(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンランプを備えている分析装置であって、
前記ハロゲンランプから射出された光のうち、測定対象に作用していない光の１〜６０分おきに検出された光量について、ある時点において検出された光量Ｒ１に対する１〜６０分経過後において検出された光量Ｒ２の変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１を算出する演算部と、
前記変化率が｜（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｜＞Ｘとなると警告信号を出力する判定部を備えていることを特徴とする分析装置。
【請求項２】
測定対象溶液に光を照射するハロゲンランプからなる光源と、前記ハロゲンランプから射出された光のうち、前記測定対象溶液を透過したサンプル光及び前記測定対象溶液を透過していないリファレンス光の光量を検出する検出器とを備えている光吸収法を用いた分析装置であって、
１〜６０分おきに検出された前記リファレンス光の光量について、ある時点において検出された光量Ｒ１に対する１〜６０分経過後において検出された光量Ｒ２の変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１を算出する演算部と、
前記変化率が｜（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｜＞Ｘとなると警告信号を出力する判定部を備えていることを特徴とする分析装置。
【請求項３】
前記判定部が警告信号を出力した後は、リファレンス光の光量を測定する時間間隔を短くするように構成してある請求項２記載の分析装置。
【請求項４】
ハロゲンランプを備えた分析装置について、当該ハロゲンランプの寿命を予測する方法であって、
前記ハロゲンランプから射出された光のうち、測定対象に作用していない光の光量を１〜６０分ごとに測定する工程と、
測定された前記光量について、ある時点において測定された光量Ｒ１に対する１〜６０分経過後において測定された光量Ｒ２の変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１を算出する工程と、
前記変化率が｜（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｜＞Ｘとなると警告を発する工程と、を備えていることを特徴とする分析装置に搭載されたハロゲンランプの寿命予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハロゲンランプを光源とする分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲンランプと白熱電球とはいずれもタングステンフィラメントを用いているが、一般的にハロゲンランプの方が寿命が長い。これは、ハロゲンサイクルと呼ばれる現象に起因する。ハロゲンサイクルとは、ハロゲンランプのフィラメントに通電するとフィラメントを構成するタングステンが蒸発するが、蒸発したタングステンは電球内に封入されたハロゲンと反応して、ハロゲン化タングステンを形成し、再びフィラメント上で固体化し、この循環を繰り返す現象をいう。このため、ハロゲンランプは断線が起こりにくく長寿命であり、光吸収法を用いた分析装置の光源等に好適に用いられている。
【０００３】
しかしながら、ハロゲン化タングステンはフィラメントの温度の低い部分（フィラメントの太い部分）に集まる性質があり、必ずしも元の蒸発した部分（フラメントが細く温度が高い部分）に戻らないため、フィラメントの太さは次第に不均一になり、やがて断線する。
【０００４】
白熱電球はフィラメントを構成するタングステンが蒸発すると電球の壁面内部に付着し黒化するとともに、フィラメントが徐々に細くなり電流が流れにくくなる結果光量が減少するので、その寿命は光量の減退から予測することができる。また、フィラメントを使用しないキセノンランプでも同様に光量の減退から寿命を予測することが可能である（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】実用新案第２５６２５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対して、ハロゲンランプではハロゲンサイクルの作用でフィラメントが細くなりにくく、タングステンの蒸発によって起こる管壁黒化の発生も殆どなく、寿命末期まで光量が一定である。
【０００７】
このため、ハロゲンランプは白熱電球等の一般的なランプに比べ、光量低下度合いや光量低下率の変化で寿命を判断することが難しく、従来はハロゲンランプが切れた時点で警報を出して光源を交換することしか対処法はなかった。
【０００８】
また、一定の期間が経過したハロゲンランプは断線していなくても定期的に交換するという手段も考えられるが、この方法では、個々の製品ごとに寿命に大きなバラツキのあるハロゲンランプでは、その交換時期を短寿命のものに合わせることになり、手間及びコスト面からかなりの損失が発生するという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、ハロゲンランプ光源が寿命によって切れる前に、その寿命を予測し、警告を発する分析装置を提供すべく図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、ハロゲンランプの寿命（断線）が近づくと光量が大きく上下に変動し不安定になることを見出し、この知見に基づき本発明を完成した。
【００１１】
