(57)【要約】      （修正有）【課題】オンラインかつリアルタイムで被処理液の紫外線透過率を計測でき、かつその計測精度を向上させることができる紫外線透過率測定方法及び装置を提供する。【解決手段】被処理液が流通されるシリンダ１内に設置された紫外線ランプ２に対向させて、紫外線ランプ２から設定寸法離れた位置に紫外線透過率センサの受光部４１を設置し、紫外線ランプ２と受光部４１との間の被処理液の液層厚を変化させて、液層厚が異なるときに受光部４１に入射する紫外線の強度をそれぞれ計測し、液層厚が異なる紫外線の強度の比に基づいて被処理液の紫外線透過率を算出する。【選択図】図１
2017083241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液が流通される紫外線照射容器内に設置された紫外線ランプに対向させて、前記紫外線ランプから設定距離離した位置に紫外線透過率センサの受光部を設置し、前記紫外線ランプから前記受光部に至る紫外線の透過経路における前記被処理液の液層厚を変化させ、前記液層厚が異なる少なくとも２つの状態において前記受光部に入射する前記紫外線の強度を計測し、液層厚が異なる前記紫外線の強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出する紫外線透過率計測方法。
【請求項２】
紫外線ランプを備えた紫外線照射容器内の被処理液の紫外線透過率を計測する紫外線透過率計測方法において、
前記紫外線ランプに対向させて石英ガラスで形成された窓を有する中空筒状の計測容器を、前記紫外線照射容器の容器壁に形成された貫通穴に、シール部材を介して当該計測容器の筒軸方向に摺動自由に装着し、
紫外線透過率センサの受光部を前記計測容器内に収容し、前記窓を介して前記紫外線ランプから設定距離離した位置に設置し、前記紫外線照射容器の固定部に支持させて設け、
前記計測容器を筒軸方向に移動させて、前記紫外線ランプに対する前記窓の位置が異なる第１と第２の位置にて前記受光部に入射する前記紫外線の強度をそれぞれ計測し、前記第１と第２の位置における前記紫外線の強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出することを特徴とする被処理液の紫外線透過率計測方法。
【請求項３】
紫外線ランプを備えた紫外線照射容器内の被処理液の紫外線透過率を計測する紫外線透過率計測方法において、
被処理液が流通される紫外線照射容器内の紫外線ランプに対向させて中空の筒体を前記紫外線照射容器の上部の容器壁に連通させて垂直に設け、
前記筒体の上端面に気密に設けられた石英ガラス製の窓に臨ませて前記筒体の外部に紫外線透過率センサの受光部を配置し、
前記筒体の上端部に給気し、又は前記上端部の気体を排気して、前記筒体内に流入される前記被処理液の液面を変化させ、少なくとも２つの異なる液面において前記受光部に入射された紫外線強度の比を求め、該比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出することを特徴とする被処理液の紫外線透過率計測方法。
【請求項４】
石英ガラスで形成された窓を先端に有する中空筒状の計測容器と、該計測容器内に収容された紫外線透過率センサの受光部とを備え、
前記計測容器は、被処理液が流通される紫外線照射容器内に設置された紫外線ランプに前記窓を対向させて、後端を前記紫外線照射容器の容器壁に形成された貫通穴にシール部材を介して摺動自由に支持され、
前記受光部は、前記計測容器の前記後端の開口から引出された支持部材を介して前記紫外線照射容器の固定部に支持され、前記窓を挟んで前記紫外線ランプから設定距離離した位置に固定され、
前記計測容器を筒軸方向に移動して、前記紫外線ランプに対する前記窓の位置を異なる第１の位置と第２の位置に位置決めするアクチュエータを設け、
第１の位置と第２の位置における前記受光部に入射された紫外線強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出する演算部を備えてなる被処理液の紫外線透過率計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の被処理液の紫外線透過率計測装置において、
前記受光部が摺動自由に挿入されたコリメートパイプを備え、
該コリメートパイプは、基端が前記計測容器の前記窓を囲んで形成された装着部に支持されていることを特徴とする被処理液の紫外線透過率計測装置。
【請求項６】
被処理液が流通される紫外線照射容器内に設置された紫外線ランプに対向させて、前記紫外線照射容器に連通させて器壁に垂直に設けられた中空の筒体と、
前記筒体の上端面に気密に設けられた石英ガラス製の窓と、
