(57)【要約】【課題】校正をチェックし且つインライン校正を行うことができるＡＴＲセンサー及びその校正方法を提供することを目的とする。【解決手段】測定媒体内に溶解している物質を判定するＡＴＲセンサー（３）及び当該センサーの校正を評価し且つ／又はインライン校正を行う方法。当該ＡＴＲセンサーは、ハウジング（７）とＡＴＲ本体（４）とを備えている。光源（１２）と検知器（１３）とが前記ハウジング内に配置されている。当該ＡＴＲセンサーは、当該ＡＴＲ本体（４）に平行に配置されている少なくとも１つの測定面（５）を測定媒体（２）と接触状態とさせることができ、ハウジング（７）内に配置されている校正チャンバ（９）が、少なくとも１つの側で校正面（１０）によって境界が定められていることを特徴としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴＲ本体（４）と、光源（１２）及び検知器（１３）を含んでいるハウジング（７）とを備えた、測定媒体（２）内に溶解した物質を判定するためのＡＴＲセンサーであり、
ＡＴＲ本体（４）は、測定媒体（２）と直接接触状態とすることができる測定面（５）を備え且つ当該測定面（５）と平行に配列されている校正面（１０）を備えており、当該校正面（１０）は、校正基準と接触状態とさせることができ且つ少なくとも一方の側で校正チャンバ（９）の境界を定めており、前記校正チャンバはハウジング（７）内に配置されていることを特徴とするＡＴＲセンサー。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＴＲセンサーであり、
光源（１２）によって射出された放射線は、ＡＴＲ本体（４）内へ導くことができ且つ測定面（５）及び校正面（１０）において交互に反射されて、測定媒体の吸収のみならず校正基準の吸収を含む吸収値を判定することができることを特徴とするＡＴＲセンサー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＡＴＲセンサーであり、
ＡＴＲ本体（４）が、前記測定媒体と反対側に面している側に少なくとも１つの凹部（８）を備えており、当該凹部（８）は、前記校正面（１０）によって境界が定められており且つ適当な手段によって閉塞されて校正チャンバ（９）が形成されていることを特徴とするＡＴＲセンサー。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のＡＴＲセンサーであり、
校正チャンバ（９）が、校正基準液を導入し且つ／又は除去する機能を果たす少なくとも１つの結合部を備えていることを特徴とするＡＴＲセンサー。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のＡＴＲセンサーであり、
ＡＴＲ本体（４）が、一部品又は光透過性材料によって結合されている堅固に結合されている構成部品体によって一体的に形成されていることを特徴とするＡＴＲセンサー。
【請求項６】
請求項５に記載のＡＴＲセンサーであり、
ＡＴＲ本体（４）が、凹部（８）を備えている中空円筒部を備え、更に、当該中空円筒部に蓋をしている円錐台を備えており、当該円錐台の基部は前記中空円筒部と同じ直径であることを特徴とするＡＴＲセンサー。
【請求項７】
請求項１乃至６による測定媒体（２）内に溶解した物質のためのＡＴＲセンサー（３）の校正をチェックし且つ／又はインライン校正を行うための方法であり、
前記ＡＴＲセンサーは、ＡＴＲ本体（４）と、少なくとも１つの光源（１２）と、少なくとも１つの検知器（１３）とを備えており、
ａ．ＡＴＲ本体（４）の測定面（５）を測定媒体（２）と接触状態とさせるステップと、
ｂ．検知器（１３）によって、光源（１２）からＡＴＲ本体（４）へと導かれる放射線の減衰全反射の後に、少なくとも１つの波長の少なくとも１つの吸収値を記録するステップと、
ｃ．測定面（５）に対して平行に延びているＡＴＲ本体（４）の校正面（１０）を、第一の濃度で存在する第一の校正基準液と接触状態とさせるステップと、
ｄ．測定媒体（２）の吸収のみならず前記第一の校正基準の吸収値を含む少なくとも１つの第二の吸収値を記録するステップと、
ｅ．前記第一及び第二の吸収値に基づき且つ前記第一の校正基準の濃度に基づいて校正チェック機能を判定し且つ当該校正チェック機能を前記初期の校正と比較するステップと、
