CN111051859A - 功能水浓度传感器和计算方法 - Google Patents
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Abstract
功能水浓度传感器(1)具备：光源(10)，其发出紫外光(11)；容器(20)，其盛装有含有次氯酸以及从次氯酸解离出的次氯酸离子的、pH为6以上且9以下的功能水(90)；受光元件(30)；以及信号处理部(40)。信号处理部(40)基于输出信号来计算功能水(90)中的次氯酸离子的浓度，基于功能水(90)的pH以及次氯酸的解离常数pKa来计算功能水(90)中的次氯酸和次氯酸离子的比率，基于计算出的次氯酸离子的浓度以及计算出的比率来计算功能水(90)中的次氯酸的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能水浓度传感器和计算方法。
背景技术
作为测量次氯酸水或臭氧水等功能水的浓度的方法，已知一种吸光光度法。在专利文献1中公开了一种利用吸光光度法的氯浓度监视器装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-130792公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述氯浓度监视器装置中，进行以稀释倍率校正在电场次亚水(日语：電解次亜水)中混合强碱性水而得到的混合液的吸光度的处理，以计算电场次亚水的有效氯浓度值。也就是说，用于计算有效氯浓度值的处理复杂。
本发明提供一种能够容易地计算功能水中的次氯酸的浓度的功能水浓度传感器和计算方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的功能水浓度传感器具备：光源，其发出紫外光；容器，其盛装有含有次氯酸以及从所述次氯酸解离出的次氯酸离子的、pH为6以上且9以下的功能水，所述容器具有供所述紫外光入射的入射窗以及供从所述入射窗进入所述容器内的所述紫外光射出的射出窗；受光元件，其具有与所述射出窗相向的受光面，所述受光元件根据入射至所述受光面的入射光量来输出输出信号；以及信号处理部，其中，所述信号处理部基于所述输出信号来计算所述功能水中的所述次氯酸离子的浓度，基于所述功能水的pH以及所述次氯酸的解离常数来计算所述功能水中的所述次氯酸和所述次氯酸离子的比率，基于计算出的所述次氯酸离子的浓度和计算出的所述比率来计算所述功能水中的所述次氯酸的浓度。
本发明的一个方式所涉及的计算方法是利用了功能水浓度传感器的、功能水中的次氯酸的浓度的计算方法，所述功能水浓度传感器具备：光源，其发出紫外光；容器，其盛装有含有所述次氯酸以及从所述次氯酸解离出的次氯酸离子的、pH为6以上且9以下的所述功能水，所述容器具有供所述紫外光入射的入射窗和供从所述入射窗进入所述容器内的所述紫外光射出的射出窗；以及受光元件，其具有与所述射出窗相向的受光面，所述受光元件根据入射至所述受光面的入射光量来输出输出信号，在所述计算方法中，基于所述输出信号来计算所述功能水中的所述次氯酸离子的浓度，基于所述功能水的pH以及所述次氯酸的解离常数来计算所述功能水中的所述次氯酸和所述次氯酸离子的比率，基于计算出的所述次氯酸离子的浓度以及计算出的所述比率来计算所述功能水中的所述次氯酸的浓度。
发明的效果
根据本发明，实现一种能够容易地计算功能水中的次氯酸的浓度的功能水浓度传感器和计算方法。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的功能水浓度传感器的结构的示意图。
图2是由信号处理部进行的、功能水中的次氯酸的浓度的测量方法的流程图。
图3是表示pH与次氯酸以及次氯酸离子的比率之间的关系的图。
图4是表示实施方式2所涉及的功能水浓度传感器的结构的示意图。
图5是实施方式2所涉及的功能水浓度传感器的动作例1的流程图。
图6是表示pH与次氯酸以及次氯酸离子的比率之间的关系的温度变化的图。
图7是实施方式2所涉及的功能水浓度传感器的动作例2的流程图。
图8是表示实施方式3所涉及的功能水浓度传感器的结构的示意图。
具体实施方式
