KR20070001177A - 오존 농도 센서 - Google Patents

오존 농도 센서 Download PDF

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Abstract

오존수 내의 오존과 같은 유체의 성분의 측정을 제공하는 장치와 방법. 장치(100)는 유체를 함유하는 용기(110), 유체를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 제1 광대역과 제2 광대역을 향하게 하도록 구성되는 광원(120, 120a, 120b), 및 제1 광대역과 제2 광대역을 감지하는 광센서(130)를 포함한다. 성분은 제2 광대역 보다 제1 광대역과 관련하여 더 큰 흡수를 갖는다. 본 방법은 감지된 제2 광대역에 응답하여 구성 성분의 측정된 속성을 수정하여 측정된 속성의 정밀도를 개선할 수 있다.
오존수, 광센서, 광대역, 오존 농도, 공유된 경로

Description

오존 농도 센서{OZONE CONCENTRATION SENSOR}
본 발명은 일반적으로 재료 분석을 위한 장치와 방법에 관한 것으로, 더욱 특히 오존 유체의 오존 농도의 측정에 관한 것이다.
오존수의 오존 농도는 보통 흡수 분광법에 의해 측정된다. 광의 자외선 (UV) 및 황색-적색 대역이 오존의 흡수 특성에 양호하게 일치하므로 적합하다. UV Hartley 대역의 피크 흡수는 황색-적색 카피우스 (Chappius) 대역에 대해서보다 약 2000배 크므로, UV원의 이용이 황색-적색원의 이용보다 더 큰 측정 감도를 제공할수 있다. 그러나, UV원은 값비싸고 불안정한 광 강도를 형성할 수가 있다. 따라서, 가장 큰 감도가 요구되지 않을 때에는 가시광의 이용이 바람직하다.
오존수는 많은 산업 응용 분야를 갖는다. 예를 들어, 반도체 제조 산업에서, 오존수 발생기에 의해 형성된 오존수의 오존 농도의 정확한 제어는 장치 제조 동안 중요하다. 이런 발생기에 대한 오존 농도를 측정하는 일반적인 방법은 때로 느리고, 에러나기 쉽고, 또한 불편하다. 예를 들어, 오존 농도는 발생기로부터 오존수의 샘플을 수집하고 이를 흡수 분광에 기초한 분석 장치로 테스트하여 측정될 수 있다. 따라서, 샘플 취급으로 인해 측정시 에러와 지연이 있을 수 있다. 오존수를 통과함에 따라 예외적인 광의 분산으로 인해 다른 에러가 유도될 수 있다. 예를 들어 기포로 야기는 분산은 광 강도 손실을 형성할 수 있는데, 이는 오존 흡수로 인한 강도 손실과 분간하기가 어려울 수 있다.
본 발명은 유체 성분의 속성의 흡수 분광법에 대한 측정 정밀도, 용이성, 비용을 개선할 수 있는 장치 및 방법과 관련된다. 본 발명의 원리에 따르면, 측정 정밀도는 성분 흡수 효과 이외의 효과로 인한 강도 손실을 대해 수정함으로써 개선될 수 있다. 본 발명은 부분적으로, 제1 방사와 공유된 경로를 이동하며 제1 방사 보다 덜 흡수되는 제2 방사를 관찰하는 것으로 예외적인 흡수가 결정될 수 있다는 것을 이해한 것으로 비롯되었다. 제2 방사의 강도 측정은 유체의 기포에 의한 방사의 분산과 같은 예외적인 효과로 인해 얼마나 많은 제1 방사의 손실이 발생하는지를 평가하는 데에 이용될 수 있다.
