(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計の制御方法において、
基準と成る試料を測定し、ノイズ成分の基準データを算出するステップ、
測定対象試料の吸光度を算出し、当該算出した吸光度の安定度を前記基準データと対比させることで判定を行うステップ、
上記安定度の判定の結果が安定である時に測定した吸光度の記録を行うステップとを有することを特徴とするフレーム原子吸光光度計の制御方法。
【請求項２】
測定対象試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計の制御方法において、
上記演算手段によって得られる吸光度を予め設定された第１の値と比較し、上記測定対象試料の測定が開始されたことを検出する第１のステップ、
任意の期間に得られた吸光度の値を基に、予め設定された第２の値との比較を行うことにより、吸光度の安定性を判定する第２のステップ、
上記吸光度の安定性が確認されたとき、吸光度の記録を開始する第３のステップ、
所定の時間経過後、吸光度の記録を終了する第４のステップとを有することを特徴とするフレーム原子吸光光度計の制御方法。
【請求項３】
前記請求項２において、
吸光度の記録開始時、及び吸光度の記録終了時に、音を発することを特徴とするフレーム原子吸光光度計の制御方法。
【請求項４】
前記請求項２において、
前記第２のステップにおいて、任意の期間中の最大吸光度に応じて、前記第２の値が変更されることを特徴とするフレーム原子吸光光度計の制御方法。
【請求項５】
前記請求項２において、
前記第４のステップの後に、測定された吸光度を基に、予め設定された第３の値との比較を行うことにより、前記測定対象試料の導入が終了したことを判定する第５のステップを有することを特徴とするフレーム原子吸光光度計の制御方法。
【請求項６】
前記請求項５において、
前記第５のステップで測定終了と判定されないときでも、データ取り込み開始時間からの経過時間が、予め設定された第４の値を超えたときに、測定を終了とすることを特徴とするフレーム原子吸光光度計の制御方法。
【請求項７】
測定試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計において、
上記演算手段は、基準となる試料の分析結果から得られる、平均吸光度値であるノイズ高さ値と、最大吸光度値から最小吸光度値間の吸光度値であるノイズ幅値を基準データとして有し、
更に、試料の検出が行われているか否かの指標を示す吸光度値である検出判定値と、任意の期間での吸光度の安定性の指標を示す安定性判定値を備え、
測定対象試料の検出結果に対して前記基準データを用いて演算を行い、当該演算結果を上記検出判定値と上記安定性判定値と対比させて判定を行い、
測定結果のデータ取り込み開始の時機を上記判定結果に応じて決定することを特徴とするフレーム原子吸光光度計。
【請求項８】
測定試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計において、
上記演算手段内に、予め設定された検出判定値と上記吸光度とを比較する第１の判定手段と、予め設定された安定性判定値を基に任意の期間の吸光度について安定性を判定する第２の判定手段と、予め設定された測定期間と吸光度のデータ取り込み時間を比較する第３の判定手段を備え、
試料の測定結果のデータ取り込み開始の時機及びデータ取り込み終了の時機を上記第２及び第３の判定手段の判定結果に応じて決定することを特徴とするフレーム原子吸光光度計。
【請求項９】
前記請求項８において、
データ取り込み開始及びデータ取り込み終了時に音を出力する音源を備えたことを特徴とするフレーム原子吸光光度計。
【請求項１０】
前記請求項９において、
前記演算手段内に、予め設定された試料導入終了判定値と前記吸光度とを比較する第４の判定手段を備え、測定終了との判断されると前記音源より音を発することを特徴とするフレーム原子吸光光度計。
【請求項１１】
前記請求項１０において、
