JP2009042217A - 実時間工程診断ができる分光分析器 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は実時間工程診断ができる分光分析器に関するものであって、より詳細には、反応器に収容される反応副産物または反応物にビームを入射しかつ出射される出射ビームを測定することにより、反応副産物または反応物の定量及び定性分析ができるようにする実時間工程診断ができる分光分析器を提供する。
【解決手段】
本発明はビームが入射される入射窓と、前記入射窓に入射されたビームが入射されて反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物を一時収容する収容部と、前記収容部内から入射されたビームが反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されて出射される出射窓と、前記収容部内部に装着されて前記入射窓に入射されたビームが前記収容部内部を少なくとも１回以上往復するように反射して前記出射窓に出射させる反射ミラーを含み、内部が真空状態となる反応器；前記反応器から出射されたビームを検出する検出器；検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器；とを含めてなることを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は実時間工程診断ができる分光分析器に関するものであって、より詳しくは、反応器に収容される反応副産物または反応物にビームを入射し、かつ出射される出射ビームを測定することによって反応副産物または反応物の定量及び定性分析ができるようにする実時間工程診断ができる分光分析器に関するものである。

あらゆる原子や分子は空間で絶え間なく運動しており、これに該当するエネルギーを含んでいる。原子や分子の運動に関わるこのエネルギーは量子化されているため、常に特定なエネルギー状態のみで存在する。いかなる特定なエネルギー状態で運動している原子や分子は外部からエネルギーを吸収してより高いエネルギー状態となる。エネルギーを波動で示すとＥ＝ｈｖになる。ここで、ｈはPlank常数であり、ｖは周波数を意味する。従って、より高いエネルギー状態になるために必要なエネルギー△Ｅ＝ｈ（Ｖ２−Ｖ１）＝ｈ・△ｖとなる。ｈは常数であるから原子や分子が浮き立つために必要なエネルギーは周波数のみの関数になり、原子や分子がいかなるエネルギーを吸収した時に現れるスペクトルは周波数の関数になる。原子や分子が有するエネルギー状態は運動の種類に応じて異なるようになり、その結果、吸収できるエネルギーの大きさも異なる。その中で、赤外線領域のエネルギーに該する分子の運動には振動と回転、併進運動があり、特に赤外線分光法と関係あるものは振動と回転運動による転移である。一般に振動に必要なエネルギーは回転に必要なエネルギーより大きな値を有するが、赤外線領域の中でも最も普遍的に使用される中赤外線領域に該する運動は主に振動運動である。従って、赤外線分光法は赤外線領域の光を照射することができる光源を使用して分子の振動−回転運動に対する情報を得て分子の構造を確認し、定量分析ができる機器分析法とも言える。

従来の分光分析器は常圧状態において収容された反応副産物または反応物にビームを走査させてビームを検出することによって反応副産物または反応物の成分を定量及び定性分析するようになる。

このように従来の分光分析器は常圧状態において分光分析を行うため反応副産物または反応物の正確な分光分析が難しく、ビームが入射される入射窓とビームが出射される出射窓及び反射ミラーなどに反応副産物または反応物が吸着及び蒸着されてビームがろくに伝達できなくなるという問題点があった。

このような反応副産物または反応物が入射窓と出射窓及び反射ミラーなどに吸着及び蒸着される場合、これを分解して洗滌する保持保守を行うが、このような保持保守の周期が短くて実時間診断が難しくなるという問題点があった。

また、従来の分光分析器は分析のために反応器に流入される反応副産物または反応物に適合に入射窓及び出射窓の温度を短い時間内に調節し難いという短所があった。

本発明は前記の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は真空状態で分光分析を行うことにより実時間工程診断ができる分光分析器を提供することにある。また、工程休止期に反応器から出てくる気体をモニタリングすることによって装備点検周期（ＰＭ周期）を知らせることもできる。

また、本発明のもう１つの目的は入射窓及び出射窓、反射ミラー、クリスタルなどに吸着及び蒸着される反応副産物または反応物による汚染を防止させて正確な分光分析ができるようにする実時間工程診断ができる分光分析器を提供することにある。

また、本発明のもう１つの目的は入射窓及び出射窓、反射ミラー、クリスタルなどを排気口のラインに連結される反応器に設けることではなく、化学反応が生じる化学反応チャンバーに設けて化学反応チャンバーの内部の反応副産物または反応物の成分を直接的に定量及び定性分析することにある。

