JP2005069843A - UV intensity meter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は低圧水銀ランプ等から放射される紫外線量を測定するために使用する紫外線強度計の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in an ultraviolet intensity meter used for measuring the amount of ultraviolet rays emitted from a low-pressure mercury lamp or the like.
従来、波長の異なる二つ以上の光を放射する例えば低圧水銀ランプからの放射光を測定する場合、複数の紫外線強度計を用意し、各波長に対応するセンサを有する紫外線強度計選択して単独に測定することが実施されている。低圧水銀ランプは１８５nmと２５４nmの波長の光を放射する。 Conventionally, when measuring light emitted from, for example, a low-pressure mercury lamp that emits two or more lights having different wavelengths, a plurality of ultraviolet intensity meters are prepared, and an ultraviolet intensity meter having a sensor corresponding to each wavelength is selected and used alone. Measurements have been carried out. The low-pressure mercury lamp emits light with wavelengths of 185 nm and 254 nm.
また近年多用されてきているキセノンエキシマランプは１７２nmの波長の光を放射する。 In addition, xenon excimer lamps that have been widely used in recent years emit light having a wavelength of 172 nm.
ところで、波長の異なる二つ以上の光を測定する場合、各波長に対応するセンサをもつ受光部を交換して各々測定する必要があり、交換作業に手数を要し、また交換作業中は光の出力の変化を測定することができない欠点がある。また受光部を交換するに際して、周囲温度の変化や雰囲気ガス等の測定環境の乱れにより測定誤差が生じ易い欠点がある。 By the way, when measuring two or more lights with different wavelengths, it is necessary to replace each light receiving unit having a sensor corresponding to each wavelength, and it is necessary to perform the replacement work. There is a drawback that it is impossible to measure the change in output. Further, when replacing the light receiving unit, there is a drawback that measurement errors are likely to occur due to changes in the ambient temperature and disturbance of the measurement environment such as atmospheric gas.
また受光部の交換作業が難しい場合は、各々の波長に対応する紫外線強度計を複数用意することが必要となり、コスト高となる欠点がある。 Further, when it is difficult to replace the light receiving unit, it is necessary to prepare a plurality of ultraviolet intensity meters corresponding to the respective wavelengths, and there is a disadvantage that the cost is increased.
本発明は上記の諸点に鑑み発明したものであって、波長の異なる複数の光を受光部を交換することなく、連続して正確に測定することができる紫外線強度計を提供することを目的とする。 The present invention has been invented in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet intensity meter that can continuously and accurately measure a plurality of lights having different wavelengths without exchanging a light receiving unit. To do.
請求項１に記載の紫外線強度計は、受光部に分光感度の異なる複数の受光素子を組み込んで構成してある。
The ultraviolet intensity meter according to
請求項２に記載の紫外線強度計は、請求項１に記載の受光素子として、ダイヤモンド光導電型受光素子と窒化ガリウム受光素子を用いて構成してある。
The ultraviolet intensity meter according to
請求項３に記載の紫外線強度計は、請求項１及び請求項２における光の出力は、個別にまたは同時にモニタすることができる表示部を有して構成してある。 According to a third aspect of the present invention, the ultraviolet intensity meter according to the first and second aspects includes a display unit that can monitor the light output of the first and second aspects individually or simultaneously.
請求項４に記載の紫外線強度計は、各センサに対応して設けた複数のプリアンプ回路と、一つのプリアンプ回路から出力された短波長の光を補正する短波長感度補正回路と、他のプリアンプ回路から出力された長波長の光を補正する長波長感度補正回路と、同短波長感度補正回路および長波長感度補正回路から出力された信号を切替る切替回路と、所望の波長を選択するアナログスイッチ回路と、光の出力値を増幅するアンプ回路とを有して構成してある。
The ultraviolet intensity meter according to
上記した請求項１乃至請求項３記載の紫外線強度計によると、異なる波長の複数の光を、受光部を交換することなく、連続して正確に測定することができる。また複数の紫外線強度計を用意することがないので取り扱いやすくコスト安となる特有な効果がある。 According to the ultraviolet intensity meter according to the first to third aspects, a plurality of lights having different wavelengths can be measured continuously and accurately without exchanging the light receiving part. Also, since there is no need to prepare a plurality of ultraviolet intensity meters, there is a unique effect that is easy to handle and low in cost.
