JP2011247627A - Optical probe and spectrometry device - Google Patents

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Hiroshi Yokota
博 横田
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Kurabo Industries Ltd
Kurashiki Spinning Co Ltd
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Kurabo Industries Ltd
Kurashiki Spinning Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly detect the breakage of an immersion type optical probe.SOLUTION: The optical probe 1 includes: a projecting optical fiber 3 for propagating light to irradiate a liquid sample with; a lens 5 facing the projecting optical fiber end face 3a and disposed at an interval from the projecting optical fiber end face 3a; a light reflecting material 7 arranged at an interval from the lens 5, for reflecting the light irradiated from the projecting optical fiber end face 3a and transmitted through the lens 5 and a liquid sample 25 to the lens 5; a light receiving optical fiber 9 arranged at an interval from the lens 5 on the same side as the projecting optical fiber 3 relative to the lens 5, for receiving the light reflected at the light reflecting material 7 and transmitted through the liquid sample 25 and the lens 5; a cylindrical member 13 and a sealing member 15 for isolating a space 23 between the optical fiber end faces 3a, 9a and the lens 5 from the liquid sample 25; and a liquid leakage detection sensor 11 for detecting the infiltration of the liquid sample 25 into the space 23.

Description

本発明は、光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置に関し、特に、浸漬式の光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置に関する。   The present invention relates to an optical probe and a spectroscopic measurement apparatus using the same, and more particularly to an immersion type optical probe and a spectroscopic measurement apparatus using the same.

液体試料の成分濃度を測定する方法として吸光度測定法がある。吸光度測定法は、液体試料に光を照射し、その光が液体試料を通過する際の測定対象物質による吸光度を測定することにより、その測定対象物質の濃度を定量的に分析できる。
液体試料の成分濃度を連続して監視する際に、光ファイバーを用いた浸漬式の光学プローブが用いられることがある(例えば特許文献1,2を参照)。
There is an absorbance measurement method as a method of measuring the component concentration of a liquid sample. In the absorbance measurement method, the concentration of the measurement target substance can be quantitatively analyzed by irradiating the liquid sample with light and measuring the absorbance of the measurement target substance when the light passes through the liquid sample.
When continuously monitoring the component concentration of a liquid sample, an immersion type optical probe using an optical fiber may be used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図10は、従来の光学プローブを説明するための断面図である。
光学プローブ101は、照射用の光ファイバー103、受光用の光ファイバー105、キャピラリ107、ミラー109、レンズ111、補強材113、試料挿入セル115を備えている。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a conventional optical probe.
The optical probe 101 includes an irradiation optical fiber 103, a light receiving optical fiber 105, a capillary 107, a mirror 109, a lens 111, a reinforcing material 113, and a sample insertion cell 115.

特開2006−23200号公報JP 2006-23200 A 特開2009−250825号公報JP 2009-250825 A

浸漬式の光学プローブは一般に細い棒状であるから、光学プローブの先端部分が他の部材に接触すると、プローブの構造体が破損することがある。例えば図10に示した光学プローブ101で、キャピラリ107及び補強材113が破損して折れて、レンズ111、光ファイバー103,105が破損すれば、測定のための光が通過できず、故障状態になる。   Since the immersion type optical probe is generally a thin rod, the probe structure may be damaged if the tip of the optical probe comes into contact with another member. For example, in the optical probe 101 shown in FIG. 10, if the capillary 107 and the reinforcing material 113 are broken and broken, and the lens 111 and the optical fibers 103 and 105 are broken, light for measurement cannot pass and a failure state occurs. .

また、半導体の洗浄液槽に光学プローブを浸して洗浄液物性測定する例では、洗浄液は金属の汚染を非常に嫌い、ppb(parts per billion)レベル、ppt(parts per trillion)レベルで金属汚染のないように制御しなければならないため、光学プローブは石英で作製される。しかし、トラブル等で石英の破損が発生した場合に、洗浄液は光学プローブ内に入り込み、光学プローブ内の部品の構成部材の金属が、洗浄液内に漏れ出し、甚大なる被害が発生することがある。例えば図10に示した光学プローブ101で、キャピラリ107及び補強材113が破損すると、レンズ111、光ファイバー103,105に液体試料が接触して、レンズ111、光ファイバー103,105に含まれる金属が液体試料に溶け出す。   Also, in the example of measuring the physical properties of the cleaning solution by immersing the optical probe in the semiconductor cleaning solution tank, the cleaning solution is very disliked of metal contamination, so that there is no metal contamination at the ppb (parts per billion) level and ppt (parts per trillion) level. Therefore, the optical probe is made of quartz. However, when quartz breakage occurs due to trouble or the like, the cleaning liquid may enter the optical probe, and the metal of the constituent members of the components in the optical probe may leak into the cleaning liquid, causing serious damage. For example, in the optical probe 101 shown in FIG. 10, when the capillary 107 and the reinforcing material 113 are damaged, the liquid sample comes into contact with the lens 111 and the optical fibers 103 and 105, and the metal contained in the lens 111 and the optical fibers 103 and 105 becomes the liquid sample. Melt in.

本発明は、光学プローブの破損を迅速に検出することができる光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the optical probe which can detect rapidly the failure | damage of an optical probe, and the spectroscopic measurement apparatus using the same.

本発明にかかる光学プローブは、液体試料に照射される光を伝播するための投光用光ファイバーと、上記液体試料を通過した光を伝播するための受光用光ファイバーと、上記光ファイバーの一部分が配置される空間であって上記液体試料とは隔離される空間を形成するための構造体と、上記空間内への液体の浸入を検知するためのセンサーと、を備えている。
本発明の光学プローブにおいて、測定対象である液体試料が光学プローブ内に浸入できない空間が形成されている。その空間内に、投光用光ファイバーの一部分、受光用光ファイバーの一部分、及び液体を検知するセンサーが設置されている。光学プローブの破損により、上記空間に液体試料が入り込んだとき、上記センサーによって上記空間に入り込んだ液体試料を検知することにより、光学プローブの破損を検知する。
An optical probe according to the present invention includes a light projecting optical fiber for propagating light applied to a liquid sample, a light receiving optical fiber for propagating light that has passed through the liquid sample, and a portion of the optical fiber. And a structure for forming a space that is isolated from the liquid sample, and a sensor for detecting the intrusion of the liquid into the space.
In the optical probe of the present invention, a space in which a liquid sample to be measured cannot enter the optical probe is formed. In the space, a part of the optical fiber for light projection, a part of the optical fiber for light reception, and a sensor for detecting the liquid are installed. When a liquid sample enters the space due to breakage of the optical probe, the breakage of the optical probe is detected by detecting the liquid sample entering the space by the sensor.