下面，使用附图来详细地说明实施方式。此外，下面说明的实施方式均用于表示本发明的优选的一个具体例。因而，在下面的实施方式中示出的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置及连接方式等是一个例子，其主旨不是限定本发明。因此，对于下面的实施方式中的结构要素中的、没有记载于表示本发明的最上位概念的独立权利要求中的结构要素，作为任意的结构要素进行说明。
另外，各图是示意图，未必严密地进行了图示。另外，在各图中，对相同的结构构件标注相同的标记。另外，在下面的实施方式中，使用大致全部或大致一致等表达。例如，大致一致不仅指完全一致，还指实质上一致、即包括百分之几(日语：数％)左右的误差。其它使用“大致”的表达也同样。
(实施方式1)
[功能水浓度传感器的概要]
首先，使用图1来说明实施方式1所涉及的功能水浓度传感器的概要。图1是表示实施方式1所涉及的功能水浓度传感器的结构的示意图。
实施方式1所涉及的功能水浓度传感器1为用于测定容器20中盛装的功能水90的浓度的传感器。具体地说，功能水浓度传感器1通过向功能水90照射紫外光11、并由受光元件30检测通过功能水90后的紫外光11来测定功能水90的浓度。
功能水90为通过人工处理而被赋予具有再现性的有用的功能的水溶液中的、处理和功能已经有明确的科学根据或即将有明确的科学根据的水溶液。
在实施方式1中，功能水90为次氯酸水，含有次氯酸和从次氯酸解离出的次氯酸离子。另外，功能水90含有pH调整剂，功能水90的pH被控制为固定值。功能水90的pH例如被控制为6以上且9以下的固定值。由此，抑制次氯酸的浓度和次氯酸离子的浓度这两方极端地大、或者极端地小。功能水浓度传感器1例如被用于使用次氯酸来进行空气的除菌和除臭的空间清洁器。
如图1所示，功能水浓度传感器1具备光源10、容器20、受光元件30、信号处理部40、以及控制部50。此外，虽然在图1中没有示出，但功能水浓度传感器1被收纳于具有遮光性的壳体的内部，以抑制外部光入射到受光元件30。如果该壳体由吸收紫外光11的材料形成，则能够通过壳体来吸收由光源10发出的紫外光11中的、没有入射到入射窗21的光(即杂散光)。
下面，详细地说明功能水浓度传感器1所具备的各结构要素。
[光源]
光源10发出紫外光11。紫外光11例如是峰值波长(日语：ピーク波長)为350nm以下的光。在后面说明紫外光11的详情。
光源10可以能够变更紫外光11的峰值波长。具体地说，光源10可以根据作为测定对象的功能水90而发出具有不同的峰值波长的紫外光11。也就是说，光源10可以发出基于功能水90固有的吸收光谱而预先决定出的峰值波长的光来作为紫外光11。在功能水90为次氯酸水的情况下，光源10发出峰值波长处于250nm以上且350nm以下的范围的紫外光11。
光源10例如为LED(Light Emitting Diode：发光二极管)元件等固体发光元件，但不限于此。光源10可以为半导体激光、小型的汞灯等。
光源10与容器20的入射窗21相向地配置。例如，光源10与入射窗21接近配置。所谓接近是指彼此的距离为规定的范围内，也包括接触的情况。
由此，能够使光源10发出的紫外光11的大致全部入射于入射窗21。即，抑制光源10发出的紫外光11漏至容器20的外部。来自光源10的紫外光11与入射窗21大致垂直地入射于入射窗21。
[容器]
容器20为盛装功能水90的容器。容器20例如为有底圆筒或有底方筒等有底筒状的器皿(Cell)，但不特别进行限定。容器20具备使紫外光11透射的2个透射窗。具体地说，容器20具备入射窗21和射出窗22。
入射窗21为供从光源10发出来的紫外光11入射的窗。入射窗21由设置于在容器20上所形成的开口的、使紫外光11透射的透光构件形成。入射窗21例如由石英玻璃、蓝宝石玻璃等形成。入射窗21是入射面和射出面为大致平面的板状。紫外光11大致垂直地入射于入射窗21。具体地说，紫外光11沿着入射窗21的厚度方向入射。也就是说，紫外光11沿着入射面的法线方向入射。
射出窗22为供入射于容器20的紫外光11射出的窗。射出窗22由设置于在容器20上所形成的开口的、使紫外光11透射的透光构件形成。射出窗22例如由石英玻璃、蓝宝石玻璃等形成。具体地说，射出窗22是入射面和射出面为大致平面的板状。紫外光11从射出窗22大致垂直地射出。具体地说，紫外光11沿着射出窗22的厚度方向射出。也就是说，紫外光11沿着射出面的法线方向射出。
