原子吸收分光光度计以及用于其的信号电压最佳化方法

摘要

本发明提供一种原子吸收分光光度计以及用于其的信号电压最佳化方法，其能够有效防止在测定时检测器的信号电压饱和。在将检测器的信号电压的设定值设为预设值的状态下，执行试样的试验测定。基于试样的试验测定时的所述检测器的信号电压，使与该试样对应的所述检测器的信号电压的设定值最佳化。这样一来，通过使用了实际的试样的试验测定，使与该试样对应的检测器的信号电压的设定值最佳化，从而能够有效防止在测定时检测器的信号电压饱和。

说明书

技术领域

本发明涉及原子吸收分光光度计以及用于其的信号电压最佳化方法，其用于在通过加 热试样使其原子化而产生的原子蒸汽中，使测定光透射，由检测器来检测该测定光，从而 对试样的吸光度进行测定。

背景技术

原子吸收分光光度计包括用于加热试样使其原子化的原子化部。原子化部通过使试样 原子化来产生原子蒸汽，并在该原子蒸汽中照射来自光源的测定光。此时，在原子蒸汽中 特定波长的光被吸光，通过测定其吸光度，能够进行试样的分析(例如，参照专利文献1 以及2)。

在原子蒸汽中透射的测定光被检测器检测。检测器能够由例如光电倍增管构成。来自 检测器的输出信号由放大器放大之后，经过A/D转换器被输入到控制部。控制部基于在原 子蒸汽中被吸光时的测定光的受光强度和没有被吸光时的测定光的受光强度的比值，对吸 光度进行测定。

一般的原子吸收分光光度计中，到达检测器的光除了上述来自光源的测定光之外，还 包含例如来自装置外部的光、原子化部产生的光等。原子化部产生的光能够列举出例如伴 随着加热的原子化部的机构的发光、试样自身的发光等。这些发光中，对于试样自身的发 光来说，具有试样的浓度越高发光量越大的特性。

这种原子吸收分光光度计中，根据测定条件，伴随着加热的原子化部的机构的发光量 发生变动，有时检测器的信号电压(检测器信号电压)会超过能够测定的最大电压。因此， 在专利文献1中，提出了预先存储针对能设定的全部波长、狭缝宽度以及原子化部中的原 子化温度的组合的检测器信号电压的方案。于是，在试样测定时，基于针对用于试样测定 的波长、狭缝宽度、原子化温度已经存储的检测器信号电压，以最佳的检测器信号放大率 来控制放大器。

然而，专利文献1这样的构成中，由于测定条件(波长、狭缝宽度、火焰种类、气流 量)，存在检测器信号电压超过能测定的最大电压，不能进行正确的测定这样的问题。因 此，在专利文献2中，提出了同时预先存储与能设定的测定条件的组合对应的向A/D转换 器输出的检测器信号电压的最佳值的方案。于是，在测定条件被设定之后，调整电压调整 部或信号放大器，以使对应的检测器信号电压的最佳值被输入到A/D转换器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-325341号公报

专利文献2：日本特开2007-10314号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

这样一来，考虑测定条件使检测器信号电压、放大率最佳化的情况下，大多能正常进 行测定。但是，在作为分析对象的试样是设想以上的高浓度的情况下，存在试样自身的发 光为设想以上的发光量的情况。而且，由于调整问题等导致相对于原子化部的测定光的光 轴发生偏离，存在原子化部的机构的发光为设想以上的发光量的情况。

这样一来，在试样自身的发光或原子化部的机构的发光为设想以上的发光量的情况 下，恐怕会存在检测器信号电压饱和，不能正常进行测定的问题。虽然设想检测器信号电 压饱和，能够预先将检测器信号电压的设定值设定得较低，但这种情况下，由于测定时的 S/N比降低，会产生测定的精度变差等问题。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够有效防止测定时检测器的 信号电压饱和的原子吸收分光光度计以及用于其的信号电压最佳化方法。

