JPH02276927A - Integral spectroscope and on-line spectral measuring instrument - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To use the integral spectroscope and spectral measuring instrument even under severe environmental conditions like the actual site of a manufacture line without difficult maintenance by uniting a light guide-in part and a spectral part whose plane shape is a Rowland circle by using a material which is high in optical spatial homogeneity. CONSTITUTION:A sample of the manufacture line flows in a measurement cell 20. The luminous flux emitted by a light source lamp 18 is transmitted through a condenser lens 8 to reach a filter 14 and an entrance slit 12. Then the luminous flux which is made incident on the spectral part 6 from the slit 12 is dispersed by a concave diffraction grating 10 to form an entrance slit image at a position corresponding to an exit slit. The incidence end surface of an optical fiber 16 is arranged at the position, so monochromatic luminous flux guided by the optical fiber 16 is transmitted through the sample flowing in the measurement cell part 20, guided by an optical fiber 26 to a detector 30, and detected.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は分光光度計の分光器と、例えば化学プラントの
製造ラインで使用するのに適するオンライン用分光計測
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a spectrometer for a spectrophotometer and an online spectrometer suitable for use, for example, in a production line of a chemical plant.

（従来の技術） 分光光度計では波長を選択するために分光器が備えられ
ている。分光器は分散素子を備え、所定の位置に入口ス
リットと出口スリットが設けられている。分光器内には
埃や腐食性ガスが侵入するのを防ぐために空気や窒素な
どのパージ用ガスを充填して外気と遮断している。(Prior Art) A spectrophotometer is equipped with a spectrometer to select a wavelength. The spectrometer is equipped with a dispersive element and has an entrance slit and an exit slit at predetermined positions. To prevent dust and corrosive gases from entering the spectrometer, it is filled with a purge gas such as air or nitrogen to isolate it from the outside air.

化学プラントの製造ラインでの分析に分光光度計が使用
される。製造ラインの試料を測定するには、Ｉ２造ライ
ンから試料を取り出し、測定室に設置した汎用の分光光
度計の試料室内に試料を置いて測定するか、又は製造ラ
インにバイパス流路を設け、そのバイパス流路にフロー
セルを接続し、そのフローセルが分光光度計の試料室内
に設置されるように分光光度計を設置する。Spectrophotometers are used for analysis on production lines in chemical plants. To measure a sample on the production line, either take the sample from the I2 production line and place it in the sample chamber of a general-purpose spectrophotometer installed in the measurement room, or set up a bypass flow path on the production line. A flow cell is connected to the bypass channel, and the spectrophotometer is installed so that the flow cell is installed in the sample chamber of the spectrophotometer.

（発明が解決しようとする課題） 製造ラインの試料を測定する場合、試料を取り出してａ
１ｇ定室で測定すれば、試料を測定室までもってくる間
に例えば温度が変化して様態が変わるなど、試料が変質
する虞れがある。また、測定のために長い時間を要する
問題がある。(Problem to be solved by the invention) When measuring a sample on a production line, take out the sample and
If the measurement is carried out in a 1 g chamber, there is a risk that the sample may change in quality, for example due to temperature changes while the sample is being delivered to the measurement chamber. Another problem is that it takes a long time for measurement.

製造ラインにバイパス流路を設ける方法では、余分な保
守作業が必要となり、保安上も問題になりやすい。The method of providing a bypass flow path in the production line requires extra maintenance work and is likely to cause safety problems.

また、バイパス流路を設けたとしても分光光度計を製造
ラインの現場に設置する必要がある。製造ラインの現場
は一般には測定室より環境条件が厳しく、例えば測定室
のようには空調がされておらず、雨風に曝されることも
あり、常温常圧でないこともある。従来の分光光度計の
分光器はそのような厳しい条件の環境下で使用するには
保守の面で困難が多い。Further, even if a bypass flow path is provided, a spectrophotometer must be installed at the manufacturing line site. Manufacturing line sites generally have more severe environmental conditions than measurement rooms; for example, they are not air-conditioned like measurement rooms, may be exposed to rain and wind, and may not be at normal temperature or pressure. Conventional spectrophotometer spectrometers are difficult to maintain when used under such harsh conditions.

オンライン用分光計測装置では、測定セル中を試料溶液
が流れる。測定セルの内壁、すなわち測定光の通る窓板
には徐々に汚れが付着してくる。In an online spectrometer, a sample solution flows through a measurement cell. Dirt gradually accumulates on the inner wall of the measurement cell, that is, on the window plate through which the measurement light passes.

そのため測定セルを長期間に渡って使用しているとその
試料吸光度の計測値が不正確になってくる。Therefore, if the measurement cell is used for a long period of time, the measured value of the sample absorbance becomes inaccurate.

そこで、測定セル部の汚れ具合をチエツクするために、
測定セルに標準溶液を流してやればよいが、試料の流れ
る本管に関係する流路内すべてを標準溶液と交換すると
すれば大がかりな操作が必要になる。Therefore, in order to check the degree of dirt on the measurement cell part,
It is sufficient to flow the standard solution into the measurement cell, but replacing the entire flow path related to the main pipe through which the sample flows with the standard solution requires extensive operations.

本発明は測定室のような制御された環境下だけでなく、
製造ラインの現場などのような厳しい環境条件のもとで
も困難な保守を伴なわずに使用することのできる分光器
を提供することを目的とするものである。The present invention can be used not only in a controlled environment such as a measurement room.
The object of the present invention is to provide a spectrometer that can be used without difficult maintenance even under severe environmental conditions such as on a production line.

本発明はまた、オンラインで使用するのに適する分光計
測装置を提供することも目的とするものである。It is also an object of the present invention to provide a spectroscopic measurement device suitable for on-line use.

さらに、本発明は、測定セルの汚れ具合をチエツクする
ことのできるオンライン用分光計測装置を提供すること
も目的とするものである。A further object of the present invention is to provide an online spectrometer capable of checking the degree of contamination of a measurement cell.

（課題を解決するための手段） 本発明の分光器は、光学的な空間的均質性の高い物質で
殆んど充填して一体化することによって分光器に関する
上記目的を達成するものであり。(Means for Solving the Problems) The spectrometer of the present invention achieves the above-mentioned objectives regarding the spectrometer by filling and integrating most of the material with a material having high optical spatial homogeneity.

