WO2024095514A1 - フレーム式原子吸光光度計 - Google Patents

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WO2024095514A1
WO2024095514A1 PCT/JP2023/020679 JP2023020679W WO2024095514A1 WO 2024095514 A1 WO2024095514 A1 WO 2024095514A1 JP 2023020679 W JP2023020679 W JP 2023020679W WO 2024095514 A1 WO2024095514 A1 WO 2024095514A1
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WO
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flame
light
burner
unit
atomic absorption
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Application number
PCT/JP2023/020679
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English (en)
French (fr)
Inventor
信之 岩井
智光 小林
琢也 木本
央祐 小林
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/72—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flame burners

Definitions

  • the present invention relates to a flame-type atomic absorption spectrophotometer.
  • a sample liquid atomized by a nebulizer is mixed with combustion gas in a chamber, and the mixed gas is then burned while being blown out of a slit opening in the burner head, forming a flame.
  • the components in the sample are atomized in this flame, and when light is shone on the flame containing the atomized sample components, only light of a specific wavelength corresponding to the type of atom (element) is absorbed. Therefore, by measuring the absorption of light by the sample atoms, the elements in the sample can be identified and quantified.
  • the combustion gas for forming the flame is usually a mixture of a fuel gas consisting of a hydrocarbon such as acetylene ( C2H2 ) and a combustion supporting gas consisting of air or nitrous oxide ( N2O ).
  • a fuel gas consisting of a hydrocarbon such as acetylene ( C2H2 )
  • a combustion supporting gas consisting of air or nitrous oxide ( N2O ).
  • some conventional flame-type atomic absorption spectrophotometers have a light sensor installed near the flame to constantly monitor the intensity of the light (flame light) emitted by the flame, and are equipped with a function that automatically extinguishes the flame and stops the supply of combustion gas when the intensity falls below the amount of light that occurs during normal combustion (see, for example, Patent Document 1).
  • soot is generated and accumulates on the burner head. This soot can cause the flame to become unstable, so it needs to be properly removed.
  • the present invention has been made in consideration of these points, and its purpose is to enable a flame type atomic absorption spectrometer to accurately detect abnormalities related to the stability of the flame combustion state. More specifically, the first purpose is to provide a flame type atomic absorption spectrometer that can reliably determine whether the flame is continuing to burn normally. The second purpose is to enable a flame type atomic absorption spectrometer to detect flashback before it occurs. The third purpose is to enable a flame type atomic absorption spectrometer to reliably detect the occurrence of incomplete combustion. The fourth purpose is to enable a user to reliably grasp the accumulation status of soot on the burner head in a flame type atomic absorption spectrometer.
  • the present invention provides a flame type atomic absorption spectrophotometer according to a first aspect thereof, which comprises: a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame; A flame light detection unit that detects light emitted from the flame; a flame extinguishing determination unit that determines that the flame has been extinguished when the intensity of the light detected by the flame light detection unit is lower than a predetermined threshold value; having The flame light detection section selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less.
  • a flame type atomic absorption spectrophotometer comprises: a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame; A flame light detection unit that detects light emitted from the flame and selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less; A Swan band light detection unit that selectively detects C2 Swan band light from the light emitted from the flame; a flashback symptom determination unit that determines that there is a flashback symptom when a ratio of the intensity of the light detected by the Swan band light detection unit to the intensity of the light detected by the flame light detection unit falls below a predetermined threshold; It has the following.
  • a flame type atomic absorption spectrophotometer which has been made to solve the above problems, comprises: a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame; A flame light detection unit that detects light emitted from the flame and selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less; A luminous flame detection unit that selectively detects light having a wavelength of 800 nm or more and 1100 nm or less from the light emitted from the flame; an incomplete combustion determination unit that determines that incomplete combustion is occurring when a ratio of the intensity of the light detected by the luminous flame detection unit to the intensity of the light detected by the flame light detection unit exceeds a predetermined threshold value; It has the following.
  • a flame type atomic absorption spectrophotometer which has been made to solve the above problems, comprises: a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame; A flame light detection unit that detects light emitted from the flame and selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less; A bandpass filter that selectively transmits light having a wavelength of 800 nm or more and 1100 nm or less; an image sensor having a plurality of photodetection elements arranged two-dimensionally and configured to receive light emitted from the burner and passing through the bandpass filter; a soot accumulation determination unit that obtains a ratio of the intensity of light detected by each of the plurality of light detection elements to the intensity of light detected by the flame light detection unit, and determines that soot has accumulated on the burner when a predetermined number or more of the plurality of light detection elements have the ratio exceeding
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer according to the first aspect above makes it possible to reliably determine whether the flame is continuing to burn normally.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer according to the second aspect above makes it possible to detect flashbacks before they occur.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer according to the third aspect above makes it possible to reliably detect the occurrence of incomplete combustion.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer according to the fourth aspect above makes it possible for the user to reliably grasp the soot accumulation status. Therefore, the flame-type atomic absorption spectrophotometers according to the first to fourth aspects above make it possible to accurately detect abnormalities related to the stability of the flame combustion state.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a main part of a flame type atomic absorption photometer according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the main parts of a flame type atomic absorption spectrometer according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the main parts of a flame type atomic absorption spectrometer according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the main parts of a flame type atomic absorption photometer according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the main parts of a flame type atomic absorption photometer according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the main parts of the flame type atomic absorption spectrometer according to this embodiment.
  • This flame type atomic absorption spectrometer includes a burner 110, a gas supply unit 120, a sample supply unit 130, a light source 140, a spectroscopic unit 150, and a control/processing unit 160.
  • the burner 110 is equipped with a nebulizer 111 that atomizes the sample liquid, a chamber 112 that mixes the atomized sample liquid with combustion gas, and a burner head 114 that forms a flame 113 by blowing the mixed gas upward and burning it.
  • the burner 110 is also provided with an ignition unit (not shown) that ignites the gas.
  • a mixed gas of acetylene as a fuel gas and air or nitrous oxide as a combustion supporting gas is supplied to the chamber 112 from a gas supply unit 120 as a combustion gas.
  • the gas supply unit 120 includes a fuel gas supply pipe 122 that guides fuel gas from a fuel gas source 121, such as a gas cylinder, to the burner 110, a fuel gas pipe opening/closing valve 123 and a fuel gas flow rate control valve 124 provided on the fuel gas supply pipe 122, a supporting gas supply pipe 126 that guides supporting gas from a supporting gas source 125, such as a gas cylinder or air compressor, to the burner 110, a supporting gas pipe opening/closing valve 127 and a supporting gas flow rate control valve 128 provided on the supporting gas supply pipe 126, and a valve drive unit 129 that drives these valves 123, 124, 127, and 128.
  • a fuel gas supply pipe 122 that guides fuel gas from a fuel gas source 121, such as a gas cylinder, to the burner 110
  • a fuel gas pipe opening/closing valve 123 and a fuel gas flow rate control valve 124 provided on the fuel gas supply pipe 122
  • a supporting gas supply pipe 126 that guides supporting
  • the light source 140 is disposed to the side of the region where the frame 113 is formed (hereinafter referred to as the frame forming region).
  • the spectroscopic unit 150 includes a spectrometer 151 and a photodetector 152, and is disposed in a position facing the light source 140 across the frame forming region.
  • the light source 140 emits light having an emission line spectrum including the resonance line of the target element, and this light passes through the atomic vapor in the frame forming region.
  • the light that passes through the atomic vapor is dispersed by the spectrometer 151, and light of a specific wavelength corresponding to the emission line (usually the resonance line) with the highest absorption by the target element is extracted.
  • This light of the specific wavelength is introduced into the photodetector 152, which outputs a detection signal according to the amount of incident light.
  • the detection signal is amplified by an amplifier (not shown) and converted into a digital signal by an A/D converter (not shown) and input to the control/processing unit 160.
  • the analysis data processing unit 161 which is a functional block provided in the control/processing unit 160, calculates the absorbance for the specific wavelength light based on this digital signal, and performs a predetermined arithmetic processing to perform quantitative analysis.
  • the control/processing unit 160 is mainly composed of a computer including a CPU and memory, and performs various calculation processes and outputs control signals for controlling the operation of each of the above-mentioned units.
  • the control/processing unit 160 has a flame-out determination unit 162, a gas supply control unit 163, and a display control unit 164 as functional blocks.
  • an operation unit 171 such as a keyboard and a display unit 172 such as a liquid crystal display are connected to the control/processing unit 160, and instructions from the user are input to the control/processing unit 160 via the operation unit 171, and analysis results, etc. are displayed on the display unit 172.
  • an OH-derived light detection optical sensor 182 which is an optical sensor for detecting light derived from OH radicals (hereinafter simply referred to as OH) in the frame 113, is disposed near the frame forming region, and an OH-derived light transmission bandpass filter 181, which is a bandpass filter that selectively transmits light having a wavelength of around 310 nm, is disposed between the OH-derived light detection optical sensor 182 and the frame forming region (the OH-derived light transmission bandpass filter 181 and the OH-derived light detection optical sensor 182 correspond to the flame light detection section in the present invention).
  • the OH-derived light detection optical sensor 182 receives light from the entire frame 113, but it may also receive light from only a part of the frame 113.
  • the optical sensor 182 for detecting OH-derived light is disposed diagonally above the frame 113, but the position of the optical sensor 182 for detecting OH-derived light is not limited to this (the same applies to the following embodiments 2 to 5).
  • a phototransistor can be suitably used, but it is not limited thereto, and any type of sensor, such as a photodiode, a phototube, or a photomultiplier tube, can be used.
  • the combustion flame of a hydrocarbon such as acetylene contains an emission spectrum derived from OH.
  • the emission spectrum derived from OH exists in a plurality of regions in the ultraviolet range, but the band spectrum in the above-mentioned 310 nm band (3064 ⁇ System) has a high intensity, a high transmittance of an optical element, and a high detection sensitivity by a general optical sensor.
  • ambient light such as sunlight, incandescent lamp, fluorescent lamp, or white LED, which is disturbance light, all has a low intensity in the 310 nm band.
  • the OH-derived light transmission bandpass filter 181 that selectively passes light having a wavelength of about 310 nm as described above is provided in front of the OH-derived light detection optical sensor 182, thereby preventing the OH-derived light detection optical sensor 182 from being affected by disturbance light.