본 발명은 또한 오존수 발생기의 출력 파이프라인이 오존 농도의 실시간 (또는 거의 실시간) 측정을 가능하게 하도록 변형될 수 있다는 것을 이해한 것에서 비롯되었다. 상술된 바와 같이, 광의 두 대역, 즉 방사는 경로 길이와 이에 의해 측정 감도를 증가시키기 위해서, 원하는 데로 반사를 이용하여 출력 파이프라인의 일부를 통하게 향해질 수가 있다. 광의 대역은 오존과 관련하여 다른 흡수 특성을 갖고; 오존으로 인한 흡수가 적거나 전혀 없는 대역이 기준 신호를 제공한다. 광의 두 대역을 실질적으로 동일한 경로를 따라 향하게 함으로써, 기준 신호는 오존에 의한 흡수 이외의 요인으로 발생한 제1 광대역의 강도 손실을 수정하는 데에 이용될 수 있다.
광의 두 대역은 예를 들어, 황색 광 발광 다이오드 (LED)와 청색 광 LED로 제공될 수 있다. 하나 이상의 LED는 안정된 저 비용의 광원을 제공할 수 있다. 따라서, 오존 농도는 이전의 방법 보다 정밀도와 비용 면에서 개선된 발생기의 전체 흐름 오존수 출력의 실시간 직접 조사로 측정될 수 있다.
따라서, 제1 형태에서, 본 발명은 오존수의 유체, 예를 들어 오존의 성분을 측정하기 위한 장치의 특성을 갖는다. 이 장치는 유체를 함유하기 위한 용기, 제1 광대역과 제2 광대역을 유체를 따라 실질적으로 공유 경로를 따라 향하게 하도록 구성되는 광원, 및 광센서를 포함할 수 있다.
제1 광대역과 제2 광대역은 제1 광대역의 성분에 의한 흡수가 제2 광대역의 성분에 의한 흡수 보다 더 크게 선택된다. 제2 광대역은 기준 신호를 제공하여 제1 광대역으로부터 유도된 측정의 수정을 가능하게 한다.
광센서는 제1 광대역과 제2 대역을 감지한다. 광센서는 하나 이상의 구성 성분, 예를 들어, 하나 이상의 광다이오드를 포함할 수 있다. 광센서는 광의 대역의 강도 측정을 지원한다. 제1 대역의 측정 강도는 성분의 농도와 같은 성분의 속성의 결정을 제공할 수 있다. 제2 대역의 측정 강도는 기준 신호를 제공하여 속성 판정의 에러 수정을 지원할 수 있다.
예를 들어, 유체는 물일 수 있고 성분은 오존일 수 있다. 용기는 예를 들어, 오존수 이동 파이프라인의 일부일 수 있다. 따라서 장치는 오존수 발생기로부터 흐르면서 오존수의 오존 농도의 측정을 제공할 수 있다. 오존수 발생기는 발생기의 오존수 이동 파이프라인의 일부로 용기를 포함할 수 있다. 따라서, 장치는 발생기로부터 오존수 샘플의 수집을 필요로 하지 않고, 발생기에 의해 형성된 오존수의 실시간 측정을 지원할 수 있다.
광센서의 성분은 제1 광대역과 중첩하는 흡수 대역을 갖는다. 예를 들어, 오존수 측정을 위해, 제1 광대역은 황색-적색 주파수 및 제1 폭과 관련되며, 제2 광대역은 청색 주파수 및 제2 폭과 관련될 수 있다. 청색 광은 비교적 오존에 의해 흡수되지 않는다. 광원은 하나 이상의 LED, 예를 들어, GaAsP on GaP LED를 포함할 수 있다.
실질적으로 공유된 경로는 용기의 유체를 통하여 경로의 길이를 증가시키도록 적어도 하나의 반사 사이트에 의해 일부가 형성될 수 있으므로, 유체의 성분에 대한 측정 감도를 증가시킬 수 있다. 소형 크기의 용기는 비교적 긴 경로 길이를 제공할 수 있다.