解决问题的技术手段

本发明的原子吸收分光光度计，其用于在通过加热试样使该试样原子化所产生的原子 蒸汽中透射测定光，利用检测器检测该测定光，由此对试样的吸光度进行测定，所述原子 吸收分光光度计的特征在于，包括：试验测定执行处理部，其在将所述检测器的信号电压 的设定值设为预设值的状态下，执行试样的试验测定；和信号电压最佳化处理部，其基于 试样的试验测定时的所述检测器的信号电压，使与该试样对应的所述检测器的信号电压的 设定值最佳化。

根据这样的构成，通过执行试样的试验测定，基于该试验测定时的检测器的信号电压， 能够使与该试样对应的检测器的信号电压的设定值最佳化。即、通过使用了实际的试样的 试验测定，能够使与该试样对应的检测器的信号电压的设定值最佳化。

由此，即使试样自身的发光或原子化部的机构的发光为设想以上的发光量的情况下， 也能够将与该试样对应的检测器的信号电压的设定值设定为实际测定时信号电压不饱和 的值。因此，能够有效防止在测定时检测器的信号电压饱和。

所述原子吸收分光光度计优选为，还包括信号电压存储部，其将由所述信号电压最佳 化处理部最佳化了的所述检测器的信号电压的设定值与试样对应地进行存储。

根据这样的构成，通过将最佳化了的检测器的信号电压的设定值与试样对应地进行存 储，在进行同样的试样的测定时，能够读出该设定值进行测定。由此，能够使测定高效， 且能够有效防止在测定时检测器的信号电压饱和。

所述信号电压最佳化处理部可以在试样的试验测定时的所述检测器的信号电压低于 上限值的情况下，将所述预设值确定为与该试样对应的所述检测器的信号电压的设定值。

根据这样的构成，在将检测器的信号电压的设定值设为预设值的试样的试验测定时， 检测器的信号电压低于上限值的情况下，能够将该预设值判别为在实际测定时检测器的信 号电压不饱和的值，并确定为与该试样对应的设定值。

所述试验测定执行处理部可以在试样的试验测定时的所述检测器的信号电压在上限 值以上的情况下，将所述检测器的信号电压的设定值再次设定为更低的值，再次执行该试 样的试验测定。在该情况下，所述信号电压最佳化处理部可以在试样的试验测定被执行了 多次的情况下，将所述检测器的信号电压低于上限值时的信号电压的设定值确定为与该试 样对应的所述检测器的信号电压的设定值。

根据这样的构成，在将检测器的信号电压的设定值设为预设值的试样的试验测定时， 检测器的信号电压在上限值以上的情况下，判别该预设值为检测器的信号电压能饱和的 值，能够再次设定为更低的值。这样检测器的信号电压的设定值被再次设定，试样的试验 测定被多次执行的情况下，能够将检测器的信号电压低于上限值时的信号电压的设定值判 别为在实际测定时检测器的信号电压不饱和的值，并确定为与该试样对应的设定值。

所述试验测定执行处理部可以在再次设定的所述检测器的信号电压的设定值达到了 下限值的情况下，结束试样的试验测定的执行。

根据这样的构成，即使再次设定检测器的信号电压的设定值，并多次执行试样的试验 测定，检测器的信号电压还是低于上限值、且设定值达到了下限值的情况下，能够结束试 样的试验测定的执行。在这种情况下，需要重新设定检测器的信号电压以外的条件，因此 结束试样的试验测定的执行，采取其他合适的措施。

本发明的原子吸收分光光度计的信号电压最佳化方法，其是使所述原子吸收分光光度 计中的所述检测器的信号电压的设定值最佳化的方法，所述原子吸收分光光度计用于在通 过加热试样使该试样原子化所产生的原子蒸汽中透射测定光，利用检测器检测该测定光， 由此对试样的吸光度进行测定，所述原子吸收分光光度计的信号电压最佳化方法的特征在 于，包括：在将所述检测器的信号电压的设定值设为预设值的状态下，执行试样的试验测 定的试验测定执行处理步骤；和基于试样的试验测定时的所述检测器的信号电压，使与该 试样对应的所述检测器的信号电压的设定值最佳化的信号电压最佳化处理步骤。

