(57)【要約】【課題】【解決手段】所定の厚さを有する放射フイールド内の放射線を検出するための光学的な放射線センサー装置である。好ましい実施の形態もしくは装置は、放射線源と、放射線源からの放射線を受けるように位置された放射線センサー部材とを有する。モータ（もしくは他の駆動手段）が、第１の厚さから第２の厚さへと放射フイールドを変化させるように設けられている。前記センサー部材は、第１の厚さと第２と厚さとにおいて、放射線源からの入射放射線を検出し、応答することが可能である。この光学的な放射線センサー装置は、対象となる流体の放射線（好ましくは、紫外線）の透過率を決定させることができる。
2004502959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さを有する放射フイールドでの放射線を検出するための光学的な放射線センサー装置であって、
放射線源と、
放射線源からの放射線を受けるように位置された放射線センサー部材と、
第１の厚さから第２の厚さへと放射フイールドを変化させる駆動手段とを具備し、
前記センサー部材は、第１の厚さと第２の厚さとにおける放射線源からの入射放射線を検出し、これに応答可能である光学的センサー装置。
【請求項２】
前記厚さは、前記放射線源と放射線センサーとの間の距離により規定されている請求項１の光学的センサー装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、放射線源と放射線センサーとの間の相対距離を第１の距離から第２の距離に変更する請求項２の光学的センサー装置。
【請求項４】
前記放射線源は、静止し、前記駆動手段は、センサー部材を駆動する請求項１もしくは２の光学的センサー装置。
【請求項５】
前記センサー部材は、静止し、前記駆動手段は、放射線源を駆動する請求項１もしくは２の光学的センサー装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記放射線源と放射線センサー徒の間の相対的な線形距離を変える請求項１ないし５のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項７】
前記厚さは、境界部材と放射線源との間の距離により規定されている請求項１の光学的センサー装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、境界部材と放射線源との間の距離を第１の距離から第２の距離に変える請求項７の光学的センサー装置。
【請求項９】
前記放射線源は、静止しており、前記駆動手段は、前記境界部材を駆動する請求項７もしくは８の光学的センサー装置。
【請求項１０】
前記境界部材、静止しており、前記駆動手段は、前記放射線源を駆動する請求項７もしくは８の光学的センサー装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は、前記境界部材と放射線源との間の相対線形距離を変える請求項７ないし１０のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１２】
前記センサー部材は、静止している請求項７ないし１１のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１３】
前記駆動手段は、段階的に前記放射フイールドの厚さを変える請求項１ないし１２のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１４】
前記駆動手段は、連続して前記放射フイールドの厚さを変える請求項１ないし１２のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１５】
対象の流体の中に浸漬可能な請求項１ないし１４のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１６】
対象の液体の中に浸漬可能な請求項１ないし１４のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１７】
水の中に浸漬可能な請求項１ないし１４のいずれか１の光学的センサー装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１の光学的センサー装置を有する放射線源モジュール。
【請求項１９】
請求項１ないし１７のいずれか１の光学的センサー装置を有する流体処理システム。
