強度も比較的大きくなり、測定は容易とな
る。しかし、大気中のＳＯ₂測定では、試料ガス中に含
まれるＳＯ₂の割合は通常１０^-7から１０^-8程度、濃度
の低いところでは１０^-9程度にまでなるので、ＳＯ₂が
励起光を吸収して蛍光を発する率が低くなり、照射する
励起光に比べてＳＯ₂からの蛍光強度は非常に弱くな
る。そのため、後者の大気中のＳＯ₂測定では２つの問
題が生じる。１つ目の問題は、蛍光強度が弱く光子の数
が少ないため、蛍光検出器の信号のふらつきが大きくな
ることである。２つ目の問題は、励起光がＳＯ₂以外の
ものに当たって蛍光を発生し、それが蛍光検出器に入っ
た場合、大きなノイズになることである。これらの問題
が生じると、精度の良い測定を行うことが困難となる。

【０００７】これに対し、１つ目の問題に対する対策と
しては、発生した蛍光をできるだけ多く蛍光検出器に導
くことが重要である。具体的には、検出器を蛍光が発生
している場所にできるだけ近づけたり、レンズや反射板
を用いて蛍光を検出器に導いたりすることが有効であ
る。２つ目の問題は、励起光や励起光の散乱光が測定セ
ルの内面に当たって蛍光を発生させるために生じる。特
に、測定セル内面の内のそこから検出器に直接光が入る
部分で蛍光が発生すると、その蛍光が検出器に入る割合
が大きく、ノイズが大きくなる。したがって、２つ目の
問題に対する対策としては、光学系の設計によって測
定セル内部での励起光のビームの広がりを抑える手段、
測定セルを大きくして励起光が測定セルの内面に極力
当たらないようにする手段、測定セル内面の内のそこ
から発生した蛍光が直接検出器に入る部分、具体的には
セルの蛍光検出器設置側と反対側の内面にくぼみを形成
し、この部分に励起光が当たりにくくなるようにする手
段、励起光が散乱しにくい塗料や、蛍光が発生しにく
い塗料を用いて測定セル内面を塗装する手段、測定前
に測定セル内面に付着している蛍光発生物質を洗浄、除
去する手段などを採ることができる。

【０００８】具体的には、反射型光学フィルタによる分
光セルを用いたＳＯ₂測定装置であって、前述したレン
ズや反射板を用いて蛍光を検出器に導く手段と、測定セ
ル内面の内のそこから発生した蛍光が直接検出器に入る
部分にくぼみを形成する手段とを採用した装置として、
従来、図６に示すものが知られている。なお、図６はＳ
Ｏ₂測定装置の部分概略図である。図６の装置におい
て、２は光源セル、４は分光セル、６は測定セル、８は
制御部を示す。

【０００９】光源セル２は、箱体１０の内部にキセノン
ランプ等の光源１２が設置されたものである。分光セル
４は、箱体１４の内部に４枚の平板状の反射型光学フィ
ルタ１６ａ〜１６ｄが配設されたもので、該セル４のセ
ル入口１９及びセル出口２１には、光源１２からの光を
平行光線にする入口部レンズ１８及び分光セル４内を通
った平行光線を測定セル６内で収束させる出口部レンズ
２０（いずれも凸レンズ）がそれぞれ装着されている。
なお、図中１７は各反射型光学フィルタ１６をセル４内
に固定するための固定用具を示す。

【００１０】反射型光学フィルタ１６ａ〜１６ｄは、隣
接するフィルタ同士の角度が約９０度となるように略四
角枠状に配置されている。そして、入口部レンズ１８を
通ってほぼ平行光線となった光源１２からの光が１番目
の反射型光学フィルタ１６ａに４５度の入射角度で入射
し、その中の２２０ｎｍ付近の波長の紫外線が４５度の
反射角度で反射する。さらに、この紫外線が２、３、４
番目の反射型光学フィルタ１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに順
次反射した後、出口部レンズ２０を通って測定セル６内
に入るものである。この場合、フィルタ１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄにおける光の入射角度、反射角度は、いずれ
も４５度である。

【００１１】反射型光学フィルタは、必要な波長の光を
１００％近く反射するが、その他の不要な波長の光も５
％程度は反射するという特性がある。そのため、光源か
らの光をフィルタに１回反射させただけでは、測定に対
し妨害となる光（波長３２０ｎｍ付近の光）が多く残存
しているため、実用にならない。したがって、図６に示
した分光セルでは、光源からの光を反射型光学フィルタ
に４回反射させることにより、測定に対し妨害となる光
を実用上問題がない程度（１／２０の４乗＝１６万分の
１）にまで低減させている。一方、励起光として必要な
波長２２０ｎｍ付近の紫外線は、各フィルタで１００％
近く反射するため、４回反射させても光源から出た光に
対して９０％以上が残存している。

