JP4928437B2 - オゾン濃度センサー - Google Patents
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Description
本発明は、全体として、材料分析のための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、オゾン化された流体のオゾン濃度の測定に関する。
オゾン化された水におけるオゾン濃度は、多くの場合、吸収分光法により測定される。光の紫外(UV)バンドおよび黄色−赤色バンドは、オゾンの吸収特性への良好な適合に起因して適切である。UV Hartleyバンドに対するピーク吸収は、黄色−赤色Chappiusバンドに対するよりも約2000倍大きく、それゆえUV供給源の使用は、黄色−赤色供給源の使用よりも、より高い測定感度を提供し得る。しかし、UV供給源は、高価であり得、不安定な光の強度を生成し得る。それゆえに、最も大きい感度が必要とはされない場合は、可視光の使用が、好ましくあり得る。
本発明には、流体の構成成分の属性の吸収分光法のための、測定精度、容易さ、およびコストを改善し得る装置および方法が関与する。本発明の原理によれば、測定精度は、測定精度は、構成成分による吸収効果以外の効果から生じる強度低下を補正することにより改善され得る。本発明は、一部は、第1の放射と共有する光路を進み、そして第1の放射よりも少なく吸収される第2の放射を観察することにより、異常吸収が定量され得るという認識に由来する。この第2の放射の強度の測定は、従って、この第1の放射のどの程度多くの低下が、流体中の気泡による放射の散乱のような異常効果に起因するかを評価するために使用され得る。
(定義)
「オゾン化水発生器」は、例えば接触器の使用を介して、オゾンガスを水に導入することにより、オゾン化された水を製造する装置である。
Claims (25)
- オゾン化された流体中のオゾン濃度を測定するための装置であって、該装置は、
該オゾン化された流体を収容するための容器;
光源であって、該光源は、第1の可視光のバンドおよび第2の可視光のバンドを、実質的に共有された光路に沿って、該容器中の該オゾン化された流体を通って方向付けるためのものであり、そして該オゾン化された流体中の該オゾンによる該第1の可視光のバンドの吸収が、該オゾン化された流体中の該オゾンによる該第2の可視光のバンドの吸収よりも大きい、光源;ならびに
光センサーであって、該実質的に共有された光路に沿って通過する該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知する、光センサー、
を備える、装置。 - 前記容器が、前記オゾン化された水のための送達パイプラインを備え、前記オゾンのインサイチュ測定を可能にする、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の可視光のバンドが、黄色−赤色周波数および第1の幅を伴い、そして前記第2の可視光のバンドが、青色周波数および第2の幅を伴う、請求項1に記載の装置。
- 前記光源が、第1の可視光のバンドを提供するための黄色−赤色発光ダイオード、および第2の可視光のバンドを提供するための青色発光ダイオードを備える、請求項3に記載の装置。
- 第2の光センサーをさらに備え、該第2の光センサーは、前記第1の可視光のバンドおよび前記第2の可視光のバンドが、実質的に共有された光路の一部に沿って通過した後に、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知し、前記発光ダイオードの経時変化の差を検出する、請求項4に記載の装置。
- 前記実質的に共有された光路が、少なくとも1つの反射部位によって一部は規定され、前記容器中のオゾン化された流体を通る光路長を増加させ、それにより該オゾン化された流体中の構成成分に対する測定感度を高める、請求項1に記載の装置。
- 前記容器が、該容器の内面を規定する材料を備え、該内面は、少なくとも1つの反射部位において前記第1および第2の可視光のバンドを乱反射するように散乱させる、請求項6に記載の装置。
- 前記容器の外面にコーティングをさらに備え、少なくとも1つの反射部位での前記第1および第2の可視光のバンドの乱反射する散乱を提供する、請求項6に記載の装置。
- 前記構成成分が、前記第1の可視光のバンドと重なる吸収バンドを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記光源が発光ダイオードを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記容器が、石英およびポリマーからなる群より選択される材料を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の可視光のバンドおよび前記第2の可視光のバンドが、実質的に共有された光路に沿って通過した後に、前記光センサーが、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の可視光のバンドおよび前記第2の可視光のバンドが、実質的に共有された光路に沿って通過するときに、前記光センサーが、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知する、請求項1に記載の装置。
