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JP2007010314A - Flame atomic absorption spectrophotometer - Google Patents

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JP2007010314A
JP2007010314A JP2005187539A JP2005187539A JP2007010314A JP 2007010314 A JP2007010314 A JP 2007010314A JP 2005187539 A JP2005187539 A JP 2005187539A JP 2005187539 A JP2005187539 A JP 2005187539A JP 2007010314 A JP2007010314 A JP 2007010314A
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Japan
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signal
voltage
light
converter
detector
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JP2005187539A
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Japanese (ja)
Inventor
Masumi Sakai
真澄 酒井
Seiji Kojima
誠司 小島
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】検出器信号を飽和させることなく、S/Nを改善する。
【解決手段】バーナー3には試料を導入せず、C流量、火炎種、分光器6内のスリットのスリット幅、分光する波長それぞれに対して設定可能なすべての組み合わせにおいて光電子増倍管8で検出され、A/D変換器11に入力される信号電圧をメモリ15に記憶しておく。試料測定時には各測定条件に応じて負高圧調整器18により光電子増倍管8の増幅率を調整するか、または、増幅器10における検出器信号の増幅率を調整し、最適な検出器信号電圧に設定して測定を行う。これにより、バーナー3上の火炎Fからの放射光の影響を受けて検出器の信号電圧が増大した場合でも、検出器信号電圧が飽和することはなく、良好なS/Nで測定することが可能となる。
【選択図】 図1
To improve S / N without saturating a detector signal.
Samples are not introduced into the burner 3, and photomultiplier multiplication is performed in all combinations that can be set for the C 2 H 2 flow rate, the flame type, the slit width of the slit in the spectrometer 6 and the wavelength to be dispersed. The signal voltage detected by the tube 8 and input to the A / D converter 11 is stored in the memory 15. At the time of sample measurement, the amplification factor of the photomultiplier tube 8 is adjusted by the negative high voltage regulator 18 according to each measurement condition, or the amplification factor of the detector signal in the amplifier 10 is adjusted to obtain an optimum detector signal voltage. Set and measure. Thereby, even when the signal voltage of the detector increases due to the influence of the radiation light from the flame F on the burner 3, the detector signal voltage does not saturate and measurement can be performed with good S / N. It becomes possible.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は様々な物質中に含まれる金属元素の定量分析を行う原子吸光分光光度計に関し、さらに詳しくは、フレーム式原子吸光分光光度計に関する。   The present invention relates to an atomic absorption spectrophotometer that performs quantitative analysis of metal elements contained in various substances, and more particularly to a flame atomic absorption spectrophotometer.

測定対象である試料を何らかの方法で原子化し、空間中に原子の蒸気層を生成し、適当な波長(励起波長)の光を透過させると、原子蒸気中の原子(基底状態)の数に応じて吸光が起こる。原子吸光分光光度計は、この吸光度から試料濃度を求める装置である。   Depending on the number of atoms (ground state) in the atomic vapor, the sample to be measured is atomized by some method, a vapor layer of atoms is generated in the space, and light of an appropriate wavelength (excitation wavelength) is transmitted. Absorption occurs. An atomic absorption spectrophotometer is a device for obtaining a sample concentration from this absorbance.

光源であるホロカソードランプから放射された光が、分光器で分光されて、検出器に到達する。検出器が発する信号電圧はホロカソードランプの元素の種類や分光器の特性、検出器の分光感度特性に依存する。   Light emitted from a holocathode lamp that is a light source is dispersed by a spectroscope and reaches a detector. The signal voltage generated by the detector depends on the element type of the holocathode lamp, the characteristics of the spectrometer, and the spectral sensitivity characteristics of the detector.

フレーム式原子吸光分光光度計では、燃料ガス(アセチレン(C))と助燃ガス(空気(AIR)または一酸化二窒素(NO))の混合気体に、霧化した液体試料をさらに混合して燃焼し、高温に加熱して試料を原子化する。その原子を含む火炎中に測定光を通過させて吸光度を測定するわけであるが、測定中は火炎自身や試料自身が光を放射するので、この放射光も検出器に到達する。 In a flame atomic absorption spectrophotometer, an atomized liquid sample is mixed into a mixed gas of a fuel gas (acetylene (C 2 H 2 )) and an auxiliary combustion gas (air (AIR) or dinitrogen monoxide (N 2 O)). The sample is further mixed and burned, and heated to a high temperature to atomize the sample. The absorbance is measured by passing measurement light through the flame containing the atoms. During the measurement, the flame itself or the sample itself emits light, so this emitted light also reaches the detector.

このような放射光を含んだ検出器からの信号が大き過ぎると、アナログ回路で飽和したり、A/D変換器が変換できる最大電圧を越えたりする。最大電圧を越えてしまっては正しい測定ができないので、試料の測定前に検出信号の増幅率をあらかじめ調整して最適な検出信号電圧に設定している(例えば、特許文献1)。   If the signal from the detector containing such radiated light is too large, it may be saturated in the analog circuit or exceed the maximum voltage that can be converted by the A / D converter. Since correct measurement cannot be performed if the maximum voltage is exceeded, the detection signal amplification factor is adjusted in advance before measurement of the sample to set the optimum detection signal voltage (for example, Patent Document 1).

