(57)【要約】【課題】容易な構造で濁度成分を含む試料液中の有機物濃度を正確に測定することができるとともに、洗浄用部材の交換頻度や洗剤の消費量を抑えることができる試料液中の紫外線吸光度計測器を提供する。【解決手段】紫外線吸光度計測器は、紫外線吸光度から可視光吸光度を差し引くことにより、試料液中の有機汚濁物質濃度を算出する演算部３４を備え、光源部３６の内部に収容された紫外線光源１０は、可視光光源１２と可視光受光素子３０とにより形成される光路上に配置されている。【選択図】図１
2011158355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線光源と、
該紫外線光源からの光を試料液を介して受光して光電変換する紫外線受光素子と、
可視光光源と、
該可視光光源からの光を試料液を介して受光して光電変換する可視光受光素子と、
前記紫外線受光素子の光電変換による電気信号をもとに求めた紫外線吸光度から、前記可視光受光素子の光電変換による電気信号をもとに求めた可視光吸光度を差し引くことにより、試料液中の有機汚濁物質濃度を算出する演算部と、を備えた紫外線吸光度計測器であって、
前記紫外線光源は、前記可視光光源と前記可視光受光素子とにより形成される光路上に配置されることを特徴とする紫外線吸光度計測器。
【請求項２】
前記紫外線光源と前記可視光光源との間に、紫外線吸収部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の紫外線吸光度計測器。
【請求項３】
前記紫外線光源は、低圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線吸光度計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料液中の有機汚濁物質濃度を測定する紫外線吸光度計測器に関し、さらに詳述すると、試料液の見かけ上の紫外線吸光度から可視光吸光度を差し引くことにより、濁度成分等による影響を排除する方式の試料液中の紫外線吸光度計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多くの有機物が紫外線（ＵＶ）を吸収することを利用して、試料液に光源ランプである低圧水銀ランプが発生する２５４ｎｍ付近の波長の光を照射し、その吸光度を求めて試料液中の有機汚濁物質濃度を算出する紫外線吸光度計測器（ＵＶ計測器）が使用されている。
【０００３】
上述した紫外線吸光度計測器では、試料液が濁度成分等を含む場合は、紫外線が濁度成分等によって散乱して透過光が減少するため、見かけ上の吸光度が大きくなる。そのため、光源ランプの可視光の吸光度を測定して、見かけ上の紫外線吸光度（ＵＶ吸光度）から可視光吸光度（ＶＩＳ吸光度）を差し引くことによって、濁度成分等による影響を排除（補正）する方式を採用している。そのような方式を採用する紫外線吸光度計測器の構成としては、例えば、図２に示すものや、図３に示すものが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
また、試料液の性状を光学的に測定する装置では、光路上に位置するセル窓の汚れは、その測定精度を低下させる大きな要因となる。そのため、セル窓洗浄機構を備えた測定セルが提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８５７０８号公報
【特許文献２】特開昭５５−１６６０２９号公報
【特許文献３】実開平６−４３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２の紫外線吸光度計測器は、光源１１０として低圧水銀ランプを用い、試料液が導入された測定セル１１４を通った光のうち、ハーフミラー１１８によって直角に曲げられた光１３８は、光軸に対して直角に配置された紫外線パスフィルタ１２４に入って波長選択され、紫外線受光素子1２６によって電気信号ＶＵＶになる。一方、ハーフミラー１１８を通った光１４０は、可視光パスフィルタ１２８によって波長選択され、可視光受光素子１３０によって電気信号ＶＶＩＳになる。測定セル１１４を通らずに紫外・可視光受光素子１３２に入った光１４２は、電気信号ＶＲＥＦになる。
【０００７】
制御演算部１３４では、ＶＵＶとＶＲＥＦからＵＶ吸光度ＡｍＵＶ（ＡｍＵＶ＝ｌｏｇＶＲＥＦ／ＶＵＶ）を求め、ＶＶＩＳとＶＲＥＦからＶＩＳ吸光度ＡｍＶＩＳ（ＡｍＶＩＳ＝ｌｏｇＶＲＥＦ／ＶＶＩＳ）を求める。ＡｍＵＶは見かけ上の吸光度であり、濁度成分等による吸光度を含んでいる。そこで、予め求めた係数αをＶＩＳ吸光度ＡｍＶＩＳに乗算し、その値をＵＶ吸光度ＡｍＵＶから減算することにより、補正されたＵＶ吸光度、すなわち有機汚濁物質による吸光度ＡａＵＶ（ＡａＵＶ＝ＡｍＵＶ−α・ＡｍＶＩＳ）を求める。
【０００８】
紫外線吸光度の測定波長としては２５４ｎｍが選択され、可視光吸光度の測定波長としては、低圧水銀ランプから取り出しやすい３６５ｎｍ、４０２ｎｍ、５４５ｎｍ等の波長が選択されている。
