JPS5811567B2 - バツクグラウンドホセイオトモナウゲンシキユウシユウブンコウブンセキオヨビ ゲンシキユウシユウブンコウコウドケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は元素を検出するための原子吸収分光分析法に関
するものである。

この分析法においては、試料を炎中または他の手段で霧
化し、検査すべき元素のスペクトル線を含む光を炎に通
し、元素に特有な波長における吸光を測定することによ
って、霧化した元素の定性分析および定量分析を行うも
のである。

この場合、他の物質も光を吸収しあるいは散乱して分析
結果を不正確にする原因となるが、これを「バックグラ
ウンド」吸収という。

バックグラウンド吸収を補正する周知の方法としては、
測定すべきスペクトル線を含む光を用いるということの
他に、連続スペクトルを発生する水素放電ランプやジュ
ーチリウム放電ランプを使用する方法がある。

試料中の元素は光源から特定波長の光を吸収するが、水
素連続光からは実質的に光は生じない。

従って２つの光を電子的に処理することによってバック
グラウンド吸収を実質的に除去することができる。

本発明は、ダブルビーム原子吸収分析装置において連続
光源を利用するバックグラウンド補正に関するものであ
る。

しかし、このバックグラウンド補正に幾多の問題点を包
含しており、例えば、異なる光源から発生する２つの交
線の比率に基おいて測定する場合には高度の安定性が必
要であること、および必要な安定性を得るためには予備
操作時間を長くしなければならないことである。

また、ある方法や装置では、出力信号を変調する場合に
光源に波動が生じる。

しかし、このことはスペクトル光源としてホロー陰極ラ
ングを用いた場合には特に問題は起こらないが、無電極
放電ランプを用いた場合には、これらは交流周波数また
は無線周波数において作動させるよりも連続的に作動さ
せた方が良好な結果を得ることができる。

この場合、「連続的」とは「パルス化されない」ことを
意味する。

光源から連続的に光が発生する場合には、光線を反射チ
ョッパー、不透明体チョッパーまたは光線遮断器などで
遮断すれば変調することができる。

無電極放電ランプを連続的に発光させてパルス光源を使
用しない理由は、放電を維持しつつ、「オフ」の間はレ
ベルを低くしく但しゼロではない）かつ「オン」の間は
レベルを高くするためである。

反射チョッパーによって変調する場合には、不透明体チ
ョッパーや光線遮断器による場合の半分の効率になる。

また、分析困難な元素の場合には２５％変調になり、更
にある光源を用いた場合には１０％になることもある。

周知の測定器において起こる他の問題点としては、反射
チョッパーは炎や他のアトマイザ−からの光に対して影
響を受は易いことである。

更に、反射チョッパーを用いた測定器は高価であること
などが問題となる。

すなわち、反射チョッパーは不透明体チョッパーよりも
元来高価なものであり、また反射体としての作用機構か
ら反射チョッパーの取付を正確に行わなければならない
ので、測定器の製造原価や維持費用が高額になる。

従って本発明の目的は、バックグラウンド補正を有する
ダブルビーム原子吸収分光計を開示することであり、ま
た連続的に作動する単色光線を有し、かつ炎や試料の光
に対しては反応せず、また反射チョッパーな必要としな
い測定器を開示することにある。