前記演算手段内に、予め設定されたタイムアウト時間とデータ取り込み開始からの経過時間とを比較する第５の判定手段を備え、当該経過時間が前記タイムアウト時間を超えたときに、前記測定試料の吸引を停止することを特徴とするフレーム原子吸光光度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を加熱し原子化させ、その原子を吸光分析することにより金属元素の分析を行う原子吸光光度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バーナを有するフレーム原子吸光光度計の主な構造を図１に示す。フレーム原子吸光光度計において、分析を行う際は、まず分析者が試料容器に入れた試料１を試料導入管２まで移動させ試料１を吸引させる。試料１は、試料導入管２から連続的に吸引され（約５ｍｌ／ｍｉｎ）、吸引された試料１は、噴霧器３により霧状態となりチャンバ４内で可燃性ガス及び助燃ガスと混合され、バーナ５に導入される。導入された霧状態の試料１は、バーナ５により加熱されフレーム６中で原子化される。原子化された試料１の原子蒸気に光源７からの測定光を照射し、原子蒸気により吸収された測定光は分光器８に入り、測定する波長の光のみが検知器９に導かれる。検知器９では、光の強度を電気信号に変換してＡＤ変換器１４に出力する。ＡＤ変換器１４は、検知器９から得た電気信号をデジタル信号として中央処理装置１０に出力する。中央処理装置１０では、デジタル信号から吸光度を算出する。算出された吸光度は、操作部１１に出力され表示部１２に表示される。
【０００３】
フレーム原子吸光光度計においては、上記のように吸引された試料の測定が行われるが、測定結果を記憶部（図示せず）に記憶する際には、測定結果全てを記憶させるのではなく、測定結果として適したところのみを記憶するようにする。従って分析者が、操作部１１にてデータ取得開始の実行を行う操作ボタンを操作することにより、記憶部へのデータの書き込みが開始される。データ取得は、予め設定された時間行い、この時間が経過後にデータ取得完了となる。データ取得が完了すると分析者は試料容器を試料導入管２から外して、次に測定する試料容器に入れた試料を試料導入管２まで移動して吸引させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、試料１を導入してから吸光度の信号が得られるまでの時間（即ち、試料１が、試料導入管２，噴霧器３，チャンバ４，バーナ５を通過して原子化に至るまでの時間）と、吸引された試料が安定して吸引されるように成り、それに応じて吸光度が安定するようになるまでの時間が、２秒〜５秒要するため、分析者は、表示部１２に表示された吸光度が安定するのを確認してから、データ取得開始の実行を行うか、又は、予め待ち時間を設けてデータ取得を開始するようなことが行われていた。
【０００５】
上記分析者が行うデータ取得開始の実行時機は、測定試料毎に吸光度表示を確認しながら最適と思われる時機を判断していたので、時間がかかる上に個人差により必ずしも最適な時機でデータ取得を開始できないことが問題であった。
【０００６】
さらに、分析者は試料を吸引させるために片方の手で試料容器を保持しながら、吸光度表示を確認し、かつもう一方の手で操作部上のデータ取得開始操作を行っていたので、測定操作に余裕がないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記測定開始の実行時機を吸光度の増加量及び吸光度の安定性から自動的に決定して、簡便かつ分析精度を向上することができる原子吸光光度計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、測定試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計の制御方法において、基準と成る試料を測定し、ノイズ成分の基準データを算出するステップ、測定対象試料の吸光度を算出し、当該算出した吸光度の安定度を前記基準データと対比させることで判定を行うステップ、上記安定度の判定の結果が安定である時に測定した吸光度の記録を行うステップとを有することである。
【０００９】
また、測定対象試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計の制御方法において、上記演算手段によって得られる吸光度を予め設定された第１の値と比較し、上記測定対象試料の測定が開始されたことを検出する第１のステップ、任意の期間に得られた吸光度の値を基に、予め設定された第２の値との比較を行うことにより、吸光度の安定性を判定する第２のステップ、上記吸光度の安定性が確認されたとき、吸光度の記録を開始する第３のステップ、所定の時間経過後、吸光度の記録を終了する第４のステップとを有することである。
【００１０】
また更には、測定試料を吸引し霧状態にする試料導入手段と、導入した試料を加熱し原子化を行う加熱手段と、原子化した試料に対して測定光を照射する発光手段と、上記測定光を波長毎に分光し、測定する波長を検出手段に導く分光手段と、当該分光手段により導かれた光の強度を検出し、電気信号として出力する検出手段と、当該検出手段により出力された信号から吸光度を算出する演算手段と、当該算出した吸光度の表示を行う表示手段とを有するフレーム原子吸光光度計において、上記演算手段内に、予め設定された検出判定値と上記吸光度とを比較する第１の判定手段と、予め設定された安定性判定値を基に任意の期間の吸光度について安定性を判定する第２の判定手段と、予め設定された測定期間と吸光度のデータ取り込み時間を比較する第３の判定手段を備え、試料の測定結果のデータ取り込み開始の時機及びデータ取り込み終了の時機を上記第２及び第３の判定手段の判定結果に応じて決定することである。