성분 흡수 이외의 요인은 유체를 통과하는 광의 제1 및 제2 대역의 강도의 손실을 초래할 수 있다 (이 요인은 예를 들어, 유체의 기포를 포함한다). 따라서, 제2 광대역의 측정된 강도의 손실은 이 요인으로부터 발생한 제1 광대역의 강도 손실의 표시를 제공한다. 바람직하게, 광의 제1 및 제2 대역의 경로는 광의 두 대역이 실질적으로 동일한 유체를 통과하도록 공유된다. 따라서, 제2 광대역은 제1 광대역과 동일한 유체를 통과하고/하거나 제1 광대역과 동일한 기계적 요인을 샘플링할 수 있다.
용기는 투명, 반투명 및/또는 불투명 재료를 포함할 수 있다. 장치는 또한 용기에 인접한 코팅을 포함할 수 있다. 용기 자체는 반사 사이트를 제공할 수 있다. 다르게, 코팅이 광을 반사할 수 있다. 반사 사이트는 용기 및/또는 코팅에 대한 재료의 선택에 따라서, 미러 또는 난반사를 형성할 수 있다.
장치는 제2 광센서를 포함할 수 있다. 제2 광센서는 예를 들어, 두 LED를 포함하는 광원의 차등 노화 현상의 검출을 지원할 수 있다. 장치는 또한 온도 센서 및/또는 압력 센서를 포함할 수 있다. 온도 및 압력 측정은 제1 광대역의 강도 손실로부터 결정된 속성에 대한 정정을 지원할 수 있다.
제2 형태에서, 본 발명은 본 발명의 원리에 따라 유체의 성분을 측정하기 위한 방법의 특성을 갖는다. 이 방법은 성분이 제2 광대역에 대해서 보다 더 큰 흡수를 갖는 제1 광대역을 선택하고, 유체를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 통과하는 제1 광대역과 제2 광대역을 감지하고, 광의 감지된 제2 대역에 응답하여 광의 감지된 제1 대역으로부터 결정된 성분의 측정 성분을 수정하여 측정된 속성의 정밀도를 증가시키도록 하는 단계를 포함한다.
오존의 측정 속성은 관심있는 속성, 예를 들어, 오존의 농도일 수 있다. 측정된 속성은 성분에 의한 흡수 이외의 (오존에 의한 흡수 이외) 하나 이상의 요인과 관련된 광의 감지된 제1 대역으로부터 발생한 에러에 대해 측정된 농도를 수정하도록 변형될 수 있다. 이런 강도 손실은 오존에 의한 흡수로 발생하는 것으로 이해될 수 있으며, 따라서 측정 농도의 이상 증가로 이어질 수 있다.
강도의 감소를 초래할 수 있는 요인은 예를 들어, 기포, 실질적으로 공유된 경로의 반사 사이트의 반사도, 유체의 불순물, 및 유체를 포함하는 용기의 기계적 크기를 포함한다. 예를 들어, 반사도의 변경 및/또는 용기의 크기는 제1 광대역의 측정 강도의 감소 (또는 증가)를 초래할 수 있다. 이런 강도의 감소 (또는 증가)는 오존에 의한 흡수와 관련되지 않지만, 오존에 의한 흡수의 증가 (또는 감소)로 이상 해석될 수 있다.
본 발명은 첨부한 청구범위에서 특정하게 기재된다. 본 발명의 상기 및 다른 장점은 첨부한 도면과 관련한 다음 설명을 참조하면 잘 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 원리에 따른 유체의 성분을 측정하기 위한 장치의 실시예의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 유체의 성분을 측정하기 위한 방법의 실시예의 플로우챠트이다.
정의 - "오존수 발생기"는 오존 가스를 예를 들어, 컨택터를 이용하여 물에 유입하여 오존수를 형성하는 장치이다.
용어 " 광"은 적외선, 가시광선, 자외선, 및 x 레이 방사를 포함하는 전자기적 방사를 말한다. 용어 "광" 및 "방사"는 서로 교환적으로 이용된다.
"광 대역"은 피크 주파수 및 대역폭, 예를 들어, 반최대 대역폭과 관련된다.
