JPS6082835A - Automatic spectrum measuring device of light and heat - Google Patents

Automatic spectrum measuring device of light and heat

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JPS6082835A
JPS6082835A JP58191206A JP19120683A JPS6082835A JP S6082835 A JPS6082835 A JP S6082835A JP 58191206 A JP58191206 A JP 58191206A JP 19120683 A JP19120683 A JP 19120683A JP S6082835 A JPS6082835 A JP S6082835A
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JP
Japan
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sample
light
heat
irradiation
temperature
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Pending
Application number
JP58191206A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Fujishima
昭 藤嶋
Kenichi Honda
健一 本多
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Jasco Corp
Original Assignee
Japan Spectroscopic Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6082835A publication Critical patent/JPS6082835A/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/171Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with calorimetric detection, e.g. with thermal lens detection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/42Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • G01J3/433Modulation spectrometry; Derivative spectrometry

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  • Pathology (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform the spectrum analysis of a sample automatically, by intermitently projecting light, whose wavelength is continuously changed, on the sample, and detecting the increase in temperature of the sample. CONSTITUTION:A sample chamber 2 is thermally separated from the surrounding parts. A heat sensitive element 5 is directly attached to a sample 1, which is provided in the sample chamber 2. Meanwhile, light from a light source 8 is intermittently cut by a light shielding machine 14. The light is thereafter imparted to a spectroscope as a wavelength selector, and the wavelength is changed. The light, whose wavelength is changed, is projected on the smaple 1 through a condenser lens 3. The temperature rise of the sample 1 caused by the projection of the light is detected by the heat sensitive element 5, and the value of the temperature rise is recorded and displayed. The value of the temperature rise corresponds to the degree of the absorption of the light by the sample, i.e., absorbance. Therefore, the spectrum of the value of the temperature rise corresponds to the absorbance spectrum. Thus the spectrum analysis of the sample can be automatically performed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は試料のスペクトル分析を行なうための分光装
置に関し、特に試料に波長の異なる光を照射して、照射
された光の波長に対する試料の温度上昇を検出する光熱
分光装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a spectroscopic device for performing spectrum analysis of a sample, and in particular to a spectroscopic device for irradiating a sample with light of different wavelengths to increase the temperature of the sample relative to the wavelength of the irradiated light. This invention relates to a photothermal spectrometer that detects .

従来技術 周知のように物質に光を照射すれば照射した光のエネル
ギーの一部は物質に吸収される。この光の吸収の度合で
ある吸光度は、照射した光の波長と物質の性質によって
定まり、異なる波長の単色光を物質に順次照射してその
単色光の各波長における吸光度を測定することによって
、その物質の吸収スペクトルを測定することができる。
As is well known in the prior art, when a material is irradiated with light, a portion of the energy of the irradiated light is absorbed by the material. Absorbance, which is the degree of absorption of this light, is determined by the wavelength of the irradiated light and the properties of the material, and can be determined by sequentially irradiating a material with monochromatic light of different wavelengths and measuring the absorbance at each wavelength of the monochromatic light. Absorption spectra of substances can be measured.

この吸収スペクトルはその物質固有のものであるから、
試料の吸収スペクトルを測定することによって試料物質
を分析することができ、これを一般に吸光分光分析と称
している。
This absorption spectrum is unique to the substance, so
A sample substance can be analyzed by measuring the absorption spectrum of the sample, which is generally referred to as absorption spectroscopy.

ところで従来一般の吸光光度法による吸光分光装置にお
いては、物質が吸収した光の量を直接測定するのではな
く、物質中を透過した光を測定し、照射した光との比で
ある透光度をめ、その逆数の常用対数を算出することに
よって吸光度をめている。しかしながら透光度の測定値
は物質の吸光度以外に、照射光の反射や散乱の影響を受
けるから、精密な測定を行なってもある程度の誤差が生
じることは避は得ない。また透光度の測定の場合、被測
定物質が光を透過するものでなければならず、不透明で
溶媒にも溶けない固体試料については測定が不可能であ
った。
By the way, conventional absorption spectrometers that use the absorption photometry method do not directly measure the amount of light absorbed by a substance, but instead measure the light that has passed through the substance, and measure the light transmittance, which is the ratio to the irradiated light. The absorbance is determined by calculating the common logarithm of its reciprocal. However, since the measured value of the light transmittance is affected not only by the absorbance of the substance but also by the reflection and scattering of the irradiated light, it is inevitable that a certain amount of error will occur even if precise measurement is performed. Furthermore, in the case of measuring light transmittance, the substance to be measured must be able to transmit light, and it has been impossible to measure solid samples that are opaque and insoluble in solvents.

そこで近年、光音響効果を利用して吸光度を測定する方
法が注目を浴びている。この光音響分光法は、不活性ガ
スを密封したセル(光音響セル)内に試料を入れ、一定
の周波数で断続させた光を照射し、試料の光吸収による
温度上昇が密封ガスの圧力膨張に変換されることを利用
して、光の断続の周波数(変調周波数)に対応してセル
内ガス圧変化を音波として高感度マイクロフォンにより
検出し、前記周波数に同期してロックインアンプで信号
処理を行なうことにより、光の吸収度を音波の大小とし
て検出するものである。このような光音響分光法の開発
は、最近の検出器(高感度マイクロフォン)、光源、信
号処理技術等の発展に支えられており、特にレーザーの
発達は光音響分光法の応用分野を飛躍的に拡げつつある
Therefore, in recent years, methods of measuring absorbance using the photoacoustic effect have been attracting attention. In this photoacoustic spectroscopy, a sample is placed in a cell sealed with an inert gas (photoacoustic cell) and irradiated with intermittent light at a certain frequency. Using this phenomenon, a high-sensitivity microphone detects changes in gas pressure within the cell as sound waves in response to the intermittent frequency of light (modulation frequency), and the signal is processed by a lock-in amplifier in synchronization with the frequency. By doing this, the absorbance of light is detected as the magnitude of the sound wave. The development of photoacoustic spectroscopy has been supported by recent advances in detectors (high-sensitivity microphones), light sources, signal processing technology, etc. In particular, the development of lasers has dramatically expanded the application field of photoacoustic spectroscopy. It is expanding to

上述の光音響分光法は従来の測定法で困難であった光不
透過性の固体試料についても吸収スペクトルが得られる
特徴があり、またレーザー光等の強度の高い光源を利用
して光吸収の小さい試料についても高いS/N比で高感
度に測定することができ、さらには光吸収により生じた
熱は試料の熱的特性を介して信号となることから、試料
の熱的特性、あるいは試料表面だけでなく深さ方向の特
性を知ることができる等、従来技術で不可能な種々の分
析を行なえる利点を有している。そしてこの光音響分光
装置を実用に供するため種々の発明・考案がなされてお
り、例えば特開昭53−47886号、特公昭57−7
380@、特開昭54−103386号、特開昭54−
143691号、特開昭54−156595号等、多数
の出願がなされている。
The above-mentioned photoacoustic spectroscopy has the feature of being able to obtain absorption spectra even for light-opaque solid samples, which was difficult to measure with conventional measurement methods, and it also uses a high-intensity light source such as a laser beam to measure light absorption. Even small samples can be measured with high sensitivity with a high S/N ratio.Furthermore, since the heat generated by light absorption becomes a signal via the thermal properties of the sample, it is possible to measure the thermal properties of the sample or the sample. It has the advantage of being able to perform various analyzes that are not possible with conventional techniques, such as being able to determine characteristics not only on the surface but also in the depth direction. In order to put this photoacoustic spectrometer into practical use, various inventions and ideas have been made, such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-47886 and Japanese Patent Publication No. 57-7.
380@, JP-A-54-103386, JP-A-54-
A large number of applications have been filed, such as No. 143691 and JP-A-54-156595.

ところで光音響効果を利用した吸光度測定装置は、被測
定物質である試料の周囲から発する微弱な音波をマイク
ロフォンで捕えて測定するものであるから、外部の雑音
に影響されることなく、試料の周囲からの微弱音波を効
率良く捕えるためには、試料を入れる試料セルや音波を
捕えるマイクロフォン等の構造がMNかつ高価となり、
また相対的な音圧レベルで測定するため、試料の吸光係
数の絶対値をめることが困舅であるなど、未だ解決され
ていない種々の問題点がある。
By the way, an absorbance measurement device that uses the photoacoustic effect uses a microphone to capture and measure weak sound waves emitted from the surroundings of a sample, which is the substance to be measured. In order to efficiently capture weak sound waves from
Furthermore, since measurements are made using relative sound pressure levels, there are various problems that have not yet been resolved, such as the difficulty of calculating the absolute value of the extinction coefficient of the sample.

=11東叱江− この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、従来の
光の透過度を測定することによって試料の吸光度をめる
吸光度測定法、および光音響効果を利用して吸光度を測
定する光音響分光法に替えて、新しい第3の分光法とも
いうべき光熱分光法による分光装置を提供することを基
本的な目的とするものである。
=11 Higashikoe- This invention was made in view of the above circumstances, and includes a conventional absorbance measurement method that measures the absorbance of a sample by measuring the transmittance of light, and a method that measures the absorbance using the photoacoustic effect. The basic purpose of this invention is to provide a spectroscopic device that uses photothermal spectroscopy, which can be called a new third spectroscopy method, in place of photoacoustic spectroscopy that measures .

すなわち、光音響分光法においては、試料に光を照射し
て、光の吸収による試料の温度上昇を密封ガスの音波と
してマイクロフォンで検出しているのに対し、この発明
においては、試料に接触させた感熱素子により直接試料
の温度上昇を検出することにより、試料に吸収された光
エネルギーを直接熱エネルギーとして検出する新しい光
熱分光法を適用した光熱分光装置を提供する。
In other words, in photoacoustic spectroscopy, the sample is irradiated with light and the temperature rise of the sample due to the absorption of light is detected by a microphone as sound waves in a sealed gas, whereas in this invention, the sample is exposed to light, and the temperature rise in the sample is detected as a sound wave in the sealed gas. The present invention provides a photothermal spectrometer that applies a new photothermal spectroscopy method that directly detects the light energy absorbed by the sample as thermal energy by directly detecting the temperature rise of the sample using a heat-sensitive element.

かかる新規な光熱分光法に閂づる開発研究は、本発明者
によって既に次のような文献に発表されている。
Developmental research related to this new photothermal spectroscopy has already been published by the present inventor in the following documents.

