(57)【要約】【課題】乾燥および灰化処理中の炉内を撮像部で撮像しつつ乾燥および灰化処理中の試料の吸光度を検出部で測定することにより、乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを高精度に判別する。【解決手段】原子化部１１０は、チューブ状の炉１１１を有し、炉１１１内に注入された試料を加熱して原子化させる。光源部１２０は、炉１１１内を光が通過するように、測定対象の波長の光を原子化部１１０に向かって発する。光学系１３０は、炉１１１を通過した光のうち測定対象の波長の光を伝送する。検出部１４０は、光学系１３０によって伝送された光を検出する。透光板１５０は、炉１１１を通過した光の検出部１４０までの間の光路の途中において、この光の光軸に対して斜めに交差するように設けられている。撮像部１６０は、光路の外に配置され、炉１１１を通過した光のうち透光板１５０にて反射した光を受光することにより炉１１１内を撮像する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ状の炉を有し、該炉内に注入された試料を加熱して原子化させる原子化部と、
前記炉内を光が通過するように、測定対象の波長の光を前記原子化部に向かって発する光源部と、
前記炉を通過した光のうち測定対象の波長の光を伝送する光学系と、
前記光学系によって伝送された光を検出する検出部と、
前記炉を通過した光の前記検出部までの間の光路の途中において、該光の光軸に対して斜めに交差するように設けられた透光板と、
前記光路の外に配置され、前記炉を通過した光のうち前記透光板にて反射した光を受光することにより前記炉内を撮像する撮像部とを備える、原子吸光分光光度計。
【請求項２】
前記光学系を収容する筐体をさらに備え、
前記透光板は、前記筐体の一部を構成しており、
前記炉を通過した光は、前記透光板を透過して前記筐体内に進入する、請求項１に記載の原子吸光分光光度計。
【請求項３】
前記光学系および前記透光板を収容する筐体をさらに備え、
前記筐体は、窓板を有しており、
前記炉を通過した光は、前記窓板を透過して前記筐体内に進入する、請求項１に記載の原子吸光分光光度計。
【請求項４】
前記透光板は、石英で構成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の原子吸光分光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子吸光分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子吸光分光光度計の構成を開示した先行文献として、特開２０１７−２０７４２１号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された原子吸光分光光度計は、原子化部、光源、検出器、光学系およびカメラを備えている。原子化部は、チューブ状の炉を有し、その炉内に注入された試料を加熱して原子化させる。光源は、炉内を光が通過するように、測定対象の波長の光を原子化部に向かって発する。検出器は、炉を通過した光を検出する。カメラは、原子化された試料の吸光度の測定前の炉内を撮影する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０７４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された原子吸光分光光度計においては、光源からの光の光路上の撮影位置と光路上から外れた非撮影位置との間でカメラが移動可能に構成されており、炉に試料が注入されたときから試料の灰化が終了するまでの間、カメラが撮影位置に配置される。そのため、試料が灰化に至るまでの乾燥および灰化処理中は、カメラによって光路が遮られているため、乾燥および灰化処理中の試料の吸光度を検出部で測定することができない。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、乾燥および灰化処理中の炉内を撮像部で撮像しつつ乾燥および灰化処理中の試料の吸光度を検出部で測定することにより、乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを高精度に判別することができる、原子吸光分光光度計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づく原子吸光分光光度計は、原子化部と、光源部と、光学系と、検出部と、透光板と、撮像部とを備える。原子化部は、チューブ状の炉を有し、炉内に注入された試料を加熱して原子化させる。光源部は、炉内を光が通過するように、測定対象の波長の光を原子化部に向かって発する。光学系は、炉を通過した光のうち測定対象の波長の光を伝送する。検出部は、光学系によって伝送された光を検出する。透光板は、炉を通過した光の検出部までの間の光路の途中において、この光の光軸に対して斜めに交差するように設けられている。撮像部は、光路の外に配置され、炉を通過した光のうち透光板にて反射した光を受光することにより炉内を撮像する。
【０００７】
本発明の一形態においては、原子吸光分光光度計は、光学系を収容する筐体をさらに備える。透光板は、筐体の一部を構成している。炉を通過した光は、透光板を透過して筐体内に進入する。
【０００８】
本発明の一形態においては、原子吸光分光光度計は、光学系および透光板を収容する筐体をさらに備える。筐体は、窓板を有している。炉を通過した光は、窓板を透過して筐体内に進入する。
【０００９】