通常、この検出信号電圧は原子吸光分光光度計で用いるA/D変換器に入力可能な最大電圧の50〜70%に設定する。100%に近いほど信号とノイズの比(S/N)は良いが、原子吸光分光光度計内で使用するアナログ回路のノイズやA/D変換器の量子化ノイズを考慮すると、火炎からの放射光による検出信号電圧の飽和を防ぐように余裕を持たせる必要があるからである。   Usually, this detection signal voltage is set to 50 to 70% of the maximum voltage that can be input to the A / D converter used in the atomic absorption spectrophotometer. The closer to 100%, the better the signal-to-noise ratio (S / N), but considering the noise of analog circuits used in the atomic absorption spectrophotometer and the quantization noise of the A / D converter, radiation from the flame This is because it is necessary to provide a margin to prevent saturation of the detection signal voltage due to light.

特許文献2には、ファーネス式原子吸光光度計について、設定可能なすべての波長、スリット幅および原子化部における原子化温度の組み合わせに対する検出器信号電圧を記憶する手段を有し、試料測定時に試料測定に用いる波長、スリット幅、原子化温度に対して記憶した信号電圧をもとに最適な検出器信号増幅率でもって増幅器を制御する増幅率制御手段を有する装置についての開示がされている。
特開2002−71558号公報 特開2004−325341号公報
Patent Document 2 has means for storing detector signal voltages for combinations of all wavelengths that can be set, slit widths, and atomization temperatures in an atomization section of a furnace type atomic absorption spectrophotometer. There is disclosed an apparatus having an amplification factor control means for controlling an amplifier with an optimum detector signal amplification factor based on a signal voltage stored for a wavelength, slit width, and atomization temperature used for measurement.
JP 2002-71558 A JP 2004-325341 A

原子吸光分光光度計による測定においては、AIR−CよりNO−Cの方が火炎からの放射光は強くなり、また、波長が長いほど、スリット幅が広いほど、Cのガス流量が大きいほど、火炎からの放射光は強くなる。故に、測定条件(波長、スリット幅、火炎種、ガス流量)によっては、検出器の信号電圧が測定可能な最大電圧を越え、正確な測定ができなくなることがある。そのような状態の場合には、操作者が手動でスリット幅を狭くすることにより対応していた。しかし、調整によりスリット幅を狭くすると、検出器に入射する光量が減少するためS/Nが悪化する。すなわち、従来の方法では、火炎からの放射光を通常の測定条件の範囲内で一定の余裕をもたせるだけで、放射光強度の測定条件による変動には柔軟に対応することができない。 As measured by atomic absorption spectrophotometer, radiation from it is flame AIR-C 2 H 2 from the N 2 O-C 2 H 2 becomes stronger and the higher wavelength is long, as the slit width is wide, The larger the C 2 H 2 gas flow rate, the stronger the emitted light from the flame. Therefore, depending on the measurement conditions (wavelength, slit width, flame type, gas flow rate), the signal voltage of the detector may exceed the maximum measurable voltage and accurate measurement may not be possible. In such a state, the operator manually copes with narrowing the slit width. However, if the slit width is narrowed by adjustment, the amount of light incident on the detector decreases, and the S / N deteriorates. That is, with the conventional method, it is not possible to flexibly cope with fluctuations of the radiated light intensity due to the measurement conditions only by giving the radiated light from the flame a certain margin within the range of the normal measurement conditions.

上記課題に鑑みてなされた本願発明は、検出器信号を飽和させることなく、かつ、安価にS/Nを改善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。すなわち、光源と、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスを燃焼させた火炎により試料を原子化する原子化部と、前記火炎を透過した前記光源からの光から特定の波長を取り出す分光部と、前記分光部からの光を検出する検出器と、前記検出器からの信号を増幅する信号増幅器と、前記増幅器からの信号をデジタル変換するA/D変換器と、前記検出器の駆動電圧を調整する電圧調整部とを有するフレーム式原子吸光分光光度計において、同時に設定可能な測定条件の組み合わせに対応する前記A/D変換器への信号電圧の最適値を記憶する記憶手段を有し、前記測定条件が設定されたとき、対応する前記信号電圧の最適値が前記A/D変換器へ入力されるように前記電圧調整部或いは前記信号増幅器を調整することを特徴とする。   An object of the present invention made in view of the above problems is to provide a flame atomic absorption spectrophotometer that can improve the S / N at low cost without saturating the detector signal. That is, a light source, an atomization unit that atomizes a sample by a flame in which a mixed gas of fuel gas and auxiliary gas is burned, a spectroscopic unit that extracts a specific wavelength from light from the light source that has passed through the flame, and A detector that detects light from the spectroscopic unit, a signal amplifier that amplifies the signal from the detector, an A / D converter that digitally converts the signal from the amplifier, and a drive voltage of the detector are adjusted. A frame-type atomic absorption spectrophotometer having a voltage adjustment unit, comprising storage means for storing an optimum value of a signal voltage to the A / D converter corresponding to a combination of measurement conditions that can be set simultaneously; The voltage adjusting unit or the signal amplifier is adjusted so that an optimum value of the corresponding signal voltage is input to the A / D converter when a condition is set.

