光路長可変セル
【課題】簡易的な構成で、測定対象の試料の透過率又は屈折率に応じた所望の光路長に調節できる。
【解決手段】測定対象となる試料Ｍが収容される試料測定用空間１１と、該試料測定用空間１１の略中間位置に連通するように対向して形成された開口穴１４とを備え、開口穴１４における試料流路１１との接続部分の内周面に、試料Ｍの透過率又は屈折率に応じて光路長を調節するための位置調節用雌ネジ部１５が形成されたセル本体１０と、測定光又は透過光が通過する透過部材２０ｂが装入される外周面に位置調節用雌ネジ部１５と螺合するための位置調節用雄ネジ部２３が形成された保護部材２０ａとを備え、試料Ｍの透過率又は屈折率に応じた最適な光路長となるように、保護部材２０ａを回転により光路と同方向に移動させて光路長の調節を行う。
【解決手段】測定対象となる試料Ｍが収容される試料測定用空間１１と、該試料測定用空間１１の略中間位置に連通するように対向して形成された開口穴１４とを備え、開口穴１４における試料流路１１との接続部分の内周面に、試料Ｍの透過率又は屈折率に応じて光路長を調節するための位置調節用雌ネジ部１５が形成されたセル本体１０と、測定光又は透過光が通過する透過部材２０ｂが装入される外周面に位置調節用雌ネジ部１５と螺合するための位置調節用雄ネジ部２３が形成された保護部材２０ａとを備え、試料Ｍの透過率又は屈折率に応じた最適な光路長となるように、保護部材２０ａを回転により光路と同方向に移動させて光路長の調節を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に試料の透過率又は屈折率を測定するために用いられ、試料中を透過する光の光路長の調節が可能な光路長可変セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、試料溶液に光を照射し、その光が試料を通過する際、対象となる物質による光の吸収の程度、すなわち吸光度を測定することにより、その物質の濃度を定量的に分析する吸光度分析法が知られている。そして、対象となる物質の吸光度は、入射光の強度Ｉ0 と透過光の強度Ｉとの比の対数が吸光物質の厚さｄに比例することを表すランベルトの法則と、溶液による光の吸光係数が濃度ｃに依存することを表すベールの法則とを合せたランベルト・ベールの法則（下記式１）を用いて測定している。
【０００３】
ｌｏｇ10（Ｉ0 ／Ｉ）＝εｃｄ …（式１）
ここで、ｌｏｇ10（Ｉ0 ／Ｉ）を吸光度、ｃがモル濃度の場合のεをモル吸光係数とする。
【０００４】
この測定方法を用いて対象となる物質の吸光度を測定する場合、試料溶液の濃度によって異なるため、得られる吸光度を適当な値にするために光路長の変更が必要となるが、光路長を変更する場合は測定器具の組み替えや部品の交換などを行わなければならず、作業が煩雑であった。そこで、このような手間を省くため、下記特許文献１に開示される光路長可変セルが開発されている。
【０００５】
図８は、排水や環境水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）測定値を測定するＣＯＤ測定装置に用いられる光路長可変セルの断面図である。この光路長可変型セル２０１は、互いに平行に配置された透明平板からなる光入射窓２０２ａと光出射窓２０２ｂをもち被測定液が収容され又は流通するセル本体２０３と、対をなす平面対２０４ａ，２０４ｂをもちセル本体２０３内に着脱可能に挿入される透明材質の光路長変更ブロック２０４とを備えている。その光路長変更ブロック２０４が有する平面対２０４ａ，２０４ｂから、いずれかの厚さの平面対を選択してセル内の光路に挿入することで、光路長を複数段階に変更することができる。本発明の光路長可変型セル２０１を使用した吸光度測定方法は、測定光の光路Ｘに対してセル本体２０３を固定し、光路長変更ブロック２０４を測定光の光路を横切る方向に移動させることにより複数の光路長での吸光度測定を可能としている。そして、測定された吸光度が上限吸光度以下であるか否かを判定し、測定された吸光度が上限吸光度より大きいと判定したときに、光路長が短くなる方向に光路長変更ブロック２０４を移動させるためのモータ２０５を制御して光路長を変更している。
【特許文献１】特開２００６−１９４７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された光路長可変セルでは、光路長を可変するための駆動部（モータ２０５）を制御し、光路長変更ブロック２０４を移動させることで光路長を変更しているが、このような構成とすると光路長を変更するための構成部品が多くなって装置全体の構成が大掛かりになってしまうとともに、製造コストが嵩むという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易的な構成で所望の光路長に調節可能な光路長可変セルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の光路長可変セルは、測定対象となる試料に測定光を投光する投光部と、前記測定光が前記試料を透過した透過光を受光する受光部と、該受光部で受光した前記透過光の強度に基づき前記試料の透過率又は屈折率を算出する演算部とを備えた光学的測定部を有する光学的測定装置に用いられる光路長可変セルにおいて、
前記試料の測定を行うために前記投光部と前記受光部との間の光路に形成される試料測定用空間と、該試料測定用空間の略中間位置に連通するように前記投光部と前記受光部とが対向して形成された開口穴とを有するセル本体と、
前記測定光又は前記透過光が通過する透過部材と、該透過部材が装入される保護部材とからなる光学窓と、
前記セル本体に対して前記保護部材を前記光路と同方向に移動させ、前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節する光路長調節手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の光路長可変セルは、請求項１記載の光路長可変セルにおいて、前記光路長調節手段は、前記セル本体の前記開口穴における前記試料測定用空間との接続部分の内周面に形成された位置調節用雌ネジ部と、
前記保護部材の外周面に形成され、前記位置調節用雌ネジ部と螺合するための位置調節用雄ネジ部とからなり、
前記保護部材を回転により前記光路と同方向に移動させて前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の光路長可変セルは、請求項１又は２記載の光路長可変セルにおいて、ヒートポンプシステムを循環する冷媒に混入するオイルの循環率（ＯＣＲ）を測定するオイル循環率測定装置に用いられ、