すなわち本発明に係る分析装置は、ハロゲンランプを備えているものであって、  前記ハロゲンランプから射出された光の光量について、ある時点の光量Ｒ１に対する所定時間経過後の光量Ｒ２の変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１を算出する演算部と、前記変化率が｜（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｜＞Ｘとなると警告信号を出力する判定部を備えていることを特徴とする。
【００１２】
図３は寿命（断線）が近いハロゲンランプの光量の一例を示すグラフである。図３に示すように、正常なハロゲンランプではその光量はほぼ一定であるが、寿命が近づくとその光量は単純に減退するのではなく不安定になり上下に大きく変動する。これはハロゲンサイクルの結果、フィラメントの太さが不均一になったことに起因すると考えられる。このため、光量の安定性、即ち所定時間あたりの変化率を指標とすることにより、ハロゲンランプの寿命を予測することが可能となる。
【００１３】
このような本発明に係る分析装置によれば、光量の所定時間あたりの変化率を指標としてハロゲンランプの寿命を予測することにより、単なる光量の低下率では寿命を判断することが難しいハロゲンランプの寿命を的確に検知することができる。また、個々のハロゲンランプ毎に寿命を判定するので、個々の製品毎に寿命に差のあるハロゲンランプを寿命が来るまで使うことができ、一律にハロゲンランプの交換時期を設定するよりコストの削減につながる。また、連続使用している際にハロゲンランプが突然断線することを防げ、ハロゲンランプが寿命を迎える前の適当な時期に交換することが可能となる。
【００１４】
なお、演算部で算出する光量の所定時間あたりの変化率を（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１×１００とし、判定部での基準値は±ｘ（ｘ＝１００Ｘ）としてもよい。
【００１５】
本発明に係る分析装置は、測定対象溶液に光を照射するハロゲンランプからなる光源と、この溶液を透過した光の分光スペクトルを検出する検出器とを備えている、光吸収法を利用した分析装置に適用できる。図４は、光吸収法の測定結果の一例を示すグラフであるが、光吸収法では、図４に示すように、測定対象溶液を透過していないリファレンス光の光量と、測定対象溶液を透過したサンプル光の光量を測定し、これらの光量の比からセル内の測定対象溶液の吸光度を算出する。
【００１６】
本発明に係る分析装置が光吸収法を用いたものである場合、リファレンス光は、サンプル光とは異なり、測定対象溶液を透過しないため測定対象溶液の変化の影響を受けないので、前記ハロゲンランプの光量の変化率は、リファレンス光の光量に基づいて算出するのが好ましい。
【００１７】
光吸収法を用いる分析装置が連続測定を行っている場合、通常一度リファレンス光の光量を測定するとその値を所定時間使用して吸光度を算出するが、前記判定部が警告信号を出力した後は、分析の精度を保つために、リファレンス光の光量を測定する時間間隔が短くなるように、例えば１〜６０分の間で変更するように構成してあってもよい。
【００１８】
分析装置が長期間の連続測定を行っている場合に、光源が突然寿命を迎えると測定の中断を余儀なくされ、特にその分析装置が分析結果をフィードバックするシステムの一部に組み込まれている場合、影響はシステム全体に及ぶ。このため、本発明は特に連続測定を行う分析装置に好ましく適用される。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明によれば、ハロゲンランプの光量の所定時間あたりの変化率を指標とすることにより、ハロゲンランプの寿命を的確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る分析装置１を図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係る分析装置１は、図１に示すように、本装置に導入された測定対象溶液Ｓから気泡Ｂを分離する脱泡槽２と、気泡Ｂが分離された測定対象溶液Ｓを流通させる主流路９ａと、測定対象溶液Ｓから分離した気泡Ｂ（厳密には多少の測定対象溶液Ｓも含まれている）を流通させる副流路９ｂと、主流路９ａ上に設けられた分析系と、分析系に接続されてハロゲンランプの寿命を監視する機器群とを備えている。
【００２２】
各部を詳述する。前記脱泡槽２は、測定対象溶液Ｓの流速及び粘度等の特性に従って適宜の容量を有する密閉容器からなる。前記脱泡槽２で、測定対象溶液Ｓから気泡Ｂが分離され、気泡Ｂが分離された測定対象溶液Ｓは主流路９ａへ、一方分離された気泡Ｂは副流路９ｂへそれぞれ流通される。
【００２３】
主流路９ａ上には、光吸収法を用いた分析系が設けてある。当該分析系は具体的には、主流路９ａを流通する測定対象溶液Ｓが連続してその内部を通過するセル４に、光源であるハロゲンランプ３から光を照射し、セル４を透過した光の分光スペクトルを検出器５で検出し、セル４内の測定対象溶液Ｓによる光の吸収度合いを測定して測定対象溶液Ｓの成分を分析するように構成してある。一般的に、測定対象溶液Ｓを透過した光をサンプル光、測定対象溶液Ｓを透過していない光をリファレンス光と呼び、この２つの光量の比から、測定対象溶液Ｓによる光の吸収度合い（吸光度）が算出される。このため、セル４はサンプル光測定を行うためのサンプル光測定位置とリファレンス光測定を行うためのリファレンス光測定位置とに移動自在に構成されている（例えば特開２００２−８２０５０号参照）。
【００２４】