所述原子吸收分光光度计的信号电压最佳化方法优选为，还包括信号电压存储步骤， 其将在所述信号电压最佳化处理步骤中被最佳化了的所述检测器的信号电压的设定值与 试样对应地进行存储。

在所述信号电压最佳化处理步骤中，可以在试样的试验测定时的所述检测器的信号电 压低于上限值的情况下，将所述预设值确定为与该试样对应的所述检测器的信号电压的设 定值。

在所述试验测定执行处理步骤中，可以在试样的试验测定时的所述检测器的信号电压 在上限值以上的情况下，将所述检测器的信号电压的设定值再次设定为更低的值，再次执 行该试样的试验测定。在该情况下，在所述信号电压最佳化处理步骤中，可以在试样的试 验测定被执行了多次的情况下，将所述检测器的信号电压低于上限值时的信号电压的设定 值确定为与该试样对应的所述检测器的信号电压的设定值。

在所述试验测定执行处理步骤中，可以在再次设定的所述检测器的信号电压的设定值 达到了下限值的情况下，结束试样的试验测定的执行。

发明的效果

根据本发明，通过使用了实际的试样的试验测定，使与该试样对应的检测器的信号电 压的设定值最佳化，从而能够有效防止在测定时检测器的信号电压饱和。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式涉及的原子吸收分光光度计的构成例的图。

图2是示出试验测定时的控制部的处理的一例的流程图。

图3是示出其他实施方式涉及的原子吸收分光光度计的构成例的图。

具体实施方式

图1是示出本发明的一实施方式涉及的原子吸收分光光度计的构成例的图。该原子吸 收分光光度计就是所谓的炉式原子吸收分光光度计，通过在石墨管2a内加热试样使其原 子化，产生原子蒸汽，在原子蒸汽中使测定光透射来测定试样的吸光度。

该原子吸收分光光度计包括：光源部1、原子化部2、分光器3、光电倍增管4、放大 器5、A/D转换器6、控制部7、光源驱动部8、负高压调整器9、操作部10、显示部11以 及存储器12。

光源部1包括用于照射含有亮线光谱的测定光的空心阴极灯(HCL)1a。从空心阴极灯 1a照射的测定光在原子化部2所具备的石墨管2a内透射。

在石墨管2a内，从试样注入口(未图示)注入试样溶液，通过流过大电流的石墨管2a 加热试样溶液。由此，试样被原子化，在石墨管2a内产生原子蒸汽。在测定光透射石墨 管2a内的原子蒸汽中的过程中，试样中所包含的元素特有的波长的光被大量吸收。

透过原子化部2后的测定光入射到分光器3。分光器3中具有例如衍射光栅，在该衍 射光栅被分光了的测定光入射到光电倍增管4。光电倍增管4是用于检测测定光的检测器 的一例，输出与测定光的受光强度对应的信号。来自该光电倍增管4的输出信号被放大器 5放大之后，在A/D转换器6中被转换为数字信号，再输入到控制部7。

控制部7是包含例如CPU(中央处理器)的结构，控制该原子吸收分光光度计所具备的 各部的动作。控制部7基于来自A/D转换器6的输入信号，测定试样的吸光度。具体来说， 基于在原子蒸汽中被吸光时的测定光的受光强度和不被吸光时的测定光的受光强度的比 值，测定吸光度。

原子化部2、放大器5、光源驱动部8、负高压调整器9、操作部10、显示部11以及 存储器12等与控制部7电连接。光源驱动部8是用于驱动光源部1所具备的空心阴极灯 1a的构件，基于来自控制部7的控制信号向空心阴极灯1a输出驱动信号。

