JPH10281998A - Emission spectroscopic analyzer - Google Patents

Emission spectroscopic analyzer

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JPH10281998A
JPH10281998A JP8266097A JP8266097A JPH10281998A JP H10281998 A JPH10281998 A JP H10281998A JP 8266097 A JP8266097 A JP 8266097A JP 8266097 A JP8266097 A JP 8266097A JP H10281998 A JPH10281998 A JP H10281998A
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JP
Japan
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light
spark discharge
image sensor
dimensional image
time
Prior art date
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JP8266097A
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Japanese (ja)
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Toshiya Habu
俊也 土生
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more precise analytical result in a trace element analysis to which a time resolution light measurement method is applied when the element analysis is performed by spark-discharging a sample to emit a light, spectrally diffracting it by a diffraction grating, and detecting the spectrally diffracted light of each wavelength by a light detector. SOLUTION: This device is constituted so that an element analysis is performed by spark-discharging a sample to emit a light, spectrally diffracting the light by a diffracting grating, and detecting the spectrally diffracted light of each wavelength by a light detector. The light detector is formed of a one- dimensional, image sensor 11 . On the other hand, a timing control means 61 is provided so that an information reading transfer pulse ϕ is outputted to the one-dimensional image sensor 11 at a prescribed divided time from the spark discharge starting point to the spark discharge middle and at a prescribed time after the spark discharge is ended.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料をスパーク放
電により発光させ、これを分光して元素分析を行う発光
分光分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emission spectrometer for causing a sample to emit light by spark discharge and spectrally analyzing the sample for elemental analysis.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の発光分光分析装置として
は、図6に示すように、多元素同時分析を行うようにし
た構成のものがある。
2. Description of the Related Art As a conventional emission spectrometer of this type, there is one having a configuration for performing simultaneous multi-element analysis as shown in FIG.

【0003】同図において、aは試料をスパーク放電す
るための光源、bは集光レンズ、cは真空チャンバ、dは
入口スリット、eは回折格子、fは出口スリット、gは光
電子増倍管、hは真空排気系である。
In FIG. 1, a is a light source for spark discharge of a sample, b is a condenser lens, c is a vacuum chamber, d is an entrance slit, e is a diffraction grating, f is an exit slit, and g is a photomultiplier tube. , H are evacuation systems.

【0004】そして、光源aにおいて試料をスパーク放
電により発光させ、この光を集光レンズbで集光した
後、入口スリットdを通して回折格子eで各元素に応じた
波長の光に分光する。そして、各々分光されたスペクト
ル光を出口スリットfを通して各光電子増倍管gで検出す
るようになっている。
Then, the sample is caused to emit light by spark discharge in the light source a, and this light is condensed by the condenser lens b. Then, the light is separated into light having a wavelength corresponding to each element by the diffraction grating e through the entrance slit d. Then, each of the separated spectral lights is detected by each photomultiplier tube g through the exit slit f.

【0005】ここで、特定元素の微量分析を行う場合、
検出感度を向上させる必要があるが、そのために、時間
分解測光法が適用されることがある。この時間分解測光
法では、スパーク放電条件として、図7に示すように、
放電電流が尾引きするように変化させて放電領域S,A
別に光強度を測定する。
Here, when performing a trace analysis of a specific element,
It is necessary to improve detection sensitivity, and for that purpose, time-resolved photometry may be applied. In this time-resolved photometry, as a spark discharge condition, as shown in FIG.
The discharge areas S and A are changed by changing the discharge current so as to trail.
Measure the light intensity separately.

【0006】すなわち、Al,P,C等の元素が微量含
まれている試料については、スパーク領域Sあるいはア
ーク領域Aについてのそれぞれの元素分析の検出下限値
(以下、B.E.C.と称する)が異なる。たとえば、Al,
P,Cの各元素については、スパーク領域Sよりもアー
ク領域Aの方がB.E.C.が優れているので、その場合
には、放電開始点から所定時間が経過してアーク領域A
になったときの光強度を測定して、これらの微量元素を
分析する。
That is, for samples containing trace amounts of elements such as Al, P, C, etc., the lower limit of detection in the elemental analysis for the spark region S or the arc region A, respectively.
(Hereinafter referred to as BEC). For example, Al,
For each of the elements P and C, the BEC is better in the arc region A than in the spark region S. In this case, the arc region A is discharged after a predetermined time has elapsed from the discharge start point.
These trace elements are analyzed by measuring the light intensity at the time of.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示し
た従来の装置は、各々の光電子増倍管gが分光後の特定
波長のスペクトル光を受光するだけの離散的な測定であ
る。
The conventional apparatus shown in FIG. 6 is a discrete measurement in which each photomultiplier tube g only receives spectral light of a specific wavelength after spectral separation.

