光学測定用セル及び光学測定装置
【課題】セル内でサンプルガスを発生させることでサンプルガスの損失を防止する。
【解決手段】測定光が通過する光透過窓２Ａ、２Ｂを有しており、サンプルＷが配置されるセル本体２１と、前記セル本体２１内に配置されたサンプルＷからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段２２とを具備する。
【解決手段】測定光が通過する光透過窓２Ａ、２Ｂを有しており、サンプルＷが配置されるセル本体２１と、前記セル本体２１内に配置されたサンプルＷからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段２２とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサンプルガスの光吸収測定又は光散乱測定に用いられる光学測定用セル及びこの光学測定用セルを用いた光学測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＦＴＩＲ等の光学測定装置は、サンプルガスが導入される測定セルと、当該測定セルに測定光を照射する光源と、前記測定セルを通過した光を検出する光検出器とを有するものがある。そして、この光学測定装置では、測定セルにサンプルガスを供給するにあたって、測定セルとは異なる加熱部によってサンプルを気化してサンプルガスを生成し、このサンプルガスを配管を通じて測定セルに導くように構成している。
【０００３】
しかしながら、サンプルガスを配管によって測定セルに導くものでは、生成したサンプルガスが測定セルに到達するまでにそのサンプルガス中に含まれる測定成分が配管内面に付着、凝縮等してロスしてしまい、測定誤差の要因となるという問題がある。また配管を例えば１５０度に加熱することによってサンプルガスの付着を防ぐことが考えられるが、測定成分の付着を完全に除去することは難しく、さらには配管全体を加熱する必要があり装置構成が複雑化及び肥大化する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９１４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、測定セル内でサンプルガスを発生させることでサンプルガス中の測定成分の損失を防止することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る光学測定用セルは、測定光が通過する光透過窓を有しており、サンプルが配置されるセル本体と、前記セル本体内に配置されたサンプルからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、セル本体内に配置されたサンプルからサンプルガスを生成することができるので、発生したサンプルガスを直ちに測定することができ、配管への付着等による測定成分の損失を防止することができる。またサンプルガスをセルに導入する配管を不要にすることができるので、それに付随する加熱機構を不要にすることができ、装置構成の簡単化及び小型化を可能にすることができる。
【０００８】
セル本体内部の構成を簡略化するためには、前記サンプルガス生成手段が、熱線を射出する熱源ランプを有し、当該熱源ランプから出る熱線を前記セル本体に設けられた熱線透過窓を介して前記サンプルに照射して前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。
【０００９】
上述のように熱源ランプをセル外部に配置するものでは、セル本体外部のスペースとの関係で難しい場合も考えられる。また、サンプルを熱源ランプの熱線集光位置に配置する必要があり、サンプル位置がずれた場合にはサンプルを確実に加熱することができないことも考えられる。このため、前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの周囲に設けられて通電により発熱する発熱体を有し、当該発熱体により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。具体的には、サンプルを収容する収容容器の外側周面に発熱体を巻回することが考えられる。
【００１０】
前記サンプルが、電池（具体的には電池内部の極群）等のように通電することにより発熱する発熱体の場合には、前記サンプルガス生成手段が、前記発熱体に電圧を印加する電源回路を有し、当該電源回路により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。これならば熱源ランプ及び発熱体を別途設ける必要なくサンプルを加熱することができる。
【００１１】
前記セル本体に配置されるサンプルが筒状をなすものであり、前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの内周側又は外周側に配置される発熱体を有し、当該発熱体により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。これならば筒状をなすサンプル全体を万遍なく加熱することができるようになる。なお筒状としては角筒状や円筒状が考えられ、角筒状には半角筒状等の部分角筒状や略角筒状が含まれ、円筒状には半円筒状等の部分円筒状や略円筒状が含まれる。
【００１２】
前記セル本体が、両端部に光透過窓が設けられた筒状をなすものであり、前記サンプルが、前記セル本体に略同軸状に配置されることが望ましい。これならば、測定光が通過する光路を確保しながらも筒状のサンプル全体からサンプルガスを生成することができる。つまり、略同軸状に配置したセル本体及びサンプルにおいて、測定光はサンプルの内部を通過することになる。
【００１３】
前記筒状をなすセル本体が、前記筒状のサンプルを収容する一端が開口する本体部と、前記本体部の一端開口を閉塞する蓋部とを有することが望ましい。これならば、筒状のサンプルを収容する際に、本体部に筒状ヒータ及び筒状のサンプルを挿入して蓋部で閉塞するだけで良く、測定セルへのサンプルの配置を簡単にすることができる。その他、セル本体が、半円筒状の凹部を有する第１本体部と、この第１本体部の凹部に対応する半円筒状の凹部を有する第２本体部と、第１本体部及び第２本体部の凹部両端部を閉塞する第１蓋部（光透過部を有する。）及び第２蓋部（光透過部を有する。）とを有するものであっても良い。なお、第２本体部及び第１及び第２蓋部を第１本体部に丁番等の連結具で連結するとともに、組み立て状態でパチン錠等の固定具で固定される。
【００１４】
