JP6660669B2 - 溶液の吸光分析器及び溶液の成分分析器 - Google Patents

Description

本発明は、溶液の吸光分析器及び溶液の成分分析器に関する。

溶質が溶媒中に混合されている溶液において、その溶質の濃度等の溶液の成分を分析するために、吸光光度法が用いられる場合がある。吸光光度法は、試料溶液に光を照射し、その光が試料溶液を通過する際の、対象となる溶質による光の吸収の程度、すなわち吸光度を測定することにより、その溶質の濃度を分析する方法である。例えば化学プラント又は原子力燃料の再処理設備等において、処理用の溶液等の管理対象の溶液について成分を分析する場合、処理を行っている箇所から管理対象の溶液をサンプリングして分析施設に持ち込み、分析施設において吸光光度法による吸光度分析を実行する。

また、吸光度分析を行う方法として、例えば特許文献１に示すように、溶液を導入したフローセルに光を照射し、フローセル中の溶液を透過した光の強度を検出するものがある。

特開２００６−２５０６８５号公報

例えば化学プラント又は原子力燃料の再処理設備等においては、複数の工程を含む様々な処理が行われている。このような場合において分析を行う場合、工程毎の各箇所から溶液をその都度サンプリングを行う必要がある。また、例えば特許文献１に示すフローセルを用いた場合、溶液毎に個別に成分分析を行う必要がある。しかし、各箇所からのサンプリング、及び溶液毎の個別の成分分析は、作業者に多大な労力となる。また、工程によっては、その箇所の環境条件が特殊な場合（高温、高圧等）があり、サンプリングを行うことができないおそれもある。

従って、本発明は、作業者の労力を軽減し、かつ、確実に分析を行うことができる溶液の吸光分析器及び溶液の成分分析器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の溶液の吸光分析器は、所定の化学処理が行われた溶液の吸光度を測定する溶液の吸光分析器であって、光を照射する光源部と、前記光源部に接続されて前記光源部からの光を伝送する入力光ファイバと、前記入力光ファイバに接続されて前記入力光ファイバからの光を伝送する入力接続光ファイバと、前記溶液が流れ、又は貯留される溶液保持部に接続されて内部に前記溶液が導入され、前記入力接続光ファイバに接続されて前記入力接続光ファイバからの光を内部に向けて透過する第１表面部、及び前記第１表面部に対向して設けられて前記第１表面部を透過した光を透過する第２表面部を有するフローセルと、前記第２表面部に接続されて前記第２表面部を透過した光を伝送する出力接続光ファイバと、を有するフローセル部を複数有するフローセルユニットと、前記出力接続光ファイバに接続され、前記出力接続光ファイバからの光を伝送する複数の出力光ファイバと、前記出力光ファイバに接続されて、前記出力光ファイバからの光の強度を検出する複数の光検出部と、を有する。

この吸光分析器は、１つの光源部に対し、複数のフローセル部を有し、それらが光ファイバで接続されている。従って、この吸光分析器によると、複数の化学処理が行われる施設において、溶液をサンプリングすることなくその場で成分分析を行うことができ、かつ、同時に複数の溶液の成分分析を行うことができる。そのため、作業者の労力を低減することができる。また、この吸光分析器によると、サンプリングを行う必要が無いため、溶液が特殊な環境条件（高温、高圧、高線量等）にある場合にも、確実に成分分析を行うことができる。

前記吸光分析器において、前記フローセルユニットは、前記入力光ファイバと複数の前記入力接続光ファイバとを接続する入力カプラ部と、複数の前記出力接続光ファイバと複数の前記出力光ファイバとを接続する出力カプラ部とを有することが好ましい。この吸光分析器によると、フローセルユニットを、各光ファイバに確実に接続することができる。

前記吸光分析器において、前記入力カプラ部は、前記入力光ファイバと複数の前記入力接続光ファイバとを脱着可能に接続し、前記出力カプラ部は、複数の前記出力接続光ファイバと複数の前記出力光ファイバとを脱着可能に接続することが好ましい。この吸光分析器によると、フローセルユニットを、異なる溶液が導入される別のフローセルユニットに取り換えることができる。

前記吸光分析器において、前記入力カプラ部は、前記入力光ファイバから伝送される光を分岐させて複数の前記入力接続光ファイバに伝送することが好ましい。この吸光分析器によると、１つの光源による複数の溶液分析を、より精度よく行うことができる。

前記吸光分析器において、前記入力カプラ部は、複数の前記入力接続光ファイバに伝送する光の強度を調節することにより、複数の前記入力接続光ファイバに伝送される光の強度を均等にすることが好ましい。この吸光分析器によると、複数の溶液の分析を行う場合でも、溶液に照射する光の強度を均等にすることができ、分析精度が低下することを抑制することができる。

前記吸光分析器は、前記入力光ファイバに接続されて内部に向けて光を透過する一方の表面、及び前記一方の表面に対向し、前記一方の表面を透過した光を透過する他方の表面を有する参照フローセルと、前記参照フローセルの他方の表面に接続されて、前記他方の表面が透過した光を伝送する参照出力光ファイバと、前記参照出力光ファイバに接続されて前記参照出力光ファイバに伝送される光の強度を検出する参照光検出部と、前記参照光検出部が検出した光の強度と前記光検出部が検出した光の強度との強度比に基づき、前記溶液の吸光度を算出する吸光度算出部と、を更に有することが好ましい。この吸光分析器によると、吸光分析器に固有の変動因子の影響を抑制し、分析精度の低下を抑制することができる。

前記吸光分析器において、前記光源部は、所定の波長範囲内で波長が連続する連続光を照射することが好ましい。この吸光分析器によると、連続光を照射することができるため、異なる溶質を有する複数の溶液について、１つの光源で成分分析を行うことができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の溶液の成分分析器は、前記吸光分析器と、前記光検出部が検出した光の強度に基づき、前記溶液の成分分析を行う成分分析部と、を有する。この成分分析器は、作業者の労力を低減し、溶液が特殊な環境条件にある場合にも、確実に成分分析を行うことができる。

本発明によれば、溶液の成分分析に際し、作業者の労力を軽減し、かつ、確実に分析を行うことができる。

図１は、第１実施形態における成分分析器の構成を模式的に示すブロック図である。 図２は、連続光を説明するグラフである。 図３は、フローセルの構成を示す模式図である。 図４は、フローセルの設置箇所を説明するための模式図である。 図５は、フローセルの設置箇所の他の例を説明するための模式図である。 図６は、参照フローセルの構成を説明するための模式図である。 図７は、成分分析部の構成を示すブロック図である。 図８は、第２実施形態における成分分析器の構成を模式的に示すブロック図である。 図９は、第２実施形態に係る成分分析部の構成を示すブロック図である。 図１０は、検出した参照光の強度の例を示すグラフである。 図１１は、第３実施形態における成分分析器の構成を模式的に示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における成分分析器の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、第１実施形態に係る成分分析器１は、光源部１０と、分光器１２と、入力光ファイバ１４と、フローセルユニット２０と、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、光検出部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄと、ＡＤ変換部４２と、成分分析部４４と、モニタ部４６と、を有する。さらに、成分分析器１は、参照入力光ファイバ５１と、参照フローセル５２と、参照出力光ファイバ５４と、参照光検出部５６と、を有する。

成分分析器１は、所定の化学処理が行われた溶液の成分を、吸光光度法により測定する溶液の成分分析器であり、溶液の化学処理を行う施設１００に設けられている。ここでいう溶液の成分とは、溶液の濃度、又は溶液に含まれる溶質の成分の種類等、溶質の溶媒中での状態をいう。また、施設１００は、原子力燃料に所定の化学処理が行われる施設であり、より詳しくは原子力燃料の再処理施設である。成分分析器１は、使用済み燃料に所定の処理を加えて再処理済み燃料を生成するためのプロセス溶液の成分管理に用いられる。ただし、成分分析器１は、このように原子力燃料に化学処理を行う施設に設けられることに限られず、化学処理が行われる溶液を管理する設備であれば、例えば化学プラントなど、任意の設備に用いてもよく、化学処理が行われる任意の溶液の成分分析を行うものであればよい。

