光源部I的多LED光源Ia發(fā)出的波長(zhǎng)X1A2A3的具有相位差Φ的3種紫外光的混成光被傳送至上述檢測(cè)部2的光入射部9，從該光入射部9放射至原料氣體
[0134]對(duì)透過(guò)上述原料氣體G內(nèi)的波長(zhǎng)X1J2A3且具有相位差的3種紫外光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，利用光束合成器Ia4混成的混成光分別到達(dá)各光檢測(cè)部10a、10b。入射的混成光在透過(guò)原料氣體G內(nèi)時(shí)因原料氣體G造成特定波長(zhǎng)的光被吸光(消光)，入射至光檢測(cè)部的混成光的光強(qiáng)度通過(guò)各光電二極管12檢測(cè)出來(lái)。圖5(b)為表示上述檢測(cè)出的光強(qiáng)度的測(cè)定值的一個(gè)示例的圖，計(jì)測(cè)由于有機(jī)原料氣體所致的吸光后的強(qiáng)度變化。
[0135]此外，由各光檢測(cè)部10a、10b檢測(cè)出的吸光后的混成光的光強(qiáng)度根據(jù)光的檢測(cè)位置、光的波長(zhǎng)、原料氣體濃度和透過(guò)光路距離而變化，其檢測(cè)值為圖5(b)的曲線(xiàn)S。
[0136]由上述各光檢測(cè)部10a、1b檢測(cè)出的各光強(qiáng)度的檢測(cè)值S被輸入至運(yùn)算處理部3，在該運(yùn)算處理部3中，繼續(xù)利用快速傅里葉變換進(jìn)行頻率解析和/或三個(gè)波長(zhǎng)域的強(qiáng)度(SP與吸光度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度)的計(jì)算解析，通過(guò)朗伯-比爾定律計(jì)算原料氣體濃度。
[0137]另外，圖5(c)為表不上述三個(gè)頻率域中的波長(zhǎng)A1，波長(zhǎng)λ2，波長(zhǎng)λ3的紫外光的強(qiáng)度變化量的圖，為表示與構(gòu)成原料氣體濃度算出的基礎(chǔ)的吸光度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值的一個(gè)示例的圖。
[0138]其次，根據(jù)與基于上述快速FFT(快速傅里葉變換)的頻率解析及各頻率域(本實(shí)施方式為3個(gè)頻率域)的吸光度對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度變化量的計(jì)算結(jié)果，在運(yùn)算處理部3中求出如圖5(d)所示的各吸光度的矩陣α，β，γ，并且基于該吸光度矩陣α，β，γ，使用預(yù)先創(chuàng)建的原料氣體的濃度計(jì)算方法(算法)，實(shí)時(shí)連續(xù)地計(jì)算原料氣體G的濃度。
[0139]另外，基于上述圖5(d)的吸光度矩陣的變化，進(jìn)行濃度計(jì)的零點(diǎn)調(diào)整和異常的診斷，例如檢知藍(lán)寶石制透光窗9a模糊不清的發(fā)生等。根據(jù)本發(fā)明，與以往的使用紫外光的F2氣體測(cè)定裝置比較，確認(rèn)了不僅可以得到更高測(cè)量精度和測(cè)量的再現(xiàn)性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)濃度測(cè)定所需時(shí)間的大幅縮短和裝置成本的降低。
[0140]圖6為表示本發(fā)明涉及的濃度計(jì)⑶的適用例的圖，通過(guò)以濃度計(jì)⑶的濃度檢測(cè)值，對(duì)罐內(nèi)壓力控制裝置13和/或載氣CG的質(zhì)量流量控制機(jī)14進(jìn)行反饋控制，保持原料氣體G的濃度為固定值。
[0141]此外，由于原料氣體發(fā)生裝置15的構(gòu)造本身與圖7所示的現(xiàn)有技術(shù)大致相同，故在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
[0142]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0143]本申請(qǐng)的發(fā)明，只要是具有對(duì)于光，尤其是紫外光的吸光性的原料流體，不論是液體或升華性固體等任何原料，都能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)檢測(cè)出配管路徑內(nèi)的流體的濃度。不僅能夠在半導(dǎo)體制造用氣體供給系統(tǒng)中使用，而且也能夠在處理析出性、光反應(yīng)性、腐蝕性流體的所有的流體供給管路或者流體使用設(shè)備類(lèi)的流體濃度的連續(xù)檢測(cè)中使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于，具備: 光源部，所述光源部發(fā)出具有相位差的至少兩種波長(zhǎng)的混成光； 檢測(cè)部，所述檢測(cè)部具備將來(lái)自光源部的混成光入射至檢測(cè)器主體的流體通路內(nèi)的光入射部和對(duì)流體通路內(nèi)通過(guò)的混成光進(jìn)行受光的至少兩個(gè)光檢測(cè)部； 運(yùn)算處理部，所述運(yùn)算處理部對(duì)來(lái)自各光檢測(cè)部的混成光的檢測(cè)信號(hào)分別進(jìn)行頻率解析，并且計(jì)算與所述各檢測(cè)信號(hào)的至少兩個(gè)頻率域的吸光度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度變化量，通過(guò)該各檢測(cè)信號(hào)的至少兩個(gè)頻率域的所述強(qiáng)度變化量計(jì)算流體通路內(nèi)的流體濃度;和記錄顯示部，所述記錄顯示部記錄和顯示在運(yùn)算處理部的流體濃度的計(jì)算值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 光源部為發(fā)出三種波長(zhǎng)的混成光的光源部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 光源部為以L(fǎng)ED或者激光二極管作為光源的光源部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 光源部為發(fā)出波長(zhǎng)域?yàn)?00?400nm的紫外光的光源部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 運(yùn)算處理部為利用傅里葉變換或者小波變換進(jìn)行頻率解析的運(yùn)算處理部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 運(yùn)算處理部為計(jì)算流體通路內(nèi)流通的混合氣體內(nèi)的有機(jī)金屬材料氣體濃度的運(yùn)算處理部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 檢測(cè)部為具備一個(gè)光入射部和兩個(gè)光檢測(cè)部的檢測(cè)部。