【００１１】
本発明では上記手段により、試料の検出を行い、かつ吸光度値の安定性を判定してから測定開始の実行時機を自動的に決定するので、実行時機を最適にすることができる。これにより簡便かつ分析精度を向上することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
本発明におけるフレーム原子吸光光度計の主な構成は、前述した図１と変わらない。即ち、分析者が試料容器に入れた試料１を試料導入管２まで移動して試料１を連続的に吸引させ、吸引された試料１は噴霧器３により霧状態となり、チャンバ４内で可燃性ガスと助燃ガスとで混合されバーナ５に導入される。導入された霧状態の試料１はバーナ５により加熱してフレーム６中で原子化される。原子化された試料１の原子蒸気に光源７からの測定光を照射し、原子蒸気により吸収された測定光は分光器８に入り、測定する波長の光のみが検知器９に導かれる。検知器８では、光の強度を電気信号に変換してＡ／Ｄ変換器１４に出力し、Ａ／Ｄ変換器１４は電気信号をデジタル信号として中央処理装置１０に出力し、中央処理装置１０ではデジタル信号から吸光度を算出して操作部１１に出力され、表示部１２に表示され、連続的に監視される。音源１３は中央処理装置１０の命令により音を出力させて分析者に測定状況を伝える。
【００１４】
測定を開始する際は、最初に、基準となる試料、例えば精製水を測定して、ブランクデータを得て、必要なパラメータを算出する必要がある。精製水の測定において、中央処理装置１０は、測定結果から、平均の吸光度値［ノイズ高さ値］と、最大吸光度値から最小吸光度値を減じた吸光度値［ノイズ幅値］をブランクデータとして算出し記憶する。
【００１５】
図３にこの時の具体的な測定例のフローチャートを示す。まず、２０ｍｓ毎に連続して吸光度値を５０データ取り、このデータの平均値をノイズ高さ値、及び、最大吸光度値から最小吸光度値を減じた吸光度値をノイズ幅値として記憶する。次に、測定対象の試料の測定動作に移る。
【００１６】
試料１を測定する際には、まず、試料１を試料導入管２から導入する。
【００１７】
このとき、試料１は導入してから試料導入管２，噴霧器３，チャンバ３，バーナ５を通過して原子化に至るまでの時間と、噴霧器３への試料導入流量が安定するまでに時間を要するため、吸光度が試料を導入してから徐々に増加していき、しばらく後に所定の吸光度前後で安定状態になるという傾向を有する。図２に試料１を測定した結果について示す。ちなみに、図２は、表示部１２に表示された画面である。
【００１８】
従って、本発明においては、中央処理装置１０がこの時の吸光度を連続的に監視して、図４に示すような判定処理を行う。尚、図４に示す判定処理には複数の判定値が用いられるが、各判定値は分析者が予め設定しておくものである。表１に、判定値の初期設定値と判定設定範囲の一例を示す。
【００１９】
【表１】
0003593470.tif 000002
【００２０】
以下、図４の判定処理の動作について説明する。
【００２１】
まず、試料を導入後、試料検出の判定を行うために、検出吸光度値を算出する。検出吸光度値は、検知器９によって検出された現在の吸光度値から前述の精製水を測定したときに得られたノイズ高さ値を減じた値（＝［現在の吸光度値］−［ノイズ高さ値］）である。そして、算出した検出吸光度値を表１に示す「検出判定値Ａ」と比較する。検出吸光度値がＡ未満であれば、まだ試料の検出は行われていないと判断して１００ｍｓ待機し、再度同様の処理を行う。検出吸光度値≧Ａの場合には、次の吸光度安定性判定処理に進む。尚、検出判定値Ａの値の設定を変更することによって、検出感度を自由に調整することができる。
【００２２】
吸光度安定性判定処理においては、吸光度安定性の判定を行うために任意の期間（ここでは例えば１２０ｍｓとする）の吸光度検出結果を基に、｛［１２０ｍｓ間における最大吸光度値］−［１２０ｍｓ間における最小吸光度値］−［ノイズ幅値］｝／［１２０ｍｓ間における最大吸光度値］×１００）の算出式を実行する。そして、この算出結果と「安定性判定値Ｂ」とを比較する。
【００２３】