前記透過部材が少なくとも近赤外光を透過する光学材料で形成されるとともに、少なくとも前記セル本体及び前記保護部材が耐圧性及び耐食性を有する金属材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光路長可変セルによれば、測定対象となる試料の透過率又は屈折率に応じて保護部材を光路と同方向に移動させて位置調節を行えるため、簡易的な構成で試料に合った最適な光路長に調節することができる。
【００１２】
また、例えばＣＯ2 ヒートポンプシステムにおけるＯＣＲ測定のような高圧下での光学的測定においても、透過部材が耐圧性を有するサファイアガラスで、また少なくともセル本体、保護部材が耐圧性及び耐食性を有する金属材料で形成されているため、このような高圧条件下であっても高性能に光学的測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る光路長可変セルの概略を説明するための説明図であり、図２は同光路長可変セルにおける各部の構成を説明するための断面図であり、図３は同光路長可変セルの光路長を調節する際の調節方法を説明するための断面図であり、図４、図５は同光路長可変セルの取付手順を説明するための断面図であり、図６は同光路長可変セルが採用されるＣＯ2 ヒートポンプシステムのシステム構成図であり、図７は同光路長可変セルにおける光路長調節手段の他の実施例を説明するための概略説明図である。
【００１４】
なお、以下の記載では、本発明を実施するための最良の形態として、測定対象となる試料が光路長可変セル内を流れる場合について説明しているが、試料をセル内に収容した状態で透過率又は屈折率を測定することも可能である。また便宜上、透過率から吸光度を測定する場合について述べているが、これに限定されない。
【００１５】
図１に示すように、本例の光路長可変セル１を備える光学的測定装置２は、光路長可変セル１と試料Ｍを光学的に測定する光学的測定部３とが光学手段４を介して接続されて構成されている。この光学手段４は、光学的測定部３から照射された試料Ｍが吸収する波長の光（以下、測定光と記す）をセル内に導くための投光側光ファイバ４ａと、投光側光ファイバ４ａから照射された測定光が試料Ｍを透過したときの光（以下、透過光と記す）を受光して光学的測定部３に導くための受光側光ファイバ４ｂとで構成される。各ファイバ４ａ、４ｂの先端にはファイバコネクタを介して光学レンズ４ｃ、４ｄがそれぞれ装着されており、この光学レンズ４ｃ、４ｄ（本例では投光側光ファイバ４ａには光学レンズ４ｃが接続され、受光側光ファイバ４ｂには光学レンズ４ｄが接続される）が光路長可変セル１に装着されている。また、光路長可変セル１は、セル内に試料Ｍを流入するための試料導入管５と、吸光度の測定が終了した試料Ｍをセル内から排出するための試料排出管６が接続されている。
【００１６】
光学的測定部３は、例えばハロゲンランプなどの光源で構成され光路長可変セル１内の試料Ｍに透過させる測定光を投光側光ファイバ４ａを介して投光する投光部３ａと、例えばフォトダイオード等の受光素子で構成され試料Ｍに対して照射された光を受光側光ファイバ４ｂを介して受光する受光部３ｂと、受光部３ｂで受光した透過光の強度に基づく電気信号から試料Ｍの吸光度を算出する演算部３ｃとを備えて構成される。光学的測定装置３は、測定対象となる試料Ｍに投光した測定光が試料Ｍを透過したときの透過光を受光し、この透過光の強度に基づく吸光度を測定している。
【００１７】
次に、図２を参照しながら、本例の光路長可変セル１の構成について説明する。光路長可変セル１は、セル本体１０、光学窓２０、支持部材３０、押さえ部材４０、蓋部材５０とで構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１８】
セル本体１０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、測定対象となる試料Ｍを収容するための所定径を有する試料測定用空間１１が形成されている。試料測定用空間１１の一端（図中左側）には、試料Ｍをセル本体１０内に導入するための導入側開口部１２が、他端（図中右側）には試料Ｍをセル本体１０から排出するための排出側開口部１３が設けられ、この導入側開口部１２には試料Ｍを導入する試料導入管５が、排出側開口部１３には試料Ｍを排出する試料排出管６がそれぞれ配管接続される。
【００１９】
また、試料測定用空間１１の略中間位置に連通するように所定径を有する開口穴１４（本例では図中上側の開口穴１４を投光側開口穴１４ａ、図中下側の開口穴１４を受光側開口穴１４ｂとする）が対向して形成され、この２つの開口穴１４ａ、１４ｂが光学的測定部３からの測定光や試料Ｍを透過した透過光が通過する光路として機能する。そして、投光側開口穴１４ａには、光学的測定部３からの測定光を投光する投光側光ファイバ４ａが、受光側開口穴１４ｂには試料Ｍを透過した透過光を受光する受光側光ファイバ４ｂがそれぞれ接続される。また、開口穴１４における試料測定用空間１１との接続部分の内周面には、後述する保護部材２０ａと螺合し、測定する試料Ｍの吸光度に応じて光路長を調節するための光路長調節手段としての位置調節用雌ネジ部１５が形成されているとともに、開口穴１４におけるファイバ接続部分の外周面には、蓋部材５０を螺合するための蓋部材用ネジ部１６が形成されている。
【００２０】
光学窓２０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、外径は開口穴１４に装入する装入部品として開口穴１４と略同径を有し、内径は後述する透過部材２０ｂが装入可能なように透過部材２０ｂと略同径の収納部２１が形成された略カップ形状を成す保護部材２０ａと、少なくとも近赤外光を透過する例えば耐圧性及び耐食性を有するサファイアガラスや耐食性を有する石英ガラスなどの光学材料からなり、保護部材２０ａに装入する装入部品として保護部材２０ａの収納部２１と略同径を有する円板形状を成し、保護部材２０ａの装入位置調節が終了後に装入される透過部材２０ｂとで構成される。また、保護部材２０ａの収納部２１の閉塞側には、光を通過させるための光通過穴２２が形成されている。さらに、保護部材２０ａにおける光通過穴２２形成側の外周面には、開口穴１４に形成された位置調節用雌ネジ部１５と螺合するための光路長調節手段としての位置調節用雄ネジ部２３が形成されている。また、保護部材２０ａの収納部２１の開口端外周には、ピンや専用の治具などを差し込んで保護部材２０ａを回動させて着脱若しくは位置調節するための着脱用穴２４が形成されている。すなわち、保護部材２０ａは、開口穴１４に装入した後、開口穴１４に形成された位置調節用雌ネジ部１５と螺合することで装着される。