前記窓に臨ませて前記筒体の外部に設けられた紫外線透過率センサの受光部と、
前記筒体の上端部に連通された給排気源と、
前記筒体の上端面から前記筒体内に垂直に設けられた液面センサと、
前記筒体内の気体を前記給排気源により給排して、前記筒体内の被処理液の液面を変化させる給排気制御部と、
前記紫外線透過率センサは、前記液面センサにより検出される第１の液面と第２の液面において前記受光部に入射された紫外線強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出する演算部を備えてなる被処理液の紫外線透過率計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置により処理する被処理液の紫外線透過率計測方法及び装置に係り、特に、オンライン(運転状態)において、かつリアルタイムで被処理液の紫外線透過率を計測して、紫外線処理システムの運転を管理するのに好適な紫外線透過率計測方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線照射装置は、紫外線ランプを収容した槽あるいは容器内に被処理液を流通させて紫外線を照射し、例えば、被処理液に含まれる菌などの微生物の死滅化あるいは不活化の処理に用いられる。対象となる被処理液には、例えば上水、下水、再生水、飲料、食品などの他に、下水などの脱色、有機物などの化学物質の分解又は合成、あるいは、被処理液に含まれる物質の酸化促進、ＴＯＣの分解、半導体洗浄水があげられる。
【０００３】
例えば、紫外線照射装置を用いた水処理システムでは、処理水の品質管理が厳しく要求される。しかし、被処理液の原水の水質の変動などにより、被処理液の紫外線透過率が予想以上に低下すると紫外線の照射量が低下し、処理液の品質が目標値を下回るおそれがある。そこで、オンラインかつリアルタイムで被処理液の紫外線透過率を計測し、被処理液に照射される紫外線の照射量を常に監視し、必要に応じて紫外線照射装置の運転を制御することが要望されている。この点、特許文献１では、被処理液の紫外線透過率をオンラインかつリアルタイムで計測し、紫外線透過率が低下した場合は、紫外線の照射量を増やす制御を行うことが提案されている。
【０００４】
ところで、オンラインで紫外線透過率を計測する場合、被処理液が流れる紫外線照射槽又は容器（以下、紫外線照射容器という。)内に、紫外線ランプに対向させて紫外線透過率センサを設置することになる。この場合、被処理液から紫外線透過率センサの受光部を保護するために、特許文献２又は特許文献３に記載のように、紫外線照射容器の壁面に透光窓である観察窓を設け、紫外線照射容器の外側から観察窓に接近させて紫外線センサを配置する必要がある。この場合、受光部を保護する透光窓の表面が被処理液中の異物付着により汚染されると、紫外線透過率センサの受光量に影響を及ぼすので、透光窓の汚染の度合いに応じて受光量を補正する必要がある。
【０００５】
また、被処理液から紫外線ランプを保護するため、一般に石英ガラスの保護スリーブ内に紫外線ランプを収容している。この場合、保護スリーブの表面が被処理液中の異物付着により汚染されることがあるから、上述と同様に汚染の度合いに応じて受光量を補正する必要がある。さらに、紫外線ランプの出力は、初期出力から使用状況に応じて不定の割合で経時劣化するため、紫外線透過率の計測時における紫外線ランプの経時劣化の度合いに応じて、紫外線ランプの出力を補正する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９‐１８９９９１
【特許文献２】特開２００９‐０２２５９１
【特許文献３】特開２０１５‐０５４２９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、オンラインかつリアルタイムで紫外線透過率を計測するには、紫外線ランプの経時劣化、紫外線ランプの保護スリーブの汚染、紫外線透過率センサの受光部の透光窓の汚染、などの影響を考慮しなければならない。例えば、それらの経時劣化や汚染の影響を実測ないし経験に基づいて補正係数を設定し、設定された補正係数により紫外線透過率センサの受光量を補正することが考えられる。しかし、紫外線ランプの劣化特性は各紫外線ランプごとに異なり、また、保護スリーブや透光窓の汚染は被処理液の性状及び保護スリーブの洗浄によって変化する。そのため、設定する補正係数によって計測精度が左右されるという問題がある。また、紫外線透過率センサの維持管理の工夫などが要求されることから、紫外線透過率センサが高価になるという問題がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、オンラインかつリアルタイムで被処理液の紫外線透過率を計測でき、かつその計測精度を向上させることができる紫外線透過率測定方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