光源からの光を取り入れる光導入部分と平面形状がロー
ランド円をなす分光部分とが光学的な空間的均質性の高
い物質で構成されて、殆んど空間をもたない状態で互い
に相対位置が固定されており、前記光導入部分の外面の
加工により集光レンズが形成され、前記分光部分の外面
の加工により分散素子が形成され、前記集光レンズと前
記分散素子の間の前記ローランド円上には入口スリット
が設けられている。The light introducing part that takes in the light from the light source and the spectroscopic part whose planar shape forms a Rowland circle are made of a material with high optical spatial homogeneity, and the relative positions of each other are shifted with almost no space between them. A condensing lens is formed by processing the outer surface of the light introduction part, a dispersion element is formed by processing the outer surface of the light splitting part, and a dispersion element is formed on the Rowland circle between the condensation lens and the dispersion element. is provided with an entrance slit.

光学的な空間的均質性の高い物質は、石英ガラスや光学
ガラスなどの透明物質である。測定範囲が紫外、可視、
近赤外、赤外などの広い波長範囲を含む場合は石英ガラ
スが望ましく、可視や近赤外の範囲の測定を行なう場合
には光学ガラスであってもよい。A material with high optical spatial homogeneity is a transparent material such as quartz glass or optical glass. Measurement range is ultraviolet, visible,
When measuring a wide wavelength range such as near-infrared and infrared, quartz glass is preferable, and when measuring in the visible and near-infrared ranges, optical glass may be used.

本発明のオンライン用分光計測装置は、上記の一体型分
光器と、光検出器と、試料溶液を送液するフローセルと
、前記一体型分光器からの光束をフローセルに導き、フ
ローセルを透過した光束を光検出器へ導く光ファイバと
を備えている。The online spectrometer of the present invention includes the above-mentioned integrated spectrometer, a photodetector, a flow cell for feeding a sample solution, a light flux from the integrated spectrometer to the flow cell, and a light flux transmitted through the flow cell. and an optical fiber that guides the light to the photodetector.

また、測定セルの汚れ具合をチエツクする目的を果たす
ために、本発明のオンライン用分光計測装置は、試料溶
液と標準溶液を切り替えてフローセルに送液する切替え
流路を備えている。Furthermore, in order to check the degree of contamination of the measurement cell, the online spectrometer of the present invention is equipped with a switching flow path that switches between a sample solution and a standard solution and sends them to the flow cell.

（作用） 分光器内は光学的な空間的均質性の高い物質で殆んど充
填されているので、埃や腐食性ガスが侵入しない。(Function) Since the interior of the spectrometer is almost entirely filled with a material with high optical spatial homogeneity, dust and corrosive gases do not enter.

また、分散素子や入口スリットの相対的な位置も固定さ
れており、温度変化などによっても調整は不要である。Furthermore, the relative positions of the dispersion element and the inlet slit are fixed, and no adjustment is required due to changes in temperature or the like.

一体型分光器を備えたオンライン用分光計測装置では、
一体型分光器からの光束を光ファイバによってフローセ
ルに導き、フローセルを透過した光束を光ファイバによ
って光検出器へ導いて検出を行なう。Online spectroscopic measurement equipment equipped with an integrated spectrometer
The light beam from the integrated spectrometer is guided to a flow cell through an optical fiber, and the light beam that has passed through the flow cell is guided through an optical fiber to a photodetector for detection.

切替え流路は、測定時には試料溶液をフローセルに送液
し、汚れ具合をモニタするときは標準溶液をフローセル
に送液する。The switching channel sends a sample solution to the flow cell during measurement, and sends a standard solution to the flow cell when monitoring the degree of contamination.

（実施例） 第１図は本発明を例えば化学プラントの製造ラインのオ
ンライン用分光光度計に適用した一実施例を表わす。(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to, for example, an online spectrophotometer for a production line of a chemical plant.

２は本発明の分光器であり、光導入部分４と分光部分６
がＢＫ７などの光学ガラスによって一体的に形成されて
いる。2 is a spectrometer of the present invention, which includes a light introduction part 4 and a spectroscopic part 6.
are integrally formed of optical glass such as BK7.

光導入部分４はブロック状に形成され、その光入射面の
一部が外側に凸曲面に加工されて研磨され、集光レンズ
８が形成されている。The light introduction portion 4 is formed into a block shape, and a part of the light entrance surface thereof is processed into a convex curved surface outward and polished to form a condenser lens 8.

分光部分６は円筒状に形成されており、その円筒の側面
の一部には外側に凸形状の球面上に溝が切られて凹面回
折格子１０が形成されている。凹面回折格子１０は円筒
の円がローランド円となるように形成する。The spectroscopic section 6 is formed in a cylindrical shape, and a concave diffraction grating 10 is formed by cutting grooves on a convex spherical surface on a part of the side surface of the cylinder. The concave diffraction grating 10 is formed so that the cylindrical circle is a Rowland circle.

集光レンズ８と凹面回折格子１０を結ぶ線上でローラン
ド円上には入口スリット１２が嵌め込まれ、入口スリッ
ト１２の近くで光入射側にフィルタ１４が嵌め込まれて
いる。入口スリット１２とフィルタ１４は分光器をなす
光学ガラスに設けられた狭い隙間の切込みに嵌め込まれ
ている。An entrance slit 12 is fitted on the Rowland circle on the line connecting the condenser lens 8 and the concave diffraction grating 10, and a filter 14 is fitted near the entrance slit 12 on the light incident side. The entrance slit 12 and the filter 14 are fitted into a narrow gap cut in the optical glass forming the spectrometer.

分光部分６のローランド円上で出口スリット該当位置に
バンドル型光ファイバ１６の入射端面が光学的に接合さ
れている。The input end face of the bundled optical fiber 16 is optically joined to the position corresponding to the exit slit on the Rowland circle of the spectroscopic section 6 .

１８は光源ランプである。18 is a light source lamp.

