JP2015152522A - Concentration measurement method and device - Google Patents

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Shuya Yoshioka
修哉 吉岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concentration measurement method that can measure concentration of a substance even when attenuation of excitation light occurs.SOLUTION: A method of irradiating a fluid having a substance of a measurement object contained with excitation light to measure concentration of the substance on the basis of intensity of fluorescence emitted from the substance by the excitation light includes: a measurement process of irradiating a measurement object fluid having the substance contained at unknown concentration with the excitation light to respectively measure intensity of the excitation light and the fluorescence intensity; a reference process of referring to reference information indicative of a corresponding relation between the excitation light of arbitrary intensity with which a reference fluid having the substance contained at known fixed concentration is irradiated and the fluorescence intensity emitted by the excitation light and serving as a reference value to acquire the reference value of the fluorescence intensity corresponding to a measurement value of the excitation light intensity acquired in the measurement process; and a concentration acquisition process of acquiring concentration of a substance in a measurement object fluid on the basis of a ratio of the actual measurement value of the fluorescence intensity acquired in the measurement process to the reference value of the fluorescence intensity acquired in the reference process and the known substance concentration in the reference fluid.

Description

本発明は、液体や気体などの流体に含まれる物質の濃度を測定する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for measuring the concentration of a substance contained in a fluid such as liquid or gas.

液体や気体等の流体からなる測定場に含まれた物質の濃度を計測する方法としてレーザ誘起蛍光法(LIF;Laser Induced Fluorescence)が知られている。このレーザ誘起蛍光法は、測定対象となる物質にレーザ光を照射し、このレーザ光によって励起された物質から発せられた蛍光の強度を測定し、その蛍光の強度に基づいて物質の濃度を求める方法である。
また、下記の特許文献1には、上記のようなレーザ誘起蛍光法を用いた濃度計測装置が開示されている。この濃度計測装置は、測定対象物質を含む測定場にレーザ光を照射し、測定対象物質の分子から発せられる蛍光をCCDカメラで撮像し、撮像した画像から蛍光強度を取得して物質濃度を求めている。
Laser-induced fluorescence (LIF) is known as a method for measuring the concentration of a substance contained in a measurement field composed of a fluid such as liquid or gas. In this laser-induced fluorescence method, a substance to be measured is irradiated with laser light, the intensity of fluorescence emitted from the substance excited by the laser light is measured, and the concentration of the substance is obtained based on the intensity of the fluorescence. Is the method.
Patent Document 1 below discloses a concentration measuring apparatus using the laser-induced fluorescence method as described above. This concentration measurement device irradiates a measurement field containing a substance to be measured with laser light, captures fluorescence emitted from molecules of the substance to be measured with a CCD camera, obtains the fluorescence intensity from the captured image, and obtains the substance concentration. ing.

特開平7−43303号公報JP-A-7-43303

上記のようなレーザ誘起蛍光法は、一定の強度のレーザ光によって励起された物質から発せられる蛍光の強度は、その物質の濃度に比例するという関係を用いて物質の濃度を求めるものである。
ところが、レーザ光の照射方向に関して広い領域を有する測定場ではレーザ光に減衰が生じるため、光源からの距離によってレーザ光の強度が変化し、物質から発せられる蛍光の強度も変化する。そのため、広い領域の測定場にレーザ励起蛍光法を適用したとき、照射方向における複数の地点で蛍光強度が相互に異なっていても、その変化がレーザ光の減衰によるものなのか物質の濃度の相違によるものなのかを識別することができず、濃度を正確に求めることが困難となる。
In the laser-induced fluorescence method as described above, the concentration of a substance is obtained using the relationship that the intensity of fluorescence emitted from a substance excited by laser light having a constant intensity is proportional to the concentration of the substance.
However, since a laser beam is attenuated in a measurement field having a wide area with respect to the direction of laser light irradiation, the intensity of the laser light changes depending on the distance from the light source, and the intensity of the fluorescence emitted from the substance also changes. Therefore, when the laser-excited fluorescence method is applied to a wide measurement field, even if the fluorescence intensities are different from each other at multiple points in the irradiation direction, the change is due to the attenuation of the laser light or the concentration of the substance is different. Therefore, it is difficult to accurately determine the concentration.

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、励起光の減衰が生じる場合においても測定が可能な濃度測定方法及び装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a concentration measuring method and apparatus capable of measuring even when excitation light is attenuated.

(1)本発明の第1の観点による濃度測定方法は、測定対象の物質が含まれた流体に励起光を照射し、当該励起光によって前記物質から発せられた蛍光の強度に基づいて前記物質の濃度を測定する方法であって、
未知の濃度で前記物質が含まれた測定対象流体に励起光を照射し、その励起光強度と蛍光強度とをそれぞれ実測する測定工程と、
既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体に照射される任意の強度の励起光とそれにより発せられた基準値となる蛍光強度との対応関係を示す参照情報を参照して、前記測定工程で取得された励起光強度の実測値に対応する蛍光強度の基準値を取得する参照工程と、
前記測定工程で取得された蛍光強度の実測値と前記参照工程で取得された蛍光強度の基準値との比率と、前記基準流体における既知の物質濃度とに基づいて、測定対象流体における物質の濃度を取得する濃度取得工程と、を含むものである。
(1) In the concentration measuring method according to the first aspect of the present invention, the substance containing the substance to be measured is irradiated with excitation light, and the substance is based on the intensity of fluorescence emitted from the substance by the excitation light. A method for measuring the concentration of
A measurement step of irradiating a measurement target fluid containing the substance at an unknown concentration with excitation light, and actually measuring the excitation light intensity and fluorescence intensity,
Referring to the reference information showing the correspondence between the excitation light of arbitrary intensity irradiated to the reference fluid containing the substance at a known constant concentration and the fluorescence intensity serving as the reference value emitted thereby, the measurement A reference step for obtaining a standard value of fluorescence intensity corresponding to the actual measurement value of the excitation light intensity obtained in the step;
Based on the ratio between the actual value of the fluorescence intensity acquired in the measurement step and the standard value of the fluorescence intensity acquired in the reference step, and the known substance concentration in the reference fluid, the concentration of the substance in the measurement target fluid And a concentration acquisition step of acquiring.