【００１２】測定セル６は、内部に導入した試料ガスに
分光セル４から出た紫外線を照射するもので、そのとき
に発生する蛍光２５（波長３２０ｎｍの紫外線）の強度
を蛍光検出器（光電子増倍管等）２２で検出するもので
ある。測定セル６において、２３は検出器セル、２４は
蛍光を集光するために検出器２２の前に設けられた集光
レンズ、２６は３２０ｎｍの紫外線を選択的に透過させ
る光学フィルタ、２８はセルの蛍光検出器設置側と反対
側の内面に形成されたくぼみ、３０はくぼみ２８内に配
設され、セル本体内で発生してくぼみ２８方向に向かっ
た蛍光を検出器２２側に反射する凹面鏡、３２は蛍光発
生に使用された後の励起光を吸収する光トラップ、３４
は光源からの光量の変動を補償するために測定セル６内
に照射される励起光（波長２２０ｎｍの紫外線）を測定
する励起光測定用紫外線検出器、３６は試料ガス入口、
３８は試料ガス出口を示す。なお、測定セル６の径方向
に沿った中空部断面は四角形である。制御部８は、蛍光
検出器２２で検出した蛍光強度に基づいて試料ガス中の
ＳＯ₂濃度を求めるものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６の装置
は、測定セルの内面にくぼみを形成し、さらにその中に
凹面鏡を設置してあるため、測定セル内の試料ガスの置
き換わりが悪く、応答時間が長くなるものであった。ま
た、励起光が測定セルの内面に当たるのを防止するため
に測定セルを大きくした場合には、同様に測定セル内の
試料ガスの置き換わりが悪くなる上、蛍光が発生する場
所と検出器との距離が長くなり、発生した蛍光を多く蛍
光検出器に導くことが難しくなるものであった。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、蛍光分析法による分析装置において試料ガスに励起
光を照射して蛍光強度を測定する部分として使用される
蛍光フローセルであって、試料ガスの置き換わりが悪く
なる問題を解消しつつ、低濃度の目的物質を測定する場
合に生じる前述した２つの問題、すなわち蛍光強度が弱
く光子の数が少ないため、蛍光検出器の信号のふらつき
が大きくなる問題、励起光が目的物質以外のものに当た
って蛍光を発生し、それが蛍光検出器に入ってノイズに
なる問題を解消し、精度の良い測定を行うことを可能と
した蛍光フローセルを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するために種々検討を行った結果、下記のことを見
出した。（Ａ）セル本体の蛍光検出器設置側と反対側の内面を凹
面に形成し、セル本体内で発生して前記凹面に当たった
蛍光を蛍光検出器の検出部に向けて反射させることによ
り、発生した蛍光をできるだけ多く蛍光検出器に導くこ
とが可能となる。すなわち、蛍光は励起光が試料ガス中
の目的物質に当たって発生するので、セル本体内で発生
してからランダムな方向に向かう光となるが、上記のよ
うにすれば、検出器と反対の方向に向かった光でも凹面
で反射して検出器に入射する可能性が高くなり、より多
くの蛍光を集めることができる。また、セル本体の内面
自体を凹面に形成するので、図６のフローセルのように
測定セルの内面にくぼみを形成してその中に凹面鏡を設
置するのとは異なり、試料ガスの置き換わりが良い。

【００１６】（Ｂ）セル本体を径方向に沿った中空部断
面がほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状に形成し、該
セル本体内にその軸方向に沿って試料ガスを流すことに
より、図６のフローセルのように径方向に沿った中空部
断面が四角形であるものに比べ、試料ガスの置き換わり
が良くなり、応答時間が短くなる。また、中空部断面が
ほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状のセル本体内にそ
の軸方向に沿って励起光を入射させることにより、セル
本体内面に励起光が当たった場合にその反射光が検出装
置の検出部に向けて反射することを防止できる。