また、本発明のもう１つの目的は入射窓及び出射窓、反射ミラー、クリスタルなどを排気口のラインに連結される反応器に設けるのみならず、化学反応が生じる化学反応チャンバーにも設けることにより化学反応チャンバーの内部の反応副産物または反応物の成分を定量及び定性分析することにある。この場合、入射窓に入射される赤外線を発光させる赤外線発光部を前記反応器及び化学反応チャンバー当たり１つずつ別個に設けることができる。一方、赤外線発光部を１つのみ設けることもできるが、赤外線発光部は赤外線を選択的に前記反応器または化学反応チャンバーに入射させるように所定角度範囲で回転可能に設けられる。従って、赤外線発光部を２つ設けて反応器と化学反応チャンバーを同時に全てモニタリングすることができ、赤外線発光部を１つ設けて反応器と化学反応チャンバーを選択的にモニタリングすることができる。

本発明のもう１つの目的は吸着及び蒸着によって汚染度を減らすことによって保持保守周期を延長することができるようにする実時間工程診断ができる分光分析器を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は分析室に流入される反応副産物または反応物の温度に合わせて分析室に備えられた入射窓及び出射窓の温度を調節するに容易な実時間工程診断ができる分光分析器を提供することである。

本発明はビームが入射される入射窓１１と、前記入射窓１１に入射されたビームが入射されて反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物を一時収容する収容部１２と、前記収容部１２内から入射されたビームが反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されて出射される出射窓１３と、前記収容部１２内部に装着されて前記入射窓１１に入射されたビームが前記収容部１２内部を少なくとも１回以上往復するように反射して前記出射窓１３に出射させる反射ミラー１４を含み、内部が真空状態となる反応器１０；前記反応器１０から出射されたビームを検出する検出器２０；検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器３０；とを含めてなることを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器に関するものである。

本発明において、前記反射ミラー１４は前記入射窓１１を介して入射されたビームが前記収容部１２内でジグザグ流路を形成しながら往復するように設けられ、前記収容部１２には副産反応物または副産物が前記入射されたビームのジグザグ流路に沿って流動されるようにジグザグ流路が形成されることができ、前記反応器１０は前記反応器１０内の圧力を調節するための圧力調節器１５がさらに備えられ、前記入射窓１１及び出射窓１３または反射ミラー１４に反応副産物または反応物が吸着及び蒸着されることを防止するように窒素気体を注入するエアカーテン１６がさらに備えられ、前記反応器１０は温度調節ができ、前記反応器１０は前記入射窓１１、出射窓１３及び反射ミラー１４に吸着及び蒸着された試料を洗滌するために気体または液体を注入するための注入口１７がさらに備えられる。

本発明はビームが入射される入射窓１１１と、前記入射窓１１１に入射されたビームが入射されて反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物を一時収容する収容部１１２と、反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されたビームが透過されるように、固定部１１３によって前記収容部１１２内に設けられるクリスタル１１４と、前記クリスタル１１４の周辺に離隔されて備えられて遠赤外線領域の連続輻射線を提供するプラズマ電極１１５と、前記クリスタル１１４から出射されたビームを出射する出射窓１１６を含み、内部が真空状態となる反応器１１０；前記反応器１１０から出射されたビームの屈折及び散乱を検出する検出器１２０；検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器１３０；とを含めてなることを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器に関するものであって、本発明は前記収容部１１２内部に装着され、前記入射窓１１１から入射されたビームが前記クリスタル１１４内部を少なくとも１回以上往復して透過するように反射して、前記出射窓１１６に出射させる反射ミラーＭを含むことができる。

本発明において、前記反応器１１０は前記反応器内の圧力を調節するための圧力調節器１１７がさらに備えられ、前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５に反応副産物または反応物が吸着及び蒸着されることを防止するように非活性気体を注入する掃除用ポート１１８がさらに備えられ、前記固定部１１３は前記クリスタル１１４の温度を調節するように温度調節ができ、前記反応器１１０は前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５に吸着及び蒸着された試料を洗滌するために前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５との間に気体または液体を注入するための注入口１１９がさらに備えられ、前記分析器は休止期装備内部から出てくる気体を分析して装備掃除周期または保持管理周期（ＰＭ周期）分析に用いられる。

一方、本発明は前記のいずれか１つに記載の分光分析器において、ガスが注入される場合、注入されたガスが前記入射窓１１３１の外側面と接触できるように前記入射窓１１３１が設けられた部位を内包し、前記反応器１１３０の外側面に形成される第１ガス収容部１１１０と、ガスが注入される場合、注入されたガスが前記出射窓１１２２の外側面と接触できるように前記出射窓１１２２が設けられた部位を内包し、前記反応器１１３０の外側面に形成される第２ガス収容部１１２０とを含むことを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器に関するものである。

