WO2023176091A1

WO2023176091A1 - 濃度測定装置

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Publication number: WO2023176091A1
Application number: PCT/JP2022/047842
Authority: WO
Inventors: 幸一立石; 亮太柏野; 良一田島; 康博五所尾
Original assignee: アズビル株式会社
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-12-26
Publication date: 2023-09-21
Also published as: JP2023138053A

Abstract

検出器（２００）は、濃度の測定対象を流す透光可能な配管を保持する配管保持部と、第１の光ファイバ（２０１）から出力された光を客先配管（３００）に入射して、測定対象を通過させ、客先配管（３００）から出射させて、第２の光ファイバ（２０２）に入力する光学系とを備える。変換器（１００）は、ＬＥＤ（１８０）を有する投光部（１０１）と、投光部（１０１）から発生し、第１の光ファイバ（２０１）、光学系及び第２の光ファイバ（２０２）を経由して出力された光を分光する分光部（１０２）と、分光部（１０２）により分光された光の強度に基づいて、測定対象の濃度を求める演算部（１１４）とを備える。

Description

濃度測定装置

　本発明は、溶液などの測定対象の濃度を測定する濃度測定装置に関する。

　従来、光を用いて半導体のエッチング液や洗浄液といった水溶液の濃度を測定する技術が知られている。このような技術の一例として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light　Emitting　Diode）が出射した光を水溶液に照射し、水溶液を介して受光した光の強度から水溶液の濃度を測定する技術が知られている。また、光源から、溶質が吸収する波長の光を出射し、あるいは水溶液を介した後に回析格子やカラーフィルタを用いて分光して、分光した光の吸収度に基づいて、水溶液の濃度を測定する技術が知られている。

　また、照射光学系に配置されたＬＥＤの光を反射ミラーにて方向を制御し、測定セルに照射させて、その結果を分光器に入射して分光スペクトルデータにより水溶液の濃度を計測する技術が知られている。

特開平１１－３７９３６号公報特開２０１５－１３７９８３号公報

　しかしながら、従来の濃度測定技術では、水溶液の濃度を簡易な構成で精度良く測定しているとは言えない場合がある。例えば、簡易な構成とするために分光方式を使用せずに水溶液の吸光度を測定する場合、光源に発光ダイオードを用いると出射する光がブロードな波長の光のため、水溶液の濃度を精度良く測定することが困難となる。また、回析格子やカラーフィルタを用いて光を分光した場合、光学系が複雑化するおそれがある。

　さらには、従来の濃度測定技術では、水溶液の濃度を測定するにあたり、測定セルに水溶液を通すために薬液配管を一度分断し、薬液配管の分断箇所を測定セルが配置される筐体などへの再接続が行われる場合がある。このような作業を行った場合、配管結合部からの液漏れが発生する危険があるとともに、測定時の処理が煩雑となるという問題がある。また、薬液配管を分断して設置する場合、半導体プロセスに少なからず影響を与える。例えば、配管の構成が変わることによって薬液温度が変わるなどが考えられる。

　本願はこのような課題を解決するためのものであり、水溶液といった各種溶液に溶解する溶質や混合気体における各気体等の濃度を簡易な構成で精度良く測定することを目的とする。

　本願に係る濃度測定装置は、変換器、検出器、前記変換器と前記検出器とを接続する投光経路及び受光経路を有する濃度測定装置である。前記検出器は、濃度の測定対象を流す透光可能な配管を保持する配管保持部と、前記投光経路から出力された光を前記配管に入射して、前記測定対象を通過させ、前記配管から出射させて、前記受光経路に入力する光学系とを備える。前記変換器は、光を発生する光源を有する投光部と、前記投光部から発生し、前記投光経路、前記光学系及び前記受光経路を経由して出力された光を分光する分光部と、前記分光部により分光された光の強度に基づいて、前記測定対象の濃度を求める演算部とを備える。

　また、上記濃度測定装置において、前記配管保持部は、ケースとチューブホルダとを有し、前記ケースとチューブホルダとは間に前記配管を挟持した状態で固定されてもよい。

　また、上記濃度測定装置において、前記ケースは、前記チューブホルダと対向する面にチューブカバーが搭載され、前記チューブホルダは、前記ケースに搭載された前記チューブカバーとの間で前記配管を挟持してもよい。

　また、上記濃度測定装置において、前記ケースは、前記ベースを格納し且つ前記光学系に向かう開口部を有するハウジングと、前記投光経路の一端と前記受光経路の一端とをそれぞれ需要する光ファイバ受容部を有し、前記ハウジングの開口部を覆うように配置固定され、前記ベースに設置された前記光学系の光路に投光経路と受光経路とを接続するカバーとを備えてもよい。

　また、上記濃度測定装置において、前記光学系は、前記投光経路からの光を反射して前記配管を通過させる投光側ミラーと、前記配管を通過した光を反射して前記受光経路へ向かわせる受光側ミラーとを備えてもよい。

　また、上記濃度測定装置において、前記光学系は、前記投光経路からの光の入射方向と、前記受光経路への光の出射方向とが並行であってもよい。

　また、上記濃度測定装置において、前記投光部は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を光源としてもよい。

　また、上記濃度測定装置において、前記分光部は、グレーティング型の分光器を有してもよい。

　上述した濃度測定装置によれば、電子機器を有さないクランプオン型の検出器と、投光、受光及び受光を基に濃度を算出する変換処理を行う変換器とを備える。これにより、薬液が流れる客先配管を分断することなくクランプオンにより検出器を客先配管に取り付けて濃度測定を行うことができる。客先配管を分断しないことで、液漏の防止や作業工程の簡素化を図ることができる。したがって、水溶液といった各種溶液に溶解する溶質や混合気体における各気体などの濃度を簡易な構成で精度良く測定することが可能となる。

図１は、実施形態に係る濃度測定装置が有する機能構成の一例を示す図である。図２は、実施形態に係る検出器の斜視図である。図３は、実施形態に係る検出器の断面図である。図４は、アタッチメントを付けた状態の検出器の断面図である。図５は、実施形態に係る分光器の構成を示す図である。図６は、投受光タイミングの一例を示す図である。図７は、第２実施形態に係る濃度測定装置による濃度測定処理のフローチャートである。図８は、第２実施形態に係る濃度測定装置による濃度演算処理のフローチャートである。図９は、スペクトルが温度に依存して変化することを示した一例を示す図である。図１０は、各波長の順電圧と光量特性との関係の一例を示す図である。図１１は、Ｖｆ処理のフローチャートである。

　次に、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

［第１実施形態］
　図１は、実施形態に係る濃度測定装置が有する機能構成の一例を示す図である。水溶液の濃度を測定するにあたり、濃度測定装置１による測定対象となる測定系をそのままにすることができるクランプオン方式の検出器２００を採用することに着目した。すなわち、濃度の測定を求めるユーザが有するシステムに手を加えることなく、そのシステムで利用されている水溶液の濃度を測定できるように、クランプオン方式の検出器２００を採用した。