【０００９】
しかしながら、ＪＩＳＫ０１０１においては、透過光濁度は波長６６０ｎｍ付近の透過光の強度を測定することとされている。また、測定対象の試料液の特性に応じた波長を選択して可視光吸光度を測定することにより、より適切な補正ができる場合がある。比較的安価で２５４ｎｍ付近に高いピークを持つ低圧水銀ランプには、可視領域の波長の光を放出するものもあるが、測定に十分な強度が得られる波長範囲は限定的であり、所望の波長を選択し難いという問題があった。
【００１０】
一方、図３のような構成の紫外線吸光度計測器では、水銀ランプとは別に所望の波長を放出する光源を用いることができるが、各々の光源が互いに干渉しないように配置する必要がある。そのため、洗浄が必要なセル窓の範囲が広くなり、洗浄機構が大型化したり、洗浄用部材（ワイパー用のゴムやスポンジ、あるいはブラシ）の交換頻度や洗剤の消費量が増加したりするという問題があった。
【００１１】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、容易な構造で濁度成分を含む試料液中の有機物濃度を正確に測定することができるとともに、洗浄用部材の交換頻度や洗剤の消費量を抑えることができる試料液中の紫外線吸光度計測器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するために、本発明は、以下の構成を採用した。
［１］紫外線光源と、該紫外線光源からの光を試料液を介して受光して光電変換する紫外線受光素子と、可視光光源と、該可視光光源からの光を試料液を介して受光して光電変換する可視光受光素子と、前記紫外線受光素子の光電変換による電気信号をもとに求めた紫外線吸光度から、前記可視光受光素子の光電変換による電気信号をもとに求めた可視光吸光度を差し引くことにより、試料液中の有機汚濁物質濃度を算出する演算部と、を備えた紫外線吸光度計測器であって、前記紫外線光源は、前記可視光光源と前記可視光受光素子とにより形成される光路上に配置されることを特徴とする紫外線吸光度計測器。
【００１３】
［２］前記紫外線光源と前記可視光光源との間に、紫外線吸収部材を備えたことを特徴とする［１］に記載の紫外線吸光度計測器。
［３］前記紫外線光源は、低圧水銀ランプであることを特徴とする［１］または［２］に記載の紫外線吸光度計測器。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、測定対象の試料液の特性に応じた所望の波長により試料液の紫外線吸光度と可視光吸光度を測定することができる。したがって、濁度成分等を含む試料液中の有機物濃度を正確に測定することができる。また、容易な構造で小型化が図れ、セル窓の洗浄範囲も最小限ですむため、洗浄用部材の交換頻度や消費量を抑えた、省コスト・省エネルギー・省メンテナンス性を実現した試料液中の紫外線吸光度計測器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る紫外線吸光度計測器の一実施形態を示す概略図である。
【図２】従来の紫外線吸光度計測器の一実施形態を示す概略図である。
【図３】従来の紫外線吸光度計測器の別の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の紫外線吸光度計測器は、紫外線光源１０と、紫外線吸収部材１１と、可視光光源１２と、レンズ１３と、測定セル１４と、セル窓１５と、ワイパー１６と、ワイパー駆動モータ１７と、ハーフミラー１８と、紫外線パスフィルタ２４と、紫外線受光素子２６と、可視光パスフィルタ２８と、可視光受光素子３０と、紫外・可視光受光素子３２と、演算部３４と、図示しない制御部、表示部および外部出力部等から概略構成されている。
また、紫外線受光素子２６、可視光受光素子３０および紫外・可視光受光素子３２は、それぞれ演算部３４と接続されている。
【００１７】
図中３５は、測定セル１４を形成するとともに、紫外線光源１０や紫外線受光素子２６等の光学部品を収容する構造体を示す。構造体３５は、測定セル１４を挟んで、後に詳述する光源部３６と受光部３７とに分かれている。
【００１８】
測定セル１４には、透明なセル窓１５が対向して設けられ、光源と受光素子とを結ぶ光路を形成することができるようになっている。すなわち、光源部３６から出射した光が、測定セル１４に導入された試料液に照射されるようになっており、さらに測定セル１４を透過した光が、受光部へ導かれるようになっている。
また、測定セル１４内には、ワイパー１６が配置されている。ワイパー１６は、ワイパー駆動モータ１７により紙面上下方向に移動するようにされており、セル窓１５に付着した汚れを擦り取ることができるようになっている。
【００１９】
光源部３６には、紫外線光源１０、紫外線吸収部材１１、可視光光源１２、レンズ１３および紫外・可視光受光素子３２が収容されている。
