(57)【要約】  【課題】  配管構造のシンプル化、省スペース化を図りつつ、測定セル内に付着した気泡を短時間で効果的に除去することができるようにする。  【解決手段】  脱泡槽１で液体と分離された気泡を三方継手６を介して排液路４へ送る気泡分岐路５の途中に開閉弁９を介装し、この開閉弁９の開閉制御により、脱泡槽１で液体と分離された気泡を排液路４に直接送る通常の測定状態と、気泡混じりの溶液の全てを導入路３を経て測定セル２へ導入してセル内付着気泡を除去する気泡除去状態とに切り換え可能に構成している。  【選択図】      図２
2005037319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象溶液を連続的に測定セルに導入して溶液中に含まれる成分の濃度を光学的に測定する溶液濃度計であって、
外部から導入されてくる測定対象溶液を液体と気泡に分離する脱泡槽と、この脱泡槽で気泡が分離除去された液体を前記測定セルへ導入する導入路と、測定後の液体を外部へ排出する排液路と、前記脱泡槽で分離された気泡を前記排液路へ送る気泡分岐路とを備えているとともに、前記気泡分岐路には、開閉制御により分離気泡を前記排液路へ直接送る測定状態と、気泡混じりの溶液の全てを前記導入路を経て測定セルへ導入してセル内付着気泡を除去する気泡除去状態とに切り換え可能な開閉弁が設けられていることを特徴とする溶液濃度計。
【請求項２】
前記排液路と気泡分岐路との合流箇所には、可変絞り部を有する三方継手が配置されている請求項１に記載の溶液濃度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液等のように、気泡が混入している溶液中に含まれている成分の濃度を吸光分光法などの光学的手段により測定する溶液濃度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、半導体ウエーハの洗浄に用いられる薬液のように、過酸化水素を主成分とする溶液を測定対象とする場合は、その測定対象溶液中に多量の気泡を発生しやすい。このような気泡混じりの溶液が測定セルに導入されると、気泡によって光学的な測定が著しく妨げられることになり、精度よい測定結果を得るためには、溶液中の気泡を除去することが望まれる。そこで、外部から測定セルに導入される溶液を、まず脱泡槽に導き、この脱泡槽で液体と気泡に分離した後、気泡が分離除去された液体のみを測定セルへ導入する一方、分離された気泡は液体導入路と別に設けられた気泡分岐路を経て測定後の液体を外部へ排出する排液路へ送るようにした溶液濃度計が用いられている。
【０００３】
しかし、上記のように測定セルの上流側に設けた脱泡槽で気泡を分離除去した後の液体を測定セルへ連続的に流し続けると、その液体中に溶け込み残留していた気体が小さな気泡としてセルの壁面に自然発生的に付着してしまい、そのセル壁面に付着した小さな気泡が光学的な測定を不安定にすることになる。
【０００４】
このセル内に付着した気泡を除去するものとして、従来、図３に示すように、外部に設置の溶液槽７から吸引ポンプ８によって導入されてくる測定対象溶液Ｓを液体と気泡に分離する脱泡槽１で気泡が分離除去された液体を測定セル２へ導入する導入路３に接続されて測定後の液体を外部へ排出する排液路４と前記脱泡槽１で分離された気泡を前記排液路４へ送る気泡分岐路５との合流箇所に、たとえばキャピラリーなどの流路絞り部を持った三方継手６が配置されているとともに、この三方継手６を跨ぐようにバイパス流路１１を設け、このバイパス流路１１にバルブ１２を介装した構成を備え、測定セル２内に気泡が付着した場合、前記バルブ１２を開弁してパイパス流路１１にも排液を流すことにより、排液路４及び測定セル２内を低圧にし、かつ、測定セル２内を流れる溶液の流量を急激に大きくすることにより、測定セル２の内壁に付着した気泡を押し流すようにしたものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。