CN113218893A - 测定装置以及测定方法 - Google Patents

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CN113218893A CN202110141666.9A CN202110141666A CN113218893A CN 113218893 A CN113218893 A CN 113218893A CN 202110141666 A CN202110141666 A CN 202110141666A CN 113218893 A CN113218893 A CN 113218893A
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五所尾康博
松仪泰明
高桥秀和
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Abstract

本发明利用简易的结构且精度良好地测定诸如溶解于水溶液这样的各种溶液的溶质、诸如混合气体中的各气体这样的测定对象的浓度。本申请的测定系统(1)具有：光源装置(2)，其具有能够发射与浓度的测定对象对应的特定波长的发光元件(21)；分光装置(4)，其使经由测定对象而接收到的光分光；温度测定部(6)，其测定流经流通池(3)的测定对象的温度；以及浓度测定部(52)，其基于表示针对光的每个波长而预先测定出的溶剂的吸光度与溶剂的温度的相关性的对应信息、分光后的特定波长的光的强度以及由温度测定部(6)测定出的温度，测定溶液中的测定对象的浓度。

Description

测定装置以及测定方法
技术领域
本发明涉及一种测定溶液以及气体的浓度的测定装置以及测定方法。
背景技术
以往，已知有使用光来测定浓度、浊度这样的测定对象的物理性质的技术。作为这样的技术的一个例子，已知有将发光二极管发射的光照射至水、气体这样的测定对象，根据发光二极管发射的光的强度和经由测定对象接收到的光的强度对测定对象的浓度、浊度进行测定的技术。另外，为了提高这样的测定精度，提出了根据发光二极管的温度来校正气体的浓度的技术、根据水的温度来校正浊度的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2013－541019号公报
专利文献2：日本专利实全S61－004835号公报
专利文献3：日本专利特愿2019―022041号
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述现有技术中，有提高测定水溶液的浓度的精度的空间。
近年来，已知有使用光来测定半导体的蚀刻液、清洗液这样的水溶液中的溶质的浓度的技术，对于这样的蚀刻液、清洗液的浓度测定，要求高的测定精度。为了利用易于进行这样的浓度测定的结构来精度良好地进行测定，申请人提出了如下手法：具有发射特定波长的光的发光元件和使特定波长的光从经由水溶液接收到的光分光的法布里-珀罗型的分光装置，根据发光元件发射的特定波长的光的强度和分光装置分光后的特定波长的光的强度来计算水溶液的吸光度，根据计算出的吸光度来测定水溶液的浓度。
然而，水的吸光度的温度特性存在波长依赖性。因此，在只是根据水溶液的温度而校正浓度的情况下，不能说能够精度良好地测定水溶液的浓度，有提高精度的空间。
此外，考虑利用与上述现有技术同样的结构，除了测定水溶液的浓度以外，还测定各种溶质溶解后的溶液中的浓度的方案。然而，在上述现有技术中，不能说能够利用简易的结构精度良好地测定各种溶液中的溶质的浓度。
本申请是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于利用简易的结构精度良好地测定溶解于水溶液这样的各种溶液的溶质的浓度。
用于解决课题的技术手段
本申请提供一种测定装置，该测定装置的特征在于，具有：光源部，其具有能够发射与浓度的测定对象对应的特定波长的发光元件；分光部，其使经由溶解有测定对象的溶液而接收到的光分光；温度测定部，其测定溶液的温度；以及浓度测定部，其基于对应信息、由分光部分光后的特定波长的光的强度以及由温度测定部测定出的温度，测定溶液中的测定对象的浓度,所述对应信息表示针对光的每个波长而预先测定出的溶液中的溶剂的吸光度与溶剂的温度的相关性。
另外，在上述测定装置中，也可以是分光部使经由溶解有测定对象的水溶液而接收到的光分光，温度测定部测定水溶液的温度，浓度测定部基于对应信息、由分光部分光后的特定波长的光的强度以及由温度测定部测定出的温度，测定水溶液的浓度,所述对应信息表示针对光的每个波长而预先测定出的水的吸光度与水的温度的相关性。
另外，在上述测定装置中，也可以是光源部具有能够发射多个特定波长的发光元件，分光部使各特定波长的光分光，浓度测定部基于针对各特定波长而预先测定出的对应信息所表示的相关性、由分光部分光后的各特定波长的光的强度以及由温度测定部测定出的温度，测定溶液中的测定对象的浓度。
另外，也可以是上述测定装置还具有测定发光元件所具有的正向电压的正向电压测定部，浓度测定部基于对应信息、由正向电压测定部测定出的正向电压、由分光部分光后的特定波长的光的强度以及由温度测定部测定出的温度，测定溶液中的测定对象的浓度。
另外，在上述测定装置中，也可以是浓度测定部基于由正向电压测定部测定出的正向电压来推测发光元件发出的特定波长的光的强度，基于对应信息和由温度测定部测定出的温度来校正由分光部分光后的特定波长的光的强度，基于推测出的光的强度和校正后的光的强度来计算溶液的吸光度，基于计算出的吸光度对测定对象的浓度进行测定。
另外，在上述测定装置中，也可以是浓度测定部基于正向电压的值来推测发光元件的温度，基于推测出的温度来推测发光元件发出的特定波长的光的强度。
另外，在上述测定装置中，也可以是光源部在使发光元件点亮的情况下，对发光元件供给规定值的电流，正向电压测定部使用比规定值低且能够确保温度的测定所需的稳定性的值的电流来测定发光元件的正向电压。
另外，在上述测定装置中，也可以是分光部具有使经由测定对象而接收到的光分光的分光器和测定由分光器分光后的光的强度的受光元件，浓度测定部基于在点亮发光元件时受光元件测定出的光的强度，对测定对象的浓度进行测定。
另外，在上述测定装置中，也可以是分光部具有法布里-珀罗型的分光器。
另外，在上述测定装置中，也可以是温度测定部测定从发光元件至分光部为止的光路上的溶液的温度。
另外，在上述测定装置中，也可以是温度测定部基于测定出溶液的温度的位置与光路上的位置关系，根据测定出的温度来推测光路上的溶液的温度。
另外，在上述测定装置中，也可以是温度测定部基于由设置于光路的附近的检测装置检测到的信息，测定溶液的温度。
另外，在上述测定装置中，也可以是温度测定部测定发光元件点亮时的溶液的温度。
发明的效果
根据上述测定装置，能够考虑针对光的每个波长而预先测定出的测定对象中的溶剂的吸光度与溶剂的温度的相关性，校正测定出的特定波长的光的强度，基于校正后的强度，测定溶液中的测定对象的浓度。换言之，测定装置能够对测定对象中的溶剂的吸光度，使用针对特定波长与温度的每个组合而不同的校正系数来校正基于测定结果计算的测定对象中的溶剂的吸光度，基于校正后的吸光度对测定对象的浓度进行测定。其结果是，测定装置能够进一步提高浓度的测定精度。
附图说明
图1为对实施方式中的测定手法进行说明的图。
图2为表示实施方式中的测定系统的概要的图。
图3为表示实施方式的测定系统的功能结构的一个例子的图。
图4为表示实施方式的对应信息的一个例子的图。
图5为表示实施方式的测定系统生成对应信息时的动作时机的一个例子的流程图。
具体实施方式
接下来，参考附图，对实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对在各实施方式中共同的构成要素附加相同的参考符号，省略重复的说明。此外，在以下的说明中，对测定装置执行的浓度的测定手法的原理进行说明，之后对使用LED等发光元件的正向电压来进一步提高浓度的测定精度的处理进行说明。
[关于测定手法的原理]
已知有作为半导体的清洗液、蚀刻液而使用盐酸、硝酸、磷酸、氢氧化铵、过氧化氢等水溶液，基于水溶液的吸光度来测定水溶液的浓度的技术。简单来说，将光照射至水溶液，使该透射的光在两个以上的光的波长上分光，测定光强度，从而计算浓度。更具体而言，根据光源发射的光的强度和从透射的光分光后的光的强度，计算水溶液的吸光度，基于计算出的吸光度来进行浓度的计算。
