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発明の名称 分光分析計
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−124626(P2001−124626A)
公開日 平成13年5月11日(2001.5.11)
出願番号 特願平11−304217
出願日 平成11年10月26日(1999.10.26)
代理人
発明者 林 尚典 / 南光 智昭
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】ケースから出射する光をサンプルに照射してその透過または反射光のスペクトルを測定し、または、そのスペクトルを元にサンプルの性状値を求める分光分析計において、前記ケースに収納された光学系部材と発熱部材を別室に配置したことを特徴とする分光分析計。
【請求項2】ケースは発熱部材から出射する光の通過孔を有する仕切り壁により分割されていることを特徴とする請求項1記載の分光分析計。
【請求項3】仕切り壁には測定光とレーザービームが通過する通過孔が形成され、この通過孔の直径は測定に必要な最小限の大きさに開口したことを特徴とする請求項2記載の分光分析計。
【請求項4】ケースは2以上の壁で仕切られており、壁と壁の間に断熱層を有することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の分光分析計。
【請求項5】断熱層は壁と壁の間に気体若しくは液体を流す構成としたものであることを特徴とする請求項4記載の分光分析計。
【請求項6】発熱部材が収納された室の仕切り壁を冷却する冷却部材若しくは冷却機構を設けたことを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の分光分析計。
【請求項7】仕切り壁の光の通過孔に光学系で必要とする波長帯のみを透過させるフィルタを設けたことを特徴とする請求項2〜6いずれかに記載の分光分析計。
【請求項8】光学系部材と発熱部材を別々のケースに収納し、これらそれぞれのケースを位置決めを行うことが可能な接続部材により固定したことを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載の分光分析計。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石油化学、化学、食品などの分野で近赤外域の波長を用いて測定サンプルの成分分析を行うための分光分析計に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は分光分析計の従来の構成を示す平面図である。図において、1は光学部材が配置されたケースであり、このケース1の中には図示のように測定光を出射するランプ2、レーザービーム発生装置3、コリメートレンズ4、ビームスプリッタ5、固定ミラー6、移動ミラー7、移動ミラーホルダ8、集光レンズ9およびレーザービーム検出部14が収納されている。
【0003】ケース1の外側壁にはファイバアダプタ10が固定され、光ファイバ11を介して測定サンプル12、光検出部13が配置されている。上述の構成において、ランプ2から出射したブロードな波長域を持つ測定光はコリメートレンズ4により平行光とされ、ビームスプリッタ5を介して固定ミラー6、移動ミラー7が配置された2方向に分岐される。
【0004】そして、移動ミラー7を光軸方向にスキャンさせることで固定ミラー6からの反射光との間に光路差が生じ、ビームスプリッタ5で再結合された光はブロードな波長域帯での合成された干渉光となる。
【0005】この干渉光は集光レンズ9により集光され、ファイバアダプタ10を介して光ファイバ11に導かれる。この光をサンプル光としてサンプル12を透過またはサンプルに反射させて光検出部13で受光することにより被測定サンプルの吸収スペクトルまたは反射スペクトルを得ることができる。
【0006】ここで、データのサンプリングはレーザービーム発生装置3から出射されるレーザービームの干渉信号に同期して行われ、そのときサンプル光により測定した波長の絶対波長はレーザービームとランプ2の位置関係および集光レンズ9と光ファイバ10の位置により決まる。
【0007】ここで各要素部材であるランプ2、レーザービーム発生装置3、コリメートレンズ4、ビームスプリッタ5、固定ミラー6、移動ミラーホルダ8、集光レンズ9、ファイバアダプタ10はケース1にそれぞれ設けられた所定の光学的基準面に保持されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来例においては、発熱部材であるランプおよびレーザービーム発生手段と光学系部材とは同じ室内に配置される構造となっており、発熱体がケース内に置かれていることにより分光器本体内の温度上昇が大きくなることがある。また、測定精度を上げるにはランプ光量を大きくする必要があるが、ランプの光量を大きくすると温度上昇が大きくなり熱影響による問題が増大する。