既知の濃度で物質が含まれた基準流体と、未知の濃度で物質が含まれた測定対象流体とに同一の強度のレーザ光を照射した場合、基準流体について取得される蛍光強度の基準値と、測定対象流体について取得される蛍光強度の実測値との比率は、前記既知の濃度と前記未知の濃度との比率に一致する(後述の式(7)参照)。したがって、この未知の濃度は、蛍光強度の基準値及び実測値と、既知濃度との3つの値が明らかになれば求めることができる。
3つの値のうち、蛍光強度の実測値は測定工程において測定され、既知の濃度は予め知られたものであるため、残りの蛍光強度の基準値を求めれば、未知の濃度を求めることが可能となる。本発明では、蛍光強度の基準値として、測定対象流体で測定された励起光強度の実測値に対応するものを参照情報から取得する。この参照情報は、既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体から得られたものであるので、参照情報に示される蛍光強度の基準値は、物質の濃度変化に影響を受けることなく励起光の変化(減衰)のみを考慮したデータとなる。したがって、この参照情報を用いることによって、励起光の減衰が生じるような流体においても濃度の測定が可能となる。
When a reference fluid containing a substance at a known concentration and a measurement target fluid containing a substance at an unknown concentration are irradiated with laser light of the same intensity, the reference value of the fluorescence intensity acquired for the reference fluid The ratio of the fluorescence intensity obtained for the measurement target fluid to the measured value coincides with the ratio of the known concentration to the unknown concentration (see formula (7) described later). Therefore, this unknown concentration can be obtained if the three values of the reference value and the actual measurement value of the fluorescence intensity and the known concentration become clear.
Of the three values, the actual value of fluorescence intensity is measured in the measurement process, and the known concentration is known in advance. Therefore, if the reference value of the remaining fluorescence intensity is obtained, an unknown concentration can be obtained. It becomes. In the present invention, the reference value of the fluorescence intensity is obtained from the reference information corresponding to the actually measured value of the excitation light intensity measured in the measurement target fluid. Since this reference information is obtained from a reference fluid containing the substance at a known constant concentration, the reference value of the fluorescence intensity indicated in the reference information is excited without being affected by changes in the concentration of the substance. The data takes into account only the change (attenuation) of light. Therefore, by using this reference information, the concentration can be measured even in a fluid in which excitation light is attenuated.

(2)本発明の濃度測定方法は、前記参照情報を生成する工程をさらに含んでいてもよい。 (2) The concentration measurement method of the present invention may further include a step of generating the reference information.

(3)また、前記参照情報は、既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体に励起光を照射し、その照射方向における複数地点で励起光強度と蛍光強度とを測定し、前記地点毎に励起光強度と蛍光強度とを対応づけた情報であってもよい。 (3) Further, the reference information irradiates a reference fluid containing the substance at a known constant concentration with excitation light, measures excitation light intensity and fluorescence intensity at a plurality of points in the irradiation direction, and It may be information in which excitation light intensity and fluorescence intensity are associated with each other.

(4)前記参照情報は、励起光強度と蛍光強度との対応関係を表す演算式から構成されていてもよい。 (4) The reference information may be configured by an arithmetic expression representing a correspondence relationship between excitation light intensity and fluorescence intensity.

(5)また、前記参照情報は、励起光強度と蛍光強度とを対応させて記録したデータベースから構成されていてもよい。 (5) Further, the reference information may be configured from a database in which excitation light intensity and fluorescence intensity are recorded in association with each other.

(6)上記の方法において、前記測定工程は、前記流体に混合されたトレーサーによって散乱した励起光の強度を測定することが好ましい。
これにより励起光がレーザー光のように直進性の高い光であっても、その照射方向に交差する方向(例えば側方)から当該励起光の強度を容易に測定することができる。
(6) In the above method, the measurement step preferably measures the intensity of excitation light scattered by a tracer mixed in the fluid.
Thereby, even if excitation light is light with high straightness like laser light, the intensity of the excitation light can be easily measured from a direction (for example, a side) intersecting the irradiation direction.

(7)本発明の第2の観点による濃度測定装置は、
測定対象の物質が含まれた流体に励起光を照射する照射部と、
前記励起光の強度と、当該励起光によって前記物質から発せられた蛍光の強度を測定する測定部と、
既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体に照射される任意の強度の励起光とそれにより発せられた基準値となる蛍光強度との対応関係を示す参照情報を参照して、前記測定工程で取得された励起光強度の実測値に対応する蛍光強度の基準値を取得し、前記測定部によって測定される蛍光強度の実測値と前記参照情報から求められた蛍光強度の基準値との比率と、前記基準流体における既知濃度とに基づいて、前記測定対象流体における物質の濃度を取得する濃度取得部と、を備えていることを特徴とする。
このような構成によって上述した濃度測定方法と同様の作用効果を奏する。
(7) The concentration measuring device according to the second aspect of the present invention is:
An irradiation unit that irradiates a fluid containing a substance to be measured with excitation light;
A measurement unit for measuring the intensity of the excitation light and the intensity of the fluorescence emitted from the substance by the excitation light;
Referring to the reference information showing the correspondence between the excitation light of arbitrary intensity irradiated to the reference fluid containing the substance at a known constant concentration and the fluorescence intensity serving as the reference value emitted thereby, the measurement A standard value of the fluorescence intensity corresponding to the actual value of the excitation light intensity acquired in the process is acquired, and the actual value of the fluorescence intensity measured by the measurement unit and the standard value of the fluorescence intensity obtained from the reference information And a concentration acquisition unit that acquires the concentration of the substance in the measurement target fluid based on the ratio and the known concentration in the reference fluid.
With such a configuration, the same function and effect as those of the above-described concentration measurement method can be achieved.

本発明の濃度測定方法及び装置によれば、励起光の減衰が生じる場合においても測定が可能となる。   According to the concentration measuring method and apparatus of the present invention, measurement is possible even when excitation light is attenuated.

本発明の実施形態に係る濃度測定装置の概略図である。It is the schematic of the density | concentration measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 参照ツールを生成する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which produces | generates a reference tool. 未知濃度の物質が含まれた測定場で当該濃度を測定する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which measures the said density | concentration in the measurement field where the substance of unknown density | concentration was contained. レーザ光強度及び蛍光強度と、光源からの距離との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a laser beam intensity | strength and fluorescence intensity | strength, and the distance from a light source. 参照ツールを示す図である。It is a figure which shows a reference tool.

