(57)【要約】【課題】長時間を要することなく、高い信頼性で測定対象物質の濃度を測定することのできる測定装置を提供すること。【解決手段】測定装置は、紫外線透過部を有する被測定水収容容器と、当該被測定水収容容器に収容された被測定水に対して当該紫外線透過部を介して紫外線を照射する紫外線光源と、当該被測定水収容容器内において互いに離間して対向配置された一対の電極体よりなる導電率測定用電極とを備えており、前記被測定水収容容器内の被測定水中における、紫外線による導電性物質生成反応により増加する導電率の変化量に基づいて、測定対象物質の濃度を検出する測定装置であって、前記導電率測定用電極を構成する前記一対の電極体は、当該一対の電極体の間に形成される電極体間領域の周面が、前記被測定水収容容器の紫外線透過部における紫外線透過領域の内面に接触または近接する状態に設けられていることを特徴とする。【選択図】図５
2018132401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定水を収容する、紫外線透過部を有する被測定水収容容器と、当該被測定水収容容器に収容された被測定水に対して当該紫外線透過部を介して紫外線を照射する紫外線光源と、当該被測定水収容容器内において互いに離間して対向配置された一対の電極体よりなる導電率測定用電極とを備えており、
前記被測定水収容容器内の被測定水中における、紫外線による導電性物質生成反応により増加する導電率の変化量に基づいて、測定対象物質の濃度を検出する測定装置であって、
前記導電率測定用電極を構成する前記一対の電極体は、当該一対の電極体の間に形成される電極体間領域の周面が、前記被測定水収容容器の紫外線透過部における紫外線透過領域の内面に接触または近接する状態に設けられていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記紫外線光源は、波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射するものであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記紫外線光源は、キセノンエキシマランプであることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定水に紫外線を照射することによって生じる導電率の変化量に基づいて測定対象物質の濃度を測定する測定装置に関し、さらに詳しくは超純水中に含まれる有機物の濃度の測定に好適に用いられる測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超純水中に含まれる有機物の濃度、すなわち全有機炭素（ＴＯＣ，Total Organic Carbon）を測定する方法として、被測定水としての超純水に紫外線を照射することによって生じる当該被測定水の導電率の変化を利用する手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この被測定水における紫外線照射による導電率の変化を利用してＴＯＣを測定する手法について、以下に説明する。
被測定水（測定対象物質である有機物を含有する超純水）に紫外線を照射することによれば、その紫外線の作用によって有機物が分解して二酸化炭素が生成され、その二酸化炭素が水に溶解することによって炭酸イオンが生成されることから、被測定水の導電率が変化する。すなわち、被測定水中においては、紫外線照射により、導電性物質生成反応が生じて導電性物質である炭酸イオンが生成されることによって導電率が増加する。そのため、導電率測定手段を用いて、紫外線照射による被測定水の導電率の変化量を測定することにより、その変化量の値（測定値）に基づいてＴＯＣを検出することができる。ここに、液体の導電率を測定するための手法としては、例えば交流二電極法および電磁誘導法などが挙げられる。
【０００３】
特許文献１には、被測定水における紫外線照射による導電率の変化を利用してＴＯＣを測定する手法を実施するための装置として、低圧水銀ランプ（紫外線光源）と、一対の電極体よりなる導電率測定用電極（導電率測定手段）とを備えた全有機炭素測定装置（ＴＯＣ測定装置）が開示されている。このＴＯＣ測定装置は、交流二電極法によって導電率を測定する構成のものである。
具体的に、特許文献１に係るＴＯＣ測定装置は、円柱状の低圧水銀ランプと、この低圧水銀ランプに対向し、当該低圧水銀ランプのランプ軸に沿って並設された直円管状のセルと、当該セルの一端側に形成された入口管と、当該セルの他端側に形成された出口管とを備え、このセルの内部に、当該セルの中心軸（管軸）に沿って互いに離間して対向配置された一対の電極体が設けられたものである。一対の電極体は、円棒状のものであり、セルの中心軸の近傍位置に配置され、当該セルの中心軸に関して線対称とされている。
このＴＯＣ測定装置においては、入口管から供給されてセルの内部を出口管に向かって流通する被測定水に対して低圧水銀ランプからの光（紫外線）が照射される。そして、紫外線が照射されることによって生じる被測定水の導電率の変化量が一対の電極体によって測定され、その測定値（変化量の値）に基づいて、ＴＯＣが検出される。
【０００４】