【請求項２０】
請求項１ないし１７のいずれか１の光学的センサー装置を有する水処理システム。
【請求項２１】
請求項１ないし１７のいずれか１の光学的センサー装置を有する水殺菌システム。
【請求項２２】
放射フイールド内の流体の透過率を測定する方法であって、
（ｉ）放射フイールド内の流体の第１の厚さを規定するように、互いに離間した関係で、放射線源と放射線センサー部材とを位置させる工程と、
（ｉｉ）第１の厚さでのセンサー部材により受けられた放射線に対応した第１の放射線強度を検出する工程と、
（ｉｉｉ）第２の厚さを規定するように、第１の厚さを変える工程と、
（ｉｖ）第２の厚さでのセンサー部材により受けられた放射線に対応した第２の放射線強度を検出する工程と、
（ｖ）前記第１の放射線強度と第２の放射線強度とから放射フイールド内の流体の放射線透過率を計算する工程とを具備する方法。
【請求項２３】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記放射線源と放射線センサーとの間の相対距離を、前記第１の厚さに対応した第１の距離から前記第２の厚さに対応した第２の距離に変えることを含む請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記放射線源の静止を維持しながら、前記放射線センサーを移動させることを含む請求項２２もしくは２３の方法。
【請求項２５】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記センサー部材の静止を維持しながら、前記放射線源を移動させることを含む請求項２２もしくは２３の方法。
【請求項２６】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記放射線源と放射線センサーとの間の相対距離を変えることを含む請求項２３ないし２５のいずれか１の方法。
【請求項２７】
前記工程（ｉ）は、前記センサー部材と放射線源との間に境界部材を介在させて、この境界部材と放射線源との間に第１の厚さを規定することを含む請求項２２の方法。
【請求項２８】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記境界部材と放射線源との間の相対距離を、前記第１の厚さに対応した第１の距離から前記第２の厚さに対応した第２の距離に変えることを含む請求項２７の方法。
【請求項２９】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記放射線源の静止を維持しながら、前記境界部材を移動させることを含む請求項２７もしくは２８の方法。
【請求項３０】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記境界部材の静止を維持しながら、前記放射線源を移動させることを含む請求項２７もしくは２８の方法。
【請求項３１】
前記工程（ｉｉｉ）は、前記放射線源と放射線センサーとの間の相対線形距離を変えることを含む請求項２７ないし３０のいずれか１の方法。
【請求項３２】
前記センサー部材は、静止している請求項２７ないし３１のいずれか１の方法。
【請求項３３】
前記工程（ｉｉｉ）は、段階的に前記放射フイールドの第１の厚さを変えることを含む請求項２７ないし３２のいずれか１の方法。
【請求項３４】
前記工程（ｉｉｉ）は、連続して前記放射フイールドの第１の厚さを変える請求項２７ないし３２のいずれか１の方法。
【請求項３５】
対象の流体内に発生される放射フイールドの放射線を検出するための光学的な放射線センサーであって、
対象の流体の中に浸漬可能な放射線源と、
この放射線源から第１の距離を隔てて対象の流体の中に位置される浸漬可能な第１の放射線センサー部材と、
前記放射線源から第２の距離を隔てて対象の流体の中に位置される浸漬可能な第２の放射線センサー部材とを具備し、
（ｉ）前記第１の距離は、前記第２の距離とは異なり、（ｉｉ）前記第１の放射線センサー部材は、第１の位置で前記放射線源からの入射放射線を検出し、これに応答可能であり、また、（ｉｉｉ）前記第２の放射線センサー部材は、第２の位置で前記放射線源からの入射放射線に応答してこれを検出可能である装置。
【請求項３６】
請求項３５の光学的センサー装置を有する放射線源モジュール。
【請求項３７】
請求項３５の光学的センサー装置を有する流体処理システム。
【請求項３８】
請求項３５の光学的センサー装置を有する水処理システム。
