JP2001194297A - 環境測定方法及び装置 - Google Patents
環境測定方法及び装置Info
- Publication number
- JP2001194297A JP2001194297A JP2000003803A JP2000003803A JP2001194297A JP 2001194297 A JP2001194297 A JP 2001194297A JP 2000003803 A JP2000003803 A JP 2000003803A JP 2000003803 A JP2000003803 A JP 2000003803A JP 2001194297 A JP2001194297 A JP 2001194297A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmitting substrate
- infrared transmitting
- infrared
- environment
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面を活性化することが困難な赤外透過基板
を用いる場合であっても、環境汚染物質の同定や濃度測
定を行うことができる環境測定方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 第１の赤外透過基板１０を測定環境中に
曝し、第１の赤外透過基板を第２の赤外透過基板２０に
重ね合わせ、第２の赤外透過基板内に赤外線を入射し
て、第２の赤外透過基板の内部を多重反射した後に第２
の赤外透過基板より出射される赤外線を検出し、検出し
た赤外線を分光分析することにより第１の赤外透過基板
に付着している汚染物質の種類及び／又は付着量を測定
し、第１の赤外透過基板に付着している汚染物質の種類
及び／又は付着量に基づいて、測定環境中の汚染物質の
種類及び／又は濃度を測定する。
を用いる場合であっても、環境汚染物質の同定や濃度測
定を行うことができる環境測定方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 第１の赤外透過基板１０を測定環境中に
曝し、第１の赤外透過基板を第２の赤外透過基板２０に
重ね合わせ、第２の赤外透過基板内に赤外線を入射し
て、第２の赤外透過基板の内部を多重反射した後に第２
の赤外透過基板より出射される赤外線を検出し、検出し
た赤外線を分光分析することにより第１の赤外透過基板
に付着している汚染物質の種類及び／又は付着量を測定
し、第１の赤外透過基板に付着している汚染物質の種類
及び／又は付着量に基づいて、測定環境中の汚染物質の
種類及び／又は濃度を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中に存在する
有機汚染物質などの環境汚染物質を同定し或いはその濃
度を測定する環境測定方法及び装置に関する。
有機汚染物質などの環境汚染物質を同定し或いはその濃
度を測定する環境測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ダイオキシン等の特定の物質群等
が人や動植物の健康に影響を与えることが知られてきて
おり、このような物質の排出を管理することも強く求め
られている。
が人や動植物の健康に影響を与えることが知られてきて
おり、このような物質の排出を管理することも強く求め
られている。
【０００３】大気中の汚染物質を測定する従来の方法と
しては、多孔質物質であるテナックスに汚染物質を吸着
させた後、これを熱して吸着汚染物質を放出し、質量分
析計によって当該汚染物質の同定・定量化を行う方法
（加熱脱離ＧＣ／ＭＳ：Gas Chromatography/Mass Spec
troscopy（ガスクロマトグラフィー質量分析法））など
が一般に知られている。
しては、多孔質物質であるテナックスに汚染物質を吸着
させた後、これを熱して吸着汚染物質を放出し、質量分
析計によって当該汚染物質の同定・定量化を行う方法
（加熱脱離ＧＣ／ＭＳ：Gas Chromatography/Mass Spec
troscopy（ガスクロマトグラフィー質量分析法））など
が一般に知られている。
【０００４】ガスクロマトグラフィー質量分析法の原理
を図５を用いて説明する。図５は、ガスクロマトグラフ
ィー質量分析法の原理を示すブロック図である。
を図５を用いて説明する。図５は、ガスクロマトグラフ
ィー質量分析法の原理を示すブロック図である。
【０００５】図５に示すように、キャリアガス源１００
から流出するキャリアガスは、減速弁１０２を通り、流
量調整器１０４により定速に調整され、検出器１０６の
保証側１０６ａを通って、試料導入系１０８に入るよう
になっている。
から流出するキャリアガスは、減速弁１０２を通り、流
量調整器１０４により定速に調整され、検出器１０６の
保証側１０６ａを通って、試料導入系１０８に入るよう
になっている。
【０００６】試料導入系１０８には、汚染物質を吸着さ
せたテナックス（図示せず）が導入されるようになって
おり、テナックスは試料導入系１０８内で熱せられる。
熱せられたテナックスからは、吸着された汚染物質が気
化されて放出される。
せたテナックス（図示せず）が導入されるようになって
おり、テナックスは試料導入系１０８内で熱せられる。
熱せられたテナックスからは、吸着された汚染物質が気
化されて放出される。
【０００７】テナックスから放出された汚染物質は、分
離カラム１１０の中で各成分に分離され、キャリアガス
と共に検出器１０６の試料側１０６ｂを通り、流量計１
１２を通って、外部へ追放される。この際、検出器１０
６により検出された信号を増幅器１１４によって増幅
し、記録計１１６によって描かせると、クロマトグラム
が得られる。
離カラム１１０の中で各成分に分離され、キャリアガス
と共に検出器１０６の試料側１０６ｂを通り、流量計１
１２を通って、外部へ追放される。この際、検出器１０
６により検出された信号を増幅器１１４によって増幅
し、記録計１１６によって描かせると、クロマトグラム
が得られる。
【０００８】環境汚染物質の同定は、同一条件下では検
出時間が物質によって一定であるという条件に基づい
て、クロマトグラムを解析することによって為される。
また、環境汚染物質の存在濃度は、クロマトグラムのピ
ーク面積やピークの高さを解析し、予め用意された検量
線や標準スペクトルと対比することによって求められ
る。
出時間が物質によって一定であるという条件に基づい
て、クロマトグラムを解析することによって為される。
また、環境汚染物質の存在濃度は、クロマトグラムのピ
ーク面積やピークの高さを解析し、予め用意された検量
線や標準スペクトルと対比することによって求められ
る。
【０００９】しかしながら、上記従来の環境測定方法
は、多くの前処理が必要であり、測定時間が長く、測定
装置も大がかりであるという欠点があった。
は、多くの前処理が必要であり、測定時間が長く、測定
装置も大がかりであるという欠点があった。
【００１０】一方、同一出願人は、ウェーハ表面に付着
した有機汚染物質を高感度で検出するために、ウェーハ
多重内部反射フーリエ赤外分光法を用いた有機汚染検出
法をすでに提案している（例えば、特願平１１−９５８
５３号明細書を参照）。ウェーハの一端に赤外線を特定
の入射角度で入射すると、赤外線はウェーハ内部を両表
面で全反射を繰り返しながら伝搬し、その際基板表面に
赤外線が滲み出し（エバネッセント光）、表面に付着し
た有機汚染物質により赤外線スペクトルの一部が吸収さ
れる。ウェーハの他端から放出されたこの伝搬光をＦＴ
−ＩＲ（Fourier Transform - Infrared Radiation spe
ctroscopy）法によって分光分析することによってウェ
ーハ表面に付着した有機汚染物質の検出、同定が可能で
ある。この検査法は、ガスクロマトグラフィー質量分析
法などに比べて同等の感度をもつとともに、測定時間が
短く、且つ、簡便で経済的である。したがって、多重内
部反射フーリエ赤外分光法（以下、多重内部反射ＦＴ−
ＩＲ法という）を環境測定に適用することができれば、
高感度且つ迅速な環境測定も可能になると考えられる。
した有機汚染物質を高感度で検出するために、ウェーハ
多重内部反射フーリエ赤外分光法を用いた有機汚染検出
法をすでに提案している（例えば、特願平１１−９５８
５３号明細書を参照）。ウェーハの一端に赤外線を特定
の入射角度で入射すると、赤外線はウェーハ内部を両表
面で全反射を繰り返しながら伝搬し、その際基板表面に
赤外線が滲み出し（エバネッセント光）、表面に付着し
た有機汚染物質により赤外線スペクトルの一部が吸収さ
れる。ウェーハの他端から放出されたこの伝搬光をＦＴ
−ＩＲ（Fourier Transform - Infrared Radiation spe
ctroscopy）法によって分光分析することによってウェ
ーハ表面に付着した有機汚染物質の検出、同定が可能で
ある。この検査法は、ガスクロマトグラフィー質量分析
法などに比べて同等の感度をもつとともに、測定時間が
短く、且つ、簡便で経済的である。したがって、多重内
部反射フーリエ赤外分光法（以下、多重内部反射ＦＴ−
ＩＲ法という）を環境測定に適用することができれば、
高感度且つ迅速な環境測定も可能になると考えられる。