このようなＴＯＣ測定装置においては、紫外線光源からの光が水に吸収されやすい波長域の紫外線を含む場合は、紫外線光源を点灯し、被測定水に紫外線を照射してから導電率測定手段によって安定的に導電率を測定することができるようになるまでには、長時間を要する、という問題がある。すなわち、被測定水の紫外線照射による導電率の変化量を測定するためには長時間を要してしまう。このような問題を解決するために、セルにおける被測定水の流速を早くした場合には、紫外線光源からの紫外線の作用による有機物の分解が不十分となることから、正確なＴＯＣを得ることができない。具体的には、ＴＯＣ測定装置によって測定されるＴＯＣは、実際のＴＯＣに比して小さい値となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平９−５１０７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、本発明の発明者らが、被測定水に紫外線を照射することによって生じる導電率の変化量に基づいて測定対象物質の濃度を測定する測定装置について鋭意検討を重ねた結果、見出されたものであって、その目的は、長時間を要することなく、高い信頼性で測定対象物質の濃度を測定することのできる測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の測定装置は、被測定水を収容する、紫外線透過部を有する被測定水収容容器と、当該被測定水収容容器に収容された被測定水に対して当該紫外線透過部を介して紫外線を照射する紫外線光源と、当該被測定水収容容器内において互いに離間して対向配置された一対の電極体よりなる導電率測定用電極とを備えており、
前記被測定水収容容器内の被測定水中における、紫外線による導電性物質生成反応により増加する導電率の変化量に基づいて、測定対象物質の濃度を検出する測定装置であって、
前記導電率測定用電極を構成する前記一対の電極体は、当該一対の電極体の間に形成される電極体間領域の周面が、前記被測定水収容容器の紫外線透過部における紫外線透過領域の内面に接触または近接する状態に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の測定装置においては、前記紫外線光源は、波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射するものであることが好ましい。
このような本発明の測定装置においては、前記紫外線光源は、キセノンエキシマランプであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の測定装置においては、導電率測定用電極を構成する一対の電極体の間に形成される電極体間領域が、被測定水収容容器の紫外線透過部における紫外線透過領域の近傍に位置している。そのため、紫外線光源からの光が水に吸収されやすい波長域の紫外線を含むものであっても、紫外線による導電性物質生成反応が電極体間領域において生じる、あるいは生成された導電性物質が直ちに電極体間領域にまで拡散されることとなる。その結果、紫外線光源を点灯し、被測定水に対する紫外線の照射を開始してから短時間のうちに導電率測定用電極によって安定的に導電率を測定する、すなわち紫外線照射による導電率の変化量を測定することができる。
従って、本発明の測定装置によれば、長時間を要することなく、高い信頼性で測定対象物質の濃度を測定することができる。
【００１０】
また、本発明の測定装置においては、紫外線光源が波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射するものであることにより、被測定水が測定対象物として難分解性物質を含有するものであっても、当該波長１７２ｎｍ以下の紫外線の作用によって難分解性物質を分解することができる。そのため、長時間を要することなく、より一層高い信頼性で測定対象物質の濃度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の測定装置の構成の一例を示す説明用斜視図である。
【図２】図１の測定装置を構成する被測定水収容容器を示す説明用斜視図である。
【図３】図２の被測定水収容容器を、当該図２におけるＡ−Ａ線において分解した状態を示す説明用分解図である。
【図４】図２の測定水収容容器の内部を、Ｚ方向に透視した説明用透視図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面を示す説明用断面図である。
【図６】本発明の測定装置の構成の他の例を示す説明用斜視図である。
【図７】本発明の測定装置の構成のさらに他の例における被測定水収容容器を示す説明用斜視図である。
【図８】図７の被測定水収容容器を、当該図７におけるＡ−Ａ線において分解した状態を示す説明用分解図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線断面を示す説明用断面図である。
【図１０】本発明の測定装置の構成のさらにまた他の例を示す説明用斜視図である。
【図１１】図１０の測定装置を構成する被測定水収容容器を示す説明用斜視図である。
【図１２】図１０の測定装置を構成する被測定水収容容器を、当該図１０におけるＡ−Ａ線において分解した状態を示す説明用分解図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線断面を示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の測定装置の構成の一例を示す説明用斜視図である。図２は、図１の測定装置を構成する被測定水収容容器を示す説明用斜視図であり、図３は、図２の被測定水収容容器を、当該図２におけるＡ−Ａ線において分解した状態を示す説明用分解図であり、図４は、図２の測定水収容容器の内部を、Ｚ方向に透視した説明用透視図である。また、図５は、図２のＢ−Ｂ線断面を示す説明用断面図である。
この測定装置１０は、被測定水収容容器１１と、この被測定水収容容器１１の内部において互いに離間して対向配置された一対の電極体１５ａ，１５ｂよりなる導電率測定用電極と、被測定水収容容器１１に対向配置された紫外線光源２０とを備えてなるものである。
そして、測定装置１０は、測定対象物質として有機物を含有する水を被測定水とするものであり、被測定水中に含まれる有機物の濃度（全有機炭素（ＴＯＣ））を測定するものである。すなわち、測定装置１０は、超純水中に含まれる有機物の濃度（ＴＯＣ）を測定するための全有機炭素測定装置（ＴＯＣ測定装置）である。
