折射率测定装置及折射率测定装置用池的制作方法

本发明涉及一种用于测定液体试样的折射率的折射率测定装置及折射率测定装置用池(cell)。

背景技术：

此种折射率测定装置包括向液体试样照射光的光源、及检测从所述光源照射并穿过液体试样的光的检测器，且具有如下的构成：基于由检测器检测到的光来检测穿过液体试样的光的行进方向的角度，由此计算液体试样的折射率。而且，在此种折射率测定装置中，具有如下的构成：使用形成有v字形状的槽的具有透光性的v形立方棱镜，在液体试料积存于所述v形立方棱镜的v字形上的槽内的状态下测定折射率。

然而，在采用此种构成的情况下，当液体试样的挥发性高时，测定过程中液体试样会不断蒸发，因此会产生无法正确地测定液体试样的折射率的问题。另外，在测定多种液体试料的折射率的情况下，测定液体试料的折射率后，需要从装置取下v形立方棱镜，清洗v形立方棱镜的v槽内之后，再次安装v形立方棱镜，因此不仅作业繁杂，还需要对v形立方棱镜相对于光源或检测器的光学配置进行再次调整，从而也产生折射率的测定需要时间的问题。

与此相对，在专利文献1中公开了一种折射率测定装置，所述折射率测定装置包括作为收容液体试样的容器的石英制的池、及载置所述池的光透射性的v形立方棱镜。在所述折射率测定装置中，v形立方棱镜是v字形状的槽形成于上表面的长方体，且若所述槽从与设定方向垂直的方向来看则为v字形状，并且配置于光路上。另外，在所述折射率测定装置中，池具有光透射性的包含至少两个面的侧壁及形成于所述侧壁的下部的底面的本体部、以及能够相对于侧壁的上部安装取下的盖部。而且，在进行折射率的测定时，在池的本体部收容有液体试样，在本体部安装有盖部之后，池的两个面的侧壁载置成与v形立方棱镜的槽抵接。

在所述专利文献1所记载的折射率测定装置中，获得如下的效果：可以防止在测定过程中液体试样不断蒸发，并且只要将v形立方棱镜配置于折射率测定装置内的规定的位置一次，就不需要装卸所述v形立方棱镜。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利第5333158号公报

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

在所述专利文献1所记载的折射率测定装置中，为了防止v形立方棱镜的表面与池的表面的表面状态的影响，需要在v形立方棱镜与池之间涂布与石英制池具有相同的折射率的接触液。然而，即便能够使用折射率与池近似的接触液，也不仅难以准备与池完全一致的接触液，还需要另外实施接触液的涂布工序。另外，当测定折射率后再利用池时，需要废弃液体试料，当清洗池内部时，还需要除去并清洗接触液。

与此相对，为了使池更简单，更有效地进行折射率的测定，可考虑使用由透光性构件构成且形成有能够在内部积存液体试样的积存区域的池。图8是形成有此种积存区域103的池100的立体图。另外，图9是表示使用了所述池100的折射率测定装置的主要部分的平面图。

所述池100由光透射性的石英或硅构成，且在具有光的入射面101及出射面102的俯视时具有矩形状的形状。所述池100在其内部具有能够积存液体试样的积存区域103。所述积存区域103在包括朝向与从入射面101入射的光的光轴交叉的方向的壁面(倾斜面)105的俯视时具有成为直角三角形的形状。在池100的积存区域103的上方，形成有用于在积存区域103内填充液体试样，或从所述积存区域103内排出液体试样的一对孔部104。

当利用所述池100测定液体试样的折射率时，如图9所示，在池100的前后配置有一对聚光透镜200、300。聚光透镜200聚集入射至池100的光。另外，聚光透镜300聚集在池100的作为池与液体试样的边界面的壁面(倾斜面)105扩散的光。

在使用具有此种构成的池100测定液体试样的折射率的情况下，可以在于池100内积存有液体试样的状态下有效地执行折射率的测定作业。然而，由于在每次测定折射率时，必须执行池100相对于一对聚光透镜200、300的光学定位，因此折射率的测定作业变得繁杂，并且需要用于定位的时间。

本发明是为了解决所述问题而成，其目的在于提供一种可以有效地执行折射率的测定，且不需要从光源至检测器的光学系统的光轴调整的折射率测定装置及折射率测定装置用池。

[解决问题的技术手段]

请求项1所述的发明是一种折射率测定装置，包括：池，在内部积存液体试样；光源，对所述池照射光；检测器，检测从所述光源照射并穿过所述池内的液体试样的光；以及控制部，基于由所述检测器检测到的光来检测穿过所述液体试样的光的行进方向的角度，由此计算所述液体试样的折射率，所述折射率测定装置的特征在于：所述池包括：本体，由透光性材料构成，形成有积存区域，所述积存区域用于积存所述液体试样且包括朝向与从所述光源照射的光的光轴交叉的方向的壁面，并且来自所述光源的光的入射面及穿过所述液体试样的光的出射面具有圆柱形状；以及盖体，覆盖所述积存区域，在所述盖体或所述本体，形成有用于在所述积存区域内填充所述液体试样，或从所述积存区域内排出所述液体试样的孔部。