なお、光源部１０と、分光器１２と、入力光ファイバ１４と、フローセルユニット２０と、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、光検出部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄと、参照入力光ファイバ５１と、参照フローセル５２と、参照出力光ファイバ５４と、参照光検出部５６と、は、吸光分析器２を構成する。吸光分析器２は、所定の化学処理が行われた溶液の吸光度を測定する溶液の吸光分析器である。以下、成分分析器１の各部について説明する。

光源部１０は、光を照射する光源である。第１実施形態において、光源部１０は、所定の波長範囲内で波長が連続する連続光を照射する。図２は、連続光を説明するグラフである。図２の横軸は光の波長であり、縦軸は光の強度である。図２の曲線Ｃ１は、連続光のスペクトルの一例を示している。曲線Ｃ１に示すように、連続光は、所定の波長の範囲において波長が離散的になっておらず、波長が連続しているものである。また、光源部１０は、紫外光及び可視光を照射することができる。第１実施形態において、光源部１０は、紫外光を照射するための重水素放電管と、可視光を照射するためのハロゲンランプとを備えている。ただし、光源部１０は、連続光を照射するものであれば、その構成は任意であり、例えば、紫外光及び可視光に加えて、近赤外光を照射するものであってもよい。

分光器１２は、光源部１０が照射した光を受光し、受光した光のうち、分析に用いる波長の光を回折格子により単色光に分光する。

入力光ファイバ１４は、一方の端部が分光器１２に接続されている光ファイバであり、分光器１２が分光した光を伝送する。言い換えれば、入力光ファイバ１４は、一方の端部が分光器１２を介して光源部１０に接続されており、光源部１０が照射した光を伝送する。第１実施形態において、入力光ファイバ１４は、１本の光ファイバである。

フローセルユニット２０は、図１に示すように、複数のフローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを有する。フローセル部２２Ａは、入力接続光ファイバ６２Ａと、フローセル６４Ａと、出力接続光ファイバ６６Ａとを有する。フローセル部２２Ｂは、入力接続光ファイバ６２Ｂと、フローセル６４Ｂと、出力接続光ファイバ６６Ｂとを有する。フローセル部２２Ｃは、入力接続光ファイバ６２Ｃと、フローセル６４Ｃと、出力接続光ファイバ６６Ｃとを有する。フローセル部２２Ｄは、入力接続光ファイバ６２Ｄと、フローセル６４Ｄと、出力接続光ファイバ６６Ｄとを有する。

入力接続光ファイバ６２Ａは、一方の端部が入力光ファイバ１４の他方の端部に接続されている光ファイバである。入力接続光ファイバ６２Ａは、入力光ファイバ１４が伝送した光を伝送する。

フローセル６４Ａは、溶液を流しながら溶液の成分を測定することができるセルである。図３は、フローセルの構成を示す模式図である。図３に示すように、フローセル６４Ａは、本体部７０と、導入管７１と、導出管７２とを有する。本体部７０は、溶液ＳＡが導入及び導出されるセルである。ここで、溶液ＳＡは、溶媒及び溶質を含有する溶液であり、所定の化学処理が行われた溶液である。本体部７０は、円筒形状のセルである。導入管７１は、本体部７０の側面（外周部）であって一方の端部（円筒の一方の底部）側に取付けられ、溶液ＳＡを本体部７０の内部に導入するための管である。導出管７２は、本体部７０の側面（外周部）であって他方の端部（円筒の他方の端部）に取付けられ、本体部７０の内部に導入された溶液ＳＡを導出するための管である。本体部７０は、導入管７１から溶液ＳＡが導入され、導出管７２から溶液ＳＡが導出されるため、内部において溶液ＳＡが流れている。

さらに、本体部７０の一方の端部（円筒の一方の底部）である第１表面部７４は、光を透過する部材により構成されている。また、本体部７０の他方の端部（円筒の他方の底部）である第２表面部７５も、光を透過する部材により構成されている。第１表面部７４、第２表面部７５は、透明部材であるガラスにより構成されているが、これに限られず、光を透過するものであればよい。

なお、本体部７０は、以上説明した構造に限られない。本体部７０は、導入管７１及び導出管７２に接続されて溶液ＳＡが流れるものであり、光を内部に向けて透過する第１表面部７４、及び第１表面部７４に対向して設けられ、第１表面部７４からの光を透過する第２表面部７５を有していれば、その形状は任意である。例えば、本体部７０は球形状、又は直方体形状の筒状部材であってもよい。また、本体部７０は、外管及び内管を備え、内管に溶液ＳＡが流れ、外管にシース液などの参照液が流れるものであってもよい。

図３に示すように、第１表面部７４には、第１接続カプラ部８０を介して、入力接続光ファイバ６２Ａの他方の端部が接続されている。入力接続光ファイバ６２Ａから伝送される光である入力光Ｌ１は、第１接続カプラ部８０を介して第１表面部７４に照射される。第１表面部７４に照射された入力光Ｌ１は、本体部７０の内部に入射する。なお、第１接続カプラ部８０は、レンズを備えており、入力接続光ファイバ６２Ａを通る入力光Ｌ１を、本体部７０の内部で収束するように集光する。

第２表面部７５には、第２接続カプラ部８２を介して、出力接続光ファイバ６６Ａの一方の端部が接続されている。本体部７０の内部に入射した入力光Ｌ１は、本体部７０の内部に流れる溶液ＳＡを透過する。溶液ＳＡを透過した透過光である出力光Ｌ２Ａは、第２表面部７５から第２接続カプラ部８２を介して、出力接続光ファイバ６６Ａに出射される。なお、第２接続カプラ部８２は、レンズを備えており、本体部７０の内部で収束して拡散した出力光Ｌ２Ａを、出力接続光ファイバ６６Ａ内に沿った光となるように収束させる。

出力接続光ファイバ６６Ａは、他方の端部が出力光ファイバ３０Ａに接続されている光ファイバであり、第２表面部７５からの出力光Ｌ２Ａを、出力光ファイバ３０Ａに伝送する。

なお、本体部７０の内部に流れる溶液ＳＡに照射された入力光Ｌ１は、溶液ＳＡの成分に応じた吸光度の分、所定の波長において所定の量だけ吸収される。従って、透過光である出力光Ｌ２Ａは、所定の波長おいて、入力光Ｌ１よりも強度が小さくなる。詳しくは後述するが、成分分析器１は、入力光Ｌ１と出力光Ｌ２Ａとの強度比に基づき、溶液ＳＡの成分を分析する。

以下、フローセル６４Ａの設置箇所について説明する。図４は、フローセルの設置箇所を説明するための模式図である。所定の化学処理が行われた溶液ＳＡは、フローセル６４Ａに溶液を供給する溶液保持部としての溶液管１０２Ａに流されている。フローセル６４Ａは、溶液管１０２Ａに隣接して設けられている。フローセル６４Ａは、導入管７１の本体部７０と反対側の端部が溶液管１０２Ａに接続されている。また、フローセル６４Ａは、導出管７２の本体部７０と反対側の端部が、溶液管１０２Ａに接続されている。導出管７２は、導入管７１よりも、溶液管１０２Ａ中の溶液ＳＡの流路の下流側に接続されている。フローセル６４Ａは、導入管７１により、溶液管１０２Ａから溶液ＳＡを導入し、導出管７２により溶液管１０２Ａに溶液ＳＡを導出している。なお、第１実施形態では、溶液保持部としての溶液管１０２Ａは、溶液ＳＡを流す管であったが、管状の部材に限られない。また、溶液保持部は溶液ＳＡを流すものでなく、溶液ＳＡを貯留するもの、例えば貯留容器であってもよい。

