JP7244900B2 - Front and back identification method of reflective member - Google Patents

Front and back identification method of reflective member Download PDF

Info

Publication number
JP7244900B2
JP7244900B2 JP2018246230A JP2018246230A JP7244900B2 JP 7244900 B2 JP7244900 B2 JP 7244900B2 JP 2018246230 A JP2018246230 A JP 2018246230A JP 2018246230 A JP2018246230 A JP 2018246230A JP 7244900 B2 JP7244900 B2 JP 7244900B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wavelength
reflecting member
reflectance
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018246230A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020106435A (en
Inventor
正明 永瀬
秀和 石井
一輝 田中
功二 西野
信一 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikin Inc
Original Assignee
Fujikin Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikin Inc filed Critical Fujikin Inc
Priority to JP2018246230A priority Critical patent/JP7244900B2/en
Publication of JP2020106435A publication Critical patent/JP2020106435A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7244900B2 publication Critical patent/JP7244900B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、反射部材の表裏識別方法に関し、特に、反射型の濃度測定装置において用いられる、片面に反射層が形成された透光性プレートから形成される反射部材の表裏識別方法に関する。 The present invention relates to a method for identifying front and back surfaces of a reflecting member, and more particularly to a method for identifying front and back surfaces of a reflecting member formed of a translucent plate having a reflective layer formed on one side, which is used in a reflection-type density measuring apparatus.

従来、有機金属(MO)等の液体材料や固体材料から形成された原料ガスを半導体製造装置へと供給するガス供給ラインに組み込まれ、ガス供給ラインを流れるガスの濃度を測定するように構成された濃度測定装置(いわゆるインライン式濃度測定装置)が知られている。 Conventionally, it is incorporated in a gas supply line that supplies a raw material gas formed from a liquid material such as an organic metal (MO) or a solid material to a semiconductor manufacturing apparatus, and is configured to measure the concentration of the gas flowing through the gas supply line. densitometers (so-called in-line densitometers) are known.

この種の濃度測定装置では、被測定流体が流れる測定セルに、光入射窓を介して光源から所定波長の光を入射させ、測定セル内を通過した透過光を受光素子で受光することにより吸光度を測定する。また、測定された吸光度から、ランベルト・ベールの法則に従って被測定流体の濃度を求めることができる(例えば、特許文献1または2)。 In this type of concentration measuring apparatus, light of a predetermined wavelength is made incident from a light source through a light entrance window into a measuring cell in which a fluid to be measured flows, and the transmitted light that has passed through the measuring cell is received by a light-receiving element to determine the absorbance. to measure. Also, from the measured absorbance, the concentration of the fluid to be measured can be obtained according to the Beer-Lambert law (for example, Patent Documents 1 and 2).

なお、本明細書において、内部に導入された被測定流体の濃度を検出するために用いられる種々の透過光検出構造を広く、測定セルと呼ぶことにする。測定セルには、ガス供給ラインから分岐して配置されたセル構造だけでなく、特許文献1または2に示されるようなガス供給ラインの途中に設けられたインライン式の透過光検出構造も含まれる。 In this specification, various transmitted light detection structures used for detecting the concentration of the fluid to be measured introduced therein are broadly referred to as measurement cells. The measurement cell includes not only a cell structure branched from the gas supply line, but also an in-line transmitted light detection structure provided in the middle of the gas supply line as shown in Patent Documents 1 and 2. .

特許文献2には、測定セルの端部に反射部材を設け、測定セル内を往復した光の吸光度に基づいて測定セル内を流れる測定流体の濃度を検出する、反射型の濃度測定装置が開示されている。反射部材を用いれば、装置の小型化を実現しながら、測定セルを通過する光の光路長を長くして測定精度を向上させることが可能である。 Patent Literature 2 discloses a reflection-type concentration measuring device in which a reflective member is provided at the end of a measuring cell, and the concentration of a fluid to be measured flowing through the measuring cell is detected based on the absorbance of light traveling back and forth within the measuring cell. It is By using a reflecting member, it is possible to increase the optical path length of the light passing through the measurement cell and improve the measurement accuracy while realizing the miniaturization of the device.

特開2014-219294号公報JP 2014-219294 A 国際公開第2018/021311号WO2018/021311 特開2018-25499号公報JP 2018-25499 A

反射型の濃度測定装置において、反射部材としては、例えば、反射層としてのアルミニウム膜や誘電体多層膜が片面に設けられた透光性プレート(例えばサファイアプレートや石英プレート)が用いられている。アルミニウム膜や誘電体多層膜によって形成された反射層は、有機金属ガスの濃度を測定するために好適に用いられる紫外光を高い反射率で反射することができる。 In a reflection-type concentration measuring apparatus, for example, a translucent plate (for example, a sapphire plate or a quartz plate) having an aluminum film or a dielectric multilayer film as a reflection layer provided on one side thereof is used as the reflection member. A reflective layer formed of an aluminum film or a dielectric multilayer film can reflect ultraviolet light, which is suitably used for measuring the concentration of an organometallic gas, with a high reflectance.

ただし、インライン式の濃度測定装置の測定セルに反射部材を配置する場合、アルミニウム膜や誘電体多層膜で形成される反射層を、測定セルの流路に接するように配置すると、ガスを汚染するおそれがある。このため、反射部材を用いるときには、測定セルの流路側に反射層が配置されないように、表裏を間違えずに測定セルに取り付けることが求められる。 However, when arranging a reflective member in the measuring cell of an in-line concentration measuring device, if the reflective layer formed of an aluminum film or a dielectric multilayer film is placed in contact with the flow path of the measuring cell, the gas will be contaminated. There is a risk. For this reason, when using a reflective member, it is required that the reflective layer is attached to the measurement cell without confusing the front and back so that the reflective layer is not arranged on the flow path side of the measurement cell.

これに対して、特許文献2には、表面に凸部や凹部を設けたり、あるいは、側面に平坦部を設けたりして、表裏識別構造を反射部材に設ける技術が記載されている。このような表裏識別構造を設けることによって、反射部材の表裏を間違えて取り付けることは防止される。 On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 describes a technique of providing a reflection member with a front/back identification structure by providing a convex portion or a concave portion on the surface or by providing a flat portion on the side surface. By providing such a front/back identification structure, it is possible to prevent the reflection member from being attached upside down.

しかしながら、上記のような表裏識別構造を設けるためには、反射部材に機械的な加工を施すことが必要になり、また、反射部材を支持する測定セルの凹部にも対応する構造を設ける必要が生じるので、手間やコストがかかるという問題がある。したがって、反射部材に付加的な機械的加工を行うことなく、反射部材の表裏を識別でき、表裏を間違えずに測定セルに取り付ける方法があれば有利である。 However, in order to provide the front/back identification structure as described above, it is necessary to mechanically process the reflecting member, and it is also necessary to provide a corresponding structure in the concave portion of the measurement cell that supports the reflecting member. Therefore, there is a problem that it requires time and effort and cost. Therefore, it would be advantageous to have a way to identify the front and back of the reflector member and to attach it to the measuring cell without making additional mechanical modifications to the reflector member.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、付加的な機械的加工を必要とせずに濃度測定装置における反射部材の表裏を識別する方法を提供することをその主たる目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its main object is to provide a method for identifying the front and back of a reflecting member in a density measuring apparatus without requiring additional mechanical processing.