本発明において、前記第１ガス収容部１１１０と前記第２ガス収容部１１２０は相互練通されることができ、前記第１ガス収容部１１１０の外部から発光されたビームが前記入射窓１１３１を介して入射できるように前記第１ガス収容部１１１０に備えられる収容部入射窓１１１１；前記出射窓１１３２を介して出射された光線が前記第２ガス収容部１１２０の外部へ出射できるように前記第２ガス収容部１１２０に備えられる収容部出射窓１１２２；とを含み、前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０はその下側端部を介して相互練通するように連結され、第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０との間に凹込部が形成するように連結され、前記反応器１１３０は前記凹込部に脱着できるように設けられることができる。

本発明は前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０とに連結されるガス排出弁１１６２；前記ガス排出弁１１６２を介して前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０とに連結されるポンプ１１６０；とを含み、前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内にガスを供給するガス供給部１１５０；前記ガス供給部１１５０に収容されるガス温度を調節する温度調節部１１５４；とが備えられ、前記第１ガス収容部１１１０または前記第２ガス収容部１１２０のうちいずれか１つまたは全ての体積が調節でき、前記第１ガス収容部１１１０または前記第２ガス収容部１１２０のうち少なくともいずれか１つは長さ調節ができる長さ調節部が形成される。

以下、図面を参照して本発明による実時間肯定診断ができる分光分析器をより詳細に説明する。

図１は本発明による実時間工程診断ができる赤外線分光分析器の構造を示す図面である。

図示されたように、本発明の実時間工程診断ができる赤外線分光分析器は入射窓１１と、収容部１２と、出射窓１３及び反射ミラー１４を備え、内部が真空状態となる反応器１０；前記反応器１０から出射されたビームの屈折及び散乱を検出する検出器２０；検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器３０；とを含めてなる。

前記反応器１０は入射窓１１と、収容部１２と、出射窓１３及び反射ミラー１４が備え、内部が真空状態となる。前記反応器１０は反応副産物または反応物が投入されて投入された反応副産物または反応物にビームが走査される。なお、前記反応器１０は前記反応器１０内の圧力を調節するための圧力調節器１５がさらに備えられて最適の圧力範囲で測定が可能になる。

前記入射窓１１は前記反応器１０に装着され、ビームが入射される。

前記収容部１２には反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物が一時収容され、前記入射窓１１から入射されたビームが入射される。この際、入射されたビームは反応副産物または反応物と屈折及び散乱を起す。このように屈折及び散乱されたビームの強度を測定することによって試料の定性及び定量を分析することができる。前記収容部１２は排気口などから排気される排気ガスなどを一時収容して分光分析した後に排出するようになるため実時間工程診断が可能になる。なお、前記収容部１２は排気口に直接挿入して図１のように実時間工程診断ができるのみならず、排気口に小さいポートを形成してここから収集された反応副産物または反応物を収集してサンプリングすることによって実時間で工程診断を可能にする。

図１を参照すれば、反射ミラー１４は入射窓１１を介して入射されたビームが収容部１２内でジグザグ流路を形成しながら往復するように設けられる。即ち、反射ミラー１４は入射窓１１から入射されたビームを反射して入射されたビームが収容部１２内部を少なくとも１回以上往復した後、出射窓１３を介して出射されるようにする役割を果たす。このために、２つの鏡が入射窓１１の付近と出射窓１３の付近にそれぞれ設けられるが、２つの鏡は凹鏡または平面鏡などである。平面鏡である場合、入射されたビームがジグザグ流路を形成するように所定角度が傾けて設けられる。収容部１２に入射されたビームがジグザグ経路を形成することによってビームの検出距離が長くなって測定感度を増加させる。

一方、図２を参照すれば、収容部１２には反応副産物または反応物の流動を案内するジグザグ流路が形成される。この際、収容部１２に形成されるジグザグ流路は収容部１２に入射されたビームが形成するジグザグ流路を含むように形成される。従って、ビームの経路が延びられる外にビームの経路と反応副産物または反応物の流路が同一な方向をなす。

前記出射窓１３は前記収容部１２内から入射されたビームが反応副産物または反応物を通過した後、出射するようになる。

前記検出器２０は前記反応器１０から出射されたビームの屈折及び散乱を検出する役割を果たす。前記検出器２０は公知のものとしてＭＣＴのようなIR detectorを使用する。