ｆ．第二の濃度の少なくとも１つの第二の校正基準によって、ステップ（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すことによってインライン校正を行い且つ第三の吸収値を記録するステップと、
ｇ．前記第一、第二及び第三の吸収値並びに前記第一及び第二の濃度に基づいて実際の校正機能を判定するステップと、を含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であり、
前記校正基準が液体媒体であり、当該液体媒体は、校正面（１０）によって一方の側の境界が定められている校正チャンバ（９）内へ導入され又は校正チャンバ（９）から取り出されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７又は８のいずれか一項に記載の方法であり、
前記校正基準の吸収及び測定媒体の吸収が、少なくとも１つの測定波長及び少なくとも１つの校正波長に対して測定され、少なくとも２つの校正チェック機能及び／又は少なくとも２つの現在の校正機能が前記２つの波長に依存して測定できるようになされていることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のうちのいずれか一項に記載の方法であり、
前記第一の吸収値から、前記測定媒体内の物質の成分が、前記初期の校正又は現在の校正によって判定されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のうちのいずれか一項に記載の方法であり、
光源（１２）によって射出される放射線が、測定面（５）及び当該測定面（５）に対して平行に延びている校正面（１０）において交互に反射されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のＡＴＲセンサーの処理ユニット内に備えられ且つ特に初期の校正又は現在の校正による測定結果の判定のために請求項７乃至１１のうちのいずれか一の項に記載の方法を行う機能を果たし且つ／又は校正を評価する機能を果たすようになされたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰全反射法によって測定媒体内に溶解した物質の成分を判定するための減衰全反射（ＡＴＲ）センサーに関し、校正を検査し且つ当該ＡＴＲセンサーのインライン校正を行う方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
減衰全反射（減衰全反射、短縮ＡＴＲとも称される）は、試料を内部反射によって調べる分光技術である。電磁放射線例えば中赤外域の放射線は、第一の切断面を介してＡＴＲ本体に結合され、次いで、第一の面で反射される。放射線は、ＡＴＲ本体に沿って第一の面と第二の面との間で何回か反射され、各反射は減衰全反射である。ＡＴＲ分光の一つの利点は、スペクトルの測定のためには極めて短い光路長で十分である点である。試料内への放射線の貫入深さは、試料及びＡＴＲ本体の各々の屈折率に依存し且つ放射線が試料と交差する入射角に依存する。
【０００３】
試料又は測定媒体がこれらの面のうちの１つと接触状態になる場合には、各反射において放射線の一部分が試料によって選択的に吸収される。残りの放射線は他端においてＡＴＲ本体からつながり、試料又は測定媒体によって吸収された放射線のエネルギ分布が検知器によって記録される。エネルギ分布は、出力において波長の関数としてすなわちスペクトルとして表され、吸収は、少なくとも１つの波長に対してのみ記録される。公知の技術状況としては、内部反射のための種々の形状の本体がある。多くの場合には、本体は、判定されるために使用される放射線に対して光学的に透明な結晶である。
【０００４】
ＡＴＲ分光は、主として、異なる種類の試料の調査のための研究において使用される。一般的なＡＴＲ分光器は、ＡＴＲ本体のほかに、放射線源、検知器のみならず放射線をＡＴＲ本体内へ又はＡＴＲ本体からつなげるための適当な光学手段を備えている。調査されている試料は、固体、液体とすることができ又は気体状のものともすることができる。
【０００５】
研究室での用途に加えて、公知の使用範囲には、例えば、ＡＴＲ本体の測定面と接触状態にされる測定媒体がＡＴＲプローブによって調査される化学的、生物学的又は物理的プロセスにおける用途も含まれる。特に、プロセス用途においては、測定媒体内に存在する特別な目標物質の吸収を測定し、更に、プロセス内の測定媒体の濃度を測定し又は測定媒体を測定する方法として、スペクトル全体が分析されるのではなく、選択された波長のみがＡＴＲ本体内に結合され且つ／又は検知される場合が多い。
