WO2019012580A1 - フレーム式原子吸光分光光度計 - Google Patents

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sample
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flame
unit
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央祐 小林
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株式会社島津製作所
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
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    • GPHYSICS
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/3103Atomic absorption analysis

Definitions

  • the present invention is a flame atomic absorption system for measuring atomic absorption of an atomized sample by forming a flame by burning a mixed gas of fuel gas and auxiliary gas with a burner and spraying the sample into the flame. It relates to a spectrophotometer.
  • atomic absorption spectrophotometer a flame-type atomic absorption spectrometer is known.
  • a flame is formed by burning a mixed gas of fuel gas and auxiliary gas with a burner. Then, the atomic absorption of the atomized sample can be measured by atomizing the sample by spraying the sample into this frame.
  • a calibration curve representing the relationship between the concentration of the sample and the absorbance is used.
  • the calibration curve has high linearity when the concentration of the sample is low, but low linearity when the concentration of the sample is high, and the measurement accuracy is degraded. Therefore, when the concentration of the sample is high, the absorption sensitivity is generally reduced by adjusting the angle of the burner (for example, see Patent Document 1 below).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a flame type atomic absorption spectrophotometer which can manually adjust the angle of the burner and can easily obtain the rotational position of the burner. I assume. Another object of the present invention is to provide a flame type atomic absorption spectrophotometer capable of securing the traceability of measurement results while adopting a configuration in which the angle of the burner is manually adjusted.
  • a flame type atomic absorption spectrophotometer comprises an atomization unit, a light source, a detector, a manual rotation mechanism, and a rotational position detection unit.
  • the atomization unit burns a mixed gas of a fuel gas and a combustion support gas with a burner to form a frame, and atomizes the sample by spraying the sample into the frame.
  • the light source emits measurement light into the frame.
  • the detector detects measurement light that has passed through the frame.
  • the manual rotation mechanism manually rotates the burner to change the angle of the burner with respect to the light path of measurement light.
  • the rotational position detection unit detects the rotational position of the burner.
  • the angle of the burner can be manually adjusted by the manual rotation mechanism. Further, since the rotational position of the burner can be detected by the rotational position detection unit, the rotational position of the burner can be easily obtained. Furthermore, since the relationship between the rotational position of the burner detected by the rotational position detection unit and the measurement result can be associated, traceability of the measurement result can be secured.
  • the rotational position detection unit may discretely detect the rotational position of the burner.
  • the rotational position of the burner can be discretely detected, and the relationship between each rotational position and the measurement result can be associated. Therefore, traceability of measurement results at each rotational position detected by the rotational position detection unit can be ensured.
  • the rotational position detection unit may continuously detect the rotational position of the burner.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer may further include a storage unit that stores the rotational position of the burner detected by the rotational position detection unit as an apparatus condition.
  • the rotational position of the burner is stored as the device condition in the storage unit. Therefore, when confirming the measurement result, the rotational position of the burner is read from the storage unit and confirmed as part of the device condition. be able to. Therefore, the traceability of measurement results can be further improved.
  • the rotational position of the burner when the calibration curve data is obtained can be read out and confirmed as a part of the device conditions from the storage unit, thereby further improving the traceability of the measurement result.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer may further include a sample concentration calculating unit.
  • the sample concentration calculation unit calculates the concentration of a sample based on measurement data obtained by measuring an unknown sample and the calibration curve data obtained under the same device conditions as at the time of the measurement.
  • the calibration curve data is obtained in association with the concentration of the sample calculated by the sample concentration calculation unit and the calibration curve data used at the time of calculation of the concentration of the sample.
  • the rotational position of the burner at that time may be stored as a device condition.
  • the calibration curve data used when calculating the concentration of the sample is The rotational position of the burner when obtained can be read out and confirmed from the storage unit as part of the device conditions.
  • the flame type atomic absorption spectrophotometer may further include a data output unit.
  • the data output unit includes the concentration of the sample calculated by the sample concentration calculation unit, calibration curve data used when calculating the concentration of the sample, and the rotational position of the burner when the calibration curve data is obtained. Device conditions including is output as report data.
  • the calibration used when calculating the concentration of the sample can be confirmed as part of the device conditions.
  • the angle of the burner can be manually adjusted by the manual rotation mechanism, and the rotational position of the burner can be easily obtained by the rotational position detection unit. Further, since the relationship between the rotational position of the burner detected by the rotational position detection unit and the measurement result can be associated, traceability of the measurement result can be secured.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an atomic absorption spectrophotometer 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the atomic absorption spectrophotometer 1 forms a flame 2 by burning a mixed gas of a fuel gas and a combustion-supporting gas, and measures atomic absorption of an atomized sample by spraying the sample into the flame 2 Is a flame atomic absorption spectrophotometer.
  • the atomic absorption spectrophotometer 1 includes a light source 11, an atomization unit 12, a detector 13, a photometry unit 14, a control unit 15, a display unit 16, an operation unit 17, and the like.
  • solid arrows represent the flow of signals
  • dashed arrows represent the flow of measurement light.
  • the light source 11 is configured of, for example, a hollow cathode lamp.
  • the light emitted from the light source 11 is measurement light including a bright line spectrum, and is irradiated to the frame 2.
  • the measurement light irradiated to the frame 2 has a specific wavelength absorbed by the component of the atomized sample contained in the frame 2.