先ず、本発明の紫外線透過率計測方法の原理について説明する。測定対象となる溶質を含む溶媒（例えば、被処理液）の溶媒厚（例えば、液層厚）Lに対する紫外線の透過光量（強度）については、式（１）に示すランバート・ベールの法則が成立する。
【数１】
2017083241.tif 000003
ここで、
Ｉiは、測定対象となる溶質（物質）が溶媒に溶け込んだ溶液厚Ｌの溶液中を光が通過する場合の透過光強度
ＩOは、測定対象とする溶質（物質）が溶け込んでいない厚さＬの溶媒（すなわち、基準溶媒）中の透過光強度(例えば、純水中における透過光強度)
αは、被処理液の紫外線の吸光度
【００１０】
式（１）を変形すると、Ｉiは次式（２）で表せる。
【数２】
2017083241.tif 000004
【００１１】
ここで、運転中の水処理装置などの紫外線照射装置において、オンラインで紫外線透過率を計測する場合、液層厚Ｌに入射する紫外線強度は、紫外線ランプの初期出力ＩＳと、紫外線ランプの経時劣化率に相当するランプ出力維持率ｆ１が影響する。また、紫外線ランプを収容する保護スリーブ汚染劣化係数をｆ２、紫外線透過率センサの受光部を保護する透光窓の汚染劣化係数をｆ３とすると、紫外線ランプから放射された紫外線が、液層厚Ｌを透過して受光部で検出される紫外線強度Ｉiは次式(３)で表せる。
【数３】
2017083241.tif 000005
【００１２】
ところで、紫外線ランプから受光部までの距離が同一で、紫外線ランプから異なる液層厚ＬＡ、ＬＢを透過して受光部に至る紫外線の受光量をそれぞれ透過光量（強度）ＩＡ
，ＩＢとすると、それぞれ次式（４）、（５）で表せる。
【数４】
2017083241.tif 000006
【数５】
2017083241.tif 000007
【００１３】
式(４)、(５)から、次式(６)が導かれる。
【数６】
2017083241.tif 000008
【００１４】
式(６)を変形すると、吸光度αは次式(７)となり、紫外線の透過率ＵＶＴは吸光度αを用いて式(８)で定義される。
【数７】
2017083241.tif 000009
【数８】
2017083241.tif 000010
【００１５】
以上説明したように、紫外線の透過率ＵＶＴは、同一の透過経路で異なる液層厚ＬＡと液層厚ＬＢを透過する紫外線の透過光量ＩＡ
、ＩＢを計測することにより、式（７）、（８）の演算で求めることができる。特に、上述した透過率の計測原理によれば、式（６）から明らかなように、透過光量の変動要因である紫外線ランプの初期出力ＩＳ、ランプ出力維持率ｆ１、保護スリーブの汚染劣化係数ｆ２、受光部の透光窓の汚染劣化係数ｆ３を消去することができる。その結果、実装置を用いたオンラインで精度よく紫外線の透過率ＵＶＴを精度よく透過率を計測することができる。なお、紫外線ランプと紫外線の受光部との離間距離（透過経路距離）に応じて計測される透過光量（強度）が大きく変化するから、紫外線ランプから紫外線の強度を計測する受光部を設定寸法離した位置に固定して設置することが肝要である。
【００１６】
これらのことから、本発明の課題を解決するため、本発明の紫外線透過率計測方法の第１の態様は、被処理液が流通される紫外線照射容器内に設置された紫外線ランプに対向させて、前記紫外線ランプから設定距離離した位置に紫外線透過率センサの受光部を設置し、前記紫外線ランプから前記受光部に至る紫外線の透過経路における前記被処理液の液層厚を変化させ、前記液層厚が異なる少なくとも２つの状態において前記受光部に入射する前記紫外線の強度を計測し、液層厚が異なる前記紫外線の強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の紫外線透過率計測方法の第２の態様は、紫外線ランプを備えた紫外線照射容器内の被処理液の紫外線透過率を計測する紫外線透過率計測方法において、前記紫外線ランプに対向させて石英ガラスで形成された窓を有する中空筒状の計測容器を、前記紫外線照射容器の容器壁に形成された貫通穴に、シール部材を介して当該計測容器の筒軸方向に摺動自由に装着し、紫外線透過率センサの受光部を前記計測容器内に収容し、前記窓を介して前記紫外線ランプから設定距離離した位置に設置し、前記紫外線照射容器の固定部に支持させて設け、前記計測容器を筒軸方向に移動させて、前記紫外線ランプに対する前記窓の位置が異なる第１と第２の位置にて前記受光部に入射する前記紫外線の強度をそれぞれ計測し、前記第１と第２の位置における前記紫外線の強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出することを特徴とする。
