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公開番号2024076641
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-06
出願番号2022188302
出願日2022-11-25
発明の名称濃度測定装置
出願人株式会社フジキン
代理人個人,個人
主分類G01N 21/59 20060101AFI20240530BHJP(測定;試験)
要約【課題】長期間にわたって適切に濃度測定を行うことができる濃度測定装置を提供する。
【解決手段】
濃度測定装置100は、測定流体Gの流路を有する測定セル10と、測定セルに入射させる測定光を発する光源を含む光源ユニット20と、測定セルから出射した光を受け取る測定光検出器24とを備え、光源ユニット20は、測定光を発する第1の発光素子20aと、第1の発光素子が固定されるビームスプリッタ22と、ビームスプリッタに固定され第1の発光素子からの光の一部を受け取るように配置された参照光検出器26とを有し、参照光検出器26の前方に、ビームスプリッタ22を透過した第1の発光素子からの光を減光させるための減光フィルタ30が配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
測定流体の流路を有する測定セルと、
前記測定セルに入射させる測定光を発する光源を含む光源ユニットと、
前記測定セルから出射した光を受け取る測定光検出器と
を備える濃度測定装置であって、
前記光源ユニットは、
前記測定光を発する第１の発光素子と、前記第１の発光素子が固定されるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタに固定され前記第１の発光素子からの光の一部を受け取るように配置された参照光検出器とを有し、
前記参照光検出器の前方に、前記ビームスプリッタを透過した前記第１の発光素子からの光を減光させる減光フィルタが配置されている、濃度測定装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記減光フィルタは、前記第１の発光素子からの光の１０～４０％を透過させるように構成されている、請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記ビームスプリッタを挟んで、前記第１の発光素子と前記参照光検出器とが対向するように配置されている、請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項４】
前記ビームスプリッタにおいて、前記第１の発光素子の固定面および前記参照光検出の固定面とは異なる面に第２の発光素子が固定されており、前記ビームスプリッタを介して前記第１の発光素子からの光の少なくとも一部および前記第２の発光素子からの光の少なくとも一部を前記測定セルに入射させるように構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の濃度測定装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子は、前記測定光として、前記測定流体が吸収できる波長の光を発し、前記第２の発光素子は、前記測定流体が吸収しない波長の光を発するように構成されている、請求項４に記載の濃度測定装置。
【請求項６】
前記第２の発光素子の前方にバンドパスフィルタが配置されている、請求項４に記載の濃度測定装置。
【請求項７】
前記測定セルを含む流体ユニットと、前記光源ユニットおよび前記測定光検出器を含む電気ユニットとが離れて設けられており、前記流体ユニットと前記電気ユニットとが光ファイバケーブルによって接続されている、請求項４に記載の濃度測定装置。
【請求項８】
前記第１の発光素子は、定格出力の３３～６７％の出力で駆動されるように構成されている、請求項１または２に記載の濃度測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃度測定装置に関し、特に、測定セル内の流体を通過した光の強度に基づいて流体の濃度を測定する濃度測定装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、有機金属（ＭＯ）等の液体材料や固体材料から形成された原料ガスを半導体製造装置へと供給するガス供給ラインに組み込まれる濃度測定装置、いわゆるインライン式濃度測定装置が知られている。インライン式濃度測定装置は、ガス供給ラインを流れるガスの濃度を測定するように構成されている。
【０００３】
この種の濃度測定装置には、流体が流れる測定セルに、入射窓を介して光源から所定波長の光を入射させ、測定セル内を通過した透過光を受光素子で受光することにより吸光度を測定するものがある。測定された吸光度からは、ランベルト・ベールの法則に従って測定流体の濃度を求めることができる。
【０００４】
本明細書において、内部に導入された測定流体の濃度を検出するために用いられる種々の透過光検出構造を広く、測定セルと呼ぶことにする。測定セルには、ガス供給ラインから分岐して別個に配置されたセル構造だけでなく、ガス供給ラインの途中に直接設けられたインライン式の透過光検出構造も含まれる。
【０００５】
特許文献１には、測定セルの一端部に反射部材が設けられ、測定セル内を往復した光の吸光度に基づいて測定セル内を流れる流体の濃度を検出するように構成された、反射型の濃度測定装置が開示されている。このような反射型の濃度測定装置では、コンパクトな態様ながら、光路長を比較的長くとれるので測定精度の向上が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１８／０２１３１１号
国際公開第２０２０／２１３３８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インライン式の濃度測定装置は、流体供給ラインに組み込まれる測定セルと、測定セルと離れた場所に配置される電気ユニットとによって構成されている。ガス種に応じて測定セルが高温（例えば１５０℃）に加熱される場合にも、高温耐性の低い光学素子や回路素子は、測定セルから離れた電気ユニットに設置されているので、熱による損傷が防止される。
【０００８】
特許文献２には、濃度測定装置の電気ユニットにおいて、発光波長の異なる２つの発光素子を用いて構成された光源を設けた態様が開示されている。この濃度測定装置では、２つの発光素子および参照光検出器が、プリズム型のキューブビームスプリッタの各側面に配置されている。発光素子の波長は、測定対象のガスの吸光特性に対応して適宜選択され、例えば、紫外光や、赤色光、近赤外光などを発する素子が用いられる。
【０００９】
キューブビームスプリッタは、光源からの光の一部を透過させて参照光検出器に入射させるとともに、光の残部を反射して測定セルに接続された光ファイバケーブルにレンズを介して入射させることができる。この構成において、参照光検出器に入射された光の強度から発光素子の状態を検出することができ、また、測定セルには濃度測定のための光が入射される。測定セルからの出射光は、例えば別の光ファイバケーブルによって電気ユニットの測定光検出器に導光され、ここで測定された光強度から、ガスの吸光度ひいてはガス濃度が求められる。
【００１０】
ただし、本発明者の実験によって、ビームスプリッタで分離された光源光の一部を受け取るように配置された参照光検出器の出力は、長期間の使用と共に僅かに変化することがあり、そのことによって、濃度測定の精度が低下し得ることがわかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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