WO2021085525A1 - 測定装置、測定システム、測定方法およびプログラム - Google Patents

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WO2021085525A1
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intensity
signal
frequency spectrum
light
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PCT/JP2020/040593
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啓介 戸田
翔吾 松永
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京セラ株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to measuring devices, measuring systems, measuring methods and programs.
  • a device for quantitatively measuring the state of fluid flow for example, a device for measuring the flow rate and flow velocity of a fluid by using an optical method such as a laser blood flow meter is known (for example, Patent No. 5806390). See the description in the Gazette).
  • the measuring device measuring system, measuring method and program are disclosed.
  • the measuring device includes a light emitting unit, a light receiving unit, an extraction unit, and a processing unit.
  • the light emitting unit irradiates an object to be irradiated with a fluid flowing inside with light.
  • the light receiving unit receives interference light including light scattered by the object to be irradiated and outputs a signal corresponding to the intensity of the interference light.
  • the extraction unit extracts a DC component of the signal output from the light receiving unit as the signal strength changes with time.
  • the processing unit Based on the signal output from the light receiving unit, performs processing including correction using a value related to the signal strength of the DC component and calculation of a frequency spectrum for a time change of the signal strength. The calculated value related to the state of the fluid flow is calculated.
  • the measuring device includes a light emitting unit, a light receiving unit, an extraction unit, and a processing unit.
  • the light emitting unit irradiates an object to be irradiated with a fluid flowing inside with light.
  • the light receiving unit receives interference light including light scattered by the object to be irradiated and outputs a signal corresponding to the intensity of the interference light.
  • the extraction unit extracts a DC component of the signal output from the light receiving unit as the signal strength changes with time.
  • the processing unit calculates a frequency spectrum for a time change of signal strength based on the signal output from the light receiving unit, and a value related to the signal strength based on the frequency spectrum and a value related to the signal strength of the DC component.
  • a quantitative value related to the state of the flow of the fluid is calculated by the calculation using and.
  • the measurement system includes a light emitting unit, a light receiving unit, an extraction unit, and a processing unit.
  • the light emitting unit irradiates an object to be irradiated with a fluid flowing inside with light.
  • the light receiving unit receives interference light including light scattered by the object to be irradiated and outputs a signal corresponding to the intensity of the interference light.
  • the extraction unit extracts a DC component of the signal output from the light receiving unit as the signal strength changes with time.
  • the processing unit Based on the signal output from the light receiving unit, performs processing including correction using a value related to the signal strength of the DC component and calculation of a frequency spectrum for a time change of the signal strength. The calculated value related to the state of the fluid flow is calculated.
  • the measurement system includes a light emitting unit, a light receiving unit, an extraction unit, and a processing unit.
  • the light emitting unit irradiates an object to be irradiated with a fluid flowing inside with light.
  • the light receiving unit receives interference light including light scattered by the object to be irradiated and outputs a signal corresponding to the intensity of the interference light.
  • the extraction unit extracts a DC component of the signal output from the light receiving unit as the signal strength changes with time.
  • the processing unit calculates a frequency spectrum for a time change of signal strength based on the signal output from the light receiving unit, and a value related to the signal strength based on the frequency spectrum and a value related to the signal strength of the DC component.
  • a quantitative value related to the state of the flow of the fluid is calculated by the calculation using and.
  • One aspect of the measurement method includes a first step, a second step, and a third step.
  • the first step while irradiating an object to be irradiated with a fluid flowing inside by a light emitting unit, the light receiving unit receives interference light including light scattered by the object to be irradiated and the intensity of the interference light. Outputs a signal according to.
  • the extraction unit extracts the DC component of the signal output from the light receiving unit in the first step with respect to the time change of the signal intensity.
  • the processing unit uses the value related to the signal strength of the DC component extracted by the extraction unit in the second step based on the signal output from the light receiving unit in the first step.
  • the calculated value related to the state of the flow of the fluid is calculated by performing the processing including the correction and the calculation of the frequency spectrum for the time change of the signal strength.
  • Another aspect of the measuring method includes a first step, a second step, and a third step.
  • the first step while irradiating an object to be irradiated with a fluid flowing inside by a light emitting unit, the light receiving unit receives interference light including light scattered by the object to be irradiated and the intensity of the interference light. Outputs a signal according to.
  • the extraction unit extracts the DC component of the signal output from the light receiving unit in the first step with respect to the time change of the signal intensity.
  • the processing unit calculates a frequency spectrum for a time change in signal intensity based on the signal output from the light receiving unit in the first step, and a value related to the signal intensity based on the frequency spectrum. And the value related to the signal strength of the DC component extracted by the extraction unit in the second step are calculated to calculate the quantitative value related to the state of the flow of the fluid.
  • One aspect of the program is a program that is executed by a processing unit included in the measuring device to cause the measuring device to function as one aspect of the measuring device or another aspect of the measuring device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a cross section of a part of the measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an example of a frequency spectrum related to interference light from an object to be irradiated in which a fluid having a flow quantitative value of a relatively small value Vq1 flows inside when the intensity of the irradiation light is the first intensity.
  • the curve Ln1 shown, the curve Ln2 showing an example of the frequency spectrum related to the interference light from the irradiated object in which the fluid flowing inside the fluid having a relatively medium flow quantification value, and the value Vq3 having a relatively large flow quantification value are shown.
  • FIG. 3B is a diagram showing an example of a DC component of the signal intensity related to the interference light from the irradiated object through which the fluid flows inside when the intensity of the irradiation light is the first intensity.
  • FIG. 4A shows that when the intensity of the irradiation light is the second intensity lower than the first intensity, the fluid having a relatively small flow quantitative value Vq1 is reflected in the interference light from the irradiated object flowing inside.
  • Curve Ln11 showing an example of the frequency spectrum
  • curve Ln12 showing an example of the frequency spectrum related to the interference light from the irradiated object in which the fluid having a relatively medium flow quantification value Vq2, and the flow quantification value.
  • curve Ln13 which shows an example of the frequency spectrum which concerns on the interference light from the irradiated object which the fluid which has a relatively large value Vq3 flows inside.
  • FIG. 4B shows an example of a DC component of the signal intensity related to the interference light from the irradiated object through which the fluid flows inside when the intensity of the irradiation light is the second intensity lower than the first intensity. It is a figure which shows.
  • FIG. 5A shows a curve Ln21 showing an example of a frequency spectrum calculated when the intensity of the irradiation light is the first intensity when the quantitative flow value is set to a predetermined value, and the intensity of the irradiation light is the first intensity.
  • the curve Ln22 showing an example of the frequency spectrum calculated when the second intensity is smaller than the second intensity, and the example of the frequency spectrum calculated when the intensity of the irradiation light is the third intensity lower than the second intensity are shown. It is a figure which shows the curve Ln23, respectively.
  • Line Ln31 showing an example of the relationship between the flow quantitative value and the reference flow calculated value when the intensity of the irradiation light is the first intensity, and the second intensity of the irradiation light is lower than the first intensity.
  • Line Ln32 showing an example of the relationship between the flow quantitative value and the reference flow calculated value in the case of intensity, the flow quantitative value and the reference flow calculated value in the case where the intensity of the irradiation light is the third intensity lower than the second intensity. It is a figure which shows line Ln33 which shows an example of the relation of. FIG.
  • FIG. 6A shows a curve Ln41 showing an example of the corrected frequency spectrum calculated when the intensity of the irradiation light is the first intensity when the quantitative flow value is set to a predetermined value, and the intensity of the irradiation light.
  • the curve Ln42 showing an example of the corrected frequency spectrum calculated when the second intensity is smaller than the first intensity, and the third intensity calculated when the intensity of the irradiation light is lower than the second intensity. It is a figure which shows the curve Ln43 which shows an example of the frequency spectrum after correction, respectively.
  • FIG. 6B shows a line Ln51 showing an example of the relationship between the flow quantitative value and the corrected flow calculated value when the intensity of the irradiation light is the first intensity, and the intensity of the irradiation light is lower than the first intensity.
  • Line Ln52 showing an example of the relationship between the flow quantitative value and the corrected flow calculated value when the second intensity is used, and the flow quantitative value and correction when the intensity of the irradiation light is a third intensity lower than the second intensity. It is a figure which shows the line Ln53 which shows an example of the relationship with the later flow calculation value, respectively.
  • FIG. 7A is a flow chart showing an example of operation in the measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 7B is a flow chart showing a first example of a flow calculation value calculation process in the measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a second example of the flow calculation value calculation process in the measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flow chart showing a third example of the flow calculation value calculation process in the measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring device according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the measurement system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13A shows a curve Ln61 showing an example of a frequency spectrum calculated when the concentration of particles in the fluid is the first concentration when the quantitative flow value is set to the reference value Q0, and the concentration of particles in the fluid is Curve Ln62 showing an example of the frequency spectrum calculated when the second concentration is lower than the first concentration, and the frequency spectrum calculated when the concentration of particles in the fluid is the third concentration lower than the second concentration. It is a figure which shows the curve Ln63 which shows an example, respectively.
  • FIG. 13B shows a curve Ln71 showing an example of the corrected frequency spectrum calculated when the concentration of particles in the fluid is the first concentration when the quantitative flow value is set to the reference value Q0, and particles in the fluid.
  • Curve Ln72 showing an example of the corrected frequency spectrum calculated when the concentration of is a second concentration lower than the first concentration, when the concentration of particles in the fluid is a third concentration lower than the second concentration. It is a figure which shows the curve Ln73 which shows an example of the calculated frequency spectrum after correction, respectively.
  • FIG. 14A shows an example of a frequency spectrum related to interference light from an irradiated object in which a fluid having a flow rate setting value of a relatively small value Q1 flows inside when the intensity of the laser light is the first intensity.
  • the curve Ln101 shown the curve Ln102 showing an example of the frequency spectrum related to the interference light from the irradiated object in which the fluid flowing inside the fluid having a relatively medium flow rate set value, and the value Q3 having a relatively large flow rate set value. It is a figure which shows the curve Ln103 which shows an example of the frequency spectrum which concerns on the interference light from the irradiated object which fluid flows inside.
  • FIG. 14B is a diagram showing an example of the relationship between the flow rate set value and the flow rate calculated value when the intensity of the laser light is the first intensity.
  • the curve Ln201 showing an example, the curve Ln202 showing an example of the frequency spectrum related to the interference light from the irradiated object in which the fluid flowing inside the fluid having a relatively medium flow rate setting value Q2, and the flow rate setting value are relatively
  • the curve Ln203 which shows an example of the frequency spectrum which concerns on the interference light from the irradiated object which the fluid which has a large value Q3 flows inside.
  • FIG. 16A shows a curve Ln301 showing an example of a frequency spectrum calculated when the intensity of the laser beam is the first intensity when the flow rate set value is set to the reference value Q0, and the intensity of the laser beam is the first.
  • An example of a curve Ln302 showing an example of a frequency spectrum calculated when the second intensity is smaller than the intensity, and an example of a frequency spectrum calculated when the intensity of the laser beam is a third intensity lower than the second intensity. It is a figure which shows each of the shown curve Ln303.
  • FIG. 16B shows a line Ln401 showing an example of the relationship between the flow rate set value and the flow rate calculation value when the laser beam intensity is the first intensity, and the second intensity in which the laser beam intensity is lower than the first intensity.
  • Line Ln402 showing an example of the relationship between the flow rate set value and the flow rate calculated value in the case of, and the relationship between the flow rate set value and the flow rate calculated value when the intensity of the laser beam is the third intensity lower than the second intensity. It is a figure which shows line Ln403 which shows an example, respectively.
  • a device for quantitatively measuring the state of fluid flow for example, a device for measuring at least one of the flow rate and the flow velocity of a fluid using an optical method such as a laser blood flow meter is known.
  • This laser blood flow meter calculates the blood flow of the living body based on, for example, the change in the wavelength of the laser light caused by the Doppler shift that occurs when the laser light radiated to the living body from the laser as a light emitting element is scattered. be able to.
  • a living body when a living body is irradiated with a laser beam of frequency fo, it scatters due to the flow of blood in blood vessels (movement of blood cells, which are scatterers), and forms other fixed tissues (skin tissue and blood vessels). Scattered light is generated by scattering by (such as tissue).
  • the diameter of blood cells is, for example, about several micrometers ( ⁇ m) to about 10 ⁇ m.
  • the frequency f of the scattered light generated by scattering by the blood cells, which is a scattering body is the moving speed of the blood cells, which is a scattering body, as compared with the frequency fo of the scattered light generated by scattering by other fixed tissues.
  • the frequency fo + ⁇ f is changed by ⁇ f due to the Doppler shift corresponding to.
  • This modulation frequency ⁇ f is represented by the following equation (1), where V is the velocity of blood flow, ⁇ is the angle of incidence of the laser beam on the fluid, and ⁇ is the wavelength of the laser beam.
  • ⁇ f (2V ⁇ cos ⁇ ) / ⁇ ... (1).
  • the difference frequency ⁇ f can be observed as an optical beat (groan) due to mutual interference between the scattered light of the frequency fo scattered by the fixed tissue and the scattered light of the frequency fo + ⁇ f scattered by the moving blood cells.
  • the signal (received signal) obtained by receiving these two types of scattered light includes a signal corresponding to the optical beat generated by mutual interference of these two types of scattered light (also referred to as an optical beat signal). ) Is included.
  • the difference frequency ⁇ f corresponding to the frequency of the optical beat is much smaller than the frequency f of the original light.
  • the original light having a wavelength of 780 nm is light having a frequency of about 400 terahertz (THz), which exceeds the response speed that can be detected by a normal light receiving element.
  • the frequency of the optical beat also referred to as the optical beat frequency
  • ⁇ f depends on the moving speed of blood cells, but is, for example, about several kilohertz (kHz) to several tens of kHz, and a normal light receiving element responds sufficiently. It is included in the frequency band that can be detected.
  • the signal (light receiving signal) obtained by receiving the scattered light of the frequency fo scattered by the fixed tissue and the scattered light of the frequency fo + ⁇ f scattered by the moving blood cells by using the light receiving element can be obtained. It shows a waveform in which an intensity modulation signal having an optical beat frequency ⁇ f is superimposed on a DC (DC) component signal (DC signal). Then, the blood flow rate can be calculated by analyzing the optical beat signal having the frequency ⁇ f.
  • DC DC
  • the frequency spectrum P (f) is calculated for the light receiving signal detected by the light receiving element by using an operation such as Fourier transform (FFT).
  • FFT Fourier transform
  • the weighted frequency spectrum (also referred to as a weighted frequency spectrum) P (f) ⁇ f is calculated.
  • the weighted frequency spectrum P (f) ⁇ f is integrated at a frequency in a predetermined range to calculate the first calculated value ( ⁇ ⁇ P (f) ⁇ f ⁇ df).
  • the first calculated value ( ⁇ ⁇ P (f) ⁇ f ⁇ df) is integrated with the frequency spectrum P (f) for frequencies in a predetermined range.
  • the blood flow rate of the living body by a predetermined calculation using the average frequency fm.
  • a predetermined calculation for example, a calculation in which the average frequency fm is divided by a second calculated value ( ⁇ P (f) df) and multiplied by a constant is applied.
  • the value calculated by dividing the average frequency fm by the second calculated value ( ⁇ P (f) df) is calculated as a calculated value (also referred to as a flow rate calculated value) corresponding to the flow rate.
  • a laser blood flow meter is used to measure the flow rate Q of the fluid when flowing a fluid in which light scattering bodies of about several ⁇ m are dispersed in a transparent tubular body as a flow path.
  • the flow rate also referred to as a flow rate set value
  • the flow rate set values are increased in the order of Q1, Q2, and Q3, and the frequency spectra P (f) related to the optical beat signal are used for each flow rate set values Q1, Q2, and Q3 using a laser blood flow meter.
  • the weighted frequency spectrum P (f) ⁇ f, the average frequency fm, and the calculated flow rate are calculated.
  • the average frequency f1m is calculated from the frequency spectrum P (f) shown by the curve Ln101 drawn by the thick solid line in FIG. 14A.
  • the average frequency f2m is calculated from the frequency spectrum P (f) shown by the curve Ln102 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 14 (a).
  • the average frequency f3m is calculated from the frequency spectrum P (f) shown by the curve Ln103 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 14 (a).
  • the flow rate calculation value calculated by using the flow rate setting values Q1, Q2, Q3 and the average frequencies f1m, f2m, and f3m, respectively. If v1, v2, and v3 have a proportional relationship, the flow rate of the fluid is correctly calculated by a predetermined calculation using the average frequency fm.
  • the intensity of the laser light irradiating the living body may decrease due to an increase in the temperature of the laser, aged deterioration of the laser, or the like.
  • the intensity of the laser beam is reduced from the first intensity to the second intensity.
  • the intensity of the light receiving signal output from the light receiving element uniformly decreases as the intensity of the laser light decreases.
  • the frequency spectrum P (f) shown by the curve Ln201 drawn by the thick solid line in FIG. 15 is obtained.
  • the frequency spectrum P (f) shown by the curve Ln202 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 15 is obtained.
  • the frequency spectrum P (f) shown by the curve Ln203 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 15 is obtained.
  • the signal intensity for each frequency corresponds to the decrease in the intensity of the laser light with respect to the frequency spectrum P (f) shown in FIG. 14 (a). Is uniformly decreasing.
  • the intensity of the laser light intentionally emitted from the laser is set to the first intensity, the first intensity, and the second intensity, assuming that the flow rate set value is constant at Q0, which is the reference value (also referred to as the reference set value).
  • FIG. 16A shows an example of the results of calculating the frequency spectrum P (f) for each of 0.5 and 0.25, which is the third intensity.
  • the frequency spectrum P (f) calculated when the intensity of the laser light is the first intensity is shown by the curve Ln301 drawn by a thick solid line, and the intensity of the laser light is the second intensity.
  • the frequency spectrum P (f) calculated in a certain case is indicated by the curve Ln302 drawn by a thick single-point chain line, and the frequency spectrum P (f) calculated when the intensity of the laser beam is the third intensity is thick. It is shown by the curve Ln303 drawn by the dotted line.
  • the intensity of the signal for each frequency in the frequency spectrum P (f) decreases as the intensity of the laser light decreases.
  • the flow rate set value and the flow rate calculated value The proportional relationship of is different depending on the intensity of the laser beam.
  • the flow rate set value and the flow rate calculated value have a proportional relationship shown by the line Ln401 drawn by the thick solid line in FIG. 16B.
  • the intensity of the laser light is the second intensity
  • the flow rate set value and the flow rate calculated value have a proportional relationship shown by the line Ln402 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 16 (b).
  • the intensity of the laser light is the third intensity
  • the flow rate set value and the flow rate calculated value have a proportional relationship shown by the line Ln403 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 16 (b). Therefore, for example, even if the flow rate Q of the fluid is calculated from the calculated flow rate value, the flow rate Q of different fluids is calculated according to the intensity of the laser beam, and the measurement accuracy of the flow rate Q may decrease.
  • the factor that uniformly lowers the intensity of the light receiving signal output from the light receiving element is the intensity of light (also referred to as irradiation light) such as laser light emitted from the light emitting element to the living body. It is not limited to the decrease in.
  • Other factors that reduce the strength include, for example, the thickness, inner diameter and material of the tubular body constituting the flow path, the concentration of particles in the fluid and the absorption rate of light, the position between the light emitting element, the tubular body and the light receiving element, and The relationship of posture can be considered.
  • the above problem is not limited to the measuring device for measuring the flow rate of the fluid, and is common to the measuring device for measuring the quantitative value related to the state of the flow of the fluid including at least one of the flow rate and the flow velocity of the fluid.