［検出器］
　検出器２００は、第１の光ファイバ２０１によって導かれたＬＥＤ光を第２の光ファイバ２０２へ導く。検出器２００は、ユーザが有する客先配管３００を挟み込んで治具により客先配管３００に固定される。

　従来例と大きく違う箇所は、濃度測定装置１の検出器２００が、電子部品を有さないことである。電子部品は、変換器１００に配置される。これにより、濃度測定装置１は、客先配管３００内の水溶液に対して電子部品から発生する熱などの外乱要因を伝達することなく、水溶液の濃度を精度よく測定することができる。

　また、検出器２００に電子部品が搭載されないことで、周囲温度を高くすることができるため、高温（例えば、１８０℃）の薬液を測定することが可能となる。なお、透明な客先配管３００を介して水溶液にＬＥＤ１８０が出射した光を透過させることから、受光用の第２の光ファイバ２０２に届く光量は、客先配管３００がない場合より低下するため、高い発光力を有するＬＥＤ１８０により第１の光ファイバ２０１からの光量を多くしてＳ（Signal）／Ｎ（Noise）を向上させる。また、薬液配管を流れる薬液が酸やアルカリの場合、薬液配管からの漏洩や浸透により、周囲にある電子部品に薬液がアタックして金属が腐食してしまう恐れがあるが、検出器２００に電子部品を搭載しないことで、これを回避することができる。

　図２は、実施形態に係る検出器の斜視図である。また、図３は、実施形態に係る検出器の断面図である。次に、図２及び３を参照して、検出器２００の詳細について説明する。

　検出器２００は、図２に示すように、ケース２１０及びチューブカバー２２０を有する。ケース２１０とチューブカバー２２０とは、客先配管３００を挟み込む２つの部材である。さらに、ケース２１０には、客先配管３００の径に合わせてアタッチメントであるチューブホルダ２３０が取り付けられる。ケース２１０は、ハウジング２１１及びカバー２１２とで形成される。

　図３に示すように、ケース２１０の中には、光学系が収容されるベース２５０が収められる。具体的には、カバー２１２を外した状態で、ハウジング２１１にベース２５０が取り付けられる。そして、ベース２５０が取り付けられたハウジング２１１に対して、ハウジング２１１の開口を覆うようにカバー２１２が取り付けられることで、ケース２１０の中にベース２５０が収められる。ベース２５０は、ＩＰ６４の規格に準じて封止され、外部から液体が浸透しないように構成される。

　ベース２５０は、投光側レンズ２５１、投光側ミラー２５２、受光側ミラー２５３及び受光側レンズ２５４を有する。投光側レンズ２５１は、第１の光ファイバ２０１により送られてきた光を集めて投光側ミラー２５２に照射する。投光側ミラー２５２は、投光側レンズ２５１から照射された光を向きが９０度変わるように反射する。受光側ミラー２５３は、投光側ミラー２５２から照射された光を向きが９０度変わるように反射する。受光側レンズ２５４は、受光側ミラー２５３から照射された光を集めて第２の光ファイバ２０２へ送る。

　チューブホルダ２３０は、ハウジング２１１に対して着脱可能である。チューブホルダ２３０は、ハウジング２１１に対してねじなどにより固定可能である。

　チューブカバー２２０は、チューブホルダ２３０が取り付けられたケース２１０との間に客先配管３００を挟み込んだ状態でケース２１０に取り付けられる。チューブカバー２２０は、チューブホルダ２３０とともに客先配管３００を挟持する。チューブカバー２とチューブホルダ２３０とが客先配管３００を挟持した状態で、チューブカバー２とチューブホルダ２３０との間には、光が通過する孔Ｃ１及びＣ２が形成される。チューブカバー２２０は、ケース２１０に対してねじなどにより固定可能である。

　客先配管３００は、チューブカバー２２０とチューブホルダ２３０が取り付けられたケース２１０により挟持されることで、図２に示す孔Ｃ１及びＣ２に挟まれる位置に配置される。すなわち、挟持された客先配管３００は、投光側ミラー２５２と受光側ミラー２５３との間に配置される。さらに、ケース２１０とチューブカバー２２０とがクランプされた状態で、第１の光ファイバ２０１が、投光側レンズ２５１に対して光を照射可能に取り付けられる。同様に、第２の光ファイバ２０２が、受光側レンズ２５４から照射される光を受光可能に取り付けられる。

　図２における経路Ｐが光の通過経路である。第１の光ファイバ２０１から照射された光は、投光側レンズ２５１を介して投光側ミラー２５２で反射されて、９０度方向が変えられて、孔Ｃ１を通過して客先配管３００に照射される。孔Ｃ１を介して客先配管３００に照射された光は、客先配管３００の壁を通過して、客先配管３００を流れる水溶液Ｓに照射される。水溶液Ｓを通過した光は、入射方向とは反対の客先配管３００の壁を通過して、孔Ｃ２を通過して受光側ミラー２５３に照射される。孔Ｃ２を介して照射された光は、受光側ミラー２５３で反射されて、９０度方向が変えられ第１の光ファイバ２０１による光の入射方向と並行する方向に進む。すなわち、第１の光ファイバ２０１からのベース２５０への光の入射方向と、ベース２５０から第２の光ファイバ２０２への光の出射方向とが並行する。そして、受光側ミラー２５３で反射された光は、受光側レンズ２５４を介して第２の光ファイバ２０２に照射される。

　図４は、アタッチメントを付けた状態の検出器の断面図である。図４に示すように、チューブカバー２２０に対して、客先配管３００の径に合わせたアタッチメント２２３が複数用意される。同様に、チューブホルダ２３０に対して、客先配管３００の径に合わせたアタッチメント２３１が複数用意される。

　図４に示すように、アタッチメント２２３が取り付けられたチューブカバー２２０とアタッチメント２３１が取り付けられたチューブホルダ２３０が装着されたケース２１０とで挟むことにより、様々な径の客先配管３００を挟持することができる。

　ここで、本実施例では、アタッチメント２２３及び２３１により異なる径に対応させたが、例えば、チューブカバー２２０及びチューブホルダ２３０を挟み込む客先配管３３０の径に合わせて複数種類用意してもよい。

［クランプ方法について］
　ここで、ケース２１０とチューブカバー２２０とのクランプの仕方の一例について説明する。本実施例では、ケース２１０とチューブカバー２２０とは、ねじにより固定される。初期状態では、検出器２００は、客先配管３００の径に合わせるアタッチメントであるチューブホルダ２３０がケース２１０に対して既にねじなどで固定されている。また、ケース２１０の内部にベース２５０などの光学系が収められた状態である。