  • the light emitted from the frame 113 and passing through the OH-derived light transmitting bandpass filter 181 is incident on the OH-derived light detecting optical sensor 182, and a detection signal corresponding to the amount of incident light is output from the OH-derived light detecting optical sensor 182.
  • This detection signal is amplified by an amplifier (not shown) and converted into a digital signal by an A/D converter (not shown) and input to the extinction determination unit 162.
  • the extinction determination unit 162 compares the intensity of this digital signal with a predetermined threshold T1 , and determines that extinction of the frame 113 has occurred if the digital signal is below the threshold T1 .
  • the threshold T1 may be set before the device is delivered to the user or at the installation stage of the device, or may be set by the user.
  • the gas supply control unit 163 controls the valve drive unit 129 to close the fuel gas pipe opening/closing valve 123 and the auxiliary gas pipe opening/closing valve 127.
  • the display control unit 164 controls the display unit 172 to display a predetermined message on its screen, thereby notifying the user that the gas supply has been stopped due to the flame going out.
  • a message notifying the user that the flame of the frame 113 has gone out may be displayed on the screen of the display unit 172 before or at the same time as the fuel gas pipe opening/closing valve 123 and the auxiliary gas pipe opening/closing valve 127 are closed.
  • such a notification may not be given and only the fuel gas pipe opening/closing valve 123 and the auxiliary gas pipe opening/closing valve 127 may be closed.
  • a configuration may be used in which only a notification that the flame of the frame 113 has gone out is given without closing the fuel gas pipe opening/closing valve 123 and the auxiliary gas pipe opening/closing valve 127.
  • Fig. 2 is a block diagram of the main parts of the flame type atomic absorption spectrometer according to this embodiment. Note that in this embodiment, components that are the same as or correspond to those shown in Fig. 1 are given reference numerals with the same last two digits, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer according to this embodiment has the same configuration as the flame type absorption spectrophotometer according to the first embodiment, and further includes a bandpass filter 283 for transmitting C2 origin light and an optical sensor 284 for detecting C2 origin light provided in the vicinity of the frame formation region, and a flashback symptom determination unit 265 which is a functional block provided in the control/processing unit 260.
  • the bandpass filter 283 for transmitting C2 origin light and the optical sensor 284 for detecting C2 origin light correspond to the Swan band light detection unit in the present invention.
  • the gas supply control unit 263 corresponds to the flashback avoidance unit in the present invention.
  • the ratio of the flow rate of the supporting gas to the flow rate of the fuel gas i.e., the air-fuel ratio
  • the theoretical air-fuel ratio the air-fuel ratio when the supporting gas in the combustion gas reacts with the fuel gas in an adequate amount to maximize the combustion speed.
  • this air-fuel ratio approaches the theoretical air-fuel ratio for some reason, the combustion reaction is promoted, and the area of the outer flame in the flame 213 where the emission spectrum originating from OH is prominent expands, while the area of the inner flame including the emission spectrum originating from C 2 (diatomic carbon) in the reaction transition process decreases.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer of this embodiment has the function of detecting the light from the outer flame and the light from the inner flame separately and detecting signs of flashback based on the intensity ratio between the two.
  • the band spectrum of the C2 Swan System is known.
  • the bandpass filter 283 for transmitting C2 - origin light in this embodiment selectively transmits light in the wavelength band of the band spectrum of the C2 Swan System.
  • the C2 Swan System has a plurality of spectral bands in the visible light region, and emission around 517 nm is particularly prominent. Therefore, it is preferable that the bandpass filter 283 for transmitting C2- origin light in this embodiment selectively transmits light with a wavelength of 507 nm to 527 nm (preferably 512 nm to 522 nm).
  • the transmission wavelength range of the bandpass filter 283 for transmitting C2 -origin light is not limited to this, and it may selectively transmit light in the wavelength range of other band spectra included in the C2 Swan System, that is, 464 nm to 484 nm (preferably 469 nm to 479 nm) or 554 nm to 574 nm (preferably 559 nm to 569 nm).
  • the C2 -origin light detection optical sensor 284 is a sensor that detects light emitted from the frame 213 and passed through the C2- origin light transmission bandpass filter 283.
  • a phototransistor can be suitably used, but is not limited thereto, and any other type such as a photodiode, a phototube, or a photomultiplier tube may be used.
  • the C2- origin light detection optical sensor 284 may receive light from the entire frame 213, but it is most effective to receive only light from the lower region of the frame 213 where C2 is localized.
  • the C2 -origin light detection optical sensor 284 is disposed obliquely above the frame 213 for convenience of drawing, but the position at which the C2- origin light detection optical sensor 284 is provided is not limited thereto.
  • the light emitted from the flame 213 and passing through the bandpass filter 283 for transmitting C2 origin light is incident on the optical sensor 284 for detecting C2 origin light, and a detection signal corresponding to the amount of incident light is output from the optical sensor 284 for detecting C2 origin light.
  • This detection signal is amplified by an amplifier (not shown) and converted into a digital signal by an A/D converter (not shown) and input to the flashback symptom determination unit 265 (this signal is hereinafter referred to as the " C2 origin light detection signal").
  • the detection signal from the optical sensor 282 for detecting OH origin light is amplified and digitally converted in the same manner as in the first embodiment, and then input to the control/processing unit 260 (this signal is hereinafter referred to as the "OH origin light detection signal").
  • This OH origin light detection signal is input to the flame-out determination unit 262 as in the first embodiment to determine whether or not the flame 213 has been extinguished, and is also input to the flashback symptom determination unit 265.
  • the flashback symptom determination unit 265 divides the intensity of the C2 origin light detection signal by the intensity of the OH origin light detection signal (i.e., calculates the ratio of the C2 origin light detection signal to the OH origin light detection signal) and compares the result with a predetermined threshold T2 . If the value obtained by dividing the intensity of the C2 origin light detection signal by the intensity of the OH origin light detection signal is below the threshold T2 , it is determined that there is a flashback symptom.
  • the threshold T2 may be set before the device is delivered to the user or at the installation stage of the device, or may be set by the user.
  • the gas supply control unit 263 controls the valve drive unit 229 to reduce the air-fuel ratio in the combustion gas supplied to the burner 210. Specifically, until the flashback symptom determination unit 265 determines that there is no symptom of flashback (i.e., until it determines that the ratio of the C2 origin light detection signal to the OH origin light detection signal is equal to or greater than the threshold value T2 ), the opening of the fuel gas flow rate control valve 224 is gradually increased, or the opening of the supporting gas flow rate control valve 228 is gradually decreased, or both are performed.
  • the display control unit 264 controls the display unit 272 to display a predetermined message on its screen, thereby notifying the user that the gas flow rate has been adjusted due to signs of flashback.
  • a message notifying the user that there are signs of flashback may be displayed on the screen of the display unit 272 simultaneously with or before the gas flow rate adjustment.
  • only the gas flow rate may be adjusted without such a notification.
  • a configuration may be adopted in which only a notification that there are signs of flashback is given without adjusting the gas flow rate.
  • a mechanism may be provided that reduces the combustion rate of the flame 213 by reintroducing exhaust gas from the burner 210 into the burner 210.
  • a flame-type atomic absorption spectrophotometer equipped with such a mechanism (a flame-type atomic absorption spectrophotometer according to a third embodiment of the present invention) is described below.
  • FIG. 3 is a diagram showing the main configuration of a flame-type atomic absorption spectrophotometer according to a third embodiment of the present invention.
  • components that are the same as or correspond to those shown in the first or second embodiment are given reference numerals with the same last two digits, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer according to this embodiment has the same configuration as the flame type absorption spectrophotometer according to the second embodiment, and further includes an exhaust reintroduction pipe 315 for returning a portion of the exhaust gas generated from the burner 310 to the burner 310, an opening/closing valve (hereinafter referred to as the exhaust opening/closing valve 316) and a flow rate control valve (hereinafter referred to as the exhaust flow rate control valve 317) provided on the exhaust reintroduction pipe 315, an exhaust valve drive unit 318 that drives these valves 316, 317, and an exhaust reintroduction control unit 366 which is a functional block provided in the control/processing unit 360 and controls the exhaust valve drive unit 318.
  • an exhaust reintroduction pipe 315 for returning a portion of the exhaust gas generated from the burner 310 to the burner 310
  • an opening/closing valve hereinafter referred to as the exhaust opening/closing valve 316
  • a flow rate control valve
  • the exhaust reintroduction pipe 315, the exhaust opening/closing valve 316, the exhaust flow rate control valve 317, the exhaust valve drive unit 318, and the exhaust reintroduction control unit 366 correspond to the exhaust introduction unit in this invention.
  • the exhaust reintroduction pipe 315 is a pipe branched off from an exhaust pipe 391 for discharging exhaust from the burner chamber 390 housing the burner 310 to the outside, and its tip is connected to the chamber 312 of the burner 310.
  • the burner chamber 390 and the exhaust pipe 391 are also provided in the flame-type atomic absorption spectrophotometers according to the first and second embodiments, but are not shown in these embodiments for the sake of simplicity (the same applies to the fourth and fifth embodiments described below).
  • the exhaust reintroduction control unit 366 controls the exhaust valve drive unit 318 to recirculate the exhaust gas generated in the burner 310 to the chamber 312 of the burner 310. Specifically, when it is determined that there is a symptom of flashback, first the exhaust opening/closing valve 316 is opened, and further the opening of the exhaust flow rate control valve 317 is gradually increased until the flashback symptom determination unit 365 determines that there is no longer a symptom of flashback. This reduces the burning speed of the flame 313, making it possible to avoid the occurrence of flashback.
  • the flow rate of the combustion supporting gas and/or fuel gas may be adjusted in the same manner as in embodiment 2.
  • the method of determining flashback symptoms and the method of adjusting the flow rate of the combustion supporting gas and/or fuel gas in this embodiment are the same as in embodiment 2, so a description thereof will be omitted here.