光电倍增管4的信号电压依存于向该光电倍增管4施加的负高压。因此，通过利用负 高压调整器9来调整向光电倍增管4施加的负高压，能够调整光电倍增管4的信号电压的 放大率。本实施方式中，通过放大器5的电路切换，确定某种程度的信号电平之后，通过 负高压调整器9调整光电倍增管4的信号电压的放大率，进行控制使信号电压接近设定值 (目标值)，由此能够调整信号电压。

操作部10是包含例如键盘或鼠标的结构，能够通过作业者对操作部10的操作来进行 输入作业。显示部11能够由例如液晶显示器等构成，能够将控制部7的处理结果等显示 于显示部11。存储器12能够由例如ROM(只读存储器)以及RAM(随机存储器)等构成。

控制部7通过由CPU执行程序，作为试验测定执行处理部7a以及信号电压最佳化处 理部7b等发挥作用。本实施方式中，在实际测定试样之前，通过试验测定执行处理部7a 执行该试样的试验测定，基于其试验测定的结果，能够使与该试样对应的光电倍增管4的 信号电压的设定值最佳化。

试验测定执行处理部7a在将光电倍增管4的信号电压的设定值设为预设值的状态下， 执行试样的试验测定。预设值预先存储于存储器12中，在试验测定时将该预设值从存储 器12中读出，作为光电倍增管4的信号电压的设定值。然后，在进行控制使得光电倍增 管4的信号电压接近该设定值的状态下，使试样在原子化部2中被原子化，利用光电倍增 管4对透过了产生的原子蒸汽中的测定光进行检测，从而进行试验测定。

所述预设值并没有特别限定，优选为光电倍增管4的信号电压的最大值的50～70％的 值。光电倍增管4的信号电压的最大值为2.5V情况下，所述预设值可以设定为例如1.5V。

信号电压最佳化处理部7b基于试样的试验测定时的光电倍增管4的信号电压，使与 该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设定值最佳化。具体来说，在试样的试验测定的 结果判别为实际的测定时光电倍增管4的信号电压能饱和的情况下，则与该试样对应的光 电倍增管4的信号电压的设定值被设定为相对较低的值。

这样一来，在本实施方式中，通过执行试样的试验测定，基于该试验测定时的光电倍 增管4的信号电压，能够使与该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设定值最佳化。即、 通过使用了实际的试样的试验测定，能够使与该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设 定值最佳化。

由此，即使试样自身的发光或原子化部2的机构的发光为设想以上的发光量等情况下， 也能够将与该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设定值设定为实际测定时信号电压不 饱和的值。因此，能够有效防止在测定时光电倍增管4的信号电压饱和。

在本实施方式中，存储器12构成信号电压存储部，其将由信号电压最佳化处理部7b 最佳化了的光电倍增管4的信号电压的设定值与试样对应地进行存储。这样一来，通过将 最佳化了的光电倍增管4的信号电压的设定值事先与试样对应地进行存储，在进行相同试 样的测定时，能够读出其设定值并进行测定。由此，能够高效进行测定，并有效防止在测 定时光电倍增管4的信号电压饱和。

图2是示出试验测定时的控制部7的处理的一例的流程图。在本实施方式中，预先设 定高于预设值的值作为光电倍增管4的信号电压的上限值，并预先设定低于预设值的值作 为光电倍增管4的信号电压的设定值的下限值。

又，光电倍增管4的信号电压的上限值是指例如信号电压饱和、且不能正常进行测定 的最大电压。又，光电倍增管4的信号电压的设定值的下限值是指例如将设定值设定为更 低的值的话，则测定时的S/N比过低、不能正常进行测定的最小电压。

进行试样的试验测定时，首先，从存储器12读出光电倍增管4的信号电压的预设值 (步骤S101)。然后，在将该预设值作为光电倍增管4的信号电压的设定值的状态下，执行 试样的试验测定(步骤S102)。

在试样的试验测定时的光电倍增管4的信号电压低于上限值的情况下(步骤S103中为 是)，预设值被确定为与该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设定值(步骤S104)。此 时，将预设值作为光电倍增管4的信号电压的设定值与该试样对应地存储在存储器12中 (步骤S107)。