"용기"는 유체를 포함할 수 있는 용기이거나 용기의 일부이다. 용기는 예를 들어, 파이프라인이거나 파이프라인의 일부일 수 있다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라서, 유체의 성분을 측정하기 위한 장치(100)의 실시예의 단면도이다. 장치는 유체를 함유하는 용기(110), 제1 광대역과 제2 광대 역을 용기의 유체를 통하여 실질적으로 공유 경로를 따라 향하게 하도록 구성되는 광원(120), 및 실질적으로 공유 경로를 따라 통과하는 제1 광대역과 제2 광대역을 감지하는 광센서(130)를 포함한다. 광원(120)으로부터의 제1 및 제2 광대역은 순차적으로 또는 동시에 전송될 수 있다. 예를 들어, 제1 광대역은 광센서(130)에 의해 전송 및 검출되고, 제2 광대역은 광센서(130)에 의해 전송 및 검출될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 광대역은 광원(120)에 의해 동시에 전송될 수 있다. 광센서(130)에 의한 이들 광대역의 검출은 동시에 실행될 수 있다. 실시예는 또한 이 둘이 광원(120)에 의해 동시에 전송될 때 광센서(130)에 의한 순차적인 광대역의 검출을 포함한다.
제1 광대역과 제2 광대역은 측정되는 성분이 제2 광대역에 대해서 보다 제1 광대역에 대해 더 큰 흡수를 갖도록 선택된다. 제2 광대역은 기준 신호를 제공하여 제1 광대역으로부터 유도된 측정을 수정하도록 한다.
예를 들어, 유체는 물이고 성분은 오존일 수 있다. 용기(110)는 오존의 측정을 가능하게 하도록 예를 들어, 오존수에 대한 이동 파이프라인의 일부일 수 있다. 따라서, 오존수 발생기는 용기(110)를 오존수 발생기의 이동 파이프라인의 일부로 이용함으로써 변형될 수 있다. 장치(100)는 발생기로부터 오존수 샘플의 수집을 필요로 하지 않고, 발생기에 의해 형성되는 오존수의 실시간이나 실시간 근처의 측정을 제공할 수 있다.
측정되는 성분은 제1 광대역과 중첩하는 흡수 대역을 갖는다. 예를 들어, 오존수 측정을 위해, 제1 광대역은 황색-적색 주파수와 제1 폭과 관련되며, 제2 광 대역은 청색 주파수와 제2 폭과 관련될 수 있다. 황색-적색 주파수는 예를 들어, 약 584nm일 수 있으며, 청색 주파수는 예를 들어, 약 300nm일 수 있다. 광원(120)은 제1 광대역을 제공하도록 황색-적색 LED(120a)를 포함하고, 제2 광대역을 제공하도록 청색 LED(120b)를 포함할 수 있다.
황색-적색 LED(120a)는 예를 들어, GaAsP-on-GaP 다이오드일 수 있다. 이런 다이오드의 황색-적색 피크 파장 출력은 가시 광에 대한 오존의 최대 흡수에 가깝다. 더구나, 관련된 오존 흡수 대역은 다이오드의 황색 적색 출력의 폭 보다 더 넓다.
실질적으로 공유 경로는 용기의 유체를 통하여 경로의 길이를 증가시키도록 적어도 하나의 반사 사이트 A에 의해 일부 정의될 수 있다. 장치(100)의 측정 감도는 유체를 통한 경로 길이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다.
제1 및 제2 광대역의 경로는 실질적으로 공유되어 두 광대역이 실질적으로 동일한 유체를 통과하도록 하는 것이 바람직하다. 후술되는 바와 같이, 제2 광대역의 측정 강도의 변경은 관찰된 제1 광대역의 강도에 영향을 미치는 비성분 관련 요인의 영향을 양호하게 표시할 수 있다.
용기(110)는 투명, 반투명, 및/또는 불투명 재료를 포함할 수 있다. 적당한 재료는 예를 들어, 석영, 수지 및/또는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 퍼플루오로알콕시 (PFA) 등의 플루오로 중합체를 포함한다. 장치(100)는 또한 용기에 인접한 코팅(150)을 포함할 수 있다. 용기(110) 자체가 광 대역에 반사 사이트를 제공할 수 있다. 다르게, 코팅(150)이 광을 반사할 수 있다.