【００１７】（Ｃ）セル本体を径方向に沿った中空部断
面がほぼ楕円形であるまっすぐな筒状に形成し、セル本
体の中空部断面の曲率半径が大きい側に蛍光検出器を設
置するとともに、該セル本体内にその軸方向に沿って試
料ガスを流し、かつ、軸方向に沿って励起光を入射させ
ることにより、上記（Ａ）及び（Ｂ）の作用効果を同時
に得ることができる。この場合、セル本体の蛍光検出器
設置側と反対側の内面（曲率半径が大きい面であって蛍
光検出器設置側の面と対向する面）が（Ａ）で述べた凹
面の作用をする。

【００１８】（Ｄ）セル本体内面を鏡面研磨し、セル本
体内面の細かい凹凸をなくすことにより、セル本体内面
に励起光が当たったときに蛍光が発生しにくくなる。す
なわち、セル本体内面が鏡面研磨されていると、塗装面
や通常の金属表面に比べて吸着表面積が大幅に小さくな
るため、蛍光発生物質の吸着や付着が少なくなり、励起
光が当たったときに蛍光が発生しにくくなる。また、セ
ル本体内面を鏡面研磨することにより、励起光がセル本
体内面での乱反射により散乱して検出部に入ることを防
止できる。さらに、（Ａ）で述べた凹面が鏡面研磨され
ていれば、該面が鏡面研磨されていない場合に比べ、よ
り多くの蛍光が凹面に反射するため、より多くの蛍光を
検出器に集めることができる。

【００１９】そして、本発明者は、上記（Ａ）の技術を
単独で用いること、あるいは、（Ａ）〜（Ｄ）の技術を
適切に組み合わせることにより、前記目的を効果的に達
成できることを知見し、本発明をなすに至った。したが
って、本発明は、下記第１〜第６発明を提供する。［第１発明］セル本体と、該セル本体に隣接して設置さ
れた蛍光検出器とを具備し、セル本体内に試料ガスを流
すとともに、該試料ガスに励起光を照射し、そのときに
発生する蛍光の強度を蛍光検出器で検出する蛍光フロー
セルにおいて、セル本体の蛍光検出器設置側と反対側の
内面が凹面に形成され、セル本体内で発生して前記凹面
に当たった蛍光が蛍光検出器の検出部に向けて反射する
ことを特徴とする蛍光フローセル。

【００２０】第１発明において、上記凹面は、セル本体
の長さ方向に沿って切った断面において平面状、幅方向
に沿って切った断面において凹面状である凹面（二次元
的凹面）であってもよく、セル本体の長さ方向に沿って
切った断面において凹面状、幅方向に沿って切った断面
において平面状である凹面（二次元的凹面）であっても
よく、セル本体の長さ方向に沿って切った断面及び幅方
向に沿って切った断面の両方において凹面状である凹面
（三次元的凹面）であってもよい。

【００２１】［第２発明］セル本体を径方向に沿った中
空部断面がほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状に形成
し、該セル本体内にその軸方向に沿って試料ガスを流す
とともに、軸方向に沿って励起光を入射させる第１発明
の蛍光フローセル。［第３発明］セル本体を径方向に沿った中空部断面がほ
ぼ楕円形であるまっすぐな筒状に形成し、セル本体の中
空部断面の曲率半径が大きい側に蛍光検出器を隣接して
設置した第２発明の蛍光フローセル。

【００２２】［第４発明］セル本体の内面を鏡面研磨し
た第２発明の蛍光フローセル。［第５発明］セル本体の内面を鏡面研磨した第３発明の
蛍光フローセル。

【００２３】［第６発明］セル本体と、該セル本体に隣
接して設置された蛍光検出器とを具備し、セル本体内に
試料ガスを流すとともに、該試料ガスに励起光を照射
し、そのときに発生する蛍光の強度を蛍光検出器で検出
する蛍光フローセルにおいて、セル本体を径方向に沿っ
た中空部断面がほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状に
形成し、かつセル本体の内面を鏡面研磨するとともに、
該セル本体内にその軸方向に沿って試料ガスを流し、軸
方向に沿って励起光を入射させることを特徴とする蛍光
フローセル。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明（第５発明）の蛍
光フローセルを用いたＳＯ₂測定装置の一例を示す部分
概略図である。図１において、図６の装置と同一構成の
部分には同一参照符号を付してその説明を省略する。な
お、本装置の光源セル２、分光セル４、制御部８は図６
の装置と同様のものである。

