JPS61133839A

JPS61133839A - 示差屈折計

Info

Publication number: JPS61133839A
Application number: JP25701984A
Authority: JP
Inventors: Shingo Matsumoto; 慎吾松本; Mitsuo Kitaoka; 北岡　光夫
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1986-06-21
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPH0619329B2

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）本発明は液体クロマトグラフィーにおいて検出器として
使用される偏光型示差屈折計に関するものである。

（従来の技術）偏光型示差屈折計は、斜面で相接した試料溶液と対照液
とを光が通過する際に、相接した斜面における屈折率の
差を検出するものである。

第４図に偏光型示差屈折計の光学系の概略を示す、１は
光源としての発光素子であり、この発光素子ｌからの光
はレンズ２、スリット３によってビーム化され、レンズ
４、スリット５．フローセル６を通ってミラー７により
反射された後、再びフローセル６、スリット５、レンズ
４を通って光センサ−８に受光される。フローセル６は
石英ガラスにて構成され、斜面によって試料側６ｓと対
照側６ｒとに分離されており、それぞれを試料溶液、対
照液が流される。

光センサ−８は、第５１１に示されるように一対の光電
素子８ａ、８ｂを備えている。斜線部は照射領域で、レ
ンズ４により作られたスリット３の像であり、ｆはスリ
ット幅、ｄはスリット長さに対応している。この照射領
域は両光電素子８ａ。

８ｂに跨がり、それぞれの光電素子８ａ、ａｂの出力電
流ｉａ、ｉｂはそれぞれの照射面積に比例する。そして
、光電素子８ａ、８ｂの照射面積の差はフローセル６の
試料側と対照側の屈折率差Δｎによる変位量ＬΔｎ　（
Ｌはフローセル６と光センサ−８との距Ｍ）に比例する
ので、結局光電素子８ａ、８ｂの出力電流ｉａ、ｉｂの
差Δｉは屈折率差Δｎに比例し、次の関係式が与えられ
る。

Δ　１＝ｉｂ−ｉａ＝に−Ｌ＝Δｎ・工・ｄ　　　　　（１）ここで、Ｋは
定数、工は光センサ−８上における単位面積当りの光エ
ネルギーである。Ｋ、、Ｌ、Ｉ。

ｄは一定であるので、この（１）式の示差信号Δｉに基
づいて試料の分析が行なわれる。

ところで、偏光型示差屈折計では光源の劣化、フローセ
ルや光学部品の汚れ、又は試料溶液による光の吸収など
によってフローセル通過後の単位面積当りの光エネルギ
ーＩが変化すると、ΔｉとΔｎの比例関係が崩れ、感度
が変化してしまう欠点を持っている。

そこで、単位面積当りの光エネルギーＩの変化を補正す
るために、示差信号とフローセル通過後の光量との比を
とり、それにより試料の分析を行なうものや、フローセ
ル通過後の光量を検出しその光量が一定になるように光
源の電源へフィードバックをかけるようにしたものが提
案されている（特開昭５９−１２５０４１号公報参照）
。

（発明が解決しようとする問題点）比を用いる前者のものでは、割算素子を使用するため、
ノイズ増加したりダイナミックレンジが狭くなる問題が
ある。

光源を制御する後者のものでは、光源の発光強度を予め
弱くしておかなければならないためノイズが増加し、ま
た、補正できる範囲も狭いという問題がある。

本発明は、光源の劣化、フローセルや光学部品の汚れ、
又は試料溶液による光の吸収などに起因する感度変化を
、広いダイナミックレンジで、ノイズも少なく、広い補
正範囲で補正できる偏光型示差屈折計を提供することを
目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の偏光型示差屈折計を実施例を示す第１図又は第
３図により説明すると、その信号処理系に、光センサー
の一対の光電素子８ａ、８ｂの出力差を増幅する増幅器
１４．２０と、一対の光電素子８ａ、８ｂの出力を加算
する加算器１１と、増幅器１４．２０の利得を加算器１
１の出力に反比例するように制御する制御手段１５．２
２とを備えている。

（作用）加算器１１の出力はフローセル通過後の単位面積当りの
光エネルギーＩに比例している。光源の劣化、フローセ
ルや光学部品の汚れ、又は試料溶液による光の吸収など
に起因して光エネルギーＩが変化した場合、増幅器１４
．２０の利得が加算器１１の出力に反比例して調整され
、増幅器１４゜２０の出力から光エネルギーＩの変化分
が相殺される。

（実施例）第１図に一実施例の信号処理系を示す。　９゜１０は電
流−電圧変換器であり、それぞれ光電素子８ａ、８ｂの
出力電流ｉａ、ｉｂに比例した電圧−Ｖ　ａ　、　−Ｖ
　ｂを出力する。電流−電圧変換器９の出力電圧−Ｖａ
は加算器１１の反転入力端子と減算器１２の反転入力端
子とに供給され、電流−電圧変換器１０の出力電圧−ｖ
ｂは加算器１１の反転入力端子に供給されるとともに、
符号変換器１３を経て減算器１２の反転入力端子に供給
されている。

減算器１２の出力電圧は示差電圧　Ａ＋（Ｖｂ−Ｖ　ａ
　）であり、Ａ＋　　（Ｖｂ−Ｖａ）＝に１・Ｌ・Δｎ−Ｉ−ｄであ
る。ここで、に＋は比例定数であり、光電素子８ａ、８
ｂの感度、及び電流−電圧変換器９゜１０の感度を含ん
でいる。この減算器１２の出力電圧は反転増幅器１４に
供給され、増幅されて出力される。増幅器１４にはその
抵抗１８として。