本発明の一形態においては、透光板は、石英で構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、乾燥および灰化処理中の炉内を撮像部で撮像しつつ乾燥および灰化処理中の試料の吸光度を検出部で測定することにより、乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを高精度に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る原子吸光分光光度計の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態に係る原子吸光分光光度計について図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１３】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計１００は、原子化部１１０と、光源部１２０と、光学系１３０と、検出部１４０と、透光板１５０と、撮像部１６０とを備える。本実施形態においては、原子吸光分光光度計１００は、光学系１３０を収容する筐体１７０をさらに備える。
【００１４】
原子化部１１０は、チューブ状の炉１１１を有し、炉１１１内に注入された試料を加熱して原子化させる。具体的には、原子化部１１０は、炉１１１としてグラファイトチューブを有している。グラファイトチューブの上部に、試料注入用の図示しない孔が設けられている。グラファイトチューブに大電流が流されることによって、グラファイトチューブ内に注入された試料が高温に加熱されて原子化される。
【００１５】
光源部１２０は、炉１１１内を光Ｌ１が通過するように、測定対象の波長の光を原子化部１１０に向かって発する。本実施形態においては、光源部１２０として、ホロカソードランプが用いられている。ホロカソードランプは、輝線スペクトルを含む光を発する。なお、光源部１２０は、ホロカソードランプに限られず、測定対象の波長の光を発光可能な光源を有していればよい。
【００１６】
光学系１３０は、炉１１１を通過した光Ｌ２のうち測定対象の波長の光を伝送する。光学系１３０は、分光器１３１、および、原子化部１１０と分光器１３１との間に配置された図示しない集光光学系を含んでいる。
【００１７】
分光器１３１は、入口側のスリット、回折格子および出口側のスリットを有している。グラファイトチューブを通過して入口側のスリットに入射した光Ｌ３が回折格子にて分光されることにより、測定対象の波長の光Ｌ５が出口側のスリットから出射される。
【００１８】
検出部１４０は、光学系１３０によって伝送された光Ｌ５を検出する。本実施形態においては、検出部１４０として、光電子増倍管が用いられている。光電子増倍管にて光電変換されて得られた電気的な信号は、図示しない制御部に入力される。
【００１９】
透光板１５０は、炉１１１を通過した光Ｌ２の検出部１４０までの間の光路の途中において、光Ｌ２の光軸に対して斜めに交差するように設けられている。透光板１５０に対する、入射光Ｌ２の入射角度はたとえば６０°であり、反射光Ｌ４の反射角度はたとえば６０°である。
【００２０】
透光板１５０は、筐体１７０の一部を構成している。具体的には、透光板１５０は、筐体１７０内に外気が侵入するのを防ぐ窓板としての機能を有している。炉１１１を通過した光Ｌ２は、透光板１５０を透過して筐体１７０内に進入する。本実施形態においては、透光板１５０は、石英で構成されている。なお、透光板１５０の材料は、石英に限られず、測定対象の波長の光が透過可能な材料であればよい。
【００２１】
撮像部１６０は、光Ｌ２の光路の外に配置され、炉１１１を通過した光Ｌ２のうち透光板１５０にて反射した光Ｌ４を受光することにより炉１１１内を撮像する。本実施形態においては、撮像部１６０として、カメラが用いられている。たとえば、入射光Ｌ２の１０％が反射光Ｌ４となり、入射光Ｌ２の９０％が透過光Ｌ３となる。
【００２２】
以下、本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計１００の動作について説明する。
まず、光源部１２０に電圧を印加して測定対象の波長の光を発生させ、撮像部１６０による炉１１１内の撮像を開始するとともに、検出部１４０による測定対象の波長の光の吸光度の測定を開始する。
【００２３】
その後、炉１１１内に試料を注入し、炉１１１の昇温を開始する。炉１１１の昇温に伴って、試料が乾燥する。具体的には、試料に含まれていた水分が水蒸気となって除去される。炉１１１がさらに昇温することによって、試料が灰化する。具体的には、試料に含まれていた有機化合物が酸化されて分解し、ガスとなって除去される。なお、注入された試料が灰化に至るまでの加熱処理が、乾燥および灰化処理に含まれている。炉１１１がさらに昇温することによって、試料が原子化する。具体的には、化合物の結合を断ち切って原子蒸気を発生させる。
【００２４】
炉１１１内への試料の注入開始から、試料を原子化して吸光度の測定が完了するまでの間、撮像部１６０は炉１１１内の撮像を継続し、検出部１４０は吸光度の測定を継続する。
【００２５】
本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計１００においては、撮像部１６０が、光Ｌ２の光路の外に配置され、炉１１１を通過した光Ｌ２のうち透光板１５０にて反射した光Ｌ４を受光することにより炉１１１内を撮像している。
【００２６】
そのため、炉１１１内への試料の注入開始から、試料を原子化して吸光度の測定が完了するまでの間、検出部１４０は、吸光度の測定を継続することが可能である。これにより、試料の乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを判別することができる。具体的には、試料の乾燥および灰化処理中に発生した水蒸気およびガスの各々の吸光度を測定することにより、試料の乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを判別することができる。
