(57)【要約】【課題】オゾン水のオゾン濃度を測定可能な装置および方法を提供する【解決手段】ヨウ化カリウムが溶解された、所定量のオゾン水を含む第１容器と、第１容器の重さを測定するロードセルと、第１容器内への硫酸の滴下量を調整する第１調整バルブと、第１容器内へのデンプン溶液の滴下量を調整する第２調整バルブと、第１容器内へのチオ硫酸ナトリウムの滴下量を調整する第３調整バルブと、第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、第１容器内の溶液の透明度を検知するカラーセンサと、ロードセルにより測定された、第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの第１容器の重さと、チオ硫酸ナトリウム滴下前の第１容器の重さとの差から、チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量に基づいて、オゾン水の濃度を算出するコンピュータと、を備えるオゾン水濃度測定装置が提供される。【選択図】図１
2020024095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ化カリウムが溶解された、所定量のオゾン水を含む第１容器と、
前記第１容器の重さを測定するロードセルと、
前記第１容器内への硫酸の滴下量を調整する第１調整バルブと、
前記第１容器内へのデンプン溶液の滴下量を調整する第２調整バルブと、
前記第１容器内へのチオ硫酸ナトリウムの滴下量を調整する第３調整バルブと、
前記第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、前記第１容器内の溶液の透明度を検知するカラーセンサと、
前記ロードセルにより測定された、前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの前記第１容器の重さと、前記チオ硫酸ナトリウム滴下前の前記第１容器の重さとの差から、前記チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出するコンピュータと、
を備えるオゾン水濃度測定装置。
【請求項２】
前記オゾン水濃度測定装置は、前記オゾン水を製造するオゾン水製造装置の近傍に配置されている、請求項１に記載のオゾン水濃度測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、
オゾン水製造装置から供給されたオゾン水を所定量サンプリングし、サンプリングされた所定量のオゾン水に前記ヨウ化カリウムを溶解させる、第２容器と、
前記第２容器から、前記ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水を、前記第１容器に移送するポンプと、
をさらに備え、前記第１容器と、前記第２容器は近接して配置されている、オゾン水濃度測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、前記コンピュータは、
前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときに、前記第３調整バルブを閉止させる信号を生成し、
前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときから、前記第３調整バルブが閉止されるまでの間に滴下されるチオ硫酸ナトリウムの滴下量を、前記算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量から引いた滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出する、
オゾン水濃度測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、前記コンピュータは、
チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点未満付近までは、前記チオ硫酸ナトリウムを第１滴下量で前記チオ硫酸ナトリウムを滴下し、前記終点未満付近を越えると、前記第１滴下量よりも少ない第２滴下量で、前記チオ硫酸ナトリウムを滴下するよう、前記第３調整バルブを調整する、
オゾン水濃度測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のオゾン水濃度測定装置であって、
前記チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点の滴定量は、前記オゾン水を製造するオゾン水製造装置のオゾン水濃度計により測定されたオゾン水濃度に基づいて算出される、オゾン水濃度測定装置。
【請求項７】
請求項１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、
前記第１容器において、オゾン水製造装置から供給されたオゾン水の所定量をサンプリングし、前記所定量のオゾン水と前記ヨウ化カリウムを溶解させる、オゾン水濃度測定装置。
【請求項８】
オゾン水の濃度を測定するための、コンピュータに実装される方法であって、該方法は、
ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水が入った第１容器に、所定量の硫酸を滴下するステップと、
前記硫酸が滴下された前記第１容器に、所定量のデンプン溶液を滴下するステップと、
ロードセルにより測定された、前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器の重さを取得するステップと、
前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器に、チオ硫酸ナトリウムを滴下するステップと、
前記ロードセルにより測定された、前記チオ硫酸ナトリウムが滴下された前記第１容器の重さを取得するステップと、
