JPS60123751A - 光音響信号検出用液体セル - Google Patents
光音響信号検出用液体セルInfo
- Publication number
- JPS60123751A JPS60123751A JP58230886A JP23088683A JPS60123751A JP S60123751 A JPS60123751 A JP S60123751A JP 58230886 A JP58230886 A JP 58230886A JP 23088683 A JP23088683 A JP 23088683A JP S60123751 A JPS60123751 A JP S60123751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- vinylidene fluoride
- liquid
- trifluoroethylene copolymer
- copolymer
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高分子圧電材料で作製した高感度な光音響信号
検出用セルに関する。
検出用セルに関する。
従来、溶媒中に溶解した溶質の濃度、あるいは懸濁した
試料の濃度は、赤外線、可視光線、または紫外線の吸収
、透過、散乱などを利用して測定できる。そして、この
ことを応用した検出器が、液体クロマトグラフィー（Ｌ
Ｃ）、ハイドロダイナミッククロマトグラフィー（ＨＤ
Ｃ）等に利用されている。しかし、これらの従来の検出
器においては、吸収、透過、散乱量が必ずしも濃度に比
例しない場合があり、また極微量測定が困難であった。
試料の濃度は、赤外線、可視光線、または紫外線の吸収
、透過、散乱などを利用して測定できる。そして、この
ことを応用した検出器が、液体クロマトグラフィー（Ｌ
Ｃ）、ハイドロダイナミッククロマトグラフィー（ＨＤ
Ｃ）等に利用されている。しかし、これらの従来の検出
器においては、吸収、透過、散乱量が必ずしも濃度に比
例しない場合があり、また極微量測定が困難であった。
この欠点を解消すべく光音響信号（ＰＡＳ）検出法が開
発された。この検出法は、試料に断続的に光を照射する
と、吸収された光のエネルギーの一部が無輻射過程によ
シ熱エネルギーに変換され、試料温度が上昇し、媒質の
熱膨張振動から疎密波を生じる現象を利用している。そ
して、この疎密波をマイクロホンまたは圧電素子によっ
て検出し、試料の濃度を検出している。
発された。この検出法は、試料に断続的に光を照射する
と、吸収された光のエネルギーの一部が無輻射過程によ
シ熱エネルギーに変換され、試料温度が上昇し、媒質の
熱膨張振動から疎密波を生じる現象を利用している。そ
して、この疎密波をマイクロホンまたは圧電素子によっ
て検出し、試料の濃度を検出している。
現在、液体用セルのＰＡＳ検出器には、圧力検出素子と
してＰＺＴなどの圧電セラミック、ポリフッ化ビニリデ
ン（以下、ＰＶＤＦと略す）が用いられているが、前者
は成形が困難であり、後者は圧電率が低いなどの欠点が
ある。
してＰＺＴなどの圧電セラミック、ポリフッ化ビニリデ
ン（以下、ＰＶＤＦと略す）が用いられているが、前者
は成形が困難であり、後者は圧電率が低いなどの欠点が
ある。
本発明は、圧力検出素子として新規な高分子圧電材料を
用いることによって、上記欠点を解消しようとするもの
で、その要旨は、液状の音波伝播物質をその内部に包含
または連続的に流すことのできるものであって、フッ化
ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体を、その検
出用振動子に使用してなる光音響信号検出用液体セルに
ある。
用いることによって、上記欠点を解消しようとするもの
で、その要旨は、液状の音波伝播物質をその内部に包含
または連続的に流すことのできるものであって、フッ化
ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体を、その検
出用振動子に使用してなる光音響信号検出用液体セルに
ある。
本発明の光音響信号測定用セルは、ＬＣあるいはＨＤＣ
用の検出器等として用いられるが、高分子圧電材料とし
て、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体
を用いたので、次のような利点がある。
用の検出器等として用いられるが、高分子圧電材料とし
て、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体
を用いたので、次のような利点がある。
■ 圧電セラミックを用いる場合に比べて感度が高い。
■ 液体とのインピーダンスマツチングが圧電セラミッ
クよシも良い。
クよシも良い。
■ 圧電セラミックは硬く、また脆いので、種々の形状
に成形することが困難であるが、本発明では材料を任意
の形に成形できる。
に成形することが困難であるが、本発明では材料を任意
の形に成形できる。
■ ＰＶＤＦは充分な圧電性を発現するためには延伸操
作が必要であるので、任意の形に成形することが困難で
あるが、本発明では材料を延伸せずに圧電気を発生させ
ることができるので、任意の形状に成形可能であシ、ま
た圧電率もＰＶＤＦ以上である。したがって、超微量測
定ができる。
作が必要であるので、任意の形に成形することが困難で
あるが、本発明では材料を延伸せずに圧電気を発生させ