【００１８】
これによれば、計測容器を筒軸方向に移動させることにより、紫外線ランプと受光部との離間距離を変えずに、紫外線ランプに対する計測容器の窓の位置を第１と第２の位置に合わせることができる。すなわち、紫外線ランプと受光部との間に介在する被処理液の液層厚を、第１と第２の位置に応じた値（ＬＡ、ＬＢ）に異ならせることができる。その結果、第１と第２の位置における紫外線の透過光量ＩＡ、ＩＢを計測することにより、式（７）、（８）の演算を実行して、紫外線の透過率ＵＶＴを精度よく計測することができる。
【００１９】
また、本発明の紫外線透過率計測方法の第３の態様は、紫外線ランプを備えた紫外線照射容器内の被処理液の紫外線透過率を計測する紫外線透過率計測方法において、被処理液が流通される紫外線照射容器内の紫外線ランプに対向させて中空の筒体を前記紫外線照射容器の上部の容器壁に連通させて垂直に設け、前記筒体の上端面に気密に設けられた石英ガラス製の窓に臨ませて前記筒体の外部に紫外線透過率センサの受光部を配置し、前記筒体の上端部に給気し、又は前記上端部の気体を排気して、前記筒体内に流入される前記被処理液の液面を変化させ、少なくとも２つの異なる液面において前記受光部に入射された紫外線強度の比を求め、該比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出することを特徴とする。
【００２０】
これによれば、中空の筒体の上端部に気体（例えば、空気）を供給すれば、筒体内の被処理液の液面が低下する。逆に、筒体の上端部の気体を外部に排気すれば、筒体内の被処理液の液面が上昇する。したがって、紫外線ランプから受光部に至る紫外線の透過経路における被処理液の液層厚が変化することになる。そこで、筒体内の被処理液の液面を検出することができれば、少なくとも２つの異なる液面において受光部に入射された紫外線強度の比を求め、該比に基づいて被処理液の紫外線透過率を算出することができる。
【００２１】
すなわち、紫外線透過率計測方法の第３の態様によれば、上述した第２の態様のように、紫外線照射容器の容器壁に形成された貫通穴内にシール部材を介して中空筒状の計測容器を挿入し、かつ筒軸方向に摺動させる必要がないから、容易に実施することができる。
【００２２】
また、本発明の紫外線透過率計測装置の第1の態様は、  石英ガラスで形成された窓を先端に有する中空筒状の計測容器と、該計測容器内に収容された紫外線透過率センサの受光部とを備え、
前記計測容器は、被処理液が流通される紫外線照射容器内に設置された紫外線ランプに前記窓を対向させて、後端を前記紫外線照射容器の容器壁に形成された貫通穴にシール部材を介して摺動自由に支持され、前記受光部は、前記計測容器の前記後端の開口から引出された支持部材を介して前記紫外線照射容器の固定部に支持され、前記窓を挟んで前記紫外線ランプから設定距離離した位置に固定され、前記計測容器を筒軸方向に移動して、前記紫外線ランプに対する前記窓の位置を異なる第１の位置と第２の位置に位置決めするアクチュエータを設け、第１の位置と第２の位置における前記受光部に入射された紫外線強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出する演算部を備えて構成する。
【００２３】
第１の態様の被処理液の紫外線透過率計測装置において、さらに、前記受光部が摺動自由に挿入されたコリメートパイプを備え、該コリメートパイプは、基端が前記計測容器の前記窓を囲んで形成された装着部に支持されているようにしてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の紫外線透過率計測装置の第２の態様は、被処理液が流通される紫外線照射容器内に設置された紫外線ランプに対向させて、前記紫外線照射容器に連通させて器壁に垂直に設けられた中空の筒体と、前記筒体の上端面に気密に設けられた石英ガラス製の窓と、前記窓に臨ませて前記筒体の外部に設けられた紫外線透過率センサの受光部と、前記筒体の上端部に連通された給排気源と、前記筒体の上端面から前記筒体内に垂直に設けられた液面センサと、前記筒体内の気体を前記給排気源により給排して、前記筒体内の被処理液の液面を変化させる給排気制御部と、前記紫外線透過率センサは、前記液面センサにより検出される第１の液面と第２の液面において前記受光部に入射された紫外線強度の比に基づいて前記被処理液の紫外線透過率を算出する演算部を備えて構成する。
【００２５】
