JP2001083010A - Spectrometer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrometer assuring wavelength accuracy with a simple detachable structure which copes with an open beam method, etc., which directly guides sample beam to an object. SOLUTION: The measurement light emitted from a case 1 is made to impinge on a sample 12, and the spectrum of transmitted or reflected light is measured, to provide sample nature value based on the spectrum. The interference light, which is a measurement light, is extracted from the case via a connector unit 15 where a condensing lens system 9 and a fiber adapter 10 are integrated, while the connector unit 15 is detachable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[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波長域の光を用いて成分分析を
行うための分光分析計のサンプル光取出し部分の構成に
関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to petrochemical, chemical,
The present invention relates to a configuration of a sample light extraction portion of a spectrometer for performing component analysis using light in a near-infrared wavelength range in the field of foods and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図４は分光分析計の構成を示す平面図で
ある。図４において、１は光学部品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。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a plan view showing the structure of a spectrometer. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a case in which optical components are arranged.
A laser beam generator 3, a collimator lens 4, a beam splitter 5, a fixed mirror 6, a movable mirror 7, a movable mirror holder 8, a condenser lens 9, and a laser beam detector 14 are housed therein.

【０００３】ケース１の外側壁にはファイバアダプタ１
０、光ファイバ１１、測定サンプル光検出部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。The outer wall of the case 1 has a fiber adapter 1
0, an optical fiber 11, and a measurement sample light detection unit 13 are arranged. In the above-described configuration, light having a broad wavelength range emitted from the lamp 2 is collimated by the collimator lens 4 and split via the beam splitter 5 in two directions where the fixed mirror 6 and the movable mirror 7 are arranged. .

【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を得ることができ
る。When the movable mirror 7 is scanned in the direction of the optical axis, an optical path difference is generated between the light reflected from the fixed mirror 6 and the light recombined by the beam splitter 5 in a broad wavelength band. The combined interference light can be obtained.

【０００５】この干渉光は集光レンズ９によりファイバ
アダプタ１０を介して光ファイバー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。[0005] The interference light is guided to an optical fiber 11 by a condenser lens 9 via a fiber adapter 10. The light is transmitted through or reflected by the sample 12 as sample light, and is received by the light detection unit 13, whereby an absorption spectrum or a reflection spectrum of the sample to be measured can be obtained.

【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
した波長の絶対確度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と光ファイバー１０の位置によ
り決まる。Here, the sampling of data is performed in synchronization with the interference signal of the laser beam emitted from the laser beam generator 3. At this time, the absolute accuracy of the wavelength measured by the sample light is the position of the laser beam and the position of the lamp 2. It depends on the relationship and the positions of the condenser lens 9 and the optical fiber 10.

【０００７】ここで各要素部品であるランプ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。Here, the lamp 2, laser beam generator 3, collimator lens 4, beam splitter 5, fixed mirror 6, movable mirror holder 8, condenser lens 9, and fiber adapter 10, which are the respective components, are provided in the case 1. Is held on a predetermined optical reference plane.

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、工場などの測定現場での分析を想定
し、環境変化の少ない場所に設置された分光分析計から
光ファイバ１１によってサンプル光を被測定サンプルま
で導いており、サンプル光はケース１に位置決めされて
固定された集光レンズ９およびファイバアダプタ１０に
光ファイバ１１を接続することにより取出している。However, in the above-described conventional example, the sample light is received by the optical fiber 11 from a spectrometer installed in a place with little environmental change, assuming an analysis at a measurement site such as a factory. The sample light is guided to the measurement sample, and the sample light is extracted by connecting the optical fiber 11 to the condenser lens 9 and the fiber adapter 10 which are positioned and fixed in the case 1.

【０００８】即ち、光ファイバ経由以外の方式は想定し
ておらず、サンプル光を直接被測定物へ導くオープンビ
ーム方式や他の直接干渉信号光を必要とするサンプリン
グ装置への接続などに対応することができなかった。In other words, a method other than via an optical fiber is not assumed, and it corresponds to an open beam method for directly guiding a sample light to a device under test or a connection to a sampling device requiring other direct interference signal light. I couldn't do that.

