JPS636826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光源から発したビーム束が被検試料
を通つて検出器に達し、フイルタ装置によつて、
異なつたスペクトル透過度を有する２個のフイル
タが、交互にビーム束のビーム路中に可動である
ようにした被検試料の吸光度測定計測器用の信号
評価回路であつて、前記検出器からは、２つの成
分を含む検出器信号が送出され該両成分のうち一
方の成分は、両フイルタのうち一方がビーム束の
ビーム路中にある時、検出器に当たるビームに基
づく基準信号を形成し、検出器信号の他方の成分
は、２個のフイルタのうち他方がビーム束のビー
ム路中にある時、測定信号を形成し、前記信号評
価回路は、積分回路と該積分回路の出力信号の供
給される対数化回路と、該対数化回路の出力信号
が供給可能である第１と第２の蓄積回路と、逐次
制御回路と差動増幅器とを有しており、逐次制御
回路から供給される制御信号によつて、検出器信
号は実質的に上記基準信号を印加接続可能ならし
める基準時間間隔ないし実質的に上記測定信号を
印加接続可能ならしめる測定時間間隔の間、積分
回路に供給可能であり、各基準ないし測定時間間
隔の後、対数化回路の出力信号は、第１ないし第
２の蓄積回路に伝送可能であり、ひき続いて、そ
のつど積分回路はリセツト可能であり、更に差動
増幅器は第１と第２の蓄積回路に蓄積された信号
を供給され、かつ出力信号を送出するようにした
信号評価回路に関する。

この計測器は、吸光度測定によつて被検試料中
の求める物質の濃度を決定するために使われ得
る。この目的のため、両フイルタのうちの１方
は、求める物質の吸収バンドと重なる波長領域を
透過させ、他方のフイルタは、求める物質の吸収
バンドの外側にある領域を透過させる。後者のフ
イルタがビーム束のビーム路中に位置する時、バ
ツクグランド吸収の考慮、あるいは光源光度ない
し検出器感度の変動を考慮する基準信号が得られ
る。前者のフイルタがビーム束のビーム路中に位
置する時、被検試料によるビームの吸光度、ひい
ては被検試料中の求める物質の濃度に依存する測
定信号が、検出器に得られる。

前述のような公知の装置において、基準信号と
測定信号は、次のようにして得られる。すなわ
ち、検出器信号はフイルタ装置と同期して、基準
時間間隔の間と測定時間間隔の間積分され、その
際積分値は基準信号に対する、ないし測定信号に
対する尺度を与える。吸光度は理想的状態におい
て、基準信号と測定信号の比の対数、ないしこの
両信号の対数の差に等しい。その時、この吸光度
は求める物質の濃度に比例する。

しかし、このことが云えるのはベールの法則が
成立つことを前提としている。多くの物質ではこ
のベールの法則とのずれがある。つまり、対数化
された積分値の差形成によつて得られる出力信号
が、濃度と非線形的関係になり、これにより、測
定に著しい困難が生じる。

赤外線ビームの領域にて動作する計測器におい
ては、さらに計測器の各部分からも放射される固
有輻射による、測定結果への影響が生ずる。さら
にフイルタを透過する各ビーム領域において当該
フイルタの透過度が、大きさの点で両フイルタに
ついて異なるものとなることによる影響もある。

本発明の課題は、冒頭に述べた計測器のための
信号評価回路を、１方では固有輻射と“フイルタ
因子”とからの影響を補償することができ、他方
ではベールの法則とのずれがあつても、求める被
検試料の濃度と直線的関係を有する出力信号が得
られるように構成することにある。