【００１１】多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法を適用した環境
測定方法としては、以下のような方法が考えられる。
測定方法としては、以下のような方法が考えられる。
【００１２】まず、図６に示すように、上面及び下面が
鏡面研磨され、端面が傾き４５°に研磨された赤外透過
基板２１０を用意する。赤外透過基板２１０としては、
例えばＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）を用いることができ
る。ＺｎＳｅは、透過波数域が６７０ｃｍ-1〜１６００
０ｃｍ-1程度と広く、代表的な環境汚染物質の基本振動
に対応する８００ｃｍ-1〜２０００ｃｍ-1程度の光を通
すことができるため、環境汚染物質の同定に適している
からである。
鏡面研磨され、端面が傾き４５°に研磨された赤外透過
基板２１０を用意する。赤外透過基板２１０としては、
例えばＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）を用いることができ
る。ＺｎＳｅは、透過波数域が６７０ｃｍ-1〜１６００
０ｃｍ-1程度と広く、代表的な環境汚染物質の基本振動
に対応する８００ｃｍ-1〜２０００ｃｍ-1程度の光を通
すことができるため、環境汚染物質の同定に適している
からである。
【００１３】次に、環境中に赤外透過基板２１０を曝す
ことにより、赤外透過基板２１０の表面に環境汚染物質
２１２を付着させる。
ことにより、赤外透過基板２１０の表面に環境汚染物質
２１２を付着させる。
【００１４】次に、赤外光源２４０から、赤外透過基板
２１０の一方の端面に赤外光を入射する。赤外光の入射
角が一定条件を満たすと、赤外光は赤外透過基板２１０
の表面で全反射を繰り返しながら進んで多重内部反射を
起こし、他方の端面から抜け出る。
２１０の一方の端面に赤外光を入射する。赤外光の入射
角が一定条件を満たすと、赤外光は赤外透過基板２１０
の表面で全反射を繰り返しながら進んで多重内部反射を
起こし、他方の端面から抜け出る。
【００１５】赤外光が赤外透過基板２１０の表面で全反
射を起こすとき、赤外透過基板２１０表面からエバネッ
セント光が滲み出る。赤外透過基板２１０表面から滲み
出たエバネッセント光は、赤外透過基板２１０表面の環
境汚染物質２１２と相互作用し、これにより、その環境
汚染物質２１２の特有の波長の光が吸収されることとな
る。
射を起こすとき、赤外透過基板２１０表面からエバネッ
セント光が滲み出る。赤外透過基板２１０表面から滲み
出たエバネッセント光は、赤外透過基板２１０表面の環
境汚染物質２１２と相互作用し、これにより、その環境
汚染物質２１２の特有の波長の光が吸収されることとな
る。
【００１６】従って、赤外透過基板２１０の端面から抜
け出た赤外光を分光分析器２６０を用いて波数解析すれ
ば、赤外透過基板２１０表面に付着した環境汚染物質２
１２の同定や濃度測定を行うことができる。
け出た赤外光を分光分析器２６０を用いて波数解析すれ
ば、赤外透過基板２１０表面に付着した環境汚染物質２
１２の同定や濃度測定を行うことができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た環境測定方法では、以下のような課題がある。
た環境測定方法では、以下のような課題がある。
【００１８】即ち、赤外透過基板２１０に環境汚染物質
２１２を付着させるためには赤外透過基板２１０の表面
を活性化させる必要があり、そのためには赤外透過基板
２１０の表面に付着している不要な有機物を予め除去し
なければならない。赤外透過基板２１０表面に付着した
有機物を除去する方法としては、例えば、アセトンなど
の有機溶媒による洗浄や、紫外線の照射等が考えられ
る。なお、ＺｎＳｅは、もろい材料であるため、基板の
表面に強い力を加えて洗浄することはできない。
２１２を付着させるためには赤外透過基板２１０の表面
を活性化させる必要があり、そのためには赤外透過基板
２１０の表面に付着している不要な有機物を予め除去し
なければならない。赤外透過基板２１０表面に付着した
有機物を除去する方法としては、例えば、アセトンなど
の有機溶媒による洗浄や、紫外線の照射等が考えられ
る。なお、ＺｎＳｅは、もろい材料であるため、基板の
表面に強い力を加えて洗浄することはできない。
【００１９】図７は、ＺｎＳｅより成る赤外透過基板を
アセトンで洗浄した後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグ
ラフである。横軸は波数を示しており、縦軸は強度を示
している。
アセトンで洗浄した後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグ
ラフである。横軸は波数を示しており、縦軸は強度を示
している。
【００２０】図７に示すように、アセトンで洗浄した場
合には、２８００ｃｍ-1付近に強度が極端に低くなる帯
域が存在する。これは、洗浄に用いられたアセトンが有
機溶媒であるため、赤外透過基板表面に有機物が残存
し、炭素Ｃと水素Ｈとの結合、即ちＣ−Ｈ結合に起因し
て赤外光が吸収されるためと考えられる。
合には、２８００ｃｍ-1付近に強度が極端に低くなる帯
域が存在する。これは、洗浄に用いられたアセトンが有
機溶媒であるため、赤外透過基板表面に有機物が残存
し、炭素Ｃと水素Ｈとの結合、即ちＣ−Ｈ結合に起因し
て赤外光が吸収されるためと考えられる。
【００２１】図８は、ＺｎＳｅより成る赤外透過基板の
紫外線照射前後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフで
ある。図８（ａ）は紫外線照射前のＦＴ−ＩＲスペクト
ルを示すグラフであり、図８（ｂ）は紫外線照射後のＦ
Ｔ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。
紫外線照射前後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフで
ある。図８（ａ）は紫外線照射前のＦＴ−ＩＲスペクト
ルを示すグラフであり、図８（ｂ）は紫外線照射後のＦ
Ｔ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。
【００２２】図８（ａ）では、Ｃ−Ｈ結合に起因して２
８００ｃｍ-1付近での強度が低くなっているが、図８
（ｂ）では、図８（ａ）で観測された２８００ｃｍ-1付
近での強度の低下がみられない。これは、赤外透過基板
に紫外線を照射することによりオゾンが発生し、これに
より赤外透過基板表面の有機物が酸化して気化したため
と考えられる。
８００ｃｍ-1付近での強度が低くなっているが、図８
（ｂ）では、図８（ａ）で観測された２８００ｃｍ-1付
近での強度の低下がみられない。これは、赤外透過基板
に紫外線を照射することによりオゾンが発生し、これに
より赤外透過基板表面の有機物が酸化して気化したため
と考えられる。
【００２３】しかし、図８（ｂ）では、図８（ａ）では
観測されなかった１３００ｃｍ-1〜１７００ｃｍ-1付近
において強度が低下しており、また２９００ｃｍ-1〜３
５００ｃｍ-1付近においても強度が低下している。
観測されなかった１３００ｃｍ-1〜１７００ｃｍ-1付近
において強度が低下しており、また２９００ｃｍ-1〜３
５００ｃｍ-1付近においても強度が低下している。
【００２４】１３００ｃｍ-1〜１７００ｃｍ-1付近にお
ける強度の低下は、紫外線照射により発生したオゾンに
よって赤外透過基板表面が酸化されてＺｎＯが生成さ
れ、これに伴ってＺｎＳｅから分離したＳｅガスによっ
て赤外線が吸収されるためと考えられる。１３００ｃｍ
-1〜１７００ｃｍ-1付近には種々の有機物質の赤外吸収
帯域が存在するため、この帯域でのこのような大きな赤
外吸収が生じると、ＦＴ−ＩＲ法による物質同定の阻害
要因となる。
ける強度の低下は、紫外線照射により発生したオゾンに
よって赤外透過基板表面が酸化されてＺｎＯが生成さ
れ、これに伴ってＺｎＳｅから分離したＳｅガスによっ
て赤外線が吸収されるためと考えられる。１３００ｃｍ
-1〜１７００ｃｍ-1付近には種々の有機物質の赤外吸収
帯域が存在するため、この帯域でのこのような大きな赤
外吸収が生じると、ＦＴ−ＩＲ法による物質同定の阻害
要因となる。
【００２５】また、２９００ｃｍ-1〜３５００ｃｍ-1付
近における強度の低下は、水との親和性が高いＺｎＯに
より赤外透過基板の表面に多くの水分が付着し、この水
により赤外線が大きく吸収されるためと考えられる。
近における強度の低下は、水との親和性が高いＺｎＯに
より赤外透過基板の表面に多くの水分が付着し、この水
により赤外線が大きく吸収されるためと考えられる。
【００２６】このように、ＺｎＳｅより成る赤外透過基
板は、赤外透過特性の劣化を伴うことなく表面から有機
物を除去することが困難であり、表面を十分に活性化す
ることができなかった。このため、ＺｎＳｅよりなる赤
外透過基板を用いて多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法による環
境測定を行うことは困難であった。
板は、赤外透過特性の劣化を伴うことなく表面から有機
物を除去することが困難であり、表面を十分に活性化す
ることができなかった。このため、ＺｎＳｅよりなる赤