フローセル６４Ａは、図４に示すように溶液管１０２Ａから分岐して設けられているが、溶液管１０２Ａに一体に設けられていてもよい。図５は、フローセルの設置箇所の他の例を説明するための模式図である。図５に示す例では、フローセル６４Ａは、溶液管１０２Ａと一体となっている。この場合、溶液管１０２Ａの外周に、フローセル６４Ａの第１表面部７４及び第２表面部７５を設ける。また、この場合、フローセル６４Ａの導入管７１は、溶液管１０２Ａにおける、第１表面部７４及び第２表面部７５が設けられている箇所の上流部であり、フローセル６４Ａの導出管７２は、溶液管１０２Ａにおける、第１表面部７４及び第２表面部７５が設けられている箇所の下流部であるということができる。

以上、フローセル部２２Ａの構成について説明したが、フローセル部２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄも、フローセル部２２Ａと同様の構成である。すなわち、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄは互いに同様の構成であり、フローセル６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄは互いに同様の構成であり、出力接続光ファイバ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄは、互いに同様の構成である。以下、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄを互いに区別しない場合は、適宜、入力接続光ファイバ６２と記載する。同様に、出力接続光ファイバ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを互いに区別しない場合は、適宜、出力接続光ファイバ６６と記載する。

入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄは、入力カプラ部６０を介して、入力光ファイバ１４に接続されている。入力カプラ部６０は、入力光ファイバ１４と、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄとを着脱可能に接続する。ここで、入力光ファイバ１４に伝送される光を、入射光Ｌ０とする。入力カプラ部６０は、入力光ファイバ１４を伝送される入射光Ｌ０を、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄのそれぞれに分岐して伝送する。入力カプラ部６０は、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄのそれぞれに伝送する光の強度を調節する機能を有する。入力カプラ部６０は、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄのそれぞれに伝送する光の強度を調節することにより、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄのそれぞれに伝送する光の強度を略均等にし、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄのそれぞれに、入力光Ｌ１を伝送する。なお、入力カプラ部６０の光の強度を調節する機能とは、例えば入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄの接続箇所に設けられる絞り部であるが、これに限られない。

出力接続光ファイバ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄは、出力カプラ部６８を介して、それぞれ出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに接続されている。出力カプラ部６８は、出力接続光ファイバ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄと、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄとを着脱可能に接続する。すなわち、フローセルユニット２０は、入力カプラ部６０及び出力カプラ部６８により、成分分析器１から着脱可能に取り付けられている。

また、フローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは、施設１００内において互いに異なる箇所に設けられている。図１に示すように、フローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ（より詳しくはフローセル６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ）は、それぞれ箇所１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄに設けられている。箇所１０１Ａは、上述の溶液管１０２Ａが設置された箇所である。また、箇所１０１Ｂは、溶液管１０２Ｂが設置された箇所である。箇所１０１Ｃは、溶液管１０２Ｃが設置された箇所である。箇所１０１Ｄは、溶液管１０２Ｄが設置された箇所である。溶液管１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄは、同じ管の互いに異なる箇所であってもよく、互いに別の管であってもよい。

更に詳しくは、溶液管１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄは、互いに異なる化学処理が行われた溶液である溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤがそれぞれ導入されている。互いに異なる化学処理が行われた溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤとは、所定の溶液について複数の工程で化学処理を行う場合における、工程毎の溶液であってもよい。例えば、溶液ＳＡに化学処理Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を行う場合、フローセル６４Ａは、化学処理Ｔ１前の溶液ＳＡを導入し、フローセル６４Ｂは、化学処理Ｔ１後の溶液ＳＢを導入し、フローセル６４Ｃは、化学処理Ｔ２後の溶液ＳＣを導入し、フローセル６４Ｄは、化学処理Ｔ３後の溶液ＳＤを導入する。また、互いに異なる化学処理が行われた溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤは、異なる溶液についてそれぞれ化学処理を行ったものであってもよい。例えば、所定の溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤにそれぞれ所定の化学処理を行う場合、フローセル６４Ａは、所定の化学処理後の溶液ＳＡを導入し、フローセル６４Ｂは、所定の化学処理後の溶液ＳＢを導入し、フローセル６４Ｃは、所定の化学処理後の溶液ＳＣを導入し、フローセル６４Ｄは、化学処理後の溶液ＳＤを導入する。

このように、フローセル６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄは、互いに異なる化学処理が行われる箇所１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄに設置され、互いに異なる化学処理が行われた溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤが導入されている。従って、フローセルユニット２０は、施設１００中で異なる処理が行われた溶液について同時に成分分析を行うことができる。

図１に示す出力光ファイバ３０Ａは、上述のように一方の端部が出力接続光ファイバ６６Ａに接続される光ファイバであり、出力接続光ファイバ６６Ａが伝送した出力光Ｌ２Ａを伝送する。出力光ファイバ３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、出力光ファイバ３０Ａと同様の構成である。以下、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを区別しない場合は、適宜、出力光ファイバ３０と記載する。

図１に示す光検出部４０Ａは、出力光ファイバ３０Ａの他方の端部に接続され、出力光ファイバ３０Ａが伝送した出力光Ｌ２Ａの光の強度を検出する。第１実施形態においては、光検出部４０Ａはフォトダイオードであり、出力光ファイバ３０Ａが伝送した出力光Ｌ２Ａの光の強度の情報を有する電気信号を出力する。光検出部４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄは、光検出部４０Ａと同様の構成である。光検出部４０Ｂは、出力光ファイバ３０Ｂが伝送した出力光Ｌ２Ｂの光の強度を検出する。光検出部４０Ｃは、出力光ファイバ３０Ｃが伝送した出力光Ｌ２Ｃの光の強度を検出する。光検出部４０Ｄは、出力光ファイバ３０Ｄが伝送した出力光Ｌ２Ｄの光の強度を検出する。以下、光検出部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを区別しない場合は、適宜、光検出部４０と記載する。

次に、参照入力光ファイバ５１と、参照フローセル５２と、参照出力光ファイバ５４と、参照光検出部５６とについて説明する。参照入力光ファイバ５１と、参照フローセル５２と、参照出力光ファイバ５４と、参照光検出部５６とは、光の揺らぎを補正するための参照光を検出するために使用される。

図１に示すように、参照入力光ファイバ５１は、参照カプラ部５０を介して、一方の端部が入力光ファイバ１４に接続される光ファイバである。参照入力光ファイバ５１は、入力光ファイバ１４からの光を伝送する。参照カプラ部５０は、参照入力光ファイバ５１に伝送される光の強度を調節する機能を有する。参照カプラ部５０は、参照光を検出する場合には参照入力光ファイバ５１に伝送される光の強度を、フローセル部２２Ａに伝送される入力光Ｌ１と略同一の強度にする。参照カプラ部５０の光の強度を調節する機能とは、例えば絞りである。

図６は、参照フローセルの構成を説明するための模式図である。図６に示すように、参照フローセル５２は、円筒形状のセルであり、フローセル６４Ａと同じ形状となっている。ただし、参照フローセル５２は、導入管７１及び導出管７２を有さない。参照フローセル５２の一方の表面７４Ｘは、光を透過する部材により構成されている。また、参照フローセル５２の一方の表面７４Ｘに対向する他方の表面７５Ｘは、光を透過する部材により構成されている。一方の表面７４Ｘは、フローセル６４Ａの第１表面部７４に相当し、他方の表面７５Ｘは、フローセル６４Ａの第２表面部７５に相当する。

参照フローセル５２は、内部に分析対象の溶液が導入されていない。参照フローセル５２の内部は、空気が導入されている。また、参照フローセル５２の内部は、吸光されない物質であれば、内部にどのような物質が導入されていてもよく、あるいは、真空であってもよい。ただし、参照フローセル５２の内部は、溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの溶媒と同じ成分の液体が導入されていることが好ましい。さらに、参照フローセル５２は、液体の導入管及び導出管が設けられており、成分分析を行う際にフローセル６４Ａに導入される溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤと同じ流量で、液体が導入されることがより好ましい。