【００２５】本装置の測定セル（蛍光フローセル）６０
は、図２に示すように、セル本体６２を径方向に沿った
中空部断面６４がほぼ楕円形であるまっすぐな筒状に形
成し、該セル本体６２の中空部断面６４の曲率半径が大
きい２つの側の内の一方の側６６に蛍光検出器２２を隣
接して設置したものである。したがって、本例の測定セ
ル６０においては、セル本体６２の蛍光検出器２２設置
側と反対側の内面６８、すなわちセル本体６２の中空部
断面６４の曲率半径が大きい２つの側の内の他方の側の
内面６８が、第１発明における凹面の作用をするように
なっている。また、セル本体６２の内面７０は、全面に
わたって鏡面研磨されている。本装置は、試料ガスを試
料ガス入口３６からセル本体６２内に流入させ、試料ガ
ス出口３８から流出させることにより、セル本体６２内
にその軸方向に沿って試料ガスを流すとともに、セル本
体６２内にその中心軸に沿って分光セル４から波長２２
０ｎｍ付近の紫外線を入射させるものである。

【００２６】本装置は、次の作用効果を奏する。 (1)セル本体６２を径方向に沿った中空部断面６４がほ
ぼ楕円形であるまっすぐな筒状に形成し、セル本体６２
の中空部断面６４の曲率半径が大きい側に蛍光検出器２
２を隣接して設置したので、セル本体６２内で発生して
検出器２２方向と反対の方向に向かった蛍光２５が、セ
ル本体６２の蛍光検出器２２設置側と反対側の内面（凹
面）６８に当たった場合、図２及び図３に示すように、
その蛍光２５は蛍光検出器２２の検出部に向けて反射す
る。したがって、発生した蛍光２５をできるだけ多く検
出器２５に導くことが可能となり、光子の数が少ないた
めに蛍光検出器の信号のふらつきが大きくなる問題を解
消して、高精度の測定を行うことができる。なお、図中
７２は蛍光２５の発光中心を示す。

【００２７】(2)セル本体６２を径方向に沿った中空部
断面６４が楕円形のまっすぐな筒状に形成し、セル本体
６２内にその軸方向に沿って試料ガスを流すので、試料
ガスの置き換わりが良く、応答時間が短くなる。 (3)セル本体６２を径方向に沿った中空部断面６４が楕
円形のまっすぐな筒状に形成し、セル本体６２内にその
中心軸に沿って励起光を入射させるので、セル本体６２
内面に励起光７４が当たった場合でも、セル本体６２の
内面は軸方向において湾曲しておらず、図３に示すよう
にその反射光７６は蛍光検出器２２設置部分より先方に
向けて反射するので、該反射光７６が蛍光検出器２２の
検出部に向けて反射することはない。したがって、励起
光による妨害を排除して、高精度の測定を行うことがで
きる。

【００２８】(4)セル本体６２内面を鏡面研磨したの
で、セル本体６２内面への蛍光発生物質の吸着や付着が
少なくなり、励起光が当たったときに蛍光が発生しにく
くなる。したがって、励起光が目的物質以外のものに当
たって蛍光を発生し、それが蛍光検出器に入ってノイズ
になる問題を解消して、高精度の測定を行うことが可能
となる。

【００２９】(5)セル本体６２内面を鏡面研磨したの
で、励起光がセル本体６２内面での乱反射により散乱し
て検出部２２に入ることを防止できる。 (6)セル本体６２内面を鏡面研磨したので、鏡面研磨し
ていない場合に比べてより多くの蛍光２５を検出器２２
に集めることができる。

【００３０】図４は、紫外線蛍光方式のＳＯ₂測定装置
に用いる本発明測定セル（蛍光フローセル）の他の例を
示す。本例の測定セル４０は、セル本体４２を径方向に
沿った中空部断面４４がほぼ円形であるまっすぐな筒状
に形成し、該セル本体４２に蛍光検出器２２を隣接して
設置したものである（図中２３は検出器セルを示す）。
本例の測定セル４０においては、セル本体４２の蛍光検
出器２２設置側と反対側の内面４６が第１発明における
凹面の作用をする。また、セル本体４２の内面４８は、
全面にわたって鏡面研磨されている。本例の測定セル４
０は、図１のセルと同様にセル本体４２内にその軸方向
に沿って試料ガスを流すとともに、セル本体４２の中心
軸から蛍光検出器２２設置側と反対側にやや離れた箇所
において、セル本体２内にその軸方向に沿って紫外線を
入射させるものである。