さらに、前記信号電圧は、前記A/D変換器に入力可能な最大電圧の50〜70%に設定されることを特徴とする。   Further, the signal voltage is set to 50 to 70% of a maximum voltage that can be input to the A / D converter.

第2の観点からなされた本願発明に係るフレーム式原子吸光分光光度計は、光源と、燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスを燃焼させた火炎により試料を原子化する原子化部と、前記光源からの光から特定の波長を取り出す分光部と、前記光源からの光を前記火炎を透過して前記分光部へ導光する試料光路及び前記火炎を透過せず前記分光部へ導光する参照光路を形成してこれら2つの光路からの光を交互に前記分光部へ導入する光学系と、前記分光部からの光を検出する検出器と、前記検出器からの信号を増幅する信号増幅器と、前記増幅器からの信号をデジタル変換するA/D変換器と、前記検出器の駆動電圧を調整する電圧調整部とを有するフレーム式原子吸光分光光度計において、同時に設定可能な測定条件の組み合わせに対応する前記試料光路からの光に基づく前記A/D変換器への信号電圧の最適値を記憶する記憶手段を有し、前記測定条件が設定されたとき、対応する前記信号電圧の最適値が前記A/D変換器に入力されるよう前記電圧調整部を調整し、さらに、測定が開始されたとき、前記試料光路からの光に基づく前記検出器の信号電圧の最適値を前記A/D変換器に入力可能な最大電圧の90〜100%になるように前記電圧調整部或いは前記信号増幅器を調整することを特徴とする。   A flame type atomic absorption spectrophotometer according to the present invention made from a second aspect includes a light source, an atomization unit for atomizing a sample by a flame in which a mixed gas of a fuel gas and an auxiliary combustion gas is burned, and the light source. A spectroscopic unit for extracting a specific wavelength from the light of the sample, a sample optical path for guiding the light from the light source through the flame and guiding it to the spectroscopic unit, and a reference optical path for guiding the light to the spectroscopic unit without transmitting the flame An optical system that alternately introduces light from these two optical paths into the spectroscopic unit, a detector that detects light from the spectroscopic unit, a signal amplifier that amplifies the signal from the detector, and In a frame-type atomic absorption spectrophotometer having an A / D converter for digitally converting a signal from an amplifier and a voltage adjusting unit for adjusting a driving voltage of the detector, it corresponds to a combination of measurement conditions that can be set simultaneously. Above Storage means for storing the optimum value of the signal voltage to the A / D converter based on the light from the light path, and when the measurement condition is set, the corresponding optimum value of the signal voltage is the A / D The voltage adjustment unit is adjusted to be input to the D converter, and when the measurement is started, the optimum value of the signal voltage of the detector based on the light from the sample optical path is supplied to the A / D converter. The voltage adjustment unit or the signal amplifier is adjusted so as to be 90 to 100% of the maximum voltage that can be input.

本発明によれば、試料を測定する前に検出器における信号電圧の大きさに影響する測定条件に関して、あらかじめ設定可能なすべての波長、スリット幅、火炎種およびガス流量の組み合わせに対応するA/D変換器への信号電圧を測定しておき、このデータをメモリに記憶させているので、試料を測定する際には測定条件に対応してメモリに記憶した信号電圧を読み出し検出器信号の増幅率を調整して、検出器の信号電圧を最適に設定することができる。これにより、検出器の信号を飽和させることなく、S/Nを改善することが可能になる。測定条件の何れか1つ(或いは複数)が変更されると、最適な増幅率に調整され、常に最高のS/Nで試料測定することが可能となる。測定条件の対応付けを装置の操作に関する熟練者が行えば、以降は何者が測定をしても良好なS/N比で試料測定を行うことができる。   According to the present invention, A / C corresponding to all combinations of wavelength, slit width, flame type, and gas flow rate that can be set in advance with respect to measurement conditions that affect the magnitude of the signal voltage at the detector before measuring the sample. Since the signal voltage to the D converter is measured and this data is stored in the memory, when measuring the sample, the signal voltage stored in the memory is read in accordance with the measurement conditions and the detector signal is amplified. The rate can be adjusted to optimally set the detector signal voltage. This makes it possible to improve the S / N without saturating the detector signal. When any one (or a plurality) of measurement conditions is changed, the amplification factor is adjusted to the optimum, and the sample can always be measured with the highest S / N. If a person skilled in the operation of the apparatus performs the association of the measurement conditions, the sample can be measured with a good S / N ratio no matter who performs the measurement thereafter.

本発明の機能を実現するためには、従来のこの種の装置に対する制御を行うソフトウエアの変更のみで対応することが可能である。したがって、既存の装置に対して大きなコストの上昇や装置の大型化をもたらすこともない。   In order to realize the function of the present invention, it is possible to cope with only the change of software for controlling the conventional apparatus of this type. Accordingly, there is no significant increase in cost and size of the existing apparatus.