図６に示すように、参照フローセル５２の一方の表面７４Ｘには、第１接続カプラ部８０Ｘを介して、参照入力光ファイバ５１の他方の端部が接続されている。参照入力光ファイバ５１から伝送される入力光Ｌ１は、第１接続カプラ部８０Ｘを介して一方の表面７４Ｘに照射され、参照フローセル５２の内部に入射する。第１接続カプラ部８０Ｘは、第１接続カプラ部８０と同様の構成である。

参照フローセル５２の他方の表面７５Ｘには、第２接続カプラ部８２Ｘを介して、光ファイバである参照出力光ファイバ５４の一方の端部が接続されている。参照入力光ファイバ５１から伝送される入力光Ｌ１は、第１接続カプラ部８０Ｘを介して一方の表面７４Ｘに照射され、参照フローセル５２の内部に入射する。入力光Ｌ１は、参照フローセル５２の内部において吸光されず、参照光Ｌ３として他方の表面７５Ｘから、第２接続カプラ部８２Ｘを介して、参照出力光ファイバ５４に出射される。第２接続カプラ部８２Ｘは、第２接続カプラ部８２と同様の構成である。

図１に戻り、参照光検出部５６は、参照出力光ファイバ５４の他方の端部に接続されている。参照光検出部５６は、参照出力光ファイバ５４が伝送した参照光Ｌ３の光の強度を検出する。参照光検出部５６は、光検出部４０Ａと同様の構成である。

以上のように、参照光Ｌ３は、入力光Ｌ１から吸光されたものでないため、入力光Ｌ１と強度は等しい。ただし、参照光Ｌ３は、光源部１０のゆらぎ等の成分分析器１に固有の変動因子により、単位時間当たりの測定強度が異なる。

図１に示すＡＤ変換部４２は、光検出部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄから出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの光の強度に対応するアナログ電気信号を取得し、デジタル電気信号に変換して成分分析部４４に出力する。同様に、ＡＤ変換部４２は、参照光検出部５６から参照光Ｌ３の光の強度に対応するアナログ電気信号を取得し、デジタル電気信号に変換し、成分分析部４４に出力する。

図１に示す成分分析部４４は、入力光Ｌ１の光の強度の情報を有する電気信号、出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの光の強度の情報を有する電気信号、及び参照光Ｌ３の光の強度の情報を有する電気信号に基づき、溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの成分分析を行う。成分分析部４４は、第１実施形態ではコンピュータである。以下、成分分析部４４の構成及び処理内容について説明する。

図７は、成分分析部の構成を示すブロック図である。図７に示すように、成分分析部４４は、参照光強度取得部９０と、出力光強度取得部９２と、補正出力光強度算出部９４と、入力光強度取得部９６と、吸光度算出部９７と、溶液濃度算出部９８と、を有する。

参照光強度取得部９０は、ＡＤ変換部４２から、参照光Ｌ３の光の強度の情報を取得する。出力光強度取得部９２は、ＡＤ変換部４２から、出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの光の強度の情報を取得する。

補正出力光強度算出部９４は、参照光Ｌ３の光の強度の情報と、出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの光の強度の情報とに基づき、出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの光の強度の補正値である補正出力光強度を算出する。ここで、出力光Ｌ２Ａの光の強度の値をＩＯ_Ｌ２Ａとし、参照光Ｌ３の光の強度の値をＩ_Ｌ３とすると、補正出力光強度算出部９４は、出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度Ｉ_Ｌ２Ａを、次の式（１）により算出する。

Ｉ_Ｌ２Ａ＝ＩＯ_Ｌ２Ａ／Ｉ_Ｌ３・・・（１）

すなわち、補正出力光強度算出部９４は、出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度Ｉ_Ｌ２Ａを、出力光Ｌ２Ａの光の強度及び参照光Ｌ３の光の強度の強度比から算出する。上述のように、参照光Ｌ３は、成分分析器１に固有の変動因子により、単位時間当たりの測定強度が入力光Ｌ１とは異なる。従って、出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度Ｉ_Ｌ２Ａは、成分分析器１の固有の変動因子の影響を除去した光の強度の値となる。補正出力光強度算出部９４は、これと同様の方法で、出力光Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの補正出力光強度を算出する。補正出力光強度算出部９４は、算出した各補正出力光強度の情報を、吸光度算出部９７に出力する。

入力光強度取得部９６は、光源部１０から、入力光Ｌ１の光の強度の情報を取得し、吸光度算出部９７に出力する。入力光Ｌ１の光の強度の値は、例えば、光源部１０に照射させる光の強度の設定値である。

吸光度算出部９７は、入力光Ｌ１の光の強度の情報と、出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの補正出力光強度の情報とに基づき、溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの吸光度を算出する。ここで、入力光Ｌ１の光の強度の値をＩ_Ｌ１とすると、吸光度算出部９７は、次の式（２）に基づき、溶液ＳＡの吸光度Ａ_ＳＡを算出する。

Ａ_ＳＡ＝ｌｏｇ_１０（Ｉ_Ｌ１／Ｉ_Ｌ２Ａ）・・・（２）

すなわち吸光度Ａ_ＳＡは、溶液ＳＡに吸収された光の強度の比率であり、吸光度算出部９７は、入力光Ｌ１の光の強度と出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度との強度比に基づき、溶液ＳＡの吸光度Ａ_ＳＡを算出する。吸光度算出部９７は、これと同様の方法で、溶液ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの吸光度を算出する。

溶液濃度算出部９８は、溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの吸光度に基づき、溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの濃度、すなわち溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ中の所定の溶質の濃度を算出する。ここで、ｌを光路長（第１表面部７４と第２表面部７５との間の距離）とし、εをモル吸光係数とした場合、溶液濃度算出部９８は、溶液ＳＡ中の所定の溶質の濃度Ｃ_ＳＡを、次の式（３）に基づき算出する。

Ｃ_ＳＡ＝Ａ_ＳＡ／（ε・ｌ） ・・・（３）

このように、溶液濃度算出部９８は、溶液ＳＡの濃度を、溶液ＳＡの吸光度に基づき算出する。溶液濃度算出部９８は、これと同様の方法で、溶液ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの濃度を算出する。なお、溶液ＳＡに複数の溶質がある場合、出力光の波長毎に吸光度を算出し、その波長毎の吸光度に基づき同様の方法でそれぞれの溶質の濃度を算出すればよい。

成分分析部４４は、以上説明した方法で、溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの濃度を算出する。モニタ部４６は、成分分析部４４から各溶液の濃度の情報を取得し、施設１００における各化学処理が適切に行われているかをモニタし、各溶液の濃度の情報に基づき、必要に応じて各化学処理の処理にフィードバック制御を実行する。

以上説明したように、第１実施形態に係る溶液の吸光分析器２は、光を照射する光源部１０と、光源部１０に接続されて光源部１０からの光を伝送する入力光ファイバ１４と、フローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを有するフローセルユニット２０と、複数の出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに接続されて、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに伝送される出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの光の強度を算出する光検出部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄとを有する。フローセル部２２Ａは、入力光ファイバ１４に接続されて入力光ファイバ１４からの光を伝送する入力接続光ファイバ６２Ａと、溶液ＳＡが流れ、又は貯留される溶液保持部に接続されて内部に溶液ＳＡが導入され、入力接続光ファイバ６２Ａに接続されてその光（入力光Ｌ１）を内部に向けて透過する第１表面部７４、及び第１表面部７４に対向して設けられ第１表面部７４を透過した光（出力光Ｌ２Ａ）を透過する第２表面部７５を有するフローセル６４Ａと、第２表面部７５に接続されて第２表面部７５を透過した光（出力光Ｌ２Ａ）を伝送する出力接続光ファイバ６６Ａと、を有する。出力光ファイバ３０Ａは、出力接続光ファイバ６６Ａに接続され、出力接続光ファイバ６６Ａからの光（出力光Ｌ２Ａ）を伝送する。