  • the inventors of the present disclosure have created a technique capable of improving the measurement accuracy of a device for quantitatively measuring the state of fluid flow.
  • the measuring device 1 is, for example, in a state of flow of a fluid 2b flowing inside 2i of an object (also referred to as a flow path component) 2a constituting a flow path.
  • the flow path component 2a may include, for example, a tubular object (also referred to as a tubular body) such as a blood vessel in a living body or a pipe of various devices.
  • the quantitative value (also referred to as the quantitative value or the flow quantitative value) Vq relating to the flow state of the fluid 2b may include, for example, at least one of the flow rate and the flow velocity.
  • Flow rate is the amount of fluid that passes through the flow path per unit time.
  • the amount of fluid can be expressed, for example, by volume or mass.
  • Flow velocity is the speed of fluid flow in the flow path. The speed of flow can be expressed as the distance traveled by the fluid per unit time.
  • the measuring device 1 according to the first embodiment can quantitatively measure the flow state of the fluid 2b by utilizing, for example, the Doppler effect of light.
  • the Doppler effect of light for example, when the light is scattered by the fluid 2b in response to the irradiation of the fluid 2b with light, the frequency of the light corresponding to the moving speed of the fluid 2b is caused by the Doppler effect according to the flow of the fluid 2b. Shift (also called Doppler shift) occurs.
  • the measuring device 1 according to the first embodiment can measure the flow quantitative value Vq related to the flow state of the fluid 2b by utilizing this Doppler shift.
  • Various configurations of the measuring device 1 described later can be manufactured by using a well-known or known method as appropriate.
  • the fluid 2b as an object whose flow state is quantitatively measured is, for example, a substance in which the fluid 2b itself scatters light or a substance that scatters light (scattering substance). It also includes those that flow an object that scatters light (also called a scatterer). Specifically, for example, water, blood, ink for a printer, a gas containing a scatterer such as powder, or the like is applied to the fluid 2b as the object to be measured.
  • the "flow rate of the scatterer or the scatterer” may be regarded as the "flow rate of the fluid", or the "scatterer or the scatterer”.
  • the "flow velocity of the fluid” may be regarded as the "fluid flow velocity".
  • the measuring device 1 includes, for example, a sensor unit 10 and a control unit 20. Further, the measuring device 1 includes, for example, a connecting portion (connector portion) 30.
  • the sensor unit 10 includes, for example, a light emitting unit 11 and a light receiving unit 12.
  • the light emitting unit 11 can irradiate an object (also referred to as an irradiated object) 2 through which the fluid 2b flows inside 2i with light (also referred to as irradiation light) L1.
  • the irradiated object 2 includes at least an object (flow path component) 2a that constitutes a flow path such as a tubular body, and a fluid 2b that flows through the flow path.
  • object flow path component
  • light having a predetermined wavelength corresponding to the fluid 2b as the object to be measured is applied to the irradiation light L1.
  • the wavelength of the irradiation light L1 is set to about 600 nanometers (nm) to 900 nm.
  • the wavelength of the light applied to the object to be irradiated 2 is set to about 700 nm to 1000 nm.
  • a semiconductor laser element such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) is applied to the light emitting unit 11.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting LASER
  • the intensity of the irradiation light L1 may decrease due to an increase in temperature and deterioration over time in the semiconductor laser element.
  • the light receiving unit 12 can receive, for example, the interference light L2 including the light scattered by the irradiated object 2 among the irradiation light L1. Then, the light receiving unit 12 can convert the received light into an electric signal according to the intensity of the light, for example. In other words, the light receiving unit 12 can receive, for example, the interference light L2 including the light scattered by the irradiated object 2 and output a signal corresponding to the intensity of the interference light L2.
  • the interfering light L2 that can be received by the light receiving unit 12 is scattered light from the irradiated object 2 that does not cause Doppler shift from an object (also referred to as a stationary object) that is stationary around the fluid 2b.
  • the stationary object includes an object (flow path component) 2a such as skin and a blood vessel.
  • the stationary object includes an object (flow path component) 2a or the like that constitutes a flow path of the fluid 2b such as a pipe.
  • the tubing may be made of, for example, a translucent material.
  • glass or a polymer resin is applied to the material having translucency.
  • the change in the intensity of the interference light L2 with the passage of time is the difference between the frequency of the scattered light that does not cause the Doppler shift and the frequency of the scattered light that has caused the Doppler shift ( It can show the beat of the frequency corresponding to ⁇ f (also called the difference frequency). Therefore, for example, the signal corresponding to the intensity of the interference light L2 output from the light receiving unit 12 contains a component of a signal (also referred to as a beat signal or an optical beat signal) corresponding to the beat in the time change of the intensity of the interference light L2. Can include.
  • a light receiving unit 12 having an ability (also referred to as time resolution) capable of following a beat in a time change of the intensity of the interference light L2 is applied.
  • the wavelength of light that can be received by the light receiving unit 12 can be set according to measurement conditions such as the wavelength of the irradiation light L1 and the speed range of the fluid 2b.
  • Various photodiodes such as silicon (Si) photodiodes, gallium arsenide (GaAs) photodiodes, indium gallium arsenide (InGaAs) photodiodes, and germanium (Ge) photodiodes are applied to the light receiving unit 12. ..
  • the sensor unit 10 may further have a package 13.
  • the package 13 accommodates the light emitting unit 11 and the light receiving unit 12.
  • the measuring device 1 has a substrate (also referred to as a mounting substrate) 1s on which the sensor unit 10, the control unit 20, and the connecting unit 30 are mounted.
  • a substrate also referred to as a mounting substrate
  • the package 13 of the sensor unit 10 is located on the mounting board 1s.
  • Each of the space between the sensor unit 10 and the control unit 20 and between the control unit 20 and the connection unit 30 is in a state of being electrically connected by, for example, the mounting substrate 1s.
  • Package 13 has, for example, a cubic or rectangular parallelepiped outer shape.
  • the package 13 has, for example, a first recess R1 and a second recess R2 that are open upward, respectively.
  • the light emitting portion 11 is mounted on the first recess R1.
  • the light receiving portion 12 is mounted on the second recess R2.
  • the irradiation light L1 emitted from the light emitting unit 11 irradiates the object to be irradiated 2 through the opening of the first recess R1.
  • the interference light L2 from the irradiated object 2 is received by the light receiving unit 12 through the opening of the second recess R2.
  • a laminate of wiring boards made of, for example, a ceramic material or an organic material is applied to the package 13.
  • a ceramic material or an organic material is applied to the package 13.
  • an aluminum oxide sintered body or a mullite sintered body is applied to the ceramic material.
  • an epoxy resin or a polyimide resin is applied to the organic material.
  • a translucent cover member 14 may be positioned so as to cover the openings of the first recess R1 and the second recess R2 in the package 13. . If such a configuration is adopted, for example, a state in which the light emitting portion 11 is sealed in the first recess R1 of the package 13 and a state in which the light receiving portion 12 is sealed in the second recess R2 of the package 13 are realized. Can be done. For example, a glass plate or the like is applied to the cover member 14.
  • the control unit 20 can control the measuring device 1, for example.
  • the control unit 20 has a plurality of electronic components including, for example, an active element such as a transistor or a diode and a passive element such as a capacitor.
  • the connection unit 30 can electrically connect the control unit 20 and the external device, for example.
  • a plurality of electronic components are integrated to form one or more integrated circuits (ICs) or large-scale integrated circuits (LSIs), or a plurality of ICs or LSIs are further integrated to form.
  • ICs integrated circuits
  • LSIs large-scale integrated circuits
  • various functional units including the control unit 20 and the connection unit 30 can be configured.
  • a plurality of electronic components constituting the control unit 20 and the connection unit 30 are in a state of being mounted on the mounting board 1s. As a result, for example, the package 13 and the control unit 20 are electrically connected, and the control unit 20 and the connection unit 30 are electrically connected.
  • the control unit 20 includes, for example, a signal processing unit 21 and an information processing unit 22.
  • the signal processing unit 21 can perform various processing on the electric signal received from the light receiving unit 12, for example.
  • Various processes include, for example, a process of converting an electric signal into a voltage value, a process of separating an alternating current (AC) component and a direct current (DC) component of an electric signal, a process of amplifying the strength of the electric signal, and an analog signal. It may include processing for converting to a digital signal. Therefore, for example, the signal processing unit 21 functions as a portion (also referred to as an extraction unit) 21a for extracting a DC component of the signal output from the light receiving unit 12 with time change of the signal intensity (also referred to as signal intensity).
  • a portion also referred to as an extraction unit
  • the signal processing unit 21 may have a function as, for example, a portion (also referred to as an amplification unit) 21b capable of amplifying a signal.
  • the amplification unit 21b may amplify the signal of the AC component (also referred to as an AC signal) after dividing the electric signal output from the light receiving unit 12 in the extraction unit 21a into a DC component and an AC component.
  • the various processes performed by the signal processing unit 21 include, for example, a process of converting an electric signal into a voltage value and a process of separating the AC component and the DC component of the electric signal (also referred to as AC-DC separation process).
  • the process of amplifying an AC signal, the process of converting an analog signal into a digital signal, and the like are included.
  • the signal processing unit 21 includes, for example, a current-voltage conversion circuit (IV conversion circuit), an AC-DC separation circuit (AC-DC decoupling circuit) as an extraction unit 21a, and an AC amplifier circuit (AC) as an amplifier unit 21b. It may have circuits such as an amplifier circuit) and an analog-to-digital conversion circuit (AD conversion circuit).
  • the extraction unit 21a can extract the AC component and the DC component of the signal output from the light receiving unit 12 with respect to the time change of the signal intensity.
  • the signal processing unit 21 for example, after the amplification unit 21b amplifies the signal output from the light receiving unit 12, the extraction unit 21a separates the AC component and the DC component of the electric signal, thereby forming the AC component and the DC component.
  • the DC component may be extracted.
  • the signal processing unit 21 performs, for example, processing such as AC-DC separation processing, amplification processing, and AD conversion processing on the analog electric signal received from the light receiving unit 12, and then provides information.
  • a digital signal can be output toward the processing unit 22.
  • the information processing unit 22 has, for example, an arithmetic processing unit 22a and a storage unit 22b.
  • the arithmetic processing unit 22a has, for example, a processor as an electric circuit.
  • a processor may be, for example, one or more processors, controllers, microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processing devices, programmable logic devices, or combinations of these devices or any configuration, or the like. Can include a combination of known devices or configurations of.
  • the storage unit 22b has, for example, an immediate call storage device (RAM) and a read-only memory (ROM).
  • the storage unit 22b is in a state of storing, for example, the firmware including the program PG1.
  • the arithmetic processing unit 22a can execute one or more data arithmetic or data processing according to the firmware stored in the storage unit 22b, for example.
  • the arithmetic processing unit 22a can execute the program PG1 to realize various functions of the measuring device 1.
  • the information processing unit 22 can control the operation of the light emitting unit 11 and the light receiving unit 12, for example.
  • the frequency and signal intensity of the electric signal output from the light receiving unit 12 depend on the Doppler effect of light. Therefore, for example, the frequency spectrum P (f) showing the relationship between the frequency of the electric signal and the signal strength changes according to the flow quantitative value (flow rate or flow velocity) Vq of the fluid 2b. Therefore, the information processing unit 22 is for quantitatively measuring the flow state of the fluid 2b based on the electric signal output from the light receiving unit 12 and processed by the signal processing unit 21, for example, by the arithmetic processing unit 22a. You can perform operations.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates a power spectrum (also referred to as a frequency spectrum) P (f) indicating a distribution related to the signal strength for each frequency with respect to the time change of the signal strength with respect to the signal output from the light receiving unit 12. be able to.
  • the arithmetic processing unit 22a can calculate the frequency spectrum P (f) with respect to the time change of the intensity of the signal output from the light receiving unit 12, for example.
  • the arithmetic processing unit 22a determines, for example, the time of the signal strength of the AC signal obtained by the AC-DC separation processing and the amplification processing in the signal processing unit 21 for the signal output from the light receiving unit 12.
  • the frequency spectrum P (f) for the change over time (time change) can be calculated.
  • the frequency spectrum P (f) is obtained, for example, by analyzing the time change of the intensity of the AC signal output from the signal processing unit 21 by using an operation such as Fourier transform.
  • the frequency range in the frequency spectrum P (f) can be set, for example, based on the sampling rate in the AD conversion circuit.
  • the arithmetic processing unit 22a is indicated by the curve Ln1 drawn by the thick solid line in FIG. 3A.
  • Such a frequency spectrum P (f) can be calculated.
  • the arithmetic processing unit 22a is indicated by the curve Ln2 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 3 (a).
  • Such a frequency spectrum P (f) can be calculated.
  • the arithmetic processing unit 22a is shown by the curve Ln3 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 3 (a).
  • Frequency spectrum P (f) can be calculated.
  • the arithmetic processing unit 22a can acquire, for example, a DC signal obtained by the AC-DC separation processing and the amplification processing in the signal processing unit 21 for the signal output from the light receiving unit 12.
  • the arithmetic processing unit 22a can obtain, for example, the average value of the signal strength of the DC signal within a predetermined time, the signal strength of the DC signal at a specific timing, and the like as the signal strength Pd of the DC component.
  • the intensity of the irradiation light L1 is the first intensity
  • the frequency spectra P (f) of FIG. 3 (a) and the signal intensity Pd of the DC component of FIG. 3 (b) can be obtained. ..
  • the intensity of the irradiation light L1 is a second intensity lower than the first intensity.
  • the quantitative flow rate (flow rate or flow velocity) Vq of the fluid 2b is a relatively small value Vq1
  • the frequency spectrum P (f) calculated by the arithmetic processing unit 22a is shown in FIG. 4 (a). It becomes as shown by the curve Ln11 drawn by the thick solid line of.
  • the quantitative flow rate (flow rate or flow velocity) Vq of the fluid 2b is a relatively medium value Vq2
  • the frequency spectrum P (f) calculated by the arithmetic processing unit 22a is a thick one point in FIG. 4A.
  • the curve Ln12 drawn by the chain line For example, if the quantitative flow rate (flow rate or flow velocity) Vq of the fluid 2b is a relatively large value Vq3, the frequency spectrum P (f) calculated by the arithmetic processing unit 22a is the thick alternate long and short dash line in FIG. 4 (a). It becomes as shown by the curve Ln13 drawn by. Further, the signal of the DC component obtained by the arithmetic processing unit 22a is, for example, as shown by the line Ln14 drawn by the thick solid line in FIG. 4B.
  • the intensity of the irradiation light L1 decreases from the first intensity to the second intensity
  • the intensity of the interference light L2 received by the light receiving unit 12 decreases. ..
  • the signal intensity in the frequency spectrum P (f) is uniformly reduced.
  • the signal intensity Pd of the DC component obtained by the arithmetic processing unit 22a is also the signal of the frequency spectrum P (f). It decreases as well as the strength.
  • the arithmetic processing unit 22a uses, for example, a value (also referred to as a D value) Vd related to the signal intensity Pd of the DC component with respect to the frequency spectrum P (f) related to the AC component of the signal output from the light receiving unit 12. It is possible to calculate the calculated value (also referred to as the flow calculated value) F related to the flow state of the fluid 2b by performing the process including the correction.
  • Flow conditions can include, for example, at least one of flow rate and flow rate.
  • the arithmetic processing unit 22a first calculates the frequency spectrum (also referred to as the first frequency spectrum) P1 (f) related to the AC component of the signal output from the light receiving unit 12, and the first frequency.
  • the signal intensity for each frequency in the spectrum P1 (f) is corrected by using the value (D value) Vd related to the signal intensity Pd of the DC component.
  • the corrected frequency spectrum (also referred to as the second frequency spectrum) P2 (f) is calculated.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates the calculated value (flow calculated value) F related to the flow state of the fluid 2b based on the second frequency spectrum P2 (f).
  • the correction process using the value (D value) Vd related to the signal strength Pd of the DC component for example, division using the D value Vd is adopted.
  • the uniform decrease in the intensity of the signal output from the light receiving unit 12 can be offset by the DC component that decreases with this uniform decrease.
  • a correction process using the D value Vd for example, a calculation of dividing the first frequency spectrum P1 (f) by the D value Vd is adopted.
  • a numerical value of the signal strength Pd of the DC component to the mth power (m is a predetermined positive number) is applied to the D value Vd.
  • the following equation (3) holds.
  • 1.3 is applied to the exponentiation m having the signal strength Pd as the base.
  • the calculation of the flow calculation value F based on the second frequency spectrum P2 (f) can be performed as follows, for example.
  • the weighted frequency spectrum (also referred to as the third frequency spectrum) P2 (f) ⁇ f is calculated.
  • the first integrated value ( ⁇ ⁇ P2 (f) ⁇ f ⁇ df) is calculated by integrating the third frequency spectrum P2 (f) ⁇ f at a frequency in a predetermined range.
  • the second integrated value ( ⁇ P2 (f) df) is calculated by integrating the second frequency spectrum P2 (f) at a frequency in a predetermined range.
  • the value corresponding to the average frequency fm at the difference frequency ⁇ f is calculated by dividing the first integral value by the second integral value, and this value is further divided by the second integral value ( ⁇ P2 (f) df). Therefore, the flow calculation value F is calculated.
  • the second division of the second integrated value ( ⁇ P2 (f) df) is for correcting, for example, the attenuation of the amplification factor with respect to the increase in frequency in the amplification unit 21b.
  • the intermediate frequency is, for example, the frequency at the boundary where the integral value of the intensity calculated from the low frequency side and the integral value of the intensity calculated from the high frequency side of the second frequency spectrum P2 (f) have a predetermined ratio. Is applied.
  • the predetermined ratio is set to, for example, 1: 1.
  • the measuring device 1 is set to a predetermined value while setting a quantitative value (flow quantitative value) Vq relating to the flow state of the fluid 2b flowing in the transparent tube as the flow path constituent portion 2a by a pump or the like.
  • the intensity of the irradiation light L1 is 1, which is the first intensity, 0.5, which is half the intensity of the first intensity (also referred to as the second intensity), and half the intensity of the second intensity (also referred to as the third intensity). It is assumed that each case is set to 0.25. In this case, for example, if the intensity of the irradiation light L1 is the first intensity, the first frequency spectrum P1 (f) shown by the curve Ln21 drawn by the thick solid line in FIG. 5A can be obtained.
  • the intensity of the irradiation light L1 is the second intensity
  • the first frequency spectrum P1 (f) shown by the curve Ln22 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 5 (a) is obtained. can get.
  • the intensity of the irradiation light L1 is the third intensity
  • the first frequency spectrum P1 (f) shown by the curve Ln23 drawn by the thick two-dot chain line in FIG. 5 (a) is obtained. can get.
  • the intensity of the first frequency spectrum P1 (f) decreases as the intensity of the irradiation light L1 decreases.
  • the flow calculation value (also referred to as the reference flow calculation value) Fo as a reference example is calculated while changing the flow quantitative value Vq without performing the correction processing using the D value Vd. Is assumed.
  • the reference flow calculation value Fo is calculated according to the following equation (5).
  • equation (5) for example, one or more of multiplication by multiplying at least one of the denominator and the molecule on the right side or the entire right side by an appropriate coefficient, calculation for exponentiation, addition or subtraction of constants, and the like. Calculations may be made. Further, in the equation (5), instead of the second division by the integrated value ⁇ P1 (f), for example, a calculation of dividing by a specific value related to the signal strength of the frequency spectrum P1 (f) may be performed. Good.