本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の原子吸光分光光度計の一実施例の概略構成図である。本発明の原子吸光分光光度計は、ホロカソードランプ1と、バーナー3と、霧化器4と、分光器6と、光電子増倍管8と、増幅器10と、A/D変換器11と、処理・制御部13と、メモリ15と、操作部16、表示部17、負高圧調整器18およびガス流量制御部19(19a,19b)から構成されている。バーナー3上部には、燃料ガス及びと助燃ガスの混合がガスが燃焼することにより、火炎Fが形成される。原子吸光分光光度計では、多くの場合、検出器に光電子増倍管(PMT)を使用している。その増幅率はPMTに印加する電圧(本願では負高圧)に依存するため、電圧の調整で容易に増幅率を調整することができるので、増幅率制御手段として負高圧調整器を用いている。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an atomic absorption spectrophotometer according to the present invention. The atomic absorption spectrophotometer of the present invention includes a holocathode lamp 1, a burner 3, an atomizer 4, a spectrometer 6, a photomultiplier tube 8, an amplifier 10, an A / D converter 11, The processing / control unit 13, the memory 15, the operation unit 16, the display unit 17, the negative high pressure regulator 18, and the gas flow rate control unit 19 (19 a, 19 b) are included. A flame F is formed in the upper part of the burner 3 by the combustion of the mixed gas of fuel gas and auxiliary combustion gas. In many cases, atomic absorption spectrophotometers use a photomultiplier tube (PMT) as a detector. Since the amplification factor depends on the voltage (negative high voltage in the present application) applied to the PMT, the amplification factor can be easily adjusted by adjusting the voltage. Therefore, a negative high voltage regulator is used as the amplification factor control means.

測定対象を含む試料は、霧化器4で霧化される。一方、燃料ガス(C)はガス流量制御部19aで、助燃ガスはガス流量制御部19bでそれぞれ流量が調整され、霧化された試料と混合され、バーナー3で形成された火炎Fによって加熱され原子化される。助燃ガスとしてAIR、NOの何れを選択するかは、三方弁(図示せず)で切り替えて助燃ガス源を選択するようになっており、三方弁を切り替えることによってガス流量制御部19bには助燃ガスとして使用するAIR或いはNOが流入するようになっており、操作部16からの入力にりどちらを選択するかを設定することができる。 The sample including the measurement object is atomized by the atomizer 4. On the other hand, the flow rate of fuel gas (C 2 H 2 ) is adjusted by the gas flow rate control unit 19 a, and the auxiliary combustion gas is adjusted by the gas flow rate control unit 19 b, mixed with the atomized sample, and the flame F formed by the burner 3. Is heated and atomized. Whether to select AIR or N 2 O as the auxiliary combustion gas is switched by a three-way valve (not shown) to select an auxiliary combustion gas source. By switching the three-way valve, the gas flow rate control unit 19b is selected. Is configured such that AIR or N 2 O used as an auxiliary combustion gas flows in, and it is possible to set which one is selected by an input from the operation unit 16.

ホロカソードランプ1から放射された輝線スペクトルを含む光は、バーナー3の上部(火炎F)を通過して分光器6に導入される。導入された光は分光器6において入口スリットを通り、反射鏡で反射され、回折格子で所定波長に分光され、出口スリットを通り、測定する波長の光が光電子増倍管8に達する。分光器6はツェルニターナ分光器であり、入口スリットと、反射鏡と、回折格子および出口スリットから構成されている。なお簡便のため図示していないが、ホロカソードランプ1とバーナー3との間、バーナー3と分光器6との間にはそれぞれ適当な集光光学系が配置されており、光束を適切に集光して次段へ導入するようにしている。   The light including the emission line spectrum emitted from the holocathode lamp 1 passes through the upper part of the burner 3 (flame F) and is introduced into the spectrometer 6. The introduced light passes through the entrance slit in the spectroscope 6, is reflected by the reflecting mirror, is split into a predetermined wavelength by the diffraction grating, passes through the exit slit, and the light having the wavelength to be measured reaches the photomultiplier tube 8. The spectroscope 6 is a Zernitana spectroscope, and includes an entrance slit, a reflecting mirror, a diffraction grating, and an exit slit. Although not shown for convenience, appropriate condensing optical systems are arranged between the holocathode lamp 1 and the burner 3 and between the burner 3 and the spectroscope 6, respectively. The light is introduced into the next stage.