以下、本発明の実施形態について説明する。
〔濃度測定装置の全体構成〕
図1は、本発明の実施形態に係る濃度測定装置の概略図である。
本実施形態の濃度測定装置10は、液体や気体などの流体からなる測定場Sにレーザ光Lを照射する光源(照射部)11と、測定場Sを撮像する撮像部12と、撮像部12によって撮像された画像を取得し、その画像から測定場Sの流体に含まれる測定対象物質の濃度を求める処理装置13とを備えている。なお、本実施形態では、水等の液体を測定場Sとし、この液体に含まれる物質の濃度を検出するものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[Overall configuration of concentration measuring device]
FIG. 1 is a schematic diagram of a concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
The concentration measurement apparatus 10 according to the present embodiment includes a light source (irradiation unit) 11 that irradiates a measurement field S made of a fluid such as liquid or gas with a laser beam L, an imaging unit 12 that images the measurement field S, and an imaging unit 12. And a processing device 13 for obtaining the concentration of the substance to be measured contained in the fluid of the measurement field S from the image obtained by the above. In the present embodiment, a liquid such as water is used as the measurement field S, and the concentration of a substance contained in the liquid is detected.

光源11は、測定対象となる物質に対応した波長のレーザ光(励起光)Lを出力する。より具体的に、光源11は、測定対象となる物質がレーザ光Lを吸収し、それによって励起された状態から基底状態に戻る際に蛍光を放出することができる波長のレーザ光Lを出力する。光源11から出力されたレーザ光Lは、レンズ等により構成された光学系14によって所定の形状に成形される。例えば、レーザ光Lは、光学系14によって帯状に成形された状態で測定場Sに照射される。   The light source 11 outputs laser light (excitation light) L having a wavelength corresponding to the substance to be measured. More specifically, the light source 11 outputs a laser beam L having a wavelength capable of emitting fluorescence when the substance to be measured absorbs the laser beam L and returns from the excited state to the ground state. . The laser light L output from the light source 11 is shaped into a predetermined shape by the optical system 14 configured by a lens or the like. For example, the laser beam L is applied to the measurement field S in a state where the laser beam L is formed into a belt shape by the optical system 14.

撮像部12は、例えばCCDカメラからなり、測定場Sに照射されたレーザ光Lを撮像する第1カメラ21と、物質から発せられる蛍光を撮像する第2カメラ22とから構成されている。各カメラ21,22には、それぞれ撮像対象となる波長の光を透過し、それ以外の波長の光を透過させないフィルターが設けられている。   The imaging unit 12 includes, for example, a CCD camera, and includes a first camera 21 that images the laser light L irradiated to the measurement field S and a second camera 22 that images fluorescence emitted from the substance. Each of the cameras 21 and 22 is provided with a filter that transmits light of a wavelength to be imaged and does not transmit light of other wavelengths.

本実施形態では、レーザ光Lの撮像を側方から行うために、測定場Sにトレーサーを均一に混合している。このトレーサーは、レーザ光Lを散乱させる性質を有する粉粒体からなる。レーザ光Lは照射方向Xに直進するため、そのままでは側方から撮像することができない。そのため、トレーサーを混合することによって、レーザ光Lをトレーサーで散乱させ、散乱したレーザ光Lを側方に配置された第1カメラ21によって撮像可能としている。なお、トレーサーとしては、微小な泡状のもの(マイクロバブル)等を使用することもできる。また、測定場Sが、レーザ光を散乱させる物質を元々含んでいる場合には、トレーサーを混合しなくてもよい。   In the present embodiment, the tracer is uniformly mixed in the measurement field S in order to perform imaging of the laser light L from the side. This tracer is made of a granular material having the property of scattering the laser beam L. Since the laser light L goes straight in the irradiation direction X, it cannot be imaged from the side as it is. Therefore, by mixing the tracer, the laser beam L is scattered by the tracer, and the scattered laser beam L can be imaged by the first camera 21 arranged on the side. In addition, as a tracer, a fine bubble-like thing (microbubble) etc. can also be used. Further, when the measurement field S originally contains a substance that scatters laser light, the tracer may not be mixed.

処理装置13は、例えばパーソナルコンピュータからなり、CPUと、RAM,ROM,及びHDD等の記憶部と、キーボード等の入力部と、液晶パネル等の出力部と、入出力インターフェース等を備えている。そして、記憶部に記憶されたアプリケーションプログラムをCPUが実行することによって各種の画像処理が可能なように構成されている。   The processing device 13 is composed of, for example, a personal computer, and includes a CPU, a storage unit such as a RAM, a ROM, and an HDD, an input unit such as a keyboard, an output unit such as a liquid crystal panel, and an input / output interface. The CPU executes the application program stored in the storage unit so that various types of image processing can be performed.

処理装置13は、その機能構成として、画像処理部31、参照ツール生成部32、濃度取得部33を備えている。
画像処理部31は、第1及び第2カメラ21,22によって撮像された画像が入力されるとともに、その画像の情報を読み取ることによってレーザ光L及び蛍光の強度を取得する処理を行う。具体的に、画像処理部31は、第1カメラ21によりレーザ光Lを撮像した画像の明るさ(輝度)を求めることによってレーザ光強度を取得し、同じく第2カメラ22によって蛍光を撮像した画像の明るさ(輝度)を求めることによって蛍光強度を取得する。ここで、撮像部12と画像処理部31とは、レーザ光強度及び蛍光強度を測定する本発明の測定部15を構成している。
The processing device 13 includes an image processing unit 31, a reference tool generation unit 32, and a density acquisition unit 33 as functional configurations.
The image processing unit 31 performs processing for acquiring the laser light L and the fluorescence intensity by reading the information of the images while the images captured by the first and second cameras 21 and 22 are input. Specifically, the image processing unit 31 obtains the laser beam intensity by obtaining the brightness (luminance) of the image obtained by imaging the laser beam L with the first camera 21, and the image obtained by imaging the fluorescence with the second camera 22. The fluorescence intensity is obtained by determining the brightness (luminance) of the. Here, the imaging unit 12 and the image processing unit 31 constitute a measuring unit 15 of the present invention that measures laser light intensity and fluorescence intensity.