作为用于这样的浓度测定的光源，使用钨灯等卤素灯，但卤素灯的寿命短，所以花费更换的工夫。另外，卤素灯发射的每个频谱的光强度分布因经年劣化等而逐渐变化，吸光度的计算精度下降。因此，需要以卤素灯在短期间发射的光的波谱为基准(基线)而重新获取。
另一方面，在作为光源而使用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的情况下，寿命比卤素灯长，所以能够削减更换的工夫。然而，即便作为光源而使用了LED，也需要与钨灯同样地获取基线。另外，LED发射的光的波长的区域窄，所以浓度的测定对象被限制。
在此，被认为只要在预先了解溶解于水溶液的溶质为何种的情况下，发射包含在溶质的浓度测定中被认为适当的波长(特征性地呈现吸光度现象的波长。以下，记载为“特定波长”)的光的波段的光，使经由水溶液接收到的光分光成特定波长的光，就能够精度良好地实现溶质的浓度测定。着眼于这点，得出如下结论：使用小型且廉价但能够分光的波长区域比较窄的法布里-珀罗型的分光器，使接收到的光分光成特定波长的光，从而能够解决课题。另外，得出如下点：选定具有对于溶质最佳的特性的LED作为光源，从而能够使得不需要如钨灯那样具有宽至所需以上的波长频域的光源。
以下，使用图1，对实施方式中的测定手法进行说明。图1为对实施方式中的测定手法进行说明的图。在图1所示的例子中，概念性地表示测定溶解于水溶液等这样的液体的样本的溶质的浓度的测定系统1的结构。
例如，测定系统1具有光源装置2、流通池3、分光装置4以及测定装置5。
光源装置2为能够投射光的光源装置，例如由LED等光源实现。例如，光源装置2依照由测定装置5进行的控制，发射包含规定的特定波长的光。这样由光源装置2发射的光沿着光路OP，经由流通池3传递至分光装置4。
在此，光源装置2只要具有能够发射包含与1个或者要同时测定浓度的溶质分别对应的特定波长的波段的光的光源即可。即，光源装置2只要具有能够用在测定对象的测定中所需足够的强度(例如，照度)发射与测定对象对应的特定波长的光的光源即可。例如，光源装置2能够由半值宽度为100纳米左右的LED实现，在溶质为氨以及过氧化氢的情况下，为至少能够用足够的强度输出1500纳米至1600纳米的波段的光的光源即可。
举出一个例子，光源装置2具有1550纳米左右的中心波长，使用半值宽度为100纳米左右的LED等发光元件21来发射光即可。此外，光源装置2能够将分光装置4能够分光而取入的波长的光作为特定波长，发射包含这样的特定波长的波长宽度的光即可。换言之，光源装置2使用将能够按照预先设定的目标精度实现测定对象的吸光度(甚至是浓度)的测定的波长作为特定波长并发射与特定波长相匹配的波长宽度的光的LED等，使光发射即可。
流通池3由相对于光源装置2发射的光透明的原材料(例如，石英玻璃等)构成，能够在内部使水溶液等样本流过。此外，流通池3也可以由试验管、槽等实现。另外，流通池3无需为整体透明的原材料，只要从光源装置2发射的光所入射的入射部分和经由样本发射所入射的光的出射部分为透明即可。
分光装置4为使特定波长的光从经由流通池3接收到的光分光，测定分光后的光的强度的装置，例如利用法布里-珀罗干涉仪(Fabry Perot Interferometer)和测定由法布里-珀罗干涉仪分光后的光的强度的受光元件来实现。
例如，分光装置4具有法布里-珀罗分光用可协调滤波器41和受光元件42。法布里-珀罗分光用可协调滤波器41为能够将能够透射的光的波长进行变更的法布里-珀罗干涉仪(Fabry Perot Interferometer)，具有平行地配置的两个半透镜。例如，法布里-珀罗分光用可协调滤波器41具有作为设置于光源装置2侧的半透镜的上部反射镜UM和作为配置于受光元件42侧的半透镜的下部反射镜DM。而且，法布里-珀罗分光用可协调滤波器41控制上部反射镜UM与下部反射镜DM的间隔，从而从经由流通池3接收到的光透射与上部反射镜UM与下部反射镜DM的间隔相应的波长的光。例如，法布里-珀罗分光用可协调滤波器41依照来自测定装置5的控制，从经由样本接收到的光透射与溶质对应的特定波长的光。
受光元件42为当接收到由法布里-珀罗分光用可协调滤波器41透射的光时测定接收到的光的强度的元件，例如，由光电二极管等光电元件等实现。例如，受光元件42当接收到透射的光时，生成表示接收到的光的强度的电信号，将所生成的电信号传递至测定装置5。
测定装置5基于分光装置4接收到的光的强度，测定样本所包含的溶质的浓度。例如，测定装置5将受光元件42以在流通池3内没有样本的状态接收到的光的强度、即光源装置2发射的特定波长的光的强度设为I0而进行测定，将分光装置4以在流通池3内有样本的状态接收到的光的强度设为I1而进行测定。然后，测定装置5使用以下的式(1)，计算特定波长下的样本的吸光度A，基于计算出的吸光度A，测定样本所包含的溶质的浓度。
【式1】
A＝-log(I1/I0)…(1)
此外，测定装置5也可以计算分光装置4以在流通池3内仅有未溶解溶质的规定的溶剂的状态接收到的光的强度与分光装置4以在流通池3内有溶质溶解于规定的溶剂的溶液的状态接收到的光的强度的比率的对数，计算使计算出的对数的符号反转后的值，作为溶质相对于溶剂的吸光度。
[关于浓度的测定手法的一个例子]
以下，对基于样本的吸光度来测定样本所包含的溶质的浓度的处理的一个例子进行说明。此外，在以下的说明中，对将氨(NH3)以及过氧化氢(H2O2)的水溶液作为样本的例子进行说明，但实施方式并不限定于此。测定装置5可以根据包含任意的溶质的样本的吸光度来计算溶质的浓度的计算。例如，测定装置5也可以针对仅作为溶质的水的透射光的强度，取与样本的透射光的强度的比例的对数，将使符号反转后的值设为样本的吸光度。
例如，氨在1530纳米附近具有吸光度的波峰，过氧化氢溶液在1500纳米至1850纳米的范围持续平缓的波峰。因此，作为氨以及过氧化氢溶解后的水溶液的样本的吸收频谱被认为在氨水溶液的吸光度的波峰附近和过氧化氢溶液的吸光度的波峰附近这两个部位具有波峰。
在此，测定装置5选择两个特定波长，根据所选择的特定波长下的样本的吸光度分别测定氨以及过氧化氢的浓度。例如，测定装置5以不易受到药水的影响的1500纳米为基准，将1530纳米以及1600纳米附近的波长的光作为特定波长。更具体而言，测定装置5针对样本所包含的每个溶质，选择呈现溶质的吸光度的波峰的波长，作为特定波长。然后，测定装置5测定所选择的特定波长下的样本的吸光度，根据测定出的吸光度来计算样本所包含的各溶质的浓度。
例如，将氨水溶液的吸收波峰附近的波长设为特定波长λ1，将过氧化氢溶液的吸收波峰附近的波长设为特定波长λ2，将氨的浓度设为[NH3]，将过氧化氢的浓度设为[H2O2]。在此，根据朗伯－比尔(Lambert－Beer)定律，若光路长为恒定，则样本的吸光度与样本所包含的溶质的浓度成比例，所以当将特定波长λ1下的样本的吸光度设为A1，将特定波长λ2下的样本的吸光度设为A2时，会得到以下的式(2)以及(3)。此外，式(2)的系数a为特定波长λ1下的氨的吸光系数，式(2)的系数b为特定波长λ1下的过氧化氢的吸光系数。另外，式(3)的系数c为特定波长λ2下的氨的吸光系数，式(3)的系数d为特定波长λ2下的过氧化氢的吸光系数。
【式2】
A1＝a[NH3]+b[H2O2]…(2)
【式3】
A2＝c[NH3]+d[H2O2]…(3)
在此，若将式(2)、式(3)变形成1个矩阵公式，则能够得到以下的式(4)。在此，式(4)所示的P如式(5)所示为吸光系数的矩阵。此外，在以下的说明中，有时将P记载为系数矩阵。
【式4】
Figure BDA0002929027780000091
【式5】
Figure BDA0002929027780000092
因而，测定装置5能够根据特定波长λ1下的样本的吸光度A1和特定波长λ2下的样本的吸光度A2，通过以下的式(6)来求出氨的浓度[NH3]以及过氧化氢的浓度[H2O2]。
【式6】
Figure BDA0002929027780000093
[关于使用光源的温度来提高测定精度的处理的原理]
