JPH06347398A - ガス中の水分の定量方法 - Google Patents
ガス中の水分の定量方法Info
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- JPH06347398A JPH06347398A JP16025293A JP16025293A JPH06347398A JP H06347398 A JPH06347398 A JP H06347398A JP 16025293 A JP16025293 A JP 16025293A JP 16025293 A JP16025293 A JP 16025293A JP H06347398 A JPH06347398 A JP H06347398A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えば塩化水素ガス中の水分を高い精度でか
つ迅速に定量することができる方法を提供すること。 【構成】 ガス中に不純物として含まれる微量の水分を
定量する方法であって、水のＯＨ基に大きな吸収を示す
近赤外線（例えば１．９２μｍ）を例えば塩化水素等の
ガスを冷却して液化して得られた液化ガス試料に照射し
てその吸光度を測定し、この測定した吸光度と予め作成
した検量線とに基づいて液化ガス試料中の水分の濃度を
定量する。
つ迅速に定量することができる方法を提供すること。 【構成】 ガス中に不純物として含まれる微量の水分を
定量する方法であって、水のＯＨ基に大きな吸収を示す
近赤外線（例えば１．９２μｍ）を例えば塩化水素等の
ガスを冷却して液化して得られた液化ガス試料に照射し
てその吸光度を測定し、この測定した吸光度と予め作成
した検量線とに基づいて液化ガス試料中の水分の濃度を
定量する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス中に不純物として
含まれる微量の水分を定量する方法に関するものであ
る。
含まれる微量の水分を定量する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えばＬＳＩや超ＬＳＩ等の半導体の製
造においては、化学薬品等の溶液中で処理を行う方法に
変えて、気体中で処理を行うドライプロセスが主流とな
っている。例えばシリコンウエハのドライエッチング工
程においては、ドライエッチング剤として塩化水素ガス
が使用されている。このドライエッチングにおいては塩
化水素ガスに水分が含まれているとシリコンウエハの表
面に不要な酸化皮膜が形成されてしまうので、不純物と
しての水分の含有量がきわめて少ない高純度の塩化水素
ガスを使用することが必要とされる。
造においては、化学薬品等の溶液中で処理を行う方法に
変えて、気体中で処理を行うドライプロセスが主流とな
っている。例えばシリコンウエハのドライエッチング工
程においては、ドライエッチング剤として塩化水素ガス
が使用されている。このドライエッチングにおいては塩
化水素ガスに水分が含まれているとシリコンウエハの表
面に不要な酸化皮膜が形成されてしまうので、不純物と
しての水分の含有量がきわめて少ない高純度の塩化水素
ガスを使用することが必要とされる。
【０００３】一方、塩化水素を例えば商品として販売す
る場合には、通常は図５に示すように、塩化水素ガスを
濃硫酸を用いて乾燥して水分を除去した後、圧縮して液
化塩化水素とし、これを貯槽に貯え、この貯槽から随時
例えばステンレス製のボンベに液化塩化水素を詰め込む
ようにしている。このボンベ中の液化塩化水素に水分が
含まれていない場合は塩化水素とステンレスとは反応し
ないことが知られており、従ってステンレス製のボンベ
の内部が腐食することはない。
る場合には、通常は図５に示すように、塩化水素ガスを
濃硫酸を用いて乾燥して水分を除去した後、圧縮して液
化塩化水素とし、これを貯槽に貯え、この貯槽から随時
例えばステンレス製のボンベに液化塩化水素を詰め込む
ようにしている。このボンベ中の液化塩化水素に水分が
含まれていない場合は塩化水素とステンレスとは反応し
ないことが知られており、従ってステンレス製のボンベ
の内部が腐食することはない。