【０００６】
媒体内に溶解した１以上の物質の判定、特に、その割合又は濃度の測定は、例えば、飲料工業のような最も多様な分野又は生物工学分野において行われる。このような物質の例としては、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタノール、エタノールのみならず、例えば水溶液等内の液体処理又は測定媒体内に含まれている他の化学物質がある。とりわけ、ＣＯ２成分の正しい認識は、飲料工業にとって、生産制御の一部分として興味がある。
【０００７】
インライン判定のための種々のＡＴＲ本体を備えているＡＴＲセンサーは、例えばＵＳ２００４／０２０１８３５Ａ１によって知られている。ＵＳ２００４／０２０１８３５ Ａ１は、ＡＴＲと透過分光との組み合わせによって測定媒体を検査することができるように、特に、測定媒体に面する側に種々の幾何学的形状又は凹部を備えているＡＴＲ本体を開示している（特許文献１参照）。
【０００８】
プロセス条件下での分光試験の公知の問題点は、それ自体がセンサーの校正及び特に校正のチェックにおいて並びにプロセス装置内に設置されるセンサーの初期校正及び／又は再校正を行う際に現れる。
【０００９】
物質の吸収と濃度との関係は、ランベルト・ベールの法則によって確立されている。ランベルト・ベールの法則は、低い濃度に対するこれら２つの量の間の直線関係を表している。
【００１０】
しかしながら、複合測定媒体内の個々の物質又は物質の種別が判定されるべきである場合には、この問題は、ＡＴＲ本体内に頻繁に導入される放射線は、測定媒体内に溶解されている物質によって吸収されるばかりでなく、測定媒体自体によっても吸収されることを表している。この種の作用は、とりわけ、マトリックス効果と称される。
【００１１】
マトリックス効果を最少化するために、処理可能なＡＴＲセンサーの校正は、種々の純粋な物質の判定のみならず、幾つかの場合には、その組成を変化させるかも知れない測定媒体内のこのような物質の濃度に応じた判定をも含んでいる。
【００１２】
特に、変化する組成の測定媒体、例えば、ビール醸造プロセス中に存在する種類の媒体においては、測定媒体と測定される物質の成分との全ての組み合わせが校正において考慮に入れられ、これは、とりわけ長い時間がかかる。
【００１３】
従って、この種の校正は、標準化された試料による処理とは別に行われ、ある種の許容誤差によってのみ実際の処理条件を反映する。
【特許文献１】ＵＳ２００４／０２０１８３５ Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
測定誤差及び／又はＡＴＲセンサー特に処理装置に設置されており且つ同じ種類のものであるか又は変化を受けるものである測定媒体の検査のために使用されるＡＴＲセンサーの測定誤差及び／又は正しい機能を確保するためには、設置状態又はインライン状態でセンサーの校正を判定し且つ／又は評価する能力を有することが有利である。本発明は、校正を検査し且つインライン校正を行うことができるＡＴＲセンサー及びその校正方法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】
【００１５】
この課題は、測定媒体内に溶解した物質を判定するためのＡＴＲセンサー及び当該センサーを校正するための方法によって解決される。
【００１６】
当該ＡＴＲセンサーは、ＡＴＲ本体と当該ＡＴＲ本体内に配置されているハウジングと、光源と、検知器とを備えている。ＡＴＲ本体は、少なくとも１つの測定面と当該測定面に対して平行に配列されている校正面とを備えており、前記測定面は測定媒体と接触状態とさせることができ、前記校正面は少なくとも１つの側において校正チャンバの境界を定めており、前記校正チャンバは前記ハウジング内に配置されている。
【００１７】
この種のセンサーは、当該センサーがプロセス装置内に設置された状態にあり且つ例えば工場において行われた初期の校正をチェックすること及びインライン校正すなわちプロセス装置内に設置されているセンサーの校正を行うことも行う際に、校正基準が校正チャンバ内へ導入され又は校正チャンバから取り出すことを可能にしている。
【００１８】
好ましい実施形態においては、光源によって射出された放射線は、ＡＴＲ本体へ導くことができ、これに続いて、測定面と校正面とにおいて交互に反射され得る。このようにして、測定面と接触状態にある測定媒体の吸収のみならず校正面と接触状態にある校正基準の吸収を含む吸収値を測定することができる。