本発明の原子吸収分光光度計は、実質的に単色の第１光
線を発生する場合と、所定の波長を含む非単色光の第２
光線を発生する装置とを有する。

前記の第１光線および第２光線は併合し、サンプル光線
および基準光線に分割する。

これらはそれぞれサンプル区域および基準区域を通過す
る。

サンプル光線および基準光線はおのおのサンプル区域お
よび基準区域に入る前にチョッパーで処理される。

サンプル区域および基準区域を出た光線は再度併合する
。

また、再併合した光線から被検出元素に特有の狭い波長
域を取り出す装置を設ける。

分離した特定波長の光線の強さは、第２光線のパルス繰
り返し数とチョッパーの遮断数によって定まる時点にお
いて測定する。

以下に図面に従い本発明を更に説明する。

第１図には光源１２を有する原子吸収分光光度計１０を
示す。

光源１２は所定の波長を含む線スペクトルを発生するホ
ロー陰極ランプあるいは無電極放電ランプからなる。

光源１２は単色光（■０）を平面鏡１４へ放射し、光線
は更にトロイド曲面集束鏡１６へ到達する。

鏡１６は光線を、固定された分割併合部材１８へ送り、
該部材１８は光の一部分を分割してサンプル光線Ｓとし
て反射する。

光源の像はサンプル区域２０中に生ずる。

残余の光線は光線分割併合部材１８を通過して平面鏡２
２へ到達し、ここでサンプル光線と平行な基準光線Ｒを
形成する。

バックグラウンド補正器２４はジューチリウム（重水素
）ランプまたは他の連続光源２６．レンズ２８，３０お
よび平面鏡３２からなる。

ランプ２６が発生する連続光は所定の波長の光を含んで
いる。

この装置はランプ２６から発生する光線を光線分割併合
部材１８へ送り、ここで光線の一部は部材１８を通過し
てサンプル光線Ｓと合併し、サンプル区域２０内の同一
点で焦点を結ぶ。

残余の光線は分割併合部材１８に反射されて一元源１２
からの光線と合併し、鏡２２に再反射されて基準区域へ
到達する。

サンプル区域を通過したサンプル光源（■）は平面鏡３
４で反射して、第２の光線分配併合部材３６へ到達する
。

この分割併合部材３６は基準光線Ｒの経路中に配置しで
ある。

ここで、サンプル光線および基準光線が再度合併して、
トロイド曲面鏡３８で反射し、平面鏡４０，４２および
しぼり４４を経てモノクロメータ−４８の入射スリット
４６の部分に集光する。

モノクロメータ−４８は通常の場合のように、プリメー
ター反射鏡５０および回折格子５２で光線の狭い波長域
を分離し、射出スリット５４に結像する。

射出スリット５４を通過した光線は光電子増倍管５６へ
入る。

光電子増倍管５６から発生する電気信号は電子式論理回
路５８へ送られ、後記のように該回路５８に連続光源２
６にパルスを与える。

モータ５９は不透明チョッパ６０を駆動する。

このチョッパーはサンプル光線および基準光線がサンプ
ル区域および基準区域に入る前にこれらの光線を遮断す
る位置にある。

また５９はチョッパーブレードの穴、光源、その反対側
にある光線検出装置などを制御し、また通常の論理回路
の電子制御装置と同様に、制御信号を論理回路５８へ送
り、光源ランプ２６のパルス化および論理回路５８の電
子的サンプリング時点を調節する。

チョッパーは次のように作動させる。

１、サンプル光線と基準光線とを遮断する。

２、サンプル光線を通過させる。

３、サンプル光線と基準光線とを遮断する。

４、基準光線を通過させる。

サンプル光線および基準光線がチョッパーブレードに到
達するときには、これらの光線は光源１２からの連続的
な単色光とジューチリウムランプ２６からのパルス光線
とを含んでいる。