光電子増倍管8に達した光は、光電変換され得られた電気信号は増幅器10で増幅され、A/D変換器11でデジタル信号に変換され、処理・制御部13へと入力される。上述のようにバーナー3の上部の火炎Fを通過する光は、試料に含まれる元素特有の波長の光が強く吸収される。処理・制御部13はこのような吸収を受けない場合の受光強度と吸収を受けた場合の受光強度との比を計算し、その吸光度を求めて、試料中の特定成分の定量を行う。処理・制御部13はCPU等を含むコンピューターを中心に構成され、各種演算処理を行うと共に、上記各部の動作を制御するための制御信号を出力する。また、処理・制御部13は、分析条件や制御に必要な設定を記憶するメモリ15を備え、装置のオペレータが測定条件を設定したり装置を調整したりするためのパラメータを入力するための操作部16及び装置の状態や分析結果等を表示する表示部17が接続されている。負高圧調整器18は、処理・制御部13の設定に従って光電子増倍管8に供給する電圧を設定しその増幅率を調整する。   The light that has reached the photomultiplier tube 8 is photoelectrically converted and the electric signal obtained by the photoelectric conversion is amplified by the amplifier 10, converted to a digital signal by the A / D converter 11, and input to the processing / control unit 13. As described above, the light passing through the flame F at the upper part of the burner 3 is strongly absorbed by light having a wavelength specific to the element contained in the sample. The processing / control unit 13 calculates the ratio between the received light intensity when not receiving such absorption and the received light intensity when receiving absorption, obtains the absorbance, and quantifies the specific component in the sample. The processing / control unit 13 is mainly configured by a computer including a CPU and the like, and performs various arithmetic processes and outputs a control signal for controlling the operation of each unit. The processing / control unit 13 includes a memory 15 for storing analysis conditions and settings necessary for control, and an operation for inputting parameters for the operator of the apparatus to set measurement conditions and adjust the apparatus. A display unit 17 for displaying the unit 16 and the state of the apparatus, analysis results, and the like is connected. The negative high voltage regulator 18 sets the voltage supplied to the photomultiplier tube 8 according to the setting of the processing / control unit 13 and adjusts the amplification factor.

光電子増倍管8からの信号は増幅器10で増幅される。増幅された信号は後段のA/D変換器11に入力され、デジタル信号に変換される。しかしながら、A/D変換器11はあらかじめ決められた分解能(例えば0〜10Vについて16bit)を有し、アナログの入力信号の範囲を分解能に応じてデジタル信号に変換して出力するので、この範囲外の入力信号については、下限値或いは上限値での出力しかできなくなる。上限値付近では実際の測定時に強い光が発生したときに上限値を超えることになるので、試料測定時には各測定条件に応じて負高圧調整器18により光電子増倍管8の増幅率を調整あるいは増幅器10における検出器信号の増幅率を調整して、A/D変換器11に入力する信号の強度を調整する。そのため、試料を測定する前に検出器8における信号電圧の大きさに影響する測定条件について、設定可能な測定条件の組み合わせに対応するA/D変換器11への入力の信号電圧をあらかじめ測定して記憶しておけば、各測定条件に対応するA/D変換器11へ入力される電圧信号の関係を得ることができる。この関係について、原子吸光分光光度計内のメモリ15に記憶させておく。   The signal from the photomultiplier tube 8 is amplified by the amplifier 10. The amplified signal is input to the A / D converter 11 at the subsequent stage and converted into a digital signal. However, the A / D converter 11 has a predetermined resolution (for example, 16 bits for 0 to 10 V), converts the analog input signal range into a digital signal according to the resolution, and outputs the digital signal. For the input signal, only the lower limit value or the upper limit value can be output. In the vicinity of the upper limit value, the upper limit value is exceeded when strong light is generated during actual measurement. Therefore, at the time of sample measurement, the gain of the photomultiplier tube 8 is adjusted by the negative / high pressure regulator 18 according to each measurement condition or The intensity of the signal input to the A / D converter 11 is adjusted by adjusting the amplification factor of the detector signal in the amplifier 10. Therefore, the signal voltage input to the A / D converter 11 corresponding to the combination of measurement conditions that can be set is measured in advance for the measurement conditions that affect the magnitude of the signal voltage in the detector 8 before measuring the sample. If stored, the relationship of the voltage signal input to the A / D converter 11 corresponding to each measurement condition can be obtained. This relationship is stored in the memory 15 in the atomic absorption spectrophotometer.

測定条件とA/D変換器11への信号電圧の最適値の関係の作成方法について説明する。バーナー3には試料を導入せず、例えば、C流量を2.0L/min、火炎種をAIR−C、スリット幅を0.2nm、回折格子によって分光する波長を185nmとして、この測定条件で光電子増倍管8で検出される信号電圧の50〜70%の値をメモリ15に記憶する。メモリ15に記憶する値を実際に測定した結果の50〜70%の値としておくのは、試料自身の発光など各種変動の余裕を見込んでおくためである。同様に、バーナー3には試料を導入せずに、全ての波長、スリット幅、火炎種およびガス流量の組み合わせについて、対応するA/D変換器11への信号電圧の50〜70%の値をメモリ15に記憶する。図2のA/D変換器11への入力電圧は、波長、スリット幅、火炎種、C流量に応じて場合分けされている。図2は、本実施例における各波長、スリット幅、火炎種、C流量の組み合わせに対応する、最適検出信号電圧の一例である。 A method for creating the relationship between the measurement conditions and the optimum value of the signal voltage to the A / D converter 11 will be described. The sample is not introduced into the burner 3, for example, the flow rate of C 2 H 2 is 2.0 L / min, the flame type is AIR-C 2 H 2 , the slit width is 0.2 nm, and the wavelength to be dispersed by the diffraction grating is 185 nm. The value of 50 to 70% of the signal voltage detected by the photomultiplier tube 8 under this measurement condition is stored in the memory 15. The reason why the value stored in the memory 15 is set to 50 to 70% of the actual measurement result is to allow for various fluctuations such as the light emission of the sample itself. Similarly, a sample is not introduced into the burner 3, and the value of 50 to 70% of the signal voltage to the corresponding A / D converter 11 is set for all combinations of wavelength, slit width, flame type and gas flow rate. Store in the memory 15. The input voltage to the A / D converter 11 in FIG. 2 is classified according to the wavelength, slit width, flame type, and C 2 H 2 flow rate. FIG. 2 is an example of the optimum detection signal voltage corresponding to the combination of each wavelength, slit width, flame type, and C 2 H 2 flow rate in the present embodiment.