【００１９】
媒体と反対の側においては、ＡＴＲ本体は、一つの側において校正面によって境界が定められている少なくとも１つの凹部を備えるように設計されている。この凹部を適切な手段によって閉塞することによって、校正チャンバを形成することができる。
【００２０】
この構造は、校正面と校正チャンバ内に配置されている校正基準との間の直接的な接触を可能にするので有利である。
【００２１】
校正チャンバは、校正基準液を流入させ且つ／又は流出させるための少なくとも１つの結合部によって、種々の校正基準を使用することを可能にする。ここで使用されている“校正基準”という用語は、ここでは、校正を行うばかりでなく、測定媒体及び基準媒体の測定を行うことも可能にする基準媒体を含むことをも意味している。基準媒体が使用されている場合には、測定されるべき吸収値としては、基準媒体の吸収値及び測定媒体の吸収値がある。
【００２２】
ＡＴＲセンサーは、一部品によって又は光学的に透明な材料によって堅固に結合されている構成部品によって一体的に形成されている点を特徴としている。ＡＴＲ本体は、とりわけ、ダイヤモンド、サファイア、テルル化カドミウム、臭化タリウムヨウ化物、シリコン、ゲルマニウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、塩化セシウム、塩化銀、フッ化カルシウム、臭化カリウム、被覆塩化ナトリウムのみならずポリエチレンのようなポリマー及び関連する光学的に透明な物質を含む種々の物質によって構成することができる。
【００２３】
ＡＴＲ本体は、凹部を備えている中空円筒部及び当該中空円筒部に蓋をしている円錐台部を含んでおり、当該円錐台部の基部は前記中空円筒部と同じ直径を有しているのが好ましい。更に別の設計構造としては、例えば、真っ直ぐな端縁を備えたＵ字形状のＡＴＲ本体を備えた実施形態があり、この実施形態においては、ＡＴＲ本体は、校正チャンバを形成するために３つの側面が適切な壁によって閉塞されなければならない。
【００２４】
本発明の更に別の特徴として、測定媒体内に溶解した物質のためのＡＴＲセンサー、特に、ＡＴＲ本体、少なくとも１つの光源及び少なくとも１つの検知器を備えている上記したセンサーの校正をチェックし且つ／又はインライン校正を行う方法が含まれる。校正のチェック及び／又はインライン校正がなされている間、センサーはプロセス内に維持することができる。
【００２５】
校正を行うためには、ＡＴＲ本体の測定面は、測定媒体と接触状態とされ、少なくとも１つの波長について第一の吸収値が測定される。当該吸収値は、ＡＴＲ本体内へ光源によって入射せしめられた放射線の減衰全反射の後に、検知器によって測定される。
【００２６】
本明細書における“吸収値”という用語は、特別な波長における吸収又はこの波長における又はこの波長範囲内での物質の吸収率の測定値として採用されている特定の波長範囲内での吸収スペクトルによって決定される値を意味している。
【００２７】
次のステップとして、測定面と平行に配列されているＡＴＲ本体の校正面は、前記校正チャンバ内に第一の濃度で存在している第一の構成基準液と接触状態とすることができる。校正基準の化学的組成は、測定媒体内に溶解している検査されるべき物質に本質的に対応しているか又は校正基準は特徴的な吸収帯域又は吸収スペクトルを有する純粋な物質である場合が多い。
【００２８】
この時点で、測定媒体と校正基準との各々の吸収の重なり合いを示す同じ波長での第二の吸収値を測定することができる。光源によって射出される放射源は、測定面と、当該測定面と平行な校正面とにおいて交互に反射され且つ測定媒体のみならず校正基準とも相互作用する。
【００２９】
第一及び第二の吸収値に基づいて、第一の構成基準の濃度又は成分が知られている状態で且つランバート・ベールの法則が適用されると仮定して、校正チェック機能を判定することができる。ランバート・ベールの法則は、物質又は試料の濃度と吸収との間に直線関係があり、その結果、２つの測定データ点に基づいて２点校正を行うことができる。この場合には、第一の測定データ点はゼロに設定された物質の濃度によって測定された第一の吸収値に対応し、第二の測定データ点は第二の吸収値及び校正基準の濃度に対応する。
【００３０】
