JPS5933216B2 - 光音響分析器 - Google Patents
光音響分析器Info
- Publication number
- JPS5933216B2 JPS5933216B2 JP53121745A JP12174578A JPS5933216B2 JP S5933216 B2 JPS5933216 B2 JP S5933216B2 JP 53121745 A JP53121745 A JP 53121745A JP 12174578 A JP12174578 A JP 12174578A JP S5933216 B2 JPS5933216 B2 JP S5933216B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- light
- reflecting mirror
- chamber
- photoacoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光音響分析器に係り、特に測定試料と、基準試
料とに光源からの光を分けて同一の光学的条件で照射で
きるようにした光音響分析器に関する。
料とに光源からの光を分けて同一の光学的条件で照射で
きるようにした光音響分析器に関する。
一般に物質に光エネルギを照射すると、照射した光エネ
ルギの一部は物質により吸収され、この吸収された光エ
ネルギの一部は熱エネルギに変換される。
ルギの一部は物質により吸収され、この吸収された光エ
ネルギの一部は熱エネルギに変換される。
この変換された熱エネルギは、物質の周囲の雰囲気ガス
の温度を上昇させ雰囲気ガスの圧力を増大させることに
なるから、この圧力の変化を検出することによつて物質
の性質を分析することが可能となる。光音響分析器はこ
のような原理を利用したものであつて、例えば試料室と
基準室とをガス通路で連通し、このガス通路上に熱式流
量計形検出素子を配置し、上記試料室には測定試料を上
記基準室には基準試料を配置し、これらの試料に対して
、等しい光エネルギを同時にかつ断続的に照射すると、
２つの試料の光音響効果出力の差異を検出することが可
能となる。ところが、この場合には、測定試料と基準試
料に照射される光エネルギは光量が多くてしかも等しく
なければならない。したがつて、光源からの光を集光系
を通して光束を２分割し、試料室と基準室とに照射でき
るビームスプリッタの精度は、試料の分析性能に重大な
影響を与えることになる。そこで、本発明の目的は、光
源からの光を途中で２つの光束に分割し、等しい光エネ
ルギを測定試料と基準試料とに照射できるようにしたビ
ームスプリッタを備えた光音響分析器を提供することに
ある。
の温度を上昇させ雰囲気ガスの圧力を増大させることに
なるから、この圧力の変化を検出することによつて物質
の性質を分析することが可能となる。光音響分析器はこ
のような原理を利用したものであつて、例えば試料室と
基準室とをガス通路で連通し、このガス通路上に熱式流
量計形検出素子を配置し、上記試料室には測定試料を上
記基準室には基準試料を配置し、これらの試料に対して
、等しい光エネルギを同時にかつ断続的に照射すると、
２つの試料の光音響効果出力の差異を検出することが可
能となる。ところが、この場合には、測定試料と基準試
料に照射される光エネルギは光量が多くてしかも等しく
なければならない。したがつて、光源からの光を集光系
を通して光束を２分割し、試料室と基準室とに照射でき
るビームスプリッタの精度は、試料の分析性能に重大な
影響を与えることになる。そこで、本発明の目的は、光
源からの光を途中で２つの光束に分割し、等しい光エネ
ルギを測定試料と基準試料とに照射できるようにしたビ
ームスプリッタを備えた光音響分析器を提供することに
ある。
しかして、上記目的を達成する本発明は、光源からの断
続した光をビームスプリッタを介して２光束に分割し、
これらの光束をそれぞれ光音響検出器に収納された測定
試料と基準試料とに照射するようにしたものにおいて、
上記ビームスプリッタは光源からの光を透過させるスリ
ットを共通の１つの焦点とする一方、試料室および基準
室内の試料をそれぞれの他方の焦点とする２つの回転だ
円面を組合せてなる反射面であることを特徴としている
。
続した光をビームスプリッタを介して２光束に分割し、
これらの光束をそれぞれ光音響検出器に収納された測定
試料と基準試料とに照射するようにしたものにおいて、
上記ビームスプリッタは光源からの光を透過させるスリ
ットを共通の１つの焦点とする一方、試料室および基準
室内の試料をそれぞれの他方の焦点とする２つの回転だ
円面を組合せてなる反射面であることを特徴としている
。
以下本発明による光音響分析器の一実施例を図面を参照
して説明する。
して説明する。
第１図はＸｅランプの光源１からの光を光音響検出器２
へ導く集光系の光路を示している。
へ導く集光系の光路を示している。
すなわち、光源１からの光は、球面反射鏡３および平面
鏡４を通してスリツト５に導かれ、平面鏡６、球面鏡７
を介して回折格子８に導かれる。さらに、回折格子８に