Analytical Chemistrylvol 
、49 、m13、Nov、1977、P、、2057
〜2062 :3 ulletin of Ch+mc
al S ociety ofJapan、 vol 
153、&10. Oct、 1980 ;したがって
この発明は既に発表された上述の新しい分光法を実用に
供した装置とし、固体、液体、懸濁液、粉末、ゲル状物
質などの各種試料について測定を自動的に行なえるよう
にした装置を提供することを第2の目的とする、 さらにこの発明は、二つの感熱素子、すなわち試料用感
熱素子と参照用感熱素子を用いて、補正された高感度測
定、絶対値測定を可能にした光熱分光装置を提供するこ
とを目的とする。
Analytical Chemistry volume
,49,m13,Nov,1977,P,,2057
~2062:3 ulletin of Ch+mc
al Society of Japan, vol.
153, &10. Oct., 1980; Therefore, the present invention is an apparatus that puts into practical use the above-mentioned new spectroscopic method that has already been announced, and is capable of automatically performing measurements on various samples such as solids, liquids, suspensions, powders, and gel-like substances. A second object of the present invention is to provide an apparatus for performing corrected high-sensitivity measurement and absolute value measurement using two heat-sensitive elements, namely, a sample heat-sensitive element and a reference heat-sensitive element. The purpose of the present invention is to provide a photothermal spectroscopy device that enables the following.

発明の#I成 上述のような目的を達成するため、この発明の自動光熱
分光測定装置は、基本的には次のような周囲から熱的に
分離された試料室と、 その試料室内に設置された試料に対して選択された波長
の光を照射する選択照射手段と、試料に対する照射光束
の照射を断続するための照射光断続制御手段と、 照射光による試料の温度上昇値を直接検出する辷めの温
度検出手段と、 その温度検出手段により検出された試料の温度上昇値を
記録表示する記録表示手段とを有し、前記照射光Igi
続制御手段により試料に対する光栄の1回以上の所定回
数の照射が終了するたびごとに、試料に照射する照射光
束の波長を前記選択照射手段により切替え、これによっ
て測定波長全領域での試料の温度上昇値を記録表示する
ように構成したものである。
#I of the Invention In order to achieve the above-mentioned object, the automatic photothermal spectrometer of the present invention basically includes the following sample chamber thermally isolated from the surroundings, and a sample chamber installed within the sample chamber. selective irradiation means for irradiating the sample with light of a selected wavelength; irradiation light intermittent control means for intermittent irradiation of the irradiation beam onto the sample; and direct detection of the temperature rise value of the sample due to the irradiation light. The irradiation light Igi has a temperature detection means for recording and displaying a temperature increase value of the sample detected by the temperature detection means.
Each time the sample is irradiated a predetermined number of times (one or more times) by the continuous control means, the wavelength of the irradiation beam irradiated onto the sample is switched by the selective irradiation means, thereby controlling the temperature of the sample in the entire measurement wavelength range. It is configured to record and display the increased value.

ここで前記温度検出手段としては、例えば、測定範囲内
において実質的に特性が同じで2個の感熱素子を用いて
、一方の感熱素子は試料温度を直接検出するべく試料に
接触して配置するとともに、他方の感熱素子は試料の周
囲の温度を伐出するべく試料近傍に配置し、両感熱素子
の検出信号を例えば直流ブリッジあるいは交流ブリッジ
により処理することにより周囲の温度変化の影響を除去
した試料のみの温度上昇を検出するように自動光熱分光
装置を構成する。
Here, as the temperature detection means, for example, two heat-sensitive elements having substantially the same characteristics within the measurement range are used, and one heat-sensitive element is placed in contact with the sample to directly detect the sample temperature. At the same time, the other heat-sensitive element was placed near the sample to measure the temperature around the sample, and the detection signals of both heat-sensitive elements were processed by, for example, a DC bridge or an AC bridge to remove the influence of ambient temperature changes. Configure the automatic photothermal spectrometer to detect temperature increases in the sample only.

また前記選択照射手段は、例えば高輝度光源と、複数個
のバンドパスフィルターもしくは分光器からなる波長選
択器とにより構成し、前記照射光断続制御手段からの信
号によりフィルターの交換もしくは分散素子の波長選択
用駆動器の駆動を行なうことによって、試料に入射させ
る波長を順次変え得るように構成する。
Further, the selective irradiation means is constituted by, for example, a high-intensity light source and a wavelength selector consisting of a plurality of bandpass filters or spectrometers, and the filter is replaced or the wavelength of the dispersion element is changed depending on the signal from the irradiation light intermittent control means. The configuration is such that the wavelength incident on the sample can be sequentially changed by driving the selection driver.

あるいは選択照射手段として、複数個の単一波長レーザ
ー光源もしくは可変波長レーザー光源を用いる。
Alternatively, a plurality of single wavelength laser light sources or variable wavelength laser light sources are used as the selective irradiation means.

一方前記照射光r!fIlfcliIIm手段としては
、光路に挿入・離脱される光遮断器(いわゆるシャッタ
ー)あるいは光束を交番的に断続させる光断続器(いわ
ゆるチョッパー)を用い、タイマーで光遮断器の開閉時
間を制御するか、あるいは温度検出手段の出力信号を処
理して例えばその出力信号の微分値が一定値以下となっ
たタイミングで光遮断器の開放を制御するか、さらには
光断続器(チョッパー)を予め設定した速度で回転させ
て予め定めたタイミングで光路の開閉を行なうように構
成する。
On the other hand, the irradiation light r! As the fIlfcliIIm means, an optical interrupter (so-called shutter) that is inserted and removed from the optical path or an optical interrupter (so-called chopper) that alternately interrupts the light beam is used, and the opening/closing time of the optical interrupter is controlled by a timer, or Alternatively, the output signal of the temperature detection means may be processed and, for example, the opening of the optical circuit breaker may be controlled at the timing when the differential value of the output signal becomes below a certain value, or the optical interrupter (chopper) may be opened at a preset speed. The optical path is opened and closed at a predetermined timing by rotating the optical path at a predetermined timing.

また第2発明の自動光熱分光測定装置は、周囲から熱的
に分離された試料Tと、 その試料室内に設置された試料に対して選択された波長
の光を照射する選択照射手段と、試料に対する照射光束
の照射を断続するための照射光断続制御手段と、 照射光による試料の温度上昇を直接検出するための試料
用温度検出手段と、 前記試料室内に設置された標準用カーボンブラックと、 試料に対する照射光の少な(とも一部を前記標準用カー
ボンブラックへ切換可能に導くための手段と、 前記標準用カーボンブラックの温度上昇を直接検出する
ための標準用温度検出手段と、前記標準用温度検出手段
により得られた温度検出信号によって、前記試料用温度
検出手段により測定された試料の温度上昇値を規格化す
る手段と、その規格化された試料の温度上昇値を記録表
示する記録表示手段とを備え、 前記照射光断続制御手段により試料に対する光束の1回
以上の所定回数の照射が終了するたびごとに、試料に照
射する照射光の波長を前記選択照射手段により切替え、
これによって測定波長全領域での試料温度上昇値を測定
し、かつその試料の測定と同時もしくは別にカーボンブ
ラックに測定波長全領域にわたって順次照射光を照射し
て、標準用温度検出手段から得られた検出信号により測
定全領域にわたって試料の温度上昇値を規格化し、これ
により照射光の各波長エネルギーの相違に基く測定誤差
を較正するようにしたものである。
Further, the automatic photothermal spectrometer of the second invention includes a sample T thermally isolated from the surroundings, selective irradiation means for irradiating light of a selected wavelength onto the sample installed in the sample chamber, and a sample T that is thermally isolated from the surroundings. an irradiation light intermittent control means for intermittent irradiation of the irradiation light beam to the sample; a sample temperature detection means for directly detecting a temperature rise of the sample due to the irradiation light; a standard carbon black installed in the sample chamber; means for switchingably guiding a small amount of the irradiation light onto the sample (at least part of it to the standard carbon black; a standard temperature detection means for directly detecting a temperature rise of the standard carbon black; Means for normalizing the temperature rise value of the sample measured by the sample temperature detection means based on the temperature detection signal obtained by the temperature detection means, and a record display for recording and displaying the standardized temperature rise value of the sample. and means, each time the irradiation light intermittent control means finishes irradiating the sample with the luminous flux one or more predetermined times, the selective irradiation means switches the wavelength of the irradiation light to be irradiated to the sample,
As a result, the temperature rise value of the sample was measured over the entire measurement wavelength range, and the carbon black was sequentially irradiated with light over the entire measurement wavelength range simultaneously with or separately from the measurement of the sample, and the temperature increase value obtained from the standard temperature detection means was obtained. The temperature rise value of the sample is normalized over the entire measurement region using the detection signal, and thereby measurement errors due to differences in the energy of each wavelength of the irradiated light are calibrated.

この第2発明の装置においては、例えば、前記試料用温
度検出手段を、測定範囲内において実質的に特性が同じ
2個の感熱素子によって構成し、それらのうちの第1の
感熱素子を試料温度を直接検出するべく試料に接触して
配置するとともに第2の感熱素子を試料の周囲の温度を
検出するべく試料近傍に配置し、また前記標準用温度検
出手段を、カーボンブラックに接触して配置された第3
の感熱素子と、カーボンブラックの近傍に配置された、
前記N2の感熱素子を兼ねるかもしくは第2の感熱素子
とは別の感熱素子とによって構成し、前記第1の感熱素
子および第2の感熱素子の出力信号を処理することによ
って周囲の温度変化の影響を除去した試料のみの温度上
昇値を検出するとともに、前記第3の感熱素子とその近
傍の第2の感熱素子もしくは別の感熱素子の出力信号を
処理することによって周囲の温度変化の影響を除去した
カーボンブラックのみの温度上昇値を検出するように構
成する。
In the apparatus of the second aspect of the invention, for example, the sample temperature detection means is constituted by two heat-sensitive elements having substantially the same characteristics within the measurement range, and the first heat-sensitive element among them is connected to the temperature of the sample. A second heat-sensitive element is placed in the vicinity of the sample to detect the temperature around the sample, and the standard temperature detection means is placed in contact with the carbon black. The third
placed near the heat-sensitive element and carbon black,
The N2 heat-sensitive element may also serve as the heat-sensitive element, or may be configured with a heat-sensitive element other than the second heat-sensitive element, and the output signals of the first heat-sensitive element and the second heat-sensitive element may be processed to detect changes in ambient temperature. In addition to detecting the temperature rise value of only the sample from which the influence has been removed, the influence of ambient temperature changes is eliminated by processing the output signals of the third heat-sensitive element and the second heat-sensitive element or another heat-sensitive element in the vicinity thereof. The temperature increase value of only the removed carbon black is detected.

さらに第3発明の自動光熱分光測定装置は、第1発明も
しくは第2発明に示されている自動光熱分光測定のため
の要素のほか、さらに試料室内の試料から放出される二
次放射光(いわゆる蛍光)を検出する手段を設けた構成
とされる。
Further, the automatic photothermal spectrometer of the third invention includes the elements for automatic photothermal spectrometry shown in the first or second invention, and further includes secondary synchrotron radiation (so-called The configuration includes means for detecting fluorescence (fluorescence).

