吸光式分析仪制造技术

本发明专利技术的多种成分的吸光式分析仪，具有通用性好、高测定精度。其构成要素包括光源部、试样容器部及多个检测器，特征在于，在上述光源部和１个检测器的中间设置集光部件，在上述光学部件的内壁面具有从上述光源部导出一部分光的导出部位、即光导出口，从该光导出口导出的光入射到其他检测器。这里，最好是集光部件位于光源部和试样容器部的中间。而且最好将用于其他检测器的光学元件设置于光导出口，并靠近由集光部件形成的光路进行配置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测定各种流体中的特定成分的浓度的吸光式分析仪，特别对于测定试样中同时存在的多种成分的、高精度且小型的流体浓度测定装置是有用的吸光式分析仪。
技术介绍
近年来，在各种制造过程中，对控制对象物质及各种干扰物质的浓度的控制已成为不可缺少的一环，人们需求能够对应各种用途的高精度的测定仪器。在现有技术中，人们大多使用具有通用性，能以同一结构测定多种成分，并且能够同时测定多种成分的非分散红外线分析仪(以下称作“NDIR”)或非分散紫外线分析仪(以下称作“NDUV”)等吸光式分析仪。这样的吸光式分析仪，由于基本上不与试样接触，所以也可以作为各种过程的在线监测器使用。具体地说，作为多种成分、稳定的吸光度分析仪，如在图8(A)及(B)中所例示，通过将在光源1和检测器3的中问设置的光学元件7a、还有7b相对于光路以规定的倾斜度配置，并将光线分束、导入多个检测器3a、3b及3c，从而能够检测试样容器部2中吸光度的变化，这样的方法已得到实用化(可参照例如专利文献1)。也就是说，一旦注入由光源用电源(未图示)发出的电力，来自光源部1的红外线就通过试样容器部2射入检测器3a、3b、3c。在光源部1与检测器3a、3b、3c之间，设有有选择地使对应于通常测定对象成分的波长域的红外线透过的滤光器7a及7b，检测仅由被导入到试样容器部2中的试样流体中的测定成分所引起的红外线吸收的变化。这里，用流体切换部4按一定周期切换、调制试样流体S和基准(比较)流体R，单单将在试样容器部内的红外线吸收量的变化部分作为交流信号取出的检测器输出，由前置放大器等(未图示)放大后，被输入到信号处理部(未图示)，经过整流等信号处理后，再经过浓度计算而由显示部(未图示)将浓度显示出来。另外，已知有取代上述流体调制方式，将由电动机驱动的斩波器设置在该光学系统中间，使上述红外线成为断续光并将其导入检测器的机械式光断续方式以及取代斩波器，在光源用电源与光源之间设置光源电压调制装置，使外加在光源上的电力开通、切断以进行调制的方式等光调制方式NDIR。而且，具有这样结构的测定方法，不仅是上述的NDIR，对于NDUV也有大致相同的方案并已实用化(参照例如专利文献2)。专利文献1日本专利第2903457号公报专利文献2日本特开平8-43302号公报但是，通常在多种成分共存的试样中，各成分的浓度往往有很大差异，已有技术所述的吸光式分析仪会产生如下的问题。其一是，通常，在光吸收量(即测定成分的浓度)和检测器输出之间存在测定误差，该测定误差是因表示与式1那样的被称为兰伯特-比尔(Lambert-Beer)定律的吸光特性接近的关系而产生的。其中，I0、I分别表示各个试样容器部的入射光量、透射光量，ε、c、d分别表示吸光系数、对象物质的浓度、试样容器(cell)的光路长度。I0/I＝A×log(εcd) …式1也就是说，利用一个试样容器的光学系统，由于光的吸收量根据成分而有很大的差异，所以在测定低浓度成分的情况下，一方面可以利用线性良好的输出领域，另一方面，在测定高浓度成分的情况下，输出的线性变差，在两者中会产生读取误差的不同和温度特性的不同等。所以通常大多使用具有不同试样容器(日文セル)长度的多个光学系统，因而导致分析仪的大型化。另外，在如图8(A)所示的结构例中，在增加测定成分的情况下，虽有如图8(B)那样的构成，但是需要添加光学元件7b，因为光学系统的大型化和部件的添加引起的光学损耗带来了检测灵敏度降低的问题。另外，在上述那样的光学系统中为了减少试样流量，虽然有时将试样容器的开口口径减小，但在这种情况下有时也会产生同样的问题。