以下、図１〜図５においては、便宜上、被測定水収容容器１１における端面部１２ａ，１２ｂの長手方向を「Ｘ方向」、被測定水収容容器１１における側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの長手方向を「Ｙ方向」、端面部１２ａ，１２ｂおよび側面部１３ｃ，１３ｄの短手方向を「Ｚ方向」とする。
この図の例において、紫外線光源２０と被測定水収容容器１１とは、互いに離間して配設されている。
【００１４】
被測定水収容容器１１は、直方体状の容器本体を構成する端面部１２ａ，１２ｂおよび側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって包囲された、被測定水を収容する直方体状の内部空間（被測定水収容空間）を有するものであり、測定環境雰囲気を構成する大気（空気）中の二酸化炭素が被測定水中に取り込まれることのない構成とされている。この被測定水収容容器１１は、石英ガラスなどの紫外線透過性材料よりなるものであり、よって当該被測定水収容容器１１の全体が紫外線透過部とされている。この紫外線透過部においては、当該紫外線透過部の少なくとも一部に対して紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が直接的に照射され、当該紫外線透過部における紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が照射される部分によって紫外線透過領域Ｒが構成される。
また、被測定水収容容器１１には、側面部１３ａにおける長手方向（Ｙ方向）の一方側（端面部１２ａ側）に、被測定水供給口１７ａが形成されており、また当該側面部１３ａにおける長手方向の他方側（端面部１２ｂ側）には、被測定水排出口１７ｂが形成されている。そして、被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂは、側面部１３ａの短手方向（Ｘ方向）の中央部において、当該側面部１３ａの長手方向（Ｙ方向）に並設されている。
この図の例において、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）においては、被測定水供給口１７ａから供給された被測定水が被測定水排出口１７ｂに向かって当該被測定水収容容器１１の長手方向（Ｙ方向）に流通する。
また、紫外線光源２０は、側面部１３ｂに対向し、当該側面部１３ｂの長手方向（Ｙ方向）に伸びるように配設されている。すなわち、紫外線光源２０は、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）における被測定水の流通方向に沿うように配置されている。そして、側面部１３ｂには、当該側面部１３ｂの短手方向（Ｘ方向）の中央部に、側面部１３ｂの長手方向（Ｙ方向）に伸びるように紫外線透過領域Ｒが形成されている。
図２および図３には、被測定水の流通方向が矢印（二点鎖線矢印）によって示されている。
図１および図５には、紫外線透過領域Ｒが斜線（実線斜線）によって示されている。
【００１５】
被測定水収容容器１１において、紫外線透過部（紫外線透過領域Ｒ）は、紫外線の減衰を抑制する観点から、薄肉であることが好ましい。紫外線透過部における紫外線透過領域Ｒの厚みは、当該紫外線透過部（紫外線透過領域Ｒ）の材質に応じて定められるが、０．１〜１．０ｍｍであることが好ましい。
また、被測定水収容容器１１は、図１〜図３および図５に示されているように、扁平状容器であって、紫外線光源２０からの光Ｌの入射方向の寸法（Ｚ方向の寸法）が小さいことが好ましい。
この図の例において、被測定水収容容器１１は、容器本体内寸（被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂを除く被測定水収容容器１１の容器内寸）が、Ｘ方向寸法１０ｍｍ、Ｙ方向寸法３０ｍｍおよびＺ方向寸法５ｍｍであり、容器肉厚（端面部１２ａ，１２ｂおよび側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの肉厚）が１ｍｍのものである。
【００１６】
導電率測定用電極を構成する一対の電極体１５ａ，１５ｂは、各々、被測定水収容容器１１（具体的には、側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）に沿って伸びるように配設されている。この一対の電極体１５ａ，１５ｂは、各々、被測定水収容容器１１の長手方向（Ｙ方向）の寸法よりも長尺な電極体用板部材１９によって構成されている。電極体用板部材１９は、例えば白金などの金属よりなり、電極体１５ａ，１５ｂを構成する一端側部分が被測定水収容容器１１（容器本体）の内部に位置し、他端側部分が端面部１２ａから外方に突出して配設されている。電極体用板部材１９において、他端側部分は、外部リードを構成している。
この図の例において、被測定水収容容器１１には、端面部１２ａに、当該端面部１２ａの短手方向（Ｚ方向）に伸びる２つの矩形状開口部１４が、当該端面部１２ａの長手方向（Ｘ方向）に並列して形成されており、また、端面部１２ｂの内面には、２つの矩形状開口部１４の各々に対向するように、当該端面部１２ｂの短手方向（Ｚ方向）に伸びる２つの凹部１６が形成されている。ここに、矩形状開口部１４の寸法は、Ｘ方向寸法２ｍｍ、Ｚ方向寸法５ｍｍである。そして、電極体用板部材１９は、他端部が凹部１６に挿設され、一端側部分が矩形状開口部１４を介して被測定水収容容器１１の外方に突出した状態で当該凹部１６および当該矩形状開口部１４に充填された密封材よりなる密封材層１８によって支持されている。ここに、電極体用板部材１９は、密封材層１８が形成された矩形状開口部１４の中央部を挿通している。密封材層１８を構成する密封材は、耐紫外線性を有しており、ＴＯＣの増加を招く有機物の溶出がないものまたは少ないものであることが好ましい。