【0008】これに対して、検出器にイメージセンサを
用いた分光器は、測定領域の全波長を連続かつ同時に測
光できるため、多元素多波長の同時分析が可能となる。
On the other hand, a spectroscope using an image sensor as a detector can continuously and simultaneously measure all the wavelengths in a measurement area, so that simultaneous analysis of multiple elements and multiple wavelengths is possible.

【0009】本発明は、上記のような特徴を有する分光
器において、時間分解測光法を適用することにより、多
元素多波長同時分析において、精度良い分析結果が得ら
れるすることを課題とする。
It is an object of the present invention to provide a spectroscope having the above-described features, by applying time-resolved photometry, to obtain accurate analysis results in simultaneous multi-element, multi-wavelength analysis.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、試料をスパーク放電させて発光さ
せ、これを回折格子により分光し、その分光した各波長
の光を光検出器で検出して元素分析を行う発光分光分析
装置において、次の構成を採る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a sample is caused to emit light by spark discharge, which is separated by a diffraction grating, and the separated light of each wavelength is detected by a photodetector. The following configuration is adopted in an emission spectrometer that performs elemental analysis by detecting in (1).

【0011】すなわち、請求項1記載に係る発明では、
光検出器は、一次元イメージセンサで構成される一方、
スパーク放電開始点からスパーク放電途中の所定の分割
時刻、およびスパーク放電終了後の所定の時刻に、それ
ぞれ前記一次元イメージセンサに対して、情報読み出し
用の転送パルスを出力するタイミング制御手段を備えて
いる。
That is, in the invention according to claim 1,
The photodetector consists of a one-dimensional image sensor,
Timing control means for outputting a transfer pulse for reading information to the one-dimensional image sensor at a predetermined division time during the spark discharge from the spark discharge start point and at a predetermined time after the end of the spark discharge. I have.

【0012】また、請求項2記載に係る発明では、光検
出器は、二次元イメージセンサで構成され、かつ、この
二次元イメージセンサに対しては、その前面またはセン
サ上に二次元イメージセンサの受光部の一部にのみ分光
された光を通過させる窓孔を有する出口スリットまたは
マスクが配置される一方、スパーク放電開始からスパー
ク放電終了までの時間内に、前記二次元イメージセンサ
に対して、一定周期の転送パルスを出力するタイミング
制御手段を備えている。
Further, in the invention according to claim 2, the photodetector is constituted by a two-dimensional image sensor, and the two-dimensional image sensor is provided with a two-dimensional image sensor on the front surface or on the sensor. While an exit slit or mask having a window through which the light split into light is passed only to a part of the light receiving unit is arranged, within the time from the start of the spark discharge to the end of the spark discharge, for the two-dimensional image sensor, There is provided timing control means for outputting a transfer pulse having a constant period.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】実施形態1 図1は、本発明の実施形態1に係る発光分光分析装置の
要部を示すブロック図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an emission spectrometer according to Embodiment 1 of the present invention.

【0014】同図において、11は図外の回折格子によ
り分光された各元素のスペクトル光を検出するための光
検出器としての一次元イメージセンサである。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a one-dimensional image sensor as a photodetector for detecting spectral light of each element separated by a diffraction grating (not shown).

【0015】すなわち、この一次元イメージセンサ11
は、光電変換用の受光部21と、この受光部21で光電変
換して得られる電荷を一時的に蓄積する蓄積部41とか
らなる。そして、受光部21は、固体撮像素子(以下、C
CD)を直線状に配列して構成されており、測定に必要
な各種元素のスペクトル光の全波長範囲を十分にカバー
できるだけの長さLを有している。また、蓄積部4
1は、受光部21と同じ長さ分の数のCCDを直線状に配
列して構成されている。
That is, the one-dimensional image sensor 11
It includes a light receiving portion 2 1 of the photoelectric conversion, consisting of the storage unit 4 1 Tokyo temporarily accumulates charges obtained by photoelectric conversion in the light receiving section 2 1. Then, the light receiving unit 2 1, the solid-state imaging device (hereinafter, C
CD) are arranged linearly, and have a length L sufficient to cover the entire wavelength range of the spectrum light of various elements required for measurement. The storage unit 4
1 is constructed by arranging the same length fraction number of CCD with the light receiving portion 2 1 linearly.

【0016】61は、スパーク放電開始点からスパーク
放電途中の所定の分割時刻、およびスパーク放電終了後
の所定の時刻に、それぞれ一次元イメージセンサ11
対して、情報読み出し用の転送パルスを出力するタイミ
ング制御手段である。
[0016] 6 1, predetermined division time of spark discharge way from spark discharge start point, and a predetermined time after the spark discharge end, with respect to one-dimensional image sensor 1 1, respectively, the transfer pulse for reading information This is a timing control means for outputting.