  • Fig. 4 is a configuration diagram of the main parts of the flame type atomic absorption spectrometer according to this embodiment. Note that in this embodiment, components that are the same as or correspond to those shown in the first embodiment are given reference numerals with the same last two digits, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer according to this embodiment has the same configuration as the flame type absorption spectrophotometer according to the first embodiment, and further includes a luminous flame light transmitting bandpass filter 485 and a luminous flame light detecting optical sensor 486 provided near the frame forming region, and an incomplete combustion determination section 467 which is a functional block provided in the control/processing section 460.
  • the luminous flame light transmitting bandpass filter 485 and the luminous flame light detecting optical sensor 486 correspond to the luminous flame detection section in the present invention.
  • the gas supply control section 463 corresponds to the incomplete combustion elimination section in the present invention.
  • the bright flame light transmitting bandpass filter 485 is a bandpass filter that selectively transmits light (bright flame) emitted from soot in the frame 413, and specifically, selectively transmits all or part of the wavelength range of 800 nm to 1100 nm.
  • the bright flame light detecting optical sensor 486 is a sensor that detects light emitted from the frame 413 and passed through the bright flame light transmitting bandpass filter 485.
  • a phototransistor can be suitably used as the bright flame light detecting optical sensor 486, but this is not limited thereto, and any type of sensor such as a photodiode, a phototube, or a photomultiplier tube can be used.
  • the bright flame light detecting optical sensor 486 receives light from the entire frame 413, but it may also receive light from only a part of the frame 413.
  • the bright flame detection optical sensor 486 is placed diagonally above the frame 413, but the location of the bright flame detection optical sensor 486 is not limited to this.
  • the luminous flame which is light emitted from soot heated to high temperatures, is a continuous spectrum that is highly luminous and thermally balanced.
  • the continuous spectrum generated from soot at the temperature of the flame 413 (up to 3000K) has almost no energy in the 310 nm band where the above-mentioned OH emits light.
  • the OH-derived light detection optical sensor 482 which is equipped with an OH-derived light transmission bandpass filter 481 that selectively transmits the 310 nm band, is not affected by the luminous flame and can monitor whether the flame 413 is continuing to burn.
  • the light emitted from the flame 413 and passing through the luminous flame light transmission bandpass filter 485 is incident on the luminous flame light detection optical sensor 486, and a detection signal corresponding to the amount of incident light is output from the luminous flame light detection optical sensor 486.
  • This detection signal is amplified by an amplifier (not shown) and converted into a digital signal by an A/D converter (not shown) and input to the incomplete combustion determination unit 467 (this signal is hereinafter referred to as the "luminous flame detection signal").
  • the detection signal from the OH-derived light detection optical sensor 482 is amplified and digitally converted as in the first embodiment, and then input to the control/processing unit 460 (this signal is hereinafter referred to as the "OH-derived light detection signal").
  • This OH-derived light detection signal is input to the extinction determination unit 462 as in the first embodiment to determine whether or not the flame 413 has been extinguished, and is also input to the incomplete combustion determination unit 467.
  • the incomplete combustion determination unit 467 divides the intensity of the luminous flame detection signal by the intensity of the OH-derived light detection signal (i.e., calculates the ratio of the luminous flame detection signal to the OH-derived light detection signal) and compares the value with a predetermined threshold T4 . If the value obtained by dividing the intensity of the luminous flame detection signal by the intensity of the OH-derived light detection signal exceeds the threshold T4 , it is determined that incomplete combustion is occurring in the burner 410.
  • the threshold T4 may be set before the device is delivered to the user or at the installation stage of the device, or may be set by the user. In this way, by determining whether incomplete combustion is occurring based on the ratio of the luminous flame detection signal to the OH-derived light detection signal, it is possible to cancel the change in the intensity of the luminous flame light due to the fluctuation of the flame 413 and perform an accurate determination.
  • the gas supply control unit 463 controls the valve drive unit 429 to increase the air-fuel ratio in the combustion gas supplied to the burner 410. Specifically, the opening of the fuel gas flow rate control valve 424 is gradually decreased, the opening of the supporting gas flow rate control valve 428 is gradually increased, or both are performed, until the incomplete combustion determination unit 467 determines that incomplete combustion is not occurring (i.e., until it is determined that the ratio of the luminous flame detection signal to the OH-derived light detection signal is equal to or less than the threshold value).
  • the display control unit 464 controls the display unit 472 to display a predetermined message on its screen, thereby notifying the user that the gas flow rate has been adjusted due to the occurrence of incomplete combustion.
  • a message notifying the user that incomplete combustion has occurred may be displayed on the screen of the display unit 472 simultaneously with or before the gas flow rate adjustment.
  • only the gas flow rate may be adjusted without such a notification.
  • a configuration may be adopted in which only a notification that incomplete combustion has occurred is given without adjusting the gas flow rate.
  • FIG. 5 is a block diagram of the main parts of the flame type atomic absorption spectrometer according to this embodiment. Note that in this embodiment, components that are the same as or correspond to those shown in the first embodiment are given reference numerals with the same last two digits, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer according to this embodiment has the same configuration as the flame-type absorption spectrophotometer according to the first embodiment, and further includes a burner head imaging unit 588 that images the burner head 514, a bandpass filter 587 for transmitting luminous flame light that is disposed between the burner head imaging unit 588 and the burner head 514, and a soot accumulation determination unit 568, which is a functional block provided in the control/processing unit 560.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer has the function of monitoring the soot accumulation state on the burner head 514.
  • the burner head photographing unit 588 is an image sensor equipped with a plurality of photodetection elements arranged in a two-dimensional matrix.
  • the burner head photographing unit 588 is preferably arranged so that it can photograph the entire burner head 514, but it is not limited to this, and it may be arranged so that it can photograph only the periphery of the slit opening where soot is likely to accumulate. Note that in FIG. 5, the burner head photographing unit 588 is arranged diagonally above the frame 513 for convenience of drawing, but the position of the burner head photographing unit 588 is not limited to this.
  • the luminous flame light transmitting bandpass filter 587 is a bandpass filter that selectively transmits light (luminous flame) emitted from soot heated to a high temperature, and selectively transmits light in the same wavelength range as the luminous flame light transmitting bandpass filter 485 in embodiment 4.
  • the detection signals from the light detection elements of the burner head imaging unit 588 are amplified by an amplifier (not shown) and converted into digital signals by an A/D converter (not shown), and then input to the soot deposition determination unit 568 of the control/processing unit 560.
  • the detection signal from the OH-derived light detection optical sensor 582 is amplified and digitally converted as in the first embodiment, and then input to the control/processing unit 560 (this signal is hereinafter referred to as the "OH-derived light detection signal").
  • this OH-derived light detection signal is input to the extinction determination unit 562 to determine whether or not the frame 513 has been extinguished, and is also input to the soot deposition determination unit 568.
  • the soot deposition determination unit 568 divides the intensity of the detection signal from each of the light detection elements by the intensity of the OH-derived light detection signal (i.e., obtains the ratio of the detection signal from each light detection element to the intensity of the OH-derived light detection signal), and compares the value with a predetermined threshold T5 .
  • the threshold value T5 and the predetermined number N may be set before the device is delivered to the user or at the installation stage of the device, or may be set by the user.
  • the soot accumulation determining unit 568 determines that soot is accumulated on the burner head 514. In this way, by determining the accumulation of soot based on the ratio of the detection signal from each light detection element to the intensity of the OH-origin light detection signal, it is possible to cancel the change in the intensity of the luminous flame light due to the fluctuation of the flame 513 and perform an accurate determination.
  • the display control unit 564 controls the display unit 572 to display a predetermined message on the screen, thereby notifying the user that soot has accumulated on the burner head 514.
  • the display control unit 564 and the display unit 572 correspond to the notification unit in the present invention.
  • an image showing the area where soot has accumulated on the burner head 514 may be displayed on the screen of the display unit 572.
  • the soot accumulation determination unit 568 identifies one or more photodetection elements among the multiple photodetection elements whose detection signal divided by the OH-derived light detection signal exceeds the threshold value T5 , and identifies the radiation position of the luminous flame on the burner head 514 (i.e., the position where soot has accumulated) based on the position of the photodetection element on the burner head imaging unit 588.
  • the soot accumulation determination unit 568, the display control unit 564, and the display unit 572 correspond to the soot accumulation area presentation unit in the present invention.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer after lighting the flame 113, always monitors whether there is any abnormality related to the stability of the combustion state of the flame, such as the flame 113 going out, signs of flashback, incomplete combustion, or soot accumulation, and notifies the user when it determines that there is an abnormality.
  • it may be configured to determine whether the abnormality has occurred at a timing specified by the user or a preset timing, and notify the user of the determination result regardless of the result.
  • a bandpass filter i.e., the bandpass filter 181, 281, 381, 481 for transmitting OH-derived light, the bandpass filter 283, 383 for transmitting C2- derived light, or the bandpass filter 485 for transmitting luminous flame light
  • an optical sensor for detecting light passing through the bandpass filter i.e., the optical sensor 182, 282, 382, 482 for detecting OH-derived light, and the optical sensor 284, 384 for detecting C2- derived light, or the optical sensor 486 for detecting luminous flame light
  • the spectroscopes 151, 251, 351, 451 and the optical detectors 152, 252, 352, 452 provided in the spectroscopic units 150, 250, 350, 450 may be made to serve the roles of the bandpass filter and the optical sensor.
  • a wavelength similar to the wavelength that passes through the above-mentioned OH-derived light transmitting bandpass filter 181, 281, 381, 481 is selected by the spectrometer 151, 251, 351, 451 and guided to the photodetector 152, 252, 352, 452, and the detection signal (OH-derived light detection signal) of the photodetector 152, 252, 352, 452 at that time is input to the flame-out determination unit 162, 262, 362, 462, thereby making it possible to determine whether combustion of the flame 113, 213, 313, 413 is being maintained (i.e., whether flame-out has occurred).
  • the spectrometers 251 and 351 select wavelengths similar to those transmitted through the bandpass filters 283 and 383 for transmitting C2 -derived light, and guide them to the photodetectors 252 and 352.
  • the detection signals ( C2- derived light detection signals) of the photodetectors 252 and 352 at this time and the OH-derived light detection signals are input to the flashback symptom determination units 265 and 365, so that it is possible to determine whether or not there is a flashback symptom.
  • the spectrometer 451 selects wavelengths similar to those transmitted through the bandpass filter 485 for transmitting luminous flame light, and guides them to the photodetector 452.