試料を測定する際には測定条件が明らかであるので、測定条件とメモリ15に記憶させた測定条件とA/D変換器11への信号電圧の関係より該当するA/D変換器11への信号電圧が最適値になるように検出器の信号の増幅率を調整して、前述の最適な検出器の信号電圧に設定後、測定を開始する。これにより、検出器の信号を飽和させることなく、S/Nを改善することが可能になる。測定条件の何れか1つ(或いは複数)が変更されると、最適な増幅率に調整され、常に最高のS/Nで試料測定することが可能となる。図2のような測定条件の対応付けを装置の操作に関する熟練者が行えば、以降は、何者が測定をしても良好なS/N比で試料測定を行うことができる。   Since the measurement conditions are clear when measuring the sample, the relationship between the measurement conditions, the measurement conditions stored in the memory 15 and the signal voltage to the A / D converter 11 is applied to the corresponding A / D converter 11. Measurement is started after adjusting the amplification factor of the signal of the detector so that the signal voltage becomes an optimum value and setting the signal voltage of the above-mentioned optimum detector. This makes it possible to improve the S / N without saturating the detector signal. When any one (or a plurality) of measurement conditions is changed, the amplification factor is adjusted to the optimum, and the sample can always be measured with the highest S / N. If the expert regarding the operation of the apparatus performs the association of the measurement conditions as shown in FIG. 2, thereafter, the sample measurement can be performed with a good S / N ratio regardless of who performs the measurement.

図2に示した測定条件とA/D変換器11への信号電圧の対応は、アルカリ金属の測定を想定して作成したものである。アルカリ金属を測定する場合、上述の試料自身が放射する光は、他の元素を測定する場合よりも試料自身が放射する光が強く、また、アルカリ金属による吸光は、ナトリウムが588.995nm、カリウムが766.491nm、リチウムが570.784nm、セシウムが852.110nmに特徴的な吸収があり、どの元素についても測定する波長は550nm以上となっている。550nm以上の波長領域で測定するということは、アルカリ金属を測定することを意味する。よって、測定する波長が550nm以上と設定されれば、試料自身による発光が強いと予想されるので、測定条件が同じ場合でも、A/D変換器11への信号電圧は低く設定されるようにしている。   The correspondence between the measurement conditions shown in FIG. 2 and the signal voltage to the A / D converter 11 is created assuming alkali metal measurement. When measuring alkali metals, the light emitted by the sample itself is stronger than that measured by other elements, and the absorption by the alkali metal is 588.995 nm for sodium and potassium. There are characteristic absorptions at 766.491 nm, lithium at 570.784 nm, and cesium at 852.110 nm, and the wavelength for measuring any element is 550 nm or more. Measuring in a wavelength region of 550 nm or more means measuring an alkali metal. Therefore, if the wavelength to be measured is set to 550 nm or more, light emission from the sample itself is expected to be strong. Therefore, the signal voltage to the A / D converter 11 should be set low even when the measurement conditions are the same. ing.

この設定はメモリ15内に記憶されており、試料測定時には各測定条件に応じて負高圧調整器18により光電子増倍管8の増幅率を調整するか、または、増幅器10における検出器の信号の増幅率を調整して図2の最適なA/D変換器11の信号電圧に設定された後に測定が行われる。これにより、バーナー3上の火炎からの放射光の影響を受けて検出器の信号電圧が増大した場合でも、A/D変換器11への信号電圧が飽和することはなく、良好なS/Nで測定することが可能となる。   This setting is stored in the memory 15, and at the time of sample measurement, the amplification factor of the photomultiplier tube 8 is adjusted by the negative high voltage regulator 18 according to each measurement condition, or the signal of the detector in the amplifier 10 is adjusted. The measurement is performed after the amplification factor is adjusted and set to the optimum signal voltage of the A / D converter 11 of FIG. Thereby, even when the signal voltage of the detector increases due to the influence of the radiation light from the flame on the burner 3, the signal voltage to the A / D converter 11 is not saturated, and a good S / N ratio is obtained. It becomes possible to measure with.

さらには、フレーム式ダブルビーム原子吸光分光光度計であれば、ここまでの手段の後に、実際に出力されるA/D変換器11への信号電圧を測定して、A/D変換器11への信号電圧が最適な電圧となるような増幅率に再度調整することにより、より良いS/Nで試料測定することが可能となる。   Further, in the case of a frame type double beam atomic absorption spectrophotometer, the signal voltage to the A / D converter 11 that is actually output is measured after the above-described means, and the signal voltage is output to the A / D converter 11. It is possible to measure the sample with better S / N by adjusting the gain again so that the signal voltage becomes the optimum voltage.

