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JPH08122246A - Spectral analyzer - Google Patents

Spectral analyzer

Info

Publication number
JPH08122246A
JPH08122246A JP25660794A JP25660794A JPH08122246A JP H08122246 A JPH08122246 A JP H08122246A JP 25660794 A JP25660794 A JP 25660794A JP 25660794 A JP25660794 A JP 25660794A JP H08122246 A JPH08122246 A JP H08122246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
photodiode array
measured
light
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25660794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tanaka
宏 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP25660794A priority Critical patent/JPH08122246A/en
Publication of JPH08122246A publication Critical patent/JPH08122246A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce a drift by influence of a temperature change by arranging a temperature sensor to measure the temperature of a photodiode array and a correcting means to correct the quantity of measuring light by using the signal from the temperature sensor. CONSTITUTION: A temperature sensor 22 is connected to a photodiode array 21, and the temperature of the photodiode array 21 is measured, and a temperature signal is sent to the computer 32 of an analyzing part 30. First of all, a shutter 12 is opened, and the quantity of light in a sample nonexistent condition is measured, and is taken in the analyzing part 30. The shutter 12 is opened as it is, and a sample is introduced, and the quantity of light is measured, and at the same time, the temperature of the photodiode array 21 at measuring time is measured, and is taken in the analyzing part 30. A dark current is corrcted by the analyzing part 30 by performing operation based on a calculating expression.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、分光光度計や高速液体
クロマトグラフ用検出器などの分光器を用いた分析装置
に関し、さらに詳しくは検出器に半導体フォトダイオー
ドアレイを用いた分光分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analyzer using a spectrometer such as a spectrophotometer or a detector for high performance liquid chromatograph, and more particularly to a spectrometer using a semiconductor photodiode array for the detector. .

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に従来からの半導体フォトダイオー
ドアレイ検出器を用いた分光分析装置の構成図を示す。
このものは、光源11、シャッタ12、集光ミラー1
3、グレーティング14からなる分光光学系10と、フ
ォトダイオードアレイ21からなる検出系20と、解析
部30とからなる。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram of a conventional spectroscopic analyzer using a semiconductor photodiode array detector.
This includes a light source 11, a shutter 12, and a condenser mirror 1.
3, a spectroscopic optical system 10 including a grating 14, a detection system 20 including a photodiode array 21, and an analyzing unit 30.

【0003】分光光学系10は、集光ミラー13とグレ
ーティング14との間にサンプルセル15が取り付けら
れ、光源11からの白色光が集光ミラー13を介してサ
ンプルセル内の試料に入射されるようになっている。そ
してサンプルセル15を通過した透過光がグレーティン
グ14により分光されるように構成されている。
In the spectroscopic optical system 10, a sample cell 15 is attached between a condenser mirror 13 and a grating 14, and white light from a light source 11 is incident on a sample in the sample cell via the condenser mirror 13. It is like this. The transmitted light that has passed through the sample cell 15 is configured to be separated by the grating 14.

【0004】ここで装置が高速液体クロマトグラフ装置
の場合には、サンプルセル15(液体試料のためフロー
セルともいう)には図示しない高速液体クロマトグラフ
装置のカラムから溶出したサンプルが導入されるように
してある。装置が分光光度計の場合には、被測定サンプ
ルがサンプルセル位置に取り付けられる。いずれの場合
も、サンプルを透過した透過光の分光が得られるように
なっている。
When the apparatus is a high-performance liquid chromatograph apparatus, a sample cell 15 (also called a flow cell for a liquid sample) is introduced with a sample eluted from a column of the high-performance liquid chromatograph apparatus (not shown). There is. If the device is a spectrophotometer, the sample to be measured is mounted at the sample cell position. In any case, the spectrum of the transmitted light transmitted through the sample can be obtained.