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 光源部為發(fā)出三種波長(zhǎng)的紫外光的混成光的光源部。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 運(yùn)算處理部為利用傅里葉變換分別對(duì)三種波長(zhǎng)的混成光的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻率解析的運(yùn)算處理部。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 在檢測(cè)器主體的一側(cè)面配置有一個(gè)光入射部，并且在與該一側(cè)面相對(duì)的另一側(cè)面配置有兩個(gè)光檢測(cè)部。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 在檢測(cè)器主體的一側(cè)面配置有一個(gè)光入射部，并且在與該一側(cè)面相對(duì)的另一側(cè)面配置有三個(gè)光檢測(cè)部。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 在檢測(cè)器主體的一側(cè)面配置有一個(gè)光入射部和一個(gè)光檢測(cè)部，并且在與該一側(cè)面相對(duì)的另一側(cè)面配置有兩個(gè)光檢測(cè)部。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型濃度計(jì)，其特征在于， 光源部為發(fā)出利用光束組合器將波長(zhǎng)不同的紫外光加以混成而得到的混成光的光源部。14.一種濃度檢測(cè)方法，其特征在于，來(lái)自光源部的具有相位差的三種波長(zhǎng)不同的紫外光的混成光，從設(shè)置于具有流體通路的檢測(cè)器主體的一個(gè)光入射部入射至流體通路內(nèi)，利用設(shè)置于檢測(cè)器主體的至少兩個(gè)光檢測(cè)部檢測(cè)出流體通路內(nèi)通過(guò)的各紫外光，并且分別對(duì)各光檢測(cè)部檢測(cè)出的混成光的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻率解析，針對(duì)由該光檢測(cè)部檢測(cè)出的各檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算與三個(gè)頻率域的吸光度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度變化量，然后，根據(jù)該各檢測(cè)信號(hào)的三種頻率域的至少合計(jì)6個(gè)所述計(jì)算出的所述強(qiáng)度變化量，計(jì)算流體通路內(nèi)流通的混合氣體內(nèi)的有機(jī)金屬材料氣體濃度。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的濃度檢測(cè)方法，其特征在于，光檢測(cè)部為3個(gè)，根據(jù)合計(jì)9個(gè)計(jì)算出的與吸光度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度變化量，計(jì)算流體通路內(nèi)流通的混合氣體內(nèi)的有機(jī)金屬材料氣體濃度。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的濃度檢測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)I個(gè)光檢測(cè)部檢測(cè)出從光入射部入射的混成光，并且將來(lái)自該光檢測(cè)部的反射光入射至其他的光檢測(cè)部。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的濃度檢測(cè)方法，其特征在于，使從光入射部入射的混成光分散并入射至兩個(gè)光檢測(cè)部。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種在有機(jī)原料流體的供給系統(tǒng)等中使用的濃度計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)該濃度計(jì)的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化、小型化、產(chǎn)品成本的降低，并且能夠在高精度、高靈敏度下進(jìn)行再現(xiàn)性高的濃度測(cè)定。本發(fā)明由以下部件構(gòu)成：發(fā)射具有相位差的至少兩種波長(zhǎng)的光的光源部；具備將來(lái)自光源部的光入射至檢測(cè)器主體的流體通路內(nèi)的光入射部和對(duì)流體通路內(nèi)通過(guò)的光進(jìn)行受光的至少兩個(gè)光檢測(cè)部的檢測(cè)部；對(duì)來(lái)自檢測(cè)部的至少兩個(gè)波長(zhǎng)的檢測(cè)信號(hào)分別進(jìn)行頻率解析，并且計(jì)算與上述各檢測(cè)信號(hào)的至少三個(gè)頻率域的吸光度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度，根據(jù)該各檢測(cè)信號(hào)的至少三個(gè)頻率域的吸光度強(qiáng)度計(jì)算流體通路內(nèi)的流體濃度的運(yùn)算處理部；記錄和/或顯示運(yùn)算處理部的流體濃度的計(jì)算值的記錄顯示部。
【IPC分類(lèi)】G01N21/33
【公開(kāi)號(hào)】CN105556283
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480022888
【發(fā)明人】出口祥啓, 永瀨正明, 池田信一, 山路道雄
【申請(qǐng)人】國(guó)立大學(xué)法人德島大學(xué), 株式會(huì)社富士金
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2014年7月18日
【公告號(hào)】US20160169800, WO2015015750A1