【００３１】本例の測定セル４０は、図１の測定セルと
同様の作用効果を奏する。ただし、本例の測定セル４０
では、セル本体４２の中心軸から蛍光検出器２２設置側
と反対側にやや離れた箇所において、セル本体２内にそ
の軸方向に沿って紫外線を入射させている。これは、そ
うしないと、セル本体４２の蛍光検出器２２設置側と反
対側の内面（凹面）４６に当たった蛍光２５が蛍光検出
器２２の検出部に向けて良好に反射しないからである
（図中７２は蛍光２５の発光中心を示す）。そのため、
セル本体の中空部断面を円形にした場合、該断面を楕円
形にした場合に比べて、励起光がセル本体内面に当たっ
て迷光が生じる確率が高くなるともに、検出器と蛍光発
生箇所との距離が大きくなって蛍光が検出器の検出部に
入る確率が低くなる。したがって、励起光がセル本体内
面に当たりにくく、かつ検出器と蛍光発生箇所との距離
が短くなる点で、セル本体の中空部断面は円形にするよ
りも楕円形にする方が有利である。

【００３２】

【実施例】図５は、本発明の蛍光フローセルを用いた紫
外線蛍光方式によるＳＯ₂測定装置の一例を示す全体概
略図である。図中８０は試料ガス入口、８２は校正用ガ
ス入口、８４は試料ガス中のダストを除去する試料フィ
ルタ、８６は試料ガスの除湿を行うドライヤ、８８は試
料ガスと校正用ガスとの切替用電磁バルブ、９０は試料
ガス中に含まれる炭化水素類を除去するハイドロカーボ
ンカッター、９２はゼロガス精製器、９４はゼロチェッ
ク切替用電磁バルブ、９６は検出器、１０４は試料ガス
等を検出器９６に導入するための吸引ポンプ、１０６は
排気口、８はＳＯ₂濃度の演算、ガス流路の制御などを
行う制御部を示す。ドライヤ８６は、検出器９６からの
排出ガスに機能性膜を介して試料ガス中の水分を移行さ
せるものである。検出器９６は、光源セル２、分光セル
４及び図１に示した測定セル６０からなるものである
（図中２３は検出器セルを示す）。また、本装置は、ゼ
ロガスでのゼロチェックを所定時間毎に自動的に行うよ
うに設定されており、このゼロガスはドライヤ８６を通
過した試料ガスをゼロガス精製器９２に通すことにより
得ているものであるが、前記ゼロチェック切替用電磁バ
ルブ９４はこのゼロチェック時の流路切替を行うもので
ある。

【００３３】本装置において、試料ガス入口８０から導
入された試料ガスは、試料フィルタ８４を通った後、ド
ライヤ８６に入って除湿され、さらにハイドロカーボン
カッターに入って妨害物質（主として炭化水素類）が除
去され、検出器９６に入る。検出器９６の内部では、試
料ガス中のＳＯ₂が紫外線により励起されて蛍光を発す
る。したがって、本装置では、上記の蛍光強度を蛍光検
出器で検知することにより、ＳＯ₂濃度を求めることが
できる。

【００３４】

【発明の効果】第１発明の蛍光フローセルは、前記凹面
を設けたので、発生した蛍光をできるだけ多く蛍光検出
器に導くことができ、光子の数が少ないために蛍光検出
器の信号のふらつきが大きくなる問題を解消して高精度
の測定を行うことができるとともに、試料ガスの置き換
わりが良く、応答時間が短くなる。

【００３５】第２発明の蛍光フローセルは、第１発明に
おいて、セル本体を径方向に沿った中空部断面がほぼ円
形又は楕円形のまっすぐな筒状に形成し、セル本体内に
軸方向に沿って試料ガスを流すとともに、軸方向に沿っ
て励起光を入射させるので、第１発明の効果に加え、試
料ガスの置き換わりがさらに良くなり、応答時間がさら
に短くなるとともに、励起光の反射光が検出装置の検出
部に入ることが防止されるので、励起光による妨害を排
除して高精度の測定を行うことができるという効果を奏
する。

【００３６】第３発明の蛍光フローセルは、第２発明に
おいて、セル本体を径方向に沿った中空部断面がほぼ楕
円形であるまっすぐな筒状に形成し、セル本体の中空部
断面の曲率半径が大きい側に蛍光検出器を隣接して設置
したので、第１発明の効果及び第２発明の効果の両方を
奏する。

