JPS62129741A - 光音響分析方法及び装置 - Google Patents
光音響分析方法及び装置Info
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- JPS62129741A JPS62129741A JP60269269A JP26926985A JPS62129741A JP S62129741 A JPS62129741 A JP S62129741A JP 60269269 A JP60269269 A JP 60269269A JP 26926985 A JP26926985 A JP 26926985A JP S62129741 A JPS62129741 A JP S62129741A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は試料液体中の成分、特に、微量に存在する成分
例えば固形微粒子やイオンなどの定性分析並びに定量分
析を行うための光音響分析方法及び分析装置に係り、特
に光音響信号の発生効率の低い試料液体中の定性、定量
分析に好適な光音響分析方法及び分析装置に関する。
例えば固形微粒子やイオンなどの定性分析並びに定量分
析を行うための光音響分析方法及び分析装置に係り、特
に光音響信号の発生効率の低い試料液体中の定性、定量
分析に好適な光音響分析方法及び分析装置に関する。
従来の光音響分析装置としては、「アナリティカル ケ
ミストリイ」第５２巻（Ａ ｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ、 Ｖｏ ｌ 、 ５２ ）第６５０頁（
１９７８年）に記載のように、光音響信号の強度や位相
を検出し、試料液体に含まれる微量固形成分を高感度に
分析していた。しかし、光を照射することにより試料液
体から発生する発光については測定せず、光音響信号以
外の情報に基づく分析は配慮されていなかった。また、
逆に、試料液体から発生する発光を利用した蛍光分析装
置などでは１発光と同時に発生する光音響信号を検出す
る例は無い。
ミストリイ」第５２巻（Ａ ｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ、 Ｖｏ ｌ 、 ５２ ）第６５０頁（
１９７８年）に記載のように、光音響信号の強度や位相
を検出し、試料液体に含まれる微量固形成分を高感度に
分析していた。しかし、光を照射することにより試料液
体から発生する発光については測定せず、光音響信号以
外の情報に基づく分析は配慮されていなかった。また、
逆に、試料液体から発生する発光を利用した蛍光分析装
置などでは１発光と同時に発生する光音響信号を検出す
る例は無い。
本発明の目的は、光音響信号と蛍光及び燐光の両方を測
定し、発光物質、非発光物質を問わず高感度に定量分析
でき、かつ定性分析も可能な分析方法及び装置を提供す
ることにある。
定し、発光物質、非発光物質を問わず高感度に定量分析
でき、かつ定性分析も可能な分析方法及び装置を提供す
ることにある。
本発明の分析方法は、試料液体中に含まれる微量固形成
分に強度変調光、即ち、強度を変調した電磁波（以下、
単に光と称す。）を照射して得られる光音響信号を測定
し、その成分を分析する方法において、試料液体からの
光音響信号を測定すると共・に、試料液体からの発光強
度、発光スペクトル又は光の位相を測定することにより
、試料液体中の、例えば固形成分あるいはイオンの検出
又はそれらの組成分析を行うことを特徴とする。
分に強度変調光、即ち、強度を変調した電磁波（以下、
単に光と称す。）を照射して得られる光音響信号を測定
し、その成分を分析する方法において、試料液体からの
光音響信号を測定すると共・に、試料液体からの発光強
度、発光スペクトル又は光の位相を測定することにより
、試料液体中の、例えば固形成分あるいはイオンの検出
又はそれらの組成分析を行うことを特徴とする。
光を吸収して基底状態から励起状態に励起された分子や
原子は、多くの場合、無輻射緩和過程あるいは輻射緩和
過程を経て基底状態に戻る。この際、余剰のエネルギー
は無輻射緩和過程では熱エネルギーとして、また、輻射
緩和過程では光エネルギーとして放出される。無輻射緩
和により発生した熱エネルギーにより媒質は熱膨張し、
その結果、音響波、即ち光音響信号が発生する。一方、
輻射過程からは、蛍光や燐光が発生する。そして、無輻
射緩和の量子収率をη□、輻射緩和の量子収率をη２と
すると、 η、＋η２工１・・・・・・・・・（１）となる。した
がって、吸光に対して光音響信号と蛍光・燐光は相補的
な関係にあり、光音響分析で高感度に分析できる物質は
