JPH0416749A - オゾン濃度測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オゾン濃度測定方法及び装置に関し、特に、
試料セル内にオゾン水又はオゾンガス等の試料を導入す
るオゾン測定方法において、高精度の測定を行うための
新規な改良に間する。

〔従来の技術〕

従来、用いられていたこの種のオゾン濃度測定方法とし
ては種々あるが、その中で代表的なものについて述べる
と、第３図にて示す特開昭６３−２１８８４２号公報の
方法を挙げることができる。

すなわち、図において符号１で示されるものはオゾン濃
度計であり、このオゾン濃度計１内には、基準水を収容
した基準水用セル２及びオゾン水を収容したオゾン水用
セル３が設けられている。

前記基準水用セル２には、基準水容器４からの基準水が
第１配管５を介して導入されており、前記オゾン水用セ
ル３には、オゾン水容器６からのオゾン水が第２配管７
を介して導入されている。

従って、各セル２．３に光を照射し、透過光量を測定し
で、オゾンのスペクトル吸収特性によって、セル中のオ
ゾン濃度を計測し、この計測した値をランバート・ベー
ルの法則を適用してオゾン濃度を求めていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるオゾン濃度測定方法は、試料にオゾンの吸
収スペクトルに適合するスペクトルを照射し、透過した
透過光量を測定すると共に、オゾンのスペクトル吸収特
性によってオゾン濃度を測定するようにしたオゾン濃度
測定方法において、前記オゾンの最大吸収帯の第１波長
及び前記第１波長とは異なる波長の第２波長と検出し、
前記第１波長及び第２波長の検出量の割合を基に、オゾ
ン濃度を測定するようにした方法である。

また、他の発明であるオゾン濃度測定装置は、試料にオ
ゾンの吸収スペクトルに適合するスペクトルを光源から
照射し、透過した透過光量を測定すると共に、オゾンの
スペクトル吸収特性によってオゾン濃度を測定するよう
にしたオゾン濃度測定装置において、前記光源からの光
を受ける試料セルと、前記試料セルからの透過光を受け
る第１波長検出部及び第２波長検出部と、前記各波長検
出部に設けられた干渉フィルタ及び信号変換部と、前記
各波長検出部からの出力信号を処理するための信号処理
部とを備えた構成である。

〔作　用〕

本発明によるオゾン濃度測定方法及び装置においては、
オゾンの最大吸収帯の第１波長及び前記第１波長とは異
なる波長の第２波長を、第１波長検出部及び第２波長検
出部を介して検出し、各波長の検出量の割合を基にして
信号処理部でオゾン濃度を測定することができる。

従って、前記各波長の受光量の比を見ることによって試
料セルの汚れをキャンセルできると共に、光源の劣化に
よる第１波長のスペクトル強度の変動をキャンセルでき
、常に安定した高精度のオゾン濃度の測定を行うことが
できる。

〔実施例〕

以下、図面と共に本発明によるオゾン濃度測定方法及び
装置の好適な実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分には、同一符号を付して
説明する。

第１図及び第２図は、本発明によるオゾン濃度測定方法
及び装置を示すためのもので、第１図は全体構成を示す
ブロック図、第２区は測定状態を示す構成図である。

図において符号１で示されるものは、オゾン濃度測定装
置であり、このオゾン濃度測定装置１の光源１０からの
オゾンの吸収スペクトルに適合するスペクトルを有する
光は、１個の試料セル１１に照射され、この試料セル１
１内には、オゾン水又はオゾンガスからなる試料が収容
されている。

前記試料セル１１を透過した透過光は、第１波長検出部
１２及び第２波長検出部１３に供給され、前記各波長検
出部１２．１３は、干渉フィルタ１４．１４ａ、信号変
換部１５．１５ａ及び電気信号増幅器１６，１６ａとか
ら各々構成されている。