【0017】8は一次元イメージセンサ11の蓄積部41
から順次読み出される蓄積電荷の信号を増幅する増幅
器、10は増幅器8からの信号をデジタル化するA/D
変換器である。
[0017] 8 of the one-dimensional image sensor 1 1 storage unit 4 1
, An amplifier for amplifying the signal of the accumulated charges sequentially read out from the A / D
It is a converter.

【0018】また、12はタイミング制御手段61に対
して転送パルスφの出力タイミングを決める各時間T
f,Tlのデータを予め与えるとともに、A/D変換器1
0の信号出力を処理する信号処理部で、たとえばマイク
ロコンピュータで構成されている。
[0018] 12 each time determining the output timing of the transfer pulse φ to the timing control means 6 1 T
f, Tl data is given in advance, and the A / D converter 1
A signal processing unit for processing a signal output of 0, for example, a microcomputer.

【0019】次に、この実施形態1の発光分光分析装置
において、時間分解測光法を適用して微量元素のスペク
トル光を測定する場合の動作について、図2のタイムチ
ャートを参照して説明する。
Next, the operation of the emission spectrometer according to the first embodiment for measuring the spectrum light of a trace element by applying the time-resolved photometry will be described with reference to the time chart of FIG.

【0020】まず、タイミング制御回路61は、スパー
ク放電の開始に先立つ所定の時刻t0に一次元イメージセ
ンサ11に対して転送パルスφ0を出力する。これは、受
光部21において各元素のスペクトル光を受光する以前
の状態に存在する不要な暗電流等に基づく蓄積電荷を調
べることで、そのバックグラウンドの影響を除くためで
ある。
[0020] First, the timing control circuit 61 outputs a transfer pulse phi 0 at a predetermined time t 0 prior to initiation of the spark discharge in the one-dimensional image sensor 1 1. This is because examining the accumulated charges based on unwanted dark current or the like existing in the previous state for receiving the spectral light of each element in the light receiving unit 2 1, in order to eliminate the influence of the background.

【0021】次いで、図外の発光部によって、試料につ
いて一回目のスパーク放電が開始されると、そのスパー
ク放電により発光された光が図外の回折格子によって各
元素に応じた波長のスペクトル光に分光され、その分光
された各元素のスペクトル光が一次元イメージセンサ1
1の受光部21に受光される。
Next, when a first spark discharge is started for the sample by a light emitting unit (not shown), the light emitted by the spark discharge is converted into a spectrum light having a wavelength corresponding to each element by a diffraction grating (not shown). The one-dimensional image sensor 1 separates the spectral light of each of the separated elements.
It is received by the first light receiving portion 2 1.

【0022】また、そのスパーク放電に伴うイグナイタ
の光がフォトダイオード等の受光素子によって検出さ
れ、その光検出信号がタイミング制御回路61に入力さ
れる。
Further, the light of the igniter caused by the spark discharge is detected by the light receiving element such as a photodiode, the light detection signal is input to the timing control circuit 6 1.

【0023】この光検出信号の入力に応じて、タイミン
グ制御回路61は、この放電開始点(時刻t1)から信号処
理部12によって予め設定された時間Tfが経過してス
パーク放電途中の所定の分割時刻t2に達すると、再度、
転送パルスφ1を出力する。この転送パルスφ1により、
放電開始点t1から分割時刻t2に達するまでの期間Tf中
に図外の回折格子により分光されて受光部21の各CC
Dで受光された各元素のスペクトル光に基づく蓄積電荷
が蓄積部41に転送される。
[0023] Depending on the input of the light detection signal, the timing control circuit 61, the predetermined middle spark discharge has elapsed predetermined time Tf by the signal processing section 12 from the discharge start point (time t 1) When the division time t 2 of
Outputs a transfer pulse φ 1. This transfer pulse φ 1,
Is dispersed during the period Tf from the discharge start point t 1 to reach the split time t 2 by a diffraction grating, not shown in the CC of the light receiving portion 2 1
Accumulated charge based on the spectral light of each element that is received by D is transferred to the storage unit 4 1.

【0024】なお、この分割時刻t2に達するまでの所定
期間T0内に、既に蓄積部41に蓄積されていたスパーク
放電前の暗電流等に基づく蓄積電荷の信号がシリアルに
読み出されて信号処理部12に向けて送出される。
[0024] Incidentally, in the predetermined time period T 0 to reach the split time t 2, the previously stored charge signal based on the dark current or the like before the spark discharge accumulated in the accumulating portion 4 1 is read out serially The signal is sent to the signal processing unit 12.