【０００４】しかし、液化塩化水素中に水分が混入して
いると、この水分が原因となって常温下においてステン
レス製のボンベの内部が湿蝕する問題が生ずる。この湿
蝕は下記化１で示される反応によって生ずる。
いると、この水分が原因となって常温下においてステン
レス製のボンベの内部が湿蝕する問題が生ずる。この湿
蝕は下記化１で示される反応によって生ずる。
【０００５】
【化１】Ｆｅ＋ｎＨ2 Ｏ→Ｆｅ2+・ｎＨ2 Ｏ＋２ｅ- ２ｅ- ＋２Ｈ+ →Ｈ2 ↑ Ｆｅ2+・ｎＨ2 Ｏ＋２Ｃｌ- →ＦｅＣｌ2 ＋ｎＨ2 Ｏ この反応式から分かるように、水分がステンレス中の鉄
の表面上に水和して薄い皮膜を形成すると電子（ｅ- ）
を放出する。一方、塩化水素が水に吸収された場合はほ
ぼ完全に電離してプロトン（Ｈ+ ）を生ずる。このプロ
トンが先に放出された電子と反応して水素ガスを生成す
る。一方、電離した塩化物イオン（Ｃｌ- ）は皮膜と反
応して塩化第一鉄を不純物として生成する。
の表面上に水和して薄い皮膜を形成すると電子（ｅ- ）
を放出する。一方、塩化水素が水に吸収された場合はほ
ぼ完全に電離してプロトン（Ｈ+ ）を生ずる。このプロ
トンが先に放出された電子と反応して水素ガスを生成す
る。一方、電離した塩化物イオン（Ｃｌ- ）は皮膜と反
応して塩化第一鉄を不純物として生成する。
【０００６】このように液化塩化水素中に水分が存在す
ると腐食反応が著しく進行し、不純物としての塩化第一
鉄の量が多くなり、かかる重金属からなる不純物を含む
塩化水素はその用途において種々の弊害を招く問題があ
る。特に不必要な不純物の混入を極度に嫌う半導体の製
造分野においては大きな問題となる。
ると腐食反応が著しく進行し、不純物としての塩化第一
鉄の量が多くなり、かかる重金属からなる不純物を含む
塩化水素はその用途において種々の弊害を招く問題があ
る。特に不必要な不純物の混入を極度に嫌う半導体の製
造分野においては大きな問題となる。
【０００７】このような事情から液化塩化水素の製造プ
ロセスにおいては水分の含有量を十分にチェックするこ
とが必須の条件となるが、従来においては、露点法と呼
ばれる方法により塩化水素中の水分の含有量を検出して
いた。この露点法について説明すると、図７は常温（０
〜４０℃）付近の水の飽和蒸気圧ｐと温度ｔとの関係を
示す気化曲線を示し、今、Ｐなる状態にある不飽和蒸気
を圧力を一定に保って冷却すると、状態はシャルルの法
則に従ってＰからＤと移ってＤで飽和する。このＤ点を
Ｐなる状態における不飽和蒸気の露点と称し、その温度
ｔＤが露点温度となる。この露点温度が分かれば飽和蒸
気圧が分かるので試料ガス中の水分の濃度を定量するこ
とができる。
ロセスにおいては水分の含有量を十分にチェックするこ
とが必須の条件となるが、従来においては、露点法と呼
ばれる方法により塩化水素中の水分の含有量を検出して
いた。この露点法について説明すると、図７は常温（０
〜４０℃）付近の水の飽和蒸気圧ｐと温度ｔとの関係を
示す気化曲線を示し、今、Ｐなる状態にある不飽和蒸気
を圧力を一定に保って冷却すると、状態はシャルルの法
則に従ってＰからＤと移ってＤで飽和する。このＤ点を
Ｐなる状態における不飽和蒸気の露点と称し、その温度
ｔＤが露点温度となる。この露点温度が分かれば飽和蒸
気圧が分かるので試料ガス中の水分の濃度を定量するこ
とができる。
【０００８】図８は、露点温度の測定装置を示し、この
装置は、露点を観測窓６７より肉眼で観測し、その温度
を電気的に測定して露点温度を直読するものである。具
体的に説明すると、試料ガスを入口ａよりガスチャンバ
ー６１に導入し、出口ｂより放出すると、試料ガスはガ
スチャンバー６１の底に取付けてある鏡６２の表面に接
触して流れる。この鏡６２を断熱膨脹等の手段で冷却す
ると、鏡６２の表面に接触している試料ガスが冷却さ
れ、試料ガス中の水蒸気は鏡６２の表面で露となり曇り
を生ずる。この露が現れたときの温度が露点温度であ
り、この露点温度を鏡６２の裏面に固着してある熱電対
６３により電気的に測定する。即ち、鏡６２の表面に露
が現れたとき、ポテンショメーター６４の接点を移動し
て検流計６５の指針を零位に合わせ、そのときの温度指