なお、図３において、２ａは前記測定セル２の一側に配置された特定波長の光を照射する光源、２ｂは測定セル２の他側に配置された光検出器であり、測定セル２を通過した光を検出しその吸光度を測定することにより、成分濃度を検出するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５９４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記構成からなる従来の溶液濃度計では、バルブ１２付きのバイパス流路１１を設けるために、排液路４に二つの配管継手が、また、バルブ１２の介装のためにバイパス流路１１に二つの配管継手の設置が必要となって、全体の配管構造が複雑であるとともに、配管スペースが大きくなる。また、配管継手の設置数で増えることで、液漏れの発生率が高くなりやすいという問題がある。加えて、測定セル２の内壁に自然発生的に付着した気泡は小さくて壁面への付着力が強いものであるから、測定セル２内を通過する溶液流量を多少大きくした程度では一部の気泡が押し流される程度で、短時間で全ての気泡を押し流し除去することが非常に難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、配管構造のシンプル化、省スペース化を図りつつ、測定セル内に付着した気泡を短時間で効果的に除去することができる溶液濃度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る溶液濃度計は、測定対象溶液を連続的に測定セルに導入して溶液中に含まれる成分の濃度を光学的に測定する溶液濃度計であって、外部から導入されてくる測定対象溶液を液体と気泡に分離する脱泡槽と、この脱泡槽で気泡が分離除去された液体を前記測定セルへ導入する導入路と、測定後の液体を外部へ排出する排液路と、前記脱泡槽で分離された気泡を前記排液路へ送る気泡分岐路とを備えているとともに、前記気泡分岐路には、開閉制御により分離気泡を前記排液路へ直接送る測定状態と、気泡混じりの溶液の全てを前記導入路を経て測定セルへ導入してセル内付着気泡を除去する気泡除去状態とに切り換え可能な開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記のごとき構成を有する本発明に係る溶液濃度計によれば、測定セルの内壁に自然発生的に小さな気泡が付着して測定が妨げられる状態になった場合、気泡分岐路に設けられた開閉弁を閉弁して気泡混じりの溶液の全てを測定セルへ導入する気泡除去状態に切り換えることにより、溶液に混じっている気泡とセルの内壁に付着している気泡とが結合（フロック化）され、そのフロック化された気泡の浮力及び流動抵抗が増大するために、溶液の流れを受けて気泡が次々と排液路へ押し流されるといったように、セルに付着した気泡を短時間のうちに効率的かつ効果的に除去することができる。しかも、脱泡槽上方の気泡分岐路に単一の開閉弁を設けるだけでよく、従来のものに比べて、バイパス流路が不要であるだけでなく、配管継手の設置数も半減することが可能であるから、全体の配管構造のシンプル化、低コスト化並びに省スペース化を図ることができる。また、配管継手の設置数が少なくてすむために、それだけ液漏れの発生率も低くなり、特に薬液のような有害な溶液濃度の測定に有効に適用することができる。
【００１０】
また、本発明に係る溶液濃度計において、請求項２に記載のように、前記排液路と気泡分岐路との合流箇所に、可変絞り部を有する三方継手を配置することが望ましい。この場合は、上記した気泡除去状態に切り換えたとき、絞り部を開放側に可変して排液路及び測定セル内を低圧とし、測定セル内を流れる溶液の流量を通常の測定状態のときよりも少し大きくすることにより、上述した気泡のフロック化と流量の増大との相乗作用によってセル内付着気泡の除去効率を一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は本発明に係る溶液濃度計の構成を概略的に示す説明図である。この図１及び図２において示す溶液濃度計１０のハードウェア構成は、図３に示す従来の溶液濃度計におけるバイパス流路１１及びバルブ１２を除くハードウェア構成と同じであるため、該当する構成に同一の符号を付してそれらの詳しい説明を省略する。
【００１２】