【0025】引き続いて、タイミング制御回路61は、
この分割時刻t2から信号処理部12によって予め設定さ
れた時間Tlが経過してスパーク放電終了後の所定の時
刻t3に達すると、再度、転送パルスφ2を出力する。こ
の転送パルスφ2により、分割時刻t2からスパーク放電
終了後の所定の時刻t3に達するまでの期間Tl中に図外
の回折格子により分光されて受光部21の各CCDで受
光された各元素のスペクトル光に基づく蓄積電荷が蓄積
部41に転送される。
[0025] Then, the timing control circuit 6 1,
When the split time t preset time by second signal processing section 12 from Tl has elapsed reaches a predetermined time t 3 after the spark discharge ends, again, it outputs a transfer pulse phi 2. The transfer pulse phi 2, received at the CCD light receiving portion 2 1 is dispersed by the unshown diffraction grating during Tl from dividing the time t 2 until a predetermined time t 3 after the spark discharge end accumulated charge based on the spectral light of each element is transferred to the storage unit 4 1.

【0026】なお、この時刻t3に達するまでの所定期間
1内に、既に蓄積部41に蓄積されていた蓄積電荷の信
号がシリアルに読み出されて信号処理部12に向けて送
出される。
[0026] Note that the predetermined period T 1 of the to reach the time t 3, sent already signal accumulation unit 4 accumulates electric charges stored in 1 is read out serially toward the signal processing section 12 You.

【0027】次に、スパーク放電終了後の所定の時刻t3
が経過すると、蓄積部41に蓄積された蓄積電荷の信号
が所定期間T2内にシリアルに読み出されて信号処理部
12に向けて送出される。
Next, a predetermined time t 3 after the end of the spark discharge
There after a lapse of the signals stored accumulated charges in the storage portion 4 1 is sent toward being serially read out to the signal processing unit 12 within a predetermined time period T 2.

【0028】上記の動作は、試料についての一回目のス
パーク放電に関してであるが、それ以降のスパーク放電
についても同様の動作が繰り返される。
The above operation is for the first spark discharge of the sample, but the same operation is repeated for the subsequent spark discharges.

【0029】信号処理部12は、各回のスパーク放電の
各期間T0〜T2で得られたデータについて、たとえば、
次の処理を行う。
The signal processing unit 12 calculates, for example, the data obtained in each period T 0 to T 2 of each spark discharge, for example,
The following processing is performed.

【0030】まず、T1およびT2の各期間で得られたデ
ータから、期間T0で得られたデータを差し引いて各元
素のスペクトル光を受光する以前の状態に存在する暗電
流等に基づくバックグラウンドの影響を除く。
First, the data obtained in the period T 0 is subtracted from the data obtained in each of the periods T 1 and T 2 , based on the dark current and the like existing in the state before receiving the spectral light of each element. Excludes background effects.

【0031】次に、各元素分析のB.E.C.を考慮し
て、各元素の分析に適した領域Tf(期間T1)、あるいは
Tl(期間T2)で得られたデータを選択し、そのときの各
元素の各スペクトル光の光強度を測定して、これらの微
量元素を分析する。
Next, in consideration of the BEC of each element analysis, data obtained in a region Tf (period T 1 ) or Tl (period T 2 ) suitable for each element analysis is selected. Then, the light intensity of each spectrum light of each element at that time is measured, and these trace elements are analyzed.

【0032】このとき、受光部21は、測定に必要な各
種元素のスペクトル光の全波長範囲をカバーできる長さ
Lを有していてシーケンシャルな測定となっているの
で、図7に示したように、ある分析対象元素のスペクト
ル光(波長λ1)の前後の状況を把握することができる。
したがって、そのスペクトル光(波長λ1)に近接して他
の検出対象外の元素のスペクトル光(波長λ2)が存在す
る場合でも、その影響を調べてバックグラウンドを補正
することが可能である。
[0032] At this time, the light receiving unit 2 1, since a sequential measurements have a length L which can cover the entire wavelength range of the spectrum light of the various elements required for the measurement are shown in FIG. 7 In this way, the situation before and after the spectrum light (wavelength λ 1 ) of a certain analysis target element can be grasped.
Therefore, even when there is spectral light (wavelength λ 2 ) of another non-detection target element in the vicinity of the spectral light (wavelength λ 1 ), it is possible to investigate the effect and correct the background. .