  • the detection signals (luminous flame detection signals) of the photodetector 452 at this time and the OH-derived light detection signals are input to the incomplete combustion determination unit 467, so that it is possible to determine whether or not incomplete combustion has occurred.
  • the light detection for determining the presence or absence of an abnormality as described above is performed at a timing different from that of the light detection for the sample analysis.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometers according to the second to fifth embodiments may not include the flame-out determination unit 162, 262, 362, 462, and may use the OH-derived light detection signal only to determine whether there are flashback symptoms, whether incomplete combustion has occurred, or whether soot has accumulated.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer according to the present invention may have two or more of a function for determining whether or not there are signs of flashback, a function for determining whether or not incomplete combustion is occurring, and a function for determining whether or not soot has accumulated.
  • the flame type atomic absorption photometer is a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame; A flame light detection unit that detects light emitted from the flame; a flame extinguishing determination unit that determines that the flame has been extinguished when the intensity of the light detected by the flame light detection unit is lower than a predetermined threshold value; having The flame light detection section selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer according to paragraph 1 makes it possible to reliably determine whether a flame is continuing to burn normally without being affected by external light disturbances.
  • the flame type atomic absorption photometer is a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame;
  • a flame light detection unit that detects light emitted from the flame and selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less;
  • a Swan band light detection unit that selectively detects C2 Swan band light from the light emitted from the flame;
  • a flashback symptom determination unit that determines that there is a flashback symptom when a ratio of the intensity of the light detected by the Swan band light detection unit to the intensity of the light detected by the flame light detection unit falls below a predetermined threshold; It has the following.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer described in paragraph 2 makes it possible to detect flashback before it occurs.
  • the flame atomic absorption spectrophotometer according to the third aspect of the present invention is the flame atomic absorption spectrophotometer according to the second aspect of the present invention, further comprising: a gas supply unit that supplies the fuel gas and the combustion supporting gas to the burner; a flashback avoidance unit that controls the gas supply unit to reduce a ratio of a flow rate of the combustion supporting gas to a flow rate of the fuel gas when the flashback symptom determination unit determines that there is a flashback symptom; It has the following.
  • the flame atomic absorption spectrophotometer according to paragraph 4 is the flame atomic absorption spectrophotometer according to paragraph 2 or 3, further comprising: an exhaust gas introduction section that introduces a portion of exhaust gas generated from the burner into the burner when the flashback symptom determination section determines that there is a flashback symptom; It has the following.
  • the flame type atomic absorption photometer is a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame;
  • a flame light detection unit that detects light emitted from the flame and selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less;
  • a luminous flame detection unit that selectively detects light having a wavelength of 800 nm or more and 1100 nm or less from the light emitted from the flame;
  • an incomplete combustion determination unit that determines that incomplete combustion is occurring when a ratio of the intensity of the light detected by the luminous flame detection unit to the intensity of the light detected by the flame light detection unit exceeds a predetermined threshold value; It has the following.
  • the flame atomic absorption spectrophotometer described in paragraph 5 makes it possible to reliably detect the occurrence of incomplete combustion.
  • the flame atomic absorption spectrophotometer according to the sixth aspect of the present invention is the flame atomic absorption spectrophotometer according to the fifth aspect of the present invention, further comprising: a gas supply unit that supplies the fuel gas and the combustion supporting gas to the burner; an incomplete combustion elimination unit that controls the gas supply unit so as to increase a ratio of a flow rate of the combustion supporting gas to a flow rate of the fuel gas when the incomplete combustion determination unit determines that incomplete combustion is occurring; It has the following.
  • the flame type atomic absorption photometer according to Clause 7 is a burner for burning a mixture of a fuel gas and a combustion supporting gas with the atomized sample liquid to form a flame;
  • a flame light detection unit that detects light emitted from the flame and selectively detects light having a wavelength of 290 nm or more and 330 nm or less;
  • a bandpass filter that selectively transmits light having a wavelength of 800 nm or more and 1100 nm or less; an image sensor having a plurality of photodetection elements arranged two-dimensionally and configured to receive light emitted from the burner and passing through the bandpass filter;
  • a soot accumulation determination unit that obtains a ratio of the intensity of light detected by each of the plurality of light detection elements to the intensity of light detected by the flame light detection unit, and determines that soot has accumulated on the burner when a predetermined number or more of the plurality of light detection elements have the ratio exceeding a predetermined threshold value;
  • a notification unit
