JPH055703A - 吸光度検出装置 - Google Patents

吸光度検出装置

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JPH055703A
JPH055703A JP15716791A JP15716791A JPH055703A JP H055703 A JPH055703 A JP H055703A JP 15716791 A JP15716791 A JP 15716791A JP 15716791 A JP15716791 A JP 15716791A JP H055703 A JPH055703 A JP H055703A
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JP
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light
absorbance
gain
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JP15716791A
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徹 ▲さき▼村
Tooru Sakimura
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】吸光度範囲の広い試料の検出が行えようにする
ことである。 【構成】サンプル流しの前に、光源の光量を決定する光
源ゲインG2 を最大値に、受光アンプG1 をG1 ・G2
=一定となるように最小値に設定し、その状態で受光セ
ンサで検出された光量を基準データ(基準光量)として
取得しておく(ステップS1,S2)。この基準データ
取得後にサンプルを流し(ステップS3)、その検出光
量を計測データとして取得し、この計測データと基準デ
ータから吸光度を計算する処理を、吸光度レベルが適性
範囲となるまでG1 を増加、G2 を減少させながら繰返
し(ステップS4〜S8)、適性範囲となった際のG1
,G2 を適性ゲインとして決定してサンプル流しを終
了し、再度この適性ゲインでの基準データを取得し、吸
光度再計算を行う(ステップS9〜S11)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に電気泳動装置等、
吸光度の高い検出感度を要求される分野に好適な吸光度
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液体又は気体中における試料によ
る光学濃度、即ち吸光度を計測する吸光度検出装置は、
例えば図3に示すように構成されていた。
【0003】図3に示す吸光度検出装置は、投光側、受
光側及びデータ処理部(31)の3つのブロックにより
構成される。まず投光側は、光源部11、投光部12及
びこの2つを光学的に連結するための光ファイバ13よ
り構成される。次に受光側は、受光部21及び制御部2
2より構成される。ここで、受光部21を構成し、光量
を検出するためのイメ一ジセンサ23、及びチャージア
ンプ24は、検出対象である泳動槽25と、短い光ファ
イバ26により、近接して設置されている。
【0004】さて、受光側の制御部22は、イメ一ジセ
ンサ23を制御し、チャージアンプ24の出力を処理し
て、データ処理部31へ光量信号を出力する。データ処
理部31は、光源部11及び制御部22をコントロール
すると共に、制御部22から出力されてきた光量信号を
次のように処理して吸光度(OD)を計算する。
【0005】吸光度OD=log10IR /IM IR :基準光量(試料が無いとき) IM :計測光量(試料が有るとき) 上記の式で、計測光量IM は、試料による吸光量変化分
をΔIM とすると、 IM =IR −ΔIM と表わせる。したがって吸光度ODは、 OD=log10{1/(1−ΔIM /IR )} と表わせる。
【0006】この式から、吸光度ODは、ΔIM /IR
に対して図4に示すように変化し、ΔIM /IR を大き
くすれば吸光度ODが急激に上昇し、感度が上がること
がわかる。
【0007】しかしながら、ここでコントロール可能な
基準光量IR について考えてみると、IR をむやみに小
さくするということは、光量の絶対値が下がり、相当す
る電気出力も微小となるため、電気的なS/N比を考慮
して、あるレベル以上とする必要がある。そこで通常
は、計測すべき最大のΔIMに、幾らかの余裕をとっ
て、基準光量IR を設定している。
【0008】従来、この基準光量IR 、即ち光源光量
は、固定となっており、したがって検出感度も固定とな
る。このため、広い範囲のΔIM に対して計測が必要な
場合には、特に吸光度の小さい試料の検出が行えず、問
題である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
吸光度検出装置では、光源光量が固定式であったため、
検出感度も固定となり、吸光度範囲の広い試料の検出が
不可能であるという問題があった。
【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
その目的は、吸光度範囲の広い試料の検出が行える吸光
度検出装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、液体又は気体
中における試料による吸光度を計測する吸光度検出装置
において、試料の吸光度に応じて光源の光量を自動的に
調節し、且つこれに同期して受光感度を光量の増減方向
とは逆方向に調節する手段を設け、試料に応じて最大感
度で吸光度を計測するようにしたことを特徴とする。
【0012】
【作用】上記の構成によれば、吸光度検出に使用する光
源の光量を固定とせずに、試料の吸光度に自動的に追従
させて変化させ、この光量変化に同期して受光感度を光
量の変化方向とは逆方向に変化させ、光量と受光感度と
の関係を常に一定に保つことにより、各試料に応じて最