【００２１】
ここで、図３を参照しながら、光学窓２０の装着位置の調節方法について説明する。測定対象となる試料Ｍによって吸光度が異なるため、測定する試料Ｍに合せて光路長を調節する必要がある。そこで、図示のように、投光側開口穴１４ａ又は受光側開口穴１４ｂの少なくとも一方の保護部材２０ａを所定方向に回転させ、その装入位置を図中上下方向に調節することで、測定する試料Ｍに最適な光路長に調節することができる。
【００２２】
なお、保護部材２０ａの位置調節は、試料Ｍの流れを遮断しないように試料測定用空間１１の中心位置（図２の一点鎖線）よりも開口穴１４側に位置するように調節するとともに、測定誤差を極力抑えるようにするべく投光側開口穴１４ａ、受光側開口穴１４ｂからの移動距離を均等にすることが望ましい。また、保護部材２０ａの移動距離は、形成された位置調節用雄ネジ部２３のピッチによって異なるため、予め位置調節用雄ネジ部２３のピッチから一回転当たりの移動距離を割り出しておくことで、精密に光路長の間隔調節が可能となる。
【００２３】
支持部材３０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、外径は開口穴１４に装入する装入部品として開口穴１４と略同径を有し、内径は投光側光ファイバ４ａ、受光側光ファイバ４ｂに接続される光学レンズ４ｃ、４ｄを収納するための貫通穴３１が形成された筒形状を成している。支持部材３０は、開口穴１４に装入された光学窓２０を支持するように装入される。また、支持部材３０の所定箇所における外周面には、シールして気密性を確保するためのＯ−リング３２や、高圧力下において常用されるバックアップリング３３が装着される溝部３４、３５が形成されており、透過部材２０ｂとの接触部分に形成された溝部３４にはＯ−リング３２が、他方の溝部３５には順にＯ−リング３２、バックアップリング３３が、それぞれ装着される。
【００２４】
押さえ部材４０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、外径は開口穴１４に装入する装入部品として開口穴１４と略同径を有し、内径は貫通穴３１と連通するように貫通穴３１と同径の貫通穴４１が形成された筒形状を成している。そして、支持部材３０の貫通穴３１と、押さえ部材４０の貫通穴４１とで、投光側光ファイバ４ａ、受光側光ファイバ４ｂに接続される光学レンズ４ｃ、４ｄを収納するレンズ収納穴を構成している。押さえ部材４０は、支持部材３０を装入した後にセル本体１０から支持部材３０が外れないように押さえ付けるべく開口穴１４に装入される。なお、貫通穴４１の内面にはファイバコネクタを螺合するためのネジ部４２が形成されている。
【００２５】
蓋部材５０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、凹型の蓋形状を成している。また、蓋部材５０の内周面には、セル本体１０に形成された蓋部材用ネジ部１６と螺合するためのネジ部５１が形成されるとともに、蓋部材５０の閉塞端側には光学レンズ４ｃ、４ｄを装入するための装入穴５２が形成されている。蓋部材５０は、光学窓２０、支持部材３０、押さえ部材４０を順に装入した後、これらを固定するべく開口穴１４を塞ぐように螺合して装着される。
【００２６】
次に、図４、５を参照しながら、上述した光路長可変セル１の取付手順について説明する。なお、本例の光路長可変セル１における投光側開口穴１４ａと受光側開口穴１４ｂは、その構造や装入される部品及び装入する順番が同一であるため、ここでは受光側開口穴１４ｂへの取付手順の説明を省略し、投光側開口穴１４ａの取付手順のみを説明する。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、まず、投光側開口穴１４ａに保護部材２０ａを装入する。このとき、測定する試料Ｍの吸光度に応じた最適な光路長となるように、セル本体１０に螺合した保護部材２０ａを所定方向に回転させながら上下移動させ、最適な光路長となる位置まで調節する。次に、保護部材２０ａの装入位置が決まると、図４（ｂ）に示すように、透過部材２０ｂを装入する。そして、図４（ｃ）に示すように、溝部３４にはＯ−リング３２、溝部３５にＯ−リング３２、バックアップリング３３を装着した支持部材３０を投光側開口穴１４ａに装入する。
【００２８】
そして、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、まず装入した支持部材３０の押さえとなる押さえ部材４０を支持部材３０の上に装入した後、蓋部材５０をセル本体１０に螺合する。次に、光学レンズ４ｃを貫通穴４１に装入し、最後に不図示のファイバコネクタを貫通穴４１に設けたネジ部４２に螺合することにより、光学レンズ４ｃに投光側光ファイバ４ａを接続して、光路長可変セル１の取り付けが完了する。
【００２９】
次に、図６を参照しながら、上述した光路長可変セル１の採用例について具体的に説明する。ここでは、自然冷媒としてＣＯ2 を利用したＣＯ2 ヒートポンプシステム１０１において、試料ＭであるＣＯ2 に混入したオイルのオイル量の指標であるオイル循環率（ＯＣＲ）の測定に使用した例である。
なお、以下で使用する光路長可変セルでは、ＣＯ2 ヒートポンプシステムのような高圧条件下であってもＯＣＲ測定を可能とするため、透過部材２０ｂが耐圧性及び耐食性を有するサファイアガラスで形成され、セル本体１０、保護部材２０ａ、支持部材３０、押さえ部材４０、蓋部材５０のうち少なくともセル本体１０及び保護部材２０ａが耐圧性及び耐食性を有する金属材料であるＳＵＳ３１６で形成されている。
【００３０】
まず、ＣＯ2 ヒートポンプシステム１０１について説明すると、冷媒としてＣＯ2 を使用し、熱交換して気化した冷媒（ＣＯ2 ）を高圧蒸気冷媒（ＣＯ2 ）にするための圧縮機１０２、高圧高温冷媒（ＣＯ2 ）を高圧低温冷媒（ＣＯ2 ）に冷却するガスクーラ１０３、冷却された冷媒液（ＣＯ2 ）を絞り膨張させて低圧・低温の液体混合体（蒸発冷媒（ＣＯ2 ））にするための膨張弁１０４、膨張によって一部蒸発した湿り蒸気冷媒（ＣＯ2 ）を熱交換によって蒸発させるための蒸発器１０５が、この順でオイル混入の冷媒（ＣＯ2 ）が流れるように一つの循環系を形成して配管接続された構成である。そして、本例の光路長可変セル１は、ガスクーラ１０３と膨張弁１０４との間に配管接続されている。