本発明にかかる光学プローブ例は、液体試料に照射される光を伝搬するための投光用光ファイバーと、上記投光用光ファイバー端面から照射された光を集光又は平行光にする照射レンズと、上記照射レンズから上記液体試料に照射されて上記液体試料を通過した光を集光又は平行光にする受光レンズと、上記受光レンズから受光用光ファイバー端面に照射された光を伝搬するための受光用光ファイバーとを、上記液体試料とは隔離するための構造体、例えば筒状の構造体を備えている。その構造体内に空間が形成されており、その空間は光学プローブの破損のない状態では液体試料が浸入できない構造になっている。上記空間内に、投光用光ファイバーの一部分、受光用光ファイバーの一部分、及び上記空間内への上記液体試料の浸入を検知するためのセンサーが上記空間内に配置されている。そして、光学プローブが破損して上記空間内に液体試料が浸入すると、上記センサーは上記空間内に浸入した液体を検知する。光学プローブの使用者は、上記センサーによる液体の検知に基づいて、光学プローブ破損による、関係する分光測定装置の測定異常や、光学プローブが浸漬されていた液体の金属汚染や、光学プローブ構成部材による汚染が発生したことを検知する。例えば、その汚染された液体が半導体の洗浄液である場合に、光学プローブの使用者は、汚染された液体による半導体製造プロセス異常の被害を最小限に止めるようにすることができる。   An optical probe example according to the present invention includes a light projecting optical fiber for propagating light irradiated to a liquid sample, an irradiation lens for condensing or collimating light irradiated from the end surface of the light projecting optical fiber, A light receiving lens that collects or collimates light that has passed through the liquid sample by being irradiated from the irradiation lens, and a light receiving device for propagating the light irradiated from the light receiving lens to the optical fiber end surface for light reception A structure for separating the optical fiber from the liquid sample, for example, a cylindrical structure is provided. A space is formed in the structure, and the space is structured such that the liquid sample cannot enter without damage to the optical probe. In the space, a part of the light projecting optical fiber, a part of the light receiving optical fiber, and a sensor for detecting the intrusion of the liquid sample into the space are arranged in the space. When the optical probe is broken and a liquid sample enters the space, the sensor detects the liquid that has entered the space. Based on the detection of the liquid by the sensor, the user of the optical probe may cause a measurement abnormality of the related spectroscopic measurement device due to damage to the optical probe, metal contamination of the liquid in which the optical probe is immersed, or an optical probe component. Detect that contamination has occurred. For example, if the contaminated liquid is a semiconductor cleaning liquid, the user of the optical probe can minimize damage to the semiconductor manufacturing process abnormalities due to the contaminated liquid.

本発明の光学プローブにおいて、上記投光用光ファイバーと上記受光用光ファイバーは1本の光ファイバーによって構成されているようにしてもよい。ただし、上記投光用光ファイバーと上記受光用光ファイバーは別々の光ファイバーによって構成されていてもよい。   In the optical probe of the present invention, the light projecting optical fiber and the light receiving optical fiber may be constituted by a single optical fiber. However, the light projecting optical fiber and the light receiving optical fiber may be constituted by separate optical fibers.

また、上記空間内に上記光ファイバーの一端面が配置されており、上記構造体は上記液体試料と接触する部分に上記光が透過するレンズを備えているようにしてもよい。例えば上記構造体は、先端内部に上記レンズが配置される筒状部材と、上記筒状部材と上記レンズとの隙間を埋めるためのシーリング部材と、上記光ファイバーの一部分を上記筒状部材内に配置するための光ファイバー支持部材と、を備えている。上記筒状部材内に上記空間が形成される。上記空間内に光ファイバーの一端面が配置される。   In addition, one end face of the optical fiber may be disposed in the space, and the structure may include a lens through which the light is transmitted at a portion in contact with the liquid sample. For example, the structure includes a cylindrical member in which the lens is disposed inside a tip, a sealing member for filling a gap between the cylindrical member and the lens, and a part of the optical fiber disposed in the cylindrical member. An optical fiber support member. The space is formed in the cylindrical member. One end face of the optical fiber is disposed in the space.

また、上記空間内に上記光ファイバーの一端面が配置されており、上記構造体は上記液体試料と接触する部分に上記光が透過する窓板を備え、上記空間内で上記光ファイバーの一端面と上記窓板との間に上記光が透過するレンズを備えているようにしてもよい。例えば上記構造体は、先端内部に上記窓板が配置される筒状部材と、上記筒状部材と上記窓板との隙間を埋めるためのシーリング部材と、上記光ファイバーの一部分を上記筒状部材内に配置するための光ファイバー支持部材と、上記レンズと、を備えている。上記筒状部材内に上記空間が形成される。上記空間内に光ファイバーの一端面が配置される。
ただし、構造体の構成は、これらに限定されるものではなく、光ファイバーの一部分が配置される空間を液体試料とは隔離できる構成であればどのような構成であってもよい。
In addition, one end face of the optical fiber is disposed in the space, and the structure includes a window plate through which the light is transmitted at a portion in contact with the liquid sample. You may make it provide the lens which the said light permeate | transmits between window plates. For example, the structure includes a cylindrical member in which the window plate is disposed inside a tip, a sealing member for filling a gap between the cylindrical member and the window plate, and a part of the optical fiber in the cylindrical member. The optical fiber support member for arrange | positioning, and the said lens are provided. The space is formed in the cylindrical member. One end face of the optical fiber is disposed in the space.
However, the structure of the structure is not limited to these, and may be any structure as long as the space in which a part of the optical fiber is arranged can be isolated from the liquid sample.

また、上記センサーは、上記空間内への液体の浸入を検知できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、上記センサーは、一般に液漏検知センサーや液面計と呼ばれるものである。   The sensor may be any sensor as long as it can detect the intrusion of liquid into the space. For example, the sensor is generally called a liquid leakage detection sensor or a liquid level gauge.

本発明の光学プローブにおいて、上記センサーとして、液漏検知センサーや液面計のように独立したセンサーが設置されてもよいが、上記空間内に上記光ファイバーの一端面が配置されている構成においては、上記センサーは、上記空間内での光路に液体が浸入したことに起因する、上記受光用光ファイバーの一端面とは反対側の端面から照射される光の強度変化に基づいて、上記空間内への液体の浸入を検知するものであってもよい。光学プローブの破損によって投光用光ファイバー端面や受光用光ファイバー端面、レンズ、窓板などに液体が接触することにより、受光用光ファイバーの一端面(上記空間内に配置された端面)とは反対側の端面から照射される光の強度は、光学プローブの破損がない状態と比較して大きく変化する。その光強度変化を検知することにより、上記空間内への液体の浸入を検知できる。すなわち、光学プローブ内に配置された投光用光ファイバーの一端面もしくは受光用光ファイバーの一端面又はその両方を上記センサーとして使用することも可能である。また、光学プローブの破損時には、液体試料は光ファイバー端面だけではなく、レンズや窓板の上記空間側の面にも付着するため、それらの面を通過する光の強度変化を検知することにより、上記空間内への液体の浸入を検知できる。   In the optical probe of the present invention, an independent sensor such as a liquid leakage detection sensor or a liquid level gauge may be installed as the sensor, but in the configuration in which one end surface of the optical fiber is disposed in the space. The sensor enters the space based on a change in the intensity of light irradiated from the end surface opposite to the one end surface of the light receiving optical fiber, which is caused by liquid entering the optical path in the space. Intrusion of liquid may be detected. When the optical probe is damaged, the liquid comes into contact with the end face of the optical fiber for projection, the end face of the optical fiber for light reception, the lens, the window plate, etc., so that the end face of the optical fiber for light reception (the end face arranged in the space) is opposite. The intensity of the light irradiated from the end face varies greatly as compared with a state where the optical probe is not damaged. By detecting the change in the light intensity, the intrusion of the liquid into the space can be detected. That is, one end surface of the light projecting optical fiber and / or one end surface of the light receiving optical fiber disposed in the optical probe can be used as the sensor. In addition, when the optical probe is broken, the liquid sample adheres not only to the end face of the optical fiber but also to the space side surface of the lens and window plate. Therefore, by detecting the intensity change of the light passing through these surfaces, Intrusion of liquid into the space can be detected.