  • the measurement light having a specific wavelength absorbed in this manner is detected by the detector 13 after passing through the frame 2.
  • the atomization unit 12 is supplied with a fuel gas, a combustion assisting gas and a sample.
  • the fuel gas may be, for example, acetylene gas (C 2 H 2).
  • auxiliary gas for example, air or nitrous oxide gas (N 2 O) can be used.
  • the fuel gas and the auxiliary gas are not limited to the above-mentioned gases.
  • a mixed gas is generated by mixing the fuel gas and the combustion assisting gas, and the mixed gas is burned, so that the frame 2 is continuously formed during the analysis.
  • the sample is atomized, mixed with the mixed gas, and supplied into the frame 2 together with the mixed gas. Thereby, the sample is sprayed into the frame 2 and the heat of the frame 2 atomizes the sample.
  • the detector 13 is constituted by, for example, a photomultiplier.
  • the measurement light having passed through the frame 2 is detected by the detector 13, and an electrical signal corresponding to the light intensity is output from the detector 13 by photoelectric conversion.
  • the photometry unit 14 amplifies the output signal from the detector 13 and converts it into a digital signal by A / D conversion.
  • the control unit 15 performs processing to calculate the concentration of the component in the sample based on the signal input from the detector 13 via the photometry unit 14. Specifically, since the specific wavelength is absorbed by the component in the sample, the concentration of the component in the sample is calculated by performing calculation using a calibration curve that represents the relationship between the concentration of the component in the sample and the absorbance. It can be calculated.
  • the display unit 16 and the operation unit 17 are connected to the control unit 15.
  • the display unit 16 is configured of, for example, a liquid crystal display, and displays the measurement result of the sample by the atomic absorption spectrophotometer 1 and the like.
  • the operation unit 17 includes, for example, a keyboard and a mouse, and is operated by the user when setting conditions of the apparatus (apparatus conditions) at the time of analysis.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a specific configuration of the atomization unit 12.
  • the atomization unit 12 is provided with a burner 121 for burning a mixed gas of a fuel gas and a combustion assisting gas.
  • the burner 121 is formed, for example, in a long shape such as a rectangular parallelepiped, and is disposed such that its long direction extends horizontally.
  • an outlet 122 extending in a straight line in the longitudinal direction is formed on the upper surface of the burner 121.
  • the mixed gas of the fuel gas and the combustion assisting gas is continuously blown out from the blowout port 122 and burned.
  • a frame extending in a straight line along the air outlet 122 is formed above the air outlet 122.
  • a rotary shaft 123 extending in the vertical direction is provided on the lower surface of the burner 121.
  • the burner 121 is rotatable in the horizontal plane about the rotation shaft 123. Therefore, by rotating the burner 121 around the rotation shaft 123, the angle of the outlet 122 can be manually adjusted.
  • the blowout port 122 extends along the optical path P of the measurement light from the light source 11.
  • the measurement light from the light source 11 passes from one end to the other end in the frame formed above the outlet 122. Therefore, the absorbance of the measurement light by the component of the atomized sample in the frame is increased.
  • the calibration curve represents the relationship between the concentration of the component in the sample and the absorbance, and is represented by a straight line such that the higher the concentration, the higher the absorbance.
  • the linearity of the calibration curve is degraded, and the accuracy of analysis is degraded. Therefore, when the concentration of the component in the sample is high, the burner 121 is rotated to change the angle of the frame, and the distance for the measurement light to pass through the frame is shortened. As a result, the absorbance decreases, and the concentration of the component in the sample can be calculated using the portion with high linearity in the calibration curve, so that the accuracy of analysis is improved.
  • FIGS. 3A and 3B are plan views for explaining the rotation mechanism of the burner 121.
  • FIG. FIG. 3A shows a state where the outlet 122 of the burner 121 is along the optical path P of the measurement light.
  • FIG. 3B shows a state where the outlet 122 of the burner 121 is orthogonal to the optical path P of the measurement light.
  • the burner 121 is provided with a grip 124.
  • the user can rotate the burner 121 about the rotation shaft 123 by gripping the gripping portion 124 and applying a force. That is, the rotating shaft 123 and the grip portion 124 constitute a manual rotation mechanism for manually rotating the burner 121.
  • the angle of the burner 121 with respect to the optical path P of the measurement light can be manually changed by this manual rotation mechanism.
  • the holding part 124 is abbreviate
  • the atomization unit 12 is provided with a rotational position detection unit 125 that detects the rotational position of the burner 121.
  • the rotational position detection unit 125 includes an optical sensor 125A and a light shielding unit 125B.
  • the optical sensor 125A includes, for example, a light emitting unit and a light receiving unit (both are not shown), and detects the rotational position of the burner 121 based on whether the light from the light emitting unit is received by the light receiving unit. Can.
  • the light shielding portion 125 ⁇ / b> B is provided in the burner 121, and rotates and moves around the rotation shaft 123 as the burner 121 rotates.
  • a plurality of optical sensors 125A are provided on the track of the light shielding portion 125B which moves with the rotation of the burner 121. Specifically, a plurality of optical sensors 125A are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the rotation axis 123.
  • the rotational position of the burner 121 can be detected discretely (intermittently) based on the amount of light received by each optical sensor 125A.