２０は化学プラントの製造ラインのパイプに設けられた
フローセル部であり、レンズ２２．２４によって測定光
が透過させられて測定セル部となっている。レンズ２２
．２４は光ファイバ１６から出射した光束を無駄なく試
料内に透過させ、光ファイバ２６の端面に入射させるた
めに設けられている。分光器２から導かれた単色光束が
光ファイバ１６によって測定セル部２０のレンズ２２へ
導かれる。光ファイバ１６の出射端面と対面するように
、測定セル部２０を挾んで受光用バンドル型光ファイバ
２６が設けられており、光ファイバ２６の出射端面から
出射した光束を集光レンズ２８で光電子増倍管などの検
出器３０の受光面上に入射させるように検出器３０が設
置されている。Reference numeral 20 denotes a flow cell section provided in a pipe of a production line of a chemical plant, and the measurement light is transmitted through lenses 22 and 24, forming a measurement cell section. lens 22
．． Reference numeral 24 is provided to allow the light beam emitted from the optical fiber 16 to pass through the sample without wasting it, and to make it enter the end face of the optical fiber 26. A monochromatic light beam guided from the spectrometer 2 is guided to a lens 22 of a measurement cell section 20 by an optical fiber 16. A light-receiving bundle type optical fiber 26 is provided sandwiching the measurement cell section 20 so as to face the output end face of the optical fiber 16, and the light beam emitted from the output end face of the optical fiber 26 is photoelectron-intensified by a condenser lens 28. The detector 30 is installed so that the light is incident on the light receiving surface of the detector 30, such as a multiplier tube.

本実施例の動作について説明する。The operation of this embodiment will be explained.

Ｊ１ｑ定セル部２０内を製造ラインの試料が流れている
。光源ランプ１８から出射した光束は集光レンズ８を透
過してフィルタ１４、入口スリット１２に達する。入口
スリット１２から分光部分６に入射した光束は凹面回折
格子１０で分散され、出口スリット該当位置に入口スリ
ット像を結ぶ。その位置には光ファイバ１６の入射端面
が配置されているので、光ファイバ１６により導かれた
単色光束が測定セル部２０内を流れる試料を透過し、光
ファイバ２６によって検出器３０へ導かれ検出される。A sample on the production line is flowing inside the J1q constant cell section 20. The light beam emitted from the light source lamp 18 passes through the condenser lens 8 and reaches the filter 14 and the entrance slit 12. The light beam entering the spectroscopic section 6 from the entrance slit 12 is dispersed by the concave diffraction grating 10, and forms an entrance slit image at the position corresponding to the exit slit. Since the incident end face of the optical fiber 16 is arranged at that position, the monochromatic light beam guided by the optical fiber 16 passes through the sample flowing inside the measurement cell section 20, and is guided by the optical fiber 26 to the detector 30 for detection. be done.

第２図は第１図の実施例において測定方式を複光束方式
としたものである。FIG. 2 shows the embodiment of FIG. 1 in which the measurement method is a double beam method.

図示は省略されているが、分光器は第１図のものと同じ
ものを使用するものとする。バンドル型光ファイバ１６
を試料側部分１６ａと対照側部分１６ｂに均等分割する
。光ファイバ１６ａと光ファイバ１６ｂから出射される
光束をそれぞれ試料側と対照側に切り分けるために、モ
ータ３２により回転するチョッパ３４が設けられている
。Although not shown, it is assumed that the same spectrometer as that in FIG. 1 is used. Bundled optical fiber 16
is equally divided into a sample side portion 16a and a control side portion 16b. A chopper 34 rotated by a motor 32 is provided to separate the light beams emitted from the optical fibers 16a and 16b into a sample side and a contrast side, respectively.

試料側には第１図と同じ試料セル部２０が設けられ、対
照側には光束を受光側光ファイバに導くためにレンズ３
６．３８が設けられている。試料側と対照側でそれぞれ
光束を受光するためにバンドル型光ファイバ２６ａ、２
６ｂが設置され、ともにバンドル型光ファイバ２６に合
流している。The same sample cell section 20 as shown in FIG. 1 is provided on the sample side, and a lens 3 is provided on the contrast side to guide the light beam to the receiving optical fiber.
6.38 is provided. Bundled optical fibers 26a, 2 are installed to receive the light beams on the sample side and the control side, respectively.
6b are installed, and both merge into the bundle type optical fiber 26.

第１図と同様に、２８は集光レンズ、３０は検出器であ
る。As in FIG. 1, 28 is a condenser lens, and 30 is a detector.

第２図の場合、第１図の測定セル部２０の位置に、測定
セル部２０の他にモータ３２、チョッパ３４．光ファイ
バ１６　ａ　＋　　１６　ｂ　ｔ　２６　ａ　＊　２６
ｂも含めて１つのユニットとして組み立てておくと便利
である。In the case of FIG. 2, in addition to the measurement cell section 20, a motor 32, a chopper 34. Optical fiber 16 a + 16 b t 26 a * 26
It is convenient to assemble it as one unit including b.

測定セル部２０は反射型で使用することもできる。ただ
し、反射型の場合は光路長は試料が流れる空隙の２倍に
なる。The measurement cell section 20 can also be used as a reflective type. However, in the case of a reflective type, the optical path length is twice the gap through which the sample flows.

第１図や第２図の実施例のように、出口スリット該当位
置から試料測定点までを光ファイバ１６で結び、試料測
定点から検出器までも光ファイバ２６で結ぶことにより
、オンラインでの使用が一層容易になる。As in the embodiments shown in Figures 1 and 2, online use is possible by connecting the exit slit corresponding position to the sample measurement point with the optical fiber 16, and connecting the sample measurement point to the detector with the optical fiber 26. becomes even easier.

第３図は入口スリットの切替えと波長走査を行なうこと
ができるようにした実施例を表わす。FIG. 3 shows an embodiment in which switching of the entrance slit and wavelength scanning can be performed.

入口スリット１２ａは入ロスリット邸動用モータ１３に
よって切り替えられる。入口スリット１２ａが設けられ
ている部分には分光器２の光学ガラスに微小な隙間の切
込みが設けられ、その切込みの隙間内でスリット１２ａ
を移動させることができる。The entrance slit 12a is switched by a motor 13 for operating the entrance slit. A cut with a minute gap is provided in the optical glass of the spectrometer 2 in the part where the entrance slit 12a is provided, and the slit 12a is formed within the gap of the cut.
can be moved.