【0005】検出系20には、フォトダイオードアレイ
21が用いられ、グレーティング14からの分光を波長
毎に同時に検出できるようにしてある。すなわち、フォ
トダイオードアレイ21の各素子はそれぞれグレーティ
ング14により分光されたひとつの波長成分を検出する
ように配列されてあり、たとえば波長500〜510n
mの光を素子番号λの素子が、波長510〜520nm
の光を素子番号λ+1の素子が検出するようになってい
る。
A photodiode array 21 is used in the detection system 20 so that the spectrum from the grating 14 can be simultaneously detected for each wavelength. That is, the respective elements of the photodiode array 21 are arranged so as to detect one wavelength component dispersed by the grating 14, for example, wavelengths 500 to 510n.
The wavelength of 510 nm to 520 nm is emitted by the element with the element number λ
Is detected by the element having the element number λ + 1.

【0006】解析部30はアンプやA/Dコンバータな
どを有する信号処理部31と、コンピュータ32からな
り、フォトダイオードアレイ21からの波長毎の検出信
号を信号処理部31を介して波長毎の強度データに変換
し、コンピュータ33に送り、ここで吸光度スペクトル
に変換されるようになっている。
The analysis unit 30 comprises a signal processing unit 31 having an amplifier and an A / D converter, and a computer 32. The detection signal for each wavelength from the photodiode array 21 is transmitted through the signal processing unit 31 to the intensity for each wavelength. It is converted into data and sent to the computer 33, where it is converted into an absorbance spectrum.

【0007】この装置による測定は以下の(1)から
(4)の手順を踏むことによりなされる。
The measurement by this device is performed by following the steps (1) to (4) below.

【0008】(1) シャッタ12を閉じ、光が照射さ
れない状態でフォトダイオードアレイの暗電流の値D
(λ)を測定する。 (2) 次にシャッタ12を開いて、サンプルをつけな
い状態のフォトダイオードの出力の値R(λ)を測定す
る。 (3) さらにシャッタを開いたまま、サンプルをサン
プルセル15に導入した状態の出力の値S(λ)を測定
する。 (4) 吸光度A(λ)を下記の1式により計算する。
ただし、λはフォトダイオードアレイの素子番号であ
る。
(1) The value D of the dark current of the photodiode array when the shutter 12 is closed and no light is emitted.
Measure (λ). (2) Next, the shutter 12 is opened, and the output value R (λ) of the photodiode without the sample is measured. (3) With the shutter still open, the output value S (λ) in the state where the sample is introduced into the sample cell 15 is measured. (4) The absorbance A (λ) is calculated by the following formula 1.
Here, λ is the element number of the photodiode array.

【0009】 A(λ)=−log10{(S(λ)−D(λ))/(R(λ)−D(λ))}・ ・・・(1式)A (λ) = − log 10 {(S (λ) −D (λ)) / (R (λ) −D (λ))} ... (Equation 1)

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のような装置で吸
光度の測定をする場合に、フォトダイオード近辺の測定
環境の温度が変化すると、フォトダイオードアレイの暗
電流が温度変化によって大きく変化した。暗電流の測定
を行わずに、長時間連続して測定を行う場合、測定中に
温度変化の影響を受けて暗電流が変化し(1式のD
(λ)が変化)、測定データのドリフトが生じた。ま
た、得られた吸光度のデータはリニアリティの悪いもの
となってしまった。本発明は以上のような問題を解決
し、温度変化の影響によるドリフトを低減するようにし
た分光分析装置を提供することを目的とする。
When measuring the absorbance with the above-mentioned apparatus, if the temperature of the measurement environment near the photodiode changes, the dark current of the photodiode array changes greatly due to the temperature change. When performing continuous measurement for a long time without measuring the dark current, the dark current changes due to the influence of temperature change during measurement (D
(Λ changed), and drift of the measurement data occurred. Also, the obtained absorbance data has poor linearity. It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a spectroscopic analysis device that reduces drift due to the influence of temperature changes.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明の分光分析装置は、分光光学系により
分光された測定光をフォトダイオードアレイにより各波
長ごと検出して信号処理し、測定光量の測定を行う分光
分析装置において、フォトダイオードアレイの温度を測
定する温度センサと、温度センサからの信号を用いて測
定光量の補正を行う補正手段とを備えたことを特徴とす
る。以下、この分光分析分析装置がどのように作用する
かを説明する。
The spectroscopic analysis device of the present invention made to solve the above problems detects measuring light dispersed by a spectroscopic optical system for each wavelength by a photodiode array and performs signal processing, A spectroscopic analyzer that measures the amount of measurement light is characterized by including a temperature sensor that measures the temperature of the photodiode array, and a correction unit that corrects the amount of measurement light using a signal from the temperature sensor. Hereinafter, how the spectroscopic analysis analyzer operates will be described.

