JPS6324433Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、比色分析装置に関するものである。

比色セル内の反応液中に気体又は液体等の試料
を流入せしめ、試料中の測定対象成分との反応に
よつて発色した反応液を透過した光量と、発色反
応液に入射した光量との比から流体試料中の測定
対象成分の濃度を測定する比色分析装置におい
て、測定用光源として発光ダイオードを用いる場
合、発光ダイオードはタングステンランプのよう
に点燈中にフイラメントが断線して消燈するよう
なおそれはないが、点燈中に漸次発光量が低下
し、その低下の割合は発光ダイオードに流す電流
の大きさと、電流を流した時間との積にほぼ比例
するとされている。

したがつて発光ダイオードの寿命を延長するた
めには、これに流す電流を小ならしめるか、連続
点燈を行うことなく、周期的に点滅せしめて点燈
時間を短縮する２方法が考えられる。

然しながら電流を小ならしめるときは発光量も
低下するので光量検出器の出力が低下し、信号対
雑音比が劣化する等の問題を生ずる。

又、周期的に点滅せしめて電流を流す時間を短
縮せしめるときは、光量検出器の出力も断続して
取扱が不便なため、これをフイルタに通して平均
化する必要があるが、その結果得られる直流出力
電圧は矢張り低いものとなつて上記と同様の問題
を生ずる。

本考案は、発光ダイオードを点滅せしめること
により電流を流す時間を短縮して寿命を延長せし
めると共に取出し得る出力直流電圧を極めて高
く、良好な信号対雑音比を以て測定を行い得る比
色分析装置を提供することを目的とする。

第１図は、本考案の一実施例を示す図で、１は
発光ダイオードより成る光源、２及び３はスリツ
ト板、４は比色セル、５は透過光の光量検出器、
６は入射光の光量検出器で、それぞれ例えばホト
トランジスタより成る。７及び８は電流・電圧変
換用演算増幅器、９，１０及び１１はスイツチ
で、それぞれ例えば半導体無接点スイツチより成
る。１２は制御信号発生器、１３は点燈用電源、
１４及び１５はコンデンサ、１６及び１７は演算
増幅器で、コンデンサ１４及び演算増幅器１６に
よつてサンプルホールド回路１８を形成し、コン
デンサ１５及び演算増幅器１７によつてサンプル
ホールド回路１９を形成してある。２０及び２１
は出力端子である。尚、スリツト板２及び３、光
量検出器５及び６、演算増幅器７及び８、コンデ
ンサ１４及び１５、演算増幅器１６及び１７は、
それぞれ互にほぼ等しい特性を有するものを使用
する。

制御信号発生器１２から例えば矩形波制御信号
を送出し、スイツチ９，１０及び１１を同期して
同相で繰返し開閉せしめると、スイツチ９の閉成
に応じて発光ダイオード１が点燈し、その光の一
部がスリツト板２及び比色セル４を介して光量検
出器５に入射し、その検出信号が電流・電圧変換
用演算増幅器７及びスイツチ１０を介して演算増
幅器１６に導入され、その増幅出力が出力端子２
０から取出されると共に演算増幅器７の出力によ
りコンデンサ１４が充電される。

又、発光ダイオード１の光の一部はスリツト板
３を介して光量検出器６に入射し、その検出信号
が演算増幅器８及びスイツチ１１を介して演算増
幅器１７に導入され、その増幅出力が出力端子２
１から取出されると共に演算増幅器８の出力によ
りコンデンサ１５が充電される。

スイツチ９，１０及び１１の開放時には発光ダ
イオード１が消燈するが、コンデンサ１４及び１
５の充電電圧が演算増幅器１６及び１７に各別に
加えられ、それぞれの増幅出力が出力端子２０及
び２１から取出される。

したがつて発光ダイオード１の点燈時間及び消
燈時間の割合を適当に選べば、発光ダイオード１
の寿命を短縮することなく、出力端子２０及び２
１から発光ダイオード１が連続的に点燈している
場合とほぼ同様の出力直流信号を取出すことが出
来、両信号を比較することによつて試料中の測定
対象成分の濃度を良好な信号対雑音比を以て測定
することが出来る。

この実施例においては、光量検出器５及び６に
外来光が入射した場合或は演算増幅器７及び８に
ドリフトを生じた場合等には出力端子２０及び２
１の各出力が変動して測定誤差を生ずることとな
るが、両出力の比を求めることによつて外来光或
はドリフトの影響を或る程度除くことが可能であ
る。