　チューブカバー２２０は、図２に示すように、ねじ穴２２１及び２２２を４つずつ有する。また、ハウジング２１１は、ねじ穴２２１に対向する位置にねじ穴を有する。また、ハウジング２１１は、ねじ穴２２２に対向する位置にねじ受けを有する。

　第１のクランプ方法について説明する。客先配管３００の背後にチューブカバー２２０をあてがう。次に、客先配管３００の正面、すなわちチューブカバー２２０をあてがった反対側からケース２１０をあてがい、ケース２１０とチューブカバー２２０とで客先配管３００を挟み込む。次に、矢印Ｑ１で示すように、ケース２１０側からねじ穴２２１に向けてねじを差し込み、ねじ受けをあてがってねじを締めて相互に固定する。ここで、ねじ穴２１がねじ受けになっていてもよい。

　次に、第２のクランプ方法について説明する。客先配管３００の背後にチューブカバー２２０をあてがう。次に、客先配管３００の正面からケース２１０をあてがい、ケース２１０とチューブカバー２２０とで客先配管３００を挟み込む。次に、矢印Ｑ２で示すように、チューブカバー２２０側からねじ穴２２２を通過させてねじを差し込み、ハウジング２１１に設けられたねじ受けに対してねじを締めて相互に固定する。

　このように、本実施形態に係る検出器２００におけるケース２１０とチューブカバー２２０との固定は、ケース２１０側からでもチューブカバー２２０側からでもどちらからでもねじ締めにより可能である。その他にも、検出器２００は、客先配管３００の横からケース２１０やチューブカバー２２０で客先配管３００を挟み込むこともできる。さらに、客先配管３００の配管径の違い（例えば、３／４インチと１インチ）は、配管中心が変わらないように設計されたアタッチメン２２３及び２３１の交換によって対応可能である。

　［ＬＥＤについて］
　次に、変換器１００に搭載されたＬＥＤ１８０について説明する。本実施形態に係るＬＥＤ１８０は、近赤外線に吸収特性を有する薬液の濃度を測定対象とすることを考慮してパワー近赤外線ＬＥＤを用いる。パワーＬＥＤとは、例えば、消費電力が１Ｗ以上のＬＥＤである。例えば、ＬＥＤ１８０は、１Ａ以上の電流を流せる表面実装のパワーＬＥＤである。表面実装にすることで、ＬＥＤ１８０は、よりパワーをかせぐことができる。チップの放熱のため、ＬＥＤ１８０には、サーマルパッドが取り付けられる。また、ＬＥＤ１８０の自己発熱が大きいと見込まれるため、ヒートシンク、ペルチェ素子又はファンなどを取り付けてもよい。

　パワー系でない通常のＬＥＤでは、濃度測定対象の水溶液の中を通過する光路長が例えば１インチといった長い光路である場合、濃度測定を行うには光強度が足りない。濃度測定装置１は、光強度が足りないと光吸収の変化が小さすぎて変化を把握することが困難となり、濃度測定を行うことが難しくなる。例えば、濃度測定対象の水溶液の中を通過する光路長が２ｃｍ以上の場合、水による吸収で水溶液による光吸収の変化がほとんどつぶされるため、濃度測定装置１は、濃度測定が困難となる。そこで、１インチといった長い光路長を用いた濃度測定を実現するためには、ＬＥＤ１８０は、パワー系ＬＥＤであることが好ましい。

［分光器について］
　ここで、変換器１００に搭載された分光器１９０について説明する。図５は、実施形態に係る分光器の構成を示す図である。

　本実施形態に係る濃度測定装置１では、分光器１９０として、ファブリペロー型ではなく、グレーティング型の分光器を用いる。グレーティング型の分光器を用いるには、以下のようないくつかの理由がある。

　例えば、ファブリペロー型の分光器は温度による波長特性の変化が大きく、補正が難しい。また、ファブリペロー型の分光器は、波長の範囲も狭く、測定可能な水溶液が制限される。また、ファブリペロー型の分光器は、複数の波長を測定する場合（例えば、スペクトルを取得する場合）、時間領域でスキャンするため、測定対象が時間経過につれて変化する場合には正しいスペクトルを取得することが困難となる。また、ファブリペロー型の分光器では、水溶液に含まれる気泡の影響を除外することが難しい。

　以上のような理由から、本実施形態に係る分光器１９０として、グレーティング型の分光器を採用した。ただし、濃度測定装置１は、運用に応じてファブリペロー型の分光器１９０を用いてもよいし、他の種類の分光器１９０を用いることも可能である。

　分光器１９０は、例えば図５に示すように、入射スリット１９１、コリメートレンズ１９２、透過グレーティング１９３、フォーカスレンズ１９４及び受光素子であるイメージセンサ１９５を有する。イメージセンサ１９５は、一次元イメージセンサである。

　分光器１９０による分光処理について説明する。分光器１９０に入射した光は、ごく小さい入射スリット１９１を通過してコリメートレンズ１９２へ照射される。コリメートレンズ１９２は、入射スリット１９１を通過して照射された光を平行光にする。透過グレーティング１９３は、コリメートレンズ１９２から照射された平行光をグレーティングにより分光する。フォーカスレンズ１９４は、透過グレーティングにより分光された各波長の光を、イメージセンサ１９５の各セルに集光する。イメージセンサ１９５は、入射された各波長の光をビデオ信号として出力する。

　イメージセンサ１９５は、ＬＥＤ１８０のパルス点灯と同期させて光蓄積（シャッター）を行う。ＬＥＤ１８０の点灯時及び消灯時にそれぞれスペクトルを測定する。イメージセンサ１９５は、ＬＥＤ１８０の消灯時のスペクトルを暗時データとして点灯時のスペクトルから差し引くことで、受光素子の案電流や迷光や外乱光の影響を除去することができる。

　［濃度演算について］
　変換器１００の変換部１１０は、分光器１９０からスペクトルデータを取得する。そして、変換部１１０は、得られたスペクトルデータ及び各種補正パラメータをもとに、回帰式を用いて濃度を演算する。回帰式は、第１記憶部１１５に記憶される。

　変換部１１０は、事前に取得したデータを用いて行った多変量解析により回帰式を事前に作成して第１記憶部１１５に格納しておく。さらに、変換部１１０は、回帰式の補正パラメータとしては、ＬＥＤ１８０の温度特性及び分光器１９０の温度特性などをパラメータ化したものを使用する。この補正パラメータも第１記憶部１１５に格納される。

　ここで、配管径の違いによって光量やスペクトルが異なる場合、変換部１１０は、配管径の違いに合わせてそれぞれの回帰式を第１記憶部１１５に保持することもできる。

　［第２実施形態］
　以下、図１を参照して、上述した濃度測定装置１を用いてサンプルの濃度を測定する第２実施形態について説明する。濃度測定装置１は、変換器１００、検出器２００、第１の光ファイバ２０１及び第２の光ファイバ２０２を有する。変換器１００は、第１の光ファイバ２０１及び第２の光ファイバ２０２により検出器２００と接続される。また、変換器１００は、ＬＡＮ（Local　Area　Network）などのネットワークにより端末装置４００と接続される。