ることができるので、任意の形状に成形可能であシ、ま
た圧電率もＰＶＤＦ以上である。したがって、超微量測
定ができる。
本発明に用いる音波伝播物質としては、水。
水溶液、クロロホルム、ジクロルエタン等のハロゲン化
炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素、メタノール、エタノール等のアルコール類、ヘ
キサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素等が挙げられる。
炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素、メタノール、エタノール等のアルコール類、ヘ
キサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素等が挙げられる。
本発明に用いるフッ化ビニリデン／トリフルオロ工チレ
ン共重合体は、通常のラジカル触媒の存在下、溶液重合
、乳化重合、＠濁重合、または塊状重合法によシ得るこ
とができる。一般的には、フッ化ビニリデンとトリフル
オロエチレン、ラジカル触媒、水あるいは溶媒、および
乳化剤等の添加物を耐圧オートクレーブ中に仕込み、一
定温度で一定時間、共重合を行うことＫｊ、り、フッ化
ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体が粉末とし
て得られる。
ン共重合体は、通常のラジカル触媒の存在下、溶液重合
、乳化重合、＠濁重合、または塊状重合法によシ得るこ
とができる。一般的には、フッ化ビニリデンとトリフル
オロエチレン、ラジカル触媒、水あるいは溶媒、および
乳化剤等の添加物を耐圧オートクレーブ中に仕込み、一
定温度で一定時間、共重合を行うことＫｊ、り、フッ化
ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体が粉末とし
て得られる。
本発明の検出用振動子に用いる材料は圧電率が大きいこ
とが必要である。この条件を満たすフッ化ビニリデン／
トリフルオロエチレン共重合体の組成比は、９４／６〜
２５／７５ （モルチ）、好ましくは９０／１０〜４０
／６（１（モルチ）である。トリフルオロエチレン量が
６モルチ未満および７５モルチ以上の組成の上記共重合
体の圧電率は低い。なお本発明において、検出用振動子
以外のセルの構造材料として、フッ化ビニリデン／トリ
フルオロエチレン共重合体を使用してもよい。
とが必要である。この条件を満たすフッ化ビニリデン／
トリフルオロエチレン共重合体の組成比は、９４／６〜
２５／７５ （モルチ）、好ましくは９０／１０〜４０
／６（１（モルチ）である。トリフルオロエチレン量が
６モルチ未満および７５モルチ以上の組成の上記共重合
体の圧電率は低い。なお本発明において、検出用振動子
以外のセルの構造材料として、フッ化ビニリデン／トリ
フルオロエチレン共重合体を使用してもよい。
上記共重合体を材料としてセルを製作するにあたっては
、どのような方法で製作してもよく、特に限定されない
。例えば、第１図および第２図に示すような成形品が得
られるように金型を作り、この金型を用いて上記共重合
体を射出成形してもよい。また、溶融成形、キャスティ
ングなどの方法で必要な厚みのシー）するいはフィルム
を作成し、これらを用いて、第１図および第２図に示す
ような成形品を組立てることもできる。
、どのような方法で製作してもよく、特に限定されない
。例えば、第１図および第２図に示すような成形品が得
られるように金型を作り、この金型を用いて上記共重合
体を射出成形してもよい。また、溶融成形、キャスティ
ングなどの方法で必要な厚みのシー）するいはフィルム
を作成し、これらを用いて、第１図および第２図に示す
ような成形品を組立てることもできる。
以下、本発明を図面を参照しながら具体的に説明する。
第１図および第２図は、本発明の光音響信号検出用液体
セルの一実施例を示す。
セルの一実施例を示す。
円筒状セル１（材料はフッ化ビニリデン／トリフルオロ
エチレン共重合体）の対向する壁面に１対の光学窓（材
料としては、例えば石英平板、ガラス平板等）２ａ、２
ｂを設け、この光学窓２ａ、２ｂを通って光を通過させ
る。円筒状セル１には液体流入口３ａ （材料はフッ化
ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、該共重合
体と接着可能な高分子材料等）および液体出口３ｂ（材
料は３ａと同一）が設けられ、ここから液体、例えば液
状の音波伝播物質を流入、排出することができる。円筒
状セル１の内壁と外壁には、帯状の電極４ａ、 ４ｂが
取付けられ、各電極には、リード線５ａ、５ｂが取付け
られている。
エチレン共重合体）の対向する壁面に１対の光学窓（材
料としては、例えば石英平板、ガラス平板等）２ａ、２
ｂを設け、この光学窓２ａ、２ｂを通って光を通過させ
る。円筒状セル１には液体流入口３ａ （材料はフッ化
ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、該共重合
体と接着可能な高分子材料等）および液体出口３ｂ（材
料は３ａと同一）が設けられ、ここから液体、例えば液
状の音波伝播物質を流入、排出することができる。円筒
状セル１の内壁と外壁には、帯状の電極４ａ、 ４ｂが
取付けられ、各電極には、リード線５ａ、５ｂが取付け
られている。
いま、測定対象とする試料を溶解または懸濁した液体を