【００３１】
上記のように配管接続された光路長可変セル１でＯＣＲを測定した結果から検量線を作成するとＮ＝３２、Ｒ＝０．９９、σ＝０．０５％となった。これは、従来からの光路長固定型セルを用いて測定した測定結果から作成された検量線と比較しても遜色無く高性能に測定できることを示している。なお、ここでＮは測定回数を、Ｒは相関係数を、σは標準偏差を表している。
【００３２】
このように、上述した光路長可変セル１は、透過部材２０ｂを装入する保護部材２０ａに測定対象となる試料Ｍに基づく光路長に調節するための位置調節用雄ネジ部２３が形成され、測定する試料Ｍに基づき保護部材２０ａを所定方向に移動させて位置調節を行うことで、最適な光路長に調節することができる。
【００３３】
また、ＣＯ2 ヒートポンプシステムにおけるＯＣＲ測定のような高圧下（約２０Ｍｐａ）での光学的測定を行った場合であっても、透過部材２０ｂを耐圧性及び耐食性を有するサファイアガラスで形成し、セル本体１０、保護部材２０ａ、支持部材３０、押さえ部材４０、蓋部材５０のうち少なくともセル本体１０及び保護部材２０ａを耐圧性及び耐食性を有する金属材料であるＳＵＳ３１６で形成しているため、このような高圧条件下であっても高性能に光学的測定を行うことができる。
【００３４】
ところで、上述した形態では、図１、２において導入側開口部１２を図中左側、排出側開口部１３を図中右側、また投光側開口穴１４ａを図中上側、受光側開口穴１４ｂを図中下側として説明したが、セル本体１０において試料測定用空間１１に対して開口穴１４が対向する位置に形成されていれば、各部の形成位置は特に限定されない。
【００３５】
また、試料の透過率又は屈折率に応じて光路長を調節するための光路長調節手段を、セル本体１０の開口穴１４に形成された位置調節用雌ネジ部１５と、保護部材２０ａに形成された位置調節用雄ネジ部２３とで構成し、開口穴１４に保護部材２０ａを螺合してねじ込むことで試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に可変する構造で説明した。
しかし、この光路長調節手段は、例えば図７（ａ）に示すように、保護部材２０ａの外周面に所定間隔で係止溝２５を刻み、この係止溝２５を開口穴１４の内面に設けた凸状の係止部材２６で任意の装入位置に固定する構造や、また図７（ｂ）に示すように、開口穴１４の内面に所定間隔で係止溝２８を刻み、この係止溝２８に保護部材２０ａの外面に設けた凸状の係止部材２７を係止する構成とすることも可能である。
このように、光路長を調節するべく保護部材２０ａを光路と同方向に移動可能な構成であれば特に限定されない。
【００３６】
以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る光路長可変セルの概略を説明するための説明図である。
【図２】同光路長可変セルにおける各部の構成を説明するための断面図である。
【図３】同光路長可変セルの光路長を調節する際の調節方法を説明するための断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ） 同光路長可変セルの取付手順を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ） 同光路長可変セルの取付手順を説明するための断面図である。
【図６】同光路長可変セルが採用されるＣＯ2 ヒートポンプシステムのシステム構成図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ） 同光路長可変セルにおける光路長調節手段の他の実施例を説明するための概略説明図である。
【図８】従来の光路長可変セルを説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 光路長可変セル
２ 光学的測定装置
３ 光学的測定部（３ａ 投光部、３ｂ 受光部、３ｃ 演算部）
４ 光学手段（４ａ 投光側光ファイバ、４ｂ 受光側光ファイバ、４ｃ，４ｄ 光学レンズ）
５ 試料導入管
６ 試料排出管
１０ セル本体
１１ 試料測定用空間
１２ 導入側開口部
１３ 排出側開口部
１４ 開口穴（１４ａ 投光側開口穴、１４ｂ 受光側開口穴）
１５ 位置調節用雌ネジ部
１６ 蓋部材用ネジ部
２０ 光学窓（２０ａ 保護部材、２０ｂ 透過部材）
２１ 収納部
２２ 光通過穴
２３ 位置調節用雄ネジ部
２４ 着脱用穴
２５ 係止溝
２６ 係止部材
２７ 係止部材
２８ 係止溝
３０ 支持部材
３１ 貫通穴
３２ Ｏ−リング
３３ バックアップリング
３４，３５ 溝部
４０ 押さえ部材
４１ 貫通穴
４２ ネジ部
５０ 蓋部材
５１ ネジ部
５２ 装入穴
１０１ ＣＯ2 ヒートポンプシステム
１０２ 圧縮機
１０３ ガスクーラ
１０４ 膨脹弁
１０５ 蒸発器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に試料の透過率又は屈折率を測定するために用いられ、試料中を透過する光の光路長の調節が可能な光路長可変セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、試料溶液に光を照射し、その光が試料を通過する際、対象となる物質による光の吸収の程度、すなわち吸光度を測定することにより、その物質の濃度を定量的に分析する吸光度分析法が知られている。そして、対象となる物質の吸光度は、入射光の強度Ｉ0 と透過光の強度Ｉとの比の対数が吸光物質の厚さｄに比例することを表すランベルトの法則と、溶液による光の吸光係数が濃度ｃに依存することを表すベールの法則とを合せたランベルト・ベールの法則（下記式１）を用いて測定している。
【０００３】
ｌｏｇ10（Ｉ0 ／Ｉ）＝εｃｄ …（式１）
ここで、ｌｏｇ10（Ｉ0 ／Ｉ）を吸光度、ｃがモル濃度の場合のεをモル吸光係数とする。
【０００４】
この測定方法を用いて対象となる物質の吸光度を測定する場合、試料溶液の濃度によって異なるため、得られる吸光度を適当な値にするために光路長の変更が必要となるが、光路長を変更する場合は測定器具の組み替えや部品の交換などを行わなければならず、作業が煩雑であった。そこで、このような手間を省くため、下記特許文献１に開示される光路長可変セルが開発されている。
【０００５】
