(57)【要約】  【課題】 赤外分光光度計で用いられる潮解性の光学素子が空気中の湿気により潮解するのを防ぐ。   【解決手段】光学系を収容している密閉空間の一部に、変形自在な膨張部を設け、密閉空間内の気体が、温度変化により膨張した際には密閉空間内の体積が大きくなり、収縮する際には体積が小さくなることで、密閉空間内の圧力変化を起こらなくする。それにより、密閉空間内部への外気の侵入を防ぐことができ、密閉空間内部に設置されている潮解性を持つ素子が潮解してしまうことを防ぐことができる。【選択図】 図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部に、潮解性を持つ光学素子と、赤外光源とを備えた密閉室をもつ赤外分光光度計であって、前記密閉室は、その一部に膨張収縮部を備えたことを特徴とする赤外分光光度計。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、試料の赤外光吸収スペクトルを測定することにより物質の定性および定量分析を行う赤外分光光度計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
赤外分光光度計は、試料に赤外光を照射し、被測定試料中を透過した光のスペクトルを測定し、試料に吸収された光の波長または透過した光の波長を調べることにより試料成分を分析する。このような赤外分光光度計を用いて、気体、液体、固体の多種多様な試料の赤外光吸収スペクトルを測定することができる。
【０００３】
フーリエ変換型の赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）には、赤外干渉光を作るために干渉計が備えられているが、そこには、ビームスプリッタなどの光学素子として臭化カリウム（ＫＢｒ）など、潮解性（空気中の水分を吸収して溶解する性質）を有する光学材料が用いられている。この光学材料が潮解してしまうと、満足な測定を行うことができなくなるため、外気と遮断された気密空間内に干渉計を配設するなど、潮解を防ぐための様々な方法が検討されている。
【０００４】
素子の潮解を防ぐためには、潮解性を持つ素子を、低湿度にした気密空間内に収容し、完全に外気と遮断して水蒸気の出入りがないようにすればよいが、現実的には、長期間気密状態を保つことができる気密空間を形成するのは困難で、非常にコストがかかる。一般的には、光学素子を含む干渉計は、密閉室内に収容されており、その密閉室内部の湿度を低く保つために、乾燥空気をパージする、水蒸気を除去しうるシリカゲル等の乾燥剤を内蔵する、水分を系外へ排出する除湿機を設ける、などの方法が利用されている。
【０００５】
例えば、潮解性を有する光学材料と赤外光源用ヒータとを使用する干渉計を入れた密閉室で、赤外光源用ヒータの近傍に乾燥剤を入れた箱体を配置し、この箱体には、大気側と連通する第１開口及び密閉室と連通する第２開口とを設け、この２つの開口のいずれか片方のみを開くようにする連動弁を備えたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５３４５４号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦＴＩＲで用いられる光源は、赤外領域の光を発生する光源であり、熱を発している。したがって、一般的にＦＴＩＲの装置は、電源が入っているときには光源により暖められて室温よりも高温になり、電源を切ると室温に戻る。このときの温度差により、密閉された干渉計の内部の気体は、膨張、収縮を繰り返していると考えられる。
【０００８】
したがって、密閉室内の圧力は変化しており、温度が上がり密閉室内の圧力が高くなった際には、密閉室内の気体が一部、外部へ漏れ出していると考えられる。その後、室温に戻れば、密閉室内の圧力は下がり、外部の空気が密閉室内へ侵入し、同時に水蒸気が導入され、湿度が高くなる原因となる。またこのとき、外部の空気中には、水蒸気以外にも、赤外分光測定の妨害となる有機溶媒などが含まれている可能性があり、外部空気による汚染が起こることも考えられる。
【０００９】
また、除湿機により常時密閉室内の水蒸気を系外へ排出させて、低い湿度に保つことも考えられるが、一般的に、除湿機は高価であり、また、除湿機を動作させるための電力も必要である。
【００１０】
また、電源を常に通電しておき、装置の温度を一定にしておくことで、密閉室内の気体の膨張収縮を防ぐことも考えられるが、この場合には、常時通電により電気代がかかったり、部品の寿命が短くなるなどの欠点があり、必要時のみ通電することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本考案の赤外分光光度計は、内部に、潮解性を持つ光学素子と、赤外光源とを備えた密閉室をもつ赤外分光光度計に係る考案であって、前記密閉室は、その一部に膨張部を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本考案のＦＴＩＲでは、潮解性を有する材料にて構成される素子を収容している密閉空間は、その一部に膨張部を備えており、その膨張部が変形することで内部の体積は自由に変化することができる。密閉空間内の気体が温度変化により膨張した際には、膨張部が変形して空間内の体積が増加する。反対に内部の気体が収縮した際にも膨張部が変形して空間内の体積が減少する。このとき、密閉室内と外気で圧力がほぼ同じに保たれたまま、空間内の体積は変化するため、密閉空間内への外気の進入を防ぐことができる。
【００１３】
したがって、密閉室内に水蒸気が進入することがなく、密閉空間内は低湿度に保たれ、素子が潮解するのを防ぐことができる。また同時に、外気中に含まれる汚染原因となるガスが侵入することもない。
【考案の効果】
【００１４】