本発明の実施形態による反射部材の表裏識別方法は、被測定流体が流れる流路を有する測定セルと、前記測定セルへの入射光を発する光源と、前記測定セルに入射した光を反射する反射部材と、前記反射部材によって反射され前記測定セルから出射した光を検出する光検出器と、前記光検出器の出力に基づいて前記被測定流体の濃度を演算する演算部とを備え、前記演算部が、前記光検出器の検出信号に基づいて、ランベルト・ベールの法則に基づいて流体濃度を求めるように構成されている濃度測定装置において行う反射部材の表裏識別方法であって、前記反射部材は、互いに平行な第1の面および第2の面を有する透光性プレートと、前記透光性プレートの第1の面のみに形成された反射層とを有しており、前記第1の面および前記第2の面のそれぞれに対して同波長の光を照射したときの反射率を測定する工程であって、前記第1の面および前記第2の面のそれぞれに対して同波長の光を照射したときの反射率を測定する工程であって、前記第1の面に対して照射したときの反射率と、前記第2の面に対して照射したときの反射率とが異なる波長である第1の波長の光を前記第1の面および前記第2の面に照射して反射率の測定を行う工程と、前記反射部材に対して、特定された前記第1の波長の光を照射するとともに前記反射率を測定することによって、前記反射部材の表裏を識別する工程とを含む。 A method for identifying the front and back surfaces of a reflecting member according to an embodiment of the present invention includes a measuring cell having a flow path through which a fluid to be measured flows, a light source emitting light incident on the measuring cell, and a reflector reflecting the light incident on the measuring cell. a member, a photodetector that detects light reflected by the reflecting member and emitted from the measurement cell, and a computing unit that computes the concentration of the fluid to be measured based on the output of the photodetector, wherein the computation A method for identifying the front and back surfaces of a reflecting member performed in a concentration measuring device, wherein the unit is configured to obtain the fluid concentration based on the Beer-Lambert law based on the detection signal of the photodetector, wherein the reflecting member has a translucent plate having a first surface and a second surface parallel to each other, and a reflective layer formed only on the first surface of the translucent plate, the first A step of measuring the reflectance when light of the same wavelength is applied to each of the surface and the second surface, wherein the light of the same wavelength is measured to each of the first surface and the second surface. A step of measuring the reflectance when irradiating light, wherein the reflectance when the first surface is irradiated and the reflectance when the second surface is irradiated are different wavelengths a step of measuring the reflectance by irradiating the first surface and the second surface with light of a first wavelength, and applying the specified light of the first wavelength to the reflecting member and identifying the front and back of the reflecting member by irradiating with and measuring the reflectance.

ある実施形態において、上記の表裏識別方法は、前記第1の波長が特定できるまで、波長を変化させて第1の面および第2の面に同波長の光を照射して反射率の測定を行う工程を含む。 In one embodiment, the above-described front/back identification method includes measuring the reflectance by irradiating the first surface and the second surface with light of the same wavelength while changing the wavelength until the first wavelength can be specified. including the step of

ある実施形態において、前記反射部材は、前記透光性プレートとしてのサファイアプレートに、前記反射層としての誘電体多層膜を設けることによって形成されており、前記第1の波長は300nm以下である。 In one embodiment, the reflecting member is formed by providing a dielectric multilayer film as the reflecting layer on a sapphire plate as the translucent plate, and the first wavelength is 300 nm or less.

ある実施形態において、前記第1の波長は280nm以下である。 In one embodiment, the first wavelength is 280 nm or less.

ある実施形態において、前記反射率の測定を行う工程は、前記第1の波長を特定するために、照射する光の波長を少なくとも280nm~320nmの範囲で変化させて光を照射する工程を含む。 In one embodiment, the step of measuring the reflectance includes the step of irradiating light by varying the wavelength of the irradiating light within a range of at least 280 nm to 320 nm in order to specify the first wavelength.

あるいは、本発明の他の実施形態による反射部材の表裏識別方法は、被測定流体が流れる流路を有する測定セルと、前記測定セルへの入射光を発する光源と、前記測定セルに入射した光を反射する反射部材と、前記反射部材によって反射され前記測定セルから出射した光を検出する光検出器と、前記光検出器の出力に基づいて前記被測定流体の濃度を演算する演算部とを備え、前記演算部が、前記光検出器の検出信号に基づいて、ランベルト・ベールの法則に基づいて流体濃度を求めるように構成されている濃度測定装置において行う反射部材の表裏識別方法であって、前記反射部材は、互いに平行な第1の面および第2の面を有する透光性プレートと、前記透光性プレートの第1の面のみに形成された反射層とを有しており、前記第1の面に対して第1の波長の光を照射したときの反射率と、第2の面に対して前記第1の波長の光を照射したときの反射率とが異なっており、前記第1の波長の光を照射するとともに反射率を測定することによって、前記反射部材の表裏を識別する。 Alternatively, a method for identifying front and back surfaces of a reflecting member according to another embodiment of the present invention comprises a measurement cell having a flow channel through which a fluid to be measured flows, a light source emitting light incident on the measurement cell, and light incident on the measurement cell. , a photodetector for detecting the light reflected by the reflecting member and emitted from the measurement cell, and a calculation unit for calculating the concentration of the fluid to be measured based on the output of the photodetector. A method for identifying the front and back surfaces of a reflecting member performed in a concentration measuring device, wherein the calculation unit is configured to obtain the fluid concentration based on the Beer-Lambert law based on the detection signal of the photodetector, , the reflecting member has a translucent plate having a first surface and a second surface parallel to each other, and a reflective layer formed only on the first surface of the translucent plate, The reflectance when the first surface is irradiated with light of the first wavelength is different from the reflectance when the second surface is irradiated with the light of the first wavelength, By irradiating the light of the first wavelength and measuring the reflectance, the front and back of the reflecting member are identified.

本発明の実施形態によれば、反射型の濃度測定装置において、片面に反射層が形成された反射部材の表裏を識別することができ、表裏を間違えて取り付けた状態で使用することを防止することができる。 According to the embodiment of the present invention, in a reflection-type density measuring device, it is possible to distinguish between the front and back of a reflection member having a reflection layer formed on one side thereof, and to prevent the device from being used in a state in which the front and back are attached by mistake. be able to.

本発明の実施形態において用いられる濃度測定装置の全体構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a concentration measuring device used in an embodiment of the present invention; FIG. 図1に示した濃度測定装置が備える測定セルの詳細構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing the detailed configuration of a measurement cell included in the concentration measuring device shown in FIG. 1; FIG. サファイアプレートの片面に反射層が形成された反射部材における入射光および反射光を示す図であり、(a)および(b)は、反射層としての誘電体多層膜が入射光反対側および入射光側に配置されている図を示し、(c)および(d)は、反射層としてのアルミニウム膜が入射光反対側および入射光側に配置されている図を示す。FIG. 4 is a diagram showing incident light and reflected light in a reflecting member having a reflective layer formed on one side of a sapphire plate; (c) and (d) show views in which the aluminum film as the reflective layer is placed on the side opposite to the incident light and on the incident light side. 図3(a)~(d)に示した各例について、波長265nmおよび365nmの光を照射したときの反射率を示す表である。FIG. 4 is a table showing reflectance when light with wavelengths of 265 nm and 365 nm is irradiated for each example shown in FIGS. 3(a) to 3(d). FIG. 入射光波長と反射部材の反射率との関係を示すグラフであり、(a)は誘電体多層膜が入射光側に配置されている場合のグラフであり、(b)は誘電体多層膜が入射光の反対側に配置されている場合のグラフである。2 is a graph showing the relationship between the wavelength of incident light and the reflectance of a reflecting member, where (a) is a graph when the dielectric multilayer film is arranged on the incident light side, and (b) is a graph when the dielectric multilayer film is disposed on the incident light side; It is a graph when it is arranged on the opposite side of the incident light. 二芯式の反射型濃度測定装置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a two-core reflection-type density measuring device;

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本発明の実施形態で用いられる濃度測定装置100の全体構成を示す模式図である。濃度測定装置100は、ガス供給ラインに組み込まれる測定セル4を有する高温ガスユニット50と、高温ガスユニット50と離間して配置され光源1および演算部8などを含む電気ユニット52とを備えている。高温ガスユニット50と電気ユニット52とは、光ファイバ10aおよびセンサケーブル10bによって接続されている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a concentration measuring device 100 used in an embodiment of the present invention. The concentration measuring apparatus 100 includes a hot gas unit 50 having a measuring cell 4 incorporated in a gas supply line, and an electric unit 52 spaced apart from the hot gas unit 50 and including a light source 1 and a computing unit 8. . The hot gas unit 50 and the electric unit 52 are connected by an optical fiber 10a and a sensor cable 10b.