【請求項３９】
請求項３５の光学的センサー装置を有する水殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一態様において、光学的な放射線センサーシステムに関する。また本発明は、他の態様において、流体の放射線透過率を測定するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的な放射線センサーシステムは、公知であり、多くの分野で幅広く使用されている。この光学的な放射線センサーの基本的な適用の１つは、紫外線放射流体殺菌システムにおいてである。
【０００３】
紫外線による水への照射は、照射並びに露光時間が、最小線量レベル（ｍｉｎｉｍｕｍ　ｄｏｓｅ　ｌｅｖｅｌ）（１平方センチメートル当りのミリワット・秒、即ち、ｍＷ・ｓ／ｃｍ２の単位で度々測定される）以上であれば、水中の微生物の不活性化により、水を殺菌するであろう。ＴｒｏｊａｎＵＶＭａｘ（商標名），Ｔｒｏｊａｎ　ＵＶＳｗｉｆｔ（商標名）並びにＴｒｏｊａｎＵＶＬｏｇｉｃ（商標名）の商標のもで、Ｔｒｏｊａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから商業的に入手可能なような紫外線水殺菌ユニットは、人間の消費のための水を殺菌するのに上記原理を利用している。一般的に、殺菌される水は、紫外線放射が満たされた、加圧されるステンレス・スチールのシリンダーを通るように流れる。ＵＶ３０００やＵＶ４０００の商標のもとでＴｒｏｊａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから商業的に入手可能なような大型の都市用廃水処理設備は、廃水を殺菌するのに同様の原理を利用している。一般的に、これら処理システムの実際の適用は、廃水がランプのところを通るのに従って放射線で露光される開口チャンネルの中に処理モジュールもしくはシステムが浸漬されるようになっている。紫外線放射を使用する流体殺菌システムのさらなる記載に対して、以下の何れかを見よ；
米国特許Ｎｏ．４，４８２，８０９
米国特許Ｎｏ．４，８７２，９８０
米国特許Ｎｏ．５，００６，２４４
米国特許Ｎｏ．５，４１８，３７０
米国特許Ｎｏ．５，５３９，２１０
米国特許Ｒｃ３６，８９６
多くの適応において、処理もしくは他の調査のもとでの水（もしくは他の流体）内の紫外線のレベルをモニターすることが望まれている。この方法で、紫外線放射のレベルを、かくして、殺菌プロセスの全体の有効性並びに能率性を、連続もしくは反連続的に評価することが可能である。
【０００４】
動作しているランプから離れた特定の場所並びに向きで動作しているランプの近くに１もしくは複数の受動センサー装置を配置させることにより、紫外線放射レベルをモニターすることが、この分野で知られている。これら受動センサー装置は、ホトダイオード、ホトトランジスタ、もしくは、出力リード線に反復可能な信号レベル（例えば、ボルトもしくはアンペアで）を生じさせることにより対象の波長の範囲もしくは特別な波長の放射線の衝突に応答する他の装置であり得る。
【０００５】
最も商業的な紫外線水殺菌システムにおいて、単純で最大の動作コストは、紫外線放射ランプを動作させる電気のコストに関連している。流体の透過率が時間と共に変化する場合に、流体透過率を、所望の時間にシステムにより処理されている流体（もしくは別の方法で調査されている流体）に対して測定することができる便利な手段を有することが非常に好ましい。そして、流体の透過率が比較的高いことが判った場合には、ランプの出力を低くすることにより、ランプでの電力消費を減じることができるであろう。このようにして、電力のかなりの節約をすることが可能である。
【０００６】
流体の透過率の測定は、強度の測定だけでは、全体の放射の領域を特徴付けるのに充分でないために、即ち、透過率の指数的影響からランプの寿命と汚れとのの線形的影響を分けることができないので、望ましい。さらに、流体は同じ流路をほとんどとらないので、線量放出は、全放射領域の関数である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来から信頼性のある放射線（特に、ＵＶ）透過率測定装置を発展させることが望まれている。
【０００８】
例えば、単一測定のアプローチを使用することが知られている。しかし、この単一測定距離は、汚れを考慮しての既知の透過率の流体での再較正が、必要なので好ましくない。
【０００９】