参照ツール生成部32は、レーザ光強度と蛍光強度とを対応づけた参照ツール(図5参照)を生成する機能部である。本実施形態の測定場Sは、レーザ光Lの照射方向Xに関してある程度の広さの領域を有している。そのため、測定場Sにレーザ光Lを照射すると、光源11から離れるに従って減衰が生じ、レーザ光Lの強度が弱くなる。そのため、本実施形態では、レーザ光Lの減衰の影響を考慮するために参照ツールを用いている。この参照ツールの詳細については後述する。   The reference tool generation unit 32 is a functional unit that generates a reference tool (see FIG. 5) in which laser light intensity and fluorescence intensity are associated with each other. The measurement field S of the present embodiment has a certain area with respect to the irradiation direction X of the laser light L. Therefore, when the measurement field S is irradiated with the laser light L, attenuation occurs as the distance from the light source 11 increases, and the intensity of the laser light L decreases. Therefore, in the present embodiment, a reference tool is used in order to consider the influence of the attenuation of the laser light L. Details of this reference tool will be described later.

濃度取得部33は、画像処理部31によって取得されたレーザ光強度及び蛍光強度と、前記参照ツールとを用いて測定場Sにおける物質の濃度を求める機能部である。この濃度取得部33における詳細も参照ツールと併せて後述する。   The concentration acquisition unit 33 is a functional unit that calculates the concentration of the substance in the measurement field S using the laser light intensity and the fluorescence intensity acquired by the image processing unit 31 and the reference tool. Details of the density acquisition unit 33 will be described later together with the reference tool.

〔濃度測定の原理〕
次に、濃度測定装置10を用いた濃度の測定原理について説明する。
図1に示されるように、測定場Sの流体にレーザ光Lを照射すると、励起された測定対象物質から蛍光が放出される。照射されたレーザ光Lと蛍光とは比例する関係にあり、レーザ光Lのエネルギーが大きいほど蛍光のエネルギーも大きくなる。また、測定対象物質から放出される蛍光のエネルギーと測定対象物質の濃度とは比例する関係にあり、測定対象物質の濃度が高いほど、放出される蛍光のエネルギーも大きくなる。これらの関係を式で表すと次のようになる。
[Principle of concentration measurement]
Next, the principle of concentration measurement using the concentration measuring apparatus 10 will be described.
As shown in FIG. 1, when the fluid of the measurement field S is irradiated with the laser light L, fluorescence is emitted from the excited measurement target substance. The irradiated laser beam L and fluorescence are in a proportional relationship, and the energy of the fluorescence increases as the energy of the laser beam L increases. Further, the energy of the fluorescence emitted from the measurement target substance is proportional to the concentration of the measurement target substance, and the higher the concentration of the measurement target substance, the greater the fluorescence energy emitted. These relationships are expressed by the following equations.

I=ICφε ・・・ (1)
ただし、I:蛍光束(W/m)(蛍光のエネルギーに相当)、I:励起光束(W/m)(励起光のエネルギーに相当)、C:物質の濃度(g/m)、φ:量子収率、ε:吸光係数(m/g)である。
I = I 0 Cφε (1)
However, I: Fluorescence flux (W / m 3 ) (corresponding to the energy of fluorescence), I 0 : Excitation light beam (W / m 2 ) (corresponding to the energy of excitation light), C: Concentration of substance (g / m 3 ), Φ: quantum yield, ε: extinction coefficient (m 2 / g).

測定場Sに照射されたレーザ光L及び物質から放出された蛍光は、それぞれ第1及び第2カメラ21,22によって撮像される。第1及び第2カメラ21,22によって撮像した画像は、レーザ光L及び蛍光のエネルギーI,Iが大きい部分でより明るく(輝度が高く)なり、エネルギーI,Iが小さい部分ではより暗く(輝度が小さく)なり、いずれも比例関係にある。したがって、レーザ光L及び蛍光のエネルギーI,Iと、撮像画像における輝度との関係を、係数α、βを用いることによって式(2)、(3)のように表すことができる。 The laser beam L irradiated to the measurement field S and the fluorescence emitted from the substance are imaged by the first and second cameras 21 and 22, respectively. Images captured by the first and second cameras 21 and 22 are brighter (higher brightness) in the portions where the laser light L and the fluorescence energy I 0 and I are large, and darker in the portions where the energy I 0 and I are small. (The luminance is small), both of which are proportional. Therefore, the relationship between the laser light L and the fluorescence energy I 0 , I and the luminance in the captured image can be expressed as in equations (2) and (3) by using the coefficients α and β.

=αV ・・・ (2)
I=βV ・・・ (3)
ただし、V:レーザ光の輝度、V:蛍光の輝度である。以下、これらの輝度V,Vを「強度」ということもある。
I 0 = αV 0 (2)
I = βV (3)
Where V 0 is the brightness of the laser beam, and V is the brightness of the fluorescence. Hereinafter, the luminances V 0 and V may be referred to as “intensity”.

そして、式(2)(3)の関係を用いることによって、式(1)を次の式(4)のように書き換えことができる。
βV=αVCφε ・・・ (4)
Then, by using the relationship of the expressions (2) and (3), the expression (1) can be rewritten as the following expression (4).
βV = αV 0 Cφε (4)

測定場Sが小さい領域である場合、測定場Sに照射されるレーザ光Lは測定場Sにおいてほとんど減衰せず、その強度Vは一定であると仮定することができる。そのため、所定の強度Vのレーザ光を測定場Sに照射する場合、蛍光強度Vの値は濃度Cのみに影響されて変化する。したがって、撮像部12及び画像処理部31により蛍光強度Vを測定することによって、式(4)から物質の濃度Cを求めることができる(ただし、係数α、β、φ、εは既知であるものとする)。 When the measurement field S is a small region, it can be assumed that the laser light L irradiated to the measurement field S is hardly attenuated in the measurement field S and its intensity V 0 is constant. For this reason, when the measurement field S is irradiated with laser light having a predetermined intensity V 0 , the value of the fluorescence intensity V is affected only by the concentration C and changes. Therefore, the concentration C of the substance can be obtained from the equation (4) by measuring the fluorescence intensity V by the imaging unit 12 and the image processing unit 31 (however, the coefficients α, β, φ, ε are known). And).