前記発熱体が、前記サンプルの外周側に配置されるものであり、前記サンプルの内周側に設けられて、前記サンプルを筒状に保つ多孔性の筒状保持体をさらに備えていることが望ましい。これならば、筒状のサンプルが内側に垂れてしまい、その垂れた部分が測定光の通過を遮ってしまうこと及び発熱体による加熱ムラを防止することができる。なお、筒状保持体が多孔性を有することから、サンプルから生成されたサンプルガスは筒状保持体の内側に存在することになり、測定光は筒状保持体の内側を通過することになる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、セル内でサンプルガスを発生させることでサンプルガス中の測定成分の損失を防止することができる。また、サンプルガスをセルに導入する配管を不要にすることができるので、それに付随する加熱機構を不要にすることができ、装置構成の簡単化及び小型化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における光学測定装置の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態における光学測定用セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図３】第２実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図４】第２実施形態における光学測定セルの変形例の構成を模式的に示す切断部端面図。
【図５】第３実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図６】第４実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図７】第４実施形態における光学測定セルの変形例の構成を模式的に示す切断部端面図。
【図８】第４実施形態における光学測定セルの変形例の構成を模式的に示す切断部端面図。
【図９】第５実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜１．第１実施形態＞
以下に本発明に係る光学測定装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態の光学測定装置１００は赤外線吸光分析法のうちＦＴＩＲ法を用いたものであり、図１に示すように、サンプルＷが収容される光学測定用セル２（以下、単に測定セル２と言う。）と、当該測定セル２に測定光である赤外光を照射する赤外光源３と、前記測定セル２を透過した測定光を検出する光検出器４と、当該光検出器４により得られた光強度信号に基づいて赤外吸収スペクトルを作成してサンプルガス中の所定の測定成分（例えば水蒸気成分、一酸化炭素（ＣＯ）等の炭酸ガス、有機成分等）の濃度等を定量分析する演算装置５とを備えている。
【００１９】
そして本実施形態の測定セル２は、図２に示すように、両端部に測定光が通過する光透過窓２Ａ、２Ｂを有し、固形のサンプルＷが配置されるセル本体２１と、このセル本体２１内に配置されたサンプルＷからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段２２とを有する。
【００２０】
セル本体２１は、概略円筒形状をなすものであり、両端部に互いに対向して設けられて測定光を通過させる光透過窓２Ａ、２Ｂを有する。このセル本体２１は、耐熱性を有するガラスから形成されている。また、光透過窓２Ａ、２Ｂは、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の透過波長帯域が広く、屈折率及び分散率が小さい材料から形成されている。なおセル本体２１の光透過窓２Ａ、２Ｂを除く外側周面には、サンプルＷから生成されたサンプルガスが、セル本体２１及び光透過窓２Ａ、２Ｂ等に付着、凝集しないようにコード状又は薄板状のヒータ２３が設けられている。このヒータ２３はセル本体２１を例えば１００度〜３００度に加熱する。
【００２１】
またセル本体２１には、セル本体２１内部をパージするためのパージガス（例えばアルゴンガス又はヘリウムガス）を供給するための上流側ポート２１１及びパージガスを排出するための下流側ポート２１２が設けられている。また、サンプル測定時においては、セル本体２１内部を真空にすべく、下流側ポート２１２に接続された開閉弁（不図示）を閉じて、上流側ポート２１１から真空引きする。なお、上流側ポート２１１に接続された開閉弁（不図示）を閉じて、下流側ポート２１２から真空引きしても良い。その他、サンプル測定時においてセル本体２１内部を真空にしないで測定することもできる。
【００２２】
さらにセル本体２１の内部には、サンプルＷを収容する収容容器６が設置される設置台２４が設けられている。なお、収容容器６は、ニッケル又は石英等の耐熱性材料からなり、例えば上部が開口する有底筒状をなすものである。設置台２４は、載置された収容容器６が両側の光透過窓２Ａ、２Ｂに挟まれる位置となるように設けられている。また、この設置台２４には、載置された収容容器６の温度を検出するための熱電対（タイプＫ、常用温度９００度）等の温度センサ２５が設けられている。ここでセル本体２１には、前記設置台２４に載置する収容容器６を交換するためのサンプル取り出し口２１Ｄが設けられている。このサンプル取り出し口２１Ｄは、サンプル測定時においては、カバー体により気密に閉塞される。なお、設置台２４及び収容容器６（サンプルＷ）は測定光の通過領域内に設置されることになるので、測定成分の実測定前にバックグラウンド測定を行う。
【００２３】
サンプルガス生成手段２２は、熱線である近赤外線を射出する赤外線ランプ２２１と当該赤外線ランプ２２１からの近赤外線を集光する集光レンズ２２２とを有する。この集光レンズ２２２は、セル本体２１内の配置されたサンプルＷに近赤外線を集光するものである。この集光された近赤外線は、セル本体２１の側壁に設けられた熱線透過窓（赤外線透過窓）２Ｃを通過してサンプルＷに照射される。なお赤外線透過窓２Ｃは、前記光透過窓２Ａ、２Ｂと同様に、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の透過波長帯域が広く、屈折率及び分散率が小さい材料から形成されている。なお、赤外線透過窓２Ｃを集光レンズ２２２の替わりに集光レンズとしても良い。
【００２４】
このように赤外線ランプ２２１からの近赤外線を集光してサンプルＷに照射することによりサンプルＷを加熱して、当該サンプルＷからサンプルガスを生成させることができる。このサンプルガスはセル本体２１内で発生するので直ちにそのサンプルガスに含まれる測定成分が測定される。ここで、赤外線ランプ２２１によりサンプルＷを加熱する以前、具体的にはサンプルＷからサンプルガスが生成される以前から、赤外光源３からの測定光をセル本体２１内を通過させて、その透過光を光検出器４で検出するようにしている。
【００２５】
このように構成した本実施形態の光学測定装置１００によれば、セル本体２１内に配置されたサンプルＷからサンプルガスを生成することができるので、発生したサンプルガスを直ちに測定することができ、配管への付着等による測定成分の損失を防止することができる。またサンプルガスを測定セル２に導入する配管を不要にすることができるので、それに付随する加熱機構を不要にすることができ、装置構成の簡単化及び小型化を可能にすることができる。特に赤外線ランプ２２１を用いてサンプルＷを加熱しているので、セル本体２１内部にはサンプルＷを設けるだけで良く、構成を簡略化することができる。
【００２６】
なお、前記実施形態では、サンプルＷを収容容器６に収容して設置台２４に載置する構成であったが、収容容器６を直接セル本体２１内に設けても良いし、収容容器６を用いることなく、サンプルＷを設置台２４に載置又は直接セル本体２１内に設けるようにしても良い。また、前記実施形態では、１つのサンプルＷを１つのサンプルガス生成手段２２で加熱するものであったが、２つ以上のサンプルＷを２つ以上のサンプルガス生成手段２２で加熱するものであっても良い。