请求项2所述的发明根据请求项1所述的发明，其中所述池的积存区域为形成于所述本体的凹部。

请求项3所述的发明根据请求项2所述的发明，其中所述池的所述本体及所述盖体由石英构成，所述积存区域及所述孔部通过蚀刻形成，并且所述本体与所述盖体接合。

请求项4所述的发明是一种折射率测定装置用池，由透光性材料构成，形成有在内部积存液体试样的积存区域，并且在所述积存区域的两侧形成有光的入射面、及供从所述入射面入射并穿过所述液体试样的光出射的光的出射面，所述折射率测定装置用池的特征在于包括：本体，形成有液体试样的积存区域，所述积存区域包括朝向与从所述入射面入射的光的光轴交叉的方向的壁面，并且所述入射面及所述出射面具有圆柱形状；以及盖体，覆盖所述积存区域，在所述盖体或所述本体，形成有用于在所述积存区域内填充所述液体试样，或从所述积存区域内排出所述液体试样的孔部。

[发明的效果]

根据请求项1至4所述的发明，能够在将液体试样积存于本体及盖体内的状态下有效地执行其折射率的测定。而且，由于本体的光的入射面及出射面具有圆柱形状，因此能够不需要从光源至检测器的光学系统的光轴调整。

附图说明

图1是本发明的折射率测定装置的概要图。

图2是池1的立体图。

图3是池1的平面图。

图4是表示池1的详细结构的分解立体图。

图5是表示第二实施方式的池1的详细结构的分解立体图。

图6是第三实施方式的池1的平面图。

图7是第四实施方式的池1的平面图。

图8是池100的立体图。

图9是表示使用了池100的折射率测定装置的主要部分的平面图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。图1是本发明的折射率测定装置的概要图。另外，图2是折射率测定装置所使用的池1的立体图，图3是池1的平面图。

所述折射率测定装置用于测定液体试样的折射率，且包括：池1，在内部积存液体试样；固定构件26，用于对所述池1进行定位并固定；光源21，经由狭缝22对池1照射规定波长的光；光电倍增管等的检测器23，用于检测从所述光源21照射并穿过池1内的液体试样的光；以及控制部24，基于由所述检测器23检测到的光来检测穿过液体试样的光的行进方向的角度θ，由此计算液体试样的折射率。

所述折射率测定装置所使用的池1包括用于积存液体试样的积存区域13。另外，所述池1具有包括从光源21照射并穿过狭缝22的光的入射面11、及穿过积存区域13内的液体试样的光的出射面12的薄板状的形状。光的入射面11及出射面12在俯视时具有圆柱形状。作为所述池1的材质，使用光透射性的石英。但是，也可使用硅等具有耐化学药品性及光透射性的材料来代替石英。

如图3所示，所述池1的液体试样的积存区域13在包括朝向与从入射面11入射的光的光轴交叉的方向的壁面(倾斜面)15的俯视时具有成为直角三角形的形状。在池1的积存区域13的上方，形成有用于在积存区域13内填充液体试样，或从所述积存区域13内排出液体试样的一对孔部14。

图4是表示所述池1的详细的结构的分解立体图。在图4中示出了池1的第一实施方式。

所述池1由石英制的上表面板2与石英制的本体3构成。在本体3，形成有用于积存液体试样的积存区域13作为凹部。另外，在上表面板2，形成有用于在积存区域13内填充液体试样，或从积存区域13内排出液体试样的一对孔部14。此外，上表面板2作为用于覆盖本体3的积存区域13的盖体发挥功能。

当制造所述池1时，对大型石英基板进行蚀刻加工之后，进行切断加工。即，通过对能够形成多个上表面板2的大小为6英寸或8英寸左右且厚度为1mm左右的第一石英板进行蚀刻，形成多个孔部14。同样地，通过对能够形成多个本体3的大小为6英寸或8英寸左右且厚度为数mm左右的第二石英板进行蚀刻，形成多个积存区域13。然后，通过利用热接合等将第一石英板与第二石英板接合之后，对它们进行切断加工，来制作多个池1。在所述切断加工时，形成具有圆柱形状的光的入射面11及出射面12。

此外，在所述池1中，也可在本体3的积存区域13的底部形成一对孔部14的两个或一个，来代替在上表面板2形成一对孔部14。

图5是表示第二实施方式的池1的详细的结构的分解立体图。

所述第二实施方式的池1由石英制的上表面板4、石英制的本体5、以及石英制的下表面板6构成。在本体5，形成用于积存液体试样的积存区域13作为孔部。另外，在上表面板4，形成有用于在积存区域13内填充液体试样，或从积存区域13内排出液体试样的一对孔部14。此外，上表面板4及下表面板6作为用于覆盖本体5的积存区域13的盖体发挥功能。

