JPS61108933A - 遠隔操作型分光光度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバーを用いた遠隔操作型分光光度計
に関し、更に詳しくは、試料室と分光光度計本体とを分
離して光ファイバーを介して情報伝達を行い、測定者が
直接接近しえないような苛酷な環境であってもマニプレ
ータ等を用いて遠隔操作・遠隔保守が容易に行えるよう
にした分光光度計に関するものである。

従って本発明は、特に限定されるものではないが、例え
ば高レベル放射性物質研究施設における分析セルあるい
は分析用グローブボックス内での比色分析等に極めて有
用である。勿論一般実験室等でも使用することができる
。

［従来の技術〕 比色分析は試料物質の透過光あるいは反射光により色の
濃さを測定し着色化学種の濃度を分析する方法であり、
通常光の量を電気的エネルギーに変えて測光する光電分
光光度計が用いられている。

従来の分光光度計は、比色セルやレンズ等が納められて
いる試料室と、ランプや多数のミラーあるいはスリット
や回折格子等が配置された光学系、並びにランプの電源
やモータあるいは各種の電気信号処理装蓋等からなる電
気系統を有する分光光度計本体とが一体的に組立てられ
な構造であっな。従うて例えばホットセル（鉛やコンク
リート等で遮蔽されており高レベルの放射性物質を取り
扱う部屋）内で比色分析を行うような場合には、上記の
ように一体となっている分光光度計全体を該ホットセル
内に設置し、測定者はホットセル外からマニプレータを
用いて試料の交換や装置の操作・保守を行っていた。

［発明が解決しようとする問題点コ このように従来技術によれば、試料室内への試料の導入
や測定後の試料の廃棄のみならず、スイッチの切換え等
の測定操作や保守・修理作業等のすべてをホットセル外
部からマニプレータで行わねばならなかったため、作業
が極めて難しく熟練を要し、測定に長時間を要するとい
った欠点があった。

特にホットセル内等に設置した場合には、高温多湿、酸
蒸気、高放射線下といった苛酷な環境に曝されろため、
光学系や電気系統の故障が非常に多いという問題がある
。例えば光学系についてみれば、ミラーの曇りや表示部
の故障が生じ易いし、電気系統についてみれば、最近の
分光光度計には集積回路（ＩＣ）等の半導体素子が多用
されており、これらの部品（よ特に高放射線に弱いとさ
れているため、その面でも故障が生じ易く信頼性に乏し
いという問題があった。

しかも一旦故障したならばマニプレータによって修理し
なければならず、作業は極めて困難であるし、交換や修
理が不可能な場合には、もはやその分光光度計は使用で
きず廃棄物となってしまうから測定能率が低いこととも
相俟て測定コストが非常に高くなるし、しかも廃棄物発
生量が増大するといった問題が生じていた。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、マニプレータによる遠隔操作によって極めて容易に試
料の交換を行うことが出来るばかりでなく、故障が生じ
に＜＜、もし故障が生じても容易かつ迅速に修復可能で
あり、信頼性が高く長期間にわたって安定に使用でき、
大幅な測定コストの低減化を図ることができ、廃棄物発
生量が著しく少ないような改良された遠隔操作型分光光
度計を提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、分
光光度計を試料室とそれ以外の分光光度計本体とに分離
するとともに、両者間を光ファイバーで接続し、それに
よって前記試料室への光照射および該試料室からの光情
報の伝達を行わせるように構成したものであり、この点
に本発明の一つの大きな特徴がある。そして前記試料室
は、光ファイバーの端面と対向する如く設置された比色
セルと、該比色セルの上端に連結される試料注入用の漏
斗と、該比色セルの下端に連結される排液パルプ付きの
排液流路と、前記比色セルの遮光手段とを有する構成で
あり、マニプレータで容易に操作できる極めて簡単な構
造とした点にも本発明の一つの大きな特徴がある。ここ
で遮光手段は、例えば比色セルを取り囲むセルボックス
と、漏斗用の遮光蓋などから構成されろ。

高レベル放射性物質研究施設のホットセル内で用いる場
合には、試料室のみをホットセル内に設置し、分光光度
計本体はホットセルの外部に設置して、両者の間を接続
する光ファイバーはセル壁を貫通する如く設けられる。