【００２７】
また、炉１１１内への試料の注入開始から、試料を原子化して吸光度の測定が完了するまでの間、撮像部１６０は、炉１１１内の撮像を継続することが可能である。これにより、試料の注入および試料の乾燥および灰化処理の各々が正常に行なわれたかどうかを判別することができる。
【００２８】
具体的には、試料の炉１１１内への注入位置および注入後の状態を観察することにより、試料の注入が正常に行なわれたかどうかを判別することができる。試料の乾燥および灰化処理中の状態を観察することにより、試料の乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを判別することができる。たとえば、突沸などが発生して、試料の飛散が観察された場合には、試料の乾燥および灰化処理の異常として判別することができる。
【００２９】
上記のように、乾燥および灰化処理中の炉１１１内を撮像部１６０で撮像しつつ乾燥および灰化処理中の試料の吸光度を検出部１４０で測定することにより、乾燥および灰化処理が正常に行なわれたかどうかを高精度に判別することができる。
【００３０】
乾燥および灰化処理において異常と判別した際に、試料の原子化以降の動作を行なわないようにすることにより、異常な測定データが取得されることを抑制することができる。その結果、原子吸光分光光度計１００の測定データの信頼性を高めることができる。
【００３１】
本実施形態においては、撮像部１６０は、窓板としての機能を有する透光板１５０にて反射した光Ｌ４を受光することにより炉１１１内を撮像しているため、撮像部１６０による炉１１１内の撮像によって筐体１７０内に進入する透過光Ｌ３の光量が低減することを抑制できる。これにより、検出部１４０にて検出される光Ｌ５の光量が低減することを抑制することができ、ひいては、原子吸光分光光度計１００の測定感度を維持することができる。また、撮像部１６０を移動可能にするための駆動機構を設ける必要がないため、原子吸光分光光度計１００の構成を簡易にすることができる。
【００３２】
本実施形態においては、透光板１５０が石英で構成されていることにより、紫外光から赤外光までの広範囲の波長の光を、透光板１５０を透過させて筐体１７０内に進入させることができる。これにより、測定対象の波長の選択肢を広く確保することができる。
【００３３】
(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る原子吸光分光光度計について図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態２に係る原子吸光分光光度計は、透光板とは別に窓板を備える点が主に、本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態２に係る原子吸光分光光度計の構成を示す模式図である。図２に示すように、本発明の実施形態２に係る原子吸光分光光度計２００は、原子化部１１０と、光源部１２０と、光学系１３０と、検出部１４０と、透光板１５０と、撮像部１６０とを備える。本実施形態においては、原子吸光分光光度計１００は、光学系１３０および透光板１５０を収容する筐体２７０をさらに備える。
【００３５】
筐体２７０は、筐体２７０内に外気が侵入するのを防ぐ窓板２５０を有している。炉１１１を通過した光Ｌ２は、窓板２５０を透過して筐体２７０内に進入する。本実施形態においては、窓板２５０は、石英で構成されている。なお、窓板２５０の材料は、石英に限られず、測定対象の波長の光が透過可能な材料であればよい。
【００３６】
窓板２５０を透過した光Ｌ２２は、透光板１５０に入射する。透光板１５０は、光Ｌ２２の光軸に対して斜めに交差するように設けられている。透光板１５０に対する、入射光Ｌ２２の入射角度はたとえば６０°であり、反射光Ｌ２４の反射角度はたとえば６０°である。
【００３７】
撮像部１６０は、筐体２７０内において光Ｌ２２の光路の外に配置され、窓板２５０を透過した光Ｌ２２のうち透光板１５０にて反射した光Ｌ２４を受光することにより炉１１１内を撮像する。たとえば、入射光Ｌ２２の１０％が反射光Ｌ２４となり、入射光Ｌ２２の９０％が透過光Ｌ２３となる。
【００３８】
透光板１５０を透過して分光器１３１の入口側のスリットに入射した光Ｌ２３が回折格子にて分光されることにより、測定対象の波長の光Ｌ２５が出口側のスリットから出射される。検出部１４０は、光学系１３０によって伝送された光Ｌ２５を検出する。
【００３９】
本発明の実施形態２に係る原子吸光分光光度計２００においては、透光板１５０とは別に窓板２５０を備えているため、透光板１５０の配置の自由度を確保することができる。また、撮像部１６０が筐体２７０内に配置されているため、撮像部１６０に外乱光の影響が及ぶことを抑制することができる。
【００４０】
本実施形態においては、撮像部１６０は、窓板２５０を透過して透光板１５０にて反射した光Ｌ２４を受光することにより炉１１１内を撮像しているため、本発明の実施形態１に係る原子吸光分光光度計１００に比較して、検出部１４０にて検出される光Ｌ２５の光量が１０％程度低くなり、ひいては、原子吸光分光光度計２００の測定感度が１０％程度低くなる。
【００４１】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４２】
１００，２００  原子吸光分光光度計、１１０  原子化部、１１１  炉、１２０  光源部、１３０  光学系、１３１  分光器、１４０  検出部、１５０  透光板、１６０  撮像部、１７０，２７０  筐体、２５０  窓板。
【図１】
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【図２】
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