在此，发光元件发射的光的强度随着发光元件的温度变高而下降。另外，在发光元件发射的光中，强度最高的波长(成为波峰的波长)随着发光元件的温度变高而向更长的波长侧过渡。这样，关于发光元件发射的光的强度，因环境温度变化而发光元件的温度发生变化，所以浓度的推测精度有下降之虞。
在为了校正因这样的温度的变化而从发光元件发射的光的强度的变化而使在发光元件中流过的电流值变化的情况下，必须伴随周围温度的上升而使更大的电流流过，会缩短发光元件的寿命。另外，发光元件自身及其周边的温度(以下，总称为“周边温度”)与从发光元件发射的光的强度的相关性针对每个发光元件而不同，所以需要针对每个发光元件而预先测定相关性。然而，为了使周边温度变化，会花费大量的时间，花费工夫。进而，根据测定装置5的设置场所，有时还难以使周边温度变化。
另一方面，发光元件具有使恒定的电流流过时的正向电压(Vf)因周围温度变动而变动的特性。换言之，发光元件当使电流(正向电流)从阳极流向阴极时，仅正向电压具有电压下降的特性，这样的正向电压因周围温度变化而变化。
因而，测定系统1基于光源中的正向电压来测定光源的温度，基于测定出的温度来推测光源发射的光的光谱。然后，测定系统1基于推测出的光谱和分光装置4接收到的特定波长的光的强度，测定吸光度，使用测定出的吸光度来推测样本的浓度。
[关于使用样本的温度来提高测定精度的处理的原理]
如上所述，发光元件21等光源发射的光的频谱与光源的温度相应地变化。另一方面，样本中的吸光度不仅因温度变化而变化，还因光的波长变化而变化。
例如，在样本为由水溶液这样的溶质和溶剂构成的溶液的情况下，溶质和溶剂的吸光度与温度相应地变化，且吸光度的变化量与光的波长相应地不同。在此，在溶质的浓度低的情况下，溶质所引起的吸光度的变动与温度的情况相比，因浓度变化而更大幅度地变化。然而，在溶质的浓度低的情况下，样本中的溶剂的量变多。其结果是，关于与样本中的吸光度的温度相应的变化，溶剂所引起的原因比溶质大。另一方面，能够认为在考虑这样的溶剂所引起的与吸光度的温度相应的变化而校正基于测定结果的吸光度的情况下，能够精度更良好地测定溶质的浓度。
因而，测定装置5针对每个波长而进行基于样本的温度的校正，针对各个波长而决定系数，进行校正。更具体而言，测定装置5针对各波长，基于发光元件21的温度特定和溶剂(例如，水)的温度特定来计算样本的吸光度，基于计算出的吸光度来测定溶质的浓度。
[关于使用光源以及样本的温度来提高测定精度的处理的原理]
以下，返回至图1，对根据光源以及样本的温度来推测样本的浓度的测定手法的原理进行说明。例如，如图1所示，光源装置2具有发光元件21、低电流产生电路22、开关23、高电流产生电路24、开关25、正向电压测定电路26、温度预测部27。另外，测定装置5具有时机产生电路51以及浓度测定部52。进而，在测定系统1设置有温度测定部6。
温度测定部6测定流经流通池3的样本的温度。例如，温度测定部6获取由配置于流通池3中的、光路OP的附近的温度传感器测定出的温度，作为样本的温度。然后，温度测定部6将测定出的温度通知给测定装置5的浓度测定部52。此外，温度测定部6也可以通过任意的手法来测定流经流通池3的样本的温度。例如，温度测定部6也可以将与流经流通池3之前的样本接触的温度传感器测定出的温度作为样本的温度而通知给浓度测定部52。另外，温度测定部6也可以获取由设置于光路上的温度传感器测定出的温度，作为样本的温度。另外，温度测定部6也可以根据从测定样本的温度的位置至光路OP为止的位置关系，进行温度传感器测定出的温度的校正。即，温度测定部6只要获取由设置于任意的位置的温度传感器测定出的温度，作为样本的温度即可。
发光元件21为当被供给电流时会发光的半导体元件，例如由发光二极管实现。在此，发光元件具有使恒定的电流流过时的正向电压(Vf)因周围温度变动而变动的特性。换言之，发光元件21当使电流(正向电流)从阳极流向阴极时，仅正向电压具有电压下降的特性，这样的正向电压因发光元件21的温度变化而变化。
因而，在测定系统1中，基于发光元件21所具有的正向电压的值，确定发光元件21的温度。例如，在流经发光元件21的电流为恒定的情况下，发光元件21的温度越高，则正向电压越低，温度越低，则正向电压越高。因而，测定系统1测定在发光元件21中使恒定的电流流过时的正向电压的值，基于测定出的正向电压的值来确定发光元件21的温度。
例如，测定系统1预先测定发光元件21中的正向电压与温度的相关性(例如，用于在某个电流值下的正向电压的值与温度的值具有线性的相关性的情况下，将正向电压变换为温度的值的系数这样的参数)。举出更具体的例子，测定系统1保持在光源装置2的工厂出货时等决定的参数，该参数基于将发光元件21保持为规定的温度时的正向电压的值和此时测定出的正向电压的值而决定。然后，测定系统1使用在浓度测定时测定出的发光元件21的正向电压的值和保持的参数，确定发光元件21的温度。
此外，这样的参数既可以为针对每个发光元件21而进行测定的参数，也可以为各光源装置2共同使用的参数，但发光元件21的温度特性针对每个产品而存在偏差，所以最好针对每个个体而决定。
此外，这样的发光元件21的温度特性不仅因周围的温度变化而变化，还因发光元件21自身的自我发热变化而变化。另外，LED等发光元件的寿命比卤素灯长，但点亮时间越长或使越大的电流流过，则越劣化，从电力向光的变换效率下降，结果是，在使相同值的电流流过时发射的光变暗。为了避免这样的问题，测定系统1使用微弱的电流(后述“低电流”)，测定发光元件21的正向电压的值，根据测定出的正向电压的值来测定发光元件21的温度。即，测定系统1根据与所谓的二极管温度计同样的原理，测定发光元件21(即，二极管自身)的温度。此外，测定系统1也可以除了进行上述处理以外，还进行增益校正等处理。
低电流产生电路22为用于产生为了测定发光元件21所具有的正向电压而使用的微小的电流值的电流的电路，为用于以使比规定值低的值的电流在发光元件21中流过的方式对发光元件21施加电压的电路。此外，在以下的说明中，将由低电流产生电路22产生的电流记载为“低电流”。另外，开关23为用于将低电流产生电路22产生的电流供给至发光元件21的开关。例如，开关23依照由时机产生电路51进行的控制，将由低电流产生电路22产生的低电流传递至发光元件21。
高电流产生电路24为用于使为了使发光元件21点亮而使用的电流产生的电路，为用于以使比规定值高的值的电流在发光元件21中流过的方式对发光元件21施加电压的电路。此外，在以下的说明中，将由高电流产生电路24产生的电流记载为“高电流”。另外，开关25为用于将高电流产生电路24产生的电流供给至发光元件21的开关。例如，开关25依照由时机产生电路51进行的控制，将由高电流产生电路24产生的高电流传递至发光元件21。
在此，在为了测定发光元件21的正向电压而使大的电流值的电流流过的情况下，有使发光元件21劣化，缩短寿命之虞。另外，当在发光元件21中使大的电流值的电流流过的情况下，发光元件21的温度本身发生漂移，测定精度恶化。因此，在测定发光元件21的正向电压时使用的低电流最好为比期待分光所需的近红外发光的高电流尽量低的值。另一方面，在低电流的电流值过低的情况下，例如，测定的正向电压因周围的电路所引起的漏电流、噪声等而变得不稳定，温度的测定精度恶化。
因而，低电流产生电路22使比高电流产生电路24产生的高电流低且能够确保温度的测定所需的稳定度的电流值的电流作为低电流而产生。例如，低电流产生电路22使比高电流低的值的电流作为低电流而产生，该电流为作为确保温度的测定所需的稳定度的值而根据测定结果等预先决定的值的电流。换言之，高电流产生电路24使第1规定值的电流产生，低电流产生电路22使第2规定值的电流产生，该第2规定值的电流为比第1规定值低的值的电流，并被推定为温度的测定精度满足规定的条件。
正向电压测定电路26使用低电流产生电路22产生的低电流，测定发光元件21的正向电压。例如，正向电压测定电路26测定在流过低电流时在发光元件21中下降的电压作为正向电压，将测定出的正向电压的值输出至温度预测部27。
此外，正向电压测定电路26输出的正向电压的值用于温度的预测。因此，正向电压测定电路26输出的正向电压的精度有助于预测的温度的精度甚至是测定的浓度的精度。因此，正向电压测定电路26以考虑了测定浓度时的精度的精度来测定正向电压。