蛍光・燐光分析では感度が低く、逆に、蛍光・燐光分析
で高感度に測定できる物質は光音響分析では感度が低い
。しかし、上記（１）式に示されるように、分析対象の
物質は光音響信号及び蛍光・燐光を同時に発生し、その
割合が異なるだけであるから、光音響信号及び蛍光・燐
光の両方を測定すれば、殆どの物質を分析することが可
能となる。
原子は、多くの場合、無輻射緩和過程あるいは輻射緩和
過程を経て基底状態に戻る。この際、余剰のエネルギー
は無輻射緩和過程では熱エネルギーとして、また、輻射
緩和過程では光エネルギーとして放出される。無輻射緩
和により発生した熱エネルギーにより媒質は熱膨張し、
その結果、音響波、即ち光音響信号が発生する。一方、
輻射過程からは、蛍光や燐光が発生する。そして、無輻
射緩和の量子収率をη□、輻射緩和の量子収率をη２と
すると、 η、＋η２工１・・・・・・・・・（１）となる。した
がって、吸光に対して光音響信号と蛍光・燐光は相補的
な関係にあり、光音響分析で高感度に分析できる物質は
蛍光・燐光分析では感度が低く、逆に、蛍光・燐光分析
で高感度に測定できる物質は光音響分析では感度が低い
。しかし、上記（１）式に示されるように、分析対象の
物質は光音響信号及び蛍光・燐光を同時に発生し、その
割合が異なるだけであるから、光音響信号及び蛍光・燐
光の両方を測定すれば、殆どの物質を分析することが可
能となる。
本発明によれば、光音響信号と蛍光・燐光の両方を測定
することにより、非発光物質、発光物質を問わず高感度
に分析することができる。
することにより、非発光物質、発光物質を問わず高感度
に分析することができる。
分析対象の物質の吸光係数をαとすると、光音響信号の
強度はαη、に比例し、また、無輻射緩和時間をτ１、
光変調周波数をωとすると光音響信号の位相はｊａｎ−
１ωτ□となる。しかし、光音響信号の波形や周波数な
どは入射光の強度変調の周波数や波形に依存し９分析対
象の物質には依存しない。一方、蛍光・燐光のエネルギ
ーは励起状態のエネルギー準位で決まるため、蛍光・燐
光スペクトルは分析対象の物質に固有なスペクトルとな
る。したがって１本発明によれば、分析対象物質の成分
が複数の場合、光音響分析では全成分の濃度を測・定し
、蛍光・燐光分析ではスペクトルから各成分の同定が可
能である。これにより、分析時間を短縮することができ
る。又、１回の試料液体の採取で光音響分析と蛍光分析
を同時に行なえるので、従来のように各々独立の装置を
利用する場合と比較して試料液体の使用量を少なくでき
る。
強度はαη、に比例し、また、無輻射緩和時間をτ１、
光変調周波数をωとすると光音響信号の位相はｊａｎ−
１ωτ□となる。しかし、光音響信号の波形や周波数な
どは入射光の強度変調の周波数や波形に依存し９分析対
象の物質には依存しない。一方、蛍光・燐光のエネルギ
ーは励起状態のエネルギー準位で決まるため、蛍光・燐
光スペクトルは分析対象の物質に固有なスペクトルとな
る。したがって１本発明によれば、分析対象物質の成分
が複数の場合、光音響分析では全成分の濃度を測・定し
、蛍光・燐光分析ではスペクトルから各成分の同定が可
能である。これにより、分析時間を短縮することができ
る。又、１回の試料液体の採取で光音響分析と蛍光分析
を同時に行なえるので、従来のように各々独立の装置を
利用する場合と比較して試料液体の使用量を少なくでき
る。
又、本発明によれば、光音響信号と蛍光・燐光スペクト
ルの両方を測定し、光音響信号から全成分濃度を高感度
に分析すると共に、蛍光・燐光スペクトルから成分の同
定を行うことができる。特に、蛍光・燐光を発生する成
分と発生しない成分が混在する場合には、光音響信号に
より全成分濃度と、蛍光・燐光により発光成分の濃度を
知ることができるため、その濃度差から非発光成分の濃
度をも測定することが可能である。
ルの両方を測定し、光音響信号から全成分濃度を高感度
に分析すると共に、蛍光・燐光スペクトルから成分の同
定を行うことができる。特に、蛍光・燐光を発生する成
分と発生しない成分が混在する場合には、光音響信号に
より全成分濃度と、蛍光・燐光により発光成分の濃度を
知ることができるため、その濃度差から非発光成分の濃
度をも測定することが可能である。
以下１本発明の実施例を第１図〜第６図により説明する
。
。
第１図は本発明の基本構成を示す。光源１から発生する
光は光強度の変調器２により周期的な強度変調光に変換
され、光音響信号及び蛍光あるいは燐光の励起光７とな
る。励起光７はセル３に入射し、試料液体の光音響信号
や蛍光あるいは燐光などの発光を励起する。光音響信号
はセル３に取り付けた音響検出器により検出され、電気
信号８に変換された後、光変調器２からの信号９を参照