一方、測定場Sがレーザ光Lの照射方向Xに関して広い領域を有している場合、測定場Sを通過することによってレーザ光Lが徐々に減衰する。この場合、レーザ光Lの強度Vは一定ではなく、レーザ光Lの照射方向Xの位置によって変化する。また、この変化に伴って蛍光強度Vも変化する。そのため、蛍光強度Vは、物質の濃度だけでなくレーザ光Lの減衰にも影響されて変化し、上記の式(4)だけでは正確な濃度を求めることができない。例えば、測定場Sに濃度のムラがあり、光源から近い位置では物質の濃度が低く、光源から離れた位置では物質の濃度が高くなるような場合、レーザ光Lは、光源から離れた位置、又は物質の濃度が高い位置で減衰するにも拘わらず、蛍光は、光源から離れた位置でも物質の濃度が高いために強度Vが高くなり、レーザ光の強度Vに対して比例関係をとらなくなる。 On the other hand, when the measurement field S has a wide area with respect to the irradiation direction X of the laser light L, the laser light L is gradually attenuated by passing through the measurement field S. In this case, the intensity V 0 of the laser beam L is not constant and changes depending on the position in the irradiation direction X of the laser beam L. Further, the fluorescence intensity V also changes with this change. Therefore, the fluorescence intensity V changes not only by the substance concentration but also by the attenuation of the laser light L, and an accurate concentration cannot be obtained only by the above equation (4). For example, when there is uneven density in the measurement field S, the concentration of the substance is low at a position close to the light source, and the concentration of the substance is high at a position away from the light source, the laser light L is positioned away from the light source, Even though the substance concentration is attenuated at a high position, the fluorescence has a high intensity V due to the high substance concentration even at a position away from the light source, and has a proportional relationship with the laser light intensity V 0 . Disappear.

本実施形態の濃度測定装置10は、レーザ光Lの照射方向Xに関して広い領域を有する測定場Sであっても物質の濃度の測定を可能にするため、レーザ光Lの減衰のみを考慮した測定場Sでレーザ光強度と蛍光強度とを測定し、これらを互いに対応づけた「参照ツール(参照情報)」を予め生成する。そして、この参照ツールを参照することによって、正確な濃度を求めるものとなっている。   The concentration measuring apparatus 10 of the present embodiment enables measurement of the concentration of a substance even in a measurement field S having a wide area with respect to the irradiation direction X of the laser light L. Therefore, measurement taking into account only the attenuation of the laser light L The laser light intensity and the fluorescence intensity are measured in the field S, and a “reference tool (reference information)” in which these are associated with each other is generated in advance. The accurate density is obtained by referring to the reference tool.

なお、参照ツールにおけるレーザ光強度と蛍光強度とは、予め知られた一定の濃度で物質が含まれる測定場S(以下、「既知濃度の測定場S」ともいう)で測定する。この場合のレーザ光強度V0Kと、蛍光強度(基準値)Vrefと、既知濃度Crefとは、それぞれ式(4)によって次の式(5)の関係を有することになる。 The laser light intensity and the fluorescence intensity in the reference tool are measured at a measurement site S (hereinafter, also referred to as “measurement site S with a known concentration”) containing a substance at a constant concentration known in advance. In this case, the laser light intensity V 0K , the fluorescence intensity (reference value) V ref, and the known concentration C ref have the relationship of the following expression (5) according to the expression (4).

βVref=αV0Krefφε ・・・ (5) βV ref = αV 0K C ref φε (5)

〔参照ツールの具体的内容とその生成手順〕
図2は、参照ツールを生成する手順を示すフローチャートである。
まず、参照ツールを生成するために、基準となる測定場S、すなわち、既知の一定の濃度で物質が含まれた測定場Sを形成する。
そして、光源11が出力するレーザ光を、基準となる測定場Sに照射する(ステップS1)。このときに測定場Sから散乱するレーザ光と、物質から発せられる蛍光とをそれぞれ第1及び第2カメラ21,22で撮像する(ステップS2)。
[Specific contents of reference tool and generation procedure]
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for generating a reference tool.
First, in order to generate a reference tool, a standard measurement field S, that is, a measurement field S containing a substance at a known constant concentration is formed.
And the laser beam which the light source 11 outputs is irradiated to the measurement place S used as a reference | standard (step S1). At this time, the laser light scattered from the measurement field S and the fluorescence emitted from the substance are imaged by the first and second cameras 21 and 22, respectively (step S2).

次に、第1及び第2カメラ21,22で撮像された画像を画像処理部31において処理し、レーザ光強度V0Kと、蛍光強度Vrefとをそれぞれ取得する(ステップS3)。
そして、取得されたレーザ光強度V0Kと蛍光強度Vrefとを用いて参照ツールを生成する(ステップS4)。
Next, the image picked up by the first and second cameras 21 and 22 is processed by the image processing unit 31 to acquire the laser light intensity V 0K and the fluorescence intensity V ref (step S3).
Then, a reference tool is generated using the acquired laser light intensity V 0K and fluorescence intensity V ref (step S4).

図4には、ステップS3で取得されるレーザ光強度V0K及び蛍光強度Vrefと、光源11からの距離との関係を示している。レーザ光強度V0Kと蛍光強度Vrefとは、いずれも光源11から離れるほど減少していることが分かる。測定場Sの濃度は一定であるので、レーザ光強度V0K及び蛍光強度Vrefの減少は、測定場Sを通過することによるレーザ光の減衰のみに起因するものとなる。 FIG. 4 shows the relationship between the laser light intensity V 0K and the fluorescence intensity V ref acquired in step S 3 and the distance from the light source 11. It can be seen that the laser light intensity V 0K and the fluorescence intensity V ref both decrease as the distance from the light source 11 increases. Since the concentration of the measurement field S is constant, the decrease in the laser light intensity V 0K and the fluorescence intensity V ref is caused only by the attenuation of the laser light by passing through the measurement field S.

そして、ステップS4において参照ツールを生成するには、図5に示されるように、レーザ光強度V0Kを横軸とし、蛍光強度Vrefを縦軸としたグラフ上に、光源11からの距離が同一の地点毎にレーザ光強度V0Kと蛍光強度Vrefとを対応させてプロットする。この時点で、距離の要素を取り除いた光強度V0K,Vrefのみの関係を得ることができる。そして、グラフ上にプロットされた複数の点Pを近似する関数を求め、これを参照ツールとする。本実施形態では、一例として、グラフ上にプロットされた複数の点Pを一次関数で表現される直線Aによって近似し、これを参照ツールとしている。したがって、参照ツールは、基準となる測定場Sに照射される任意の強度V0Kのレーザ光と、それにより発せられた基準値となる蛍光強度Vrefとの対応関係を示すものとなる。この参照ツールは、処理装置13の記憶部に記憶される。 In order to generate the reference tool in step S4, as shown in FIG. 5, the distance from the light source 11 is plotted on the graph with the laser light intensity V 0K as the horizontal axis and the fluorescence intensity V ref as the vertical axis. The laser light intensity V 0K and the fluorescence intensity V ref are plotted in correspondence with each other at the same point. At this time, it is possible to obtain a relationship of only the light intensities V 0K and V ref excluding the distance element. Then, a function approximating a plurality of points P plotted on the graph is obtained and used as a reference tool. In this embodiment, as an example, a plurality of points P plotted on a graph are approximated by a straight line A expressed by a linear function, and this is used as a reference tool. Therefore, the reference tool shows a correspondence relationship between a laser beam having an arbitrary intensity V 0K irradiated to the measurement field S as a standard and a fluorescence intensity V ref as a standard value emitted thereby. This reference tool is stored in the storage unit of the processing device 13.