【0012】[0012]

【作用】本発明の分光分析装置では、フォトダイオード
アレイの温度が測定され、解析部に送られる。解析部で
は温度変化による暗電流の変化分が演算され、演算結果
を用いて暗電流の値が補正される。したがって、温度変
化の影響が打ち消され、ドリフトが低減される。
In the spectroscopic analyzer of the present invention, the temperature of the photodiode array is measured and sent to the analysis section. The analysis unit calculates the change amount of the dark current due to the temperature change and corrects the dark current value using the calculation result. Therefore, the influence of the temperature change is canceled and the drift is reduced.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す分光分析装置の構成
図を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a spectroscopic analyzer showing an embodiment of the present invention.

【0014】図1において、図2の従来装置と同じもの
は同一の符号を用いることにより説明を省略する。本発
明の装置では、フォトダイオードアレイ21に温度セン
サ22が接続され、フォトダイオードアレイ21の温度
が測定されるようになっており、測定された温度信号は
解析部30のコンピュータ32に送られるようにしてあ
る。
In FIG. 1, the same components as those of the conventional device of FIG. In the device of the present invention, the temperature sensor 22 is connected to the photodiode array 21, and the temperature of the photodiode array 21 is measured, and the measured temperature signal is sent to the computer 32 of the analysis unit 30. I am doing it.

【0015】本装置での測定は以下のような手順でなさ
れる。 (1)初めに、シャッタ12を閉じて暗電流とフォトダ
イオードアレイ21の温度を測定し、解析部30に採り
込む。このときの暗電流測定値をD0 (λ)、温度をT
0 とする。 (2)次に、シャッタ12を開いて、サンプルのない状
態での光量を測定し、解析部30に採り込む。このとき
の出力値をR(λ)とする。 (3)さらに、シャッタ12を開いたままで、サンプル
を導入して光量を測定し、これと同時に測定時のフォト
ダイオード21の温度を測定し、解析部30に採り込
む。このときの出力値をS(λ)、温度をTとする。 (4)次に、以下に示す計算式に基く演算を行うことに
より、解析部30において暗電流の補正を行う。
The measurement with this apparatus is performed in the following procedure. (1) First, the shutter 12 is closed and the dark current and the temperature of the photodiode array 21 are measured and incorporated into the analysis unit 30. At this time, the measured dark current value is D0 (λ) and the temperature is T
Set to 0. (2) Next, the shutter 12 is opened, the amount of light in the absence of the sample is measured, and the amount of light is taken into the analysis unit 30. The output value at this time is R (λ). (3) Further, with the shutter 12 kept open, a sample is introduced to measure the amount of light, and at the same time, the temperature of the photodiode 21 at the time of measurement is measured and taken into the analysis unit 30. The output value at this time is S (λ), and the temperature is T. (4) Next, the dark current is corrected in the analysis unit 30 by performing an operation based on the following calculation formula.