カラーセンサにより検知された、前記第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、前記第１容器内の溶液の透明度を取得するステップと、
前記ロードセルにより測定された、チオ硫酸ナトリウム滴下前の前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器の重さと、前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの前記第１容器の重さの差から、チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出された滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出するステップと
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、オゾン水のオゾン濃度を測定するための装置及び方法に関し、詳しくはヨウ素滴下法によりオゾン濃度を測定するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾン水のオゾン濃度測定方法としては、特許文献１に開示されるオゾン水濃度計を用いた方法が知られている。一般的にオゾン水濃度計の測定精度は、ヨウ素滴定法によるオゾン水の濃度の測定精度ほどは高くない。したがって、オゾン水濃度計による測定に加えて、作業者によるヨウ素滴定法を用いた濃度測定が求められることがあった。ヨウ素滴定法により、オゾン水製造装置により製造されたオゾン水の濃度測定を行うためには、作業者がオゾン水をオゾン水製造装置よりサンプリングする必要がある。しかしながら、オゾン水製造装置内に、オゾン水をサンプリングするためのオゾン水を採取する仕組みはなく、オゾン水製造装置から離れたところに排気処理した設備を作り、オゾン水製造装置から当該設備まで配管を引いてオゾン水を採取する必要があった。また、作業者がオゾン水を採取する際に、オゾンガスを吸い込む危険性があった。オゾンガスは非常に酸化力が強い気体であり、特に高濃度のオゾンガスは人体に有害であることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０９９９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業者がオゾンガスに接触することなくより安全にオゾン水の濃度を測ることの可能な装置及び方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様は、ヨウ化カリウムが溶解された、所定量のオゾン水を含む第１容器と、前記第１容器の重さを測定するロードセルと、前記第１容器内への硫酸の滴下量を調整する第１調整バルブと、前記第１容器内へのデンプン溶液の滴下量を調整する第２調整バルブと、前記第１容器内へのチオ硫酸ナトリウムの滴下量を調整する第３調整バルブと、前記第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、前記第１容器内の溶液の透明度を検知するカラーセンサと、前記ロードセルにより測定された、前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの前記第１容器の重さと、前記チオ硫酸ナトリウム滴下前の前記第１容器の重さとの差から、前記チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出するコンピュータと、を備えるオゾン水濃度測定装置である。
【０００６】
また、本発明の他の一態様は、オゾン水の濃度を測定するための、コンピュータに実装される方法であって、該方法は、ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水が入った第１容器に、所定量の硫酸を滴下するステップと、前記硫酸が滴下された前記第１容器に、所定量のデンプン溶液を滴下するステップと、ロードセルにより測定された、前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器の重さを取得するステップと、前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器に、チオ硫酸ナトリウムを滴下するステップと、ロードセルにより測定された、前記チオ硫酸ナトリウムが滴下された前記第１容器の重さを取得するステップと、カラーセンサにより検知された、前記第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、前記第１容器内の溶液の透明度を取得するステップと、前記ロードセルにより
測定された、チオ硫酸ナトリウム滴下前の前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器の重さと、前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの前記第１容器の重さの差から、チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出された滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出するステップと、を備える方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の第１実施形態に係るオゾン水濃度測定装置の構成を概略的に示す。
【図２】本開示の第１実施形態によるコンピュータの構成を概略的に示す。
【図３Ａ】本開示の第１実施形態に係るオゾン水濃度測定装置の動作を示す方法のフローチャートである。
【図３Ｂ】本開示の第１実施形態に係るオゾン水濃度測定装置の動作を示す方法のフローチャートである。
【図４】本開示の第２実施形態に係るオゾン水濃度測定装置の動作を示す方法のフローチャートである。