また、第１のセンサーが空気中に配置され、第２のセンサーが水中に配置される２つのセンサーのシステムを使用することが知られている。このアプローチでの問題点は、各センサーの異なる汚れによってエラーが生じることである。
【００１０】
さらに、あるシステムは、流れている流体のチャンネルからサンプルを取って、サンプルの放射線透過率を測定することを必要としている。しかし、このようなアプローチは、非代表サンプルに導く可能性のある余分な流体取り扱い測定が必要であり、好ましくない。
【００１１】
かくして、この分野でなされている改良にも係わらず、流体の放射線透過率を測定することの可能な改良された装置が要望されている。理想的には、この装置は、以下の特徴の１つもしくは複数を有することである。即ち、構造が簡単である。浸漬することができる。単一のセンサーだけが必要である。オンラインもしくはランダム測定方法での流体のＵＶ透過率を測定するように設置可能である。
【００１２】
本発明の特徴は、従来技術の上述した欠点の少なくとも１つを無くすか緩和する新規な光学的センサー装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の特徴は、従来技術の上述した欠点の少なくとも１つを無くすか緩和する新規な放射線源モジュールを提供することである。
【００１４】
本発明の他の特徴は、放射領域内での流体の透過率を測定するための新規な方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
従って、一態様において、本発明は、所定の厚さを有する放射フイールドでの放射線を検出するための光学的な放射線センサー装置であって、
放射線源と、
放射線源からの放射線を受けるように位置された放射線センサー部材と、
第１の厚さから第２の厚さへと放射フイールドを変化させる駆動手段とを具備し、
前記センサー部材は、第１の厚さと第２の厚さとにおける放射線源からの入射放射線を検出し、これに応答可能である光学的センサー装置を提供する。
【００１６】
他の態様に係われば、本発明は、放射フイールド内の流体の透過率を測定する方法であって、
（ｉ）放射フイールド内の流体の第１の厚さを規定するように、互いに離間した関係で、放射線源と放射線センサー部材とを位置させる工程と、
（ｉｉ）第１の厚さでのセンサー部材により受けられた放射線に対応した第１の放射線強度を検出する工程と、
（ｉｉｉ）第２の厚さを規定するように、第１の厚さを変える工程と、
（ｉｖ）第２の厚さでのセンサー部材により受けられた放射線に対応した第２の放射線強度を検出する工程と、
（ｖ）前記第１の放射線強度と第２の放射線強度とから放射フイールド内の流体の放射線透過率を計算する工程とを具備する方法を提供する。
【００１７】
さらに他の態様に係われば、本発明は、対象の流体内に発生される放射フイールドの放射線を検出するための光学的な放射線センサーであって、
対象の流体の中に浸漬可能な放射線源と、
この放射線源から第１の距離を隔てて対象の流体の中に位置される浸漬可能な第１の放射線センサー部材と、
前記放射線源から第２の距離を隔てて対象の流体の中に位置される浸漬可能な第２の放射線センサー部材とを具備し、
（ｉ）前記第１の距離は、前記第２の距離とは異なり、（ｉｉ）前記第１の放射線センサー部材は、第１の位置で前記放射線源からの入射放射線を検出し、これに応答可能であり、また、（ｉｉｉ）前記第２の放射線センサー部材は、第２の位置で前記放射線源からの入射放射線を検出し、これに応答可能である装置を提供する。
【００１８】
かくして、本発明者達は、好ましい実施の形態では、単一のランプと単一のセンサー部材とのみが必要な簡単な構成の新規な光学的センサー装置を見出した。これらセンサー部材と放射線源（好ましくは、紫外線放射ランプ）は、これらの間に流体層を形成するように配置されている。そして、この流体層の厚さを変えることにより、複数の既知の流体層の厚さでの複合（即ち、複数の）放射線強度の読み取りが可能である。これら読み取りがなされると、通常の計算を使用して、流体の放射線透過率を容易に計算することができる。流体の透過率を測定する方法が、本発明の光学的な放射線センサー装置を実施するために、また記載されている。他の効果は、この分野の者にとって明らかになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１並びに２には、光学放射線センサー装置１００が示されている。この装置１００は、センサーんは１１０と放射線源んは１１５とを備えた液密（ｆｌｕｉｄ−ｔｉｇｈｔ）のんは１０５を有する。