高温ガスユニット50は、被測定流体の種類によって例えば100℃~150℃程度にまで加熱される可能性があるが、これと離間する電気ユニット52は典型的には室温(クリーンルーム雰囲気等)に維持されている。被測定流体としては、例えば、トリメチルガリウム(TMGa)やトリメチルアルミニウム(TMAl)等の有機金属材料を含んだプロセスガスが挙げられる。なお、ここでは「高温ガスユニット」としているが、必ずしも高温になるとは限らず、常温(室温)や常温以下のガスを用いる場合は、高温にならない(加熱しない)状態で使用する場合もある。 The high-temperature gas unit 50 may be heated to, for example, about 100° C. to 150° C. depending on the type of fluid to be measured. It is Examples of fluids to be measured include process gases containing organometallic materials such as trimethylgallium (TMGa) and trimethylaluminum (TMAl). Although it is referred to as a "high temperature gas unit" here, it does not always reach a high temperature, and when using a gas at normal temperature (room temperature) or below normal temperature, it may be used in a state where it does not reach a high temperature (is not heated).

また、図示する態様において、電気ユニット52には、デバイスネット通信などによって、外部制御装置54が接続されている。外部制御装置54は、濃度測定装置100に動作制御信号を送信したり、濃度測定装置100から測定濃度信号を受信したりすることができる。 In the illustrated embodiment, the electric unit 52 is also connected to an external control device 54 via device net communication or the like. The external control device 54 can send operation control signals to the concentration measuring device 100 and receive measured concentration signals from the concentration measuring device 100 .

高温ガスユニット50には、被測定流体の流入口4a、流出口4bおよび長手方向に延びる流路4cを有し、流路4cに接する透光性の窓部(透光性プレート)3が設けられた測定セル4が設けられている。また、測定セル4には、入射した光を反射させるための反射部材5が設けられている。本明細書において、光とは、可視光線のみならず、少なくとも赤外線、紫外線を含み、任意の波長の電磁波を含み得る。また、透光性とは、測定セル4に入射させる前記の光に対する内部透過率が濃度測定を行い得る程度に十分に高いことを意味する。 The high-temperature gas unit 50 has an inflow port 4a, an outflow port 4b, and a flow path 4c extending in the longitudinal direction for the fluid to be measured, and is provided with a translucent window (translucent plate) 3 in contact with the flow path 4c. A measuring cell 4 is provided. Further, the measuring cell 4 is provided with a reflecting member 5 for reflecting incident light. As used herein, light includes not only visible light but also at least infrared rays and ultraviolet rays, and may include electromagnetic waves of any wavelength. The translucency means that the internal transmittance of the light incident on the measuring cell 4 is sufficiently high enough to measure the density.

測定セル4の窓部3は、窓押さえ部材30によってセル本体40に固定されており、窓押さえ部材30には、光ファイバ10aが接続されたコリメータ6が取り付けられている。コリメータ6は、コリメータレンズ6aを有しており、光源1からの光を測定セル4に平行光として入射させることができ、また、コリメータ6は、反射部材5からの反射光を受光することができる。コリメータ6は、測定セル4を流れる被測定対象のガスが高温のときにも破損なく高精度に濃度測定を行えるように設計されている。 The window portion 3 of the measurement cell 4 is fixed to the cell body 40 by a window pressing member 30, and the window pressing member 30 is attached with the collimator 6 to which the optical fiber 10a is connected. The collimator 6 has a collimator lens 6 a and can make the light from the light source 1 enter the measurement cell 4 as parallel light, and the collimator 6 can receive the reflected light from the reflecting member 5 . can. The collimator 6 is designed so that even when the gas to be measured flowing through the measuring cell 4 is at a high temperature, the concentration can be measured with high accuracy without damage.

また、本実施形態では、高温ガスユニット50において、測定セル4内を流れる被測定流体の圧力を検出するための圧力センサ20が設けられている。圧力センサ20は、本実施形態では、測定セル4の流出口4bの下流側に配置されているが、測定セル4の上流側に設けられていてもよいし、測定セル4の流路4cの途中に設けられていてもよい。圧力センサ20は、測定セル4内の流路4cに存在する流体の圧力を測定できる限り、任意の態様を有していてよく、公知の種々の圧力センサを利用することができる。また、測定セル4には、被測定流体の温度を測定するための温度センサ11(測温抵抗体、サーミスタ、熱電対など)が設けられている。圧力センサ20および温度センサ11の出力は、センサケーブル10bを介して電気ユニット52に入力される。温度センサ11は、本実施形態では流出口4bの近傍に配置されているが、流路4c内に存在する流体の温度が測定できれば良く、流入口4a付近、あるいは、圧力センサ20の近傍や窓部3に設置されていても良い。 Further, in this embodiment, the high-temperature gas unit 50 is provided with a pressure sensor 20 for detecting the pressure of the fluid to be measured flowing through the measurement cell 4 . Although the pressure sensor 20 is arranged downstream of the outlet 4b of the measurement cell 4 in this embodiment, it may be arranged upstream of the measurement cell 4, or may be arranged upstream of the flow path 4c of the measurement cell 4. It may be provided in the middle. The pressure sensor 20 may have any form as long as it can measure the pressure of the fluid existing in the flow path 4c in the measurement cell 4, and various known pressure sensors can be used. The measurement cell 4 is also provided with a temperature sensor 11 (a temperature sensor, a thermistor, a thermocouple, etc.) for measuring the temperature of the fluid to be measured. The outputs of pressure sensor 20 and temperature sensor 11 are input to electric unit 52 via sensor cable 10b. Although the temperature sensor 11 is arranged near the outflow port 4b in this embodiment, it is sufficient if the temperature of the fluid existing in the flow path 4c can be measured. It may be installed in the section 3.

電気ユニット52には、測定セル4内に入射させる光を発生する光源1と、測定セル4から出射した光を受光する測定光検出器7と、測定光検出器7から出力される、受光した光の強度に応じた検出信号に基づいて被測定流体の濃度を演算するように構成された演算部8と、光源1からの参照光を受光する参照光検出器9とが設けられている。 The electrical unit 52 includes a light source 1 for generating light incident on the measuring cell 4 , a measuring light detector 7 for receiving light emitted from the measuring cell 4 , and a light source output from the measuring light detector 7 . A calculation unit 8 configured to calculate the concentration of the fluid to be measured based on a detection signal corresponding to the intensity of light, and a reference light detector 9 receiving reference light from the light source 1 are provided.

本実施形態では、測定光検出器7と参照光検出器9とがビームスプリッタ12を挟んで対向して配置されている。ビームスプリッタ12は、光源1からの光の一部を参照光検出器9に入射させ、また、測定セル4からの検出光を測定光検出器7に入射させる。測定光検出器7および参照光検出器9を構成する受光素子としては、フォトダイオードやフォトトランジスタが好適に用いられる。 In this embodiment, the measurement light detector 7 and the reference light detector 9 are arranged to face each other with the beam splitter 12 interposed therebetween. The beam splitter 12 causes part of the light from the light source 1 to enter the reference photodetector 9 and the detected light from the measurement cell 4 to enter the measurement photodetector 7 . Photodiodes and phototransistors are preferably used as the light receiving elements that constitute the measurement light detector 7 and the reference light detector 9 .

演算部8は、例えば、回路基板PCB上に設けられたプロセッサやメモリなどによって構成され、入力信号に基づいて所定の演算を実行するコンピュータプログラムを含み、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現され得る。 The calculation unit 8 is configured by, for example, a processor and memory provided on the circuit board PCB, includes a computer program that executes a predetermined calculation based on an input signal, and can be realized by a combination of hardware and software. .