前記分析器３０は前記検出器２０によって検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する役割を果たす。

図３は本発明による他の形態の実時間工程診断ができる分光分析器の構造を示す図面である。

図示されたように、本発明の他の形態の実時間工程診断ができる分光分析器は入射窓１１１と、反応副産物または反応物を一時収容する収容部１１２と、反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されたビームが透過されるように固定部１１３によって収容部１１２内に設けられるクリスタル１１４と、クリスタル１１４の周辺に離隔されて備えられるプラズマ電極１１５と、出射窓１１６を含む反応器１１０；前記反応器１１０から出射されたビームの屈折及び散乱を検出する検出器１２０；検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器１３０を含めてなる。

前記反応器１１０は入射窓１１１と、収容部１１２と、出射窓１１６と、クリスタル１１４及びプラズマ電極１１５が備えられ、内部が真空状態となる。前記反応器１１０は入射されたビームが収容された反応副産物または反応物と反応して屈折及び散乱を起した後反応器１１０の外部に出射される。また、前記反応器１１０は前述した本発明の実時間工程診断ができる分光分析器と同様に前記反応器１１０内の圧力を調節するための圧力調節器１１７がさらに備えられて最適の圧力範囲で測定ができるようになる。

前記入射窓１１１と出射窓１１６は前述した本発明の実時間工程診断ができる分光分析器と同一である。

前記収容部１１２は前記入射窓１１１から入射されたビームが入射され、反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物を一時収容するようになる。

前記クリスタル１１４は前記収容部１１２内で固定部１１３によって固定されるが、収容部１１２に入射されたビームが反応副産物または反応物による屈折及び散乱されて収容部１１２の外部に出射される前にクリスタル１１４内部を透過するように設けられる。一方、図３を参照すれば、収容部１１２内部には入射窓１１１から入射されたビームがクリスタル１１４内部を少なくとも１回以上往復して透過された後、出射窓１１６を介して出射するように、前記入射されたビームを反射させる反射ミラーＭが設けられる。同時に、前記固定部１１３は前記クリスタル１１４の温度を調節するように温度調節ができるものが望ましい。

前記プラズマ電極１１５は前記クリスタル１１４の周辺に離隔されて備えられ、前記クリスタル１１４の掃除や前記クリスタル１１４に吸着及び蒸着された反応副産物または反応物や異物質の分解を促進させる役割を果たす。

前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５に反応副産物または反応物が吸着及び蒸着されることを防止するように前述した本発明の実時間工程診断ができる分光分析器と同一な窒素気体を注入する掃除用ポート１１８がさらに備えられるものが望ましい。

また、前記反応器１１０は前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５に吸着及び蒸着された試料を洗滌するために前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５との間に気体または液体を注入するための注入口１１９がさらに備えられたものが望ましい。

前記検出器１２０及び分析器１３０は前述した本発明の実時間工程診断ができる分光分析器と同一である。

未説明符号４０、１４０はフォーカスレンズ（focus lens）であり、５０、１５０はフォーカスレンズ及びフラットミラー（focus lens & flat mirror）である。

図面に図示されていないが、本発明のもう１つの一実施例の場合、入射窓及び出射窓、反射ミラー、クリスタルなどが排気口のラインに連結される反応器に設けられるものではなく、化学反応が生じる化学反応チャンバーに直接設けられる。これによって、化学反応チャンバーの内部の反応副産物または反応物の成分を直接的に定量及び定性分析するようになる。特に、入射窓を介して入射される赤外線ビームが化学反応チャンバーの内壁に少なくとも１回以上衝突した後、出射窓を介して出射するように反射ミラーを設けることによって化学反応チャンバーの内壁状態をモニタリングすることができる。

図面に図示されていないが、本発明のもう１つの一実施例の場合、入射窓及び出射窓、反射ミラー、クリスタルなどが排気口のラインに連結される反応器に設けるのみならず、化学反応が生じる化学反応チャンバーにも設けられる。ことによって化学反応が生じる反応チャンバーの内部の反応副産物または反応物の成分を直接定量及び定性分析することができる。この場合、入射窓に入射される赤外線を発光させる赤外線発光部を前記反応器及び化学反応チャンバー当たり１つずつ別個に設けることができる。一方、赤外線発光部を１つのみ設けることもできるが、赤外線発光部は赤外線を前記反応器または化学反応チャンバーに選択的に入射させるように所定角度範囲で回転可能に設けられる。従って、赤外線発光部を２つ設けて反応器と化学反応チャンバーが同時に全てモニタリングでき、赤外線発光部を１つ設けて反応器と化学反応チャンバーを選択的にモニタリングすることができる。

