JPS6013457B2 - 光音響分析器 - Google Patents
光音響分析器Info
- Publication number
- JPS6013457B2 JPS6013457B2 JP53120589A JP12058978A JPS6013457B2 JP S6013457 B2 JPS6013457 B2 JP S6013457B2 JP 53120589 A JP53120589 A JP 53120589A JP 12058978 A JP12058978 A JP 12058978A JP S6013457 B2 JPS6013457 B2 JP S6013457B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- gas
- chamber
- sample chamber
- light
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光音響分析器にに係り、特に試料室内にガスセ
ンサを組み込み、試料室内に配置された光化学反応をす
る試料に対して光ェネルギを照射し、光合成の過程で吸
収あるいは放出されるガスをガスセンサで検知し、この
検知出力と光音響効果出力とから光合成の過程を分析で
きるようにした光音響分析器に関する。
ンサを組み込み、試料室内に配置された光化学反応をす
る試料に対して光ェネルギを照射し、光合成の過程で吸
収あるいは放出されるガスをガスセンサで検知し、この
検知出力と光音響効果出力とから光合成の過程を分析で
きるようにした光音響分析器に関する。
一般に物質に光ェネルギを照射すると、照射した光ェネ
ルギの一部は物質により吸収され、この吸収された光ェ
ネルギは熱ェネルギに変換される。
ルギの一部は物質により吸収され、この吸収された光ェ
ネルギは熱ェネルギに変換される。
しかも、物質は一定の条件下でその条件に対応する固有
の光吸収スペクトルを有するから、光ェネルギの吸収量
すなわち熱ェネルギへの変換量もその物質によって固有
の値を呈することになる。また、上記変換された熱ェネ
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って物質を分析することが可能
となる。また、物質のあるもの例えば緑色色素であるク
ロロフィルをもった植物細胞にある波長の電磁波を照射
したときに試料中に吸収された空気中のＣ０２と水から
光合成を行い、炭水化物を固定して酸素を放出するもの
である。
の光吸収スペクトルを有するから、光ェネルギの吸収量
すなわち熱ェネルギへの変換量もその物質によって固有
の値を呈することになる。また、上記変換された熱ェネ
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って物質を分析することが可能
となる。また、物質のあるもの例えば緑色色素であるク
ロロフィルをもった植物細胞にある波長の電磁波を照射
したときに試料中に吸収された空気中のＣ０２と水から
光合成を行い、炭水化物を固定して酸素を放出するもの
である。
この樋物細胞に吸収されたＣＱおよび放出された酸素を
試料室内に組み込まれたガスセンサで検出することによ
り光合成の過程を分析することが可能となる。そこで、
本発明の目的は、試料室内に収容された光化学反応をす
る試料の光合成の過程を分析できるようにした光音響分
析器を提供することにある。
試料室内に組み込まれたガスセンサで検出することによ
り光合成の過程を分析することが可能となる。そこで、
本発明の目的は、試料室内に収容された光化学反応をす
る試料の光合成の過程を分析できるようにした光音響分
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、内部に空気を充
填した試料室と基準室とをガス通路で蓮適すると共にこ
のガス通路に熱式流量計形検出素子を組み込み、上記試
料室内に配置された試料に対して一定の周波数で断続的
に光ヱネルギを照射し、これによって惹き起こされる上
記ガス通路内の気体の流れを上記熱式流量計形検出素子
で検出することにより試料を分析するようにしたものに
おいて、上記試料室内にガスセンサを組み込み、試料に
吸収あるいは試料から放出されるガスを検知し、このガ
スセンサの出力と光音響効果出力とから試料を分析でき
るようにしたことを特徴としている。
填した試料室と基準室とをガス通路で蓮適すると共にこ
のガス通路に熱式流量計形検出素子を組み込み、上記試
料室内に配置された試料に対して一定の周波数で断続的