【0033】なお、上記の実施形態1では、各回のスパ
ーク放電の開始前に、その都度、転送パルスφ0を出力
して、各元素のスペクトル光を受光する以前の状態に存
在する暗電流等に基づくバックグラウンドの影響を除く
ようにしているが、一回目のスパーク放電のときだけ転
送パルスφ0を出力し、その後のスパーク放電について
は、この転送パルスφ0を省略して、他の転送パルス
φ1,φ2のみを出力するようにしてもよい。
In the first embodiment, the transfer pulse φ 0 is output each time before the start of each spark discharge, and the dark current and the like existing in the state before the spectral light of each element is received. However, the transfer pulse φ 0 is output only during the first spark discharge, and for the subsequent spark discharge, the transfer pulse φ 0 is omitted and other transfer is performed. Only the pulses φ 1 and φ 2 may be output.

【0034】実施形態2 図3は本発明の実施形態2に係る発光分光分析装置の要
部を示すブロック図であり、図1に示した実施形態1に
対応する部分には同一の符号を付す。
Embodiment 2 FIG. 3 is a block diagram showing a main part of an emission spectroscopy analyzer according to Embodiment 2 of the present invention, in which parts corresponding to those of Embodiment 1 shown in FIG. .

【0035】図3において、12は図外の回折格子によ
り分光された各元素のスペクトル光を検出するための光
検出器としての二次元イメージセンサである。
In FIG. 3, reference numeral 12 denotes a two-dimensional image sensor as a photodetector for detecting spectral light of each element separated by a diffraction grating (not shown).

【0036】すなわち、この二次元イメージセンサ12
は、光電変換用の受光部22と、この受光部22で光電変
換して得られる電荷を一時的に蓄積する蓄積部42と、
この蓄積部42の蓄積電荷に基づく信号を1ライン分ず
つシリアルに出力する水平シフトレジスタ5とからな
る。そして、受光部22は、固体撮像素子(以下、CC
D)を二次元状に配列して構成されており、かつ、測定
に必要な各種元素のスペクトル光の全波長範囲を十分に
カバーできるだけの幅Lを有している。また、蓄積部4
2は、受光部22と同じ数のCCDを二次元的に配列して
構成されている。
That is, the two-dimensional image sensor 1 2
It includes a light receiving unit 2 and second photoelectric conversion, a storage portion 4 2 that temporarily accumulates charges obtained by photoelectric conversion in the light receiving unit 2 2,
A signal based on the accumulated charge of the storage portion 4 2 line by line consisting horizontal shift register 5 for outputting serially. Then, the light receiving unit 2 2, a solid-state imaging device (hereinafter, CC
D) are arranged two-dimensionally, and have a width L sufficient to cover the entire wavelength range of the spectrum light of various elements required for measurement. The storage unit 4
2, which are arranged the same number of CCD as the light receiving unit 2 2 two-dimensionally.

【0037】3はこの二次元イメージセンサ12の前面
に配置された出口スリットで、この出口スリット3は、
この実施形態2では、分光されたスペクトル光が二次元
イメージセンサ12の受光部22の蓄積部42に最も近接
したCCDの1ライン分に相当する領域にのみ照射され
るように、その窓孔3aの幅L'(≧L)と高さHとが設定
されて配置されている。なお、スペクトル光が受光部2
2のCCDの複数ライン分に相当する領域に照射される
ように窓孔3aの高さHを設定することも可能である。
[0037] 3 is arranged an outlet slit in front of the two-dimensional image sensor 1 2, the exit slit 3,
In Embodiment 2, as spectral spectrum light is irradiated only in a region corresponding to one line of the CCD in closest proximity to the two-dimensional image sensor 1 2 of the light receiving portion 2 second accumulation unit 4 2, the The width L ′ (≧ L) and the height H of the window hole 3a are set and arranged. Note that the spectrum light is received by the light receiving unit 2.
It is also possible to set the height H of the window hole 3a so as to irradiate an area corresponding to a plurality of lines of the two CCDs.

【0038】また、62はスパーク放電開始からスパー
ク放電終了までの時間内に、二次元イメージセンサ12
に対して、受光部22から蓄積部42への転送パルスを時
分割で複数回に分けて出力するタイミング制御手段であ
る。
Further, 6 2 in time from the spark discharge start until spark discharge end, the two-dimensional image sensor 1 2
Against a timing control means for outputting a plurality of times by time division transfer pulses from the light receiving portion 2 2 to the storage section 4 2.

【0039】8は増幅器、10はA/D変換器、12は
信号処理部で、これらの基本的な構成は、図1に示した
実施形態1のものと同様であるから、詳しい説明は省略
する。
Reference numeral 8 denotes an amplifier, reference numeral 10 denotes an A / D converter, and reference numeral 12 denotes a signal processing unit. The basic configuration thereof is the same as that of the first embodiment shown in FIG. I do.