【００１７】
そして、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、当該一対の電極体１５ａ，１５ｂの間に形成される電極体間領域Ｓの周面が、紫外線透過部における紫外線透過領域Ｒの内面に接触または近接する状態に設けられる。
具体的に説明すると、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、側面部１３ｂの内面の面方向（具体的には、Ｘ方向）に紫外線透過領域Ｒを介するように並列し、当該内面に接触または近接して設けられる。一対の電極体１５ａ，１５ｂがこのように配設されることにより、電極体間領域Ｓの周面、具体的には一対の電極体１５ａ，１５ｂの各々における最も紫外線透過領域Ｒ側（側面部１３ｂ側）に位置する部分を含む仮想平面（以下、「電極体間仮想平面」ともいう。）が、紫外線透過領域Ｒの内面に接触または近接する状態とされる。
この図の例において、一対の電極体１５ａ，１５ｂを構成する電極体用板部材１９は、同一の形状寸法を有している。電極体用板部材１９（電極体１５ａ，１５ｂ）は、矩形平板状であって、側面部１３ａと側面部１３ｂとの離間距離より僅かに小さい幅（Ｚ方向寸法）を有している。具体的に、一対の電極体１５ａ，１５ｂの寸法は、厚み（Ｘ方向寸法）１．０ｍｍ、長さ（Ｙ方向寸法）３０．０ｍｍ、幅（Ｚ方向寸法）２．０ｍｍである。そして、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、側面部１３ｂの近傍位置において、側面部１３ａ，１３ｂに垂直かつ側面部１３ｃ，１３ｄに平行に配置されている。つまり、各電極体１５ａ，１５ｂにおける一方（図５における下方）の側面を含む電極体間仮想平面は、側面部１３ｂに平行、かつ、当該側面部１３ｂの内面に近接した状態である。このようにして、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、電極体間領域Ｓの周面が紫外線被照射領域Ｒの内面に近接する状態とされており、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）における被測定水の流通方向に沿って互いに平行に伸びるように設けられている。この一対の電極体１５ａ，１５ｂの電極体間距離は１．０ｍｍである。
図５には、紫外線透過領域Ｒが実線斜線によって示されていると共に、電極体間領域Ｓが一点鎖線斜線によって示されている。
【００１８】
図５に示されているように、電極体間領域Ｓの周面が紫外線透過領域Ｒの内面に近接した状態である場合において、電極体間領域Ｓと紫外線照射領域Ｒの内面との離間距離ｄは、紫外線光源２０からの光Ｌにおける紫外線の波長に応じて適宜に定められる。
具体的には、紫外線光源２０からの光Ｌが波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む場合には、離間距離ｄは、１．５ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。
また、紫外線光源２０からの光Ｌが波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含まない場合には、離間距離ｄは、２．０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下である。
この図の例において、離間距離ｄは、１．５ｍｍである。
【００１９】
紫外線光源２０は、波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射するものであることが好ましい。
紫外線光源２０が波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射するものであることにより、その波長１７２ｎｍ以下の紫外線が高いエネルギーを有するものであって難分解性物質（具体的には、例えば尿素）を分解することのできるものであることから、より一層高い信頼性で測定対象物質の濃度（具体的には、ＴＯＣ）を測定することができる。
【００２０】
波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射する紫外線光源２０の好ましい具体例としては、キセノンエキシマランプが挙げられる。ここに、キセノンエキシマランプとは、ピーク波長が１７２ｎｍである紫外線放射ランプである。
この図の例において、紫外線光源２０としては、直円柱状のキセノンエキシマランプが用いられている。
【００２１】
また、紫外線光源２０としては、紫外線を放射するものであれば種々のものを用いることができ、例えば、低圧水銀ランプなどの、波長１７２ｎｍ以下の紫外線を放射しないものを用いることもできる。
【００２２】
この測定装置１０において、紫外線光源２０の点灯条件、具体的には紫外線透過領域Ｒにおける紫外線強度は、少なくとも被測定水収容空間において導電性物質生成反応を生じさせることができればよく、紫外線光源２０の種類および被測定水の種類などに応じ、紫外線透過部（紫外線透過領域Ｒ）の材質および厚みなどを考慮して適宜に設定される。また、紫外線透過領域Ｒにおける紫外線強度分布は、一様でなくてもよい。
また、測定装置１０における、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）における被測定水の流速、紫外線透過領域Ｒの大きさ、被測定水の温度およびその他の条件は、被測定水の種類（測定対象物質（有機物）の種類）、紫外線光源２０の種類、被測定水収容容器１１の形状寸法、並びに、一対の電極体１５ａ，１５ｂの形状寸法、材質および配置位置などに応じて適宜に設定される。