例如，为了使浓度的推测精度收敛于百分之±0.1以下而需要将温度的相对精度抑制至0.03℃以下，结果是，正向电压的测定精度需要抑制至±20微伏以下。为了保持这样的测定精度，例如，需要以使有效分辨率成为100000以上的方式，测定两伏的正向电压。因而，正向电压测定电路26例如使用具有17比特以上的有效分辨率的AD(Analog－to－Digital，模数)转换器，输出测定出的正向电压的电压值。举出更具体的例子，正向电压测定电路26使用变换时间长的ΔΣ型的AD转换器。此外，上述例子仅仅为一个例子，例如，也可以进行1伏以下的正向电压的测定。这样，有效分辨率因根据何种程度的精度来测定何种程度的正向电压而变化，使用实现这样的有效分解的电路来进行正向电压的测定即可。
温度预测部27基于由正向电压测定电路26测定出的正向电压的值来预测发光元件21的温度。例如，温度预测部27使用设定有基于预先测定出的发光元件21的温度与发光元件21的正向电压的相关性的系数的方程、表格等，根据由正向电压测定电路26测定出的正向电压来预测发光元件21的温度。然后，温度预测部27将预测出的温度通知给浓度测定部52。
时机产生电路51控制开关23以及开关25，从而在发光元件21中使高电流或者低电流流过。例如，时机产生电路51使开关25成为接通，使开关23成为关断，从而在发光元件21中使高电流流过，使发光元件21点亮。其结果是，从发光元件21发射的光经由流通池3传递至分光装置4，分光装置4使特定波长的光分光。另一方面，时机产生电路51使开关25成为关断，使开关23成为接通，从而在发光元件21中使低电流流过。其结果是，正向电压测定电路26测定发光元件21的正向电压。
此外，时机产生电路51可以以任意的模式使高电流或者低电流在发光元件21中流过，在适当的时机使这样的高电流以及低电流流过，从而能够实现测定精度的提高、发光元件21的寿命提高。此外，关于这样的模式的具体的例将在后面叙述。
浓度测定部52基于由温度预测部27预测出的温度、由温度测定部6测定出的样本的温度以及由受光元件42测定出的特定波长的光的强度，测定样本的吸光度，根据测定出的吸光度来推测溶质的浓度。
例如，浓度测定部52根据由温度预测部27预测出的温度，推测发光元件21发射的光的光谱。举出更具体的例子，浓度测定部52基于预先测定出的温度与光谱的相关性，根据由温度预测部27预测出的温度，推测发光元件21发射的光的光谱。然后，浓度测定部52确定推测出的光谱中的特定波长的光的强度。
例如，测定装置5预先在没有样本的状态下使发光元件21点亮，测定(扫描)在分光装置4中接收到的光的各波长下的强度，从而测定发光元件21发射的光的频谱。此外，测定装置5也可以仅对于在测定样本的浓度时使用的多个特定波长，测定在没有样本的状态下发光元件21发射的光的强度。另外，测定装置5根据发光元件21的正向电压，测定发光元件21的温度。然后，测定装置5将测定出的发光元件21的光的频谱与发光元件21的温度对应起来保持。
在此，在测定样本的浓度时，测定装置5根据发光元件21的正向电压，作为发光元件21的温度而测定出25℃。在这样的情况下，测定装置5基于事先获取到的频谱与温度的关系，预测在测定出的25℃的温度下发光元件21发射的光的频谱。
接着，测定装置5根据由温度测定部6测定出的样本的温度，确定样本中的特定波长的吸光度的校正量。例如，测定装置5保持将基于样本中的溶剂(例如，水)的温度和该温度的水的吸光度计算出的校正量与每个波长对应起来的对应信息。接着，测定装置5针对每个特定波长而确定与在浓度测定时测定出的样本的温度对应的校正量。
另外，测定装置5基于与样本的温度相应的校正量，校正在浓度的测定时中由分光装置测定出的特定波长的光的强度。然后，测定装置5基于被推测为发光元件21发射的光的频谱和校正后的光的强度，测定样本的吸光度。
例如，测定装置5根据发光元件21的正向电压来预测发光元件21的温度，根据与预测出的温度对应的光谱来推测各特定波长(例如，λt)下的光的强度(以下，有时记载为“出射强度”)。另一方面，测定装置5针对分光装置4测定出的各特定波长的光的强度，计算应用了与溶剂的温度(即，样本的温度)与特定波长的组合相应的校正量的光的强度(以下，有时记载为“受光强度”)。例如，当将特定波长λt下的受光强度记载为I(λt)，将与特定波长λt以及溶剂的温度T相应的校正量记载为X(λt，T)时，测定装置5将I(λt)×X(λt，T)的值作为校正后的特定波长λt的受光强度(以下，有时记载为“校正强度”)。
然后，测定装置5基于出射强度与受光强度之差，计算样本的吸光度，基于计算出的吸光度，测定样本中的溶质的浓度。更具体而言，测定装置5基于特定波长即λt下的吸光度与其它波长λi下的吸光度的相对的比较结果，测定样本所包含的溶质的浓度。即，测定装置5分别计算特定波长和其它波长下的吸光度，根据计算出的吸光度，使用式(6)等来计算样本的吸光度。
这样，测定装置5基于针对光的每个波长而预先测定出的溶液中的溶剂的吸光度与溶剂的温度的相关性，校正分光后的特定波长的光的强度，基于校正后的强度，对测定对象的浓度进行测定。因此，测定装置5能够考虑与温度与波长的组合相应地变化的溶剂的吸光度，测定溶质的浓度，所以能够提高浓度的测定精度。
[实施方式]
以下，使用图2，对使用上述测定手法来测定样本的浓度的实施方式的一个例子进行说明。图2为表示实施方式中的测定系统的概要的图。在图2所示的例子中，测定系统100具有光源装置110、流通池120、分光装置130、温度传感器140以及测定装置200。
例如，在图2所示的例子中，测定系统100设置于半导体的制造线等，具有以半导体的清洗液为样本而实时地测定样本的浓度的功能。例如，测定系统100测定从清洗液供给装置CP向清洗装置CM供给的清洗液的浓度。
光源装置110具有与光源装置2同样的功能，将包含与溶质对应的特定波长的光发射至流通池120。另外，光源装置110根据发光元件的正向电压来预测发光元件的温度，将预测出的温度通知给测定装置200。流通池120为样本流经的流通池。例如，在图2所示的例子中，在流通池120的内部容器中，从清洗液供给装置CP向清洗装置CM供给的半导体的清洗液作为样本而流过。分光装置130具有与分光装置4同样的功能，使用法布里-珀罗分光器，从经由流通池接收到的光中使特定波长的光分光。
温度传感器140具有与温度测定部6同样的功能，测定流经流通池120的样本的温度。然后，测定装置200基于由分光装置4分光后的光的强度、预测出的发光元件的温度以及温度传感器140测定出的样本的温度，测定样本的浓度。
接着，使用图3，对光源装置110、分光装置130以及测定装置200所具有的功能结构的一个例子进行说明。图3为表示实施方式的测定系统的功能结构的一个例子的图。
在图3所示的例子中，光源装置110具有电流产生电路111、LED112以及正向电压测定部113。电流产生电路111为使在LED112中流过的电流产生的电路，例如由低电流产生电路22、开关23、高电流产生电路24以及开关25实现。LED112为光源，对应于发光元件21。例如，LED112利用由电流产生电路111产生的高电流点亮。正向电压测定部113例如为正向电压测定电路26，使用由电流产生电路111产生的低电流，测定LED112的正向电压。
此外，在图3所示的例子中，光源装置110与图1所示的光源装置2不同，未具有预测温度的功能。如后所述，在图3所示的测定系统100中，测定装置200基于LED112的正向电压来预测LED112的温度。
在图3所示的例子中，分光装置130具有法布里-珀罗分光用可协调滤波器131和受光元件132。法布里-珀罗分光用可协调滤波器131使测定装置200指示的特定波长的光从经由流通池120接收到的光中分光，将分光后的光输出至受光元件132。受光元件132例如为能够将特定波长的光变换为电信号的光电元件、光电二极管，当接收到由法布里-珀罗分光用可协调滤波器131分光后的特定波长的光时，将表示接收到的光的强度的信息输出至测定装置200。
另外，在图3所示的例子中，测定装置200具有光源控制部210、正向电压获取部220、分光控制部230、光强度获取部240、温度获取部250、输入部260、输出部270、存储部280以及控制部290。
光源控制部210为依照来自控制部290的控制而控制LED112的点亮的控制装置，例如由LED112的点亮电路等实现。另外，光源控制部210具有作为时机产生电路51的功能，以规定的模式使LED112点亮。