上記した請求項４に記載の紫外線強度計によると、簡単な回路により、異なる波長の複数の光を連続して正確に測定することができ、さらに複数のセンサを組み合わせて構成することにより、他の波長域の光を正確に測定することができる特有な効果がある。
According to the ultraviolet intensity meter of the above-mentioned
次に、本発明に係る請求項１を実施するための最良の形を図に基づいて説明する。
図１は紫外線強度計の外観図である。図１において、１は紫外線強度計本体、２は紫外線強度計本体１の表示面に構成してなる表示部であって、例えばデジタル表示される。３は紫外線強度計本体１の筐体の一面に設けてなる電源スイッチ、４は外部出力端子である。５は紫外線強度計の受光部であって、分光感度の異なる複数の受光素子を組み込んで構成してある。６は紫外線強度計本体１と紫外線強度計の受光部５を接続してなる接続ケーブルである。
Next, the best mode for carrying out the first aspect of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view of an ultraviolet intensity meter. In FIG. 1, 1 is an ultraviolet intensity meter main body, and 2 is a display unit configured on the display surface of the ultraviolet intensity meter
次に、紫外線強度計の実施例を図２に基づいて説明する。１１は紫外線強度計の受光部５に配置してなる複数のセンサであって、分光感度の異なる受光素子を組み込んで構成してある。受光素子としては、例えばダイヤモンド光導電型受光素子１１aと窒化ガリウム受光素子１１ｂを組み合わせて構成する。ダイヤモンド光導電型受光素子は、１４０nmから２２７nmの波長に感度を有し、紫外線に対しての耐久性が優れている。また窒化ガリウム受光素子は２００nmから３６５nmの波長に感度を有し、紫外線に対しての耐久性が優れている。窒化ガリウム受光素子としては、窒化ガリウム光導電型受光素子と窒化ガリウム光起電型受光素子の二種がある。具体的には、ダイヤモンド光導電型受光素子により、フィルタを使用することなく、エキシマランプから照射される１７２nmと、１９３nmと、低圧水銀ランプから照射される１８５nmを検出することができる。さらにダイヤモンド光導電型受光素子によると、１５７nm(Ｆ2)と、１９３nm(ＡrＦ)のレーザ波長を検出することができる。また窒化ガリウム受光素子により、フィルタを使用することなく、エキシマランプから照射される２２２nm(ＫｒCl)と、２４８nm(ＫｒF)と、低圧水銀ランプから照射される２５４nmの紫外線を効率よく検出することができる。
また窒化ガリウムの一部をアルミニウムで置換して、窒化アルミニウムガリウムを用いることもできる。窒化アルミニウムガリウムは、１６０nmから３２０nmの範囲について受光感度を有し、紫外線に対しての耐久性が優れている。
Next, an embodiment of the ultraviolet intensity meter will be described with reference to FIG. Reference numeral 11 denotes a plurality of sensors arranged in the light receiving section 5 of the ultraviolet intensity meter, which are constructed by incorporating light receiving elements having different spectral sensitivities. As the light receiving element, for example, a diamond photoconductive
Alternatively, aluminum gallium nitride can be used by replacing a part of gallium nitride with aluminum. Aluminum gallium nitride has photosensitivity in the range of 160 nm to 320 nm and has excellent durability against ultraviolet rays.