この図の例において、紫外線光源２０（キセノンエキシマランプ）は、紫外線透過領域Ｒにおける照度が６．４５ｍＷ／ｃｍ2 となる条件で点灯される。
【００２３】
また、測定装置１０においては、紫外線光源２０と被測定水収容容器１１との間（具体的には、紫外線光源２０と紫外線透過領域Ｒとの間）の空間を、窒素ガスなどの不活性ガスでパージするパージ手段（図示省略）が設けられていることが好ましい。
紫外線光源２０と被測定水収容容器１１との間の空間が不活性ガスでパージされていることによれば、大気中に存在する紫外線吸収ガス（例えば、酸素）に紫外線（真空紫外線）が吸収されることに起因して、紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が紫外線透過領域Ｒに到達するまでに減衰することを抑制できる。
【００２４】
この測定装置１０においては、測定動作中（具体的には、ＴＯＣ測定動作中）には、先ず、所定温度（例えば、２５℃）の被測定水が、被測定水供給口１７ａを介して被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）に供給され、当該内部に被測定水が満たされた状態とされる。次いで、被測定水収容容器１１に収容された被測定水、具体的には、被測定水収容容器１１の内部を被測定水排出口１７ｂに向かって流通した状態の被測定水または滞留した状態の被測定水に対して、紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が紫外線透過部（紫外線透過領域Ｒ）を介して照射される。この被測定水に対する紫外線照射は、必ずしも測定動作が終了するまでの間に連続して行うことが必要ではなく、紫外線光源２０は、点灯されてから所定時間経過後に消灯されてもよい。而して、紫外線光源２０は、導電率測定用電極（一対の電極体１５ａ，１５ｂ）による導電率の測定が開始される前に消灯した状態とされていることが好ましい。導電率の測定中に紫外線光源２０が点灯した状態とされている場合には、導電率の測定に際して、紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が電極体１５ａ，１５ｂに照射されることによって生じる光電効果を考慮する必要がある。
【００２５】
このようにして、紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が照射された被測定水においては、紫外線の作用によって有機物が分解して二酸化炭素が生成され、その二酸化炭素が水に溶解することによって炭酸イオンが生成されることから、被測定水の導電率が変化する。すなわち、被測定水においては、紫外線照射により、導電性物質生成反応が生じて導電性物質である炭酸イオンが生成されることによって導電率が増加する。そして、その被測定水における導電率の変化量が導電率測定用電極（一対の電極体１５ａ，１５ｂ）によって測定され、その導電率の変化量の測定値に基づいて、測定対象物質である有機物の濃度（ＴＯＣ）が検出される。
ここに、被測定水に対する紫外線照射を、測定動作が終了するまでの間に連続して行う場合には、導電率の測定（具体的には、測定される電流値に基づく導電率の算出）に際しては、紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が電極体１５ａ，１５ｂに照射されることによって生じる光電効果を考慮する必要がある。また、被測定水供給口１７ａを介して供給される被測定水の温度によっては、温度補償を行う必要がある。
【００２６】
而して、測定装置１０においては、一対の電極体１５ａ，１５ｂの間に形成される電極体間領域Ｓの周面が、被測定水収容容器１１における紫外線透過領域Ｒの内面に近接した状態とされている。そのため、紫外線光源２０からの光Ｌにおける紫外線が水に吸収されやすい波長域の紫外線（具体的には、波長１９０ｎｍ以下の紫外線）を含むものであるために、紫外線による導電性物質生成反応が主として被測定水収容容器１１における紫外線透過領域Ｒの近傍位置にて生じる場合であっても、その導電性物質生成反応が電極体間領域Ｓにおいて生じて炭酸イオン（導電性物質）が生成されることとなる。また、紫外線透過領域Ｒと電極体間領域Ｓとの間において生じた炭酸イオン（導電性物質）が直ちに電極体間領域Ｓまで拡散されることなる。その結果、被測定水に対する紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）の照射を開始してから短時間のうちに導電率測定用電極によって安定的に導電率を測定する、すなわち紫外線照射による導電率の変化量を測定することができるようになる。
従って、測定装置１０によれば、長時間を要することなく、高い信頼性でＴＯＣを測定することができる。
【００２７】
また、測定装置１０において、紫外線光源２０からの光Ｌ（紫外線）が被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）を流通した状態の被測定水に照射される場合には、導電性物質生成反応が生じる紫外線透過領域Ｒの近傍位置、すなわち側面部１３ｂの内面の近傍位置における被測定水の流速が、被測定水収容容器１１の中央位置における流速に比して小さいことから、紫外線による有機物の分解が十分に行われる。そのため、被測定水が被測定水収容容器１１の内部を流通した状態である場合においても、正確なＴＯＣを検出することができる。
すなわち、測定装置１０においては、被測定水が流通した状態で測定が行われる場合であっても、被測定水が滞留した状態で測定が行われる場合であっても、同様に正確なＴＯＣを検出することができる。ここに、「被測定水が滞留した状態」とは、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）に被測定水が充填はされているが、被測定水供給口１７ａから新たな被測定水が供給されず、被測定水収容容器１１の内部において被測定水の流速がない状態である。