　端末装置４００は、測定系を管理するユーザが使用するコンピュータである。ユーザは、端末装置４００を用いて各種設定などを入力する。端末装置４００は、ユーザから入力された各種設定の情報を変換器１００へ送信する。また、端末装置４００は、濃度測定結果を変換器１００から受信して、モニタなどの表示装置に表示する。ユーザは、表示装置に表示された濃度測定結果を見て、水溶液の濃度を確認することができる。

　濃度測定装置１が濃度測定の対象とする客先配管３００は、サンプルが流れる配管であり、測定系に予め設置されている透明な配管である。客先配管３００は、薬液を流せて光を透過できる流路であれば特に制限はない。例えば、客先配管３００は、ガラスセルやフッ素樹脂であるＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシアルカン）の配管でもよい。また、客先配管３００は、濃度計測に使用する波長に対して透明であれば無色でなく色がついていてもよい。例えば、客先配管３００の内容には、洗浄液供給装置から洗浄装置へと供給される半導体の洗浄液がサンプルとして流れる。

　検出器２００は、上述したように、チューブカバー２２０が取り付けられたケース２１０とチューブホルダ２３０とを用いて客先配管３００にクランプオン方式で取り付けられる。チューブカバー２２０が取り付けられたケース２１０とチューブホルダ２３０とが、配管挟装部にあたり、客先配管３００を挟んで装着される。ケース２１０は、光学系が搭載されたベース２５０を収容する。

　第１の光ファイバ２０１及び第２の光ファイバ２０２は、例えば、単相の光ファイバ等により実現される。第１の光ファイバ２０１は、投光経路であり、ＬＥＤ１８０から出射された光を検出器２００に収納されたベース２５０へ照射する。照射された光はベース２５０における投光側の光学系を経由して客先配管３００及びその中を流れるサンプルを通過し、受光側の光学系を経由して第２の光ファイバ２０２へ出力される。第２の光ファイバ２０２は、受光経路であり、サンプルを通過した光を分光器１９０へ出力する。

［変換器の機能構成の一例］
　以下、変換器１００が有する機能構成の一例について説明する。図４に示すように、変換器１００は、投光部１０１、分光部１０２、表示部１０３、操作部１０４、入力部１０５、出力部１０６及び変換部１１０を有する。

　操作部１０４は、変換器１００の筐体に搭載されたスイッチなどである。ユーザは、操作部１０４を操作することで、測定開始の指示を制御部１１２に入力する。

　表示部１０３は、変換器１００の筐体に搭載された液晶パネルなどである。表示部１０３には、制御部１１２から送られた動作状態などの情報を表示する。ユーザは、表示部１０３を参照して、変換器１００の動作状態を確認する。

　入力部１０５は、外部装置からの情報を受信するための通信インタフェースである。入力部１０５は、端末装置４００から入力された設定情報を設定部１１１へ出力する。

　出力部１０６は、変換器１００からの情報を外部装置へ送信するための通信インタフェースである。出力部１０６は、演算部１１４で算出された濃度測定結果を端末装置４００へ出力する。

　投光部１０１は、光源制御部１２１からの制御にしたがって、客先配管３００を流れる水溶液の濃度を測定するための光を出射する。投光部１０１は、光源であるＬＥＤ１８０を有する。ＬＥＤ１８０は、客先配管３００を流れる水溶液に含まれる溶質と対応する特定波長を含む光を出射する。例えば、投光部１０１は、光源制御部１２１による制御にしたがって、客先配管３００を流れる水溶液に含まれる溶質と対応する特定波長を含む光を客先配管３００に応じた投光量でＬＥＤ１８０に出射させる。

　ＬＥＤ１８０は、水溶液が光吸収する波長を有する光源である。例えば、ＬＥＤ１１は、半値幅が１００ナノメートル程度の光を出力可能な発光素子である。ＬＥＤ１８０は、光源制御部１２１からの制御を受けてパルス状の点灯を行う。

　分光器１９０は、分光制御部１２２からの制御にしたがい分光を行う。分光器１９０は、サンプルを介してＬＥＤ１８０から出射された光を受光すると、受光した光を分光して出力する。例えば、分光器１９０は、分光制御部１２２による制御にしたがって客先配管３００に応じた蓄積時間で光を蓄積して分光を行う。投光がパルス点灯している場合には、図６に示すように、分光器の光の蓄積と投光タイミングとが同期することが好ましい。図６は、投受光タイミングの一例を示す図である。非同期でも測定自体は可能であるが、測定精度が劣化する。分光器１９０は、グレーティング型の分光器であり、全測定波長に対して時間的に同時にスペクトルを測定する分光器である。

　ただし、分光器１９０は、上述したように運用によってはファブリペロー型の分光器を用いることもできる。ファブリペロー型の分光器１９０を用いる場合には、変換器１００は、複数の波長における光強度を波長毎に順次取得し、取得した各波長における光強度の集合をスペクトルとして濃度測定を行う。

　変換部１１０は、分光部１０２により測定された光強度に基づいて、測定対象であるサンプルの濃度を測定する。例えば、変換部１１０は、客先配管３００内を流れる水溶液に溶解している溶質の濃度を測定する。変換部１１０は、図１に示すように、設定部１１１、制御部１１２、受光部１１３、演算部１１４、第１記憶部１１５及び第２記憶部１１６を有する。

　設定部１１１は、入力部１０５を介して、端末装置４００から入力された各種設定の情報を取得する。そして、設定部１１１は、投光に関する設定及び受光に関する設定を制御部１１２へ出力して投光及び受光に関する設定を行う。例えば、設定部１１１は、客先配管３００を流れる水溶液に含まれる溶質と対応する特定波長の情報を受信する。そして、設定部１１１は、特定波長の情報を制御部１１２に送ることで、投光する光の波長の設定を行う。また、客先配管３００は、濃度計測に使用する特定波長に対して透明な配管やガラスセルなどであり且つ内部に水溶液が満たされているため曲率を有するので、客先配管３００を通過した光の光量に合わせて投光量又は受光量を調整する必要がある。そこで、設定部１１１は、測定対象とする客先配管３００に関する光量の情報を受信する。そして、設定部１１１は、客先配管３００に関する光量の情報を制御部１１２に送ることで、光量の情報に応じた投光量又は分光器１９０の光の蓄積時間の設定を行う。

　また、設定部１１１は、演算に関する設定を演算部１１４へ出力して演算に関する設定を行う。例えば、設定部１１１は、測定対象物質の情報を受信する。そして、設定部１１１は、測定対象物質の情報を演算部１１４へ送って、測定対象物質に合わせて選択される回帰式を設定する。

