JP2019045149A

JP2019045149A - 機能水濃度センサ

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Publication number: JP2019045149A
Application number: JP2017164511A
Authority: JP
Inventors: 渡部　祥文; Yoshifumi Watabe; 祥文渡部; 荒川　亮; Akira Arakawa; 亮荒川; 徹馬場; Toru Baba
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-03-22

Abstract

【課題】機能水の濃度の計測精度が向上された機能水濃度センサを提供する。【解決手段】機能水濃度センサ１は、紫外光１１を発する光源１０と、機能水９０が入れられる容器２０であって、紫外光１１が入射する入射窓２１、及び、入射窓２１から容器２０内に入った紫外光１１が出射する出射窓２２を有する容器２０と、出射面を有し、出射窓２２から出射した紫外光１１を拡散して出射面３０ａから出射する光拡散板３０と、出射面３０ａと対向する受光面４０ａを有する受光素子４０とを備える。光拡散板３０は、受光面４０ａから離れた位置に配置され、出射面３０ａは、受光面４０ａよりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、機能水濃度センサに関する。

次亜塩素酸水又はオゾン水などの機能水の濃度を計測する手法として、吸光光度法が知られている。特許文献１には、吸光光度法を利用した塩素濃度モニター装置が開示されている。

特開２００３−１３０７９２号公報

ところで、機能水の濃度を計測する機能水濃度センサは、濃度の計測精度の向上が課題となる。例えば、光源から受光素子までの光路上に析出塩又は気泡等が位置すると、受光素子に入射する光量が大きく低下し、機能水の濃度の計測精度を低下させる原因となる。

本発明は、機能水の濃度の計測精度が向上された機能水濃度センサを提供する。

本発明の一態様に係る機能水濃度センサは、紫外光を発する光源と、機能水が入れられる容器であって、前記紫外光が入射する入射窓、及び、前記入射窓から前記容器内に入った前記紫外光が出射する出射窓を有する容器と、出射面を有し、前記出射窓から出射した前記紫外光を拡散して前記出射面から出射する第一構造体と、前記出射面と対向する受光面を有する受光素子とを備え、前記第一構造体は、前記受光面から離れた位置に配置され、前記出射面は、前記受光面よりも大きい。

本発明によれば、機能水の濃度の計測精度が向上された機能水濃度センサが実現される。

図１は、実施の形態１に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。図２は、光拡散板の配置の別の例を示す模式図である。図３は、実施の形態１に係る機能水濃度センサが光拡散板を備えない場合に受光素子が出力する電気信号の信号レベルを示す模式図である。図４は、比較例に係る機能水濃度センサにおける受光素子への入射光の角度幅を示す模式図である。図５は、実施の形態１に係る機能水濃度センサにおける受光素子への入射光の角度幅を示す模式図である。図６は、実施の形態１に係る機能水濃度センサが光拡散板を備える場合に受光素子が出力する電気信号の信号レベルを示す模式図である。図７は、実施の形態２に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。図８は、実施の形態３に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。図９は、実施の形態３に係る機能水温度センサの別の構成を示す模式図である。

以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態において、略全て又は略一致などの表現を用いている。例えば、略一致は、完全に一致することを意味するだけでなく、実質的に一致する、すなわち、数％程度の誤差を含むことも意味する。他の「略」を用いた表現についても同様である。

（実施の形態１）
［機能水濃度センサの概要］
まず、実施の形態１に係る機能水濃度センサの概要について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。

実施の形態１に係る機能水濃度センサ１は、容器２０に入れられた機能水９０の濃度を測定するセンサである。具体的には、機能水濃度センサ１は、機能水９０に紫外光１１を照射し、機能水９０を通過した後の紫外光１１を光拡散板３０によって拡散する。機能水濃度センサ１は、拡散された紫外光１１を検出することで、機能水９０の濃度を測定する。

機能水９０は、人為的な処理によって再現性のある有用な機能を付与された水溶液の中で、処理と機能とに関して科学的根拠が明らかにされたもの、及び、されようとしているものである。実施の形態１では、機能水９０は、次亜塩素酸水であり、次亜塩素酸及び次亜塩素酸から解離した次亜塩素酸イオンを含む。機能水濃度センサ１は、例えば、次亜塩素酸を用いて空気の除菌及び脱臭を行う空間清浄機に用いられる。