【図５】本開示の第３実施形態に係るオゾン水濃度測定装置の構成を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態は、以下のような構成を備える。
（項目１）
ヨウ化カリウムが溶解された、所定量のオゾン水を含む第１容器と、
前記第１容器の重さを測定するロードセルと、
前記第１容器内への硫酸の滴下量を調整する第１調整バルブと、
前記第１容器内へのデンプン溶液の滴下量を調整する第２調整バルブと、
前記第１容器内へのチオ硫酸ナトリウムの滴下量を調整する第３調整バルブと、
前記第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、前記第１容器内の溶液の透明度を検知するカラーセンサと、
前記ロードセルにより測定された、前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの前記第１容器の重さと、前記チオ硫酸ナトリウム滴下前の前記第１容器の重さとの差から、前記チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出するコンピュータと、
を備えるオゾン水濃度測定装置。
【０００９】
（項目２）
前記オゾン水濃度測定装置は、前記オゾン水を製造するオゾン水製造装置の近傍に配置されている、項目１に記載のオゾン水濃度測定装置。
【００１０】
（項目３）
項目１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、
オゾン水製造装置から供給されたオゾン水を所定量サンプリングし、サンプリングされた所定量のオゾン水に前記ヨウ化カリウムを溶解させる、第２容器と、
前記第２容器から、前記ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水を、前記第１容器に移送するポンプと、
をさらに備え、前記第１容器と、前記第２容器は近接して配置されている、オゾン水濃度測定装置。
【００１１】
（項目４）
項目１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、前記コンピュータは、
前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときに、前記第３調整バルブを閉止さ
せる信号を生成し、
前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときから、前記第３調整バルブが閉止されるまでの間に滴下されるチオ硫酸ナトリウムの滴下量を、前記算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量から引いた滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出する、
オゾン水濃度測定装置。
【００１２】
（項目５）
項目１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、前記コンピュータは、
チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点未満付近までは、前記チオ硫酸ナトリウムを第１滴下量で前記チオ硫酸ナトリウムを滴下し、前記終点未満付近を越えると、前記第１滴下量よりも少ない第２滴下量で、前記チオ硫酸ナトリウムを滴下するよう、前記第３調整バルブを調整する、
オゾン水濃度測定装置。
【００１３】
（項目６）
項目５に記載のオゾン水濃度測定装置であって、
前記チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点の滴定量は、前記オゾン水を製造するオゾン水製造装置のオゾン水濃度計により測定されたオゾン水濃度に基づいて算出される、オゾン水濃度測定装置。
【００１４】
（項目７）
項目１に記載のオゾン水濃度測定装置であって、
前記第１容器において、オゾン水製造装置から供給されたオゾン水の所定量をサンプリングし、前記所定量のオゾン水と前記ヨウ化カリウムを溶解させる、オゾン水濃度測定装置。
【００１５】
（項目８）
オゾン水の濃度を測定するための、コンピュータに実装される方法であって、該方法は、
ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水が入った第１容器に、所定量の硫酸を滴下するステップと、
前記硫酸が滴下された前記第１容器に、所定量のデンプン溶液を滴下するステップと、
ロードセルにより測定された、前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器の重さを取得するステップと、
前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器に、チオ硫酸ナトリウムを滴下するステップと、
前記ロードセルにより測定された、前記チオ硫酸ナトリウムが滴下された前記第１容器の重さを取得するステップと、
カラーセンサにより検知された、前記第１容器内にチオ硫酸ナトリウムが滴下されたときの、前記第１容器内の溶液の透明度を取得するステップと、
前記ロードセルにより測定された、チオ硫酸ナトリウム滴下前の前記デンプン溶液が滴下された前記第１容器の重さと、前記第１容器内の溶液の透明度が閾値となったときの前記第１容器の重さの差から、チオ硫酸ナトリウムの滴定量を算出し、算出された滴定量に基づいて、前記オゾン水の濃度を算出するステップと
を備える方法。
【００１６】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される
特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。しかし、本開示の実施形態は、必ずしもこのような態様に限定されない。本開示の実施形態が、特許請求の範囲において規定される範囲に含まれる様々な態様を取り得ることは、当業者にとって明らかであろう。
【００１７】