  • the rotational position detection unit 125 is omitted.
  • the rotational position detection unit 125 that performs discrete detection is not limited to the optical sensor, and may be configured by other various sensors such as a capacitance sensor or a contact sensor such as a limit switch.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of the control unit 15.
  • the control unit 15 is configured to include, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 15 functions as a storage processing unit 151, a calibration curve generation unit 152, a sample concentration calculation unit 153, a data output unit 154, and the like when the CPU executes a program.
  • the control unit 15 can input / output data to / from the storage unit 18 configured of, for example, a hard disk or a random access memory (RAM).
  • RAM random access memory
  • the storage processing unit 151 performs processing for storing data in the storage unit 18 by outputting the data to the storage unit 18. For example, when the user sets the device condition by operating the operation unit 17, data of the device condition is stored in the storage unit 18 by the storage processing unit 151.
  • the apparatus conditions are the setting conditions of the apparatus at the time of analysis, and in addition to the rotational position of the burner 121 as described above, various settings for the atomization unit 12 such as the flow rates of fuel gas and auxiliary gas and height of the burner 121 It includes conditions and various other parameters.
  • the calibration curve generation unit 152 performs processing for generating a calibration curve based on measurement data input from the photometry unit 14 by measuring a sample (known sample) whose concentration of the component is known.
  • the data of the calibration curve generated by the calibration curve generation unit 152 is stored in the storage unit 18 by the storage processing unit 151.
  • the device conditions at the time of measurement of the known sample (device conditions such as the rotational position of the burner 121 when the calibration curve data is obtained) are stored in the storage unit 18 in association with the calibration curve data.
  • the storage processing unit 151 causes the storage unit 18 to store measurement data input from the photometry unit 14. Also in this case, the device conditions at the time of measurement of the unknown sample (device conditions such as the rotational position of the burner 121 when the measurement data is obtained) are stored in the storage unit 18 in association with the measurement data.
  • the sample concentration calculator 153 calculates the concentration of the component contained in the unknown sample based on the measurement data obtained by measuring the unknown sample. Specifically, calibration curve data obtained under the same device conditions as in the measurement of the unknown sample is read from the storage unit 18, and the calibration curve data and the measurement data of the unknown sample are compared to obtain The concentration is calculated.
  • the concentration of the sample calculated by the sample concentration calculation unit 153 is stored in the storage unit 18 as a measurement result.
  • the calculated concentration of the sample is associated with the calibration curve data used when calculating the concentration of the sample, and the device conditions such as the rotational position of the burner 121 when the calibration curve data is obtained. , And stored in the storage unit 18.
  • the data output unit 154 performs processing for outputting the data stored in the storage unit 18.
  • the data output from the data output unit 154 is displayed on the display unit 16 as report data representing the measurement result, and confirmed by the user.
  • the report data output from the data output unit 154 is not limited to the display on the display unit 16 and may be provided to the user by other methods such as printing.
  • FIG. 5 is a diagram showing a specific example of report data output by the data output unit 154. As shown in FIG. The report data includes, in addition to the measurement result, apparatus conditions at the time of measurement, calibration curve data used at the time of measurement, and the like.
  • the measurement results in the report data include various data obtained by the measurement of the sample, such as the absorbance calculated based on the measurement data from the photometry unit 14 in addition to the concentration of the sample calculated by the sample concentration calculation unit 153, for example. included.
  • the calibration curve data in the report data is calibration curve data used when calculating the concentration of the sample, and for example, the relationship between the concentration of the component in the sample and the absorbance is represented by a graph.
  • the device conditions in the report data include, for example, the rotational position (burner angle) of the burner 121 at the time of measurement. The burner angle is equal to the rotational position of the burner 121 when the calibration curve data in the report data is obtained.
  • the angle of the burner 121 can be manually adjusted by the grip portion 124. Further, since the rotational position of the burner 121 can be detected by the rotational position detector 125, the rotational position of the burner 121 can be easily obtained. Furthermore, since the relationship between the rotational position of the burner 121 detected by the rotational position detection unit 125 and the measurement result can be associated, traceability of the measurement result can be secured.
  • the rotational position of the burner 121 can be discretely detected by the rotational position detection unit 125, and the relationship between each rotational position and the measurement result can be associated. Therefore, traceability of the measurement result at each rotational position detected by the rotational position detection unit 125 can be secured.
  • the rotational position of the burner 121 other than the rotational position detected by the rotational position detection unit 125 can be correlated with the measurement result using, for example, an interpolation method.
  • the rotational position of the burner 121 when the calibration curve data is obtained in association with the calibration curve data obtained by measuring the known sample is the storage unit 18 as the device condition. Is stored in As a result, the rotational position of the burner 121 at which the calibration curve data is obtained can be read out from the storage unit 18 as part of the device conditions and confirmed, and traceability of the measurement result can be further improved.
  • the calibration curve data is obtained in association with the concentration of the sample calculated by the sample concentration calculation unit 153 and the calibration curve data used in calculating the concentration of the sample.
  • the rotational position of the burner 121 at the time of rotation is stored in the storage unit 18 as the device condition. Thereby, when the concentration of the sample calculated based on the measurement data of the unknown sample and the calibration curve data is confirmed as the measurement result, the calibration curve data used at the time of calculation of the concentration of the sample is obtained The rotational position of the burner 121 can be read out and confirmed from the storage unit 18 as part of the device conditions.