第１実施形態に係る吸光分析器２は、このように、１つの光源部１０に対し、複数のフローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを有し、光源部１０と各フローセル部とが光ファイバで接続されている。フローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは、それぞれ分析対象である溶液が導入される溶液管１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄに接続されており、それぞれ異なる化学処理がなされた溶液ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤが導入される。従って、この吸光分析器２によると、複数の化学処理が行われる施設１００において、溶液をサンプリングすることなくその場で成分分析を行うことができ、かつ、同時に複数の溶液の成分分析を行うことができる。従って、この吸光分析器２によると、作業者の労力を低減することができる。さらに、サンプリングを行う必要が無いため、溶液が特殊な環境条件（高温、高圧、高線量等）にある場合にも、確実に成分分析を行うことができる。また、この吸光分析器２は、１つの光源からの光を、複数の複数のフローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄに伝送している。従って、吸光分析器２は、光源の違いによる測定誤差を抑制し、分析精度の低下を抑制することができる。

なお、第１実施形態においては、フローセルユニット２０は、４つのフローセル部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを有していたが、複数であれば、フローセル部の数は任意である。また、この場合、出力光ファイバ及び光検出部も、各フローセル部に対応して同じ数だけ設けられていればよい。なお、フローセルユニット２０は、施設１００において、異なる化学処理が行われる箇所毎に、フローセル部を設けることが好ましい。

また、フローセルユニット２０は、入力光ファイバ１４と複数の入力接続光ファイバ６２とを接続する入力カプラ部６０と、複数の出力接続光ファイバ６６と複数の出力光ファイバ３０とを接続する出力カプラ部６８とを有する。従って、吸光分析器２は、フローセルユニット２０を、各光ファイバに確実に接続することができる。さらに、入力カプラ部６０は、入力光ファイバ１４と複数の入力接続光ファイバ６２とを着脱可能に接続し、出力カプラ部６８は、複数の出力接続光ファイバ６６と複数の出力光ファイバ３０とを着脱可能に接続する。従って、吸光分析器２は、フローセルユニット２０を、異なる溶液が導入される別のフローセルユニットに取り換えることが可能となる。例えば、吸光分析器２は、入射光Ｌ０を分岐させる分岐数が限られている場合であっても、フローセルユニットを取り換えることにより、より多くの溶液の分析を行うことが可能となる。

また、入力カプラ部６０は、入力光ファイバ１４から伝送される光（入射光Ｌ０）を分岐させて入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄに伝送させる。従って、吸光分析器２は、１つの光源による複数の溶液分析を、より精度よく行うことができる。さらに、入力カプラ部６０は、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄに伝送する光の強度を調整することにより、入力接続光ファイバ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄに伝送する光の強度を均等にする。従って、吸光分析器２は、複数の溶液の分析を行う場合でも、溶液に照射する光の強度を均等にすることができ、分析精度が低下することを抑制することができる。

さらに、吸光分析器２は、入力光ファイバ１４に接続されて内部に向けて光を透過する一方の表面７４Ｘ、及び一方の表面７４Ｘに対向し、一方の表面７４Ｘを透過した光（入力光Ｌ１）を透過する他方の表面７５Ｘを有する参照フローセル５２と、参照フローセル５２の他方の表面７５Ｘに接続されて、他方の表面７５Ｘが透過した光（参照光Ｌ３）を伝送する参照出力光ファイバ５４と、参照出力光ファイバ５４に接続されて参照出力光ファイバ５４に伝送される光（参照光Ｌ３）の強度を検出する参照光検出部５６と、分析対象の溶液の吸光度を算出する吸光度算出部９７と、を有する。吸光度算出部９７は、参照光検出部５６が検出した光（参照光Ｌ３）の強度と、光検出部４０が検出した光（出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ）の強度との強度比に基づき、溶液の吸光度を算出する。この吸光分析器２は、参照光Ｌ３を検出するため、成分分析器１に固有の変動因子の影響を抑制し、分析精度の低下を抑制することができる。

さらに、光源部１０は、所定の波長範囲内で波長が連続する連続光を照射する。この光源部１０は、連続光を照射することができるため、異なる溶質を有する複数の溶液について、１つの光源で成分分析を行うことができる。

また、第１実施形態に係る成分分析器１は、上述の吸光分析器２と、光検出部４０が検出した光（出力光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ）の強度に基づき溶液の成分分析を行う成分分析部４４を有する。この成分分析器１は、溶液をサンプリングすることなくその場で成分分析を行うことができ、かつ、同時に複数の溶液の成分分析を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る成分分析器１ａは、参照フローセルを複数有する点で、第１実施形態に係る成分分析器１とは異なる。第２実施形態における第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図８は、第２実施形態における成分分析器の構成を模式的に示すブロック図である。図８に示すように、第２実施形態に係る成分分析器１ａは、フローセルユニット２０ａと、参照フローセルユニット２１ａと、成分分析部４４ａとを有する。光源部１０と、分光器１２と、入力光ファイバ１４と、フローセルユニット２０ａと、出力光ファイバ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、光検出部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄと、参照入力光ファイバ５１と、参照フローセルユニット２１ａと、参照出力光ファイバ５４と、参照光検出部５６とは、吸光分析器２ａを構成する。

フローセルユニット２０ａは、複数のフローセル部２２Ａａ、２２Ｂａ、２２Ｃａ、２２Ｄａを有する。フローセル部２２Ａａが有するフローセル６４Ａａには、溶液ＳＡａが流れる。フローセル部２２Ｂａが有するフローセル６４Ｂａには、溶液ＳＢａが流れる。フローセル部２２Ｃａが有するフローセル６４Ｃａには、溶液ＳＣａが流れる。フローセル部２２Ｄａが有するフローセル６４Ｄａには、溶液ＳＤａが流れる。溶液ＳＡａ、ＳＢａ、ＳＣａ、ＳＤａは、それぞれ互いに異なる化学処理が行われた溶液であり、かつ、含有する溶媒がそれぞれ異なる。フローセルユニット２０ａは、その他の点は、第１実施形態に係るフローセルユニット２０と同様の構成である。

参照フローセルユニット２１ａは、参照入力光ファイバ５１と参照出力光ファイバ５４との間に設けられている。参照フローセルユニット２１ａは、複数の参照フローセル部５７Ａａ、５７Ｂａ、５７Ｃａ、５７Ｄａを有する。参照フローセル部５７Ａａは、参照フローセル５２Ａａと、参照入力接続光ファイバ５３Ａａと、参照出力接続光ファイバ５５Ａａとを有する。参照フローセル部５７Ｂａは、参照フローセル５２Ｂａと、参照入力接続光ファイバ５３Ｂａと、参照出力接続光ファイバ５５Ｂａとを有する。参照フローセル部５７Ｃａは、参照フローセル５２Ｃａと、参照入力接続光ファイバ５３Ｃａと、参照出力接続光ファイバ５５Ｃａとを有する。参照フローセル部５７Ｄａは、参照フローセル５２Ｄａと、参照入力接続光ファイバ５３Ｄａと、参照出力接続光ファイバ５５Ｄａとを有する。

参照フローセル部５７Ａａの参照入力接続光ファイバ５３Ａａは、一方の端部が、切替部５８ａを介して参照入力光ファイバ５１に接続されている光ファイバである。参照入力接続光ファイバ５３Ａａは、参照入力光ファイバ５１が伝送した入力光Ｌ１を伝送する。

参照フローセル部５７Ａａの参照フローセル５２Ａａは、第１実施形態に係る参照フローセル５２と同様の構成である。ただし、参照フローセル５２Ａａは、フローセル６４Ａａに流れる溶液ＳＡａが含有する溶媒と同じ成分の液体が流されている。また、参照フローセル５２Ａａは、フローセル６４Ａａに流れる溶液ＳＡａと同じ流量で、液体が流されていることがより好ましい。