また、第３図では、波長走査を行なうために光ファイバ
１６の入射端面が分光部分６の出口スリット該当位置に
なるローランド円に沿って移動できるように支持されて
いる。波長走査域が広くなる場合は光ファイバ１６の移
動と同時にフィルタ１４もスリット１２ａと同様の機構
により切り替えるようにする。Further, in FIG. 3, the input end face of the optical fiber 16 is supported so as to be movable along a Rowland circle corresponding to the exit slit position of the spectroscopic section 6 in order to perform wavelength scanning. When the wavelength scanning range becomes wider, the filter 14 is switched simultaneously with the movement of the optical fiber 16 using a mechanism similar to that of the slit 12a.

スリット１２ａが移動できる隙間を設けるために、第３
図で破線で示されるように、光導入部分４と分光部分６
を別個に構成し、隙間が小さくなる状態で画部分４，６
を固定してもよい。In order to provide a gap in which the slit 12a can move, the third
As shown by the broken line in the figure, the light introduction part 4 and the spectroscopic part 6
are configured separately, and the image areas 4 and 6 are separated with a smaller gap.
may be fixed.

第３図で波長走査を行なうために、光ファイバ１６を走
査させる代わりに、光ファイバ１６を固定しておき、分
光器本体２と光源１８を分光部分６の中心Ｏを回転中心
として回転させるようにしてもよい。In order to perform wavelength scanning in FIG. 3, instead of scanning the optical fiber 16, the optical fiber 16 is fixed, and the spectrometer main body 2 and the light source 18 are rotated about the center O of the spectroscopic section 6. You can also do this.

第１図又は第２図に示されるオンライン用分光光度計で
は、測定セル部２ｏ中を試料溶液が常時流れる。測定セ
ル部２０の内壁、すなわち測定光の通る窓板には、汚れ
が徐々に付着してくる。そのため、測定セル部２０を長
期間に渡って使用していると、その試料吸光度の計測値
が不正確になってくる。そこで、測定セル部２０の汚れ
具合をチエツクするためには、測定セル部２０に標準溶
液を流してやればよいが、試料の流れる本管に関係する
流路内すべてを標準溶液と交換するとすれば大がかりな
操作が必要になる。In the online spectrophotometer shown in FIG. 1 or 2, a sample solution constantly flows through the measurement cell section 2o. Dirt gradually accumulates on the inner wall of the measurement cell section 20, that is, on the window plate through which the measurement light passes. Therefore, if the measurement cell section 20 is used for a long period of time, the measured value of the sample absorbance becomes inaccurate. Therefore, in order to check the degree of contamination of the measurement cell section 20, it is sufficient to flow the standard solution into the measurement cell section 20, but if we replace all the flow paths related to the main pipe through which the sample flows with the standard solution, Large-scale operations are required.

第４図は′６＋ｌ！定セル部の汚れ具合をチエツクする
ために試料溶液と標準溶液を切り替えて流すことのでき
る切替え流路を備えた測定セル部の一例を表わしたもの
である。Figure 4 is '6+l! This figure shows an example of a measurement cell section that is equipped with a switching channel that can switch between a sample solution and a standard solution to check the degree of contamination in the constant cell section.

４０は測定セル部のフローセルであり、第２図の試料セ
ル部２０に用いられるものとして説明すると、フローセ
ル４０の一方の窓板４２に接近して分光器から光を導く
光ファイバ１６ａの出射端が設けられており、フローセ
ル４０の他方のｇｔｉ４４に接近してフローセル４０を
透過した光を検出器へ導く光ファイバ２６ａの入射端が
設けられている。Reference numeral 40 denotes a flow cell in the measurement cell section, which is used in the sample cell section 20 in FIG. An input end of an optical fiber 26a that approaches the other gti 44 of the flow cell 40 and guides the light transmitted through the flow cell 40 to a detector is provided.

フローセル４０には試料溶液を送液するパイプ４６と標
準溶液（又は試料ブランク液）を送液するパイプ４Ｂが
合流するように接続されており、パイプ４６には開閉弁
５０が設けられ、パイプ４８には開閉弁５２が設けられ
ている。開閉弁５０゜５２は計測装置本体から送られて
くる電気信号によって、一方が開、他方が閉となるよう
に制御される。A pipe 46 for transporting the sample solution and a pipe 4B for transporting the standard solution (or sample blank solution) are connected to the flow cell 40 so as to join together, and the pipe 46 is provided with an on-off valve 50 . is provided with an on-off valve 52. The on-off valves 50 and 52 are controlled by electrical signals sent from the main body of the measuring device so that one is open and the other is closed.

第４図の測定セル部では、試料溶液の通常のｉｉｌ！１
定時には試料溶液側の開閉弁５０を開とし、標準溶液側
の開閉弁５２を閉の状態に設定し、第１図又は第３図に
示されているような一体型分光器から光ファイバ１６ａ
によってフローセル４０に試料測定用光束を送り込んで
吸光度を測定する。In the measurement cell section of FIG. 4, the sample solution is normally ii! 1
At regular time, the on-off valve 50 on the sample solution side is opened, the on-off valve 52 on the standard solution side is set in the closed state, and the optical fiber 16a is connected to the integrated spectrometer as shown in FIG. 1 or 3.
A light beam for sample measurement is sent into the flow cell 40 to measure the absorbance.

ある一定時間、試料溶液を流したら、今度は試料溶液側
の開閉弁５０を閉とし、標準溶液側の開閉弁５２を開に
切り替えて、フローセル４０内に標準溶液を流す。この
時にセル内部、すなわち窓板４２，４４の内壁面の汚れ
具合を測定して、そのデータを計測装置本体の動作を制
御するコンピュータに記憶させる。After the sample solution has been allowed to flow for a certain period of time, the on-off valve 50 on the sample solution side is closed, the on-off valve 52 on the standard solution side is switched to open, and the standard solution is allowed to flow into the flow cell 40. At this time, the degree of dirt inside the cell, that is, on the inner wall surfaces of the window panels 42 and 44, is measured, and the data is stored in a computer that controls the operation of the main body of the measuring device.