【００２８】
また、測定装置１０においては、紫外線光源２０として、波長１７２ｎｍ以下の紫外線を含む光を放射するものを用いることにより、被測定水が測定対象物質として難分解性物質を含有するものであっても、長時間を要することなく、より一層高い信頼性でＴＯＣを測定することができる。
その理由について詳細に説明する。
紫外線光源２０として、エキシマランプなどの波長１７２ｎｍ以下の高エネルギーの紫外線を放射するものを用いることによれば、低圧水銀ランプからの紫外線（具体的には、波長１８５ｎｍの紫外線および波長２５４ｎｍの紫外線）によっては分解することのできない難分解性物質を分解することができる。その一方、波長１７２ｎｍ以下の紫外線は、低圧水銀ランプからの紫外線に比して、より一層水に吸収されやすいものであることから、導電性物質生成反応は、より一層紫外線透過領域Ｒの近傍位置において生じることとなる。而して、測定装置１０においては、電極体間領域Ｓの周面が、被測定水収容容器１１における紫外線透過領域Ｒの内面に近接した状態とされており、よって電極体間領域Ｓにおいて導電性物質生成反応が生じて炭酸イオン（導電性物質）が生成される。そのため、長時間を要することなく、より一層高い信頼性でＴＯＣを測定することができる。
すなわち、特許文献１において開示されているような、円棒状の一対の電極体よりなる導電率測定用電極が直円管状のセル（被測定水収容容器）の中心軸の近傍位置に配置されてなる従来のＴＯＣ測定装置において、単に、低圧水銀ランプに代えてエキシマランプを用いた場合には、紫外線光源からの紫外線によって難分解性物質を分解することができるようになるものの、ＴＯＣの濃度を正確に測定するためには、従来のＴＯＣ測定装置に比して、極めて長い測定時間を要することとなる。よって、低圧水銀ランプに代えてエキシマランプを用いたこと以外は従来のＴＯＣ測定装置と同様の構成を有するＴＯＣ測定装置においては、従来のＴＯＣ測定装置において必要とされる測定時間と同一の測定時間によって測定を行った場合には、測定精度が小さくなってしまう。
【００２９】
以上、本発明の測定装置について具体的に説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明の測定装置は、被測定水収容容器と紫外線光源と導電率測定用電極とを備え、当該導電率測定用電極を構成する一対の電極体の間に形成される電極体間領域の周面が紫外線透過領域の内面に接触または近接する状態に設けられていればよく、被測定水収容容器の構成、紫外線光源の構成、および導電率測定用電極（一対の電極体）の構成などは、特に限定されるものではない。
具体的には、例えば、図１〜図５に係る測定装置においては、紫外線透過領域Ｒは、側面部１３ａに形成されていてもよく、紫外線透過部の全部（被測定水収容容器１１の容器本体の全体）によって構成されていてもよい。また、被測定水収容容器１１の容器本体の全体が紫外線透過部とされていなくてもよい。また、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、電極体間仮想平面が紫外線透過領域Ｒに平行な状態となるように配置されていなくてもよく、互いに平行に配置されていなくてもよく、また互いに異なる形状寸法を有するものであってもよい。また、紫外線光源２０は、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）における被測定水の流通方向に伸びるように配設されていなくてもよく、例えば被測定水収容容器１１の内部における被測定水の流通方向に直交する方向に伸びるように配設されていてもよい。また、被測定水収容容器の内部には温度測定手段が設けられていてもよい。このように温度測定手段が設けられている場合には、当該温度測定手段によって測定される被測定水の温度に応じ、導電率の測定（具体的には、測定される電流値に基づく導電率の算出）に際して、温度補償を行なうことができる。
【００３０】
また、本発明の測定装置は、図６に示すように、紫外線光源２０が、直矩形柱状のものであってもよい。この図６に係る測定装置は、紫外線光源２０の形状が異なること以外は、図１〜図５に係る測定装置１０と同様の構成を有するものである。
【００３１】
また、本発明の測定装置は、図７〜図９に示すように、一対の電極体１５ａ，１５ｂが、円棒状のもの、すなわち一対の電極体１５ａ，１５ｂが、円棒状の電極体用棒部材２６によって構成されていてもよい。この図７〜図９に係る測定装置は、一対の電極体１５ａ，１５ｂの形状が異なること、すなわち電極体用板部材１９に代えて電極体用棒部材２６が用いられていること以外は、図１〜図５に係る測定装置１０と同様の構成を有するものである。ここに、一対の電極体１５ａ，１５ｂの間に形成される電極体間領域Ｓは、一対の電極体１５ａ，１５ｂが円棒状などの湾曲面を有する形状である場合においても、一対の電極体１５ａ，１５ｂが矩形平板状である場合（図５参照）と同様に、互いに対向する部分の間に形成される空間によって構成される。
この図の例において、被測定水収容容器１１は、石英ガラスよりなり、容器本体内寸（被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂを除く被測定水収容容器１１の容器内寸）が、Ｘ方向寸法１０ｍｍ、Ｙ方向寸法３０ｍｍおよびＺ方向寸法５ｍｍであり、容器肉厚（端面部１２ａ，１２ｂ、および側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの肉厚）が１ｍｍのものである。また、被測定水収容容器１１の端面部１２ａに形成された２つの矩形状開口部１４の寸法は、Ｘ方向寸法２ｍｍ、Ｚ方向寸法５ｍｍである。