本発明にかかる分光測定装置は、本発明の光学プローブと、上記投光用光ファイバーの一端面とは反対側の投光用光ファイバー第2端面に光を照射するための光源と、上記受光用光ファイバーの一端面とは反対側の受光用光ファイバー第2反面から照射される光を受光するための光検出部と、上記光検出部からの光強度信号に応じた液体試料成分濃度を算出するためのデータ処理部と、上記液漏検知センサーからの液漏検知信号に基づいて液漏警告を表示する表示部と、を備えている。   The spectroscopic measurement device according to the present invention includes an optical probe according to the present invention, a light source for irradiating light onto the second end face of the light projecting optical fiber opposite to the one end face of the light projecting optical fiber, and the light receiving optical fiber. A light detection unit for receiving light irradiated from the second optical fiber for receiving light on the side opposite to the one end surface, and a liquid sample component concentration according to a light intensity signal from the light detection unit A data processing unit, and a display unit for displaying a liquid leakage warning based on a liquid leakage detection signal from the liquid leakage detection sensor.

本発明の光学プローブは、投光用光ファイバーの一端面と受光用光ファイバーの一端面が配置される空間であって液体試料とは隔離される空間内への液体の浸入を検知するためのセンサーを備えているようにした。
本発明の分光測定装置は、本発明の光学プローブと、液漏検知センサーからの液漏検知信号に基づいて液漏警告を表示する表示部を備えているようにした。
本発明の光学プローブ及び分光測定装置は、光学プローブの破損に起因する、上記空間への液体の侵入をセンサーによって検出することができるので、光学プローブの破損を迅速に検出することができる。
これにより、光学プローブの使用者への注意喚起を促し、光ファイバー端面とレンズとの間の空間への液体の浸入による誤測定や、液体試料への光学プローブ構成部品の混入や金属成分漏出などを最小限に留めて、甚大なる被害拡大を防ぐことができる。
また、光学プローブ内の投光用光ファイバーの一端面又は受光用光ファイバーの一端面をセンサーとして使用する場合は、光学プローブの構造が簡単になり、装置の信頼性が向上する。
The optical probe of the present invention includes a sensor for detecting the intrusion of liquid into a space in which one end face of the projecting optical fiber and one end face of the receiving optical fiber are arranged and isolated from the liquid sample. I was prepared.
The spectroscopic measurement apparatus of the present invention includes the optical probe of the present invention and a display unit that displays a liquid leakage warning based on a liquid leakage detection signal from the liquid leakage detection sensor.
The optical probe and the spectroscopic measurement apparatus of the present invention can detect the intrusion of the liquid into the space due to the damage of the optical probe by the sensor, so that the damage of the optical probe can be detected quickly.
This urges the user of the optical probe to be alerted to prevent erroneous measurement due to liquid intrusion into the space between the end face of the optical fiber and the lens, contamination of the optical probe components into the liquid sample, and leakage of metal components. Minimizing the damage can prevent the spread of enormous damage.
In addition, when one end surface of the light projecting optical fiber or one end surface of the light receiving optical fiber in the optical probe is used as a sensor, the structure of the optical probe is simplified and the reliability of the apparatus is improved.

光学プローブの実施例1のレンズ周辺を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the lens periphery of Example 1 of an optical probe. 実施例1の全体の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of Example 1. FIG. 分光測定装置の一実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly one Example of a spectrometer. 光学プローブの実施例2のレンズ周辺を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the lens periphery of Example 2 of an optical probe. 光学プローブが破損して光学プローブ内に液が浸入したときの受光素子の信号変化を示す図である。It is a figure which shows the signal change of a light receiving element when an optical probe is damaged and a liquid infiltrates into an optical probe. タングステンランプが切れたときの受光素子の信号変化を示す図である。It is a figure which shows the signal change of the light receiving element when a tungsten lamp burns out. 光学プローブが液体試料から空気中に取り出されたときの信号変化を示す図である。It is a figure which shows a signal change when an optical probe is taken out from the liquid sample in the air. 光学プローブの実施例3のレンズ周辺を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the lens periphery of Example 3 of an optical probe. 分光測定装置の他の実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the other Example of a spectrometer. 従来の光学プローブを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the conventional optical probe.

(実施例1)
図1は、光学プローブの一実施例のレンズ周辺を拡大して示す断面図である。図2は、その一実施例の全体の構造を示す断面図である。
Example 1
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing the periphery of a lens according to an embodiment of the optical probe. FIG. 2 is a sectional view showing the entire structure of the embodiment.

光学プローブ1は、投光用光ファイバー3、レンズ5、測定光反射ミラー(光反射材)7、受光用光ファイバー9、液面計(センサー)11、筒状部材13、シーリング部材15、レンズ位置決め部材17、光ファイバー及び液面計支持部材19、ならびに、ミラー支持部材21によって構成されている。   The optical probe 1 includes a light projecting optical fiber 3, a lens 5, a measurement light reflecting mirror (light reflecting material) 7, a light receiving optical fiber 9, a liquid level gauge (sensor) 11, a cylindrical member 13, a sealing member 15, and a lens positioning member. 17, an optical fiber and level gauge support member 19, and a mirror support member 21.

レンズ5は、例えば石英製の筒状部材13の先端内部に配置されている。レンズ5と筒状部材13との隙間は環状のシーリング部材15によって埋められている。シーリング部材15の材料は例えばフッ素樹脂ゴムである。レンズ5及びシーリング部材15は筒状部材13内に配置された環状のレンズ位置決め部材17によって位置決めされている。レンズ位置決め部材17の材料は例えばPTFE(Polytetrafluoroethylene)である。
筒状部材13内の空間23は、レンズ5及びシーリング部材15によって、筒状部材13周囲の雰囲気とは隔離されている。
The lens 5 is disposed inside the tip of a cylindrical member 13 made of, for example, quartz. A gap between the lens 5 and the cylindrical member 13 is filled with an annular sealing member 15. The material of the sealing member 15 is, for example, fluororesin rubber. The lens 5 and the sealing member 15 are positioned by an annular lens positioning member 17 disposed in the cylindrical member 13. The material of the lens positioning member 17 is, for example, PTFE (Polytetrafluoroethylene).
The space 23 in the cylindrical member 13 is isolated from the atmosphere around the cylindrical member 13 by the lens 5 and the sealing member 15.

投光用光ファイバー3の一端、受光用光ファイバー9の一端及び液面計11の先端は、筒状部材13内の空間23に配置されており、筒状部材13内に配置されたPTFE製の、光ファイバー及び液面計支持部材19によって支持されている。
投光用光ファイバー端面3a及び受光用光ファイバー端面9aは、筒状部材13内でレンズ5に対向し、かつ、レンズ5とは間隔をもつ位置に配置されている。
液面計11の先端は、光ファイバー端面3a,9aとレンズ5との間の光路と交わらない位置に配置されている。液面計11の先端は、光ファイバー端面3a,9aよりも例えば3mm(ミリメートル)だけレンズ5側に配置されている。
One end of the light projecting optical fiber 3, one end of the light receiving optical fiber 9, and the tip of the liquid level gauge 11 are disposed in the space 23 in the cylindrical member 13, and are made of PTFE disposed in the cylindrical member 13. It is supported by an optical fiber and a level gauge support member 19.
The light projecting optical fiber end surface 3 a and the light receiving optical fiber end surface 9 a face the lens 5 in the cylindrical member 13, and are disposed at positions spaced from the lens 5.
The tip of the liquid level gauge 11 is disposed at a position that does not intersect the optical path between the optical fiber end faces 3 a and 9 a and the lens 5. The tip of the liquid level gauge 11 is arranged on the lens 5 side by, for example, 3 mm (millimeter) from the optical fiber end faces 3a and 9a.

測定光反射ミラー7は、筒状部材13に取り付けられたミラー支持部材21によって支持されている。ミラー支持部材21の材料は例えば石英である。測定光反射ミラー7は、レンズ5に対向し、かつ、レンズ5とは間隔をもつ位置に配置されている。   The measuring light reflecting mirror 7 is supported by a mirror support member 21 attached to the cylindrical member 13. The material of the mirror support member 21 is, for example, quartz. The measuring light reflecting mirror 7 is disposed opposite to the lens 5 and at a position spaced from the lens 5.