前記第１波長検出部１２は、オゾンの最大吸収帯の第１
波長を検出するもので、この第１波長は、２５３．７　
ｎｍである。従って、オゾン水に吸収されなかった光の
うちで２５３．７　ｎｍ付近の光は干渉フィルタ１４に
より選択的に透過され、光信号を電気信号に変換する信
号変換部１５に供給される。ここで、前記干渉フィルタ
１４は、オゾンの最大吸収帯波長の２５３．７　ｎｍ付
近だけを透過させるバンドパスフィルタが望ましいが、
ロングパスフィルタ、ショートバスフィルタなどを組み
合わせて構成しても良い、また、前記信号変換部１５は
、オゾンの最大吸収帯波長の２５３．７　ｎ面に感度を
もつフォトセンサなどで構成されている。また、前述の
２５３．７　ｎａ＋ａｌにしか感度をもたない信号変換
部１５を用いた場合には、干渉フィルタ１４を用いる必
要はない。

また、信号変換部１５の出力は極めて微小な信号の為、
後段の電気信号増幅器１６において、所定のレベルまで
増幅し、信号処理部１７が必要とする電圧信号又は電流
信号のレベルに変換する。

次に、前記第２波長検出部１３は前記第１波長以外の第
２波長を検出するものであり、オゾンの吸収帯以外の波
長を検出する。従って、第１波長検出部１２がオゾンの
吸収を検出するのに対して、第２波長検出部１３は、オ
ゾンの濃度を正確に求めるために設けられ、光源の劣化
、オゾン以外の物質による吸収を検出するためのもので
ある。

さらに、前記干渉フィルタ１４ａは、第２波長のみを通
過させるバンドパスフィルタが望ましいが、ロングパス
フィルタ、ショートバスフィルタなどを組み合わせて構
成しても良い。前記信号変換部１５ａは第１波長で使用
した波長以外の波長の光量を電気信号に変換する機能を
有し、フォトセンサなどを使用する。また、この信号変
換部１５ａが選択した第２波長のみに感度をもつもので
あれば、干渉フィルタ１４ａを省略することができる。

また、前記信号変換部１５ａの出力は、微小信号の為、
後段の電気信号増幅部１６ａにおいて。

所定のレベルまで増幅し、信号処理部１７が必要とする
電圧信号又は電流信号に変換する。

前記第１波長検出部１２の出力信号Ａ及び、第２波長検
出部１３の出力信号Ｂを基に、ランバートベールの法則
に従い、信号処理部１７で演算し、その結果を表示器１
８で表示あるいは記録することができるように構成され
ている。

本発明によるオゾン濃度測定装置は、前述したように構
成されており、以下に、その測定方法について説明する
。

まず、光源１０より放射される第１波長の光強度をＰｌ
、第２波長の光強度を２２とする。光源１０より放射さ
れる光は、光源１０の電源電圧Ｖに依存しているので、
式（１）、式（２）で表わされる。

ｐ、　＝　ｔ、、・　■　　　　　　　　・　　・　　
・　（１）Ｐ、＝に、・　■　　　　　　　　・　・　
・　　・　（２）次に、試料セル１１の汚れによる吸収
係数をρとすると共に、この汚れを通過した後の第１波
長の光の強度をＰ３、第２波長の光の強度をＰ、とすれ
ばＰ、及びＰ、は式（３）、式（４）となる。

Ｐ、＝ρ・Ｐ、＝ρ・ｋｌ・■　・・・（３）Ｐ４＝ρ
・Ｐ、＝ρ・ｋ２・■　・・・（４）そこで、前記第１
波長の光の強度Ｐ、はオゾンによる吸収を受けＰ、とな
り、前記第２波長の光の強度Ｐ、は水、その他の物質に
吸収を受けＰ６となる。尚、前述のＰ、及びＰ６は、干
渉フィルタ１４，１４ａにより選択的に各信号変換部１
５１５ａにより検出されるものとする。また、各信号変
換部１５．１５ａに、それぞれ、第１波長及び第２波長
にのみ感度をもつものを設けた場合には、前述したよう
に、干渉フィルタ１４．１４ａを省略することができる
。