また、一対の電極体１５ａ，１５ｂを構成する電極体用棒部材２６は、白金よりなり、互いに同一の形状寸法を有しており、密封材層１８が形成された矩形状開口部１４の中央部を挿通している。この一対の電極体１５ａ，１５ｂは、側面部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに沿って平行に伸びるように配置されている。そして、一対の電極体１５ａ，１５ｂの各々の周面における最も紫外線透過領域Ｒ側（側面部１３ｂ側）に位置する部分を含む電極体間仮想平面が、紫外線透過領域Ｒの内面に近接する状態とされている。つまり、各電極体１５ａ，１５ｂの周面における最も側面部１３ｂに近接する、当該電極体１５ａ，１５ｂの長さ方向に伸びる線状部分を含む電極体間仮想平面は、側面部１３ｂに平行、かつ、当該側面部１３ｂの内面に近接した状態である。このようにして、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、電極体間領域Ｓの周面が紫外線被照射領域Ｒの内面に近接する状態とされており、被測定水収容容器１１の内部（被測定水収容空間）における被測定水の流通方向に沿って互いに平行に伸びるように設けられている。この一対の電極体１５ａ，１５ｂの寸法は、直径０．７５ｍｍ、Ｙ方向寸法（長さ）３０ｍｍである。また、一対の電極体１５ａ，１５ｂの電極体間距離は１ｍｍである。
また、離間距離ｄは、１．５ｍｍである。
また、紫外線光源は、紫外線透過領域Ｒにおける照度が６．４５ｍＷ／ｃｍ2 となる条件で点灯される。
図９には、紫外線透過領域Ｒが実線斜線によって示されていると共に、電極体間領域Ｓが一点鎖線斜線によって示されている。
【００３２】
また、本発明の測定装置は、図１０〜図１３に示すように、被測定水収容容器１１（容器本体）が、直円柱状のものであってもよい。この図１０〜図１３に係る測定装置は、被測定水収容容器１１（容器本体）の形状が異なること以外は、図１〜図５に係る測定装置１０と同様の構成を有するものである。
以下、図１０〜図１３においては、便宜上、一対の電極体１５ａ，１５ｂ（電極体用板部材１９）の並列方向を「Ｘ方向」、被測定水収容容器１１における側面部３３の長さ方向を「Ｙ方向」、電極体間仮想平面に垂直な方向を「Ｚ方向」とする。
この図１０〜図１３に係る測定装置において、被測定水収容容器１１は、容器本体の形状が直円柱状であること以外は、図１〜図５に係る測定装置１０と同様の構成を有するものである。この被測定水収容容器１１は、円柱状の容器本体を構成する端面部３２ａ，３２ｂおよび側面部３３によって包囲された円柱状の内部空間（被測定水収容空間）を有しており、被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂが、被測定水供給口１７ａが端面部３２ａ側に位置し、被測定水排出口１７ｂが端面部３２ｂに位置するようにしてＹ方向に並設されている。
そして、被測定水収容容器１１と紫外線光源２０とは、当該紫外線光源２０と被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂとが被測定水収容空間を介してＺ方向に対向するように配設されている。すなわち、被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂは、紫外線透過領域Ｒに対向した状態とされている。
また、一対の電極体１５ａ，１５ｂは、各電極体１５ａ，１５ｂにおける一方（図１３における下方）の側面を含む電極体間仮想平面が紫外線透過領域Ｒの内面に近接した状態でＸ方向およびＺ方向に平行に並列し、被測定水収容容器１１の側面部３３に沿って伸びるように配置されている。
この図の例において、被測定水収容容器１１は、石英ガラスよりなり、容器本体内寸（被測定水供給口１７ａおよび被測定水排出口１７ｂを除く被測定水収容容器１１の容器内寸）が、直径１０ｍｍおよび長さ（Ｙ方向寸法）３０ｍｍであり、容器肉厚（端面部３２ａ，３２ｂおよび側面部３３の肉厚）が１ｍｍのものである。また、被測定水収容容器１１の端面部３２ａに形成された２つの矩形状開口部１４の寸法は、Ｘ方向寸法２ｍｍ、Ｚ方向寸法５ｍｍである。
また、一対の電極体１５ａ，１５ｂを構成する電極体用板部材１９は、白金よりなり、同一の形状寸法を有しており、密封材層１８が形成された矩形状開口部１４の中央部を挿通している。この一対の電極体１５ａ，１５ｂの寸法は、厚み（Ｘ方向寸法）１ｍｍ、長さ（Ｙ方向寸法）３０ｍｍおよび幅（Ｚ方向寸法）２ｍｍである。また、一対の電極体１５ａ，１５ｂの電極体間距離は１ｍｍである。
また、離間距離ｄは、１．５ｍｍである。
紫外線光源２０は、紫外線透過領域Ｒにおける照度が６．４５ｍＷ／ｃｍ2 となる条件で点灯される。
図１０および図１３には、紫外線透過領域Ｒが実線斜線によって示されており、また、図１３には、電極体間領域Ｓが一点鎖線斜線によって示されている。
【００３３】
また、本発明の測定装置は、利用用途が全有機炭素測定装置に限定されるものではない。すなわち、本発明の測定装置において、測定対象物質は、有機物に限定されるものではなく、紫外線が照射されることによって導電性物質生成反応を生じるものであればよい。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の測定装置の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
〔実施例１〕
図７〜図９の構成に従って測定装置（以下、「測定装置（１）」ともいう。）を作製した。
作製した測定装置（１）は、以下の仕様を有するものである。
【００３６】
（被測定水収容容器）
材質：合成石英ガラス（信越石英製 Ｓｕｐｒａｓｉｌ  Ｆ３１０）
容器本体内寸（但し、被測定水供給口および被測定水排出口を除く被測定水収容容器の容器内寸）：Ｘ方向寸法；１０ｍｍ，Ｙ方向寸法；３０ｍｍ，Ｚ方向寸法；５ｍｍ
容器肉厚：１ｍｍ
矩形状開口部寸法：Ｘ方向寸法；２ｍｍ，Ｚ方向寸法；５ｍｍ
