分光光度计的制作方法

专利名称:分光光度计的制作方法
本发明涉及分光光度计，特别是与作为分光光度计信号检测器的光电倍增管的输出信号的信号处理电路相关。
图1是表示本发明的分光光度计实施例的方框图，图2是为了说明倍增管电极反馈的方框图，图3是表示以往的暗电流补偿方式的方框图，图4是图3中光电倍增管的输出信号波形图。
图中，6……光电倍增管。
7……前置放大器。
10、11、16……保持电路。
12、……比较器。
19、20……暗电流减法电路。
21、……除法电路。
在使用光电倍增管作为信号检测器的两光束分光光度计或两波波长分光光度计中，为了从信号处理中获得对应于试料光束强弱的信号量S与对应于对照光束强弱的信号量R的比率S/R，使用了倍增管电极反馈方式。其原理依照图1进行叙述。
图2是说明两光束分光光度计工作原理的方框图。来自光源1的光被分光器2分为单色光，并由扇形反射镜3按时间比分割为对照光束LR和试料光束LS。光束LS、LR分别受到被测定试料5和对照试料4的吸收后，入射光电倍增管。光电倍增管6的输出信号经前置放大器7放大，再输入给模拟开关8、9。模拟开关与扇形反射镜3的转动同步并根据输出的对照光同步信号LR及试料光同步信号LS进行开闭，并且与分别对应于开关8、9的保持电路10、11结合，形成取样保持电路，因而保持电路10、11的输出成为分别与对照光及试料光的强度成正比的信号。12是比较器，对保持电路10的输出和一定电压VC进行比较，为了使它们的值经常保持相等，通过DC/DC变换器13控制光电倍增管电极电压。若光电倍增管6的倍增管电极电压有变化，即可知其增益G产生大幅度的变化。现在以R和S分别为对照光LR的强度和试料光LS的强度，则由于取样保持电路8、10、及9、11的增益为1，所以保持电路10、11的输出成为G·R……(1) G·S……(2)。由倍增管电极反馈得到的G·R＝VC……(3)来控制增益G，其结果，将(3)式代入(2)式则保持电路11的输出为G·S＝S/R·VC……(4)。此(4)式可由信号处理电路14扩大或缩小，并输出给表示装置15。其结果，在表示装置15上表示出与试料光束LS和对照光束LR的比率S/R相对应的信号量。以上是应用倍增管电极反馈方式的分光光度计的原理。
但是，在上述的倍增管电极反馈方式中，假定了光电倍增管6的输出只与入射光量的多少成正比，可实际上即便入射光量为零时，被称为暗电流的一定的信号输出D仍然存在。由于暗电流D，上述(4)式中R、S分别被R+D、S+D取代，得到(S+D)/(R+R)……(5)而不与S/R成正比。因此以往多数的分光光度计都设置了暗电流校正电路对这种暗电流进行校正。图3示出以往的暗电流校正方式。在图中与图2一样的部分用了同样的标记。在图2中从分光器出来的光束由扇形反射镜3按时间比分成对照光束LR和试料光束LS，而根据图3的方式为了校正暗电流无论在试料侧还是对照侧都增加上了不射入光的黑暗期间，如图4所示，以时间划分为3个区域。图4表示了光电倍增管6的输出波形，a区域是对照光LS的信号区域，同样地，b区域是试料光LS的信号区域，而c区域则是对应于黑暗期间的。黑暗区域c在模拟开关17进行采样之后，由保持电路16保持，并从光电倍加管的输出中抵消。因而图3中点18处的信号成为抵消了暗电流成分的信号，从而上述(4)式成立。此时即使扇形反射镜3不能断的外光等信号射入光电倍增管6，对此可一样看做是暗电流，由于上述校正电路的作用，其结果，不出现在点18上。这意味着对于倍增管电极反馈，外光的信号成分并不起作用。
因此，如图2、图3所示的在具有信号处理电路的分光光度计中，即使开启试料室(未图示)的屏蔽盖时有外光射入光电倍管6，但此信号成分并不引起倍增管电极反馈，倍增管电极电压无变化。其结果，光电倍增管6的输出由于外光而趋向饱和，再者，由于这意味着相当于降低对照信号，所以倍增管电极电压上升，进行相反的正反馈，从而造成光电倍增管6损伤。以往多数的分光光度计，为了避免这样的损伤，对应于试料室的屏蔽盖开闭，操作微动开关，在盖打开时，切断倍增管电极的外加电压，但即使靠此方式在盖关闭时倍增管电极反馈环再形成的过程中，反馈环路产生振荡，光电倍增管的倍增电极瞬间加有高电压，有受损伤的危险。
本发明的目的是提供，与屏蔽盖开闭所造成的射入外光无关，且没有损伤光电倍增管危险的分光光度计。
即本发明的分光光度计，其特征是在暗电流校正电路的前级设置倍增管电极反馈电路，并由倍增管电极反馈电路控制光电倍增管的倍增系数，它是对应于暗电流校正电路校正前的信号量而进行的。
以下根据图1对本发明的分光光度计的实例进行说明。在本图中与图2、图3同样的部分注有同样的标记。在图1中保持电路10、11的输出各以对照光信号及试料光信号与暗电流信号之和来表现，成为R+D及S+D。这两种信号由暗电流减法电路19、20抵消暗电流成分，由除法电路21演算出试料光信号和对照光信号之比S/R并经过信号处理电路14后，表示在表示装置15上。另一方面，保持电路10的输出是暗电流被抵偿前的值R+D，它被输入比较器12由倍增管电极反馈将其控制在一定值上。现在，如有外光等的影响使暗电流成分D增加，则保持电路10的输出上升，所以保持电路10的输出受反馈的作用下降为原来的值，而光电倍增管6的倍增管电极的外加电压则用比外光入射前的电压还低的值来平衡。上述的实施例就光束分光光度计进行了说明，因而很清楚，本发明关于两波长分光光度计将对照光束信号换成对照波长光速信号就可以容易地实施了。
如以上说明的情况，在本发明的分光光度计中，因倍增管电极外加电压与外光的光量成反比，而上下变化没有采取伴随盖的开闭的特殊措施，而获得防止损伤光电倍增管6的效果。
权利要求
1.分光光度计，其特征是在具有放大光电倍增管输出的前置放大器、和控制光电倍增管的倍增系数的倍增管电极反馈电路、以及为了消除前置放大器的输出信号中光电倍增管暗电流成分的暗电流校正电路的分光光度计的信号处理电路中，倍增管电极反馈电路在暗电流校正电路的前级设置，倍增管电极反馈电路对光电倍增管的倍增系数的控制是对应于暗电流校正电路校正前的信号量而进行的。
专利摘要
本发明分光光度计，在暗电流校正电路的前级设置倍增管电极反馈电路，对应于暗电流校正电路校正前的信号量，由倍增管电极反馈电路进行控制光电倍增管的倍增系数，所以与屏蔽盖开闭所造成的射入外光无关，消除了损伤光电倍增管的危险。
文档编号G01J3/00GK85101421SQ85101421
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者西村节志 申请人:株式会社岛津制作所