  • the intensity of the irradiation light L1 is the first intensity
  • the relationship between the quantitative flow value shown by the line Ln31 drawn by the thick solid line in FIG. 5B and the calculated reference flow value Fo can be obtained. ..
  • the intensity of the irradiation light L1 is the second intensity
  • the relationship between the flow quantitative value indicated by the line Ln32 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 5B and the reference flow calculation value Fo can be obtained. Be done.
  • the intensity of the irradiation light L1 is the third intensity
  • the relationship between the flow quantitative value shown by the line Ln33 drawn by the thick two-dot chain line in FIG. 5B and the reference flow calculation value Fo can be obtained. Be done.
  • the proportional relationship between the quantitative flow value and the calculated reference flow value Fo differs depending on the intensity of the irradiation light L1.
  • the first frequency spectrum P1 (f) is corrected by using the D value Vd, so that the corrected frequency spectrum (second).
  • Frequency spectrum) P2 (f) is calculated.
  • the second frequency spectrum P2 (f) of the irradiation light L1 is compared with the first frequency spectrum P1 (f) shown in FIG. 5A.
  • the frequency spectrum is close to the same regardless of the intensity.
  • the curve Ln41 drawn by the thick solid line in FIG. 6A shows the second frequency spectrum P2 (f) obtained when the intensity of the irradiation light L1 is the first intensity.
  • FIG. 6A shows the second frequency spectrum P2 (f) obtained when the intensity of the irradiation light L1 is the second intensity.
  • the curve Ln43 drawn by the thick two-dot chain line in FIG. 6A shows the second frequency spectrum P2 (f) obtained when the intensity of the irradiation light L1 is the third intensity.
  • the flow calculation value F calculated according to the above equation (4) is proportional to the flow quantitative value shown in FIG. 5B and the reference flow calculation value Fo.
  • the flow quantitative value and the flow calculation value F show a proportional relationship close to the same regardless of the intensity of the irradiation light L1.
  • the line Ln51 drawn by the thick solid line in FIG. 6B shows the relationship between the flow quantitative value and the flow calculation value F when the intensity of the irradiation light L1 is the first intensity.
  • FIG. 6B shows the relationship between the flow quantitative value and the flow calculation value F when the intensity of the irradiation light L1 is the second intensity.
  • the line Ln53 drawn by the thick two-dot chain line in FIG. 6B shows the relationship between the flow quantitative value and the flow calculation value F when the intensity of the irradiation light L1 is the third intensity.
  • the D value Vd relating to the intensity of the DC component for the signal output from the light receiving unit 12
  • the relationship between the calculated flow value F and the actual flow state of the fluid 2b is less likely to fluctuate.
  • the arithmetic processing unit 22a can calculate, for example, a quantitative value (flow quantitative value) Vq related to the flow state of the fluid 2b based on the flow calculation value F calculated as described above. For example, the arithmetic processing unit 22a calculates a quantitative value (flow quantitative value) Vq related to the flow of the fluid 2b based on the flow calculation value F and the calibration data (also referred to as a calibration curve) prepared in advance. can do.
  • the calibration data relating to the flow rate of the fluid 2b is prepared in advance, the flow rate of the fluid 2b is calculated based on the flow calculation value F and the calibration curve relating to the flow rate as the flow quantitative value Vq. Can be done.
  • the flow velocity of the fluid 2b is calculated based on the flow calculation value F and the calibration curve relating to the flow velocity as the flow quantitative value Vq. obtain. Thereby, for example, at least one of the flow rate and the flow velocity of the fluid 2b can be calculated.
  • the intensity of the signal output from the light receiving unit 12 is uniformly reduced, for example, between the calculated flow value F and the actual flow state of the fluid 2b.
  • the relationship in is less likely to fluctuate. Thereby, for example, the measurement accuracy in the measuring device 1 can be improved.
  • the calibration data may be stored in a storage unit 22b or the like in advance before measuring the flow quantitative value Vq of the fluid 2b, for example.
  • the calibration data may be stored, for example, in the form of a function expression or in the form of a table.
  • the calibration data is prepared by, for example, calculating the flow calculation value F by the measuring device 1 for the fluid 2b with the fluid 2b flowing in the flow path component 2a as the measurement target with the known flow quantitative value Vq. Can be done.
  • the calculation of the flow calculation value F by the measuring device 1 is performed by the light emitting unit 11 irradiating the irradiated object 2 with the irradiation light L1 and the light receiving unit 12 interfering light L2 including the light scattered by the irradiated object 2.
  • the calculation of the flow calculation value F by the arithmetic processing unit 22a is performed by the light emitting unit 11 irradiating the irradiated object 2 with the irradiation light L1 and the light receiving unit 12 interfering light L2 including the light scattered by the irradiated object 2.
  • the flow calculation value F is calculated by the measuring device 1 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the known flow quantitative value Vq, and the known flow quantitative value Vq and the flow calculation value F are used.
  • Calibration data can be derived based on the relationship of. Specifically, for example, an arithmetic expression (calibration curve) using the flow calculation value F as a parameter can be derived as calibration data.
  • the calibration curve is represented by the equation (6) having coefficients a and b and a constant c, where y is the quantitative flow value Vq and x is the calculated flow value F.
  • the flow calculation value F is calculated as a value x1 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with a known flow quantitative value Vq, and the flow quantitative value Vq is a known value y2.
  • the flow calculation value F is calculated as a value x2 for the fluid 2b flowing in the path component 2a, and the flow calculation value F is for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with a known flow quantitative value Vq of y3. If is calculated as the value x3, the following equations (7), (8) and (9) are obtained.
  • y1 a ⁇ x1 2 + b ⁇ x1 + c ⁇ ⁇ ⁇ (7)
  • y2 a ⁇ x2 2 + b ⁇ x2 + c ⁇ ⁇ ⁇ (8)
  • y3 a ⁇ x3 2 + b ⁇ x3 + c ... (9).
  • the coefficient a, the coefficient b, and the constant c are calculated from the equations (7), (8), and (9). Then, by substituting the coefficient a, the coefficient b, and the constant c calculated here into the equation (6), the calibration data showing the calibration curve can be obtained.
  • the function formula showing the calibration curve is represented by, for example, a polynomial containing nth-order (n is a natural number of 2 or more) terms in which the flow quantitative value Vq is y and the flow calculation value F is a variable x. It may be what is done.
  • the function expression indicating the calibration line may have at least one term of a logarithmic term and a power term for the variable x related to the flow calculation value F, for example.
  • FIG. 7 (a) and 7 (b) are flow charts showing an example of the operation of the measuring device 1. This operation can be realized, for example, by executing the program PG1 in the arithmetic processing unit 22a and controlling the operation of the measuring device 1 by the control unit 20.
  • steps SP4 from step SP1 in FIG. 7A the flow quantitative value Vq related to the flow state of the fluid 2b can be calculated.
  • step SP1 of FIG. 7A the light emitting unit 11 irradiates the irradiated object 2 in which the fluid 2b is flowing inside 2i, while the light receiving unit 12 irradiates the irradiated object 2 with the interference light including the light scattered by the irradiated object 2.
  • a step (also referred to as a first step) of receiving L2 and outputting a signal corresponding to the intensity of the interference light L2 is executed.
  • step SP2 the signal processing unit 21 executes a step (also referred to as a second step) of processing the signal output from the light receiving unit 12 in step SP1.
  • the extraction unit 21a of the signal processing unit 21 extracts the DC component of the signal output from the light receiving unit 12 in step SP1 with respect to the time change of the signal intensity. Extraction of the DC component is realized by separating the AC component and the DC component in the signal output from the light receiving unit 12 by, for example, an AC-DC separation process.
  • the signal processing unit 21 performs various processing such as amplification processing and AD conversion processing by the amplification unit 21b in addition to the AC-DC separation processing for extracting the DC component from the signal output from the light receiving unit 12. May be applied.
  • the amplification unit 21b may amplify the AC signal of the AC component after dividing the electric signal output from the light receiving unit 12 in the extraction unit 21a into a DC component and an AC component. Further, for example, after the amplification unit 21b amplifies the signal output from the light receiving unit 12, the extraction unit 21a may separate the AC component and the DC component of the electric signal. Then, each signal obtained by the processing in the signal processing unit 21 is appropriately input to the information processing unit 22.
  • step SP3 the arithmetic processing unit 22a uses the value (D value) Vd related to the signal intensity Pd of the DC component extracted by the extraction unit 21a in step SP2 based on the signal output from the light receiving unit 12 in step SP1.
  • the step of calculating the flow calculation value F (also referred to as the third step) is executed by performing the processing including the correction and the calculation of the frequency spectrum.
  • the processes of step SP31 to step SP33 in FIG. 7B are executed in order.
  • step SP31 the arithmetic processing unit 22a calculates the distribution (first frequency spectrum) P1 (f) related to the signal intensity for each frequency with respect to the time change of the intensity of the signal output from the light receiving unit 12 in step SP1.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates the first frequency spectrum P1 (f) for the AC signal obtained by the processing by the signal processing unit 21 in step SP2.
  • the arithmetic processing unit 22a has a D value Vd related to the signal intensity Pd of the DC component extracted by the extraction unit 21a in step SP2 with respect to the signal intensity of the first frequency spectrum P1 (f) calculated in step SP31. Performs correction processing using. Here, for example, division using the D value Vd is performed. Specifically, for example, the arithmetic processing unit 22a sets the first frequency spectrum P1 (f) to the mth power of the signal intensity Pd of the DC component (m is a predetermined positive number) so as to follow the above equation (3). ) Is divided by the numerical value. As a result, the second frequency spectrum P2 (f) as the corrected frequency spectrum is calculated.
  • step SP33 the arithmetic processing unit 22a calculates the flow calculation value F based on the second frequency spectrum P2 (f) calculated in step SP32.
  • the third frequency spectrum P2 (f) ⁇ f obtained by the arithmetic processing unit 22a weighting the second frequency spectrum P2 (f) with the frequency f so as to follow the above equation (4).
  • the first integral value ( ⁇ ⁇ P2 (f) ⁇ f ⁇ df) is calculated for.
  • the second integral value ( ⁇ P2 (f) df) is calculated for the second frequency spectrum P2 (f).
  • the value corresponding to the average frequency fm at the difference frequency ⁇ f is obtained. calculate.
  • the flow calculation value F is calculated by further dividing this value by the second integral value ( ⁇ P2 (f) df).
  • ⁇ P2 (f) df the second integral value
  • a calculation may be performed by dividing by a specific value related to the signal strength of the second frequency spectrum ⁇ P2 (f).
  • the first frequency spectrum P1 (f) is corrected by using the D value Vd related to the signal strength of the DC component for the signal output from the light receiving unit 12.
  • the D value Vd related to the signal strength of the DC component for the signal output from the light receiving unit 12.
  • step SP4 the arithmetic processing unit 22a calculates the flow quantitative value Vq based on the flow calculation value F calculated in step SP3.
  • the flow quantitative value Vq includes at least one of the flow rate and the flow velocity of the fluid 2b.
  • step SP3 the processes of step SP31A to step SP33A in FIG. 8 may be executed in order.
  • the arithmetic processing unit 22a sets a value (D value) Vd related to the signal strength Pd of the DC component with respect to the signal strength of the AC component among the signal strengths included in the signal output from the light receiving unit 12.
  • the correction used may be performed at least, a frequency spectrum (also referred to as a third frequency spectrum) related to the signal intensity of the corrected AC component may be calculated, and the flow calculation value F may be calculated based on the third frequency spectrum.
  • the arithmetic processing unit 22a relates to the signal intensity Pd of the DC component extracted by the extraction unit 21a in step SP2 with respect to the intensity of at least the AC component contained in the signal output from the light receiving unit 12 in step SP1.
  • the correction process using the value (D value) Vd is performed.
  • the arithmetic processing unit 22a divides, for example, the intensity of the AC signal obtained in step SP2 by the D value Vd related to the signal intensity Pd of the DC component obtained in step SP2, and the AC signal corrected by calculation.
  • a numerical value of the signal strength Pd of the DC component to the mth power (m is a predetermined positive number) is applied to the D value Vd.
  • one or more calculations such as multiplication by appropriately multiplying each value by a coefficient and exponentiation may be performed.
  • step SP32A the arithmetic processing unit 22a calculates the frequency spectrum (third frequency spectrum) P (f) with respect to the time change of the intensity of the corrected AC signal obtained in step SP31A.
  • step SP33A the arithmetic processing unit 22a calculates the flow calculation value F related to the flow state of the fluid 2b in the inner 2i of the irradiated object 2 based on the third frequency spectrum P (f) calculated in step SP32A. ..
  • ⁇ ⁇ P (f) ⁇ f ⁇ df) is calculated
  • the second integral value ( ⁇ P (f) df) is calculated for the third frequency spectrum P (f) calculated in step SP32A.
  • the value corresponding to the average frequency fm at the difference frequency ⁇ f is obtained.
  • the flow calculation value F is calculated by calculating and further dividing this value by the second integral value ( ⁇ P (f) df).
  • ⁇ P (f) df the second integral value
  • a calculation may be performed by dividing by a specific value related to the signal strength of the third frequency spectrum.
  • the signal output from the light receiving unit 12 is corrected by using the D value Vd related to the intensity of the DC component in the signal output from the light receiving unit 12.
  • the D value Vd related to the intensity of the DC component in the signal output from the light receiving unit 12.
  • step SP3 for example, the processes of step SP31B to step SP33B in FIG. 9 may be executed in order.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates a frequency spectrum (also referred to as a fourth frequency spectrum) for a time change in signal intensity based on the signal output from the light receiving unit 12, and uses this fourth frequency spectrum as the frequency spectrum.
  • the flow calculation value F may be calculated by performing an operation including correction using the value (D value) Vd related to the signal strength Pd of the DC component.
  • step SP31B the arithmetic processing unit 22a calculates the frequency spectrum (fourth frequency spectrum) P (f) with respect to the time change of the intensity of the signal output from the light receiving unit 12 in step SP1.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates the fourth frequency spectrum P (f) for the AC signal obtained by the processing by the signal processing unit 21 in step SP2.
  • step SP32B and step SP33B the value (D) related to the signal intensity Pd of the DC component extracted by the extraction unit 21a in step SP2 based on the fourth frequency spectrum P (f) calculated in step SP31B by the arithmetic processing unit 22a.
  • the flow calculation value F is calculated by performing an operation including correction using Vd.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates a provisional flow calculation value Fp using the fourth frequency spectrum P (f) calculated in step SP31B.
  • ⁇ ⁇ P (f) ⁇ f ⁇ df) is calculated
  • the second integral value ( ⁇ P (f) df) is calculated for the fourth frequency spectrum P (f) calculated in step SP31B.
  • a tentative flow calculation value Fp is calculated by calculating a value and further dividing this value by the second integral value ( ⁇ P (f) df).
  • ⁇ P (f) df the second integral value
  • a calculation may be performed by dividing by a specific value related to the signal strength of the fourth frequency spectrum.
  • step SP33B the arithmetic processing unit 22a used the D value Vd related to the signal strength Pd of the DC component extracted by the extraction unit 21a in step SP2 with respect to the provisional flow calculation value Fp calculated in step SP32B. Perform correction processing.
  • the arithmetic processing unit 22a uses, for example, the provisional flow calculation value Fp calculated in step SP32B to the 2m power of the signal strength Pd of the DC component extracted by the extraction unit 21a in step SP2 (m is a predetermined positive number). ) Is divided by the numerical value of) to calculate the flow calculation value F.
  • one or more calculations such as multiplication by appropriately multiplying by a coefficient, exponentiation, and addition or subtraction of constants may be performed.
  • the intensity of the DC component for the signal output from the light receiving unit 12 is used. Correction is performed using the D value Vd.
  • the relationship between the calculated flow value F and the actual flow state of the fluid 2b fluctuates. It becomes difficult.
  • the measurement accuracy in the measuring device 1 can be easily improved.
  • the measuring device 1 includes, for example, correction and calculation of a frequency spectrum using a value (D value) Vd related to a signal intensity Pd of a DC component based on a signal output from a light receiving unit 12.
  • D value a value related to a signal intensity Pd of a DC component based on a signal output from a light receiving unit 12.
  • the flow calculation value F is calculated.
  • the measurement accuracy in the measuring device 1 can be easily improved.
  • the measuring device 1 may have an input unit 50 or an output unit 60, for example, as shown in FIG.
  • the input unit 50 can be connected to the control unit 20 via, for example, the connection unit 30.
  • the input unit 50 can input various conditions (also referred to as measurement conditions) related to the measurement of the flow quantitative value Vq in the measuring device 1 to the control unit 20 in response to the operation of the user.
  • the measurement conditions include, for example, a frequency range in the frequency spectrum calculated by the arithmetic processing unit 22a.
  • an operation unit such as a keyboard, a mouse, a touch panel or a switch, or a microphone unit capable of inputting by voice is applied to the input unit 50.
  • the user can easily set desired measurement conditions.
  • the convenience of the measuring device 1 can be improved.
  • the measurement conditions include, for example, the amount or intensity of the irradiation light L1 emitted by the light emitting unit 11, the period in which the light receiving unit 12 outputs a signal, the sampling rate in AD conversion, the calculation formula related to the calibration data, and the coefficient of this calculation formula. Alternatively, it may include coefficients and exponents in division or subtraction.
  • the input unit 50 may be able to input various information regarding the fluid 2b, such as the viscosity, the concentration, or the size of the scatterer in the fluid 2b.
  • the output unit 60 can be connected to the control unit 20 via, for example, the connection unit 30.
  • the output unit 60 may include, for example, a display unit that visually outputs various information regarding the measurement of the flow quantitative value Vq, or a speaker that audibly outputs various information regarding the measurement of the flow quantitative value Vq. It may include a part.
  • a liquid crystal display or a touch panel is applied to the display unit.
  • the input unit 50 includes a touch panel
  • the input unit 50 and the display unit of the output unit 60 may be realized by one touch panel. As a result, for example, the number of constituent members of the measuring device 1 can be reduced, and the measuring device 1 can be downsized and easy to manufacture.
  • the display unit can visually display the measurement conditions, the frequency spectrum, the flow calculation value F as the measurement result, the flow quantitative value Vq, or the like
  • the user can use the flow quantitative value Vq.
  • Various information about the measurement can be easily recognized.
  • the user may be able to change the output mode of various information in the output unit 60 via the input unit 50.
  • the change of the output mode may include, for example, a change of the display format or a change of the displayed information.
  • the user can easily recognize various information regarding the measurement of the flow quantitative value Vq.
  • the convenience of the measuring device 1 can be improved.
  • the measuring device 1 may further include an external control unit 70, for example, as shown in FIG.
  • the external control unit 70 may include a computer such as a microcomputer (microcomputer), for example.
  • the external control unit 70 holds measurement conditions such as the amount or intensity of the irradiation light L1, the period in which the light receiving unit 12 outputs a signal, and the sampling rate in AD conversion, and inputs these measurement conditions to the control unit 20. It may be possible. As a result, for example, the number of items to be processed by the arithmetic processing unit 22a is reduced, and the processing speed of the control unit 20 can be improved.
  • the measurement conditions for example, the same conditions as those related to the measurement of the flow quantitative value Vq in the measuring device 1 which can be input by the input unit 50 are applied.
  • the external control unit 70 may be capable of controlling the input unit 50 and the output unit 60, for example. In this case, for example, the number of portions having various functions controlled by the control unit 20 (also referred to as functional units) is reduced, and the processing speed of the control unit 20 can be improved. Further, the external control unit 70 may have various other functional units composed of, for example, a plurality of electronic components. For example, a pressure gauge or a thermometer is applied to various other functional parts. As a result, for example, the degree of freedom in design of the measuring device 1 can be improved, and the convenience of the measuring device 1 can be improved.