示計６６の読みが鏡６２の温度、即ち露点温度となる。
装置は、露点を観測窓６７より肉眼で観測し、その温度
を電気的に測定して露点温度を直読するものである。具
体的に説明すると、試料ガスを入口ａよりガスチャンバ
ー６１に導入し、出口ｂより放出すると、試料ガスはガ
スチャンバー６１の底に取付けてある鏡６２の表面に接
触して流れる。この鏡６２を断熱膨脹等の手段で冷却す
ると、鏡６２の表面に接触している試料ガスが冷却さ
れ、試料ガス中の水蒸気は鏡６２の表面で露となり曇り
を生ずる。この露が現れたときの温度が露点温度であ
り、この露点温度を鏡６２の裏面に固着してある熱電対
６３により電気的に測定する。即ち、鏡６２の表面に露
が現れたとき、ポテンショメーター６４の接点を移動し
て検流計６５の指針を零位に合わせ、そのときの温度指
示計６６の読みが鏡６２の温度、即ち露点温度となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
露点法では、鏡６２の表面に露が現れるときを観測窓６
７より肉眼により観測するため、観測者の熱練を要し、
露点温度の測定の信頼性が低い問題がある。また、肉眼
による観測では迅速な測定が困難である問題がある。ま
た、その他の水分の定量方法としては、液体の電導度を
測定する方法、拡散電位を測定する方法等があるが、い
ずれも水分を直接検出するものではないため測定の信頼
性が低い問題がある。
露点法では、鏡６２の表面に露が現れるときを観測窓６
７より肉眼により観測するため、観測者の熱練を要し、
露点温度の測定の信頼性が低い問題がある。また、肉眼
による観測では迅速な測定が困難である問題がある。ま
た、その他の水分の定量方法としては、液体の電導度を
測定する方法、拡散電位を測定する方法等があるが、い
ずれも水分を直接検出するものではないため測定の信頼
性が低い問題がある。
【００１０】本発明は以上のような事情に基づいてなさ
れたものであって、その目的は、高い精度でかつ迅速に
ガス中の水分を定量することができる方法を提供するこ
とにある。
れたものであって、その目的は、高い精度でかつ迅速に
ガス中の水分を定量することができる方法を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス中に不純
物として含まれる微量の水分を定量する方法であって、
ガスを冷却して液化された液化ガス試料に水のＯＨ基に
大きな吸収を示す近赤外線を液化ガス試料に照射してそ
の吸光度を測定し、この測定した吸光度に基づいて液化
ガス試料中の水分の濃度を定量することを特徴とする。
物として含まれる微量の水分を定量する方法であって、
ガスを冷却して液化された液化ガス試料に水のＯＨ基に
大きな吸収を示す近赤外線を液化ガス試料に照射してそ
の吸光度を測定し、この測定した吸光度に基づいて液化
ガス試料中の水分の濃度を定量することを特徴とする。
【００１２】
【作用】液化ガスの製造ラインからガスを直接サンプリ
ングし、又は液化ガスをボンベ等に詰め込んだ後このボ
ンベ等から液化ガスを抽出し、これらを冷却して液化し
て液化ガス試料とし、水分の吸収の大きな特性吸収帯の
波長域で、水分を全く含まない液化ガス試料を対照液と
して水分をわずかに含む液化ガス試料の吸収の強さを測
定して水分を定量する場合、水分を全く含まない液化ガ
ス試料のみでの透過光の強さをＩ0 （Ｗ）、水分の濃度
がｃ（ｍｏｌ／リットル）である液化ガス試料の透過光
の強さをＩ（Ｗ）、吸光度をＡ（−）、モル吸光係数
（ｃｍ・リットル／ｍｏｌ）をε、照射光の液化ガス試
料における光路長（ｃｍ）をＬとすると、ランバート・
ベールの法則より下記数１の関係式が成立する。
ングし、又は液化ガスをボンベ等に詰め込んだ後このボ
ンベ等から液化ガスを抽出し、これらを冷却して液化し
て液化ガス試料とし、水分の吸収の大きな特性吸収帯の
波長域で、水分を全く含まない液化ガス試料を対照液と
して水分をわずかに含む液化ガス試料の吸収の強さを測
定して水分を定量する場合、水分を全く含まない液化ガ
ス試料のみでの透過光の強さをＩ0 （Ｗ）、水分の濃度
がｃ（ｍｏｌ／リットル）である液化ガス試料の透過光
の強さをＩ（Ｗ）、吸光度をＡ（−）、モル吸光係数