図１に示すように、機能水濃度センサ１は、光源１０と、容器２０と、光拡散板３０と、受光素子４０と、制御回路５０とを備える。なお、図１には示していないが、機能水濃度センサ１は、外光が受光素子４０に入射するのを抑制するために、遮光性を有する筐体の内部に収納されている。この筐体が紫外光１１を吸収する材料によって形成されていれば、筐体により、光源１０が発した紫外光１１のうち入射窓２１に入射されなかった光（すなわち、迷光）を吸収することができる。

以下では、機能水濃度センサ１が備える各構成要素について詳細に説明する。

［光源］
光源１０は、紫外光１１を発する。紫外光１１は、例えば、ピーク波長が３５０ｎｍ以下の光である。紫外光１１の詳細については、後で説明する。

光源１０は、紫外光１１のピーク波長を変更可能であってもよい。具体的には、光源１０は、測定対象である機能水９０に応じて異なるピーク波長を有する紫外光１１を発してもよい。つまり、光源１０は、機能水９０に固有の吸光スペクトルに基づいて予め定められたピーク波長の光を紫外光１１として発してもよい。機能水９０が次亜塩素酸水である場合、光源１０は、ピーク波長が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の範囲にある紫外光１１を発する。

光源１０は、例えば、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）素子などの固体発光素子であるが、これに限定されない。光源１０は、半導体レーザ、小型の水銀ランプなどでもよい。

光源１０は、容器２０の入射窓２１と対向して配置されている。例えば、光源１０は、入射窓２１に近接して配置されている。近接とは、互いの距離が所定の範囲内であることを意味し、接触している場合も含む。

これにより、光源１０が発した紫外光１１の略全てを入射窓２１に入射させることができる。すなわち、光源１０が発した紫外光１１が容器２０の外部に漏れることが抑制される。光源１０からの紫外光１１は、入射窓２１に対して略垂直に入射する。

［容器］
容器２０は、機能水９０が入れられる容器である。容器２０は、例えば有底円筒又は有底角筒などの有底筒状のセルであるが、特に限定されない。容器２０は、紫外光１１を透過させる２つの透過窓を備える。具体的には、容器２０は、入射窓２１と、出射窓２２とを備える。

入射窓２１は、光源１０から発せられた紫外光１１が入射する窓である。入射窓２１は、容器２０に形成された開口に設けられた、紫外光１１を透過させる透光部材から形成される。入射窓２１は、例えば、石英ガラス、サファイアガラスなどから形成されている。入射窓２１は、入射面及び出射面が略平面である板状である。入射窓２１には、紫外光１１が略垂直に入射する。具体的には、紫外光１１は、入射窓２１の厚み方向に沿って入射する。つまり、紫外光１１は、入射面の法線方向に入射する。

出射窓２２は、容器２０に入射した紫外光１１が出射する窓である。出射窓２２は、容器２０に形成された開口に設けられた、紫外光１１を透過させる透光部材から形成される。出射窓２２は、例えば、石英ガラス、サファイアガラスなどから形成されている。具体的には、出射窓２２は、入射面及び出射面が略平面である板状である。出射窓２２からは、紫外光１１が略垂直に出射される。具体的には、紫外光１１は、出射窓２２の厚み方向に沿って出射する。つまり、紫外光１１は、出射面の法線方向に出射される。

実施の形態１では、容器２０の本体（具体的には、２つの透過窓以外の部分）は、紫外光１１を遮蔽（吸収又は反射）する材料から形成される。例えば、容器２０の本体は、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料、又は、金属材料などから形成される。なお、容器２０全体が紫外光１１に対して透光性を有してもよい。具体的には、容器２０全体が石英ガラスなどによって形成されてもよい。

なお、容器２０は、所定の配管の一部でもよい。具体的には、容器２０内を機能水９０が流れていてもよい。例えば、機能水９０は、容器２０と反応槽（図示せず）との間で循環されてもよい。反応槽は、機能水９０の機能を発揮させるための容器である。例えば、機能水９０が除菌、脱臭などの機能を有する場合、機能水９０は、反応槽内で対象物（例えば、空気などの気体）に接触することで、当該対象物の除菌、脱臭などを行う。この場合、機能水９０が除菌、脱臭などを行いながら、機能水濃度センサ１が機能水９０の濃度を測定することができる。つまり、機能水濃度センサ１を脱臭装置などに組み込んで用いることができる。