ついで、再び開閉弁５ｏを開、開閉弁５２を閉の試料溶
液測定状態に戻して試料溶液の吸光度を測定する。その
測定データから先のセル内部の汚れ具合のデータを差引
きし、得られたデータが試料溶液をそのまま測定しただ
けの生データとある値を越えて食い違った場合は、汚れ
具合の補正をした方のデータを正しい吸光度測定用のデ
ータとする。Next, the on-off valve 5o is opened again, the on-off valve 52 is returned to the closed sample solution measurement state, and the absorbance of the sample solution is measured. The previous data on the degree of contamination inside the cell was subtracted from the measured data, and if the obtained data differed by more than a certain value from the raw data obtained by simply measuring the sample solution, the degree of contamination was corrected. Use this data as the correct data for absorbance measurement.

第４図の切替え流路をさらに詳しく第５図に示す。The switching flow path shown in FIG. 4 is shown in more detail in FIG.

試料溶液はパイプ４６で開閉弁５０からフローセル４ｏ
を通って開閉弁５１を通り、流出していく。一方、標準
溶液はパイプ４８による循環流路中を流れる。すなわち
、標準溶液は、標準溶液貯液ＭＪ５６から循環ポンプ５
８によってパイプ４８中を送られ、開閉弁５２からフロ
ーセル４０を通り、開閉弁５３を経て再び標準溶液貯液
槽５６に戻る。The sample solution is passed through the pipe 46 from the on-off valve 50 to the flow cell 4o.
It passes through the on-off valve 51 and flows out. On the other hand, the standard solution flows through the circulation channel formed by the pipe 48. That is, the standard solution is transferred from the standard solution storage MJ56 to the circulation pump 5.
8 through the pipe 48, passes through the on-off valve 52, passes through the flow cell 40, passes through the on-off valve 53, and returns to the standard solution storage tank 56 again.

開閉弁５０．５１には計測装置本体から制御信号Ａが供
給され、開閉弁５２．５３には計測装置本体から制御信
号Ｂが供給され、循環ポンプ５８には計測装置本体から
制御信号Ｃが供給される。Control signal A is supplied from the measuring device main body to the on-off valves 50.51, control signal B is supplied from the measuring device main body to the on-off valves 52.53, and control signal C is supplied from the measuring device main body to the circulation pump 58. be done.

試料溶液の吸光度を測定する動作モードの時は制御信号
Ａがオン状態となって開閉弁５０．５１が開、制御信号
Ｂがオフ状態となって開閉弁５２゜５３が閉、制御信号
Ｃもオフ状態となって循環ポンプ５８が停止している。In the operation mode for measuring the absorbance of a sample solution, the control signal A is turned on and the on-off valves 50 and 51 are opened, the control signal B is turned off and the on-off valves 52 and 53 are closed, and the control signal C is also turned on. The circulation pump 58 is in an off state and is stopped.

一方、フローセル４０内の汚れ具合をモニタする動作モ
ードのときは、制御信号Ａがオフ状態となって開閉弁５
０．５１が閉、制御信号Ｂがオン状態となって開閉弁５
２．５３が開、制御信号Ｃがオン状態となって循環ポン
プ５８が運転状態となる。On the other hand, in the operation mode for monitoring the degree of dirt inside the flow cell 40, the control signal A is in the OFF state and the on-off valve 5 is in the OFF state.
0.51 is closed, control signal B is on, and on-off valve 5
2.53 is opened, the control signal C is turned on, and the circulation pump 58 is put into operation.

第６図は、第２図のオンライン用分光計において、対照
側にもフローセル６０を設け、フローセル６０には標準
溶液を常時流すようにした測定セル部を表わしている。FIG. 6 shows a measurement cell portion of the online spectrometer shown in FIG. 2, in which a flow cell 60 is also provided on the control side, and a standard solution is constantly supplied to the flow cell 60.

試料側のフローセル４０には開閉弁５０．５２の切替え
によって試料溶液と標準溶液が切り替えて流され、対照
側のフローセル６０には標準溶液パイプ４８から標準溶
液が常時流されている。パイプ４８の流路は、第５図に
示されたものと同様に、循環ポンプによって標準溶液貯
液槽から供給され、再び標準溶液貯液槽に戻る循環流路
となっている。A sample solution and a standard solution are alternately supplied to the flow cell 40 on the sample side by switching the on-off valves 50 and 52, and a standard solution is constantly supplied to the flow cell 60 on the control side from the standard solution pipe 48. Similar to the flow path shown in FIG. 5, the flow path of the pipe 48 is a circulation flow path in which the standard solution is supplied from the standard solution storage tank by a circulation pump and returns to the standard solution storage tank again.

分光器からの光束は試料側光ファイバ１６ａと対照側光
ファイバ１６　ｂに分割され、試料側光束はフローセル
４０に導かれ、対照側光束はフローセル６０に導かれる
。フローセル４０を出た光束は光ファイバ２６ａに導か
れ、フローセル６０を出た光束は光ファイバ２６ｂに導
かれて、−束の光ファイバ２６に合流して光検出器へ導
かれる。The light beam from the spectroscope is split into a sample side optical fiber 16a and a contrast side optical fiber 16b, the sample side light beam is guided to the flow cell 40, and the contrast side light beam is guided to the flow cell 60. The light flux that exits the flow cell 40 is guided to the optical fiber 26a, and the light flux that exits the flow cell 60 is guided to the optical fiber 26b, joins the optical fiber 26, and is guided to the photodetector.

第６図では、試料溶液を測定するときは計測装置本体側
からの制御信号Ａがオン状態となって開閉弁５０が開、
制御信号Ｂがオフ状態となって開閉弁５２が閉となる。In FIG. 6, when measuring a sample solution, the control signal A from the measuring device main body is turned on, and the on-off valve 50 is opened.
The control signal B is turned off and the on-off valve 52 is closed.

一方、フローセル４０の汚れ具合をモニターする時は、
制御信号Ａがオフ状態となって開閉弁５０が閉、制御信
号Ｂがオン状態となって開閉弁５２が開となる。On the other hand, when monitoring the degree of contamination of the flow cell 40,
When the control signal A is turned off, the on-off valve 50 is closed, and when the control signal B is turned on, the on-off valve 52 is opened.