- さらに、前記容器中の前記流体の温度を測定するための温度センサー、および該容器中の該流体の圧力を測定するための圧力センサーのうちの少なくとも1つを備える、請求項1に記載の装置。
- オゾン化水発生器であって、
水およびオゾンガスを混合するための接触器;
パイプラインであって、プロセスツールへのオゾン化された水の送達のために該接触器と流体連通している、パイプライン;
光源であって、該光源は、第1の可視光のバンドおよび第2の可視光のバンドを、実質的に共有された光路に沿って、該パイプライン中の流体を通って方向付けるためのものであり、そして該オゾン化された水中のオゾンによる該第1の可視光のバンドの吸収が、該オゾン化された水中の該オゾンによる該第2の可視光のバンドの吸収よりも大きい、光源;ならびに
光センサーであって、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドが、該実質的に共有された光路に沿って通過した後に、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知する、光センサー、
を備える、オゾン化水発生器。 - オゾン化された流体中のオゾンの濃度を測定する方法であって、該方法は、
第1の可視光のバンドを選択する工程であって、該オゾン化された流体中の該オゾンが第2の可視光のバンドに対してよりも該第1の可視光のバンドに対してより大きな吸収を有する、工程;
該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドが、実質的に共有された光路に沿って該オゾン化された流体を通って通過した後に、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知する工程;ならびに
該感知された第2の可視光のバンドに応答して、該感知された第1の可視光のバンドから決定された該オゾン化された流体中の該オゾンの測定された属性を改変し、該測定された属性の精度を改善する工程、
を包含する、方法。 - 前記改変する工程が、前記オゾン化された流体中の前記オゾンによる吸収以外の少なくとも1つの因子に関連する前記感知された第1の可視光のバンドの強度低下に対して、前記測定された属性を補正する工程を包含する、請求項16に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの因子が、気泡、前記実質的に共有された光路の反射部位の反射率、前記流体中の不純物、および該オゾン化された流体を収容する容器の機械的寸法のうちの少なくとも1つを含む、請求項17に記載の方法。
- 容器中の前記実質的に共有された光路を提供する工程をさらに包含する、請求項16に記載の方法。
- 前記実質的に共有された光路が、一部は少なくとも1つの反射部位により規定され、前記容器中の該実質的に共有された光路の長さを増加させる、請求項19に記載の方法。
- 該オゾン化された水をオゾン化水発生器からプロセスツールへ前記容器を通って流し、前記オゾン濃度のインサイチュ測定を可能にする工程をさらに包含する、請求項19に記載の方法。
- 前記第1の可視光のバンドおよび前記第2の可視光のバンドを、前記実質的に共有された光路に沿って交互に方向付ける工程をさらに包含し、ここで感知する工程が、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを交互に感知する工程を包含する、請求項16に記載の方法。
- 前記交互に方向付ける工程が、前記実質的に共有された光路に沿って光を交互に方向付けない工程をさらに包含する、請求項22に記載の方法。
- 前記第1の可視光のバンドおよび前記第2の可視光のバンドのうちの少なくとも一方を、前記実質的に共有された光路の一部に沿って感知し、そしてそれに応答して該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドのうちの少なくとも一方の発せられた強度を維持する工程をさらに包含する、請求項21に記載の方法。
- 所望のオゾン濃度を有するオゾン化された水を製造するための方法であって、該方法は、
第1の可視光のバンドを選択する工程であって、該オゾンが第2の可視光のバンドに対してよりも該第1の可視光のバンドに対してより大きな吸収を有する、工程;
オゾン化水発生デバイス中でオゾン化された水を発生する工程;
該オゾン化された水が該デバイスから流れた後に、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドが、該実質的に共有された光路に沿って該オゾン化された水を通って通過した後に、該第1の可視光のバンドおよび該第2の可視光のバンドを感知する工程;ならびに
該感知された第2の可視光のバンドに応答して、該感知された第1の可視光のバンドから決定された測定されたオゾン濃度を改変し、該測定されたオゾン濃度の精度を改善する工程;ならびに
該測定されたオゾン濃度が、該所望のオゾン濃度に実質的に適合するまで、該デバイスの少なくとも1つのパラメーターを調整する工程、
を包含する、方法。
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