光源1は、本実施形態では、2つの発光素子13A、13Bを用いて構成されており、発光素子13A、13Bは互いに異なる波長の紫外光を発するLEDである。発光素子13A、13Bには、発振回路を用いて異なる周波数の駆動電流が流され、周波数解析(例えば、高速フーリエ変換やウェーブレット変換)を行うことによって、測定光検出器7が検出した検出信号から、各波長成分に対応した光の強度を測定することができる。発光素子13A、13Bが発する光は、WDM(波長分割多重方式)の合波器14によって合成されて測定セル4に入射される。発光素子13Aの光の波長は例えば300nmであり、発光素子13Bの光の波長は例えば365nmである。 In this embodiment, the light source 1 is configured using two light emitting elements 13A and 13B, and the light emitting elements 13A and 13B are LEDs that emit ultraviolet light of different wavelengths. Drive currents of different frequencies are supplied to the light emitting elements 13A and 13B using an oscillation circuit, and frequency analysis (for example, fast Fourier transform or wavelet transform) is performed to obtain the detection signal detected by the measurement photodetector 7. , the intensity of light corresponding to each wavelength component can be measured. The lights emitted by the light emitting elements 13A and 13B are combined by a WDM (Wavelength Division Multiplexing) multiplexer 14 and enter the measurement cell 4 . The wavelength of light from the light emitting element 13A is, for example, 300 nm, and the wavelength of light from the light emitting element 13B is, for example, 365 nm.

発光素子13A、13Bとしては、LED以外の発光素子、例えばLD(レーザダイオード)を用いることもできる。また、複数の異なる波長の合波光を光源に用いる代わりに、単一波長の光源を利用することもでき、この場合、合波器や周波数解析回路は省略することができる。発光素子は、3つ以上設けられていてもよいし、選択された任意の発光素子のみを用いて入射光を生成するように構成されていてもよい。また、合波器14には図示するように測温抵抗体14aが取り付けられていてもよい。さらに、発光素子が発する光は、紫外光にかぎらず、可視光や赤外光であっても良い。 As the light emitting elements 13A and 13B, light emitting elements other than LEDs, such as LDs (laser diodes), can be used. Also, instead of using a light source with multiple different wavelengths, a light source with a single wavelength can be used. In this case, the multiplexer and the frequency analysis circuit can be omitted. Three or more light emitting elements may be provided, or only selected arbitrary light emitting elements may be used to generate incident light. Further, the multiplexer 14 may be attached with a resistance temperature detector 14a as shown in the figure. Furthermore, the light emitted by the light emitting element is not limited to ultraviolet light, and may be visible light or infrared light.

濃度測定装置100において、光源1と測定セル4とは、導光部材である光ファイバ10aによって接続されている。光源1からの光は、光ファイバ10aによって測定セル4の窓部3に導光される。また、光ファイバ10aは、反射部材5によって反射された光を測定光検出器7に導光する機能も兼ね備えている。光ファイバ10aは、入射光用の光ファイバと検出光用の光ファイバとを含むものであってもよいし、光ファイババンドルの態様で提供されるものであってもよい。また、別の態様において、入射光を測定セル4に導光するための光ファイバと、測定セル4から出射した光を導光するための光ファイバとは、別個に設けられていてもよい(図6参照)。 In the concentration measuring apparatus 100, the light source 1 and the measuring cell 4 are connected by an optical fiber 10a as a light guide member. Light from the light source 1 is guided to the window portion 3 of the measurement cell 4 by the optical fiber 10a. The optical fiber 10 a also has the function of guiding the light reflected by the reflecting member 5 to the measurement light detector 7 . The optical fiber 10a may include an optical fiber for incident light and an optical fiber for detection light, or may be provided in the form of an optical fiber bundle. In another aspect, the optical fiber for guiding the incident light to the measurement cell 4 and the optical fiber for guiding the light emitted from the measurement cell 4 may be separately provided ( See Figure 6).

図2は、測定セル4のより詳細な構成を示す断面図である。測定セル4は、ステンレス製のセル本体(セルブロック)40において形成されており、セル本体40には、ガスケット等を介して後段ブロック45が接続されている。後段ブロック45の流路には圧力センサ20が取り付けられている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a more detailed configuration of the measurement cell 4. As shown in FIG. The measurement cell 4 is formed in a cell body (cell block) 40 made of stainless steel, and a post-stage block 45 is connected to the cell body 40 via a gasket or the like. A pressure sensor 20 is attached to the channel of the rear block 45 .

測定セル4の流入口4aと流出口4bとは流路4cの両側(図面における流路4cの右側と左側)に配置され、ガス供給ラインに組み込まれたときに、濃度測定装置100は全体として水平方向にガスを流すように構成されているのに対して、流路4cは、ガス供給ラインにおける全体の流れ方向に直交する方向に延びている。本明細書では、このような構成を、縦型の測定セル4と呼んでいる。縦型の測定セル4を用いれば、ガス供給ラインに組み込まれたときに省スペース化を実現できるとともに、メンテナンスがしやすいという利点が得られる。なお、図示する測定セル4では、流入口4aが反射部材5の近傍に配置され、流出口4bが窓部3の近傍に配置されているが、他の態様において、流入口4aが窓部3の近傍に配置され、流出口4bが反射部材5の近傍に配置されていてもよく、また流路4cは必ずしも全体の流れ方向に対して直交する方向に延びなければならないと言うことはない。 The inlet 4a and the outlet 4b of the measurement cell 4 are arranged on both sides of the flow path 4c (on the right and left sides of the flow path 4c in the drawing). While the gas is configured to flow horizontally, the flow path 4c extends in a direction orthogonal to the overall flow direction in the gas supply line. Such a configuration is referred to herein as a vertical measuring cell 4 . The use of the vertical measuring cell 4 has the advantages of being able to save space when incorporated in the gas supply line and of facilitating maintenance. In the illustrated measurement cell 4, the inlet 4a is arranged near the reflecting member 5, and the outlet 4b is arranged near the window 3. In another embodiment, the inlet 4a is arranged near the window 3 , and the outlet 4b may be arranged near the reflecting member 5, and the flow path 4c does not necessarily have to extend in a direction perpendicular to the overall flow direction.

窓部3としては、紫外光等の濃度測定に用いる検出光に対して耐性および高透過率を有し、機械的・化学的に安定なサファイアが好適に用いられるが、他の安定な素材、例えば石英ガラスを用いることもできる。測定セル4のセル本体40(流路形成部)は例えばSUS316L製であってよいし、流れる被測定流体によっては、SUS316Lのようなステンレス鋼以外の金属や非金属、非鉄金属材料等を用いても良い。窓部3は、本実施形態では、ガスケット15を介して、窓押さえ部材30によってセル本体40の凹部に固定されている。 As the window part 3, sapphire, which has resistance to detection light used for concentration measurement such as ultraviolet light and high transmittance, and is mechanically and chemically stable, is preferably used. For example, quartz glass can also be used. The cell body 40 (flow path forming portion) of the measurement cell 4 may be made of, for example, SUS316L. Also good. In this embodiment, the window portion 3 is fixed to the concave portion of the cell body 40 by the window pressing member 30 via the gasket 15 .

また、測定セルの窓部3の反対側の端部に配置された反射部材5は、押さえ部材32によって、ガスケット16を介して、セル本体40の下面に設けられた取り付け凹部の支持面に固定されている。反射部材5の反射面は、入射光の進行方向または流路の中心軸4xに対して垂直になるように設けられており、反射光は入射光と実質的に同じ光路を通って窓部3へと反射される。 The reflecting member 5 arranged at the opposite end of the window 3 of the measurement cell is fixed to the supporting surface of the mounting recess provided on the lower surface of the cell body 40 by the pressing member 32 via the gasket 16. It is The reflecting surface of the reflecting member 5 is provided so as to be perpendicular to the traveling direction of the incident light or the central axis 4x of the flow path, and the reflected light passes through substantially the same optical path as the incident light and reaches the window portion 3. reflected to

本実施形態において、反射部材5としては、サファイアプレートの片面に、反射層としての誘電体多層膜が形成されたものが用いられている。誘電体多層膜を用いれば、特定波長域の光(例えば近紫外線)を選択的に反射させることができる。誘電体多層膜は、屈折率の異なる複数の光学被膜の積層体(例えば、高屈折率薄膜と低屈折率薄膜との積層体)によって構成されるものであり、各層の厚さや屈折率を適宜選択することによって、特定の波長の光を反射したり透過させたりすることができる。 In this embodiment, as the reflecting member 5, a sapphire plate having a dielectric multilayer film as a reflecting layer formed on one side thereof is used. By using a dielectric multilayer film, it is possible to selectively reflect light in a specific wavelength range (for example, near-ultraviolet rays). A dielectric multilayer film is composed of a laminate of a plurality of optical films with different refractive indices (for example, a laminate of a high refractive index thin film and a low refractive index thin film), and the thickness and refractive index of each layer are appropriately adjusted. By selection, specific wavelengths of light can be reflected or transmitted.