に光ヱネルギを照射し、これによって惹き起こされる上
記ガス通路内の気体の流れを上記熱式流量計形検出素子
で検出することにより試料を分析するようにしたものに
おいて、上記試料室内にガスセンサを組み込み、試料に
吸収あるいは試料から放出されるガスを検知し、このガ
スセンサの出力と光音響効果出力とから試料を分析でき
るようにした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図および第２図において、全体を符号Ａで示した分
析器は、検出器本体１を有し、この本体１内には、試料
２を収容するための試料室３と基準室４とが設けられ、
この試料室３と基準室４とはガス通路５によって蓮通さ
れている。
析器は、検出器本体１を有し、この本体１内には、試料
２を収容するための試料室３と基準室４とが設けられ、
この試料室３と基準室４とはガス通路５によって蓮通さ
れている。
これらの試料室３および基準室４の内には空気もしくは
Ｃ０２あるいはＣＯあるいは０２などの気体が充填され
ている。上記試料２は、例えば、太陽光線を照射したと
きに光合成を行なうクロロフィルをもった植物細胞であ
る。
Ｃ０２あるいはＣＯあるいは０２などの気体が充填され
ている。上記試料２は、例えば、太陽光線を照射したと
きに光合成を行なうクロロフィルをもった植物細胞であ
る。
しかしてＬ試料室３の上面には、気密を保持して光透過
窓６が配置され、この光透過窓６の上方からは、光断続
チョツパにより一定周波数の断続光とした太陽光線が光
ェネルギとして試料室３に向けて照射される。
窓６が配置され、この光透過窓６の上方からは、光断続
チョツパにより一定周波数の断続光とした太陽光線が光
ェネルギとして試料室３に向けて照射される。
一方、上記試料室３の下面には、０リング等のシール素
子７を介して気密を保持された試料台８が着脱可能に組
み込まれている。
子７を介して気密を保持された試料台８が着脱可能に組
み込まれている。
しかして上記ガス通路５の出口側には、熱式流量計形検
出素子９が取付けられ、この検出素子９は後述するよう
に、光断続チョッパによる光断続の周期と同一周期で惹
起される周期的な気体の流れを検出し、リード線１０を
通して外部へ交流の電気信号を出力する。
出素子９が取付けられ、この検出素子９は後述するよう
に、光断続チョッパによる光断続の周期と同一周期で惹
起される周期的な気体の流れを検出し、リード線１０を
通して外部へ交流の電気信号を出力する。
上記熱式流量計形検出素子９は、等しい抵抗−温度特性
をもった２つのＮｉ格子によって構成された一種の熱線
風速計の働きをするものであって、試料室３内の気体の
温度が変化すると抵抗が変化し、この抵抗変化を電圧出
力としてとり出せるようにしたものである。
をもった２つのＮｉ格子によって構成された一種の熱線
風速計の働きをするものであって、試料室３内の気体の
温度が変化すると抵抗が変化し、この抵抗変化を電圧出
力としてとり出せるようにしたものである。
したがって、この熱式流量計形検出素子９によれば、試
料室３および基準室４間に惹起される気体の振動は、交
流の電気信号として検出される。しかして、本発明によ
れば、検出器本体１内にガスセンサ１１が配置されてい
る。
料室３および基準室４間に惹起される気体の振動は、交
流の電気信号として検出される。しかして、本発明によ
れば、検出器本体１内にガスセンサ１１が配置されてい
る。
このガスセンサ１１は、試料室３内の試料２に太陽光線
を光ェネルギとして照射したときに試料２が光合成を行
ない、その過程で吸収される空気中のＣ０２を検出する
Ｃ０２測定素子および放出される０２を検出するＱ測定
素子からなる。本発明による光音響分析器は上述のよう
に構成されているから、いま、分析器Ａの試料室３内に
分析すべき植物の粟等の試料２を収容し、光断続チョッ
パにより一定周波数の断続光とした太陽光線を光ェネル
ギとして光透過窓６を通して試料２に照射する。
を光ェネルギとして照射したときに試料２が光合成を行
ない、その過程で吸収される空気中のＣ０２を検出する
Ｃ０２測定素子および放出される０２を検出するＱ測定
素子からなる。本発明による光音響分析器は上述のよう
に構成されているから、いま、分析器Ａの試料室３内に
分析すべき植物の粟等の試料２を収容し、光断続チョッ
パにより一定周波数の断続光とした太陽光線を光ェネル
ギとして光透過窓６を通して試料２に照射する。
すると、照射された光ェネルギの一部は試料２によって
吸収され、この光ェネルギの一部は熱ェネルギに変換さ
れ、試料２の雰囲気ガスの温度を上昇させ気体の熱膨脹