　制御部１１２は、投光及び受光を制御する。制御部１１２は、光源制御部１２１及び分光制御部１２２を有する。

　光源制御部１２１は、設定部１１１から入力された設定にしたがってＬＥＤ１８０の点灯を制御する制御装置であり、例えば、ＬＥＤ１８０の点灯回路等により実現される。例えば、光源制御部１２１は、ＬＥＤ１８０を制御し、全測定波長の光を所定の強度で出射させる。なお、光源制御部１２１は、ＬＥＤ１８０から出射される光の波長帯や強度が一定になるように、各種の制御手段を有していてもよい。

　分光制御部１２２は、設定部１１１から入力された設定にしたがって分光器１９０を制御する制御装置であり、例えば、分光器１９０の制御回路により実現される。例えば、分光制御部１２２は、データ取得タイミングの制御を行う。また。分光制御部１２２は、客先配管３００に応じた蓄積時間で光を分光器１９０に蓄積させる。

　受光部１１３は、設定部１１１から入力された設定にしたがって分光された光の強度を測定するための装置であり、例えば、分光器１９０が有する受光素子の制御回路により実現される。例えば、受光部１１３は、分光器１９０が測定した光の強度を示す電気信号を受付けると、受付けた電気信号を光の強度を示す数値に変換し、変換後の数値を演算部１１４に通知する。

　第１記憶部１１５及び第２記憶部１１６は、各種の情報を記憶する記憶装置であり、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory)、フラッシュメモリ（Flash　Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

　第１記憶部１１５は、濃度測定に用いる各種データを格納する。例えば、第１記憶部１１５は、各種数式、測定対象となる溶質（例えば、アンモニア、塩酸若しくは過酸化水素等）と各濃度との組み合わせ毎の吸光スペクトルや、客先配管３００の種類に応じた回帰式等を格納する。さらに、第１記憶部１１５は、暗時スペクトル、投光素子特性、分光器特性、投光素子順電圧及び変換器内温度などのスペクトルの補正に用いる補正用データを格納する。また、第２記憶部１１６は、各種の測定ログなどが格納される。

　演算部１１４は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等のプロセッサによって、濃度測定装置１内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムがＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。また、演算部１１４は、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の集積回路により実現されてもよい。

［濃度測定手法］
　演算部１１４は、溶質等の濃度を測定する対象（測定対象）の情報を設定部１１１から受付けると、サンプルを介した光から選択された測定対象のスペクトルを取得する。濃度測定装置１は、例えば、予め決められた複数の異なる波長帯での光強度を測定することでスペクトルの測定を行う。演算部１１４は、第１データ数のスペクトルを取得する。ここで、第１データ数とは、取得した連続測定データの中に、気泡影響の小さいスペクトル群が存在できるデータ数ある。例えば、第１データ数は、１０００データとすることができる。

　他にも、濃度測定装置１は、所定の時間分のスペクトルを連続測定してもよい。ここで、所定時間とは、第１データ数の場合と同様に取得した連続測定データの中に、気泡影響の小さいスペクトル群が存在できる時間である。例えば、データを取得する１回あたりの時間が、数１００μｓｅｃ～数ｍｓｅｃである。そこで、濃度測定装置１は、１０００データを取得するまでの時間として５秒～１０秒を、所定の時間とすることができる。

　次に、演算部１１４は、測定した各スペクトルを、特定の波長における光強度を基準として、降順にソートする。ここで、気泡の影響は、スペクトル全体のベースライン変動として現れるため、基本的には濃度変化に対してスペクトルが変化する波長であれば、光強度をソートする特定の波長に特に制限はない。ただし、光強度がより大きい波長ほどＳ／Ｎが大きくなるため、光強度をソートする特定の波長として光強度がより大きい波長を用いることが望ましく、光強度が最大となる波長を用いることがより望ましい。

　次に、演算部１１４は、光強度を基準に降順にソートしたスペクトルの中から、最大光強度から所定の第２データ数分のスペクトルを抽出する。ここで、最大強度から所定の第２データ数とは、気泡影響の大きいスペクトル群以外の気泡影響の小さいスペクトル群に含まれるデータを取得できるデータ数である。例えば、演算部１１４は、特定の波長における光強度が最大光強度のスペクトルの１データを取得してもよい。

　ただし、ノイズの影響を軽減するためには演算部１１４は、少なくとも１０～５０個程度のデータを使用することが好ましい。ここで、光強度でソートした場合に、最大光強度のスペクトルから全体の半分程度までのスペクトルであれば、気泡影響の小さいスペクトル群に含まれると考えることができる。例えば、１０００データを取得した場合であれば、最大強度のスペクトルから５００～６００個までのスペクトルであれば、気泡影響の小さいスペクトル群に含まれると考えることができる。そこで、演算部１１４は、最大光強度のスペクトルから全体の半分程度までのスペクトルまでの数であれば、その中から第２データ数を選択してもよい。

　次に、演算部１１４は、気泡の影響が少ないスペクトル群から吸光度スペクトルを計算する。例えば、演算部１１４は、サンプルである水溶液が無い状態で受光した光強度をＩ_０として測定し、サンプルである水溶液がある状態で受光した光強度をＩ_１として測定する。そして、演算部１７２は、以下の式（１）を用いて、各波長における水溶液の吸光度Ａを算出する。

　さらに、演算部１１４は、抽出した各スペクトルにおける吸光度の平均などにより水溶液による吸光度スペクトルを算出する。

　なお、演算部１１４は、溶質が溶解していない所定の溶媒がある状態で受光した光の強度と、溶質が所定の溶媒に溶解した溶液がある状態で受光した光の強度との比率の対数を算出し、対数の符号を逆転させた値を溶質の溶媒に対する吸光度スペクトルとしてもよい。

　次に、演算部１１４は、算出した吸光度スペクトルを事前に多変量解析により作成された回帰式に適用して濃度を算出する。ここで、多変量解析による回帰式の生成処理について説明する。なお、以下の説明では、アンモニア（ＮＨ_３）および過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の水溶液をサンプルとする例について説明するが、実施形態は、これに限定されるものではない。

［多変量解析による回帰式について］
　濃度測定装置１は、既知のアンモニア濃度と過酸化水素水濃度に対応する吸光度スペクトルを、濃度を変えて複数取得する。演算部１１４は、取得した複数の濃度と吸光度スペクトルとを多変量解析ソフトウェアで処理し、アンモニア濃度及び過酸化水素水濃度のそれぞれの回帰係数を算出する。