外透過基板を用いて多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法による環
境測定を行うことは困難であった。
【００２７】本発明の目的は、表面を活性化することが
困難な赤外透過基板を用いる場合であっても、環境汚染
物質の同定や濃度測定を行うことができる環境測定方法
及び装置を提供することにある。
困難な赤外透過基板を用いる場合であっても、環境汚染
物質の同定や濃度測定を行うことができる環境測定方法
及び装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第１の赤外
透過基板を測定環境中に曝し、前記第１の赤外透過基板
を第２の赤外透過基板に重ね合わせ、前記第２の赤外透
過基板内に赤外線を入射して、前記第２の赤外透過基板
の内部を多重反射した後に前記第２の赤外透過基板より
出射される前記赤外線を検出し、検出した前記赤外線を
分光分析することにより前記第１の赤外透過基板に付着
している汚染物質の種類及び／又は付着量を測定し、前
記第１の赤外透過基板に付着している前記汚染物質の種
類及び／又は付着量に基づいて、前記測定環境中の汚染
物質の種類及び／又は濃度を測定することを特徴とする
環境測定方法により達成される。これにより、洗浄が容
易で表面を活性化させやすい第１の赤外透過基板に環境
汚染物質を付着させ、その第１の赤外透過基板を第２の
赤外透過基板に重ね合わせることにより多重内部反射Ｆ
Ｔ−ＩＲ法による測定を行うので、表面を活性化させる
ことが困難な第２の赤外透過基板を用いる場合であって
も環境汚染物質の同定や濃度測定を行うことができる。
透過基板を測定環境中に曝し、前記第１の赤外透過基板
を第２の赤外透過基板に重ね合わせ、前記第２の赤外透
過基板内に赤外線を入射して、前記第２の赤外透過基板
の内部を多重反射した後に前記第２の赤外透過基板より
出射される前記赤外線を検出し、検出した前記赤外線を
分光分析することにより前記第１の赤外透過基板に付着
している汚染物質の種類及び／又は付着量を測定し、前
記第１の赤外透過基板に付着している前記汚染物質の種
類及び／又は付着量に基づいて、前記測定環境中の汚染
物質の種類及び／又は濃度を測定することを特徴とする
環境測定方法により達成される。これにより、洗浄が容
易で表面を活性化させやすい第１の赤外透過基板に環境
汚染物質を付着させ、その第１の赤外透過基板を第２の
赤外透過基板に重ね合わせることにより多重内部反射Ｆ
Ｔ−ＩＲ法による測定を行うので、表面を活性化させる
ことが困難な第２の赤外透過基板を用いる場合であって
も環境汚染物質の同定や濃度測定を行うことができる。
【００２９】また、上記の環境測定方法において、前記
第２の赤外透過基板は、前記第１の赤外透過基板より透
過波数帯域幅が広いことが望ましい。
第２の赤外透過基板は、前記第１の赤外透過基板より透
過波数帯域幅が広いことが望ましい。
【００３０】また、上記の環境測定方法において、前記
第１の赤外透過基板を環境中に曝した後、前記第１の赤
外透過基板内に赤外線を入射して、前記第１の赤外透過
基板の内部を多重反射した後に前記第１の赤外透過基板
より出射される前記赤外線を検出し、検出した前記赤外
線を分光分析することにより前記第１の赤外透過基板に
所定量以上の汚染物質が付着しているか否かを判断し、
前記第１の赤外透過基板に所定量以上の汚染物質が付着
している場合にのみ、前記第１の赤外透過基板を前記第
２の赤外透過基板に重ね合わせてその後の測定を行うこ
とが望ましい。
第１の赤外透過基板を環境中に曝した後、前記第１の赤
外透過基板内に赤外線を入射して、前記第１の赤外透過
基板の内部を多重反射した後に前記第１の赤外透過基板
より出射される前記赤外線を検出し、検出した前記赤外
線を分光分析することにより前記第１の赤外透過基板に
所定量以上の汚染物質が付着しているか否かを判断し、
前記第１の赤外透過基板に所定量以上の汚染物質が付着
している場合にのみ、前記第１の赤外透過基板を前記第
２の赤外透過基板に重ね合わせてその後の測定を行うこ
とが望ましい。
【００３１】また、上記の環境測定方法において、２０
００ｃｍ-1〜４０００ｃｍ-1の範囲で所定以上の赤外吸
収が生じる場合に、前記第１の赤外透過基板に所定量以
上の前記汚染物質が付着していると判断することが望ま
しい。
００ｃｍ-1〜４０００ｃｍ-1の範囲で所定以上の赤外吸
収が生じる場合に、前記第１の赤外透過基板に所定量以
上の前記汚染物質が付着していると判断することが望ま
しい。
【００３２】また、上記目的は、測定環境中の汚染物質
を付着させる第１の赤外透過基板と、前記第１の赤外透
過基板が重ね合わせられる第２の赤外透過基板と、前記
第１の赤外透過基板が重ね合わされた前記第２の赤外透
過基板に赤外線を入射する赤外光源と、前記第２の赤外
透過基板内部を多重反射した後に前記赤外透過基板より
出射される前記赤外線を検出して分光分析する赤外分光
器と、前記赤外分光器により得られた分光結果から前記
第１の赤外透過基板に付着している汚染物質の種類及び
／又は付着量を算出し、前記第１の赤外透過基板に付着
している前記汚染物質の種類及び／又は付着量に基づい
て前記測定環境中の汚染物質の種類及び／又は濃度を算
出する演算装置とを有することを特徴とする環境測定装
置により達成される。これにより、洗浄が容易で表面を
活性化させやすい第１の赤外透過基板に環境汚染物質を
付着させ、その第１の赤外透過基板を第２の赤外透過基
板に重ね合わせることにより多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法
による測定を行うので、表面を活性化させることが困難
な第２の赤外透過基板を用いる場合であっても環境汚染
物質の同定や濃度測定を行うことができる。
を付着させる第１の赤外透過基板と、前記第１の赤外透
過基板が重ね合わせられる第２の赤外透過基板と、前記
第１の赤外透過基板が重ね合わされた前記第２の赤外透
過基板に赤外線を入射する赤外光源と、前記第２の赤外
透過基板内部を多重反射した後に前記赤外透過基板より
出射される前記赤外線を検出して分光分析する赤外分光
器と、前記赤外分光器により得られた分光結果から前記
第１の赤外透過基板に付着している汚染物質の種類及び
／又は付着量を算出し、前記第１の赤外透過基板に付着
している前記汚染物質の種類及び／又は付着量に基づい
て前記測定環境中の汚染物質の種類及び／又は濃度を算
出する演算装置とを有することを特徴とする環境測定装
置により達成される。これにより、洗浄が容易で表面を
活性化させやすい第１の赤外透過基板に環境汚染物質を
付着させ、その第１の赤外透過基板を第２の赤外透過基
板に重ね合わせることにより多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法
による測定を行うので、表面を活性化させることが困難
な第２の赤外透過基板を用いる場合であっても環境汚染
物質の同定や濃度測定を行うことができる。
【００３３】また、上記の環境測定装置において、前記
第２の赤外透過基板は、前記第１の赤外透過基板より透
過波数帯域幅が広いことが望ましい。
第２の赤外透過基板は、前記第１の赤外透過基板より透
過波数帯域幅が広いことが望ましい。
【００３４】また、上記の環境測定装置において、前記
第１の赤外透過基板と前記第２の赤外透過基板とを密着
する圧着手段を更に有することが望ましい。
第１の赤外透過基板と前記第２の赤外透過基板とを密着
する圧着手段を更に有することが望ましい。
【００３５】また、上記の環境測定装置において、前記
第１の赤外透過基板は、Ｓｉより成り、前記第２の赤外
透過基板は、ＺｎＳｅより成ることが望ましい。
第１の赤外透過基板は、Ｓｉより成り、前記第２の赤外
透過基板は、ＺｎＳｅより成ることが望ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による環境測定方法及び装置を図１及び図２を用
いて説明する。図１は、本実施形態による環境測定装置
を示す概略図である。図２は、本実施形態による環境測
定方法を示すフローチャートである。
施形態による環境測定方法及び装置を図１及び図２を用
いて説明する。図１は、本実施形態による環境測定装置
を示す概略図である。図２は、本実施形態による環境測
定方法を示すフローチャートである。
【００３７】〔１〕 環境測定装置の全体構成 まず、本実施形態による環境測定装置の全体構成につい
て図１を用いて説明する。
て図１を用いて説明する。
【００３８】本実施形態による環境測定装置は、図１に
示すように、測定対象である大気中の汚染物質を付着さ
せて測定に供するための赤外透過基板１０と、上面に赤
外透過基板１０を載置できると共に赤外線を内部多重反
射できるように構成されている赤外透過基板２０と、赤
外透過基板表面１０と赤外透過基板表面２０とを圧着す
る圧着手段３０と、赤外透過基板２０内に赤外線を入射
して多重内部反射させるための赤外光源４０と、赤外透
過基板２０内部を多重反射した後に出射した透過赤外線
を検出する検出光学系５０と、検出光学系５０により検
出された赤外線を分光する分光分析器６０と、分光分析
器６０による分析結果に基づき測定環境中の汚染物質の
同定や濃度を算出する演算・表示手段７０とにより構成
される。
示すように、測定対象である大気中の汚染物質を付着さ
せて測定に供するための赤外透過基板１０と、上面に赤