光学プローブ1の使用時には、光学プローブ1の先端部分が液体試料25に浸漬される。光学プローブ1の先端部分は、少なくともレンズ5が液体試料25に接触する深さまで液体試料25に浸漬される。
投光用光ファイバー端面3aから測定光が放射される。その測定光はレンズ5で平行光又は集光光にされ、液体試料25を介して測定光反射ミラー7に照射される。測定光反射ミラー7で反射された光は液体試料25を介してレンズ5に到達し、再度レンズ5にて集光され、受光用光ファイバー端面9aに集光される。
When the optical probe 1 is used, the tip portion of the optical probe 1 is immersed in the liquid sample 25. The tip portion of the optical probe 1 is immersed in the liquid sample 25 to a depth at least where the lens 5 contacts the liquid sample 25.
Measurement light is emitted from the optical fiber end surface 3a for light projection. The measurement light is converted into parallel light or condensed light by the lens 5 and applied to the measurement light reflecting mirror 7 through the liquid sample 25. The light reflected by the measurement light reflecting mirror 7 reaches the lens 5 through the liquid sample 25, is condensed again by the lens 5, and is condensed on the optical fiber end face 9a for light reception.

光学プローブ1が破損して液体試料25が空間23内に浸入すると、浸入した液体試料は空間23内に配置された液面計11の先端に接触する。液面計11が空間23内への液体試料の浸入を検知することにより、光学プローブ1の破損を検知できる。   When the optical probe 1 is broken and the liquid sample 25 enters the space 23, the intruded liquid sample comes into contact with the tip of the liquid level gauge 11 disposed in the space 23. The liquid level gauge 11 can detect breakage of the optical probe 1 by detecting the intrusion of the liquid sample into the space 23.

ここでは、液面計11として、光で液の存在を検知する光電センサーHPF−D033(株式会社山武商会の製品)を使用した。ただし、液面計11は電気の導通状態を検知するセンサーでもよい。その場合は、2本の白金線を互いに間隔をもって設置し、その白金線間に電圧をかけておき、その白金線間に液に浸ると電流が流れ、それを検知することにより液の存在を検知できる。その他、超音波による液面の高さを検知する液面計でもよい。   Here, as the liquid level gauge 11, a photoelectric sensor HPF-D033 (a product of Yamatake Shokai Co., Ltd.) that detects the presence of liquid with light was used. However, the level gauge 11 may be a sensor that detects the electrical conduction state. In that case, two platinum wires are placed at a distance from each other, a voltage is applied between the platinum wires, current flows when immersed in liquid between the platinum wires, and the presence of the liquid is detected by detecting it. Can be detected. In addition, the liquid level meter which detects the height of the liquid level by ultrasonic waves may be used.

また、光ファイバー及び液面計支持部材19は、空間23と、光ファイバー及び液面計支持部材19に対して空間23とは反対側の筒状部材13内部空間とを連通するための貫通孔を備えているようにしてもよい。光学プローブ1が破損して当該反対側の筒状部材13内部空間へ液体試料25が侵入した場合、その浸入した液体試料は光ファイバー及び液面計支持部材19に設けられた貫通孔を介して空間23内へ浸入するので、空間23を形成している構成部分以外の光学プローブ1構成部分が破損した場合であっても、光学プローブ1の破損を検知できる。   The optical fiber and level gauge support member 19 includes a through hole for communicating the space 23 with the internal space of the cylindrical member 13 opposite to the space 23 with respect to the optical fiber and level gauge support member 19. You may be allowed to. When the optical probe 1 is damaged and the liquid sample 25 enters the internal space of the opposite cylindrical member 13, the infiltrated liquid sample passes through the optical fiber and the through hole provided in the level gauge support member 19. 23, it is possible to detect the breakage of the optical probe 1 even if the constituent parts of the optical probe 1 other than the constituent parts forming the space 23 are damaged.

図3は、分光測定装置の一実施例を概略的に示す図である。
この分光測定装置は、実質的に光学プローブ1と、分光部27と、データ処理部29と、表示部31とで構成されている。
まず、分光部27の具体的な構成を説明する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an embodiment of the spectroscopic measurement apparatus.
This spectroscopic measurement apparatus is substantially composed of an optical probe 1, a spectroscopic unit 27, a data processing unit 29, and a display unit 31.
First, a specific configuration of the spectroscopic unit 27 will be described.

分光部27には、光源であるタングステンランプ33と、凸レンズ35と、8個の干渉フィルタ37を備えた回転円板39と、凸レンズ41と、凸レンズ43と、受光素子(光検出部)45と、回転円板39を回転させるための駆動モータ47とが設けられている。タングステンランプ33から放射された光は、凸レンズ35によって集光され、干渉フィルタ37を通過する。干渉フィルタは所定の波長の光だけを通過させるバンドパスフィルタで、回転円板39に保持された干渉フィルタ37は、光を190〜2600nmの範囲内の所定の波長の光に分光する。   The spectroscopic unit 27 includes a tungsten lamp 33 serving as a light source, a convex lens 35, a rotating disk 39 including eight interference filters 37, a convex lens 41, a convex lens 43, and a light receiving element (light detection unit) 45. A drive motor 47 for rotating the rotary disk 39 is provided. The light emitted from the tungsten lamp 33 is collected by the convex lens 35 and passes through the interference filter 37. The interference filter is a band-pass filter that allows only light of a predetermined wavelength to pass. The interference filter 37 held by the rotating disk 39 separates the light into light of a predetermined wavelength within a range of 190 to 2600 nm.

干渉フィルタ37によって分光された光は、凸レンズ41によって集光され、投光用光ファイバー3の入射端面(投光用光ファイバー第2端面)3bに照射される。投光用光ファイバー3は光学プローブ1につながっている。光学プローブ1の構造及び光路は図1及び図2を参照して説明したとおりである。   The light split by the interference filter 37 is collected by the convex lens 41 and irradiated on the incident end face (light projecting optical fiber second end face) 3b of the light projecting optical fiber 3. The projecting optical fiber 3 is connected to the optical probe 1. The structure and optical path of the optical probe 1 are as described with reference to FIGS.

光学プローブ1の受光用光ファイバー9の出射端面(受光用光ファイバー第2端面)9bは分光部27内に配置されている。光学プローブ1で受光用光ファイバー端面9aに入射した光は、受光用光ファイバー端面9bから凸レンズ43に入射して、集光して、受光素子45に入射される。受光素子45は、入射された光を、その強度に対応する電流に変換する。   An emission end face (light receiving optical fiber second end face) 9 b of the light receiving optical fiber 9 of the optical probe 1 is disposed in the spectroscopic unit 27. The light incident on the light receiving optical fiber end surface 9 a by the optical probe 1 enters the convex lens 43 from the light receiving optical fiber end surface 9 b, is condensed, and enters the light receiving element 45. The light receiving element 45 converts the incident light into a current corresponding to the intensity.