また、誘電体多層膜は、任意の割合で光を反射させることができる。そこで、入射した光を100%反射するのではなく、一部(例えば10%)は透過するようにし、反射部材5の下部に設置した光検出器または光検出器に接続された光学機器によって、透過した光を受光することもできる。反射部材5を透過した光は参照光として利用することができ、上記の光検出器を図1に示した参照光検出器9の代替とすることも可能である。 Moreover, the dielectric multilayer film can reflect light at an arbitrary ratio. Therefore, instead of reflecting 100% of the incident light, a part (for example, 10%) of the incident light is transmitted, and a photodetector installed below the reflecting member 5 or an optical device connected to the photodetector It can also receive transmitted light. The light transmitted through the reflecting member 5 can be used as reference light, and the above photodetector can be used as a substitute for the reference light detector 9 shown in FIG.

反射部材5は、例えば、直径10~20mm(より具体的には直径約16mm)、厚さ1.0~2.0mm(より具体的には厚さ約1.8mm)の寸法を有するサファイア製の円形プレートの片面に、誘電体多層膜を形成することによって作製される。誘電体多層膜は、例えば、TiO2、Ta25、Al23、SiO2、MgF2などの酸化物やフッ化物から形成され、反射波長に対応する屈折率および厚さを有するように高屈折率薄膜と低屈折率薄膜とを蒸着などにより交互に積層することで形成される。誘電体多層膜の厚さは層数(例えば数層から数十層)によって異なるが、例えば300nm~5μmである。 The reflecting member 5 is made of sapphire and has dimensions of, for example, a diameter of 10 to 20 mm (more specifically, a diameter of about 16 mm) and a thickness of 1.0 to 2.0 mm (more specifically, a thickness of about 1.8 mm). It is produced by forming a dielectric multilayer film on one side of a circular plate. The dielectric multilayer film is made of, for example, oxides or fluorides such as TiO2 , Ta2O5 , Al2O3 , SiO2 , MgF2 , and has a refractive index and thickness corresponding to the reflection wavelength. It is formed by alternately laminating a high refractive index thin film and a low refractive index thin film by vapor deposition or the like. The thickness of the dielectric multilayer film is, for example, 300 nm to 5 μm, depending on the number of layers (for example, several to several tens of layers).

以上に説明した測定セル4において、測定セル4内を往復して伝播する光の光路長は、窓部3の表面と反射部材5の表面との距離の2倍によって規定することができる。濃度測定装置100において、測定セル4に入射され、その後、反射部材5によって反射された光は、測定セル4内の流路4cに存在するガスによって、ガスの濃度に依存した大きさで吸収される。そして、演算部8(図1参照)は、測定光検出器7からの検出信号を周波数解析することによって、当該吸収波長λでの吸光度Aλを測定することができ、さらに、以下の式(1)に示すランベルト・ベールの法則に基づいて、吸光度Aλからガス濃度Cを算出することができる。
Aλ=-log10(I/I0)=αLC ・・・(1)
In the measuring cell 4 described above, the optical path length of light propagating back and forth in the measuring cell 4 can be defined by twice the distance between the surface of the window portion 3 and the surface of the reflecting member 5 . In the concentration measuring apparatus 100, the light incident on the measuring cell 4 and then reflected by the reflecting member 5 is absorbed by the gas present in the flow path 4c in the measuring cell 4 to an extent that depends on the concentration of the gas. be. Then, the calculation unit 8 (see FIG. 1) can measure the absorbance Aλ at the absorption wavelength λ by frequency-analyzing the detection signal from the measurement photodetector 7, and further, the following formula (1 ), the gas concentration C can be calculated from the absorbance Aλ based on the Beer-Lambert law shown in FIG.
Aλ=−log 10 (I/I 0 )=αLC (1)

上記の式(1)において、I0は測定セルに入射する入射光の強度、Iは測定セル内のガス中を通過した光の強度、αはモル吸光係数(m2/mol)、Lは測定セルの光路長(m)、Cは濃度(mol/m3)である。モル吸光係数αは物質によって決まる係数である。 In the above formula (1), I 0 is the intensity of incident light entering the measurement cell, I is the intensity of light that has passed through the gas in the measurement cell, α is the molar extinction coefficient (m 2 /mol), and L is The optical path length of the measuring cell (m), C is the concentration (mol/m 3 ). The molar extinction coefficient α is a coefficient determined by substances.

なお、上記式における入射光強度I0については、測定セル4内に吸光性のガスが存在しないとき(例えば、紫外光を吸収しないパージガスが充満しているときや、真空に引かれているとき)に測定光検出器7によって検出された光の強度を入射光強度I0と見なしてよい。 Regarding the incident light intensity I 0 in the above formula, when there is no light-absorbing gas in the measurement cell 4 (for example, when it is filled with a purge gas that does not absorb ultraviolet light, or when it is evacuated) ), the intensity of the light detected by the measuring photodetector 7 may be regarded as the incident light intensity I 0 .

測定セル4の光路長Lは、上記のように、窓部3と反射部材5との距離の2倍として規定することができるので、光入射窓と光出射窓とを測定セルの両端部に備える従来の濃度測定装置に比べて、2倍の光路長を得ることができる。これにより、小型化したにも関わらず、測定精度を向上させることができる。また、濃度測定装置100では、測定セル4の片側に設けた1つの窓部3を介して1つの光学機器のみを用いて光入射および受光を行うので、部品点数を削減することができる。 Since the optical path length L of the measuring cell 4 can be defined as twice the distance between the window portion 3 and the reflecting member 5 as described above, the light entrance window and the light exit window are placed at both ends of the measuring cell. A double optical path length can be obtained as compared with the conventional densitometer provided. Thereby, the measurement accuracy can be improved in spite of the miniaturization. Further, in the concentration measuring apparatus 100, light is incident and received using only one optical device through one window 3 provided on one side of the measuring cell 4, so the number of parts can be reduced.

さらに、濃度測定装置100では、圧力センサ20が設けられており、測定セル4内のガスの圧力を測定することができる。したがって、圧力センサ20からの出力に基づいて、光検出器の出力によって測定された吸光度を所定圧力(例えば、1気圧)のときの吸光度に補正することができる。そして、補正した吸光度に基づいて、特許文献3に記載の濃度測定装置と同様に、ランベルト・ベールの法則から、被測定流体の濃度を演算により求めることができる。このように、演算部8が、測定光検出器7および圧力センサ20を用いて被測定流体の濃度を演算するので、濃度測定をより精度よく行うことができる。なお、測定セル4を流れるガスの温度を測定する温度センサ11(図1参照)を設けているので、温度による補正をさらに行って濃度検出を行うこともできる。 Furthermore, the concentration measuring device 100 is provided with a pressure sensor 20 that can measure the pressure of the gas within the measuring cell 4 . Therefore, based on the output from the pressure sensor 20, the absorbance measured by the output of the photodetector can be corrected to the absorbance at a predetermined pressure (for example, 1 atm). Then, based on the corrected absorbance, the concentration of the fluid to be measured can be calculated from the Beer-Lambert law in the same manner as the concentration measuring device described in Patent Document 3. In this manner, since the calculation unit 8 calculates the concentration of the fluid to be measured using the measurement light detector 7 and the pressure sensor 20, the concentration can be measured with higher accuracy. Since a temperature sensor 11 (see FIG. 1) for measuring the temperature of the gas flowing through the measurement cell 4 is provided, it is also possible to perform concentration detection by further performing temperature correction.