そして第4発明の自動光熱分光測定装置は、第1発明も
しくは第2発明に示されている自動光熱分光測定のため
の要素のほか、さらに試料室に高感度感圧検出器(例え
ば高感度マイクロホン)を設置して、断続照射された照
射光による試料からの光音響効果による音響をも検出す
る構成とされる。
The automatic photothermal spectrometry device of the fourth invention includes, in addition to the elements for automatic photothermal spectrometry shown in the first or second invention, a high-sensitivity pressure-sensitive detector (for example, a high-sensitivity microphone) in the sample chamber. ) is installed to detect the sound caused by the photoacoustic effect from the sample caused by the intermittent irradiation light.

実施例 以下この発明の一実施例の自動光熱分光測定装置につい
て図面を参照して詳細に説明する。
EXAMPLE Below, an automatic photothermal spectrometer according to an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示すものであって、測定
対象となる試料1は、周囲から熱的に分離された試料室
2内に配置されている。前記試料1としては、結昌、ア
モルファス、ゲル、あるいは粉末等、任意のものを測定
することができる。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a sample 1 to be measured is placed in a sample chamber 2 that is thermally isolated from the surroundings. As the sample 1, any material such as crystal, amorphous, gel, or powder can be measured.

また液体も測定可能である。但し粉末の場合には通常は
懸濁液として測定する。前記試料v2は、図示の例では
断熱材からなる内壁2Aと同じく断熱材からなる外壁2
Bとの二重壁で構成し、その内壁2Aと外壁2Bとの間
の空間に液体3を充填して、より断熱性に優れた構成と
しているが、測定する試料によっては一重の壁でもよい
It is also possible to measure liquids. However, in the case of powder, it is usually measured as a suspension. In the illustrated example, the sample v2 has an inner wall 2A made of a heat insulating material and an outer wall 2 made of a heat insulating material.
The space between the inner wall 2A and the outer wall 2B is filled with liquid 3, resulting in a structure with better heat insulation, but a single wall may be used depending on the sample to be measured. .

前記試料室2の外壁2Bの一方の面には照射光を試料に
向けて集光するための集光レンズ3が設けられており、
また内壁2Aには集光レンズ3に対応する位置に透過窓
4が設けられている。したがって試料室外部からの照射
光は集光レンズ3および透過窓4を介して試料1に照射
される。
A condenser lens 3 is provided on one surface of the outer wall 2B of the sample chamber 2 to condense the irradiation light toward the sample.
Further, a transmission window 4 is provided on the inner wall 2A at a position corresponding to the condenser lens 3. Therefore, the irradiated light from outside the sample chamber is irradiated onto the sample 1 through the condenser lens 3 and the transmission window 4.

前記試料1にはその試料1の温度を検出するための高感
度感熱素子5、例えばサーミスタが直接取付けられ、ま
たその試料1の近傍の位置には前記試料用の感熱素子5
と実質的に特性が同じサーミスタ等の高感度感熱素子か
らなる参照用の感熱素子6が配置されている。後者の感
熱素子6は、試料1の周囲の温度による測定誤差への影
響を除去して、試料1自体の温度上昇を検出するために
設けられている。なおいずれの感熱素子5.6も直接照
射光が入射されない位置に配置することが望ましい。
A high-sensitivity heat-sensitive element 5, such as a thermistor, for detecting the temperature of the sample 1 is directly attached to the sample 1, and a heat-sensitive element 5 for the sample is installed near the sample 1.
A reference heat-sensitive element 6 made of a high-sensitivity heat-sensitive element such as a thermistor having substantially the same characteristics as the reference heat-sensitive element 6 is arranged. The latter thermal element 6 is provided to eliminate the influence of the ambient temperature of the sample 1 on measurement errors and to detect the temperature rise of the sample 1 itself. Note that it is desirable that each of the heat-sensitive elements 5.6 be arranged at a position where no direct irradiation light is incident.

さらに試料室2内には、集光レンズ3から試料1に至る
照射光路付近に必要に応じてハーフミラ−7が配設され
ている。このハーフミラ−7は、後述する光源8の波長
分布の較正を行って、光源8の波長による′強度のばら
つきに起因する測定誤差を解消するため(すなわち出力
データの規格化のため)、照射光の一部を必要に応じて
試料室2内に設置したカーボンブラック9に導くための
ものであり、図示しないモータ等の回転駆動手段により
、照射光路中の位置(すなわち照射光の一部をカーボン
ブラック9へ反射させる位置)と、照射光路から離脱し
た位M(すなわち照射光の一部をカーボンブラック9へ
反射させない位置)との間で回転もしくは進退移動せし
められるように構成されている。そして前記カーボンブ
ラック9にも、前述の各感熱素子5.6と実質的に同じ
特性のサーミスタ等の標準用感熱素子10が、照射光を
直接受けない位置に取付けられている。なお前述のごと
き光源8の波長分布の較正を行なわない通常の測定時に
おいてはハーフミラ−6は照射光路から離脱させておく
Further, in the sample chamber 2, a half mirror 7 is disposed as necessary near the irradiation optical path from the condenser lens 3 to the sample 1. This half mirror 7 is used to calibrate the wavelength distribution of the light source 8, which will be described later, and to eliminate measurement errors caused by variations in intensity depending on the wavelength of the light source 8 (that is, to standardize output data). The purpose is to guide a part of the irradiated light to the carbon black 9 installed in the sample chamber 2 as necessary. It is configured so that it can be rotated or moved back and forth between a position M where the irradiation light is reflected onto the carbon black 9) and a position M where it is removed from the irradiation optical path (that is, a position where a part of the irradiation light is not reflected onto the carbon black 9). A standard heat-sensitive element 10, such as a thermistor, having substantially the same characteristics as each of the above-mentioned heat-sensitive elements 5.6 is also attached to the carbon black 9 at a position that does not directly receive irradiation light. Incidentally, during normal measurement without calibrating the wavelength distribution of the light source 8 as described above, the half mirror 6 is kept out of the irradiation optical path.

前記光源8は、高輝度光源例えばキセノン光源等からな
るものであり、その前面側には光源8からの不要な赤外
領域の光をカットするフィルタ11と、集光レンズ12
とがその順に配置されている。さらにその集光レンズ1
2と試料室2の側の集光レンズ3との間の光路には、第
1の照射光断続制御手段13の一部を構成する光遮断器
としてのシャッター14と、第2の照射光断続制御手段
15の一部を構成する回転型の光断続器としてのチョッ
パー16と、選択照射手段の一部を構成する波長選択器
としての分光器17とがその順に設けられている。
The light source 8 is a high-intensity light source, such as a xenon light source, and has a filter 11 for cutting unnecessary infrared light from the light source 8 and a condensing lens 12 on the front side thereof.
are arranged in that order. Furthermore, the condenser lens 1
2 and the condensing lens 3 on the sample chamber 2 side, there is a shutter 14 as a light interrupter that constitutes a part of the first irradiation light intermittent control means 13, and a second irradiation light intermittent control means 13. A chopper 16 as a rotary optical interrupter constituting a part of the control means 15 and a spectrometer 17 as a wavelength selector constituting a part of the selective irradiation means are provided in that order.

前記シャッター14は、そのシャッターを光路中に挿入
および離脱させて光路の開閉を行うためのモータ等の駆
動手段18に連結されており、そのシャッター駆動手段
18はこれを駆動制御するための駆動回路19に電気的
に接続されている。
The shutter 14 is connected to a driving means 18 such as a motor for opening and closing the optical path by inserting and removing the shutter into and out of the optical path, and the shutter driving means 18 includes a driving circuit for driving and controlling the shutter. It is electrically connected to 19.

一方チョツバ−16は、回転中心に対し所定角度をなす
範囲が切欠かれて光透過部とされ、残りの角度範囲が光
遮蔽部とされて、予め設定した回転速度で回転させるこ
とにより所要の周期で光路の開閉が繰返されるように構
成されている。このチョッパー16にはモータ等のチョ
ッパー駆動手段20が連結されており、そのチョッパー
駆動手段20にはこれを駆動制御するための駆動回路2
1が電気的に接続されている。なおチョッパー16に対
しては、そのチョッパー16による光路の開閉と同期し
た信号を出力させるための同期信号発生器22が付設さ
れている。
On the other hand, the chotuba 16 is cut out in a range forming a predetermined angle with respect to the center of rotation to serve as a light transmitting part, and the remaining angular range is used as a light shielding part. The structure is such that the optical path is repeatedly opened and closed. A chopper driving means 20 such as a motor is connected to the chopper 16, and a driving circuit 2 for controlling the chopper driving means 20 is connected to the chopper 16.
1 is electrically connected. Note that a synchronization signal generator 22 is attached to the chopper 16 for outputting a signal synchronized with the opening and closing of the optical path by the chopper 16.

なお上述の例ではシャッター14等からなる第1の照射
光断続I!I御手投手段と、チョッパー16等からなる
M2の照射光vIT統制御手段15との両者を設置した
構成としたが、実際には両者をともに設置しておく必要
はなく、いずれか一方のみを設置しておいても良い。
Note that in the above example, the first intermittent irradiation light I! is composed of the shutter 14 and the like. Although the configuration is such that both the I-mityu means and the M2 irradiation light vIT control means 15 consisting of a chopper 16 etc. are installed, in reality it is not necessary to install both of them together, and only one of them can be installed. You can leave it installed.

前記分光器17は、光源8から試料1に照射すべき照射
光の波長を選択するためのものであって、平面回折格子
等の分散素子17Aを回転させて選択波長を変化させる
ための波長選択用駆動器23が付設されている。なお波
長選択器としては、分光器17の代りに、それぞれ異な
る波長帯域を有する複数のバンドパスフィルタで構成し
、光N8からの光が通過すべきフィルタを交換すること
により試料1に対する照射光の波長を選択するように構
成しても良い。この場合複数のフィルタを例えば回転円
板に取付け、例えばモータ等の波長選択用駆動器により
その回転円板を回転させることによって試料1への照射
光の波長を変えるように構成することができる。
The spectroscope 17 is for selecting the wavelength of the irradiation light to be irradiated onto the sample 1 from the light source 8, and is for wavelength selection for changing the selected wavelength by rotating the dispersion element 17A such as a plane diffraction grating. A driver 23 is attached. Note that the wavelength selector is composed of a plurality of bandpass filters each having a different wavelength band instead of the spectroscope 17, and by replacing the filter through which the light from the light N8 should pass, the irradiation light on the sample 1 can be changed. It may be configured to select the wavelength. In this case, a plurality of filters may be attached to a rotating disk, for example, and the wavelength of the light irradiated onto the sample 1 may be changed by rotating the rotating disk using a wavelength selection driver such as a motor.