回転円板39は、8枚の干渉フィルタ37を、円周方向に等角度間隔で保持し、駆動モータ47により所定の回転数、例えば1200rpm(Revolutions Per Minute)で回転駆動される。各干渉フィルタ37は、190〜2600nmの範囲内で、測定対象に応じた、互いに異なる所定の透過波長を有している。ここで、回転円板39が回転すると、各干渉フィルタ37が、凸レンズ35,41の光軸に順次挿入される。そして、タングステンランプ33から放射された光は、干渉フィルタ37によって分光された後、投光用光ファイバー3、光学プローブ1のレンズ5を介して、液体試料25に照射される。液体試料25を通過した光は、測定光反射ミラー7で反射され、再度液体試料25及びレンズ5を通過して集光され、受光用光ファイバー9に入り、凸レンズ43を通過して集光され、受光素子45に入射される。これにより、受光素子45から、各波長の光の吸光度に応じた電気信号が出力される。   The rotating disk 39 holds eight interference filters 37 at equal angular intervals in the circumferential direction, and is rotationally driven by a driving motor 47 at a predetermined rotational speed, for example, 1200 rpm (Revolutions Per Minute). Each interference filter 37 has predetermined transmission wavelengths different from each other in the range of 190 to 2600 nm depending on the measurement target. Here, when the rotating disk 39 rotates, the interference filters 37 are sequentially inserted into the optical axes of the convex lenses 35 and 41. Then, the light emitted from the tungsten lamp 33 is split by the interference filter 37 and then irradiated to the liquid sample 25 through the light projecting optical fiber 3 and the lens 5 of the optical probe 1. The light that has passed through the liquid sample 25 is reflected by the measurement light reflecting mirror 7, is again collected through the liquid sample 25 and the lens 5, enters the light receiving optical fiber 9, is collected through the convex lens 43, The light enters the light receiving element 45. Thereby, an electrical signal corresponding to the absorbance of light of each wavelength is output from the light receiving element 45.

データ処理部29は、受光素子45からの光強度信号に応じた液体試料成分濃度を算出する。
また、光学プローブ1の液面計11は、データ処理部29に電気的に接続されている。データ処理部29は、液面計11からの液漏検知信号に基づいて表示部31に液漏警告を表示させる。表示部31は、例えばモニタ画面や警告表示ランプなどである。ここではデータ処理部29によって液漏警告を表示部31に表示させているが、液面計11からの液漏検知信号に基づいて表示部31に液漏警告を表示させる機構を別途設けてもよい。
The data processing unit 29 calculates the liquid sample component concentration according to the light intensity signal from the light receiving element 45.
The level gauge 11 of the optical probe 1 is electrically connected to the data processing unit 29. The data processing unit 29 displays a liquid leakage warning on the display unit 31 based on the liquid leakage detection signal from the liquid level gauge 11. The display unit 31 is, for example, a monitor screen or a warning display lamp. Here, the liquid leakage warning is displayed on the display unit 31 by the data processing unit 29, but a mechanism for displaying the liquid leakage warning on the display unit 31 based on the liquid leakage detection signal from the liquid level gauge 11 may be provided separately. Good.

(実施例2)
図4は、光学プローブの実施例2のレンズ周辺を拡大して示す断面図である。図1及び図2と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付す。
(Example 2)
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the periphery of a lens according to the second embodiment of the optical probe. Parts having the same functions as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

光学プローブ49は、投光用光ファイバー3、投光用レンズ5a、測定光反射ミラー7、受光用レンズ5b、受光用光ファイバー9、筒状部材13、ミラー支持部材21、窓板51、シーリング部材53、レンズ位置決め部材55、光ファイバー支持部材57、窓板押さえ部材59を備えている。   The optical probe 49 includes a light projecting optical fiber 3, a light projecting lens 5a, a measuring light reflecting mirror 7, a light receiving lens 5b, a light receiving optical fiber 9, a cylindrical member 13, a mirror support member 21, a window plate 51, and a sealing member 53. A lens positioning member 55, an optical fiber support member 57, and a window plate pressing member 59.

窓板51は、例えば石英製の筒状部材13の先端内部に配置されている。窓板51と筒状部材13との隙間は、例えばフッ素樹脂製Oリングからなるシーリング部材53で埋められている。窓板押さえ部材59は、窓板51を位置決めするとともに、窓板51をシーリング部材53側へ押さえている。   The window plate 51 is disposed inside the tip of the cylindrical member 13 made of, for example, quartz. The gap between the window plate 51 and the cylindrical member 13 is filled with a sealing member 53 made of, for example, a fluororesin O-ring. The window plate pressing member 59 positions the window plate 51 and presses the window plate 51 toward the sealing member 53 side.

投光用レンズ5aは投光用光ファイバー端面3aに対向する位置に配置されている。受光用レンズ5bは受光用光ファイバー端面9aに対向する位置に配置されている。レンズ5a,5bは、例えばPTFE製のレンズ位置決め部材55によって位置決めされている。光ファイバー端面3a,9aは、レンズ5a,5b、筒状部材13、レンズ位置決め部材55、及び光ファイバー支持部材57によって囲まれた空間23a内に配置されている。   The light projecting lens 5a is disposed at a position facing the light projecting optical fiber end surface 3a. The light receiving lens 5b is disposed at a position facing the light receiving optical fiber end surface 9a. The lenses 5a and 5b are positioned by a lens positioning member 55 made of PTFE, for example. The optical fiber end faces 3 a and 9 a are disposed in a space 23 a surrounded by the lenses 5 a and 5 b, the cylindrical member 13, the lens positioning member 55, and the optical fiber support member 57.

レンズ5a,5b、筒状部材13、窓板51、及びレンズ位置決め部材55によって囲まれた空間23bが形成されている。レンズ位置決め部材55には、空間23aと23bを連通するための貫通孔55aを備えている。   A space 23b surrounded by the lenses 5a and 5b, the cylindrical member 13, the window plate 51, and the lens positioning member 55 is formed. The lens positioning member 55 is provided with a through hole 55a for communicating the spaces 23a and 23b.

光ファイバー3,9は、例えばPTFE製の光ファイバー支持部材57によって位置決めされている。光ファイバー支持部材57は、空間23aと、光ファイバー支持部材57に対して空間23aとは反対側の空間23cとを連通するための貫通孔57aを備えている。
測定光反射ミラー7は、筒状部材13に取り付けられたミラー支持部材21によって支持されている。ミラー支持部材21の材料は例えば石英である。
The optical fibers 3 and 9 are positioned by an optical fiber support member 57 made of PTFE, for example. The optical fiber support member 57 includes a through hole 57a for communicating the space 23a with a space 23c on the opposite side of the optical fiber support member 57 from the space 23a.
The measuring light reflecting mirror 7 is supported by a mirror support member 21 attached to the cylindrical member 13. The material of the mirror support member 21 is, for example, quartz.

光学プローブ49の使用時には、光学プローブ49の光ファイバー3,9は、図1及び図2を参照して説明した光学プローブ1の光ファイバー3,9と同様にして、図3を参照して説明した分光測定装置に接続される。光学プローブ49の先端部分は液体試料25に浸漬される。光学プローブ49の先端部分は、少なくとも窓板51が液体試料25に接触する深さまで液体試料25に浸漬される。   When the optical probe 49 is used, the optical fibers 3 and 9 of the optical probe 49 are the same as the optical fibers 3 and 9 of the optical probe 1 described with reference to FIGS. Connected to the measuring device. The tip portion of the optical probe 49 is immersed in the liquid sample 25. The tip portion of the optical probe 49 is immersed in the liquid sample 25 to a depth at least where the window plate 51 contacts the liquid sample 25.

投光用光ファイバー端面3aから測定光が放射される。その測定光は投光用レンズ5aで平行光又は集光光にされ、窓板51を通過して、液体試料25を介して測定光反射ミラー7に照射される。測定光反射ミラー7で反射された光は液体試料25を介して窓板51を通過した後、受光用レンズ5bに到達し、受光用レンズ5bによって受光用光ファイバー端面9aに集光される。   Measurement light is emitted from the optical fiber end surface 3a for light projection. The measurement light is converted into parallel light or condensed light by the light projection lens 5 a, passes through the window plate 51, and is applied to the measurement light reflection mirror 7 through the liquid sample 25. The light reflected by the measurement light reflecting mirror 7 passes through the window plate 51 through the liquid sample 25, then reaches the light receiving lens 5b, and is condensed on the light receiving optical fiber end surface 9a by the light receiving lens 5b.