従ってホットセル内の光学系は試料室内の比色セルおよ
び光ファイバーの一部のみであり、それ以外の。

光学系並びに電気系統のすべてはホットセル外に設置さ
れることになる。

［作用］ このような構成とすると、ホットセル外の分光光度計本
体からの光は、光ファイバーを通って試料室内の比色セ
ルを照射し、該比色セルからの光情報は同様に光ファイ
バーを通ってホットセル外の分光光度計本体に至り、そ
こで各種の測定が行われることになる。

従って測定者は、ホットセル外部からマニプレータを操
作してホットセル内の試料室の漏斗に試料を注入するこ
とによフて比色セルに試料を導入し、その後、分光光度
計本体を素手で操作して測定を実施し、測定が完了した
ならば再びマニプレータを操作して試料室の排液パルプ
を開けば、比色セル内の試料は排出され、１回の測定が
完了することになる。

つまり本発明によれば、マニプレータによる遠隔操作は
ホットセル内に設置した試料室に関連した操作のみであ
り、漏斗への試料の注入や排液パルプの操作だけである
から測定作業は極めて迅速かつ容易となる。またホット
セル内には故障が生じる虞れのあるものはなく、調整や
清掃、修理や交換等が必要と思われる部分は全てホット
セル外であるから、全て素手で取抄扱えることになゆ、
保守作業は極めて容易となる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明について更に詳しく説明する
。第１図は本発明に係る遠隔操作型分光光度計の一実施
例を示す全体構成図である。

前述のように基本的には本発明は、試料室１２とそれ以
外の分光光度計本体１４とが分離された構成である。鉛
やコンクリート等からなるセル壁１０で完全に遮蔽され
ているホットセルの内部に試料！！１２が設置され、ホ
ットセルの外部に分光光度針本体１４が設置される。そ
して両者の間はセル壁１０を貫通する入射側および受光
側の光ファイバー１６で接続される。なお、光ファイバ
ー１６が貫通するセル壁１０の部分には、ホットセル内
の気密を保持するため気密コネクタ１８が設けられてい
る。このように高温多湿、酸蒸気、高放射線下といった
劣悪な環境であるホットセル内に試料室１２のみを設置
し、それ以外の装置をホットセル外に設置するとともに
、それらを光ファイバー１６で連結する点は、従来技術
と顕著に相違する点である。

ここで光ファイバー１６は、分光光度計本体１４から試
料室１２への光照射および該試料室１２から分光光度計
本体１６への光情報の伝達を行う機能を果たす。

分光光度計本体１４は、本実施例では、更に検出器２０
と、それ以外の光源や各種電気信号処理部あるいは表示
部や記録部等を有する制御記録部２２とが分離された構
成である。このようにすると検出＠２０をホットセル外
に位置する光ファイバー１６の光出口の近傍に設置でき
、伝送されてくる光の損失を極力少なくすることができ
、有利である。なお、ここで使用されている光ファイバ
ー１６は、直径１０−１長さ約９ｍ（片側）のものであ
り、ホットセル内の劣悪な環境を考慮して、それに十分
耐えうるように製作されている。

分光光度計本体１４の構成は、試料室１ｚの構造並びに
相互に光ファイバー１６で接続される点を除けば従来の
ものと全く同様の構成であってよい。つまり、ランプ、
スリット、多数のミラー、回折格子、レンズ、および光
ファイバー等からなる光学系と、光源用電源、モータ駆
動部、増幅器、各覆信号処理回路、表示語、レコーダ等
の電気系統とを含んでいる。

次に試料室１２の構造の一例を第２図に示す。

同図から明らかなように、この試料室１２は、入射側お
よび受光側の光ファイバー１６の先端間で挾まれる如き
位置に設置された石英ガラス製の比色セル３０と、該比
色セル３０の下端に継手３２を介して連結された排液流
路３４と、該排液流路３４に取り付けられた排液パルプ
３６と、前記比色セル３０の上端で継手３８を介して接
続される漏斗４０と、該漏斗４ｏの上端開口部を覆う遮
光ｆｉ４２とを備えている。なお前記入射側の光ファイ
バー１６の先端には集光レンズ４３が設けられる。そし
て前記漏斗４０の上端開口部のやや下方からその内部を
通って比色セル３０の上端近傍に至るまで空気抜き管４
４が押通されている。この空気抜き管４４ｔよ、比色セ
ル３０内の試料中の空気を抜き出す作用を果たす。また
排液流路３４の下方には分析済み試料を受けるための排
液受け４６が設けられる。なお比色セル３０の周囲はセ
ルボックス４８で覆われて遮光され、また該セルボック
ス４８に取付けられるホルダ（図示するを省略）で光フ
ァイバー１６の端部が正確な位置に保持される。