また、光源としては複数の単一波長レーザー光源、また
は可変波長レーザー光源を用いても良く、この場合には
前述の分光器17もしくは複数のバンドパスフィルタか
らなる波長選択器を省くことができる。
Furthermore, a plurality of single wavelength laser light sources or a variable wavelength laser light source may be used as the light source, and in this case, the aforementioned spectroscope 17 or a wavelength selector consisting of a plurality of bandpass filters can be omitted.

前記試料用感熱素子5および参照用感熱素子6は、それ
らの出力差を検出する出力差検出回路23に接続されて
いる。この出力差検出回路23は、周囲温度の影響を除
去した試料1のみの温度上昇値を検出するためのもので
、図示の例では前記感熱素子5.6をそれぞれ一端に組
込んだ交流ブリッジ24と、その交流ブリッジ24を駆
動するための例えば10kHzの交流信号を発生する発
振器25とから構成されている。この交流ブリッジ24
の出力は同期検出回路26に送られる。この同期検出回
路26は、前記発振器25の交流信号と同期して交流ブ
リッジ24の出力を同期整流(同期検波)するためのも
のであり、従って同期検出回路26の出力レベルが周囲
温度を補正した試料1の温度上昇値に相当する。そして
この同期検出回路26の出力はデータ処理・制御部27
へ送られる。
The sample heat-sensitive element 5 and the reference heat-sensitive element 6 are connected to an output difference detection circuit 23 that detects the output difference between them. This output difference detection circuit 23 is for detecting the temperature rise value of only the sample 1 from which the influence of the ambient temperature has been removed. and an oscillator 25 that generates an AC signal of, for example, 10 kHz to drive the AC bridge 24. This AC bridge 24
The output of is sent to the synchronization detection circuit 26. This synchronous detection circuit 26 is for synchronous rectification (synchronous detection) of the output of the AC bridge 24 in synchronization with the AC signal of the oscillator 25, so that the output level of the synchronous detection circuit 26 corrects the ambient temperature. Corresponds to the temperature rise value of sample 1. The output of this synchronization detection circuit 26 is transmitted to a data processing/control section 27.
sent to.

ここで前記同期検出回路26は、照射光断続制御手段と
してチョッパー16を用いる場合には、交流ブリッジ2
4の駆動用の交流信号とチョッパー16の同期信号く同
期信号発生器22が発生する信号)との2種の信号に同
期させた二重同期検波とする。
Here, when the chopper 16 is used as the irradiation light intermittent control means, the synchronization detection circuit 26 is connected to the AC bridge 2.
Double synchronous detection is performed in synchronization with two types of signals: the AC signal for driving No. 4 and the synchronizing signal for the chopper 16 (a signal generated by the synchronizing signal generator 22).

なお上述の例では出力差検出回路23を交流ブリッジ2
4で構成したが、場合によっては直流ブリッジで構成し
ても良いことはもちろんである。
In the above example, the output difference detection circuit 23 is connected to the AC bridge 2.
4, but it is of course possible to use a DC bridge depending on the case.

なおまた前述のように必要に応じて設置される標準用カ
ーボンブラック9に関し丁も、周囲温度の影響を除去し
たカーボンブラック自体の温度上昇値を検出するように
構成する。すなわち、カーボンブラック9に取付けられ
た標準用感熱素子10も前記出力差検出回路23に接続
し、その出力差検出回路23を、試料用感熱素子5と参
照用感熱素子6との出力差を検出するブリッジおよび標
準用感熱素子10と参照用感熱素子6との出力差を検出
するブリッジを組合わせた二重のブリッジで構成するこ
とができる。また場合によっては単独のブリッジの一端
を、前記試料用感熱素子5ど参照用感熱素子10とで切
替えるように構成しても良い。
Furthermore, as described above, the standard carbon black 9 installed as necessary is also configured to detect the temperature rise value of the carbon black itself, which has been removed from the influence of the ambient temperature. That is, the standard heat sensitive element 10 attached to the carbon black 9 is also connected to the output difference detection circuit 23, and the output difference detection circuit 23 is used to detect the output difference between the sample heat sensitive element 5 and the reference heat sensitive element 6. It can be configured with a double bridge that combines a bridge for detecting the output difference between the standard heat-sensitive element 10 and the reference heat-sensitive element 6. In some cases, one end of a single bridge may be configured to be switched between the sample heat-sensitive element 5 and the reference heat-sensitive element 10.

なお前述の例では標準用カーボンブラック9の周囲温度
を検出する手段として試料1の周囲温度を検出するため
の感熱素子を共通に用いているが、場合によっては別の
感熱素子をカーボンブラック9の近傍に設置しても良い
In the above example, a heat sensitive element for detecting the ambient temperature of sample 1 is commonly used as a means for detecting the ambient temperature of standard carbon black 9, but in some cases another heat sensitive element may be used for detecting the ambient temperature of carbon black 9. It may be installed nearby.

前記データ処理・制御部27は、前記同期検出回路26
の出力を処理する信号処理部27Aと、その信号処理部
27Aで得られたデータを記録表示する記録表示部27
Bと、前記信号処理部27Aからの信号に応じて前記シ
ャッター駆動回路19、チョッパー駆動回路21、およ
び波長選択用駆動器23を制御する制御部27Gとを有
する構成とされている。
The data processing/control unit 27 includes the synchronization detection circuit 26
A signal processing section 27A that processes the output of the signal processing section 27A, and a recording display section 27 that records and displays the data obtained by the signal processing section 27A.
B, and a control section 27G that controls the shutter drive circuit 19, the chopper drive circuit 21, and the wavelength selection driver 23 in accordance with the signal from the signal processing section 27A.

ここでシャッター駆動回路19の制御に関しては、例え
ばIIJ卯部27Cを、前記同期検出回路26から出力
される試料自体の温度上昇値に相当する信号を処理・判
定する回路と、シャッター14の開放時間を設定するタ
イマーとを備えた構成とし、温度上昇値信号を処理判定
した結果に基いてシャッター開放指令信号を出力させる
とともに、タイマーに設定された開放時間が経過した時
にシャッター遮断指令信号を出力させれば良い。上述の
ように試料温度上昇値信号を処理・判定する回路として
は、具体的には、温度上昇値を微分する回路およびその
微分値を基準レベルと比較判定する回路によって構成し
、温度上昇値の微分値が負の値である場合(すなわち温
度上昇値が下降しつつあるどき)に、その微分値の絶対
値があるレベル以下となった時にシャッター開放指令信
号を出力するように構成すれば良い。
Regarding the control of the shutter drive circuit 19, for example, the IIJ Ube 27C is connected to a circuit that processes and determines a signal corresponding to the temperature rise value of the sample itself output from the synchronization detection circuit 26, and a circuit that processes and determines the opening time of the shutter 14. The shutter opening command signal is output based on the result of processing and determining the temperature rise value signal, and the shutter closing command signal is output when the opening time set in the timer has elapsed. That's fine. Specifically, the circuit for processing and determining the sample temperature rise value signal as described above is composed of a circuit that differentiates the temperature rise value and a circuit that compares and determines the differential value with a reference level. If the differential value is a negative value (that is, when the temperature increase value is decreasing), the shutter opening command signal may be output when the absolute value of the differential value falls below a certain level. .

あるいはまたシャッター駆動回路の制御に関して、制御
部27Cがシャッター14の遮断時間を設定するタイマ
ーとシャッター14の開放時間を設定するタイマーとを
備えた構成とし、設定された遮断時間が経過した時点で
シャッター開放指令信号を出力し、設定された開放時間
が経過した時点でシャッター遮断指令信号を出力するよ
うに構成しても良い。
Alternatively, regarding the control of the shutter drive circuit, the control section 27C may be configured to include a timer for setting the shutoff time of the shutter 14 and a timer for setting the open time of the shutter 14, and the shutter will be shut off when the set shutoff time has elapsed. It may be configured to output an opening command signal and output a shutter shutoff command signal when a set opening time has elapsed.

一方チョッパー駆動回路21の制御に関しては、制御部
27Cを、チョッパー16の回転速度を予め設定した速
度に制御するチョッパー回転速度制御手段を備えた構成
とし、その回転速度を制御することによりチョッパー1
6による照射光の照射時間、遮断時間が定められる構成
とすれば良い。
On the other hand, regarding the control of the chopper drive circuit 21, the control section 27C is configured to include chopper rotation speed control means for controlling the rotation speed of the chopper 16 to a preset speed, and by controlling the rotation speed of the chopper 16,
The configuration may be such that the irradiation time and cut-off time of the irradiation light are determined according to 6.

さらに波長選択用駆動器23の制御に関しては、例えば
制御部27Gが、シャッター14あるいはチョッパー1
6による照射光の断続をカウントする計数手段を備えた
構成とし、ある波長での照射回数が予め設定したある回
数に達した時点で照射波長を変える指令信号を出力させ
れば良い。具体的には、シャッター14の開放指令信号
もしくは遮断指令信号、あるいはチョッパー16の同期
信号発生器22からのチョッパー16の動作に同期した
信号をカウントし、その計数値が予め設定した値に達し
た時に波長変更指令信号を出力し、その指令信号によっ
て波長選択用駆動器を動作させるとともに、計数手段を
リセツ1〜させれば良い。
Furthermore, regarding the control of the wavelength selection driver 23, for example, the control section 27G controls the shutter 14 or the chopper 1.
The configuration may include a counting means for counting the interruption of the irradiation light according to No. 6, and output a command signal to change the irradiation wavelength when the number of irradiation times at a certain wavelength reaches a preset number of times. Specifically, an opening command signal or a shutting command signal of the shutter 14, or a signal synchronized with the operation of the chopper 16 from the synchronization signal generator 22 of the chopper 16 is counted, and the counted value reaches a preset value. At the same time, a wavelength change command signal may be output, and the wavelength selection driver may be operated by the command signal, and the counting means may be reset from 1 to 1.

また前述のように照射光断続制御手段としてシャッター
14を用いかつ温度上昇値を微分により処理判定してシ
ャッター14を開放させる場合、その処理判定結果によ
りチョッパー開放指令信号とともに波長変更指令信号を
出力させても良い。
Further, as described above, when the shutter 14 is used as the irradiation light intermittent control means and the temperature rise value is processed and judged by differentiation to open the shutter 14, the wavelength change command signal is output together with the chopper open command signal based on the processing judgment result. It's okay.

なお第1図の装置においては、試料室2に試料1に対す
る断続光照射によって光音響効果により生じる音響(試
料室2内の圧力変化)を検出するための高感度感圧検出
器29、例えば高感度マイクロホンを設置して、光熱分
光測定と同詩に光音響効果による分光測定も行ない得る
ように構成されている。
In the apparatus shown in FIG. 1, a high-sensitivity pressure-sensitive detector 29, such as a high By installing a sensitive microphone, it is configured to perform photothermal spectroscopic measurements as well as spectroscopic measurements using photoacoustic effects.