반사 사이트 A는 용기 및/또는 코팅(150)에 대한 재료 선택에 따라 미러나 난반사를 형성할 수 있다. 예를 들어, 백색 중합체 용기(110), 또는 백색 용지 코팅(150)을 갖는 석영 용기(110)가 난반사를 제공할 수 있다. 난반사를 형성하는 반사 사이트 A를 이용하게 되면 미러 유형의 반사 사이트 A를 정렬할 필요성을 감소하거나 제거함으로써 장치(100)의 디자인과 제작을 간략하게 할 수 있다. 용기(110)는 반사 사이트 A에서 제1 및 제2 광대역을 널리 확산시키는 용기의 내표면을 정의하는 재료를 포함할 수 있다. 다르게, 광은 투명 용기를 통과하고 코팅(150)으로부터 반사하게 될 수 있다.
광센서(130)는 실질적으로 공유된 경로를 따라 통과하는 제1 및 제2 광대역을 감지한다. 광센서(130)는 예를 들어, 하나 이상의 실리콘 광다이오드, 광 트랜지스터, 광 멀티플라이어 튜브, 또는 그 외 본 기술에서 공지된 장치를 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 광센서(130)는 광대역의 강도 측정을 지원한다. 하나의 광센서 (예를 들어, 130)는 하나 이상의 성분을 지원할 수 있다. 예를 들어, 광센서는 두 성분을 포함하고, 각 성분은 광다이오드일 수 있다. 두 광다이오드를 포함하는 광센서는 두 다른 광 대역의 강도를 동시에 측정할 수 있다. 제1 대역의 측정 강도는 유체의 성분의 농도와 같은 속성의 판정을 제공할 수 있다. 측정된 제2 대역의 강도는 기준 신호를 제공하여 속성 판정의 에러 수정을 지원할 수 있다.
장치(100)는 제2 광센서(140)를 더 포함한다. 제2 광센서(140)는 많아야 실질적으로 공유된 경로의 일부를 따라 통과한 후에 제1 및 제2 광대역을 감지하도록 위치결정될 수 있다. 제2 광센서(140)는 예를 들어, LED(120a, 120b)의 차등 노화의 검출을 지원하는 데에 이용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 노화로 인한 황색 적색 LED(120a)로부터의 광 출력의 손실은 그 출력을 증가시키도록 LED(120a)에 공급되는 전류를 증가시킴으로써 판정되거나 정정될 수 있다.
몇 실시예에서, 광원(120)으로부터의 제1 및 제2 광대역은 순차적으로나 동시적으로 전송된다. 이들이 동시에 전송되면, 제2 광센서(140)에 의한 이들 광대역의 검출이 동시에 또는 순차적으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 광대역은 광센서(130)에 의해 검출되는 반면, 다른 광대역은 제2 광센서(140)에 의해 동시에 검출된다.
또한, 오직 두 광대역만이 기재되었지만, 둘 이상의 대역이 이용될 수 있다. 둘 이상의 광대역이 광원(120)에 의해 전송되면, 광센서(130, 140) 중 적어도 하나가 관심있는 두 (또는 그 이상) 광대역을 동시에 검출하는 데에 이용될 수 있다. 순차적인 검출이 또한 동시에 (예를 들어, 두 광센서에서) 또는 순차적으로 (하나 또는 두개의 광센서를 이용하여) 실행될 수 있다.