　そして、演算部１１４は、次の式（２）で表される回帰係数ｂｎを有する回帰式を、アンモニア濃度及び過酸化水素水濃度のそれぞれについて作成する。

　ここで、Ｙは予測濃度であり、ｂｎは回帰係数であり、Ｘｎは各波長の吸光度である。また、ｎは、使用した波長の数である。

　すなわち、演算部１１４は、解析に用いる波長領域のスペクトルのデータを説明変数として、アンモニア濃度及び過酸化水素水濃度のそれぞれを目的変数として回帰分析を行う。これにより、演算部１１４は、アンモニア濃度及び過酸化水素水濃度のそれぞれを関係するスペクトルを因子として決定し回帰式を得ることができる。得られた回帰式は予測精度を評価することが好ましい。評価指標には、一般的な指標を用いることができる。演算部１１４は、評価が高い回帰式をアンモニア濃度及び過酸化水素水濃度の算出に用いる。ここで、演算部１１４は、溶媒が１種類であっても２種類であっても、多変量解析により作成した回帰式を用いて濃度を算出することが可能である。

［濃度測定手法の拡張］
　配管内にまれに空洞のような気泡がある場合、光強度が強すぎるため、明らかにおかしいスペクトルが検出される。これは、空洞のような気泡を通過した光は、気泡通過中の光強度の低下が軽微であることを理由とする。この場合、光強度を基準としてスペクトルをソートして最大光強度のスペクトルから所定数のスペクトルを単に抽出すると、気泡影響の大きいスペクトル群が抽出されてしまう。そこで、以下に、この問題を回避するための２つの手法を説明する。

　１つの方法は、以下の通りである。演算部１１４は、光強度を基準に降順にソートしたスペクトルの中から、最大光強度のスペクトルから所定の第３データ数のスペクトルを取り除く。ここで、空洞のような気泡の発生は稀なため、第３データ数は、数データ程度でよい。例えば、第３データ数は、スペクトルの総数の０．１％程度とすることができる。取得したスペクトルの数が１０００データの場合、演算部１７２は、１つか２つのデータを取り除くことができる。その後、演算部１１４は、残ったスペクトルの中から最大光強度のスペクトルから所定の第２データ数のスペクトルを抽出し、吸光度スペクトルを求めて多変量解析により作成した回帰式に適用して濃度を算出する。

　他の１つの方法は、以下の通りである。特定の波長について濃度計測の際にあり得る光強度の上限を事前に特定する。例えば、事前に以下のようなテストを行い光強度の上限を特定する。空洞のような気泡以外の通常の気泡が出ている状態の使用する濃度の水溶液を用いて光強度の測定を行う。ここで、使用する濃度が複数ある場合には、複数の濃度のそれぞれについてテストを行ってもよい。気泡の影響が小さいスペクトル群を取り出して、空洞のような気泡が存在しない場合の上限を特定する。演算部１１４は、特定された上限を予め記憶する。

　そして、演算部１１４は、光強度を基準に降順にソートしたスペクトルのうち上限を超える光強度のスペクトルを取り除く。その後、演算部１１４は、残ったスペクトルの中から最大光強度のスペクトルから所定の第２データ数のスペクトルを抽出し、吸光度スペクトルを求めて多変量解析により作成した回帰式に適用して濃度を算出する。

［測定手法の変形］
　また、上述した事前のテストを行うことで、気泡の影響の小さいスペクトルの光強度の下限閾値を特定することも可能である。その場合、光強度を基準に降順にソートしたスペクトルもしくは空洞のような気泡を通過したスペクトルを除いた後のスペクトルのうち、最大光強度のスペクトルから所定の第２データ数のスペクトルを抽出以外に、下限閾値を用いた抽出も可能である。

　例えば、演算部１１４は、事前のテストにより得られた気泡の影響の小さいスペクトルの光強度の下限閾値を保持する。演算部１１４は、光強度を基準に降順にスペクトルをソートする。そして、演算部１１４は、ソートしたスペクトルのうち光強度の下限閾値を上回る光強度を有するスペクトルを気泡の影響の小さいスペクトルとして抽出する。その後、演算部１１４は、抽出したスペクトルを用いて吸光度スペクトルを求めて多変量解析により作成した回帰式に適用して濃度を算出する。

　測定完了後、演算部１１４は、測定した各測定対象の濃度を利用者に提供する。例えば、演算部１１４は、出力部１０６を介して、利用者が選択した測定対象の濃度を示す値を端末装置４００へ送信する。

［補正用データの使用］
　さらに、演算部１１４は、気泡の影響が少ないスペクトル群から吸光度スペクトルを計算する前に、補正用データ取得部１０７により取得される補正用データを用いて気泡の影響が少ないスペクトル群に含まれる各スペクトルを補正してもよい。以下に補正用データを用いたスペクトルの補正について説明する。ただし、図１に図示した補正用データ取得部１０７は、スペクトルの補正処理は測定精度の向上や量産時の生産性の向上のために加える処理であるため、周囲環境が一定であるなど運用状態によっては行わなくてもよい。したがって、図１に図示した補正用データ取得部１０７は、濃度測定装置１に搭載されなくてもよい。

　補正用データ取得部１０７は、投光停止時に受光部１１３で得られる暗時スペクトルを取得する。暗時スペクトルは、外乱光や回路オフセットの補正に用いられる。また、補正用データ取得部１０７は、投光素子であるＬＥＤ１８０の個体特性データである投光素子特性を濃度計測の実行前に取得する。投光素子特性は、ＬＥＤ１８０のスペクトルや温度特性など個体によって異なる特性値の補正に用いられる。また、補正用データ取得部１０７は、分光器１９０の個体特性データである分光器特性を濃度計測の実行前に取得する。分光器特性は、分光器１９０のスペクトルや温度特性などの個体によって異なる特性値の補正に用いられる。また、補正用データ取得部１０７は、濃度測定を実行する際に、ＬＥＤ１８０の順電圧を取得する。順電圧は、順電圧と投光スペクトルの温度との相関を利用した投光スペクトルの温度補正に用いられる。また、補正用データ取得部１０７は、変換器１００の中に設置された温度センサを有しており、温度センサから変換器内温度を取得する。変換器内温度は、分光器１９０や回路の温度補正に用いられる。

　補正用データ取得部１０７は、濃度測定実行前に、暗時スペクトル、投光素子特性、分光素子特性を取得して、第１記憶部１１５に格納する。また、補正用データ取得部１０７は、濃度測定を実行する際に、投光素子順電圧及び変換器内温度を取得して、第１記憶部１１５に格納する。なお、暗時スペクトルは濃度測定を実行する際に取得してもよい。

　演算部１１４は、暗時スペクトル、投光素子特性、分光素子特性、投光素子順電圧及び変換器内温度を第１記憶部１１５から取得する。そして、演算部１１４は、気泡の影響が少ないスペクトル群の各スペクトルの平均を算出し、算出した平均のスペクトルに対して、順電圧を用いてＶｆ補正を加える。次に、演算部１１４は、Ｖｆ補正を加えたスペクトルから暗時スペクトルを引いて補正を加えた後に、基準スペクトルとの比を算出して吸光度スペクトルを求める。次に、演算部１１４は、算出した各吸光度スペクトルに対して、投光素子特性及び分光器特性を用いて、ＬＥＤ１８０及び分光器１９０の個体差補正を加える。さらに、演算部１４は、個体差補正を加えた各吸光度スペクトルに対して、投光素子順電圧及び変換器内温度を用いて温度補正を加える。その後、演算部１４は、回帰式を用いて吸光度スペクトルから濃度を算出する。