本発明の紫外線透過率計測装置の第1の態様又は第２の態様によれば、実際の紫外線照射装置に組み付けることができるから、オンライン（運転中）の紫外線照射装置における被処理液の紫外線透過率をリアルタイムで、精度よく計測できる。そして、オンラインで、かつリアルタイムで計測された被処理液の紫外線透過率に基づいて紫外線照射装置の運転を監視ないし管理することができる。例えば、紫外線透過率に基づいて紫外線ランプの点灯数あるいは１本あたりの紫外線ランプ出力を制御することにより、被処理液に対する紫外線照射量を適切に制御することができ、信頼性の高い紫外線照射装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、オンラインかつリアルタイムで被処理液の紫外線透過率を計測でき、かつその計測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の紫外線透過率計測方法を実施する一実施形態の紫外線透過率計測装置の断面構成図である。
【図２】図１の紫外線透過率計測装置を適用した一実施形態の紫外線照射装置の断面構成図である。
【図３】図１の紫外線透過率計測装置の動作を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態の紫外線透過率計測装置の計測結果の一例を示す図である。
【図５】本発明の紫外線透過率計測方法を実施する他の実施形態の紫外線透過率計測装置の断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。図１及び図２を参照して本発明の被処理液の紫外線透過率計測方法を実施する紫外線透過率測定装置の一実施形態を説明する。本実施形態は、図２に示す例えば上水の紫外線水処理システムに適用した紫外線透過率測定装置である。しかし、本発明の紫外線透過率測定装置は上水の紫外線水処理システムに限らず、再生水、下水、飲料、食品などの処理、有機物などの化学物質の分解又は合成、あるいは、被処理液に含まれる物質の酸化促進、ＴＯＣの分解、半導体洗浄水の被処理液の透過率計測に適用できることは言うまでもない。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態の紫外線水処理システムは、紫外線照射容器である円筒形のシリンダ１を備えて形成されている。シリンダ１内には、シリンダ１の軸方向に平行に複数（図示例では６本）の紫外線ランプ２が設けられている。紫外線ランプ２はそれぞれ石英ガラス製の保護スリーブであるランプスリーブ３内に収容されている。ランプスリーブ３は、両端をそれぞれ支持部材４に支持させて、かつ内部に被処理液が浸入しないように液密にシールされている。また、ランプスリーブ３の外周面の汚れ及びシリンダ１の内周面を洗浄する自動洗浄装置５が設けられている。自動洗浄装置５は、シリンダ１の中心に設けられたガイド軸６と、ガイド軸６に沿って軸方向移動自由に設けられた洗浄ユニット７と、洗浄ユニット７をガイド軸６に沿って移動させるモータ駆動の駆動軸８を備えて形成されている。洗浄ユニット７は、洗浄リング９にランプスリーブ３の外周に対応した穴が形成され、図示していないが、その穴にランプスリーブ３の外周面を摺動するスクレーパが装着されている。また、洗浄リング９の外周には、シリンダ１の内周面を洗浄するためのスクレーパ１０が設けられている。本実施形態の紫外線透過率測定装置２０は、シリンダ１の外壁を貫通して、紫外線の受光部を紫外線ランプ２に臨ませて設けられている。
【００３０】
紫外線透過率測定装置２０は、図１に示すように、シリンダ１の外壁を貫通して円筒状の取付座１１が設けられている。取付座１１の開口端に設けられたフランジ１２に、紫外線透過率測定装置２０のフランジ２１を固定する。フランジ２１の中心部に形成された円形の貫通穴に摺動部材２２とシール部材２３を介して、中空円筒状の計測容器であるセル２４がセルの軸方向に移動可能に設けられている。セル２４の紫外線ランプ２側の先端には、石英ガラスで形成された窓２５をパッキンを介して保持する支持部材２６が固定され、セル２４の後端は開口されている。
【００３１】
セル２４の後端は、駆動アーム２７を介してアクチュエータ２８に支持されている。アクチュエータ２８は、スライダロッド２９に螺合されたスライダー３０を備え、モータ３１によりスライダロッド２９を回転させることにより、駆動アーム２７を介してセル２４を図において上下方向に移動可能に形成されている。
【００３２】
一方、紫外線透過率センサ４０は、セル２４の窓２５に対向させて配置された紫外線の受光部４１と、受光部４１を支持する支持パイプ４２と、支持パイプ４２を固定部であるフランジ２１に支持させる支持アーム４３を備えて構成されている。受光部４１は、入射される紫外線を可視光に変換する変換素子を備えて形成されている。受光部４１によって可視光に変換された受光信号は、光ファイバー４４を介して紫外線透過率センサ４０の紫外線強度計４５に入力される。また、受光部４１と支持パイプ４２は、コリメートパイプ４６内に摺動自由に挿入されている。コリメートパイプ４６の基端は、セル２４の窓２５に設けられた装着部４７に装着され、これにより窓２５から入射された紫外線を受光部４１に導くようになっている。