図８は、排水や環境水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）測定値を測定するＣＯＤ測定装置に用いられる光路長可変セルの断面図である。この光路長可変型セル２０１は、互いに平行に配置された透明平板からなる光入射窓２０２ａと光出射窓２０２ｂをもち被測定液が収容され又は流通するセル本体２０３と、対をなす平面対２０４ａ，２０４ｂをもちセル本体２０３内に着脱可能に挿入される透明材質の光路長変更ブロック２０４とを備えている。その光路長変更ブロック２０４が有する平面対２０４ａ，２０４ｂから、いずれかの厚さの平面対を選択してセル内の光路に挿入することで、光路長を複数段階に変更することができる。本発明の光路長可変型セル２０１を使用した吸光度測定方法は、測定光の光路Ｘに対してセル本体２０３を固定し、光路長変更ブロック２０４を測定光の光路を横切る方向に移動させることにより複数の光路長での吸光度測定を可能としている。そして、測定された吸光度が上限吸光度以下であるか否かを判定し、測定された吸光度が上限吸光度より大きいと判定したときに、光路長が短くなる方向に光路長変更ブロック２０４を移動させるためのモータ２０５を制御して光路長を変更している。
【特許文献１】特開２００６−１９４７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された光路長可変セルでは、光路長を可変するための駆動部（モータ２０５）を制御し、光路長変更ブロック２０４を移動させることで光路長を変更しているが、このような構成とすると光路長を変更するための構成部品が多くなって装置全体の構成が大掛かりになってしまうとともに、製造コストが嵩むという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易的な構成で所望の光路長に調節可能な光路長可変セルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の光路長可変セルは、測定対象となる試料に測定光を投光する投光部と、前記測定光が前記試料を透過した透過光を受光する受光部と、該受光部で受光した前記透過光の強度に基づき前記試料の透過率又は屈折率を算出する演算部とを備えた光学的測定部を有する光学的測定装置に用いられる光路長可変セルにおいて、
前記試料の測定を行うために前記投光部と前記受光部との間の光路に形成される試料測定用空間と、該試料測定用空間の略中間位置に連通するように前記投光部と前記受光部とが対向して形成された開口穴とを有するセル本体と、
前記測定光又は前記透過光が通過する透過部材と、該透過部材が装入される保護部材とからなる光学窓と、
前記セル本体に対して前記保護部材を前記光路と同方向に移動させ、前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節する光路長調節手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の光路長可変セルは、請求項１記載の光路長可変セルにおいて、前記光路長調節手段は、前記セル本体の前記開口穴における前記試料測定用空間との接続部分の内周面に形成された位置調節用雌ネジ部と、
前記保護部材の外周面に形成され、前記位置調節用雌ネジ部と螺合するための位置調節用雄ネジ部とからなり、
前記保護部材を回転により前記光路と同方向に移動させて前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の光路長可変セルは、請求項１又は２記載の光路長可変セルにおいて、ヒートポンプシステムを循環する冷媒に混入するオイルの循環率（ＯＣＲ）を測定するオイル循環率測定装置に用いられ、
前記透過部材が少なくとも近赤外光を透過する光学材料で形成されるとともに、少なくとも前記セル本体及び前記保護部材が耐圧性及び耐食性を有する金属材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光路長可変セルによれば、測定対象となる試料の透過率又は屈折率に応じて保護部材を光路と同方向に移動させて位置調節を行えるため、簡易的な構成で試料に合った最適な光路長に調節することができる。
【００１２】
また、例えばＣＯ2 ヒートポンプシステムにおけるＯＣＲ測定のような高圧下での光学的測定においても、透過部材が耐圧性を有するサファイアガラスで、また少なくともセル本体、保護部材が耐圧性及び耐食性を有する金属材料で形成されているため、このような高圧条件下であっても高性能に光学的測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る光路長可変セルの概略を説明するための説明図であり、図２は同光路長可変セルにおける各部の構成を説明するための断面図であり、図３は同光路長可変セルの光路長を調節する際の調節方法を説明するための断面図であり、図４、図５は同光路長可変セルの取付手順を説明するための断面図であり、図６は同光路長可変セルが採用されるＣＯ2 ヒートポンプシステムのシステム構成図であり、図７は同光路長可変セルにおける光路長調節手段の他の実施例を説明するための概略説明図である。
【００１４】
なお、以下の記載では、本発明を実施するための最良の形態として、測定対象となる試料が光路長可変セル内を流れる場合について説明しているが、試料をセル内に収容した状態で透過率又は屈折率を測定することも可能である。また便宜上、透過率から吸光度を測定する場合について述べているが、これに限定されない。
【００１５】
図１に示すように、本例の光路長可変セル１を備える光学的測定装置２は、光路長可変セル１と試料Ｍを光学的に測定する光学的測定部３とが光学手段４を介して接続されて構成されている。この光学手段４は、光学的測定部３から照射された試料Ｍが吸収する波長の光（以下、測定光と記す）をセル内に導くための投光側光ファイバ４ａと、投光側光ファイバ４ａから照射された測定光が試料Ｍを透過したときの光（以下、透過光と記す）を受光して光学的測定部３に導くための受光側光ファイバ４ｂとで構成される。各ファイバ４ａ、４ｂの先端にはファイバコネクタを介して光学レンズ４ｃ、４ｄがそれぞれ装着されており、この光学レンズ４ｃ、４ｄ（本例では投光側光ファイバ４ａには光学レンズ４ｃが接続され、受光側光ファイバ４ｂには光学レンズ４ｄが接続される）が光路長可変セル１に装着されている。また、光路長可変セル１は、セル内に試料Ｍを流入するための試料導入管５と、吸光度の測定が終了した試料Ｍをセル内から排出するための試料排出管６が接続されている。
【００１６】