以下、本開示の実施形態について具体的に説明する。オゾン水は、その殺菌性や脱臭性から、産業分野をはじめ、医療や介護などの分野で幅広く利用されている。ここでは、本開示の実施形態を適用することができる具体例として、半導体や液晶の電子部品の洗浄などに用いられる高濃度、例えば２０ｐｐｍから３０ｐｐｍのオゾン水の濃度を測定する装置を想定する。本開示の実施形態では、ヨウ素滴定法を用いて、オゾン（Ｏ３）とヨウ化カリウム（ＫＩ）との反応により生成したヨウ素（Ｉ２）をチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）で滴定し、高濃度オゾン水のオゾン濃度を求める。
【００１８】
図１は、本開示の第１実施形態に係るオゾン水濃度測定装置１００の構成を概略的に示す。オゾン水濃度測定装置１００は、オゾン水製造装置１０から供給されるオゾン水のオゾン濃度をヨウ素滴定法により測定する装置である。オゾン水濃度測定装置１００は、オゾン水製造装置１０からのオゾン水を供給するオゾン水供給ライン１１２と接続されている。オゾン水供給ライン１１２から供給されたオゾン水は、サンプリング装置１２０でサンプリングされ、薬品添加装置１６０に移送された後、薬品添加装置１６０で、チオ硫酸ナトリウムを用いて滴定される。オゾン水中のオゾンは時間が経つと大気に放出され、オゾン水のオゾン濃度は減衰する。したがって、オゾン水製造装置１０からのオゾン水が、短時間でオゾン水濃度測定装置１００に到達するよう、オゾン水供給ライン１１２は短いことが好ましい。すなわち、オゾン水濃度測定装置１００は、オゾン水製造装置１０の近傍、好ましくはオゾン水製造装置１０内、あるいはオゾン水製造装置１０に隣接して配置される。なお、図１のオゾン水濃度測定装置１００の構成は例示であって、これに限定されるものではない。
【００１９】
オゾン水濃度測定装置１００は、オゾン水製造装置１０からのオゾン水をサンプリングするサンプリング装置１２０と、該サンプリング装置１２０から供給されたオゾン水にチオ硫酸ナトリウム等の薬液を滴下する薬品添加装置１６０とを備える。サンプリング装置１２０と、薬品添加装置１６０は、配管１１８を介して接続される。サンプリング装置１２０からのオゾン水が短時間で薬品添加装置１６０に到達するよう、配管１１８の長さは短いことが好ましい。また、サンプリング装置１２０と薬品添加装置１６０は、外部にオゾンガスが漏れないようにそれぞれチャンバ内に密閉され、周辺環境からは隔離されている。各チャンバ内で発生した排出ガス（オゾンガス）は、周辺環境から隔離された排気ラインから排出される。したがって、人は、有害なオゾンガスに接触することなく、オゾン水濃度測定装置１００によりオゾン水の濃度をより安全に測定することができる。
【００２０】
サンプリング装置１２０は、サンプリング容器１２２と、サンプリング容器の重さを量るロードセル１２４と、オゾン水供給ラインから供給されるオゾン水を固体のヨウ化カリウムと攪拌する攪拌機１２６と、サンプリング容器１２２内の液体を薬品添加装置１６０側へ送るポンプ１２８と、切り替えバルブ１３０と、分岐バルブ１３２とを備える。オゾン水の濃度を測定する際には、切り替えバルブ１３０は、オゾン水供給ライン１１２側に切り替えられ、オゾン水が分岐バルブ１３２に送られる。その後、オゾン水は、分岐バルブ１３２を介して、サンプリング容器１２２に供給される。所定量のオゾン水がサンプリングされると、切り替えバルブ１３０と分岐バルブ１３２は閉止される。
【００２１】
薬品添加装置１６０は、薬品添加容器１６２と、薬品添加容器１６２の重さを量るロードセル１６４と、ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水を、硫酸等の薬液と混合する攪拌機１６６と、３つの調整バルブ（第１調整バルブ１６８ａ、第２調整バルブ１６
８ｂ、第３調整バルブ１６８ｃ、以下、まとめて「調整バルブ１６８」と記す。）と、カラーセンサ１７０とを備える。調整バルブ１６８は、滴下量や滴下速度を微調整可能なバルブであり、一例としてニードルバルブである。調整バルブ１６８は、硫酸の滴下量を調整する第１調整バルブ１６８ａと、デンプン液の滴下量を調整する第２調整バルブ１６８ｂと、チオ硫酸ナトリウムの滴下量を調整する第３調整バルブ１６８ｃとを備える。チオ硫酸ナトリウム液を、薬品添加容器１６２に滴下していくと、薬品添加容器１６２内の溶液の濃青色の濁りが次第に消失していく。カラーセンサ１７０は、一例として光センサであり、チオ硫酸ナトリウム液が滴下されている溶液に光を投光し、光の反射量から、チオ硫酸ナトリウム液が滴下された溶液の透明度を識別する。
【００２２】
さらに、オゾン水濃度測定装置１００は、オゾン水濃度測定装置１００を構成する各種センサ等からの信号を受信し、該信号に基づいて各種コンポーネントの動作を制御するコンピュータ２００と、サンプリング装置１２０側の各種センサ（オゾンガス漏洩センサ１３４、漏液センサ１３６、排気圧センサ１３８）と、薬品添加装置１６０側の各種センサ（オゾンガス漏洩センサ１７４、漏液センサ１７６、排気圧センサ１７８）とを備える。なお、図１では、簡略化のために図示していないが、実際には、コンピュータ２００と、他のコンポーネントは通信可能に接続されている。一例として、コンピュータ２００は、オゾンガス漏洩センサ１３４、漏液センサ１３６と、排気圧センサ１３８からの信号を受信し、攪拌機１２６、ポンプ１２８、切り替えバルブ１３０、分岐バルブ１３２等の動作を制御可能に接続される。なお、コンピュータ２００の詳細構成は、図２を用いて後述する。
【００２３】
サンプリング装置１２０のオゾンガス漏洩センサ１３４は、サンプリング装置１２０内に設置され、サンプリング装置１２０内のオゾンガスの濃度が、所定の閾値より高いことを検知するとコンピュータ２００へ信号を送出する。コンピュータ２００は、オゾンガス漏洩センサ１３４からの信号に基づいて、サンプリング装置１２０のインターロック動作を自動的に行う。サンプリング装置１２０のインターロック動作とは、具体的には、切り替えバルブ１３０と、分岐バルブ１３２を閉止して、オゾン水供給ライン１１２からのオゾン水及び純水供給ライン１１４からの純水の供給を停止し、また、サンプリング装置１２０内のポンプ１２８及び攪拌機１２６を停止する動作である。