しつつ増巾器４により増巾される。一方、蛍光や燐光な
どの発光１ｏは光検出器５により検出され、電気信号に
変換された後、増巾器６により増巾される。このように
して測定された光音響信号と蛍光や燐光に基づくデータ
は、信号処理装置１１にて処理され、試料液体の成分濃
度などを算出し、表示する。
光は光強度の変調器２により周期的な強度変調光に変換
され、光音響信号及び蛍光あるいは燐光の励起光７とな
る。励起光７はセル３に入射し、試料液体の光音響信号
や蛍光あるいは燐光などの発光を励起する。光音響信号
はセル３に取り付けた音響検出器により検出され、電気
信号８に変換された後、光変調器２からの信号９を参照
しつつ増巾器４により増巾される。一方、蛍光や燐光な
どの発光１ｏは光検出器５により検出され、電気信号に
変換された後、増巾器６により増巾される。このように
して測定された光音響信号と蛍光や燐光に基づくデータ
は、信号処理装置１１にて処理され、試料液体の成分濃
度などを算出し、表示する。
第２図は、アルゴンレーザ１２を光源とし、光音響信号
と蛍光を測定する実施例の構成を示す。
と蛍光を測定する実施例の構成を示す。
アルゴンレーザ１２からのレーザ光１４は回転ブレード
式の光チョッパ１３により矩形波に強度変調される。こ
の強度変調光はハーフミラ−２３により分岐され、一方
は測定セル３に、他方は光検出器２４に入射する。セル
内で発生した光音５信号は圧・型素子により検出され、
ロックインアンプ１Ｇで増巾される。一方、蛍光１０は
分光器］−７により分光され、光電子増倍管１８により
検出される。光音響信号、蛍光両者ともに微弱であるた
め、光チョッパ１３のコントローラから出力される光チ
ョッパとの同期信号９を参照信号とし５ロ＼ツクインア
ンプ１６により増巾される。入射光の強度は光検出器例
えばシリコンフォトセル２４で測定され、計算機２０に
入力し、光音響信号と蛍光を規格化する。
式の光チョッパ１３により矩形波に強度変調される。こ
の強度変調光はハーフミラ−２３により分岐され、一方
は測定セル３に、他方は光検出器２４に入射する。セル
内で発生した光音５信号は圧・型素子により検出され、
ロックインアンプ１Ｇで増巾される。一方、蛍光１０は
分光器］−７により分光され、光電子増倍管１８により
検出される。光音響信号、蛍光両者ともに微弱であるた
め、光チョッパ１３のコントローラから出力される光チ
ョッパとの同期信号９を参照信号とし５ロ＼ツクインア
ンプ１６により増巾される。入射光の強度は光検出器例
えばシリコンフォトセル２４で測定され、計算機２０に
入力し、光音響信号と蛍光を規格化する。
上記実施例に使用するセルの構造を第３図に示す。角柱
形のセル内部に液体試料液体を充填する。
形のセル内部に液体試料液体を充填する。
試料液体はテフロンコック２６及びガラス栓２８を開き
、セル内に流入する。セルを構成する６面のうち、３面
は光学窓であり、セルの長手方向の中心軸に沿ってレー
ザ光を入射する。セル側面の光学窓３１は試料液体から
発生する蛍光の透過面であり、分光器１７の入射スリッ
トと対面する位置にセルを設置する。励起光の入射面と
なる光学窓２９及び蛍光透過面の光学窓３１と互いに垂
直な面には光音響信号の検出器である圧電素子２７が組
み込まれている。この圧電素子で光音響信号は電気信号
に変換され、正負の電極３２、及び３３間の電位差とし
て信号強度を出力する。
、セル内に流入する。セルを構成する６面のうち、３面
は光学窓であり、セルの長手方向の中心軸に沿ってレー
ザ光を入射する。セル側面の光学窓３１は試料液体から
発生する蛍光の透過面であり、分光器１７の入射スリッ
トと対面する位置にセルを設置する。励起光の入射面と
なる光学窓２９及び蛍光透過面の光学窓３１と互いに垂
直な面には光音響信号の検出器である圧電素子２７が組
み込まれている。この圧電素子で光音響信号は電気信号
に変換され、正負の電極３２、及び３３間の電位差とし
て信号強度を出力する。
第４図は本セルの破断図を示し、セル内部で発生する光
音響信号と蛍光とを模式的に表現したものである。セル
の中心軸に沿ってレーザ光１４を入射すると、光音響信
号と蛍光が同時に発生する。
音響信号と蛍光とを模式的に表現したものである。セル
の中心軸に沿ってレーザ光１４を入射すると、光音響信
号と蛍光が同時に発生する。
上述したように、光音響信号は圧電素子２７により検出
し、蛍光は光学窓３１を透過後、第２図の分光器１７に
入射し分光された後、光電子増倍管１８により検出され
る。本装置によれば、 Ｕ（ＶＩ）とＵ（ＩＶ）の混合
硝酸溶液の成分分析の例を以下に示す。光音響分析では
Ｕ（ＶＩ）とＵ （ＩＶ）から発生する信号を区別する
ことはできないが、 Ｕ（ＶＩ）とＵ（ＩＶ）との混合