を惹起する。この気体の熱岬彰眼は、試料２の周りの空
気の圧力を上昇させる。この圧力上昇は、光断続の周期
と同一周期で惹起され、その結果ガス通路５内の気体の
流れを惹き起こし、前述したように熱式流量計形検出素
子９によって検出され、交流の電気信号として検出され
る。一方、試料室３内の試料２に太陽光線を光ェネルギ
として照射したときに試料２が光合成を行ない、試料に
吸収された空気中のＣ０２および放出されたＱはガスセ
ンサ１１のＣ０２測定素子およびＱ測定素子によって検
出される。
吸収され、この光ェネルギの一部は熱ェネルギに変換さ
れ、試料２の雰囲気ガスの温度を上昇させ気体の熱膨脹
を惹起する。この気体の熱岬彰眼は、試料２の周りの空
気の圧力を上昇させる。この圧力上昇は、光断続の周期
と同一周期で惹起され、その結果ガス通路５内の気体の
流れを惹き起こし、前述したように熱式流量計形検出素
子９によって検出され、交流の電気信号として検出され
る。一方、試料室３内の試料２に太陽光線を光ェネルギ
として照射したときに試料２が光合成を行ない、試料に
吸収された空気中のＣ０２および放出されたＱはガスセ
ンサ１１のＣ０２測定素子およびＱ測定素子によって検
出される。
第３図は本発明の他の実施例の断面図である。
第３図に示したものは、試料室３と基準室４とを上下方
向に重ねて設けた例であり、両室の境界には光透過窓６
が配置され、両室の間はガス通路５によって連絡されて
いる。この種の検出器においても、ガスセンサ１１が組
込まれている。第３図に示したこのような構成によれば
、基準室４および試料室３内に満たされた気体も照射さ
れた光ェネルギの一部を吸収するが、このときの単色光
として、基準室４ならびに試料室３における透過長が等
しいものを選定すれば、基準室４および試料室３内での
気体による前記光ェネルギの吸収は同量起こるため相殺
される。したがって試料室３と基準室４との間では試料
の熱ェネルギに基づく気体の熱膨脹のみに起因する圧力
差を生じ、気体は試料室３から基準室４に流動する。第
４図は本発明の他の実施例の断面図を示す。
向に重ねて設けた例であり、両室の境界には光透過窓６
が配置され、両室の間はガス通路５によって連絡されて
いる。この種の検出器においても、ガスセンサ１１が組
込まれている。第３図に示したこのような構成によれば
、基準室４および試料室３内に満たされた気体も照射さ
れた光ェネルギの一部を吸収するが、このときの単色光
として、基準室４ならびに試料室３における透過長が等
しいものを選定すれば、基準室４および試料室３内での
気体による前記光ェネルギの吸収は同量起こるため相殺
される。したがって試料室３と基準室４との間では試料
の熱ェネルギに基づく気体の熱膨脹のみに起因する圧力
差を生じ、気体は試料室３から基準室４に流動する。第
４図は本発明の他の実施例の断面図を示す。
Ａは本発明分析器である。この分析器Ａは密閉容器ＡＩ
およびＡ２を並置することによって構成される。密閉容
器ＡＩおよびＡ２はそれぞれ試料室と基準室とから構成
される。３，３１は試料室である。試料室３，３１には
それぞれ分析すべき試料２，２１が配置され、しかも、
これら試料２，２１に光ェネルギを照射するための光透
過窓６，６１が設けられている。試料２，２１はそれぞ
れ試料台８上に敦暦することによって試料室３，３１中
に配置され、試料台８を取りはずすことによって交換可
能である。１２，１２１は試料血であり、７，７１は○
−リングである。
およびＡ２を並置することによって構成される。密閉容
器ＡＩおよびＡ２はそれぞれ試料室と基準室とから構成
される。３，３１は試料室である。試料室３，３１には
それぞれ分析すべき試料２，２１が配置され、しかも、
これら試料２，２１に光ェネルギを照射するための光透
過窓６，６１が設けられている。試料２，２１はそれぞ
れ試料台８上に敦暦することによって試料室３，３１中
に配置され、試料台８を取りはずすことによって交換可
能である。１２，１２１は試料血であり、７，７１は○
−リングである。
４，４１は基準室である。
この基準室４，４１はそれぞれ、遍路５，５１を介して
試料室３，３１と運速されており、これによって試料室
３および基準室４、ならびに試料室３１および基準室４
１はそれぞれ一つの密閉容器ＡＩおよびＡ２の中にはそ
れぞれ気体が充填されている。さらに、試料室３と基準
室４、ならびに、試料室３１と基準室４１の通路５，５
１の任意の個所にはそれぞれ、熱式流量計形検出素子９
、９１が設置される。このようにして構成された本発明
分析器Ａは分析に際して、試料２，２１にそれぞれ光透