【００２７】
＜２．第２実施形態＞
次に測定セル２の第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において前記第１実施形態と対応する部材には同一の符号を付している。
【００２８】
第２実施形態に係るセル本体２１は、概略円筒形状をなすものであり、両端部に対向して設けられて測定光を通過させる光透過窓２Ａ、２Ｂを有する。このセル本体２１は、耐熱性を有するガラス又は金属から形成されている。また、光透過窓２Ａ、２Ｂは、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の透過波長帯域が広く、屈折率及び分散率が小さい材料から形成されている。なおセル本体２１の光透過窓２Ａ、２Ｂを除く外側周面には、サンプルＷから生成されたサンプルガスが、セル本体２１及び光透過窓２Ａ、２Ｂ等に付着、凝集しないようにコード状又は薄板状のヒータ２３が設けられている。なお、図３においてヒータ２３に電力を供給する電源は不図示である。
【００２９】
またセル本体２１は、収容容器６をセル本体２１内に配置するための容器取付機構７を有する。この容器取付機構７は、セル本体２１の内部と連通してその側壁から外側に延出した固定管７１と、この固定管７１の外側開口を気密に閉塞する例えばシリコンゴム、フッ素ゴム等からなる閉塞体７２と、一端が閉塞体７２に固定され、他端に収容容器６が固定された支持体７３とを有する。そして、収容容器６にサンプルＷを収容した後に当該収容容器６を固定管７１内に挿入するようにして閉塞体７２で固定管７１の外側開口を閉塞させることによって、収容容器６がセル本体２１又は固定管７１内に配置される。なお、図３では収容容器６が固定管７１内に位置した場合を図示している。また、固定管７１の側壁に前記実施形態の上流側ポート２１１が設けられている。
【００３０】
そして、サンプルガス生成手段２２は、サンプルＷの周囲に設けられて通電により発熱する発熱体２２３を有する。発熱体２２３としては、サンプルＷを例えば３００度まで加熱可能なものであり、例えばＮｉ−Ｃｒ系発熱体等の金属発熱体や例えば炭化ケイ素等の非金属発熱体を用いることができる。この発熱体２２３は、収容容器６の外側周面に巻回されることにより設けられている。なお、図３において発熱体２２３に電力を供給する電源は不図示である。その他、セル本体２１又は固定管７１内において収容容器６から離間した状態で当該収容容器６を囲むように設けても良い。また、サンプルガスが測定光の光軸に向かって移動し易くするため、サンプルＷの光軸側を覆わないように発熱体２２３を設けることが好ましい。
【００３１】
このように構成した測定セル２によれば、前記実施形態の熱源ランプ２２１が外部に設けられない場合や赤外線ランプ２２１では十分に加熱できない場合においても、サンプルＷを加熱して確実にサンプルガスを生成させることができる。
【００３２】
なお固定管７１内に収容容器６が位置している場合には、図４に示すように固定管７１の周囲に発熱体２２３を設けることによりサンプルＷを加熱気化させるように構成しても良い。
【００３３】
＜３．第３実施形態＞
次に測定セルの第３実施形態について図５を参照して説明する。
【００３４】
第３実施形態に係る測定セル２は、図５に示すように、リチウム電池等の電池に用いられる極群Ｗに含まれる水分等を測定するためのものであり、セル本体２１の基本的構成は図３に示すものと同一である。このセル本体２１においては、閉塞体７２又は閉塞体７２に設けた支持体７３によって極群Ｗが支持される。また極群Ｗには熱電対等の温度センサ２５が接続されている。
【００３５】
そしてサンプルガス生成手段２２が、極群Ｗに電圧を印加する電源回路２２４を有する。電源回路２２４は温度センサ２５により得られる温度検出信号に基づいて極群Ｗに印加する電圧を制御する。この電源回路２２４は極群Ｗに電圧を印加することより、極群Ｗを加熱して極群Ｗ内に存在する水を蒸発させる。
【００３６】
このように構成した第３実施形態の測定セル２によれば、熱線ランプ２２１及び発熱体２２３を設けることなく、極群Ｗ等の通電により自己発熱するサンプルＷからサンプルガス（水蒸気を含むガス）を生成させることができる。
【００３７】
なお、図５では極群Ｗに電圧を印加して極群Ｗ自体を自己発熱させるように構成しているが、前記第２実施形態のように極群Ｗの周囲に発熱体２２３を設けて、当該発熱体２２３により極群Ｗを加熱するようにしても良い。
【００３８】
＜４．第４実施形態＞
第４実施形態に係る測定セルは、図６に示すように、円筒状（半円筒状等の部分円筒状や略円筒を含む。）をなすセル本体２１を有しており、この円筒状をなすセル本体２１に円筒状をなすサンプルＷを略同軸状に収容するものである。なお、円筒状サンプルＷは、例えば平板状をなすサンプル（例えば電池の極板）を円筒状に丸めたもの又は断面円形をなす円筒サンプルである。このようにセル本体２１及びサンプルＷを同軸上状に配置することで、サンプルＷは、光透過部２Ａ及び２Ｂに挟まれるように配置される。
【００３９】
セル本体２１は、円筒状サンプルＷが収容される一端が開口する本体部２１ａと、当該本体部２１ａの一端開口を閉塞する蓋部２１ｂとを有する。本体部２１ａの他端には光透過窓２Ａが設けられている。また蓋部２１ｂにも光透過窓２Ｂが設けられている。そして、本体部２１ａと蓋部２１ｂとは、円筒状サンプルＷが収容された状態で螺合やすり合わせ等により封止される。なお、図６においては、上流側ポート２１１及び下流側ポート２１２を有さないが、これら２１１、２１２を設けても良い。
【００４０】
そしてサンプルガス生成手段２２は、セル本体２１の外側周面の略全周を覆うように設けられたコード状又は薄膜状の発熱体２２５を有する。発熱体２２５は、例えばサンプルＷを例えば３００度まで加熱可能なコイルヒータである。なお、図６において発熱体２２５に電力を供給する電源は不図示である。この発熱体２２５によりセル本体２１の内面に接触又は近接されたサンプルＷが加熱されてサンプルガスが生成される。このように生成されたサンプルガスは、円筒状サンプルＷの内部（図６では中心軸）を通る測定光によって測定される。
【００４１】
また、図６においては、円筒状サンプルＷの内側に当該サンプルＷを保持するメッシュ状等の多孔性を有する金属製の円筒状保持体８を設けている。この円筒状保持体８は、例えば矩形状をなす多孔性薄板を円筒状（半円筒状等の部分円筒状や略円筒を含む。）に丸めて円筒状サンプルＷ内に挿入する。これにより、円筒状保持体８の弾性復帰力により円筒状サンプルＷがセル本体２１の内周面が係方向外側に押圧されて保持される。これならば、円筒状サンプルＷが内側に垂れてしまい、その垂れた部分が測定光の通過を遮ってしまうこと及び発熱体２２５による加熱ムラを防止することができる。なお、円筒状保持体８が多孔性を有することから、サンプルＷから生成されたサンプルガスは、円筒状保持体８の内側に流れることになり、円筒状保持体８の内部を通る測定光によって測定される。
【００４２】