〔未知濃度の物質についての濃度測定手順〕
次に、未知の濃度で測定対象物質を含む測定場S(以下、「未知濃度の測定場S」ともいう)において、当該濃度を測定するための手順を図3を参照して説明する。
まず、光源11が出力するレーザ光を、未知濃度で物質が含まれた測定場Sに照射する(ステップS11)。このときに測定場Sから散乱するレーザ光と、物質から発せられる蛍光とをそれぞれ第1及び第2カメラ21,22で撮像する(ステップS12)。
[Concentration measurement procedure for substances of unknown concentration]
Next, a procedure for measuring the concentration in a measurement site S containing the substance to be measured at an unknown concentration (hereinafter also referred to as “measurement site S of unknown concentration”) will be described with reference to FIG.
First, the laser beam output from the light source 11 is irradiated to the measurement site S containing the substance at an unknown concentration (step S11). At this time, the laser light scattered from the measurement field S and the fluorescence emitted from the substance are imaged by the first and second cameras 21 and 22, respectively (step S12).

次いで、第1及び第2カメラ21,22で撮像された画像を画像処理部31において処理し、レーザ光強度Vと、蛍光強度Vとをそれぞれ取得する(ステップS13)。
前述したように、未知濃度の測定場Sでは、測定されたレーザ光強度Vと蛍光強度Vと未知濃度Cとが式(4)で示される関係にある。
Then, the image captured by the first and second cameras 21 and 22 and processed by the image processing unit 31, a laser beam intensity V 0, respectively to obtain a fluorescence intensity V (step S13).
As described above, at the measurement site S of unknown concentration, the measured laser beam intensity V 0 , fluorescence intensity V, and unknown concentration C are in the relationship represented by the equation (4).

ところで、上記の式(4)と式(5)とを用い、既知濃度の測定場Sにおける基準となる蛍光強度Vrefと、未知濃度の測定場Sにおける蛍光強度Vとの比をとると、次の式(6)に示すようになる。 By the way, using the above formulas (4) and (5), when the ratio of the fluorescence intensity V ref serving as a reference in the measurement field S with a known concentration and the fluorescence intensity V in the measurement field S with an unknown density is taken, The following equation (6) is obtained.

そして、係数等α、β、φ、ε、V、V0Kを消去することによって式(6)を整理すると、蛍光強度V、Vrefと濃度C、Crefとは、式(7)の関係を有している(ただし、レーザ光強度Vとレーザ光強度V0Kとは同一であるとする)。 Then, when the equation (6) is arranged by deleting the coefficients α, β, φ, ε, V 0 , V 0K and the like, the fluorescence intensities V, V ref and the concentrations C, C ref are expressed by the equation (7). (Note that the laser light intensity V 0 and the laser light intensity V 0K are the same).

この式(7)より、既知濃度の測定場Sにおける蛍光強度Vrefと、未知濃度の測定場Sにおける蛍光強度Vとの比は、既知濃度Crefと未知濃度Cとの比と一致していることがわかる。したがって、未知濃度Cは、各係数等α、β、φ、ε、V、V0Kを考慮することなく、蛍光強度Vと蛍光強度(基準値)Vrefと既知濃度Crefの3つの値が明らかになれば求めることが可能となる。 From this equation (7), the ratio of the fluorescence intensity V ref at the measurement site S with the known concentration and the fluorescence intensity V at the measurement site S with the unknown concentration agrees with the ratio between the known concentration C ref and the unknown concentration C. I understand that. Therefore, the unknown concentration C has three values of the fluorescence intensity V, the fluorescence intensity (reference value) V ref, and the known concentration C ref without considering each coefficient α, β, φ, ε, V 0 , V 0K. If it becomes clear, it can be obtained.

ただし、式(7)が成り立つには、既知濃度の測定場Sにおけるレーザ光強度V0Kと、未知濃度の測定場Sにおけるレーザ光強度Vとが一致することが必要となる。そのため、処理装置13の記憶部に記憶された参照ツール(図5に示す直線A)を参照し、これに未知濃度の測定場Sで測定されたレーザ光強度Vを当てはめることによって、当該レーザ光強度Vに対応する既知濃度の測定場Sにおける蛍光強度(基準値)Vrefを抽出する(ステップS14)。つまり、未知濃度の測定場Sで測定された強度Vのレーザ光が、既知濃度の測定場Sに照射された場合を想定して、そのときに取得されるであろう蛍光強度Vrefを参照ツールから求める。これにより、未知濃度の測定場Sと既知濃度の測定場Sとでレーザ光強度V,V0Kを一致させることができる。 However, in order for Equation (7) to hold, it is necessary that the laser light intensity V 0K in the measurement field S with a known concentration matches the laser light intensity V 0 in the measurement field S with an unknown density. Therefore, by referring to the reference tool (straight line A shown in FIG. 5) stored in the storage unit of the processing device 13 and applying the laser light intensity V 0 measured at the measurement field S of unknown concentration, the laser The fluorescence intensity (reference value) V ref in the measurement field S having a known concentration corresponding to the light intensity V 0 is extracted (step S14). That is, assuming that the laser beam having the intensity V 0 measured at the measurement site S of unknown density is irradiated to the measurement site S of known density, the fluorescence intensity V ref that will be obtained at that time is expressed as Obtain from the reference tool. As a result, the laser beam intensities V 0 and V 0K can be matched between the measurement field S of unknown density and the measurement field S of known density.