前記分析系には、ハロゲンランプの寿命を監視する機器群が接続されており、具体的には、検出器５で検出されたリファレンス光の光量の所定時間（例えば１０分間）あたりの変化率を算出する演算部６と、前記変化率が一定の範囲を超えている場合は、警告信号を出力する判定部７と、前記警告信号を受信すると警報を発する警報装置８とが設けてある。
【００２５】
演算部６においては、サンプル光は測定対象溶液Ｓの変動によって変化するので、測定対象溶液Ｓを透過しないリファレンス光を用いて光量の所定時間あたりの変化率を算出する。図３に示すように、ハロゲンランプ３からの光量が安定している場合は、リファレンス光量はほぼ一定である。しかしながら、ハロゲンランプ３が劣化して寿命が近づくと、リファレンス光量は不安定になり上下に大きく変動する。本実施形態では、演算部６は、ある時点でのリファレンス光量測定値をＲ１、所定時間経過した後の次の測定時でのリファレンス光量測定値をＲ２としたときの変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１を算出する。ここで、リファレンス光量測定の時間間隔は状況に合わせて適宜変更することができ、特に限定されない。
【００２６】
そして、判定部７では、｜（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｜＞Ｘのとき、つまり光量の変化率の絶対値が規定の値Ｘより大きかったときに、ハロゲンランプ３の寿命が近づいていると判定し、警告信号を出力する。ここで、Ｘの値は、正の数であるがハロゲンランプ３の種類や使用条件によって異なり、限定されない。なお、ハロゲンランプに通電した直後は光量が不安定であるので、通電後光量が安定するまでの例えば３０分間は警告信号を出力しないように判定部７を設定するのが好ましい。
【００２７】
演算部６及び判定部７は、マイクロコンピュータ１０を用いて構成している。このマイクロコンピュータ１０は、ＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤ変換器等を有する。そして、内部メモリの所定領域に設定したプログラムに従ってＣＰＵやその周辺機器を作動させることにより、演算部６及び判定部７として機能するように構成してある。かかるマイクロコンピュータ１０は、汎用のものであってもよく、専用のものであってもよい。
【００２８】
警報装置８は、ＬＥＤ等の発光体や、ブザーやスピーカ等の音声出力体等からなり、判定部７から警告信号を受信すると、ハロゲンランプから射出された光の光量の所定時間あたりの変化率が一定の範囲を超えていること、すなわちハロゲンランプの寿命が近いことを、光や音でオペレータ等に警告するものである。
【００２９】
分析系における分析が終了した測定対象溶液Ｓは、主流路９ａを流通し、脱泡槽２において分離され副流路９ｂを流通した気泡Ｂとともに、分析装置１外に排出される。
【００３０】
本実施形態の分析装置１では、図２に示すように、ハロゲンランプ３の寿命が近づくとリファレンス光量は上下に大きく変動し、所定時間あたりの変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１はたびたび所定の値±Ｘを超える。変化率（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１が所定の値±Ｘを超えると、それを認識した判定部７が警告信号を出力し、それを受信した警報装置８が光や音で警告を発する。
【００３１】
このような本実施形態によれば、警報装置８が頻繁に警報を発するようになると、オペレータ等はハロゲンランプ３の寿命が近いことを察知できるので、ハロゲンランプ３が突然断線して寿命を迎える前にハロゲンランプ３を交換することが可能となる。また、光量の所定時間あたりの変化率を指標としてハロゲンランプ３の寿命を予測することにより、個々の製品毎に寿命に差のあるハロゲンランプ３を寿命が来るまで使うことができ、コストの削減にもつながる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、警報装置８は分析装置１に備わっていなくてもよく、外部の警報装置を本発明の分析装置１に接続して、警報を発するようにしてもよい。
【００３３】
また、本発明に係る分析装置は光吸収法を用いた分析装置に限定されず、ハロゲンランプを光源とするものであればいかなる種類の分析装置であってもよい。
【００３４】
更に判定部７が一度警告信号を出力した後は、検出部５でのリファレンス光の光量を測定する時間間隔が短くなるように、判定部７が検出器５に測定条件の変更を指示する信号を出力するように構成しても良い。
【００３５】
本発明に係る分析装置は、更に入力部や、モニタや、プリンタ等を備えていてもよい。
【００３６】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によって、ハロゲンランプの断線により操業が突然又は不測に中断されることなく連続した分析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る分析装置の機器構成図。
【図２】同実施形態における寿命（断線）前約１００時間のリファレンス光の光量と光量変化率の一例を示すグラフ。
【図３】寿命（断線）が近いハロゲンランプ光の光量の一例を示すグラフ。
【図４】光吸収法におけるサンプル光とリファレンス光とそれらから算出される吸光度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・分析装置
３・・・ハロゲンランプ
６・・・演算部
７・・・判定部
【図１】
0004699128.tif 000002
【図２】
0004699128.tif 000003
【図３】
0004699128.tif 000004
【図４】
0004699128.tif 000005