【００２０】
前記センサーハウジング１１０は、これの端部に装着されたブーツ（ｂｏｏｔ）１２０を有する。このブーツ１２０は、液密で適当に可撓性のある材料で形成され、この装置が使用される放射線環境の厳しさに耐えられ得る。例えば、ブーツ１２０は、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ（商標名）、Ｖｉｔｏｎ（商標名）等により形成され得る。このブーツ１２０は、従来の方法で（図示せず）センサーハウジング１１０の端部に摺動可能に装着され得る。このブーツ１２０の先端には、放射線透過窓１２５が配置されている。
【００２１】
前記センサーハウジング１１０内には、モータ１３０が設けられている。また、このセンサーハウジング１１０内には、１対のロッド１４０，１４５に接続された摺動可能な第１のディスク１３５が配置されている。これらロッド１４０，１４５は、前記放射線透過窓１２５を備えた第２のディスク１５０に接続されている。また、これらロッド１４０，１４５間には、ホトダイオード（図示せず）もしくは他の放射線センサー材を有する光学センサー１５５が配置されている。このセンサーは、一般のセンサーから選定され得る。例えば、適切なセンサーは、ＩＦＷ（ドイツ）から商業的に入手可能である。
【００２２】
図示されているように、ねじ付きロッド１６０が、前記モータ１３０と第１のディスク１３５とを相互に接続している。
【００２３】
前記放射線ソースハウジング１１５内には、紫外線放射ランプのような放射線源を制御するのに通常使用されているバラスト１６５が配置されている。
【００２４】
接続ブロック１７０が、前記放射線ソースハウジング１１５の先端部に、液密に接続されている。この接続ブロック１７０からは、これに液密に係合した放射線減源１７５が突出している。好ましくは、この放射線源１７５は、紫外線放射ランプ、特に好ましくは、放射線透過保護スリーブ（例えば、石英でてきたスリーブ）内に封入されたランプである。
【００２５】
この分野の者にとって明らかで評価されるように、前記モータ１３０、光学センサー１５５、並びにバラスト１６５から出て、前記センサーハウジング１１０並びに放射線ソースハウジング１１５を夫々通り、そして液密導管１８０を通る電気的リード線が設けられている。図示された実施の形態を明確にかつ理解するために、前記電気的リード線は、図示されていない。かくして、この分野の者は、図示された光学的な放射線センサー装置１００が、対象とする液体中に全体的に浸漬可能となるようにデザインされることを認識するであろう。
【００２６】
明らかなように、光学的センサー装置１００を通る流体は、前記第２のディスク１５０と放射線源１７５との間に生じたギャップＡを少なくとも一部が通る。この明細書の他の個所で、前記ギャップは、流体層、特に、所定の厚さを有する流体層と称されている。
【００２７】
前記ディスク１５０と放射線源１７５との間の流体層の厚さは、以下の方法によって変えられ得る。前記モータ１３０が駆動されて、ねじ付きロッド１６０を駆動することにより、第１のディスク１３５とロッド１４５とをセンサーハウジング１１０中へと引っ込めさせる。これは、ディスク１５０と放射線源１７５との間のギャップＡの幅を増す、換言すれば、流体層の厚さを増す効果がある。
【００２８】
従来のステップモータ、位置センサー、機械的拘束構造体（例えば、ソレノイド、カム、クランクシャフト、物理的ストッパ、並びに他の比較的簡単な機械的構造体のような取付移動手段）等の使用とは異なって、ギャップＡに対する種々の既知の値でセンサー１５５により検出される放射線強度の測定をすることができる。種々のギャップで種々の強度が知られると、この光学的な放射線センサー装置１００を通る流体の放射線透過率が、以下に説明されるように、容易に決定され得る。
【００２９】
この分野のものによって評価されるであろうように、図１並びに２に示された実施の形態において、センサー１５５と放射線源１７５とは、固定されている。特に、流体層の厚さは、放射線源１７５に対する第２のディスク１５０の移動により変えられる。
【００３０】
図３並びに４は、流体層の厚さを変えるための他の実施の形態を示す。図１ないし４において、同じ参照符号は同じ部材を示している。図３において、図１から移動もしくは変更された部材に対する参照符号は、サフイックス“ａ”が付されている。同様に、図４において、図１から移動もしくは変更された部材に対する参照符号は、サフイックス“ｂ”が付されている。