本発明によると、この課題は以下のようにして
解決される。すなわち、 (a) 積分回路の入力側にて、基準ないし測定時間
間隔の間それぞれ調整可能な補正電圧が、検出
器信号に重畳され、 (b) 検出器信号がフイルタ装置と同期して交互
に、上記の基準信号の導かれる一方のチヤネル
と、上記の測定信号の導かれる他方のチヤネル
との切換わる２つの並列なチヤネル３６，３８
を経て積分回路１０の入力側３０に供給され、
前記チヤネルはそれぞれ抵抗４０，４２と制御
スイツチ４４，４６とを有しており、 (c) 前記抵抗のうち少なくとも１つが調整可能で
あり、また (d) 被制御スイツチを基準時間間隔の間、１方の
スイツチが、また測定時間間隔の間、他方のス
イツチが導通するように逐次制御回路により制
御されるように構成し、その際補正電圧と調整
可能な抵抗の調整を各装置部分の固有輻射とフ
イルタの異なつた透過度、ないしベールの法則
による吸光度のずれを考慮して、出力信号と濃
度の間の関係が大体において直線的になるよう
なものにするのである。

積分回路の入力側にて基準ないし測定信号へ調
整可能な調整電圧を重畳することによつて、ベー
ルの法則とのずれを生ずる吸光度―濃度―特性曲
線の曲がり特性が補償されうる。その際ひき起こ
される零点のオフセツトは、検出器により積分回
路の入力側に供給される各信号の比を変化させる
ことによつて補償される。

その場合そのような比の変化を次のように選定
した一定のフアクタだけ変化させて対数化させる
のである。すなわち対数化回路の出力信号が、濃
度の関数として表わされた座標においてその原点
を通る、つまり濃度零の時、出力信号も零になる
ように選定する。

それに対して同じ調整電圧を、装置の各構成部
分からの固有輻射の影響を補償するために用い得
る。その時、前述の直線化が、固有輻射の影響に
対して“欠点を伴う補償”にもかかわらず達成さ
れる。

同様にして、積分回路の入力側へと通ずるチヤ
ネルの１つにおける調整可能な抵抗の調整が、
“フイルタ因子”を考慮するために使用される。
ここにおいても、“欠点を伴う補償”にもかかわ
らず、直線的な濃度―出力信号特性が座標原点を
通るようにすることが達成できる。

本発明の、その他の実施例を特許請求の範囲第
２項に記載した。

次に本発明を図示の実施例を用いて詳細に説明
する。

信号評価回路は、被検試料の吸光度測定用計測
器（図示せず）に対して配置されており、この計
測器において光源から発したビーム束は、被検試
料を通つて検出器に達し、フイルタ装置によつ
て、異なつたスペクトル透過度を有する２個のフ
イルタは、交互にビーム束のビーム路中に可動で
ある。その時検出器に、２つの成分を含む検出器
信号が生ずる。第１の成分は、両フイルタのうち
の１つがビーム束のビーム路中にある時、検出器
に当たるビームに基づく。この成分を“基準信
号”と呼ぶ。検出器信号の第２の成分は、２個の
フイルタのうちのもう１方がビーム束のビーム路
中にある時、生じる。この成分を“測定信号”と
呼ぶ。その際被検試料は、きわだつた吸収バンド
を有する物質を含み、第２のフイルタはこの吸収
バンドの領域において透過性を示すものと、仮定
されている。従つて測定信号は、被検試料中の吸
収性物質の濃度の測定値を与える。第２のフイル
タは、求める被検試料の吸収バンドの外で透過性
を示す。このフイルタは、求める物質により影響
を及ぼされないまたはほとんど影響を及ぼされ
ず、よつて基準として使われる信号を与える。