過窓６，６１を通じて波長およびヱネルギの等しい光ェ
ネルギを同時にしかも断続的に照射する。なお、この光
ェネルギは一定時間ずつ交互に照射するようにしてもよ
い。このようにして、熱式流量計形検出素子９，９１の
出力が和、差、商、積などの形で処理されて最終出力と
される。さらに、本発明においては、試料室３，３１に
はガスセンサ１１，１１１が組込まれている。たとえば
、試料２を分析試料とし、試料２１を基準試料として、
両試料間の差を測定するとよい。従って、その場合には
、熱式流量計形検出素子９１およびガスセンサ１１１の
出力が基準信号となる。以上の説明から明らかなように
、本発明によれば、試料室内に収容された分析すべき試
料に対して一定の周波数で断続的に光を照射し、それに
よって得られる光音響効果出力を熱式流量計形検出素子
で検出すると共に光合成の過程で試料に吸収されるＣ０
２および放出される０２をガスセンサによって同時に検
出するようにしたから、植物細胞に光ェネルギを照射し
たときの光の吸収量のうちの熱ェネルギに変換されたも
のを光音響効果として検出できると共に、植物細胞が光
合成の過程で吸収されるＣ０２および放出される０２の
量を検出して光合成の過程を分析することができる。
試料室３，３１と運速されており、これによって試料室
３および基準室４、ならびに試料室３１および基準室４
１はそれぞれ一つの密閉容器ＡＩおよびＡ２の中にはそ
れぞれ気体が充填されている。さらに、試料室３と基準
室４、ならびに、試料室３１と基準室４１の通路５，５
１の任意の個所にはそれぞれ、熱式流量計形検出素子９
、９１が設置される。このようにして構成された本発明
分析器Ａは分析に際して、試料２，２１にそれぞれ光透
過窓６，６１を通じて波長およびヱネルギの等しい光ェ
ネルギを同時にしかも断続的に照射する。なお、この光
ェネルギは一定時間ずつ交互に照射するようにしてもよ
い。このようにして、熱式流量計形検出素子９，９１の
出力が和、差、商、積などの形で処理されて最終出力と
される。さらに、本発明においては、試料室３，３１に
はガスセンサ１１，１１１が組込まれている。たとえば
、試料２を分析試料とし、試料２１を基準試料として、
両試料間の差を測定するとよい。従って、その場合には
、熱式流量計形検出素子９１およびガスセンサ１１１の
出力が基準信号となる。以上の説明から明らかなように
、本発明によれば、試料室内に収容された分析すべき試
料に対して一定の周波数で断続的に光を照射し、それに
よって得られる光音響効果出力を熱式流量計形検出素子
で検出すると共に光合成の過程で試料に吸収されるＣ０
２および放出される０２をガスセンサによって同時に検
出するようにしたから、植物細胞に光ェネルギを照射し
たときの光の吸収量のうちの熱ェネルギに変換されたも
のを光音響効果として検出できると共に、植物細胞が光
合成の過程で吸収されるＣ０２および放出される０２の
量を検出して光合成の過程を分析することができる。
なお、上記実施例においては、ガスセンサを実質的に２
つ設ける例を説明したが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、１種類のガスのみを検知するようにしてもよ
いし、また種類の異なるガスを別々に検知できる３つ以
上のガスセンサを設けることも可能である。
つ設ける例を説明したが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、１種類のガスのみを検知するようにしてもよ
いし、また種類の異なるガスを別々に検知できる３つ以
上のガスセンサを設けることも可能である。
第１図は本発明による光音響分析器の検出器を示した平
面図、第２図はそのローロ断面図、第３図は本発明の他
の実施例の概略断面図、第４図は本発明のさらに異なる
他の実施例を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその
縦断面図である。 １・・・本体、２・・・試料、３・・・試料室、４・・
・基準室、５・・・ガス通路、６・・・光透過窓、８・
・・試料台、９．．．熱式流量計形検出素子、１１・・
・ガスセンサ。 多ヱ鰯多２図 滋多慶 多９顔
面図、第２図はそのローロ断面図、第３図は本発明の他
の実施例の概略断面図、第４図は本発明のさらに異なる
他の実施例を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその
縦断面図である。 １・・・本体、２・・・試料、３・・・試料室、４・・
・基準室、５・・・ガス通路、６・・・光透過窓、８・