さらに受光素子として、シリコンフォトダイオード、光電管、光電子増倍管を用いることができる。シリコンフォトダイオードは１６０nmから１１００nmの範囲について受光感度を有し、広範囲の紫外線の測定に利用にすることができ、光電管と光電子増倍管は、微弱な紫外線に対して感度を有するので、適宜組み合わせて利用することができる。 Further, a silicon photodiode, a phototube, or a photomultiplier tube can be used as the light receiving element. Silicon photodiodes have photosensitivity in the range of 160 nm to 1100 nm and can be used for measuring a wide range of ultraviolet rays. Photoelectric tubes and photomultiplier tubes are sensitive to weak ultraviolet rays, so they can be combined as appropriate. Can be used.
また上記した組み合わせ以外に、ダイヤモンド光導電型受光素子、窒化ガリウム受光素子、窒化アルミニウムガリウム、シリコンフォトダイオード、光電管、光電子増倍管を、所望の用途に応じて、適宜組み合わせて構成することにより、紫外線強度計としての利用性が増大する。 In addition to the above combination, a diamond photoconductive light receiving element, a gallium nitride light receiving element, an aluminum gallium nitride, a silicon photodiode, a phototube, and a photomultiplier tube are appropriately combined according to a desired application, Usability as a UV intensity meter increases.
また図２において、１４はダイヤモンド光導電型受光素子１１ａに接続してなるプリアンプ回路であって、センサで受光した信号出力を増幅する機能を有する。１５は窒化ガリウム受光素子１１ｂに接続してなるプリアンプ回路であって、プリアンプ回路１４と同一の機能を有する。
In FIG. 2,
１６はプリアンプ回路１４に接続してなる短波長感度補正回路であって、プリアンプ回路１４から出力された短波長の光を補正する。１７はプリアンプ回路１５に接続してなる長波長感度補正回路であって、プリアンプ回路１５から出力された長波長の光を補正する。このように出力された短波長あるいは長波長の光を補正することにより、光の絶対値を正確に出力することができる。
１８は短波長感度補正回路１６および長波長感度補正回路１７から出力された信号を切替る切替回路であって、外部からの波長切替え信号により作動する。
１９はアナログスイッチ回路であって、所望の波長を選択する。例えばダイヤモンド光導電型受光素子が感度を有する１４０nmから２２７nm、窒化ガリウム受光素子が感度を有する２００nmから３６５nmの波長の範囲で一つ以上を選択して検出する。
２０はアンプ回路であって、光の増幅値を選択する。
紫外線を照射する低圧水銀ランプあるいはエキシマランプは、例えば半導体産業分野では、表面の洗浄、表面の活性化処理に利用されており、また紫外線塗料やインキの硬化に利用され、さらに医療や食品分野等では殺菌や滅菌に利用されている。 Low-pressure mercury lamps or excimer lamps that irradiate ultraviolet rays are used, for example, in the semiconductor industry field for surface cleaning and surface activation treatment, and are used for curing ultraviolet paints and inks. Is used for sterilization and sterilization.
これらの分野で、本発明に係る紫外線強度計を用いると、紫外線を正確に測定することができるので、半導体の表面の洗浄、表面の活性化処理、紫外線塗料やインキの硬化、医療や食品分野等の殺菌や滅菌を均一処理することができる。 In these fields, when the ultraviolet intensity meter according to the present invention is used, ultraviolet rays can be accurately measured, so that the surface of a semiconductor is cleaned, the surface is activated, the ultraviolet paint and ink are cured, and the medical and food fields. The sterilization and sterilization such as can be uniformly processed.
１ 紫外線強度計本体
２ 表示部
３ 電源スイッチ
４ 外部出力端子
５ 受光部
６ 接続ケーブル
１１ センサ
１１ａ ダイヤモンド光導電型受光素子
１１ｂ 窒化ガリウム受光素子
１４ プリアンプ回路
１５ プリアンプ回路
１６ 短波長感度補正回路
１７ 長波長感度補正回路
１８ 切替回路
１９ アナログスイッチ回路
２０ アンプ回路
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