【0009】本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、発熱体であるランプおよびレーザビーム発生装置を光学系部材とは別々の室に配置し、光学系部材の熱による測定誤差を少なくした精度の高い分光分析計を実現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために本発明では、請求項1においては、ケースから出射する光をサンプルに照射してその透過または反射光のスペクトルを測定し、または、そのスペクトルを元にサンプルの性状値を求める分光分析計において、前記ケースに収納された光学系部材と発熱部材を別室に配置したことを特徴とする。
【0011】請求項2においては、請求項1記載の分光分析計において、ケースは発熱部材から出射する光の通過孔を有する仕切り壁により分割されていることを特徴とする。
【0012】請求項3においては、請求項2記載の分光分析計において、仕切り壁には測定光とレーザービームが通過する通過孔が形成され、この通過孔の直径は測定に必要な最小限の大きさに開口したことを特徴とする。請求項4においては、請求項1〜3いずれかに記載の分光分析計において、ケースは2以上の壁で仕切られており、壁と壁の間に断熱層を有することを特徴とする。
【0013】請求項5においては、請求項4記載の分光分析計において、断熱層は壁と壁の間に気体若しくは液体を流す構成としたものであることを特徴とする。請求項6においては、請求項1〜5いずれかに記載の分光分析計において、発熱部材が収納された室の仕切り壁を冷却する冷却部材若しくは冷却機構を設けたことを特徴とする。
【0014】請求項7においては、請求項2〜6いずれかに記載の分光分析計において、仕切り壁の光の通過孔に光学系で必要とする波長帯のみを透過させるフィルタを設けたことを特徴とする。
【0015】請求項8においては、請求項1〜7いずれかに記載の分光分析計において、光学系部材と発熱部材を別々のケースに収納し、これらそれぞれのケースを位置決めを行うことが可能な接続部材により固定したことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明の実施形態の1例を示す平面図である。なお、図3に示す構成要素と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。図1において、1aは第1ケース、1bは第2ケースであり、これらは構成部品を収納可能な程度の深さに形成されており、図では省略するが上部にはケースを密閉可能な蓋を有している。
【0017】本実施例においてはケース1は底部から上部縁面に達する仕切り壁15a,15bにより気密に仕切られている。仕切り壁15a,15bの間には断熱(空気)層16が形成されており、この仕切り壁の発熱部材が配置された側には例えばペルチェ素子からなる冷却部材17が取り付けられている。なお、図では省略するが断熱層16内を空気や液体が流れるように構成することも可能である。
【0018】このように発熱部材が配置された室と光学系が配置された室を仕切り壁15a,15bで仕切り、仕切り壁を冷却部材17で冷却することにより光学系が配置された室の温度上昇を抑えることができる。
【0019】22a,22bはコリメートレンズ4で平行光とされたランプ2からの光とレーザビーム発生装置で発生したレーザ光を光学系側に透過する孔である。これらの孔は測定に必要な平行光が透過できる最適な大きさの直径とする。
【0020】20は孔22a,22bを覆って設けられたフィルタであり、光学系で必要な波長帯のみを透過する。このように光透過孔の直径とフィルタを透過する波長を最適化することにより高精度な測定が可能となる。
【0021】図2は請求項8に関する実施形態の1例を示すもので、この例においては、ケース1aと1bを別体として作製し、これらのケースを所定の間隔(断熱層)を介して各ケースの位置決めが可能なブラケット30で接続している。このような構成によれば、光学系が配置されるケース1aと発熱部材が配置されるケース1bの組付けを別々に行いその後微調整をすることにより組付け時間を短縮することができる。
【0022】本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。
【0023】例えば、仕切り壁は一重でもよく、冷却部材の取付け箇所も例えば図1に示す断熱層16の間に配置してもよい。また、断熱層は空気として説明したが断熱効果の高いプラスチック部材を詰め込んでもよい。また、各構成部品の配置も実施例に限るものではなく、要は発熱の影響が光学系側に及ばないような配置であればよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、ケースから出射する測定光をサンプルに照射してその透過または反射光のスペクトルを測定し、または、そのスペクトルを元にサンプルの性状値を求める分光分析計において、光学系部品と発熱部品を別室とし(請求項1)、これらを仕切り壁で仕切って(請求項2)光の通過孔を最小限とし(請求項3)、仕切り壁との間を断熱構造とした(請求項4,5,6)ので、光学系部材に対する熱の影響を軽減することができる。
【0025】また、測定光の透過孔の直径とフィルタを透過する波長を最適化(請求項7)することにより測定精度の高い分光分析計を実現することができ、更に光学系部材と発熱部材を別々のケースに収納し、これらそれぞれのケースを位置決めを行うことが可能な接続部材により固定した(請求項8)ので組付け時間を短縮することができる。




 

 


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