이 기재에 기초하면, 다른 적합한 조합이 당업자에게는 명백하게 될 것이다. 예를 들어, 다른 광원 구성을 이용할 수 있다. 조정가능한 광 파장 출력을 갖는 하나의 광원이 이용될 수 있으며, 이는 연속적 또는 개별적으로 조정 가능하다. 여러 파장의 광 흡수가 상술된 바와 같이 광센서로 검출될 수 있다. 또 다른 실시예는 다수의 광원 및 다수의 검출기를 포함하고, 이 때 각 검출기는 광원 중 특정한 것에 대응하는 스펙트럼 감도를 갖는다. 따라서, 제1 광원 (예를 들어, 제1 광 다이오드)는 제1 광대역을 전송하며 제1 검출기와 쌍을 이루고, 제2 광원 (예를 들어, 제2 광다이오드)는 제2 광대역을 전송하고 제2 검출기와 쌍을 이루는 등이다. 바람직하게, 여러 광원으로부터의 광 대역의 광 경로는 실질적으로 동일하다. 둘 이상의 광원/광센서 쌍이 측정 어플리케이션의 조건에 따라 이용될 수 있다. 이 실시예에서 검출기는 예를 들어, 상술된 광센서(130)의 유형 중 어느 것일 수 있다.
장치(100)는 적어도 하나의 온도 센서(161) 및/또는 적어도 하나의 압력 센서(162)를 포함한다. 이들 센서(161, 162)에 의해 제공되는 온도 및 압력 측정은 측정된 속성에 대한 또 다른 정정을 제공하며, 이는 제1 광대역의 강도 손실로 결정된다. 몇 응용에서, 얻어진 결과는 온도와 압력의 영향을 받을 수 있다. 필요하다면, 온도 센서(161) 및/또는 압력 센서(162)로부터 얻어진 정보에 기초하여 보상할 수 있으며, 이로 인해 더욱 정밀한 속성 측정 결과가 나올 수 있다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 유체의 성분을 측정하기 위한 방법(200)의 실시예의 플로우챠트이다. 이 방법(200)은 예를 들어, 도 1에 나타낸 장치(100)로 구현될 수 있다. 이 방법(200)은 그 성분이 제2 광대역에 대한 것 보다 더 큰 흡수를 갖는 제1 광대역을 선택하는 단계 (단계 210), 유체를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 통과하는 제1 광대역 및 제2 광대역을 감지하는 단계 (단계 220), 및 감지된 제2 광대역에 응답하여 감지된 제1 광대역으로부터 결정된 성분의 측정 속성을 수정하여 측정 속성의 정밀도를 향상하는 단계 (단계 230)을 포함한다.
유체는 예를 들어, 오존수 발생기에 의해 형성되는 오존수일 수 있다. 이 때 성분은 오존일 수 있다. 나머지 설명에서 유체와 유체의 성분으로 물과 오존을 언급한다. 그러나, 발명의 원리는 다른 유체와 유체의 다른 성분에도 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
오존의 측정 속성은 관심있는 속성 예를 들어, 오존의 농도일 수 있다. 이 때 수정 단계 (단계 230)는 성분에 의한 흡수 이외의 하나 이상의 요인과 관련되는 감지된 제1 광대역의 강도 손실로부터 발생한 에러에 대해 측정된 온도를 수정하는 단계를 포함할 수 있다. 이런 강도 손실은 오존에 의한 흡수로 발생한 것으로 잘못 해석되어, 측정 농도의 이상 증가를 가져올 수 있다.
강도의 감소를 초래하는 요인은 예를 들어, 기포, 실질적으로 공유된 경로의 반사 사이트의 반사도의 감소, 유체의 불순물, 및 유체를 함유하는 용기의 기계적 크기의 변경을 포함한다. 이런 요인으로 발생한 강도의 감소는 오존에 의한 흡수와 관련되지 않지만, 오존 농도의 증가로 인해 초래된 오존에 의한 흡수의 증가로 잘못 해석될 수 있다. 방법(200)은 용기를 통하여 오존수가 오존수 발생기로부터 프로세스 툴로 흐르도록 하여 오존 농도의 원위치에서의 측정을 가능하게 하는 단계 (단계 240)를 포함할 수 있다.