参照フローセル部５７Ａａの参照出力接続光ファイバ５５Ａａは、一方の端部が参照フローセル５２Ａａ（の他方の表面７５Ｘ）に接続され、他方の端部が参照出力カプラ部５９ａを介して参照出力光ファイバ５４に接続されている光ファイバである。参照出力接続光ファイバ５５Ａａは、参照フローセル５２Ａａを通過した参照光Ｌ３を伝送する。参照出力接続光ファイバ５５Ａａから伝送された参照光Ｌ３は、参照出力カプラ部５９ａを介して参照出力光ファイバ５４に伝送される。

以上、参照フローセル部５７Ａａの構成について説明したが、参照フローセル部５７Ｂａ、５７Ｃａ、５７Ｄａも、参照フローセル部５７Ｄａと同様の構成である。すなわち、参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａは互いに同様の構成であり、参照フローセル５２Ａａ、５２Ｂａ、５２Ｃａ、５２Ｄａは互いに同様の構成であり、参照出力接続光ファイバ５５Ａａ、５５Ｂａ、５５Ｃａ、５５Ｄａは互いに同様の構成である。

ただし、参照フローセル５２Ｂａは、フローセル６４Ｂａに流れる溶液ＳＢａが含有する溶媒と同じ成分の液体が流されている。また、参照フローセル５２Ｃａは、フローセル６４Ｃａに流れる溶液ＳＣａが含有する溶媒と同じ成分の液体が流されている。また、参照フローセル５２Ｄａは、フローセル６４Ｄａに流れる溶液ＳＤａが含有する溶媒と同じ成分の液体が流されている。また、参照フローセル５２Ｂａ、５２Ｃａ、５２Ｄａは、それぞれフローセル６４Ｂａ、６４Ｃａ、６４Ｄａに流れる溶液ＳＢａ、ＳＣａ、ＳＤａと同じ流量で、液体が流されていることがより好ましい。

このように、第２実施形態においては、フローセル６４Ａａ、６４Ｂａ、６４Ｃａ、６４Ｄａに互いに異なる溶媒を有する溶液が流され、参照フローセル５２Ａａ、５２Ｂａ、５２Ｃａ、５２Ｄａは、対応するそれぞれのフローセルに流れる溶液中の溶媒と同成分の液体が流される。

上述のように、参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａは、切替部５８ａを介して、参照入力光ファイバ５１から入力光Ｌ１が入射される。切替部５８ａは、参照入力光ファイバ５１と参照入力接続光ファイバとの接続を切り替える機能を有する。切替部５８ａは、参照入力光ファイバ５１と参照入力接続光ファイバとの接続を、第１接続状態、第２接続状態、第３接続状態、及び第４接続状態に切り替える。第１接続状態は、参照入力光ファイバ５１を参照入力接続光ファイバ５３Ａａに接続して、参照入力光ファイバ５１を他の参照入力接続光ファイバ５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａと接続しないものである。第２接続状態は、参照入力光ファイバ５１を参照入力接続光ファイバ５３Ｂａに接続して、参照入力光ファイバ５１を他の参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｃａ、５３Ｄａと接続しないものである。第３接続状態は、参照入力光ファイバ５１を参照入力接続光ファイバ５３Ｃａに接続して、参照入力光ファイバ５１を他の参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｄａと接続しないものである。第４接続状態は、参照入力光ファイバ５１を参照入力接続光ファイバ５３Ｄａに接続して、参照入力光ファイバ５１を他の参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｃａと接続しないものである。

第１接続状態においては、参照入力光ファイバ５１からの入力光Ｌ１は、参照入力接続光ファイバ５３Ａａを介して参照フローセル５２Ａａに入射され、参照フローセル５２Ａａからの参照光である参照光Ｌ３Ａが、参照出力光ファイバ５４に伝送される。同様に、第２接続状態においては、入力光Ｌ１は、参照フローセル５２Ｂａに入射され、参照フローセル５２Ｂａからの参照光である参照光Ｌ３Ｂが、参照出力光ファイバ５４に伝送される。第３接続状態においては、入力光Ｌ１は参照フローセル５２Ｃａに入射され、参照フローセル５２Ｃａからの参照光である参照光Ｌ３Ｃが、参照出力光ファイバ５４に伝送される。第４接続状態においては、入力光Ｌ１は参照フローセル５２Ｄａに入射され、参照フローセル５２Ｄａからの参照光である参照光Ｌ３Ｄが、参照出力光ファイバ５４に伝送される。切替部５８ａは、例えば制御電圧を周期的に変化させるチョッパ機構により、接続を第１接続状態、第２接続状態、第３接続状態、第４接続状態に周期的に切り替える。

図９は、第２実施形態に係る成分分析部の構成を示すブロック図である。図１０は、検出した参照光の強度の例を示すグラフである。図９に示すように、第２実施形態に係る成分分析部４４ａは、参照光強度取得部９０ａと、参照光補正部９１ａと、補正出力強度算出部９４ａとを有する。

上述のように、第２実施形態においては、接続状態に応じて、参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ、Ｌ３Ｃ、Ｌ３Ｄのいずれかが参照出力光ファイバ５４に伝送される。参照光検出部５６は、参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ、Ｌ３Ｃ、Ｌ３Ｄの光の強度を検出取得する。ここで、参照光Ｌ３Ａの光の強度を参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａとし、参照光Ｌ３Ｂの光の強度を参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｂとし、参照光Ｌ３Ｃの光の強度を参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｃとし、参照光Ｌ３Ｄの光の強度を参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｄとする。また、図１０の横軸は時間であり、縦軸は参照光の強度である。接続状態は周期的に切り替わるため、参照光検出部５６は、検出する参照光の強度が、時間に応じて周期的に参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａ、Ｉ_Ｌ３Ｂ、Ｉ_Ｌ３Ｃ、Ｉ_Ｌ３Ｄとに切り替わる。参照光検出部５６は、時間ｔ０からｔ１までの間は参照光Ｌ３Ａの光の強度をモニタリングし、時間ｔ１からｔ２までの間は参照光Ｌ３Ｂの光の強度をモニタリングし、時間ｔ２からｔ３までの間は参照光Ｌ３Ｃの光の強度をモニタリングし、時間ｔ３からｔ４までの間は参照光Ｌ３Ｄの光の強度をモニタリングする。

参照光強度取得部９０ａは、参照光検出部５６が検出した参照光強度の情報を取得する。参照光強度取得部９０ａは、時間ｔ０からｔ１（及び時間ｔ４から時間ｔ５）までの間のデータとして、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａの情報を取得する。参照光強度取得部９０ａは、時間ｔ１からｔ２までの間のデータとして、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｂの情報を取得する。参照光強度取得部９０ａは、時間ｔ２からｔ３までの間のデータとして、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｃの情報を取得する。参照光強度取得部９０ａは、時間ｔ３からｔ４までの間のデータとして、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｄの情報を取得する。

参照光補正部９１ａは、参照光強度取得部９０ａから参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａ、Ｉ_Ｌ３Ｂ、Ｉ_Ｌ３Ｃ、Ｉ_Ｌ３Ｄの情報を取得する。参照光補正部９１ａは、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａ、Ｉ_Ｌ３Ｂ、Ｉ_Ｌ３Ｃ、Ｉ_Ｌ３Ｄの情報に基づき、参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ、Ｌ３Ｃ、Ｌ３Ｄの光の強度の補正値である参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ａ、Ｉ’_Ｌ３Ｂ、Ｉ’_Ｌ３Ｃ、Ｉ’_Ｌ３Ｄを算出する。参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ａ、Ｉ’_Ｌ３Ｂ、Ｉ’_Ｌ３Ｃ、Ｉ’_Ｌ３Ｄは、参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ、Ｌ３Ｃ、Ｌ３Ｄの光の強度の値を経時毎に連続的に示す情報である。