濃度は、高感度（高精度）に定量することができる。一
方、 Ｕ（ＶＩ）は蛍光収率の高いイオンであるが、ｕ
（ｒｖ）は蛍光収率が低く、はとんど蛍光を発生しない
。したがって、蛍光分析ではＵ６のみ高感度に定量する
ことができる。本実施例では、Ｕ（ＶＩ）とＵ（ＩＶ）
の上述の性質を利用して、Ｕ（ＶＩ）とＵ（ｒＶ）との
混合溶液の成分分析を行う。
し、蛍光は光学窓３１を透過後、第２図の分光器１７に
入射し分光された後、光電子増倍管１８により検出され
る。本装置によれば、 Ｕ（ＶＩ）とＵ（ＩＶ）の混合
硝酸溶液の成分分析の例を以下に示す。光音響分析では
Ｕ（ＶＩ）とＵ （ＩＶ）から発生する信号を区別する
ことはできないが、 Ｕ（ＶＩ）とＵ（ＩＶ）との混合
濃度は、高感度（高精度）に定量することができる。一
方、 Ｕ（ＶＩ）は蛍光収率の高いイオンであるが、ｕ
（ｒｖ）は蛍光収率が低く、はとんど蛍光を発生しない
。したがって、蛍光分析ではＵ６のみ高感度に定量する
ことができる。本実施例では、Ｕ（ＶＩ）とＵ（ＩＶ）
の上述の性質を利用して、Ｕ（ＶＩ）とＵ（ｒＶ）との
混合溶液の成分分析を行う。
測定した光音響信号の強度をＳ、蛍光の強度をＦとする
。Ｕ（ＶＩ）とＵ （ＩＶ）から発生する光音響信号の
強度を、各々Ｓｕ６、Ｓｕ４とし、Ｕ（ＶＩ）とＵ（Ｔ
Ｖ）の濃度を、各々（Ｕ（Ｖｒ））、［：Ｕ（ＩＶ））
とおくと以下の関係が成立する。
。Ｕ（ＶＩ）とＵ （ＩＶ）から発生する光音響信号の
強度を、各々Ｓｕ６、Ｓｕ４とし、Ｕ（ＶＩ）とＵ（Ｔ
Ｖ）の濃度を、各々（Ｕ（Ｖｒ））、［：Ｕ（ＩＶ））
とおくと以下の関係が成立する。
Ｓ ＝ Ｓｕ、＋ Ｓｕ、−（２）
Ｆ ＝ ｋｕＧ’〔Ｕ（Ｖｌ）〕・・−４３）Ｓ Ｌｌ
Ｆ、＝ ｋ ｕ＝ ［：Ｕ （ＶＩ）） ・・・（４）
Ｓｕ４＝ｋｕ、（Ｕ（ＩＶ））・＝（５）ここに、ｋｕ
６、ｋｕ４及びｋ ｕ、’は比例係数である。
Ｆ、＝ ｋ ｕ＝ ［：Ｕ （ＶＩ）） ・・・（４）
Ｓｕ４＝ｋｕ、（Ｕ（ＩＶ））・＝（５）ここに、ｋｕ
６、ｋｕ４及びｋ ｕ、’は比例係数である。
（２）〜（５）式から、次の関係を導くことができる。
工
したがって、あらかじめ検量線からｋｕ４．ｋｕ６及び
ｋ ｕＧ’の値を知れば、（６）式及び（７）式から、
光音響信号強度Ｓと蛍光強度Ｆにより（Ｕ（ＶＩ））と
［Ｕ（■））とを同時に求めることが可能となる。
ｋ ｕＧ’の値を知れば、（６）式及び（７）式から、
光音響信号強度Ｓと蛍光強度Ｆにより（Ｕ（ＶＩ））と
［Ｕ（■））とを同時に求めることが可能となる。
先ず、光源であるアルゴンレーザ１２の発ｉ波長を３５
０〜３７０ｎｍ、出力を１．３ｗ、光変調器１３の光変
調周波数を１８１１（ｚ、蛍光の測定波長を４１５ｎｍ
に調整し、この条件の下で、 Ｕ（ＶＩ）及びｕ（ｒｖ
）の検量線を測定した。始めに１０ＰＰｂ。
０〜３７０ｎｍ、出力を１．３ｗ、光変調器１３の光変
調周波数を１８１１（ｚ、蛍光の測定波長を４１５ｎｍ
に調整し、この条件の下で、 Ｕ（ＶＩ）及びｕ（ｒｖ
）の検量線を測定した。始めに１０ＰＰｂ。
２０ｐｐｂ、５０ｐｐｂに調整したＵ（ＶＩ）硝酸溶液
を標準試料液体について依ず光音響信号と蛍光とを測定
し、各々の検量線を求め、次に同じ濃度に調整したＵ（
ＩＶ）硝酸溶液を標準試料液体として光音響信号を測定
し、Ｕ （ｒＶ）の検量線を求めた。その結果を第５図
に示す。第５図より。
を標準試料液体について依ず光音響信号と蛍光とを測定
し、各々の検量線を求め、次に同じ濃度に調整したＵ（
ＩＶ）硝酸溶液を標準試料液体として光音響信号を測定
し、Ｕ （ｒＶ）の検量線を求めた。その結果を第５図
に示す。第５図より。
ｋ １＋４＝ Ｏｔ Ｏ１（１／ｐｐｂ）ｋ ｕＧ＝
０ 、０２ （１／ｐｐｂ）Ｋ ＩＪ６’＝０．０１５
（１／ ｐｐｂ）と求まり、これにより（６）式及び
（７）式は（Ｕ（Ｖｌ）） ＝ ６６ 、７ Ｆ （ｐ
ｐｂ）・・・・・・・・・・・・（８）（Ｕ（ｒＶ））
＝ １００ （Ｓ −１，３Ｆ）−・−・−（９）とな
る。（８）式及び（９）式は計算機２０に入力しておく
。次に、成分濃度が未知のｕ（ｖｉ）とＵ（ＩＶ）混合
硝酸溶液を、本装置により分析する。未知試料液体をセ
ルに充填し、光音響信号と蛍光を同時に測定し、その結
果、Ｓ＝０．８及びＦ＝０．３となった。そして、（８
）及び（９）式に基づく計算機によるデータ処理により
、（Ｕ （ＶＩ）） ＝ ２０ 、０ ｐｐｂ、（Ｕ（
ｒＶ））＝ ４１．０ｐｐｂト求めらレタ。
０ 、０２ （１／ｐｐｂ）Ｋ ＩＪ６’＝０．０１５
（１／ ｐｐｂ）と求まり、これにより（６）式及び
（７）式は（Ｕ（Ｖｌ）） ＝ ６６ 、７ Ｆ （ｐ
ｐｂ）・・・・・・・・・・・・（８）（Ｕ（ｒＶ））