その結果、通常の乾燥剤や除湿機を設けなくすることもでき、乾燥剤と併用した場合でも、乾燥剤の交換頻度を下げることが可能となる。また、常時通電する必要もない。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本考案の実施例について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例のＦＴＩＲの概略構成図であり、図２はその干渉計部分の断面図を示している。
【００１６】
図１において、干渉計は、赤外光源１１、集光鏡１２、コリメータ鏡１３、ビームスプリッタ１４、固定鏡１５、移動鏡１６等から構成され、スペクトル測定を行うための干渉赤外光を生成する。すなわち、赤外光源１１から出射された赤外光は、集光鏡１２、コリメータ鏡１３を介してビームスプリッタ１４に照射され、ここで固定鏡１５及び移動鏡１６の二方向に分割される。固定鏡１５及び移動鏡１６にてそれぞれ反射した光はビームスプリッタ１４によって再び合一され、放物面鏡２１へ向かう光路に送られる。このとき、移動鏡１６は前後（図１中の矢印Ｍの方向）に往復移動しているため、合一された光は時間的に振幅が変動する干渉光（インターフェログラム）となる。放物面鏡２１にて集光された光は試料室２２内に照射され、試料室２２に配置された試料２３を通過した光は楕円面鏡２４により赤外光検出器２５へ集光される。
【００１７】
また、干渉計内部には、レーザ光源１７、レーザ用ミラー１８、ビームスプリッタ１４、固定鏡１５、移動鏡１６が備えられ、干渉縞信号を得るためのレーザ干渉光を発生させている。すなわち、レーザ光源１７から出射された光はレーザ用ミラー１８を介してビームスプリッタ１４に照射され、上記赤外光と同様に干渉光となって放物面鏡２１の方向へ送られる。このレーザ干渉光は非常に小さな径の光束となって進行するため、光路中に挿入されたレーザ用ミラー１９により反射されてレーザ検出器２０に導入される。
【００１８】
レーザ検出器２０の受光信号、つまりレーザ光干渉縞信号は、赤外干渉光に対する受光信号をサンプリングするためのパルス信号として利用される。なお、このレーザ光干渉縞信号は安定した移動鏡の摺動制御を行うためにも利用される。赤外光検出器２５で得られた受光信号はデータ処理部３０へ送られ、スペクトルを作成する。
【００１９】
上記干渉計を構成する光源１１やビームスプリッタ１４は密閉室１内に配置されており、外気と遮断されている。これは、主として、ビームスプリッタ１４が潮解性を有するＫＢｒを用いて構成されているため、気密室内部の湿度を低く保っておく必要があるためである。さらに、密閉室１内部には、乾燥剤を備えているのが好ましい。
【００２０】
図２は、本考案の一実施例によるＦＴＩＲの断面図である。密閉室１は干渉計を収容する密閉室で、筐体下部７および筐体上部６内に配設されている。密閉室１内には、図１に示されるように赤外光源１１、移動鏡１６、ビームスプリッタ１４などが設置されている。密閉室１は、その下部に袋３を備えており、内部は外気から遮断された密閉空間を構成している。密閉室１は、金属製のベース４上にカバー５が設置され、ベース４に設けられた穴部２を介して、袋３が連通されることにより構成されている。ベース４とカバー５の接続部分は、樹脂製のパッキン等でシールされている。袋３は、特に限定はされないが、変形させるために必要な力ができるだけ小さくなるような材質、例えば、内側に不透性の高いナイロン系樹脂をラミネートしたフィルムにより構成されるのが好ましい。大きさや形状についても、特に限定されず、容易に膨張／収縮可能な、大きな力がかからなくても内部の容積が変化し得る形状であればよく、筒状で内部にシリンダを持ち、空気の膨張、収縮によりこのシリンダの位置が変化するような構造になったものであってもよい。
【００２１】
本装置を使用していない（電源が入っていない）状態では、図２（ａ）のように袋３は中に気体がなく、つぶれている。使用に際し電源を入れると、赤外用の光源１１は発熱するため、密閉室１内の気体は暖められ、膨張し始めることになる。このとき、袋部３は変形自在な柔らかな材質により形成されているため、膨張によって体積が増えた密閉室内の気体は、穴部２を通って袋３へ流入していき、図２（ｂ）に示すように袋３が膨らんだ状態になる。このとき、密閉室内部と外気には、ほとんど圧力差はないと考えられ、仮に完全な気密状態ではなくても、密閉室内部の気体が外気へ流出することはない。
【００２２】
電源を切ると光源は発熱しなくなるので、密閉室内部の気体は装置の周囲の温度により冷やされることとなり、収縮し始める。収縮によって気体の体積が減ると、図２（ｃ）に示されるように、袋３内の気体がケース側へ流入し、その結果、袋３は再びつぶれた状態になる。このとき、密閉室内部と外気には、ほとんど圧力差はないと考えられ、密閉室内部に外部の気体が流入することはない。
【００２３】
このとき、袋３は柔らかな素材により形成されているため、密閉室内の気体が膨張、収縮しても容易に変形し、密閉室内部と外気での圧力差は生じないので、気体の移動は起こらない。したがって、密閉室外の空気（水蒸気）が密閉室内へ導入されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案の一実施例によるＦＴＩＲの概略構成図。
【図２】本考案の一実施例によるＦＴＩＲの断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１ ・・・密閉室
２ ・・・穴部
３ ・・・袋部
４ ・・・ベース
５ ・・・カバー
６ ・・・筐体上部
７ ・・・筐体下部
１１・・・光源
１２・・・集光鏡
１３・・・コリメータ鏡
１４・・・ビームスプリッタ
１５・・・固定鏡
１６・・・移動鏡
１７・・・レーザ光源
１８・・・レーザ用ミラー
１９・・・レーザ用ミラー
２０・・・レーザ検出器
２１・・・放物面鏡
２２・・・試料室
２３・・・サンプル
２４・・・楕円面鏡
２５・・・赤外光検出器
３０・・・データ処理部
【図１】
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【図２】
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