【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、集光レンズ９とファイバアダプタ１０を一
体としたコネクタユニットとし、このコネクタユニット
をケース１から着脱自在とすることによりファイバ結合
による方式とオープンビームによる方式の両方に対応さ
せるようにした分光分析計を実現することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a condensing lens 9 and a fiber adapter 10 are integrated into a connector unit. It is an object of the present invention to realize a spectrometer adapted to be compatible with both the method using the open beam method and the method using the open beam.

【００１０】[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、前
記測定光となる干渉光を前記ケースから取出すに際して
は、集光レンズ系とファイバアダプタを一体としたコネ
クタユニットを介して取出すように構成したことを特徴
とする。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、コネクタユニットを着脱自在としたことを
特徴とする。請求項３においては、請求項１記載の分光
分析計において、コネクタユニットは集光レンズ系、ピ
ンホール、コリメートレンズ系からなり、集光レンズ系
で集光された光がピンホールを通ってコリメートレンズ
系に達するように配置されていることを特徴とする。請
求項４においては、請求項１記載の分光分析計におい
て、ケースおよびコネクタユニットに相互の位置決め機
構を設けたことを特徴とする。請求項５においては、請
求項１記載の分光分析計において、コネクタユニットは
ケース側面にシール機構を介して気密に固定されたこと
を特徴とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, in the first aspect, a sample is irradiated with measurement light emitted from a case and the spectrum of the transmitted or reflected light is measured. Or, in the spectrometer for obtaining the property value of the sample based on the spectrum, when taking out the interference light serving as the measurement light from the case, through a connector unit integrating a condenser lens system and a fiber adapter. It is characterized in that it is configured to take out. According to a second aspect, in the spectrometer according to the first aspect, the connector unit is detachable. According to a third aspect of the present invention, in the spectrometer according to the first aspect, the connector unit includes a condensing lens system, a pinhole, and a collimating lens system, and light collected by the condensing lens system is collimated through the pinhole. It is characterized by being arranged so as to reach the lens system. According to a fourth aspect, in the spectrometer according to the first aspect, a mutual positioning mechanism is provided in the case and the connector unit. According to a fifth aspect, in the spectrometer according to the first aspect, the connector unit is air-tightly fixed to a side surface of the case via a sealing mechanism.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。図１は本発明の実施の形態の１例を示す構成図で
ある。図１において図４と同一のものは同一符号を付し
ている。図１のケース１は内部に分光光学系を有し、底
面および壁面にその光学的基準面が作り込まれたもので
あり、コネクタユニット１５は集光レンズ９とファイバ
アダプタ１０が一体として構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. The case 1 of FIG. 1 has a spectroscopic optical system inside, and an optical reference surface is formed on the bottom surface and the wall surface. The connector unit 15 is configured by integrating the condenser lens 9 and the fiber adapter 10 integrally. ing.

【００１２】図２はコネクタユニット１５をケース１の
壁面の基準面に取り付けた状態を示す断面拡大図であ
る。ここで、１６は筒の一端にフランジ１６ａを有し他
端に集光レンズ９が固定されたレンズ支持体であり、フ
ランジ１６ａの端面にはファイバアダプタ１０が固定さ
れている。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the connector unit 15 is mounted on the reference surface of the wall surface of the case 1. Here, reference numeral 16 denotes a lens support body having a flange 16a at one end of the cylinder and a condenser lens 9 fixed at the other end, and a fiber adapter 10 fixed to an end face of the flange 16a.

【００１３】ケース１の壁面に形成された穴１ａの内径
とレンズ支持体１６の外周はＯリング２０を介してしっ
くりと気密に配置されており、集光レンズ９に入射した
光ビームはその焦点がファイバアダプタ１０に固定され
ている光ファイバ１１の端部中心付近に位置するように
形成されている。また、図では省略するがフランジ１６
ａはケース１の壁面にネジなどにより常に同じ位置にか
つ、着脱可能に固定される。The inner diameter of the hole 1a formed in the wall surface of the case 1 and the outer periphery of the lens support 16 are arranged tightly and airtight via an O-ring 20, and the light beam incident on the condenser lens 9 is Are formed near the center of the end of the optical fiber 11 fixed to the fiber adapter 10. Although not shown in the drawing, the flange 16
“a” is always fixed to the wall surface of the case 1 at the same position by a screw or the like and detachably.