  • the concentration of the sample calculated by the sample concentration calculation unit 153, the calibration curve data used when calculating the concentration of the sample, and the burner when the calibration curve data is obtained The device conditions including the rotational position 121 are output by the data output unit 154 as report data. Thereby, when confirming the concentration of the sample calculated based on the measurement data of the unknown sample and the calibration curve data as the measurement result in the report data, the calibration curve data used when calculating the concentration of the sample, The rotational position of the burner 121 when the calibration curve data is obtained can be confirmed as part of the device conditions.
  • FIGS. 6A and 6B are plan views for explaining a modified example of the rotation mechanism of the burner 121.
  • FIG. FIG. 6A shows a state where the outlet 122 of the burner 121 is along the light path P of the measurement light.
  • FIG. 6B shows a state where the outlet 122 of the burner 121 is orthogonal to the optical path P of the measurement light.
  • the configuration of the rotational position detection unit 125 is different from that of the above embodiment.
  • the rotational position detection unit 125 in this example is configured to continuously detect the rotational position of the burner 121 instead of discretely detecting the rotational position as in the above embodiment.
  • the configuration other than the rotational position detection unit 125 is the same as that of the above-described embodiment, and therefore, the same configuration is denoted by the same reference numeral and the detailed description is omitted.
  • the optical sensor 125A is not provided in plural as in the above embodiment, but only one is provided.
  • the optical sensor 125 includes a light emitting unit and a light receiving unit as in the above embodiment, and outputs signals of different intensities according to the amount of light received by the light receiving unit.
  • the light shielding portion 125B is provided in the burner 121 as in the above embodiment, and rotates about the rotation shaft 123 as the burner 121 rotates.
  • the light emission in the optical sensor 125 is always It blocks the light from the department.
  • the rotational position of the burner 121 can be continuously detected based on the light reception intensity at the light receiving portion of the optical sensor 125A which changes continuously as the burner 121 rotates.
  • the rotational position of the burner 121 can be detected continuously, and the relationship between the successive rotational positions and the measurement results can be correlated. Therefore, the traceability of measurement results can be further improved.
  • the rotational position detection unit 125 that performs continuous detection is not limited to the optical sensor, and may be configured by various other sensors, for example, a capacitance sensor.
  • the manual rotation mechanism for manually rotating the burner 121 is configured by the rotation shaft 123 and the grip portion 124.
  • the manual rotation mechanism may have any configuration as long as the burner 121 can be manually rotated.