外透過基板１０を載置できると共に赤外線を内部多重反
射できるように構成されている赤外透過基板２０と、赤
外透過基板表面１０と赤外透過基板表面２０とを圧着す
る圧着手段３０と、赤外透過基板２０内に赤外線を入射
して多重内部反射させるための赤外光源４０と、赤外透
過基板２０内部を多重反射した後に出射した透過赤外線
を検出する検出光学系５０と、検出光学系５０により検
出された赤外線を分光する分光分析器６０と、分光分析
器６０による分析結果に基づき測定環境中の汚染物質の
同定や濃度を算出する演算・表示手段７０とにより構成
される。
【００３９】本実施形態による環境測定装置は、表面を
活性化させることが容易な赤外透過基板１０に環境汚染
物質を付着させ、この赤外透過基板１０を赤外透過帯域
が広い赤外透過基板２０に重ね合わせ、赤外透過基板２
０に赤外線を導入して、多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法によ
り環境汚染物質の同定や濃度測定を行うことに主な特徴
がある。
活性化させることが容易な赤外透過基板１０に環境汚染
物質を付着させ、この赤外透過基板１０を赤外透過帯域
が広い赤外透過基板２０に重ね合わせ、赤外透過基板２
０に赤外線を導入して、多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法によ
り環境汚染物質の同定や濃度測定を行うことに主な特徴
がある。
【００４０】赤外透過基板１０は、表面を活性化させや
すいため、大気中の有機汚染物質を付着させやすいとい
う特性を有している。一方、赤外透過基板２０は、透過
波数域が広いという特性を有している。
すいため、大気中の有機汚染物質を付着させやすいとい
う特性を有している。一方、赤外透過基板２０は、透過
波数域が広いという特性を有している。
【００４１】従って、これらの特性を生かし、赤外透過
基板１０に大気中の有機汚染物質を付着させ、この赤外
透過基板１０を赤外透過基板２０に重ね合わせ、赤外線
を赤外透過基板２０に導入して多重内部反射ＦＴ−ＩＲ
法により測定を行えば、透過波数域の広い赤外透過基板
２０を用いて大気中の環境汚染物質の同定や濃度測定を
行うことができる。
基板１０に大気中の有機汚染物質を付着させ、この赤外
透過基板１０を赤外透過基板２０に重ね合わせ、赤外線
を赤外透過基板２０に導入して多重内部反射ＦＴ−ＩＲ
法により測定を行えば、透過波数域の広い赤外透過基板
２０を用いて大気中の環境汚染物質の同定や濃度測定を
行うことができる。
【００４２】透過波数域が広い赤外透過基板２０は、表
面を活性化することが困難な場合が多いが、本実施形態
によれば、表面を活性化することが困難な赤外透過基板
２０を用いる場合であっても、環境汚染物質の同定や濃
度測定を行うことができる。
面を活性化することが困難な場合が多いが、本実施形態
によれば、表面を活性化することが困難な赤外透過基板
２０を用いる場合であっても、環境汚染物質の同定や濃
度測定を行うことができる。
【００４３】以下、本実施形態による環境測定装置の各
構成部分について詳述する。
構成部分について詳述する。
【００４４】（ａ） 赤外透過基板１０ 赤外透過基板１０は、前述の通り、測定対象である大気
中の有機汚染物質を付着させて測定に供するためのもの
であり、洗浄が容易で、表面状態を活性化しやすい材料
であることが必要である。このような材料としては、例
えばシリコンを選択することができる。なお、シリコン
の透過波数域は、２０００ｃｍ-1〜５０００ｃｍ-1程度
である。
中の有機汚染物質を付着させて測定に供するためのもの
であり、洗浄が容易で、表面状態を活性化しやすい材料
であることが必要である。このような材料としては、例
えばシリコンを選択することができる。なお、シリコン
の透過波数域は、２０００ｃｍ-1〜５０００ｃｍ-1程度
である。
【００４５】また、赤外透過基板１０は、赤外透過基板
２０と重ね合わせて測定を行うため、表面を鏡面研磨し
ておくことが必要である。
２０と重ね合わせて測定を行うため、表面を鏡面研磨し
ておくことが必要である。
【００４６】（ｂ） 赤外透過基板２０ 赤外透過基板２０は、前述の通り、赤外線を入射して内
部多重反射させるためのものであり、被測定対象物質の
分子振動に対応する波数域の光を透過する材料であるこ
とが必要である。代表的な汚染物質である有機物質の基
本振動に対応する波数域は、８００ｃｍ-1〜２０００ｃ
ｍ-1程度の赤外・近赤外域である。したがって、赤外透
過基板２０を構成する材料は、このような波数域の光を
透過しうる赤外透過物質群のなかから選択する。
部多重反射させるためのものであり、被測定対象物質の
分子振動に対応する波数域の光を透過する材料であるこ
とが必要である。代表的な汚染物質である有機物質の基
本振動に対応する波数域は、８００ｃｍ-1〜２０００ｃ
ｍ-1程度の赤外・近赤外域である。したがって、赤外透
過基板２０を構成する材料は、このような波数域の光を
透過しうる赤外透過物質群のなかから選択する。
【００４７】ＺｎＳｅは、透過波数域が６７０ｃｍ-1〜
１６０００ｃｍ-1程度であり、赤外透過基板２０を構成
する一材料として選択することができる。
１６０００ｃｍ-1程度であり、赤外透過基板２０を構成
する一材料として選択することができる。
【００４８】赤外透過基板２０は、内部多重反射を可能
とするため上面及び下面を鏡面研磨しておくことが必要
であり、また、赤外線を外部から導入しやすくするため
端面を斜めに研磨しておくことが必要である。
とするため上面及び下面を鏡面研磨しておくことが必要
であり、また、赤外線を外部から導入しやすくするため
端面を斜めに研磨しておくことが必要である。
【００４９】（ｃ） 圧着手段３０ 圧着手段３０は、赤外透過基板１０を赤外透過基板２０
に密着させるためのものである。
に密着させるためのものである。
【００５０】本実施形態による環境測定装置は、赤外透
過基板２０内部で赤外線を多重反射させ、反射の際に赤
外透過基板２０表面に滲み出る光（エバネッセント光）
によって赤外透過基板１０表面に付着している有機汚染
物質或いは化学汚染物質の分子振動を検出し、赤外透過
基板１０表面に付着している有機汚染物質を測定するも
のである。赤外透過基板１０表面と赤外透過基板２０表
面との間に隙間があると、エバネッセント光による赤外
透過基板１０表面の有機汚染物質の検出ができないた
め、赤外透過基板１０と赤外透過基板２０とを確実に密
着する必要がある。
過基板２０内部で赤外線を多重反射させ、反射の際に赤
外透過基板２０表面に滲み出る光（エバネッセント光）
によって赤外透過基板１０表面に付着している有機汚染
物質或いは化学汚染物質の分子振動を検出し、赤外透過
基板１０表面に付着している有機汚染物質を測定するも
のである。赤外透過基板１０表面と赤外透過基板２０表
面との間に隙間があると、エバネッセント光による赤外
透過基板１０表面の有機汚染物質の検出ができないた
め、赤外透過基板１０と赤外透過基板２０とを確実に密
着する必要がある。
【００５１】そこで、本実施形態では、圧着手段３０を
設け、赤外透過基板１０と赤外透過基板２０とを一定の
力で加圧して密着させる。
設け、赤外透過基板１０と赤外透過基板２０とを一定の
力で加圧して密着させる。
【００５２】このような圧着手段３０としては、例え
ば、クリップ状のものを用いることができる。
ば、クリップ状のものを用いることができる。
【００５３】（ｄ） 赤外光源４０ 赤外光源４０としては、有機分子の分子振動に対応する
８００ｃｍ-1〜２０００ｃｍ-1帯域の赤外線を発する光
源を適用することができる。例えば、フィラメントとし
てのシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やニクロム線に電流
を印加して発する熱線を光源として用いることができ
る。ＳｉＣグローバ灯などのＳｉＣを用いた光源は、４
００ｃｍ-1〜１００００ｃｍ-1帯域の赤外線を発し、且
つ、空気中でむき出しで使用しても焼損がないという特
徴がある。
８００ｃｍ-1〜２０００ｃｍ-1帯域の赤外線を発する光
源を適用することができる。例えば、フィラメントとし
てのシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やニクロム線に電流
を印加して発する熱線を光源として用いることができ
る。ＳｉＣグローバ灯などのＳｉＣを用いた光源は、４
００ｃｍ-1〜１００００ｃｍ-1帯域の赤外線を発し、且
つ、空気中でむき出しで使用しても焼損がないという特
徴がある。
【００５４】また、光源の効率を高め、赤外光の強度を
大きくするために適当な形状の反射板を設けてもよい。
例えば、同一出願人による特願平１１−９５８５３号明
細書に記載の種々の赤外光源を適用することができる。
大きくするために適当な形状の反射板を設けてもよい。
例えば、同一出願人による特願平１１−９５８５３号明
細書に記載の種々の赤外光源を適用することができる。
【００５５】本実施形態による環境測定装置では、赤外
透過基板２０内部で赤外線を多重反射させ、反射の際に
赤外透過基板２０表面に滲み出る光によって赤外透過基
板１０表面に付着している有機汚染物質或いは化学汚染
物質の分子振動を検出し、これにより赤外透過基板１０
表面に付着している物質を測定するものである。したが