信号評価回路は、リセツト可能な積分回路１０
を有し、この積分回路に検出器信号は、基準時間
間隔の間と測定時間間隔の間、フイルタ装置と同
期して印加される。よつて、測定値は、固定の時
間間隔にわたつての検出器信号の積分をすること
によつて得られる。その際１方の時間間隔の間、
実質的に基準信号が、また他方の時間間隔の間
は、主として測定信号が有効となる。積分回路の
出力信号は対数化回路１２に供給される。対数化
回路１２の出力信号は、第１と第２の蓄積回路１
４ないし１６に印加されうる。逐次制御回路１８
は、制御信号を供給し、この信号によつて検出器
信号は、基準時間間隔と測定時間間隔との間、積
分回路１０に供給可能であり、各基準ないし測定
時間間隔の後毎に、対数化回路１２の出力信号
は、第１ないし第２の蓄積回路１４ないし１６に
伝送可能である。ひき続いて積分回路１０は、逐
次制御回路の制御信号によつて、そのつど零にリ
セツトされる。差動増幅器２０は、蓄積回路１４
と１６とに蓄積された信号を供給され、出力側２
２に出力信号を送出する。

積分回路１０は、演算増幅器２４を有し、この
増幅器の出力側２６は、コンデンサ２８を経て反
転入力側３０と接続されている。非反転入力側３
２は、アースされている。積分回路１０は、コン
デンサ２８と並列に配置されたスイツチ３４によ
つてリセツト可能である。検出器信号は、積分回
路１０の入力側３０に、２つの並列なチヤネル３
６，３８を経て供給され、このチヤネルはそれぞ
れ抵抗４０ないし４２と、制御スイツチ４４ない
し４６を有する。前記抵抗４０と４２のうち少な
くとも１つが、図示の実施例では抵抗４２が調整
可能である。

さらに積分回路１０の入力側に線路４８を経
て、基準ないし測定時間間隔の間、検出器信号に
重畳される調整可能な補正電圧が印加される。制
御スイツチ４４と４６は、逐次制御回路１８によ
つて制御され、基準時間間隔の間１方のスイツチ
が、また測定時間間隔の間、他方のスイツチ４４
ないし４６が導通する。

調整可能な補正電圧は、アース電位に対して正
の電位と、アース電位に対して負の電位との間に
あるポテンシオ・メータ５０ないし５２のそれぞ
れにおいて取り出される。ポテンシオ・メータ５
０，５２の摺動子は、それぞれスイツチ５４ない
し５６と、抵抗５８ないし６０を経て、さらに線
路４８を経て積分回路の入力側３０と接続されて
いる。スイツチ５４と５６は、逐次制御回路１８
によつて、制御スイツチ４４と４６の１つずつと
同期して検出器信号に対して閉じるように制御可
能である。この場合、破線６２ないし６４によつ
て示されているように、スイツチ５４はスイツチ
４４と同期して、またスイツチ５６はスイツチ４
６と同期して閉じられる。

対数化回路１２の出力側６６は、スイツチ６８
を経て蓄積回路１４と、またスイツチ７０を経て
蓄積回路１６と接続される。

スイツチ６８と７０は、同じく逐次制御回路に
よつて制御される。制御は次のようにして行なわ
れる。すなわち、基準時間間隔の間、スイツチ４
４は閉じられ、スイツチ３４は開かれる。積分回
路１０は、基準信号を基準時間間隔にわたつて積
分する。基準時間間隔の終りに、スイツチ４４は
開かれる。積分回路１０の出力側に現われる信号
は、対数化回路１２によつて対数化される。スイ
ツチ６８は、短時間閉じられ、その結果その信号
は、蓄積回路１４に供給される。ひき続いてスイ
ツチ３４は一時的に閉じ、それによつてコンデン
サ２８は放電し、積分回路１０は零にリセツトさ
れる。それから測定時間間隔の間、スイツチ４６
は閉じられ、測定信号は、測定時間間隔にわたつ
て積分される。測定時間間隔の終りにスイツチ４
６は、開く。積分回路の対数化された出力信号
は、一時的に閉じられたスイツチ７０を経て、蓄
積回路１６に伝送される。この後に再び、一時的
にスイツチ３４は閉じ、積分回路１０を零にリセ
ツトする。