図１及び図２において、９は脱泡槽１で液体と分離された気泡を三方継手６を介して排液路４へ送る気泡分岐路５の途中に介装された開閉弁であり、この開閉弁９を開閉制御することにより、脱泡槽１で液体と分離された気泡を前記排液路４に直接送る通常の測定状態と、気泡混じりの溶液の全てを前記導入路３を経て測定セル２へ導入してセル内付着気泡を除去する気泡除去状態とに切り換え可能に構成している。なお、前記開閉弁９としては、電磁弁やエアー弁等の自動弁であっても、手動弁であってもよいが、実際の溶液濃度測定を考えると、通常は開弁されており、測定セル２内に付着気泡が発生して測定が妨げられたとき、設定された時間に亘り自動的に閉弁させて長期間安定した測定を行えるようにすることが好ましく、そのためには、電磁弁等の自動弁を用いることが望ましい。
【００１３】
次に、上記構成の溶液濃度計の動作について説明する。
図１に示すように、前記開閉弁９が開弁された通常の測定状態では、溶液槽７から吸引ポンプ８を介して脱泡槽１内に導入された測定対象溶液Ｓは液体Ｌと気泡Ｂとに分離される。そして、脱泡槽１での気液分離によって気泡Ｂが除去された液体Ｌだけが導入路３を経て測定セル２へ導入されて所定の成分濃度測定が行われ、測定後の液体Ｌ１は排液路４へ排出される一方、脱泡槽１で溶液Ｓから分離された気泡Ｂは、分岐路５及び三方継手６を経て前記排液路４に直接送られて測定後の液体Ｌ１と合流し溶液槽７に還流される。
【００１４】
上記のような通常の測定状態が暫く続いて液体Ｌ中に溶け込み残留していた気体が小さな気泡として測定セル２の壁面に自然発生的に付着し、その結果、光学的な測定が不安定になったとき、図２に示すように、前記開閉弁９を設定時間に亘り閉弁することにより気泡除去状態に切り換えられる。この気泡除去状態では、前記脱泡槽１で分離された気泡Ｂが分岐路５へ流れなくなり、気泡混じりの溶液Ｓの全てが導入路３を経て測定セル２へ導される。このように気泡混じりの溶液Ｓが測定セル２内を流れることによって、この溶液Ｓに混じっている気泡とセル２の内壁に付着している気泡とが結合（フロック化）して大きくなり、その大きくフロック化された気泡の浮力及び流動抵抗が増大するために、溶液Ｓの流れを受けて気泡が次々と排液路４へ押し流されて、セル２に付着した気泡を短時間のうちに効率的かつ効果的に除去することができ、その後における所定の濃度測定を高精度にかつ安定よく行うことが可能である。なお、図２の気泡除去状態では、測定セル２による成分濃度の測定は行わない。
【００１５】
また、気泡分岐路５の途中に開閉弁９を介装するだけでよく、冒記した従来のものに比べて、配管継手の設置数も半減することが可能であるから、全体の配管構造のシンプル化、低コスト化が図れるとともに、省スペース化も図れ、さらに、配管継手の設置数が少なくてすむために、それだけ液漏れの発生率も低くなり、特に薬液のような有害な溶液濃度の測定に有効に適用することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、排液路４と気泡分岐路５との合流箇所に、キャピラリーと呼称される固定流路絞り部を持った三方継手６が配置されたもので説明したが、三方継手６の下流側に可変絞り弁（可変絞り部）を設けて、通常の測定時における測定セル２内の液体の流量を調整可能とするとともに、気泡除去時において、可変絞り弁を開放側に可変して排液路４及び測定セル２内を低圧とし、測定セル２内を流れる溶液の流量を通常の測定状態のときよりも少し大きくすることにより、上述した気泡のフロック化と流量の増大との相乗作用によってセル内付着気泡の除去効率を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る溶液濃度計の構成を概略的に示すもので、通常の測定状態の説明図である。
【図２】同上溶液濃度計の構成を概略的に示すもので、気泡除去状態の説明図である。
【図３】従来の溶液濃度計の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    脱泡槽
２    測定セル
３    導入路
４    排液路
５    気泡分岐路
６    三方継手
９    開閉弁
Ｓ    溶液
Ｌ    液体
Ｂ    気泡
１０    溶液濃度計 
【図１】
2005037319.tif 000003
【図２】
2005037319.tif 000004
【図３】
2005037319.tif 000005