在此，光源控制部210并不为了测定样本的浓度而使LED112持续地点亮，而使LED112脉冲点亮对于测定样本的吸光度足够的期间。即，光源控制部210使LED112断续地点亮。这样的控制的结果是，光源控制部210能够抑制LED112的点亮时间，所以能够防止LED112的劣化，延长光源装置110的更换时期。
另外，光源控制部210在LED112中使低电流流过，使正向电压测定部113测定LED112的正向电压。然后，正向电压获取部220获取由正向电压测定部113测定出的正向电压的值。这样，光源控制部210为了预测LED112的温度，使用微弱的低电流，测定LED112的正向电压，所以能够防止与温度的预测处理相伴的LED112的劣化。
例如，光源控制部210在LED112中不使电流流过而熄灭的熄灭期间后，在时间t1使LED112点亮，所以使高电流(I1)在LED112中流过。然后，光源控制部210在经过对于样本的浓度测定足够的期间(例如，几微秒)的时间t2，使高电流停止。即，光源控制部210在时间t1至时间t2的点亮期间，使LED112点亮。
接着，光源控制部210从时间t2起使低电流(I2)在LED112中流过。即，光源控制部210在点亮期间结束后，使低电流在LED112中流过。在此，光源控制部210在比点亮期间长的期间，使低电流在LED112中流过，在时间t3，使低电流停止。即，光源控制部210在比点亮期间长的时间t2至时间t3的温度测定期间，在LED112中使低电流流过，测定LED112的正向电压。这样，光源控制部210设置比点亮期间长的温度测定期间，从而能够等待在AD变换电路中所需的滤波器电路的充分的稳定，进一步提高正向电压的测定精度。
在此，受光元件132有时即使实际上接收不到特定波长的光，仍因漏电流而输出表示接收到微弱的光的主旨的信号。因而，光源控制部210将在从时间t3至经过规定的期间为止的期间在LED112中不使电流流过的期间设置为熄灭期间。在这样的熄灭期间，分光装置130使受光元件132进行动作，将受光元件132所输出的光的强度的值、即因漏电流而产生的光的强度的值、即暗度输出至测定装置200。这样的暗度的值用于进一步校正受光元件132接收到的特定波长的光的强度。
之后，光源控制部210在从时间t3起经过规定的期间的时间t4，再次使高电流在LED112中流过，使LED112点亮，在经过规定的期间之后，再次使低电流在LED112中流过，之后，设置在LED112中不使电流流过的期间。即，光源控制部210以重复在LED112中使高电流流过而点亮的点亮期间、在LED112中使低电流流过的温度测定期间以及在LED112中不使电流流过的熄灭期间的方式，控制LED112。
正向电压获取部220获取由正向电压测定部113测定出的正向电压的值。例如，正向电压获取部220在光源控制部210在LED112中使低电流流过的温度测定期间，获取正向电压测定部113测定出的正向电压的值。
分光控制部230为依照来自控制部290的控制而控制分光装置130的控制装置，例如由分光装置130的控制电路实现。例如，分光控制部230控制在分光装置130的法布里-珀罗分光用可协调滤波器131所具有的上部反射镜与下部反射镜之间施加的电压，从而适当地控制法布里-珀罗分光用可协调滤波器131透射的光的波长、即受光元件132接收的光的波长。
在此，分光控制部230也可以在使用多个特定波长来推测浓度的情况下，以在光源控制部210在LED112中使高电流流过的点亮期间，使受光元件132接收各特定波长的光的方式，进行法布里-珀罗分光用可协调滤波器131的控制。另外，分光控制部230也可以以每当光源控制部210在LED112中使高电流流过时使受光元件132接收不同的特定波长的光的方式，进行法布里-珀罗分光用可协调滤波器131的控制。
光强度获取部240为用于获取表示受光元件132接收到的光的强度的值的控制装置，例如由受光元件132的控制电路实现。例如，光强度获取部240当从受光元件132受理表示光的强度的电信号时，将接受到的电信号变换为表示光的强度的数值，将变换后的数值通知给控制部290。
温度获取部250获取流经流通池120的样本的温度。例如，温度获取部250依照来自控制部290的控制，使用以与流通池120接触的方式设置的温度传感器140，获取样本的温度。然后，温度获取部250将表示获取到的温度的信息输出至控制部290。
输入部260为受理来自利用者的操作的输入装置，例如由键盘、鼠标等实现。另外，输出部270为用于输出利用测定装置200得到的测定结果的输出装置，例如由液晶监视器、打印机等实现。
存储部280为存储各种信息的存储装置，例如由RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、闪存存储器(Flash Memory)等半导体存储器元件、或者硬盘、光盘等存储装置实现。例如，在存储部160中，登记各种测定日志、针对作为测定对象的溶质(例如，氨、盐酸或者过氧化氢等)与每个特定波长的每个组而预先设定的吸光系数、系数矩阵等。
进而，在存储部280中，登记有表示预先测定出的LED112的温度与LED112发射的特定波长的光的强度的相关性的基线数据281。例如，光源装置110所具有的LED112的温度与LED112发射的特定波长的光的强度的关系针对每个LED112而存在个体差。因而，测定装置200在样本的浓度的测定之前，进行基线数据281的制作，将制作出的基线数据281登记于存储部280。
例如，测定装置200以在流通池120中未流过样本的状态使LED112点亮，且使用分光装置130来测定各波长的光的强度。另外，测定装置200使用正向电压测定部113，测定LED112的正向电压，基于测定出的正向电压来预测LED112的温度。然后，测定装置200基于预测出的温度和光的强度，推测LED112的光谱，将表示推测出的光谱的信息作为基线数据281而登记。此外，测定装置200也可以使在LED112中流过的电流的电流值、时间发生变化，从而使LED112的温度适当地变化，进行各温度下的光谱的推测。另外，基线数据281例如也可以为多个测定装置200共用的数据。
进而，在存储部280中登记有表示针对光的每个波长而预先测定出的溶液中的溶剂的吸光度与溶剂的温度的相关性的对应信息282。例如，在样本为水溶液的情况下，在存储部280中登记有针对每个特定波长而登记有用于根据水温来校正受光强度的校正值的对应信息282。
例如，图4为表示实施方式的对应信息的一个例子的图。如图4所示，在对应信息282中，“测定波长”、“温度”以及“校正值”对应起来登记。此外，在对应信息282中，也可以除了图4所示的信息以外，任意的信息也对应起来登记。
例如，在图4所示的例子中，测定波长“波长#1”、温度“温度#1”以及校正值“校正值#1”对应起来登记。这样的信息在测定出的光的波长为“波长#1”，水温为“温度#1”的情况下，表示针对“波长#1”的光的受光强度的校正值为“校正值#1”的意思。此外，在图4所示的例子中，记载有“波长#1”、“温度#1”、“校正值#1”这样的概念性的值，但实际上会登记表示波长、温度以及校正值的数值。
此外，对应信息282针对每个样本中的溶剂而预先设定。例如，用于校正水所具有的吸光度的波长依赖性以及温度依赖性的对应信息282例如根据针对波长与水温的每个组合而预先测定出的水的吸光度、吸光度的变化预先计算，针对作为产品的测定装置200而预先登记。
控制部290通过由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、MPU(MicroProcessing Unit，微处理单元)等处理器将RAM等作为作业区域，执行存储于测定装置200内部的存储装置的各种程序而实现。另外，控制部290也可以由ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等集成电路实现。
在图3所示的例子中，控制部290具有光强度获取部291、温度测定部292、浓度测定部293以及提供部294。
光强度获取部291获取受光元件132接收到的特定波长的光的强度。例如，光强度获取部291当从输入部260受理测定溶质等这样的浓度的对象(测定对象)的选择时，从经由样本的光获取与选择的测定对象对应的特定波长的光强度。
