JPH10197444A - 同位体ガス分光測定方法 - Google Patents
同位体ガス分光測定方法Info
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- JPH10197444A JPH10197444A JP484597A JP484597A JPH10197444A JP H10197444 A JPH10197444 A JP H10197444A JP 484597 A JP484597 A JP 484597A JP 484597 A JP484597 A JP 484597A JP H10197444 A JPH10197444 A JP H10197444A
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- concentration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複数の成分ガスを含む被測定ガスをセルに導
き、分光測定をする場合に、成分ガスの構成を変えない
ように希釈することによって、成分ガスの濃度を精密に
測定する。 【解決手段】１つの検体から収集された２種類の被測定
ガスについて、一方の被測定ガスのＣＯ2 濃度が他方の
被測定ガスのＣＯ2 濃度よりも高ければ、この一方の被
測定ガスのＣＯ2 濃度が他方の被測定ガスのＣＯ2 濃度
に等しくなるまでバルブＶ4 を通して一方の被測定ガス
を空気（大気）で希釈して、被測定ガスの濃度比13ＣＯ
2 ／12ＣＯ2 を測定する。
き、分光測定をする場合に、成分ガスの構成を変えない
ように希釈することによって、成分ガスの濃度を精密に
測定する。 【解決手段】１つの検体から収集された２種類の被測定
ガスについて、一方の被測定ガスのＣＯ2 濃度が他方の
被測定ガスのＣＯ2 濃度よりも高ければ、この一方の被
測定ガスのＣＯ2 濃度が他方の被測定ガスのＣＯ2 濃度
に等しくなるまでバルブＶ4 を通して一方の被測定ガス
を空気（大気）で希釈して、被測定ガスの濃度比13ＣＯ
2 ／12ＣＯ2 を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】同位体の入った薬物を生体に
投与した後、同位体の濃度変化、又は濃度比の変化を測
定することにより、生体の代謝機能を測定することがで
きるので、同位体の分析は、医療の分野での病気の診断
に利用されている。また、医療の分野以外でも、同位体
の分析は、光合成の研究、植物の代謝作用の研究に利用
され、地球化学分野では生態系のトレースに利用されて
いる。
投与した後、同位体の濃度変化、又は濃度比の変化を測
定することにより、生体の代謝機能を測定することがで
きるので、同位体の分析は、医療の分野での病気の診断
に利用されている。また、医療の分野以外でも、同位体
の分析は、光合成の研究、植物の代謝作用の研究に利用
され、地球化学分野では生態系のトレースに利用されて
いる。
【０００２】本発明は、同位体の光吸収特性の相違に着
目して、同位体ガスの濃度を測定する同位体ガス分光測
定方法に関するものである。
目して、同位体ガスの濃度を測定する同位体ガス分光測
定方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】一般に、胃潰瘍、胃炎の原因として、ス
トレスの他に、ヘリコバクタピロリー（ＨＰ）と言われ
ているバクテリアが存在することが知られている。患者
の胃の中にＨＰが存在すれば、抗生物質の投与等による
除菌治療を行う必要がある。したがって、患者にＨＰが
存在するか否かを確認することが重要である。ＨＰは、
強いウレアーゼ活性を持っていて、尿素を二酸化炭素と
アンモニアに分解する。
トレスの他に、ヘリコバクタピロリー（ＨＰ）と言われ
ているバクテリアが存在することが知られている。患者
の胃の中にＨＰが存在すれば、抗生物質の投与等による
除菌治療を行う必要がある。したがって、患者にＨＰが
存在するか否かを確認することが重要である。ＨＰは、
強いウレアーゼ活性を持っていて、尿素を二酸化炭素と
アンモニアに分解する。
【０００４】一方、炭素には、質量数が１２のものの
他、質量数が１３や１４の同位体が存在するが、これら
の中で質量数が１３の同位体13Ｃは、放射性がなく、安
定して存在するため取扱いが容易である。そこで、同位
体13Ｃでマーキングした尿素を生体に投与した後、最終
代謝産物である患者の呼気中の13ＣＯ2 の濃度、具体的
には13ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比を測定することがで
きれば、ＨＰの存在を確認することができる。