前述の条件により、Ｐ、とＰ、及びＰ、とＰ６の間には
、ランバートベールの法則による式（５）の関係が成立
する。

Ｉ　＝　Ｉ　ａｅ−”ｃ・・・（５） 工　：溶液の透過光の強度 ■。：純溶媒の透過光の強度 α　：モル吸光係数 Ｌ　：吸収物質層の厚さ Ｃ：吸収物質の濃度 故に、下記の式（６）、式（７）が成立する。

Ｐ５＝Ｐ３・ｅ　−ａｌ“Ｌ、ＣＩ　、　ｅ−ｍｌｏＬ
、ｃｍ、、、に、、ｙ　　−（６）Ｐ、＝Ｐ、−ｅ−“
°１°’２　−２−　Ｌ　−ｃ　２　、　ρ、に２．ｖ
　　、　、　、　（７゜ｅ 式（６）と式（７）の比をとると、 式（８）をＣ１について解くと、式（９）となる。

式（９）において、ｋ ｋ２．Ｃ１，α、、Ｃ２，Ｌは事 前に測定する事により知ることができる量である。

従って、オゾン濃度Ｃ１は、Ｐ、及びＰ６を測定するこ
とにより得る事ができる。

また、式（９）にはρ、■が含まれておらず、オゾン濃
度ＣＩはセルの汚れ及び光源の電源電圧の変動による影
響を受けることがない。

〔発明の効果〕

本発明によるオゾン濃度測定方法及び装置は、以上のよ
うに構成されているため、次のような効果を得ることが
できる。

すなわち、オゾンの吸収スペクトル帯である第１波長と
第１波長以外の第２波長の受光量の比をみることにより
、試料セルの汚れのキャンセル、光源の劣化による第１
波長のスペクトル強度の変動のキャンセル等を達成する
ことができ５オゾン濃度の高精度な測定を行うことがで
きる。

また、従来方法では、基準水を必要としていたが、本発
明の方法では、基準水は全く必要でなくなり、試料であ
るオゾン水又はオゾンガスの導入だけでも良くなるため
、装置の全体形状を大巾に小形化することができると共
に、同時に、コストダウンを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明によるオゾン濃度測定方法
及び装置を示すためのもので、第１図は全体構成を示す
ブロック図、第２図は測定状態を示す構成図、第３図は
従来のオゾン−濃度測定方法を示す構成図である。 １０は光源、１１は試料セル、１２は第１波長検出部、
１３は第２波長検出部、１５．１５ａは信号変換部、Ａ
、Ｂは出力信号、１７は信号処理部である。 第１図 第２図 第３図 手続補正書 平成２年８月３日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料（１１）にオゾンの吸収スペクトルに適合す
   るスペクトルを照射し、透過した透過光量を測定すると
   共に、オゾンのスペクトル吸収特性によつてオゾン濃度
   を測定するようにしたオゾン濃度測定方法において、 前記オゾンの最大吸収帯の第１波長及び前記第１波長と
   は異なる波長の第２波長を検出し、前記第１波長及び第
   ２波長の検出量の割合を基に、オゾン濃度を測定するこ
   とを特徴とするオゾン濃度測定方法。
2. （２）試料（１１）にオゾンの吸収スペクトルに適合す
   るスペクトルを光源（１０）から照射し、透過した透過
   光量を測定すると共に、オゾンのスペクトル吸収特性に
   よってオゾン濃度を測定するようにしたオゾン濃度測定
   方法において、 前記光源（１０）からの光を受ける試料セル（１１）と
   、前記試料セル（１１）からの透過光を受ける第１波長
   検出部（１２）及び第２波長検出部（１３）と、前記各
   波長検出部（１２、１３）に設けられた信号変換部（１
   ５、１５ａ）と、前記各波長検出部（１２、１３）から
   の出力信号（Ａ、Ｂ）を処理するための信号処理部（１
   ７）とを備え、 前記各波長検出部（１２、１３）からの互いに異なる第
   １波長及び第２波長の検出量の割合を基に、オゾン濃度
   を測定するようにしたことを特徴とするオゾン濃度測定
   装置。