＝ １００ （Ｓ −１，３Ｆ）−・−・−（９）とな
る。（８）式及び（９）式は計算機２０に入力しておく
。次に、成分濃度が未知のｕ（ｖｉ）とＵ（ＩＶ）混合
硝酸溶液を、本装置により分析する。未知試料液体をセ
ルに充填し、光音響信号と蛍光を同時に測定し、その結
果、Ｓ＝０．８及びＦ＝０．３となった。そして、（８
）及び（９）式に基づく計算機によるデータ処理により
、（Ｕ （ＶＩ）） ＝ ２０ 、０ ｐｐｂ、（Ｕ（
ｒＶ））＝ ４１．０ｐｐｂト求めらレタ。
以上のように１本例では従来の蛍光分析装置では測定で
きないＵ（ＴＶ）の濃度や、従来の光音響分析装置では
分析不可能なＵ（ＩＶ）とＵ（ＶＩ）の成分分析が可能
となった。なお、本発明において、励起光の強度を試料
液体がプラズマ化するに足るまで強めると１発光は成分
の蛍光・燐光などに留まらず、プラズマ発光をも誘起す
ることができる。この場合、プラズマ発光を分析し、そ
のスペクトルを測定することによりほとんど全ての元素
を分析することができる。この場合においても、光音響
信号強度は全成分濃度に比例する。
きないＵ（ＴＶ）の濃度や、従来の光音響分析装置では
分析不可能なＵ（ＩＶ）とＵ（ＶＩ）の成分分析が可能
となった。なお、本発明において、励起光の強度を試料
液体がプラズマ化するに足るまで強めると１発光は成分
の蛍光・燐光などに留まらず、プラズマ発光をも誘起す
ることができる。この場合、プラズマ発光を分析し、そ
のスペクトルを測定することによりほとんど全ての元素
を分析することができる。この場合においても、光音響
信号強度は全成分濃度に比例する。
プラズマ発光を利用する場合の実施例の構成を第６図に
示す。励起光のエネルギー密度を高めるため、光源はパ
ルスレーザ３７とし、また、プラズマ発光はマイクロチ
ャンネルプレート４１とフォトダイオード４２を用いて
１回の光パルス照射でも分析し得る構成とした。光音響
信号もパルス信号となるため、ボックス力積分器３９に
よりその波形を増巾し、信号強度を求める。
示す。励起光のエネルギー密度を高めるため、光源はパ
ルスレーザ３７とし、また、プラズマ発光はマイクロチ
ャンネルプレート４１とフォトダイオード４２を用いて
１回の光パルス照射でも分析し得る構成とした。光音響
信号もパルス信号となるため、ボックス力積分器３９に
よりその波形を増巾し、信号強度を求める。
本発明によれば、試料液体からの光音響信号と蛍光を測
定するため、以下の効果が得られる。
定するため、以下の効果が得られる。
（ｉ）高感度にして定量分析と定性分析との同時分析が
可能となった。
可能となった。
（ｉｉ）本発明の装置では、光音響分析、蛍光分析単独
の機能も有するため、重装＠１台でいずれの分析も可能
である。即ち、光音響分析と蛍光分析を同時に行なえる
ので、発光、非発光性を問わず分析することができ、各
々単独の従来装置に比較して、分析対象を拡大すること
ができる。
の機能も有するため、重装＠１台でいずれの分析も可能
である。即ち、光音響分析と蛍光分析を同時に行なえる
ので、発光、非発光性を問わず分析することができ、各
々単独の従来装置に比較して、分析対象を拡大すること
ができる。
第１図は本発明の基本構成の一例を、第２図はアルゴン
レーザを光源とする場合の実施例の構成を、第３図はセ
ルの構造を、第４図はセルの破断図を、第５図はＵ（Ｖ
Ｉ）とＵ （ＩＶ）の検量線を、第６図はプラズマ発光
を利用する場合の実施例の構成を示す。 １・・・光源、２・・・光変調器、３・・・セル、４・
・・増巾器、５・・・光検出器、６・・・増巾器、７・
・・励起光、８・・・光音響信号を変換して得られた電
気信号、９・・・参照信号、１０・・・発光、１１・・
・信号処理装置、１２・・・アルゴンレーザ、１３・・
・光チョッパ、１４・・・レーザ光、１５・・・コント
ローラ、１６・・・ロックインアンプ、１７・・・分光
器、１８・・・光電子増倍管、１９・・・プリアンプ、
２０・・・計算機、２１・・・表示装置、２２・・・ビ
ームストッパ、２３・・・ハーフミラ−１２４・・・シ
リコンフォトセル（光検出器）、２５・・・プリアンプ
、２６・・・テフロンコック、２７・・・圧電素子、２
８・・・ガラス栓、２９・・・光学窓（入射面）、３０
・・・光学窓（出射面）、３１・・・光学窓（蛍光透過
面）、３２・・・電極（正）、３３・・・電極（負）、
３４・・・試料液体、３５・・・光音響信号、３６・・
・蛍光、３７・・・パルスレーザ、３８・・・集光系、
３９・・・ボックス力積分器、４０・・・トリガ信号、
４１・・・マイクロチャンネルプレート、４２・・・フ
ォトダイオード、４３・・・データ二 “”” Ｋ３！ＩＡ ＃−’Ｅｌ−Ｊ： ／Ｊ１，１