［光拡散板］
光拡散板３０は、出射面３０ａを有し、出射窓２２から出射した紫外光１１を拡散して出射面３０ａから出射する。光拡散板３０は、第一構造体の一例である。

光拡散板３０は、例えば、ガラス又は樹脂材料によって形成された透光性を有する基板の表面にシリカ又は炭酸カルシウム等の光拡散材（微粒子）を含有する光拡散膜が形成された構造を有する。光拡散板３０は、透光性を有する基板自体が光拡散材を含むことにより形成されてもよい。

また、光拡散板３０は、表面にレンズ構造物、凹部、又は、凸部が形成された透光性を有する基板であってもよい。また、光拡散板３０は、表面にドットパターンが印刷された透光性を有する基板であってもよい。

光拡散板３０は、出射窓２２及び受光素子４０の間に配置される。光拡散板３０は、例えば、出射窓２２及び受光素子４０のそれぞれと隙間を空けて配置される。なお、図２に示されるように、光拡散板３０は、出射窓２２に接していてもよい。図２は、光拡散板３０の配置の別の例を示す模式図である。

なお、光拡散板３０は、蛍光体を含まない。つまり、紫外光１１を波長変換しない。

［受光素子］
受光素子４０は、出射面３０ａと対向する受光面４０ａを有し、受光面４０ａを通じて光拡散板３０によって拡散された紫外光１１を受光する。具体的には、受光素子４０は、受光した紫外光１１を光電変換することで、紫外光１１の受光量（すなわち、強度）に応じた電気信号を生成する。生成された電気信号は、制御回路５０に出力される。

受光素子４０は、３８０ｎｍ以下の紫外領域に高い感度を有するフォトダイオードであるが、これに限定されない。受光素子４０は、フォトトランジスタなどでもよい。

実施の形態１では、光源１０、容器２０、光拡散板３０、及び、受光素子４０は、この順で略同一直線上に配置されている。図１に示すように、容器２０の入射窓２１及び出射窓２２も当該直線上に配置されている。これにより、光源１０から発せられた紫外光１１は、最短距離で受光素子４０に到達する。したがって、光源１０から受光素子４０までの間で迷光が発生することが抑制される。

［制御回路］
制御回路５０は、光源１０及び受光素子４０を制御するコントローラである。制御回路５０は、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。制御回路５０は、例えば、マイコン（マイクロコントローラ）などで実現される。

制御回路５０は、受光素子４０から出力された電気信号に基づいて、機能水９０の濃度を計測（算出）する。具体的には、制御回路５０は、電気信号に基づいて紫外光１１の強度を算出し、算出した紫外光１１の強度に基づいて機能水９０の透過度（又は吸光度）を算出する。制御回路５０は、ランベルト・ベールの法則に基づいて、算出した透過度から機能水９０の濃度を算出する。ランベルト・ベールの法則によれば、媒質に入射する前の光の強度をＩ_０、長さＬの媒質を透過した後の光の強度をＩとしたとき、透過度及び吸光度は、以下の（式１）及び（式２）を満たす。

ここで、“ａ”は吸光係数であり、“Ｃ”は媒質のモル濃度である。“Ｌ”は、紫外光１１が透過する媒質（すなわち、機能水９０）の長さ（すなわち、光路長）であり、実施の形態１では、容器２０の入射窓２１から出射窓２２までの距離に相当する。

吸光度は、機能水９０による紫外光１１の吸収率を示しており、値が大きい程、機能水９０による吸収が盛んであることを示している。例えば、吸光度が「１」であれば、紫外光１１の全てが吸収され、吸光度が「０」であれば、紫外光１１は全く吸収されないことを示している。なお、透過度は、機能水９０による紫外光１１の透過率を示している。

機能水９０の吸収ピークを含む所定の範囲内では、吸光度は、紫外光１１を吸収する次亜塩素イオンの濃度が高い程大きく、濃度が低い程小さくなる。この関係性に基づいて、制御回路５０は、機能水９０の濃度を算出することができる。

なお、制御回路５０は、紫外光１１の強度と機能水９０の濃度とを対応付けたテーブルを予めメモリに記憶しており、当該テーブルを参照することで、機能水９０の濃度を決定してもよい。

また、制御回路５０は、光源１０の点灯及び消灯、紫外光１１の強度及び波長などを制御してもよい。すなわち、制御回路５０は、ユーザ指示又はプログラムなどに基づいて所定のタイミングで所定の強度及び波長の紫外光１１を光源１０に発光させる。例えば、制御回路５０は、機能水９０の種類に基づいて紫外光１１の強度及び波長を変更してもよい。