【0040】次に、この実施形態2の発光分光分析装置
において、時間分解測光法を適用して微量元素のスペク
トル光を測定する場合の動作について、図4のタイムチ
ャートを参照して説明する。
Next, the operation in the case where the spectral light of a trace element is measured by applying the time-resolved photometry in the emission spectrometer of the second embodiment will be described with reference to the time chart of FIG.

【0041】図外の発光部によって、試料について一回
目のスパーク放電が開始されると、そのスパーク放電に
より発光された光が図外の回折格子によって各元素に応
じた波長のスペクトル光に分光され、その分光された各
元素のスペクトル光が出口スリット3の窓孔3aを通し
て二次元イメージセンサ12の受光部22の1ライン分の
CCDに受光される。また、このスパーク放電に伴うイ
グナイタの光がフォトダイオード等の受光素子によって
検出され、その光検出信号がタイミング制御回路62
入力される。
When the first spark discharge is started for the sample by the light emitting unit (not shown), the light emitted by the spark discharge is separated into spectral light having a wavelength corresponding to each element by the diffraction grating (not shown). , spectral light of each element is the spectral is received by the CCD of one line of the two-dimensional image sensor 1 2 of the light receiving section 2 2 through the window hole 3a of the exit slit 3. Further, the light of the igniter caused by the spark discharge is detected by the light receiving element such as a photodiode, the light detection signal is input to the timing control circuit 6 2.

【0042】これに応じて、タイミング制御回路6
2は、この放電開始時刻t4から信号処理部12によって
予め設定された所定時間Trが経過してスパーク放電が
終了する時刻t5になるまでの間に、転送パルスφを所定
の周期ΔTでもって順次出力する。ここで、ΔT≧Tr
/N(Nは受光部22を構成するCCDのライン数)であ
る。
In response, the timing control circuit 6
2, until it is time t 5 the spark discharge is terminated after the lapse of a preset predetermined time Tr by the signal processing section 12 from the discharge start time t 4, a transfer pulse φ at a predetermined period ΔT And output them sequentially. Here, ΔT ≧ Tr
/ N (N is CCD number of lines constituting the light receiving section 2 2).

【0043】この転送パルスφが二次元イメージセンサ
2に対して入力されるたびに、その転送パルスφの各
周期ΔTの間に、受光部22の1ライン分の各CCDで
受光された各元素のスペクトル光に基づく蓄積電荷が蓄
積部42に転送される。
[0043] Each time this transfer pulse phi are input to the two-dimensional image sensor 1 2, during each period ΔT of the transfer pulse phi, received at the CCD for one line of the light receiving portion 2 2 accumulated charge based on the spectral light of each element is transferred to the storage section 4 2.

【0044】そして、一回目のスパーク放電が終了する
と、蓄積部42のNライン分に全て電荷が蓄積されてい
るので、次に、スパーク放電の終了後の所定の時刻t6
なると、蓄積部41に蓄積された電荷の信号が所定期間
Tt内に1ライン分ずつ水平シフトレジスタ5から順次
読み出されて信号処理部12に向けて送出される。
[0044] Then, a first time the spark discharge is terminated, all charges to N lines of the storage portion 4 2 is accumulated, then, when a predetermined time t 6 after the end of the spark discharge, accumulation signal parts 4 accumulated charge to 1 is sent toward the sequentially read and the signal processing section 12 from the horizontal shift register 5 by one line within a predetermined time period Tt.

【0045】上記の動作は、試料についての一回目のス
パーク放電に関してであるが、それ以降のスパーク放電
についても同様の動作が繰り返される。
The above operation is for the first spark discharge of the sample, but the same operation is repeated for the subsequent spark discharges.

【0046】信号処理部12には、各スパーク放電の期
間Trを転送パルスφの周期ΔTで時間分割した回数分
だけ各元素のスペクトル光の光強度の情報が得られるの
で、各元素を分析する場合のB.E.C.を考慮して、図
7に示したように、各元素の分析に適した領域Tf(期間
1)、あるいはTl(期間T2)で得られたデータを選択
し、そのときの各元素の各スペクトル光の光強度を測定
することができる。
The signal processing unit 12 obtains information on the light intensity of the spectral light of each element by the number of times obtained by dividing the time period Tr of each spark discharge by the period ΔT of the transfer pulse φ, and analyzes each element. In consideration of B.E.C. of the case, as shown in FIG. 7, the data obtained in the region Tf (period T 1 ) or Tl (period T 2 ) suitable for the analysis of each element is selected. Then, the light intensity of each spectrum light of each element at that time can be measured.