  • the manual rotation mechanism may not have the grip portion 124.
  • the configuration of the rotational position detection unit 125 is not limited to the configuration shown in the above embodiment and the modification, and other various configurations can be adopted.

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Abstract

手動でバーナの角度を調整でき、かつ、バーナの回転位置を容易に得ることができるフレーム式原子吸光分光光度計を提供する。原子化部12は、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスをバーナ121で燃焼させてフレームを形成し、当該フレーム中に試料を噴霧することにより試料を原子化する。光源は、フレーム中に測定光を照射する。検出器は、フレーム中を通過した測定光を検出する。手動回転機構(把持部124など)は、バーナ121を手動で回転させて、測定光の光路Pに対するバーナ121の角度を変化させる。回転位置検出部125は、バーナ121の回転位置を検出する。

Description

フレーム式原子吸光分光光度計
 本発明は、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスをバーナで燃焼させてフレームを形成し、当該フレーム中に試料を噴霧することにより原子化された試料の原子吸光を測定するためのフレーム式原子吸光分光光度計に関するものである。
 原子吸光分光光度計の一例として、フレーム式の原子吸光分光光度計が知られている。この種の原子吸光分光光度計では、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスをバーナで燃焼させることにより、フレーム(炎)が形成される。そして、このフレーム中に試料を噴霧して、試料を原子化させることにより、原子化された試料の原子吸光を測定することができる。
 原子吸光測定の際には、試料の濃度と吸光度との関係を表す検量線が用いられる。検量線は、試料の濃度が低い範囲では直線性が高いが、試料の濃度が高い範囲では直線性が低く、測定精度が低下するという特性がある。そのため、試料の濃度が高い場合には、バーナの角度を調整することにより、吸光感度を低下させることが一般的に行われている(例えば、下記特許文献1参照)。
特公平7-11484号公報
 上記のようにバーナの角度を調整して感度調整を行う場合、測定結果のトレーサビリティの観点から、測定結果とバーナの角度とを対応付けて記憶しておくことが望ましい。上記特許文献1のように、バーナの角度をモータで調整するような構成の場合には、モータの回転角からバーナの角度を容易に得ることができるため、そのバーナの角度を測定結果に対応付けて記憶させることができる。
 しかしながら、バーナの角度をモータで調整するような構成では、機構が複雑であり、モータの故障などが生じるおそれがある。また、バーナは、使用する助燃ガスの種類に応じて交換する必要があるが、モータなどの駆動機構があることにより交換作業が煩雑になる。そこで、バーナの角度を手動で調整することが考えられるが、この場合には、モータの回転角からバーナの角度を得ることができないという問題がある。
 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、手動でバーナの角度を調整でき、かつ、バーナの回転位置を容易に得ることができるフレーム式原子吸光分光光度計を提供することを目的とする。また、本発明は、手動でバーナの角度を調整する構成を採用しつつ、測定結果のトレーサビリティを確保することができるフレーム式原子吸光分光光度計を提供することを目的とする。
(1)本発明に係るフレーム式原子吸光分光光度計は、原子化部と、光源と、検出器と、手動回転機構と、回転位置検出部とを備える。前記原子化部は、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスをバーナで燃焼させてフレームを形成し、当該フレーム中に試料を噴霧することにより試料を原子化する。前記光源は、前記フレーム中に測定光を照射する。前記検出器は、前記フレーム中を通過した測定光を検出する。前記手動回転機構は、前記バーナを手動で回転させて、測定光の光路に対する前記バーナの角度を変化させる。前記回転位置検出部は、前記バーナの回転位置を検出する。
 このような構成によれば、手動回転機構により手動でバーナの角度を調整することができる。また、バーナの回転位置を回転位置検出部で検出することができるため、バーナの回転位置を容易に得ることができる。さらに、回転位置検出部で検出したバーナの回転位置と測定結果との関係を対応付けることが可能となるため、測定結果のトレーサビリティを確保することができる。
(2)前記回転位置検出部は、前記バーナの回転位置を離散的に検出してもよい。
 このような構成によれば、バーナの回転位置を離散的に検出し、各回転位置と測定結果との関係を対応付けることができる。したがって、回転位置検出部により検出される各回転位置における測定結果のトレーサビリティを確保することができる。
(3)前記回転位置検出部は、前記バーナの回転位置を連続的に検出してもよい。
 このような構成によれば、バーナの回転位置を連続的に検出し、連続する各回転位置と測定結果との関係を対応付けることができる。したがって、測定結果のトレーサビリティをより向上することができる。
(4)前記フレーム式原子吸光分光光度計は、前記回転位置検出部により検出される前記バーナの回転位置を装置条件として記憶する記憶部をさらに備えていてもよい。
 このような構成によれば、バーナの回転位置が装置条件として記憶部に記憶されるため、測定結果を確認する際に、装置条件の一部としてバーナの回転位置を記憶部から読み出して確認することができる。したがって、測定結果のトレーサビリティをより向上することができる。
(5)前記記憶部には、既知試料を測定することにより得られた検量線データに対応付けて、当該検量線データが得られたときの前記バーナの回転位置が装置条件として記憶されてもよい。
 このような構成によれば、検量線データが得られたときのバーナの回転位置を、装置条件の一部として記憶部から読み出して確認することができるため、測定結果のトレーサビリティをより向上することができる。
(6)前記フレーム式原子吸光分光光度計は、試料濃度算出部をさらに備えていてもよい。前記試料濃度算出部は、未知試料を測定することにより得られた測定データと、その測定時と同じ装置条件で得られた前記検量線データとに基づいて、試料の濃度を算出する。この場合、前記記憶部には、前記試料濃度算出部により算出された試料の濃度、及び、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データに対応付けて、当該検量線データが得られたときの前記バーナの回転位置が装置条件として記憶されてもよい。