また、制御回路５０は、機能水９０の濃度の計測結果に基づいて光源１０をフィードバック制御してもよい。例えば、受光素子４０によって検出された受光量が小さすぎる場合、すなわち、機能水９０の濃度が低すぎる場合には、紫外光１１の強度を強くする、又は、波長を異ならせてもよい。

［濃度の計測精度の向上］
機能水濃度センサ１では、光拡散板３０によって濃度の計測精度の向上を実現している。機能水９０中の紫外光１１の光路上には、微小な析出塩又は気泡が位置する場合がある。機能水濃度センサ１が光拡散板３０を備えない場合には、このような析出塩及び気泡によって紫外光１１が散乱されて進行方向が変わり、受光素子４０まで到達しない場合がある。

そうすると、析出塩及び気泡によって受光素子４０に入射する光量が減少し、図３において破線で囲まれた部分のように、受光素子４０が出力する電気信号の信号レベルが大きく低下し、機能水の濃度があたかも上昇しているとの誤った判断をすることになる。図３は、機能水濃度センサ１が光拡散板３０を備えない場合に受光素子４０が出力する電気信号の信号レベルを示す模式図である。このような析出塩又は気泡等の外乱による信号レベルの低下は、機能水９０の濃度の計測精度を低下させる原因となる。

図４に示すように光拡散板３０を備えない比較例に係る機能水濃度センサにおいては、受光素子４０に入射する入射光の角度幅は小さく、析出塩又は気泡の影響は大きい。図４は、比較例に係る機能水濃度センサにおける受光素子４０への入射光の角度幅を示す模式図である。

これに対し、図５に示すように機能水濃度センサ１が光拡散板３０を備える場合、受光素子４０に入射する入射光の角度幅は、光源１０の光が入射する光拡散板３０の全領域に対応する。したがって、受光素子４０に入射する入射光の角度幅は光拡散板３０がない場合に比べてきわめて大きくなり、析出塩又は気泡がその領域に入ったとしても影響は著しく小さくなる。図５は、機能水濃度センサ１における受光素子４０への入射光の角度幅を示す模式図である。

さらに、機能水濃度センサ１においては、析出塩又は気泡によって紫外光１１が散乱されたとしても、光拡散板３０によって再度散乱されることで、受光素子４０に紫外光１１が入射し得る。したがって、図６に示されるように、光拡散板３０によれば、析出塩又は気泡などの外乱の影響が低減され、外乱に基づく電気信号の信号レベルの変動を抑制することができる。図６は、機能水濃度センサ１が光拡散板３０を備える場合に受光素子４０が出力する電気信号の信号レベルを示す模式図である。外乱に基づく電気信号の信号レベルの変動が抑制されれば、機能水９０の濃度の計測精度が向上される。

なお、光拡散板３０は、受光素子４０の受光面４０ａから離れた位置に配置され、光拡散板３０の出射面３０ａは、受光面４０ａよりも大きい。紫外光１１の進行方向に沿って光源１０側から見ると、受光面４０ａは、光拡散板３０に隠れている。これにより、光拡散板３０によって拡散された紫外光１１が十分に受光面４０ａに入射するため、外乱に基づく電気信号の信号レベルの変動を一層抑制することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、出射窓２２から出射した紫外光１１を拡散する第一構造体として光拡散板３０が用いられたが、光拡散板３０に代えて蛍光体プレートが用いられてもよい。図７は、このような実施の形態２に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。

図７に示されるように、実施の形態２に係る機能水濃度センサ１ａは、光源１０と、容器２０と、蛍光体プレート６０と、受光素子４０と、制御回路５０とを備える。

蛍光体プレート６０は、出射面６０ａを有し、出射窓２２から出射した紫外光１１を拡散及び波長変換して出射面６０ａから出射する。蛍光体プレート６０は、第一構造体の一例である。拡散及び波長変換された紫外光１１は、蛍光体プレート６０が発する蛍光である。

蛍光体プレート６０は、出射窓２２及び受光素子４０の間に配置される。蛍光体プレート６０は、例えば、出射窓２２及び受光素子４０のそれぞれと隙間を空けて配置される。蛍光体プレート６０は、受光素子４０の受光面４０ａから離れた位置に配置され、蛍光体プレート６０の出射面６０ａは、受光面４０ａよりも大きい。紫外光１１の進行方向に沿って光源１０側から見ると、受光面４０ａは、蛍光体プレート６０に隠れている。なお、蛍光体プレート６０は、出射窓２２に接していてもよい。