以下、上記の濃度測定装置100において用いられる、誘電体多層膜が片面に設けられた反射部材5の表裏を識別する方法を説明する。 A method for identifying the front and back of the reflecting member 5 having a dielectric multilayer film on one side thereof, which is used in the density measuring apparatus 100, will be described below.

図3(a)および(b)は、サファイアプレート(透光性プレート)の片面に誘電体多層膜が形成された反射部材において、サファイアプレート5a1の入射光側と反対側の面に誘電体多層膜5b1が形成されている場合(図3(a))と、サファイアプレート5a2の入射光側の面に誘電体多層膜5b2が形成されている場合(図3(b))とを示す図である。 FIGS. 3(a) and 3(b) show a reflective member having a dielectric multilayer film formed on one side of a sapphire plate (translucent plate). FIG. 3A shows a case where a film 5b1 is formed and a case where a dielectric multilayer film 5b2 is formed on the incident light side surface of a sapphire plate 5a2 (FIG. 3B). be.

図3(a)に示すように、反対側の面に誘電体多層膜5b1が設けられている場合、サファイアプレート5a1を透過した入射光が誘電体多層膜5b1によって反射される。一方、図3(b)に示すように、光入射側の面に誘電体多層膜5b2が設けられている場合、入射光は、サファイアプレート5a2を透過せずに誘電体多層膜5b2によって直接的に反射される。 As shown in FIG. 3A, when the dielectric multilayer film 5b1 is provided on the opposite surface, incident light transmitted through the sapphire plate 5a1 is reflected by the dielectric multilayer film 5b1. On the other hand, when the dielectric multilayer film 5b2 is provided on the light incident surface as shown in FIG. reflected to

また、図3(c)および(d)は、サファイアプレートの片面にアルミニウム膜が形成された反射部材において、サファイアプレート5a1の入射光側と反対側の面にアルミニウム膜5c1が形成されている場合(図3(c))と、サファイアプレート5a2の入射光側の面にアルミニウム膜5c2が形成されている場合(図3(d))とを示す図である。 FIGS. 3(c) and 3(d) show the case where an aluminum film 5c1 is formed on the surface of the sapphire plate 5a1 opposite to the incident light side in the reflecting member having the aluminum film formed on one surface of the sapphire plate. 3(c)) and a case where an aluminum film 5c2 is formed on the incident light side surface of the sapphire plate 5a2 (FIG. 3(d)).

図4は、図3(a)~(d)に示したそれぞれの場合において、入射光波長を265nmまたは365nmとしたときの、反射率(%)を示す表である。反射率(%)は、例えば、濃度測定装置100において、測定セル4の内部に吸光性のガスが存在しない状態で、光源1から265nmまたは365nmの紫外光を入射させたときの、測定光検出器7の出力と参照光検出器9の出力とから求めることができる。 FIG. 4 is a table showing the reflectance (%) when the incident light wavelength is 265 nm or 365 nm in each of the cases shown in FIGS. 3(a) to 3(d). The reflectance (%) is, for example, measured light detection when ultraviolet light of 265 nm or 365 nm is incident from the light source 1 in a state where no light absorbing gas exists inside the measurement cell 4 in the concentration measurement device 100. It can be obtained from the output of the detector 7 and the output of the reference photodetector 9 .

図4からわかるように、サファイアプレート5a1の入射光側と反対側の面に誘電体多層膜5b1を設けた場合(a)において、265nmの光の反射率は18%と比較的小さいのに対して、365nmの光の反射率は89%と比較的大きくなっている。 As can be seen from FIG. 4, in the case (a) in which the dielectric multilayer film 5b1 is provided on the surface of the sapphire plate 5a1 opposite to the incident light side, the reflectance of light at 265 nm is relatively small at 18%. Therefore, the reflectance for light of 365 nm is relatively high at 89%.

一方、サファイアプレート5a2の入射光側の面に誘電体多層膜5b2を設けた場合(b)において、265nmの光の反射率も、365nmの光の反射率も、100%となっており、いずれの波長であっても入射光が完全に反射されることがわかる。 On the other hand, when the dielectric multilayer film 5b2 is provided on the incident light side surface of the sapphire plate 5a2 (b), the reflectance for light at 265 nm and the reflectance for light at 365 nm are both 100%. It can be seen that the incident light is completely reflected even at the wavelength of .

また、サファイアプレート5a1の入射光側と反対側の面にアルミニウム膜5c1設けた場合(c)、および、サファイアプレート5a2の入射光側の面にアルミニウム膜5c2を設けた場合(d)において、265nmの光の反射率は90%および91%と比較的大きく、また、365nmの光の反射率も84%および89%と比較的大きくなっている。 In addition, when the aluminum film 5c1 is provided on the surface of the sapphire plate 5a1 opposite to the incident light side (c) and when the aluminum film 5c2 is provided on the surface of the sapphire plate 5a2 on the incident light side (d), 265 nm The reflectance of light at 365 nm is relatively high at 90% and 91%, and the reflectance at 365 nm is also relatively high at 84% and 89%.

以上の結果から、サファイアプレート5a1、5a2の片面に誘電体多層膜5b1、5b2を設けた場合において、265nmの波長の紫外光を照射して反射率を測定することによって、反射部材の表裏を識別することができることがわかる。また、誘電体多層膜5b1、5b2を設けた場合において、365nmの波長の光を照射して反射率を測定したときは、反射部材の表裏を識別することが容易ではないことがわかる。さらに、反射層としてアルミニウム膜5c1、5c2を設けた場合には、265nmおよび365nmのいずれの波長の光を照射したときにも、反射率に基づいて表裏を識別することは困難であることがわかる。 From the above results, when the dielectric multilayer films 5b1 and 5b2 are provided on one side of the sapphire plates 5a1 and 5a2, the front and back of the reflective member can be identified by irradiating ultraviolet light with a wavelength of 265 nm and measuring the reflectance. know that you can. In addition, when the dielectric multilayer films 5b1 and 5b2 are provided and the reflectance is measured by irradiating light with a wavelength of 365 nm, it is found that it is not easy to identify the front and back of the reflecting member. Furthermore, when the aluminum films 5c1 and 5c2 are provided as the reflective layers, it is difficult to distinguish between the front and back sides based on the reflectance regardless of whether the light having a wavelength of 265 nm or 365 nm is irradiated. .

図5(a)および(b)は、誘電体多層膜5b1がサファイアプレート5a1の入射光側の反対側の面(裏面と呼ぶことがある)に形成されている場合(図3(a)対応)と、誘電体多層膜5b2がサファイアプレート5a2の入射光側の面(表面と呼ぶことがある)に形成されている場合(図3(b)対応)とのそれぞれにおける、入射光波長と反射率との関係を示すグラフである。 FIGS. 5A and 5B show the case where the dielectric multilayer film 5b1 is formed on the surface of the sapphire plate 5a1 opposite to the incident light side (sometimes referred to as the back surface) (corresponding to FIG. 3A). ) and the case where the dielectric multilayer film 5b2 is formed on the surface (sometimes referred to as the surface) of the sapphire plate 5a2 on the incident light side (corresponding to FIG. 3(b)). It is a graph which shows the relationship with a rate.

図5(a)および(b)から、例えば300nm以下の波長域の光を入射させたときには、誘電体多層膜5b1、5b2が表面側に存在するか裏面側に存在するかによって、反射率が大きく異なることがわかる。なかでも290nm以下、特に280nm以下の波長では、反射率の差が非常に大きいものになることがわかる。一方、320nm~450nmの光を入射させたときには、反射率の差は小さいものであることがわかる。したがって、反射率の測定によって反射部材の表裏を識別するためには、特定の波長域(例えば230nm以上300nm以下)の光を入射させることが必要であることがわかる。なお、上記の図5(a)および(b)のグラフの結果を得た反射部材と、図4の表の結果を得た反射部材とは異なるものであり、このために、反射率の大きさは多少異なるものとなっている。 From FIGS. 5A and 5B, when light in a wavelength range of 300 nm or less, for example, is incident, the reflectance varies depending on whether the dielectric multilayer films 5b1 and 5b2 exist on the front side or the back side. It turns out that they are very different. Above all, it can be seen that at wavelengths of 290 nm or less, particularly 280 nm or less, the difference in reflectance is extremely large. On the other hand, it can be seen that the difference in reflectance is small when light of 320 nm to 450 nm is incident. Therefore, in order to identify the front and back of the reflecting member by measuring the reflectance, it is necessary to let light in a specific wavelength range (for example, 230 nm or more and 300 nm or less) be incident. The reflecting member for which the results of the graphs of FIGS. 5(a) and (b) were obtained is different from the reflecting member for which the results of the table of FIG. 4 were obtained. The height is slightly different.