例如，在氨和过氧化氢被选择的情况下，光强度获取部291选择与氨对应的特定波长以及与过氧化氢对应的特定波长。然后，光强度获取部291控制光源控制部210，使LED112断续地点亮。例如，光强度获取部291经由光源控制部210控制电流产生电路111，使高电流产生，使LED112发射包含特定波长的光。另外，光强度获取部291经由分光控制部230控制法布里-珀罗分光用可协调滤波器131，使与氨对应的特定波长的光和与过氧化氢对应的特定波长的光从分光装置130经由样本接收到的光分光。然后，光强度获取部291经由光强度获取部240获取分光后的特定波长的光的强度。即，光强度获取部291在光源控制部210使电流产生电路111产生高电流的点亮期间，获取分光装置130接收到的特定波长的光的强度。
另外，光强度获取部291在作为在LED112中未流过电流的期间的熄灭期间，获取受光元件132输出的信号。
温度测定部292测定LED112的温度。例如，温度测定部292在点亮期间之后，经由光源控制部210控制电流产生电路111，使低电流产生。然后，温度测定部292经由正向电压获取部220获取正向电压测定部113测定出的正向电压的值，基于获取到的正向电压的值，预测发光元件的温度。另外，温度测定部292每当光源装置110使LED112熄灭时获取在比点亮期间长的温度测定期间使用低电流测定出的正向电压的值。
接着，温度测定部292根据获取到的正向电压来预测LED112的温度。即，温度测定部292预测测定出正向电压的温度测定期间的刚刚之前的点亮期间中的LED112的温度。例如，温度测定部292也可以基于预先测定出的LED112的温度与正向电压的对应关系，根据获取到的正向电压来预测LED112的温度。另外，温度测定部292既可以预测绝对的温度，也可以预测LED112的温度变动多少这样的相对的温度。关于根据这样的正向电压来预测LED112的温度的具体的处理，能够应用各种公知的预测技术。
浓度测定部293基于分光后的特定波长的光的强度、由温度测定部292预测出的温度以及由温度获取部250获取到的样本的温度，对测定对象的浓度进行测定。例如，浓度测定部293从温度测定部292获取预测出的LED112的温度。另外，浓度测定部293根据预测出的LED112的温度，使用基线数据281，预测LED112发射的光的光谱。然后，浓度测定部293根据预测出的光谱来推测LED112发射的各特定波长的光的强度。
另外，浓度测定部293从光强度获取部291获取分光装置130分光后的各特定波长的光的强度的值。另外，浓度测定部293基于对应信息和由温度获取部250测定出的温度，校正分光后的特定波长的光的强度。然后，浓度测定部293基于推测出的光的强度和校正后的光的强度，计算溶液的吸光度，基于计算出的吸光度，对测定对象的浓度进行测定。
例如，浓度测定部293参考对应信息282，针对各特定波长，确定与温度获取部250获取到的温度对应起来的校正值。然后，浓度测定部293使用所确定的校正值，校正由分光装置130分光后的各特定波长的光的强度、即受光强度。然后，浓度测定部293基于与根据正向电压预测出的LED112的温度对应的特定波长的光的出射强度以及校正后的受光强度，计算特定波长下的样本的吸光度。即，浓度测定部293根据计算出的吸光度，测定各溶质(例如，氨和过氧化氢)的浓度。
更具体而言，浓度测定部293使用上述式(6)，根据测定出的各特定波长下的吸光度A1、A2来计算各溶质的浓度。即，浓度测定部293根据基于将各测定对象的浓度变换为特定波长下的吸光度的吸光系数的矩阵和基于测定出的特定波长的光的强度的吸光度，计算各测定对象的浓度。
提供部294将各测定对象的浓度提供给利用者。例如，提供部294经由输出部270输出表示利用者所选择的测定对象的浓度的值。此外，提供部294例如也可以在各浓度为规定的范围外的情况下，输出警告声音、警告显示。
[实施方式中的动作时机的一个例子]
接下来，参考图5，对实施方式的测定系统100生成对应信息时的动作时机的一个例子进行说明。图5为表示实施方式的测定系统生成对应信息时的动作时机的一个例子的流程图。
例如，光源装置110使用第1电流值，在第1期间从LED112等光源发射特定波长的光(步骤S101)。例如，光源装置110在时刻t1至时刻t2所示的点亮期间，使LED112点亮，从而使包含特定波长的光的光发射。在这样的情况下，分光装置130经由测定对象接收光源发射的光(步骤S102)，使用法布里-珀罗分光用可协调滤波器131等这样的法布里-珀罗分光器，使特定波长的光分光(步骤S103)。
接着，光源装置110使用比第1电流值低的第2电流值，在比第1期间长的第2期间，测定光源的正向电压(步骤S104)。例如，光源装置110在比点亮期间长的温度测定期间(即，时刻t2至时刻t3的期间)，使低电流在LED112中流过，从而确定LED112的正向电压。在这样的情况下，测定装置200基于正向电压，预测光源的温度(步骤S105)，根据预测出的温度来推测光源发射的光的频谱(步骤S106)。
接着，测定装置200测定样本的液温(步骤S107)。然后，测定装置200在溶剂为测定出的液温时，基于针对特定波长而具有的吸光度、测定出的频谱以及分光后的光的强度，计算基于溶质的吸光度(步骤S108)。例如，测定装置200根据对应信息来确定基于在溶剂为测定出的液温时针对特定波长而具有的吸光度的校正值。接着，测定装置200基于所确定的校正值，校正在步骤S103中分光后的特定波长的光的受光强度。另外，测定装置200根据在步骤S106中推测出的光的频谱，确定光源发射的特定波长的光的出射强度。然后，测定装置200根据特定波长的光的出射强度和校正后的特定波长的光的受光强度，计算特定波长的光的吸光度。
在此，测定装置200判定是否使所有的特定波长分光(步骤S109)，在未分光的情况下(步骤S109：否)，对于未分光的特定波长，从步骤S101起重复执行处理。另一方面，测定装置200在使所有的特定波长分光的情况下(步骤S109：是)，使用将各特定波长下的吸光度变换为浓度的系数的矩阵的逆矩阵，根据计算出的吸光度来计算测定对象的浓度(步骤S110)。然后，测定装置200将计算出的浓度作为测定结果而输出(步骤S111)，结束处理。
此外，在图5所示的例子中，在由步骤S101～S108构成的一个循环(即，由点亮期间、温度测定期间以及熄灭期间构成的一个循环)内进行关于1个特定波长的测定，根据关于多个特定波长的测定结果，测定出样本的浓度。然而，实施方式并不限定于此。例如，测定装置200也可以在一个循环内的点亮期间内，进行关于所有的特定波长的吸光度的测定，根据测定结果来测定样本的浓度。即，测定装置200可以在任意的时机进行任意的数量的特定波长的吸光度的测定。
[实施方式中的效果]
如上所述，测定装置200基于在LED112中使低电流流过时的LED112的正向电压，推测LED112发射特定波长的光时的温度，根据推测出的温度来推测LED112发射的光的频谱。另外，测定装置200使用针对样本的温度与特定波长的每个组而预先设定的校正值，校正分光装置130分光后的特定波长的光的受光强度。然后，测定装置200基于校正后的受光强度和基于推测出的频谱的特定波长的光的出射强度，计算特定波长的光的吸光度，基于计算出的吸光度来测定样本中的溶质的浓度。
在这样的处理的结果是，测定装置200即使在样本中的溶剂的吸光度针对每个温度、光的每个波长而变化的情况下，也能够精度良好地计算与溶质的浓度相应的吸光度。其结果是，测定装置200能够提高测定溶质的浓度时的精度。
[实施方式的扩大]
在上述说明中，对测定样本所包含的测定对象的浓度的测定系统1、100(以下，简单地总称为“测定系统1”)进行了说明，但实施方式并不限定于此。在以下的说明中，对测定系统1执行的测定手法的变形进行说明。
[关于测定液温的位置]
测定系统1只要能够测定样本的温度，就可以使用设置于任意的位置的温度传感器来测定样本的温度。例如，测定系统1不仅可以获取由设置于流通池120的外侧的温度传感器获取到的样本的温度，也可以获取由设置于流通池的内侧的温度传感器获取到的样本的温度。另外，测定系统1例如也可以使用设置于作为样本的清洗液的罐内、清洗液供给装置CP供给清洗液的管道的温度传感器，测定样本的温度。此时，测定系统1也可以基于测定出的样本的温度，预测流经光路OP时的样本的温度，基于预测出的温度来进行校正值的决定。
