本发明专利技术提供一种浓度测定装置(100)，其具备：具有光源(22)以及光检测器(24)的电气单元(20)；具有测定单元(1)的流体单元(10)；用于将来自光源的光传输到测定单元的第一光传输部件(11)；用于将来自测定单元的光传输到光检测器的第二光传输部件(12)；设置于流体单元的透镜(3A)，其被配置为来自第一光传输部件的光入射到第一位置，光从第二位置向第二光传输部件出射；测定在测定单元中流动的流体的压力的压力传感器(5)；以及检测在测定单元中流动的流体的浓度的运算电路(28)，为了降低由流体的折射率引起的测定误差，基于光检测器的输出和与压力传感器输出的压力以及流体的浓度建立关联的补正因子来计算流体的浓度。联的补正因子来计算流体的浓度。联的补正因子来计算流体的浓度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】浓度测定装置
[0001]本专利技术涉及一种浓度测定装置，特别涉及一种基于透过测定单元内的光的强度来测定流体的浓度的浓度测定装置。
技术介绍
[0002]以往，已知有一种浓度测定装置(所谓的在线式浓度测定装置)，其构成为，组装到向半导体制造装置供给原料气体的气体供给管线。作为原料气体，例如可以举出从液体材料、固体材料得到的有机金属(MO)气体。
[0003]在这种浓度测定装置中，使来自光源的规定波长的光入射到气体所流动的测定单元，由受光元件接收通过测定单元的透过光，从而测定吸光度。并且，能够根据测定的吸光度，基于朗伯
‑
比尔定律求出测定气体的浓度(例如，专利文献1～3)。
[0004]在本说明书中，将用于为了检测流体的浓度的各种透过光检测构造广义称为测定单元。在测定单元中不仅包括从流体供给管线分支而单独配置的测定单元，还包括如专利文献1～3所示的设置于流体供给管线的中途的在线式的透过光检测构造。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利特开2014
‑
219294号公报
[0008]专利文献2：国际公开第2017/029792号
[0009]专利文献3：国际公开第2018/021311号
[0010]在上述的浓度测定装置的测定单元中，通常使用准直器使平行光入射到单元内。例如在专利文献3所记载的反射型的浓度测定装置中，在配置于测定单元的一端部的透光性窗部的近前处配置有作为准直透镜的凸透镜，在测定单元的另一端部配置有反射部件。在该结构中，通过凸透镜作为平行光入射到单元内的光被另一端部的反射部件反射，在单元内往复一次的光再次通过凸透镜被引导至光检测器。
[0011]在反射型的测定单元中将入射光和反射光以不同的路径进行导光的情况下，入射光(光线直径例如为数毫米左右)向偏离透镜的中心即透镜的光轴的位置照射，入射光在通过透镜时受到折射作用。另外，从透镜出射的光相对于在测定单元的端部设置的透光性的窗部的窗面并不完全垂直地入射，而以相对于测定单元的中心轴方向稍微倾斜的角度入射。然后，在单元内行进并被反射部件反射的光也以相对于测定单元的中心轴方向稍微倾斜的角度在单元内行进后在窗部折射，通过偏离透镜的中心的位置而出射(参照图2)。
[0012]在这样使光以稍微倾斜的角度入射到测定单元的情况下，若测定单元内的气体的折射率变化，则窗部与气体的界面处的折射角微妙地变化。本专利技术人发现，根据单元内的介质的折射率的变化，在测定单元内传播的光的光路也微妙地变化，由此可能增加浓度测定的误差。
技术实现思路
[0013]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够抑制由测定单元内的介质的折射率变化引起的浓度测定误差的增加的浓度测定装置。
[0014]基于本专利技术的实施方式的浓度测定装置具备：流体单元，所述流体单元具有测定单元；第一光传输部件，所述第一光传输部件用于将来自所述光源的光传输到所述测定单元；第二光传输部件，所述第二光传输部件用于将来自所述测定单元的光传输到所述光检测器；透镜，所述透镜设置于所述流体单元，所述透镜被配置为来自所述第一光传输部件的光入射到与所述透镜的光轴不同的第一位置，并且/或者，光从与所述透镜的光轴不同的第二位置向所述第二光传输部件出射；压力传感器，所述压力传感器测定在所述测定单元中流动的流体的压力；以及运算电路，所述运算电路与所述光检测器连接，检测在所述测定单元中流动的流体的浓度，所述运算电路构成为，为了补正与所述流体的折射率对应的测定误差，基于所述光检测器的输出和与所述压力传感器输出的压力以及所述流体的浓度建立关联的补正因子，通过运算求出所述流体的浓度。
[0015]在某实施方式中，所述运算电路具有存储器，所述存储器保存有记载与所述压力传感器输出的压力以及所述流体的浓度建立关联的补正因子的表格，使用从所述表格读出的补正因子来测定浓度。
[0016]在某实施方式中，所述浓度测定装置还具有温度传感器，所述温度传感器测定在所述测定单元中流动的气体的温度，所述运算电路构成为，使用与测定气体建立关联的吸光系数α
a