さらに、本体部２１ａに蓋部２１ｂをすり合わせて閉塞する構造の場合には、セル本体２１内で発生するサンプルガスを外部に漏えいしにくくするため、図７に示すように、蓋部２１ｂが本体部２１ａの側周面全体を覆う円筒部２１ｂ１を有し、当該円筒部２１ｂ１を本体部２１ａの側周面にすり合わせて閉塞することが望ましい。円筒部２１ｂ１が本体部２１ａの側周面全体を覆うことから、発熱体２２５からサンプルＷに伝わる熱を軸方向で均一にすることができる。
【００４３】
その上、本体部２１ａ及び蓋部２１ｂの間の気密性を確保するためにＯリング等のシール部材を設ける必要がある。このとき、Ｏリングが発熱体２２５の熱により劣化してしまう恐れがある。この問題を解決するためには、Ｏリング９を設ける部分を発熱体２２５よりも外側にすることが好ましい。具体的には、図８に示すように、本体部２１ａが、他端に設けられた光透過窓２Ａよりも外側に延びる円筒状の延出円筒部２１ａ１を有する。ここで発熱体２２５は光透光窓２Ａまでを加熱すればよいので、延出円筒部２１ａ１の端部側の周囲には発熱体２２５が配置されない。また、蓋部２１ｂの円筒部２１ｂ１が前記延出円筒部２１ａ１を覆うように他端側に延びている。そして、この延出円筒部２１ａ１において発熱体２２５よりも外側にＯリング９を設けて気密性を確保している。なお、Ｏリングが劣化しなければ、発熱体２２５よりも外側ではなく内側でも良い。
【００４４】
加えて、サンプルガス生成手段２２は、セル本体２１の外側周面に発熱体２２５を設ける構成の他、セル本体内においてセル本体の内側周面と円筒状サンプルＷの外側周面との間に円筒状ヒータを設けるようにしても良い。また円筒状サンプルＷの内側に円筒状ヒータを設けるようにしても良い。
【００４５】
前記第４実施形態においては円筒状をなすセル本体２１、サンプルＷ及び保持体８であったが、角筒状をなすセル本体２１、サンプルＷ及び保持体８であっても良い。
【００４６】
５．第５実施形態
第５実施形態の測定セルは、図９に示すように、円筒状の内部空間を有するセル本体２１を有しており、この円筒状の内部空間に円筒状等のサンプルＷを収容するものである。
【００４７】
セル本体２１は、半円筒状の凹部を有する第１本体部２１ｓと、この第１本体部２１ｓの凹部に対応する半円筒状の凹部を有する第２本体部２１ｔと、第１本体部２１ｓ及び第２本体部２１ｔの凹部両端部を閉塞する第１蓋部２１ｕ（光透過窓２１Ａを有する。）及び第２蓋部２１ｖ（光透過窓２１Ｂを有する。）とを有する。なお、第２本体部２１ｔ、第１蓋部２１ｕ及び第２蓋部２１ｖは第１本体部２１ｓに丁番等の連結具２１ｗで連結されている。サンプルを収容する際には、それら２１ｓ、２１ｔ、２１ｕ及び２１ｖが展開されて凹部内に円筒状のサンプルが収容される。その後、それら２１ｓ、２１ｔ、２１ｕを折り畳んでサンプルＷを内部空間に収容し、パチン錠等の固定具２１ｘにより固定される。なお、図９において各部２１ｓ、２１ｔ、２１ｕ及び２１ｖ等の間に設けられるシール部材及び赤外線ランプや発熱体等のサンプルガス生成手段は省略している。
【００４８】
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
【００４９】
例えば、前記各実施形態では、フーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）を用いた光学測定装置であったが、回折格子を用いた分散型赤外分光分析を用いた光学測定装置であっても良い。また、赤外分光分析以外の光吸収測定装置であっても良いし、光散乱測定装置にも適用可能である。さらに、前記各実施形態の測定セルを多重反射型のセルとしても良い。
【００５０】
また、サンプルガス生成手段としては、測定セルに設けた真空引き用のポートと当該ポートに接続された真空ポンプとを有し、この真空ポンプにより測定セル内を真空にすることによってサンプルからサンプルガスを生成するように構成しても良い。なお、真空引き用のポートとしては、前記実施形態の上流側ポート又は下流側ポートを用いることができる。
【００５１】
さらに、前記各実施形態では、赤外光源からの測定光が光透過窓２Ａから測定セル内に入り、光透過窓２Ｂから光検出部に出るように構成されているが、逆となるように構成して良い。
その上、測定セルの一端がコーナーキューブミラーからなり、光透過窓２Ａと光透過窓２Ｂとが一体化されていても良い。
【００５２】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、各実施形態の要素を互いに組み合わせて構成しても良いし、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１００ ・・・光学測定装置
Ｗ ・・・サンプル
２ ・・・光学測定用セル
２１ ・・・セル本体
２Ａ、２Ｂ・・・光透過窓
２１ａ ・・・本体部
２１ｂ ・・・蓋部
２２ ・・・サンプルガス生成手段
２２１ ・・・熱源ランプ
２Ｃ ・・・熱線透過窓
２２３ ・・・発熱体
２２４ ・・・電源回路
２２５ ・・・発熱体
３ ・・・光源
４ ・・・光検出器
５ ・・・演算装置
８ ・・・保持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサンプルガスの光吸収測定又は光散乱測定に用いられる光学測定用セル及びこの光学測定用セルを用いた光学測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＦＴＩＲ等の光学測定装置は、サンプルガスが導入される測定セルと、当該測定セルに測定光を照射する光源と、前記測定セルを通過した光を検出する光検出器とを有するものがある。そして、この光学測定装置では、測定セルにサンプルガスを供給するにあたって、測定セルとは異なる加熱部によってサンプルを気化してサンプルガスを生成し、このサンプルガスを配管を通じて測定セルに導くように構成している。
【０００３】
しかしながら、サンプルガスを配管によって測定セルに導くものでは、生成したサンプルガスが測定セルに到達するまでにそのサンプルガス中に含まれる測定成分が配管内面に付着、凝縮等してロスしてしまい、測定誤差の要因となるという問題がある。また配管を例えば１５０度に加熱することによってサンプルガスの付着を防ぐことが考えられるが、測定成分の付着を完全に除去することは難しく、さらには配管全体を加熱する必要があり装置構成が複雑化及び肥大化する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９１４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、測定セル内でサンプルガスを発生させることでサンプルガス中の測定成分の損失を防止することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る光学測定用セルは、測定光が通過する光透過窓を有しており、サンプルが配置されるセル本体と、前記セル本体内に配置されたサンプルからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、セル本体内に配置されたサンプルからサンプルガスを生成することができるので、発生したサンプルガスを直ちに測定することができ、配管への付着等による測定成分の損失を防止することができる。またサンプルガスをセルに導入する配管を不要にすることができるので、それに付随する加熱機構を不要にすることができ、装置構成の簡単化及び小型化を可能にすることができる。