第2図には、試料用感熱素子5および参照用感熱素子6
の出力差を検出するための出力差検出回路23に用いら
れる交流ブリッジ24の具体例を示す。第2図において
、演算増幅器28Gよ交流ブリッジの作動゛アンプとし
て動作し、演算増幅器2 。
FIG. 2 shows a sample heat-sensitive element 5 and a reference heat-sensitive element 6.
A specific example of the AC bridge 24 used in the output difference detection circuit 23 for detecting the output difference will be shown. In FIG. 2, the operational amplifier 28G operates as an operational amplifier of the AC bridge.

9は発振器25の発振周波数例えば10kl−(Zの帯
域フィルタとして動作する。
9 operates as a bandpass filter of the oscillation frequency of the oscillator 25, for example, 10kl-(Z).

次に上述のような自動分光光熱測定装置により試料の分
析を行なう際の装置の全体的な動作な(Xし測定方法を
説明する。
Next, the overall operation of the automatic spectrophotothermal measurement apparatus as described above when analyzing a sample will be explained.

予め測定すべき試料1に感熱素子5を取付番すて試料室
2の所定位置に設置しておき、波長選択器例えば分光器
17あるいはバンドバスフィルりによって最初に照射す
べき光の波長を設定しておく。
Place the heat-sensitive element 5 on the sample 1 to be measured in advance with its serial number at a predetermined position in the sample chamber 2, and set the wavelength of the light to be irradiated first using a wavelength selector, such as a spectrometer 17 or a bandpass filter. I'll keep it.

この最初の波長は、通常は測定開始の信号ある0は前回
の測定終了の信号により自動的に全測定波長領域の上端
もしくは下端の波長に設定される。
This first wavelength is usually automatically set to the upper or lower end wavelength of the entire measurement wavelength range based on the measurement start signal, or 0, the previous measurement end signal.

そしてシャッター14もしく【よチョツノ(−16によ
り光路を開放させれば、前記波長の光が試料1に照射さ
れ、その照射光のエネルギーのうち試料1に吸収された
エネルギーは熱となり、試料1の温度が上昇する。この
試料1の温度(よ感熱素子5によって検出される。一方
試料1の周囲の温度も上昇し、その周囲温度は感熱素子
6によって検出される。両者の温度差が出力差検出回路
23によって検出され、試F11の温度から周囲温度を
差引いた温度、すなわち周囲温度に対する補正を行なっ
た試料1のみの温度上昇値に相当する信号が同期検出回
路26から出力されて、その信号がデータ処理・υ制御
部27に送られる。
Then, when the optical path is opened by the shutter 14 or [-16], the sample 1 is irradiated with light of the above wavelength, and the energy absorbed by the sample 1 out of the energy of the irradiated light becomes heat, and the sample 1 The temperature of the sample 1 (which is detected by the heat-sensitive element 5) increases.Meanwhile, the temperature around the sample 1 also rises, and the ambient temperature is detected by the heat-sensitive element 6.The temperature difference between the two is output. A signal detected by the difference detection circuit 23 and corresponding to the temperature obtained by subtracting the ambient temperature from the temperature of sample F11, that is, the temperature rise value of only sample 1 corrected for the ambient temperature, is output from the synchronous detection circuit 26. The signal is sent to the data processing/υ control section 27.

試料1に対する照射時間がタイマーで予め設定したシャ
ッター14の開放時間に達した時、あるいはチョッパー
16の回転速度で定まる光透過時間に達した時に、試料
1への照射光の光路がシャッター14またはチョッパー
16の遮蔽部によって遮断される。この光路遮断によっ
て試Fllの温度は急速に下降するのに対し周囲温度の
下降速度は極めて遅いが、前述のように周囲温度に対す
る補正を行なっているから、データ処理・制m部27に
は周囲温度の影響を除去した試料1自体の照射光による
1度上昇値が与えられることになる。
When the irradiation time on the sample 1 reaches the opening time of the shutter 14 preset by the timer, or when the light transmission time determined by the rotation speed of the chopper 16 is reached, the optical path of the irradiation light on the sample 1 is changed to the shutter 14 or the chopper. It is blocked by 16 shielding parts. Due to this optical path interruption, the temperature of the test Fll rapidly decreases, whereas the rate of decrease of the ambient temperature is extremely slow. However, since the ambient temperature is corrected as described above, the data processing/control unit 27 A 1 degree increase value due to the irradiation light of the sample 1 itself with the influence of temperature removed is given.

上’rLのようにして試料1に対する照射光が遮断され
た後、再び元始が開放されて照射光が試料1に照射され
る。ここで光路遮断後、再び照射が開始されるタイミン
グは、シャッター14の場合【ま前述のようにタイマー
の設定によって制御されるか、あるいは湿度上昇値の微
分値がある値以下となることによって制御され、またチ
ョッパー16が用いられている場合にはその回転速度に
よって定められる。いずれにしても、光路遮断後に再び
照射が開始されるタイミングは、試料1の温度が充分に
低下して周囲温度とほぼ同じとなった時点となるように
設定もしくは制御される。そして前記同様にして同じ波
長での2回目の測定がなされる。もちろん場合によって
はある波長での測定(ま1回のみとし、1回のある波長
での測定が終了した時点で後に説明するように波長を変
えて次の波長での測定に移行しても良い。
After the irradiation light to the sample 1 is blocked as shown in upper 'rL, the source is opened again and the irradiation light is irradiated onto the sample 1. Here, the timing at which irradiation is started again after the optical path is interrupted is controlled by the timer setting in the case of the shutter 14 [as described above, or by the differential value of the humidity increase value becoming below a certain value]. and, if a chopper 16 is used, its rotational speed. In any case, the timing at which irradiation is restarted after the optical path is interrupted is set or controlled so that the temperature of the sample 1 has sufficiently decreased to become approximately the same as the ambient temperature. Then, a second measurement at the same wavelength is performed in the same manner as described above. Of course, depending on the situation, it is possible to perform measurement at a certain wavelength (or only once, and when one measurement at a certain wavelength is completed, change the wavelength and move on to measurement at the next wavelength as explained later). .

このようにして測定した試料1の温度変化の時間に対す
る波形を第3図に示す。第3図にお(Xで破1jlAは
周囲温度に対する補正を行なわな(X場合の試料1の温
度変化を示し、破線Bは周囲温度の変化を示し、線Cは
周囲温度に対する補正を行なった試料1の温度変化すな
わち同期検出回路26の出力波形を示す。この同期検出
回路26の出力波形Cおよび各照射期間中の最大温度上
昇値(第3図のΔ丁)が試料1のその測定波長における
温度上昇値として記録表示部27Bに記録・表示される
FIG. 3 shows the waveform of the temperature change of sample 1 measured in this manner over time. In Figure 3, the dashed line B shows the change in the temperature of sample 1 in the case of X without correction for the ambient temperature, and the broken line C shows the change in the ambient temperature. The temperature change of the sample 1, that is, the output waveform of the synchronous detection circuit 26 is shown.The output waveform C of the synchronous detection circuit 26 and the maximum temperature rise value (Δd in FIG. 3) during each irradiation period correspond to the measurement wavelength of the sample 1. It is recorded and displayed on the recording display section 27B as a temperature rise value at .

なお実際の測定においてはシャッター14とチョッパー
16のいずれを用いても良いが通常は感熱素子の応答速
度が遅い場合にはシャッター14を用い、応答速度が充
分に速い場合にはチョッパー16を用いることができる
In actual measurements, either the shutter 14 or the chopper 16 may be used, but normally the shutter 14 is used when the response speed of the thermal element is slow, and the chopper 16 is used when the response speed is sufficiently fast. I can do it.

このようにして1回または2回以上、同じ波長での試料
温度上昇値の測定が終了すれば、その波長での照射回数
をカウントする計数手段あるいは温度上昇値を微分する
回路などを備えた制御部27Cから波長変更指令信号が
出力され、波長選択用駆動器23が動作して、次の波長
が選択される。
Once the sample temperature rise value has been measured at the same wavelength one or more times in this way, a control device equipped with a counting means for counting the number of irradiations at that wavelength or a circuit for differentiating the temperature rise value is installed. A wavelength change command signal is output from the section 27C, the wavelength selection driver 23 is operated, and the next wavelength is selected.

そして前記同様にしてその新たに選択された波長での測
定がなされる。さらに順次具なる波長での測定が行なわ
れて、最終的に令聞定波長領域での測定が終了する。
Measurement is then performed at the newly selected wavelength in the same manner as described above. Further, measurements are performed at specific wavelengths one after another, and finally the measurements at a certain wavelength range are completed.

上述のような各波長での測定値は標準用カーボンブラッ
ク9の感熱素子10の測定値によって規格化することが
望ましい。すなわち光it!8には波長特性が存在し、
波長によって強度が相異するから、絶対的な試料1の吸
光特性を得るためには、光源8の波長特性の影響を除去
することが望ましい。前述の装置では、ハーフミラ−7
を光路中に挿入して照射光をカーボンブラック9に導き
、感熱素子10によって全測定波長領域の各波長につい
てその温度上昇値を測定する。この場合の具体的測定方
法は試料1についての測定と同様である。
It is desirable that the measured values at each wavelength as described above be normalized by the measured values of the heat-sensitive element 10 of the standard carbon black 9. In other words, light it! 8 has wavelength characteristics,
Since the intensity differs depending on the wavelength, it is desirable to eliminate the influence of the wavelength characteristics of the light source 8 in order to obtain the absolute light absorption characteristics of the sample 1. In the above device, half mirror 7
is inserted into the optical path to guide the irradiated light to the carbon black 9, and the temperature increase value is measured for each wavelength in the entire measurement wavelength range using the heat sensitive element 10. The specific measurement method in this case is the same as the measurement for Sample 1.

このようにして得られたカーボンブラック9の各波長で
の温度上昇値によって前記試料1の温度上昇値を割算す
ることによって試料1の温度上昇値が規格化される。な
おり−ボンブラック9についての測定は前述のようにハ
ーフミラ−7を設けた場合には試料1についての測定と
同時に行なうことができ、このような同時測定の場合に
は試料1の測定値をその場で規格化することができるが
、勿論カーボンブラック9の測定を試n1の測定とは別
に行ない、その測定値を記憶させておいて試料1の測定
時にカーボンブラックの測定値を読み出して試料1の測
定値を規格化しても良い。後者の場合にはハーフミラ−
7の代わりに通常のミラーを用いることができる。
The temperature rise value of the sample 1 is normalized by dividing the temperature rise value of the sample 1 by the temperature rise value of the carbon black 9 obtained in this manner at each wavelength. The measurement of Naori-Bon Black 9 can be performed at the same time as the measurement of sample 1 if the half mirror 7 is installed as described above, and in such a simultaneous measurement, the measured value of sample 1 can be Although it is possible to standardize on the spot, it is of course necessary to measure carbon black 9 separately from the measurement of sample n1, store the measured value, and read out the measured value of carbon black when measuring sample 1. The measured value of 1 may be normalized. In the latter case, a half mirror
7 can be replaced by an ordinary mirror.