って、赤外透過基板２０に入射する赤外線が基板内部で
多重反射するように、赤外光源４０を配置する必要があ
る。
透過基板２０内部で赤外線を多重反射させ、反射の際に
赤外透過基板２０表面に滲み出る光によって赤外透過基
板１０表面に付着している有機汚染物質或いは化学汚染
物質の分子振動を検出し、これにより赤外透過基板１０
表面に付着している物質を測定するものである。したが
って、赤外透過基板２０に入射する赤外線が基板内部で
多重反射するように、赤外光源４０を配置する必要があ
る。
【００５６】なお、赤外線の入射角度の設定に関して
は、同一出願人による特願平１１−９５８５３号明細書
を参照されたい。
は、同一出願人による特願平１１−９５８５３号明細書
を参照されたい。
【００５７】（ｅ） 検出光学系５０、分光分析器６０ 赤外透過基板２０を出射した赤外線は、検出光学系５０
を介して分光分析器６０に導入される。分光分析器６０
は、例えば、二光束干渉計（マイケルソン光干渉計）を
基にしたフーリエ変換分光のメカニズムにより赤外線を
分光するＦＴ−ＩＲ装置の分光器である。
を介して分光分析器６０に導入される。分光分析器６０
は、例えば、二光束干渉計（マイケルソン光干渉計）を
基にしたフーリエ変換分光のメカニズムにより赤外線を
分光するＦＴ−ＩＲ装置の分光器である。
【００５８】赤外透過基板２０内部に入射した赤外線が
多重内部反射するとき、赤外透過基板２０表面で光線が
反射するときに滲み出る光（エバネッセント光）の周波
数成分が赤外透過基板１０に付着した有機汚染物質の分
子振動周波数と一致していると共鳴吸収される。したが
って、入射赤外線を赤外透過基板２０の内部で多重反射
させることで、その赤外線には赤外透過基板１０の表面
状態の情報が反映される。
多重内部反射するとき、赤外透過基板２０表面で光線が
反射するときに滲み出る光（エバネッセント光）の周波
数成分が赤外透過基板１０に付着した有機汚染物質の分
子振動周波数と一致していると共鳴吸収される。したが
って、入射赤外線を赤外透過基板２０の内部で多重反射
させることで、その赤外線には赤外透過基板１０の表面
状態の情報が反映される。
【００５９】赤外透過基板２０から出射した赤外線の赤
外吸収スペクトルを分析することにより、赤外透過基板
１０に付着した有機汚染物質の種類と量を特定すること
ができる。即ち、特定の有機汚染物質の分子振動に対応
する波数域にピークが観察されることで汚染物質を特定
することができ、また、そのピーク強度から付着量を算
出することができる。
外吸収スペクトルを分析することにより、赤外透過基板
１０に付着した有機汚染物質の種類と量を特定すること
ができる。即ち、特定の有機汚染物質の分子振動に対応
する波数域にピークが観察されることで汚染物質を特定
することができ、また、そのピーク強度から付着量を算
出することができる。
【００６０】（ｆ） 演算・表示手段７０ 分光分析器６０により得られたスペクトルの測定データ
は、演算・表示手段７０に送られ、汚染物質の特定や量
の算出が行われる。
は、演算・表示手段７０に送られ、汚染物質の特定や量
の算出が行われる。
【００６１】有機汚染物質の種類と検量線は別途データ
ベースとして演算・表示手段７０の記憶部に蓄えられて
おり、測定データはそれらのデータを参照して定量化さ
れる。
ベースとして演算・表示手段７０の記憶部に蓄えられて
おり、測定データはそれらのデータを参照して定量化さ
れる。
【００６２】また、演算・表示手段７０には、赤外透過
基板１０の表面に付着した汚染物質の量と大気中の汚染
物質の量との関係がデータベースとして蓄えられてお
り、検出された赤外透過基板１０表面の汚染物質の量か
ら大気中の汚染物質の濃度を算出することができる。但
し、空気中濃度と付着量との関係は、汚染物質、放置時
間等の条件によって異なる。したがって、測定対象とす
る物質毎に空気中濃度と付着量の関係を予め求めておく
ことが必要である。
基板１０の表面に付着した汚染物質の量と大気中の汚染
物質の量との関係がデータベースとして蓄えられてお
り、検出された赤外透過基板１０表面の汚染物質の量か
ら大気中の汚染物質の濃度を算出することができる。但
し、空気中濃度と付着量との関係は、汚染物質、放置時
間等の条件によって異なる。したがって、測定対象とす
る物質毎に空気中濃度と付着量の関係を予め求めておく
ことが必要である。
【００６３】また、検量線を予め作成して演算・表示手
段７０に蓄えておくことにより、赤外透過基板１０表面
に付着した汚染物質量から大気中に存在する汚染物質の
濃度を算出することができる。
段７０に蓄えておくことにより、赤外透過基板１０表面
に付着した汚染物質量から大気中に存在する汚染物質の
濃度を算出することができる。
【００６４】このようにして解析された結果は、必要に
応じて表示装置に表示することができる。
応じて表示装置に表示することができる。
【００６５】〔２〕 環境測定方法 次に、本実施形態による環境測定方法について図１及び
図２を用いて説明する。
図２を用いて説明する。
【００６６】まず、エタノール、アセトン等の有機溶剤
を用いて、赤外透過基板１０を有機洗浄する（ステップ
１１）。これにより、赤外透過基板１０表面に付着して
いた有機物が、ある程度まで除去される。
を用いて、赤外透過基板１０を有機洗浄する（ステップ
１１）。これにより、赤外透過基板１０表面に付着して
いた有機物が、ある程度まで除去される。
【００６７】次に、赤外透過基板１０に紫外線を照射す
る（ステップ１２）。紫外線を赤外透過基板１０に照射
すると、赤外透過基板１０表面の有機物の化学結合が切
断されるとともに、紫外線照射により発生したオゾンに
よって赤外透過基板１０表面に付着していた有機物が酸
化分解される。こうして、赤外透過基板１０表面に付着
していた有機物が、更に除去される。
る（ステップ１２）。紫外線を赤外透過基板１０に照射
すると、赤外透過基板１０表面の有機物の化学結合が切
断されるとともに、紫外線照射により発生したオゾンに
よって赤外透過基板１０表面に付着していた有機物が酸
化分解される。こうして、赤外透過基板１０表面に付着
していた有機物が、更に除去される。
【００６８】このようにして赤外透過基板１０表面の有
機物を除去すると、赤外透過基板１０の表面を活性化す
ることができ、大気中に浮遊する有機汚染物質を捕らえ
やすくすることができる。
機物を除去すると、赤外透過基板１０の表面を活性化す
ることができ、大気中に浮遊する有機汚染物質を捕らえ
やすくすることができる。
【００６９】次に、測定すべき環境中に赤外透過基板１
０を曝す（ステップ１３）。これにより、赤外透過基板
１０の表面に、環境中の有機汚染物質が付着する。
０を曝す（ステップ１３）。これにより、赤外透過基板
１０の表面に、環境中の有機汚染物質が付着する。
【００７０】次に、環境中の有機汚染物質が付着した赤
外透過基板１０を、赤外透過基板２０に重ね合わせる
（ステップ１４）。この際、圧着手段３０により、赤外
透過基板１０と赤外透過基板２０とを圧着することが望
ましい。
外透過基板１０を、赤外透過基板２０に重ね合わせる
（ステップ１４）。この際、圧着手段３０により、赤外
透過基板１０と赤外透過基板２０とを圧着することが望
ましい。
【００７１】次に、赤外光源４０から発せられた赤外線
を、赤外透過基板２０の一方の端部から入射する（ステ
ップ１５）。赤外透過基板１０内に入射された赤外線
は、赤外透過基板２０の表裏の表面において多重内部反
射されると共に、赤外透過基板１０の表面に付着してい
る有機汚染物質の情報を累積してプロービングし、赤外
透過基板２０の他方の端部から出射される。
を、赤外透過基板２０の一方の端部から入射する（ステ
ップ１５）。赤外透過基板１０内に入射された赤外線
は、赤外透過基板２０の表裏の表面において多重内部反
射されると共に、赤外透過基板１０の表面に付着してい
る有機汚染物質の情報を累積してプロービングし、赤外
透過基板２０の他方の端部から出射される。
【００７２】次に、赤外透過基板２０から出射された赤
外線を、検出光学系５０により検出した後に、分光分析
器６０で分光分析し、演算・表示手段７０によって環境
汚染物質の同定、定量を行う（ステップ１６）。環境汚
染物質の種類の同定は、主に８００ｃｍ-1〜２０００ｃ
ｍ-1の波数域の分光スペクトルを解析することにより行
う。有機汚染物質の分子振動による一次の赤外吸収波数
の多くは、かかる波数域に存在するからである。また、
環境汚染物質の定量は、分光スペクトルのピークを適宜
選択し、そのピークの強度を解析することによって行わ
れる。
外線を、検出光学系５０により検出した後に、分光分析
器６０で分光分析し、演算・表示手段７０によって環境
汚染物質の同定、定量を行う（ステップ１６）。環境汚
染物質の種類の同定は、主に８００ｃｍ-1〜２０００ｃ
ｍ-1の波数域の分光スペクトルを解析することにより行
う。有機汚染物質の分子振動による一次の赤外吸収波数
の多くは、かかる波数域に存在するからである。また、
環境汚染物質の定量は、分光スペクトルのピークを適宜
選択し、そのピークの強度を解析することによって行わ
れる。
【００７３】このように本実施形態によれば、洗浄が容
易で表面を活性化させやすい赤外透過基板１０に環境汚
染物質を付着させ、その赤外透過基板１０を赤外透過基
板２０に重ね合わせることにより多重内部反射ＦＴ−Ｉ
Ｒ法による測定を行うので、表面を活性化させることが