．７゜−も２ｍ 佑３０ Ｉ ら（＋口 躬５霞 １ 度 （ＰＰｂ）
レーザを光源とする場合の実施例の構成を、第３図はセ
ルの構造を、第４図はセルの破断図を、第５図はＵ（Ｖ
Ｉ）とＵ （ＩＶ）の検量線を、第６図はプラズマ発光
を利用する場合の実施例の構成を示す。 １・・・光源、２・・・光変調器、３・・・セル、４・
・・増巾器、５・・・光検出器、６・・・増巾器、７・
・・励起光、８・・・光音響信号を変換して得られた電
気信号、９・・・参照信号、１０・・・発光、１１・・
・信号処理装置、１２・・・アルゴンレーザ、１３・・
・光チョッパ、１４・・・レーザ光、１５・・・コント
ローラ、１６・・・ロックインアンプ、１７・・・分光
器、１８・・・光電子増倍管、１９・・・プリアンプ、
２０・・・計算機、２１・・・表示装置、２２・・・ビ
ームストッパ、２３・・・ハーフミラ−１２４・・・シ
リコンフォトセル（光検出器）、２５・・・プリアンプ
、２６・・・テフロンコック、２７・・・圧電素子、２
８・・・ガラス栓、２９・・・光学窓（入射面）、３０
・・・光学窓（出射面）、３１・・・光学窓（蛍光透過
面）、３２・・・電極（正）、３３・・・電極（負）、
３４・・・試料液体、３５・・・光音響信号、３６・・
・蛍光、３７・・・パルスレーザ、３８・・・集光系、
３９・・・ボックス力積分器、４０・・・トリガ信号、
４１・・・マイクロチャンネルプレート、４２・・・フ
ォトダイオード、４３・・・データ二 “”” Ｋ３！ＩＡ ＃−’Ｅｌ−Ｊ： ／Ｊ１，１
．７゜−も２ｍ 佑３０ Ｉ ら（＋口 躬５霞 １ 度 （ＰＰｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料液体中に含まれる微量固形成分に強度変調光を
照射して得られる光音響信号を測定し、その成分を分析
する方法において、試料液体からの光音響信号を測定す
ると共に、試料液体からの発光強度、発光スペクトル又
は光の位相を測定することにより、試料液体中の成分分
析又は組成分析を行うことを特徴とする光音響分析方法
。 ２、強度変調光がパルス光であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光音響分析方法。 ３、強度変調光がＸ線、γ線、赤外線又はレーザ光線で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の光音響分析方法。 ４、試料液体からの光が蛍光又は燐光であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の
光音響分析方法。 ５、（Ａ）試料液体を入れるセル又は試料液体を分析装
置内を連続的に通過させるためのセル、（Ｂ）試料液体
に強度変調光を照射するための光源、（Ｃ）試料液体か
ら発生する音響波を感知しこれを電気信号に変換する音
響感知装置及び（Ｄ）試料液体からの光の強度、スペク
トル又は位相を測定する装置を含むことを特徴とする光
音響分析装置。 ６、光源がＸ線、γ線、赤外線又はレーザ光を発生する
光源であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
の光音響分析装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269269A JPS62129741A (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | 光音響分析方法及び装置 |
| EP86116692A EP0231470B1 (en) | 1985-12-02 | 1986-12-01 | Method of and apparatus for determination of trace constituents by simultaneous measurement of photoluminescence and photoacoustic signal |
| DE8686116692T DE3686042T2 (de) | 1985-12-02 | 1986-12-01 | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von spurenbestandteilen durch gleichzeitige messung der photolumineszenz und eines photoakustischen signals. |