従って、サンプル光線および基準光線のみが遮断され、
またサンプル区域２０において発生する光線は遮断され
ない状態で光電子増倍管へ到達する。

第２図は本発明の分光光度計の操作を説明するための図
面で、時間を関数として出力信号の波形を示す。

この波形にはジューチリウムランプのサイクル（Ｄ２）
、チョッパー、および電子的サンプリング時点が併せて
示されている。

従来のサンプル・ホールド電子回路により、特定の時点
の光電子増倍管の出力を測定する。

サンプル光線中のバックグラウンド信号は〔（Ｄ２）ｓ
＋Ｉ〕の信号からＩ信号を電子的に差し引くことにより
求めることができる。

基準光線中のバックグラウンド信号は〔（Ｄ２）Ｒ＋Ｉ
０〕信号からも信号を電子的に差し引くことにより求め
ることができる。

このようにして、所望の（Ｄ２）Ｓ、（Ｄ２）Ｒ、Ｉ、
Ｉｏの信号を求めることができるので、適当な電気的処
理を施こせばサンプルの濃度を求めることができる。

電子回路は、パルス波は処理するが、サンプル区域から
発生する定常信号は無視する状態になる。

前記の説明から、サンプル光線および基準光線の両方が
遮断されたときに、光源２６のパルスが発生することが
わかる。

光源２６にスイッチを入れた直後で多少不安定な場合に
は、チョッパーで光線を送る前に安定化させればよい。

上記の説明から、当業者は本発明の種々の利点を理解す
ることができると考えられる。

例えば、ダブルビームのバンクグラウンド補正を行った
真のダブルビーム操作を行うことができ、かつサンプル
区域の発光を実質的に検出値から消去することができる
。

更に、高価な反射チョッパーを使用せずに簡単な不透明
体チョッパーを使用するので装置の原価を低廉にするこ
とができる。

本発明は頭書の特許請求の範囲に示した如くであるが、
これらの実施の態様は以下の通りである。

（１）特許請求の範囲第１項において、前記第１光線は
実質的に連続光である分光分析法。

（２、特許請求の範囲第１項において、光線の間歇的遮
断は、サンプル光線および基準光線の遮断；前記光線の
一方の透過；前記両光線の遮断；前記光線の他方の透過
からなる各工程の順に行う分光分析法。

（３）特許請求の範囲第２項において、前記併合光線か
ら所定波長の光を分離する装置はモノクロメータである
分光光度計。

（４）特許請求の範囲第２項において、前記第１光線は
実質的に連続光である分光光度計。

（５）特許請求の範囲第２項において、前記チョッパー
は不透明体チョッパーからなる分光光度計。

（６）前記態様第（５）項において、不透明体チョッパ
ーは、サンプル光線および基準光線の遮断；前記光線の
一方の透過：両光線の遮断：および前記光線の他方の光
線の透過の各工程の順に作動する分光光度計。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分光光度計の説明図、第２図は本発明
の分光光度計におけるサンプリング時点および出力信号
波形を示すグラフである。 １０・・・・・・分光光度計、１２，２６・・・・・・
光源、１８．３６・・・・・・光線分割併合部材、２０
・・・・・・サンプル区域、４８・・・・・・モノクロ
メータ−１５８・・・・・・論理回路、６０・・・・・
・チョッパー、Ｓ・・・・・・サンプル光源、Ｒ・・・
・・・基準光線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子吸収分光分析において、所定の波長の実質的単
   色光からなる第１光線を発生し；前記波長およびその近
   辺の波長を有する非単色パルス光線からなる第２光線を
   発生し；前記第１および第２の光線を併合し、併合光線
   をサンプル光線および基準光線に分割し；サンプル光線
   および基準光線をそれぞれサンプル区域および基準区域
   へ送り；前記光線がそれぞれサンプル区域および基準区
   域に入る前に、前記光線を間歇的に遮断し；サンプル区
   域および基準区域から出た光線を再度併合し、併合した
   光線から所定の波長の比較的狭い波長域を分離し；第２
   光線のパルス繰返数と間歇遮断繰返数とによって定まる
   時点に前記分離光線の強度を測定し；更に測定結果から
   、サンプル光線および基準光線中のバックグラウンド強
   度とスペクトル線強度とを算出することからなる原子吸
   収分光分析方法。 ２ 所定の波長の単色光からなる第１光線を発生する装
   置；前記所定の波長を含む非単色パルス光からなる第２
   光線を発生する装置；前記第１および第２の光線を併合
   し、併合光線をサンプル光線および基準光線に分割し、
   それぞれの光線をサンプル区域および基準区域へ送る第
   １光線分割部材；前記光線がサンプル区域および基準区
   域へ入る前に、前記サンプル光線および基準光線を間歇
   遮断するチョッパー；サンプル区域および基準区域から
   出た光線を受けて再併合する第２光線分割部材；併合し
   た光線から所定の波長の比較的狭い波長域を分離する装
   置；および第２光線のパルス繰返数と間歇遮断繰返数と
   によって定まる時点において前記分離光線の強度を測定
   する装置からなる原子吸収分光光度計。