在实施方式1中，容器20的主体(具体地说为2个透射窗以外的部分)由遮蔽(吸收或反射)紫外光11的材料形成。例如，容器20的主体由丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等树脂材料、或金属材料等形成。此外，容器20整体可以针对紫外光11具有透光性。具体地说，容器20整体可以由石英玻璃等形成。
此外，容器20可以为规定的配管的一部分。具体地说，功能水90可以在容器20中流动。例如，功能水90可以在容器20与反应槽(未图示)之间循环。反应槽为用于使功能水90的功能发挥的容器。例如，在功能水90具有除菌、除臭等功能的情况下，功能水90在反应槽内与对象物(例如空气等气体)接触，由此进行该对象物的除菌、除臭等。在该情况下，能够在功能水90进行除菌、除臭等的同时，由功能水浓度传感器1测定功能水90的浓度。也就是说，能够将功能水浓度传感器1组装到除臭装置等中使用。
[受光元件]
受光元件30具有与射出窗22相向的受光面30a，通过受光面30a来接受自射出窗22通过而被射出的紫外光11。具体地说，受光元件30通过对接受到的紫外光11进行光电转换来生成与入射至受光面30a的入射光量相应的输出信号。生成的输出信号被输出至信号处理部40。
受光元件30为在380nm以下的紫外区域具有高灵敏度的光电二极管，但不限定于此。受光元件30可以为光电晶体管等。
受光元件30与射出窗22接近配置。由此，能够接受到向受光元件30侧行进的大致全部的光。
在实施方式1中，光源10、容器20、以及受光元件30按照该顺序配置在大致同一直线上。如图1所示，容器20的入射窗21和射出窗22也配置于该直线上。由此，从光源10发出的紫外光11以最短距离到达受光元件30。因而，抑制在从光源10至受光元件30之间产生杂散光。
此外，可以在射出窗22与受光元件30之间配置含有对紫外光11进行扩散和波长转换的荧光体的荧光体板。如果通过荧光体板将紫外光11波长转换为可见光，则能够使用对紫外区域几乎不具有灵敏度的通用的廉价的元件来作为受光元件30
[信号处理部]
信号处理部40利用受光元件30的输出信号进行信号处理，计算功能水90中的次氯酸的浓度。信号处理部40具有保存有程序的非易失性存储器、用于执行程序的暂时性的存储区域即易失性存储器、输入输出端口、执行程序的处理器等。信号处理部40例如由微型计算机(微型控制器)等实现。在后文叙述次氯酸的浓度的计算方法。
[控制部]
控制部50为控制光源10的控制电路。控制部50例如控制光源10的点亮和熄灭。控制部50可以控制紫外光11的强度和波长等。另外，控制部50可以基于从信号处理部40输出的功能水90的浓度的测量结果来对光源10进行反馈控制。例如，在由受光元件30检测出的受光量过小的情况、即功能水90中的次氯酸离子的浓度过低的情况下，可以增强紫外光11的强度或使波长不同。
[次氯酸的浓度的计算方法]
接着，对利用信号处理部40进行的、功能水90中的次氯酸的浓度的测量方法进行说明。图2是由信号处理部40进行的、功能水90中的次氯酸的浓度的测量方法的流程图。
首先，信号处理部40基于从受光元件30输出的电信号来计算功能水90中的次氯酸离子的浓度(S11)。具体地说，信号处理部40基于电信号来计算紫外光11的强度，并基于计算出的紫外光11的强度来计算功能水90的透射度(或吸光度)。信号处理部40基于比尔-朗伯定律来根据计算出的透射度计算功能水90的浓度。根据比尔-朗伯定律，在将入射于介质前的光的强度设为I0、将自长度L的介质透射后的光的强度设为I时，透射度和吸光度满足以下的(式1)和(式2)。
[数1]
(式1) 
(式2) 吸光度＝1-透射度
在此，“a”为吸光系数，“C”为介质的摩尔浓度。“L”为紫外光11透射的介质(即功能水90)的长度(即光路长度)，在实施方式1中，相当于从容器20的入射窗21至射出窗22为止的距离。
吸光度表示功能水90对紫外光11的吸收率，值越大表示基于功能水90的吸收越大。例如，如果吸光度为“1”，则表示紫外光11全部被吸收，如果吸光度为“0”，则表示紫外光11完全没有被吸收。此外，透射度表示紫外光11在功能水90中的透射率。
在包括功能水90的吸收峰值的规定的范围内，吸收紫外光11的次氯酸离子的浓度越高则吸光度越大，浓度越低则吸光度越小。基于该关系性，信号处理部40能够计算出功能水90中的次氯酸离子的浓度。