このような表裏で反射率が異なる波長を特定するために、本実施形態では、透光性プレートの一方の面(第1の面と呼ぶことがある)のみに誘電体多層膜が形成されている場合において、上記一方の面と、他方の面(第2の面と呼ぶことがある)のそれぞれに対して同じ波長の光を照射したときの反射率を測定するようにしている。そして、この反射率の測定は、一方の面に対して光を照射したときの反射率と、他方の面に対して光を照射したときの反射率とが異なる波長が特定できるまで、波長を変化させて行うようにしている。この工程は、例えば、図5(a)に示したように、230nm~450nmの範囲で、少なくとも280nm~320nmの範囲を含むようにして、連続的にまたは離散的に波長を変化させながら、第1の面および第2の面のそれぞれに光を照射して反射率の測定を行うことによって実行してもよい。 In order to specify wavelengths with different reflectances on the front and back, in the present embodiment, a dielectric multilayer film is formed only on one surface (sometimes referred to as the first surface) of the translucent plate. In this case, the reflectance is measured when light of the same wavelength is applied to each of the one surface and the other surface (sometimes referred to as a second surface). The measurement of the reflectance continues until the wavelength at which the reflectance when one surface is irradiated with light and the reflectance when the other surface is irradiated with light is different. I am trying to change it. In this step, for example, as shown in FIG. 5A, the wavelength is changed continuously or discretely in the range of 230 nm to 450 nm and at least in the range of 280 nm to 320 nm. This may be done by illuminating each of the surfaces and the second surface and taking reflectance measurements.

そして、反射率に有意な差が生じる波長が特定できたときには、いずれの側に誘電体多層膜が形成されているか不明な反射部材に対して、上記の特定された波長の光を照射して反射率を測定することによって、反射部材の表裏を識別することができる。 Then, when the wavelength causing a significant difference in reflectance can be specified, the reflecting member on which the dielectric multilayer film is formed on which side is unknown is irradiated with light of the specified wavelength. By measuring the reflectance, the front and back of the reflecting member can be identified.

以上のようにして、特定波長の光を照射したときの反射率を測定することによって、透光性プレートのいずれの面に誘電体多層膜が形成されているのかを判別することができ、したがって、図1、図2に示した濃度測定装置100に反射部材5を組み込んだ後にも、光の照射および反射光の測定によってその表裏を識別することができる。このため、表裏を間違えて取り付けた結果、流路側に誘電体多層膜が配置されたまま使用されることが防止され、測定セルを流れるガスの汚染を防ぐことができる。 As described above, by measuring the reflectance when the light of a specific wavelength is irradiated, it is possible to determine on which surface of the translucent plate the dielectric multilayer film is formed. Even after the reflecting member 5 is incorporated into the density measuring apparatus 100 shown in FIGS. 1 and 2, the front and back surfaces can be identified by irradiating light and measuring the reflected light. Therefore, it is possible to prevent the dielectric multilayer film from being used with the dielectric multilayer film arranged on the flow path side as a result of attaching the front and back in a wrong way, and it is possible to prevent contamination of the gas flowing through the measurement cell.

また、上記の第1の面に照射したときの反射率と第2の面に照射したときの反射率とが異なる光の波長または波長帯が予め判っている場合には、単に、当該波長の光を照射するとともに反射率を測定することによって、反射部材の表裏を識別することができる。表裏識別のために用いる光を発する光源は、濃度測定装置における濃度測定用の光源に含まれるものであってもよいし、別途設けられたものであってもよい。 Further, when the wavelength or wavelength band of the light at which the reflectance when irradiated on the first surface and the reflectance when irradiated on the second surface are different is known in advance, simply By irradiating light and measuring the reflectance, the front and back of the reflecting member can be identified. A light source that emits light used for front/back identification may be included in the light source for density measurement in the density measurement device, or may be provided separately.

以上、本発明の実施形態による濃度測定装置を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定解釈されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Although the concentration measuring device according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記には図1に示したように、入射光と出射光とを1本の光ファイバ10aで導光する装置を用いる態様を説明したが、二芯式の濃度測定装置を用いることも好適である。このような二芯式の濃度測定装置は、例えば、特許文献3(図8等)に記載されている。 For example, as shown in FIG. 1, a mode using a device that guides incident light and outgoing light with a single optical fiber 10a has been described above, but a two-core concentration measuring device can also be used. preferred. Such a two-core concentration measuring device is described, for example, in Patent Document 3 (FIG. 8, etc.).

図6に示すように、二芯式の濃度測定装置では、測定セル4と、電気ユニット52とが、入射光ファイバ10cと出射光ファイバ10dとによって接続されている(ここでは、測定セル4に設けた温度センサおよびこれに接続されるセンサケーブル等は省略している)。発光素子13A、13Bからの光は、入射用ファイバ10cによって導光され、窓部3を介して測定セル4に入射される。また、反射部材5によって反射され測定セル4から出射した測定光は、出射光ファイバ10dによって導光され、測定光検出器7で受光される。このように入射光と出射光とを別経路で導光することによって、迷光の影響を低減し得る。また、図6に示すように、窓部3の窓面法線方向をコリメータの光軸方向から例えば1~5°程度傾けて配置することによって、迷光の発生を低減し得る。また、測定セル4のガス流入口とガス流出口とは、図1に示した態様とは異なり、測定セル4の同じ側面に設けられていてもよい。 As shown in FIG. 6, in the two-core concentration measuring apparatus, the measuring cell 4 and an electric unit 52 are connected by an incident optical fiber 10c and an exiting optical fiber 10d (here, the measuring cell 4 The provided temperature sensor and the sensor cable connected thereto are omitted). The light from the light emitting elements 13A and 13B is guided by the incident fiber 10c and enters the measuring cell 4 through the window 3. As shown in FIG. Further, the measuring light reflected by the reflecting member 5 and emitted from the measuring cell 4 is guided by the emitting optical fiber 10 d and received by the measuring light detector 7 . The influence of stray light can be reduced by guiding the incident light and the emitted light through different paths in this way. Further, as shown in FIG. 6, by arranging the normal direction of the window surface of the window portion 3 at an angle of, for example, about 1 to 5 degrees from the optical axis direction of the collimator, the generation of stray light can be reduced. Also, the gas inlet and the gas outlet of the measuring cell 4 may be provided on the same side of the measuring cell 4, unlike the embodiment shown in FIG.

本発明の実施形態にかかる表裏識別方法は、例えば、反射型の濃度測定装置に組み込まれた反射部材の表裏を識別するために好適に利用される。 The front/back identification method according to the embodiment of the present invention is suitably used, for example, for identifying the front/back of a reflecting member incorporated in a reflection-type density measuring apparatus.