よつて回折された単色光は、球面反射鏡９、平面鏡１０
によつて反射され、スリツト１１に導かれる。スリツト
１１から出た光は、光断続チヨツパ１２によつて一定の
周期をもつた断続光とされたのち、本発明の要部を構成
するビームスプリツタとしての反射鏡１３によつて２つ
の光束に分割され、上記光音響検出器２に照射される。
なお、上記光断続チヨツパ１２は、円板の外周に複数個
の透孔１４，１４・・・、１４を有し、駆動モータ１５
によつて回転駆動されるようになつている。上記光音響
検出器２は、例えば第２図に示されるように、検出器の
本体１６を有し、この本体１６内には、測定試料１７を
収容するための試料室１８と、基準試料１９を収容する
ための基準室２０とが設けられ、この試料室１８と基準
室２０とはガス通路２１によつて連通されている。
鏡４を通してスリツト５に導かれ、平面鏡６、球面鏡７
を介して回折格子８に導かれる。さらに、回折格子８に
よつて回折された単色光は、球面反射鏡９、平面鏡１０
によつて反射され、スリツト１１に導かれる。スリツト
１１から出た光は、光断続チヨツパ１２によつて一定の
周期をもつた断続光とされたのち、本発明の要部を構成
するビームスプリツタとしての反射鏡１３によつて２つ
の光束に分割され、上記光音響検出器２に照射される。
なお、上記光断続チヨツパ１２は、円板の外周に複数個
の透孔１４，１４・・・、１４を有し、駆動モータ１５
によつて回転駆動されるようになつている。上記光音響
検出器２は、例えば第２図に示されるように、検出器の
本体１６を有し、この本体１６内には、測定試料１７を
収容するための試料室１８と、基準試料１９を収容する
ための基準室２０とが設けられ、この試料室１８と基準
室２０とはガス通路２１によつて連通されている。
これらの試料室１８および基準室２０には例えば空気も
しくは窒素もしくはヘリウム等の気体が充填されている
。しかして、上記試料室１８の上面には気密を保持して
光透過窓２２が配置される一方、基準室２０の上面にも
同様にして光透過窓２３が配置されている。
しくは窒素もしくはヘリウム等の気体が充填されている
。しかして、上記試料室１８の上面には気密を保持して
光透過窓２２が配置される一方、基準室２０の上面にも
同様にして光透過窓２３が配置されている。
一方、上記試料室１８および基準室２０の下面には、共
通の試料台２４が着脱可能に組込まれ、各試料はこの試
料台２４の上面に保持されている。また、上記ガス通路
２１上には、熱式流量計形検出素子２５が取付けられ、
この検出素子２５は上記光断続チヨツパ１２による断続
光と同一周期で惹起される周期的な圧力変動を検出し、
図示を省略したリード線を通して電気信号をロツクイン
アンプに供給して増幅できるようになつている。
通の試料台２４が着脱可能に組込まれ、各試料はこの試
料台２４の上面に保持されている。また、上記ガス通路
２１上には、熱式流量計形検出素子２５が取付けられ、
この検出素子２５は上記光断続チヨツパ１２による断続
光と同一周期で惹起される周期的な圧力変動を検出し、
図示を省略したリード線を通して電気信号をロツクイン
アンプに供給して増幅できるようになつている。
上記熱式流量計形検出素子２５は等しい抵抗・温度特性
をもつた２つのＮｉ格子によつて構成された一種の熱線
風速計の働きをするものであつて、同一条件下で光エネ
ルギを測定試料１７と基準試料１９に照射し、両者の光
吸収量の差に基づいた光音響効果出力を相対的に検出し
ようとするものである。次に前記ビームスプリツタとし
ての反射鏡１３の構造について説明する。
をもつた２つのＮｉ格子によつて構成された一種の熱線
風速計の働きをするものであつて、同一条件下で光エネ
ルギを測定試料１７と基準試料１９に照射し、両者の光
吸収量の差に基づいた光音響効果出力を相対的に検出し
ようとするものである。次に前記ビームスプリツタとし
ての反射鏡１３の構造について説明する。
反射鏡１３は、第３図に示したように、回転だ円面を反
射面とした第１の反射鏡ＭＳｌと、同じく回転だ円面を
反射面とした第２の反射鏡ＭＳ２とから構成されている
。
射面とした第１の反射鏡ＭＳｌと、同じく回転だ円面を
反射面とした第２の反射鏡ＭＳ２とから構成されている
。
このうち、第１の反射鏡ＭＳｌは、前記スリツト１１の
出口と測定試料１７上の一点をそれぞれ焦点としただ円
面を反射面としている。一方、第２の反射鏡ＭＳ２は、
前記スリツト１１の出口と基準試料１９上の一点をそれ
ぞれ焦点としただ円面を反射面としている。ちなみに、
回転だ円面の１つの焦点を通る光は、他方の焦点に結像
することは知られており、第４図は、この関係を原理的
に示したものである。このような反射鏡を構成するには
、回転だ円面の反射面をｎ等分して一端から奇数番目の
反射面を用いる第１の反射鏡ＭＳｌと、一端から偶数番
目の反射面を用いる第２の反射鏡ＭＳ２の反射面積が等
しくなるように構成し、スリツトの出口１１に相当する
焦点Ｆ１の回りに２つの回転だ円を回動させて焦点Ｆ２
，Ｆ３とすることによつて構成される。このように構成