【0047】また、この実施形態2においても、その受
光部22は、測定に必要な各種元素のスペクトル光の全
波長範囲をカバーできる長さLを有していてシーケンシ
ャルな測定となっているので、実施形態1の場合と同様
に、分析対象となるスペクトル光(波長λ1)に近接して
他の検出対象外の元素のスペクトル光(波長λ2)が存在
する場合でも、その影響を調べてバックグラウンドを補
正することが可能である。
[0047] Also in this embodiment 2, the light receiving unit 2 2 has a sequential measurements have a length L which can cover the entire wavelength range of the spectrum light of the various elements required for measurement since, as in the embodiment 1, even if the analysis subject to spectral light in proximity to (wavelength lambda 1) other detected outside the elements of spectral light (wavelength lambda 2) is present, its effect It is possible to examine and correct the background.

【0048】なお、この実施形態2では、各回のスパー
ク放電の開始点t4になってから転送パルスφを所定周期
ΔTで出力するようにしているが、実施形態1の場合と
同様に、スパーク放電の開始前に予め転送パルスを一回
出力し、各元素のスペクトル光を受光する以前の状態に
存在する暗電流等に基づくバックグラウンドの影響を除
くようにすることも可能である。
In the second embodiment, the transfer pulse φ is output at a predetermined period ΔT after the start point t 4 of each spark discharge. However, similar to the first embodiment, the transfer pulse φ is output. It is also possible to output a transfer pulse once before the start of the discharge so as to eliminate the influence of the background based on the dark current or the like existing in the state before receiving the spectrum light of each element.

【0049】図3の二次元イメージセンサ12は、フレ
ームトランスファ型CCDイメージセンサに対応する
が、これに代えて、フルフレームトランスファ型CCD
イメージセンサを用いた場合のブロック図を図5に示
す。
The two-dimensional image sensor 1 2 of FIG. 3 is corresponding to a frame transfer type CCD image sensor, instead of this, full-frame transfer type CCD
FIG. 5 is a block diagram when an image sensor is used.

【0050】この二次元イメージセンサ13は、光電変
換用の受光部23と、この受光部23で光電変換した後に
蓄積された蓄積電荷に基づく信号を1ライン分ずつシリ
アルに出力する水平シフトレジスタ5とからなる。
The horizontal output the two-dimensional image sensor 1 3, and the light receiver 2 3 for photoelectric conversion, a signal based on the accumulated stored charge after photoelectric conversion by the light receiving unit 2 3 serially line by line And a shift register 5.

【0051】図3の場合と異なるのは、出口スリット3
の窓孔3aの位置であり、分光されたスペクトル光が二
次元イメージセンサ13の受光部23の水平シフトレジス
タ5から最も離れた位置にあるCCDの1ライン分に相
当する領域にのみ照射されるよう、その窓孔3aの幅L'
(≧L)と高さHとが設定されて配置されている点であ
る。
What is different from the case of FIG.
Of the position of the window holes 3a, radiation only in a region where the spectral spectrum light corresponds to one line of the CCD farthest from the horizontal shift register 5 of the light receiving portion 2 3 of the two-dimensional image sensor 1 3 The width L 'of the window hole 3a.
(≧ L) and the height H are set and arranged.

【0052】なお、スペクトル光が受光部23のCCD
の複数ライン分に相当する領域に照射されるように窓孔
3aの高さHを設定することも可能である。
[0052] Incidentally, CCD light-receiving section 2 3 spectrum light
It is also possible to set the height H of the window hole 3a so as to irradiate an area corresponding to a plurality of lines.

【0053】図5において、図3と同様の手順で測定を
行うことにより、時間分解測光が可能となる。
In FIG. 5, time-resolved photometry can be performed by performing measurement in the same procedure as in FIG.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。According to the present invention, the following effects can be obtained.

【0055】(1) 請求項1記載に係る発明では、時間
分解測光法を適用した微量元素分析を行う場合に、分析
対象外の不要な元素のスペクトル光の存在によるバック
グラウンドの影響を有効に除けるので、従来よりも一層
精度良い分析結果が得られるようになる。
(1) In the invention according to the first aspect, when performing trace element analysis using time-resolved photometry, it is possible to effectively eliminate the influence of the background due to the presence of spectral light of unnecessary elements that are not analyzed. As a result, analysis results with higher accuracy than before can be obtained.

【0056】(2) 請求項2記載に係る発明では、請求
項1記載の効果に加えて、測定後においても各元素ごと
に分割時間を任意に変更できるので、各元素を分析する
場合のB.E.C.を考慮して最適な分割時間で得られた
データを選択することができ、一層分析精度を高めるこ
とができる。
(2) In the invention according to the second aspect, in addition to the effect according to the first aspect, the division time can be arbitrarily changed for each element even after the measurement, so that the B when analyzing each element can be changed. It is possible to select data obtained in an optimal division time in consideration of the EC, and to further improve the analysis accuracy.