【０００８】
セル本体内部の構成を簡略化するためには、前記サンプルガス生成手段が、熱線を射出する熱源ランプを有し、当該熱源ランプから出る熱線を前記セル本体に設けられた熱線透過窓を介して前記サンプルに照射して前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。
【０００９】
上述のように熱源ランプをセル外部に配置するものでは、セル本体外部のスペースとの関係で難しい場合も考えられる。また、サンプルを熱源ランプの熱線集光位置に配置する必要があり、サンプル位置がずれた場合にはサンプルを確実に加熱することができないことも考えられる。このため、前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの周囲に設けられて通電により発熱する発熱体を有し、当該発熱体により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。具体的には、サンプルを収容する収容容器の外側周面に発熱体を巻回することが考えられる。
【００１０】
前記サンプルが、電池（具体的には電池内部の極群）等のように通電することにより発熱する発熱体の場合には、前記サンプルガス生成手段が、前記発熱体に電圧を印加する電源回路を有し、当該電源回路により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。これならば熱源ランプ及び発熱体を別途設ける必要なくサンプルを加熱することができる。
【００１１】
前記セル本体に配置されるサンプルが筒状をなすものであり、前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの内周側又は外周側に配置される発熱体を有し、当該発熱体により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させることが望ましい。これならば筒状をなすサンプル全体を万遍なく加熱することができるようになる。なお筒状としては角筒状や円筒状が考えられ、角筒状には半角筒状等の部分角筒状や略角筒状が含まれ、円筒状には半円筒状等の部分円筒状や略円筒状が含まれる。
【００１２】
前記セル本体が、両端部に光透過窓が設けられた筒状をなすものであり、前記サンプルが、前記セル本体に略同軸状に配置されることが望ましい。これならば、測定光が通過する光路を確保しながらも筒状のサンプル全体からサンプルガスを生成することができる。つまり、略同軸状に配置したセル本体及びサンプルにおいて、測定光はサンプルの内部を通過することになる。
【００１３】
前記筒状をなすセル本体が、前記筒状のサンプルを収容する一端が開口する本体部と、前記本体部の一端開口を閉塞する蓋部とを有することが望ましい。これならば、筒状のサンプルを収容する際に、本体部に筒状ヒータ及び筒状のサンプルを挿入して蓋部で閉塞するだけで良く、測定セルへのサンプルの配置を簡単にすることができる。その他、セル本体が、半円筒状の凹部を有する第１本体部と、この第１本体部の凹部に対応する半円筒状の凹部を有する第２本体部と、第１本体部及び第２本体部の凹部両端部を閉塞する第１蓋部（光透過部を有する。）及び第２蓋部（光透過部を有する。）とを有するものであっても良い。なお、第２本体部及び第１及び第２蓋部を第１本体部に丁番等の連結具で連結するとともに、組み立て状態でパチン錠等の固定具で固定される。
【００１４】
前記発熱体が、前記サンプルの外周側に配置されるものであり、前記サンプルの内周側に設けられて、前記サンプルを筒状に保つ多孔性の筒状保持体をさらに備えていることが望ましい。これならば、筒状のサンプルが内側に垂れてしまい、その垂れた部分が測定光の通過を遮ってしまうこと及び発熱体による加熱ムラを防止することができる。なお、筒状保持体が多孔性を有することから、サンプルから生成されたサンプルガスは筒状保持体の内側に存在することになり、測定光は筒状保持体の内側を通過することになる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、セル内でサンプルガスを発生させることでサンプルガス中の測定成分の損失を防止することができる。また、サンプルガスをセルに導入する配管を不要にすることができるので、それに付随する加熱機構を不要にすることができ、装置構成の簡単化及び小型化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における光学測定装置の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態における光学測定用セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図３】第２実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図４】第２実施形態における光学測定セルの変形例の構成を模式的に示す切断部端面図。
【図５】第３実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図６】第４実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す切断部端面図。
【図７】第４実施形態における光学測定セルの変形例の構成を模式的に示す切断部端面図。
【図８】第４実施形態における光学測定セルの変形例の構成を模式的に示す切断部端面図。
【図９】第５実施形態における光学測定セルの構成を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜１．第１実施形態＞
以下に本発明に係る光学測定装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態の光学測定装置１００は赤外線吸光分析法のうちＦＴＩＲ法を用いたものであり、図１に示すように、サンプルＷが収容される光学測定用セル２（以下、単に測定セル２と言う。）と、当該測定セル２に測定光である赤外光を照射する赤外光源３と、前記測定セル２を透過した測定光を検出する光検出器４と、当該光検出器４により得られた光強度信号に基づいて赤外吸収スペクトルを作成してサンプルガス中の所定の測定成分（例えば水蒸気成分、一酸化炭素（ＣＯ）等の炭酸ガス、有機成分等）の濃度等を定量分析する演算装置５とを備えている。
【００１９】
そして本実施形態の測定セル２は、図２に示すように、両端部に測定光が通過する光透過窓２Ａ、２Ｂを有し、固形のサンプルＷが配置されるセル本体２１と、このセル本体２１内に配置されたサンプルＷからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段２２とを有する。
【００２０】