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer described in paragraph 7 allows the user to reliably grasp the soot accumulation condition in the burner.
  • the flame atomic absorption spectrophotometer according to item 8 is the flame atomic absorption spectrophotometer according to item 7, further comprising: a soot accumulation region presenting unit that presents to a user, as a region where soot is accumulated, a region on the burner corresponding to one of the plurality of photodetection elements in which the ratio exceeds a predetermined threshold value; It has the following.
  • the flame-type atomic absorption spectrophotometer described in paragraph 8 allows the user to easily identify the area on the burner where soot has accumulated.

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Abstract

本発明は、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナー１１０と、前記火炎から放射される光を検出する火炎光検出部１８１、１８２と、前記火炎光検出部によって検出された光の強度が、予め定められた閾値よりも低い場合に、前記火炎の立ち消えが発生したと判定する立ち消え判定部１６２と、を有するフレーム式原子吸光光度計において、前記火炎光検出部を、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出するものとする。

Description

フレーム式原子吸光光度計
　本発明は、フレーム式原子吸光光度計に関する。
　フレーム式原子吸光光度計は、ネブライザーにより霧化させた試料液と燃焼ガスとをチャンバ内で混合し、その混合されたガスをバーナーヘッドのスリット開口から吹き出しながら燃焼させることでフレーム（火炎）を形成する。このフレーム中で試料中の成分が原子化され、この原子化した試料成分が含まれるフレームに光を照射すると、原子（元素）の種類に応じた特定波長の光のみが吸収を受ける。そこで、この試料原子による光の吸収を測定することにより、試料中の元素の同定及び定量を行うことができる。
　フレームを形成するための燃焼ガスは、通常、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）等の炭化水素から成る燃料ガスと、空気又は一酸化二窒素等（Ｎ２Ｏ）から成る助燃ガスとの混合ガスである。燃焼ガスが正常に燃焼している場合、その燃焼速度とバーナーヘッドから吹き出すガスの流速とが釣り合うことによって、バーナーヘッドの上面から若干上方に浮いた位置で安定的にフレームが形成される。
　しかしながら、上記燃焼速度とガス流速とのバランスが何らかの原因で崩れたり、外部から風が流入したりした場合には、不所望のタイミングでフレームが消える（すなわち立ち消えが生じる）場合がある。そのため、従来のフレーム式原子吸光光度計には、フレームの近傍に光センサを設けてフレームが発する光（火炎光）の強度を常時監視し、前記強度が正常な燃焼時の光量に満たなくなると自動的に消火を行って燃焼ガスの供給を停止する機能を備えたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
特開2010-127812号公報
　しかし、上記のような火炎光の監視用の光センサを備えたフレーム式原子吸光光度計であっても、その使用環境によっては、日光又は室内照明などの外乱光が前記光センサに入射して、実際にはフレームの光量が正常な燃焼時の光量に満たなくなっているも拘わらず、フレームが正常に燃焼し続けていると誤判定される可能性があった。
　また、上記バーナーの燃焼速度とバーナーヘッドから吹き出すガスの流速との釣り合いが崩れると、フレームがバーナーの内部に侵入して、不安定な燃焼である逆火が生じる場合がある。従来、フレーム式原子吸光光度計の安全性を確保するため、このような逆火を防止するための機構が種々提案されているが、未だ改良の余地があった。
　また、前記燃料ガスの流量に対して助燃ガスの流量が過小となると、不完全燃焼が発生し、一酸化炭素などの有毒ガスが発生したり、フレームの温度が低下して試料の原子化が不十分になったりするおそれがある。そのため、不完全燃焼を確実に検知する機構が求められてきた。
　また、フレーム式原子吸光光度計において、フレームの燃焼状態が一時的又は継続的に不安定になると、ススが発生してこれがバーナーヘッドに堆積していく。このススはフレームの安定性を損なう原因となるため、適切に除去する必要がある。しかしながら、従来は、ユーザがバーナーヘッドを直接目視することによってススの堆積状況を確認していたため、必ずしも適切にススの堆積状況を把握できない場合があった。
　本発明はこれらの点に鑑みて成されたものであり、その目的はフレーム式原子吸光光度計において、フレームの燃焼状態の安定性に関わる異常を正確に検知できるようにすることである。より詳細には、第１の目的は、フレームが正常に燃焼し続けているか否かを確実に判定することのできるフレーム式原子吸光光度計を提供することにある。また、第２の目的は、フレーム式原子吸光光度計において逆火の発生を未然に検知できるようにすることである。また、第３の目的は、フレーム式原子吸光光度計において、不完全燃焼の発生を確実に検知できるようにすることである。また、第４の目的は、フレーム式原子吸光光度計において、バーナーヘッドへのススの堆積状況をユーザが確実に把握できるようにすることである。
　上記課題を解決するために成された本発明の第１の態様に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出する火炎光検出部と、
　前記火炎光検出部によって検出された光の強度が、予め定められた閾値よりも低い場合に、前記火炎の立ち消えが発生したと判定する立ち消え判定部と、
　を有し、
　前記火炎光検出部が、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出するものである。
　上記課題を解決するために成された本発明の第２の態様に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
　前記火炎から放射される光のうちＣ２スワンバンドの光を選択的に検出するスワンバンド光検出部と、
　前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、前記スワンバンド光検出部によって検出された光の強度の比が、予め定められた閾値を下回った場合に、逆火の兆候があると判定する逆火兆候判定部と、
　を有するものである。
　上記課題を解決するために成された本発明の第３の態様に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
　前記火炎から放射される光のうち８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する輝炎検出部と、
　前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、前記輝炎検出部によって検出された光の強度の比が、予め定められた閾値を上回った場合に、不完全燃焼が発生していると判定する不完全燃焼判定部と、
　を有するものである。
　上記課題を解決するために成された本発明の第４の態様に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
　８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
　二次元的に配列された複数の光検出素子を有し、前記バーナーから放射されて前記バンドパスフィルタを通過した光を受光するイメージセンサと、
　前記複数の光検出素子の各々について、前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、該光検出素子によって検出された光の強度の比を求め、前記複数の光検出素子のうち前記比が予め定められた閾値を上回ったものが予め定められた数以上あった場合に、前記バーナーにススが堆積していると判定するスス堆積判定部と、
　前記スス堆積判定部によって前記バーナーにススが堆積していると判定された場合に、その旨をユーザに通知する通知部と、
　を有するものである。
　上記第１の態様に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、フレームが正常に燃焼し続けているか否かを確実に判定することが可能となる。上記第２の態様に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、逆火の発生を未然に検知することが可能となる。上記第３の態様に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、不完全燃焼の発生を確実に検知することが可能となる。上記第４の態様に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、ススの堆積状況をユーザが確実に把握することが可能となる。したがって、上記第１の態様から第４の態様に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、フレームの燃焼状態の安定性に関わる異常を正確に検知することが可能となる。
本発明の第１の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部構成を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部構成を示す図。 本発明の第３の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部構成を示す図。 本発明の第４の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部構成を示す図。 本発明の第５の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部構成を示す図。
［実施形態１］
　以下、本発明の第１の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計について図１を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部の構成図である。このフレーム式原子吸光光度計は、バーナー１１０と、ガス供給部１２０と、試料供給部１３０と、光源１４０と、分光ユニット１５０と、制御／処理部１６０と、を含んでいる。
　バーナー１１０は、試料液を霧化するネブライザー１１１と、霧化した試料液と燃焼ガスとを混合するチャンバ１１２と、混合されたガスを上方に吹き出して燃焼させることによってフレーム１１３を形成するバーナーヘッド１１４とを備えている。なお、バーナー１１０には前記ガスへの点火（着火）を行う点火部（図示略）が付設されている。チャンバ１１２には、ガス供給部１２０から、燃料ガスとしてのアセチレンと助燃ガスとしての空気又は一酸化二窒素との混合ガスが燃焼ガスとして供給される。
　ガス供給部１２０は、ガスボンベ等の燃料ガス源１２１からバーナー１１０へと燃料ガスを導く燃料ガス供給管１２２と、燃料ガス供給管１２２上に設けられた燃料ガス管開閉バルブ１２３及び燃料ガス流量調節バルブ１２４と、ガスボンベ又はエアーコンプレッサー等の助燃ガス源１２５からバーナー１１０へと助燃ガスを導く助燃ガス供給管１２６と、助燃ガス供給管１２６上に設けられた助燃ガス管開閉バルブ１２７及び助燃ガス流量調節バルブ１２８と、これらのバルブ１２３、１２４、１２７、１２８を駆動するバルブ駆動部１２９とを備えている。
　光源１４０はフレーム１１３が形成される領域（以下、フレーム形成領域とよぶ）の側方に配置されている。分光ユニット１５０は分光器１５１と光検出器１５２とを備えており、前記フレーム形成領域を挟んで光源１４０と対向する位置に配置されている。光源１４０からは目的元素の共鳴線を含む輝線スペクトルを有する光が放出され、この光がフレーム形成領域において原子蒸気中を通過する。原子蒸気中を通過した光は分光器１５１で分光され、目的元素による吸収度が最も高い輝線（通常は共鳴線）に対応する特定波長の光が取り出される。この特定波長の光は光検出器１５２に導入され、入射した光量に応じた検出信号が出力される。前記検出信号は図示しない増幅器で増幅されると共に、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換されて制御／処理部１６０へと入力される。制御／処理部１６０に設けられた機能ブロックである分析データ処理部１６１は、このデジタル信号を基に特定波長光に対する吸光度を算出し、更に所定の演算処理を行うことにより定量分析を実行する。
　制御／処理部１６０はＣＰＵ及びメモリ等を含んだコンピュータを中心に構成され、各種演算処理を行うとともに、上記各部の動作制御のための制御信号を出力する。制御／処理部１６０は、上述の分析データ処理部１６１に加えて、立ち消え判定部１６２、ガス供給制御部１６３、及び表示制御部１６４を機能ブロックとして備えている。また、制御／処理部１６０には、キーボード等の操作部１７１及び液晶ディスプレイ等の表示部１７２が接続されており、操作部１７１を介してユーザからの指示が制御／処理部１６０に入力されると共に、分析結果等が表示部１７２に表示される。