以上のように試!′jt1の温度上昇値をカーボンブラ
ック9の温度上昇値によっ゛CC全波長域域わたって規
格化することにより、試料1の温度上昇値スペクトルを
得ることができる。ここで試料1の温度上R値は、試料
が吸収した光の度合、すなわち吸光度に対応するから、
温度上昇値のスペク1ヘルは吸光度スペクトルに相当す
ることになり、したがってこの温度上昇値スペクトルに
より試料の分析を行なうことが−Cきる。
Try as above! By normalizing the temperature rise value of 'jt1 by the temperature rise value of carbon black 9 over the entire CC wavelength range, the temperature rise value spectrum of sample 1 can be obtained. Here, the temperature R value of sample 1 corresponds to the degree of light absorbed by the sample, that is, the absorbance, so
The spectrum of the temperature rise value corresponds to the absorbance spectrum, and therefore it is possible to analyze the sample using this temperature rise value spectrum.

以下にこの発明の装置を用いて実際に各種試料の測定を
行なった例を示す。
Examples of actual measurements of various samples using the apparatus of the present invention will be shown below.

第4図はある特定波長における同期検出回路26の出力
波形を示すものくすなわち第3図に対応するもの)であ
って、31は波長460nmにおけるカーボンブラック
ベレットの出力波形、32は波長510nmにおけるC
dS単結晶の出力波形、33は波長625 nmにおけ
るメチレンブルー溶液(!!度0.33g/ 1 )の
出力波形を示し、いずれも各試料の吸収の最も大きい波
長での測定結果を示す。なお図中ONは照射開始を示し
、OFFは照射光の遮断を示す。
FIG. 4 shows the output waveform of the synchronization detection circuit 26 at a certain wavelength (corresponding to FIG. 3), where 31 is the output waveform of the carbon black pellet at a wavelength of 460 nm, and 32 is the C
The output waveform of the dS single crystal, 33, shows the output waveform of a methylene blue solution (!! degree 0.33 g/1) at a wavelength of 625 nm, and both show the measurement results at the wavelength where each sample has the largest absorption. Note that in the figure, ON indicates the start of irradiation, and OFF indicates interruption of the irradiation light.

また第5図は白金フォイル上に赤いエナメルを塗装した
試料の波長465nllにおける同期検出回路26の出
力波形を示す。
Further, FIG. 5 shows the output waveform of the synchronization detection circuit 26 at a wavelength of 465 nll for a sample of platinum foil coated with red enamel.

さらに第6図は、キセノン光源のスペクl〜ルを、標準
試料としてのカーボンブラックを用いて測定した結果を
示すもので、線34は、この発明の装置により光熱分光
測定(PTS)で測定した結果を示し、綜35は従来の
ラジオメーターで測定した結果を示す。光熱分光測定の
結果が、ラジオメーターによる測定結果と良く一致して
いることが判る。
Further, FIG. 6 shows the results of measuring the spectrum of a xenon light source using carbon black as a standard sample, and line 34 is the result of measurement using photothermal spectroscopy (PTS) using the apparatus of the present invention. The results are shown, and helix 35 shows the results measured with a conventional radiometer. It can be seen that the results of photothermal spectrometry are in good agreement with the results of measurement using a radiometer.

第7図はこの発明の装置による光熱分光測定によって得
られた単結晶半導体のC(IsおよびTlO2のスペク
トル(線36.37)と、光学的分光分析によって得ら
れた同じ試料のスペクトルを示ず。この結果から、エネ
ルギーギャップEgは、C(Isでは2.4 eV X
Tr O2Fは3−OeVFあることが判る。
Figure 7 shows the C(Is and TlO2 spectra (lines 36 and 37) of a single crystal semiconductor obtained by photothermal spectroscopy using the apparatus of the present invention, and the spectrum of the same sample obtained by optical spectroscopy. From this result, the energy gap Eg is 2.4 eV
It can be seen that Tr O2F is 3-OeVF.

第8囚には、CdSを真空蒸考したフィルムについて、
この発明の装置による光熱分光測定により得られたスペ
クトル(線38)および光学吸収スペクトル(線39)
を示す。
Prisoner 8 talked about the film made by vacuum vaporizing CdS.
Spectrum (line 38) and optical absorption spectrum (line 39) obtained by photothermal spectrometry using the device of this invention
shows.

さらに第9図には、黄銅上のCdS粉末についてこの発
明の装置による光熱分光測定によりiqられたスペクト
ルを示ず。
Furthermore, FIG. 9 does not show the spectrum obtained by photothermal spectrometry of CdS powder on brass using the apparatus of the present invention.

第10図の線41,42.43は、それぞれアゾベンゼ
ン溶液と、同量のアゾベンゼンが吸着されたCa C0
3粉末懸濁液と、アゾベンゼンが吸着されていないCa
 CO3粉末懸澗液の光熱分光スペクトルを示す。
Lines 41, 42, and 43 in Fig. 10 represent the azobenzene solution and the Ca C0 with the same amount of azobenzene adsorbed, respectively.
3 powder suspension and Ca without azobenzene adsorbed.
The photothermal spectrum of a CO3 powder suspension is shown.

さらに第11図は、カーボンブラックに一定波長の光を
強度に変えて照射した場合のカーボンブラックの温度上
昇値を光強度に対応して示すものである。光強度と温度
上昇値とが直線的に比例していることが判る。
Furthermore, FIG. 11 shows the temperature rise value of carbon black in response to the light intensity when carbon black is irradiated with light of a constant wavelength at different intensities. It can be seen that the light intensity and the temperature rise value are linearly proportional.

この発明の自動光熱分光測定装置は、光熱分光測定と合
せて、試料の二次放ta<蛍光)の検出を行なうように
構成することもできる。第12図にその場合の試料室2
および検出系を示す。第12図において試料1は入射光
束51に対して所定角度傾斜して配置され、さらに入射
光束に対しある角度をなす方向には蛍光集光用レンズ5
2が配置され、この集光レンズ52に集光された蛍光は
オプティカルファイバー53、フィルター54を介して
検出器55に導かれる。ここで蛍光集光用レンズ52は
、試料1の表面からの反射光、散乱光が入射しないよう
に試料1に対しある立体角をもって配置される。
The automatic photothermal spectrometer of the present invention can also be configured to detect secondary emission of a sample (ta<fluorescence) in addition to photothermal spectrometry. Figure 12 shows sample chamber 2 in that case.
and detection system are shown. In FIG. 12, the sample 1 is arranged to be inclined at a predetermined angle with respect to the incident light beam 51, and a fluorescence condensing lens 5 is placed in a direction forming a certain angle with respect to the incident light beam.
2 is arranged, and the fluorescence focused on this condensing lens 52 is guided to a detector 55 via an optical fiber 53 and a filter 54. Here, the fluorescence condensing lens 52 is arranged at a certain solid angle with respect to the sample 1 so that reflected light and scattered light from the surface of the sample 1 are not incident.

なお第12図においては図面の簡略化のため、第1図の
装置に示されるような光熱分光測定用の各要素、例えば
試料用感熱素子5、参照用感熱素子6、カーボンブラッ
ク9などは省いたが、実際にはこれらも試料室2内に設
置されることはもちろんである。
In order to simplify the drawing, in FIG. 12, various elements for photothermal spectrometry as shown in the apparatus of FIG. 1, such as the sample heat-sensitive element 5, the reference heat-sensitive element 6, and the carbon black 9, are omitted. However, it goes without saying that these are actually installed within the sample chamber 2.

発明の効果 この、発明の分光測定装置によれば、従来の通常の光学
的吸光度測定法では測定困難であった固体や半固体の不
透明物質である結晶、粉末、アモルファス、ゲル等の試
料に適用可能でしかも散乱や迷光の影響を受けずに測定
可能な光熱分光法による測定、特にスペクトル分析を自
動的に行なうことができ、また取り扱いも簡単で分光分
析の適用範囲を大幅に拡大し得る顕著な効果が得られる
Effects of the Invention According to the spectrometer of the invention, it can be applied to samples such as solid or semi-solid opaque substances such as crystals, powders, amorphous, and gels, which are difficult to measure using conventional optical absorbance measurement methods. Measurements using photothermal spectroscopy are possible, and can be carried out automatically without being affected by scattering or stray light. In particular, spectral analysis can be carried out automatically, and it is easy to handle, making it a remarkable method that can greatly expand the scope of application of spectroscopic analysis. You can get the following effect.

そしてまたこの発明の光熱分光測定装置によれば近年開
発された光音響分光測定装置と比較して外乱音等のノイ
ズに影響されないことは勿論、光音響分光では測定m難
であった溶液や溶液中の固体試料の適用も可能となり、
そのため液体中で作用中の電極に対してその場でスペク
トル分析等の測に 定ができるなどの利点も有する。
In addition, the photothermal spectrometer of the present invention is not affected by noise such as external noise compared to photoacoustic spectrometers developed in recent years, and it is also less susceptible to noise such as external noise, which is difficult to measure with photoacoustic spectroscopy. It is also possible to apply solid samples in
Therefore, it has the advantage that measurements such as spectrum analysis can be carried out on the spot on electrodes that are working in a liquid.