第７図は、オシライン用分光計測装置とする場合に、吸
光度のベースラインを得るために標準溶液の測定を行な
う対照側光学系を備えた他の例を表わす。FIG. 7 shows another example of a spectrometer for oscillation, which is equipped with a control side optical system for measuring a standard solution in order to obtain a baseline absorbance.

６４は測定セル部であり、石英ガラスなどにてなる窓板
６６．６８で挾まれたセルチャンバー６９が形成されて
いる。セルチャンバー６９を試料溶液が流れる。セルチ
ャンバー６９で窓板６６゜６８で挾まれた空間は所定の
光路長を形成している。試料側の受光側光ファイバ２６
ａは、その先端面が測定セル部６４で窓板６８に接近し
て位置決めされるように、測定セル部６４にネジで固定
されている。Reference numeral 64 denotes a measurement cell section, in which a cell chamber 69 is formed between window plates 66 and 68 made of quartz glass or the like. A sample solution flows through the cell chamber 69. The space between the window plates 66 and 68 in the cell chamber 69 forms a predetermined optical path length. Light receiving side optical fiber 26 on the sample side
a is fixed to the measurement cell part 64 with a screw so that its tip end surface is positioned close to the window plate 68 in the measurement cell part 64.

計測装置本体の分光器から光を導く照射側光ファイバ１
６の先端面はセルチャンバー６９を挾んで受光側光ファ
イバ２６ａの先端面と対面する位置に設置されている。Irradiation side optical fiber 1 that guides light from the spectrometer in the measurement device main body
The distal end surface of the optical fiber 6 is placed at a position facing the distal end surface of the light-receiving optical fiber 26a across the cell chamber 69.

光ファイバ１６とセルチャンバー６９の間には集光レン
ズ６２が設けられており、光ファイバ１６の先端面から
出射した光束を集光させてセルチャンバー６９を透過さ
せ、受光側光ファイバ２６ａの先端面に、焦点を結ばせ
る。A condensing lens 62 is provided between the optical fiber 16 and the cell chamber 69, which condenses the light beam emitted from the distal end surface of the optical fiber 16 and transmits it through the cell chamber 69. Focus on the surface.

吸光度のベースラインを得るための標準溶液を収容する
ために角型セルフ４が設けられている。光ファイバ１６
から出射して集光レンズ６２で集光された光束を試料側
又は対照側のそれぞれの試料セルに導くために、集光レ
ンズ６２とセルチャンバー６９の間に平面鏡７０が挿入
され、この平面鏡７０は暉動用モータ７２の回転軸に取
りつけられ、破線で示されるように集光レンズ６２を通
った光を対照側に反射させる位置と、実線で示されるよ
うに光路から外れて光を試料側に通す位置の間で移動す
ることができる。対照側の受光側光ファイ／＜　２６　
ｂの先端面は平面鏡７０で反射された光束が焦点を結ぶ
位置に来るように位置決めされている。角型セルフ４は
平面鏡７０で反射されて光ファイバ２６ｂに導かれる光
路上に設けられている。この角型セルフ４は固定式、す
なわち非フロー型であり、かつ、容易に交換可能である
。角型セルフ４の光路長は試料側のセルチャンバー６９
の光路長と等しく設定されている。角型セルフ４に標準
溶液を入れておけば、そこを透過した光束を光ファイバ
２６ｂで受光し、計測装置本体に取り込んで吸光度のベ
ースラインを得ることができる。A square cell 4 is provided to accommodate a standard solution for obtaining a baseline absorbance. optical fiber 16
A plane mirror 70 is inserted between the condenser lens 62 and the cell chamber 69 in order to guide the light beam emitted from the condenser lens 62 and condensed by the condenser lens 62 to each sample cell on the sample side or the control side. is attached to the rotating shaft of the percussion motor 72, and has two positions, as shown by the broken line, to reflect the light that has passed through the condenser lens 62 to the target side, and a position to deviate from the optical path and reflect the light to the sample side, as shown by the solid line. Can be moved between threading positions. Optical fiber on receiving side of contrast side/<26
The tip end face of b is positioned so that the light beam reflected by the plane mirror 70 is focused. The square self-container 4 is provided on the optical path that is reflected by the plane mirror 70 and guided to the optical fiber 26b. This square self-container 4 is a fixed type, that is, a non-flow type, and is easily replaceable. The optical path length of the square cell 4 is the cell chamber 69 on the sample side.
is set equal to the optical path length of If a standard solution is placed in the square cell 4, the light beam transmitted through the standard solution can be received by the optical fiber 26b and taken into the main body of the measuring device to obtain a baseline of absorbance.

旺動用モータ７２としては回転角度位置を正しく出すた
めにステッピングモータ用いる。また、図には表わされ
ていないが、回転角の原点位置を検出する手段も備えら
れている。受光側光ファイバ２６ａと２６ｂは途中から
一束の光ファイバ２６に合流し、光ファイバ２６の他端
は計測装置本体内に導かれている。A stepping motor is used as the active motor 72 in order to correctly determine the rotational angle position. Although not shown in the figure, means for detecting the origin position of the rotation angle is also provided. The light-receiving side optical fibers 26a and 26b join into a bundle of optical fibers 26 from the middle, and the other end of the optical fiber 26 is guided into the main body of the measuring device.

旺動用モータ７２の制御信号は計測装置本体から与えら
れる。A control signal for the active motor 72 is given from the main body of the measuring device.

第７図で用いる角型セルフ４を第８図に示す。The square selfie 4 used in FIG. 7 is shown in FIG.

第７図の実施例において、試料側セルチャンバー６９に
試料溶液を流し、角型セルフ４にｍ半溶液を入れておく
。計測装置本体の分光器で分光された光を光ファイバ１
６によって導き、モータ７２によって平面鏡７ｏを実線
の位置又は破線の位置に切り換える。実線の位置にある
ときは光はセルチャンバー６９の試料溶液を透過して光
ファイバ２６ａに入射し、試料溶液による吸光度が測定
される。平面鏡７０を破線の位置に切り換えたときは光
は角型セルフ４の標Ｉ′！！溶液を透過して対照側光フ
ァイバ２６ｂに入射し、吸光度のベースラインが測定さ
れる。In the embodiment shown in FIG. 7, a sample solution is poured into the sample-side cell chamber 69, and half a solution is placed in the rectangular self-container 4. The light separated by the spectrometer in the measurement device is sent to optical fiber 1.
6, and the motor 72 switches the plane mirror 7o to the position shown by the solid line or the position shown by the broken line. At the position indicated by the solid line, the light passes through the sample solution in the cell chamber 69 and enters the optical fiber 26a, and the absorbance due to the sample solution is measured. When the plane mirror 70 is switched to the position indicated by the broken line, the light is directed to the square I'! ! The light passes through the solution and enters the control optical fiber 26b, and the baseline absorbance is measured.