[关于测定液温的时机]
在此，测定系统1也可以使用在规定的时间段获取到的液温的平均值，决定用于受光强度的校正的校正值。然而，若考虑基于样本的液温来校正受光强度这点，则最好基于在测定出受光强度时流经流通池120的样本的液温，决定校正值。因而，测定系统1也可以基于在光源装置110使LED112点亮时(即，在使高电流在LED112中流过时)温度传感器140测定出的温度，进行校正值的决定。
[关于温度测定手法]
在上述说明中，测定系统1测定发光元件21、LED112这样的光源的正向电压，基于测定出的正向电压，测定出光源的温度。然而，实施方式并不限定于此。例如，测定系统1也可以将温度计、热电偶等这样的接触型的温度测定装置设置于光源或者光源的附近，基于由温度测定装置测定出的温度，进行光源输出的光谱的推测。另外，测定系统1也可以基于由使用红外线等的非接触型的温度测定装置测定出的温度，进行光源输出的光谱的推测。即，测定系统1只要能够对测定样本的吸光度时的光源的温度进行测定(或预测)，就可以基于通过任意的手法测定出的温度来进行光源所输出的光谱的推测。
[关于温度的预测]
上述测定系统1根据光源的正向电压预测出光源的温度。在此，测定系统1也可以为了进一步提高光源的温度的预测精度，进行各种追加处理。
例如，测定系统1基于时间t2至t3的温度测定期间中的正向电压，预测光源的温度。然而，在时间t2供给至光源的电流从高电流变化为低电流，所以光源的温度有在温度测定期间逐渐下降之虞。另外，在温度测定期间，在光源中也流过低电流，所以有光源的温度因低电流变化而变化之虞。
因而，测定系统1也可以基于温度测定期间中的正向电压的变化，预测点亮期间中的光源的正向电压，根据预测出的正向电压来预测温度。例如，测定系统1也可以根据温度测定期间中的正向电压的变化量来预测时间t2的正向电压的值，使用预测出的正向电压的值来预测光源的温度。
另外，测定系统1也可以使用从作为点亮期间的末端的时间t2起经过规定的时间时的正向电压，预测光源的温度。即，测定系统1也可以使从在光源中流过的高电流停止起至测定温度为止的期间统一化，从而更加提高温度的预测精度。
另外，测定系统1例如也可以确定点亮期间中的受光元件输出表示特定波长的光的强度的信号的时机，根据温度测定期间中的正向电压的变化来推测所确定的时机的光源的温度。
此外，测定系统1最好考虑空调、样本的温度所引起的光源的温度变化，每当点亮期间都重新测定正向电压，根据重新测定出的正向电压来推测光源的温度。然而，实施方式并不限定于此，例如，测定系统1也可以每当进行规定的次数的点亮期间时，重新测定正向电压，根据重新测定出的正向电压来推测光源的温度。
[关于浓度的推测]
在此，测定系统1也可以当在1次的点亮期间测定1个特定波长的光的强度的情况下，针对要测定的每个特定波长而重复执行上述各处理。例如，测定系统1在第1次点亮期间测定第1特定波长的强度，且预测第1次点亮期间中的光源的温度。然后，测定系统1根据预测出的温度来推测光源发射的光的光谱，基于推测出的光谱和测定出的第1特定波长的强度来测定第1特定波长的吸光度。
接着，测定系统1在第2次点亮期间测定第2特定波长的强度，且预测第2次点亮期间中的光源的温度。然后，测定系统1根据预测出的温度来推测光源发射的光的光谱，基于推测出的光谱和测定出的第2特定波长的强度，测定第2特定波长的吸光度。然后，测定系统1也可以根据测定出的各特定波长的吸光度来推测测定对象的浓度。
另一方面，测定系统1也可以在1次的点亮期间测定多个特定波长的光的强度。在这样的情况下，测定系统1也可以根据预测出的光源的温度来进行光谱的推测，且根据推测出的光谱分别推测光源所输出的各特定波长的光的强度。
另外，测定系统1也可以基于测定出的温度的历史对测定对象的浓度进行测定。例如，测定系统1也可以计算最近预测出的温度的历史的平均值、移动平均等，将计算出的值用作所测定的光源的温度。
此外，在上述实施方式中，以使样本流经的流通池120与光源装置110密贴的方式设置。因此，有因流通池120的温度、流经流通池120的样本的温度变化而光源的温度发生变化之虞。因而，测定系统1也可以测定流通池120、样本的温度，考虑测定出的温度，推测测定对象的浓度。例如，测定系统1也可以基于流通池120、样本的温度，校正根据正向电压推测的光源的温度，基于校正后的温度，推测光源发射的光的光谱。另外，测定系统1也可以基于这样的流通池120、样本的温度，预测受光元件132中的漏电流，基于预测出的漏电流来校正受光元件132的测定值。
另外，测定系统1也可以进而考虑测定系统1的周围的气温、空调温度等，推测测定对象的浓度。
[关于测定时机]
在此，在对控制用于使电流产生的电路、开关的微机、正向电压的测定电路、法布里-珀罗分光用可协调滤波器131、受光元件132进行控制时，光源装置也产生热，使LED112的温度变化的可能性高。因此，测定系统1最好在由上述点亮期间、温度测定期间以及熄灭期间构成的测定序列中，重复执行规定的模式。另外，在这样的规定的模式下，关于测定液温的时机，也最好为相同的时机。
[关于分光装置]
上述测定系统1使用法布里-珀罗型的分光器，使经由样本的光分光。然而，实施方式并不限定于此。例如，测定系统1可以进行迈克耳逊干涉仪、光电二极管阵列方式、DLP(Digital Light Processing，数字光处理)方式等使用了任意的分光器的分光。
[关于特定波长]
在上述测定系统1中，将存在作为测定对象的氨、过氧化氢的吸光度的波峰的波长选择为特定波长。在这样将存在吸光度的波峰的波长作为特定波长的情况下，能够提高浓度的测定精度。然而，实施方式并不限定于此。测定系统1只要至少针对每个样本所包含的浓度的测定对象而选择特定波长，根据所选择的特定波长的强度来测定各测定对象的浓度，就也可以将任意的波长选择为特定波长。
例如，测定系统1也可以基于分光装置4、130能够分光的波长的范围，进行特定波长的选择。另外，测定系统1也可以与光源装置2、110能够发射的波段等相应地，将任意的波长用作特定波长。例如，测定系统1在测定两个溶质溶解后的水溶液中的各溶质的浓度的情况下，从分光装置4、130能够分光的波长的范围选择任意的两个以上的波长来作为特定波长，根据选择波长下的各溶质的吸光度和样本的水溶液的吸光度来测定各溶质的浓度即可。另外，例如，测定系统1也可以以不易受到药水的影响的第1波长的光为基准，使用第2波长以及第3波长的光相对于第1波长的光的相对的吸光度，测定溶质的浓度，从而抑制光路的污染、LED的亮度下降的影响，保持测定精度。
在此，测定系统1至少能够使包含数量与测定对象相同的特定波长的波段的光分光即可。例如，测定系统1在根据包括多个测定对象的样本的吸光度来测定各测定对象的浓度的情况下，使包含与测定对象分别对应的多个特定波长的波段的光从光源装置2、110发射，使特定波长的光从经由样本的光分光，根据分光后的光的强度来计算测定对象的浓度即可。
例如，在作为样本而包括第1测定对象和第2测定对象的情况下，测定系统1设定与第1测定对象对应的第1特定波长以及与第2测定对象对应的第2特定波长。接着，测定系统1根据第1特定波长和第2特定波长各自下的第1测定对象的吸光度以及第1特定波长和第2特定波长各自下的第2测定对象的吸光度，计算系数矩阵的逆矩阵。然后，测定系统1根据第1特定波长和第2特定波长各自下的样本的吸光度和逆矩阵来计算第1测定对象的浓度和第2测定对象的浓度即可。
另外，测定系统1既可以根据3个种类以上的溶质溶解的样本的吸光度来测定各溶质的浓度，也可以测定溶解于样本的溶质中的全部或者一部分的溶质的浓度。例如，将溶解于样本的溶质中的作为浓度的测定对象的溶质的数量设为n。在这样的情况下，测定系统1至少选择n个特定波长，与式(2)、式(3)同样地，针对每个特定波长而设定根据n个溶质的浓度来计算样本的吸光度的公式，从而得到作为n×n矩阵的系数矩阵P。然后，测定装置5也可以针对n个特定波长的每个特定波长而测定样本的吸光度，根据逆矩阵P－1和测定出的吸光度来测定各溶质的浓度。