 このような構成によれば、未知試料の測定データと検量線データとに基づいて算出された試料の濃度を測定結果として確認する際に、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データが得られたときのバーナの回転位置を、装置条件の一部として記憶部から読み出して確認することができる。
(7)前記フレーム式原子吸光分光光度計は、データ出力部をさらに備えていてもよい。前記データ出力部は、前記試料濃度算出部により算出された試料の濃度、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データ、及び、当該検量線データが得られたときの前記バーナの回転位置を含む装置条件を、レポートデータとして出力する。
 このような構成によれば、未知試料の測定データと検量線データとに基づいて算出された試料の濃度を測定結果としてレポートデータで確認する際に、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データと、当該検量線データが得られたときのバーナの回転位置を、装置条件の一部として確認することができる。
 本発明によれば、手動回転機構により手動でバーナの角度を調整することができ、かつ、回転位置検出部によりバーナの回転位置を容易に得ることができる。また、本発明によれば、回転位置検出部で検出したバーナの回転位置と測定結果との関係を対応付けることが可能となるため、測定結果のトレーサビリティを確保することができる。
本発明の一実施形態に係る原子吸光分光光度計の構成例を示した概略図である。 原子化部の具体的構成を示した斜視図である。 バーナの回転機構について説明するための平面図であり、バーナの吹出口が測定光の光路に沿った状態を示している。 バーナの回転機構について説明するための平面図であり、バーナの吹出口が測定光の光路に対して直交する状態を示している。 制御部の具体的構成を示したブロック図である。 データ出力部により出力されるレポートデータの具体例を示した図である。 バーナの回転機構の変形例について説明するための平面図であり、バーナの吹出口が測定光の光路に沿った状態を示している。 バーナの回転機構の変形例について説明するための平面図であり、バーナの吹出口が測定光の光路Pに対して直交する状態を示している。
1.原子吸光分光光度計の全体構成
 図1は、本発明の一実施形態に係る原子吸光分光光度計1の構成例を示した概略図である。この原子吸光分光光度計1は、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスを燃焼させることによりフレーム2を形成し、そのフレーム2中に試料を噴霧することにより原子化された試料の原子吸光を測定するためのフレーム式原子吸光分光光度計である。
 原子吸光分光光度計1には、光源11、原子化部12、検出器13、測光部14、制御部15、表示部16及び操作部17などが備えられている。図1において、実線の矢印は信号の流れを表しており、破線の矢印は測定光の流れを表している。
 光源11は、例えばホロカソードランプにより構成されている。光源11から出射される光は、輝線スペクトルを含む測定光であり、フレーム2に照射される。フレーム2に照射された測定光は、フレーム2中に含まれる原子化された試料の成分により特定の波長が吸収される。このようにして特定の波長が吸収された測定光は、フレーム2を通過した後、検出器13により検出される。
 原子化部12には、燃料ガス、助燃ガス及び試料が供給される。燃料ガスとしては、例えばアセチレンガス(C)を用いることができる。また、助燃ガスとしては、例えば空気又は亜酸化窒素ガス(NO)を用いることができる。ただし、燃料ガス及び助燃ガスは、上記のようなガスに限られるものではない。
 原子化部12では、燃料ガス及び助燃ガスが混合されることにより混合ガスが生成され、その混合ガスが燃焼されることにより、分析中は連続的にフレーム2が形成された状態となる。また、試料は霧化された上で混合ガスに混合され、混合ガスとともにフレーム2中に供給される。これにより、フレーム2中に試料が噴霧され、フレーム2の熱によって試料が原子化される。
 検出器13は、例えば光電子増倍管により構成されている。フレーム2中を通過した測定光は検出器13により検出され、光電変換によって光強度に応じた電気信号が検出器13から出力される。測光部14は、検出器13からの出力信号を増幅するとともに、A/D変換によりデジタル信号に変換する。
 制御部15は、検出器13から測光部14を介して入力される信号に基づいて、試料中の成分の濃度を演算する処理を行う。具体的には、試料中の成分により特定の波長が吸収されるため、試料中の成分の濃度と吸光度との関係を表す検量線を用いて演算を行うことにより、試料中の成分の濃度を算出することができる。
 制御部15には、表示部16及び操作部17が接続されている。表示部16は、例えば液晶表示器により構成されており、原子吸光分光光度計1による試料の測定結果などが表示される。操作部17は、例えばキーボード及びマウスにより構成されており、分析時の装置の条件(装置条件)を設定する際などにユーザにより操作される。
2.原子化部の具体的構成
 図2は、原子化部12の具体的構成を示した斜視図である。原子化部12には、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスを燃焼させるためのバーナ121が備えられている。バーナ121は、例えば直方体などの長尺形状で形成されており、その長尺方向が水平に延びるように配置されている。
 バーナ121の上面には、長手方向に一直線上に延びる吹出口122が形成されている。分析時には、吹出口122から燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスが連続的に吹き出されて燃焼される。これにより、吹出口122の上方には、当該吹出口122に沿って一直線上に延びるフレームが形成される。
 バーナ121の下面には、鉛直方向に延びる回転軸123が設けられている。バーナ121は、回転軸123を中心に水平面内で回転自在となっている。したがって、回転軸123を中心にバーナ121を回転させることにより、吹出口122の角度を手動で調整することができる。
 図2の状態では、光源11からの測定光の光路Pに沿って吹出口122が延びている。この状態では、光源11からの測定光が、吹出口122の上方に形成されるフレーム中を一端から他端まで通過する。そのため、フレーム中の原子化された試料の成分による測定光の吸光度が高くなる。
 検量線は、試料中の成分の濃度と吸光度との関係を表しており、濃度が高いほど吸光度が高くなるような直線で表される。しかし、試料中の成分の濃度が比較的高い領域では、検量線の直線性が悪くなり、分析の精度が低下してしまう。そこで、試料中の成分の濃度が高い場合には、バーナ121を回転させてフレームの角度を変化させ、測定光がフレーム中を通過する距離を短くする。これにより、吸光度が下がり、検量線における直線性が高い部分を用いて試料中の成分の濃度を算出することができるため、分析の精度が向上する。
3.バーナの回転機構
 図3A及び図3Bは、バーナ121の回転機構について説明するための平面図である。図3Aは、バーナ121の吹出口122が測定光の光路Pに沿った状態を示している。一方、図3Bは、バーナ121の吹出口122が測定光の光路Pに対して直交する状態を示している。