  • Communication between the external control unit 70, the control unit 20, the input unit 50, and the output unit 60 may be realized by either a wired method or a wireless method.
  • communication between the control unit 20 and the external control unit 70 for example, communication according to an arbitrary communication standard is applied. Any communication standard includes, for example, IIC (Inter Integrated Circuit), SPI (Serial Peripheral Interface), UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), and the like.
  • the sensor unit 10, the signal processing unit 21, and the external control unit 70 may be able to directly communicate with each other.
  • the measuring device 1 may not have the control unit 20, and the external control unit 70 may have the function of the control unit 20.
  • the delay of the signal generated between the control unit 20 and the external control unit 70 can be eliminated by the direct communication between the sensor unit 10 and the external control unit 70.
  • the processing speed of the measuring device 1 can be improved.
  • the convenience of the measuring device 1 can be improved.
  • the measurement system 200 may be adopted in which all the parts or at least two or more parts constituting the measuring device 1 are connected to each other so as to be communicable with each other.
  • the measurement system 200 according to the fourth embodiment includes a light emitting unit 11, a light receiving unit 12, a signal processing unit 21 including an extraction unit 21a, and an information processing unit 22 including an arithmetic processing unit 22a. I have.
  • the processing unit 22 is connected to the processing unit 22 so as to be communicable.
  • the predetermined exponent m in the above formula (3) is appropriately changed according to, for example, a factor (intensity lowering factor) in which the strength of the signal output from the light receiving unit 12 is uniformly lowered. May be done.
  • Factors for reducing the intensity include, for example, the intensity of the irradiation light L1 described above, the thickness of the flow path component 2a constituting the flow path of the fluid 2b, the inner diameter and material, the concentration of particles in the fluid 2b, and the light absorption rate.
  • the relationship between the position and the orientation of the light emitting unit 11, the flow path constituent unit 2a, and the light receiving unit 12 can be mentioned.
  • the measuring device 1 while setting a quantitative value (flow quantitative value) Vq relating to the flow state of the fluid 2b flowing in the transparent tube as the flow path constituent portion 2a by a pump or the like to a predetermined value.
  • the concentration of the particles in the fluid 2b was set to 10 as the first concentration, 7 as the second concentration which is 70% of the first concentration, and 3 as the third concentration which is 30% of the first concentration. Assume each case. In this case, for example, if the concentration of the particles in the fluid 2b is the first concentration, the first frequency spectrum P1 (f) shown by the curve Ln61 drawn by the thick solid line in FIG. 13A can be obtained.
  • the concentration of the particles in the fluid 2b is the second concentration
  • the first frequency spectrum P1 (f) shown by the curve Ln62 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 13A can be obtained.
  • the concentration of the particles in the fluid 2b is the third concentration
  • the first frequency spectrum P1 (f) shown by the curve Ln63 drawn by the thick two-dot chain line in FIG. 13A can be obtained.
  • the intensity of the first frequency spectrum P1 (f) decreases as the concentration of particles in the fluid 2b decreases.
  • the frequency spectrum after correction (second frequency spectrum) is calculated by dividing the first frequency spectrum P1 (f) by the D value Vd related to the signal intensity Pd of the DC component. Calculate P2 (f).
  • the second frequency spectrum P2 (f) is the fluid 2b as compared with the first frequency spectrum P1 (f) shown in FIG. 13 (a).
  • the frequency spectrum is close to the same regardless of the density of the particles in.
  • the curve Ln71 drawn by the thick solid line in FIG. 13B shows the second frequency spectrum P2 (f) obtained when the concentration of particles in the fluid 2b is the first concentration.
  • the curve Ln72 drawn by the thick alternate long and short dash line in FIG. 13B shows the second frequency spectrum P2 (f) obtained when the concentration of particles in the fluid 2b is the second concentration.
  • the curve Ln73 drawn by the thick two-dot chain line in FIG. 13B shows the second frequency spectrum P2 (f) obtained when the concentration of particles in the fluid 2b is the third concentration.
  • the strength lowering factor is the concentration of particles in the fluid 2b
  • the predetermined exponentiation m is set to 2.
  • the predetermined exponent m may be determined based on, for example, an experimental actual measurement result using the measuring device 1 at a specific timing, or may be determined based on a simulation. Specific timings include the timing before shipment of the measuring device 1, the timing of maintenance of the measuring device 1, and the like.
  • a method of determining a predetermined exponent m based on the experimental measurement result for example, the following method can be considered.
  • a signal output from the light receiving unit 12 is set to a constant predetermined value, which is a quantitative value (flow quantitative value) Vq related to the flow state of the fluid 2b flowing in the transparent tube as the flow path component 2a by a pump or the like.
  • a numerical value related to a specific strength lowering factor that uniformly lowers the strength of the above is set in order to a plurality of reference values, and measurement is performed by the measuring device 1.
  • the first frequency spectrum P1 (f) for the AC component of the signal output from the light receiving unit 12 is calculated, and the DC of the signal output from the light receiving unit 12 is calculated.
  • a predetermined exponent m is determined from the combination of the first frequency spectrum P1 (f) and the intensity Pd of the DC component obtained for each of the plurality of reference values.
  • the arithmetic processing unit 22a calculates, for example, a frequency spectrum P (f) for a time change in signal intensity with respect to the signal output from the light receiving unit 12, and a value based on this frequency spectrum P (f).
  • the value (D value) Vd related to the signal strength Pd of the DC component may be calculated to calculate the flow quantitative value Vq. Even if such a configuration is adopted, for example, the measurement accuracy in the measuring device 1 can be improved.
  • the value based on the frequency spectrum P (f) may be, for example, the flow calculation value F calculated in each of the above embodiments.
  • the value based on the frequency spectrum P (f) may be, for example, a flow calculation value F as a value related to the intensity based on the frequency spectrum P (f).
  • the calculated flow value F is, for example, an integral value of the frequency spectrum P (f) at a frequency in a predetermined range, a specific frequency component, a specific intensity, or two or more of these values. It may be a combination of values.
  • an integrated value ( ⁇ P (f) df) calculated for the frequency spectrum P (f) is applied to the integrated value at a frequency in a predetermined range.
  • the intensity of a predetermined frequency in the frequency spectrum P (f) is applied to the specific frequency component.
  • a predetermined frequency for example, a constant frequency, an intermediate frequency in the frequency spectrum P (f), or the like is applied.
  • the intermediate frequency for example, the frequency at the boundary where the integrated value of the intensity calculated from the low frequency side and the integrated value of the intensity calculated from the high frequency side of the frequency spectrum P (f) is a predetermined ratio is applied. Will be done.
  • the predetermined ratio is set to, for example, 1: 1.
  • the maximum value of the intensity in the frequency spectrum P (f) is applied to the specific intensity.
  • the sum of the integrated value and the specific frequency component, or the sum or difference between the specific frequency component and the specific intensity can be considered.
  • the arithmetic processing unit 22a flows based on the flow calculation value F, the value (D value) Vd related to the signal strength Pd of the DC component, and the calibration data (calibration curve) prepared in advance.
  • the quantitative value Vq can be calculated.
  • the fluid is based on the flow calculation value F, the D value Vd, and the calibration curve relating to the flow rate as the flow quantitative value Vq.
  • the flow rate of 2b can be calculated.
  • the fluid 2b is based on the flow calculation value F, the D value Vd, and the calibration curve relating to the flow velocity as the flow quantitative value Vq.
  • Flow velocity can be calculated.
  • at least one of the flow rate and the flow velocity of the fluid 2b can be calculated.
  • the measurement accuracy in the measuring device 1 can be improved.
  • the calibration data may be stored in a storage unit 22b or the like in advance before measuring the flow quantitative value Vq of the fluid 2b, for example.
  • the calibration data may be stored, for example, in the form of a function expression or in the form of a table.
  • the calibration data is, for example, a measuring device for the fluid 2b, targeting the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with a known flow quantitative value Vq while switching the strength lowering factor between a plurality of states. It can be prepared by calculating the flow calculation value F according to 1. At this time, the calculation of the flow calculation value F by the measuring device 1 is performed by the light emitting unit 11 irradiating the irradiated object 2 with the irradiation light L1 and the light receiving unit 12 interfering light L2 including the light scattered by the irradiated object 2. And the calculation of the flow calculation value F by the arithmetic processing unit 22a.
  • the flow calculation value F is calculated by the measuring device 1 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the known flow quantitative value Vq, and the known flow quantitative value Vq and the flow calculation value F are used.
  • D value Vd, and calibration data can be derived based on the relationship.
  • an arithmetic expression (calibration curve) having a flow calculation value F as a parameter and a coefficient that changes according to the D value Vd can be derived as calibration data.
  • the equation (10) has a flow quantitative value Vq as y, a flow calculation value F as x, and coefficients a (z), b (z) and a variable c (z) that change according to z as the D value Vd.
  • the D value Vd may be, for example, the same value as the signal strength Pd of the DC component, or may be a value that has been calculated by multiplying the signal strength Pd of the DC component by a coefficient.
  • the coefficient a (z) is defined by the following equation (11) using, for example, the coefficients a1, b1 and the constant c1.
  • the coefficient b (z) is defined by, for example, the following equation (12) using the coefficients a2, b2 and the constant c2.
  • the variable c (z) is defined by, for example, the following equation (13) using the coefficients a3, b3 and the constant c3.
  • a (z) a1 ⁇ z 2 + b1 ⁇ z + c1 ⁇ ⁇ ⁇ (11)
  • b (z) a2 x z 2 + b2 x z + c2 ...
  • c (z) a3 ⁇ z 2 + b3 ⁇ z + c3 ... (13).
  • the six coefficients a1, b1, a2, b2, a3, b3 and the three constants c1, c2, c3 can be set, for example, as follows.
  • the D value Vd related to the signal intensity Pd of the DC component is set to the first D value Vd1, and the flow quantitative value Vq is a known value y1 in the flow path component 2a.
  • the flow calculation value F is calculated as a value x1 for the fluid 2b flowing in the flow path, and the flow calculation value F is calculated as a value x2 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the flow quantitative value Vq as a known value y2. If the flow calculation value F is calculated as the value x3 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the flow quantitative value Vq being a known value y3, the following equations (14) to (16) can be obtained. can get.
  • the D value Vd is set to the second D value Vd2, and the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the flow quantitative value Vq is a known value y4.
  • the flow calculation value F is calculated as a value x4, the flow calculation value Vq is a known value y5, and the flow calculation value F is calculated as a value x5 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a. If the flow calculation value F is calculated as the value x6 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the known value y6, the equation (22) can be obtained from the following equation (20).
  • Vd2 a1 x Vd2 2 + b1 x Vd2 + c1 ...
  • b (Vd2) a2 x Vd2 2 + b2 x Vd2 + c2 ...
  • c (Vd2) a3 ⁇ Vd2 2 + b3 ⁇ Vd2 + c3 ... (25).
  • the D value Vd is set to the second D value Vd3, and the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the flow quantitative value Vq having a known value y7 is targeted.
  • the flow calculation value F is calculated as a value x7
  • the flow calculation value Vq is a known value y8
  • the flow calculation value F is calculated as a value x8 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a. If the flow calculation value F is calculated as the value x9 for the fluid 2b flowing in the flow path component 2a with the known value y9, the equation (28) can be obtained from the following equation (26).
  • y7 a (Vd3) ⁇ x7 2 + b (Vd3) ⁇ x7 + c (Vd3) ...
  • y8 a (Vd3) ⁇ x8 2 + b (Vd3) ⁇ x8 + c (Vd3) ...
  • y9 a (Vd3) ⁇ x9 2 + b (Vd3) ⁇ x9 + c (Vd3) ... (28).
  • the function formula showing the calibration curve is represented by a polynomial including a term of order M (M is a natural number of 2 or more), for example, where the flow quantitative value Vq is y and the flow calculation value F is x as a variable. It may be what is done.
  • the function formula that defines the coefficient and the variable in the function formula showing the calibration line is represented by, for example, a majority term including an Nth order (N is a natural number of 2 or more) with the D value Vd as the variable z. It may be what is done.
  • the function expression showing the calibration line may have, for example, at least one term of a logarithmic term and a power term for the variable x related to the flow calculation value F, and a coefficient that does not change with the D value Vd. You may have. Further, the function expression that defines the coefficient in the function expression indicating the calibration line may have at least one term of a logarithmic term and a power term for the variable z related to the D value Vd, for example. It may have a coefficient that does not change depending on the D value Vd. In other words, for example, the flow quantitative value Vq may be calculated by an operation based on the flow calculation value F and the coefficient that changes according to the D value Vd. In other words, for example, the arithmetic processing unit 22a calculates the flow quantitative value Vq based on the flow calculation value F and the coefficient corresponding to the value (D value) Vd related to the signal strength Pd of the DC component. May be good.
  • the arithmetic processing unit 22a has, for example, processed the signal output from the light receiving unit 12 by the signal processing unit 21, and then the frequency spectrum of the signal including the AC component and the DC component. P (f) may be calculated. Even in this case, the arithmetic processing unit 22a can calculate the frequency spectrum P (f) related to the AC component of the signal output from the light receiving unit 12.
  • a value corresponding to the average frequency fm is used, but the present invention is not limited to this.
  • a specific value related to the frequency with respect to the frequency spectrum P (f) may be applied.
  • the specific value related to the frequency for example, the integral value of the intensity calculated from the low frequency side and the integral value of the intensity calculated from the high frequency side of the frequency spectrum P (f) are a predetermined ratio.
  • the frequency of the boundary is applied.
  • the predetermined ratio is set to, for example, 1: 1.
  • a frequency related to any intensity in the frequency range including the frequency showing the maximum value of the frequency spectrum P (f) may be applied.
  • a frequency having a maximum intensity value with respect to the frequency spectrum P (f) may be applied to the specific value related to the frequency.
  • the specific value related to the frequency includes, for example, the frequency related to any of the slopes in the frequency range including the frequency in which the absolute value of the slope of the change in intensity of the frequency spectrum P (f) shows the minimum value. May be applied.
  • a frequency may be applied in which the absolute value of the slope of the change in intensity with respect to the frequency spectrum P (f) is the minimum value.
  • the arithmetic processing unit 22a does not have to calculate the flow quantitative value Vq based on, for example, the flow calculation value F.
  • the user can grasp the change in the flow state of the fluid 2b based on the change in the flow calculation value F. Therefore, for example, the measurement accuracy in the measuring device 1 can be improved.
  • At least a part of the functions of the arithmetic processing unit 22a may be configured by hardware such as a dedicated electronic circuit, for example.