另一方面，在试样的试验测定时的光电倍增管4的信号电压在上限值以上的情况下(步 骤S103中为否)，判定光电倍增管4的信号电压的设定值是否达到下限值(步骤S105)。此 时，光电倍增管4的信号电压的设定值是比下限值高的预设值，因此光电倍增管4的信号 电压的设定值没有到达下限值(在步骤S105中为否)。

这种情况下，光电倍增管4的信号电压的设定值被再次设定为更低的值(例如，低一 层次的值)(步骤S108)，使用该设定值再次执行试样的试验测定(步骤S102)。结果，试样 的试验测定时的光电倍增管4的信号电压低于上限值的话(在步骤S103中为是)，此时的 光电倍增管4的信号电压的设定值被确定为与该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设 定值(步骤S104)，将该设定值与该试样对应地存储在存储器12中(步骤S107)。

有时会反复执行多次试样的试验测定(步骤S102)，直到试验测定时的光电倍增管4的 信号电压低于上限值(直到在步骤S103中为是)。这样，试样的试验测定被执行多次的情 况下，将试验测定时的光电倍增管4的信号电压低于上限值时的信号电压的设定值确定为 与该试样对应的光电倍增管4的信号电压的设定值(步骤S104)，将该设定值与该试样对应 地存储在存储器12中(步骤S107)。

但是，在试样的试验测定时的光电倍增管4的信号电压低于上限值为止的期间(在步 骤S103为是为止的期间)，再次设定的光电倍增管4的信号电压的设定值达到了下限值的 情况下(在步骤S105中为是)，结束试样的试验测定的执行。这种情况下，通过例如显示 部11的显示等来进行异常通知(步骤S106)，此时，将在试样的试验测定设定的光电倍增 管4的信号电压的设定值与该试样对应地存储在存储器12中(步骤S107)。

在本实施方式中，图2的步骤S101、S102以及S108构成执行试样的试验测定的试验 测定执行处理步骤。步骤S103、S104以及S105构成使与试样对应的光电倍增管4的信号 电压的设定值最佳化的信号电压最佳化处理步骤。步骤S107构成将最佳化了的光电倍增 管4的信号电压的设定值与试样对应地进行存储的信号电压存储步骤。

步骤S106构成向作业者通知异常状态的异常通知步骤。但是，并不限定于这样的异 常通知步骤，在步骤S104中，光电倍增管4的信号电压的设定值被正常确定的情况下， 也可以包含向作业者通知正常结束的正常通知步骤等。这种情况下，能够通过例如显示部 11的显示等来进行正常通知。

如上所述，在本实施方式中，在将光电倍增管4的信号电压的设定值设为预设值的试 样的试验测定时，在光电倍增管4的信号电压低于上限值的情况下(在步骤S103中为是)， 能够将该预设值判别为实际测定时光电倍增管4的信号电压不饱和的值，并确定为与该试 样对应的设定值(步骤S104)。

另一方面，在将光电倍增管4的信号电压的设定值设为预设值的试样的试验测定时， 光电倍增管4的信号电压在上限值以上的情况下(在步骤S103中为否)，能够将该预设值 判别为光电倍增管4的信号电压能饱和的值，并再次设定为更低的值(步骤S108)。这样光 电倍增管4的信号电压的设定值被再次设定，试样的试验测定被多次执行的情况下，能够 将光电倍增管4的信号电压低于上限值时(在步骤S103中为是时)的信号电压的设定值判 别为实际测定时光电倍增管4的信号电压不饱和的值，并确定为与该试样对应的设定值(步 骤S104)。

另外，即使再次设定光电倍增管4的信号电压的设定值，并多次执行试样的试验测定， 光电倍增管4的信号电压还是没有低于上限值、且设定值达到下限值的情况下(在步骤S105 中为是)，可以结束试样的试验测定的执行。这种情况下，需要重新设置光电倍增管4的 信号电压以外的条件(例如原子化条件等)，因此结束试样的试验测定的执行，采取其他合 适的措施。