【００３３】
このように構成される本実施形態の紫外線透過率測定装置２０の動作を、図３を参照して説明する。図３（ａ）はセル２４の初期位置を示し、図３（ｂ）はセル２４を初期位置から移動させた位置を示している。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、図３（ａ）、（ｂ）のセル２４の位置は、任意の異なる位置に設定又は調整することができる。また、言い換えれば、図３（ａ）は紫外線ランプ２に対する窓２５の第１の位置を示し、図３（ｂ）は紫外線ランプ２に対する窓２５の第２の位置を示す。いずれにしても、図３（ａ）は液層厚ＬＡのときのセル２４の位置（例えば、第１の位置）を示し、図３（ｂ）は液層厚ＬＢのときのセル２４の位置（例えば、第２の位置）を示すものとして説明する。
【００３４】
シリンダ１に被処理液を流して紫外線ランプ２を点灯し、紫外線透過率計測装置２０と紫外線透過率センサ４０の電源を入れて、制御部５０に透過率計測開始指令を入力する。これにより、紫外線ランプ２から放射される紫外線がランプスリーブ３、セル２４の第１の位置に対応する被処理液の液層厚ＬＡ、窓２５を介してコリメートパイプ４６に導かれて受光部４１に入射される。
【００３５】
図３（ａ）の液層厚ＬＡを透過して受光部４１に受光された紫外線の透過強度ＩＡ
は、紫外線強度計４５により計測される。この透過強度ＩＡは、前記式（４）に示したものであるが、本実施形態の場合、受光部４１はセル２４内の空間に収容されているので被処理液の汚染を受けない。しかし、窓２５の外表面が被処理液の汚染を受けるから、汚染化係数ｆ３の影響を受ける。
【００３６】
次いで、制御部５０はアクチュエータ２８を制御して、セル２４の位置を図３（ｂ）の位置（例えば、第２の位置）に移動する。これにより、液層厚ＬＢを透過して受光部４１に受光される紫外線の透過強度ＩＢは、紫外線強度計４５により前記式（５）に示したものとなる。
【００３７】
紫外線強度計４５の演算部は、予め設定された第１の位置と第２の位置における透過強度ＩＡと透過強度ＩＢの比を求め、その比の対数を第１の位置と第２の位置における液層厚ＬＡと液層厚ＬＢの差（絶対値）で割ることにより、前式（７）の吸光度αを求める。さらに、紫外線強度計４５の演算部は、前式（８）に基づいて被処理液の紫外線の透過率ＵＶＴを求める。図４に、本実施形態の紫外線透過率計測装置により計測した結果の一例を示す。
【００３８】
本実施形態によれば、透過光量（強度）の変動要素である紫外線ランプの初期出力ＩＳ、ランプ出力維持率ｆ１、ランプスリーブの汚染劣化係数ｆ２、受光部４１を保護する窓２５の汚染劣化係数ｆ３を演算により消去できるから、精度よく紫外線の透過率ＵＶＴを運転中（オンライン）の紫外線照射装置において計測することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、紫外線ランプ２から紫外線の強度を計測する受光部４１を設定距離離した位置に固定して設置しているから、紫外線ランプ２と紫外線の受光部４１との離間距離を変化させて液層厚を変化させても、変化した液層厚における純水中を透過した透過光量Ｉ0を一定として計測できる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、セル２４を筒軸方向に移動させることにより、紫外線ランプ２と受光部４１との離間距離を変えずに、紫外線ランプに対する計測容器の窓の位置を第１と第２の位置に合わせることができる。すなわち、紫外線ランプと受光部との間の紫外線透過経路に介在する被処理液の液層厚を、第１と第２の位置に応じた値に異ならせることができる。その結果、第１と第２の位置における紫外線の透過光量（強度）ＩＡ
、ＩＢを計測することにより、式（７）、（８）の演算を実行して、紫外線の透過率ＵＶＴを精度よく計測することができる。
【００４１】
次に、本発明の被処理液の紫外線透過率計測方法を実施する紫外線透過率測定装置の他の実施形態を図５を参照して説明する。本実施形態は、図２に示す例えば上水の紫外線水処理システムに適用した紫外線透過率測定装置である。しかし、本実施形態の紫外線透過率測定装置は、上水の紫外線水処理システムに限らず、再生水、下水、飲料、食品などの処理、有機物などの化学物質の分解又は合成、あるいは、被処理液に含まれる物質の酸化促進、ＴＯＣの分解、半導体洗浄水の被処理液の透過率計測に適用できることは言うまでもない。
【００４２】