図４は本発明による他の形態の実時間工程診断ができる分光分析器の概略図を、図５は図４の主要部の概略的左側面図を、図６は図４の主要部の概略的右側面図を示す。

図４を参照すれば、本発明は第１ガス収容部１１１０、第２ガス収容部１１２０、反応器１１３０、赤外線が発光される発光部１２００、赤外線が受光される受光部１３００及び演算部１４００を有する。

反応器１１３０は図１乃至図３に参照して、前述した分光分析器の反応器１０、１１０のいずれか１つである。従って、図２を参照すれば、分析室１１３０の側壁には入射窓１１３１及び出射窓１１３２が設けられる。入射窓１１３１及び出射窓１１３２は図１乃至図３に図示された入射窓１１、１１１及び出射窓１３、１１３である。

図４を参照すれば、第１ガス収容部１１１０は入射窓１１３１が設けられた部位を内包し反応器１１３０の外側面に形成され、第２ガス収容部１１２０は出射窓１１３２が設けられた部位を内包し反応器１１３０の外側面に形成される。即ち、第１ガス収容部１１１０は第１ガス収容部１１１０にガスが注入される場合、注入されたガスが入射窓１１３１の外側面と接触できるように反応器１１３０の外側面に形成され、第２ガス収容部１１２０は第２ガス収容部１１２０にガスが注入される場合、注入されたガスが出射窓１１３２の外側面と接触できるように反応器１１３０の外側面に形成される。一方、第１ガス収容部１１１０と第２ガス収容部１１２０は相互練通される。

図４を参照すれば、第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０はその下側端部を介して相互練通されるように連結されるが、第１ガス収容部１１１０と第２ガス収容部１１２０との間に凹込部が形成するように連結される。反応器１１３０は前記凹込部に安着に設けられる。図面に図示されていないが、反応器１１３０は前記凹込部に脱着できるように設けられる。例えば、スライドされることによって前記凹込部に脱着できるように設けられる。

図４を参照すれば、第１ガス収容部１１１０の側壁には収容部入射窓１１１１が設けられ、第２ガス収容部１１２０の側壁には収容部出射窓１１２２が設けられる。収容部入射窓１１１１は第１ガス収容部１１１０の外部に設けられる発光部１２００から発光された赤外線が第１ガス収容部１１１０に入射させるための窓であり、収容部出射窓１１２２は出射窓１１３２を介して第２ガス収容部に入射された赤外線が第２ガス収容部１１２０の外部に出射させるための窓である。発光部１２００は反応器１１３０に入射される赤外線を発生する装置であり、受光部１３００は反応器１１３０を通過した赤外線が収集される装置である。

図５及び図６を参照すれば、収容部入射窓１１１１は入射窓１１３１より大きく形成され、収容部出射窓１１２２は出射窓１１３２より大きく形成される。発光部１２００、収容部入射窓１１１１、入射窓１１３１、出射窓１１３２、収容部出射窓１１２２及び受光部１３００の相対位置は赤外線の経路に沿って相対的に決定される。

図４を参照すれば、第１ガス収容部１１１０には第１ガス収容部１１１０の長さを調節するための長さ調節部１１１３が形成され、第２ガス収容部１１２０には第２ガス収容部１１２０の長さを調節するための長さ調節部１１２３が形成される。長さ調節部１１１３、１１２３は第１ガス収容部４１１０及び第２ガス収容部４１２０の体積を調節するためのものである。長さ調節部１１１３、１１２３は皺部またはスライド部（図示せず）を形成したりするなど他の方法で第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０の体積を調節可能にするためのものである。

図４を参照すれば、第１ガス収容部１１１０には第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内にガスを供給するためのガス供給部１１５０が連結される。なお、ガス供給部１１５０には第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内に供給されるガス量を調節するためのガス流入弁１１５１が備えられる。また、ガス供給部１１５０には第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内に供給されるガスの温度を調節する温度調節部１１５４が備えられる。温度調節部１１５４は温度調節部１１５４に収容されたガスを加熱するヒーターであり得る。