当制造所述池1时，也与所述第一实施方式的池1相同，对大型石英基板进行蚀刻加工之后，进行切断加工。即，通过对能够形成多个上表面板4的大小为6英寸或8英寸左右且厚度为1mm左右的第一石英板进行蚀刻，形成多个孔部14。同样地，通过对能够形成多个本体5的大小为6英寸或8英寸左右且厚度为数mm左右的第二石英板进行蚀刻，形成多个积存区域13。进而，准备能够形成多个下表面板6的大小为6英寸或8英寸左右且厚度为1mm左右的第三石英板。然后，通过利用热接合等将第一石英板、第二石英板与第三石英板接合之后，对它们进行切断加工来制作多个池1。在所述切断加工时，形成具有圆柱形状的光的入射面11及出射面12。

此外，在所述池1中，也可在下表面板6形成一对孔部14的两个或一个，来代替在上表面板4形成一对孔部14。

在所述第一实施方式、第二实施方式的池1中，由石英构成上表面板2、上表面板4、本体3、本体5及下表面板6，但上表面板2、上表面板4及下表面板6也可由非透光性的材料构成。

接下来，对利用具有如以上那样的构成的折射率测定装置测定液体试样的折射率的测定运行进行说明。

当测定液体试样的折射率时，在池1的积存区域13积存液体试样。然后，利用固定构件26对池1进行定位并固定。此外，也可在利用固定构件26对池1进行定位并固定之后，将液体试样从池1的一个孔部14供给至积存区域13内，并且从另一个孔部14排出积存区域13内的液体试样，由此在循环液体试样的同时测定积存区域13内的液体试样的折射率。

在所述状态下，从光源21经由狭缝22对积存于池1的积存区域13的液体试样照射光。所述光在池1的呈圆柱形状的入射面11聚集之后，照射至积存区域13。然后，所述光在朝向与从入射面11入射的光的光轴交叉的方向的壁面(倾斜面)15，以与液体试样的折射率对应的角度偏转并扩散。

扩散后的光在池1的呈圆柱形状的出射面12聚集并入射至检测器23。控制部24检测在由检测器23检测到的光中光的强度最大的角度θ。然后，基于所述角度θ计算液体试样的折射率。

此时，通过使用本发明的池1，能够与以往相比更有效地执行折射率的测定。另外，由于液体试样积存于池1的积存区域13内，因此能够防止液体试样的蒸发等。

而且，在所述池1中，形成于池1自身的光的入射面11及光的出射面12分别具有圆柱形状，因此能够将积存液体试样的积存区域13的壁面(倾斜面)15与入射面11及出射面12的光学位置关系维持为一定。因此，仅通过利用固定构件26对池1进行定位并固定，就能够将光学系统的位置关系维持为一定。因此，可以省略在每次测定折射率时进行包括池1的光学系统的定位作业的繁杂的作业，能够有效地执行折射率的测定。

此外，在使用本发明的池1的情况下，与使用图9所示的聚光透镜200、聚光透镜300的情况相比，池1的厚度方向(与图1所示的纸面垂直的方向)没有聚光作用。然而，关于所述方向，由于积存区域13内的液体试样的厚度为数mm以下，因此对折射率的测定没有影响。

在所述实施方式中，形成于池1的液体试样的积存区域13在包括朝向与从入射面11入射的光的光轴交叉的方向的壁面(倾斜面)15的俯视时具有成为直角三角形的形状。然而，若所述积存区域13具有朝向与从入射面11入射的光的光轴交叉的方向的壁面(倾斜面)15，则积存区域13也可如以下所说明那样为其它形状。

图6是第三实施方式的池1的平面图。

形成于所述池1的液体试样的积存区域13在包括以90度的角度与从入射面11入射的光轴交叉的一对壁面(倾斜面)15的俯视时具有成为直角等边三角形的形状。根据所述第三实施方式的池1，能够对液体试样执行与所述专利文献1中所记载的使用v形立方棱镜的情况相同的测定。

图7是第四实施方式的池1的平面图。

形成于所述池1的液体试样的积存区域13包括相对于从入射面11入射的光轴倾斜的三个以上(在所述实施方式中为六个)壁面(倾斜面)15。根据所述第四实施方式的池1，能够通过六个倾斜面使光的分散变得更大。

[符号的说明]

1：池

2：上表面板

3：本体

4：上表面板

5：本体

6：下表面板

13：积存区域

14：孔部

15：壁面(倾斜面)

21：光源

22：狭缝

23：检测器

24：控制部。