セル本体２１は、概略円筒形状をなすものであり、両端部に互いに対向して設けられて測定光を通過させる光透過窓２Ａ、２Ｂを有する。このセル本体２１は、耐熱性を有するガラスから形成されている。また、光透過窓２Ａ、２Ｂは、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の透過波長帯域が広く、屈折率及び分散率が小さい材料から形成されている。なおセル本体２１の光透過窓２Ａ、２Ｂを除く外側周面には、サンプルＷから生成されたサンプルガスが、セル本体２１及び光透過窓２Ａ、２Ｂ等に付着、凝集しないようにコード状又は薄板状のヒータ２３が設けられている。このヒータ２３はセル本体２１を例えば１００度〜３００度に加熱する。
【００２１】
またセル本体２１には、セル本体２１内部をパージするためのパージガス（例えばアルゴンガス又はヘリウムガス）を供給するための上流側ポート２１１及びパージガスを排出するための下流側ポート２１２が設けられている。また、サンプル測定時においては、セル本体２１内部を真空にすべく、下流側ポート２１２に接続された開閉弁（不図示）を閉じて、上流側ポート２１１から真空引きする。なお、上流側ポート２１１に接続された開閉弁（不図示）を閉じて、下流側ポート２１２から真空引きしても良い。その他、サンプル測定時においてセル本体２１内部を真空にしないで測定することもできる。
【００２２】
さらにセル本体２１の内部には、サンプルＷを収容する収容容器６が設置される設置台２４が設けられている。なお、収容容器６は、ニッケル又は石英等の耐熱性材料からなり、例えば上部が開口する有底筒状をなすものである。設置台２４は、載置された収容容器６が両側の光透過窓２Ａ、２Ｂに挟まれる位置となるように設けられている。また、この設置台２４には、載置された収容容器６の温度を検出するための熱電対（タイプＫ、常用温度９００度）等の温度センサ２５が設けられている。ここでセル本体２１には、前記設置台２４に載置する収容容器６を交換するためのサンプル取り出し口２１Ｄが設けられている。このサンプル取り出し口２１Ｄは、サンプル測定時においては、カバー体により気密に閉塞される。なお、設置台２４及び収容容器６（サンプルＷ）は測定光の通過領域内に設置されることになるので、測定成分の実測定前にバックグラウンド測定を行う。
【００２３】
サンプルガス生成手段２２は、熱線である近赤外線を射出する赤外線ランプ２２１と当該赤外線ランプ２２１からの近赤外線を集光する集光レンズ２２２とを有する。この集光レンズ２２２は、セル本体２１内の配置されたサンプルＷに近赤外線を集光するものである。この集光された近赤外線は、セル本体２１の側壁に設けられた熱線透過窓（赤外線透過窓）２Ｃを通過してサンプルＷに照射される。なお赤外線透過窓２Ｃは、前記光透過窓２Ａ、２Ｂと同様に、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の透過波長帯域が広く、屈折率及び分散率が小さい材料から形成されている。なお、赤外線透過窓２Ｃを集光レンズ２２２の替わりに集光レンズとしても良い。
【００２４】
このように赤外線ランプ２２１からの近赤外線を集光してサンプルＷに照射することによりサンプルＷを加熱して、当該サンプルＷからサンプルガスを生成させることができる。このサンプルガスはセル本体２１内で発生するので直ちにそのサンプルガスに含まれる測定成分が測定される。ここで、赤外線ランプ２２１によりサンプルＷを加熱する以前、具体的にはサンプルＷからサンプルガスが生成される以前から、赤外光源３からの測定光をセル本体２１内を通過させて、その透過光を光検出器４で検出するようにしている。
【００２５】
このように構成した本実施形態の光学測定装置１００によれば、セル本体２１内に配置されたサンプルＷからサンプルガスを生成することができるので、発生したサンプルガスを直ちに測定することができ、配管への付着等による測定成分の損失を防止することができる。またサンプルガスを測定セル２に導入する配管を不要にすることができるので、それに付随する加熱機構を不要にすることができ、装置構成の簡単化及び小型化を可能にすることができる。特に赤外線ランプ２２１を用いてサンプルＷを加熱しているので、セル本体２１内部にはサンプルＷを設けるだけで良く、構成を簡略化することができる。
【００２６】
なお、前記実施形態では、サンプルＷを収容容器６に収容して設置台２４に載置する構成であったが、収容容器６を直接セル本体２１内に設けても良いし、収容容器６を用いることなく、サンプルＷを設置台２４に載置又は直接セル本体２１内に設けるようにしても良い。また、前記実施形態では、１つのサンプルＷを１つのサンプルガス生成手段２２で加熱するものであったが、２つ以上のサンプルＷを２つ以上のサンプルガス生成手段２２で加熱するものであっても良い。
【００２７】
＜２．第２実施形態＞
次に測定セル２の第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において前記第１実施形態と対応する部材には同一の符号を付している。
【００２８】
第２実施形態に係るセル本体２１は、概略円筒形状をなすものであり、両端部に対向して設けられて測定光を通過させる光透過窓２Ａ、２Ｂを有する。このセル本体２１は、耐熱性を有するガラス又は金属から形成されている。また、光透過窓２Ａ、２Ｂは、例えばフッ化カルシウム（ＣａＦ２）等の透過波長帯域が広く、屈折率及び分散率が小さい材料から形成されている。なおセル本体２１の光透過窓２Ａ、２Ｂを除く外側周面には、サンプルＷから生成されたサンプルガスが、セル本体２１及び光透過窓２Ａ、２Ｂ等に付着、凝集しないようにコード状又は薄板状のヒータ２３が設けられている。なお、図３においてヒータ２３に電力を供給する電源は不図示である。
【００２９】
またセル本体２１は、収容容器６をセル本体２１内に配置するための容器取付機構７を有する。この容器取付機構７は、セル本体２１の内部と連通してその側壁から外側に延出した固定管７１と、この固定管７１の外側開口を気密に閉塞する例えばシリコンゴム、フッ素ゴム等からなる閉塞体７２と、一端が閉塞体７２に固定され、他端に収容容器６が固定された支持体７３とを有する。そして、収容容器６にサンプルＷを収容した後に当該収容容器６を固定管７１内に挿入するようにして閉塞体７２で固定管７１の外側開口を閉塞させることによって、収容容器６がセル本体２１又は固定管７１内に配置される。なお、図３では収容容器６が固定管７１内に位置した場合を図示している。また、固定管７１の側壁に前記実施形態の上流側ポート２１１が設けられている。
【００３０】
そして、サンプルガス生成手段２２は、サンプルＷの周囲に設けられて通電により発熱する発熱体２２３を有する。発熱体２２３としては、サンプルＷを例えば３００度まで加熱可能なものであり、例えばＮｉ−Ｃｒ系発熱体等の金属発熱体や例えば炭化ケイ素等の非金属発熱体を用いることができる。この発熱体２２３は、収容容器６の外側周面に巻回されることにより設けられている。なお、図３において発熱体２２３に電力を供給する電源は不図示である。その他、セル本体２１又は固定管７１内において収容容器６から離間した状態で当該収容容器６を囲むように設けても良い。また、サンプルガスが測定光の光軸に向かって移動し易くするため、サンプルＷの光軸側を覆わないように発熱体２２３を設けることが好ましい。
【００３１】