【００３１】
図３において、センサーハウジング１１０の先端部は、センサー１５５ａが中を移動可能な部材１８５を有するように変更されていることが判るであろう。このセンサー１５５ａの移動は、センサー１５５ａにねじ付きロッド１６０ａを介して接続されたモータ１３０を配置することにより、達成される。流体層の厚さを変更することが望まれるときには、モータ１３０が駆動されて、ねじ付きロッド１６０ａが駆動し、ねじ付きロッド１６０ａの回転に応じて、センサー１５５ａが放射線減１７５から離れるか近づく方向に移動される結果となるであろう。
【００３２】
図４には、上述した流体層の厚さを変更するための更なる他の実施の形態が示されている。この場合、一面１５６を有する放射線センサー１５５は、固定であり、放射線源１７５が、センサー１５５と放射線源１７５との間の流体層の厚さを変更するように移動可能となっている。この放射線源１７５の移動は、ねじ付きロッド１６０ｂによって接続ブロック１７０に接続されたモータ１３０ｂを配置することにより、達成される。前記一面１５６と放射線源１７５との間の流体層の厚さは、以下のようにして変えられ得る。モータ１３０ｂが駆動されて、ねじ付きロッド１６０ｂが駆動し、ねじ付きロッド１６０ｂの回転に応じて、（ｉ）放射線源１７５とロッド１４０ｂ，１４５ｂとを放射線ソースハウジング１１５中へと引っ込めるか、（ｉｉ）放射線源１７５とロッド１４０ｂ，１４５ｂとを放射線源ハウジングから伸ばすように機能する。これは、一面１５６と放射線源１７５との間のギャップＡの幅を増す、換言すれば、流体層の厚さを増す効果がある。
【００３３】
図５には、本発明の光学的な放射線センサー装置の異なる実施の形態である光学的な放射線センサー装置２００が示されている。
【００３４】
この装置２００は、実質的に液密なハウジング２０５を有する。このハウジング２０５は、プレート２１２が装着された壁２１０を有する。このプレート２１２には、第１の放射線センサー２１５と第２の放射線センサー２２０とが配置されている。この放射線センサー２１５は、プレート２１２にＯ―リング２１７によって液密的な係合状態で維持されている。また、前記放射線センサー２２０は、プレート２１２にＯ−リング２２２によって液密的な係合状態で維持されている。
【００３５】
ブラケット２２５が、ボルト２３０によって、プレート２１２と壁２１０とに装着されている。ボルト２３５が、プレート２１２を壁２１０に更に取着させるように機能している。
【００３６】
前記ブラケット２２５には、放射線源集合体２４０が取着されている。この放射線源集合体２４０は、放射線透過保護スリーブ２５０内に配置された放射線源２４５を有する。図示されているように、この保護スリーブ２５０は、一端が閉じ、他端が開口している。そして、この保護スリーブ２５０の開口端内には、プラグ２５５が保護スリーブ２５０の開口端と当接するようにして、配設されている。Ｏ−リング２６０がプラグ２５５に設けられており、また、カップリングナット２６５とスリーブ２７０とが、カップリングリング２６５が締付けられたときに、スリーブ２７０がプラグ２５５に押圧されてＯ−リング２６０を圧縮するように働いて液密係合を生じさせるように、互いにねじ（もしくは他の）係合状態となっている。
【００３７】
図５に示されているように、第１のセンサー２１５と第２のセンサー２２０とは、放射線源集合体２４０から異なる距離に位置する夫々の面を有している。この分野の者に理解されるであろうように、第１のセンサー２１５と第２のセンサー２２０との各々中に設けられたセンサー部材（図示せず）は、同じか異なる距離で、即ち、放射線源２４５と第１のセンサー２１５との間の流体層の厚さと、放射線源２４５と第２のセンサー２２０との間の流体層の厚さとが異なる状態で、放射線を検出する。このような状態は、重要である。かくして、装置２００は、放射線源からの２つの距離のもとで、放射線強度の読み取りをフイードバックすることができる。
【００３８】
図６は、流体層の厚さを変えるための、図２に示された装置に対してのさらに異なる実施の形態を示す。図２と６とにおいて、同じ参照符号は、同じ部材を示す。図６において、図２から移動もしくは変更された部材に対する参照符号は、サフイックス“ｃ”が付されている。
【００３９】
かくして、図６において、図２に示された実施の形態との基本的な相違は、フラットパネル状の放射線源１７５ｃの存在である。