，基于下述公式求出混合气体中的测定气体的体积浓度Cv+ΔCn，在下述公式中，I0是入射到所述测定单元的入射光的强度，I是通过了所述测定单元的光的强度，R是气体常数，T是所述测定单元内的气体温度，L是光路长度，Pt是所述测定单元内的气体压力，I(n)是基于折射率变化的光量变化，ΔCn是基于(RT/α
a
LPt)
·
ln(I0/I)和所述气体压力而决定的补正因子。
[0017]Cv+ΔCn＝(RT/α
a
LPt)
·
ln(I0/I+I(n))＝(RT/α
a
LPt)
·
ln
[0018](I0/I)+ΔCn
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术的实施方式，能够抑制由测定单元内的介质的折射率变化引起的测定误差的增加，以提高的精度进行浓度测定。
附图说明
[0021]图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的浓度测定装置的整体结构的示意图。
[0022]图2是表示浓度测定装置的测定单元中的光学系统的图。
[0023]图3是表示单元内的介质的折射率变化时的测定单元中的光学系统的图。
[0024]图4是表示单元内的介质的折射率变化时的窗部附近的光路的变化的图。
[0025]图5是表示测定单元内的气体压力(单元压力)与光量变化的关系的图表。
[0026]图6是表示测定单元内的气体的折射率与光量变化的关系的图表。
[0027]图7是表示记载由气体的浓度和压力决定的浓度补正因子的表格的图。
[0028]符号说明
[0029]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
测定单元
[0030]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
窗部
[0031]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
准直器
[0032]3A
ꢀꢀꢀꢀꢀ
凸透镜
[0033]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
反射部件
[0034]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
压力传感器
[0035]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度传感器
[0036]10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
流体单元
[0037]11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光缆(入射用)
[0038]12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光缆(出射用)
[0039]20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
电气单元
[0040]22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光源
[0041]24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光检测器
[0042]26
ꢀꢀꢀꢀꢀ
参照光检测器
[0043]28
ꢀꢀꢀꢀꢀ
运算电路
[0044]100
ꢀꢀꢀꢀ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种浓度测定装置，其特征在于，具备：电气单元，所述电气单元具有光源以及光检测器；流体单元，所述流体单元具有测定单元；第一光传输部件，所述第一光传输部件用于将来自所述光源的光传输到所述测定单元；第二光传输部件，所述第二光传输部件用于将来自所述测定单元的光传输到所述光检测器；透镜，所述透镜设置于所述流体单元，所述透镜被配置为使得来自所述第一光传输部件的光入射到与所述透镜的光轴不同的第一位置，并且/或者，光从与所述透镜的光轴不同的第二位置向所述第二光传输部件出射；压力传感器，所述压力传感器测定在所述测定单元中流动的流体的压力；以及运算电路，所述运算电路与所述光检测器连接，检测在所述测定单元中流动的流体的浓度，所述运算电路构成为，为了补正与所述流体的折射率对应的测定误差，基于所述光检测器的输出和与所述压力传感器输出的压力以及所述流体的浓度建立关联的补正因子，通过运算求出所述流体的浓度。2.根据权利要求1所述的浓度测定装置，其特征在于，所述运算电路具有存储器，所述存储器保存有记载与所述压力传感器输出的压力以及所述流体的浓度建...
【专利技术属性】
技术研发人员：永濑正明，泷本昌彦，田中一辉，西野功二，池田信一，
申请(专利权)人：株式会社富士金，
类型：发明
国别省市：
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