| US06/937,050 US4808828A (en) | 1985-12-02 | 1986-12-02 | Method of and apparatus for simultaneous determination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269269A JPS62129741A (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | 光音響分析方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62129741A true JPS62129741A (ja) | 1987-06-12 |
| JPH0523617B2 JPH0523617B2 (ja) | 1993-04-05 |
Family
ID=17470000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60269269A Granted JPS62129741A (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | 光音響分析方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808828A (ja) |
| EP (1) | EP0231470B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62129741A (ja) |
| DE (1) | DE3686042T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275913A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光計測装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5069551A (en) * | 1989-11-24 | 1991-12-03 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method and apparatus of measuring unburned carbon in fly ash |
| US5151869A (en) * | 1990-02-16 | 1992-09-29 | The Boc Group, Inc. | Frequency domain fluorometry using coherent sampling |
| JPH0810188B2 (ja) * | 1990-08-03 | 1996-01-31 | 株式会社日立製作所 | 粒子状物質分析装置及び分析方法並びに超純水製造装置、半導体製造装置、高純度気体製造装置 |
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| US5285260A (en) * | 1992-07-06 | 1994-02-08 | General Electric Company | Spectroscopic imaging system with ultrasonic detection of absorption of modulated electromagnetic radiation |
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| US6071748A (en) | 1997-07-16 | 2000-06-06 | Ljl Biosystems, Inc. | Light detection device |
| US6825921B1 (en) | 1999-11-10 | 2004-11-30 | Molecular Devices Corporation | Multi-mode light detection system |
| US6576476B1 (en) | 1998-09-02 | 2003-06-10 | Ljl Biosystems, Inc. | Chemiluminescence detection method and device |
| US6326605B1 (en) | 1998-02-20 | 2001-12-04 | Ljl Biosystems, Inc. | Broad range light detection system |
| US6982431B2 (en) * | 1998-08-31 | 2006-01-03 | Molecular Devices Corporation | Sample analysis systems |