ダブルビーム方式の場合、図3に示すように、火炎Fを透過する試料光路及びビームスプリッタBS、ミラーM1,M2により火炎Fを透過しない参照光路を構成し、どちらの光を分光器6に入射させるかをセクターミラーSMを制御して選択する。シングルビーム方式の場合、試料を含まない火炎に対して光源1から光を入射させ検出器8における光の入射強度(I)と、試料を含む火炎に対して光源1から光を入射させ検出器8における光の入射強度(I)の比から吸光度を求めることになるので、Iを測定した後、Iを測定する前には、検出器信号の増幅率を変更することはできない。一方、ダブルビーム方式の場合、試料が火炎Fで加熱されている間にも基準となるIを測定するので、検出器信号の増幅率を変更しても、IとIの双方について等しく増幅率が変更されることになる。シングルビーム方式では、A/D変換器11への信号電圧の最適値は、試料自身の発光など各種変動の余裕を見込んで、A/D変換器11に入力可能な信号電圧の50〜70%の値としているが、ダブルビーム方式の場合は火炎Fが点火され試料が導入されて、火炎自身と試料自身の放射光により検出器電圧が大きくなった時点でこの余裕はほぼ必要なくなる。そこで、ダブルビーム方式においては、最適検出信号電圧は、A/D変換器11への入力90〜100%の値となるような増幅率に調整すれば、さらに良いS/Nで試料測定することが可能となる。フレーム式原子吸光分光光度計では測定時間がファーネス式のものより長く数秒から十数秒ある。また、試料が原子化されるまでの時間がある程度予測可能であるので、ダブルビーム方式においては測定時間中に増幅率の調整を行うことが可能となる。 In the case of the double beam method, as shown in FIG. 3, a sample optical path that transmits the flame F and a reference optical path that does not transmit the flame F are configured by the beam splitter BS and mirrors M1 and M2, and which light enters the spectrometer 6. The sector mirror SM is selected to control. In the case of the single beam method, light is incident from the light source 1 on the flame not including the sample, and the incident intensity (I R ) of the light in the detector 8 and light is incident from the light source 1 on the flame including the sample for detection. I mean that determine the absorbance from the ratio of the incident light intensity (I S) in the vessel 8, after measuring the I R, before measuring the I S is not possible to change the amplification factor of the detector signals . On the other hand, in the double-beam method, since measuring the I R which also serves as a reference while the sample is being heated by the flame F, Changing the amplification factor of the detector signals, for both I S and I R The amplification factor will be changed equally. In the single beam method, the optimum value of the signal voltage to the A / D converter 11 is 50 to 70% of the signal voltage that can be input to the A / D converter 11 in consideration of various fluctuation margins such as light emission of the sample itself. However, in the case of the double beam system, this margin is almost unnecessary when the flame F is ignited and the sample is introduced and the detector voltage is increased by the radiation of the flame itself and the sample itself. Therefore, in the double beam method, if the amplification signal is adjusted so that the optimum detection signal voltage is 90 to 100% of the input to the A / D converter 11, the sample can be measured with a better S / N. Is possible. In the flame type atomic absorption spectrophotometer, the measurement time is longer than that of the furnace type and is several seconds to several tens of seconds. Further, since the time until the sample is atomized can be predicted to some extent, in the double beam method, the amplification factor can be adjusted during the measurement time.

測定条件と検出信号電圧の対応は図2に示すものに限られるものではなく、更に詳細に区分することも可能である。そうした場合は、実際の試料測定時における増幅器10の増幅率の調整をより精細に行うことができ、多様な測定条件においても良好なS/Nを得ることができる。当然ながら、逆に簡易な区分とすることも可能である。   The correspondence between the measurement conditions and the detection signal voltage is not limited to that shown in FIG. 2, and can be further classified. In such a case, the amplification factor of the amplifier 10 can be adjusted more precisely during actual sample measurement, and good S / N can be obtained even under various measurement conditions. Needless to say, it is possible to make a simple division.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, A various change can be made within the range of the summary of this invention described in the claim. .

本発明の原子吸光分光光度計の一実施例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of one Example of the atomic absorption spectrophotometer of this invention. 各波長、スリット幅、火炎種、ガス流量における最適検出信号電圧の一例である。It is an example of the optimal detection signal voltage in each wavelength, slit width, flame type, and gas flow rate. 本発明の原子吸光分光光度計の一実施例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of one Example of the atomic absorption spectrophotometer of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・ホロカソードランプ
3・・・バーナー
4・・・霧化器
6・・・分光器
8・・・光電子増倍管
10・・・増幅器
11・・・A/D変換器
13・・・処理・制御部
15・・・メモリ
18・・・負高圧調整器
19a,19b・・・ガス流量制御部
F・・・火炎
M1,M2・・・ミラー
BS・・・ビームスプリッタ
SM・・・セクターミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Holo cathode lamp 3 ... Burner 4 ... Atomizer 6 ... Spectroscope 8 ... Photomultiplier tube 10 ... Amplifier 11 ... A / D converter 13 ... Processing / control unit 15: Memory 18: Negative and high pressure regulators 19a, 19b ... Gas flow rate control unit F: Flame M1, M2 ... Mirror BS ... Beam splitter SM ... Sector mirror