第７図において平面鏡７ｏの位置を切り換える手段とし
ては、モータ以外に例えばソレノイドを用いてもよい。In FIG. 7, as means for switching the position of the plane mirror 7o, for example, a solenoid may be used instead of a motor.

対照側セルとして非フロー型の角型セルフ４を用いると
、標準溶液を用いてベースラインのチエツクをする作業
が容易になる。また、角型セルフ４を用いると、測定対
象試料に応じて標準溶液を容易に交換することができる
ので、プラントのラインにおいて実情に一暦見合った吸
光度測定を行なうことが可能になる。しかし、対照側に
もフローセルを用いてもよい。If a non-flow type rectangular cell 4 is used as a control cell, it becomes easier to check the baseline using a standard solution. Furthermore, by using the square selfie 4, the standard solution can be easily exchanged depending on the sample to be measured, making it possible to perform absorbance measurements that are consistent with the actual situation on the plant line. However, a flow cell may also be used on the control side.

また、試料側のセルチャンバー６９には、第４図又は第
６図に示されるように試料溶液と切り換えて標準溶液を
流すことができるようにし、窓板６６．６８の汚れ具合
をチエツクできるようにしてもよい。Furthermore, as shown in FIG. 4 or 6, a standard solution can be flowed into the cell chamber 69 on the sample side instead of a sample solution, so that the degree of dirt on the window plates 66 and 68 can be checked. You can also do this.

第７図において破線で囲まれた部分を１つのユニットと
して組み立てておくと便利である。It is convenient to assemble the portion surrounded by broken lines in FIG. 7 as one unit.

第９図は光ファイバ１６からの光を試料側と対照側に分
ける他の手段を備えた実施例を表わす。FIG. 9 represents an embodiment with another means of dividing the light from the optical fiber 16 into a sample side and a control side.

第７図における平面鏡７０の代わりに半透明鏡７６を用
いる。光ファイバ１６から出射し、集光レンズ６２を経
た光は半透明鏡７６によって常時２分割される。半透明
鏡７６を透過した光は試料側セルフ８を透過して光ファ
イバ２６ａに入射し、半透明鏡７６で反射された光は対
照側セル８０を透過して光ファイバ２６ｂに入射する。A semi-transparent mirror 76 is used in place of the plane mirror 70 in FIG. The light emitted from the optical fiber 16 and passed through the condenser lens 62 is always divided into two by the semi-transparent mirror 76. The light transmitted through the semi-transparent mirror 76 passes through the sample-side cell 8 and enters the optical fiber 26a, and the light reflected by the semi-transparent mirror 76 passes through the contrast-side cell 80 and enters the optical fiber 26b.

光ファイバ２６ａと２６ｂには常時光が入射しているの
で、計測装置本体にはいずれか一方の光が導かれるよう
にするために、光ファイバ２６ａ。Since light is always incident on the optical fibers 26a and 26b, in order to guide either one of the lights to the main body of the measuring device, the optical fiber 26a is used.

２６ｂにそれぞれ光スイツチング素子８２．８４を設け
ておく。８６は光合波器であり、光スイツチング素子８
２．８４をそれぞれ経由した光を集め、光ファイバ２６
を経て計測装置本体へ導く。26b are provided with optical switching elements 82 and 84, respectively. 86 is an optical multiplexer, and optical switching element 8
2.84, the lights are collected and connected to the optical fiber 26.
It leads to the main body of the measuring device.

光スイツチング素子８２．８４には計測装置本体から制
御信号を送り、光スイツチング素子８２゜８４をオン・
オフ制御することにより、試料溶液の吸光度の測定を行
なったり、標準溶液によるベースラインのチエツクを行
なう。A control signal is sent to the optical switching elements 82 and 84 from the measuring device main body, and the optical switching elements 82 and 84 are turned on and off.
By controlling off, the absorbance of the sample solution can be measured or the baseline can be checked using a standard solution.

セルフ８．８０はフローセルであってもよく。The cell 8.80 may be a flow cell.

非フロー型角型セルであってもよい。また、試料側セル
フ８がフローセルである場合、第４図又は第６図に示さ
れるように試料溶液と標準溶液を切り換えて流すことが
できるようにしてもよい。It may also be a non-flow type rectangular cell. Further, when the sample side self 8 is a flow cell, it may be possible to switch between the sample solution and the standard solution as shown in FIG. 4 or FIG. 6.

（発明の効果） 本発明では分光器を光学的な空間的均質性の高い物質で
殆んど一体化して構成したので、分光器が外気や埃から
遮断され、調整や検査の必要がなくなり、保守が容易に
なる。また、加工組立て工数や部品点数が減少し、低コ
ストにすることができる。(Effects of the Invention) In the present invention, since the spectrometer is almost integrated with a material having high optical spatial homogeneity, the spectrometer is shielded from outside air and dust, eliminating the need for adjustment and inspection. Maintenance becomes easier. Furthermore, the number of processing and assembly steps and the number of parts are reduced, making it possible to lower costs.

外気や埃から遮断されることにより、従来必要であった
空気や窒素によるパージ用装置が不要になる。By being isolated from outside air and dust, there is no need for air or nitrogen purging devices, which were previously required.

本発明の分光器を用いた分光光度計は、厳しい環境条件
下においても使用することができるので、化学プラント
の製造ラインなどの現場でオンラインで使用することが
できるようになる。A spectrophotometer using the spectrometer of the present invention can be used even under harsh environmental conditions, so it can be used online in a field such as a production line of a chemical plant.