このように構成した測定セル２によれば、前記実施形態の熱源ランプ２２１が外部に設けられない場合や赤外線ランプ２２１では十分に加熱できない場合においても、サンプルＷを加熱して確実にサンプルガスを生成させることができる。
【００３２】
なお固定管７１内に収容容器６が位置している場合には、図４に示すように固定管７１の周囲に発熱体２２３を設けることによりサンプルＷを加熱気化させるように構成しても良い。
【００３３】
＜３．第３実施形態＞
次に測定セルの第３実施形態について図５を参照して説明する。
【００３４】
第３実施形態に係る測定セル２は、図５に示すように、リチウム電池等の電池に用いられる極群Ｗに含まれる水分等を測定するためのものであり、セル本体２１の基本的構成は図３に示すものと同一である。このセル本体２１においては、閉塞体７２又は閉塞体７２に設けた支持体７３によって極群Ｗが支持される。また極群Ｗには熱電対等の温度センサ２５が接続されている。
【００３５】
そしてサンプルガス生成手段２２が、極群Ｗに電圧を印加する電源回路２２４を有する。電源回路２２４は温度センサ２５により得られる温度検出信号に基づいて極群Ｗに印加する電圧を制御する。この電源回路２２４は極群Ｗに電圧を印加することより、極群Ｗを加熱して極群Ｗ内に存在する水を蒸発させる。
【００３６】
このように構成した第３実施形態の測定セル２によれば、熱線ランプ２２１及び発熱体２２３を設けることなく、極群Ｗ等の通電により自己発熱するサンプルＷからサンプルガス（水蒸気を含むガス）を生成させることができる。
【００３７】
なお、図５では極群Ｗに電圧を印加して極群Ｗ自体を自己発熱させるように構成しているが、前記第２実施形態のように極群Ｗの周囲に発熱体２２３を設けて、当該発熱体２２３により極群Ｗを加熱するようにしても良い。
【００３８】
＜４．第４実施形態＞
第４実施形態に係る測定セルは、図６に示すように、円筒状（半円筒状等の部分円筒状や略円筒を含む。）をなすセル本体２１を有しており、この円筒状をなすセル本体２１に円筒状をなすサンプルＷを略同軸状に収容するものである。なお、円筒状サンプルＷは、例えば平板状をなすサンプル（例えば電池の極板）を円筒状に丸めたもの又は断面円形をなす円筒サンプルである。このようにセル本体２１及びサンプルＷを同軸上状に配置することで、サンプルＷは、光透過部２Ａ及び２Ｂに挟まれるように配置される。
【００３９】
セル本体２１は、円筒状サンプルＷが収容される一端が開口する本体部２１ａと、当該本体部２１ａの一端開口を閉塞する蓋部２１ｂとを有する。本体部２１ａの他端には光透過窓２Ａが設けられている。また蓋部２１ｂにも光透過窓２Ｂが設けられている。そして、本体部２１ａと蓋部２１ｂとは、円筒状サンプルＷが収容された状態で螺合やすり合わせ等により封止される。なお、図６においては、上流側ポート２１１及び下流側ポート２１２を有さないが、これら２１１、２１２を設けても良い。
【００４０】
そしてサンプルガス生成手段２２は、セル本体２１の外側周面の略全周を覆うように設けられたコード状又は薄膜状の発熱体２２５を有する。発熱体２２５は、例えばサンプルＷを例えば３００度まで加熱可能なコイルヒータである。なお、図６において発熱体２２５に電力を供給する電源は不図示である。この発熱体２２５によりセル本体２１の内面に接触又は近接されたサンプルＷが加熱されてサンプルガスが生成される。このように生成されたサンプルガスは、円筒状サンプルＷの内部（図６では中心軸）を通る測定光によって測定される。
【００４１】
また、図６においては、円筒状サンプルＷの内側に当該サンプルＷを保持するメッシュ状等の多孔性を有する金属製の円筒状保持体８を設けている。この円筒状保持体８は、例えば矩形状をなす多孔性薄板を円筒状（半円筒状等の部分円筒状や略円筒を含む。）に丸めて円筒状サンプルＷ内に挿入する。これにより、円筒状保持体８の弾性復帰力により円筒状サンプルＷがセル本体２１の内周面が係方向外側に押圧されて保持される。これならば、円筒状サンプルＷが内側に垂れてしまい、その垂れた部分が測定光の通過を遮ってしまうこと及び発熱体２２５による加熱ムラを防止することができる。なお、円筒状保持体８が多孔性を有することから、サンプルＷから生成されたサンプルガスは、円筒状保持体８の内側に流れることになり、円筒状保持体８の内部を通る測定光によって測定される。
【００４２】
さらに、本体部２１ａに蓋部２１ｂをすり合わせて閉塞する構造の場合には、セル本体２１内で発生するサンプルガスを外部に漏えいしにくくするため、図７に示すように、蓋部２１ｂが本体部２１ａの側周面全体を覆う円筒部２１ｂ１を有し、当該円筒部２１ｂ１を本体部２１ａの側周面にすり合わせて閉塞することが望ましい。円筒部２１ｂ１が本体部２１ａの側周面全体を覆うことから、発熱体２２５からサンプルＷに伝わる熱を軸方向で均一にすることができる。
【００４３】
その上、本体部２１ａ及び蓋部２１ｂの間の気密性を確保するためにＯリング等のシール部材を設ける必要がある。このとき、Ｏリングが発熱体２２５の熱により劣化してしまう恐れがある。この問題を解決するためには、Ｏリング９を設ける部分を発熱体２２５よりも外側にすることが好ましい。具体的には、図８に示すように、本体部２１ａが、他端に設けられた光透過窓２Ａよりも外側に延びる円筒状の延出円筒部２１ａ１を有する。ここで発熱体２２５は光透光窓２Ａまでを加熱すればよいので、延出円筒部２１ａ１の端部側の周囲には発熱体２２５が配置されない。また、蓋部２１ｂの円筒部２１ｂ１が前記延出円筒部２１ａ１を覆うように他端側に延びている。そして、この延出円筒部２１ａ１において発熱体２２５よりも外側にＯリング９を設けて気密性を確保している。なお、Ｏリングが劣化しなければ、発熱体２２５よりも外側ではなく内側でも良い。
【００４４】
加えて、サンプルガス生成手段２２は、セル本体２１の外側周面に発熱体２２５を設ける構成の他、セル本体内においてセル本体の内側周面と円筒状サンプルＷの外側周面との間に円筒状ヒータを設けるようにしても良い。また円筒状サンプルＷの内側に円筒状ヒータを設けるようにしても良い。
【００４５】
前記第４実施形態においては円筒状をなすセル本体２１、サンプルＷ及び保持体８であったが、角筒状をなすセル本体２１、サンプルＷ及び保持体８であっても良い。
【００４６】
５．第５実施形態
第５実施形態の測定セルは、図９に示すように、円筒状の内部空間を有するセル本体２１を有しており、この円筒状の内部空間に円筒状等のサンプルＷを収容するものである。
【００４７】
セル本体２１は、半円筒状の凹部を有する第１本体部２１ｓと、この第１本体部２１ｓの凹部に対応する半円筒状の凹部を有する第２本体部２１ｔと、第１本体部２１ｓ及び第２本体部２１ｔの凹部両端部を閉塞する第１蓋部２１ｕ（光透過窓２１Ａを有する。）及び第２蓋部２１ｖ（光透過窓２１Ｂを有する。）とを有する。なお、第２本体部２１ｔ、第１蓋部２１ｕ及び第２蓋部２１ｖは第１本体部２１ｓに丁番等の連結具２１ｗで連結されている。サンプルを収容する際には、それら２１ｓ、２１ｔ、２１ｕ及び２１ｖが展開されて凹部内に円筒状のサンプルが収容される。その後、それら２１ｓ、２１ｔ、２１ｕを折り畳んでサンプルＷを内部空間に収容し、パチン錠等の固定具２１ｘにより固定される。なお、図９において各部２１ｓ、２１ｔ、２１ｕ及び２１ｖ等の間に設けられるシール部材及び赤外線ランプや発熱体等のサンプルガス生成手段は省略している。