此外，信号处理部40可以在存储器中预先存储将紫外光11的强度与功能水90中的次氯酸离子的浓度进行对应而得到的表格，通过参照该表格来计算功能水90中的次氯酸离子的浓度。
接着，信号处理部40基于功能水90的pH、以及次氯酸的解离常数pKa来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率(S12)。使用解离常数pKa由以下的(式3)表示功能水90的pH。
[数2]
(式3) 
因而，如果基于功能水90的pH和次氯酸的解离常数pKa，则能够计算出次氯酸和次氯酸离子的比率。图3是表示pH与次氯酸以及次氯酸离子的比率之间的关系的图。次氯酸的解离常数pKa为7.54，在功能水90的pH与解离常数pKa一致时，次氯酸和次氯酸离子的比率为次氯酸50％、次氯酸离子50％。
如上所述，在实施方式1中，功能水90的pH通过pH调整剂而被控制为6以上且9以下的固定值。例如，如果将该固定值、解离常数pKa和上述(式3)存储于信号处理部40具有的存储器，则信号处理部40能够计算出次氯酸和次氯酸离子的比率。
接着，信号处理部40基于在步骤S11中计算出的次氯酸离子的浓度、以及在步骤S12中计算出的比率来计算功能水90中的次氯酸的浓度(S13)。例如，在次氯酸和次氯酸离子的比率为次氯酸40％、次氯酸离子60％的情况下，功能水90中的次氯酸的浓度为功能水90中的次氯酸离子的浓度×(40/60)。
像这样，功能水浓度传感器1能够基于功能水90的pH容易地计算出功能水90中的次氯酸的浓度。
[pH调整剂]
对功能水90中含有的pH调整剂进行说明。将pH调整剂添加至功能水90中，以将功能水90的pH控制为6以上且9以下的固定值。pH调整剂例如为含有2种以上的盐的水溶液。例如，pH调整剂对紫外光11的吸光度比次氯酸离子对紫外光11的吸光度小。由此，在上述步骤S11的次氯酸离子的浓度的计算中，pH调整剂对紫外光11的吸收的影响小，因此能够提高次氯酸离子的浓度的计算精度。
另外，例如pH调整剂与次氯酸的反应性以及pH调整剂与次氯酸离子的反应性均低。由此，抑制由于含有pH调整剂引起的、次氯酸的浓度的变动和次氯酸离子的浓度的变动，因此能够提高次氯酸的浓度的计算精度。pH调整剂也可以使用与次氯酸及次氯酸离子均不发生反应的调整剂。
例示磷酸系缓冲剂作为像这样对紫外光11的吸光度小且与次氯酸的反应性以及与次氯酸离子的反应性均低的pH调整剂。此外，pH调整剂不限定于磷酸系缓冲剂，适当地选择来使用即可。
另外，例如，当功能水90的pH极端大而超过10时，功能水90中含有的次氯酸离子的比率大，次氯酸离子的浓度的相对精度也高。然而，由于功能水90中含有的次氯酸的比率小，因此基于次氯酸离子的浓度计算出的次氯酸的浓度的相对精度低。功能水90的pH极端小的情况也同样。此外，用将浓度设为1时的偏差率(日语：ばらつき率)来表示相对精度，偏差率越小代表精度越高。
因此，将功能水90的pH控制为6以上且9以下的固定值。如图3所示，如果功能水90的pH为6以上且9以下，则抑制次氯酸的比率和次氯酸离子的比率这两方极端小。因而，能够提高次氯酸的浓度的计算精度。
另外，例如，如果功能水90的pH在次氯酸的解离常数pKa的±1的范围内，则次氯酸的比率以及次氯酸离子的比率均不会小于10％。也就是说，功能水90中含有的次氯酸离子的比率和功能水90中含有的次氯酸的比率均不会小，因此能够提高次氯酸的浓度的计算精度。理想上，功能水90的pH最好与次氯酸的解离常数pKa一致。
(实施方式2)
[结构]
下面，使用图4来说明实施方式2所涉及的功能水浓度传感器的结构。图4是表示实施方式2所涉及的功能水浓度传感器的结构的示意图。此外，在下面的实施方式2中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，对出现过的事项适当地省略说明。
如图4所示，功能水浓度传感器1a具备光源10、容器20、受光元件30、信号处理部40、控制部50、以及温度测量部60。功能水浓度传感器1a具备温度测量部60这一点与功能水浓度传感器1不同。
温度测量部60测量功能水90的温度。温度测量部60例如为具有热敏电阻或热电偶等温度测量元件的传感器。温度测量部60能够直接或间接地测量功能水90的温度即可，例如可以为非接触型的温度传感器。
[动作例1]