そして、未知濃度の測定場Sで測定された蛍光強度Vと、参照ツールから抽出された蛍光強度Vrefと、既知濃度Crefとを式(7)に代入することによって、未知濃度Cを求める(ステップS15)。求められた未知濃度Cは、処理装置13におけるモニタ等の出力部から出力することができる。
以上により、レーザ光Lの減衰が生じるような測定場Sであっても、参照ツールを用いることによって当該減衰を考慮した正確な物質濃度の測定が可能となる。また、式(7)に示すような簡単な演算によって物質濃度の取得することが可能となる。
Then, the unknown concentration C is obtained by substituting the fluorescence intensity V measured at the measurement site S of unknown concentration, the fluorescence intensity V ref extracted from the reference tool, and the known concentration C ref into the equation (7). (Step S15). The obtained unknown concentration C can be output from an output unit such as a monitor in the processing device 13.
As described above, even in the measurement field S where the attenuation of the laser beam L occurs, it is possible to accurately measure the substance concentration in consideration of the attenuation by using the reference tool. In addition, the substance concentration can be acquired by a simple calculation as shown in Expression (7).

また、参照ツールを用いることによって、測定場S中の物質の濃度にムラがある場合であっても、測定場S中の複数地点についてレーザ光強度Vから蛍光強度Vrefを取得して未知濃度Cを正確に求め、測定場S全体における濃度分布を正確に取得することができる。 Further, by using the reference tool, even if the concentration of the substance in the measurement field S is uneven, the fluorescence intensity V ref is obtained from the laser light intensity V 0 at a plurality of points in the measurement field S and unknown. The concentration C can be accurately obtained, and the concentration distribution in the entire measurement field S can be accurately obtained.

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態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発明の範囲内において変更することができる。例えば、以下のような形態で本発明を実施することができる。
(1)測定対象の物質がレーザ光の照射によって蛍光を発しない物質である場合、以下の方法によって濃度測定装置10を用いて当該物質の濃度を測定することができる。
例えば、測定場Sの液体中に混合された蛍光を発しない物質の濃度を測定しようとする場合、まず、液体に蛍光を発する色素を混合する。この色素としては、例えばローダミンを用いることができる。このローダミンは、緑色の光(波長約520nm)が照射されると、オレンジ色の蛍光(波長約580nm)を発する物質である。そして、色素を混合した液体について濃度測定装置10によって色素の濃度を求める。そして、実際に濃度を求めたい物質については、100%から色素の濃度(%)を減ずることによって求めることができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified within the scope of the invention described in the claims. For example, the present invention can be implemented in the following forms.
(1) When the substance to be measured is a substance that does not emit fluorescence when irradiated with laser light, the concentration of the substance can be measured using the concentration measuring apparatus 10 by the following method.
For example, when the concentration of a substance that does not emit fluorescence mixed in the liquid in the measurement field S is to be measured, a dye that emits fluorescence is first mixed in the liquid. As this pigment, for example, rhodamine can be used. This rhodamine is a substance that emits orange fluorescence (wavelength of about 580 nm) when irradiated with green light (wavelength of about 520 nm). And the density | concentration of the pigment | dye is calculated | required with the density | concentration measuring apparatus 10 about the liquid which mixed the pigment | dye. The substance whose concentration is actually desired can be obtained by subtracting the pigment concentration (%) from 100%.

(2)上記実施形態では、測定場の流体が液体である場合について説明したが、気体である場合にも適用することができる。この場合、トレーサーとして微小なシャボン玉や煙状のものを使用することによって、気体中のレーザ光を散乱させ、撮像部によってその画像を取得することができる。 (2) In the above embodiment, the case where the fluid in the measurement field is a liquid has been described, but the present invention can also be applied to a case where the fluid is a gas. In this case, by using a micro soap bubble or a smoke-like thing as a tracer, the laser beam in gas can be scattered and the image can be acquired by an imaging part.

(3)参照ツールは、測定場の温度に応じて複数種類備えることができる。この場合、測定場Sの温度を測定する温度測定部を更に備え、温度測定部が測定した温度に応じて使用する参照ツールの種類を選択するようにしてもよい。このようにすれば、測定場Sの温度によってレーザ光強度や蛍光強度に変化が生じるような場合であっても、濃度測定装置10によって物質の濃度を測定することが可能となる。温度測定部としては、測定場の温度を直接的に計測する温度計を用いてもよいし、撮像部によって撮像した画像から温度を求めてもよい。 (3) A plurality of types of reference tools can be provided according to the temperature of the measurement field. In this case, a temperature measurement unit that measures the temperature of the measurement site S may be further provided, and the type of reference tool to be used may be selected according to the temperature measured by the temperature measurement unit. In this way, even if the laser light intensity or the fluorescence intensity varies depending on the temperature of the measurement field S, the concentration measuring device 10 can measure the concentration of the substance. As the temperature measurement unit, a thermometer that directly measures the temperature of the measurement field may be used, or the temperature may be obtained from an image captured by the imaging unit.

(4)上記実施形態の濃度測定装置10は、流体の移動速度を測定する方法と組み合わせて使用することができる。前述のように、濃度測定装置10は、物質のレーザ光L及び蛍光の画像を撮像するものであるため、この画像を連続したフレームで複数撮像することによって、画像に写った粒子の動きを追跡することが可能となる。そして、フレームの撮像間隔とその間の粒子の移動距離とから物質の流速を求めることが可能となる。このような流速の測定手法をPIV(Particle Image Velocimetry)ともいう。 (4) The concentration measuring apparatus 10 of the above embodiment can be used in combination with a method for measuring the moving speed of a fluid. As described above, the concentration measuring apparatus 10 captures the image of the laser beam L and the fluorescence of the substance. Therefore, by capturing a plurality of images in a continuous frame, the movement of the particles reflected in the image is tracked. It becomes possible to do. Then, the flow velocity of the substance can be obtained from the imaging interval of the frame and the moving distance of the particles therebetween. Such a method for measuring the flow velocity is also referred to as PIV (Particle Image Velocity).

(5)上記実施形態の参照ツールは、一次関数の形式とされていたが、図5に示される複数の点を二次以上の関数によって近似してもよい。また、参照ツール(参照情報)は、一次関数等の演算式(グラフ)によって構成するに限らず、レーザ光強度と蛍光強度とを対応づけたデータベース、表、マップ等の形式で構成することもできる。 (5) Although the reference tool of the above embodiment is in the form of a linear function, a plurality of points shown in FIG. 5 may be approximated by a quadratic or higher function. In addition, the reference tool (reference information) is not limited to being configured by an arithmetic expression (graph) such as a linear function, but may be configured in the form of a database, table, map, or the like in which laser light intensity and fluorescence intensity are associated with each other. it can.