光学プローブ49が破損して液体試料25が空間23a内や空間23b内、空間23c内に浸入すると、浸入した液体試料は、投光用光ファイバー端面3aや、受光用光ファイバー端面9a、投光用レンズ5a、受光用レンズ5b、窓板51の空間23b側の面などに接触する。光ファイバー支持部材57には貫通孔57aが設けられているので、空間23cに浸入した液体は、空間23aにも到達する。レンズ位置決め部材55には貫通孔55aが設けられているので、空間23b内に浸入した液体は空間23aにも浸入し、さらに空間23cにも浸入する。また、空間23aに浸入した液体は、貫通孔55aを介して空間23bに侵入する。   When the optical probe 49 is broken and the liquid sample 25 enters the space 23a, the space 23b, or the space 23c, the liquid sample that has entered enters the optical fiber end surface 3a for light projection, the optical fiber end surface 9a for light reception, and the light projection lens. 5a, the light receiving lens 5b, the surface of the window plate 51 on the space 23b side, and the like. Since the optical fiber support member 57 is provided with the through hole 57a, the liquid that has entered the space 23c reaches the space 23a. Since the lens positioning member 55 is provided with the through hole 55a, the liquid that has entered the space 23b also enters the space 23a and further enters the space 23c. Further, the liquid that has entered the space 23a enters the space 23b through the through hole 55a.

投光用光ファイバー端面3aや、受光用光ファイバー端面9a、投光用レンズ5a、受光用レンズ5b、窓板51の空間23b側の面などに接触した液は、投光用光ファイバー端面3aから照射されて、受光用光ファイバー端面9aに入射されるまでの光路を遮る。すなわち、空間23a,23b内での光路に液体が浸入した状態になる。   The liquid in contact with the light projecting optical fiber end surface 3a, the light receiving optical fiber end surface 9a, the light projecting lens 5a, the light receiving lens 5b, the surface of the window plate 51 on the space 23b side, etc. is irradiated from the light projecting optical fiber end surface 3a. Thus, the optical path up to the incidence on the light receiving optical fiber end surface 9a is blocked. That is, the liquid enters the optical path in the spaces 23a and 23b.

空間23a,23b内での光路に液体が浸入した状態は、図3を参照して説明した分光測定装置の受光素子45の出力変化、すなわち受光用光ファイバー端面9bから照射される光の強度変化を分析することによって検知できる。   The state in which the liquid has entered the optical path in the spaces 23a and 23b is a change in the output of the light receiving element 45 of the spectroscopic measuring device described with reference to FIG. 3, that is, a change in the intensity of light irradiated from the optical fiber end face 9b for receiving light. It can be detected by analyzing.

例えば、予め光学プローブ49の破損を模擬試験して、受光素子45の出力変化パターンをデータ処理部29内に設けられた記憶部に記憶させておく。分光測定装置による液体試料25の濃度測定と同時に、光学プローブ49の破損に伴う出力変化パターンを照らし合わせることを行ない、常に光学プローブ49の破損を監視する。   For example, the optical probe 49 is simulated for damage in advance, and the output change pattern of the light receiving element 45 is stored in a storage unit provided in the data processing unit 29. Simultaneously with the measurement of the concentration of the liquid sample 25 by the spectroscopic measurement device, the output change pattern accompanying the breakage of the optical probe 49 is collated, and the breakage of the optical probe 49 is constantly monitored.

図5は、光学プローブ49が破損して光学プローブ49内に液が浸入したときの受光素子45の信号変化を示す図である。図6は、タングステンランプ33が切れたときの受光素子45の信号変化を示す図である。図7は、光学プローブ49が液体試料25から空気中に取り出されたときの信号変化を示す図である。図5から図7は、互いに波長が異なる8波長について示している。図5から図7で、縦軸は光強度(任意単位)、横軸は時間を示す。   FIG. 5 is a diagram illustrating a signal change of the light receiving element 45 when the optical probe 49 is damaged and liquid enters the optical probe 49. FIG. 6 is a diagram showing a signal change of the light receiving element 45 when the tungsten lamp 33 is burned out. FIG. 7 is a diagram showing a signal change when the optical probe 49 is taken out from the liquid sample 25 into the air. FIG. 5 to FIG. 7 show eight wavelengths having different wavelengths. 5 to 7, the vertical axis represents light intensity (arbitrary unit), and the horizontal axis represents time.

光学プローブ49が破損して光学プローブ49内に液体が浸入したとき、図5に示すように、8つの各波長の強度は減少するが0にはならない。また、液体試料25の濃度変化に起因する光強度変化よりも10倍以上の突然の光強度変化が発生する。   When the optical probe 49 is damaged and liquid enters the optical probe 49, as shown in FIG. 5, the intensity of each of the eight wavelengths decreases but does not become zero. Further, a sudden light intensity change 10 times or more than the light intensity change caused by the concentration change of the liquid sample 25 occurs.

これに対し、タングステンランプ33が切れたとき、図6に示すように、8つの波長の強度は、それぞれほぼ0になる。
また、光学プローブ49が液体試料25から空気中に取り出されたとき、図7に示すように、液体試料25による光吸収がなくなるので、8つの波長の強度はそれぞれ増加する。
On the other hand, when the tungsten lamp 33 is cut off, the intensities of the eight wavelengths are almost zero as shown in FIG.
Further, when the optical probe 49 is taken out from the liquid sample 25 into the air, the light absorption by the liquid sample 25 is lost as shown in FIG.

したがって、受光用光ファイバー端面9bから照射される光の強度変化を監視して、図5に示したような特異的な変化を捉える、例えば液体試料25の濃度変化に起因する光強度変化よりも10倍以上の突然の光強度変化を検出することにより、光学プローブ49の破損を検知できる。   Therefore, a change in the intensity of light irradiated from the optical fiber end face 9b for light reception is monitored to capture a specific change as shown in FIG. 5, for example, 10 changes from a change in light intensity caused by a change in the concentration of the liquid sample 25. By detecting a sudden change in light intensity that is twice or more, breakage of the optical probe 49 can be detected.

次に、その出力変化パターン例を列記する。ここでは受光用光ファイバー端面9bから照射される光のうち8つの波長の光強度を用いて説明する。なお、少なくとも2つの波長を用いれば、光強度の変化パターンに基づいて光学プローブの破損を検知できる。   Next, output change pattern examples are listed. Here, description will be made using the light intensities of eight wavelengths among the light irradiated from the optical fiber end face 9b for light reception. If at least two wavelengths are used, it is possible to detect breakage of the optical probe based on the light intensity change pattern.

(1)8つの各波長の光強度が、全て低下し、かつ全て0ではなく、その低下が液体試料の濃度変化より発生する光強度変化よりも大きい場合は、光学プローブ49の破損と判断する。なお、液体試料の濃度変化により発生する光強度変化は、データ処理部29に設けられた記憶部に記憶されている。 (1) When the light intensities at the eight wavelengths all decrease and are not all zero and the decrease is greater than the light intensity change caused by the concentration change of the liquid sample, it is determined that the optical probe 49 is damaged. . The light intensity change caused by the change in the concentration of the liquid sample is stored in a storage unit provided in the data processing unit 29.