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

【図1】本発明の実施形態1に係る発光分光分析装置の
要部を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main part of an emission spectrometer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態1の装置において、時間分解測
光法を適用して微量元素のスペクトル光を測定する場合
の動作説明に供するタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation when measuring the spectral light of a trace element by applying the time-resolved photometry in the apparatus of Embodiment 1 of FIG. 1;

【図3】本発明の実施形態2に係る発光分光分析装置の
要部を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a main part of an emission spectrometer according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】図3の実施形態2の装置において、時間分解測
光法を適用して微量元素のスペクトル光を測定する場合
の動作説明に供するタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation when measuring the spectral light of a trace element by applying the time-resolved photometry in the apparatus according to the second embodiment in FIG. 3;

【図5】本発明の変形例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a modification of the present invention.

【図6】従来の発光分光分析装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional emission spectrometer.

【図7】時間分解測光法を適用する場合のスパーク放電
条件を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing spark discharge conditions when applying time-resolved photometry.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…一次元イメージセンサ、12…二次元イメージセン
サ、21,22…受光部、41,42…蓄積部、3…出口ス
リット、3a…窓孔、5…水平シフトレジスタ、61,6
2…タイミング制御回路、12…信号処理部。
1 1 : one-dimensional image sensor, 1 2 ... two-dimensional image sensor, 2 1 , 2 2 ... light receiving section, 4 1 , 4 2 ... storage section, 3 ... exit slit, 3a ... window hole, 5 ... horizontal shift register, 6 1 , 6
2 ... timing control circuit, 12 ... signal processing unit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料をスパーク放電させて発光させ、こ
れを回折格子により分光し、その分光した各波長の光を
光検出器で検出して元素分析を行う発光分光分析装置に
おいて、 前記光検出器は、一次元イメージセンサで構成される一
方、スパーク放電開始点からスパーク放電途中の所定の
分割時刻、およびスパーク放電終了後の所定の時刻に、
それぞれ前記一次元イメージセンサに対して、情報読み
出し用の転送パルスを出力するタイミング制御手段を備
えることを特徴とする発光分光分析装置。
1. An emission spectrometer for performing spark discharge on a sample to emit light, separating the light by a diffraction grating, detecting the separated light of each wavelength with a photodetector, and performing elemental analysis. While the device is constituted by a one-dimensional image sensor, at a predetermined division time during the spark discharge from the spark discharge start point, and at a predetermined time after the end of the spark discharge,
An emission spectrometer comprising: a timing control unit that outputs a transfer pulse for reading information to each of the one-dimensional image sensors.
【請求項2】 試料をスパーク放電させて発光させ、こ
れを回折格子により分光し、その分光した各波長の光を
光検出器で検出して元素分析を行う発光分光分析装置に
おいて、 前記光検出器は、二次元イメージセンサで構成され、か
つ、この二次元イメージセンサに対しては、その前面ま
たはセンサ上に二次元イメージセンサの受光部の一部に
のみ分光された光を通過させる窓孔を有する出口スリッ
トまたはマスクが配置される一方、スパーク放電開始か
らスパーク放電終了までの時間内に、前記二次元イメー
ジセンサに対して、一定周期の転送パルスを出力するタ
イミング制御手段を備えることを特徴とする発光分光分
析装置。
2. An emission spectroscopy apparatus for emitting light by spark discharge of a sample, separating the light by a diffraction grating, and detecting the separated light of each wavelength by a photodetector to perform elemental analysis. The two-dimensional image sensor is constituted by a two-dimensional image sensor, and for this two-dimensional image sensor, a window hole for transmitting light dispersed only to a part of a light receiving portion of the two-dimensional image sensor on the front surface or on the sensor. While the outlet slit or mask having the above is arranged, the apparatus further comprises timing control means for outputting a transfer pulse having a constant cycle to the two-dimensional image sensor within a time period from the start of the spark discharge to the end of the spark discharge. Emission spectrometer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009156742A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Shimadzu Corp Emission spectrometer
JP2010526313A (en) * 2007-05-03 2010-07-29 レニショウ パブリック リミテッド カンパニー Spectroscopic apparatus and spectral method
JP2010169513A (en) * 2009-01-22 2010-08-05 Shimadzu Corp Emission spectrometer
CN103968941A (en) * 2014-05-22 2014-08-06 江苏鑫知源仪器有限公司 Photoelectric direct reading spectrometer spark light source

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