大感度で吸光度を計測することが可能となる。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る吸光度検出装
置の本発明に直接関係する部分の構成を示すブロックで
ある。
【0014】図1において、1はマイクロコンピュータ
などにより実現される制御装置である。制御装置1に
は、(投光側の)光源2を駆動するための光源駆動アン
プ3が、D/A(ディジタル/アナログ)コンバータ4
を介して接続されている。このD/Aコンバータ4に
は、光源2の光量を決定するためのディジタルの光量信
号(以下、光源ゲインと称する)G2 が制御装置1から
与えられるようになっている。
【0015】制御装置1にはまた、吸光度検出装置の
(受光側の)受光センサ5からの受光信号(光量信号)
を増幅するための受光アンプ6が、A/D(アナログ/
ディジタル)コンバータ7を介して接続されている。こ
の受光アンプ6と制御装置1との間には、同制御装置1
から与えられる受光アンプゲインG1 (ディジタル値)
をディジタル/アナログ変換して受光アンプ6に供給す
るD/Aコンバータ8が設けられている。
【0016】上記受光アンプゲインG1 と上記光源ゲイ
ンG2 は、次式 G1 ・G2 =k=一定(constant) の関係を満足するように、制御装置1により設定される
ものである。
【0017】制御装置1には更に、データを出力するた
めの装置、例えばグラフィックディスプレイ端末9が接
続されている。
【0018】図1の構成において、制御装置1は、D/
Aコンバータ4にディジタルの光源ゲインG2 を与える
ことにより、同D/Aコンバータ4を介して光源駆動ア
ンプ3への光量信号をコントロールする。
【0019】同時に制御装置1は、光源ゲインG2 と対
応する受光アンプゲインG1 をD/Aコンバータ8に与
えることにより、同D/Aコンバータ8を介して受光ア
ンプ6のゲインをコントロールする。即ち制御装置1
は、受光アンプ6において、光源ゲインG2 で決定され
る光源光量強度に応じた(反比例した)ゲイン(G1 )
による受光信号(光量信号)の信号増幅を行わせる。
【0020】ここで制御装置1は、G1 ,G2 を、上記
したようにG1 ・G2 =k(一定)となるように設定す
ることから、光源光量(G2 )を下げた場合に、そのま
までは検出信号レベルが落ちるのを、受光アンプゲイン
(G1 )を上げることで補正していることになる。この
ことにより、受光アンプゲインの変更に無関係に、基準
光量検出レベルは一定に保たれる。
【0021】次に、図1の吸光度検出装置による吸光度
検出処理の詳細を、図2を参照して説明する。なお、図
2は、図1の吸光度検出装置による吸光度検出処理手順
(アルゴリズム)を示すフローチャートである。
【0022】まず図1の吸光度検出装置の制御装置1
は、D/Aコンバータ4に、光量ゲインG2 としてハー
ドウェア仕様で決まる(最大光量を指定するための)最
大ゲイン(初期ゲイン)Gmax を与える(ステップS
1)。同時に制御装置1は、前記したG1 ,G2 の関係
から明らかなように、D/Aコンバータ7に受光アンプ
ゲインG1 として、k/G2 、即ち最小ゲインを指定す
るk/Gmax を与える。
【0023】次に制御装置1は、上記の最大光源ゲイン
G2 (=Gmax )で、即ち最小受光アンプゲインG1
で、サンプル(試料)無しの場合の基準データ(基準光
量)IR(i)(但し、i=1〜nであり、nはハードウェ
ア仕様上で決まるデータ個数である)をサンプル流しの
前に取得しておく(ステップS2)。
【0024】制御装置1は、ステップS2により基準デ
ータIR(i)を取得すると、装置にサンプルを流す(ステ
ップS3)。
【0025】制御装置1は、サンプルが流れた後、その
光量を計測データIM(i)(i=1〜n)として取得する
(ステップS4)。即ち、サンプル流しが行われた際の
光量は受光センサ5で検出され、その受光信号(光量信
号)が受光アンプ6によりゲインG1 で信号増幅され、
更にA/Dコンバータ7によりディジタル値に変換さ
れ、そのディジタル値が計測データ(計測光量)IM(i)
として制御装置1に取込まれる。
【0026】制御装置1は、ステップS4で取得した計
測データIM(i)と先に取得しておいた基準データIR(i)
をもとに、次式 OD(i) =log10IR(i)/IM(i) の吸光度計算を行う(ステップS5)。このように、吸
光度(吸光度レベル)OD(i) は、IR(i),IM(i)の対
数変換値の差して計算される。即ち、サンプルのための
光量低下が吸光度として計算される。
【0027】次に制御装置1は、ステップS5で計算し
た吸光度OD(i) の最大値maxOD(i) が適性レベル
であるか否かをチェックする(ステップS6)。これ
は、ハードウェア仕様上のフルスケールFS(例えば、
制御装置1内で12ビットをデータに割当てているとす
ると、カウント値で“4095”がフルスケールFSに
対応する)に対し、例えば80%〜100%の値にある
か否か、即ち0.8FS≦maxOD(i) ≦FSにより
判断する。
【0028】制御装置1は、ステップS6においてma
xOD(i) が上記の範囲にないこと、即ち吸光度レベル
が適性レベルにないことを判断すると、(そのレベルが
フルスケールに対して80%未満であり)現在の光源ゲ
インG2 が最小値(最小ゲインGmin )でなければ(ス
テップS7)、G2 を所定量ΔGだけ減少させ(ステッ
プS8)、同時にG1 ・G2 =kの関係を保つように受
光アンプゲインG1 を増加させる(即ち受光感度を上げ
る)。これは、フルスケールFSは、制御装置1(例え
ばマイクロコンピュータ)の構造上、常に例えば12ビ
ット(カウント値で“4095”)と固定されている
が、そのFSに対するOD値は、常に受光感度に反比例
して変化するために、G2 をΔGだけ減少させ、その分
だけ受光感度を上げることで、maxOD(i) のFSに
対する割合を大きくして、上記の適性範囲に入れるため
である。
【0029】制御装置1は、上記したようにG2 をΔG
だけ減少させ、その分だけ受光感度を上げると、上記ス