  • Measuring device 2 Irradiated object 2a Flow path component 2b Fluid 2i Internal 10 Sensor unit 11 Light emitting unit 12 Light receiving unit 20 Control unit 21 Signal processing unit 21a Extraction unit 21b Amplification unit 22 Information processing unit 22a Calculation processing unit 22b Storage unit 30 Connection unit 50 Input unit 60 Output unit 70 External control unit 200 Measurement system L1 Irradiation light L2 Interference light PG1 Program

Abstract

測定装置は、発光部と、受光部と、抽出部と、処理部と、を備える。発光部は、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する。受光部は、被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。抽出部は、受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。処理部は、受光部から出力された信号に基づいて、直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、流体の流れの状態に係る計算値を算出する。

Description

測定装置、測定システム、測定方法およびプログラム
　本開示は、測定装置、測定システム、測定方法およびプログラムに関する。
　流体の流れの状態を定量的に測定する装置としては、例えば、レーザー血流計などの光学的な手法を用いて流体の流量および流速を測定する装置が知られている（例えば、特許第５８０６３９０号公報の記載を参照）。
　測定装置、測定システム、測定方法およびプログラムが開示される。
　測定装置の一態様は、発光部と、受光部と、抽出部と、処理部と、を備える。前記発光部は、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する。前記受光部は、前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。前記抽出部は、前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。前記処理部は、前記受光部から出力された信号に基づいて、前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出する。
　測定装置の他の一態様は、発光部と、受光部と、抽出部と、処理部と、を備える。前記発光部は、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する。前記受光部は、前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。前記抽出部は、前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。前記処理部は、前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトルを算出し、該周波数スペクトルに基づく信号強度に係る値と前記直流成分の信号強度に係る値とを用いた演算によって、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する。
　測定システムの一態様は、発光部と、受光部と、抽出部と、処理部と、を備える。前記発光部は、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する。前記受光部は、前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。前記抽出部は、前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。前記処理部は、前記受光部から出力された信号に基づいて、前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出する。
　測定システムの他の一態様は、発光部と、受光部と、抽出部と、処理部と、を備える。前記発光部は、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する。前記受光部は、前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。前記抽出部は、前記受光部から出力された信号について、信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。前記処理部は、前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトルを算出し、該周波数スペクトルに基づく信号強度に係る値と前記直流成分の信号強度に係る値とを用いた演算によって、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する。
　測定方法の一態様は、第１工程と、第２工程と、第３工程と、を有する。前記第１工程において、発光部によって内部で流体が流れている被照射物に光を照射しながら、受光部によって前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。前記第２工程において、抽出部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号について、信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。前記第３工程において、処理部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号に基づいて、前記第２工程において前記抽出部で抽出された前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出する。
　測定方法の他の一態様は、第１工程と、第２工程と、第３工程と、を有する。前記第１工程において、発光部によって内部で流体が流れている被照射物に光を照射しながら、受光部によって前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する。前記第２工程において、抽出部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号について、信号強度の時間変化における直流成分を抽出する。前記第３工程において、処理部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトルを算出し、該周波数スペクトルに基づく信号強度に係る値と前記第２工程において前記抽出部で抽出された前記直流成分の信号強度に係る値とを用いた演算によって、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する。
　プログラムの一態様は、測定装置に含まれる処理部によって実行されることで、前記測定装置を、上記測定装置の一態様または上記測定装置の他の一態様として機能させる、プログラムである。
図１は、第１実施形態に係る測定装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る測定装置の一部の断面の一例を模式的に示す図である。 図３（ａ）は、照射光の強度が第１強度である場合において、流れ定量値が比較的小さな値Ｖｑ１である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１、流れ定量値が比較的中程度の値Ｖｑ２である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２、および流れ定量値が比較的大きな値Ｖｑ３である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ３、をそれぞれ示す図である。図３（ｂ）は、照射光の強度が第１強度である場合において、流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る信号強度のうちの直流成分の一例を示す図である。 図４（ａ）は、照射光の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合において、流れ定量値が比較的小さな値Ｖｑ１である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１１、流れ定量値が比較的中程度の値Ｖｑ２である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１２、および流れ定量値が比較的大きな値Ｖｑ３である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１３、をそれぞれ示す図である。図４（ｂ）は、照射光の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合において、流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る信号強度のうちの直流成分の一例を示す図である。 図５（ａ）は、流れ定量値を所定値とした際に、照射光の強度が第１強度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２１、照射光の強度が第１強度よりも小さな第２強度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２２、および照射光の強度が第２強度よりも低い第３強度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２３、をそれぞれ示す図である。図５（ｂ）は、照射光の強度が第１強度である場合における流れ定量値と参考流れ計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ３１、照射光の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合における流れ定量値と参考流れ計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ３２、照射光の強度が第２強度よりも低い第３強度である場合における流れ定量値と参考流れ計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ３３、をそれぞれ示す図である。 図６（ａ）は、流れ定量値を所定値とした際に、照射光の強度が第１強度である場合に算出される補正後の周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ４１、照射光の強度が第１強度よりも小さな第２強度である場合に算出される補正後の周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ４２、および照射光の強度が第２強度よりも低い第３強度である場合に算出される補正後の周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ４３、をそれぞれ示す図である。図６（ｂ）は、照射光の強度が第１強度である場合における流れ定量値と補正後の流れ計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ５１、照射光の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合における流れ定量値と補正後の流れ計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ５２、照射光の強度が第２強度よりも低い第３強度である場合における流れ定量値と補正後の流れ計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ５３、をそれぞれ示す図である。 図７（ａ）は、第１実施形態に係る測定装置における動作の一例を示す流れ図である。図７（ｂ）は、第１実施形態に係る測定装置における流れ計算値の算出処理の第１例を示す流れ図である。 図８は、第１実施形態に係る測定装置における流れ計算値の算出処理の第２例を示す流れ図である。 図９は、第１実施形態に係る測定装置における流れ計算値の算出処理の第３例を示す流れ図である。 図１０は、第２実施形態に係る測定装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 図１１は、第３実施形態に係る測定装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 図１２は、第４実施形態に係る測定システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 図１３（ａ）は、流れ定量値を基準値Ｑ０とした際に、流体における粒子の濃度が第１濃度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ６１、流体における粒子の濃度が第１濃度よりも低い第２濃度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ６２、流体における粒子の濃度が第２濃度よりも低い第３濃度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ６３、をそれぞれ示す図である。図１３（ｂ）は、流れ定量値を基準値Ｑ０とした際に、流体における粒子の濃度が第１濃度である場合に算出される補正後の周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ７１、流体における粒子の濃度が第１濃度よりも低い第２濃度である場合に算出される補正後の周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ７２、流体における粒子の濃度が第２濃度よりも低い第３濃度である場合に算出される補正後の周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ７３、をそれぞれ示す図である。 図１４（ａ）は、レーザー光の強度が第１強度である場合において、流量設定値が比較的小さな値Ｑ１である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１０１、流量設定値が比較的中程度の値Ｑ２である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１０２、および流量設定値が比較的大きな値Ｑ３である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ１０３、をそれぞれ示す図である。図１４（ｂ）は、レーザー光の強度が第１強度である場合において、流量設定値と流量計算値との関係の一例を示す図である。 図１５は、レーザー光の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合において、流量設定値が比較的小さな値Ｑ１である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２０１、流量設定値が比較的中程度の値Ｑ２である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２０２、および流量設定値が比較的大きな値Ｑ３である流体が内部を流れる被照射物からの干渉光に係る周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ２０３、をそれぞれ示す図である。 図１６（ａ）は、流量設定値を基準値Ｑ０とした際に、レーザー光の強度が第１強度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ３０１、レーザー光の強度が第１強度よりも小さな第２強度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ３０２、およびレーザー光の強度が第２強度よりも低い第３強度である場合に算出される周波数スペクトルの一例を示す曲線Ｌｎ３０３、をそれぞれ示す図である。図１６（ｂ）は、レーザー光の強度が第１強度である場合における流量設定値と流量計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ４０１、レーザー光の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合における流量設定値と流量計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ４０２、レーザー光の強度が第２強度よりも低い第３強度である場合における流量設定値と流量計算値との関係の一例を示す線Ｌｎ４０３、をそれぞれ示す図である。
　流体の流れの状態を定量的に測定する装置として、例えば、レーザー血流計などの光学的な手法を用いて流体の流量および流速の少なくとも一方を測定する装置が知られている。このレーザー血流計は、例えば、発光素子としてのレーザーから生体に照射されたレーザー光が散乱する際に生ずるドップラーシフトに起因したレーザー光の波長の変化に基づいて、生体の血流量を算出することができる。
　具体的には、周波数ｆｏのレーザー光が生体に照射されると、血管内における血液の流れ（散乱体である血球などの移動）による散乱と、他の固定組織（皮膚組織および血管を形成している組織など）による散乱と、によってそれぞれ散乱光が発生する。血球の径は、例えば、数マイクロメートル（μｍ）から１０μｍ程度である。このとき、散乱体である血球での散乱で生じた散乱光の周波数ｆは、他の固定組織での散乱で生じた散乱光の周波数ｆｏと比較して、散乱体である血球などの移動速度に対応したドップラーシフトによってΔｆだけ変化した周波数ｆｏ＋Δｆとなっている。この変調周波数Δｆは、血流の速度をＶとし、流体に対するレーザー光の入射角度をθとし、レーザー光の波長をλとすると、下記の式（１）で示される。
　　Δｆ＝（２Ｖ×ｃｏｓθ）／λ　・・・（１）。
　ここでは、固定組織で散乱された周波数ｆｏの散乱光と、移動する血球で散乱された周波数ｆｏ＋Δｆの散乱光と、の相互干渉によって、差周波Δｆが光ビート（うなり）として観測され得る。換言すれば、これらの２種類の散乱光を受光することで得られる信号（受光信号）には、これらの２種類の散乱光の相互干渉によって生ずる光ビートに対応する信号（光ビート信号ともいう）の成分が含まれる。
　ここで、光ビートの周波数に対応する差周波Δｆは、元の光の周波数ｆよりも非常に小さい。例えば、７８０ｎｍの波長の元の光は、周波数が４００テラヘルツ（ＴＨｚ）程度の光であり、通常の受光素子で検出が可能である応答速度を超えている。これに対して、光ビートの周波数（光ビート周波数ともいう）Δｆは、血球の移動速度に依存するものの、例えば、数キロヘルツ（ｋＨｚ）から数十ｋＨｚ程度であり、通常の受光素子が十分応答して検出することが可能である周波数帯域に含まれる。このため、受光素子を用いて、固定組織で散乱された周波数ｆｏの散乱光と、移動する血球で散乱された周波数ｆｏ＋Δｆの散乱光と、を受光することで得られる信号（受光信号）は、直流（ＤＣ）成分の信号（ＤＣ信号）に光ビート周波数Δｆの強度変調信号が重畳されたような波形を示す。そして、周波数Δｆの光ビート信号を解析することで、血流量を算出することができる。
　例えば、まず、受光素子によって検出された受光信号についてフーリエ変換（ＦＦＴ）などの演算を用いて周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出する。次に、この周波数スペクトルＰ（ｆ）に周波数ｆの重み付けを行うことで、重み付け後の周波数スペクトル（重み付け周波数スペクトルともいう）Ｐ（ｆ）×ｆを算出する。次に、重み付け周波数スペクトルＰ（ｆ）×ｆについて、所定の範囲の周波数で積分を行って、第１の計算値（∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を算出する。次に、下記の式（２）で示されるように、第１の計算値（∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を、周波数スペクトルＰ（ｆ）を所定の範囲の周波数について積分を行うことで算出される第２の計算値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除することで、光ビート周波数Δｆにおける平均周波数ｆｍを算出する。
　　ｆｍ＝∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ／｛∫Ｐ（ｆ）ｄｆ｝　・・・（２）。
　そして、平均周波数ｆｍを用いた所定の計算で、生体の血流量を算出することが考えられる。所定の計算としては、例えば、平均周波数ｆｍに対して、第２の計算値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除するとともに定数を乗じる計算などが適用される。ここで、平均周波数ｆｍを第２の計算値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除することで算出される値は、流量に対応する計算値（流量計算値ともいう）として算出される。
　ここで、例えば、流路としての透明な管状体内において、数μｍ程度の光散乱体が分散している流体を流す際に、レーザー血流計を用いて流体の流量Ｑを測定する構成を想定する。この構成では、例えば、ポンプなどで流路を流れる流体の流量（流量設定値ともいう）を設定することが可能であるものとする。ここでは、例えば、流量設定値をＱ１、Ｑ２、Ｑ３の順に増加させ、各流量設定値Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３について、レーザー血流計を用いて、光ビート信号に係る周波数スペクトルＰ（ｆ）、重み付け周波数スペクトルＰ（ｆ）×ｆ、平均周波数ｆｍおよび流量計算値を算出する場合を想定する。この場合には、例えば、流量設定値がＱ１の際には、図１４（ａ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ１０１で示される周波数スペクトルＰ（ｆ）から平均周波数ｆ１ｍが算出される。流量設定値がＱ２の際には、図１４（ａ）の太い一点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ１０２で示される周波数スペクトルＰ（ｆ）から平均周波数ｆ２ｍが算出される。流量設定値がＱ３の際には、図１４（ａ）の太い二点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ１０３で示される周波数スペクトルＰ（ｆ）から平均周波数ｆ３ｍが算出される。
　ここでは、例えば、仮に、図１４（ｂ）の太い実線で示されるように、流量設定値Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３と、平均周波数ｆ１ｍ，ｆ２ｍ，ｆ３ｍをそれぞれ用いた計算で算出される流量計算値ｖ１，ｖ２，ｖ３と、が比例関係を有していれば、平均周波数ｆｍを用いた所定の計算で、流体の流量が正しく算出される。
　ところで、例えば、レーザーの温度の上昇、レーザーの経年劣化などに起因して、生体に照射するレーザー光の強度が低下する場合がある。ここでは、レーザー光の強度が第１強度から第２強度に低下したものとする。この場合には、レーザー光の強度の低下に応じて、受光素子から出力される受光信号の強度が一様に低下する。例えば、流量設定値がＱ１の際には、図１５の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ２０１で示される周波数スペクトルＰ（ｆ）が得られる。例えば、流量設定値がＱ２の際には、図１５の太い一点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ２０２で示される周波数スペクトルＰ（ｆ）が得られる。例えば、流量設定値がＱ３の際には、図１５の太い二点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ２０３で示される周波数スペクトルＰ（ｆ）が得られる。図１５で示された周波数スペクトルＰ（ｆ）においては、図１４（ａ）で示された周波数スペクトルＰ（ｆ）に対して、レーザー光の強度の低下に応じて、周波数ごとの信号の強度が一様に低下している。
　ここで、例えば、流量設定値を基準値（基準設定値ともいう）であるＱ０で一定として、意図的にレーザーから発せられるレーザー光の強度を、第１強度である１、第２強度である０．５および第３強度である０．２５とした場合について、それぞれ周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出した結果の一例を図１６（ａ）に示している。図１６（ａ）では、レーザー光の強度が第１強度である場合に算出される周波数スペクトルＰ（ｆ）が太い実線で描かれた曲線Ｌｎ３０１で示され、レーザー光の強度が第２強度である場合に算出される周波数スペクトルＰ（ｆ）が太い一点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ３０２で示され、レーザー光の強度が第３強度である場合に算出される周波数スペクトルＰ（ｆ）が太い二点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ３０３で示されている。図１６（ａ）で示されるように、レーザー光の強度の低下に応じて、周波数スペクトルＰ（ｆ）における周波数ごとの信号の強度が低下する。このように、レーザー光の強度の低下に応じて、周波数スペクトルＰ（ｆ）における周波数ごとの信号の強度が低下すると、図１６（ｂ）で示されるように、流量設定値と流量計算値との比例関係が、レーザー光の強度ごとに異なるものとなる。具体的には、レーザー光の強度が第１強度であれば、流量設定値と流量計算値とが、図１６（ｂ）の太い実線で描かれた線Ｌｎ４０１で示される比例関係を有する。レーザー光の強度が第２強度であれば、流量設定値と流量計算値とが、図１６（ｂ）の太い一点鎖線で描かれた線Ｌｎ４０２で示される比例関係を有する。レーザー光の強度が第３強度であれば、流量設定値と流量計算値とが、図１６（ｂ）の太い二点鎖線で描かれた線Ｌｎ４０３で示される比例関係を有する。このため、例えば、流量計算値から流体の流量Ｑを算出しても、レーザー光の強度に応じて、異なる流体の流量Ｑが算出されることとなり、流量Ｑの測定精度が低下し得る。
　ここで、受光素子から出力される受光信号の強度が一様に低下する要因（強度低下要因ともいう）は、発光素子から生体に照射されるレーザー光などの光（照射光ともいう）の強度の低下だけに限られない。他の強度低下要因としては、例えば、流路を構成する管状体の厚さ、内径および材質、流体における粒子の濃度および光の吸収率、発光素子と管状体と受光素子との間における位置および姿勢の関係などが考えられる。
　そして、上記の問題は、流体の流量を測定する測定装置に限られず、流体の流量および流速の少なくとも一方を含む流体の流れの状態に係る定量値を測定する測定装置一般に共通する。
　そこで、本開示の発明者らは、流体の流れの状態を定量的に測定する装置について、測定精度を向上させることができる技術を創出した。
　これについて、以下、第１実施形態から第６実施形態について図面を参照しつつ説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。図面は模式的に示されたものである。
　＜１．第１実施形態＞
　＜１－１．測定装置＞