このようにして決定された校正チェック機能は、例えば、工場又はプロセス外で行われる初期の校正と比較することができる。チェック機能と初期の校正とが本質的に相互に一致している場合には、当該初期の校正を測定値の決定のために使用し続けることができる。チェック機能が初期の校正からずれている場合には、これは、センサーが再校正されるべきであることを示す。
【００３１】
新しい機能又は現在の機能を判定するためには、少なくとも第二の濃度を有する第二の校正基準を校正面と接触状態とさせることができ、第三の吸収値を判定することができる。この第三の吸収値は、第二の吸収基準のみならず測定媒体の吸収を含んでいる。
【００３２】
現在の校正機能は、校正チェック機能と同じ仮定に基づいて、しかしながら、第一、第二及び第三の吸収値及び校正基準の第一及び第二の濃度を考慮に入れて判定することができる。従って、更新された校正機能は、３点校正によって決定することができる。特に線形回帰方法を使用して個々の吸収値を評価する代わりに、全吸収スペクトルを評価することもできる。この課題に適している方法としては、主として、多重線形回帰法又は部分的最小二乗分析のような計量化学技術がある。
【００３３】
校正のチェック及び／又はインライン校正は、もちろん、測定結果の質を立証するために、ユーザーが設定する規則的な時間間隔及び／又は回数で繰り返すこともできる。
【００３４】
測定媒体の組成は、好ましくは、校正がチェックされている期間中又はインライン校正がなされている間は不変のままとされるべきである。なぜならば、不変とされない場合には、異なるマトリックス効果を有する吸収値が相関されて設定されるからである。
【００３５】
校正基準は、液体媒体好ましくは気体媒体である場合が多い。適切な導管又は入口を介して、前記校正面によって一つの側の境界が定められている校正チャンバ内へ導入し又は当該校正チャンバから取り出すことができる。
【００３６】
気体校正基準の場合には、校正チャンバ内の校正基準の濃度又は構成成分は、その部分圧力によって調整することができる。第一の波長において吸収値を測定することに加えて、一つの測定波長における吸収値と、当該測定波長と異なる一つの校正波長における別の吸収値とを同時に判定することができる。吸収率によって、ランバート・ベールの法則はまた波長に対する依存性を伴い、その結果、種々の波長における吸収値を同時に判定することによって各々の波長に関連する２つの校正チェック機能及び／又は少なくとも２つの現在の校正機能を判定して、マトリックス効果について更に良好な制御ができ且つ／又は測定及び校正チェックを平行して行うことさえ可能になる。
【００３７】
１以上の波長における吸収値の同時測定のためには、光源は、各々が特定の波長の放射線を発するか又は所謂広帯域の光源のような特定の波長範囲の放射線を発する複数の光源によって構成されるべきである。同様に、検知器は、複数の波長又はある範囲の波長を同時に検知する能力を有するべきである。ＡＴＲ分光分析は、中赤外域が特に適しているが、種々の波長範囲において行うことができる。なぜならば、分子は、この範囲で特徴的な吸収帯域を示すからである。
【００３８】
ＡＴＲセンサーが液体測定媒体内に溶解した二酸化炭素の成分を判定するために使用される場合には、例えば、約４．２４μｍの測定波長と約３．９５μｍの校正波長とを使用することができる。なぜならば、二酸化炭素はそれら両方の波長において吸収帯域を有しているからである。物質が溶解している測定媒体に依存して吸収帯域の中心位置がずれ、その結果、波長データは、ガイドとなる値という意味では更に多く測定されるべきである。これらの作用は分光分野において長く知られているものである。
【００３９】
ＣＯ２分子振動に加えて、約３．４μｍでのＣＨ分子振動と約９．５μｍでのＣＯ分子振動とを検知し且つそれによってＣＨ−及び／又はＣＯ結合を有する分子又は分子断片を含んでいる物質のための測定媒体内の成分を判定することもできる。
【００４０】
これは、それ自体、本発明によるＡＴＲセンサーの処理ユニット内のコンピュータプログラムとして上記の方法を実行することを示唆している。上記方法においては、コンピュータプログラムは、特に、初期の校正又は現在の校正によって溶解した物質の成分又は濃度のような測定結果を判定し且つ／又は校正を検査する機能を果たす。
【００４１】
本発明によるＡＴＲセンサーは、図面により詳細に記載されている。図面間で同じ特徴は同じ参照符号によって特定されている。
【発明の実施の形態】
【００４２】