他、質量数が１３や１４の同位体が存在するが、これら
の中で質量数が１３の同位体13Ｃは、放射性がなく、安
定して存在するため取扱いが容易である。そこで、同位
体13Ｃでマーキングした尿素を生体に投与した後、最終
代謝産物である患者の呼気中の13ＣＯ2 の濃度、具体的
には13ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比を測定することがで
きれば、ＨＰの存在を確認することができる。
【０００５】ところが、13ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比
は、自然界では１：１００と大きく、このため患者の呼
気中の濃度比を精度よく測定することは難しい。従来、
13ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比を求める方法として、赤
外分光を用いる方法が知られている（特公昭６１−４２
２１９号、特公昭６１−４２２２０号公報参照）。
は、自然界では１：１００と大きく、このため患者の呼
気中の濃度比を精度よく測定することは難しい。従来、
13ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比を求める方法として、赤
外分光を用いる方法が知られている（特公昭６１−４２
２１９号、特公昭６１−４２２２０号公報参照）。
【０００６】特公昭６１−４２２２０号記載の方法は、
長短２本のセルを用意し、一方のセルでの13ＣＯ2 の吸
収と、一方のセルでの12ＣＯ2 の吸収とが等しくなるよ
うなセルの長さにし、２本のセルを透過した光を両方の
セルに導いて、それぞれ最大感度を実現する波長での光
強度を測定する方法である。この方法によれば、自然界
の濃度比での光吸収比を１にすることができ、これから
濃度比がずれると、ずれた分だけ光吸収比がずれるの
で、光吸収比の変化を知って濃度比の変化を知ることが
できる。
長短２本のセルを用意し、一方のセルでの13ＣＯ2 の吸
収と、一方のセルでの12ＣＯ2 の吸収とが等しくなるよ
うなセルの長さにし、２本のセルを透過した光を両方の
セルに導いて、それぞれ最大感度を実現する波長での光
強度を測定する方法である。この方法によれば、自然界
の濃度比での光吸収比を１にすることができ、これから
濃度比がずれると、ずれた分だけ光吸収比がずれるの
で、光吸収比の変化を知って濃度比の変化を知ることが
できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】赤外分光測定において
は、投与前の呼気について、12ＣＯ2 の吸光度を測定し
て、12ＣＯ2 用の検量線を使って12ＣＯ2 濃度を算出
し、13ＣＯ2 の吸光度を測定して、13ＣＯ2 用の検量線
を使って13ＣＯ2 濃度を算出する。投与後の呼気につい
ても同様の測定をしている。
は、投与前の呼気について、12ＣＯ2 の吸光度を測定し
て、12ＣＯ2 用の検量線を使って12ＣＯ2 濃度を算出
し、13ＣＯ2 の吸光度を測定して、13ＣＯ2 用の検量線
を使って13ＣＯ2 濃度を算出する。投与後の呼気につい
ても同様の測定をしている。
【０００８】このとき、ＣＯ2 濃度が２種類の呼気につ
いてほぼ同じならば、12ＣＯ2 の検量線や13ＣＯ2 の検
量線を使う範囲を狭くすることができる。したがって、
検量線を使う範囲を限定することによって、測定精度を
上げることができる。ＣＯ2 濃度を等しくするために
は、いずれかの呼気を希釈しなければならないが、希釈
するガス（以下「希釈ガス」という）として、通常、窒
素ガスのような赤外領域に吸収を持たないガスを使用す
ることが考えられる（本願の先願である特開平８−５８
０５２号の発明の実施の形態では、希釈ガスとして窒素
ガスを使用している）。
いてほぼ同じならば、12ＣＯ2 の検量線や13ＣＯ2 の検
量線を使う範囲を狭くすることができる。したがって、
検量線を使う範囲を限定することによって、測定精度を
上げることができる。ＣＯ2 濃度を等しくするために
は、いずれかの呼気を希釈しなければならないが、希釈
するガス（以下「希釈ガス」という）として、通常、窒
素ガスのような赤外領域に吸収を持たないガスを使用す
ることが考えられる（本願の先願である特開平８−５８
０５２号の発明の実施の形態では、希釈ガスとして窒素
ガスを使用している）。
【０００９】しかし、この希釈方法では、希釈された呼
気には希釈ガスが混じっているので、希釈されないほう
の呼気との構成ガスの成分比率が異なったものになる。
この結果、前記成分比率の相違が呼気中の13ＣＯ2 濃度
や、13ＣＯ2 と12ＣＯ 2 との濃度比の測定に影響を及ぼ
すことになり、測定値に誤差の入る要因となる。