【００２４】
漏液センサ１３６は、サンプリング装置１２０のチャンバの底に設置され、サンプリング容器１２２等からのオゾン水等の液漏れを検知するセンサである。漏液センサ１３６は、オゾン水等の液漏れを検知すると、コンピュータ２００へ信号を送出する。コンピュータ２００は、該漏液センサ１３６からの信号に基づいて、上述のサンプリング装置１２０のインターロック動作を行う。また、漏液センサ１３６によりオゾン水等の液漏れが検知されると、ドレンライン１１７より漏液が排出される。
【００２５】
排気圧センサ１３８は、例えば、サンプリング装置１２０に接続された排気ラインにおける排気の圧力を検出する。排気圧センサ１３８は、排気ラインにおける排気圧力が所定の閾値よりも高いことを検知すると、コンピュータ２００へ信号を送出する。コンピュータ２００は、排気圧センサ１３８からの信号に基づいて、上述のサンプリング装置１２０のインターロック動作を行う。
【００２６】
薬品添加装置１６０側のオゾンガス漏洩センサ１７４と、漏液センサ１７６と、排気圧センサ１７８とは、それぞれ前述したサンプリング装置１２０側のオゾンガス漏洩センサ１３４と、漏液センサ１３６と、排気圧センサ１３８と同様に動作するため、これらのセンサの詳細な説明は割愛する。しかしながら、これらセンサが検知した信号がコンピュータ２００へ送出されると、上述のサンプリング装置１２０におけるインターロック動作とは異なるインターロック動作が行われる。すなわち、薬品添加装置１６０のインターロッ
ク動作では、ポンプ１２８を停止し、各調整バルブ１６８を閉止し、硫酸、デンプン液、チオ硫酸ナトリウム液の供給を停止する。
【００２７】
図２は、図１に示すコンピュータ２００の構成を概略的に示す図である。コンピュータ２００は、主たる構成要素として、プロセッサ２１０と、メモリ２２０と、ストレージ２３０と、表示操作部２４０とを備える。
【００２８】
プロセッサ２１０は、コンピュータ２００に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ２２０に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある態様において、プロセッサ２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）等のデバイスとして実現される。プロセッサ２１０内に含まれるコンポーネントは、プロセッサ２１０が実行する機能を具体的なモジュールとして表現する１つの例にすぎない。複数のコンポーネントの機能が単一のコンポーネントによって実現されてもよい。プロセッサ２１０がすべてのコンポーネントの機能を実行するように構成されてもよい。一例では、図２に示すように、プロセッサ２１０は、設定部２１２と、サンプリング部２１４と、薬品添加部２１６と、滴定部２１８とを備える。
【００２９】
メモリ２２０は、プログラム及びデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ２３０からロードされる。データは、コンピュータ２００に入力されたデータと、プロセッサ２１０によって生成されたデータとを含む。ある態様において、メモリ２２０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリとして実現される。
【００３０】
ストレージ２３０は、プログラム及びデータを永続的に保存する。ストレージ２３０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク装置等の不揮発性メモリとして実現される。一例では、図２に示すように、ストレージ２３０は、処理条件及び処理手順が定義されたヨウ素滴定法によるオゾン水の濃度測定処理を実行させるための制御プログラムファイル２３２等が格納されている。
【００３１】
表示操作部２４０は、各センサからの信号や、各部の状態等を表示し、また、オゾン水濃度測定装置１００によるオゾン水濃度の測定のための各種操作入力や、オゾン水濃度測定装置１００のメンテナンス等を行う作業者からの各種操作入力等を受け付けることができる。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂは、本開示の第１実施形態に係るオゾン水濃度測定装置１００の動作を示す方法３００のフローチャートである。以下、方法３００のフローチャートにしたがって、オゾン水濃度測定装置１００の処理フローをより詳細に説明する。
【００３３】
方法３００のフローに先立ち、オゾン水濃度測定装置１００ではパージ処理がなされ、さらにサンプリング容器１２２及び薬品添加容器１６２が予め配置されているものとする。具体的には、パージ処理では、切り替えバルブ１３０は、純水供給ライン１１４側に切り替えられ、純水供給ライン１１４よりサンプリング容器内に純水を供給する。薬品添加容器１６２は純水供給ライン１１４に直接接続されていないので、サンプリング装置１２０内を純水でパージした後に、サンプリング容器１２２内の純水をポンプ１２８で吸い上げて、薬品添加容器１６２内に供給して薬品添加装置１６０内をパージする。そして、固体のヨウ化カリウムが入った（一例として１０ｇ）洗浄済みのサンプリング容器がロードセル１２４上へ配置され、また、洗浄済みの空の薬品添加容器がロードセル１６４上へ配置され、その後サンプリング装置１２０及び薬品添加装置１６０のチャンバが密閉される。
【００３４】
処理はステップ３０２において開始する。ステップ３０２において、プロセッサ２１０は、作業者からオゾン水の濃度測定開始を指示する信号を表示操作部２４０より受信する。そして、プロセッサ２１０は、オゾン水の濃度測定処理を実行するための制御プログラムファイル２３２をメモリ２２０に読み込み実行する。
【００３５】