光学的測定部３は、例えばハロゲンランプなどの光源で構成され光路長可変セル１内の試料Ｍに透過させる測定光を投光側光ファイバ４ａを介して投光する投光部３ａと、例えばフォトダイオード等の受光素子で構成され試料Ｍに対して照射された光を受光側光ファイバ４ｂを介して受光する受光部３ｂと、受光部３ｂで受光した透過光の強度に基づく電気信号から試料Ｍの吸光度を算出する演算部３ｃとを備えて構成される。光学的測定装置３は、測定対象となる試料Ｍに投光した測定光が試料Ｍを透過したときの透過光を受光し、この透過光の強度に基づく吸光度を測定している。
【００１７】
次に、図２を参照しながら、本例の光路長可変セル１の構成について説明する。光路長可変セル１は、セル本体１０、光学窓２０、支持部材３０、押さえ部材４０、蓋部材５０とで構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１８】
セル本体１０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、測定対象となる試料Ｍを収容するための所定径を有する試料測定用空間１１が形成されている。試料測定用空間１１の一端（図中左側）には、試料Ｍをセル本体１０内に導入するための導入側開口部１２が、他端（図中右側）には試料Ｍをセル本体１０から排出するための排出側開口部１３が設けられ、この導入側開口部１２には試料Ｍを導入する試料導入管５が、排出側開口部１３には試料Ｍを排出する試料排出管６がそれぞれ配管接続される。
【００１９】
また、試料測定用空間１１の略中間位置に連通するように所定径を有する開口穴１４（本例では図中上側の開口穴１４を投光側開口穴１４ａ、図中下側の開口穴１４を受光側開口穴１４ｂとする）が対向して形成され、この２つの開口穴１４ａ、１４ｂが光学的測定部３からの測定光や試料Ｍを透過した透過光が通過する光路として機能する。そして、投光側開口穴１４ａには、光学的測定部３からの測定光を投光する投光側光ファイバ４ａが、受光側開口穴１４ｂには試料Ｍを透過した透過光を受光する受光側光ファイバ４ｂがそれぞれ接続される。また、開口穴１４における試料測定用空間１１との接続部分の内周面には、後述する保護部材２０ａと螺合し、測定する試料Ｍの吸光度に応じて光路長を調節するための光路長調節手段としての位置調節用雌ネジ部１５が形成されているとともに、開口穴１４におけるファイバ接続部分の外周面には、蓋部材５０を螺合するための蓋部材用ネジ部１６が形成されている。
【００２０】
光学窓２０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、外径は開口穴１４に装入する装入部品として開口穴１４と略同径を有し、内径は後述する透過部材２０ｂが装入可能なように透過部材２０ｂと略同径の収納部２１が形成された略カップ形状を成す保護部材２０ａと、少なくとも近赤外光を透過する例えば耐圧性及び耐食性を有するサファイアガラスや耐食性を有する石英ガラスなどの光学材料からなり、保護部材２０ａに装入する装入部品として保護部材２０ａの収納部２１と略同径を有する円板形状を成し、保護部材２０ａの装入位置調節が終了後に装入される透過部材２０ｂとで構成される。また、保護部材２０ａの収納部２１の閉塞側には、光を通過させるための光通過穴２２が形成されている。さらに、保護部材２０ａにおける光通過穴２２形成側の外周面には、開口穴１４に形成された位置調節用雌ネジ部１５と螺合するための光路長調節手段としての位置調節用雄ネジ部２３が形成されている。また、保護部材２０ａの収納部２１の開口端外周には、ピンや専用の治具などを差し込んで保護部材２０ａを回動させて着脱若しくは位置調節するための着脱用穴２４が形成されている。すなわち、保護部材２０ａは、開口穴１４に装入した後、開口穴１４に形成された位置調節用雌ネジ部１５と螺合することで装着される。
【００２１】
ここで、図３を参照しながら、光学窓２０の装着位置の調節方法について説明する。測定対象となる試料Ｍによって吸光度が異なるため、測定する試料Ｍに合せて光路長を調節する必要がある。そこで、図示のように、投光側開口穴１４ａ又は受光側開口穴１４ｂの少なくとも一方の保護部材２０ａを所定方向に回転させ、その装入位置を図中上下方向に調節することで、測定する試料Ｍに最適な光路長に調節することができる。
【００２２】
なお、保護部材２０ａの位置調節は、試料Ｍの流れを遮断しないように試料測定用空間１１の中心位置（図２の一点鎖線）よりも開口穴１４側に位置するように調節するとともに、測定誤差を極力抑えるようにするべく投光側開口穴１４ａ、受光側開口穴１４ｂからの移動距離を均等にすることが望ましい。また、保護部材２０ａの移動距離は、形成された位置調節用雄ネジ部２３のピッチによって異なるため、予め位置調節用雄ネジ部２３のピッチから一回転当たりの移動距離を割り出しておくことで、精密に光路長の間隔調節が可能となる。
【００２３】
支持部材３０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、外径は開口穴１４に装入する装入部品として開口穴１４と略同径を有し、内径は投光側光ファイバ４ａ、受光側光ファイバ４ｂに接続される光学レンズ４ｃ、４ｄを収納するための貫通穴３１が形成された筒形状を成している。支持部材３０は、開口穴１４に装入された光学窓２０を支持するように装入される。また、支持部材３０の所定箇所における外周面には、シールして気密性を確保するためのＯ−リング３２や、高圧力下において常用されるバックアップリング３３が装着される溝部３４、３５が形成されており、透過部材２０ｂとの接触部分に形成された溝部３４にはＯ−リング３２が、他方の溝部３５には順にＯ−リング３２、バックアップリング３３が、それぞれ装着される。
【００２４】
押さえ部材４０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、外径は開口穴１４に装入する装入部品として開口穴１４と略同径を有し、内径は貫通穴３１と連通するように貫通穴３１と同径の貫通穴４１が形成された筒形状を成している。そして、支持部材３０の貫通穴３１と、押さえ部材４０の貫通穴４１とで、投光側光ファイバ４ａ、受光側光ファイバ４ｂに接続される光学レンズ４ｃ、４ｄを収納するレンズ収納穴を構成している。押さえ部材４０は、支持部材３０を装入した後にセル本体１０から支持部材３０が外れないように押さえ付けるべく開口穴１４に装入される。なお、貫通穴４１の内面にはファイバコネクタを螺合するためのネジ部４２が形成されている。
【００２５】