【００３７】また、励起光がセル本体の内面に当たって
ノイズとなる蛍光を発生することを防ぐためには、励起
光が通る箇所をセル本体の内面全体からできるだけ離す
ことが望ましい。そのため、励起光はセル本体の中心軸
に沿って入射させることが望ましい。しかし、セル本体
の中空部断面が円形の場合は、前述したように、セル本
体の中心軸からやや離れた箇所でセル本体内に励起光を
入射させる必要がある。これは、そうしないと、セル本
体の検出器設置側と反対側の内面で反射した蛍光が蛍光
検出器の検出部に良好に集光しないからである。これに
対し、セル本体の中空部断面をほぼ楕円状とし、その扁
平率を適当に設定したときには、セル本体のほぼ中心軸
に沿って励起光を入射させて蛍光の検出器への集光を効
果的に行うことができ、そのため励起光がセル本体の内
面に当たってノイズとなる蛍光を発生することを良好に
防止することが可能となる。

【００３８】第４発明の蛍光フローセルは、第２発明に
おいて、セル本体の内面を鏡面研磨したので、第２発明
の効果に加え、励起光が目的物質以外のものに当たって
蛍光を発生し、それが蛍光検出器に入ってノイズになる
問題を解消して、高精度の測定を行うことが可能となる
という効果を奏する。

【００３９】第５発明の蛍光フローセルは、第３発明に
おいて、セル本体の内面を鏡面研磨したので、第３発明
の効果に加え、励起光が目的物質以外のものに当たって
蛍光を発生し、それが蛍光検出器に入ってノイズになる
問題を解消して、高精度の測定を行うことが可能となる
という効果を奏する。

【００４０】第６発明は、セル本体を径方向に沿った中
空部断面がほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状に形成
し、かつセル本体の内面を鏡面研磨するとともに、セル
本体内に軸方向に沿って試料ガスを流し、軸方向に沿っ
て励起光を入射させるので、試料ガスの置き換わりが良
く、応答時間が短くなるとともに、励起光の反射光が検
出装置の検出部に入ることが防止されるので、励起光に
よる妨害を排除して高精度の測定を行うことができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光フローセルを用いた測定装置の一
例を示す部分概略図である。

【図２】図１の装置に用いた蛍光フローセルの径方向に
沿った断面を模式的に示す概略断面図である。

【図３】図１の装置に用いた蛍光フローセルにおける蛍
光及び励起光の反射状態を示す説明図である。

【図４】本発明蛍光フローセルの他の例の径方向に沿っ
た断面を模式的に示す概略断面図である。

【図５】本発明の蛍光フローセルを用いた測定装置の一
例を示す全体概略図である。

【図６】従来の蛍光フローセルを用いた測定装置の一例
を示す部分概略図である。

【符号の説明】

２光源セル４分光セル８制御部２２蛍光検出器２５蛍光２６光学フィルタ６０測定セル（蛍光フローセル）６２セル本体６４中空部断面６６セル本体の中空部断面の曲率半径が大きい一方の
側６８セル本体の中空部断面の曲率半径が大きい他方の
側の内面（凹面）７０セル本体の内面７４励起光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セル本体と、該セル本体に隣接して設置
された蛍光検出器とを具備し、セル本体内に試料ガスを
流すとともに、該試料ガスに励起光を照射し、そのとき
に発生する蛍光の強度を蛍光検出器で検出する蛍光フロ
ーセルにおいて、セル本体の蛍光検出器設置側と反対側
の内面が凹面に形成され、セル本体内で発生して前記凹
面に当たった蛍光が蛍光検出器の検出部に向けて反射す
ることを特徴とする蛍光フローセル。
【請求項２】セル本体を径方向に沿った中空部断面が
ほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状に形成し、該セル
本体内にその軸方向に沿って試料ガスを流すとともに、
軸方向に沿って励起光を入射させる請求項１に記載の蛍
光フローセル。
【請求項３】セル本体を径方向に沿った中空部断面が
ほぼ楕円形であるまっすぐな筒状に形成し、セル本体の
中空部断面の曲率半径が大きい側に蛍光検出器を隣接し
て設置した請求項２に記載の蛍光フローセル。
【請求項４】セル本体の内面を鏡面研磨した請求項２
又は３に記載の蛍光フローセル。
【請求項５】セル本体と、該セル本体に隣接して設置
された蛍光検出器とを具備し、セル本体内に試料ガスを
流すとともに、該試料ガスに励起光を照射し、そのとき
に発生する蛍光の強度を蛍光検出器で検出する蛍光フロ
ーセルにおいて、セル本体を径方向に沿った中空部断面
がほぼ円形又は楕円形のまっすぐな筒状に形成し、かつ
セル本体の内面を鏡面研磨するとともに、該セル本体内
にその軸方向に沿って試料ガスを流し、軸方向に沿って
励起光を入射させることを特徴とする蛍光フローセル。