　更に、フレーム形成領域の近傍には、フレーム１１３中のＯＨラジカル（以下、単にＯＨとよぶ）に由来する光を検出するための光センサであるＯＨ由来光検出用光センサ１８２が配設されており、ＯＨ由来光検出用光センサ１８２とフレーム形成領域との間には、３１０ｎｍ前後の波長を有する光を選択的に透過するバンドパスフィルタであるＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ１８１が配設されている（これらのＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ１８１及びＯＨ由来光検出用光センサ１８２が本発明における火炎光検出部に相当する）。ここで、３１０ｎｍ前後とは、例えば、２９０ｎｍ～３３０ｎｍ、望ましくは３００ｎｍ～３２０ｎｍの範囲を意味する。ＯＨ由来光検出用光センサ１８２は、フレーム１１３全域からの光を受光するものとすることが望ましいが、フレーム１１３の一部のみからの光を受光するものとしてもよい。なお、図１では作図の都合上、ＯＨ由来光検出用光センサ１８２をフレーム１１３に対して斜め上方に配置しているが、ＯＨ由来光検出用光センサ１８２を設ける位置はこれに限定されるものではない（以下、実施形態２～５において同じ）。ＯＨ由来光検出用光センサ１８２としては、例えば、フォトトランジスタを好適に用いることができるが、これに限らず、フォトダイオード、光電管、又は光電子増倍管など、いかなるものを用いてもよい。
　アセチレン等の炭化水素の燃焼炎にはＯＨ由来の発光スペクトルが含まれている。ＯＨ由来の発光スペクトルは、紫外域の複数領域に存在しているが、上記の３１０ｎｍ帯域（３０６４Å　Ｓｙｓｔｅｍ）のバンドスペクトルは強度が強く、光学素子の透過率も高く、一般的な光センサによる検出感度も高い。一方で、外乱光となる太陽光、白熱電灯、蛍光灯、又は白色ＬＥＤ等の環境光は、いずれも３１０ｎｍ帯域における強度が低い。そのため、本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、上記のような３１０ｎｍ前後の波長の光を選択的に通過させるＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ１８１をＯＨ由来光検出用光センサ１８２の前に設けたことにより、ＯＨ由来光検出用光センサ１８２が外乱光の影響を受けるのを防ぐことができる。
　フレーム１１３から放射され、ＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ１８１を通過した光はＯＨ由来光検出用光センサ１８２に入射し、この入射光量に応じた検出信号がＯＨ由来光検出用光センサ１８２から出力される。この検出信号は図示しない増幅器で増幅されると共に図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換されて、立ち消え判定部１６２に入力される。立ち消え判定部１６２は、このデジタル信号の強度を予め定められた閾値Ｔ１と比較し、該デジタル信号が閾値Ｔ１を下回っていた場合にはフレーム１１３の立ち消えが発生したと判断する。なお、前記閾値Ｔ１は、本装置がユーザに納入される前の段階又は本装置の据え付け段階で設定されているものとしてもよく、あるいはユーザによって設定されるものとしてもよい。
　立ち消え判定部１６２によって、フレーム１１３の立ち消えが発生したと判定された場合には、ガス供給制御部１６３がバルブ駆動部１２９を制御することにより、燃料ガス管開閉バルブ１２３及び助燃ガス管開閉バルブ１２７を閉鎖する。
　燃料ガス管開閉バルブ１２３及び助燃ガス管開閉バルブ１２７を閉鎖した後は、表示制御部１６４が表示部１７２を制御してその画面上に所定のメッセージを表示することにより、立ち消えが生じたためにガス供給を停止した旨をユーザに通知する。なお、フレーム１１３の立ち消えが生じたことをユーザに通知するメッセージを、燃料ガス管開閉バルブ１２３及び助燃ガス管開閉バルブ１２７の閉鎖前又は閉鎖と同時に、表示部１７２の画面上に表示させるようにしてもよい。あるいは、このような通知を行わずに、燃料ガス管開閉バルブ１２３及び助燃ガス管開閉バルブ１２７の閉鎖のみを行うようにしてもよい。また、燃料ガス管開閉バルブ１２３及び助燃ガス管開閉バルブ１２７の閉鎖を行わずに、フレーム１１３の立ち消えが発生した旨の通知のみを行う構成としてもよい。
［実施形態２］
　続いて、本発明の第２の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計について図２を参照しつつ説明する。図２は本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部の構成図である。なお、本実施形態において図１で示したものと同一又は対応する構成要素については下二桁が共通する符号を付して適宜説明を省略する。
　本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、第１の実施形態に係るフレーム式吸光光度計と同様の構成に加えて、フレーム形成領域の近傍に設けられたＣ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３及びＣ２由来光検出用光センサ２８４と、制御／処理部２６０に設けられた機能ブロックである逆火兆候判定部２６５と、を備えている。このうち、Ｃ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３及びＣ２由来光検出用光センサ２８４が、本発明におけるスワンバンド光検出部に相当する。また、本実施形態においてはガス供給制御部２６３が本発明における逆火回避部に相当する。
　通常、フレーム式原子吸光光度計のバーナー２１０においては、燃料ガス流量に対する助燃ガス流量の比（すなわち空燃比）が、理論空燃比（燃焼ガス中の助燃ガスと燃料ガスとが過不足なく反応して燃焼速度が最も高くなるときの空燃比）よりも大幅に小さくなるよう設定されている。しかしながら、この空燃比が何らかの原因で理論空燃比に近づいた場合、燃焼反応が促進され、フレーム２１３においてＯＨ由来の発光スペクトルが顕著である外炎部の領域が拡大すると共に、反応の過渡過程にあるＣ２（二原子炭素）由来の発光スペクトルを含む内炎部の領域が減少する。この状態で、更に空燃比が高まって燃焼速度が燃焼ガスの供給速度に対して過剰になると、フレーム２１３はバーナー２１０の外側に形成され続ける事ができなくなってバーナー２１０内部に侵入し、不安定な燃焼である逆火が生じる。本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、このような逆火の発生を未然に防ぐため、前記外炎部からの光と、前記内炎部からの光とをそれぞれ検出し、両者の強度比に基づいて逆火の兆候を検知する機能を備えている。
　前記Ｃ２由来の発光スペクトルとしては、Ｃ２スワン系（C2 Swan System）のバンドスペクトルが知られている。本実施形態におけるＣ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３は、このＣ２スワン系のバンドスペクトルの波長帯域の光を選択的に透過させるものである。Ｃ２スワン系は可視光領域に複数のスペクトルバンドを有しており、特に、５１７ｎｍ付近の発光が顕著である。そのため、本実施形態におけるＣ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３は、５０７ｎｍ～５２７ｎｍ（望ましくは５１２ｎｍ～５２２ｎｍ）の波長の光を選択的に透過させるものとすることが望ましい。ただし、Ｃ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３による透過波長範囲はこれに限定されるものではなく、Ｃ２スワン系に含まれるその他のバンドスペクトルの波長範囲、すなわち４６４ｎｍ～４８４ｎｍ（望ましくは４６９ｎｍ～４７９ｎｍ）又は５５４ｎｍ～５７４ｎｍ（望ましくは５５９ｎｍ～５６９ｎｍ）の光を選択的に透過させるものとしてもよい。Ｃ２由来光検出用光センサ２８４は、フレーム２１３から放射されてＣ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３を通過した光を検知するセンサである。Ｃ２由来光検出用光センサ２８４としては、フォトトランジスタを好適に用いることができるが、これに限らず、フォトダイオード、光電管、又は光電子増倍管など、いかなるものを用いてもよい。また、Ｃ２由来光検出用光センサ２８４は、フレーム２１３全域からの光を受光するものとしてもよいが、Ｃ２が局在するフレーム２１３の下部領域からの光のみを受光するものとするのが最も効果的である。なお、図２では作図の都合上、Ｃ２由来光検出用光センサ２８４をフレーム２１３に対して斜め上方に配置しているが、Ｃ２由来光検出用光センサ２８４を設ける位置はこれに限定されるものではない。
　フレーム２１３から放射され、Ｃ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３を通過した光は、Ｃ２由来光検出用光センサ２８４に入射し、この入射光量に応じた検出信号がＣ２由来光検出用光センサ２８４から出力される。この検出信号は図示しない増幅器で増幅されると共に図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換されて、逆火兆候判定部２６５に入力される（この信号を以下「Ｃ２由来光検知信号」とよぶ）。一方、ＯＨ由来光検出用光センサ２８２からの検出信号は、実施形態１と同様に増幅及びデジタル変換を受けた後、制御／処理部２６０に入力される（この信号を以下「ＯＨ由来光検知信号」とよぶ）。このＯＨ由来光検知信号は、実施形態１と同様に立ち消え判定部２６２に入力されてフレーム２１３の立ち消えが生じたか否かの判定に用いられるほか、逆火兆候判定部２６５にも入力される。逆火兆候判定部２６５は、Ｃ２由来光検知信号の強度をＯＨ由来光検知信号の強度で除し（すなわちＯＨ由来光検知信号に対するＣ２由来光検知信号の比を求め）、その値を予め定められた閾値Ｔ２と比較する。そして、Ｃ２由来光検知信号の強度をＯＨ由来光検知信号の強度で除した値が前記閾値Ｔ２を下回っていた場合には逆火の兆候があると判定する。なお、前記閾値Ｔ２は、本装置がユーザに納入される前の段階又は本装置の据え付け段階で設定されているものとしてもよく、あるいはユーザによって設定されるものとしてもよい。このように、ＯＨ由来光検知信号に対するＣ２由来光検知信号の比に基づいて逆火の兆候の有無を判定することにより、フレーム２１３の揺らぎによるＣ２由来光の強度変化をキャンセルして正確な判定を行うことができる。
　逆火兆候判定部２６５によって、逆火の兆候があると判定された場合には、ガス供給制御部２６３が、バーナー２１０に供給される燃焼ガスにおける空燃比が小さくなるようバルブ駆動部２２９を制御する。具体的には、逆火兆候判定部２６５において逆火の兆候がなくなったと判定されるまで（すなわちＯＨ由来光検知信号に対するＣ２由来光検知信号の比率が前記閾値Ｔ２以上になったと判定されるまで）、燃料ガス流量調節バルブ２２４の開度を徐々に大きくするか、助燃ガス流量調節バルブ２２８の開度を徐々に小さくするか、あるいはその両方を行う。
　燃料ガス流量調節バルブ２２４の開度及び／又は助燃ガス流量調節バルブ２２８の開度の調節（以下、単にガス流量の調節とよぶ）を行った後は、表示制御部２６４が表示部２７２を制御してその画面上に所定のメッセージを表示することにより、逆火の兆候があったためにガス流量の調節を行った旨をユーザに通知する。なお、逆火の兆候があることを通知するメッセージを、ガス流量の調節と同時又はガス流量の調節を行う前に表示部２７２の画面上に表示させるようにしてもよい。あるいは、このような通知を行わずに、ガス流量の調節のみを行うようにしてもよい。また、ガス流量の調節を行わずに、逆火の兆候がある旨の通知のみを行う構成としてもよい。
　あるいは、逆火兆候判定部２６５によって逆火の兆候があると判定された場合に、上記のようなガス流量の調節に加えて又は代えて、バーナー２１０からの排気ガスをバーナー２１０に再導入することによってフレーム２１３の燃焼速度を低下させる機構を設けてもよい。このような機構を備えたフレーム式原子吸光光度計（本発明の第３の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計）について以下に説明を行う。
［実施形態３］
　図３は、本発明の第３の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部構成図である。なお、本実施形態において実施形態１又は２で示したものと同一又は対応する構成要素については下二桁が共通する符号を付して適宜説明を省略する。
　本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、第２の実施形態に係るフレーム式吸光光度計と同様の構成に加えて、バーナー３１０から生じた排気ガスの一部をバーナー３１０に戻すための排気再導入管３１５と、排気再導入管３１５上に設けられた開閉バルブ（以下、排気用開閉バルブ３１６とよぶ）及び流量調節バルブ（以下、排気用流量調節バルブ３１７とよぶ）と、これらのバルブ３１６、３１７を駆動する排気用バルブ駆動部３１８と、制御／処理部３６０に設けられた機能ブロックであって排気用バルブ駆動部３１８を制御する排気再導入制御部３６６と、を備えている。これらの排気再導入管３１５、排気用開閉バルブ３１６、排気用流量調節バルブ３１７、排気用バルブ駆動部３１８、及び排気再導入制御部３６６が、本発明における排気導入部に相当する。排気再導入管３１５は、バーナー３１０が収容されたバーナー室３９０から排気を外部に排出するための排気管３９１から分岐した管であって、その先端はバーナー３１０のチャンバ３１２に接続されている。なお、バーナー室３９０及び排気管３９１は、実施形態１、２に係るフレーム式原子吸光光度計にも設けられているが、簡略化のためこれらの実施形態では図示を省略している（後述の実施形態４、５において同じ）。