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

第1図はこの発明の自動光熱分光測定装置の一実施例を
示す略解図、第2図は第1図の装置に使用される出力差
検出回路としての交流ブリッジの一例を示す結線図、第
3図はこの発明の装置を用いて試料の測定を行なった場
合の試料の温度変化の一例(同期検出回路26の出)j
波形)を模式的に示す波形図、第4図および第5図はそ
れぞれ異なる試料についてこの発明の装置により実際に
試料の測定を行なった場合の同期検出回路26の出力波
形を示す波形図、第6図は光源としてキャノンランプを
用いた場合のこの発明の装置によるカーボンブラックの
光熱分光スペクトルを、ラジオ゛メータによるキャノン
光源のスペクトルと比較して示す図、第7図はこの発明
の装置によるCdSおよびTIO2の単結晶の光熱分光
スペクトルを光学的分光法によって測定したスペクトノ
1と対比して示す図、第8図はこの発明の装置によるC
dS蒸着膜の光熱分光スペクトルを示づ一図、第9図は
この発明の装置による1R銅上のCdS粉末の光熱分光
スペクトルを示す図、第10図は溶液および粉末懸濁液
についてのこの発明の装置による光熱分光スペクトルを
示す図、第11図はカーボンブラックに対する照射光強
度と温度上昇値との関係を示す図、第12図はこの発明
の装置において二次放射(蛍光)検出系を設けた場合の
試料室を示す略解図である。 1・・・試料、 2・・・試料室、 5・・・試料用感
熱素子、6・・・参照用感熱素子、 8・・・光源、 
9・・・カーボンブラック、 10・・・標準用感熱素
子、 13・・・第1の照射光断続制御手段、 14・
・・シャッター(光遮断機)、 15・・・第2の照射
光断続制御手段、 16・・・チョッパー(光断続撮)
、 17・・・波長選択器としての分光器、 17A・
・・分散素子、18・・・シャッター駆動手段、 20
・・・チョッパー駆動子段、 23・・・出力差検出回
路、 24・・・交流ブリッジ、 26・・・同期検出
回路、 27・・・データ処理・制御部、 29・・・
高感度感圧検出器、55・・・二次放射検出用の検出器
。 450 500 千 続 捕 止 <t4 (7j式) 昭和58年特ム′[l(イ(第191206号2、発明
の名称 自動光熱分光測定)41市 3 補正をり−る者 =Jj liどの関係 特W(出願人 11 所 神奈川県用崎市中原区中丸子710−5氏 
名 睦 16 昭 くはか2名) 4、代理人 住 所 東京都港区1+13 T I]/l祖18 :
号5 、?lli if二11)令の[1イi7、補正
の内バ 〈1〉別紙の通り委1目):311114z−提出・す
る。 (2)別紙の通り図面の浄11:(内容M変’Q 4:
 L、) zi fバ:出する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the automatic photothermal spectrometer of the present invention, FIG. 2 is a wiring diagram showing an example of an AC bridge as an output difference detection circuit used in the device of FIG. 1, and FIG. Figure 3 shows an example of the temperature change of a sample (output of the synchronization detection circuit 26) when the sample is measured using the device of the present invention.
4 and 5 are waveform diagrams schematically showing the output waveforms of the synchronization detection circuit 26 when samples are actually measured using the apparatus of the present invention for different samples, respectively. Figure 6 shows the photothermal spectrum of carbon black produced by the apparatus of this invention when a Cannon lamp is used as a light source, in comparison with the spectrum of the Cannon light source measured by a radiometer. Figure 8 shows the photothermal spectra of a single crystal of TIO2 in comparison with spectrometer 1 measured by optical spectroscopy.
Figure 9 shows the photothermal spectrum of a dS deposited film, Figure 9 shows the photothermal spectrum of CdS powder on 1R copper using the apparatus of the present invention, and Figure 10 shows the photothermal spectrum of a solution and powder suspension of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the irradiation light intensity and temperature rise value for carbon black, and FIG. 12 is a diagram showing the photothermal spectra obtained by the apparatus of the present invention, in which a secondary radiation (fluorescence) detection system is installed. FIG. 2 is a schematic diagram showing a sample chamber when DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sample, 2... Sample chamber, 5... Heat sensitive element for sample, 6... Heat sensitive element for reference, 8... Light source,
9... Carbon black, 10... Standard heat sensitive element, 13... First irradiation light intermittent control means, 14.
...Shutter (light interrupter), 15...Second irradiation light intermittent control means, 16...Chopper (light intermittent photography)
, 17... Spectrometer as a wavelength selector, 17A.
... Dispersion element, 18 ... Shutter driving means, 20
...Chopper driver stage, 23...Output difference detection circuit, 24...AC bridge, 26...Synchronization detection circuit, 27...Data processing/control unit, 29...
High sensitivity pressure sensitive detector, 55... Detector for secondary radiation detection. 450 500 thousand continuation arrest <t4 (7j type) 1981 special m' [l (A (No. 191206 2, title of invention automatic photothermal spectrometry) 41 City 3 Person who makes correction = Jj li What relationship Special W (Applicant 11 Address: 710-5 Nakamaruko, Nakahara-ku, Yozaki City, Kanagawa Prefecture)
Name Mutsumi 16 Akihaka 2) 4. Agent address 1+13 Minato-ku, Tokyo T I]/l So 18:
No. 5,? lli if211) Ordinance [1i7, amendment part 1): 311114z-submit. (2) As shown in the attached sheet, drawing 11: (Content M change'Q 4:
L,) zi fba: put out.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)周囲から熱的に分離された試料室と、その試料寮
内に設置された試料に対して選択された波長の光を照射
する選択照射手段と、試料に対する照射光束の照射を継
続するための照射光断続制御手段と、 照射光による試料の温度上昇値を直接検出するための温
度検出手段と、 その温度検出手段により検出された試料の温度上昇値を
記録表示する記録表示手段とを有し、前記照射光断続制
御手段により試料に対する光束の1回以上の所定回数の
照射が終了するたびごとに、試料に照射する照射光束の
波長を前記選択照射手段により切替え、これによって測
定波長全領域での試料の温度上昇値を記録表示するよう
に構成したことを特徴とする自動光熱分光測定装置。 (2)前記選択照射手段が、高輝度光源と、その光源か
らの光から所要波長の光を選択するための波長選択器と
から構成されている特許請求の範囲第1項記載の自動光
熱分光測定装置。 (3)前記波長選択器が、所定の帯1幅を有する複数の
バンドパスフィルタで構成され、前記照射光断続制御手
段からの信号によって光源からの光が通過すべきフィル
タを順次交換さゼるようにした特許請求の範囲第2項記
載の自動光熱分光測定装置。 (4)前記波長選択器が、光源からの光を分光する分散
素子を代えた分光器で構成され、前記照射光断続制御手
段からの信号によって分散素子の波長選択用駆動器を駆
動さ仕るようにした特許請求の範囲第2項記載の自動光
熱分光測定装置。 (5)前記選択照射手段が、複数個の単一波長レーザー
光源で構成された特許請求の範囲第1項記載の自動光熱
分光測定装置。 (6)前記選択照射手段が可変波長レーザー光源で構成
された特許請求の範囲第1項記載の自動光熱分光測定装
置。 (7)前記照射光断続制御手段が、光遮断器と、その光
遮断器を光路中に挿入および光路から離脱させるための
駆動手段と、その駆動手段を制御する制御部とからなり
、その制御部は、前記光遮断器による光路の開時間およ
び閉時間を設定するタイマーを有する構成とされている
特許請求の範囲第1項記載の自動光熱分光測定装置。 (8)前記照射光断続制御手段が、光遮断器と、その光
遮断器を光路中に挿入および光路から離脱させるための
駆動手段と、その駆動手段をυJ@する制m部からなり
、その制御部は、前記温度検出手段の出力信号を処理判
定した結果によって前記光遮断器による光路の開放のタ
イミングを制御するとともにタイマーに予め設定した時
間によって光遮断器の開放時間を制御する構成とされて
いる特許請求の範囲第1項記載の自動光熱分光測定装置
。 (9)前記制御部が、前記温度検出手段の出力信号を微
分してその微分値が予め定めた値よりも小さくなった時
に光遮断器により光路の開放を行なわせるように構成さ
れている特許請求の範囲第8項記載の自動光熱分光測定
装置。 (10)前記照射光断続制御手段が、光透過部および光
遮断部を交番的に形成した光断続器と、その光断続器を
駆動する駆動手段と、その駆動手段を制御する制御部と
からなり、前記光断続器を予め設定した速度で駆動させ
ることにより照射光を交番的に断続させるように構成し
た特許請求の範囲第1項記載の自動光熱分光測定装置。 (11)前記光断続器が回転型のチョッパーで構成され
ている特許請求の範囲第10項記載の自動光熱分光測定
装置。 (12)前記温度検出手段からの信号を、前記光断続器
の開閉に同期して同期検出するように構成した特許請求
の範囲第10項記載の自動光熱分光測定装置。 (13)前記温度検出手段を、測定範囲内において実質
的に特性が同じ2個の感熱素子によって構成し、一方の
感熱素子は試料温度を直接検出するべく試料に接触して
配置するとともに、他方の感熱素子は試料の周囲の温度
を検出するべ(試料近傍に配置し、両感熱素子の検出信
号を処理することにより周囲の温度変化の影響を除去し
た試料のみの温度上昇を検出するように構成した特許請
求の範囲第1項記載の自動光熱分光測定装置。 (14)前記2@の感熱素子を直流ブリッジまたは交流
ブリッジに組込み、両感熱素子の出力差を直接検出する
かまたは交流信号に同期した同期整流で検出して、試料
のみの温度上昇に対応する出力信号を得る特許請求の範
囲第13項記載の自動光熱分光測定装置。 (15)周囲から熱的に分離された試料室と、その試料
室内に設置された試料に対して選択された波長の光を照
射する選択照射手段と、試料に対する照射光束の照射を
断続するための照射光断続制御手段と、 照射光による試料の温度上昇を直接検出するための試料
用温度検出手段と、 前記試料室内に設置された標準用カーボンブラックと、 試料に対する照射光の少なくとも一部を前記標準用カー
ボンブラックへ切換可能に導くための手段と、 前記標準用カーボンブラックの温度上昇を直接検出する
ための標準用温度検出手段と、前記標準用温度検出手段
により得られた温度検出信号によって、前記試料用温度
検出手段により測定された試料の温度上昇値を規格化す
る手段と、その規格化された試料の温度上昇値を記録表
示する記録表示手段とを涌え、 前記照射光ω1統副制御段により試料にス寸する光束の
1回以上の所定回数の照射が終了するたひことに、試料
に照射する照射光の波長を前記選択照射手段により切替
え、これによプC測定波長全領域での試料温度上昇値を
測定し、か°〕その試料の測定と同詩もしくは別にカー
lパンブラックに測定波長全領域にわたって順次照射光
を照射して、標準用温度検出手段から得られた検出信号
により測定全領域にわたって試料の温度上昇漉牙現格化
し、これにより照射光の各波長エネルギーの相遇に基く
測定誤差を較正するようにしたことを特徴とする自動光
熱分光測定装置。 (16)前記試料用温度検出手段が、測定範囲内におい
て実質的に特性が同じ2個の感熱素子によって構成され
、それらのうちの第1の感熱素子が試F1温度を直接検
出するべく試料に接触して配置されるとともに第2の感
熱素子が試料の周囲の温度を検出するべく試料近傍に配
置され、また前記標準用温度検出手段が、カーボンブラ
ックに接触して配置された第3の感熱素子と、カーボン
ブラックの近傍に配置された、前記第2の感熱素子と共
通のもしくは別の感熱素子とによって構成され、前記第
1の感熱素子および第2の感熱素子の出力信号を処理す
ることによって周囲の温度変化の影響を除去した試料の
みの温度上昇値を検出するとともに、前記第3の感熱素
子とその近傍の第2の感熱素子もしくは別の感熱素子の
出力信号を処理することによって周囲の温度変化の影響
を除去したカーボンブラックのみの温度上昇値を検出す
るようにされた特許請求の範囲第15項記載の自動光熱
分光測定装置。 (17)前記第1および第2の感熱素子を直流ブリッジ
もしくは交流ブリッジに組込むとともに、第3の感熱素
子とその感熱素子の近傍の第2の感熱素子もしくは別の
感熱素子を直流ブリッジもしくは交流ブリッジに組込ん
だ特許請求の範囲第16項記載の自動光熱分光測定装置
。 (18〉周囲から熱的に分離された試料室と、その試料
室内に設置された試れに対して選択された波長の光を照
射する選択照射手段と、試料に対する照射光束の照射を
断続するための照射光断続制御手段と、 照射光による試料の温度上昇値を直接検出するための温
度検出手段と、 その温度検出手段により検出された試料の温度上昇値を
記録表示する記録表示手段とを有し、前記照射光断続制
御手段により試料に対する光束の1回以上の所定回数の
照射が終了するたびごとに、試料に照射する照射光束の
波長を前記選択照射手段により切替え、これによって測
定波長全領域での試料の温度上昇値を記録表示するよう
に構成した自動光熱分光測定装置であって、しかも前記
試料は照射光に対しある角度で設置され、かつその試料
から放出される二次放射光を検出するだめの二次放射光
検出手段が照射光入射方向に対しある角度をもたせて配
置されていることを特徴とする自動光熱分光測定装置。 (19)周囲から熱的に分離された試料室と、その試料
室内に設置された試料に対して選択された波長の光を照
射する選択前例手段と、試料に対する照射光束の照射を
断続するための照射光断続制御手段と、 照射光による試料の温度上昇値を直接検出するための温
度検出手段と、 その温度検出手段により検出された試料の温度上昇値を
記録表示する記録表示手段とを有し、前記照射光断続制
御手段により試料に対する光束の1回以上の所定回数の
照射が終了するたびごとに、試料に照射する照射光束の
波長を前記選択照射手段により切替え、これによって測
定波長全領域での試料の温度上昇値を記録表示するよう
に構成した自動光熱分光測定装置であって、しかも前記
試料室には高感度感圧検出器が設置され、断続照射され
た照射光による試料からの光音響効果による音響をも検
出するように構成したことを特徴とする自動光熱分光測
定装置。
[Scope of Claims] (1) A sample chamber thermally isolated from the surroundings, a selective irradiation means for irradiating light of a selected wavelength onto a sample installed in the sample room, and a beam of light irradiating the sample. irradiation light intermittent control means for continuing irradiation of the sample, temperature detection means for directly detecting the temperature rise value of the sample due to the irradiation light, and recording and displaying the temperature rise value of the sample detected by the temperature detection means. recording and displaying means, each time the irradiation light intermittent control means finishes irradiating the sample with the light beam a predetermined number of times, the selective irradiation means switches the wavelength of the irradiation light beam irradiated to the sample; An automatic photothermal spectrometer characterized in that it is configured to record and display the temperature rise value of a sample over the entire measurement wavelength range. (2) Automatic photothermal spectroscopy according to claim 1, wherein the selective irradiation means comprises a high-intensity light source and a wavelength selector for selecting light of a desired wavelength from the light from the light source. measuring device. (3) The wavelength selector is composed of a plurality of bandpass filters each having a predetermined band width, and the filters through which the light from the light source passes are sequentially replaced by a signal from the irradiation light intermittent control means. An automatic photothermal spectrometer according to claim 2, which is configured as follows. (4) The wavelength selector is constituted by a spectroscope in which a dispersion element that separates light from the light source is replaced, and drives a wavelength selection driver of the dispersion element by a signal from the irradiation light intermittent control means. An automatic photothermal spectrometer according to claim 2, which is configured as follows. (5) The automatic photothermal spectrometer according to claim 1, wherein the selective irradiation means is comprised of a plurality of single wavelength laser light sources. (6) The automatic photothermal spectrometer according to claim 1, wherein the selective irradiation means is comprised of a variable wavelength laser light source. (7) The irradiation light intermittent control means includes an optical interrupter, a driving means for inserting the optical interrupter into the optical path and removing it from the optical path, and a control section for controlling the driving means, and controls the optical interrupter. 