接着，对功能水浓度传感器1a的动作例1进行说明。图5是功能水浓度传感器1a的动作例1的流程图。
首先，信号处理部40基于从受光元件30输出的电信号来计算功能水90中的次氯酸离子的浓度(S11)。
接着，信号处理部40基于由温度测量部60测量出的功能水90的温度来校正次氯酸的解离常数pKa(S21)。解离常数pKa在25℃环境下为7.54，但会根据温度而变动。于是，根据上述(式3)，pH与次氯酸及次氯酸离子的比率之间的关系也根据温度而变动。图6是表示pH与次氯酸及次氯酸离子的比率之间的关系的温度变化的图。
因此，在动作例1中，信号处理部40在步骤S21中根据功能水90的温度来校正解离常数pKa。例如，在信号处理部40具有的存储器内存储有25℃环境下的解离常数pKa即7.54的情况下，根据温度来校正该解离常数pKa。
接着，信号处理部40基于功能水90的pH和校正后的次氯酸的解离常数pKa来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率(S12)。然后，信号处理部40基于计算出的次氯酸离子的浓度和计算出的比率来计算功能水90中的次氯酸的浓度(S13)。
通过像这样基于功能水90的温度来校正次氯酸的解离常数pKa，能够提高功能水90中的次氯酸的浓度的计算精度。
[动作例2]
接着，对功能水浓度传感器1a的动作例2进行说明。图7是功能水浓度传感器1a的动作例2的流程图。
首先，信号处理部40基于从受光元件30输出的电信号来计算功能水90中的次氯酸离子的浓度(S11)。
接着，信号处理部40基于由温度测量部60测量出的功能水90的温度来校正功能水90的pH(S31)。如上所述，利用pH调整剂将功能水90的pH控制为固定值，但该情况下的pH会由于温度相对于基准温度(例如25℃)变化而发生变动。
因此，在动作例2中，信号处理部40在步骤S31中根据功能水90的温度来校正pH。例如，在信号处理部40具有的存储器内存储有25℃环境下的功能水90的pH的情况下，根据温度来校正该pH。
接着，信号处理部40基于次氯酸的解离常数pKa以及校正后的功能水90的pH来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率(S12)。然后，信号处理部40基于计算出的次氯酸离子的浓度和计算出的比率来计算功能水90中的次氯酸的浓度(S13)。
通过像这样基于功能水90的温度来校正功能水90的pH，能够提高功能水90中的次氯酸的浓度的计算精度。
[变形例]
此外，可以对动作例1和动作例2进行组合。也就是说，信号处理部40可以基于功能水90的温度来校正次氯酸的解离常数pKa和功能水90的pH这两方，基于校正后的功能水90的pH和校正后的次氯酸的解离常数pKa来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率。
另外，功能水浓度传感器1a可以具备将功能水90的温度保持为基准温度的温度调整器来代替温度测量部60。由此，信号处理部40不校正次氯酸的解离常数pKa和功能水90的pH就能够提高功能水90中的次氯酸的浓度的计算精度。
(实施方式3)
[结构]
在上述实施方式1和实施方式2中，通过pH调整剂来控制功能水90的pH，但功能水90不是必须含有pH调整剂。如果能够获取功能水90的pH，则能够实施在上述实施方式1和实施方式2中说明的次氯酸的浓度的计算方法。例如，功能水浓度传感器1可以还具备测量功能水90的pH的pH测量部。图8是表示这样的实施方式3所涉及的功能水浓度传感器的结构的示意图。
如图8所示，功能水浓度传感器1b具备光源10、容器20、受光元件30、信号处理部40、控制部50、以及pH测量部70。功能水浓度传感器1b具备pH测量部70这一点与功能水浓度传感器1不同。
pH测量部70测量功能水90的pH。pH测量部70例如为玻璃电极方式的pH计，也可以为其它pH计。
在功能水浓度传感器1b中，信号处理部40基于次氯酸的解离常数pKa以及测量出的功能水90的pH来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率。
像这样，即使功能水90中不含有pH调整剂，也能够使用功能水90的pH来计算次氯酸的浓度。此外，pH测量部70可以测量含有pH调整剂的功能水90的pH。