制御手段としての光・抵抗素子１５の抵抗が接続されて
いる。

一方、加算器１１の出力信号は加算電圧Ａ２（Ｖ　ａ　
＋　Ｖ　ｂ　）　テアリ。

Ａ　２　　（Ｖ　ａ　＋　Ｖ　ｂ　）　　＝　Ｋ　２　
・ｆ　・Ｉ　・ｄであり、光エネルギー■に比例してい
る。ここで、Ｋ２は比例定数であり、光電素子８ａ、８
ｂの感度、及び電流−電圧変換器９，１０の感度を含ん
でいる。この加算器１１の出力信号はトランジスタ１７
のベースに供給され、そのトランジスタ１７のエミッタ
電流ｉｓは光・抵抗素子１５のＬＥＤ（発光ダイオード
）１６に供給されている。

光・抵抗素子１５としては、例えば第２図に示されるよ
うな入出力特性をもつＬＥＤ−ＣｄＳセルを使用するこ
とができる。第２図に示される３種類のＬＥＤ−ＣｄＳ
セル３０，３１，３２によれば、光・抵抗素子１５のＬ
ＥＤ１６の順電流ｉｅと抵抗１８の抵抗値の間には本発
明で使用されるような範囲においては反比例の関係があ
る。

第１図の実施例において、トランジスタ１７には光エネ
ルギーＩに比例したベース電流が流され。

トランジスタ１７から光・抵抗素子１５のＬＥＤ１６に
はそのベース電流に比例したエミッタ電流ｉｓが流され
るので、光・抵抗素子１５では光エネルギーＩに反比例
して抵抗１８の抵抗値が変化する６Ｒ幅器１４の利得は
抵抗１８の抵抗値に比例するので、結局増幅器１４の利
得は光エネルギーＩに反比例して変化することになる。

このように、光エネルギー■が減少すれば増幅器１４の
利得を増大させ、逆に光エネルギーエが増大すれば増幅
器１４の利得を減少させることにより、増幅器１４から
出力される信号からは光エネルギーエの変化分が相殺さ
れ、試料溶液と対照液との屈折率差Δｎのみに比例した
信号が得られる。

第１図の実施例において、増幅器１４の利得を制御する
ために、光・抵抗素子１５に代えて、例えばトランジス
タ１７のエミッタ電流ｉｅを熱に変換し、その熱により
抵抗１８の抵抗値を変化させる素子を使用するなど、他
の適当な手段により増幅器１４の抵抗１８の抵抗値を光
エネルギーＩに反比例して変化させるように変更するこ
とができる。

第３図は他の実施例として、示差出力を増幅する増幅器
としてプログラマブルゲイン増幅器を使用した例を示す
、光電素子８ａ、８ｂ、電流−電圧変換器９．１０．符
号変換器１３、加算器１１及び減算器１２の接続は第１
図のものと同じである。

本実施例では、減算器１２の出力電圧である示差電圧Ａ
　＋　　（Ｖ　ｂ　−Ｖ　ａ　）がプログラマブルゲイ
ン増幅器２０に供給されている。一方、加算器１１の出
力電圧である加算電圧Ａ２　　（Ｖ　ａ　＋Ｖ　ｂ）が
Ａ／Ｄ変換器２１によりデジタル信号に変換された後、
コンピュータシステムのＣＰＵ　（中央処理装置）２２
に取り込まれている。制御手段としてのＣＰＵ２２では
必要な利得係数処理をした後。

プログラマブルゲイン増幅器２０の利得をデジタル的に
変化させる。

本実施例によっても光エネルギーＩの変化がプログラマ
ブルゲイン増幅器２０の利得の制御により相殺され、プ
ログラマブルゲイン増幅器２０の出力信号は試料溶液と
対照液の屈折率差Δｎのみに比例したものとなる。

（発明の効果）本発明は光源の劣化、フローセルや光学部品の汚れ、あ
るいは試料溶液による光吸収などに起因する示差屈折計
の感度変化を、示差信号を増幅する増幅器を設け、その
増幅器の利得をフローセルを通過した後の光エネルギー
に反比例させることにより補正するので、ダイナミック
レンジが広く、また、光源の強度を予め弱くしておく必
要もないのでノイズも少なく、さらに補正範囲の制限も
少ない偏光型示差屈折計になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主として信号処理系を示す
回路図、第２図は同実施例で使用される光・抵抗素子の
特性例を示すグラフ、第３図は他の実施例の信号処理系
を示す回路図、第４図は偏光型示差屈折計の光学系を示
す概略平面図、第５図は偏光型示差屈折計で使用される
光センサーを示す平面図である６１・・・・・・発光素子、　６・・・・・・フローセル
、　８・・・・・・光センサ−、８ａ、８ｂ・・・・・
・光電素子、１１・・・・・・加算器、　　１２・・・
・・・減算器、　　１４・・・・・・増幅器、　　１５
・・・・・・光・抵抗素子、　２ｏ・・・・・・プログ
ラマブルゲイン増幅器、　２２・・・・・・ＣＰＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試料溶液と対照液とが通過するフローセルと、こ
のフローセルに光を照射する光源と、前記フローセルに
おいて屈折された光を受光する一対の光電素子と、これ
ら一対の光電素子の出力差に基づいて前記試料溶液の分
析を行なうものにおいて、前記一対の光電素子の出力差を増幅する増幅器と、前記
一対の光電素子の出力を加算する加算器と、前記増幅器
の利得を前記加算器の出力に反比例させる制御手段とを
備えたことを特徴とする偏光型示差屈折計。