2. The automatic photothermal spectrometer according to claim 1, wherein the section includes a timer for setting the opening time and closing time of the optical path by the optical interrupter. (8) The irradiation light intermittent control means includes an optical interrupter, a driving means for inserting the optical interrupter into the optical path and removing it from the optical path, and a control section for controlling the driving means, and The control unit is configured to control the timing of opening of the optical path by the optical interrupter based on the result of processing and determining the output signal of the temperature detecting means, and also control the opening time of the optical interrupter based on a time preset in a timer. An automatic photothermal spectrometer according to claim 1. (9) A patent in which the control unit is configured to differentiate the output signal of the temperature detection means and cause an optical interrupter to open the optical path when the differential value becomes smaller than a predetermined value. An automatic photothermal spectrometer according to claim 8. (10) The irradiation light intermittent control means includes a light interrupter in which a light transmitting part and a light blocking part are alternately formed, a drive means for driving the light interrupter, and a control part for controlling the drive means. The automatic photothermal spectrometer according to claim 1, wherein the irradiation light is alternately interrupted by driving the optical interrupter at a preset speed. (11) The automatic photothermal spectrometer according to claim 10, wherein the optical interrupter is a rotary chopper. (12) The automatic photothermal spectrometer according to claim 10, wherein the signal from the temperature detection means is detected in synchronization with the opening and closing of the optical interrupter. (13) The temperature detection means is constituted by two heat-sensitive elements having substantially the same characteristics within the measurement range, one heat-sensitive element is placed in contact with the sample to directly detect the sample temperature, and the other heat-sensitive element is arranged in contact with the sample to directly detect the sample temperature. The heat-sensitive element should detect the temperature around the sample (it should be placed near the sample, and by processing the detection signals of both heat-sensitive elements, it will detect the temperature rise of only the sample, removing the influence of ambient temperature changes). The automatic photothermal spectrometry device according to claim 1. (14) The two heat-sensitive elements are incorporated into a DC bridge or an AC bridge, and the output difference between the two heat-sensitive elements is directly detected or converted into an AC signal. The automatic photothermal spectrometer according to claim 13, which detects with synchronized synchronous rectification and obtains an output signal corresponding to the temperature rise of only the sample. (15) A sample chamber thermally isolated from the surroundings; , selective irradiation means for irradiating a sample installed in the sample chamber with light of a selected wavelength; irradiation light intermittent control means for intermittent irradiation of the irradiation beam onto the sample; and temperature control of the sample due to the irradiation light. A sample temperature detection means for directly detecting an increase; a standard carbon black installed in the sample chamber; and a means for switchably guiding at least a part of the light irradiated onto the sample to the standard carbon black. , a standard temperature detection means for directly detecting a temperature rise of the standard carbon black; and a temperature detection signal obtained by the standard temperature detection means to detect the temperature of the sample measured by the sample temperature detection means. means for normalizing the temperature rise value of the sample; and recording and display means for recording and displaying the standardized temperature rise value of the sample; When the predetermined number of irradiations have been completed, the wavelength of the irradiation light irradiated onto the sample is switched by the selective irradiation means, thereby measuring the sample temperature rise value in the entire measurement wavelength range. ] At the same time or separately from the measurement of the sample, a curl pan black is sequentially irradiated with light over the entire measurement wavelength range, and the temperature of the sample increases over the entire measurement range based on the detection signal obtained from the standard temperature detection means. An automatic photothermal spectrometer is characterized in that it is modernized and thereby calibrates measurement errors based on the relationship between the energies of each wavelength of irradiated light. (16) The sample temperature detection means Consisting of two heat-sensitive elements having substantially the same characteristics, the first heat-sensitive element is placed in contact with the sample to directly detect the sample F1 temperature, and the second heat-sensitive element is placed in contact with the sample to directly detect the sample F1 temperature. The standard temperature detection means includes a third heat-sensitive element disposed near the sample to detect the ambient temperature, and a third heat-sensitive element disposed in contact with the carbon black, and a second heat-sensitive element disposed near the carbon black. A temperature increase of only the sample, which is configured by a heat-sensitive element and a common or different heat-sensitive element, and the influence of ambient temperature changes is removed by processing the output signals of the first heat-sensitive element and the second heat-sensitive element. A temperature increase value of only carbon black, which removes the influence of ambient temperature changes by detecting the value and processing the output signals of the third heat-sensitive element and a second heat-sensitive element in its vicinity or another heat-sensitive element. An automatic photothermal spectrometer according to claim 15, which is adapted to detect. (17) The first and second heat sensitive elements are incorporated into a DC bridge or an AC bridge, and the third heat sensitive element and a second heat sensitive element or another heat sensitive element in the vicinity of the third heat sensitive element are incorporated into a DC bridge or an AC bridge. An automatic photothermal spectrometer according to claim 16, which is incorporated in . (18> A sample chamber thermally isolated from the surroundings, a selective irradiation means for irradiating light of a selected wavelength onto a sample installed in the sample chamber, and intermittent irradiation of the irradiation beam onto the sample. irradiation light intermittent control means for controlling the irradiation light, temperature detection means for directly detecting the temperature rise value of the sample due to the irradiation light, and recording display means for recording and displaying the temperature rise value of the sample detected by the temperature detection means. and each time the irradiation light intermittent control means finishes irradiating the sample with the light beam a predetermined number of times, the selective irradiation means switches the wavelength of the irradiation light beam irradiated onto the sample, thereby controlling the wavelength of all measurement wavelengths. An automatic photothermal spectrometer configured to record and display the temperature rise value of a sample in a region, the sample being installed at a certain angle to the irradiation light, and the secondary synchrotron radiation emitted from the sample. An automatic photothermal spectrometer characterized in that a secondary radiation detection means for detecting radiation is arranged at a certain angle with respect to the incident direction of the irradiation light. (19) A sample thermally isolated from the surroundings. a chamber, a selection precedent means for irradiating a sample installed in the sample chamber with light of a selected wavelength, an irradiation light intermittent control means for intermittent irradiation of the irradiation beam onto the sample, temperature detection means for directly detecting the temperature rise value of the sample, and recording and display means for recording and displaying the temperature rise value of the sample detected by the temperature detection means, and the luminous flux to the sample is controlled by the irradiation light intermittent control means. Each time one or more predetermined number of irradiations are completed, the wavelength of the irradiation beam irradiating the sample is switched by the selective irradiation means, thereby recording and displaying the temperature rise value of the sample in the entire measurement wavelength range. The automatic photothermal spectrometer is configured to have a high-sensitivity pressure-sensitive detector installed in the sample chamber, and is configured to also detect sound due to a photoacoustic effect from a sample caused by intermittent irradiation light. An automatic photothermal spectrometer characterized by:
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