 バーナ121には、把持部124が設けられている。ユーザは、把持部124を把持して力を加えることにより、回転軸123を中心にバーナ121を回転させることができる。すなわち、回転軸123及び把持部124は、バーナ121を手動で回転させるための手動回転機構を構成している。この手動回転機構により、測定光の光路Pに対するバーナ121の角度を手動で変化させることができる。なお、図2では、把持部124を省略して示している。
 また、原子化部12には、バーナ121の回転位置を検出する回転位置検出部125が設けられている。この例では、回転位置検出部125には、光学センサ125A及び遮光部125Bが含まれる。光学センサ125Aは、例えば発光部及び受光部(いずれも図示せず)を備えており、発光部からの光を受光部で受光するか否かに基づいて、バーナ121の回転位置を検出することができる。
 遮光部125Bは、バーナ121に設けられており、バーナ121の回転に伴って回転軸123を中心に回転移動する。光学センサ125Aは、バーナ121の回転に伴い移動する遮光部125Bの軌道上に複数設けられている。具体的には、回転軸123を中心にして、周方向に等間隔で複数の光学センサ125Aが配置されている。
 これにより、バーナ121の回転位置に応じて、いずれかの光学センサ125における発光部からの光が遮光部125Bにより遮られ、その発光部からの光が受光部で受光されない状態となる。したがって、各光学センサ125Aにおける受光量に基づいて、バーナ121の回転位置を離散的(断続的)に検出することができる。なお、図2では、回転位置検出部125を省略して示している。
 ただし、離散的に検出を行う回転位置検出部125は、光学センサに限らず、例えば静電容量センサや、リミットスイッチなどの接触式センサのように、他の各種センサにより構成されてもよい。
4.制御部の具体的構成
 図4は、制御部15の具体的構成を示したブロック図である。制御部15は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む構成である。制御部15は、CPUがプログラムを実行することにより、記憶処理部151、検量線生成部152、試料濃度算出部153及びデータ出力部154などとして機能する。制御部15は、例えばハードディスク又はRAM(Random Access Memory)により構成される記憶部18に対して、データの入出力を行うことができるようになっている。
 記憶処理部151は、記憶部18に対してデータを出力することにより、記憶部18にデータを記憶させるための処理を行う。例えば、ユーザが操作部17を操作することにより装置条件の設定を行った場合には、その装置条件のデータが記憶処理部151により記憶部18に記憶される。装置条件とは、分析時の装置の設定条件であり、上述のようなバーナ121の回転位置の他、例えば燃料ガス及び助燃ガスの流量、バーナ121の高さといった原子化部12についての各種設定条件や、他の各種パラメータが含まれる。
 検量線生成部152は、含有成分の濃度が既知の試料(既知試料)を測定することにより測光部14から入力される測定データに基づいて、検量線を生成するための処理を行う。検量線生成部152により生成された検量線のデータは、記憶処理部151により記憶部18に記憶される。このとき、既知試料の測定時における装置条件(検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置などの装置条件)が、検量線データに対応付けて記憶部18に記憶される。
 含有成分の濃度が未知の試料(未知試料)を測定した場合には、記憶処理部151が測光部14から入力される測定データを記憶部18に記憶させる。この場合にも、未知試料の測定時における装置条件(測定データが得られたときのバーナ121の回転位置などの装置条件)が、測定データに対応付けて記憶部18に記憶される。
 試料濃度算出部153は、未知試料を測定することにより得られた測定データに基づいて、未知試料に含まれる成分の濃度を算出する。具体的には、未知試料の測定時と同じ装置条件で得られた検量線データが記憶部18から読み出され、その検量線データと未知試料の測定データとが比較されることにより、試料の濃度が算出される。
 試料濃度算出部153により算出された試料の濃度は、測定結果として記憶部18に記憶される。このとき、算出された試料の濃度は、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データ、及び、当該検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置などの装置条件に対応付けて、記憶部18に記憶される。
 データ出力部154は、記憶部18に記憶されているデータを出力するための処理を行う。データ出力部154から出力されるデータは、測定結果を表すレポートデータとして表示部16に表示され、ユーザにより確認される。ただし、データ出力部154から出力されるレポートデータは、表示部16に対する表示に限らず、印刷などの他の方法でユーザに提供されてもよい。
5.レポートデータの具体例
 図5は、データ出力部154により出力されるレポートデータの具体例を示した図である。レポートデータには、測定結果の他、その測定時における装置条件、及び、測定時に用いられた検量線データなどが含まれる。
 レポートデータ中の測定結果には、例えば試料濃度算出部153により算出された試料の濃度の他、測光部14からの測定データに基づいて算出された吸光度など、試料の測定により得られる各種データが含まれる。レポートデータ中の検量線データは、試料の濃度の算出時に用いられた検量線データであり、例えば試料中の成分の濃度と吸光度との関係がグラフで表される。レポートデータ中の装置条件には、例えば測定時におけるバーナ121の回転位置(バーナ角度)などが含まれる。このバーナ角度は、レポートデータ中の検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置と等しい。
6.作用効果
(1)本実施形態では、把持部124により手動でバーナ121の角度を調整することができる。また、バーナ121の回転位置を回転位置検出部125で検出することができるため、バーナ121の回転位置を容易に得ることができる。さらに、回転位置検出部125で検出したバーナ121の回転位置と測定結果との関係を対応付けることが可能となるため、測定結果のトレーサビリティを確保することができる。
(2)また、本実施形態では、回転位置検出部125によりバーナ121の回転位置を離散的に検出し、各回転位置と測定結果との関係を対応付けることができる。したがって、回転位置検出部125により検出される各回転位置における測定結果のトレーサビリティを確保することができる。回転位置検出部125により検出される回転位置以外のバーナ121の回転位置については、例えば補間法を用いて測定結果と対応付けることができる。
(4)本実施形態では、バーナ121の回転位置が装置条件として記憶部18に記憶されるため、測定結果を確認する際に、装置条件の一部としてバーナ121の回転位置を記憶部18から読み出して確認することができる。したがって、測定結果のトレーサビリティをより向上することができる。
(5)特に、本実施形態では、既知試料を測定することにより得られた検量線データに対応付けて、当該検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置が装置条件として記憶部18に記憶される。これにより、検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置を、装置条件の一部として記憶部18から読み出して確認することができるため、測定結果のトレーサビリティをより向上することができる。