　図１および図２で示されるように、第１実施形態に係る測定装置１は、例えば、流路を構成する物体（流路構成部ともいう）２ａの内部２ｉを流れる流体２ｂの流れの状態を定量的に測定することができる。ここで、流路構成部２ａは、例えば、生体内の血管または各種装置の配管などの管状の物体（管状体ともいう）を含み得る。流体２ｂの流れの状態に係る定量的な値（定量値とも流れ定量値ともいう）Ｖｑは、例えば、流量および流速のうちの少なくとも一方の値を含み得る。流量は、単位時間あたりに流路を通過する流体の量である。流体の量は、例えば、体積または質量で表され得る。流速は、流路における流体の流れの速さである。流れの速さは、単位時間あたりに流体が進む距離で表され得る。
　第１実施形態に係る測定装置１は、例えば、光のドップラー効果を利用して流体２ｂの流れの状態を定量的に測定することができる。ここで、例えば、流体２ｂに対する光の照射に応じて、その光が流体２ｂで散乱を生じる場合には、流体２ｂの流れに応じたドップラー効果によって、流体２ｂの移動速度に応じた光の周波数のシフト（ドップラーシフトともいう）が生じる。第１実施形態に係る測定装置１は、このドップラーシフトを利用して、流体２ｂの流れの状態に係る流れ定量値Ｖｑを測定することができる。後述する測定装置１の各種構成は、適宜周知あるいは公知の方法を用いて製造され得る。
　ここで、流れの状態が定量的に測定される対象物（被測定物ともいう）としての流体２ｂは、例えば、その流体２ｂ自体が光を散乱するもの、または光を散乱する物質（散乱物質ともいう）もしくは光を散乱する物体（散乱体ともいう）を流動させるものを含む。具体的には、この被測定物としての流体２ｂには、例えば、水、血液、プリンター用のインク、または粉体などの散乱体を含む気体などが適用される。ここで、例えば、散乱物質または散乱体が流体に追従して流動する場合には、「散乱物質または散乱体の流量」を「流体の流量」とみなしてもよいし、「散乱物質または散乱体の流速」を「流体の流速」とみなしてもよい。
　図１および図２で示されるように、第１実施形態に係る測定装置１は、例えば、センサー部１０と、制御部２０と、を備えている。また、測定装置１は、例えば、接続部（コネクタ部）３０を備えている。
　センサー部１０は、例えば、発光部１１と、受光部１２と、を有する。
　発光部１１は、例えば、内部２ｉで流体２ｂが流れる物体（被照射物ともいう）２に光（照射光ともいう）Ｌ１を照射することができる。被照射物２は、少なくとも管状体などの流路を構成する物体（流路構成部）２ａと、流路を流れる流体２ｂと、を含む。照射光Ｌ１には、例えば、被測定物としての流体２ｂに応じた所定の波長の光が適用される。例えば、流体２ｂが血液である場合には、照射光Ｌ１の波長は、６００ナノメートル（ｎｍ）から９００ｎｍ程度に設定される。また、例えば、流体２ｂがプリンター用のインクである場合には、被照射物２に照射される光の波長は、７００ｎｍから１０００ｎｍ程度に設定される。発光部１１には、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などの半導体レーザー素子が適用される。ここでは、例えば、半導体レーザー素子における温度の上昇および経年劣化などに起因して、照射光Ｌ１の強度が低下する場合がある。
　受光部１２は、例えば、照射光Ｌ１のうち、被照射物２で散乱した光を含む干渉光Ｌ２を受光することができる。そして、受光部１２は、例えば、受光した光を光の強度に応じた電気信号に変換することができる。換言すれば、受光部１２は、例えば、被照射物２で散乱した光を含む干渉光Ｌ２を受光して、この干渉光Ｌ２の強度に応じた信号を出力することができる。受光部１２が受光することができる干渉光Ｌ２は、被照射物２からの散乱光のうち、流体２ｂの周囲で静止している物体（静止物体ともいう）からのドップラーシフトを生じていない散乱光と、流体２ｂからのシフト量がΔｆであるドップラーシフトを生じた散乱光と、によって生じる干渉光を含む。ここで、例えば、流体２ｂが血管内を流れる血液である場合には、静止物体は、皮膚および血管などの物体（流路構成部）２ａを含む。例えば、流体２ｂが配管内を流れるインクである場合には、静止物体は、配管などの流体２ｂの流路を構成する物体（流路構成部）２ａなどを含む。この場合には、配管は、例えば、透光性を有する材料によって構成され得る。透光性を有する材料には、例えば、ガラスまたはポリマー樹脂などが適用される。
　ここで、例えば、時間の経過に対する干渉光Ｌ２の強度の変化（時間変化ともいう）は、ドップラーシフトを生じていない散乱光の周波数と、ドップラーシフトを生じた散乱光の周波数と、の差（差周波ともいう）Δｆに対応する周波数のうなりを示し得る。このため、例えば、受光部１２から出力される干渉光Ｌ２の強度に応じた信号は、干渉光Ｌ２の強度の時間変化におけるうなりに対応する信号（うなり信号とも光ビート信号ともいう）の成分を含み得る。受光部１２には、例えば、干渉光Ｌ２の強度の時間変化におけるうなりに追従することができる能力（時間分解能ともいう）を有するものが適用される。受光部１２が受光することができる光の波長は、例えば、照射光Ｌ１の波長および流体２ｂの速度の範囲などの測定条件に応じて設定され得る。受光部１２には、例えば、シリコン（Ｓｉ）フォトダイオード、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）フォトダイオード、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）フォトダイオード、またはゲルマニウム（Ｇｅ）フォトダイオードなどの各種のフォトダイオードが適用される。
　また、センサー部１０は、さらにパッケージ１３を有していてもよい。パッケージ１３は、発光部１１および受光部１２を収容するものである。図２の例では、測定装置１は、センサー部１０、制御部２０および接続部３０が実装された状態で位置している基板（実装基板ともいう）１ｓを有する。実装基板１ｓには、例えば、プリント基板などが適用される。ここでは、センサー部１０のパッケージ１３が実装基板１ｓ上に位置している。センサー部１０と制御部２０との間および制御部２０と接続部３０との間のそれぞれは、例えば、実装基板１ｓによって電気的に接続されている状態にある。
　パッケージ１３は、例えば、立方体状または直方体状の外形を有する。パッケージ１３は、例えば、上方に向けてそれぞれ開口している第１凹部Ｒ１および第２凹部Ｒ２を有する。第１凹部Ｒ１には、発光部１１が実装された状態で位置している。第２凹部Ｒ２には、受光部１２が実装された状態で位置している。ここで、例えば、発光部１１から発せられる照射光Ｌ１は、第１凹部Ｒ１の開口を介して被照射物２に照射される。また、例えば、被照射物２からの干渉光Ｌ２は、第２凹部Ｒ２の開口を介して受光部１２によって受光される。パッケージ１３には、例えば、セラミック材料または有機材料などで構成されている配線基板の積層体が適用される。セラミック材料には、例えば、酸化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体などが適用される。有機材料には、例えば、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂などが適用される。
　また、例えば、図２で示されるように、パッケージ１３のうちの第１凹部Ｒ１および第２凹部Ｒ２のそれぞれの開口を覆うように、透光性を有するカバー部材１４が位置していてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、パッケージ１３の第１凹部Ｒ１内において発光部１１が密閉された状態、およびパッケージ１３の第２凹部Ｒ２内において受光部１２が密閉された状態が実現され得る。カバー部材１４には、例えば、ガラス板などが適用される。
　制御部２０は、例えば、測定装置１を制御することができる。制御部２０は、例えば、トランジスタもしくはダイオードなどの能動素子およびコンデンサなどの受動素子などを含む複数の電子部品を有する。接続部３０は、例えば、制御部２０と外部装置とを電気的に接続することができる。ここでは、例えば、複数の電子部品を集積して、１つ以上の集積回路（ＩＣ）または大規模集積回路（ＬＳＩ）などを形成したり、複数のＩＣまたはＬＳＩなどをさらに集積して形成したりすることで、制御部２０および接続部３０を含む各種機能部が構成され得る。制御部２０および接続部３０を構成する複数の電子部品は、実装基板１ｓ上に実装されている状態にある。これにより、例えば、パッケージ１３と制御部２０とが電気的に接続されているとともに、制御部２０と接続部３０とが電気的に接続されている状態にある。
　制御部２０は、例えば、信号処理部２１と、情報処理部２２と、を有する。
　信号処理部２１は、例えば、受光部１２から受信した電気信号に対して種々の処理を行うことができる。種々の処理には、例えば、電気信号を電圧値に変換する処理、電気信号の交流（ＡＣ）成分と直流（ＤＣ）成分とを分離する処理、電気信号の強度を増幅する処理およびアナログ信号をデジタル信号に変換する処理などが含まれ得る。このため、信号処理部２１は、例えば、受光部１２から出力された信号について、信号の強度（信号強度ともいう）の時間変化におけるＤＣ成分を抽出する部分（抽出部ともいう）２１ａとしての機能を有する。また、信号処理部２１は、例えば、信号を増幅することが可能である部分（増幅部ともいう）２１ｂとしての機能を有していてもよい。増幅部２１ｂは、例えば、抽出部２１ａにおいて受光部１２から出力された電気信号をＤＣ成分とＡＣ成分とに分けた後にＡＣ成分の信号（ＡＣ信号ともいう）を増幅してもよい。この場合には、信号処理部２１で行われる種々の処理には、例えば、電気信号を電圧値に変換する処理、電気信号のＡＣ成分とＤＣ成分とを分離する処理（ＡＣ－ＤＣ分離処理ともいう）、およびＡＣ信号を増幅する処理、ならびにアナログ信号をデジタル信号に変換する処理などが含まれる。
　信号処理部２１は、例えば、電流－電圧変換回路（Ｉ－Ｖ変換回路）、抽出部２１ａとしての交流－直流分離回路（ＡＣ－ＤＣデカップリング回路）、増幅部２１ｂとしての交流増幅回路（ＡＣ増幅回路）およびアナログ－デジタル変換回路（ＡＤ変換回路）などの回路を有し得る。この場合には、例えば、抽出部２１ａは、受光部１２から出力された信号について、信号強度の時間変化におけるＡＣ成分およびＤＣ成分を抽出することができる。ここで、信号処理部２１では、例えば、増幅部２１ｂが受光部１２から出力された信号を増幅した後に、抽出部２１ａが電気信号のＡＣ成分とＤＣ成分とを分離することで、ＡＣ成分およびＤＣ成分を抽出してもよい。上記のようにして、信号処理部２１は、例えば、受光部１２から受信したアナログの電気信号に対して、ＡＣ－ＤＣ分離処理、増幅処理およびＡＤ変換処理などの処理を施した上で、情報処理部２２に向けて、デジタル信号を出力することができる。
　情報処理部２２は、例えば、演算処理部２２ａと、記憶部２２ｂと、を有する。
　演算処理部２２ａは、例えば、電気回路としてのプロセッサを有する。プロセッサは、例えば、１つ以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、またはこれらのデバイスもしくは任意の構成の組み合わせ、あるいは他の既知のデバイスもしくは構成の組み合わせを含み得る。
　記憶部２２ｂは、例えば、即時呼び出し記憶装置（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などを有する。記憶部２２ｂは、例えば、プログラムＰＧ１を含むファームウェアを記憶している状態にある。演算処理部２２ａは、例えば、記憶部２２ｂに記憶されたファームウェアに従って、１つ以上のデータの演算またはデータ処理を実行することができる。換言すれば、例えば、演算処理部２２ａがプログラムＰＧ１を実行することで、測定装置１の各種機能を実現することができる。これにより、情報処理部２２は、例えば、発光部１１および受光部１２の動作を制御することができる。
　ところで、例えば、受光部１２から出力される電気信号の周波数および信号強度は、光のドップラー効果に依存する。このため、例えば、電気信号の周波数と信号強度との関係を示す周波数スペクトルＰ（ｆ）は、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑに応じて変化する。そこで、情報処理部２２は、例えば、演算処理部２２ａによって、受光部１２から出力されて信号処理部２１で処理された電気信号に基づいて流体２ｂの流れの状態を定量的に測定するための演算を実行することができる。
　演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号について、信号強度の時間変化についての周波数ごとの信号強度に係る分布を示すパワースペクトル（周波数スペクトルともいう）Ｐ（ｆ）を算出することができる。換言すれば、演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号の強度の時間変化について周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出することができる。具体的には、演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号を対象とした信号処理部２１におけるＡＣ－ＤＣ分離処理および増幅処理で得たＡＣ信号について、信号強度の時間の経過に対する変化（時間変化）についての周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出することができる。周波数スペクトルＰ（ｆ）は、例えば、信号処理部２１から出力されるＡＣ信号の強度の時間変化について、フーリエ変換などの演算を用いた解析がなされることで得られる。周波数スペクトルＰ（ｆ）における周波数の範囲は、例えば、ＡＤ変換回路におけるサンプリングレートに基づいて設定され得る。
　ここでは、例えば、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑが比較的小さな値Ｖｑ１であれば、演算処理部２２ａは、図３（ａ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ１で示されるような周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出することができる。例えば、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑが比較的中程度の値Ｖｑ２であれば、演算処理部２２ａは、図３（ａ）の太い一点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ２で示されるような周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出することができる。例えば、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑが比較的大きな値Ｖｑ３であれば、演算処理部２２ａは、図３（ａ）の太い二点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ３で示されるような周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出することができる。図３（ａ）で示されるように、流体２ｂの流れ定量値Ｖｑが増加すると、周波数スペクトルＰ（ｆ）の形状は、周波数の変化に対して信号強度がなだらかに増減するようになる。また、演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号を対象とした信号処理部２１におけるＡＣ－ＤＣ分離処理および増幅処理で得たＤＣ信号を取得することができる。ここでは、例えば、図３（ｂ）の太い実線で描かれた線Ｌｎ４で示されるようなＤＣ成分の信号を得ることができる。演算処理部２２ａは、例えば、所定の時間内におけるＤＣ信号の信号強度の平均値、および特定のタイミングにおけるＤＣ信号の信号強度などを、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄとして得ることができる。ここでは、例えば、照射光Ｌ１の強度が第１強度である場合に、図３（ａ）の周波数スペクトルＰ（ｆ）および図３（ｂ）のＤＣ成分の信号強度Ｐｄが得られるものとする。
　ここで、例えば、仮に照射光Ｌ１の強度が第１強度よりも低い第２強度である場合を想定する。この場合には、例えば、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑが比較的小さな値Ｖｑ１であれば、演算処理部２２ａで算出される周波数スペクトルＰ（ｆ）は、図４（ａ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ１１で示されるようなものとなる。例えば、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑが比較的中程度の値Ｖｑ２であれば、演算処理部２２ａで算出される周波数スペクトルＰ（ｆ）は、図４（ａ）の太い一点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ１２で示されるようなものとなる。例えば、流体２ｂの流れ定量値（流量または流速）Ｖｑが比較的大きな値Ｖｑ３であれば、演算処理部２２ａで算出される周波数スペクトルＰ（ｆ）は、図４（ａ）の太い二点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ１３で示されるようなものとなる。また、演算処理部２２ａで得られるＤＣ成分の信号は、例えば、図４（ｂ）の太い実線で描かれた線Ｌｎ１４で示されるようなものとなる。
　ここでは、流体２ｂの流れ定量値Ｖｑが同一であっても、照射光Ｌ１の強度が第１強度から第２強度へ低下すると、受光部１２で受光される干渉光のＬ２の強度が低下する。これにより、例えば、図３（ａ）および図４（ａ）で示されるように、周波数スペクトルＰ（ｆ）における信号の強度が一様に低下する。また、この場合には、例えば、図３（ｂ）および図４（ｂ）で示されるように、演算処理部２２ａで得られるＤＣ成分の信号強度Ｐｄも、周波数スペクトルＰ（ｆ）の信号の強度と同様に低下する。
　＜＜流れ計算値の算出＞＞
　演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号についてのＡＣ成分に係る周波数スペクトルＰ（ｆ）に対して、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値ともいう）Ｖｄを用いた補正を含む処理を行い、流体２ｂの流れの状態に係る計算値（流れ計算値ともいう）Ｆを算出することができる。流れの状態には、例えば、流量および流速の少なくとも一方が含まれ得る。
　第１実施形態では、演算処理部２２ａは、まず、受光部１２から出力された信号についてのＡＣ成分に係る周波数スペクトル（第１周波数スペクトルともいう）Ｐ１（ｆ）を算出し、この第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）における周波数ごとの信号強度に対して、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正の処理を行う。これにより、補正後の周波数スペクトル（第２周波数スペクトルともいう）Ｐ２（ｆ）が算出される。そして、演算処理部２２ａは、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）に基づいて流体２ｂの流れの状態に係る計算値（流れ計算値）Ｆを算出する。
　ここで、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正の処理としては、例えば、Ｄ値Ｖｄを用いた除算が採用される。ここでは、例えば、Ｄ値Ｖｄを用いた除算によって、受光部１２から出力される信号の強度の一様な低下を、この一様な低下とともに低下するＤＣ成分によって相殺することができる。具体的には、Ｄ値Ｖｄを用いた補正の処理として、例えば、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）を、Ｄ値Ｖｄで除する計算が採用される。Ｄ値Ｖｄには、例えば、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄのｍ乗（ｍは所定の正の数）の数値が適用される。この場合には、次の式（３）が成立する。信号強度Ｐｄを底とする冪（べき）指数ｍには、例えば、１．３が適用される。
　　Ｐ２（ｆ）＝Ｐ１（ｆ）／（Ｐｄ）ｍ　・・・（３）。
　この式（３）では、例えば、右辺の分母および分子の少なくとも一方もしくは右辺に全体に対して、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算が施されてもよい。
　また、ここで、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）に基づく流れ計算値Ｆの算出は、例えば、次のようにして行われ得る。第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）に周波数ｆの重み付けを行うことで、重み付け後の周波数スペクトル（第３周波数スペクトルともいう）Ｐ２（ｆ）×ｆを算出する。次に、第３周波数スペクトルＰ２（ｆ）×ｆについて、所定の範囲の周波数で積分を行うことで、第１積分値（∫｛Ｐ２（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を算出する。また、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）について、所定の範囲の周波数で積分を行うことで、第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）を算出する。そして、第１積分値を第２積分値で除することで差周波Δｆにおける平均周波数ｆｍに相当する値を算出し、この値をさらに第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）で除することで、流れ計算値Ｆを算出する。この場合には、次の式（４）が成立する。ここでは、２回目の第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）の除算は、例えば、増幅部２１ｂにおける周波数の増加に対する増幅率の減衰を補正するためのものである。
　　Ｆ＝∫｛Ｐ２（ｆ）×ｆ｝ｄｆ／〔∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ〕２　・・・（４）。
　この式（４）では、例えば、右辺の分母および分子の少なくとも一方もしくは右辺の全体に対して、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算が施されてもよい。また、ここでは、２回目の第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）の除算の代わりに、例えば、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）の信号強度に係る特定の値で除する計算が行われてもよい。信号強度に係る特定の値には、例えば、信号強度の最大値、特定の周波数における信号強度、および中間の周波数における信号強度などが適用される。中間の周波数には、例えば、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）について低周波数側から算出される強度の積分値と高周波数側から算出される強度の積分値とが所定の比率となる境界の周波数が適用される。所定の比率は、例えば、１：１などに設定される。
　ここで、例えば、ポンプなどで流路構成部２ａとしての透明チューブ内を流れる流体２ｂの流れの状態に係る定量的な値（流れ定量値）Ｖｑを所定の値に設定しつつ、測定装置１で、照射光Ｌ１の強度を、第１強度である１、第１強度の半分の強度（第２強度ともいう）である０．５および第２強度の半分の強度（第３強度ともいう）である０．２５としたそれぞれの場合を想定する。この場合には、例えば、照射光Ｌ１の強度が第１強度であれば、図５（ａ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ２１で示される第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）が得られる。また、測定装置１では、例えば、照射光Ｌ１の強度が第２強度であれば、図５（ａ）の太い１点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ２２で示される第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）が得られる。また、測定装置１では、例えば、照射光Ｌ１の強度が第３強度であれば、図５（ａ）の太い２点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ２３で示される第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）が得られる。ここでは、図５（ａ）で示されるように、照射光Ｌ１の強度の低下に応じて、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）の強度が低下する。
　ここで、例えば、仮に、流れ定量値Ｖｑを変更しつつ、Ｄ値Ｖｄを用いた補正の処理を行うことなく、参考例としての流れ計算値（参考流れ計算値ともいう）Ｆｏを算出する場合を想定する。ここでは、次の式（５）に従って、参考流れ計算値Ｆｏが算出される。
　　Ｆｏ＝∫｛Ｐ１（ｆ）×ｆ｝ｄｆ／〔∫Ｐ１（ｆ）ｄｆ〕２　・・・（５）。
　この式（５）でも、例えば、右辺の分母および分子の少なくとも一方もしくは右辺の全体に対して、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算が施されてもよい。また、式（５）では、２回目の積分値∫Ｐ１（ｆ）による除計の代わりに、例えば、周波数スペクトルＰ１（ｆ）の信号強度に係る特定の値で除する計算が行われてもよい。
　ここでは、例えば、照射光Ｌ１の強度が第１強度であれば、図５（ｂ）の太い実線で描かれた線Ｌｎ３１で示される流れ定量値と参考流れ計算値Ｆｏとの関係が得られる。また、例えば、照射光Ｌ１の強度が第２強度であれば、図５（ｂ）の太い１点鎖線で描かれた線Ｌｎ３２で示される流れ定量値と参考流れ計算値Ｆｏとの関係が得られる。また、例えば、照射光Ｌ１の強度が第３強度であれば、図５（ｂ）の太い２点鎖線で描かれた線Ｌｎ３３で示される流れ定量値と参考流れ計算値Ｆｏとの関係が得られる。図５（ｂ）で示されるように、流れ定量値と参考流れ計算値Ｆｏとの比例関係が、照射光Ｌ１の強度ごとに異なるものとなる。
　これに対して、第１実施形態に係る測定装置１では、例えば、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）を、Ｄ値Ｖｄを用いた補正の処理を行うことで、補正後の周波数スペクトル（第２周波数スペクトル）Ｐ２（ｆ）を算出する。ここでは、図６（ａ）で示されるように、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）は、図５（ａ）で示された第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）と比較して、照射光Ｌ１の強度にかかわらず同一に近い周波数スペクトルとなる。例えば、図６（ａ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ４１は、照射光Ｌ１の強度が第１強度である場合に得られる第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を示す。例えば、図６（ａ）の太い１点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ４２は、照射光Ｌ１の強度が第２強度である場合に得られる第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を示す。例えば、図６（ａ）の太い２点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ４３は、照射光Ｌ１の強度が第３強度である場合に得られる第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を示す。