された反射鏡１３をビームスプリツタとして使用すると
、スリツト１１から出る単色光の一部は、第１の反射鏡
ＭＳｌによって反射されて測定試料１７に照射され、一
方、単色光の残りの半分は、第２の反射鏡ＭＳ２によつ
て反射されて基準試料１９に照射される。
出口と測定試料１７上の一点をそれぞれ焦点としただ円
面を反射面としている。一方、第２の反射鏡ＭＳ２は、
前記スリツト１１の出口と基準試料１９上の一点をそれ
ぞれ焦点としただ円面を反射面としている。ちなみに、
回転だ円面の１つの焦点を通る光は、他方の焦点に結像
することは知られており、第４図は、この関係を原理的
に示したものである。このような反射鏡を構成するには
、回転だ円面の反射面をｎ等分して一端から奇数番目の
反射面を用いる第１の反射鏡ＭＳｌと、一端から偶数番
目の反射面を用いる第２の反射鏡ＭＳ２の反射面積が等
しくなるように構成し、スリツトの出口１１に相当する
焦点Ｆ１の回りに２つの回転だ円を回動させて焦点Ｆ２
，Ｆ３とすることによつて構成される。このように構成
された反射鏡１３をビームスプリツタとして使用すると
、スリツト１１から出る単色光の一部は、第１の反射鏡
ＭＳｌによって反射されて測定試料１７に照射され、一
方、単色光の残りの半分は、第２の反射鏡ＭＳ２によつ
て反射されて基準試料１９に照射される。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光源
からの光を通すスリツトを共通の焦点とし測定試料上の
一点を他方の焦点とした回転だ円面を反射面とした第１
の反射鏡と、基準試料上の一点を他方の焦点とした回転
だ円面を反射面とした第２の反射鏡とを組合せた反射鏡
をビームスプリツタとして使用したから、大口径の光束
を集めて２つの等しい小さな口径の光束を得られ、試料
に照射される光エネルギを大きくとることができる。
からの光を通すスリツトを共通の焦点とし測定試料上の
一点を他方の焦点とした回転だ円面を反射面とした第１
の反射鏡と、基準試料上の一点を他方の焦点とした回転
だ円面を反射面とした第２の反射鏡とを組合せた反射鏡
をビームスプリツタとして使用したから、大口径の光束
を集めて２つの等しい小さな口径の光束を得られ、試料
に照射される光エネルギを大きくとることができる。
また、第１の反射鏡と第２の反射鏡の面積を等しく構成
することにより、試料室内の測定試料と基準室内の基準
試料に対して等しいエネルギの光を照射することが可能
となる。なお、光音響検出器は第２図に示した構成のも
のに限定されずに、たとえば第５図のものを使用するこ
ともできる。
することにより、試料室内の測定試料と基準室内の基準
試料に対して等しいエネルギの光を照射することが可能
となる。なお、光音響検出器は第２図に示した構成のも
のに限定されずに、たとえば第５図のものを使用するこ
ともできる。
第５図は本発明の検出器の他の実施例の断面図を示す。
この検出器２は密閉容器Ａ１およびＡ２を並置すること
によつて構成される。密閉容器Ａ１およびＡ２はそれぞ
れ試料室と基準室とから構成される。１８，２０は試料
室である。
によつて構成される。密閉容器Ａ１およびＡ２はそれぞ
れ試料室と基準室とから構成される。１８，２０は試料
室である。
試料室１８，２０にはそれぞれ分析すべき測定試料１７
および基準試料１９が配置され、しかも、これら試料１
７，１９に光エネルギを照射するための光透過窓２２，
２３が設けられている。試料１７，１９はそれぞれ、試
料台２４上に載置することによつて試料室１８，２０中
に配置され、試料台２４を取りはずすことによつて交換
可能である。１８０，２００は基準室である。
および基準試料１９が配置され、しかも、これら試料１
７，１９に光エネルギを照射するための光透過窓２２，
２３が設けられている。試料１７，１９はそれぞれ、試
料台２４上に載置することによつて試料室１８，２０中
に配置され、試料台２４を取りはずすことによつて交換
可能である。１８０，２００は基準室である。
この基準室１８０２００はそれぞれ、通路２１，２１１
を介して試料室１８，２０と連通されており、これによ
つて試料室１８および基準室１８０ならびに試料室２０
および基準室２００はそれぞれ一つの密閉容器Ａ１およ
びＡ２を形成する。密閉容器Ａ１およびＡ２の中にはそ
れぞれ、空気もしくは窒素もしくはヘリウムなどの気体
が充填されている。さらに、試料室１８と基準室１８０
、ならびに、試料室２０と基準室２００の通路２１，２
１１の任意の個所にはそれぞれ、熱式流量計形検出素子
２５，２５１が設置される。
を介して試料室１８，２０と連通されており、これによ
つて試料室１８および基準室１８０ならびに試料室２０
および基準室２００はそれぞれ一つの密閉容器Ａ１およ
びＡ２を形成する。密閉容器Ａ１およびＡ２の中にはそ
れぞれ、空気もしくは窒素もしくはヘリウムなどの気体
が充填されている。さらに、試料室１８と基準室１８０
、ならびに、試料室２０と基準室２００の通路２１，２
１１の任意の個所にはそれぞれ、熱式流量計形検出素子
２５，２５１が設置される。
第１図は、光源からの光を光音響分析器に照射する集光