なお、図１の実施形態では、セル２４を筒軸方向に移動させて、紫外線ランプ２と受光部４１との離間距離を変えずに、紫外線ランプに対する計測容器の窓２５の位置を２つの異なる位置に変化させて、紫外線ランプ２と受光部４１との間に介在する被処理液の液層厚をＬＡ、ＬＢの異なる値にして被処理液の透過率を計測する例を示した。
【００４３】
これに対し、図５に示す本実施形態の紫外線透過率測定装置は、セル２４に対応する中空の筒体を筒軸方向に移動させず、中空の筒体内の空気を給排気することにより、筒体内に導入される被処理液の液面を変化させて、紫外線ランプ２と受光部４１との紫外線透過経路に介在する液層厚を変化させるようにしたことを特徴とする。そこで、図５を参照して特徴部分を中心に本実施形態の構成を説明する。なお、図１実施形態と同一の構成部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
紫外線透過率測定装置５０は、図１に示すように、シリンダ１の上部の水平部の外壁に形成された貫通穴に中空の筒体５１が垂直に溶接等によって固定して設けられている。筒体５１の下端開口はシリンダ１内に連通して設けられている。筒体５１の上端部の開口には、円板状の石英ガラスで形成された紫外線を透過する窓５２が設けられている。窓５２は、適宜、パッキンを介して中心部に穴を有する２枚の円板状のフランジ５３，５４の中央部に挟持されて水密に構成されている。また、下部側のフランジ５３は、筒体５１の上端に水密に固定されている。さらに、筒体５１の上端部の筒壁にノズル５５が連通されている。ノズル５５は、逆止弁５６、継手５７及びチューブ５８を介して、図示していない給排気源（例えば、空気圧縮機と排気電磁弁等の組合せ）に接続され、給排気源によって筒体５１内に空気を供給したり、筒体５１内の空気を外部に排気できるようになっている。
【００４５】
また、ノズル５５には、フロート弁６３と電磁弁６５を介装した排気ベント６６が設けられている。フロート弁６３は、フロート６４と弁座６５を備え、フロート６４はノズル５５に流入した被処理液により浮遊して弁座６５の開口を閉じるように構成されている。電磁弁６５は、図示していない給排気源の制御部の指令により、開閉されるようになっている。
【００４６】
一方、筒体５１の上端部の窓５２に臨ませて紫外線透過率センサ４０の受光部４１が、支持部材５９を介して上部のフランジ５４に固定されている。受光部４１は、光ファイバー４４を介して紫外線透過率センサの演算部４５[C1]に接続されている。紫外線透過率センサの演算部４５は、固定部であればどこに支持させてもよいが、本実施形態ではフランジ５４に固定されている。また、フランジ５３，５４を貫通して、液面センサー６０の棒状の検出部６１が筒体５１の内部に挿入されている。フランジ５３，５４を貫通する検出部６１の貫通部は、気密にシールされている。このように構成される紫外線透過率測定装置５０の全体は、保護カバー６２によって覆われている。
【００４７】
次に、紫外線透過率測定装置５０の動作について説明する。基本的に本実施形態のシリンダ１内に流通される被処理液の圧力は、紫外線照射装置の処理対象によって大きく異なる。しかし、一般に、被処理液は大気圧よりも高い圧力でシリンダ１に流通される。したがって、図示していない給排気源の排気弁を大気に開放することによって、筒体５１の上端部のノズル５５から逆止弁５６、継手５７及びチューブ５８を介して筒体５１内の空気を大気中に排気することができる。筒体５１内の空気が排気されるとシリンダ１内の被処理液が筒体５１内に流入する。このとき、電磁弁６５が開かれていると、ノズル５５を含めて筒体５１内の空気が全て排気され、さらに、フロート弁６３の位置まで被処理液面が上昇し、フロート６４が浮力で上昇して弁座６５の開口が閉じられる。このようにして、筒体５１の上端部まで被処理液が充満される。例えば、本実施形態では窓５２の下面まで被処理液が充満される。このときの液面をＬ１とする。
【００４８】
一方、給排気源から筒体５１の上端部に、被処理液の圧力よりも高い気体（例えば空気）を供給すると、筒体５１内の被処理液の液面が低下する。このときの液面をＬ２とする。液面Ｌ２は給排気源からの給気量を制御することにより、任意の位置に調整することができる。つまり、給排気源を制御する給排気制御部により、筒体５１内の被処理液の液面を任意に調整することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、窓５２の下面まで被処理液が充満される例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、窓５２の下面に気相部が残っていてもよい。ここで、窓５２の下面に被処理液の液滴が付着していると、液滴により紫外線の透過が影響を受けることになる。しかし、２つの異なる液層厚に対応する液面Ｌ１，Ｌ２の上部に気相が形成され、窓５２の下面の液滴の付着状態がほぼ同じであれば、本発明の原理で説明したように、液滴による紫外線の透過の影響は打ち消されるので支障はない。