・・試料台、９．．．熱式流量計形検出素子、１１・・
・ガスセンサ。 多ヱ鰯多２図 滋多慶 多９顔
Claims (1)
- １ 内部に気体を充填した試料室と基準室とをガス通路
で連通すると共にこのガス通路に熱式流量計形検出素子
を組み込み、上記試料室内に配置された試料に対して一
定の周波数で断続的に光エネルギを照射し、これによっ
て惹き起こされる上記ガス通路内の気体の流れを上記熱
式流量計形検出素子で検出することにより試料を分析す
るようにしたものにおいて、上記試料室内にガスセンサ
を組み込み、試料に吸収あるいは試料から放出されるガ
スを検知し、このガスセンサの出力と光音響効果出力と
から試料を分析するようにしたことを特徴とする光音響
分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120589A JPS6013457B2 (ja) | 1978-09-30 | 1978-09-30 | 光音響分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120589A JPS6013457B2 (ja) | 1978-09-30 | 1978-09-30 | 光音響分析器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5547437A JPS5547437A (en) | 1980-04-03 |
| JPS6013457B2 true JPS6013457B2 (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=14790003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53120589A Expired JPS6013457B2 (ja) | 1978-09-30 | 1978-09-30 | 光音響分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013457B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62206441A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | Fuji Electric Co Ltd | 限界電流型ガスセンサ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740086A (en) * | 1984-02-07 | 1988-04-26 | Oskar Oehler | Apparatus for the photoacoustic detection of gases |
| US8692202B2 (en) * | 2010-09-23 | 2014-04-08 | Li-Cor, Inc. | Gas exchange system flow configuration with thermally insulated sample chamber |
| US8610072B2 (en) | 2010-09-23 | 2013-12-17 | Li-Cor, Inc. | Gas exchange system flow configuration |
| EP2619549B1 (en) | 2010-09-23 | 2018-03-21 | Li-Cor, Inc. | Gas exchange system flow configuration |
| CN103954562B (zh) * | 2014-04-09 | 2016-02-24 | 福建农林大学 | 一种基于光纤传感器的光合作用仪 |
-
1978
- 1978-09-30 JP JP53120589A patent/JPS6013457B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62206441A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | Fuji Electric Co Ltd | 限界電流型ガスセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5547437A (en) | 1980-04-03 |
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