（ｃｍ・リットル／ｍｏｌ）をε、照射光の液化ガス試
料における光路長（ｃｍ）をＬとすると、ランバート・
ベールの法則より下記数１の関係式が成立する。
【００１３】
【数１】Ａ＝ｌｏｇ（Ｉ0 ／Ｉ）＝εｃＬ 従って、吸光度ｌｏｇ（Ｉ0 ／Ｉ）と濃度ｃの関係を予
め検量線で表しておけば、液化ガス試料中の水分の濃度
を迅速かつ正確に定量することができる。
め検量線で表しておけば、液化ガス試料中の水分の濃度
を迅速かつ正確に定量することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、水分の測定装置の概略を示し、１は断熱槽であ
り、例えばステンレスバットに発砲スチロールを巻いて
構成されている。２は試料容器であり、水の吸収スペク
トルに悪影響を及ぼさない例えば石英管よりなり、断熱
槽１の内部に配置されている。３は冷却装置であり、例
えば空気からなる冷却ガスが例えば液体窒素（Ｎ2 ）か
らなる冷媒が入れられた冷却ポット３１に送られて冷却
され、この冷却ガスが断熱槽１の一方から内部に供給さ
れ、他方から外部に排出される。４は温度計、５は吸光
度の測定装置である。
１は、水分の測定装置の概略を示し、１は断熱槽であ
り、例えばステンレスバットに発砲スチロールを巻いて
構成されている。２は試料容器であり、水の吸収スペク
トルに悪影響を及ぼさない例えば石英管よりなり、断熱
槽１の内部に配置されている。３は冷却装置であり、例
えば空気からなる冷却ガスが例えば液体窒素（Ｎ2 ）か
らなる冷媒が入れられた冷却ポット３１に送られて冷却
され、この冷却ガスが断熱槽１の一方から内部に供給さ
れ、他方から外部に排出される。４は温度計、５は吸光
度の測定装置である。
【００１５】図２は、吸光度の測定装置５の概略を示
し、５１は例えばタングステンランプからなる光源、５
２は水のＯＨ基に大きな吸収を示す近赤外線を取り出す
ためのフィルター、５３、５４はレンズ、５５は例えば
硫化鉛光電導セルからなる検知器、５６は吸光度を演算
してこれと検量線の関係から水分の濃度を表示する演算
表示部である。試料容器２はレンズ５３と５４との間に
配置される。
し、５１は例えばタングステンランプからなる光源、５
２は水のＯＨ基に大きな吸収を示す近赤外線を取り出す
ためのフィルター、５３、５４はレンズ、５５は例えば
硫化鉛光電導セルからなる検知器、５６は吸光度を演算
してこれと検量線の関係から水分の濃度を表示する演算
表示部である。試料容器２はレンズ５３と５４との間に
配置される。
【００１６】次に、図１及び図２を参照しながら、本発
明の実施例に係る水分の定量方法を説明する。冷却装置
５からの冷却ガスを断熱槽１内を通過させることによ
り、断熱槽１内の温度を塩化水素の沸点（−８４．９
℃）よりも若干低い温度例えば−８７℃程度に維持す
る。この温度が高すぎると塩化水素ガスが液化しなくな
り、逆に低すぎると塩化水素ガスが固化するので、塩化
水素の液化状態が安定に維持される温度に十分コントロ
ールすることが必要である。
明の実施例に係る水分の定量方法を説明する。冷却装置
５からの冷却ガスを断熱槽１内を通過させることによ
り、断熱槽１内の温度を塩化水素の沸点（−８４．９
℃）よりも若干低い温度例えば−８７℃程度に維持す
る。この温度が高すぎると塩化水素ガスが液化しなくな
り、逆に低すぎると塩化水素ガスが固化するので、塩化
水素の液化状態が安定に維持される温度に十分コントロ
ールすることが必要である。
【００１７】塩化水素を導入管２１から導入して試料容
器２に充填し、これを冷却して液化塩化水素とし、測定
装置５からの近赤外線を試料容器２中の液化塩化水素試
料に照射すると、その透過光が検知器５５によって検知
される。この検知器５５における透過光の強さＩと予め
作成された検量線との関係から、演算表示部５６によっ
て例えばデジタルで水分の濃度が表示される。水分と吸
光度の検量線は、例えば従来の露点法によって塩化水素
ガスや他のガス中の水分を定量することにより作成する
ことができる。この場合、吸光度と水分の濃度とが比例
するような水分の少ない系で検量線を作成することが必
要である。
器２に充填し、これを冷却して液化塩化水素とし、測定