(6)本発明は、濃度測定に関する種々の用途に利用することができる。例えば、食品分野や医薬品分野等において、複数の液体が混合される状態をモニタリングするために用いることができる。あるいは、空調分野において、空調機から温度調整された空気が吹き出され、拡散する状態等をモニタリングするために用いることができる。これらの用途では、上記(4)で説明したPIV法と組み合わせることがより有効である。 (6) The present invention can be used for various applications related to concentration measurement. For example, it can be used for monitoring a state in which a plurality of liquids are mixed in a food field, a pharmaceutical field, or the like. Alternatively, in the air conditioning field, it can be used to monitor a state where air whose temperature is adjusted is blown out and diffused from an air conditioner. In these applications, it is more effective to combine with the PIV method described in (4) above.

10 :濃度測定装置
11 :光源(照射部)
12 :撮像部
13 :処理装置
15 :測定部
31 :画像処理部
32 :参照ツール生成部
33 :濃度取得部
C :未知濃度
ref :既知濃度
L :レーザ光
V :蛍光強度(実測値)
:レーザ光強度
0K :既知濃度の測定場に照射されるレーザ光強度
ref :蛍光強度(基準値)
X :照射方向
10: Concentration measuring device 11: Light source (irradiation unit)
12: Imaging unit 13: Processing device 15: Measurement unit 31: Image processing unit 32: Reference tool generation unit 33: Density acquisition unit C: Unknown density C ref : Known density L: Laser light V: Fluorescence intensity (actual measurement value)
V 0 : Laser beam intensity V 0K : Laser beam intensity irradiated to a measurement field of known concentration V ref : Fluorescence intensity (reference value)
X: Irradiation direction

Claims (7)

測定対象の物質が含まれた流体に励起光を照射し、当該励起光によって前記物質から発せられた蛍光の強度に基づいて前記物質の濃度を測定する方法であって、
未知の濃度で前記物質が含まれた測定対象流体に励起光を照射し、その励起光強度と蛍光強度とをそれぞれ実測する測定工程と、
既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体に照射される任意の強度の励起光とそれにより発せられた基準値となる蛍光強度との対応関係を示す参照情報を参照して、前記測定工程で取得された励起光強度の実測値に対応する蛍光強度の基準値を取得する参照工程と、
前記測定工程で取得された蛍光強度の実測値と前記参照工程で取得された蛍光強度の基準値との比率と、前記基準流体における既知の物質濃度とに基づいて、測定対象流体における物質の濃度を取得する濃度取得工程と、を含む、濃度測定方法。
A method of irradiating a fluid containing a substance to be measured with excitation light and measuring the concentration of the substance based on the intensity of fluorescence emitted from the substance by the excitation light,
A measurement step of irradiating a measurement target fluid containing the substance at an unknown concentration with excitation light, and actually measuring the excitation light intensity and fluorescence intensity,
Referring to the reference information showing the correspondence between the excitation light of arbitrary intensity irradiated to the reference fluid containing the substance at a known constant concentration and the fluorescence intensity serving as the reference value emitted thereby, the measurement A reference step for obtaining a standard value of fluorescence intensity corresponding to the actual measurement value of the excitation light intensity obtained in the step;
Based on the ratio between the actual value of the fluorescence intensity acquired in the measurement step and the standard value of the fluorescence intensity acquired in the reference step, and the known substance concentration in the reference fluid, the concentration of the substance in the measurement target fluid A concentration measurement method, comprising: acquiring a concentration.
前記参照情報を生成する工程をさらに含む、請求項1に記載の濃度測定方法。   The concentration measurement method according to claim 1, further comprising a step of generating the reference information. 前記参照情報は、既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体に励起光を照射し、その照射方向における複数地点で励起光強度と蛍光強度とを測定し、前記地点毎に励起光強度と蛍光強度とを対応づけた情報である、請求項1又は2に記載の濃度測定方法。   The reference information is obtained by irradiating a reference fluid containing the substance at a known constant concentration with excitation light, measuring excitation light intensity and fluorescence intensity at a plurality of points in the irradiation direction, and exciting light intensity at each point. The concentration measurement method according to claim 1, wherein the concentration measurement method is information that associates fluorescence intensity with fluorescence intensity. 前記参照情報は、励起光強度と蛍光強度との対応関係を表す演算式から構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の濃度測定方法。   The concentration measurement method according to claim 1, wherein the reference information is configured by an arithmetic expression representing a correspondence relationship between excitation light intensity and fluorescence intensity. 前記参照情報は、励起光強度と蛍光強度とを対応させたデータベースから構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の濃度測定方法。   The concentration measurement method according to claim 1, wherein the reference information includes a database in which excitation light intensity and fluorescence intensity are associated with each other. 前記測定工程は、前記流体に混合されたトレーサーによって散乱した励起光の強度を測定する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の濃度測定方法。   The concentration measurement method according to claim 1, wherein the measurement step measures the intensity of excitation light scattered by a tracer mixed in the fluid. 測定対象の物質が含まれた流体に励起光を照射する照射部と、
前記励起光の強度と、当該励起光によって前記物質から発せられた蛍光の強度を測定する測定部と、
既知の一定濃度で前記物質が含まれた基準流体に照射される任意の強度の励起光とそれにより発せられた基準値となる蛍光強度との対応関係を示す参照情報を参照して、前記測定工程で取得された励起光強度の実測値に対応する蛍光強度の基準値を取得し、前記測定部によって測定される蛍光強度の実測値と前記参照情報から求められた蛍光強度の基準値との比率と、前記基準流体における既知濃度とに基づいて、前記測定対象流体における物質の濃度を取得する濃度取得部と、を備えていることを特徴とする濃度測定装置。
An irradiation unit that irradiates a fluid containing a substance to be measured with excitation light;
A measurement unit for measuring the intensity of the excitation light and the intensity of the fluorescence emitted from the substance by the excitation light;
Referring to the reference information showing the correspondence between the excitation light of arbitrary intensity irradiated to the reference fluid containing the substance at a known constant concentration and the fluorescence intensity serving as the reference value emitted thereby, the measurement A standard value of the fluorescence intensity corresponding to the actual value of the excitation light intensity acquired in the process is acquired, and the actual value of the fluorescence intensity measured by the measurement unit and the standard value of the fluorescence intensity obtained from the reference information A concentration measurement device comprising: a concentration acquisition unit configured to acquire a concentration of a substance in the measurement target fluid based on a ratio and a known concentration in the reference fluid.
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