困難な赤外透過基板２０を用いる場合であっても環境汚
染物質の同定や濃度測定を行うことができる。
易で表面を活性化させやすい赤外透過基板１０に環境汚
染物質を付着させ、その赤外透過基板１０を赤外透過基
板２０に重ね合わせることにより多重内部反射ＦＴ−Ｉ
Ｒ法による測定を行うので、表面を活性化させることが
困難な赤外透過基板２０を用いる場合であっても環境汚
染物質の同定や濃度測定を行うことができる。
【００７４】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる環境測定方法を図３及び図４を用いて説明する。図
３は、本実施形態による環境測定方法を示す概略図であ
る。図４は、本実施形態による環境測定方法を示すフロ
ーチャートである。図１及び図２に示す第１実施形態に
よる環境測定方法及び装置と同一の構成要素には、同一
の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
よる環境測定方法を図３及び図４を用いて説明する。図
３は、本実施形態による環境測定方法を示す概略図であ
る。図４は、本実施形態による環境測定方法を示すフロ
ーチャートである。図１及び図２に示す第１実施形態に
よる環境測定方法及び装置と同一の構成要素には、同一
の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００７５】本実施形態による環境測定方法は、環境中
に曝した赤外透過基板１０に環境汚染物質が付着してい
るか否かを多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法により測定し、赤
外透過基板１０に環境汚染物質が付着している場合にの
み、赤外透過基板１０を赤外透過基板２０に重ね合わせ
て環境汚染物質を測定することに主な特徴がある。
に曝した赤外透過基板１０に環境汚染物質が付着してい
るか否かを多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法により測定し、赤
外透過基板１０に環境汚染物質が付着している場合にの
み、赤外透過基板１０を赤外透過基板２０に重ね合わせ
て環境汚染物質を測定することに主な特徴がある。
【００７６】まず、赤外透過基板１０を環境中に曝すと
ころまで（ステップ２１〜２３）は、第１実施形態と同
様であるので省略する。
ころまで（ステップ２１〜２３）は、第１実施形態と同
様であるので省略する。
【００７７】次に、赤外透過基板１０に赤外線を入射
し、多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法により、赤外透過基板１
０表面の環境汚染物質を測定する（図３（ａ）参照、ス
テップ２４）。赤外透過基板１０はシリコンより成るも
のであるため、２０００ｃｍ-1〜５０００ｃｍ-1の波数
域の光については十分に透過し得る。
し、多重内部反射ＦＴ−ＩＲ法により、赤外透過基板１
０表面の環境汚染物質を測定する（図３（ａ）参照、ス
テップ２４）。赤外透過基板１０はシリコンより成るも
のであるため、２０００ｃｍ-1〜５０００ｃｍ-1の波数
域の光については十分に透過し得る。
【００７８】次に、赤外透過基板１０の分光スペクトル
を解析することにより、２８００ｃｍ-1付近におけるＣ
−Ｈ結合による赤外吸収の有無を観察する（ステップ２
５）。Ｃ−Ｈ結合はすべての有機分子が有している分子
構造であるため、２８００ｃｍ-1付近における赤外吸収
を観察すれば、赤外透過基板１０の表面に環境汚染物質
が付着しているか否かを判断することができる。２８０
０ｃｍ-1付近における赤外吸収を観測した結果、２８０
０ｃｍ-1付近における赤外吸収が存在しない場合や、２
８００ｃｍ-1付近における赤外吸収が一定値以下である
場合には、環境中の有機汚染濃度は特に問題がないもの
として測定を終了する。
を解析することにより、２８００ｃｍ-1付近におけるＣ
−Ｈ結合による赤外吸収の有無を観察する（ステップ２
５）。Ｃ−Ｈ結合はすべての有機分子が有している分子
構造であるため、２８００ｃｍ-1付近における赤外吸収
を観察すれば、赤外透過基板１０の表面に環境汚染物質
が付着しているか否かを判断することができる。２８０
０ｃｍ-1付近における赤外吸収を観測した結果、２８０
０ｃｍ-1付近における赤外吸収が存在しない場合や、２
８００ｃｍ-1付近における赤外吸収が一定値以下である
場合には、環境中の有機汚染濃度は特に問題がないもの
として測定を終了する。
【００７９】一方、２８００ｃｍ-1付近においてＣ−Ｈ
結合に起因する赤外吸収が存在する場合には、赤外透過
基板１０を赤外透過基板２０に重ね合わせて密着させる
（図３（ｂ）参照、ステップ２６）。
結合に起因する赤外吸収が存在する場合には、赤外透過
基板１０を赤外透過基板２０に重ね合わせて密着させる
（図３（ｂ）参照、ステップ２６）。
【００８０】次に、赤外透過基板２０に赤外線を導入
し、多重内部反射ＦＴ−ＩＲ測定を行う（ステップ２
７）。
し、多重内部反射ＦＴ−ＩＲ測定を行う（ステップ２
７）。
【００８１】次に、分光分析器６０により測定された分
光スペクトルから、環境汚染物質の種類を同定し、また
環境汚染物質の存在濃度を測定する（ステップ２８）。
環境汚染物質の種類の同定は、主に８００ｃｍ-1〜２０
００ｃｍ-1の帯域の分光スペクトルを解析することによ
って行われる。また、環境汚染物質の存在濃度は、分光
スペクトルから適当なピークを選択し、そのピークの強
度を解析することによって行われる。
光スペクトルから、環境汚染物質の種類を同定し、また
環境汚染物質の存在濃度を測定する（ステップ２８）。
環境汚染物質の種類の同定は、主に８００ｃｍ-1〜２０
００ｃｍ-1の帯域の分光スペクトルを解析することによ
って行われる。また、環境汚染物質の存在濃度は、分光
スペクトルから適当なピークを選択し、そのピークの強
度を解析することによって行われる。
【００８２】このように、本実施形態によれば、赤外透
過基板１０の分光スペクトルを測定することにより赤外
透過基板１０に環境汚染物質が付着しているか否かを判
断し、問題となるほどの環境汚染物質が付着していない
場合には更なる測定を行わないので、更に効率よく環境
測定を行うことができる。
過基板１０の分光スペクトルを測定することにより赤外
透過基板１０に環境汚染物質が付着しているか否かを判
断し、問題となるほどの環境汚染物質が付着していない
場合には更なる測定を行わないので、更に効率よく環境
測定を行うことができる。
【００８３】［変形実施形態］本発明は上記実施形態に
限らず種々の変形が可能である。
限らず種々の変形が可能である。
【００８４】例えば、上記実施形態では、赤外透過基板
１０としてシリコンを用い、赤外透過基板２０としてＺ
ｎＳｅを用いたが、赤外透過基板１０、２０はシリコン
やＺｎＳｅに限定されるものではなく、測定対象となる
環境汚染物質や赤外透過基板の洗浄の容易性に応じて様
々な赤外透過基板を用いることができる。例えば、臭化
カリウム（ＫＢｒ：透過波数域４５０〜２５０００ｃｍ
-1）、酸化カリウム（ＫＣｌ：透過波数域６７０〜１６
０００ｃｍ-1）、弗化バリウム（ＢｒＦ２：透過波数域
２０００〜５００００ｃｍ-1）、臭化セシウム（ＣｓＢ
ｒ：透過波数域３００〜２００００ｃｍ-1）、ゲルマニ
ウム（Ｇｅ：透過波数域５５０〜５０００ｃｍ-1）、サ
ファイヤ（Ａｌ2Ｏ3：透過波数域２０００〜３００００
ｃｍ-1）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：透過波数域３６０
〜２００００ｃｍ-1）、弗化マグネシウム（ＭｇＦ2：
透過波数域１６００〜５００００ｃｍ-1）、臭化タリウ
ム（ＫＲＳ−５：透過波数域３６０〜１６０００ｃ
ｍ-1）、硫化亜鉛（ＺｎＳ：透過波数域１０００〜１４
０００ｃｍ-1）等を適宜用いることができる。
１０としてシリコンを用い、赤外透過基板２０としてＺ
ｎＳｅを用いたが、赤外透過基板１０、２０はシリコン
やＺｎＳｅに限定されるものではなく、測定対象となる
環境汚染物質や赤外透過基板の洗浄の容易性に応じて様
々な赤外透過基板を用いることができる。例えば、臭化
カリウム（ＫＢｒ：透過波数域４５０〜２５０００ｃｍ
-1）、酸化カリウム（ＫＣｌ：透過波数域６７０〜１６
０００ｃｍ-1）、弗化バリウム（ＢｒＦ２：透過波数域
２０００〜５００００ｃｍ-1）、臭化セシウム（ＣｓＢ
ｒ：透過波数域３００〜２００００ｃｍ-1）、ゲルマニ
ウム（Ｇｅ：透過波数域５５０〜５０００ｃｍ-1）、サ
ファイヤ（Ａｌ2Ｏ3：透過波数域２０００〜３００００
ｃｍ-1）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：透過波数域３６０
〜２００００ｃｍ-1）、弗化マグネシウム（ＭｇＦ2：
透過波数域１６００〜５００００ｃｍ-1）、臭化タリウ
ム（ＫＲＳ−５：透過波数域３６０〜１６０００ｃ
ｍ-1）、硫化亜鉛（ＺｎＳ：透過波数域１０００〜１４
０００ｃｍ-1）等を適宜用いることができる。
【００８５】また、第２実施形態では、２８００ｃｍ-1
付近における赤外吸収の有無を観測することにより第１
の赤外透過基板１０に環境汚染物質が付着しているか否
かを判断したが、２８００ｃｍ-1付近のみならず、２０
００ｃｍ-1〜４０００ｃｍ-1の波数域の赤外吸収を適宜