さらに詳述すると、光源部３６の内部には、セル窓１５から遠い順に、可視光光源１２、紫外線吸収部材１１、紫外線光源１０およびレンズ１３が略同一光軸上に並ぶように配置されている。すなわち、紫外線光源１０は、可視光光源１２と可視光受光素子３０とにより形成される光路上に配置されている。
【００２０】
したがって、紫外線光源１０は、可視光光源１２の光を遮らないようなものでなければならないが、電極部が端部に位置し、発光部が中空となっている水銀ランプを採用することができる。より好ましくは、比較的長寿命かつ安価であり、電源等の取り扱いも容易な低圧水銀ランプを採用することができる。また、低圧水銀ランプは、直管型のものやＵ字型のものが市販されているが、直管型のものが好ましい。Ｕ字型のものではガラス管の歪み等により可視光光源１２の光軸がぶれるおそれがあるからである。
【００２１】
可視光光源１２は、所望の波長の可視光を放出するものであればよく、長寿命かつ安価であり、電源等の取り扱いも容易な可視ＬＥＤを好適に採用することができる。
また、紫外線吸収部材１１は、紫外線光源１０が発する紫外線による、可視光光源１２の構成部材の劣化（特にモールド部等）を防止するためのものであり、例えば、ＵＶカットガラスを採用することができる。可視光光源１２の構成部材が紫外線による劣化のおそれが低い材質で構成されている場合には、紫外線吸収部材１１は省略することができる。
【００２２】
受光部３７には、ハーフミラー１８、紫外線パスフィルタ２４、紫外線受光素子２６、可視光パスフィルタ２８および可視光受光素子３０が収容されている。さらに詳述すると、受光部３７の内部には、セル窓１５から導かれる光の光路上にハーフミラー１８が配置されている。また、ハーフミラー１８によって光軸に対して直角に曲げられた光３８の光路上には、紫外線パスフィルタ２４および紫外線受光素子２６が配置されている。さらに、ハーフミラー１８を通った光４０の光路上には、可視光パスフィルタ２８および可視光受光素子３０が配置されている。
【００２３】
本実施形態の紫外線吸光度計測器では、紫外線光源１０から出射した光は、レンズ１３により集光され、セル窓１５を透過して測定セル１４に導入された試料液に照射される。試料液を透過した光のうち、ハーフミラー１８によって直角に曲げられた光３８は、紫外線パスフィルタ２４に入って波長選択され、紫外線受光素子２６によって光電変換され、電気信号ＶＵＶになる。一方、ハーフミラー１８を通った光４０は、可視光パスフィルタ２８によってカットされる。
【００２４】
可視光光源１２から出射した光は、紫外線吸収部材１１と紫外線光源１０を透過した後、レンズ１３により集光され、セル窓１５を透過して測定セル１４に導入された試料液に照射される。試料液を透過した光のうち、ハーフミラー１８を通った光４０は、可視光パスフィルタ２８によって波長選択され、可視光受光素子３０によって光電変換され、電気信号ＶＶＩＳになる。一方、ハーフミラー１８によって直角に曲げられた光３８は、紫外線パスフィルタ２４によりカットされる。
【００２５】
紫外線光源１０および可視光光源１２から出射した光のうち、測定セル１４を通らずに紫外・可視光受光素子３２に入った光（図示せず）は、光電変換されて電気信号ＶＲＥＦになる。
【００２６】
演算部３４では、ＶＵＶとＶＲＥＦからＵＶ吸光度ＡｍＵＶ（ＡｍＵＶ＝ｌｏｇＶＲＥＦ／ＶＵＶ）を求め、ＶＶＩＳとＶＲＥＦからＶＩＳ吸光度ＡｍＶＩＳ（ＡｍＶＩＳ＝ｌｏｇＶＲＥＦ／ＶＶＩＳ）を求める。ＡｍＵＶは見かけ上の吸光度であり、濁度成分による吸光度を含んでいる。そこで、演算部３４では、予め求めた係数αをＶＩＳ吸光度ＡｍＶＩＳに乗算し、その値をＵＶ吸光度ＡｍＵＶから減算することにより、補正されたＵＶ吸光度、すなわち有機汚濁物質による吸光度ＡａＵＶ（ＡａＵＶ＝ＡｍＵＶ−α・ＡｍＶＩＳ）を求め、表示部や外部出力部等に出力する。
【００２７】
なお、補正方法については、見かけ上の紫外線吸光度（ＵＶ吸光度）から可視光吸光度（ＶＩＳ吸光度）を差し引くことによって、濁度成分等による影響を排除（補正）する方式であればよく、上述の方法に限定されるものではない。
【００２８】
以上のように、本実施形態の紫外線吸光度計測器によれば、測定対象の試料液の特性に応じた所望の波長により試料液の紫外線吸光度と可視光吸光度を測定することができる。したがって、濁度成分等を含む試料液中の有機物濃度を正確に測定することができる。また、容易な構造で小型化が図れ、セル窓の洗浄範囲も最小限ですむため、洗浄用部材の交換頻度や消費量を抑えた、省コスト・省エネルギー・省メンテナンス性を実現することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  紫外線光源
１２  可視光光源
１４  測定セル
１５  セル窓
１８  ハーフミラー
２４  紫外線パスフィルタ
２６  紫外線受光素子
２８  可視光パスフィルタ
３０  可視光受光素子
３２  紫外・可視光受光素子
３４  演算部
３８、４０  光
【図１】
2011158355.tif 000003
【図２】
2011158355.tif 000004
【図３】
2011158355.tif 000005