방법(200)은 또한 실질적으로 공유된 경로를 따라 제1 광대역과 제2 광대역을 교대로 향하게 하는 단계 (단계 250)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 광대역 및 제2 광대역은 교대로 감지된다. 또한 제1 및 제2 광대역은 실질적으로 어떤 광도 실질적으로 공유된 경로를 따라 향하게 하지 않는 블랭크 기간과 교대될 수 있 다. 예를 들어, 블랭크 기간 동안, 배경 강도가 관찰될 수 있다. 배경 강도는 예를 들어, 광센서 노이즈 및/또는 유체를 통한 공유된 경로를 따라 의도적으로 향해진 광 이외의 광원으로부터의 광으로 발생할 수 있다.
배경 강도는 제1 광대역의 분명한 감지 강도를 증가시켜, 농도 측정시의 에러를 초래한다. 따라서 배경 측정은 오존 농도 측정의 정밀도를 더욱 향상시키기 위해 또 다른 정정을 가능하게 한다. 즉, 예를 들어 측정된 오존 농도는 분명한 오존 농도를 이상적으로 감소시킬 수 있는 배경 강도에 대해 정정될 수 있다.
방법(200)은 또한 많아야 실질적으로 공유된 경로의 일부를 따라 제1 광대역과 제2 광대역 중 적어도 하나를 감지하는 단계와, 이에 응하여 제1 광대역과 제2 광대역 중 적어도 하나의 방사 강도를 유지하는 단계 (단계 260)를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 상술된 바와 같이, LED 광원의 차등적인 노화 영향이 검출될 수 있다. LED 기술 분야의 당업자에게는 잘 알려진 바와 같이, LED의 광 강도 출력은 임의의 입력 전압에 대해 시간이 지남에 따라 감소할 수 있다. 또한, 여러 유형의 LED는 다른 노화 속도를 나타낸다.
본 발명이 특정한 바람직한 실시예에 관련하여 특정하게 도시 및 기재되었지만, 당업자라면 여러 유형과 상세 사항의 변경들이 첨부한 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 영역에서 벗어나지 않고 행해질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (26)

  1. 유체의 성분을 측정하기 위한 장치에 있어서:
    상기 유체를 함유하는 용기;
    상기 용기 내의 상기 유체를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 제1 광대역과 제2 광대역을 향하도록 구성되는 광원 - 상기 성분은 상기 제2 광대역 보다 상기 제1 광대역과 관련하여 더 큰 흡수를 가짐 -; 및
    상기 실질적으로 공유된 경로를 따라 통과한 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 감지하는 광센서
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체는 오존수를 포함하고 상기 성분은 오존인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용기는 상기 오존의 원위치에서의 측정을 가능하게 하도록 상기 오존수에 대한 이송 파이프라인을 포함하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 광대역은 황색 적색 주파수 및 제1 폭과 관련되고, 제2 광대역은 청색 주파수 및 제2 폭과 관련되는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광원은 상기 제1 광대역을 제공하도록 황색 적색 발광 다이오드 및 상기 제2 광대역을 제공하도록 청색 발광 다이오드를 포함하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발광 다이오드의 차등 노화를 검출하기 위해 많아야 상기 실질적으로 공유된 경로의 일부를 따라 이동한 후에 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 감지하는 제2 광센서를 더 포함하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 실질적으로 공유된 경로는 상기 용기 내의 상기 유체를 따르는 경로의 길이를 증가시키도록 적어도 하나의 반사 사이트로 일부가 정의되고, 이로 인해 상기 유체의 성분에 대한 측정 감도를 증가시키는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 용기는 상기 적어도 하나의 반사 사이트에서 상기 제1 및 제2 광대역을 확산시키는 상기 용기의 내표면을 정의하는 재료를 포함하는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 반사 사이트에서 상기 제1 및 제2 광대역의 확산을 제공하도록 상기 용기의 외표면 상에 코팅을 더 포함하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 성분은 상기 제1 광대역에 중첩하는 흡수 대역을 갖는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 용기는 석영과 폴리머의 그룹에서 선택된 재료를 포함하는 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광센서는 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역이 실질적으로 공유된 경로를 따라 이동한 후에 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 감지하는 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광 센서는 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역이 상기 실질적으로 공유된 경로를 따라 이동하면서 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 감지하는 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 용기 내의 상기 유체의 온도를 측정하기 위한 온도 센서 및 상기 용기 내의 상기 유체의 압력을 측정하기 위한 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 장치.