蓋部材５０は、例えばＳＵＳ（好ましくはＳＵＳ３１６）、真鍮、テフロン（登録商標）などの耐圧性及び／又は耐食性を有する材料からなり、凹型の蓋形状を成している。また、蓋部材５０の内周面には、セル本体１０に形成された蓋部材用ネジ部１６と螺合するためのネジ部５１が形成されるとともに、蓋部材５０の閉塞端側には光学レンズ４ｃ、４ｄを装入するための装入穴５２が形成されている。蓋部材５０は、光学窓２０、支持部材３０、押さえ部材４０を順に装入した後、これらを固定するべく開口穴１４を塞ぐように螺合して装着される。
【００２６】
次に、図４、５を参照しながら、上述した光路長可変セル１の取付手順について説明する。なお、本例の光路長可変セル１における投光側開口穴１４ａと受光側開口穴１４ｂは、その構造や装入される部品及び装入する順番が同一であるため、ここでは受光側開口穴１４ｂへの取付手順の説明を省略し、投光側開口穴１４ａの取付手順のみを説明する。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、まず、投光側開口穴１４ａに保護部材２０ａを装入する。このとき、測定する試料Ｍの吸光度に応じた最適な光路長となるように、セル本体１０に螺合した保護部材２０ａを所定方向に回転させながら上下移動させ、最適な光路長となる位置まで調節する。次に、保護部材２０ａの装入位置が決まると、図４（ｂ）に示すように、透過部材２０ｂを装入する。そして、図４（ｃ）に示すように、溝部３４にはＯ−リング３２、溝部３５にＯ−リング３２、バックアップリング３３を装着した支持部材３０を投光側開口穴１４ａに装入する。
【００２８】
そして、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、まず装入した支持部材３０の押さえとなる押さえ部材４０を支持部材３０の上に装入した後、蓋部材５０をセル本体１０に螺合する。次に、光学レンズ４ｃを貫通穴４１に装入し、最後に不図示のファイバコネクタを貫通穴４１に設けたネジ部４２に螺合することにより、光学レンズ４ｃに投光側光ファイバ４ａを接続して、光路長可変セル１の取り付けが完了する。
【００２９】
次に、図６を参照しながら、上述した光路長可変セル１の採用例について具体的に説明する。ここでは、自然冷媒としてＣＯ2 を利用したＣＯ2 ヒートポンプシステム１０１において、試料ＭであるＣＯ2 に混入したオイルのオイル量の指標であるオイル循環率（ＯＣＲ）の測定に使用した例である。
なお、以下で使用する光路長可変セルでは、ＣＯ2 ヒートポンプシステムのような高圧条件下であってもＯＣＲ測定を可能とするため、透過部材２０ｂが耐圧性及び耐食性を有するサファイアガラスで形成され、セル本体１０、保護部材２０ａ、支持部材３０、押さえ部材４０、蓋部材５０のうち少なくともセル本体１０及び保護部材２０ａが耐圧性及び耐食性を有する金属材料であるＳＵＳ３１６で形成されている。
【００３０】
まず、ＣＯ2 ヒートポンプシステム１０１について説明すると、冷媒としてＣＯ2 を使用し、熱交換して気化した冷媒（ＣＯ2 ）を高圧蒸気冷媒（ＣＯ2 ）にするための圧縮機１０２、高圧高温冷媒（ＣＯ2 ）を高圧低温冷媒（ＣＯ2 ）に冷却するガスクーラ１０３、冷却された冷媒液（ＣＯ2 ）を絞り膨張させて低圧・低温の液体混合体（蒸発冷媒（ＣＯ2 ））にするための膨張弁１０４、膨張によって一部蒸発した湿り蒸気冷媒（ＣＯ2 ）を熱交換によって蒸発させるための蒸発器１０５が、この順でオイル混入の冷媒（ＣＯ2 ）が流れるように一つの循環系を形成して配管接続された構成である。そして、本例の光路長可変セル１は、ガスクーラ１０３と膨張弁１０４との間に配管接続されている。
【００３１】
上記のように配管接続された光路長可変セル１でＯＣＲを測定した結果から検量線を作成するとＮ＝３２、Ｒ＝０．９９、σ＝０．０５％となった。これは、従来からの光路長固定型セルを用いて測定した測定結果から作成された検量線と比較しても遜色無く高性能に測定できることを示している。なお、ここでＮは測定回数を、Ｒは相関係数を、σは標準偏差を表している。
【００３２】
このように、上述した光路長可変セル１は、透過部材２０ｂを装入する保護部材２０ａに測定対象となる試料Ｍに基づく光路長に調節するための位置調節用雄ネジ部２３が形成され、測定する試料Ｍに基づき保護部材２０ａを所定方向に移動させて位置調節を行うことで、最適な光路長に調節することができる。
【００３３】
また、ＣＯ2 ヒートポンプシステムにおけるＯＣＲ測定のような高圧下（約２０Ｍｐａ）での光学的測定を行った場合であっても、透過部材２０ｂを耐圧性及び耐食性を有するサファイアガラスで形成し、セル本体１０、保護部材２０ａ、支持部材３０、押さえ部材４０、蓋部材５０のうち少なくともセル本体１０及び保護部材２０ａを耐圧性及び耐食性を有する金属材料であるＳＵＳ３１６で形成しているため、このような高圧条件下であっても高性能に光学的測定を行うことができる。
【００３４】
ところで、上述した形態では、図１、２において導入側開口部１２を図中左側、排出側開口部１３を図中右側、また投光側開口穴１４ａを図中上側、受光側開口穴１４ｂを図中下側として説明したが、セル本体１０において試料測定用空間１１に対して開口穴１４が対向する位置に形成されていれば、各部の形成位置は特に限定されない。
【００３５】
また、試料の透過率又は屈折率に応じて光路長を調節するための光路長調節手段を、セル本体１０の開口穴１４に形成された位置調節用雌ネジ部１５と、保護部材２０ａに形成された位置調節用雄ネジ部２３とで構成し、開口穴１４に保護部材２０ａを螺合してねじ込むことで試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に可変する構造で説明した。
しかし、この光路長調節手段は、例えば図７（ａ）に示すように、保護部材２０ａの外周面に所定間隔で係止溝２５を刻み、この係止溝２５を開口穴１４の内面に設けた凸状の係止部材２６で任意の装入位置に固定する構造や、また図７（ｂ）に示すように、開口穴１４の内面に所定間隔で係止溝２８を刻み、この係止溝２８に保護部材２０ａの外面に設けた凸状の係止部材２７を係止する構成とすることも可能である。
このように、光路長を調節するべく保護部材２０ａを光路と同方向に移動可能な構成であれば特に限定されない。
【００３６】
以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る光路長可変セルの概略を説明するための説明図である。
【図２】同光路長可変セルにおける各部の構成を説明するための断面図である。