［第２実施形態における濃度測定処理の一例］
　図７は、第２実施形態に係る濃度測定装置による濃度測定処理のフローチャートである。次に、図７を参照して、本実施形態に係る濃度測定装置１による濃度測定処理の流れについて説明する。

　操作部１０４の操作を受けて、光源制御部１２１は、投光部１０１を制御して、ＬＥＤ１８０から投光させる（ステップＳ１）。

　第１の光ファイバ２０１は、投光を結合して検出器２００に伝送する（ステップＳ２）。

　検出器２００は、保持する透明な客先配管３００内の計測対象に伝送された光を透過させる（ステップＳ３）。

　第２の光ファイバ２０２は、計測対象を透過した光を変換器１００に伝送する（ステップＳ４）。

　分光部１０２は、投光に同期して受光を行い、受光部１１３は、分光部１０２により分光された光を基にスペクトルを計測する（ステップＳ５）。

　演算部１１４は、計測されたスペクトルを用いて濃度演算を行う（ステップＳ６）。

　出力部１０６は、演算濃度により算出された濃度を端末装置４００へ送信してモニタなどに出力させる（ステップＳ７）。

［第２実施形態における濃度測定処理の一例］
　図８は、第２実施形態に係る濃度測定装置による濃度演算処理のフローチャートである。次に、図８を参照して、本実施形態に係る濃度測定装置１による濃度演算処理の流れについて説明する。図８のフローに示した各処理は、図７におけるステップＳ６で実行される処理の一例にあたる。ここでは、気泡の影響の除去及び補正用データを用いた補正処理を行う場合で説明する。

　演算部１１４は、所定の第１データ数のスペクトルを取得する（ステップＳ１０１）。

　次に、演算部１１４は、特定の波長の光強度を基準としてスペクトルを降順にソートする（ステップＳ１０２）。

　次に、演算部１１４は、上位データに異常データが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。異常データが存在しない場合（ステップＳ１０３：否定）、濃度演算処理は、ステップＳ１０５へ進む。

　これに対して、異常データが存在する場合（ステップＳ１０３：肯定）、演算部１１４は、上位データの一定数を除外することで、異常データを切り捨てる（ステップＳ１０４）。

　次に、演算部１１４は、最大光強度のスペクトルから所定の第２データ数分のスペクトルを抽出して気泡の影響の小さいスペクトル群とする（ステップＳ１０５）。

　次に、演算部１１４は、気泡の影響の小さいスペクトル群に含まれるスペクトルの数が規定数以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。スペクトルの数が規定数未満の場合（ステップＳ１０６：否定）、演算部１１４は、異常通知を出力部１０６から端末装置４００に出力させて（ステップＳ１０７）、濃度演算処理を終了する。

　これに対して、スペクトルの数が規定数以上の場合（ステップＳ１０６：肯定）、演算部１１４は、アベレージングを行い気泡の影響の小さいスペクトル群に含まれるスペクトルの平均を求める（ステップＳ１０８）。

　次に、演算部１１４は、暗時スペクトル、投光素子特性、分光素子特性、投光素子順電圧及び変換器内温度を第１記憶部１１５から取得する。そして、演算部１１４は、算出した平均のスペクトルに対して、暗時スペクトルを引いて補正を加えた後に、投光素子特性および分光器特性を用いて個体差の補正を加える（ステップＳ１０９）。

　図９は、スペクトルが温度に依存して変化することを示した一例である。図９は、横軸で波長を表し、縦軸で受光値を表す。また、図１０は、各波長の順電圧と光量特性との関係の一例を示す図である。図１０は、横軸で順電圧の変化量を表し縦軸で光量の変化率を表す。また、図１０に示すように、順電圧と光量との間には相関が存在する。また、図１０では、１次式の近似直線を引いているが、多項近似を行うことでより近似精度を向上させることができる。

　図１０に示す直線近似の場合、Ｖｆ補正式は、次の数式（３）の近似式及び数式（４）の補正式で表される。

　ここで、ΔＶｆ＝Ｖｆ１－Ｖｆ０である。また、Ｉ（λ）は、Ｖｆ補正（光源の温度補正）を行った後の波長λの受光量である。また、Ｉ１（λ）は、計測した波長λの受光量である。また、Ｖｆ０は、基準とするＶｆである。基準とするＶｆは、どのような値であってもよいが、Ｉ_０を測定した時の順電圧を用いることが好ましい。仮に、任意の値を用いるなど、Ｉ_０を測定した時の順電圧を用いない場合は、演算部１１４は、Ｉ_０についても補正を行う。また、Ｖｆ１は、計測時の順電圧である。また、Ａは、順電圧と光量特性との相関を表す直線の傾きである。また、Ｂは、順電圧と光量特性との相関を表す直線の切片である。演算部１１４は、データ処理によっては切片を計算しなくてもよい。例えば、基準波長の受光量を他の波長の受光量から減算する場合などには、演算部１１４は、データ処理によっては切片を計算しなくてもよい。また、以上では、直線近似の場合を説明したが、他の近似式を用いる場合でも、演算部１１４は、同様に演算可能である。

　次に、演算部１１４は、投光素子特性および順電圧、変換器内部温度を用いた温度補正を加える（ステップＳ１１０）。

　次に、演算部１１４は、温度補正を加えたスペクトルに対して、基準スペクトルとの比を算出して吸光度スペクトルを算出する（ステップＳ１１１）。

　次に、演算部１１４は、吸光度スペクトルに対して、基準波長による補正を加える（ステップＳ１１２）。

　その後、演算部１４は、回帰式を用いて吸光度スペクトルから濃度を算出して（ステップＳ１１３）、濃度演算処理を収容する。

［Ｖｆ補正処理の一例］
　図１１は、Ｖｆ処理のフローチャートである。次に、図１１を参照して、Ｖｆ処理の流れについて説明する。図１１のフローで示した各処理は、図８のステップＳ１０９で実行される処理の一例にあたる。ここでは、第１記憶部１１５が、Ｖｆ取得完了の場合には値が「１」であり、Ｖｆ取得が未完了の場合には値が「０」である、Ｖｆ取得完了フラグを保持する場合で説明する。

　演算部１１４は、第１記憶部１１５に格納されたＶｆ取得完了フラグを参照して、補正用データ取得部１０７によるＬＥＤ１８０の順電圧であるＶｆの取得が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。補正用データ取得部１０７は、Ｖｆの取得が完了すると、Ｖｆ取得完了フラグの値を「１」に設定する。そして、演算部１１４は、Ｖｆ取得完了フラグ参照して値が「１」であればＶｆの取得が完了したと判定する。Ｖｆの取得が完了していない場合（ステップＳ２０１：否定）、演算部１１４は、Ｖｆの取得が完了するまで待機する。