ここで、比較すべき安定性判定値Ｂは、上記１２０ｍｓ間における最大吸光度値の大きさによって変更する。即ち、０．５ａｂｓ≦最大吸光度の場合には“吸光度安定性≦Ｂ１”の判定、０．１ａｂｓ≦最大吸光度＜０．５ａｂｓの場合には“吸光度安定性≦Ｂ２”の判定、０．０１ａｂｓ≦最大吸光度＜０．１ａｂｓの場合には“吸光度安定性≦Ｂ３”の判定、最大吸光度＜０．０１ａｂｓの場合には“吸光度安定性≦Ｂ４”の判定が行われる。通常、判定値Ｂの初期設定値においては、最大吸光度が高いほど低い値に設定されており、厳密な安定性の評価を行うように成っている。ここでの判定を満たせない場合には、１００ｍｓ待機し最初の処理に戻る。条件を満足した時には、測定の開始待ち時間処理に進む。
【００２４】
測定開始待ち時間は、微少な吸光度増加に対応するために安定時間として追加する時間であり、最大吸光度値の大きさによって変更する。０．０１ａｂｓ≦最大吸光度の場合には、測定開始待ち時間をＣ１、最大吸光度＜０．０１ａｂｓの場合には測定開始待ち時間をＣ２として、待ち時間経過後、データ取り込みの開始を自動的に実行する。
【００２５】
またこの実行と同期して、音源１３より音を出力し分析者に開始時機を知らせるようにする。データ取り込み時間は分析者が予め設定している取り込み時間に従い、取り込み時間経過後直ちに測定データの取り込みを終了する。またこの終了と同期して音源１３より音を出力し分析者に終了時機を知らせるようにする。この時、分析者は試料１の導入を止める。つまり、試料導入間２から試料容器を離す。
【００２６】
引き続き、試料導入終了判定処理を行う。試料導入終了判定処理では、試料の導入が終了したことの判定を行うために、無検出吸光度値（＝［現在の吸光度値］−［ノイズ高さ値］）を算出して試料導入終了判定値Ｄと比較する。算出した無検出吸光度値がＤ以上であれば、まだ試料が供給されているものと判断して任意の時間（例えば１００ｍｓ）待機後、タイムアウト判定処理に移る。無検出吸光度値≧Ｄの場合には、測定の完了を自動的に実行し、次の測定試料の準備状態とするようにする。またこの実行と同期して音源１３より音を出力し分析者に完了時機を知らせるようにする。
【００２７】
タイムアウト判定処理では、データ取り込み開始からの経過時間を算出値として測定タイムアウト時間Ｅと比較する。測定タイムアウト時間Ｅは、機器を保護するため、また次の測定に迅速に移行するために設定される値である。経過時間が測定タイムアウト時間Ｅ未満である場合には、試料導入終了判定処理に戻る。通常、分析者が設定するデータ取り込み時間は、測定タイムアウト時間Ｅよりも短い時間で設定されるため、この判定ステップにおいては、このまま測定完了ステップに移ることがほとんどである。しかし、データ取り込みが終了しているにも関わらず、分析者のミスから試料１の導入を止めない場合には、測定される吸光度が下がらず試料導入終了判定処理がいつまでも終了せず、次の測定へ移れないことに成る。従って、データ取り込み開始からの経過時間≧Ｅとなった場合には、試料の吸引を強制的に終了し（具体的には、吸引のためのポンプを停止する。）、測定完了とし、同時に音源１３より音を出力し分析者に完了時機を知らせるようにする。その後、次の測定試料の準備状態とするようにする。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、測定開始の実行時機を最適化できるので、吸光度が安定状態になった時点で自動的にデータ取り込みを開始できるため、分析者の熟練度によらず分析精度が向上する。また無駄な待ち時間がなくなるので、分析時間の短縮と分析に使用する試料の消費量を節約できる。さらに、音で分析状況が伝達されるので表示を確認する必要がなく、かつ試料導入中に測定開始の操作をする必要がないので、片方の手が測定のために拘束されず楽に測定ができるフレーム原子吸光光度計を提供することができる。
【００２９】
また、測定終了時においても、一定時間経過すると強制的に試料の吸引が停止するため、必要以上に多くの試料を消費することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フレーム原子吸光光度計の概念図である。
【図２】試料の導入から測定完了までの吸光度変化をリアルタイムで表示しているモニター画面の一例である。
【図３】本発明によるブランクデータ取得のフローチャートである。
【図４】本発明による自動測定の判定処理フローチャートである。
【符号の説明】
１…試料、２…試料導入管、３…噴霧器、４…チャンバ、５…バーナ、６…フレーム、７…光源、８…分光器、９…検知器、１０…中央処理装置、１１…操作部、１２…表示部、１３…音源、１４…Ａ／Ｄ変換器。
【図１】
0003593470.tif 000003
【図２】
0003593470.tif 000004
【図３】
0003593470.tif 000005
【図４】
0003593470.tif 000006