【図３】同光路長可変セルの光路長を調節する際の調節方法を説明するための断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ） 同光路長可変セルの取付手順を説明するための断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ） 同光路長可変セルの取付手順を説明するための断面図である。
【図６】同光路長可変セルが採用されるＣＯ2 ヒートポンプシステムのシステム構成図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ） 同光路長可変セルにおける光路長調節手段の他の実施例を説明するための概略説明図である。
【図８】従来の光路長可変セルを説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 光路長可変セル
２ 光学的測定装置
３ 光学的測定部（３ａ 投光部、３ｂ 受光部、３ｃ 演算部）
４ 光学手段（４ａ 投光側光ファイバ、４ｂ 受光側光ファイバ、４ｃ，４ｄ 光学レンズ）
５ 試料導入管
６ 試料排出管
１０ セル本体
１１ 試料測定用空間
１２ 導入側開口部
１３ 排出側開口部
１４ 開口穴（１４ａ 投光側開口穴、１４ｂ 受光側開口穴）
１５ 位置調節用雌ネジ部
１６ 蓋部材用ネジ部
２０ 光学窓（２０ａ 保護部材、２０ｂ 透過部材）
２１ 収納部
２２ 光通過穴
２３ 位置調節用雄ネジ部
２４ 着脱用穴
２５ 係止溝
２６ 係止部材
２７ 係止部材
２８ 係止溝
３０ 支持部材
３１ 貫通穴
３２ Ｏ−リング
３３ バックアップリング
３４，３５ 溝部
４０ 押さえ部材
４１ 貫通穴
４２ ネジ部
５０ 蓋部材
５１ ネジ部
５２ 装入穴
１０１ ＣＯ2 ヒートポンプシステム
１０２ 圧縮機
１０３ ガスクーラ
１０４ 膨脹弁
１０５ 蒸発器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象となる試料に測定光を投光する投光部と、前記測定光が前記試料を透過した透過光を受光する受光部と、該受光部で受光した前記透過光の強度に基づき前記試料の透過率又は屈折率を算出する演算部とを備えた光学的測定部を有する光学的測定装置に用いられる光路長可変セルにおいて、
前記試料の測定を行うために前記投光部と前記受光部との間の光路に形成される試料測定用空間と、該試料測定用空間の略中間位置に連通するように前記投光部と前記受光部とが対向して形成された開口穴とを有するセル本体と、
前記測定光又は前記透過光が通過する透過部材と、該透過部材が装入される保護部材とからなる光学窓と、
前記セル本体に対して前記保護部材を前記光路と同方向に移動させ、前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節する光路長調節手段とを備えたことを特徴とする光路長可変セル。
【請求項２】
前記光路長調節手段は、前記セル本体の前記開口穴における前記試料測定用空間との接続部分の内周面に形成された位置調節用雌ネジ部と、
前記保護部材の外周面に形成され、前記位置調節用雌ネジ部と螺合するための位置調節用雄ネジ部とからなり、
前記保護部材を回転により前記光路と同方向に移動させて前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節することを特徴とする請求項１記載の光路長可変セル。
【請求項３】
ヒートポンプシステムを循環する冷媒に混入するオイルの循環率を測定するオイル循環率測定装置に用いられ、
前記透過部材が少なくとも近赤外光を透過する光学材料で形成されるとともに、少なくとも前記セル本体及び前記保護部材が耐圧性及び耐食性を有する金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光路長可変セル。
【請求項１】
測定対象となる試料に測定光を投光する投光部と、前記測定光が前記試料を透過した透過光を受光する受光部と、該受光部で受光した前記透過光の強度に基づき前記試料の透過率又は屈折率を算出する演算部とを備えた光学的測定部を有する光学的測定装置に用いられる光路長可変セルにおいて、
前記試料の測定を行うために前記投光部と前記受光部との間の光路に形成される試料測定用空間と、該試料測定用空間の略中間位置に連通するように前記投光部と前記受光部とが対向して形成された開口穴とを有するセル本体と、
前記測定光又は前記透過光が通過する透過部材と、該透過部材が装入される保護部材とからなる光学窓と、
前記セル本体に対して前記保護部材を前記光路と同方向に移動させ、前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節する光路長調節手段とを備えたことを特徴とする光路長可変セル。
【請求項２】
前記光路長調節手段は、前記セル本体の前記開口穴における前記試料測定用空間との接続部分の内周面に形成された位置調節用雌ネジ部と、
前記保護部材の外周面に形成され、前記位置調節用雌ネジ部と螺合するための位置調節用雄ネジ部とからなり、
前記保護部材を回転により前記光路と同方向に移動させて前記試料の透過率又は屈折率に応じた光路長に調節することを特徴とする請求項１記載の光路長可変セル。
【請求項３】
ヒートポンプシステムを循環する冷媒に混入するオイルの循環率を測定するオイル循環率測定装置に用いられ、
前記透過部材が少なくとも近赤外光を透過する光学材料で形成されるとともに、少なくとも前記セル本体及び前記保護部材が耐圧性及び耐食性を有する金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光路長可変セル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１８０６６５（Ｐ２００９−１８０６６５Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１２３６（Ｐ２００８−２１２３６）
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００１３３５２６）株式会社チノー (113)
【出願人】（５９８０１５０８４）学校法人福岡大学 (114)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００１３３５２６）株式会社チノー (113)
【出願人】（５９８０１５０８４）学校法人福岡大学 (114)
【Ｆターム（参考）】
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