【００４８】
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
【００４９】
例えば、前記各実施形態では、フーリエ変換型赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）を用いた光学測定装置であったが、回折格子を用いた分散型赤外分光分析を用いた光学測定装置であっても良い。また、赤外分光分析以外の光吸収測定装置であっても良いし、光散乱測定装置にも適用可能である。さらに、前記各実施形態の測定セルを多重反射型のセルとしても良い。
【００５０】
また、サンプルガス生成手段としては、測定セルに設けた真空引き用のポートと当該ポートに接続された真空ポンプとを有し、この真空ポンプにより測定セル内を真空にすることによってサンプルからサンプルガスを生成するように構成しても良い。なお、真空引き用のポートとしては、前記実施形態の上流側ポート又は下流側ポートを用いることができる。
【００５１】
さらに、前記各実施形態では、赤外光源からの測定光が光透過窓２Ａから測定セル内に入り、光透過窓２Ｂから光検出部に出るように構成されているが、逆となるように構成して良い。
その上、測定セルの一端がコーナーキューブミラーからなり、光透過窓２Ａと光透過窓２Ｂとが一体化されていても良い。
【００５２】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、各実施形態の要素を互いに組み合わせて構成しても良いし、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１００ ・・・光学測定装置
Ｗ ・・・サンプル
２ ・・・光学測定用セル
２１ ・・・セル本体
２Ａ、２Ｂ・・・光透過窓
２１ａ ・・・本体部
２１ｂ ・・・蓋部
２２ ・・・サンプルガス生成手段
２２１ ・・・熱源ランプ
２Ｃ ・・・熱線透過窓
２２３ ・・・発熱体
２２４ ・・・電源回路
２２５ ・・・発熱体
３ ・・・光源
４ ・・・光検出器
５ ・・・演算装置
８ ・・・保持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光が通過する光透過窓を有しており、サンプルが配置されるセル本体と、
前記セル本体内に配置されたサンプルからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段とを具備する光学測定用セル。
【請求項２】
前記サンプルガス生成手段が、熱線を射出する熱源ランプを有し、当該熱源ランプから出る熱線を前記セル本体に設けられた熱線透過窓を介して前記サンプルに照射して前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させる請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項３】
前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの周囲に設けられて通電により発熱する発熱体を有し、当該発熱体によりサンプルを加熱してサンプルガスを生成させるものである請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項４】
前記サンプルが、通電することにより発熱する発熱体であり、
前記サンプルガス生成手段が、前記発熱体に電圧を印加する電源回路を有し、当該電源回路により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させる請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項５】
前記セル本体に配置されるサンプルが筒状をなすものであり、
前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの内周側又は外周側に配置される発熱体を有し、当該発熱体により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させる請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項６】
前記発熱体が、前記サンプルの外周側に配置されるものであり、
前記サンプルの内周側に設けられて、前記サンプルを筒状に保つ多孔性の筒状保持体をさらに備えている請求項５記載の光学測定用セル。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の光学測定用セルを用いた光学測定装置。
【請求項１】
測定光が通過する光透過窓を有しており、サンプルが配置されるセル本体と、
前記セル本体内に配置されたサンプルからサンプルガスを生成させるサンプルガス生成手段とを具備する光学測定用セル。
【請求項２】
前記サンプルガス生成手段が、熱線を射出する熱源ランプを有し、当該熱源ランプから出る熱線を前記セル本体に設けられた熱線透過窓を介して前記サンプルに照射して前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させる請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項３】
前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの周囲に設けられて通電により発熱する発熱体を有し、当該発熱体によりサンプルを加熱してサンプルガスを生成させるものである請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項４】
前記サンプルが、通電することにより発熱する発熱体であり、
前記サンプルガス生成手段が、前記発熱体に電圧を印加する電源回路を有し、当該電源回路により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させる請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項５】
前記セル本体に配置されるサンプルが筒状をなすものであり、
前記サンプルガス生成手段が、前記サンプルの内周側又は外周側に配置される発熱体を有し、当該発熱体により前記サンプルを加熱してサンプルガスを生成させる請求項１記載の光学測定用セル。
【請求項６】
前記発熱体が、前記サンプルの外周側に配置されるものであり、
前記サンプルの内周側に設けられて、前記サンプルを筒状に保つ多孔性の筒状保持体をさらに備えている請求項５記載の光学測定用セル。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の光学測定用セルを用いた光学測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５５７０２（Ｐ２０１２−２５５７０２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８５３１（Ｐ２０１１−１２８５３１）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]