  16. 오존수 발생기에 있어서:
    물과 오존 가스를 혼합하기 위한 컨택터;
    상기 컨택터와 유체가 전달되어 오존수를 프로세스 툴로 이송하기 위한 파이 프라인;
    상기 파이프라인 내의 상기 유체를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 제1 광대역과 제2 광대역을 향하게 하도록 구성된 광원 - 상기 오존수의 성분은 상기 제2 광대역 보다 상기 제1 광대역과 관련하여 더 큰 흡수를 가짐 - ; 및
    상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 이들이 상기 실질적으로 공유된 경로를 따라 이동한 후에 감지하는 광센서
    를 포함하는 오존수 발생기.
  17. 유체의 성분을 측정하기 위한 방법에 있어서:
    상기 성분이 제2 광대역 보다 더 큰 흡수를 갖는 제1 광대역을 선택하는 단계;
    상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 이들이 상기 유체를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 이동한 후에 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 제2 광대역에 응답하여 상기 감지된 제1 광대역으로 결정된 상기 성분의 측정된 속성을 수정하여 상기 측정된 속성의 정밀도를 개선하도록 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수정 단계는 상기 성분에 의한 흡수 이외의 적어도 하나의 요인과 관련하여 상기 감지된 제1 광대역의 강도 손실에 대해 상기 측정된 속성을 수정하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요인은 기포, 상기 실질적으로 공유된 경로의 반사 사이트의 반사도, 상기 유체의 불순물, 및 상기 유체를 함유하는 용기의 기계적 크기 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 실질적으로 공유된 경로를 용기에 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 실질적으로 공유된 경로는 적어도 하나의 반사 사이트로 일부가 정의되어 상기 용기 내에 상기 실질적으로 공유된 경로의 길이를 증가시키는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 유체는 오존수이고, 상기 오존 농도의 원위치에서의 측정을 가능하게 하도록 상기 오존수가 상기 용기를 통하여 오존수 발생기로부터 프로세스 툴로 흐르게 하도록 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  23. 제17항에 있어서, 상기 실질적으로 공유된 경로를 따라 상기 제1 광대역 및 상기 제2 광대역을 교대로 향하게 하는 단계를 더 포함하고, 상기 감지하는 단계는 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 교대로 감지하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 교대로 향하게 하는 단계는 교대로 상기 실질적으로 공유된 경로를 따라 전혀 광을 향하게 하지 않는 단계를 더 포함하는 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역 중 적어도 하나를 많아야 상기 실질적으로 공유된 경로의 일부를 따라 감지하는 단계 및 이에 응답하여 상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역 중 적어도 하나의 방사 강도를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  26. 원하는 오존 농도를 갖는 오존수를 형성하는 방법에 있어서:
    상기 오존이 제2 광대역 보다 더 큰 흡수를 갖는 제1 광대역을 선택하는 단계;
    오존수 발생 장치에서 오존수를 발생하는 단계;
    상기 제1 광대역과 상기 제2 광대역을 이들이 상기 오존수가 상기 장치로부터 흐른 후에 상기 오존수를 통하여 실질적으로 공유된 경로를 따라 이동한 후에 감지하는 단계;
    상기 감지된 제2 광대역에 응답하여 상기 감지된 제1 광대역으로 결정된 측정 오존 농도를 수정하여 상기 측정 오존 농도의 정밀도를 향상하도록 하는 단계; 및
    상기 측정 오존 농도가 상기 원하는 오존 농도와 실질적으로 일치할 때 까지 상기 장치의 적어도 하나의 변수를 조정하는 단계
    를 포함하는 방법.
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