テップS4以降の計測処理を繰返す。
【0030】もし、ステップS5の吸光度計算で求めた
吸光度の最大値maxOD(i) が適性レベルにあるか、
或いは適性レベルになくても、その際の光源ゲインG2
が(最小光量を指定する)最小ゲインGmin (したがっ
て受光アンプゲインG1 が最大ゲイン)であるならば、
制御装置1は、その際のゲインG2 (およびG1 )を適
性ゲインと決定し、サンプル流しを終了させる(ステッ
プS9)。なお、ステップS8において光源ゲインG2
をΔGだけ減少させた後の計測処理の結果、maxOD
(i)がフルスケールFSを超えてしまった場合には、そ
の前の光源ゲインG2 を適性ゲインとして採用する。
【0031】そして制御装置1は、サンプル流しの終了
後、再度その決定した適性ゲインでの基準データIR(i)
を取得し(ステップS10)、吸光度の再計算を行う
(ステップS11)。
【0032】このように、図1の吸光度検出装置(の制
御装置1)では、一旦、最大の光源ゲインG2 (最大光
量)で基準データIR(i)をサンプル流し前にとってお
き、適正なゲインを決定する(見つける)までは、この
基準データをもとに吸光度計算をし、適正ゲインを決定
してサンプル流しを終了した後に、再度その決定した適
正ゲインでの基準データを取得するようにしている。こ
のようにすることは、サンプル流しの途中では原理的に
基準データを取得できないためであるが、データ処理上
でも、基準データIR (基準光量)/計測データIM
(計測光量)の電気的検出レベル(受光アンプゲインG
1)を一致させることにより、吸光度計算値のS/N比
が向上するからである。
【0033】なお、図2のフローチャートでは、簡略化
のために、1回の計測だけを行う場合の処理手順が示さ
れているが、これに限るものではない。例えば、連続し
てデータを取得する場合は、一旦、図2のフローチャー
トに従って適正ゲインを設定した後、ゲインを固定して
計測するとすればよい。このようなコントロールは、
(マイクロコンピュータなどで構成される)制御装置1
により容易に実現可能である。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、吸
光度検出に使用する光源の光量を試料の吸光度に自動的
に追従させて変化させ、且つこの光量変化に同期して受
光感度を光量の変化方向とは逆方向に変化させるように
したので、各試料に応じて最大感度で吸光度を計測する
ことができ、したがって吸光度範囲の広い試料の検出が
可能となり、吸光度の小さい試料も高感度で検出でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る吸光度検出装置の構成
を示すブロック図。
【図2】吸光度検出装置による吸光度検出処理手順を示
すフローチャート。
【図3】従来の吸光度検出装置のブロック構成図。
【図4】吸光度量変化分ΔIM と基準光量IR との比Δ
IM /IR と吸光度ODとの関係を示す図。
【符号の説明】
1…制御装置、2…光源、3…光源駆動アンプ、4,8
…D/Aコンバータ、5…受光センサ、6…受光アン
プ、7…A/Dコンバータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 液体又は気体中における試料による吸光
    度を計測する吸光度検出装置において、試料の吸光度に
    応じて光源の光量を自動的に調節し、且つこれに同期し
    て受光感度を光量の増減方向とは逆方向に調節する手段
    を設け、試料に応じて最大感度で吸光度を計測するよう
    にしたことを特徴とする吸光度検出装置。
JP15716791A 1991-06-27 1991-06-27 吸光度検出装置 Withdrawn JPH055703A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15716791A JPH055703A (ja) 1991-06-27 1991-06-27 吸光度検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15716791A JPH055703A (ja) 1991-06-27 1991-06-27 吸光度検出装置

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Publication Number Publication Date
JPH055703A true JPH055703A (ja) 1993-01-14

Family

ID=15643657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15716791A Withdrawn JPH055703A (ja) 1991-06-27 1991-06-27 吸光度検出装置

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JP (1) JPH055703A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8920869B2 (en) 2004-04-26 2014-12-30 Korea Institute Of Machinery And Materials Osseoinductive metal implants for a living body and producing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8920869B2 (en) 2004-04-26 2014-12-30 Korea Institute Of Machinery And Materials Osseoinductive metal implants for a living body and producing method thereof

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980903