　そして、図６（ｂ）で示されるように、上記の式（４）に従って算出される流れ計算値Ｆは、図５（ｂ）で示された流れ定量値と参考流れ計算値Ｆｏとの比例関係と比較して、照射光Ｌ１の強度にかかわらず流れ定量値と流れ計算値Ｆとが同一に近い比例関係を示す。例えば、図６（ｂ）の太い実線で描かれた線Ｌｎ５１は、照射光Ｌ１の強度が第１強度である場合における流れ定量値と流れ計算値Ｆとの関係を示す。例えば、図６（ｂ）の太い１点鎖線で描かれた線Ｌｎ５２は、照射光Ｌ１の強度が第２強度である場合における流れ定量値と流れ計算値Ｆとの関係を示す。例えば、図６（ｂ）の太い２点鎖線で描かれた線Ｌｎ５３は、照射光Ｌ１の強度が第３強度である場合における流れ定量値と流れ計算値Ｆとの関係を示す。
　このようにして、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、受光部１２から出力される信号についてのＤＣ成分の強度に係るＤ値Ｖｄを用いた補正を行うことで、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。
　＜＜流れ定量値の算出＞＞
　演算処理部２２ａは、例えば、上記のように算出した流れ計算値Ｆに基づいて、流体２ｂの流れの状態に係る定量値（流れ定量値）Ｖｑを算出することができる。例えば、演算処理部２２ａは、流れ計算値Ｆと、予め準備された検量データ（検量線ともいう）と、に基づいて、流体２ｂの流れに係る定量的な値（流れ定量値）Ｖｑを算出することができる。ここで、例えば、流体２ｂの流量に係る検量データが予め準備されていれば、流れ計算値Ｆと、流れ定量値Ｖｑとしての流量に係る検量線と、に基づいて、流体２ｂの流量が算出され得る。また、例えば、流体２ｂの流速に係る検量データが予め準備されていれば、流れ計算値Ｆと、流れ定量値Ｖｑとしての流速に係る検量線と、に基づいて、流体２ｂの流速が算出され得る。これにより、例えば、流体２ｂの流量および流速のうちの少なくとも一方が算出され得る。ここでは、上述したように、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。これにより、例えば、測定装置１における測定精度を向上させることができる。
　検量データは、例えば、流体２ｂの流れ定量値Ｖｑを測定する前に、予め記憶部２２ｂなどに記憶されていればよい。検量データは、例えば、関数式の形式で記憶されていてもよいし、テーブルの形式で記憶されていてもよい。
　ここで、検量データは、例えば、流体２ｂについて、既知の流れ定量値Ｖｑで流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを測定の対象として測定装置１によって流れ計算値Ｆの算出を行うことで準備され得る。このとき、測定装置１による流れ計算値Ｆの算出は、発光部１１による被照射物２に向けた照射光Ｌ１の照射と、受光部１２による被照射物２で散乱した光を含む干渉光Ｌ２の受光と、演算処理部２２ａによる流れ計算値Ｆの算出と、を行うものである。ここでは、例えば、既知の流れ定量値Ｖｑで流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として測定装置１によって流れ計算値Ｆを算出し、既知の流れ定量値Ｖｑと、流れ計算値Ｆと、の関係に基づいて検量データが導出され得る。具体的には、例えば、流れ計算値Ｆを媒介変数とする演算式（検量線）が検量データとして導出され得る。
　例えば、流れ定量値Ｖｑをｙとし、流れ計算値Ｆをｘとして、係数ａ、ｂおよび定数ｃを有する式（６）によって検量線が表される場合を想定する。
　　ｙ＝ａ×ｘ２＋ｂ×ｘ＋ｃ　・・・（６）。
　ここで、例えば、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ１で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ１と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ２で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ２と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ３で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ３と算出されれば、次の式（７）、式（８）および式（９）が得られる。
　　ｙ１＝ａ×ｘ１２＋ｂ×ｘ１＋ｃ　・・・（７）
　　ｙ２＝ａ×ｘ２２＋ｂ×ｘ２＋ｃ　・・・（８）
　　ｙ３＝ａ×ｘ３２＋ｂ×ｘ３＋ｃ　・・・（９）。
　ここで、式（７）、式（８）および式（９）から、係数ａ、係数ｂおよび定数ｃが算出される。そして、ここで算出された係数ａ、係数ｂおよび定数ｃを式（６）に代入すれば、検量線を示す検量データが得られる。
　ここで、検量線を示す関数式は、例えば、流れ定量値Ｖｑをｙとし、流れ計算値Ｆを変数であるｘとした、ｎ次（ｎは２以上の自然数）の項を含む多項式で表されるものであってもよい。検量線を示す関数式は、例えば、流れ計算値Ｆに係る変数ｘについての対数の項および冪乗の項の少なくとも１つの項を有していてもよい。
　＜１－２．測定装置の動作＞
　次に、測定装置１の動作について、一例を挙げて説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、測定装置１の動作の一例を示す流れ図である。この動作は、例えば、演算処理部２２ａにおいてプログラムＰＧ１が実行されることで、制御部２０によって測定装置１の動作が制御されることで実現され得る。ここでは、図７（ａ）のステップＳＰ１からステップＳＰ４が実行されることで、流体２ｂの流れの状態に係る流れ定量値Ｖｑが算出され得る。
　図７（ａ）のステップＳＰ１では、発光部１１が内部２ｉで流体２ｂが流れている被照射物２に光を照射しながら、受光部１２が被照射物２で散乱した光を含む干渉光Ｌ２を受光してこの干渉光Ｌ２の強度に応じた信号を出力する工程（第１工程ともいう）を実行する。
　ステップＳＰ２では、信号処理部２１が、ステップＳＰ１において受光部１２から出力された信号に対する処理を行う工程（第２工程ともいう）を実行する。例えば、信号処理部２１の抽出部２１ａが、ステップＳＰ１において受光部１２から出力された信号について、信号強度の時間変化におけるＤＣ成分を抽出する。ＤＣ成分の抽出は、例えば、ＡＣ－ＤＣ分離処理によって、受光部１２から出力された信号におけるＡＣ成分とＤＣ成分とを分離することで実現される。ここでは、信号処理部２１は、受光部１２から出力される信号に対して、ＤＣ成分を抽出するためのＡＣ－ＤＣ分離処理以外に、増幅部２１ｂによる増幅処理およびＡＤ変換処理などの各種処理を施してもよい。例えば、増幅部２１ｂは、抽出部２１ａにおいて受光部１２から出力された電気信号をＤＣ成分とＡＣ成分とに分けた後にＡＣ成分のＡＣ信号を増幅してもよい。また、例えば、増幅部２１ｂが受光部１２から出力された信号を増幅した後に、抽出部２１ａが電気信号のＡＣ成分とＤＣ成分とを分離してもよい。そして、信号処理部２１における処理で得られた各信号は、適宜情報処理部２２に入力される。
　ステップＳＰ３では、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ１において受光部１２から出力された信号に基づいて、ステップＳＰ２において抽出部２１ａが抽出したＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正および周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、流れ計算値Ｆを算出する工程（第３工程ともいう）を実行する。このステップＳＰ３では、例えば、図７（ｂ）のステップＳＰ３１からステップＳＰ３３の処理が順に実行される。
　ステップＳＰ３１では、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ１において受光部１２から出力された信号の強度の時間変化について周波数ごとの信号強度に係る分布（第１周波数スペクトル）Ｐ１（ｆ）を算出する。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ２において信号処理部２１による処理で得られたＡＣ信号について第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）を算出する。
　ステップＳＰ３２では、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３１において算出した第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）の信号強度に対して、ステップＳＰ２において抽出部２１ａが抽出したＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係るＤ値Ｖｄを用いた補正の処理を行う。ここでは、例えば、Ｄ値Ｖｄを用いた除算を行う。具体的には、例えば、演算処理部２２ａが、上記の式（３）に従うように、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）を、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄのｍ乗（ｍは所定の正の数）の数値で除する計算を行う。これにより、補正後の周波数スペクトルとしての第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を算出する。
　ステップＳＰ３３では、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３２において算出した第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）に基づいて、流れ計算値Ｆを算出する。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、上記の式（４）に従うように、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）に周波数ｆの重み付けを行うことで得られる第３周波数スペクトルＰ２（ｆ）×ｆについて第１積分値（∫｛Ｐ２（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を算出する。第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）について第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）を算出する。ここで、第１積分値（∫｛Ｐ２（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）で除することで、差周波Δｆにおける平均周波数ｆｍに相当する値を算出する。この値をさらに第２積分値（∫Ｐ２（ｆ）ｄｆ）で除することで、流れ計算値Ｆを算出する。この計算を行う際には、各値に対して、例えば、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算を施してもよい。また、２回目の第２積分値による除算の代わりに、例えば、第２周波数スペクトル∫Ｐ２（ｆ）の信号強度に係る特定の値で除する計算が行われてもよい。
　ここでは、例えば、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）に対して、受光部１２から出力される信号についてのＤＣ成分の信号強度に係るＤ値Ｖｄを用いた補正を行う。これにより、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。その結果、例えば、測定装置１における測定精度が容易に向上し得る。
　ステップＳＰ４では、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３において算出した流れ計算値Ｆに基づいて、流れ定量値Ｖｑを算出する。流れ定量値Ｖｑは、流体２ｂの流量および流速のうちの少なくとも一方を含む。
　ところで、上記のステップＳＰ３では、例えば、図８のステップＳＰ３１ＡからステップＳＰ３３Ａの処理が順に実行されてもよい。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、受光部１２から出力された信号に含まれる信号強度のうち、ＡＣ成分の信号強度に対してＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正を少なくとも行い、補正後のＡＣ成分の信号強度に係る周波数スペクトル（第３周波数スペクトルともいう）を算出し、この第３周波数スペクトルに基づいて流れ計算値Ｆを算出してもよい。
　ステップＳＰ３１Ａでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ１において受光部１２から出力された信号に含まれる少なくともＡＣ成分の強度に対して、ステップＳＰ２において抽出部２１ａが抽出したＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正の処理を行う。ここでは、演算処理部２２ａが、例えば、ステップＳＰ２で得られたＡＣ信号の強度を、ステップＳＰ２で得られたＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係るＤ値Ｖｄで除する計算によって補正後のＡＣ信号を得る。Ｄ値Ｖｄには、例えば、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄのｍ乗（ｍは所定の正の数）の数値が適用される。この計算を行う際には、例えば、各値に対して、適宜係数を乗じる乗算および冪乗を行う計算などのうちの１つ以上の計算を施してもよい。
　ステップＳＰ３２Ａでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３１Ａにおいて得た補正後のＡＣ信号の強度の時間変化について周波数スペクトル（第３周波数スペクトル）Ｐ（ｆ）を算出する。
　ステップＳＰ３３Ａでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３２Ａにおいて算出した第３周波数スペクトルＰ（ｆ）に基づいて、被照射物２の内部２ｉにおける流体２ｂの流れの状態に係る流れ計算値Ｆを算出する。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３２Ａで算出した第３周波数スペクトルＰ（ｆ）に周波数ｆの重み付けを行うことで得られる重み付け周波数スペクトルＰ（ｆ）×ｆについて第１積分値（∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を算出するとともに、ステップＳＰ３２Ａで算出した第３周波数スペクトルＰ（ｆ）について第２積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）を算出する。ここで、第１積分値（∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を第２積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除することで、差周波Δｆにおける平均周波数ｆｍに相当する値を算出し、この値をさらに第２積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除することで、流れ計算値Ｆを算出する。この計算を行う際には、各値に対して、例えば、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算を施してもよい。また、２回目の第２積分値による除算の代わりに、例えば、第３周波数スペクトルの信号強度に係る特定の値で除する計算が行われてもよい。
　ここでは、例えば、受光部１２から出力される信号に対して受光部１２から出力される信号におけるＤＣ成分の強度に係るＤ値Ｖｄを用いた補正を行う。これにより、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。その結果、例えば、測定装置１における測定精度が容易に向上し得る。
　また、上記のステップＳＰ３では、例えば、図９のステップＳＰ３１ＢからステップＳＰ３３Ｂの処理が順に実行されてもよい。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、受光部１２から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトル（第４周波数スペクトルともいう）を算出し、この第４周波数スペクトルに基づいてＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正を含む演算を行うことで流れ計算値Ｆを算出してもよい。
　ステップＳＰ３１Ｂでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ１において受光部１２から出力された信号の強度の時間変化について周波数スペクトル（第４周波数スペクトル）Ｐ（ｆ）を算出する。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ２において信号処理部２１による処理で得られたＡＣ信号について第４周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出する。
　ステップＳＰ３２ＢおよびステップＳＰ３３Ｂでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３１Ｂにおいて算出した第４周波数スペクトルＰ（ｆ）に基づいて、ステップＳＰ２において抽出部２１ａが抽出したＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正を含む演算を行うことで、流れ計算値Ｆを算出する。
　具体的には、例えば、ステップＳＰ３２Ｂでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３１Ｂにおいて算出した第４周波数スペクトルＰ（ｆ）を用いて、仮の流れ計算値Ｆｐを算出する。ここでは、例えば、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３１Ｂで算出した第４周波数スペクトルＰ（ｆ）に周波数ｆの重み付けを行うことで得られる重み付け周波数スペクトルＰ（ｆ）×ｆについて第１積分値（∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を算出するとともに、ステップＳＰ３１Ｂで算出した第４周波数スペクトルＰ（ｆ）について第２積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）を算出する。ここで、第１積分値（∫｛Ｐ（ｆ）×ｆ｝ｄｆ）を第２積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除することで、差周波Δｆにおける仮の平均周波数ｆｍｐに相当する値を算出し、この値をさらに第２積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）で除することで、仮の流れ計算値Ｆｐを算出する。この計算を行う際には、各値に対して、例えば、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算を施してもよい。また、２回目の第２積分値による除算の代わりに、例えば、第４周波数スペクトルの信号強度に係る特定の値で除する計算が行われてもよい。
　例えば、ステップＳＰ３３Ｂでは、演算処理部２２ａが、ステップＳＰ３２Ｂにおいて算出した仮の流れ計算値Ｆｐに対して、ステップＳＰ２において抽出部２１ａが抽出したＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係るＤ値Ｖｄを用いた補正の処理を行う。ここでは、演算処理部２２ａが、例えば、ステップＳＰ３２Ｂで算出した仮の流れ計算値Ｆｐを、ステップＳＰ２において抽出部２１ａが抽出したＤＣ成分の信号強度Ｐｄの２ｍ乗（ｍは所定の正の数）の数値で除する計算によって、流れ計算値Ｆを算出する。この計算を行う際には、各値に対して、例えば、適宜係数を乗じる乗算、冪乗を行う計算および定数の加算もしくは減算などのうちの１つ以上の計算を施してもよい。
　ここでは、例えば、受光部１２から出力される信号に含まれるＡＣ成分に係る第４周波数スペクトルから流れ計算値Ｆを算出する際に、受光部１２から出力される信号についてのＤＣ成分の強度に係るＤ値Ｖｄを用いた補正を行う。これにより、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。その結果、例えば、測定装置１における測定精度が容易に向上し得る。
　＜１－３．第１実施形態のまとめ＞
　第１実施形態に係る測定装置１は、例えば、受光部１２から出力される信号に基づいて、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄを用いた補正および周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、流れ計算値Ｆの算出を行う。これにより、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。その結果、例えば、測定装置１における測定精度が容易に向上し得る。
　＜２．他の実施形態＞
　本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
　＜２－１．第２実施形態＞
　上記第１実施形態において、測定装置１は、例えば、図１０で示されるように、入力部５０を有していてもよいし、出力部６０を有していてもよい。
　入力部５０は、例えば、接続部３０を介して制御部２０に接続され得る。入力部５０は、例えば、ユーザの動作に応答して、測定装置１における流れ定量値Ｖｑの測定に関する種々の条件（測定条件ともいう）を制御部２０に入力することができる。測定条件は、例えば、演算処理部２２ａで算出される周波数スペクトルにおける周波数の範囲などを含む。入力部５０には、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルまたはスイッチなどの操作部あるいは音声による入力が可能なマイク部などが適用される。これにより、例えば、ユーザは、所望の測定条件を容易に設定することができる。その結果、例えば、測定装置１の利便性が向上し得る。また、測定条件は、例えば、発光部１１が発する照射光Ｌ１の光量もしくは強度、受光部１２が信号を出力する周期、ＡＤ変換におけるサンプリングレート、検量データに係る演算式およびこの演算式の係数、あるいは除算または減算における係数および冪指数などを含んでいてもよい。また、入力部５０は、例えば、流体２ｂにおける粘度、濃度または散乱体の大きさなど、流体２ｂに関する種々の情報を入力することができてもよい。
　出力部６０は、例えば、接続部３０を介して制御部２０に接続され得る。出力部６０は、例えば、流れ定量値Ｖｑの測定に関する種々の情報を可視的に出力する表示部を含んでいてもよいし、流れ定量値Ｖｑの測定に関する種々の情報を可聴的に出力するスピーカ部を含んでいてもよい。表示部には、例えば、液晶ディスプレイまたはタッチパネルなどが適用される。入力部５０がタッチパネルを含む場合には、入力部５０と出力部６０の表示部とが１つのタッチパネルで実現されてもよい。これにより、例えば、測定装置１の構成部材が減り、測定装置１の小型化および製造の容易化が図られ得る。ここで、例えば、表示部が、測定条件、周波数スペクトルまたは測定結果としての流れ計算値Ｆもしくは流れ定量値Ｖｑなどを可視的に表示することが可能であれば、ユーザは、流れ定量値Ｖｑの測定に関する種々の情報を容易に認識することができる。ここで、例えば、ユーザが、入力部５０を介して出力部６０における種々の情報の出力態様を変更させることが可能であってもよい。出力態様の変更には、例えば、表示形式の変更または表示される情報の切り替えなどが含まれ得る。これにより、例えば、ユーザは、流れ定量値Ｖｑの測定に関する種々の情報を容易に認識することができる。その結果、例えば、測定装置１の利便性が向上し得る。
　＜２－２．第３実施形態＞
　上記各実施形態において、測定装置１は、例えば、図１１で示されるように、外部制御部７０をさらに有していてもよい。外部制御部７０は、例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）などのコンピュータを含み得る。
　外部制御部７０は、例えば、照射光Ｌ１の光量もしくは強度、受光部１２が信号を出力する周期およびＡＤ変換におけるサンプリングレートなどの測定条件を保持しており、この測定条件を制御部２０に入力可能であってもよい。これにより、例えば、演算処理部２２ａにおいて処理する項目が少なくなり、制御部２０における処理速度を向上させることができる。ここで、測定条件には、例えば、入力部５０によって入力され得る、測定装置１における流れ定量値Ｖｑの測定に関する種々の条件と同一のものが適用される。
　また、外部制御部７０は、例えば、入力部５０および出力部６０の制御を行うことが可能であってもよい。この場合には、例えば、制御部２０が制御する種々の機能を有する部分（機能部ともいう）の数が少なくなり、制御部２０の処理速度を向上させることができる。また、外部制御部７０は、例えば、複数の電子部品によって構成された種々の他の機能部を有していてもよい。種々の他の機能部には、例えば、圧力計または温度計などが適用される。これにより、例えば、測定装置１における設計の自由度が向上し、測定装置１の利便性が向上し得る。
　外部制御部７０と、制御部２０、入力部５０および出力部６０と、の間における通信は、有線および無線の何れの方式で実現されてもよい。制御部２０と外部制御部７０との間における通信は、例えば、任意の通信規格に準じた通信が適用される。任意の通信規格は、例えば、ＩＩＣ（Inter Integrated Circuit）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、またはＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）などを含む。
　ここで、例えば、センサー部１０および信号処理部２１と外部制御部７０とが、直接的に通信可能であってもよい。この場合には、例えば、測定装置１が、制御部２０を有することなく、外部制御部７０が制御部２０の機能を有していてもよい。ここでは、例えば、センサー部１０と外部制御部７０とが、直接通信を行うことで、制御部２０と外部制御部７０との間で生じる信号の遅延が解消され得る。これにより、例えば、測定装置１の処理速度を向上させることができる。その結果、例えば、測定装置１の利便性が向上し得る。
　＜２－３．第４実施形態＞
　上記各実施形態において、測定装置１を構成する全ての部分または少なくとも２つ以上の部分が、相互に通信可能に接続された、測定システム２００が採用されてもよい。例えば、図１２で示されるように、第４実施形態に係る測定システム２００は、発光部１１、受光部１２、抽出部２１ａを含む信号処理部２１および演算処理部２２ａを含む情報処理部２２を備えている。図１２の例では、例えば、発光部１１と受光部１２との間、発光部１１と情報処理部２２との間、受光部１２と信号処理部２１との間、および信号処理部２１と情報処理部２２との間のそれぞれが通信可能に接続されている状態にある。
　＜２－４．第５実施形態＞
　上記各実施形態において、上記の式（３）における所定の冪指数ｍは、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下する要因（強度低下要因）に応じて、適宜変更されてもよい。強度低下要因としては、例えば、上述した照射光Ｌ１の強度、流体２ｂの流路を構成する流路構成部２ａの厚さ、内径および材質、流体２ｂにおける粒子の濃度および光の吸収率、ならびに発光部１１と流路構成部２ａと受光部１２との間における位置および姿勢の関係などが挙げられる。