装置５からの近赤外線を試料容器２中の液化塩化水素試
料に照射すると、その透過光が検知器５５によって検知
される。この検知器５５における透過光の強さＩと予め
作成された検量線との関係から、演算表示部５６によっ
て例えばデジタルで水分の濃度が表示される。水分と吸
光度の検量線は、例えば従来の露点法によって塩化水素
ガスや他のガス中の水分を定量することにより作成する
ことができる。この場合、吸光度と水分の濃度とが比例
するような水分の少ない系で検量線を作成することが必
要である。
【００１８】試料容器２の大きさは、厚さが例えば２ｃ
ｍで体積が例えば２０ｃｍ3 （２×２×５ｃｍ）であ
る。また試料容器２内に導入する際の塩化水素の圧力は
高いほど液化温度が上昇するため冷却条件としては有利
となるが、試料容器２を構成する石英管の耐圧を考慮す
ると例えば３Ｋｇ／ｃｍ2 とされる。即ち、冷却条件が
多少厳しくても試料容器２の構造を耐圧の観点から簡単
にできる方が装置の構成や安全性等の面から実際上は有
利である。
ｍで体積が例えば２０ｃｍ3 （２×２×５ｃｍ）であ
る。また試料容器２内に導入する際の塩化水素の圧力は
高いほど液化温度が上昇するため冷却条件としては有利
となるが、試料容器２を構成する石英管の耐圧を考慮す
ると例えば３Ｋｇ／ｃｍ2 とされる。即ち、冷却条件が
多少厳しくても試料容器２の構造を耐圧の観点から簡単
にできる方が装置の構成や安全性等の面から実際上は有
利である。
【００１９】水のＯＨ基に大きな吸収を示す波長として
は、図３に示すように１．９２μｍと２．７μｍとが有
効であるが、検知器５５として硫化鉛光電導セルを用い
る場合は、図４に示すように３μｍを超える付近から検
知能が著しく低下するので、１．９２μｍの波長を使用
するのが好ましい。
は、図３に示すように１．９２μｍと２．７μｍとが有
効であるが、検知器５５として硫化鉛光電導セルを用い
る場合は、図４に示すように３μｍを超える付近から検
知能が著しく低下するので、１．９２μｍの波長を使用
するのが好ましい。
【００２０】ところで水分の測定装置の感度を高めるた
めには、検知器５５の検知能と測定試料における近赤外
線の光路長Ｌ即ち試料容器２の厚さがきわめて重要であ
る。例えば試料容器２の厚さが１０ｃｍもあれば、Ｖ／
Ｖで１０ｐｐｍまで水分の濃度を測定することが可能で
ある。また検知器５５としての硫化鉛光電導セルの検知
能が例えば３．５×１０-12 （Ｗ）まで得られれば水分
の濃度を１ｐｐｍまで検出することも可能である。しか
し、検知能は検知器５５により制約されるため飛躍的な
増大は望めない。従って、近赤外線の光路長Ｌを長くす
ることが実用的である。
めには、検知器５５の検知能と測定試料における近赤外
線の光路長Ｌ即ち試料容器２の厚さがきわめて重要であ
る。例えば試料容器２の厚さが１０ｃｍもあれば、Ｖ／
Ｖで１０ｐｐｍまで水分の濃度を測定することが可能で
ある。また検知器５５としての硫化鉛光電導セルの検知
能が例えば３．５×１０-12 （Ｗ）まで得られれば水分
の濃度を１ｐｐｍまで検出することも可能である。しか
し、検知能は検知器５５により制約されるため飛躍的な
増大は望めない。従って、近赤外線の光路長Ｌを長くす
ることが実用的である。
【００２１】即ち前記数１から明らかなように例えば吸
光度Ａが同一であれば光路長Ｌを１０倍にすると、εは
物質固有の定数であるから水分を１／１０の濃度まで測
定できることになる。逆に光路長Ｌが短いと、液化塩化
水素試料中の水分の濃度ｃは小さいので必然的に吸光度
Ａはゼロに近くなり、Ｉ0 ／ＩはＩに近くなる。これで
は検量線を作成できたとしてもシグナルがベースライン
に近すぎて検出が困難になる。従って、光路長Ｌを長く
することにより吸光度Ａを大きくすることが有利とな
る。尚、光路長Ｌをいくら長くしても透過度Ａ-1はゼロ
にならないことは注目される。光路長Ｌを長くするため
には単純に試料容器２の厚さを長くすればよいのである
が、それでは装置が大型化する。そこで、例えば照射光
が試料容器２を何回も往復できる多重バス形式にするの
が好ましい。
光度Ａが同一であれば光路長Ｌを１０倍にすると、εは
物質固有の定数であるから水分を１／１０の濃度まで測
定できることになる。逆に光路長Ｌが短いと、液化塩化
水素試料中の水分の濃度ｃは小さいので必然的に吸光度
Ａはゼロに近くなり、Ｉ0 ／ＩはＩに近くなる。これで
は検量線を作成できたとしてもシグナルがベースライン
に近すぎて検出が困難になる。従って、光路長Ｌを長く
することにより吸光度Ａを大きくすることが有利とな
る。尚、光路長Ｌをいくら長くしても透過度Ａ-1はゼロ
にならないことは注目される。光路長Ｌを長くするため
には単純に試料容器２の厚さを長くすればよいのである
が、それでは装置が大型化する。そこで、例えば照射光
が試料容器２を何回も往復できる多重バス形式にするの
が好ましい。
【００２２】尚、図５に示した液化塩化水素の製造プロ
セスの遂行中に塩化水素中の水分の濃度を定量する場合
には、例えば乾燥工程を経た後の塩化水素ガスの一部を
サンプリングし、これを冷却して液化塩化水素とし、こ
の液化塩化水素試料を試料容器２に導入して測定するの
が好ましい。この場合は液化塩化水素試料中の水分の濃
度を連続的に定量することができる。
セスの遂行中に塩化水素中の水分の濃度を定量する場合
には、例えば乾燥工程を経た後の塩化水素ガスの一部を
サンプリングし、これを冷却して液化塩化水素とし、こ
の液化塩化水素試料を試料容器２に導入して測定するの
が好ましい。この場合は液化塩化水素試料中の水分の濃
度を連続的に定量することができる。
【００２３】以上の実施例によれば、液化塩化水素試料
の吸光度を測定して予め作成した検量線から液化塩化水
素試料中の水分の濃度を直接定量するので水分の濃度を
高い精度で、かつ迅速に知ることができる。また液体の
状態で定量するのでガス状態で定量する場合に比較して
測定試料中における単位体積当たりの水分のモル数が格
段に多く、吸光度の測定感度が格段に高くなる。さらに
露点法のように測定者の熱練を必要とすることもないの
で操作性が簡単で容易に定量することができる。また、
冷却して液化塩化水素とするので試料容器２内の圧力を
低くすることができ、試料容器２や配管の構造が簡単と
なる。尚、冷却は試料容器２の雰囲気のみでよいので、
外部の配管を冷却する必要はない。
の吸光度を測定して予め作成した検量線から液化塩化水
素試料中の水分の濃度を直接定量するので水分の濃度を
高い精度で、かつ迅速に知ることができる。また液体の
状態で定量するのでガス状態で定量する場合に比較して
測定試料中における単位体積当たりの水分のモル数が格
段に多く、吸光度の測定感度が格段に高くなる。さらに
露点法のように測定者の熱練を必要とすることもないの
で操作性が簡単で容易に定量することができる。また、
冷却して液化塩化水素とするので試料容器２内の圧力を
低くすることができ、試料容器２や配管の構造が簡単と
なる。尚、冷却は試料容器２の雰囲気のみでよいので、
外部の配管を冷却する必要はない。
【００２４】尚、本発明においては、例えば図６に示す
クライオスタットを用いて試料容器２を測定装置に組み
込むようにしてもよい。この装置では、寒剤注入口７１
から寒剤を寒剤溜め７２に注入し、試料容器２の配置雰
囲気を真空にして試料容器２を冷却している。一方の窓
板７３から試料容器２に対して近赤外線が照射されると
その透過光が他方の窓板７４から検知器に至る。このク
ライオスタットでは、冷媒として液体ヘリウム（Ｈｅ）
や液体窒素（Ｎ2 ）を使用している。液体ヘリウムでは
３Ｋ（約−２７０℃）まで到達可能であり、所望の塩化
水素の液体ゾーン（１６０〜１８５Ｋ）でも装置への組
み込みが可能である。
クライオスタットを用いて試料容器２を測定装置に組み
込むようにしてもよい。この装置では、寒剤注入口７１
から寒剤を寒剤溜め７２に注入し、試料容器２の配置雰
囲気を真空にして試料容器２を冷却している。一方の窓
板７３から試料容器２に対して近赤外線が照射されると
その透過光が他方の窓板７４から検知器に至る。このク
ライオスタットでは、冷媒として液体ヘリウム（Ｈｅ）
や液体窒素（Ｎ2 ）を使用している。液体ヘリウムでは
３Ｋ（約−２７０℃）まで到達可能であり、所望の塩化
水素の液体ゾーン（１６０〜１８５Ｋ）でも装置への組
み込みが可能である。
【００２５】また、液化塩化水素試料中の水分の濃度の
定量はバッチ式でサンプリングして行ってもよく、また
連続的にサンプリングして行ってもよい。また、冷媒と
しては、例えばドライアイスとアセトンからなる寒剤、
例えばエタノールを液体窒素にて冷却した冷却液体等を
用いてもよい。さらに、本発明においては、水分の濃度
を測定する対象は液化塩化水素に限られず、その他の種
々の液化ガス試料をも対象とすることができる。また空
気や不活性ガスについても液化してその水分の濃度を定
量することもできる。また液化ガスの製造ラインから直
接サンプリングしてもよいし、又は液化ガスをボンベ等
に詰め込んだ後このボンベから液化ガスを抽出して水分
の定量を行ってもよい。
定量はバッチ式でサンプリングして行ってもよく、また
連続的にサンプリングして行ってもよい。また、冷媒と
しては、例えばドライアイスとアセトンからなる寒剤、
例えばエタノールを液体窒素にて冷却した冷却液体等を
用いてもよい。さらに、本発明においては、水分の濃度
を測定する対象は液化塩化水素に限られず、その他の種
々の液化ガス試料をも対象とすることができる。また空
気や不活性ガスについても液化してその水分の濃度を定
量することもできる。また液化ガスの製造ラインから直
接サンプリングしてもよいし、又は液化ガスをボンベ等
に詰め込んだ後このボンベから液化ガスを抽出して水分
の定量を行ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、ガス中に不純物として
含まれる微量の水分の濃度を高い精度でかつ迅速に定量
することができる。
含まれる微量の水分の濃度を高い精度でかつ迅速に定量
することができる。
【図１】水分の測定装置の概略図である。
【図２】吸光度の測定装置の概略図である。
【図３】水の吸収スペクトル図である。
【図４】硫化鉛光電導セルの検知能を示す説明図であ
る。
る。
【図５】液化塩化水素の製造プロセスの説明図である。
【図６】クライオスタットを用いた場合の水分の測定装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図７】常温付近の水の気化曲線の説明図である。
【図８】露点温度の測定装置の概略図である。
１ 断熱槽 ２ 試料容器 ３ 冷却装置 ３１ 冷却ポット ４ 温度計 ５ 吸光度の測定装置 ５１ 光源 ５２ フィルター ５３、５４ レンズ ５５ 検知器 ５６ 演算表示部
Claims (1)
- 【請求項１】 ガス中に不純物として含まれる微量の水
分を定量する方法であって、ガスを冷却して液化された
液化ガス試料に水のＯＨ基に大きな吸収を示す近赤外線
を照射してその吸光度を測定し、この測定した吸光度に
基づいて液化ガス試料中の水分の濃度を定量することを
特徴とするガス中の水分の定量方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16025293A JP3242209B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | ガス中の水分の定量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16025293A JP3242209B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | ガス中の水分の定量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347398A true JPH06347398A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3242209B2 JP3242209B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=15710990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16025293A Expired - Fee Related JP3242209B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | ガス中の水分の定量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3242209B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08159964A (ja) * | 1994-12-02 | 1996-06-21 | Tsurumi Soda Co Ltd | ガス中の水分の定量方法及び試料容器 |
| JP2003028392A (ja) * | 2001-05-10 | 2003-01-29 | Mitsui Chemicals Inc | 半導体製造用高純度塩化水素 |
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| JP2015215253A (ja) * | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 株式会社堀場製作所 | 分析装置 |
| JP2020106490A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 横河電機株式会社 | 測定装置、検量線作成システム、スペクトル測定方法、検量線作成方法、分析装置、液化ガス製造プラント、及び性状分析方法 |
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| JPS6195229A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Osaka Gas Co Ltd | 超高純度ガス中の不純物測定方法 |
| JPH04186141A (ja) * | 1990-11-21 | 1992-07-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | エッチング液中の水分の測定方法 |
| JPH0599845A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Nippon Sanso Kk | 半導体レーザーを用いた水分分析装置 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP16025293A patent/JP3242209B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN111504935A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-08-07 | 横河电机株式会社 | 测量装置和方法、校准线制作系统和方法、分析装置、液化气制造设备以及性状分析方法 |
| US11340159B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-05-24 | Yokogawa Electric Corporation | Measurement device, calibration curve generation system, spectrum measurement method, calibration curve generation method, analysis device, liquefied gas production plant, and property analysis method |
| US11885741B2 (en) | 2018-12-28 | 2024-01-30 | Yokogawa Electric Corporation | Analysis device, liquefied gas production plant, and property analysis method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3242209B2 (ja) | 2001-12-25 |
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