クラボウのエレクトロニクス技術の深化をお届します。

2．液体成分計の話

2-1.測定原理

近赤外線は、800nm～2500nmの波長帯のことを指します。この領域は、各種の分子振動の高次振動とか、結合振動が現れており、複雑ですが、分子の情報を的確に表すスペクトルを示します。それらは、主にOH基、CH基の振動吸収で構成されています。

当社の液体成分計は、この近赤外線の800～1400nmを利用しています。これは、液体中を光が透過する距離が、この波長では10mm程度で、装置として扱いやすいためであることと、スペクトルの濃度に対する変化率が一番大きく、多彩であるためです。（ちなみに中赤外線領域の場合は、セル長がミクロン領域となり取り扱いが困難です。）

しかし、短所もあります。それは、分子振動の高次振動であることから、吸収バンド幅が広く、また他の吸収バンドとオーバラップが激しいということと、中赤外線の特性吸収は、鋭いスペクトル形状をしているため、ある成分に関係したひとつの波長と、比較波長としてその近傍を測定すればよいのですが、近赤外線バンドのオーバラップが大きいため、そのような単純な波長値測定だけでは濃度定量できないという問題です。

クラボウの液体成分計は、そのため、8個の波長を使用して多波長による多変量解析で成分を測定しています。8波長の分光方法は、干渉フィルタというバンドパスフィルタを使用しています。波長の選定は測定サンプル系に依存しており、つぎのような基準で以下の基準で総合的に決定しています。

• 測定成分の官能基の特性吸収に相当する波長
• 水和現象によるスペクトル変動の大きい波長
• 温度変動、散乱変動をキャンセルできる波長の組み合わせ
• センサ感度、光源変動などの装置の波長特性

各波長の吸光度変化と、サンプルの濃度変化との相関関係を求めた検量線をあらかじめ作成します。その検量線を用いて、未知のサンプルの成分定量を行います。