　本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計において、逆火兆候判定部３６５によって逆火の兆候ありと判定された際には、排気再導入制御部３６６が排気用バルブ駆動部３１８を制御することにより、バーナー３１０で生じる排気ガスをバーナー３１０のチャンバ３１２に再循環させる。具体的には、逆火の兆候ありと判定された時点で、まず、排気用開閉バルブ３１６を開放し、更に、逆火兆候判定部３６５において逆火の兆候がなくなったと判定されるまで、排気用流量調節バルブ３１７の開度を徐々に大きくしていく。これにより、フレーム３１３の燃焼速度が抑えられて逆火の発生を回避することができる。
　なお、本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計では、逆火兆候判定部３６５によって逆火の兆候ありと判定された際に、上記のような排気の再循環に加えて、実施形態２と同様の助燃ガス及び／又は燃料ガスの流量調節を行うようにしてもよい。本実施形態における逆火兆候の判定方法、及び助燃ガス及び／又は燃料ガスの流量調節方法は、実施形態２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
［実施形態４］
　続いて、本発明の第４の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計について図４を参照しつつ説明する。図４は本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部の構成図である。なお、本実施形態において実施形態１で示したものと同一又は対応する構成要素については下二桁が共通する符号を付して適宜説明を省略する。
　本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、第１の実施形態に係るフレーム式吸光光度計と同様の構成に加えて、フレーム形成領域の近傍に設けられた輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５及び輝炎光検出用光センサ４８６と、制御／処理部４６０に設けられた機能ブロックである不完全燃焼判定部４６７と、を備えている。このうち輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５及び輝炎光検出用光センサ４８６が、本発明における輝炎検出部に相当する。また、本実施形態においてはガス供給制御部４６３が本発明における不完全燃焼解消部に相当する。
　輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５は、フレーム４１３中のスス（煤）から放射される光（輝炎）を選択的に透過させるバンドパスフィルタであって、具体的には、８００ｎｍ～１１００ｎｍの波長範囲の全域又は一部の光を選択的に透過させるものである。輝炎光検出用光センサ４８６は、フレーム４１３から放射されて輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５を通過した光を検知するセンサである。輝炎光検出用光センサ４８６としては、フォトトランジスタを好適に用いることができるが、これに限らず、フォトダイオード、光電管、又は光電子増倍管など、いかなるものを用いてもよい。また、輝炎光検出用光センサ４８６は、フレーム４１３全域からの光を受光するものとすることが望ましいが、フレーム４１３の一部のみからの光を受光するものとしてもよい。なお、図４では作図の都合上、輝炎光検出用光センサ４８６をフレーム４１３に対して斜め上方に配置しているが、輝炎光検出用光センサ４８６を設ける位置はこれに限定されるものではない。
　バーナー４１０において、空燃比が過小になると不完全燃焼が生じてフレーム４１３中にススが発生する。高温に熱せられたススから放射される光である輝炎は、高輝度で熱的に平衡な連続スペクトルである。フレーム４１３の温度（～３０００Ｋ）下にあるススから発生する連続スペクトルは、上述のＯＨが発光する３１０ｎｍ帯域には殆どエネルギーを持たない。このため３１０ｎｍ帯域を選択的に透過するＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ４８１が付設されたＯＨ由来光検出用光センサ４８２は輝炎の影響を受けることがなく、フレーム４１３が燃焼し続けているか否かを監視することができる。
　フレーム４１３から放射され、輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５を通過した光は、輝炎光検出用光センサ４８６に入射し、この入射光量に応じた検出信号が輝炎光検出用光センサ４８６から出力される。この検出信号は図示しない増幅器で増幅されると共に図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換されて、不完全燃焼判定部４６７に入力される（この信号を以下「輝炎検知信号」とよぶ）。一方、ＯＨ由来光検出用光センサ４８２からの検出信号は、実施形態１と同様に増幅及びデジタル変換を受けた後、制御／処理部４６０に入力される（この信号を以下「ＯＨ由来光検知信号」とよぶ）。このＯＨ由来光検知信号は、実施形態１と同様に立ち消え判定部４６２に入力されてフレーム４１３の立ち消えが生じたか否かの判定に用いられるほか、不完全燃焼判定部４６７にも入力される。不完全燃焼判定部４６７は、輝炎検知信号の強度をＯＨ由来光検知信号の強度で除し（すなわちＯＨ由来光検知信号に対する輝炎検知信号の比を求め）、その値を予め定められた閾値Ｔ４と比較する。そして、輝炎検知信号の強度をＯＨ由来光検知信号の強度で除した値が前記閾値Ｔ４を上回っていた場合にはバーナー４１０において不完全燃焼が発生していると判定する。なお、前記閾値Ｔ４は、本装置がユーザに納入される前の段階又は本装置の据え付け段階で設定されているものとしてもよく、あるいはユーザによって設定されるものとしてもよい。このように、ＯＨ由来光検知信号に対する輝炎検知信号の比に基づいて不完全燃焼が発生しているか否かを判定することにより、フレーム４１３の揺らぎによる輝炎光の強度変化をキャンセルして正確な判定を行うことができる。
　不完全燃焼判定部４６７によって、不完全燃焼が発生していると判定された場合には、バーナー４１０に供給される燃焼ガスにおける空燃比を高めるように、ガス供給制御部４６３がバルブ駆動部４２９を制御する。具体的には、不完全燃焼判定部４６７において不完全燃焼が発生していないと判定されるまで（すなわちＯＨ由来光検知信号に対する輝炎検知信号の比が前記閾値以下になったと判定されるまで）、燃料ガス流量調節バルブ４２４の開度を徐々に小さくするか、助燃ガス流量調節バルブ４２８の開度を徐々に大きくするか、あるいはその両方を行う。
　燃料ガス流量調節バルブ４２４及び／又は助燃ガス流量調節バルブ４２８の調節（以下、単にガス流量の調節とよぶ）を行った後は、表示制御部４６４が表示部４７２を制御してその画面上に所定のメッセージを表示することにより、不完全燃焼が生じたためにガス流量の調節を行った旨をユーザに通知する。なお、不完全燃焼が生じたことをユーザに通知するメッセージを、ガス流量の調節と同時又はガス流量の調節を行う前に表示部４７２の画面上に表示させるようにしてもよい。あるいは、このような通知を行わずに、ガス流量の調節のみを行うようにしてもよい。また、ガス流量の調節を行わずに、不完全燃焼が発生した旨の通知のみを行う構成としてもよい。
［実施形態５］
　続いて、本発明の第５の実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計について図５を参照しつつ説明する。図５は本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計の要部の構成図である。なお、本実施形態において実施形態１で示したものと同一又は対応する構成要素については下二桁が共通する符号を付して適宜説明を省略する。
　本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、第１の実施形態に係るフレーム式吸光光度計と同様の構成に加えて、バーナーヘッド５１４を撮影するバーナーヘッド撮影部５８８と、バーナーヘッド撮影部５８８とバーナーヘッド５１４の間に配置された輝炎光透過用バンドパスフィルタ５８７と、制御／処理部５６０に設けられた機能ブロックであるスス堆積判定部５６８と、を備えている。
　バーナー５１０においてフレーム５１３の燃焼状態が一時的又は継続的に不安定になると、ススが発生してこれがバーナーヘッド５１４に堆積していく。バーナーヘッド５１４に堆積したススはフレームの安定性を損なう原因となるため、適切に除去する必要がある。本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、このようなバーナーヘッド５１４におけるススの堆積状況を監視する機能を備えたものである。
　バーナーヘッド撮影部５８８は、２次元マトリクス状に配列された複数の光検出素子を備えたイメージセンサである。バーナーヘッド撮影部５８８は、バーナーヘッド５１４全体を撮影できるよう配置することが望ましいが、これに限らず、ススが堆積しやすいスリット開口の周辺部のみを撮影できるように配置してもよい。なお、図５では作図の都合上、バーナーヘッド撮影部５８８をフレーム５１３に対して斜め上方に配置しているが、バーナーヘッド撮影部５８８を設ける位置はこれに限定されるものではない。輝炎光透過用バンドパスフィルタ５８７は、高温に熱せられたススから放射される光（輝炎）を選択的に透過させるバンドパスフィルタであって、実施形態４における輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５と同様の波長域の光を選択的に透過させるものである。
　本実施形態に係るフレーム式原子吸光光度計において、バーナーヘッド撮影部５８８の各光検出素子からの検出信号は、それぞれ図示しない増幅器で増幅されると共に図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換されて、制御／処理部５６０のスス堆積判定部５６８に入力される。一方、ＯＨ由来光検出用光センサ５８２からの検出信号は、実施形態１と同様に増幅及びデジタル変換を受けた後、制御／処理部５６０に入力される（この信号を以下「ＯＨ由来光検知信号」とよぶ）。このＯＨ由来光検知信号は、実施形態１と同様に立ち消え判定部５６２に入力されてフレーム５１３の立ち消えが生じたか否かの判定に用いられるほか、スス堆積判定部５６８にも入力される。スス堆積判定部５６８は、前記各光検出素子からの検出信号の強度をＯＨ由来光検知信号の強度で除し（すなわちＯＨ由来光検知信号の強度に対する各光検出素子からの検出信号の比を求め）、その値を予め定められた閾値Ｔ５と比較する。なお、前記閾値Ｔ５及び所定の数Ｎは、本装置がユーザに納入される前の段階又は本装置の据え付け段階で設定されているものとしてもよく、あるいはユーザによって設定されるものとしてもよい。そして、バーナーヘッド撮影部５８８に設けられた複数の光検出素子のうち、その検出信号の強度をＯＨ由来光検知信号の強度で除した値が前記閾値を上回っていたものの数が、所定の数Ｎ以上（Ｎは１以上の整数）であった場合には、スス堆積判定部５６８が、バーナーヘッド５１４にススが堆積していると判定する。このように、ＯＨ由来光検知信号の強度に対する各光検出素子からの検出信号の比に基づいてススの堆積を判定することにより、フレーム５１３の揺らぎによる輝炎光の強度変化をキャンセルして正確な判定を行うことができる。
　スス堆積判定部５６８によってバーナーヘッド５１４にススが堆積していると判定された場合には、表示制御部５６４が表示部５７２を制御してその画面上に所定のメッセージを表示することにより、バーナーヘッド５１４にススが堆積している旨をユーザに通知する。これらの表示制御部５６４及び表示部５７２が本発明における通知部に相当する。なお、前記メッセージに加えて又は代えて、バーナーヘッド５１４上でススが堆積している領域を表わす画像を表示部５７２の画面上に表示するようにしてもよい。この場合、スス堆積判定部５６８が、前記複数の光検出素子のうち、その検出信号をＯＨ由来光検知信号で除した値が前記閾値Ｔ５を超えていた１つ以上の光検出素子を特定し、当該光検出素子のバーナーヘッド撮影部５８８上における位置に基づいて、バーナーヘッド５１４上における輝炎の放射位置（すなわちススが堆積している位置）を特定する。そして、表示制御部５６４の制御の下に、予め撮影したバーナーヘッドの画像（又はバーナーヘッドを表すイラスト）を表示部５７２の画面上に表示すると共に、該画像上でススの堆積位置に相当する領域に特定の色を付したり、所定の図形（例えば、当該領域を囲む線など）を付したりすることにより、バーナーヘッド５１４上におけるススの堆積領域を表示する。なお、この場合は、スス堆積判定部５６８、表示制御部５６４、及び表示部５７２が本発明におけるスス堆積領域提示部に相当する。
　以上、本発明を実施するための形態について具体例を挙げて説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。
　例えば、上記の実施形態１～５に係るフレーム式原子吸光光度計は、フレーム１１３を点灯した後は、常にフレーム１１３の立ち消え、逆火の兆候、不完全燃焼、又はススの堆積等のフレームの燃焼状態の安定性に関わる異常が発生していないかを監視し、異常があると判定した時点でユーザへの通知を行うものとしたが、これに代えて、ユーザが指示したタイミング又は予め設定されたタイミングで前記異常が発生していないかを判定し、その結果の如何に拘わらずユーザに判定結果を通知するようにしてもよい。