蛍光体プレート６０は、蛍光体を含有する。蛍光体は、光源１０から発せられて容器２０内を通過した紫外光１１によって励起されて蛍光を発する。蛍光は、例えば、可視光であり、紫外光１１よりも拡散して伝搬する。蛍光のピーク波長は、例えば、可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に位置する。

蛍光体プレート６０は、例えば、ガラス板などの透光性を有する基板の表面に蛍光体を含有する樹脂材料が塗布されることによって形成される。蛍光体プレート６０は、透光性を有する基板の内部に蛍光体を含有する構成であってもよい。蛍光体プレート６０は、板状のセラミック（例えば、アルミナなど）内に蛍光体を含有する構成であってもよい。

このように、第一構造体として蛍光体プレート６０が用いられれば、受光素子４０に可視光領域に感度を有する素子を用いることができる。言い換えれば、受光素子４０として、紫外領域に感度をほとんど有しない汎用の安価な素子を用いることができる。

なお、蛍光体プレート６０は、受光素子４０の感度が高い波長領域にピーク波長を有する蛍光を発してもよい。例えば、受光素子４０が緑色領域（５００ｎｍ〜５７０ｎｍ）に高い感度を有する場合、蛍光体プレート６０は、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する蛍光を発してもよい。

（実施の形態３）
機能水濃度センサ１は、さらに、出射面３０ａから出射する紫外光１１の迷光成分を減衰させる第二構造体を備えてもよい。図８は、このような実施の形態３に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。

図８に示されるように、実施の形態２に係る機能水濃度センサ１ｂは、光源１０と、容器２０と、光拡散板３０と、受光素子４０と、制御回路５０と、光トラップ７０とを備える。

光トラップ７０は、第二構造体の一例である。光トラップ７０は、受光素子４０の周囲に配置された凹凸構造であり、光拡散板３０に向かって突出した複数の凸部を有する。複数の凸部は、受光素子４０の近くに位置する凸部ほど高さが低くなるように構成されている。複数の凸部のそれぞれは、紫外光１１の進行方向から見た場合に環状であってもよい。光トラップ７０は、例えば、黒色樹脂材料などの遮光材又は吸光材によって形成される。

このような光トラップ７０は、凸部と凸部の間の凹部に入射した紫外光１１の迷光成分を繰り返し反射して減衰させる。これにより、紫外光１１の迷光成分が反射などにより受光素子４０に入射してしまうことが抑制されるため、機能水９０の濃度の計測精度が向上される。なお、迷光成分とは、光拡散板３０の出射面３０ａから出射された紫外光１１のうち、直接受光面４０ａに入射しない光を意味する。迷光は、言い換えれば、機能水９０の濃度の計測に本来用いられない不要光である。

なお、第二構造体は、光トラップ７０のような凹凸構造に限定されない。図９は、実施の形態３に係る機能水温度センサの別の構成を示す模式図である。

図９に示されるように、実施の形態３に係る機能水濃度センサ１ｃは、光源１０と、容器２０と、光拡散板３０と、受光素子４０と、制御回路５０と、遮光板８０とを備える。

遮光板８０は、第二構造体の一例である。遮光板８０は、光拡散板３０及び受光素子４０の間に位置し、受光面４０ａに対応するアパーチャ８０ａが設けられている。紫外光１１の進行方向から見た場合に、受光面４０ａは、アパーチャ８０ａ内に位置する。遮光板８０は、例えば、黒色樹脂材料などの遮光材又は吸光材によって形成される。

このような遮光板８０は、遮光板８０に照射された紫外光１１の迷光成分を減衰させる。これにより、紫外光１１の迷光成分が反射などにより受光素子４０に入射してしまうことが抑制されるため、機能水９０の濃度の計測精度が向上される。

なお、実施の形態３では、機能水濃度センサ１ｂ及び機能水濃度センサ１ｃは、第一構造体として光拡散板３０を備えていたが、第一構造体として蛍光体プレート６０を備えてもよい。

（まとめ）
以上説明したように、機能水濃度センサ１は、紫外光１１を発する光源１０と、機能水９０が入れられる容器２０であって、紫外光１１が入射する入射窓２１、及び、入射窓２１から容器２０内に入った紫外光１１が出射する出射窓２２を有する容器２０と、出射面を有し、出射窓２２から出射した紫外光１１を拡散して出射面から出射する第一構造体と、出射面と対向する受光面４０ａを有する受光素子４０とを備える。第一構造体は、受光面４０ａから離れた位置に配置され、出射面は、受光面４０ａよりも大きい。