上述のように、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａは、時間ｔ０からｔ１、及びｔ４からｔ５までの参照光Ｌ３Ａの強度の情報である。参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａは、時間ｔ１から時間ｔ４までの間参照光Ｌ３Ａの光の強度の情報を有さない。参照光補正部９１ａは、参照光Ｌ３Ａの強度の時間ｔ１から時間ｔ４までの推定データ（図１０の２つの実線Ｉ_Ｌ３Ａの間の点線を参照）を、時間ｔ１から時間ｔ４までのデータである参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｂ、Ｉ_Ｌ３Ｃ、Ｉ_Ｌ３Ｄと、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａとに基づいて算出する。例えば、参照光補正部９１ａは、時間ｔ１から時間ｔ２までの参照光Ｌ３Ａの強度の推定データを、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａと参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｂ（より詳しくは参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａの値と参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｂの時間ｔ１からｔ２までの変化率）とに基づき求め、時間ｔ２から時間ｔ３までの参照光Ｌ３Ａの強度の推定データを、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａと参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｃに基づき求め、時間ｔ３から時間ｔ４までの参照光Ｌ３Ａの強度の推定データを、参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａと参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｄに基づき求める。参照光強度取得部９０ａは、参照光Ｌ３Ａの光の強度を各時間において連続的に示す情報である参照光補正強度Ｉ”_Ｌ３Ａを、時間ｔ０からｔ１までのデータである参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａと、時間ｔ１から時間ｔ４までの参照光Ｌ３Ａの強度の推定データとに基づき算出する。参照光補正部９１ａは、参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ｂ、Ｉ’_Ｌ３Ｃ、Ｉ’_Ｌ３Ｄについても、同様の方法で算出する。

以上を言い換えれば、参照光検出部５６が検出した参照光強度Ｉ_Ｌ３Ａは、所定の時間における参照光Ｌ３Ａの強度データを複数有し（例えば時間ｔ０からｔ１のデータと時間ｔ４からｔ５のデータ）、それらの所定の時間同士は、互いに不連続である。参照光補正部９１ａは、これらの所定の時間同士の間の時間である不連続時間（例えば時間ｔ１からｔ４）における参照光Ｌ３Ａの強度の推定データを、不連続時間（例えば時間ｔ１からｔ４）における他の参照フローセルを通過した参照光の強度のデータである参照光強度Ｉ_Ｌ３Ｂ、Ｉ_Ｌ３Ｃ、Ｉ_Ｌ３Ｄに基づいて推定する。そして、参照光補正部９１ａは、不連続時間における参照光Ｌ３Ａの強度の推定データと、参照光Ｌ３Ａの強度データとに基づき、参照光Ｌ３の光の強度を各時間において連続的に示す情報である参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ａを算出する。

補正出力光強度算出部９４ａは、参照光強度取得部９０ａから参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ａ、Ｉ’_Ｌ３Ｂ、Ｉ’_Ｌ３Ｃ、Ｉ’_Ｌ３Ｄの情報を取得する。補正出力光強度算出部９４ａは、上述の式（１）におけるＩ_Ｌ３を参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ａに置き換えて、出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度Ｉ_Ｌ２Ａを算出する。補正出力光強度算出部９４ａは、これと同様の方法で、出力光Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄの補正出力光強度を算出する。これにより、補正出力光強度算出部９４ａは、フローセル毎に異なる溶媒を有する溶液が流れている場合でも、分析精度の低下をより好適に抑制することができる。また、参照光補正強度Ｉ’_Ｌ３Ａは、実際に参照光検出部５６が検出していない時間における参照光の光の強度情報を含む。従って、補正出力光強度算出部９４ａは、溶媒が互いに異なる複数の溶液を分析する場合であって、参照フローセルを複数有する場合にも、出力光の強度の補正の精度が低下することを抑制することができる。

このように、第２実施形態に係る成分分析器１ａは、参照フローセルユニット２１ａを有する。参照フローセルユニット２１ａは、複数の参照フローセル５２Ａａ、５２Ｂａ、５２Ｃａ、５２Ｄａを有する。参照フローセル５２Ａａ、５２Ｂａ、５２Ｃａ、５２Ｄａは、それぞれ、フローセル６４Ａａ、６４Ｂａ、６４Ｃａ、６４Ｄａに流れる溶液中の溶媒と同成分の液体が流れる。成分分析器１ａは、複数の参照フローセルを有するため、例えば複数のフローセルに異なる溶媒の溶液が流れている場合でも、それぞれ異なる溶媒に対応する液体を参照光検出用の液体として用いることができる。従って、成分分析器１ａは、成分分析器１ａの固有の変動因子の影響をより好適に抑制し、分析精度の低下をより好適に抑制することができる。なお、本実施形態においては、参照フローセルの数は、フローセルの数と同一であったが、複数であれば、フローセルの数よりも多くても少なくてもよい。ただし、参照フローセルの数は、各フローセルに流れる溶液の溶媒の種類数に対応する（同じ）数であることが好ましい。

また、第２実施形態に係る成分分析器１ａは、吸光度算出部９７が、例えばフローセル２０Ａを通過した出力光Ｌ２Ａの光の強度と、フローセル２０Ａを流れる溶液ＳＡａの溶媒と同成分の液体が流れる参照フローセル５２Ａａを通過した参照光Ｌ３Ａの光の強度との強度比とに基づき、溶液ＳＡａの吸光度を算出する。従って、成分分析器１ａは、例えば複数のフローセルに異なる溶媒を有する溶液が流れている場合でも、同じ成分の液体を通過した参照光の強度に基づきそれぞれの溶液の吸光度を算出するため、分析精度の低下をより好適に抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る成分分析器１ｂは、参照フローセルを複数有するが、各参照フローセル間で接続を切り替えない点で、第２実施形態とは異なる。第３実施形態において第２実施形態と共通する箇所の説明は省略する。

図１１は、第３実施形態における成分分析器の構成を模式的に示すブロック図である。図１１に示すように、第３実施形態に係る成分分析器１ｂの吸光分析器２ｂは、参照フローセルユニット２１ｂと、成分分析部４４ｂと、複数の参照出力光ファイバ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄと、複数の参照光検出部５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄと、を有する。

参照フローセルユニット２１ｂは、参照入力光ファイバ５１と参照出力光ファイバ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄとの間に設けられており、複数の参照フローセル部５７Ａａ、５７Ｂａ、５７Ｃａ、５７Ｄａを有する。参照フローセルユニット２１ｂは、参照入力カプラ部５８ｂを介して、参照入力光ファイバ５１と参照フローセル部５７Ａａ、５７Ｂａ、５７Ｃａ、５７Ｄａとがそれぞれ接続されている。参照入力カプラ部５８ｂは、参照入力光ファイバ５１を伝送される入射光Ｌ０を、参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａのそれぞれに分岐して伝送する。参照入力カプラ部５８ｂは、参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａのそれぞれに伝送する光の強度を調節することにより、参照入力接続光ファイバ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａのそれぞれに、入力光Ｌ１を伝送する。なお、参照入力接続光ファイバ５３Ａａに伝送される入力光の強度は、入力接続光ファイバ６２Ａに伝送される入力光の強度に等しいことが好ましい。同様に、参照入力接続光ファイバ５３Ｂａ、５３Ｃａ、５３Ｄａに伝送される入力光の強度は、それぞれ入力接続光ファイバ６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄに伝送される入力光の強度に等しいことが好ましい。

参照出力接続光ファイバ５５Ａａ、５５Ｂａ、５５Ｃａ、５５Ｄａは、参照出力カプラ部５９ｂを介して、それぞれ参照出力光ファイバ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄに接続されている。また、参照出力光ファイバ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄは、それぞれ参照光検出部５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄに接続されている。参照出力接続光ファイバ５５Ａａに伝送された参照光Ｌ３Ａは、参照出力カプラ部５９ｂを介して参照出力光ファイバ５４Ａに伝送され、参照光検出部５６Ａにより光の強度が検出される。参照出力接続光ファイバ５５Ｂａに伝送された参照光Ｌ３Ｂは、参照出力カプラ部５９ｂを介して参照出力光ファイバ５４Ｂに伝送され、参照光検出部５６Ｂにより光の強度が検出される。参照出力接続光ファイバ５５Ｃａに伝送された参照光Ｌ３Ｃは、参照出力カプラ部５９ｂを介して参照出力光ファイバ５４Ｃに伝送され、参照光検出部５６Ｃにより光の強度が検出される。参照出力接続光ファイバ５５Ｄａに伝送された参照光Ｌ３Ｄは、参照出力カプラ部５９ｂを介して参照出力光ファイバ５４Ｄに伝送され、参照光検出部５６Ｄにより光の強度が検出される。