【0016】フォトダイオードの温度がT0 のときの暗
電流値をD0 (λ)、Tであるとき暗電流値をD(λ)
とすると、半導体の性質からD(λ)は下記の2式によ
り表される。
When the temperature of the photodiode is T0, the dark current value is D0 (λ), and when it is T, the dark current value is D (λ).
Then, D (λ) is represented by the following two equations due to the nature of the semiconductor.

【0017】 D(λ)=D0 (λ)KT-T0 ・・・(2式) この式でKは素子の製造プロセスによって定まる定数で
あり、1.10や1.13のような値をとる。
D (λ) = D0 (λ) K T-T0 (Equation 2) In this equation, K is a constant determined by the manufacturing process of the element, and values such as 1.10 and 1.13 are given. To take.

【0018】そこで、このD(λ)を式1に代入するこ
とにより、下記の式3が得られる。 A(λ)=−log10{(S(λ)−D0 (λ)KT-T0/(R(λ)−D0 (λ )KT-T0} ・・・(3式) この式を用いて暗電流を計算することにより暗電流の温
度変化による影響が補正され、補正後の吸光度データが
得られる。
Then, by substituting this D (λ) into the equation 1, the following equation 3 is obtained. A (λ) =-log 10 {(S (λ) -D0 (λ) K T-T0 / (R (λ) -D0 (λ) K T-T0 } (Equation 3) This formula is used. By calculating the dark current, the influence of the dark current due to the temperature change is corrected, and the corrected absorbance data is obtained.

【0019】したがって、長時間の測定により、フォト
ダイオードセンサが温度変化したとしても、暗電流補正
を行ったデータが得られるので、ドリフトが低減され、
リニアリティのよいデータが得られる。
Therefore, even if the temperature of the photodiode sensor changes due to the measurement for a long time, the dark current correction data can be obtained, so that the drift is reduced,
Data with good linearity can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
フォトダイオードアレイの温度を測定し、暗電流値を補
正するようにしたので、たとえ、長時間の連続測定など
のためにフォトダイオードアレイの温度が変化したとし
てもドリフトが生じず、リニアリティのよい吸光度測定
が実現できる。
As described above, according to the present invention,
Since the temperature of the photodiode array is measured and the dark current value is corrected, even if the temperature of the photodiode array changes due to continuous measurement for a long time, drift does not occur and the absorbance with good linearity is obtained. Measurement can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である分光分析装置の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a spectroscopic analysis apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】従来の分光分析装置の構成図。FIG. 2 is a block diagram of a conventional spectroscopic analyzer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:分光光学系 11:光源 12:シャッタ 14:グレーティング 15:サンプルセル 20:検出系 21:フォトダイオードアレイ 30:解析部 31:信号処理部 32:コンピュータ 10: Spectroscopic optical system 11: Light source 12: Shutter 14: Grating 15: Sample cell 20: Detection system 21: Photodiode array 30: Analysis part 31: Signal processing part 32: Computer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】分光光学系により分光された測定光をフォ
トダイオードアレイにより各波長ごと検出して信号処理
し、測定光量の測定を行う分光分析装置において、フォ
トダイオードアレイの温度変化を測定する温度センサ
と、温度センサからの信号を用いて測定光量の補正を行
う補正手段とを備えたことを特徴とする分光分析装置。
1. A temperature for measuring a temperature change of a photodiode array in a spectroscopic analyzer for measuring the amount of measuring light by detecting the measuring light dispersed by a spectroscopic optical system for each wavelength by a photodiode array and processing the signal. A spectroscopic analysis apparatus comprising: a sensor; and a correction unit that corrects a measurement light amount using a signal from a temperature sensor.
JP25660794A 1994-10-21 1994-10-21 Spectral analyzer Pending JPH08122246A (en)

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Cited By (5)

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DE102004025448A1 (en) * 2004-05-19 2005-12-15 Bruker Optik Gmbh Method for measuring a spectrum of a sample by means of an infrared spectrometer and such an infrared spectrometer
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