系を示した斜視図、第２図は光音響分析器の検出器の構
造を示した縦断面図、第３図はビームスプリツタとして
の反射鏡を示した斜視図、第４図は、上記反射鏡を構成
する回転だ円面と焦点の関係を示した説明図、第５図は
検出器の他の実施例の断面図である。 ５１・・・・・・光源、２・・・・・・光音響検出器、
１１・・・・・・スリツト、１３・・・・・・反射鏡、
１６・・・・・・検出器本体、１７・・・・・・測定試
料、１８・・・・・・試料室、１９・・・・・・基準試
料、２０・・・・・・基準室、２１・・・・・・ガス通
路、２５・・・・・・熱式流量計形検出素子。
系を示した斜視図、第２図は光音響分析器の検出器の構
造を示した縦断面図、第３図はビームスプリツタとして
の反射鏡を示した斜視図、第４図は、上記反射鏡を構成
する回転だ円面と焦点の関係を示した説明図、第５図は
検出器の他の実施例の断面図である。 ５１・・・・・・光源、２・・・・・・光音響検出器、
１１・・・・・・スリツト、１３・・・・・・反射鏡、
１６・・・・・・検出器本体、１７・・・・・・測定試
料、１８・・・・・・試料室、１９・・・・・・基準試
料、２０・・・・・・基準室、２１・・・・・・ガス通
路、２５・・・・・・熱式流量計形検出素子。
Claims (1)
- １ 光源からの断続した光をビームスプリッタを介して
２光束に分割し、これらの光束をそれぞれ光音響検出器
内に収納された測定試料と基準試料とに照射するように
したものにおいて、回転だ円面からなる反射面を平行し
た複数の切断線に沿つて切断し、端から寄数番目の切片
によつて第１の反射鏡を構成するとともに、端から隅数
番目の切片によつて第２の反射鏡を構成し、これら第１
および第２の反射鏡の回転だ円面を、それぞれ、光源か
らの光を透過させるスリットを共通の一つの焦点とする
一方、測定試料および基準試料を他方の焦点とするよう
に互いに回動させることによつて前記ビームスプリッタ
が構成されてなる光音響分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53121745A JPS5933216B2 (ja) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | 光音響分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53121745A JPS5933216B2 (ja) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | 光音響分析器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5548641A JPS5548641A (en) | 1980-04-07 |
| JPS5933216B2 true JPS5933216B2 (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=14818824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53121745A Expired JPS5933216B2 (ja) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | 光音響分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933216B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02285614A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 | Aipetsuku:Kk | トランス、チョーク・コイル等の電気部品におけるコアの構造 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161517A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Toshiba Corp | Optoacoustic spectrum measuring device |
-
1978
- 1978-10-03 JP JP53121745A patent/JPS5933216B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02285614A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 | Aipetsuku:Kk | トランス、チョーク・コイル等の電気部品におけるコアの構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5548641A (en) | 1980-04-07 |
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