【００１４】即ち、コネクタユニット１５はケース１に
対して脱着することによって、サンプル光取出し部をフ
ァイバ接続方式とオープンビーム方式との切り替えを容
易に行うことができる。ファイバ接続方式においては、
分光分析を行う際、測定波長の波長確度は分光分析計の
ケース１に位置決め固定されたレーザービーム発生装置
３より照射されるレーザービームとケース１と集光レン
ズ９およびファイバアダプタ１０の位置により決定す
る。That is, by detaching the connector unit 15 from the case 1, it is possible to easily switch the sample light extraction unit between the fiber connection system and the open beam system. In the fiber connection method,
When performing the spectroscopic analysis, the wavelength accuracy of the measurement wavelength is determined by the position of the laser beam emitted from the laser beam generator 3 fixed to the case 1 of the spectrometer and the position of the case 1, the condenser lens 9 and the fiber adapter 10. I do.

【００１５】本発明におけるコネクタユニット１５は、
分光分析計のケース１の壁面の基準面に対して取り付け
ることにより脱着を簡単な構造とすることができ波長確
度を確保することができる。また、コネクタユニット１
５にＯリング２０を介して取り付けているので、本体ケ
ースに接続するときに同時に本体ケース内の気密性を保
持することができる。The connector unit 15 according to the present invention comprises:
By attaching to the reference surface of the wall surface of the case 1 of the spectrometer, the structure can be easily attached and detached, and the wavelength accuracy can be secured. Also, connector unit 1
5 is attached via the O-ring 20, so that when connected to the main body case, the airtightness inside the main body case can be maintained at the same time.

【００１６】図３はオープンビーム接続時にケース１と
のコネクタユニット１５ａに集光レンズ９、ピンホール
２１、コリメートレンズ４ａを配置した他の実施例を示
す断面図である。このコネクタユニット１５ａには集光
レンズ９で集光した位置にピンホール２１ａを有する仕
切り板２１が配置されており、ピンホール２１ａを通過
したビームをさらにコリメートレンズ４ａでコリメート
することによりオープンビーム時にも波長精度を保つこ
とができる。FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment in which the condenser lens 9, the pinhole 21, and the collimating lens 4a are arranged in the connector unit 15a with the case 1 when the open beam is connected. In this connector unit 15a, a partition plate 21 having a pinhole 21a is disposed at a position where light is collected by the condenser lens 9, and a beam passing through the pinhole 21a is further collimated by a collimating lens 4a, so that an open beam is formed. Can also maintain wavelength accuracy.

【００１７】この実施例においてもコネクタユニット１
５ａには集光レンズ９、仕切り板２１、コリメートレン
ズ４ａが常に位置決めされた状態で固定されており、ま
た、コネクタユニット１５ａはケース１に対して相互に
位置決めできるようになっている。そして、オープンビ
ーム接続時にはこのコネクタユニット１５ａを装着する
ことにより波長精度を維持することができる。Also in this embodiment, the connector unit 1
The condensing lens 9, the partition plate 21, and the collimating lens 4a are fixed to 5a in a state where they are always positioned, and the connector unit 15a can be positioned relative to the case 1. When the open beam is connected, the wavelength accuracy can be maintained by mounting the connector unit 15a.

【００１８】なお、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。特
許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲
は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。It is to be noted that the above description of the present invention has been presented by way of illustration and example only of a particular preferred embodiment. Thus, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be modified or modified in many ways without departing from its essentials. The scope of the present invention, which is defined by the description in the appended claims, is intended to cover alterations and modifications within the scope.