図４を参照すると、第２ガス収容部１１２０には第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内に供給されたガスを排出するガス排出弁１１６２が連結される。ガス排出弁１１６２にはポンプ１１６０が連結される。ポンプ１１６０はガス供給部１１５０から第１ガス収容部１１１０と第２ガス収容部１１２０内に供給されたガスが入射窓１１３１及び出射窓１１３２の温度を所望の温度に変化させた後、前記ガスを外部に排出して第１ガス収容部１１１０と第２ガス収容部１１２０を真空状態で形成させるためのものである。

一方、図４を参照すれば、受光部１３００には演算部１４００が連結される。演算部１４００は受光部１３００から検出されるデーターを演算処理して反応副産物または反応物に含まれた化学物質の成分を分析する装置である。

以下、前記した本発明の作用について説明する。

図４を参照すれば、反応器１１３０に備えられる入射窓１１３１及び出射窓１１２２の温度は分析室１１３０に流入される反応副産物または反応物の温度と同一なものが望ましい。従って、入射窓１１３１及び出射窓１１３２の温度を変化させる場合、温度調節部１１５４を通じてガス供給部１１５０のガス温度を、流入される反応副産物または反応物の温度と同一にした後、ガス流入弁１１５１を開放して第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０に流入させると入射窓１１３１及び出射窓１１３２の温度は反応器１１３０に流入される反応副産物または反応物の温度と同一になる。

図４を参照すれば、第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０にガスが流入されて所定時間が経過して入射窓１１３１及び出射窓１１３２の温度が十分変化したと判断されるとガス排出弁１１６２を開放し、ポンプ１１６０を稼動させることによって第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内のガスを外部に放出して第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内部を真空状態で形成するようになる。これは赤外線を用いた分光分析が反応器１１３０内の反応副産物または反応物に対する情報分析を目的にするものであって、赤外線が前記反応副産物または反応物でないガス収容部１１１０、１１２０内のガスに対する情報を含まないようにするためのものである。

図４を参照すると、第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内部が真空状態となると、反応副産物または反応物が反応器１１３０内部に流入されるようにする。

図４を参照すれば、反応器１１３０内に反応副産物または反応物が流入されると、発光部１２００を通じて赤外線を発光させて赤外線が収容部入射窓１１１１及び入射窓１１３１を通じて分析室１１３０内に入射されて反応副産物または反応物と衝突した後、出射窓１１３２及び収容部出射窓１１２２を介して受光部１３００に捕集される。

図４を参照すれば、受光部１３００に連結された演算部１４００が受光部１３００から検出されるデーターを演算処理して反応副産物または反応物の成分を明らかにするものである。

図４を参照すると、本発明は反応器１１３０が第１ガス収容部１１１０と第２ガス収容部１１２０との間に脱着できるように設けられているため、反応器１１３０が汚染された場合は反応器１１３０のみを容易に取り替えることができる長所がある。

前記した本発明の実施例の場合、発光部１２００と受光部１３００は第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０の外部に備えられたものにしたが、他の実施例の場合は発光部１２００と受光部１３００は第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０の内部に備えることができる。この場合、収容部入射窓１１３１及び収容部出射窓１１２２は備えられない。

前記した本発明の実施例の場合、赤外線を用いるものとしたが、赤外線の他にraman、UV、Laserなどを用いることもできる。

図７は本発明によるもう１つの形態の実時間工程診断ができる分光分析器の主要部の概略図である。

図７を参照すれば、本発明は図６に図示された分光分析器と同様に分析反応器１１３０ａ、入射窓１１３１ａ、出射窓１１３２ａ、第１ガス収容部１１１０ａ、収容部入射窓１１１１ａ、第２ガス収容部１１２０ａ、収容部出射窓１２２２ａを含む。

図７を参照すれば、第１ガス収容部１１１０ａ及び第２ガス収容部１１２０ａは図６に図示された分光分析器とは違って相互練通されない。従って、図面に図示されないが、１つのガス供給部から流出される同一な温度のガスを第１ガス収容部１１１０ａ及び第２ガス収容部１１２０ａにそれぞれ供給するようにするものが望ましい。一方、第１ガス収容部１１１０ａ及び第２ガス収容部１１２０ａにはガスを排出するための別途のポンプ（図示せず）がそれぞれ連結されるものが望ましい。

産業上利用可能性

本発明は赤外線を用いて真空状態で分光分析をするため、従来の常圧状態で分光分析をすることに比べてビームの屈折及び散乱によるビームの強度を正確に測定することによって反応副産物または反応物の成分分析が容易な長所がある。