(2)8つの各波長の光強度変化値を波長に従って並べた場合に、波長の短い光の方が、波長の長い光よりも光強度低下率が高いときは、光学プローブ49の破損と判断する。光ファイバー端面3a,9aや、レンズ5a,5b、窓板51で光が通過する箇所に、光学プローブ49の破損によって液体が細かな水滴として付着したとき、その水滴は散乱体になる。散乱はレイリー散乱に従い、波長の短い光の方が波長の長い光に比べて散乱率が高くなる。そのため、波長の短い光の方が、波長の長い光に比べて、光強度の低下率が高くなる。 (2) When the light intensity change values of each of the eight wavelengths are arranged according to the wavelength, if the light intensity decrease rate of the light having a short wavelength is higher than that of the light having a long wavelength, it is determined that the optical probe 49 is broken. To do. When a liquid adheres as a fine water droplet due to breakage of the optical probe 49 at a position where light passes through the optical fiber end faces 3a, 9a, the lenses 5a, 5b, and the window plate 51, the water droplet becomes a scatterer. Scattering follows Rayleigh scattering, and light having a shorter wavelength has a higher scattering rate than light having a longer wavelength. For this reason, light having a shorter wavelength has a higher rate of decrease in light intensity than light having a longer wavelength.

(3)8つの各波長のうち、いずれか複数の波長で光強度が低下していても、その他の波長の強度が変化していない場合は、光学プローブ49の破損とは判断しない。特定の波長のみの光強度の低下の原因は、電気系又は干渉フィルタ関連の光学系の損傷と想定される。 (3) Even if the light intensity is reduced at any one of the eight wavelengths, if the intensity of the other wavelengths is not changed, it is not determined that the optical probe 49 is damaged. The cause of the decrease in the light intensity of only a specific wavelength is assumed to be damage to the electrical system or the optical system related to the interference filter.

(4)8つの各波長の光強度がほぼ0になった場合に、例えば1秒未満の時間で急に光強度が0になるのではなく、1秒以上の時間をかけて光強度が徐々に低下したときは、タングステンランプ33が切れたのではなく、光学プローブ49の破損と判断する。このような光強度変化パターンは、光学プローブ49の破損の度合いが激しく、光学プローブ49内で光路に大量の液体が入り込み、受光用光ファイバー端面9bにまったく光が届かなくなった場合に現れる。 (4) When the light intensity of each of the eight wavelengths becomes almost zero, for example, the light intensity does not suddenly become zero in a time of less than 1 second, but gradually increases over a time of 1 second or more. When the voltage drops to, it is determined that the tungsten lamp 33 is not burned out and the optical probe 49 is broken. Such a light intensity change pattern appears when the optical probe 49 is severely damaged, and a large amount of liquid enters the optical path in the optical probe 49, so that no light reaches the optical fiber end surface 9b for receiving light.

これらの光強度変化パターンをデータ処理部29に設けられた記憶部に記憶させておき、データ処理部29によって、これらの光強度変化パターンと、受光用光ファイバー端面9bから照射される光の強度変化パターンとを照らし合わせることにより、光学プローブ49の破損を検知できる。   These light intensity change patterns are stored in a storage unit provided in the data processing unit 29, and the data processing unit 29 changes these light intensity change patterns and the intensity change of light emitted from the light receiving optical fiber end surface 9b. Damage to the optical probe 49 can be detected by comparing the pattern.

(実施例3)
図8は、光学プローブの実施例3のレンズ周辺を拡大して示す断面図である。図4と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付す。
(Example 3)
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the lens of Example 3 of the optical probe. Parts having the same functions as those in FIG.

光学プローブ61は、投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーとして1本の光ファイバー63を備えている。投光用レンズ兼受光用レンズとして機能するレンズ5cが光ファイバー端面63aに対向してレンズ位置決め部材55によって位置決めされている。   The optical probe 61 includes one optical fiber 63 as a light projecting optical fiber and a light receiving optical fiber. A lens 5c that functions as a light projecting lens and a light receiving lens is positioned by a lens positioning member 55 so as to face the optical fiber end surface 63a.

図9は、分光測定装置の他の実施例を概略的に示す図である。図3に示した分光測定装置と同じ部分には同じ符号を付す。
この実施例の分光測定装置は、図3に示した分光装置と比較して、ハーフミラー65、凸レンズ67,69及びミラー69を分光部27にさらに備えている。
FIG. 9 is a diagram schematically showing another embodiment of the spectrometer. The same parts as those in the spectroscopic measurement apparatus shown in FIG.
The spectroscopic measurement apparatus of this embodiment further includes a half mirror 65, convex lenses 67 and 69, and a mirror 69 in the spectroscopic unit 27, as compared with the spectroscopic apparatus shown in FIG.

ハーフミラー65と凸レンズ67は、凸レンズ41と光ファイバー端面(光ファイバー第2端面)63bとの間の光路にその順に配置されている。凸レンズ67とミラー69は、ハーフミラー65と凸レンズ43との間の光路にその順に配置されている。ここで、凸レンズ67とミラー69が設けられずに、ハーフミラー65で反射された光が凸レンズ43によって受光素子45に集光される構成であってもよい。   The half mirror 65 and the convex lens 67 are disposed in that order in the optical path between the convex lens 41 and the optical fiber end surface (optical fiber second end surface) 63b. The convex lens 67 and the mirror 69 are arranged in that order in the optical path between the half mirror 65 and the convex lens 43. Here, the convex lens 67 and the mirror 69 may be omitted, and the light reflected by the half mirror 65 may be condensed on the light receiving element 45 by the convex lens 43.

タングステンランプ33から放射された光は、凸レンズ35、干渉フィルタ37、凸レンズ41、ハーフミラー65、凸レンズ67を通過し、光ファイバー63の端面63bに入射され、光ファイバー端面63a、光学プローブ63のレンズ5c及び窓板51を介して、液体試料25に照射される(図8も参照)。液体試料25を通過した光は、測定光反射ミラー7で反射され、再度液体試料25及びレンズ5cを通過して集光され、光ファイバー63に入り、凸レンズ67を通過して集光され、ハーフミラー65で反射され、凸レンズ69で集光され、ミラー71で反射され、凸レンズ43で集光されて受光素子45に入射される。これにより、受光素子45から、各波長の光の吸光度に応じた電気信号が出力される。   The light emitted from the tungsten lamp 33 passes through the convex lens 35, the interference filter 37, the convex lens 41, the half mirror 65, and the convex lens 67, and is incident on the end surface 63b of the optical fiber 63, and the optical fiber end surface 63a, the lens 5c of the optical probe 63, The liquid sample 25 is irradiated through the window plate 51 (see also FIG. 8). The light that has passed through the liquid sample 25 is reflected by the measurement light reflecting mirror 7, is again collected through the liquid sample 25 and the lens 5 c, enters the optical fiber 63, is collected through the convex lens 67, and is collected by the half mirror. 65, reflected by the convex lens 69, reflected by the mirror 71, condensed by the convex lens 43, and incident on the light receiving element 45. Thereby, an electrical signal corresponding to the absorbance of light of each wavelength is output from the light receiving element 45.

受光素子45の信号強度、すなわち光学プローブ61の光ファイバー端面63bから照射される光の強度変化を監視して、光学プローブ61の空間23a,23b,23cへの液体の浸入に起因する光強度変化を検出することにより、光学プローブ61の破損を検知できる。   The signal intensity of the light receiving element 45, that is, the intensity change of the light irradiated from the optical fiber end face 63b of the optical probe 61 is monitored, and the light intensity change caused by the penetration of the liquid into the spaces 23a, 23b, 23c of the optical probe 61 is monitored. By detecting it, the breakage of the optical probe 61 can be detected.