【００５０】
一方、紫外線透過率センサ４０の受光部４１とシリンダ１内の紫外線ランプ２との間の離間距離は一定である。したがって、図５に示すように、それらの間に介在する被処理液の液面がＬ１，Ｌ２のように変化すると、被処理液の液層厚がＬＡからＬＢに変化することになる。そこで、筒体内の被処理液の液面位置が判れば、少なくとも２つの異なる液面Ｌ１，Ｌ２において受光部に入射された紫外線強度ＩＡ，ＩＢの比を求め、求めた紫外線強度の比に基づいて、式（７）、（８）により、被処理液の紫外線透過率を算出することができる。
【００５１】
筒体５１内の被処理液の液面の位置を検出する例として、本実施形態では、液面センサ６０により検出するようにしている。つまり、液面センサ６０の検出部６１は、筒体５１の内部の液面の位置に応じた検出信号を液面センサ６０に出力する。液面センサ６０は、検出信号に応じて基準位置（例えば、保護スリーブ３の外表面）から液面（例えば、Ｌ１，Ｌ２）を求めることができるようになっている。なお、本実施形態のように、筒体５１に被処理液が充満された状態の液面Ｌ１は、予め判っているので、液面Ｌ２のみを検出するようにしてもよい。しかし、液面センサ６０を用いれば、筒体５１に被処理液が充満された状態の液面に限る必要はなく、液面センサ６０により任意の液面Ｌ１，Ｌ２を検出して、紫外線強度計４５に入力するようにしてもよい。
【００５２】
紫外線強度計４５の演算部は、入力された液面Ｌ１，Ｌ２に基づいて、液層厚ＬＡ、ＬＢを求めるようになっている。そして、液層厚ＬＡ、ＬＢにおいて受光部４１から入力された透過強度ＩＡと透過強度ＩＢの比を求め、その比の対数を液層厚ＬＡと液層厚ＬＢの差（絶対値）で割ることにより、前式（７）の吸光度αを求める。さらに、紫外線強度計４５の演算部は、前式（８）に基づいて被処理液の紫外線の透過率ＵＶＴを求める。
【００５３】
本実施形態によれば、中空の筒体５１の上端部の気体を給排気することにより、紫外線ランプ２から紫外線透過率センサ４０の受光部４１に至る紫外線の透過経路の被処理液の液層厚を変化させることができる。その結果、図１、図３に示した実施形態のように、シリンダ１の容器壁に形成された貫通穴内にシール部材を介して中空筒状の計測容器２４を挿入し、かつ筒軸方向に摺動させる必要がないから、構成を簡単化できるので、容易に実施することができる。
【００５４】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で変形又は変更された形態で実施することが可能であることは、当業者にあっては明白なことであり、そのような変形又は変更された形態が本願の特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００５５】
例えば、図５の実施形態では、液面センサ６０により液面Ｌ１，Ｌ２を検出するようにしたが、上述したフロート弁６３と電磁弁６５を介装した排気ベント６６により、液面を所望のレベルに制御できる。例えば、上述したノズル５５に設けたフロート弁６３と電磁弁６５を介装した排気ベント６６と同様の排気ベントを、被処理液面Ｌ２に対応した位置の筒体５１の壁面にノズルを介して設けてもよい。これによれば、給排気源から空気が供給されて液面がＬ２まで低下するまでは、フロート弁が下降して筒体５１内に供給された空気が電磁弁を介して排気ベントから排気されるが、液面がＬ２まで低下するとフロート６４が浮上してフロート弁６５が閉じられるから、液面はＬ２に保持されることになる。
【符号の説明】
【００５６】
１  シリンダ
２  紫外線ランプ
３  ランプスリーブ
５  自動洗浄装置
７  洗浄ユニット
８  駆動軸
９  洗浄リング
１０  スクレーパ
２０  紫外線透過率測定装置
２４  セル
２５  窓
２８  アクチュエータ
４０  紫外線透過率センサ
４１  受光部
４２  支持パイプ
４３  支持アーム
４５  紫外線透過率センサの演算部
５０  紫外線透過率センサ
５１  筒体
５２  窓
５３、５４  フランジ
５５  ノズル
５６  逆止弁
５７  継手
５８  チューブ
６０  液面センサ
６１  検出部
６３  フロート弁
６４  フロート
６５  電磁弁
６６  排気ベント
【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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