また、マルチパスを用いて測定感度を向上させることができ、入射窓及び出射窓、反射ミラー、クリスタルなどに吸着及び蒸着される反応副産物または反応物による汚染を防止することができ、このような吸着及び蒸着によって汚染度を減らすことによって保持保守周期を延長することができて実時間工程診断ができる長所がある。

なお、本発明は第１ガス収容部と第２ガス収容部にガスを供給することによって、反応器に流入される反応副産物または反応物の温度に合わせて入射窓及び出射窓の温度を調節するに容易である長所がある。

本発明は反応器が第１ガス収容部と第２ガス収容部との間に脱着できるように設けられているため、反応器が汚染された場合は反応器のみを容易に取り替えることができる長所がある。

本発明は第１ガス収容部と第２ガス収容部内のガスを排出するポンプを備えることによって、出射窓を介して出射された赤外線が反応副産物または反応物に対する情報のみを含むようにすることができる長所がある。

本発明による実時間工程診断ができる赤外線分光分析器の概略図である。 本発明のもう１つの形態の反応器の概略図である。 本発明によるもう１つの形態の実時間工程診断ができる赤外線分光分析器の概略図である。 本発明によるもう１つの形態の実時間工程診断ができる分光分析器の概略図である。 図４の主要部の概略的左側面図である。 図４の主要部の概略的右側面図である。 本発明によるもう１つの形態の実時間工程診断ができる分光分析器の主要部の概略図である。

符号の説明

＊図面の主要符号の詳細な説明＊
１０、１１０：反応器 １１、１１１：入射窓
１２、１１２：収容部 １３、１１６：出射窓
１４：反射ミラー １５、１１７：圧力調節器
１６：エアカーテン １７、１１９：注入口
２０、１２０：検出器 ３０、１３０：分析器
１１３：固定部 １１４：クリスタル
１１５：プラズマ電極 １１８：掃除用ポート
１１１０：第１ガス収容部 １１１１：収容部入射窓
１１１３：長さ調節部
１１２０：第２ガス収容部 １１２２：収容部出射窓
１１２３：長さ調節部
１１３０：反応器 １１３１：入射窓
１１３２：出射窓
１１５０：ガス供給部 １１５１：ガス流入弁
１１５４：温度調節部
１１６０：ポンプ １１６２：ガス排出弁
１２００：発光部 １３００：受光部
１４００：演算部
１１１０ａ：第１ガス収容部 １１１１ａ：収容部入射窓
１１２０ａ：第２ガス収容部 １２２２ａ：収容部出射窓
１１３０ａ：反応器 １１３１ａ：入射窓
１１３２ａ：出射窓

Claims (23)