このように構成された分光光度計の操作手順は掻く簡単
である。まずマニプレータを操作して遮光蓋４２を開け
、分析すべき試料を漏斗４０に注入する。この時、分析
試料の量は空気抜き管４４の上端よりも下方に液面が位
置するような（液面が第２図仮想＊、で示すような）状
態にする。分析に必要な試料の量は、通常約５　ｃｃ程
度である。そして遮光蓋４２を閉じればよい。その後、
ホットセル外の分光光度計本体１４を操作して、必要な
測定、データの記録を行う。この操作は素手で行うこと
ができる。分光光度計の波長範囲は３００〜９１０ｎｍ
である。

測定完了後は再びマニプレータを操作して排液パルプ３
６を開き分析済みの試料を排液流路３４から排液受け４
６に排出すればよい。上記説明から判るように、マニプ
レータ操作は、遮光蓋４２の開閉と分析試料の漏斗４０
への注入、および排液パルプ３６の開閉のみであるため
、容易に遠隔操作することが可能である。

上記の測定のための操作手順をまとめたのが第１表であ
り、従来技術との相違を明瞭ならしめるため両者を対比
して示す。

第１表 ＊　全てマニプレータによる遠隔操作。

この第１表からも判るように、本発明によれば分光光度
計の零調整等や測定は素手で操作でき、また試料の導入
や廃棄はマニプレータで行わねばならないが、その操作
は極く単純なもので済むため、迅速かつ容易に測定可能
である。

さて分光光度計で想定される故障の種類と対策について
その一例を第２表に示す。ここでも本発明の利点を明瞭
ならしめるため従来技術と対比して記載することとする
。

第２表 本　ホットセル内に設置した従来技術では特に生じ易い
。

本章　本発明では、すべてホットセル外での作業となる
ため、素手で取扱える。

零本章従来技術では、すべてホットセル内での作業とな
るため、マニプレータで行わねばならない。

［発明の効果］ 本発明は上記のように構成した光ファイバーを用いた遠
隔操作型分光光度計であるから、次のような数々のすぐ
れた効果を有する。

まず光ファイバーを用いたことによって、比色セルから
の光情報をかなり離れた地点まで伝達することが可能と
なり、そのため試料室と分光光度計本体とを分離するこ
とができ、ホットセルのような苛酷な環境下には試料室
のみを設置すれば済むという機甜の配置が可能となった
。

このため、ホットセル内の光学系は試料室内の比色セル
および光ファイバーの一部のみとなり、すべての電気系
統と光学系の大部分はホットセル外に設置されているた
め、故障発生頻度が減少し信頼性が著しく向上すること
となる。

またマニプレータによる遠隔操作はホノトセル内ニ設置
した試料室に関連した操作のみであり、該試料室は欅め
て操作が容易な構造としたため、遠隔操作による比色分
析を極めて迅速かつ容易に行うことができる。

分光光度計本体が前記のようにホットセル外に設置でき
るため素手で取扱うことができ、測定操作は容易であり
、保守や修理も容易で、例えば電源ランプが切れたよう
な場合であっても極めて容易に交換が可能であるし、ミ
ラーのずれや曇り等も容易に調整あるいは清掃すること
ができる。

更には、ホットセル内部で故障する部分がほとんどない
ため、前記のように迅速に測定できることとも相俟て測
定コストを大幅に低減でき、また廃棄物発生量も極めて
少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遠隔操作型分光光度計の一実施例
を示す全体構成図であり、第２図は試料室の構造゛の一
例を示す説明図である。 １０　・セル壁、１２・・試料室、１４・・・分光光度
計本体、１６・−光ファイバー、３０　比色セル、３４
・・・排液流路、３６・・・排液パルプ、４０・・・漏
斗、４２・・遮光蓋。 特許出願人　　動力炉・核燃料開発事業団代　理　　人
　　　　　茂　　　見　　　　　傳第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、試料室と、分光光度計本体と、両者の間を接続し前
   記試料室への光の照射および該試料室からの光情報の伝
   達を行う光ファイバーとを備え、前記試料室は、光ファ
   イバーの端面と対向する如く設置された比色セルと、該
   比色セルの上端に連結される試料注入用の漏斗と、該比
   色セルの下端に連結される排液パルプ付きの排液流路と
   、前記比色セルの遮光手段とを有することを特徴とする
   遠隔操作型分光光度計。