(6)さらに、本実施形態では、試料濃度算出部153により算出された試料の濃度、及び、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データに対応付けて、当該検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置が装置条件として記憶部18に記憶される。これにより、未知試料の測定データと検量線データとに基づいて算出された試料の濃度を測定結果として確認する際に、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置を、装置条件の一部として記憶部18から読み出して確認することができる。
(7)また、本実施形態では、試料濃度算出部153により算出された試料の濃度、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データ、及び、当該検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置を含む装置条件が、データ出力部154によりレポートデータとして出力される。これにより、未知試料の測定データと検量線データとに基づいて算出された試料の濃度を測定結果としてレポートデータで確認する際に、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データと、当該検量線データが得られたときのバーナ121の回転位置を、装置条件の一部として確認することができる。
7.変形例
 図6A及び図6Bは、バーナ121の回転機構の変形例について説明するための平面図である。図6Aは、バーナ121の吹出口122が測定光の光路Pに沿った状態を示している。一方、図6Bは、バーナ121の吹出口122が測定光の光路Pに対して直交する状態を示している。
 この例では、回転位置検出部125の構成が上記実施形態とは異なっている。具体的には、この例における回転位置検出部125は、上記実施形態のようにバーナ121の回転位置を離散的に検出するのではなく、連続的に検出するような構成となっている。回転位置検出部125以外の構成については、上記実施形態と同様であるため、同様の構成については図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
 光学センサ125Aは、上記実施形態のように複数設けられた構成ではなく、1つだけ設けられている。この光学センサ125は、上記実施形態と同様に発光部及び受光部を備えており、受光部における受光量に応じて異なる強度の信号を出力するようになっている。
 遮光部125Bは、上記実施形態と同様にバーナ121に設けられており、バーナ121の回転に伴って回転軸123を中心に回転移動するが、上記実施形態とは異なり、常に光学センサ125における発光部からの光を遮っている。ただし、図6A及び図6Bに示すように、バーナ121の回転位置に応じて、遮光部125Bが光を遮る量が異なっている。したがって、バーナ121の回転に伴い連続的に変化する光学センサ125Aの受光部における受光強度に基づいて、バーナ121の回転位置を連続的に検出することができる。
 これにより、バーナ121の回転位置を連続的に検出し、連続する各回転位置と測定結果との関係を対応付けることができる。したがって、測定結果のトレーサビリティをより向上することができる。
 ただし、連続的に検出を行う回転位置検出部125は、光学センサに限らず、例えば静電容量センサのように、他の各種センサにより構成されてもよい。
 以上の実施形態では、バーナ121を手動で回転させるための手動回転機構が、回転軸123及び把持部124により構成される場合について説明した。しかし、手動回転機構は、バーナ121を手動で回転させることができるような構成であればよく、例えば把持部124を備えていない構成などであってもよい。
 また、回転位置検出部125の構成についても、上記実施形態及び変形例に示すような構成に限らず、他の各種構成を採用することができる。
1    原子吸光分光光度計
2    フレーム
11   光源
12   原子化部
13   検出器
14   測光部
15   制御部
16   表示部
17   操作部
18   記憶部
121  バーナ
122  吹出口
123  回転軸
124  把持部
125  回転位置検出部
125A 光学センサ
125B 遮光部
151  記憶処理部
152  検量線生成部
153  試料濃度算出部
154  データ出力部

Claims (7)

  1.  燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスをバーナで燃焼させてフレームを形成し、当該フレーム中に試料を噴霧することにより試料を原子化する原子化部と、
     前記フレーム中に測定光を照射する光源と、
     前記フレーム中を通過した測定光を検出する検出器と、
     前記バーナを手動で回転させて、測定光の光路に対する前記バーナの角度を変化させる手動回転機構と、
     前記バーナの回転位置を検出する回転位置検出部とを備えることを特徴とするフレーム式原子吸光分光光度計。
  2.  前記回転位置検出部は、前記バーナの回転位置を離散的に検出することを特徴とする請求項1に記載のフレーム式原子吸光分光光度計。
  3.  前記回転位置検出部は、前記バーナの回転位置を連続的に検出することを特徴とする請求項1に記載のフレーム式原子吸光分光光度計。
  4.  前記回転位置検出部により検出される前記バーナの回転位置を装置条件として記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のフレーム式原子吸光分光光度計。
  5.  前記記憶部には、既知試料を測定することにより得られた検量線データに対応付けて、当該検量線データが得られたときの前記バーナの回転位置が装置条件として記憶されることを特徴とする請求項4に記載のフレーム式原子吸光分光光度計。
  6.  未知試料を測定することにより得られた測定データと、その測定時と同じ装置条件で得られた前記検量線データとに基づいて、試料の濃度を算出する試料濃度算出部をさらに備え、
     前記記憶部には、前記試料濃度算出部により算出された試料の濃度、及び、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データに対応付けて、当該検量線データが得られたときの前記バーナの回転位置が装置条件として記憶されることを特徴とする請求項5に記載のフレーム式原子吸光分光光度計。
  7.  前記試料濃度算出部により算出された試料の濃度、その試料の濃度の算出時に用いられた検量線データ、及び、当該検量線データが得られたときの前記バーナの回転位置を含む装置条件を、レポートデータとして出力するデータ出力部をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載のフレーム式原子吸光分光光度計。
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