另外，测定系统1也可以不使用矩阵公式，而使用根据吸光度来计算溶质的浓度的规定的方程来进行浓度的测定。另外，测定系统1也可以为了进一步提高测定精度，针对n个溶质而选择m个(m>n)特定波长，根据所选择的每个特定波长的吸光度来测定n个溶质的浓度。例如，测定系统1也可以在使用两个特定波长将过氧化氢的浓度变换为吸光度的情况下，从根据针对每个特定波长而测定出的样本的吸光度计算出的浓度的平均值测定过氧化氢的浓度。
另外，测定系统1也可以针对n个测定对象，基于n<m的m个特定波长的光的强度，测定各测定对象的浓度。例如，测定系统1针对两个测定对象而测定3个以上的特定波长的光的强度，根据测定出的光的强度分别计算各测定对象的浓度的候补。在进行这样的计算的情况下，测定系统1针对1个测定对象而得到多个浓度的候补。因而，测定系统1基于得到的候补的平均值等，计算测定对象的浓度。此外，测定系统1基于光源装置2发射的光的中心波长、半值宽度、分光装置4、130能够分光的波段、样本所包含的测定对象的种类、能够设想的浓度等，在得到候补的平均值时设定各种权重。
[关于样本]
另外，测定系统1、100不仅可以将各种溶质溶解后的水溶液作为样本，例如也可以将各种溶质溶解后的有机溶剂等溶液作为样本。另外，在这样的情况下，测定系统1、100也可以采用根据溶剂的吸光度与溶质的吸光度的比例而使用式(1)计算的吸光度。另外，测定系统1、100不仅可以将溶液作为样本，也可以将混合气体等各种气体作为样本，测定样本所包含的气体中的任意的气体的浓度。另外，测定系统1、100也可以不测定溶质，而测定作为溶剂的物质的浓度。即使在进行这样的各种处理的情况下，测定系统1、100对受光强度应用和样本的温度与特定波长的组相应的校正值即可。
[关于测定]
此外，在上述例子中，测定系统1、100推测出溶解于各种溶液的溶质的浓度、气体的浓度。然而，实施方式并不限定于此。例如，测定系统1、100也可以利用上述结构来判定规定的溶质、气体是否包含于样本。例如，测定系统1、100也可以在某个波长下的吸光度超过规定的阈值的情况下，判定为与该波长对应的溶质、气体包含于样本。即，测定系统1、100执行的测定处理是指包括检测溶质、气体等这样的任意的检测对象的处理的概念。
[关于装置结构]
此外，测定系统1、100的装置结构并不限定于上述说明。例如，光源装置110、分光装置130以及测定装置200也可以构成一体型的测定装置。
以上，对实施方式的一个例子进行了说明，但这些为例示，本实施方式并不限定于上述说明。以发明的公开这栏所记载的方案为首，实施方式的结构、详细内容能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变形、改良的其它方式实施。另外，关于各实施方式，能够在不矛盾的范围任意地组合实施。
符号说明
1、100 测定系统
2、110 光源装置
3、120 流通池
4、130 分光装置
5 测定装置
6 温度测定部
21 发光元件
22 低电流产生电路
23、25 开关
24 高电流产生电路
26 正向电压测定电路
27 温度预测部
41、131 法布里-珀罗分光用可协调滤波器
42、132 受光元件
51 时机产生电路
52 浓度测定部
111 电流产生电路
112 LED
113 正向电压测定部
200 测定装置
210 光源控制部
220 正向电压获取部
230 分光控制部
240 光强度获取部
250 温度获取部
260 输入部
270 输出部
280 存储部
281 基线数据
282 对应信息
290 控制部
291 光强度获取部
292 温度测定部
293 浓度测定部
294 提供部
UM 上部反射镜
DM 下部反射镜。

Claims (14)

1.一种测定装置，该测定装置的特征在于，具有：
光源部，其具有能够发射与浓度的测定对象对应的特定波长的发光元件；
分光部，其使经由溶解有所述测定对象的溶液而接收到的光分光；
温度测定部，其测定所述溶液的温度；
浓度测定部，其基于对应信息、由所述分光部分光后的所述特定波长的光的强度以及由所述温度测定部测定出的温度，测定所述溶液中的所述测定对象的浓度，所述对应信息表示针对光的每个波长而预先测定出的所述溶液中的溶剂的吸光度与该溶剂的温度的相关性。
2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，
所述分光部使经由溶解有所述测定对象的水溶液而接收到的光分光，
所述温度测定部测定所述水溶液的温度，
所述浓度测定部基于对应信息、由所述分光部分光后的所述特定波长的光的强度以及由所述温度测定部测定出的温度，测定所述水溶液的浓度，所述对应信息表示针对光的每个波长而预先测定出的水的吸光度与水的温度的相关性。
3.根据权利要求1或者2所述的测定装置，其特征在于，
所述光源部具有能够发射多个特定波长的发光元件，
所述分光部使各特定波长的光分光，
所述浓度测定部基于针对各特定波长而预先测定出的所述对应信息所表示的相关性、由所述分光部分光后的各特定波长的光的强度以及由所述温度测定部测定出的温度，测定所述溶液中的所述测定对象的浓度。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，
所述测定装置还具有正向电压测定部，其测定所述发光元件所具有的正向电压，
所述浓度测定部基于所述对应信息、由所述正向电压测定部测定出的正向电压、由所述分光部分光后的特定波长的光的强度以及由所述温度测定部测定出的温度，测定所述溶液中的所述测定对象的浓度。
5.根据权利要求4所述的测定装置，其特征在于，
所述浓度测定部基于由所述正向电压测定部测定出的正向电压，推测所述发光元件发出的特定波长的光的强度，基于所述对应信息和由所述温度测定部测定出的温度，校正由所述分光部分光后的特定波长的光的强度，基于推测出的光的强度和校正后的光的强度，计算所述溶液的吸光度，基于计算出的吸光度，测定所述测定对象的浓度。
6.根据权利要求5所述的测定装置，其特征在于，
所述浓度测定部基于所述正向电压的值来推测所述发光元件的温度，基于推测出的温度来推测所述发光元件发出的特定波长的光的强度。
7.根据权利要求4～6中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，
所述光源部在使所述发光元件点亮的情况下，对该发光元件供给规定值的电流，
所述正向电压测定部使用比所述规定值低的电流且能够确保温度的测定所需的稳定性的值的电流，测定所述发光元件的正向电压。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，
所述分光部具有使经由所述测定对象而接收到的光分光的分光器和测定由该分光器分光后的光的强度的受光元件，
所述浓度测定部基于在点亮所述发光元件时所述受光元件测定出的光的强度，测定所述测定对象的浓度。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，
所述分光部具有法布里-珀罗型的分光器。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，
所述温度测定部测定从所述发光元件至所述分光部为止的光路上的所述溶液的温度。
11.根据权利要求10所述的测定装置，其特征在于，
所述温度测定部基于测定出所述溶液的温度的位置与所述光路上的位置关系，根据测定出的温度来推测所述光路上的所述溶液的温度。
12.根据权利要求10或者11所述的测定装置，其特征在于，
所述温度测定部基于由设置于所述光路的附近的检测装置检测到的信息，测定所述溶液的温度。
13.根据权利要求10～12中的任意一项所述的测定装置，其特征在于，
所述温度测定部测定所述发光元件点亮时的所述溶液的温度。
14.一种测定方法，其由测定装置执行，该测定方法的特征在于，包括：
分光工序，从自发光元件发射并经由溶解有浓度的测定对象的溶液而接收到的光中使与该测定对象对应的特定波长的光分光；
温度测定工序，测定所述溶液的温度；以及
浓度测定工序，基于对应信息、通过所述分光工序分光后的所述特定波长的光的强度以及通过所述温度测定工序测定出的温度，测定所述溶液中的所述测定对象的浓度，所述对应信息表示针对光的每个波长而预先测定出的所述溶液中的溶剂的吸光度与该溶剂的温度的相关性。
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