图3是示出其他实施方式的原子吸收分光光度计的构成例的图。该原子吸收分光光度 计是与上述实施方式同样的炉式原子吸收分光光度计，但光源部1是不仅具有空心阴极灯 1a、还具有用于照射包含连续光谱的光的氘灯(D2L)1b的两光源方式的原子吸收分光光度 计。

该原子吸收分光光度计能够使用来自氘灯1b的光，进行所谓的背景校正。除了关于 背景校正的构成之外都是与上述实施方式同样的构成，因此对于同样的构成在图中都赋予 同一符号并省略详细说明。

光源部1包括半透半反镜1c，从空心阴极灯1a照射的测定光透过半透半反镜1c入射 到原子化部2的石墨管2a内。另一方面，来自氘灯1b的光被半透半反镜1c反射，在与 来自空心阴极灯1a的测定光相同的光轴上，入射到原子化部2的石墨管2a内。

空心阴极灯1a以及氘灯1b通过经由光源驱动部8的控制部7的控制被脉冲式点亮。 来自空心阴极灯1a的测定光以及来自氘灯1b的光经由原子化部2以及分光器3被光电倍 增管4交替地检测，时分复用(TDM)的信号被从光电倍增管4中输出。

来自光电倍增管4的输出信号被放大器5放大之后，在低通滤波器(LPF)13中被去除 高频噪音，被输入到同步电路14中。在同步电路14中，基于来自空心阴极灯1a的测定 光的光电倍增管4的输出信号与基于来自氘灯1b的光的光电倍增管4的输出信号被分离， 这些输出信号经由A/D转换器6被输入到控制部7中。

根据试样的种类、测定条件等，来自空心阴极灯1a的测定光有时会受到原子化部2 的本来的吸收以外的吸收(背景吸收)。即使在这种情况下，在本实施方式中，通过计算出 基于来自空心阴极灯1a的测定光的光电倍增管4的输出信号与基于来自氘灯1b的光的光 电倍增管4的输出信号的差分，进行背景校正，能够去除背景吸收的影响。

本发明能够适用于上述那样的两光源方式的原子吸收分光光度计。但是，在这种情况 下，通过试验测定被最佳化了的基于测定光的光电倍增管4的信号电压的设定值、与基于 来自氘灯1b的光的光电倍增管4的信号电压的差值优选较小。因此，在本实施方式中， 构成为在光源部1设置可变调光器1d，通过调整来自氘灯1b的光量，能够缩小上述差值。

在以上的实施方式中，作为使光电倍增管4的信号电压的设定值最佳化的方法，对图 2所示的具体例进行了说明。但是，使设定值最佳化的方法并不限定于这样的具体例，也 能够采用其他所有的方式使设定值最佳化。

例如，在试样的试验测定时的光电倍增管4的信号电压为上限值以上的情况下(在步 骤S103中为否)，并不限定为将光电倍增管4的信号电压的设定值自动地再次设定为更低 的值(步骤S108)这样的结构，也可以是通过作业者对操作部10进行操作来进行设定值的 再次设定这样的结构等。

作为用于检测测定光的检测器，并不限定为光电倍增管4，能够采用其他所有的检测 器。另外，关于照射测定光的光源，不限于空心阴极灯1a，能够采用其他所有的光源。

另外，本发明不限定于炉式的原子吸收分光光度计，也能够适用于火焰式的原子吸收 分光光度计等，其在可燃性气体中进行试样喷雾，通过使其混合气体燃烧，加热试样并使 其原子化，在产生的原子蒸汽中透射测定光来测定试样的吸光度。

符号的説明

1  光源部

1a  空心阴极灯

1b  氘灯

1c  半透半反镜

1d  可变调光器

2  原子化部

2a  石墨管

3  分光器

4  光电倍增管

5  放大器

6A/D  转换器

7  控制部

7a  试验测定执行处理部

7b  信号电压最佳化处理部

8  光源驱动部

9  负高压调整器

10  操作部

11  显示部

12  存储器

13  低通滤波器

14  同步电路。