成分分析部４４ｂは、参照光検出部５６Ａが検出した参照光Ｌ３Ａの光の強度の情報と、光検出部４０Ａが検出した出力光Ｌ２Ａの光の強度の方法とに基づき、出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度Ｉ_Ｌ２Ａを算出する。より詳しくは、成分分析部４４ｂは、式（１）における参照光Ｌ３の光の強度の値を、参照光Ｌ３Ａの光の強度の値に置き換えて、式（１）に出力光Ｌ２Ａの補正出力光強度Ｉ_Ｌ２Ａを算出する。同様に、成分分析部４４ｂは、参照光Ｌ３Ｂの光の強度の情報と出力光Ｌ２Ｂの光の強度の方法とに基づき、出力光Ｌ２Ｂの補正出力光強度を算出する。同様に、成分分析部４４ｂは、参照光Ｌ３Ｃの光の強度の情報と出力光Ｌ２Ｃの光の強度の方法とに基づき、出力光Ｌ２Ｃの補正出力光強度を算出する。同様に、成分分析部４４ｂは、参照光Ｌ３Ｄの光の強度の情報と出力光Ｌ２Ｄの光の強度の方法とに基づき、出力光Ｌ２Ｄの補正出力光強度を算出する。

第３実施形態に係る成分分析器１ｂは、第２実施形態に係る成分分析器１ａと同様に、複数の参照フローセルを有するため、例えば複数のフローセルに異なる溶媒の溶液が流れている場合でも、それぞれ異なる溶媒に対応する液体を参照光検出用の液体として用いることができる。従って、成分分析器１ｂは、成分分析器１ｂの固有の変動因子の影響をより好適に抑制し、分析精度の低下をより好適に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 成分分析器
２ 吸光分析器
１０ 光源部
１２ 分光器
１４ 入力光ファイバ
２０ フローセルユニット
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ フローセル部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ 出力光ファイバ
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 光検出部
４２ ＡＤ変換部
４４ 成分分析部
４６ モニタ部
５０ 参照カプラ部
５１ 参照入力光ファイバ
５２ 参照フローセル
５４ 参照出力光ファイバ
５６ 参照光検出部
６０ 入力カプラ部
６２、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ 入力接続光ファイバ
６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ フローセル
６６、６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ 出力接続光ファイバ
６８ 出力カプラ部
７０ 本体部
７１ 導入管
７２ 導出管
７４ 第１表面部
７４Ｘ 一方の表面
７５ 第２表面部
７５Ｘ 他方の表面
８０、８０Ｘ 第１接続カプラ部
８２、８２Ｘ 第２接続カプラ部
９０ 参照光強度取得部
９２ 出力光強度取得部
９４ 補正出力光強度算出部
９６ 入力光強度取得部
９７ 吸光度算出部
９８ 溶液濃度算出部
１００ 施設
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ 箇所
１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ 溶液管
Ｃ１ 曲線
Ｌ０ 入射光
Ｌ１ 入力光
Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃ、Ｌ２Ｄ 出力光
Ｌ３ 参照光
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ 溶液
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 化学処理

Claims (7)

1. 所定の化学処理が行われた溶液の吸光度を測定する溶液の吸光分析器であって、
   光を照射する光源部と、
   前記光源部に接続されて前記光源部からの光を伝送する入力光ファイバと、
   前記入力光ファイバに接続されて前記入力光ファイバからの光を伝送する入力接続光ファイバと、前記溶液が流れ、又は貯留される溶液保持部に接続されて内部に前記溶液が導入され、前記入力接続光ファイバに接続されて前記入力接続光ファイバからの光を内部に向けて透過する第１表面部、及び前記第１表面部に対向して設けられて前記第１表面部を透過した光を透過する第２表面部を有するフローセルと、前記第２表面部に接続されて前記第２表面部を透過した光を伝送する出力接続光ファイバと、を有するフローセル部を複数有するフローセルユニットと、
   前記出力接続光ファイバに接続され、前記出力接続光ファイバからの光を伝送する複数の出力光ファイバと、
   前記出力光ファイバに接続されて、前記出力光ファイバからの光の強度を検出する複数の光検出部と、
   前記入力光ファイバに接続されて前記入力光ファイバからの光を伝送する参照入力光ファイバと、前記参照入力光ファイバに接続されて内部に向けて光を透過する一方の表面、及び前記一方の表面に対向し、前記一方の表面を透過した光を透過する他方の表面を有する参照フローセルと、前記参照フローセルの他方の表面に接続されて、前記他方の表面が透過した光を伝送する参照出力光ファイバとを有する参照フローセル部を複数有する参照フローセルユニットと、
   前記参照出力光ファイバに接続されて前記参照出力光ファイバに伝送される光である参照光の強度を検出する参照光検出部と、
   前記参照光検出部が検出した前記参照光の強度と前記光検出部が検出した光の強度との強度比に基づき、前記溶液の吸光度を算出する吸光度算出部と、を有し、
   複数の前記フローセルには、それぞれ異なる溶液が供給され、
   前記参照フローセルは、前記フローセルに対応して設けられ、前記参照フローセルには、対応する前記フローセルに供給される溶液中の溶媒と同成分の液体が供給され、
   さらに、前記入力光ファイバと前記参照入力光ファイバとの接続状態を周期的に切り替えることで、前記参照フローセルに前記参照光が入射される期間である照射時間と、前記参照光が入射されない不連続時間とを、前記参照フローセル毎に生じさせて、前記照射時間及び前記不連続時間のタイミングを前記参照フローセル毎に異ならせる切替部と、
   複数の前記参照フローセルの、前記照射時間における前記参照光の強度を取得する参照光強度取得部と、
   １つの前記参照フローセルについての前記不連続時間における前記参照光の強度を、その不連続時間と重なるタイミングでの前記照射時間において検出された他の前記参照フローセルについての前記参照光の強度に基づき推定し、推定した前記不連続時間における前記参照光の強度と、前記照射時間における前記参照光の強度とに基づき、前記照射時間から前記不連続時間にわたる前記参照光の強度を算出する参照光補正部と、
   を有する、
   溶液の吸光分析器。
2. 前記フローセルユニットは、前記入力光ファイバと複数の前記入力接続光ファイバとを接続する入力カプラ部と、複数の前記出力接続光ファイバと複数の前記出力光ファイバとを接続する出力カプラ部とを有する、請求項１に記載の溶液の吸光分析器。
3. 前記入力カプラ部は、前記入力光ファイバと複数の前記入力接続光ファイバとを脱着可能に接続し、前記出力カプラ部は、複数の前記出力接続光ファイバと複数の前記出力光ファイバとを脱着可能に接続する、請求項２に記載の溶液の吸光分析器。
4. 前記入力カプラ部は、前記入力光ファイバから伝送される光を分岐させて複数の前記入力接続光ファイバに伝送する、請求項２又は請求項３に記載の溶液の吸光分析器。
5. 前記入力カプラ部は、複数の前記入力接続光ファイバに伝送する光の強度を調節することにより、複数の前記入力接続光ファイバに伝送される光の強度を均等にする、請求項４に記載の溶液の吸光分析器。
6. 前記光源部は、所定の波長範囲内で波長が連続する連続光を照射する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の溶液の吸光分析器。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の吸光分析器と、
   前記光検出部が検出した光の強度に基づき、前記溶液の成分分析を行う成分分析部と、を有する、溶液の成分分析器。
   

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