　ここで、例えば、ポンプなどで流路構成部２ａとしての透明チューブ内を流れる流体２ｂの流れの状態に係る定量的な値（流れ定量値）Ｖｑを所定の値に設定しつつ、測定装置１で、流体２ｂにおける粒子の濃度を、第１濃度としての１０、第１濃度の７割である第２濃度としての７、および第１濃度の３割である第３濃度としての３とした、それぞれの場合を想定する。この場合には、例えば、流体２ｂにおける粒子の濃度が第１濃度であれば、図１３（ａ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ６１で示される第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）が得られる。また、例えば、流体２ｂにおける粒子の濃度が第２濃度であれば、図１３（ａ）の太い１点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ６２で示される第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）が得られる。また、例えば、流体２ｂにおける粒子の濃度が第３濃度であれば、図１３（ａ）の太い２点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ６３で示される第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）が得られる。ここでは、図１３（ａ）で示されるように、流体２ｂにおける粒子の濃度の低下に応じて、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）の強度が低下する。
　これに対して、測定装置１において、例えば、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）を、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係るＤ値Ｖｄで除する計算によって、補正後の周波数スペクトル（第２周波数スペクトル）Ｐ２（ｆ）を算出する。この場合には、図１３（ｂ）で示されるように、第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）は、図１３（ａ）で示された第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）と比較して、流体２ｂにおける粒子の濃度にかかわらず同一に近い周波数スペクトルとなる。例えば、図１３（ｂ）の太い実線で描かれた曲線Ｌｎ７１は、流体２ｂにおける粒子の濃度が第１濃度である場合に得られる第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を示す。例えば、図１３（ｂ）の太い１点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ７２は、流体２ｂにおける粒子の濃度が第２濃度である場合に得られる第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を示す。例えば、図１３（ｂ）の太い２点鎖線で描かれた曲線Ｌｎ７３は、流体２ｂにおける粒子の濃度が第３濃度である場合に得られる第２周波数スペクトルＰ２（ｆ）を示す。
　このようなケースでは、例えば、強度低下要因が、流体２ｂにおける粒子の濃度であり、所定の冪指数ｍは、２に設定される。
　所定の冪指数ｍは、例えば、特定のタイミングにおいて測定装置１を用いた実験的な実測結果に基づいて決定してもよいし、シミュレーションに基づいて決定してもよい。特定のタイミングとしては、測定装置１の出荷前のタイミング、または測定装置１のメンテナンスのタイミングなどが挙げられる。実験的な実測結果に基づいて所定の冪指数ｍを決定する方法としては、例えば、次のような方法が考えられる。例えば、ポンプなどで流路構成部２ａとしての透明チューブ内を流れる流体２ｂの流れの状態に係る定量的な値（流れ定量値）Ｖｑを一定の所定値とし、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下する特定の強度低下要因に係る数値を複数の基準値に順に設定して、測定装置１によって計測を行う。このとき、例えば、複数の基準値のそれぞれについて、受光部１２から出力される信号のＡＣ成分についての第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）をそれぞれ算出するとともに、受光部１２から出力される信号のＤＣ成分における強度Ｐｄを取得する。ここで複数の基準値についてそれぞれ得られる、第１周波数スペクトルＰ１（ｆ）とＤＣ成分の強度Ｐｄとの組み合わせから、所定の冪指数ｍを決定する。
　＜２－５．第６実施形態＞
　上記各実施形態において、演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号について信号強度の時間変化についての周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出し、この周波数スペクトルＰ（ｆ）に基づく値と、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄと、を用いた演算によって、流れ定量値Ｖｑを算出してもよい。このような構成が採用されても、例えば、測定装置１における測定精度を向上させることができる。
　ここで、周波数スペクトルＰ（ｆ）に基づく値は、例えば、上記各実施形態で算出される流れ計算値Ｆであってもよい。また、周波数スペクトルＰ（ｆ）に基づく値は、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）に基づく強度に係る値としての流れ計算値Ｆであってもよい。この場合には、流れ計算値Ｆは、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての、所定の範囲の周波数における積分値、特定の周波数成分、特定の強度またはこれらの値のうちの２つ以上の値の組み合わせであってもよい。所定の範囲の周波数における積分値には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）について算出される積分値（∫Ｐ（ｆ）ｄｆ）が適用される。特定の周波数成分には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）における所定の周波数の強度が適用される。所定の周波数には、例えば、一定の周波数、および周波数スペクトルＰ（ｆ）における中間の周波数などが適用される。中間の周波数には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）について低周波数側から算出される強度の積分値と高周波数側から算出される強度の積分値とが所定の比率となる境界の周波数が適用される。所定の比率は、例えば、１：１などに設定される。特定の強度には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）における強度の最大値などが適用される。２つ以上の値の組み合わせとしては、例えば、積分値と特定の周波数成分との和、あるいは特定の周波数成分と特定の強度との和または差などが考えられる。
　ここでは、例えば、演算処理部２２ａは、流れ計算値Ｆと、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄと、予め準備された検量データ（検量線）と、に基づいて、流れ定量値Ｖｑを算出することができる。ここで、例えば、流体２ｂの流量に係る検量データが予め準備されていれば、流れ計算値Ｆと、Ｄ値Ｖｄと、流れ定量値Ｖｑとしての流量に係る検量線と、に基づいて、流体２ｂの流量が算出され得る。また、例えば、流体２ｂの流速に係る検量データが予め準備されていれば、流れ計算値Ｆと、Ｄ値Ｖｄと、流れ定量値Ｖｑとしての流速に係る検量線と、に基づいて、流体２ｂの流速が算出され得る。これにより、流体２ｂの流量および流速のうちの少なくとも一方が算出され得る。ここでは、上述したように、例えば、受光部１２から出力される信号の強度が一様に低下するような場合であっても、流れ計算値Ｆと実際の流体２ｂの流れの状態との間における関係が変動しにくくなる。これにより、例えば、測定装置１における測定精度を向上させることができる。
　検量データは、例えば、流体２ｂの流れ定量値Ｖｑを測定する前に、予め記憶部２２ｂなどに記憶されていればよい。検量データは、例えば、関数式の形式で記憶されていてもよいし、テーブルの形式で記憶されていてもよい。
　ここで、検量データは、例えば、流体２ｂについて、強度低下要因を複数の状態の間で切り替えつつ、既知の流れ定量値Ｖｑで流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを測定の対象として測定装置１によって流れ計算値Ｆの算出を行うことで準備され得る。このとき、測定装置１による流れ計算値Ｆの算出は、発光部１１による被照射物２に向けた照射光Ｌ１の照射と、受光部１２による被照射物２で散乱した光を含む干渉光Ｌ２の受光と、演算処理部２２ａによる流れ計算値Ｆの算出と、を行うものである。ここでは、例えば、既知の流れ定量値Ｖｑで流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として測定装置１によって流れ計算値Ｆを算出し、既知の流れ定量値Ｖｑと、流れ計算値Ｆと、Ｄ値Ｖｄと、の関係に基づいて検量データが導出され得る。具体的には、例えば、流れ計算値Ｆを媒介変数とし、Ｄ値Ｖｄに応じて変化する係数を有する演算式（検量線）が検量データとして導出され得る。
　例えば、流れ定量値Ｖｑをｙとし、流れ計算値Ｆをｘとし、Ｄ値Ｖｄとしてのｚに応じて変化する係数ａ（ｚ）、ｂ（ｚ）および変数ｃ（ｚ）を有する式（１０）によって検量線が表される場合を想定する。Ｄ値Ｖｄは、例えば、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄと同一の値であってもよいし、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係数を乗じる乗算などの計算が施された値であってもよい。
　　ｙ＝ａ（ｚ）×ｘ２＋ｂ（ｚ）×ｘ＋ｃ（ｚ）　・・・（１０）。
　ここで、係数ａ（ｚ）は、例えば、係数ａ１、ｂ１および定数ｃ１を用いた次の式（１１）で規定される。係数ｂ（ｚ）は、例えば、係数ａ２、ｂ２および定数ｃ２を用いた次の式（１２）で規定される。変数ｃ（ｚ）は、例えば、係数ａ３、ｂ３および定数ｃ３を用いた次の式（１３）で規定される。
　　ａ（ｚ）＝ａ１×ｚ２＋ｂ１×ｚ＋ｃ１　・・・（１１）
　　ｂ（ｚ）＝ａ２×ｚ２＋ｂ２×ｚ＋ｃ２　・・・（１２）
　　ｃ（ｚ）＝ａ３×ｚ２＋ｂ３×ｚ＋ｃ３　・・・（１３）。
　ここで、６つの係数ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３および３つの定数ｃ１、ｃ２、ｃ３は、例えば、次のようにして設定され得る。
　例えば、強度低下要因を第１の状態とすることでＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係るＤ値Ｖｄを第１のＤ値Ｖｄ１とし、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ１で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ１と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ２で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ２と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ３で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ３と算出されれば、次の式（１４）から式（１６）が得られる。
　　ｙ１＝ａ（Ｖｄ１）×ｘ１２＋ｂ（Ｖｄ１）×ｘ１＋ｃ（Ｖｄ１）・・・（１４）
　　ｙ２＝ａ（Ｖｄ１）×ｘ２２＋ｂ（Ｖｄ１）×ｘ２＋ｃ（Ｖｄ１）・・・（１５）
　　ｙ３＝ａ（Ｖｄ１）×ｘ３２＋ｂ（Ｖｄ１）×ｘ３＋ｃ（Ｖｄ１）・・・（１６）。
　ここで、式（１４）、式（１５）および式（１６）に基づいて、Ｄ値Ｖｄが第１のＤ値Ｖｄ１である場合における係数ａ（Ｖｄ１）、係数ｂ（Ｖｄ１）および変数ｃ（Ｖｄ１）が算出される。そして、次の式（１７）から式（１９）が得られる。
　　ａ（Ｖｄ１）＝ａ１×Ｖｄ１２＋ｂ１×Ｖｄ１＋ｃ１　・・・（１７）
　　ｂ（Ｖｄ１）＝ａ２×Ｖｄ１２＋ｂ２×Ｖｄ１＋ｃ２　・・・（１８）
　　ｃ（Ｖｄ１）＝ａ３×Ｖｄ１２＋ｂ３×Ｖｄ１＋ｃ３　・・・（１９）。
　また、例えば、強度低下要因を第２の状態とすることでＤ値Ｖｄを第２のＤ値Ｖｄ２とし、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ４で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ４と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ５で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ５と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ６で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ６と算出されれば、次の式（２０）から式（２２）が得られる。
　　ｙ４＝ａ（Ｖｄ２）×ｘ４２＋ｂ（Ｖｄ２）×ｘ４＋ｃ（Ｖｄ２）・・・（２０）
　　ｙ５＝ａ（Ｖｄ２）×ｘ５２＋ｂ（Ｖｄ２）×ｘ５＋ｃ（Ｖｄ２）・・・（２１）
　　ｙ６＝ａ（Ｖｄ２）×ｘ６２＋ｂ（Ｖｄ２）×ｘ６＋ｃ（Ｖｄ２）・・・（２２）。
　ここで、式（２０）、式（２１）および式（２２）に基づいて、Ｄ値Ｖｄが第２のＤ値Ｖｄ２である場合における係数ａ（Ｖｄ２）、係数ｂ（Ｖｄ２）および変数ｃ（Ｖｄ２）が算出される。そして、次の式（２３）から式（２５）が得られる。
　　ａ（Ｖｄ２）＝ａ１×Ｖｄ２２＋ｂ１×Ｖｄ２＋ｃ１　・・・（２３）
　　ｂ（Ｖｄ２）＝ａ２×Ｖｄ２２＋ｂ２×Ｖｄ２＋ｃ２　・・・（２４）
　　ｃ（Ｖｄ２）＝ａ３×Ｖｄ２２＋ｂ３×Ｖｄ２＋ｃ３　・・・（２５）。
　また、例えば、強度低下要因を第３の状態とすることでＤ値Ｖｄを第２のＤ値Ｖｄ３とし、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ７で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ７と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ８で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ８と算出され、流れ定量値Ｖｑが既知の値ｙ９で流路構成部２ａ内を流れる流体２ｂを対象として流れ計算値Ｆが値ｘ９と算出されれば、次の式（２６）から式（２８）が得られる。
　　ｙ７＝ａ（Ｖｄ３）×ｘ７２＋ｂ（Ｖｄ３）×ｘ７＋ｃ（Ｖｄ３）・・・（２６）
　　ｙ８＝ａ（Ｖｄ３）×ｘ８２＋ｂ（Ｖｄ３）×ｘ８＋ｃ（Ｖｄ３）・・・（２７）
　　ｙ９＝ａ（Ｖｄ３）×ｘ９２＋ｂ（Ｖｄ３）×ｘ９＋ｃ（Ｖｄ３）・・・（２８）。
　ここで、式（２６）、式（２７）および式（２８）に基づいて、Ｄ値Ｖｄが第３のＤ値Ｖｄ３である場合における係数ａ（Ｖｄ３）、係数ｂ（Ｖｄ３）および変数ｃ（Ｖｄ３）が算出される。そして、次の式（２９）から式（３１）が得られる。
　　ａ（Ｖｄ３）＝ａ１×Ｖｄ３２＋ｂ１×Ｖｄ３＋ｃ１　・・・（２９）
　　ｂ（Ｖｄ３）＝ａ２×Ｖｄ３２＋ｂ２×Ｖｄ３＋ｃ２　・・・（３０）
　　ｃ（Ｖｄ３）＝ａ３×Ｖｄ３２＋ｂ３×Ｖｄ３＋ｃ３　・・・（３１）。
　ここで、式（１７）から式（１９）、式（２３）から式（２５）および式（２９）から式（３１）から、６つの係数ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３および３つの定数ｃ１、ｃ２、ｃ３が算出される。そして、ここで算出された６つの係数ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３および３つの定数ｃ１、ｃ２、ｃ３を、３つの式（１１）から式（１３）に代入すれば、式（１０）から式（１３）で規定される演算式（検量線）を示す検量データが得られる。
　ここで、検量線を示す関数式は、例えば、流れ定量値Ｖｑをｙとし、流れ計算値Ｆを変数であるｘとした、Ｍ次（Ｍは２以上の自然数）の項を含む多項式で表されるものであってもよい。また、検量線を示す関数式における係数および変数を規定する関数式は、例えば、Ｄ値Ｖｄを変数であるｚとした、Ｎ次（Ｎは２以上の自然数）の項を含む多数項で表されるものであってもよい。検量線を示す関数式は、例えば、流れ計算値Ｆに係る変数ｘについての対数の項および冪乗の項の少なくとも１つの項を有していてもよいし、Ｄ値Ｖｄによって変化しない係数を有していてもよい。また、検量線を示す関数式における係数を規定する関数式は、例えば、Ｄ値Ｖｄに係る変数ｚについての対数の項および冪乗の項の少なくとも１つの項を有していてもよいし、Ｄ値Ｖｄによって変化しない係数を有していてもよい。換言すれば、例えば、流れ計算値ＦとＤ値Ｖｄに応じて変化する係数とに基づく演算によって流れ定量値Ｖｑを算出するものであればよい。さらに換言すれば、例えば、演算処理部２２ａは、流れ計算値Ｆと、ＤＣ成分の信号強度Ｐｄに係る値（Ｄ値）Ｖｄに応じた係数とに基づいて、流れ定量値Ｖｑを算出してもよい。
　＜３．その他＞
　上記各実施形態において、演算処理部２２ａは、例えば、受光部１２から出力された信号に対して信号処理部２１において処理が施された後に、ＡＣ成分とＤＣ成分とを含む信号について、周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出してもよい。この場合であっても、演算処理部２２ａは、受光部１２から出力された信号についてのＡＣ成分に係る周波数スペクトルＰ（ｆ）を算出することができる。
　上記第１実施形態から上記第５実施形態においては、例えば、流れ計算値Ｆの算出において、平均周波数ｆｍに相当する値を用いたが、これに限られない。例えば、平均周波数ｆｍに相当する値の代わりに、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての周波数に係る特定の値が適用されてもよい。周波数に係る特定の値には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての、低周波数側から算出される強度の積分値と高周波数側から算出される強度の積分値とが所定の比率となる境界の周波数が適用される。所定の比率は、例えば、１：１などに設定される。また、周波数に係る特定の値には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての、強度が最大値を示す周波数を含む周波数の範囲における何れかの強度に係る周波数が適用されてもよい。ここで、周波数に係る特定の値には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての、強度が最大値を示す周波数が適用されてもよい。また、周波数に係る特定の値には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての、強度の変化の傾きの絶対値が最小値を示す周波数を含む周波数の範囲における何れかの傾きに係る周波数が適用されてもよい。ここで、周波数に係る特定の値には、例えば、周波数スペクトルＰ（ｆ）についての強度の変化の傾きの絶対値が最小値を示す周波数が適用されてもよい。
　上記第１実施形態から上記第５実施形態において、演算処理部２２ａは、例えば、流れ計算値Ｆに基づいて流れ定量値Ｖｑを算出しなくてもよい。このような構成によっても、例えば、ユーザは、流れ計算値Ｆの変化に基づいて、流体２ｂの流れの状態の変化を把握することができる。このため、例えば、測定装置１における測定精度を向上させることができる。
　上記各実施形態において、演算処理部２２ａの機能の少なくとも一部の機能は、例えば、専用の電子回路などのハードウェアで構成されてもよい。
　上記各実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
１　測定装置
２　被照射物
２ａ　流路構成部
２ｂ　流体
２ｉ　内部
１０　センサー部
１１　発光部
１２　受光部
２０　制御部
２１　信号処理部
２１ａ　抽出部
２１ｂ　増幅部
２２　情報処理部
２２ａ　演算処理部
２２ｂ　記憶部
３０　接続部
５０　入力部
６０　出力部
７０　外部制御部
２００　測定システム
Ｌ１　照射光
Ｌ２　干渉光
ＰＧ１　プログラム

Claims (13)

  1. 　内部で流体が流れる被照射物に光を照射する発光部と、
    　前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する受光部と、
    　前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する抽出部と、
    　前記受光部から出力された信号に基づいて、前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出する処理部と、を備える、測定装置。
  2. 　請求項１に記載の測定装置であって、
    　前記補正は、前記直流成分の信号強度に係る値を用いた除算を含む、測定装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の測定装置であって、
    　前記処理部は、前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての第１周波数スペクトルを算出するとともに、該第１周波数スペクトルにおける信号強度に対して前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正を行うことで補正後の第２周波数スペクトルを算出し、該第２周波数スペクトルに基づいて前記計算値を算出する、測定装置。
  4. 　請求項１または請求項２に記載の測定装置であって、
    　前記処理部は、前記受光部から出力された信号に含まれる信号強度のうち、交流成分の信号強度に対して前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正を少なくとも行い、補正後の交流成分の信号強度に係る第３周波数スペクトルを算出し、該第３周波数スペクトルに基づいて前記計算値を算出する、測定装置。
  5. 　請求項１または請求項２に記載の測定装置であって、
    　前記処理部は、前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての第４周波数スペクトルを算出し、該第４周波数スペクトルに基づいて前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正を含む演算を行うことで前記計算値を算出する、測定装置。
  6. 　請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載の測定装置であって、
    　前記処理部は、前記計算値に基づいて、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する、測定装置。
  7. 　請求項６に記載の測定装置であって、
    　前記処理部は、前記計算値と前記直流成分の信号強度に係る値に応じた係数とに基づいて、前記定量値を算出する、測定装置。
  8. 　内部で流体が流れる被照射物に光を照射する発光部と、
    　前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する受光部と、
    　前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する抽出部と、
    　前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトルを算出し、該周波数スペクトルに基づく信号強度に係る値と前記直流成分の信号強度に係る値とを用いた演算によって、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する処理部と、を備える、測定装置。
  9. 　内部で流体が流れる被照射物に光を照射する発光部と、
    　前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する受光部と、
    　前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する抽出部と、
    　前記受光部から出力された信号に基づいて、前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出する処理部と、を備える、測定システム。
  10. 　内部で流体が流れる被照射物に光を照射する発光部と、
    　前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する受光部と、
    　前記受光部から出力された信号について信号強度の時間変化における直流成分を抽出する抽出部と、
    　前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトルを算出し、該周波数スペクトルに基づく信号強度に係る値と前記直流成分の信号強度に係る値とを用いた演算によって、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する処理部と、を備える、測定システム。
  11. 　発光部によって内部で流体が流れている被照射物に光を照射しながら、受光部によって前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する第１工程と、
    　抽出部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号について、信号強度の時間変化における直流成分を抽出する第２工程と、
    　処理部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号に基づいて、前記第２工程において前記抽出部で抽出された前記直流成分の信号強度に係る値を用いた補正および信号強度の時間変化についての周波数スペクトルの算出を含む処理を行うことで、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出する第３工程と、を有する、測定方法。
  12. 　発光部によって内部で流体が流れている被照射物に光を照射しながら、受光部によって前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して該干渉光の強度に応じた信号を出力する第１工程と、
    　抽出部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号について、信号強度の時間変化における直流成分を抽出する第２工程と、
    　処理部によって、前記第１工程において前記受光部から出力された信号に基づいて、信号強度の時間変化についての周波数スペクトルを算出し、該周波数スペクトルに基づく信号強度に係る値と前記第２工程において前記抽出部で抽出された前記直流成分の信号強度に係る値とを用いた演算によって、前記流体の流れの状態に係る定量値を算出する第３工程と、を有する、測定方法。
  13. 　測定装置に含まれる処理部によって実行されることで、前記測定装置を、請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の測定装置として機能させる、プログラム。
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