図１は、プロセス装置又はここでは容器の壁１によって示されている容器内に設置されているＡＴＲセンサー３を示している。検査される物質が溶解されている流体測定媒体２が当該装置内に存在する。流体測定媒体は、流体及び／又は気体とすることができる。ＡＴＲセンサーによって調べることができる溶解した物質としては、例えば、二酸化炭素、一酸化炭素又は炭化水素を含んでいる化合物のような物質があるが、特徴的な吸収線を示しセンサーが適切に適合された構成部品を含んでいる限り、他の物質もまた同様に判定することができる。
【００４３】
センサー３のコアは、測定媒体と直に接触する測定面５を備えているＡＴＲ本体４である。ここに示されているＡＴＲ本体４は、本質的には、円錐台によって蓋がされている中空円筒を含んでおり、当該中空円筒の外径と円錐台の基部の直径とは本質的に等しい（同じく図２参照）。ＡＴＲ本体４は、一部品によって又は光学的に透明な接着剤によって相互に結合された幾つかの部品によって一体として作ることができる。ＡＴＲ本体としてサファイア結晶が使用される場合には、当該サファイア結晶は、例えば金鑞又は白金鑞のような適当な鑞付け材料によってハウジング内に鑞付けすることができる。他の材料によって作られたＡＴＲ本体もまた、媒体に対して不浸透性で且つ気密であるのが好ましい結合がＡＴＲ本体４とハウジング７との間に形成されるように適当な密封剤によってハウジング７内に配置することもできる。ＡＴＲ本体４の一方の面、測定面５のみならず横方向外周壁６は、測定媒体２と直に接触状態とさせることができる。
【００４４】
ハウジング７は、測定媒体２に対向している側に加工フランジを備え、当該フランジによって、センサー３は、ここでは壁１によって示されているプロセス装置又は別の容器に締結されている。
【００４５】
ＡＴＲ本体４は、測定媒体２と反対側の面に、少なくとも部分的には校正チャンバ９として構成されている凹部８を備えている。凹部８は、本質的に断面が丸く且つ測定面５に対して平行に延びている平らな校正面１０によって測定媒体２に近い側面の境界が定められている。校正チャンバ９は、センサー３の内側に向かって気密シールされ且つ校正基準液を流入及び／又は流出させるための２つの導管１４，１５を備えている。導管１４，１５は、例えば、リザーバ及び／又は真空ポンプ（これらのいずれも、ここでは図示されていない）に結合されて、校正基準液を、校正チャンバ９内に導入し又は当該校正チャンバから取り出すことができるようになされている。
【００４６】
校正を行うためには、校正基準液は種々の濃度で又は基準気体の場合には校正チャンバ内へ又は校正チャンバを通るように導かれる。各濃度に対して、別個の吸収値が測定され、当該測定値は、内部校正のために又は初期の校正をチェックするために使用することができる。校正基準は、測定されているものと同じ物質又は測定されているものと同じ物質の主要成分を含んでいる場合が多い。ＡＴＲ本体４の説明のためには、図２も参照されるべきである。
【００４７】
センサー３は更に、その内部に、光源１２のみならず検知器１３が取り付けられているホルダ１１を備えている。光源１２によって射出される放射線１７は、適当な光学要素によってＡＴＲ本体内に結合され且つ最初に横面６によって反射される。当該放射線がＡＴＲ本体４から検知器１３上へと再び導かれるまで、更なる反射が測定面５及び校正面１０において交互に起こる。反射の各々は減衰全反射である。表面での各反射によって、放射線１７は、一方の側面においてＡＴＲ本体４を測定媒体２から分離しており且つ／又は他方の側面においてＡＴＲ本体４を校正チャンバ９内の校正基準から分離している各々の境界面内に入射し、ここで当該放射線は吸収される。従って、校正チャンバ９内に校正基準が存在する場合には、検知器１３によって検知された吸収量は、測定媒体２の吸収量と校正基準の吸収量とによって校正されている。光源１２のみならず検知器１３は、適当な手段によって、ここに示されているセンサー３の内部及び／又は外部位置に配置されている制御ユニット及び／又は調整ユニット１６に結合されている。
【００４８】
図２は、校正チャンバ５のみならず内部を通る光路１７を備えているＡＴＲ本体４を図１の拡大詳細図として示している。ＡＴＲ本体４は、好ましくは気密な結合が２つの構成部品間に形成されるような形態でセンサーハウジング７内に設置されている。このような構成は、例えば、サファイヤからなるＡＴＲ本体４を定位置に半田付けするか又は適当な手段を使用することによって形成される。
【００４９】