処理はステップ３０４に進み、設定部２１２（プロセッサ２１０）は、所定の量の固体のヨウ化カリウムが入った洗浄済みのサンプリング容器１２２を載せたロードセル１２４をゼロリセットする。なお、所定の量のヨウ化カリウムは、不図示の粉体供給装置により自動的にサンプリング容器１２２に供給されてもよく、この場合、ヨウ化カリウムが供給された後に、ロードセル１２４がゼロリセットされる。また、設定部２１２は、洗浄済みの薬品添加容器１６２を載せたロードセル１６４をゼロリセットする。
【００３６】
処理はステップ３０６に進み、設定部２１２は、表示操作部２４０を介して、作業者により入力されたサンプリング量（一例として２００ｃｃ）を受け取ると、当該サンプリング量に対応するオゾン水の重さを算出し、メモリ２２０に格納する。また、設定部２１２は、オゾン水濃度測定装置１００にオゾン水を供給する、オゾン水製造装置１０内のオゾン水濃度計１２で測定されたオゾン水の濃度をメモリ２２０に格納してもよい。
【００３７】
処理はステップ３０８に進み、サンプリング部２１４（プロセッサ２１０）は、分岐バルブ１３２のサンプリング容器１２２側の弁口の開度を調節して、サンプリング容器１２２へオゾン水の供給を開始する。オゾン水が供給されると、サンプリング部２１４は、攪拌機１２６の攪拌子を回転させ、サンプリング容器１２２内の複数の素材、すなわちヨウ化カリウムとオゾン水が均一分布になるように攪拌し、ヨウ化カリウムを溶解させる。
【００３８】
処理はステップ３１０に進み、サンプリング部２１４は、ロードセル１２４で測定されるサンプリング容器１２２の重さが、ステップ３０６でメモリ２２０に格納されたオゾン水の重さになると、即ち、作業者により入力された所定量のオゾン水がサンプリングされると、サンプリング容器１２２側の分岐バルブ１３２の弁口を閉止して、サンプリング容器１２２へのオゾン水の供給を停止する。そして、サンプリング部２１４は、ポンプ１２８を駆動させて、サンプリング容器１２２内のサンプリング液、即ちヨウ化カリウムとオゾン水の混合液を薬品添加容器１６２へ移送する。ポンプ１２８は、オゾン水の濃度の減衰を抑えるため、脈動を防止可能なポンプが好ましい。
【００３９】
処理はステップ３１２に進み、薬品添加部２１６（プロセッサ２１０）は、攪拌機１６６の攪拌子を回転させながら、硫酸の入った容器と接続された第１調整バルブ１６８ａを開口し、薬品添加容器１６２内の溶液（ここでは、ヨウ化カリウムが溶解された所定量のオゾン水）に１Ｎの硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を滴下する。そして、薬品添加部２１６は、ロードセル１６４で測定される薬品添加容器１６２の重さが、メモリ２２０に格納された所定量（一例として２．３ｃｃ）の硫酸を含む重さになると、第１調整バルブ１６８ａを閉止する。滴下する硫酸の量は、溶液を所定のｐＨ未満、一例としてｐＨ１．５からｐＨ２未満にするための量である。該硫酸の量に対応する硫酸を含む溶液の重さは予め算出されてメモリ２２０に格納されている。
【００４０】
処理はステップ３１４に進み、薬品添加部２１６（プロセッサ２１０）は、攪拌機１６６の攪拌子を回転させながら、指示薬であるデンプン溶液の入った容器と接続された第２調整バルブ１６８ｂを開口し、薬品添加容器１６２内の溶液（ここでは、オゾン水と、ヨウ化カリウムと、硫酸の混合液）にデンプン溶液を滴下する。そして、薬品添加部２１６は、ロードセル１６４で測定される薬品添加容器１６２の重さが、所定量（一例として２ｃｃ）のデンプン溶液を含む重さになると、第２調整バルブ１６８ｂを閉止する。滴下す
るデンプン溶液の量は、溶液中のデンプン濃度を所定の濃度、一例として１ｗｔ％にするための量である。該デンプン溶液の量に対応するデンプン溶液を含む溶液の重さは予め算出されてメモリ２２０に格納されている。そして、薬品添加部２１６は、ロードセル１６４で測定された、所定量のデンプン溶液を滴下された後の薬品添加容器１６２の重さをメモリ２２０に格納する。デンプン溶液が滴下されると、溶液内のヨウ素により、ヨウ素デンプン反応が生じ、薬品添加容器１６２内の溶液は濃青色になる。
【００４１】
処理はステップ３１６に進み、滴定部２１８（プロセッサ２１０）は、水溶液全体がチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）と反応するように、攪拌機１６６の攪拌子を回転させながら、チオ硫酸ナトリウム溶液の入った容器と接続された第３調整バルブ１６８ｃを開口し、薬品添加容器１６２内の溶液（ここでは、オゾン水と、ヨウ化カリウムと、硫酸と、デンプン溶液の混合液）に０．００５Ｎのチオ硫酸ナトリウム水溶液を滴下する。
【００４２】
処理はステップ３１８に進み、滴定部２１８（プロセッサ２１０）は、カラーセンサ１７０から、チオ硫酸ナトリウム溶液が滴下された溶液の透明度を示す信号を受信する。チオ硫酸ナトリウムの滴定が進行するに従い、ヨウ素による濃青色の濁りが徐々に消えていく。
【００４３】
処理はステップ３２０に進み、滴定部２１８は、カラーセンサ１７０より受信されたオゾン水の透明度を示す信号と、メモリ２２０から読み込みした予め定められた透明度の閾値とを比較し、オゾン水の透明度が、予め定められた透明度の閾値となった場合（ステップ３２０において「はい」）の場合）、チオ硫酸ナトリウム溶液による滴定の終点に達したとして処理はステップ３２２に進む。一方、オゾン水の透明度が、予め定められた透明度の閾値未満の場合には、処理はステップ３１６に戻る。
【００４４】
ステップ３２０において「はい」の場合に、処理はステップ３２２に進み、滴定部２１８は、第３調整バルブ１６８ｃを閉止させる信号を生成し、該信号に基づいて第３調整バルブ６８ｃは閉止され、チオ硫酸ナトリウム水溶液の滴下を停止させる。そして、滴定部２１８は、完全にヨウ素による濁りが消えるまでに加えたチオ硫酸ナトリウムの量から、オゾン水の濃度を算出する。具体的には、まず、滴定部２１８は、ロードセル１６４の値を読み取り、現在の薬品添加容器１６２の重さから、ステップ３１４にてメモリ２２０に格納されたチオ硫酸ナトリウムを滴下前の薬品添加容器１６２の重さを差し引き、差し引いた重さに対応する０．００５Ｎチオ硫酸ナトリウムの滴定量Ｙ（ｍｌ）を求める。