1. ビームが入射される入射窓１１と、
   前記入射窓１１を介して入射されたビームを用いて、反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物を一時収容する収容部１２と、
   前記入射窓１１を介して入射されたビームが前記収容部１２内で反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されて出射される出射窓１３と、
   前記収容部１２内部に装着され、前記入射窓１１に入射されたビームが前記収容部１２内部を少なくとも１回以上往復するように反射して前記出射窓１３に出射させる反射ミラー１４を含み、内部が真空状態となる反応器１０；
   前記反応器１０から出射されたビームを検出する検出器２０；
   検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器３０とを含めてなることを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器。
2. 前記反射ミラー１４は前記入射窓１１を介して入射されたビームが前記収容部１２内でジグザグ流路を形成しながら往復するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
3. 前記収容部１２には副産反応物または副産物が前記入射されたビームのジグザグ流路に沿って流動されるようにジグザグ流路が形成されることを特徴とする請求項２に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
4. 前記反応器１０は前記反応器１０内の圧力を調節するための圧力調節器１５がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
5. 前記入射窓１１及び出射窓１３または反射ミラー１４に反応副産物または反応物が吸着及び蒸着されることを防止するように窒素気体を注入するエアカーテン１６がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
6. 前記反応器１０は温度調節ができることを特徴とする請求項１に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
7. 前記反応器１０は前記入射窓１１、出射窓１３及び反射ミラー１４に吸着及び蒸着された試料を洗滌するために気体または液体を注入するための注入口１７がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
8. ビームが入射される入射窓１１１と、
   前記入射窓１１１を介して入射されたビームを用いて、反応副産物または反応物の実時間工程診断ができるように反応副産物または反応物を一時収容する収容部１１２と、
   反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されたビームが透過されるように、固定部１１３によって前記収容部１１２内に設けられるクリスタル１１４と、
   前記クリスタル１１４の周辺に離隔されて備えられ、遠赤外線領域の連続輻射線を提供するプラズマ電極１１５と、
   前記クリスタル１１４から出射されたビームを出射する出射窓１１６を含み、内部が真空状態となる反応器１１０；
   前記反応器１１０から出射されたビームの屈折及び散乱を検出する検出器１２０；
   検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器１３０とを含めてなることを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器。
9. 前記収容部１１２内部に装着され、前記入射窓１１１を介して入射されたビームが前記クリスタル１１４内部を少なくとも１回以上往復して透過するように反射して、前記出射窓１１６を介して出射させる反射ミラーＭを含むことを特徴とする請求項８に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
10. 前記反応器１１０は前記反応器内の圧力を調節するための圧力調節器１１７がさらに備えられることを特徴とする請求項８または９に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
11. 前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５に反応副産物または反応物が吸着及び蒸着されることを防止するように非活性気体を注入する掃除用ポート１１８がさらに備えられることを特徴とする請求項８または９に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
12. 前記固定部１１３は前記クリスタル１１４の温度を調節するように温度調節ができることを特徴とする請求項８または９に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
13. 前記反応器１１０は前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５に吸着及び蒸着された試料を洗滌するために前記クリスタル１１４とプラズマ電極１１５との間に気体または液体を注入するための注入口１１９がさらに備えられることを特徴とする請求項８または９に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
14. 前記分析器は休止期装備内部から出てくる気体を分析して装備掃除周期または保持管理周期（ＰＭ周期）分析に用いられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
15. ガスが注入される場合、注入されたガスが前記入射窓１１３１の外側面と接触できるように前記入射窓１１３１が設けられた部位を内包し、前記反応器１１３０の外側面に形成される第１ガス収容部１１１０と、
    ガスが注入される場合、注入されたガスが前記出射窓１１２２の外側面と接触できるように前記出射窓１１２２が設けられた部位を内包し、前記反応器１１３０の外側面に形成される第２ガス収容部１１２０とを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
16. 前記第１ガス収容部１１１０と前記第２ガス収容部１１２０は相互練通されることを特徴とする請求項１５に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
17. 前記第１ガス収容部１１１０の外部から発光されたビームが前記入射窓１１３１を介して入射できるように前記第１ガス収容部１１１０に備えられる収容部入射窓１１１１と、
    前記出射窓１１３２を介して出射された光線が前記第２ガス収容部１１２０の外部へ出射できるように前記第２ガス収容部１１２０に備えられる収容部出射窓１１２２とを含むことを特徴とする請求項１６に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
18. 前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０はその下側端部を介して相互練通されるように連結され、第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０との間に凹込部が形成されるように連結され、
    前記反応器１１３０は前記凹込部に脱着できるように設けられることを特徴とする請求項１７に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
19. 前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０とに連結されるガス排出弁１１６２と、
    前記ガス排出弁１１６２を介して前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０とに連結されるポンプ１１６０とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
20. 前記第１ガス収容部１１１０及び第２ガス収容部１１２０内にガスを供給するガス供給部１１５０と、
    前記ガス供給部１１５０に収容されるガス温度を調節する温度調節部１１５４が備えられることを特徴とする請求項１７に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
21. 前記第１ガス収容部１１１０または前記第２ガス収容部１１２０のうちいずれか１つまたは全ての体積が調節できることを特徴とする請求項１７に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
22. 前記第１ガス収容部１１１０または前記第２ガス収容部１１２０のうち 少なくともいずれか１つは長さ調節ができる長さ調節部が形成されることを特徴とする請求項２１に記載の実時間工程診断ができる分光分析器。
23. 化学反応が生じる化学反応チャンバー；
    前記化学反応チャンバーに備えられ、ビームが入射される入射窓；
    前記化学反応チャンバー内の反応副産物または反応物によって屈折及び散乱されたビームが透過するように、固定部によって前記化学反応チャンバー内に設けられるクリスタル；
    前記クリスタルの周辺に離隔されて備えられ、遠赤外線領域の連続輻射線を提供するプラズマ電極；
    前記クリスタルから出射されたビームを出射するように、前記化学反応チャンバーに備えられる出射窓；
    前記化学反応チャンバー内部に装着され、前記入射窓を介して入射されたビームが前記クリスタル内部を少なくとも１回以上往復して透過するように反射して前記出射窓を介して出射させる反射ミラー；
    前記化学チャンバーから出射されたビームの屈折及び散乱を検出する検出器；
    検出されたビームの強度を用いて試料の定性及び定量を分析する分析器とを含めてなることを特徴とする実時間工程診断ができる分光分析器。