観測することにより、第１の赤外透過基板１０に環境汚
染物質が付着しているか否かを判断してもよい。
付近における赤外吸収の有無を観測することにより第１
の赤外透過基板１０に環境汚染物質が付着しているか否
かを判断したが、２８００ｃｍ-1付近のみならず、２０
００ｃｍ-1〜４０００ｃｍ-1の波数域の赤外吸収を適宜
観測することにより、第１の赤外透過基板１０に環境汚
染物質が付着しているか否かを判断してもよい。
【００８６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、洗浄が容
易で表面を活性化させやすい赤外透過基板１０に環境汚
染物質を付着させ、その赤外透過基板１０を赤外透過基
板２０に重ね合わせることにより多重内部反射ＦＴ−Ｉ
Ｒ法による測定を行うので、表面を活性化させることが
困難な赤外透過基板２０を用いる場合であっても環境汚
染物質の同定や濃度測定を行うことができる。
易で表面を活性化させやすい赤外透過基板１０に環境汚
染物質を付着させ、その赤外透過基板１０を赤外透過基
板２０に重ね合わせることにより多重内部反射ＦＴ−Ｉ
Ｒ法による測定を行うので、表面を活性化させることが
困難な赤外透過基板２０を用いる場合であっても環境汚
染物質の同定や濃度測定を行うことができる。
【００８７】また、本発明によれば、赤外透過基板１０
の分光スペクトルを測定することにより赤外透過基板１
０に環境汚染物質が付着しているか否かを判断し、問題
となるほどの環境汚染物質が付着していない場合には更
なる測定を行わないので、更に効率よく環境測定を行う
ことができる。
の分光スペクトルを測定することにより赤外透過基板１
０に環境汚染物質が付着しているか否かを判断し、問題
となるほどの環境汚染物質が付着していない場合には更
なる測定を行わないので、更に効率よく環境測定を行う
ことができる。
【図１】本発明の第１実施形態による環境測定装置を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態による環境測定方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態による環境測定方法を示
す概略図である。
す概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態による環境測定方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】ガスクロマトグラフィー質量分析法の原理を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】多重内部反射フーリエ赤外分光法を適用した環
境測定方法を示す概略図である。
境測定方法を示す概略図である。
【図７】ＺｎＳｅより成る赤外透過基板をアセトンで洗
浄した後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。
浄した後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。
【図８】ＺｎＳｅより成る赤外透過基板の紫外線照射前
後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。
後のＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。
１０…赤外透過基板 ２０…赤外透過基板 ３０…圧着手段 ４０…赤外光源 ５０…検出光学系 ６０…分光分析器 ７０…演算・表示手段 １００…キャリアガス源 １０２…減速弁 １０４…流量調整器 １０６…検出器 １０６ａ…保証側 １０６ｂ…試料側 １０８…試料導入系 １１０…分離カラム １１２…流量計 １１４…増幅器 １１６…記録計 ２１０…赤外透過基板 ２１２…環境汚染物質 ２４０…赤外光源 ２６０…分光分析器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 1/02 Ｇ０１Ｎ 1/02 Ａ 1/22 1/22 Ｌ 21/01 21/01 Ｂ 21/35 21/35 Ｚ // Ｇ０１Ｎ 21/59 21/59 Ｄ Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB01 CC12 CC20 DD01 DD02 EE02 EE12 FF06 GG10 HH01 JJ21 KK10 LL02 MM01 PP04 4G066 AA02B AA20B CA01 DA03 GA11
Claims (8)
- 【請求項１】 第１の赤外透過基板を測定環境中に曝
し、 前記第１の赤外透過基板を第２の赤外透過基板に重ね合
わせ、 前記第２の赤外透過基板内に赤外線を入射して、前記第
２の赤外透過基板の内部を多重反射した後に前記第２の
赤外透過基板より出射される前記赤外線を検出し、検出
した前記赤外線を分光分析することにより前記第１の赤
外透過基板に付着している汚染物質の種類及び／又は付
着量を測定し、 前記第１の赤外透過基板に付着している前記汚染物質の
種類及び／又は付着量に基づいて、前記測定環境中の汚
染物質の種類及び／又は濃度を測定することを特徴とす
る環境測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の環境測定方法において、 前記第２の赤外透過基板は、前記第１の赤外透過基板よ
り透過波数帯域幅が広いことを特徴とする環境測定方
法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の環境測定方法にお
いて、 前記第１の赤外透過基板を環境中に曝した後、 前記第１の赤外透過基板内に赤外線を入射して、前記第
１の赤外透過基板の内部を多重反射した後に前記第１の
赤外透過基板より出射される前記赤外線を検出し、検出
した前記赤外線を分光分析することにより前記第１の赤
外透過基板に所定量以上の汚染物質が付着しているか否
かを判断し、 前記第１の赤外透過基板に所定量以上の汚染物質が付着
している場合にのみ、前記第１の赤外透過基板を前記第
２の赤外透過基板に重ね合わせてその後の測定を行うこ
とを特徴とする環境測定方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の環境測定方法において、 ２０００ｃｍ-1〜４０００ｃｍ-1の範囲で所定以上の赤
外吸収が生じる場合に、前記第１の赤外透過基板に所定
量以上の前記汚染物質が付着していると判断することを
特徴とする環境測定方法。 - 【請求項５】 測定環境中の汚染物質を付着させる第１
の赤外透過基板と、 前記第１の赤外透過基板が重ね合わせられる第２の赤外
透過基板と、 前記第１の赤外透過基板が重ね合わされた前記第２の赤
外透過基板に赤外線を入射する赤外光源と、 前記第２の赤外透過基板内部を多重反射した後に前記赤
外透過基板より出射される前記赤外線を検出して分光分
析する赤外分光器と、 前記赤外分光器により得られた分光結果から前記第１の
赤外透過基板に付着している汚染物質の種類及び／又は
付着量を算出し、前記第１の赤外透過基板に付着してい
る前記汚染物質の種類及び／又は付着量に基づいて前記
測定環境中の汚染物質の種類及び／又は濃度を算出する
演算装置とを有することを特徴とする環境測定装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の環境測定装置において、 前記第２の赤外透過基板は、前記第１の赤外透過基板よ
り透過波数帯域幅が広いことを特徴とする環境測定装
置。 - 【請求項７】 請求項５又は６記載の環境測定装置にお
いて、 前記第１の赤外透過基板と前記第２の赤外透過基板とを
密着する圧着手段を更に有することを特徴とする環境測
定装置。 - 【請求項８】 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の
環境測定装置において、 前記第１の赤外透過基板は、Ｓｉより成り、 前記第２の赤外透過基板は、ＺｎＳｅより成ることを特
徴とする環境測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003803A JP2001194297A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 環境測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003803A JP2001194297A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 環境測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194297A true JP2001194297A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18532686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003803A Withdrawn JP2001194297A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 環境測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001194297A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002044696A1 (fr) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Advantest Corporation | Procede et appareil de surveillance de l'environnement et appareil de production de semi-conducteur |