（導電率測定用電極）
電極体の材質：白金
電極体の寸法：直径０．７５ｍｍ，Ｙ方向寸法（長さ）；容器内寸におけるＹ方向寸法に同じ（３０ｍｍ）
一対の電極体の電極体間距離：１ｍｍ
電極体間領域の周面と紫外線照射領域の内面との離間距離ｄ：１．５ｍｍ
（紫外線光源）
種類：キセノンエキシマランプ
エキシマランプの封入ガス：キセノン：ネオン＝３：７
エキシマランプに係る封入圧：３５０ｔｏｒｒ
エキシマランプの消費電力：８Ｗ
エキシマランプの発光長：５５ｍｍ
紫外線光源と紫外線照射領域との離間距離：０．５ｍｍ
【００３７】
一方、被測定水として、導電率が０．１０μＳ／ｃｍの超純水にスクロース（和光純薬工業製  試薬特級）を溶解することにより、ＴＯＣ値が０．５ｐｐｍであって導電率が０．１０μＳ／ｃｍの測定用サンプル水を用意した。
この被測定水のＴＯＣ値は、（株）島津製作所製のＴＯＣ計（型式：ＴＯＣ−Ｌ）によって測定することによって確認した。
【００３８】
作製した測定装置（１）において、被測定水供給口を介して被測定水収容容器の内部（被測定水収容空間）に、用意した測定用サンプル水（被測定水）を供給し、当該被測定水収容容器の内部（被測定水収容空間）を測定用サンプル水で満たした。次いで、紫外線光源を、紫外線透過部（紫外線透過領域Ｒ）における照度が６．４５ｍＷ／ｃｍ2 となる条件によって点灯し、被測定水収容容器の内部の測定用サンプル水に対して、紫外線光源からの光（紫外線）を照射した。その後、紫外線光源を消灯し、導電率測定用電極を構成する一対の電極体間に、印加電圧０．５Ｖｒｍｓ、周波数１．０ｋＨｚの正弦波を印加し、この一対の電極体間を流れる電流の電流値を経時的に測定した。そして、得られた電流値に基づいて測定サンプル水の導電率を算出した。すなわち、被測定水収容容器の内部の測定用サンプル水の導電率を交流二電極法によって測定した。
この測定装置（１）において、紫外線光源を消灯してから安定的に導電率を測定することができるようになるまでに要する時間、すなわち一定の導電率を測定することができるようになるまでに要する時間を確認したところ、その時間は、後述する比較例１に係る測定装置に比して短くなり、具体的には１／５０倍の時間であった。すなわち、測定装置（１）によれば、比較例１に係る測定装置に比して、５０倍早く紫外線照射による導電率の変化量を測定することができた。
【００３９】
〔比較例１〕
実施例１に係る測定装置（１）において、電極体間領域の周面と紫外線照射領域の内面との離間距離が２．０ｍｍであること以外は、当該測定装置（１）と同様の構成を有する測定装置（以下、「比較用測定装置（１）」ともいう。）を作製した。
作製した比較用測定装置（１）において、実施例１と同様にして、ＴＯＣ値が０．５ｐｐｍであって導電率が０．１０μＳ／ｃｍの測定用サンプル水の導電率を安定的に測定することができるようになるまでに要する時間を確認した。その結果、比較用測定装置（１）においては、前述したように、実施例１に係る測定装置（１）に比して、安定的に導電率を測定することができるようになるまでに要する時間が５０倍も長くなった。
【００４０】
〔実施例２〕
実施例１に係る測定装置（１）において、紫外線光源として低圧水銀ランプを用いたこと以外は、当該測定装置（１）と同様の構成を有する測定装置（以下、「測定装置（２）」ともいう。）を作製した。
作製した測定装置（２）において、実施例１と同様にして、ＴＯＣ値が０．５ｐｐｍであって導電率が０．１０μＳ／ｃｍの測定用サンプル水の導電率を安定的に測定することができるようになるまでに要する時間を確認した。その結果、測定装置（２）においては、安定的に導電率を測定することができるようになるまでに要する時間が、後述する実施例３に係る測定装置と略同等であった。
【００４１】
〔実施例３〕
実施例２に係る測定装置（２）において、電極体間領域と周面と紫外線照射領域の内面との離間距離が２．０ｍｍであること以外は、当該測定装置（２）と同様の構成を有する測定装置（以下、「測定装置（３）」ともいう。）を作製した。
作製した測定装置（３）において、実施例１と同様にして、ＴＯＣ値が０．５ｐｐｍであって導電率が０．１０μＳ／ｃｍの測定用サンプル水の導電率を安定的に測定することができるようになるまでに要する時間を確認した。その結果、測定装置（３）においては、前述したように、安定的に導電率を測定することができるようになるまでに要する時間が、実施例２に係る測定装置（２）と略同等であった。
【符号の説明】
【００４２】
１０    測定装置
１１    被測定水収容容器
１２ａ，１２ｂ    端面部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ    側面部
１４    矩形状開口部
１５ａ，１５ｂ    電極体
１６    凹部
１７ａ    被測定水供給口
１７ｂ    被測定水排出口
１８    密封材層
１９    電極体用板部材
２０    紫外線光源
２６    電極体用棒部材
３２ａ，３２ｂ    端面部
３３    側面部
Ｒ    紫外線透過領域
Ｓ    電極体間領域
【図１】
2018132401.tif 000003
【図２】
2018132401.tif 000004
【図３】
2018132401.tif 000005
【図４】
2018132401.tif 000006
【図５】
2018132401.tif 000007
【図６】
2018132401.tif 000008
【図７】
2018132401.tif 000009
【図８】
2018132401.tif 000010
【図９】
2018132401.tif 000011
【図１０】
2018132401.tif 000012
【図１１】
2018132401.tif 000013
【図１２】
2018132401.tif 000014
【図１３】
2018132401.tif 000015