【００４０】
図７には、放射線源モジュール３００の一部が示されている。この分野の者にとって明らかであろうように、この放射線源モジュール３００は、前述された米国特許Ｎｏ．４，４８２，８０９，Ｎｏ．４，８７２，９８０並びにＮｏ．５，００６，２４４のいずれか１つに記載されているのと類似のデザインである。かくして、この放射線源モジュール３００は、第１の支持脚部３０５と第２の支持脚部３１０とを有する。図示された実施の形態において、第２の支持脚部３１０は、１対のスリーブ３１５，３２０の一部を囲むようにして一緒に支持された１対のスプリットプレートを有する。これらスリーブ３１５，３２０の各々は、石英のような放射線透過材により形成されている。
【００４１】
前記第１の支持脚部３０５は、スリーブ３１５，３２０の開口端を夫々受けるように、これに溶接された（もしくは他の方法で接続された）１対のソケット３２５，３３０を有する。１対のカップリングナット３３５，３４０が、前記スリーブ３１５，３２０をソケット３２５，３３０に、実質的な液密状態で、夫々接続させるために使用されている。特別なデザインとシール機構とは、前述された特許に記載されており、かくして、この分野の者の許容範囲内である。
【００４２】
前記スリーブ３１５内には、紫外線発光ランプのような放射線源（図示せず）が配置されている。このスリーブ３１５内に配置された放射線源のための電気的なリード線は、前記ソケット３２５と支持脚部３０５とを通って電源（図示せず）に送られている。
【００４３】
前記スリーブ３２０は、モータ３５５もしくは他の適当な駆動手段によってガイド３５０に沿ってスリーブ３２０内を移動可能な放射線センサー３４５を有する。
【００４４】
図７に示されているように、前記スリーブ３１５，３２０は、互いに傾斜して、即ち、実質的に平行でない関係で配置されている。かくして、この関係において、センサー３４５がガイド３５０に沿って移動されると、センサー３４５とスリーブ３１５との間の液体層の厚さ（かくして、センサー３４５から、スリーブ３１５内に配設された放射線源までの距離）が、例えば、液体層の第１の厚さＡと液体層の第２の厚さＢとの間で変更され得ることは明らかであろう。かくして、この実施の形態において、モータ３５５（もしくは他の駆動手段）は、平行でない状態で、放射線源に対して放射線センサーを長手方向に移動させることにより、放射線源と放射線センサーとの間の液体層の厚さを変える。
【００４５】
要約すると、図５に示された実施の形態は、１対の静的なセンサーを使用しているけれども、図１ないし４並びに６及び７に示された実施の形態は、動的な１つのセンサーを使用している。これらの共通の概念は、図１ないし７に示された実施の形態は、対象の放射線源からの少なくとも２つの距離からの強度読み取りを与えることである。これら強度読み取りは、流体層の各々（複数）の厚さでセンサーにより検出された放射線の測定を夫々表す。尚、これら各厚さは、センサーと放射線源との間の距離により規定されている。これがなされると、放射線（好ましくは紫外線放射）の透過率分析が以下のようにしてなされ得る。
【００４６】
単一のランプと単一のセンサーとを考える。流体層は、これらランプとセンサーとの間に与えられる。このランプは、表面でＩｏの強度を有している。流体層の厚さは、厚さｘと厚さｙとの間で変化される。これら距離は、モータもしくは他の駆動手段、測定方法、光学的な放射線センサーシステムのデザイン、並びに／もしくは殺菌システムのデザインにより、容易に決定される。
【００４７】
センサーの光学系は、源での単一の既知の平面もしくは場所からの放射線を受けるようにデザインされ得る。このことは、センサーに達する全ての光が実質的に同じ距離で伝播されたことを意味している。流体厚さｄを通る源から達した光のためのセンサー出力Ｓｄは、以下の式により与えられる。
【００４８】
Ｓｄ＝Ｉｏｋａｋｇｆｌｆｓｅ−ｋｄ
ここで、Ｉｏは、ランプでの強度、ｋａは、センサーの利得ファクター、ｋｇは、幾何学的形状のファクター、ｆｌは、ランプのスリーブの汚れによる減衰、、ｆｓは、センサーの窓の汚れによる減衰、そして、ｋは、１／距離の単位での流体吸収である。前記幾何学的形状のファクターは、センサーの窓とアパーチャとレンズとの注意深いデザインによって一定に保たれるであろう。
【００４９】
２つの流体厚さｘ，ｙでの強度読み取りを取り、以下の式でこれら２つの読み取り結果の比を取る。
【００５０】
Ｓｘ／Ｓｙ＝ｅｋ（ｙ−ｘ）