Claims (3)

光源と、
燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスを燃焼させた火炎により試料を原子化する原子化部と、
前記火炎を透過した前記光源からの光から特定の波長を取り出す分光部と、
前記分光部からの光を検出する検出器と、
前記検出器からの信号を増幅する信号増幅器と、
前記増幅器からの信号をデジタル変換するA/D変換器と、
前記検出器の駆動電圧を調整する電圧調整部とを有するフレーム式原子吸光分光光度計において、
同時に設定可能な測定条件の組み合わせに対応する前記A/D変換器への信号電圧の最適値を記憶する記憶手段を有し、
前記測定条件が設定されたとき、対応する前記信号電圧の最適値が前記A/D変換器へ入力されるように前記電圧調整部或いは前記信号増幅器を調整すること
を特徴とするフレーム式原子吸光分光光度計。
A light source;
An atomization unit for atomizing a sample with a flame obtained by burning a mixed gas of a fuel gas and an auxiliary combustion gas;
A spectroscopic unit for extracting a specific wavelength from light from the light source that has passed through the flame;
A detector for detecting light from the spectroscopic unit;
A signal amplifier for amplifying the signal from the detector;
An A / D converter for digitally converting a signal from the amplifier;
In a frame type atomic absorption spectrophotometer having a voltage adjustment unit for adjusting the driving voltage of the detector,
Storage means for storing an optimum value of the signal voltage to the A / D converter corresponding to a combination of measurement conditions that can be set simultaneously;
The frame-type atomic absorption is characterized in that the voltage adjustment unit or the signal amplifier is adjusted so that an optimum value of the corresponding signal voltage is input to the A / D converter when the measurement condition is set. Spectrophotometer.
請求項1に記載のフレーム式原子吸光分光光度計において、
前記信号電圧の最適値は、前記A/D変換器に入力可能な最大電圧の50〜70%に設定される
ことを特徴とするフレーム式原子吸光分光光度計。
The flame atomic absorption spectrophotometer according to claim 1,
The optimum value of the signal voltage is set to 50 to 70% of the maximum voltage that can be input to the A / D converter, and is a flame atomic absorption spectrophotometer.
光源と、
燃料ガス及び助燃ガスの混合ガスを燃焼させた火炎により試料を原子化する原子化部と、
前記光源からの光から特定の波長を取り出す分光部と、
前記光源からの光を前記火炎を透過して前記分光部へ導光する試料光路及び前記火炎を透過せず前記分光部へ導光する参照光路を形成してこれら2つの光路からの光を交互に前記分光部へ導入する光学系と、
前記分光部からの光を検出する検出器と、
前記検出器からの信号を増幅する信号増幅器と、
前記増幅器からの信号をデジタル変換するA/D変換器と、
前記検出器の駆動電圧を調整する電圧調整部とを有するフレーム式原子吸光分光光度計において、
同時に設定可能な測定条件の組み合わせに対応する前記試料光路からの光に基づく前記A/D変換器への信号電圧の最適値を記憶する記憶手段を有し、
前記測定条件が設定されたとき、対応する前記信号電圧の最適値が前記A/D変換器に入力されるよう前記電圧調整部を調整し、
さらに、測定が開始されたとき、前記試料光路からの光に基づく前記検出器の信号電圧の最適値を前記A/D変換器に入力可能な最大電圧の90〜100%になるように前記電圧調整部或いは前記信号増幅器を調整すること
を特徴とするフレーム式原子吸光分光光度計。
A light source;
An atomization unit for atomizing a sample with a flame obtained by burning a mixed gas of a fuel gas and an auxiliary combustion gas;
A spectroscopic unit for extracting a specific wavelength from the light from the light source;
A sample optical path for guiding the light from the light source through the flame and guiding it to the spectroscopic unit and a reference optical path for guiding the light to the spectroscopic unit without passing through the flame are formed, and the light from these two optical paths is alternately formed. An optical system to be introduced into the spectroscopic unit;
A detector for detecting light from the spectroscopic unit;
A signal amplifier for amplifying the signal from the detector;
An A / D converter for digitally converting a signal from the amplifier;
In a frame type atomic absorption spectrophotometer having a voltage adjustment unit for adjusting the driving voltage of the detector,
Storage means for storing an optimum value of a signal voltage to the A / D converter based on light from the sample optical path corresponding to a combination of measurement conditions that can be set simultaneously;
When the measurement conditions are set, the voltage adjustment unit is adjusted so that the optimum value of the corresponding signal voltage is input to the A / D converter,
Further, when the measurement is started, the voltage is set so that the optimum value of the signal voltage of the detector based on the light from the sample optical path is 90 to 100% of the maximum voltage that can be input to the A / D converter. A frame-type atomic absorption spectrophotometer characterized by adjusting an adjustment unit or the signal amplifier.
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