具体地说，如图9所示，可以举出插入了集光部件5或添加的试样容器2b的光学系统，但是存在由于部件的添加引起的光学损耗所带来的检测灵敏度降低的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种能够解决上述问题，对多个测定对象具有良好的通用性和高测定精度的吸光式分析仪。本专利技术者们为了解决上述问题，经过反复锐意研究后发现，通过以下所示的吸光式分析仪能够达到上述目的，从而完成了本专利技术。本专利技术为吸光式分析仪，作为构成要素包括光源部、试样容器部及多个检测器，其特征在于，在该光源部和检测器的中间设置集光部件，在该光学部件的内壁面具有从上述光源部导出光的一部分的部位、即光导出口，从该光导出口导出的光入射到其他的检测器。本专利技术者发现，在从光源部至检测器的光路上，在变更光路开口直径时，通过设置集光部件并从光学部件的内壁面取出光的一部分，谋求部件共用，同时通过限制能够从导出口取出的光的入射角，就能取出光量非常稳定的光，因此可提供一种对多个测定对象具有通用性高且高测定精度的吸光式分析仪。另外，因为集光部件在光路上不设置光学元件，故后级光学系统的构成就非常灵活，这一点非常优异。另外，试样容器部及光学元件不限定于单数，也包含后面所述的构成2个以上的情况。在上述吸光式分析仪中，最好是集光部件处于光源部与试样容器部的中间。上述技术效果在由光导出口导出的光量衰减少的条件下进行则更加有效，最好在有多种角度成分的光存在且光量多的光路、即接近于光源部、在由试样容器等构成的形成光路的壁面所产生的反射光未衰减的部位设置集光部件。另外，最好将用于其他的检测器的光学元件设置在光导出口，同时接近由集光部件形成的光路进行配置。通过这样的配置，不但能减轻由设置在光学系统的部分光路上的光导出口引起的光学损耗，同时还能够有效地利用光学元件的反射光的波长特性。附图说明图1是表示本专利技术的吸光式分析仪的第1结构例的说明图。图2是表示本专利技术的集光部件的结构例的详细说明图。图3是表示本专利技术的吸光式分析仪的第2结构例的说明图。图4是表示本专利技术的吸光式分析仪的第3结构例的说明图。图5是表示本专利技术的吸光式分析仪的第4结构例的说明图。图6是表示本专利技术的吸光式分析仪的第5结构例的说明图。图7是例示本专利技术的集光部件的其他的结构例的详细说明图。图8是表示已有技术的吸光式分析仪一结构例的说明图。图9是表示已有技术的吸光式分析仪的另一结构例的说明图。具体实施例方式以下对本专利技术的实施形态进行说明。图1表示本专利技术的吸光式分析仪的基本光学系统的第1结构例。在图1中，形成具有由下述部分构成的光学系统，所述部分即由接受来自光源用电源(未图示)的电力的光源部1、集光部件5、试样容器部2a、光学元件7a以及检测器3a构成的光路；以及从集光部件5的内壁面的一部分通过光导出路6、由试样容器部2b、光学元件7b以及检测器3b构成的光路。在这里，流体按顺序从试样容器部2a被导入试样容器部2b，但通过用流体切换部4将试样流体S和基准流体R按一定周期进行切换，能够单单将各试样容器部2a、试样容器部2b内的红外线吸收量的变化部分利用各检测器3a、3b取为交流信号(流体调制)。各检测器的输出如上所述，在经过前置放大器等(未图示)放大后，被输入到信号处理部(未图示)进行整流等信号处理后，进行浓度计算后将浓度显示于示部(未图示)。本专利技术的特征在于，在从光源部1至检测器3a、3b的光路上改变光路开口直径时，通过从集光部件5的内壁面取出一部分光，谋求与光分路用的光学元件共用，同时限制能够从导出口取出的光的入射角。也就是说，不是像上述图9那样设置2个部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸光式分析仪，其构成要素包括光源部、试样容器部及多个检测器，其特征在于，在所述光源部和１个检测器的中间设置集光部件，在该集光部件的内壁面具有从所述光源部导出一部分光的导出部位、即光导出口，从该光导出口导出的光入射到其他检测器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：生田卓司，秋山重之，远藤正彦，岩田宪和，井之上哲志，藤原雅彦，
申请(专利权)人：株式会社堀场制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]