　また、上記実施形態１～４においては、フレーム形成領域の近傍にバンドパスフィルタ（すなわちＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ１８１、２８１、３８１、４８１、Ｃ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３、３８３、又は輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５）及びそれを通過した光を検知する光センサ（すなわちＯＨ由来光検出用光センサ１８２、２８２、３８２、４８２、及びＣ２由来光検出用光センサ２８４、３８４、又は輝炎光検出用光センサ４８６）を設ける構成としたが、これらのバンドパスフィルタ及び光センサを設けず、分光ユニット１５０、２５０、３５０、４５０に設けられた分光器１５１、２５１、３５１、４５１及び光検出器１５２、２５２、３５２、４５２に、これらのバンドパスフィルタ及び光センサの役割を兼ねさせるようにしてもよい。その場合、分光ユニット１５０、２５０、３５０、４５０に入射した光の中から、上述のＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ１８１、２８１、３８１、４８１を透過する波長と同様の波長を分光器１５１、２５１、３５１、４５１によって選択して光検出器１５２、２５２、３５２、４５２へと導き、そのときの光検出器１５２、２５２、３５２、４５２の検出信号（ＯＨ由来光検知信号）を立ち消え判定部１６２、２６２、３６２、４６２に入力することによって、フレーム１１３、２１３、３１３、４１３の燃焼が維持されているか否か（すなわち立ち消えが発生していないか）の判定を行うことができる。また、分光ユニット２５０、３５０に入射した光の中から、上述のＣ２由来光透過用バンドパスフィルタ２８３、３８３を透過する波長と同様の波長を分光器２５１、３５１によって選択して光検出器２５２、３５２へと導き、そのときの光検出器２５２、３５２の検出信号（Ｃ２由来光検知信号）と前記ＯＨ由来光検知信号とを逆火兆候判定部２６５、３６５に入力することによって、逆火の兆候がないかどうかを判定することができる。あるいは、分光ユニット４５０に入射した光の中から、上述の輝炎光透過用バンドパスフィルタ４８５を透過する波長と同様の波長を分光器４５１によって選択して光検出器４５２へと導き、そのときの光検出器４５２の検出信号（輝炎検知信号）とＯＨ由来光検知信号とを不完全燃焼判定部４６７に入力することによって、不完全燃焼が発生していないかどうかを判定することができる。なお、これらの場合、上記のような異常の有無の判定のための光検出は、試料分析のための光検出とは別のタイミングで行うものとする。具体的には、例えば、フレーム１１３、２１３、３１３、４１３を点灯させた後、試料供給部１３０、２３０、３３０、４３０からバーナー１１０、２１０、３１０、４１０に試料を供給していない状態で、フレーム１１３、２１３、３１３、４１３の立ち消えが生じているか否かの判定を行い、立ち消えが生じていない（すなわちフレーム１１３、２１３、３１３、４１３の燃焼が維持されている）と判定された場合には、更に逆火の兆候があるか否かの判定若しくは不完全燃焼が発生しているか否かの判定、又はその両方を実行する。そして、すべての判定の結果、異常が発生していなかった場合に、試料供給部１３０、２３０、３３０、４３０からバーナー１１０、２１０、３１０、４１０へと試料を供給して試料の分析を行う。
　また、実施形態２～５に係るフレーム式原子吸光光度計は、立ち消え判定部１６２、２６２、３６２、４６２を備えず、ＯＨ由来光検知信号を、逆火兆候の有無、不完全燃焼の発生有無、又はスス堆積の有無の判定のみに用いるものとしてもよい。
　また、本発明に係るフレーム式原子吸光光度計は、逆火の兆候があるか否かを判定する機能、不完全燃焼が発生しているか否かを判定する機能、及びススの堆積の有無を判定する機能のうちの２つ以上を備えたものとしてもよい。
　［態様］
　上述した例示的な実施形態が以下の態様の具体例であることは、当業者には明らかである。
　（第１項）第１項に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出する火炎光検出部と、
　前記火炎光検出部によって検出された光の強度が、予め定められた閾値よりも低い場合に、前記火炎の立ち消えが発生したと判定する立ち消え判定部と、
　を有し、
　前記火炎光検出部が、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出するものである。
　第１項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、火炎が正常に燃焼し続けているか否かを、外乱光の影響を受けることなく確実に判定することが可能となる。
　（第２項）第２項に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
　前記火炎から放射される光のうちＣ２スワンバンドの光を選択的に検出するスワンバンド光検出部と、
　前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、前記スワンバンド光検出部によって検出された光の強度の比が、予め定められた閾値を下回った場合に、逆火の兆候があると判定する逆火兆候判定部と、
　を有するものである。
　第２項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、逆火の発生を未然に検知することが可能となる。
　（第３項）第３項に係るフレーム式原子吸光光度計は、第２項に係るフレーム式原子吸光光度計において、更に、
　前記燃料ガス及び前記助燃ガスを前記バーナーに供給するガス供給部と、
　前記逆火兆候判定部によって逆火の兆候があると判定された場合に、前記燃料ガスの流量に対する前記助燃ガスの流量の比を低下させるように前記ガス供給部を制御する逆火回避部と、
　を有するものである。
　（第４項）第４項に係るフレーム式原子吸光光度計は、第２項又は第３項に係るフレーム式原子吸光光度計において、更に、
　前記逆火兆候判定部によって逆火の兆候があると判定された場合に、前記バーナーから発生する排気ガスの一部を前記バーナーへと導入する排気導入部と、
　を有するものである。
　第３項又は第４項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、逆火の発生を自動的に回避することができる。
　（第５項）第５項に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
　前記火炎から放射される光のうち８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する輝炎検出部と、
　前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、前記輝炎検出部によって検出された光の強度の比が、予め定められた閾値を上回った場合に、不完全燃焼が発生していると判定する不完全燃焼判定部と、
　を有するものである。
　第５項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、不完全燃焼の発生を確実に検知することが可能となる。
　（第６項）第６項に係るフレーム式原子吸光光度計は、第５項に係るフレーム式原子吸光光度計において、更に、
　前記燃料ガス及び前記助燃ガスを前記バーナーに供給するガス供給部と、
　前記不完全燃焼判定部によって不完全燃焼が発生していると判定された場合に、前記燃料ガスの流量に対する前記助燃ガスの流量の比を増大させるよう、前記ガス供給部を制御する不完全燃焼解消部と、
　を有するものである。
　第６項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、不完全燃焼を自動的に解消することができる。
　（第７項）第７項に係るフレーム式原子吸光光度計は、
　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
　８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
　二次元的に配列された複数の光検出素子を有し、前記バーナーから放射されて前記バンドパスフィルタを通過した光を受光するイメージセンサと、
　前記複数の光検出素子の各々について、前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、該光検出素子によって検出された光の強度の比を求め、前記複数の光検出素子のうち前記比が予め定められた閾値を上回ったものが予め定められた数以上あった場合に、前記バーナーにススが堆積していると判定するスス堆積判定部と、
　前記スス堆積判定部によって前記バーナーにススが堆積していると判定された場合に、その旨をユーザに通知する通知部と、
　を有するものである。
　第７項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、バーナーにおけるススの堆積状況をユーザが確実に把握することが可能となる。
　（第８項）第８項に係るフレーム式原子吸光光度計は、第７項に係るフレーム式原子吸光光度計において、更に、
　前記複数の光検出素子のうち前記比が予め定められた閾値を上回ったものに対応する前記バーナー上の領域を、ススが堆積している領域としてユーザに提示するスス堆積領域提示部、
　を有するものである。
　第８項に係るフレーム式原子吸光光度計によれば、バーナー上のススが堆積している領域をユーザが容易に把握することが可能となる。
１１０…バーナー
１２０…ガス供給部
１３０…試料供給部
１４０…光源
１５０…分光ユニット
１５１…分光器
１５２…光検出器
１６０…制御／処理部
１６２…立ち消え判定部
１６３…ガス供給制御部
１６４…表示制御部
１７２…表示部
１８１…ＯＨ由来光透過用バンドパスフィルタ
１８２…ＯＨ由来光検出用光センサ

Claims (8)

  1. 　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
    　前記火炎から放射される光を検出する火炎光検出部と、
    　前記火炎光検出部によって検出された光の強度が、予め定められた閾値よりも低い場合に、前記火炎の立ち消えが発生したと判定する立ち消え判定部と、
    　を有し、
    　前記火炎光検出部が、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出するものである、
    　フレーム式原子吸光光度計。
  2. 　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
    　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
    　前記火炎から放射される光のうちＣ２スワンバンドの光を選択的に検出するスワンバンド光検出部と、
    　前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、前記スワンバンド光検出部によって検出された光の強度の比が、予め定められた閾値を下回った場合に、逆火の兆候があると判定する逆火兆候判定部と、
    　を有するフレーム式原子吸光光度計。
  3. 　更に、
    　前記燃料ガス及び前記助燃ガスを前記バーナーに供給するガス供給部と、
    　前記逆火兆候判定部によって逆火の兆候があると判定された場合に、前記燃料ガスの流量に対する前記助燃ガスの流量の比を低下させるように前記ガス供給部を制御する逆火回避部と、
    　を有する請求項２に記載のフレーム式原子吸光光度計。
  4. 　更に、
    　前記逆火兆候判定部によって逆火の兆候があると判定された場合に、前記バーナーから発生する排気ガスの一部を前記バーナーへと導入する排気導入部と、
    　を有する請求項２に記載のフレーム式原子吸光光度計。
  5. 　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
    　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
    　前記火炎から放射される光のうち８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する輝炎検出部と、
    　前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、前記輝炎検出部によって検出された光の強度の比が、予め定められた閾値を上回った場合に、不完全燃焼が発生していると判定する不完全燃焼判定部と、
    　を有するフレーム式原子吸光光度計。
  6. 　更に、
    　前記燃料ガス及び前記助燃ガスを前記バーナーに供給するガス供給部と、
    　前記不完全燃焼判定部によって不完全燃焼が発生していると判定された場合に、前記燃料ガスの流量に対する前記助燃ガスの流量の比を増大させるよう、前記ガス供給部を制御する不完全燃焼解消部と、
    　を有する請求項５に記載のフレーム式原子吸光光度計。
  7. 　燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスと霧化した試料液との混合物を燃焼させることにより火炎を形成するバーナーと、
    　前記火炎から放射される光を検出するものであって、２９０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の波長の光を選択的に検出する火炎光検出部と、
    　８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
    　二次元的に配列された複数の光検出素子を有し、前記バーナーから放射されて前記バンドパスフィルタを通過した光を受光するイメージセンサと、
    　前記複数の光検出素子の各々について、前記火炎光検出部によって検出された光の強度に対する、該光検出素子によって検出された光の強度の比を求め、前記複数の光検出素子のうち前記比が予め定められた閾値を上回ったものが予め定められた数以上あった場合に、前記バーナーにススが堆積していると判定するスス堆積判定部と、
    　前記スス堆積判定部によって前記バーナーにススが堆積していると判定された場合に、その旨をユーザに通知する通知部と、
    　を有するフレーム式原子吸光光度計。
  8. 　更に、
    　前記複数の光検出素子のうち前記比が予め定められた閾値を上回ったものに対応する前記バーナー上の領域を、ススが堆積している領域としてユーザに提示するスス堆積領域提示部、
    　を有する請求項７に記載のフレーム式原子吸光光度計。
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