第２図は、上記のような外来光或はドリフトの
影響をほぼ完全に除き得るように構成した実施例
を示す図で、２２及び２３は直流阻止用コンデン
サ、２４及び２５はスイツチで、それぞれ例えば
半導体無接点スイツチより成り、制御信号発生器
１２からの制御信号によつてスイツチ９，１０及
び１１と同期して開閉せしめられるが、スイツチ
９，１０及び１１が開放（又は閉成）するときは
スイツチ２４及び２５が逆に閉成（又は開放）す
るように形成してある。尚、他の符号は第１図と
同様である。

スイツチ９，１０及び１１の同期開閉に応じて
発光ダイオード１が点滅し、その点燈時における
演算増幅器７のパルス状出力電圧がコンデンサ２
２及びスイツチ１０を介してサンプルホールド回
路１８に導入されると共に、演算増幅器８のパル
ス状出力電圧がコンデンサ２３及びスイツチ１１
を介してサンプルホールド回路１９に導入され、
第１図につき説明したと全く同様にして透過光に
対応する出力が端子２０から取出され、入射光に
対応する出力が端子２１から取出される。

然しながら、光量検出器５に入射する外来光或
は演算増幅器７のドリフト等に基づく演算増幅器
７の出力直流分は、発光ダイオード１の消燈時、
即ち、スイツチ２４の閉成時にコンデンサ２２に
蓄積され、このとき、コンデンサ２２の右側電極
（図面に向つて）がスイツチ２４を介して接地電
位に保たれるから、次に発光ダイオード１が点燈
した際に演算増幅器７から送出されるパルス状出
力電圧は、コンデンサ２２に蓄積された直流分の
影響を受けることなくサンプルホールド回路１８
に導入される。入射光量の検出回路側においても
光量検出器６に入射する外来光或は演算増幅器８
のドリフト等に基づく演算増幅器８の出力直流分
は、発光ダイオード１の消燈時にコンデンサ２３
に蓄積され、このとき、コンデンサ２３の左側電
極（図面に向つて）がスイツチ２５を介して接地
電位に保たれるから、次に発光ダイオード１が点
燈した際に演算増幅器８から送出されるパルス状
出力電圧は、コンデンサ２３に蓄積された直流分
の影響を受けることなくサンプルホールド回路１
９に導入される。したがつて、出力端子２０及び
２１の出力信号を比較することによつて試料中の
測定対象成分の濃度を良好な信号対雑音比を以つ
て測定し得ると共に、外来光或はドリフト等の影
響に基づく測定誤差をほぼ完全に除くことが出来
る。

尚、光量検出器５及び６に入射する外来光が直
流的な光でなく、例えば螢光燈の発する光のよう
に100或は120ヘルツで点燈滅する光であるとき
は、発光ダイオード１の点滅を外来光の点滅と異
なる周期で行わせることにより外来光の影響を除
くことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す図、第２図
は、本考案の他の実施例を示す図で、１：光源、
２及び３：スリツト板、４：比色セル、５及び
６：光量検出器、７，８，１６及び１７：演算増
幅器、９，１０，１１，２４及び２５：スイツ
チ、１２：制御信号発生器、１３：点燈用電源、
１４，１５，２２及び２３：コンデンサ、１８及
び１９：サンプルホールド回路、２０及び２１：
出力端子である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発光ダイオードより成る光源とその点燈用電源
   間に介在して周期的に開閉せしめられる第１のス
   イツチと、前記光源からの光を比色セルを介して
   受光する第１の光量検出器と、第１の直流阻止用
   コンデンサ及び前記第１のスイツチと同期して同
   相で開閉せしめられる第２のスイツチを介して前
   記第１の光量検出器の検出出力に対応する電圧の
   導入せしめられる第１のサンプルホールド回路
   と、前記光源からの光を受光する第２の光量検出
   器と、第２の直流阻止用コンデンサ及び前記第１
   のスイツチと同期して同相で開閉せしめられる第
   ３のスイツチを介して前記第２の光量検出器の検
   出出力に対応する電圧の導入せしめられる第２の
   サンプルホールド回路と、前記第１の直流阻止用
   コンデンサ及び前記第２のスイツチの接続点と地
   気間に挿入され前記第１のスイツチと同期して逆
   相で開閉せしめられる第４のスイツチと、前記第
   ２の直流阻止用コンデンサ及び前記第３のスイツ
   チの接続点と地気間に挿入され前記第１のスイツ
   チと同期して逆相で開閉せしめられる第５のスイ
   ツチとを備えたことを特徴とする比色分析装置。