ランプ出力、センサー利得、並びに汚れを含む全てのファクターは、削除されて、この式では表されていない。２つのセンサーの読み取り値と流体厚さとは知られているので、流体吸収率、即ち、透過率を計算することができる。
【００５１】
上述した議論は、単一のセンサーと単一のランプとを使用した場合（例えば、図１ないし４、並びに６ないし７に示される実施の形態）に特に適用可能であるけれども、２つのセンサーの各々に対してＳｄを計算することにより、２つのセンサーが使用される場合（図５に示される実施の形態）にも容易に適用される。このための理由は、ランプ出力、センサー利得並びに／もしくは汚れが、前のパラグラフで説明されたように削除されないかも知れないことである。
【００５２】
この分野の者は、上述した議論が導かれるベール・ランバートの法則（Ｂｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔ　ｌａｗ）は、１０を底とする対数の項で記載され得るか、透過率の項に直接記載され得ることを、認識するであろう。吸収率もしくは透過率を決定する基本的な原理の背景は、上述したのと同じである。
【００５３】
この分野の者は、明確にするために、種々の単純化が上記概念の明確な表示を果たすようになされることを、認識するであろう。標準のモデル化並びにより精密な計算が、上記考えからのずれを考慮して使用され得る。
【００５４】
本発明は、好ましく特別に示された実施の形態を参照して説明されたけれども、勿論、この分野の者にとって、これら好ましく示された実施の形態に対する種々の変更が、本発明の精神並びに範囲から逸脱しないでなされ得ることは、理解されるであろう。例えば、本発明は、米国特許Ｎｏ．４，８７２，９８０，Ｎｏ．５００６，２４４，Ｎｏ．５，４１８，３７０，Ｎｏ．５，５３９，２１０，並びにＲｅ３６，８９６に記載されているような全体のデザインが類似しているような、放射線処理モジュール並びに／もしくはシステム（好ましくは、紫外線放射）に使用され得る“自己起立型”（“ｓｔａｎｄ　ａｌｏｎｅ”）の放射線源モジュールを参照して説明された。このような自己起立型放射線源は、流体処理システムに一時的もしくは永久に設置され得る。さらに、上述した米国特許に開示されているような流体処理システムの一部を構成する実際の放射線源モジルに、特に示された実施の形態を用いて蒸気アプローチを組み入れることは、勿論可能である。さらに、本発明の光学的な放射線センサーシステムを、Ｔｒｏｊａｎ（商標名），Ｔｒｏｊａｎ　ＵＶＳｗｉｆｔ（商標名）並びにＴｒｏｊａｎＵＶＬｏｇｉｃ（商標名）の商標のもで、Ｔｒｏｊａｎから商業的に入手可能なような流体処理装置で使用することは可能である。さらにまた、水（例えば、廃水）のような液体の処理のために、本発明を使用することは最も好ましいけれども、本発明の光学的な放射線センサーシステムをガス処理システムで使用することが可能である。さらに、放射線源１７５のための保護スリーブ（例えば、石英でできている）を使用しないことも、ある適用においては可能である。本発明の精神並びに範囲から逸脱しない他の変更は、この分野のものにしって明らかであろう。
【００５５】
ここで説明された全ての刊行物、特許、特許出願は、各刊行物、特許、もしくは特許出願が全体として参照により組み入れられるように特にかつ個々に示されている限りは、これらの全体が同じ程度に参照により、ここに組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の光学的な放射線センサー装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図２は、図１に示された装置の断面図である。
【図３】図３は、図２に示された光学的な放射線センサー装置の他の実施形態を示す。
【図４】図４は、図２に示された光学的な放射線センサー装置のさらに他の実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明の光学的な放射線センサー装置の異なる実施の形態の断面図である。
【図６】図６は、図２に示された光学的な放射線センサー装置のさらに他の実施形態を示す
【図７】図７は、図２に示された光学的な放射線センサー装置のさらに他の実施形態を示す
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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