ポテンシオ・メータ５０，５２と調整可能な抵
抗４２の調整が次のように行なわれる、即ち、各
装置部分の固有輻射と、フイルタの異なつた透過
度ないしベールの法則による吸光度の偏差を考慮
して、出力側２２の出力信号と被検試料中の求め
る物質の濃度との間の大体において直線的関係が
得られるようにするのである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による信号評価回路の略図であ
る。 １０…積分回路、１２…対数化回路、１４，１
６…蓄積回路、１８…逐次制御回路、２０…差動
増幅器、５０，５２…ポテンシオ・メータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源から発したビーム束が被検試料を通つて
   検出器に達し、フイルタ装置によつて、異なつた
   スペクトル透過度を有する２個のフイルタが、交
   互にビーム束のビーム路中に可動であるようにし
   た被検試料の吸光度測定計測器用の信号評価回路
   であつて、前記検出器からは、２つの成分を含む
   検出器信号が送出され該両成分のうち一方の成分
   は、両フイルタのうち一方がビーム束のビーム路
   中にある時、検出器に当たるビームに基づく基準
   信号を形成し、検出器信号の他方の成分は、２個
   のフイルタのうち他方がビーム束のビーム路中に
   ある時、測定信号を形成し、前記信号評価回路
   は、積分回路と該積分回路の出力信号の供給され
   る対数化回路と、該対数化回路の出力信号が供給
   可能である第１と第２の蓄積回路と、逐次制御回
   路と差動増幅器とを有しており、逐次制御回路か
   ら供給される制御信号によつて、検出器信号は実
   質的に上記基準信号を印加接続可能ならしめる基
   準時間間隔ないし実質的に上記測定信号を印加接
   続可能ならしめる測定時間間隔の間、積分回路に
   供給可能であり、各基準ないし測定時間間隔の
   後、対数化回路の出力信号は、第１ないし第２の
   蓄積回路に伝送可能であり、ひき続いて、そのつ
   ど積分回路はリセツト可能であり、更に差動増幅
   器は第１と第２の蓄積回路に蓄積された信号を供
   給され、かつ出力信号を送出するようにした信号
   評価回路において、 (a) 積分回路１０の入力側３０にて、基準ないし
   測定時間間隔の間それぞれ、調整可能な補正電
   圧が検出器信号に重畳され、 (b) 検出器信号がフイルタ装置と同期して交互
   に、上記の基準信号の導かれる一方のチヤネル
   と、上記の測定信号の導かれる他方のチヤネル
   との切換わる２つの並列なチヤネル３６，３８
   を経て積分回路１０の入力側３０に供給され、
   前記チヤネルはそれぞれ抵抗４０，４２と制御
   スイツチ４４，４６とを有しており、 (c) 前記抵抗のうち少なくとも１つ４２が、調整
   可能であり、 (d) 被制御スイツチ４４，４６を基準時間間隔の
   間、１方のスイツチが、また測定時間間隔の
   間、他方のスイツチが導通するように逐次制御
   回路１８により制御されるように構成し、 その際補正電圧と調整可能な抵抗４２のそれぞれ
   の調整度を各装置部分の固有輻射とフイルタの異
   なつた透過度、ないしベールの法則による吸光度
   のずれを考慮して、出力信号と濃度との間の関係
   が実質的に直線的になるようなものにすることを
   特徴とする、被検試料の吸光度測定計測器用の信
   号評価回路。 ２ (a) 調整可能な補正電圧が、各ポテンシオ・
   メータ５０，５２から取り出され、該ポテンシ
   オ・メータはアース電位に対する正の電位とア
   ース電位に対して負の電位（＋Ｕ、−Ｕ）との
   間に配置され、 (b) ポテンシオ・メータ５０，５２の摺動子は、
   それぞれスイツチ５４，５６と抵抗５８，６０
   を経て、積分回路１０の入力側３０と接続され
   ており、 (c) スイツチ５４，５６は逐次制御回路１８によ
   つて、検出器信号に対する被制御スイツチ４
   ４，４６の１つずつと同期して閉じるように制
   御可能である、特許請求の範囲第１項記載の信
   号評価回路。