、液体流入口３ａから円筒状セル１内に導入し、光学窓
ムまたは２ｂから断続的に光を照射する。液体中の試料
によって吸収された光エネルギーの一部が、無輻射過程
により熱エネルギーに変換され、試料温度が上昇し、試
料の熱膨張振動から疎密波を生じる。
、液体流入口３ａから円筒状セル１内に導入し、光学窓
ムまたは２ｂから断続的に光を照射する。液体中の試料
によって吸収された光エネルギーの一部が、無輻射過程
により熱エネルギーに変換され、試料温度が上昇し、試
料の熱膨張振動から疎密波を生じる。
この疎密波による圧力変化によって、円筒状セル１を形
成している、高分子圧電材料であるフッ化ビニリデン／
トリフルオロエチレン共重合体に圧電気が生じる。この
圧電気を円筒状セル１の内面および外面に帯状に取り付
けられた電極４ａ、４ｂにより電気信号として取シ出し
、リード＠５ａ、 ５ｂを経て図示されていない増幅器
に送る。電気信号の出力レベルは、試料濃度に依存する
。このようにして液体中の試料の濃度を測定することが
できる。
成している、高分子圧電材料であるフッ化ビニリデン／
トリフルオロエチレン共重合体に圧電気が生じる。この
圧電気を円筒状セル１の内面および外面に帯状に取り付
けられた電極４ａ、４ｂにより電気信号として取シ出し
、リード＠５ａ、 ５ｂを経て図示されていない増幅器
に送る。電気信号の出力レベルは、試料濃度に依存する
。このようにして液体中の試料の濃度を測定することが
できる。
本発明に用いた共重合体は、未延伸のままでも圧電気を
生じるので、第１図に示したようにセル自体を一体成形
することができ、電極の取付、ポーリングおよび窓材の
取付によシ、本発明の光音響信号検出用液体セルを作製
することができる。
生じるので、第１図に示したようにセル自体を一体成形
することができ、電極の取付、ポーリングおよび窓材の
取付によシ、本発明の光音響信号検出用液体セルを作製
することができる。
実施例１，２および比較例１
第１図に示すセルをフッ化ビニリデン／トリフルオロエ
チレン共重合体を用いて製作した。このセルの電気感応
定数ｇｓ＋と加工性を、ＰＶＤＦ製のセルのそれと比較
した。その結果を表−１に示す。
チレン共重合体を用いて製作した。このセルの電気感応
定数ｇｓ＋と加工性を、ＰＶＤＦ製のセルのそれと比較
した。その結果を表−１に示す。
表−１
第１図および第２図は、本発明の光音響信号検出用液体
セルの一実施例を示し、第１図はその縦断面図、第２図
は横断面図を示す。 １・・・・・・円筒状セル、２ａ、２ｂ・・・・・・光
学窓、３ａ・・・・・・液体流入口、３ｂ・・・・・・
液体出口、４ａ、 ４ｂ・・・・・・電極、 ５ａ、５
ｂ・・・・・・リード線。
セルの一実施例を示し、第１図はその縦断面図、第２図
は横断面図を示す。 １・・・・・・円筒状セル、２ａ、２ｂ・・・・・・光
学窓、３ａ・・・・・・液体流入口、３ｂ・・・・・・
液体出口、４ａ、 ４ｂ・・・・・・電極、 ５ａ、５
ｂ・・・・・・リード線。
Claims (1)
- 液状の音波伝播物質をその内部に包含または連続的に流
すことのできるものであって、フッ化ビニリデン／トリ
フルオロエチレン共重合体を、その検出用振動子に使用
してなる光音響信号検出用液体セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58230886A JPS60123751A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 光音響信号検出用液体セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58230886A JPS60123751A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 光音響信号検出用液体セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123751A true JPS60123751A (ja) | 1985-07-02 |
Family
ID=16914843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58230886A Pending JPS60123751A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 光音響信号検出用液体セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123751A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH022921A (ja) * | 1987-11-27 | 1990-01-08 | Cogent Ltd | 超音波でサンプルを調査する装置 |
-
1983
- 1983-12-07 JP JP58230886A patent/JPS60123751A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH022921A (ja) * | 1987-11-27 | 1990-01-08 | Cogent Ltd | 超音波でサンプルを調査する装置 |
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