以上、本発明の実施例を説明したが、材料、形状、配置、寸法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例で、光ファイバーの一部分が配置される空間23,23a,23b,23cを形成するための構造体は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、光ファイバーの一部分が配置される空間を液体試料とは隔離できる構成であればどのような構成であってもよい。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, material, a shape, arrangement | positioning, a dimension, etc. are examples, This invention is not limited to these, In the range of this invention described in the claim Various changes can be made.
For example, in the above embodiment, the structure for forming the spaces 23, 23a, 23b, and 23c in which a part of the optical fiber is disposed is not limited to the configuration of the above embodiment, and a part of the optical fiber is disposed. Any configuration may be used as long as the space can be isolated from the liquid sample.

また、図4に示した光学プローブ49及び図8に示した光学プローブ61は、液漏検知センサーや液面計、白金電極等の物理的なセンサーを備えていないが、空間23a,23b,23c内への液体の侵入を検知するための物理的なセンサーを備えているようにしてもよい。この場合、空間23a,23b,23cのうちの少なくとも1つの空間内に物理的なセンサーを配置する。   The optical probe 49 shown in FIG. 4 and the optical probe 61 shown in FIG. 8 do not include a physical sensor such as a liquid leakage detection sensor, a liquid level gauge, or a platinum electrode, but the spaces 23a, 23b, and 23c. You may make it provide the physical sensor for detecting the penetration | invasion of the liquid to the inside. In this case, a physical sensor is arranged in at least one of the spaces 23a, 23b, and 23c.

また、図1及び図2に示した光学プローブ1を用いて、空間23内での光路に液体が浸入したことに起因する、受光用光ファイバー端面9bから照射される光の強度変化に基づいて、空間23内への液体の浸入を検知して、光学プローブ1の破損を検知するようにしてもよい。この場合、光学プローブ1の液面計11は不要である。   Moreover, based on the intensity change of the light irradiated from the optical fiber end surface 9b for light reception resulting from the liquid entering the optical path in the space 23 using the optical probe 1 shown in FIGS. The breakage of the optical probe 1 may be detected by detecting liquid intrusion into the space 23. In this case, the level gauge 11 of the optical probe 1 is not necessary.

また、図4に示した光学プローブ49及び図8に示した光学プローブ61において、レンズ5a,5bに替えて、図1及び図2の光学プローブ1と同様に、投光用と受光用で共通の1つのレンズを備えているようにしてもよい。
また、図1及び図2に示した光学プローブ1において、レンズ5に替えて、図4の光学プローブ49と同様に、投光用レンズと受光用レンズを備えているようにしてもよい。
Further, in the optical probe 49 shown in FIG. 4 and the optical probe 61 shown in FIG. 8, instead of the lenses 5 a and 5 b, similar to the optical probe 1 shown in FIG. 1 and FIG. One lens may be provided.
In addition, the optical probe 1 shown in FIGS. 1 and 2 may be provided with a light projecting lens and a light receiving lens in place of the lens 5 in the same manner as the optical probe 49 in FIG.

1,49,61 光学プローブ
3 投光用光ファイバー
3a 投光用光ファイバー端面
3b 投光用光ファイバー第2端面
5,5a,5b,5c レンズ
9 受光用光ファイバー
9a 受光用光ファイバー端面
9b 受光用光ファイバー第2端面
11 液面計(センサー)
23,23a,23b,23c 空間
25 液体試料
29 データ処理部
31 表示部
33 光源
45 受光素子(光検出部)
51 窓板
63 投光用兼受光用の光ファイバー
63a 光ファイバー端面
63b 光ファイバー第2端面
1, 49, 61 Optical probe 3 Optical fiber 3a for projecting Optical fiber end surface 3b for projecting Optical fiber second end surface 5, 5a, 5b, 5c Lens 9 for receiving light Optical fiber end surface 9a for receiving light Optical fiber second end surface for receiving light 11 Level gauge (sensor)
23, 23a, 23b, 23c Space 25 Liquid sample 29 Data processing unit 31 Display unit 33 Light source 45 Light receiving element (light detection unit)
51 Window plate 63 Optical fiber 63a for projecting and receiving light Optical fiber end surface 63b Optical fiber second end surface

Claims (8)

液体試料に照射される光を伝播するための投光用光ファイバーと、
前記液体試料を通過した光を伝播するための受光用光ファイバーと、
前記光ファイバーの一部分が配置される空間であって前記液体試料とは隔離される空間を形成するための構造体と、
前記空間内への液体の浸入を検知するためのセンサーと、を備えた光学プローブ。
A light projecting optical fiber for propagating the light irradiated to the liquid sample;
A light-receiving optical fiber for propagating light that has passed through the liquid sample;
A structure for forming a space in which a part of the optical fiber is disposed and isolated from the liquid sample;
An optical probe comprising: a sensor for detecting intrusion of liquid into the space.
前記投光用光ファイバーと前記受光用光ファイバーは1本の光ファイバーによって構成されている請求項1記載の光学プローブ。   The optical probe according to claim 1, wherein the light projecting optical fiber and the light receiving optical fiber are configured by a single optical fiber. 前記空間内に前記光ファイバーの一端面が配置されており、
前記構造体は、前記液体試料と接触する部分に前記光が透過するレンズを備えている請求項1又は2に記載の光学プローブ。
One end face of the optical fiber is disposed in the space,
The optical probe according to claim 1, wherein the structure includes a lens through which the light is transmitted at a portion that contacts the liquid sample.
前記空間内に前記光ファイバーの一端面が配置されており、
前記構造体は、前記液体試料と接触する部分に前記光が透過する窓板を備え、
前記空間内で前記光ファイバーの前記端面と前記窓板との間に前記光が透過するレンズを備えている請求項1から3のいずれか一項に記載の光学プローブ。
One end face of the optical fiber is disposed in the space,
The structure includes a window plate through which the light is transmitted at a portion in contact with the liquid sample.
The optical probe according to any one of claims 1 to 3, further comprising a lens through which the light passes between the end face of the optical fiber and the window plate in the space.
前記センサーは前記空間内に配置された液漏検知センサーである請求項1から4のいずれか一項に記載の光学プローブ。   The optical probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor is a liquid leakage detection sensor disposed in the space. 前記センサーは前記空間内に配置された液面計である請求項1から4のいずれか一項に記載の光学プローブ。   The optical probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor is a liquid level gauge disposed in the space. 前記センサーは、前記空間内での光路に液体が浸入したことに起因する、前記受光用光ファイバー端面とは反対側の受光用光ファイバー端面から照射される光の強度変化に基づいて、前記空間内への液体の浸入を検知する請求項3又は4に記載の光学プローブ。   The sensor enters the space based on a change in intensity of light emitted from the end face of the light receiving optical fiber opposite to the end face of the light receiving optical fiber caused by liquid entering the optical path in the space. The optical probe according to claim 3, wherein the intrusion of the liquid is detected. 請求項1から7のいずれか一項に記載の光学プローブと、
前記投光用光ファイバー端面とは反対側の投光用光ファイバー第2端面に光を照射するための光源と、
前記受光用光ファイバー端面とは反対側の受光用光ファイバー第2反面から照射される光を受光するための光検出部と、
前記光検出部からの光強度信号に応じた液体試料成分濃度を算出するためのデータ処理部と、
前記センサーからの液漏検知信号に基づいて液漏警告を表示する表示部と、を備えた分光測定装置。
An optical probe according to any one of claims 1 to 7,
A light source for irradiating light to the second optical fiber for projecting optical fiber opposite to the optical fiber end surface for projecting light;
A light detection unit for receiving light irradiated from the second optical fiber for receiving light on the side opposite to the end surface of the optical fiber for receiving light;
A data processing unit for calculating a liquid sample component concentration according to a light intensity signal from the light detection unit;
And a display unit that displays a liquid leakage warning based on a liquid leakage detection signal from the sensor.
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