これにより、析出塩又は気泡などの外乱の影響が低減され、外乱に基づく受光面４０ａに入射する光量の変動を抑制することができる。したがって、機能水９０の濃度の計測精度が向上される。

例えば、実施の形態２のように、第一構造体は、蛍光体プレート６０であり、出射窓２２から出射した紫外光１１を拡散及び波長変換して出射面６０ａから出射する。

このように、第一構造体として蛍光体プレート６０が用いられれば、受光素子４０に可視光領域に感度を有する汎用の安価な素子を用いることができる。

例えば、実施の形態１のように、第一構造体は、光拡散板３０であり、蛍光体を含まない。

これにより、波長変換によって生じる計測誤差を抑制しつつ、外乱に基づく受光面４０ａに入射する光量の変動を抑制することができる。したがって、機能水９０の濃度の計測精度が向上される。

例えば、実施の形態３のように、機能水濃度センサ１は、さらに、出射面から出射する紫外光１１の迷光成分を減衰させる第二構造体を備えてもよい。

これにより、紫外光１１の迷光成分が反射などにより受光素子４０に間接的に入射してしまうことが抑制されるため、機能水９０の濃度の計測精度が向上される。

例えば、第二構造体は、受光素子４０の周囲に配置された光トラップ７０である。

例えば、第二構造体は、第一構造体及び受光素子４０の間に位置し、受光面４０ａに対応するアパーチャが設けられた遮光板８０である。

例えば、機能水９０は、次亜塩素酸水である。

これにより、次亜塩素酸水の濃度の計測精度が向上される。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態では、機能水として次亜塩素酸水が例示された。しかしながら、上記実施の形態に係る機能水濃度センサは、オゾン水などの他の機能水の濃度を計測するセンサとして用いられてもよい。例えば、機能水濃度センサは、酸、及び、当該酸から解離した陰イオンを含む機能水を対象としたセンサであってもよい。この場合、陰イオンが可視光または赤外線を吸収するのであれば、機能水濃度センサは、紫外光ではなく可視光または赤外線を発する光源を備えてもよい。

また、上記実施の形態では、光源、容器、光拡散板、及び、受光素子は、この順で略同一直線上に配置されていたが、例えば、光路上に反射部材が配置されれば、これらの構成要素を略同一直線上に配置しないことも可能である。

また、上記の実施の形態では、容器の外部に光源及び受光素子が配置されたが、これに限らない。例えば、光源が入射窓に取り付けられていてもよい。すなわち、光源の発光面が容器内に露出していてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ機能水濃度センサ
１０光源
１１紫外光
２０容器
２１入射窓
２２出射窓
３０光拡散板（第一構造体）
３０ａ、６０ａ出射面
４０受光素子
４０ａ受光面
６０蛍光体プレート（第一構造体）
７０光トラップ（第二構造体）
８０遮光板（第二構造体）
８０ａアパーチャ
９０機能水

Claims

紫外光を発する光源と、
機能水が入れられる容器であって、前記紫外光が入射する入射窓、及び、前記入射窓から前記容器内に入った前記紫外光が出射する出射窓を有する容器と、
出射面を有し、前記出射窓から出射した前記紫外光を拡散して前記出射面から出射する第一構造体と、
前記出射面と対向する受光面を有する受光素子とを備え、
前記第一構造体は、前記受光面から離れた位置に配置され、
前記出射面は、前記受光面よりも大きい
機能水濃度センサ。
前記第一構造体は、蛍光体プレートであり、前記出射窓から出射した前記紫外光を拡散及び波長変換して前記出射面から出射する
請求項１に記載の機能水濃度センサ。
前記第一構造体は、蛍光体を含まない
請求項１に記載の機能水濃度センサ。
さらに、前記出射面から出射する前記紫外光の迷光成分を減衰させる第二構造体を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能水濃度センサ。
前記第二構造体は、前記受光素子の周囲に配置された光トラップである
請求項４に記載の機能水濃度センサ。
前記第二構造体は、前記第一構造体及び前記受光素子の間に位置し、前記受光面に対応するアパーチャが設けられた遮光板である
請求項４に記載の機能水濃度センサ。
前記機能水は、次亜塩素酸水である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の機能水濃度センサ。