(总结)
如以上所说明的那样，功能水浓度传感器1具备：光源10，其发出紫外光11；容器20，其盛装有含有次氯酸以及从次氯酸解离出的次氯酸离子的、pH为6以上且9以下的功能水90，所述容器20具有供紫外光11入射的入射窗21以及供从入射窗21进入容器20内的紫外光11射出的射出窗22；受光元件30，其具有与射出窗22相向的受光面30a，所述受光元件30根据入射至受光面30a的入射光量来输出输出信号；以及信号处理部40。信号处理部40基于输出信号来计算功能水90中的次氯酸离子的浓度，基于功能水90的pH以及次氯酸的解离常数pKa来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率，基于计算出的次氯酸离子的浓度以及计算出的比率来计算功能水90中的次氯酸的浓度。
由此，功能水浓度传感器1能够基于功能水90的pH容易地计算出功能水90中的次氯酸的浓度。
另外，功能水浓度传感器1a还具备测量功能水90的温度的温度测量部60。信号处理部40基于测量出的功能水90的温度来校正次氯酸的解离常数pKa，基于功能水90的pH以及校正后的次氯酸的解离常数来计算上述比率。
通过像这样基于功能水90的温度来校正次氯酸的解离常数pKa，能够提高功能水90中的次氯酸的浓度的计算精度。
另外，例如功能水90的pH处于次氯酸的解离常数pKa的±1以内。
由此，功能水90中含有的次氯酸离子的比率以及功能水90中含有的次氯酸的比率均不会过小，因此能够提高次氯酸的浓度的计算精度。
另外，例如功能水90含有pH调整剂。
由此，功能水浓度传感器1能够使用被pH调整剂保持为固定值的功能水90的pH来计算次氯酸的浓度。
另外，功能水浓度传感器1a还具备测量功能水90的温度的温度测量部60。信号处理部40基于测量出的功能水90的温度来校正功能水90的pH，基于次氯酸的解离常数pKa以及校正后的功能水90的pH来计算上述比率。
通过像这样基于功能水90的温度来校正功能水90的pH，能够提高功能水90中的次氯酸的浓度的计算精度。
另外，例如pH调整剂对紫外光11的吸光度比次氯酸离子对紫外光的吸光度小。
由此，在次氯酸离子的浓度的计算中，pH调整剂对紫外光11的吸收的影响小，因此能够提高次氯酸离子的浓度的计算精度。
另外，例如，pH调整剂与次氯酸的反应性以及pH调整剂与次氯酸离子的反应性均低。
由此，抑制由于含有pH调整剂而引起的、次氯酸的浓度的变动和次氯酸离子的浓度的变动，因此能够提高次氯酸的浓度的计算精度。
另外，例如，pH调整剂为磷酸系缓冲剂。
磷酸系缓冲剂几乎不吸收次氯酸离子会吸收的紫外光11，因此在次氯酸离子的浓度的计算中，pH调整剂对紫外光11的吸收的影响小。因此，能够提高次氯酸离子的浓度的计算精度。
另外，功能水浓度传感器1b还具备测量功能水90的pH的pH测量部70。信号处理部40基于次氯酸的解离常数和测量出的功能水90的pH来计算上述比率。
由此，即使功能水90中不含有pH调整剂，也能够使用功能水90的pH来计算次氯酸的浓度。
另外，在利用了功能水浓度传感器1的、功能水90中的次氯酸的浓度的计算方法中，基于功能水浓度传感器1具备的受光元件30的输出信号来计算功能水中的次氯酸离子的浓度，基于功能水90的pH和次氯酸的解离常数pKa来计算功能水90中的次氯酸和次氯酸离子的比率，基于计算出的次氯酸离子的浓度和计算出的比率来计算功能水90中的次氯酸的浓度。
这样的计算方法能够基于功能水90的pH容易地计算出功能水90中的次氯酸的浓度。
(其它实施方式)
以上对实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
在上述实施方式中，例示了次氯酸水作为功能水。然而，上述实施方式所涉及的功能水浓度传感器可以用作测量臭氧水等其它功能水的浓度的传感器。例如，功能水浓度传感器可以为以含有酸和从该酸解离出的阴离子的功能水为对象的传感器。在该情况下，如果阴离子吸收可见光或红外光，则功能水浓度传感器可以具备发出可见光或红外光而不是发出紫外光的光源。
另外，在上述实施方式中，光源、容器、光扩散板、以及受光元件按该顺序配置在大致同一直线上，但例如如果在光路上配置反射构件，则也能够不将这些结构要素配置在大致同一直线上。