測定セル部のフローセルに試料溶液と標準溶液を切り替
えて流すことのできる切替え流路を設けることにより、
製造ライン中の試料溶液の長期間に渡る吸光度常時測定
において、任意の時間間隔でフローセル内の試料溶液自
身から生ずる汚れ具合をモニタすることができ、必要に
応じて吸光度の補正を行なうことが可能になる。By providing a switching channel in the flow cell of the measurement cell section that can switch between sample solution and standard solution,
When constantly measuring the absorbance of sample solutions on the production line over a long period of time, it is possible to monitor the degree of contamination caused by the sample solution itself in the flow cell at arbitrary time intervals, and it is possible to correct the absorbance as necessary. become.

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

第１図は一実施例の分光器を用いたオンライン用分光光
度計を示す概略平面図、第２図は他の使用態様における
試料測定部分から検出器部分を示す概略平面図、第３図
は分光器の他の実施例を示す概略平面図、第４図は計測
装置の実施例における測定セル部を示す流路図、第５図
は同測定セル部をさらに詳細に示す流路図、第６図はさ
らに他の計測装置の実施例における測定セル部を示す流
路図、第７図はさらに他の計測装置の実施例を示す概略
平面図、第８図は第７図で用いる角型セルを示す斜視図
、第９図はさらに他の計測装置の実施例を示す概略平面
図である。 ２・・・・・・分光器本体、４・・・・・・光導入部分
、６・・・・・・分光部分、８・・・・・・集光レンズ
、１０・・・・・・凹面回折格子、１２，１２ａ・・・
・・・入口スリット、１４・・・・・・フィルタ、１６
．１６ａ、１６ｂ、２６，２６ａ。 ２６ｂ・・・・・・光ファイバ、１８・・・・・・光源
ランプ、２０．６４・・・・・・測定セル部、３０・・
・・・・検出器、４０゜６９・・・・・・フローセル、
４６・・・・・・試料溶液用パイプ、４８・・・・・・
標準溶液用パイプ、５０，５１，５２゜５３・・・・・
・開閉弁、７ｏ・・・・・・平面鏡、７４・・・・・・
角型セル、７６・・・・・・半透明鏡、７８，８０・・
・・・・セル。 試糾奉液 ↓ 特許出聞六　株式会社島津製作所Fig. 1 is a schematic plan view showing an online spectrophotometer using a spectrometer of one embodiment, Fig. 2 is a schematic plan view showing the detector part from the sample measurement part in another usage mode, and Fig. 3 is FIG. 4 is a schematic plan view showing another embodiment of the spectrometer, FIG. 4 is a flow path diagram showing the measurement cell section in the embodiment of the measuring device, FIG. FIG. 6 is a flow path diagram showing a measurement cell section in yet another embodiment of the measuring device, FIG. 7 is a schematic plan view showing yet another embodiment of the measuring device, and FIG. 8 is a square diagram used in FIG. 7. FIG. 9 is a perspective view showing the cell, and a schematic plan view showing another embodiment of the measuring device. 2... Spectrometer main body, 4... Light introduction part, 6... Spectroscopic part, 8... Condensing lens, 10... Concave diffraction grating, 12, 12a...
...Inlet slit, 14...Filter, 16
．． 16a, 16b, 26, 26a. 26b... Optical fiber, 18... Light source lamp, 20.64... Measurement cell section, 30...
...Detector, 40°69...Flow cell,
46... Sample solution pipe, 48...
Standard solution pipe, 50, 51, 52゜53...
・Opening/closing valve, 7o...Flat mirror, 74...
Square cell, 76...Semi-transparent mirror, 78,80...
····cell. Test liquid↓ Patent Demonroku Shimadzu Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）光源からの光を取り入れる光導入部分と平面形状
がローランド円をなす分光部分とが光学的な空間的均質
性の高い物質で構成されて、殆んど空間をもたない状態
で互いに相対位置が固定されており、前記光導入部分の
外面の加工により集光レンズが形成され、前記分光部分
の外面の加工により分散素子が形成され、前記集光レン
ズと前記分散素子の間の前記ローランド円上には入口ス
リットが設けられている一体型分光器。(1) The light introducing part that takes in light from the light source and the spectroscopic part whose planar shape forms a Roland circle are made of a material with high optical spatial homogeneity, and are mutually adjacent to each other with almost no space between them. The relative positions are fixed, a condensing lens is formed by processing the outer surface of the light introducing section, a dispersion element is formed by processing the outer surface of the spectroscopic section, and the distance between the condensing lens and the dispersion element is An integrated spectrometer with an entrance slit on the Rowland circle. （２）光源からの光を取り入れる光導入部分と平面形状
がローランド円をなす分光部分とが光学的な空間的均質
性の高い物質で構成されて、殆んど空間をもたない状態
で互いに相対位置が固定されており、前記光導入部分の
外面の加工により集光レンズが形成され、前記分光部分
の外面の加工により分散素子が形成され、前記集光レン
ズと前記分散素子の間の前記ローランド円上には入口ス
リットが設けられている一体型分光器と、光検出器と、
試料溶液を送液するフローセルと、前記一体型分光器か
らの光束をフローセルに導き、フローセルを透過した光
束を光検出器へ導く光ファイバとを備えたオンライン用
分光計測装置。(2) The light introduction part that takes in light from the light source and the spectroscopic part whose planar shape forms a Rowland circle are made of a material with high optical spatial homogeneity, and are mutually adjacent to each other with almost no space between them. The relative positions are fixed, a condensing lens is formed by processing the outer surface of the light introducing section, a dispersion element is formed by processing the outer surface of the spectroscopic section, and the distance between the condensing lens and the dispersion element is An integrated spectrometer with an entrance slit on the Rowland circle, a photodetector,
An online spectroscopic measurement device comprising a flow cell for feeding a sample solution, and an optical fiber for guiding a light beam from the integrated spectrometer to the flow cell and guiding a light beam transmitted through the flow cell to a photodetector. （３）前記フローセルには試料溶液と標準溶液を切り替
えてフローセルに送液する切替え流路が設けられている
請求項２に記載のオンライン用分光計測装置。(3) The online spectrometer according to claim 2, wherein the flow cell is provided with a switching channel that switches between a sample solution and a standard solution and sends them to the flow cell.