【００４５】
処理はステップ３２４に進み、算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量Ｙ（ｍｌ）と、０．００５Ｎチオ硫酸ナトリウムのファクタｆと、チオ硫酸ナトリウムの規定度で定まる係数ｇ／Ｌ２から、オゾン水のオゾン濃度を算出する。オゾン水の濃度Ｘ（ｐｐｍ）は以下の式で算出される。
Ｘ（ｐｐｍ）＝Ｙ（ｍｌ）×（ｆ×０．１２０ｇ／Ｌ２×（１０００／サンプリング量（ｍｌ））
ここで、サンプリング量は一例として２００ｍｌである。上記式は、チオ硫酸ナトリウムの規定度に応じて、係数の値が変化する。一例として、０．０１Ｎチオ硫酸ナトリウムの場合、オゾン水のオゾン濃度Ｘ（ｐｐｍ）は以下の式で算出される。
Ｘ（ｐｐｍ）＝Ｙ（ｍｌ）×（ｆ×０．２４０ｇ／Ｌ２×（１０００／サンプリング量（ｍｌ））
【００４６】
そして、ステップ３２４で、滴定部２１８は、算出された、オゾン水製造装置１０で製造されるオゾン水のオゾン濃度を表示操作部２４０へ表示出力させる。さらに、滴定部２１８は、算出されたオゾン水の濃度と、ステップ３０６にてオゾン水濃度計１２により測定されたオゾン水の濃度とを表示操作部２４０へ比較表示してもよい。これにより、作業
者は、オゾン水濃度計１２により測定されたオゾン水の濃度と、ヨウ素滴定法で測定されたオゾン水の濃度との差を確認することができる。
【００４７】
本実施形態によると、オゾン水濃度測定装置１００は作業者から濃度測定開始を指示する信号を受信すると、自動的にヨウ素滴定法によるオゾン水濃度の測定を自動で行う。オゾン水は、外部環境から隔離されたオゾン水濃度測定装置１００内で測定されるため、作業者は、危険なオゾンガスに接触することなく、オゾン水の濃度測定を行うことができる。また、本実施形態によると、カラーセンサ１７０が薬品添加容器１６２内の溶液のヨウ素による濁りの変化を測定する。したがって、作業者が目視でオゾン水の透明度の高さを判断する場合と比較して、個人差によるばらつきなく、オゾン水製造装置１０で製造されるオゾン水のオゾン濃度を測定することができる。
【００４８】
ある態様においては、ステップ３１６においてチオ硫酸ナトリウムを短い間隔、一例として０．１ｓｅｃ間隔で滴下する。この場合、オゾン水の透明度が閾値となった瞬間に、第３調整バルブ１６８ｃが閉止されず、オゾン水の透明度が閾値になったときから、第３調整バルブ１６８ｃが閉止されるまでの間、すなわちステップ３２０からステップ３２２の間に、次の間隔のチオ硫酸ナトリウムが余分に滴下されることがある。このため、本態様においては、オゾン水の透明度が閾値となってから、第３調整バルブ１６８ｃが閉止されるまでに滴下される、余分なチオ硫酸ナトリウムの量、一例として数滴分の量（例えば、０．１ｍｌ）を予め定めておく。そして、ステップ３２２において、予め定められた余分に滴下されるチオ硫酸ナトリウムの量を差し引いて、チオ硫酸ナトリウムの滴定量Ｙ１（ｍｌ）とする。滴定部２１８は、補正されたチオ硫酸ナトリウムＹ１（ｍｌ）を用いて、オゾン水のオゾン濃度Ｘ（ｐｐｍ）を算出する。このように、余分に滴下されるチオ硫酸ナトリウムの量を推測し、当該余分なチオ硫酸ナトリウムの量を差し引いたチオ硫酸ナトリウムの滴定量を用いて、オゾン水のオゾン濃度を算出することで、より正確なオゾン濃度を算出することができる。
【００４９】
図４は、第２実施形態に係るオゾン水濃度測定装置１００の動作を示す方法４００のフローチャートである。第２実施形態では、チオ硫酸ナトリウムの滴定量を可変にし、チオ硫酸ナトリウムの終点未満付近までは、単位時間あたり第１の滴下量で滴下し、終点未満付近を越えると、第１滴下量よりも少ない第２滴下量で滴下する。以下、方法４００のフローチャートに従って処理を説明する。第１実施形態に係るステップ３０２からステップ３１４の処理は、第２実施形態においても同じであるので、方法４００のフローチャートでは、ステップ３０２から３１４の処理の記載を割愛し、ステップ３１４の後に続く処理から記載する。
【００５０】
ステップ３１４の後、処理はステップ４０２に進む。ステップ４０２で、滴定部２１８（プロセッサ２１０）は、ステップ３０６で、オゾン水製造装置１０のオゾン水濃度計１２により測定されたオゾン水のオゾン濃度Ｘ２から、チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点の滴定量Ｙ２を計算し、メモリ２２０に格納する。滴定量Ｙ２は以下の式により算出される。０．００５Ｎチオ硫酸ナトリウムの場合、
Ｙ２（ｍｌ）＝Ｘ２（ｐｐｍ）／（ｆ×０．１２０×（１０００／サンプリング量（ｍｌ））
オゾン水濃度計１２により測定されたオゾン水濃度Ｘ２は、ヨウ素滴定法により求められるオゾン水濃度ほどは正確ではないため、算出される滴定量Ｙ２は正確ではない可能性があるものの、チオ硫酸ナトリウムによる滴定の終点までの大凡の滴定量Ｙ２を算出することができる。
【００５１】
処理はステップ４０４に進み、チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点未満付近に達したか否かを判定する。終点未満付近にあるか否かは、チオ硫酸ナトリウムの現在の滴下量が、ス
テップ４０２で算出された終点の大凡の滴定量Ｙ２より、一定量少ない滴下量Ｙ３に達しているか否かで判定される。滴定量Ｙ２は、ヨウ素滴定法で求められる滴定量Ｙと異なる可能性があるため、滴定量Ｙ２よりも一定量少ない滴下量Ｙ３を用いて、滴定の終点未満付近に達したかを判定する。一例として、終点の滴定量Ｙ２より一定量少ない滴下量Ｙ３は、Ｙ２×０．９である。チオ硫酸ナトリウムの現在の滴下量が、ステップ４０２で算出された終点の滴定量より一定量少ない滴下量Ｙ３に達していない場合（ステップ４０４にて「いいえ」）、ステップ４０６に進む。一方、チオ硫酸ナトリウムの滴定の終点未満付近に達した場合、ステップ４０８に進む。
【００５２】