另外，在上述的实施方式中，在容器的外部配置光源和受光元件，但不限于此。例如，可以将光源安装于入射窗。即，光源的发光面可以露出至容器内。
此外，对各实施方式实施本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的方式、通过在不脱离本发明的主旨的范围内任意地组合各实施方式中的结构要素和功能而实现的方式也包括在本发明中。
附图标记说明
1、1a、1b：功能水浓度传感器；10：光源；11：紫外光；20：容器；21：入射窗；22：射出窗；30：受光元件；30a：受光面；40：信号处理部；60：温度测量部；70：pH测量部；90：功能水。
Claims (10)
1.一种功能水浓度传感器，具备：
光源，其发出紫外光；
容器，其盛装有含有次氯酸以及从所述次氯酸解离出的次氯酸离子的、pH为6以上且9以下的功能水，所述容器具有供所述紫外光入射的入射窗以及供从所述入射窗进入所述容器内的所述紫外光射出的射出窗；
受光元件，其具有与所述射出窗相向的受光面，所述受光元件根据入射至所述受光面的入射光量来输出输出信号；以及
信号处理部，
其中，所述信号处理部基于所述输出信号来计算所述功能水中的所述次氯酸离子的浓度，
基于所述功能水的pH以及所述次氯酸的解离常数来计算所述功能水中的所述次氯酸和所述次氯酸离子的比率，
基于计算出的所述次氯酸离子的浓度以及计算出的所述比率来计算所述功能水中的所述次氯酸的浓度。
2.根据权利要求1所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
还具备测量所述功能水的温度的温度测量部，
所述信号处理部基于测量出的所述功能水的温度来校正所述次氯酸的解离常数，
基于所述功能水的pH以及校正后的所述次氯酸的解离常数来计算所述比率。
3.根据权利要求1或2所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
所述功能水的pH处于所述次氯酸的解离常数的±1以内。
4.根据权利要求3所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
所述功能水含有pH调整剂。
5.根据权利要求3或4所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
还具备测量所述功能水的温度的温度测量部，
所述信号处理部基于测量出的所述功能水的温度来校正所述功能水的pH，
基于所述次氯酸的解离常数以及校正后的所述功能水的pH来计算所述比率。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
所述pH调整剂对所述紫外光的吸光度比所述次氯酸离子对所述紫外光的吸光度小。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
所述pH调整剂与所述次氯酸的反应性以及所述pH调整剂与所述次氯酸离子的反应性均低。
8.根据权利要求6或7所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
所述pH调整剂为磷酸系缓冲剂。
9.根据权利要求1或2所述的功能水浓度传感器，其特征在于，
还具备测量所述功能水的pH的pH测量部，
所述信号处理部基于所述次氯酸的解离常数以及测量出的所述功能水的pH来计算所述比率。
10.一种计算方法，是利用了功能水浓度传感器的、功能水中的次氯酸的浓度的计算方法，
其中，所述功能水浓度传感器具备：
光源，其发出紫外光；
容器，其盛装有含有所述次氯酸以及从所述次氯酸解离出的次氯酸离子的、pH为6以上且9以下的所述功能水，所述容器具有供所述紫外光入射的入射窗以及供从所述入射窗进入所述容器内的所述紫外光射出的射出窗；以及
受光元件，其具有与所述射出窗相向的受光面，所述受光元件根据入射至所述受光面的入射光量来输出输出信号，
在所述计算方法中，基于所述输出信号来计算所述功能水中的所述次氯酸离子的浓度，
基于所述功能水的pH以及所述次氯酸的解离常数来计算所述功能水中的所述次氯酸和所述次氯酸离子的比率，
基于计算出的所述次氯酸离子的浓度以及计算出的所述比率来计算所述功能水中的所述次氯酸的浓度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200421 |