| WO2002057754A1 (fr) * | 2001-01-19 | 2002-07-25 | Advantest Corporation | Procede et systeme pour la detection d'une substance chimique |
| JP2003042951A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Fujitsu Ltd | 吸着ガス成分の簡易分析方法 |
| WO2003038412A1 (en) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Matsushita Eco Technology Center Co., Ltd. | Device and method for identifying plastic |
| JP2006343133A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | 時間分解分析装置 |
| US7161151B2 (en) | 2001-11-28 | 2007-01-09 | Matsushita Eco Technology Center Co., Ltd. | Plastic identifying method |
| KR101197140B1 (ko) | 2010-11-08 | 2012-11-12 | 한국표준과학연구원 | 적외선 분광기를 이용한 금박막 위의 자기조립층 형성과정에서의 고감도 측정방법 및 장치와 이에 사용되는 자기조립층 형성 기재 |
| CN103091277A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-05-08 | 河北工业大学 | 大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法 |
-
2000
- 2000-01-12 JP JP2000003803A patent/JP2001194297A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002044696A1 (fr) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Advantest Corporation | Procede et appareil de surveillance de l'environnement et appareil de production de semi-conducteur |
| WO2002057754A1 (fr) * | 2001-01-19 | 2002-07-25 | Advantest Corporation | Procede et systeme pour la detection d'une substance chimique |
| US7265369B2 (en) | 2001-01-19 | 2007-09-04 | Advantest Corp. | Method and system for detecting chemical substance |
| JP2003042951A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Fujitsu Ltd | 吸着ガス成分の簡易分析方法 |
| WO2003038412A1 (en) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Matsushita Eco Technology Center Co., Ltd. | Device and method for identifying plastic |
| US7157713B2 (en) | 2001-10-29 | 2007-01-02 | Matsushita Eco Technology Center Co., Ltd. | Device and method for identifying plastic |
| US7161151B2 (en) | 2001-11-28 | 2007-01-09 | Matsushita Eco Technology Center Co., Ltd. | Plastic identifying method |
| JP2006343133A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | 時間分解分析装置 |
| JP4517946B2 (ja) * | 2005-06-07 | 2010-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 時間分解分析装置 |
| KR101197140B1 (ko) | 2010-11-08 | 2012-11-12 | 한국표준과학연구원 | 적외선 분광기를 이용한 금박막 위의 자기조립층 형성과정에서의 고감도 측정방법 및 장치와 이에 사용되는 자기조립층 형성 기재 |
| CN103091277A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-05-08 | 河北工业大学 | 大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10168211B1 (en) | Fully integrated gas concentration sensor | |
| JPH07146295A (ja) | ラマン分光測定による免疫分析方法及び装置 | |
| JPS61258147A (ja) | ガス検出方法及び装置 | |
| US8302461B2 (en) | Gas detector having an acoustic measuring cell and selectively adsorbing surface | |
| US6657196B2 (en) | Method and apparatus for environmental monitoring | |
| JPH08280812A (ja) | ガス試料の自動識別装置 | |
| US20110235042A1 (en) | Arrangement adapted for spectral analysis of high concentrations of gas | |
| JP2002286636A (ja) | 化学物質検出方法及び装置 | |
| US20040145737A1 (en) | Programmable diffraction grating sensor | |
| JP2001194297A (ja) | 環境測定方法及び装置 | |
| JP2000241313A (ja) | ガス分光分析装置 | |
| JP3834224B2 (ja) | 化学物質検出方法及び装置 | |
| JP4792267B2 (ja) | 表面状態測定方法及び装置 | |
| US7157717B2 (en) | Optical emission spectroscopy of plasma treated bonding surfaces | |
| WO2013128707A1 (ja) | 被測定物の特性を測定するための測定装置 | |
| JPH09145611A (ja) | 半導体ウェーハの分析方法及び装置 | |
| JPH07151685A (ja) | 非分散形赤外線ガス分析計 | |
| JP2002350344A (ja) | 環境測定方法及び装置 | |
| US6411388B1 (en) | System and method for frequency domain interferometric second harmonic spectroscopy | |
| KR101764704B1 (ko) | 독소 측정장치 | |
| JP2001311697A (ja) | 表面状態測定方法及び装置 | |
| JP2003014642A (ja) | 化学物質検出方法及び装置 | |
| JP2003156440A (ja) | 化学物質検出方法及び装置 | |
| JP2003114190A (ja) | 環境モニタリング方法及び装置 | |
| US11828705B2 (en) | Apparatus and method for spectroscopically detecting a sample |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |