JPH0712713A - 透過光測定用フローセル - Google Patents

透過光測定用フローセル

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JPH0712713A
JPH0712713A JP17476093A JP17476093A JPH0712713A JP H0712713 A JPH0712713 A JP H0712713A JP 17476093 A JP17476093 A JP 17476093A JP 17476093 A JP17476093 A JP 17476093A JP H0712713 A JPH0712713 A JP H0712713A
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JP
Japan
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fluid
light
flow
flow cell
sectional area
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Application number
JP17476093A
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English (en)
Inventor
Seiichiro Sato
誠一郎 佐藤
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力損失が極めて小さい透過光測定用フロー
セルを提供する。 【構成】 測定光の通路であるサファイヤ(Al
2 3 )製の光透過部12a,12bが、フッ化樹脂製
の枠体11に所定のセル長dを隔てて配設される。この
枠体11の流体の流れの軸に直交する流路の断面積は、
流体の流れる配管5の流路断面積にほぼ等しいので、枠
体11内で発生する流体の圧力損失は極めて少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体を透過する光の強
度(以下、透過光強度と称する)を測定するための光学
素子に係り、特に配管内を流れる流体の透過光強度を測
定するための透過光測定用フローセルに関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、配管を流れる流体の濃度を求
めるためには、まず、配管を流れる流体の透過光強度を
測定し、基準流体に対する光透過率を求める(例えば、
特開昭61−281532号公報参照)。この場合、流
体の流れる配管の適宜の位置に、光透過性材料で形成さ
れたフローセルが設けられる。このフローセルは、流体
の流れの軸に直交し、光が流体を透過するように設けら
れる光の通路(以下、この通路の長さをセル長と称す
る)を備えている。
【0003】周知のとおり、上記フローセルを用いて吸
光度の大きな流体の透過光強度を測定するには、光が透
過するセル長を短くして、十分な透過光強度が得られる
ように必要がある。
【0004】通常、このセル長は流体の流れる配管の内
径よりも小さいので、従来のフローセルは、配管を偏平
な形に絞り込んだり、あるいは小径の配管を途中に介在
させる等して、必要なセル長を得ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、流体が流れる配管の途中にセル長の短
いフローセルが介在することによって、配管を流れる流
体にとってはフローセルが抵抗となるので、流体の圧力
が著しく低下し、この低下した圧力を補うために加圧ポ
ンプ等の補助手段が必要となる。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、圧力損失の極めて少ないフローセルを
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明に係る透過光測定用フローセルは、配管内を
流れる流体を透過する光の強度を測定する透過光測定用
フローセルにおいて、光透過性材料で形成された光透過
面を有する一対の光透過部を、互いの光透過面に所定の
間隔を置いて、かつ、流体の流れの軸にほぼ平行に対向
配置し、前記光透過部の周囲に、前記配管の流路断面積
にほぼ等しい断面積をもった流体通路を配設したことを
特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
配管内を流れる流体の一部は、対向配置された一対の光
透過部(光透過面)の間隙を流通して透過光強度の測定
に供される一方、余剰の流体は光透過部の周囲にある流
体通路を流れる。これによれば、配管内にフローセルが
存在しても、当該フローセルは流体に対して抵抗となら
ないので、圧力損失が少なくなる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、本発明を適用した一実施例であり、流体の
流れる配管にフローセルを設けて流体の透過光強度を測
定し、この測定値から洗浄液の濃度を求める半導体洗浄
装置の概略構成を図14を参照して説明する。
【0010】図中、符号1は、配管内を流れる流体の透
過光強度を測定するためのフローセルである。このフロ
ーセル1内を流れる流体の流れの軸に直交する方向の一
方側には、一例として赤外光を放射するハロゲンランプ
等の光源2が設けられ、他方側には、光源2の光を検出
するため一例として赤外光に感度をもつPbS光導電素
子で構成される光検出器3が、光源2に対向して設けら
れる。これらは、全体として測定部4を構成している。
このフローセル1等により構成される測定部4は、純水
や薬液等の半導体洗浄液が流れる流体供給管5に配設さ
れる。この流体体供給管5に供給される純水は、洗浄に
必要な薬液と調合される。薬液は、薬液を貯蔵する薬液
タンク、薬液を圧送するポンプP、薬液の流量を調節す
る流量調節弁V1及び薬液を供給するか否かを制御する
供給弁V2で構成される薬液供給部7から供給される。
光検出器3の出力信号(透過光強度)は、図示しない濃
度演算装置に供給され、そこで薬液等の濃度が求められ
る。例えば、濃度演算装置は、光検出器3から薬液の透
過光強度及び純水の透過光強度を受け、純水に対する薬
液の光透過率を一旦求め、その光透過率、予め設定され
ている薬液の吸光度及びセル長に基づいて、薬液の濃度
を算出する。そして、必要が有れば、求められた濃度に
基づいて流量調節弁V1を操作することにより、純水、
薬液等の調合が好適に行なわれる。
【0011】また、流体供給管5の終端は、半導体ウェ
ハの表面を洗浄する処理槽8の下部に連通接続される。
処理槽8に供給された洗浄液等は、処理槽8に設けられ
た整流多孔板により均一に上昇し、オーバーフローし
て、その上昇流で半導体ウェハの表面を洗浄する。処理
槽8をオーバーフローした洗浄液は、処理槽8の周囲に
設けられる排液槽9に溢れ、この下部に連通接続された
排液ドレイン10を流下する。
【0012】次に、図1ないし図13を参照して、流体
供給管5に設けられるフローセル1の種々の実施例を説
明する。
【0013】<第1実施例>図1は、第1実施例に係る
透過光測定用フローセルの一部縦断面図、図2はその横
断面図である。本実施例に係る透過光測定用フローセル
10は、流体供給管5に連通接続される角筒状の枠体1
1と、この枠体11に対向配置される有底円筒状の一対
の光透過部12a,12b(12)とから構成されてい
る。枠体11の断面積は流体供給管5の断面積と等しい
か、若干大きく設定される。
【0014】一対の光透過部12は、流体の流れの軸に
対して、その円筒軸がほぼ直交するように枠体11に対
向配置されている。流体中に突出した光透過部12の光
透過面12c、12d間の距離(セル長)dは、測定対
象となる流体の吸光度に応じて適宜に設定される。通
常、セル長dは1〜3mm程度である。このセル長d
は、測定精度との関係で高精度に設定されることが望ま
しい。そのために、セル長dに等しい長さをもった小さ
なスペーサを予め一方の光透過部12の光透過面に固設
し、このスペーサと他方の光透過面とが接触するように
光透過部12を取り付けることにより、高精度のセル長
dを容易に得ることができる。また、光透過面12c、
12dは、流体の流れの軸にほぼ平行に対向している。
【0015】光透過部12は、ガラスなどの光透過性材
料で形成される。特に、流体がフッ酸(HF)溶液のよ
うな腐食性の強い薬液である場合には、サファイヤ(A
23 )などの耐腐食性のある光透過性材料が好まし
く、また、流体の温度が高い場合には、セル長dを精度
よく維持するために、石英のような熱膨張率の低い材料
が好ましい。
【0016】枠体11を形成する材料は特に限定しない
が、流体が腐食性の強い薬液である場合には、フッ化樹
脂や炭化珪素(SiC)などの耐腐食性材料で形成され
る。枠体11内の光透過部12周りの流路断面積は、流
体供給管5の流路断面積とほぼ同じ(具体的には0.8
〜1.2倍程度)に設定されている。
【0017】上述した枠体11と流体供給管5、および
枠体11と光透過部12は、周知のネジ込形管継手13
によって、それぞれ接続されている。
【0018】なお、本実施例では、光透過部12を有底
円筒状に形成したが、これはサファイヤ棒や石英棒のよ
うな光透過性のある、むく円柱棒で構成してもよい。
【0019】<第2実施例>図3は、第2実施例に係る
透過光測定用フローセルの一部縦断面図、図4はその横
断面図である。
【0020】本実施例に係る透過光測定用フローセル2
0の特徴は、一体的に形成された光透過部22にあり、
その他の構造や、各部を形成するための材料は第1実施
例と同様であるのでここでの説明は省略する。
【0021】光透過部22は、有底円筒状の光透過部2
2a,22bを突き合わせ連結した一体構造をもち、そ
の連結部に、貫通方向が流体の流れの軸と一致し、流体
を流通させるための偏平な貫通孔22eが形成されてい
る。貫通孔22eの光透過方向の幅がセル長dに相当す
る。本実施例においても、光透過面22c、22dは、
流体の流れの軸にほぼ平行に対向している。
【0022】本実施例によれば、第1実施例のように一
対の光透過部を突き合わせして、セル長dを調整する必
要がないので、透過光測定用フローセルを容易に組み立
てることができる。
【0023】なお、光透過部22a,22bは、第1実
施例と同様に光透過性のある、むく円柱棒で形成しても
よい。
【0024】<第3実施例>図5は、第3実施例に係る
透過光測定用フローセルの一部縦断面図、図6はその横
断面図である。本実施例に係る透過光測定用フローセル
30の特徴は、石英ガラスのような熱膨張係数の小さな
材料で形成された円筒状の枠体31に、同じく石英ガラ
スなどで形成された有底円筒状の光透過部32a,32
b(32)を対向配置し、枠体31と光透過部32とを
溶着して一体構造にしたことにある。各光透過面32
c,32d間の間隙がセル長dを構成し、また、枠体3
1の断面積が流体供給管5の断面積と等しいか、若干大
きく設定され、さらに枠体31の光透過部32周りの流
路断面積が流体供給管5の流路断面積とほぼ同じなるよ
うに形成されることは第1実施例と同様である。また、
光透過面32c、32dは、流体の流れの軸にほぼ平行
に対向している。
【0025】本実施例によれば、光透過部32だけでな
く、枠体31も熱膨張係数の小さな材料で形成されてい
るので、流体の温度変動に対して、セル長dの変動が極
めて小さい透過光測定用フローセルを実現することがで
きる。
【0026】なお、本実施例においても、第1実施例で
説明したように、光透過部32a、32bを光透過性の
ある、むく円柱棒で構成してもよいし、一方の光透過部
32の光透過面32c、32dにスペーサを固設しても
よい。また、第2実施例のように、光透過部32a,3
2bを突き合わせ連結した一体構造にし、その連結部に
貫通孔を設けてもよい。さらに、枠体31は、光透過部
32周りの流体断面積が流体供給管5の流路断面積とほ
ぼ同じであれば良いので、例えば、図7に示す構成でも
実施できる。
【0027】<第4実施例>図8は、第4実施例に係る
透過光測定用フローセルの分解斜視図、図9はその水平
断面図、図10は縦断面図である。本実施例に係る透過
光測定用フローセル40は、フッ化樹脂などで形成され
た上下に分割可能な枠体41a,41bを備えている。
各枠体41a,41bの中央部には、光線を通過させる
ための貫通孔42が開けられている。この貫通孔42の
周囲にO−リング43が嵌入され、その上にサファイヤ
などで形成された円板状の光透過部44a,44b(4
4)が配設されている。本実施例では、光透過部44
a、44bの対向する面がそれぞれ光透過面44c、4
4d(図10)に相当し、これらが流体の流れの軸にほ
ぼ平行に対向している。上下の光透過部44a,44b
の間にセル長dを設定するためのスペーサ45が介在し
ている。また、各枠体41a,41bに配置された光透
過部44a,44bの周囲には、供給された流体の一部
を分岐流通させる流通溝47が各々穿設されている。枠
体41a,41b内の流路断面積は、これに接続される
流体供給管5の流路断面積とほぼ同じに設定されるのは
上述した各実施例と同様である。上述した枠体41a,
41bは、図示しないO−リングを介して密閉され、中
央部に開口が形成された一対の蓋板48で挟持されてネ
ジ止め連結される。
【0028】<第5実施例>図11は、第5実施例に係
る透過光測定用フローセルの分解斜視図、図12はその
水平断面図、図13は縦断面図である。本実施例に係る
透過光測定用フローセル50の特徴は、第4実施例で説
明した透過光測定用フローセル40における光透過部4
4a,44bに替えて、上下一対の光透過部54a,5
4bを一体的に連結した偏平な角筒状の光透過部54を
用いた点にある。ここでは、光透過部54の貫通孔の光
透過方向の幅がセル長dに相当する。本実施例では、貫
通孔を形成している光透過部54a、54bの対向する
面がそれぞれ光透過面54c、54d(図13)に相当
し、これらが流体の流れの軸にほぼ平行して対向してい
る。また、貫通孔の貫通方向は流体の流れの軸と一致し
ており、この貫通孔を流体が容易に流通する。その他の
構成および各部の材料は、第4実施例と同様であるので
ここでの説明は省略する。本実施例によれば、光透過部
54が一体形成されているので、フロールセルを容易に
組み立てることができる。
【0029】本発明は、上述した各実施例に限定され
ず、種々変形実施することができる。また、本発明の透
過光測定用フローセルは、計測対象となる流体のメイン
供給路に配置するものに限らず、例えば流体の圧力や温
度測定のためにメイン供給路から分岐した配管に配置し
てもよい。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、配管を流れる流体は、一対の光透過部間の間
隙を流通するとともに、配管の流路断面積とほぼ等しい
流路断面積をもった流体流路を流通するので、圧力損失
の極めて少ないフローセルを実現することができ、加圧
ポンプ等の補助手段が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る透過光測定用フローセルの一
部縦断面図である。
【図2】第1実施例に係る透過光測定用フローセルの横
断面図である。
【図3】第2実施例に係る透過光測定用フローセルの一
部縦断面図である。
【図4】第2実施例に係る透過光測定用フローセルの横
断面図である。
【図5】第3実施例に係る透過光測定用フローセルの一
部縦断面図である。
【図6】第3実施例に係る透過光測定用フローセルの横
断面図である。
【図7】第3実施例に係る他の透過光測定用フローセル
の要部縦断面図である。
【図8】第4実施例に係る透過光測定用フローセルの分
解斜視図である。
【図9】第4実施例に係る透過光測定用フローセルの水
平断面図である。
【図10】第4実施例に係る透過光測定用フローセルの
縦断面図である。
【図11】第5実施例に係る透過光測定用フローセルの
分解斜視図である。
【図12】第5実施例に係る透過光測定用フローセルの
水平断面図である。
【図13】第5実施例に係る透過光測定用フローセルの
縦断面図である。
【図14】本発明を適用した半導体洗浄装置の概略構成
図である。
【符号の説明】
5 … 流体供給管 10,20,30,40,50 … フローセル 12,22,32,44,54 … 光透過部 47 … 流通溝 d … セル長

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管内を流れる流体を透過する光の強度
    を測定する透過光測定用フローセルにおいて、光透過性
    材料で形成された光透過面を有する一対の光透過部を、
    互いの光透過面に所定の間隔を置いて、かつ、流体の流
    れの軸にほぼ平行に対向配置し、前記光透過部の周囲
    に、前記配管の流路断面積にほぼ等しい断面積をもった
    流体通路を配設したことを特徴とする透過光測定用フロ
    ーセル。
JP17476093A 1993-06-21 1993-06-21 透過光測定用フローセル Pending JPH0712713A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007155494A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Kurabo Ind Ltd ツインフローセルとそれを用いる濃度測定システム
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US8390816B2 (en) 2008-03-04 2013-03-05 Kurashiki Boseki Kabushiki Kaisha Method for attenuated total reflection far ultraviolet spectroscopy and an apparatus for measuring concentrations therewith
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US9841187B2 (en) 2014-10-24 2017-12-12 Rinnai Corporation Combustion plate

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