1 光源
3 窓部
4 測定セル
4a 流入口
4b 流出口
4c 流路
5 反射部材
5a1、5a2 サファイアプレート
5b1、5b2 誘電体多層膜
5c1、5c2 アルミニウム膜
6 コリメータ
7 測定光検出器
8 演算部
9 参照光検出器
10a 光ファイバ
10b センサケーブル
11 温度センサ
100 濃度測定装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 3 window 4 measurement cell 4a inlet 4b outlet 4c channel 5 reflective member 5a1, 5a2 sapphire plate 5b1, 5b2 dielectric multilayer film 5c1, 5c2 aluminum film 6 collimator 7 measurement light detector 8 calculator 9 reference light Detector 10a Optical fiber 10b Sensor cable 11 Temperature sensor 100 Concentration measuring device

Claims (5)

被測定流体が流れる流路を有する測定セルと、前記測定セルへの入射光を発する光源と、前記測定セルに入射した光を反射する反射部材と、前記反射部材によって反射され前記測定セルから出射した光を検出する光検出器と、前記光検出器の出力に基づいて前記被測定流体の濃度を演算する演算部とを備え、前記演算部が、前記光検出器の検出信号に基づいて、ランベルト・ベールの法則に従って流体濃度を求めるように構成されている濃度測定装置において行う反射部材の表裏識別方法であって、
前記反射部材は、互いに平行な第1の面および第2の面を有する透光性プレートと、前記透光性プレートの第1の面のみに形成された反射層とを有しており、
前記第1の面および前記第2の面のそれぞれに対して同波長の光を照射したときの反射率を測定する工程であって、前記第1の面に対して照射したときの反射率と、前記第2の面に対して照射したときの反射率とが異なる波長である第1の波長の光を前記第1の面および前記第2の面に照射して反射率の測定を行う工程と、
前記反射部材に対して、前記第1の波長の光を照射するとともに前記反射率を測定することによって、前記反射部材の表裏を識別する工程と
を含み、
前記反射部材は、前記透光性プレートとしてのサファイアプレートに、前記反射層としての誘電体多層膜を設けることによって形成されており、前記第1の波長の光は紫外光である、反射部材の表裏識別方法。
A measuring cell having a flow path through which a fluid to be measured flows, a light source emitting light incident on the measuring cell, a reflecting member reflecting the light incident on the measuring cell, and being reflected by the reflecting member and emitted from the measuring cell. a photodetector for detecting the emitted light; and a computing unit for computing the concentration of the fluid to be measured based on the output of the photodetector, wherein the computing unit, based on the detection signal of the photodetector, A method for identifying the front and back surfaces of a reflecting member in a concentration measuring device configured to determine the concentration of a fluid according to Beer-Lambert's law, comprising:
The reflective member has a translucent plate having a first surface and a second surface parallel to each other, and a reflective layer formed only on the first surface of the translucent plate,
A step of measuring the reflectance when light of the same wavelength is applied to each of the first surface and the second surface, wherein the reflectance when the first surface is irradiated and the and measuring the reflectance by irradiating the first surface and the second surface with light having a first wavelength, which is a wavelength different from the reflectance when the second surface is irradiated. and,
identifying the front and back of the reflecting member by irradiating the reflecting member with light of the first wavelength and measuring the reflectance ,
The reflecting member is formed by providing a dielectric multilayer film as the reflecting layer on a sapphire plate as the translucent plate, and the light of the first wavelength is ultraviolet light. Front and back identification method.
記第1の波長は300nm以下である、請求項1に記載の反射部材の表裏識別方法。 2. The method for identifying front and back surfaces of a reflecting member according to claim 1, wherein said first wavelength is 300 nm or less. 前記第1の波長は280nm以下である、請求項2に記載の反射部材の表裏識別方法。 3. The method for identifying front and back sides of a reflecting member according to claim 2, wherein said first wavelength is 280 nm or less. 前記反射率の測定を行う工程は、前記第1の波長を特定するために、照射する光の波長を少なくとも280nm~320nmの範囲で変化させて光を照射する工程を含む、請求項2または3に記載の反射部材の表裏識別方法。 4. The step of measuring the reflectance includes the step of irradiating light by changing the wavelength of the light to be irradiated in a range of at least 280 nm to 320 nm in order to specify the first wavelength. 2. The front/back identification method of the reflecting member according to 1. 被測定流体が流れる流路を有する測定セルと、前記測定セルへの入射光を発する光源と、前記測定セルに入射した光を反射する反射部材と、前記反射部材によって反射され前記測定セルから出射した光を検出する光検出器と、前記光検出器の出力に基づいて前記被測定流体の濃度を演算する演算部とを備え、前記演算部が、前記光検出器の検出信号に基づいて、ランベルト・ベールの法則に従って流体濃度を求めるように構成されている濃度測定装置において行う反射部材の表裏識別方法であって、
前記反射部材は、互いに平行な第1の面および第2の面を有する透光性プレートと、前記透光性プレートの第1の面のみに形成された反射層とを有しており、
前記第1の面に対して第1の波長の光を照射したときの反射率と、第2の面に対して前記第1の波長の光を照射したときの反射率とが異なっており、
前記第1の波長の光を照射するとともに反射率を測定することによって、前記反射部材の表裏を識別する工程を含み、
前記反射部材は、前記透光性プレートとしてのサファイアプレートに、前記反射層としての誘電体多層膜を設けることによって形成されており、前記第1の波長の光は紫外光である、反射部材の表裏識別方法。

A measuring cell having a flow path through which a fluid to be measured flows, a light source emitting light incident on the measuring cell, a reflecting member reflecting the light incident on the measuring cell, and being reflected by the reflecting member and emitted from the measuring cell. a photodetector for detecting the emitted light; and a computing unit for computing the concentration of the fluid to be measured based on the output of the photodetector, wherein the computing unit, based on the detection signal of the photodetector, A method for identifying the front and back surfaces of a reflecting member in a concentration measuring device configured to determine the concentration of a fluid according to Beer-Lambert's law, comprising:
The reflective member has a translucent plate having a first surface and a second surface parallel to each other, and a reflective layer formed only on the first surface of the translucent plate,
The reflectance when the first surface is irradiated with light of the first wavelength is different from the reflectance when the second surface is irradiated with the light of the first wavelength,
A step of identifying the front and back of the reflecting member by irradiating the light of the first wavelength and measuring the reflectance,
The reflecting member is formed by providing a dielectric multilayer film as the reflecting layer on a sapphire plate as the translucent plate, and the light of the first wavelength is ultraviolet light. Front and back identification method.

JP2018246230A 2018-12-27 2018-12-27 Front and back identification method of reflective member Active JP7244900B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018246230A JP7244900B2 (en) 2018-12-27 2018-12-27 Front and back identification method of reflective member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018246230A JP7244900B2 (en) 2018-12-27 2018-12-27 Front and back identification method of reflective member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020106435A JP2020106435A (en) 2020-07-09
JP7244900B2 true JP7244900B2 (en) 2023-03-23

Family

ID=71448842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018246230A Active JP7244900B2 (en) 2018-12-27 2018-12-27 Front and back identification method of reflective member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7244900B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2657292B2 (en) 1991-04-01 1997-09-24 株式会社村田製作所 Electronic components and methods for distinguishing front and back of electronic components
JP2005009894A (en) 2003-06-16 2005-01-13 Shinko Electric Co Ltd Device for discriminating inside and outside
JP2018017644A (en) 2016-07-29 2018-02-01 国立大学法人徳島大学 Concentration measuring device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60107547A (en) * 1983-11-17 1985-06-13 Asahi Glass Co Ltd Top and reverse discrimination method of float glass plate
JPS60135843A (en) * 1983-12-26 1985-07-19 Ryowa Denshi Kk Method and apparatus for surface identification
JPS61243346A (en) * 1985-04-19 1986-10-29 Japan Sensaa Corp:Kk Surface reflectance measuring apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2657292B2 (en) 1991-04-01 1997-09-24 株式会社村田製作所 Electronic components and methods for distinguishing front and back of electronic components
JP2005009894A (en) 2003-06-16 2005-01-13 Shinko Electric Co Ltd Device for discriminating inside and outside
JP2018017644A (en) 2016-07-29 2018-02-01 国立大学法人徳島大学 Concentration measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020106435A (en) 2020-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102246478B1 (en) Concentration measuring device
US11630058B2 (en) Concentration measurement device
JP7305200B2 (en) Concentration measurement method
WO2020158506A1 (en) Concentration measurement device
JP7244900B2 (en) Front and back identification method of reflective member
TWI751684B (en) Concentration measuring device
TWI762233B (en) Concentration measuring method and concentration measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211001

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7244900

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150