【００１９】[0019]

【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、測定光となる干渉光をケースから取出すに際して
は、集光レンズとファイバアダプタを一体としたコネク
タユニットを介して取出すように構成し、また、コネク
タユニットを着脱自在としたので、サンプル光を直接被
測定物へ導くオープンビーム方式や他の直接干渉信号光
を必要とするサンプリング装置への接続などに対応する
ことができ、ケース１の壁面の基準面に対して取り付け
ることにより脱着を簡単な構造とすることができ波長確
度を確保することができる。As described above, according to the present invention, the measurement light emitted from the case is irradiated to the sample to measure the spectrum of the transmitted or reflected light, or the property value of the sample is measured based on the spectrum. When taking out the interference light, which becomes the measurement light, from the case in the spectrometer which requires a condensing lens and a fiber adapter, it is configured to be taken out through a connector unit, and the connector unit is made detachable. Therefore, it can support the open beam system that directly guides the sample light to the device under test and the connection to other sampling devices that require direct interference signal light. Thereby, the structure can be easily attached and detached, and the wavelength accuracy can be secured.

【００２０】[0020]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る分光分析計の実施形態の一例を示
すブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of a spectrometer according to the present invention.

【図２】コネクタユニットの拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a connector unit.

【図３】コネクタユニットの他の実施例の拡大断面図で
ある。FIG. 3 is an enlarged sectional view of another embodiment of the connector unit.

【図４】ファイバ接続方式の従来例を示す平面図であ
る。FIG. 4 is a plan view showing a conventional example of a fiber connection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ケース ２ ランプ ３ レーザービーム発生装置 ４，４ａ コリメートレンズ ５ ビームスプリッタ ６ 固定ミラー ７ 移動ミラー ８ 移動ミラーホルダ ９ 集光レンズ １０ ファイバアダプタ １１ 光ファイバ １２ サンプル １３ 光検出部 １４ レーザービーム検出器 １５，１５ａ コネクタユニット １６ レンズ支持体 １６ａ フランジ ２０ Ｏリング ２１ 仕切り板 ２１ａ ピンホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Lamp 3 Laser beam generator 4, 4a Collimating lens 5 Beam splitter 6 Fixed mirror 7 Moving mirror 8 Moving mirror holder 9 Condensing lens 10 Fiber adapter 11 Optical fiber 12 Sample 13 Photodetector 14 Laser beam detector 15, 15a Connector unit 16 Lens support 16a Flange 20 O-ring 21 Partition plate 21a Pinhole

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】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、前記測定光となる干渉光を前記ケ
ースから取出すに際しては、集光レンズ系とファイバア
ダプタを一体としたコネクタユニットを介して取出すよ
うに構成したことを特徴とする分光分析計。1. A spectrometer for measuring the spectrum of transmitted or reflected light by irradiating a sample with measurement light emitted from a case, or obtaining a property value of the sample based on the spectrum. A spectrometer characterized in that, when the interference light is extracted from the case, the interference light is extracted through a connector unit in which a condenser lens system and a fiber adapter are integrated. 【請求項２】コネクタユニットを着脱自在としたことを
特徴とする請求項１記載の分光分析計。2. The spectrometer according to claim 1, wherein the connector unit is detachable. 【請求項３】コネクタユニットは集光レンズ系、ピンホ
ール、コリメートレンズ系からなり、集光レンズ系で集
光された光がピンホールを通ってコリメートレンズ系に
達するように配置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。3. The connector unit comprises a condenser lens system, a pinhole, and a collimating lens system, and is arranged so that light condensed by the condenser lens system reaches the collimating lens system through the pinhole. Claim 1 characterized by the following:
The spectrophotometer described. 【請求項４】ケースにコネクタユニットを位置決めする
ための基準面を設けたことを特徴とする請求項１記載の
分光分析計。4. The spectrometer according to claim 1, wherein a reference surface for positioning the connector unit is provided on the case. 【請求項５】コネクタユニットはケース側面にシール構
造を介して気密に固定されたことを特徴とする請求項１
記載の分光分析計。5. The connector unit according to claim 1, wherein the connector unit is airtightly fixed to a side surface of the case via a seal structure.
The spectrophotometer described.