ＡＴＲ本体４は、本質的に、中空円筒形のキャビティに蓋をしている円錐台の形状を有している。ＡＴＲ本体４の測定面５は、傾斜が付けられた横面６によって包囲されており、当該横面６は、測定面５に対して直角に向けられている外面１８を備えた領域内へと続いている。外面１８は、例えば金属鑞付け材料又はＯ−リングシールのような密封手段を介してセンサーハウジング７と接触している。ＡＴＲ本体４は、その内側に、ハウジング７の内部に向かって開口している凹部８を備えている。凹部８は、測定面５に対して平行に延びている校正面１０によって、測定媒体２方向の境界が定められている。
【００５０】
凹部８の測定媒体と反対側の面は、校正チャンバ９が形成されるように適当な手段によって気密に封止されている。ここに示されている校正チャンバ９は、流体特に気体状の校正基準を、矢印で示すように流入させたり流出させたりするために２つの導管１４，１５を備えている。校正チャンバ９は、ここに開示されているように凹部８の一部分を覆うように延び又は凹部８全体を覆うように延びることができる。
【００５１】
図２は更に、光路１７を示している。放射線１７は、適当な光学装置（図示せず）によって、光源１２からＡＴＲ本体４内へつながっている。光源１２は、狭帯域又は広帯域の光源として設計することができる。狭帯域光源は、例えば、レーザー、レーザーダイオード又は特定の狭いスペクトル範囲が介在フィルタによって選択される広帯域光源であっても良い。ＡＴＲ−ＭＩＲ分光（ＭＩＲは中赤外域を表している）内に使用されている広帯域光源としては、所謂黒体輻射がある。
【００５２】
放射線１７は、ＡＴＲ結晶４内へ入射し、最初に、横面６に当たり、そこで減衰及び全反射が起こり、その結果、放射線１７は、次いで測定面５に当たる。測定面５及び校正面１０において交互に起こる多数の全反射の後に且つ横面６上での最終的な反射の後に、放射線１７は、再びＡＴＲ本体４から導き出されて検知器１３へと導かれる。
【００５３】
検知器１３は、使用されている放射線に適合せしめられている。従って、用途分野に応じて、ＭＩＲの全範囲に亘る検知器又は少なくとも１つの波長を選択的に検知することができる検知器を使用することが可能である。溶解した二酸化炭素の検知のために、例えば、焦電検出器、ＰｂＳｅ検知器又は所謂熱電対列を使用することができる。
【００５４】
判定を行うためには、校正基準液が校正チャンバ９から取り出され、校正チャンバ９は、真空下に設置されるか又は使用されている放射線に対して透過性であるか又はほんの弱い吸収性を有する気体又は気体混合物を充填される。
【００５５】
別の方法として、基準媒体を校正チャンバ内に導入し、測定媒体を基準媒体に対して判定することも可能である。
【００５６】
校正を行うか又は現在の校正状態又は初期の校正状態をチャックするために、種々の濃度の校正基準が校正チャンバ９内へ効率良く導入される。校正のチェックのためには、校正基準は少なくとも１つの濃度で測定される。インライン校正を行うためには、少なくとも２つの異なる濃度の校正基準による判定が行われる。これら２つの濃度の校正基準の各々の場合に、校正基準によらない測定媒体のための同じ条件下でなされた測定が、ゼロ点又は基準値として使用される。
【００５７】
当該方法による処置が行われている間、センサーは、測定媒体２従ってプロセス装置又は容器内に維持されたままである。
【００５８】
検知された吸収帯域又は検知された吸収スペクトルは、測定媒体の及び校正基準が校正チャンバ内に存在している場合には校正基準の各々の吸収の重ね合わせを表している。校正チャンバ内の校正基準液の濃度又は部分圧力を変えること及び少なくとも２つの濃度で測定を行うことによって、上記のインライン校正を行うことができ、又はセンサーをプロセスから除去する必要性なく初期の校正をチェックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、測定媒体と接触状態にあるＡＴＲセンサーの断面図である。
【図２】図２は、図１の細部を概略的に図示している。
【符号の説明】
【００６０】
１  壁、
２  測定媒体、
３  ＡＴＲセンサー、
４  ＡＴＲ本体、
５  測定面、
６  横面、
７  センサーハウジング、
８  凹部、
９  校正チャンバ、
１０  校正面、
１１  ホルダー、
１２  光源、
１３  検知器、
１４  導管、
１５  導管、
１６  制御及び／又は調整ユニット、
１７  光路／放射線
【図１】
2008309785.tif 000003
【図２】
2008309785.tif 000004