| US6992761B2 (en) * | 1997-09-20 | 2006-01-31 | Molecular Devices Corporation | Broad range light detection system |
| US6297018B1 (en) | 1998-04-17 | 2001-10-02 | Ljl Biosystems, Inc. | Methods and apparatus for detecting nucleic acid polymorphisms |
| WO2000050877A1 (en) * | 1999-02-23 | 2000-08-31 | Ljl Biosystems, Inc. | Frequency-domain light detection device |
| AU5223899A (en) * | 1998-07-27 | 2000-02-21 | Ljl Biosystems, Inc. | Apparatus and methods for spectroscopic measurements |
| AU5667599A (en) * | 1998-07-27 | 2000-02-21 | Ljl Biosystems, Inc. | Apparatus and methods for time-resolved spectroscopic measurements |
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| WO2005116636A1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Renner Herrmann S.A. | An apparatus and method for measuring the spectral properties of a fluid |
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| EP1962077A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-27 | IR Microsystems S.A. | Gas sensor |
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| CN108287150B (zh) * | 2017-12-06 | 2021-02-09 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种原子泡中缓冲气体的检测方法及设备 |
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| JPS608735A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-17 | Hitachi Ltd | プラズマモニタリング装置 |
Family Cites Families (3)
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-
1985
- 1985-12-02 JP JP60269269A patent/JPS62129741A/ja active Granted
-
1986
- 1986-12-01 DE DE8686116692T patent/DE3686042T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-01 EP EP86116692A patent/EP0231470B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-02 US US06/937,050 patent/US4808828A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| US4808828A (en) | 1989-02-28 |
| EP0231470A3 (en) | 1989-06-14 |
| EP0231470B1 (en) | 1992-07-15 |
| JPH0523617B2 (ja) | 1993-04-05 |
| EP0231470A2 (en) | 1987-08-12 |
| DE3686042T2 (de) | 1993-01-07 |
| DE3686042D1 (de) | 1992-08-20 |
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