　これに対して、Ｖｆの取得が完了した場合（ステップＳ２０１：肯定）、演算部１１４は、順電圧（Ｖｆ）の値を用いて、対象のスペクトルに対して基準ベクトル補正演算を実行する（ステップＳ２０２）。これにより、演算部１１４は、ＬＥＤ１８０の個体差を変換するＶｆ補正を行う。

　次に、演算部１１４は、Ｖｆ補正を行ったスペクトルのデータを第２記憶部１１６に格納する（ステップＳ２０３）。

　その後、演算部１１４は、Ｖｆ取得完了フラグの値を「０」に設定して、次のＶｆ補正のための準備を実行する（ステップＳ２０４）。

［第２実施形態における効果］
　以上に説明したように、本実施形態に係る濃度測定装置１は、電子機器を有さないクランプオン型の検出器２００と、投光、受光及び受光を基に濃度を算出する変換処理を行う変換器１００とを備える。これにより、客先配管３００を分断することなくクランプオンにより検出器２００を客先配管３００に取り付けて濃度測定を行うことができる。客先配管３００を分断しないことで、液漏の防止や作業工程の簡素化を図ることができる。したがって、水溶液といった各種溶液に溶解する溶質や混合気体における各気体などの濃度を簡易な構成で精度良く測定することが可能となる。

［第２実施形態の拡張］
　上記の説明では、サンプルに含まれる測定対象の濃度を測定する濃度測定装置１について説明したが、実施形態は、これに限定されるものではない。以下の説明では、濃度測定装置１が実行する測定手法のバリエーションについて説明する。

［サンプルについて］
　濃度測定装置１は、各種溶質が溶解した水溶液のみならず、例えば、各種溶質が溶解した有機溶剤等の溶液をサンプルとしてもよい。また、このような場合、濃度測定装置１は、溶媒の吸光度と溶質の吸光度との割合から式（１）を用いて算出される吸光度を採用してもよい。また、濃度測定装置１は、溶質ではなく、溶媒となる物質の濃度を測定してもよい。また、濃度測定装置１は、溶液のみならず、混合気体等、各種の気体をサンプルとし、サンプルに含まれる気体のうち任意の気体の濃度を測定してもよい。また、濃度測定装置１は、溶質ではなく、溶媒となる物質の濃度を測定してもよい。

［測定について］
　なお、上述した例では、濃度測定装置１は、各種の溶液に溶解した溶質の濃度や気体の濃度を推定した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、濃度測定装置１は、上述した構成により、所定の溶質や気体がサンプルに含まれているか否かを判定してもよい。例えば、濃度測定装置１は、ある波長における吸光度が所定の閾値を超える場合は、その波長と対応する溶質や気体がサンプルに含まれていると判定してもよい。すなわち、濃度測定装置１が実行する測定処理とは、溶質や気体等といった任意の検出対象を検出する処理を含む概念である。

［装置構成について］
　なお、濃度測定装置１の装置構成は、上述した説明に限定されるものではない。例えば、濃度測定装置１は、変換器１００におけるいくつかの機能を別の装置として有してもよい。例えば、濃度測定装置１は、変換部１１０、表示部１０３、操作部１０４、入力部１０５及び出力部１０６を備えた装置と、ＬＥＤ１８０を有する投光部１０１及び分光器１９０を有する分光部１０２とを備える別の装置とを有してもよい。また、第１記憶部１１５及び第２記憶部１１６は、別々に設ける必要はなく、１つの記憶部としてもよい。

　以上、実施形態の一例を説明したが、これらは例示であり、本実施形態は上記した説明に限定されるものではない。発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、実施形態の構成や詳細は、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で実施することができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

　１　濃度測定装置
　１００　変換器
　１０１　投光部
　１０２　分光部
　１０３　表示部
　１０４　操作部
　１０５　入力部
　１０６　出力部
　１０７　補正用データ取得部
　１１０　変換部
　１１１　設定部
　１１２　制御部
　１１３　受光部
　１１４　演算部
　１１５　第１記憶部
　１１６　第２記憶部
　１２１　光源制御部
　１２２　分光制御部
　１８０　ＬＥＤ
　１９０　分光器
　２００　検出器
　２０１　第１の光ファイバ
　２０２　第２の光ファイバ
　２１０　ケース
　２１１　ハウジング
　２１２　カバー
　２２０　チューブカバー
　２２１、２２２　ねじ穴
　２３０　チューブホルダ
　２５０　ベース
　２５１　投光側レンズ
　２５２　投光側ミラー
　２５３　受光側ミラー
　２５４　受光側レンズ
　３００　客先配管
　４００　端末装置

Claims

　変換器、検出器、前記変換器と前記検出器とを接続する投光経路及び受光経路を有する濃度測定装置であって、
　前記検出器は、
　濃度の測定対象を流す透光可能な配管を挟んで装着される配管挟装部と、
　前記配管挟装部の内部に格納され、前記投光経路から出力された光を前記配管に入射して、前記測定対象を通過させ、前記配管から出射させて、前記受光経路に入力する光学系とを備え、
　前記変換器は、
　光を発生する光源を有する投光部と、
　前記投光部から発生し、前記投光経路、前記光学系及び前記受光経路を経由して出力された光を分光する分光部と、
　前記分光部により分光された光の強度に基づいて、前記測定対象の濃度を求める演算部とを備えた
　ことを特徴とする濃度測定装置。
　前記配管挟装部は、ケースとチューブカバーとを有し、前記ケースとチューブカバーとは間に前記配管を挟持した状態で相互に固定されることを特徴とする請求項１に記載の濃度測定装置。
　前記ケースは、前記チューブカバーと対向する面にチューブホルダが搭載され、
　前記チューブカバーは、前記ケースに搭載された前記チューブホルダとの間で前記配管を挟持することを特徴とする請求項２に記載の濃度測定装置。
　前記ケースは、
　前記光学系を格納し且つ前記光学系への入射経路及び出射経路を含む開口部を有するハウジングと、
　前記ハウジングの開口部を覆うように配置固定され、前記光学系の光路に投光経路と受光経路とを接続するカバーと
　を備えたことを特徴とする請求項２に記載の濃度測定装置。
　前記光学系は、前記投光経路からの光を反射して前記配管を通過させる投光側ミラーと、
　前記配管を通過した光を反射して前記受光経路へ向かわせる受光側ミラーと
　を備えたことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の濃度測定装置。
　前記光学系は、前記投光経路からの光の入射方向に、前記受光経路への光の出射方向が並行することを特徴とする請求項５に記載の濃度測定装置。
　前記投光部は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を光源とすることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の濃度測定装置。
　前記分光部は、グレーティング型の分光器を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の濃度測定装置。