ステップ４０６では、滴定部２１８（プロセッサ）は、第３調整バルブ１６８ｃを、第１の開度に調整して、単位時間あたり第１滴下量で、一例として１秒に１０滴ずつ滴下し、また同時に、滴定部２１８は、水溶液全体がチオ硫酸ナトリウムと反応するように、攪拌機１６６の攪拌子を回転させる。
【００５３】
一方、ステップ４０８では、滴定部２１８（プロセッサ）は、第３調整バルブ１６８ｃを第１開度よりも狭い第２開度に調整して、チオ硫酸ナトリウム液が、単位時間あたり第１滴下量よりも少ない第２滴下量で、一例として１秒に０．２滴ずつ、間隔をあけて滴下すると同時に、滴定部２１８は、水溶液全体がチオ硫酸ナトリウムと反応するように、攪拌機１６６の攪拌子を回転させる。
【００５４】
処理はステップ４１０、ステップ４１２、ステップ４１４、及びステップ４１６に順次進む。これらのステップの各処理は、それぞれ図３Ｂにて前述したステップ３１８、ステップ３２０、ステップ３２２、ステップ３２４の処理とそれぞれ同じである。したがって、滴定部２１８は、チオ硫酸ナトリウムの滴定量Ｙを求め、該算出されたチオ硫酸ナトリウムの滴定量Ｙから、オゾン水製造装置１０で製造されるオゾン水のオゾン濃度を測定することができる。
【００５５】
本実施形態によると、最初は単位時間あたり、より多くのチオ硫酸ナトリウムを滴下するため、全体の滴定時間を短くすることができる。また、終点未満付近を超えると、間隔をあけてチオ硫酸ナトリウムがゆっくり滴下されるので、溶液の透明度が閾値になってから、バルブを閉止するまでの時間が十分にあり、この間に第３調整バルブを閉止して、滴下を停止することができるので、次のチオ硫酸ナトリウムが余分に滴下されることを回避することができる。
【００５６】
図５は、本開示の第３実施形態に係るオゾン水濃度測定装置５００の構成を概略的に示す。第１実施形態に係るオゾン水濃度測定装置１００では、サンプリング装置１２０と、薬品添加装置１６０とが別個に構成されていたが、第３実施形態に係るオゾン水濃度測定装置５００では、これらは一つのサンプリング／薬品添加装置５２０で構成される。したがって、第１実施形態で、サンプリング装置１２０と、薬品添加装置１６０とにそれぞれ存在していた容器１２２、１６２と、ロードセル１２４、１６４と、攪拌機１２６、１６６と、オゾンガス漏洩センサ１３４、１７４と、漏液センサ１３６、１７６と、排気圧センサ１３８、１７８は、サンプリング／薬品添加装置５２０内ではそれぞれ１つのサンプリング／薬品添加容器５２２と、ロードセル１２４と、攪拌機１２６と、オゾンガス漏洩センサ１３４と、漏液センサ１３６と、排気圧センサ１３８で構成される。
【００５７】
サンプリング／薬品添加装置５２０では、１つの容器５２０内で、オゾン水のサンプリング処理と、サンプリングされたオゾン水への薬品添加処理の両方が行われる。即ち、サンプリング／薬品添加装置５２０は、オゾン水をサンプリングし、サンプリングされヨウ化カリウムが溶解されたオゾン水に、硫酸等の薬液を添加するためのサンプリング／薬品添加容器５２２と、該容器５２２の重さを量るロードセル１２４と、オゾン水を固体のヨ
ウ化カリウムや、硫酸等の薬液と攪拌する攪拌機１２６とを備える。サンプリング／薬品添加装置５２０は、さらに、第１実施形態と同様に、切り替えバルブ１３０と、分岐バルブ１３２と、オゾンガス漏洩センサ１３４と、漏液センサ１３６と、排気圧センサ１３８と、調整バルブ１６８と、カラーセンサ１７０と、コンピュータ２００とを備える。
【００５８】
第３実施形態では、上述したように、サンプリング装置１２０と、薬品添加装置１６０とが１つのサンプリング／薬品添加装置５２０で構成される。よって、第３実施形態において、オゾン水濃度測定装置５００に実施される処理フローは、方法３００、方法４００において行われる処理フローと基本的に同じである。しかしながら、サンプリング容器１２２及び薬品添加容器１６２と記載した部分をサンプリング／薬品添加容器５２２と、攪拌機１６６と記載した部分を攪拌機１２６と、ロードセル１６４と記載した部分をロードセル１２４と読み替えた処理フローとなる。なお、第３実施形態においては、一つのサンプリング／薬品添加容器５２２でサンプリング及び薬品添加が行われるため、ステップ３１０のオゾン水のサンプリング装置１２０から薬品添加装置１６０への移送処理は行われない。したがって、移送によるオゾン水のオゾン濃度の減衰を抑えることができる。
【００５９】
以上、本開示の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本開示にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…オゾン水製造装置
１２…オゾン水濃度計
１００…オゾン水濃度測定装置
１１２…オゾン水供給ライン
１１４…純水供給ライン
１１７…ドレンライン
１１８…配管
１２０…サンプリング装置
１２２…サンプリング容器
１２４、１６４…ロードセル
１２６、１６６…攪拌機
１２８…ポンプ
１３０…切り替えバルブ
１３２…分岐バルブ
１３４、１７４…オゾンガス漏洩センサ
１３６、１７６…漏液センサ
１３８、１７８…排気圧センサ
１６０…薬品添加装置
１６２…薬品添加容器
１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃ…調整バルブ
１７０…カラーセンサ
２００…コンピュータ
２１０…プロセッサ
２２０…メモリ
２３０…ストレージ
２４０…表示操作部
５００…オゾン水濃度測定装置
５２０…サンプリング／薬品添加装置
５２２…サンプリング／薬品添加容器
【図１】
2020024095.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
2020024095.tif 000005
【図３Ｂ】
2020024095.tif 000006
【図４】
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【図５】
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