気には希釈ガスが混じっているので、希釈されないほう
の呼気との構成ガスの成分比率が異なったものになる。
この結果、前記成分比率の相違が呼気中の13ＣＯ2 濃度
や、13ＣＯ2 と12ＣＯ 2 との濃度比の測定に影響を及ぼ
すことになり、測定値に誤差の入る要因となる。
【００１０】そこで、本発明は、複数の成分ガスを含む
被測定ガスをセルに導き、分光測定をする場合に、呼気
の成分ガスの構成を変えないように希釈することによっ
て、成分ガスの濃度を精密に測定することができる同位
体ガス分光測定方法を実現することを目的とする。
被測定ガスをセルに導き、分光測定をする場合に、呼気
の成分ガスの構成を変えないように希釈することによっ
て、成分ガスの濃度を精密に測定することができる同位
体ガス分光測定方法を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項１記載の同位体ガス分光測定方法は、１つの
検体から収集された２種類の被測定ガスについて、一方
の被測定ガスのＣＯ2濃度が他方の被測定ガスのＣＯ2
濃度よりも高ければ、この一方の被測定ガスのＣＯ2 濃
度が他方の被測定ガスのＣＯ2 濃度に等しくなるまで一
方の被測定ガスを空気（大気）で希釈して、各被測定ガ
スの濃度比13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 を測定する方法である。
めの請求項１記載の同位体ガス分光測定方法は、１つの
検体から収集された２種類の被測定ガスについて、一方
の被測定ガスのＣＯ2濃度が他方の被測定ガスのＣＯ2
濃度よりも高ければ、この一方の被測定ガスのＣＯ2 濃
度が他方の被測定ガスのＣＯ2 濃度に等しくなるまで一
方の被測定ガスを空気（大気）で希釈して、各被測定ガ
スの濃度比13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 を測定する方法である。
【００１２】この方法によれば、ＣＯ2 濃度が等しいと
いう条件で、２種類の呼気をそれぞれ測定することがで
きるので、使う検量線の範囲を限定することができる。
しかも、希釈ガスとして空気を用いるので、希釈によっ
ても呼気の成分ガスの構成は変わらない。この結果、測
定精度を上げることができる。請求項２又は３記載の方
法は、いずれも単一のセルに、第１種類の被測定ガスを
満たして光量を測定し、排出した後、第２種類の被測定
ガスを満たして光量を測定することを前提にした、請求
項１記載の同位体ガス分光測定方法の具体的手順を示し
ている。
いう条件で、２種類の呼気をそれぞれ測定することがで
きるので、使う検量線の範囲を限定することができる。
しかも、希釈ガスとして空気を用いるので、希釈によっ
ても呼気の成分ガスの構成は変わらない。この結果、測
定精度を上げることができる。請求項２又は３記載の方
法は、いずれも単一のセルに、第１種類の被測定ガスを
満たして光量を測定し、排出した後、第２種類の被測定
ガスを満たして光量を測定することを前提にした、請求
項１記載の同位体ガス分光測定方法の具体的手順を示し
ている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、同位体13Ｃでマーキングし
たウレア診断薬を人間に投与した後、呼気中の13ＣＯ2
濃度比を分光測定する場合の、本発明の実施の形態を、
添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Ｉ．呼気テスト まず、ウレア診断薬を投与する前の患者の呼気を呼気バ
ッグに採集する。呼気バッグの容量は、２５０ｍｌ程度
である。その後、ウレア診断薬を経口投与し、１０−１
５分後、投与前と同様の方法で他の呼気バッグに呼気を
採集する。
たウレア診断薬を人間に投与した後、呼気中の13ＣＯ2
濃度比を分光測定する場合の、本発明の実施の形態を、
添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Ｉ．呼気テスト まず、ウレア診断薬を投与する前の患者の呼気を呼気バ
ッグに採集する。呼気バッグの容量は、２５０ｍｌ程度
である。その後、ウレア診断薬を経口投与し、１０−１
５分後、投与前と同様の方法で他の呼気バッグに呼気を
採集する。
【００１４】投与前と投与後の呼気バッグをそれぞれ同
位体ガス分光測定装置の所定のノズルにセットし、以下
の自動制御を行う。 II．同位体ガス分光測定装置 図１は、同位体ガス分光測定装置の全体構成を示すブロ
ック図である。投与後の呼気（以下「サンプルガス」と
いう）を採集した呼気バッグと投与前の呼気（以下「ベ
ースガス」という）を採集した呼気バッグとはそれぞれ
ノズルにセットされる。ベースガスを採集した呼気バッ
グは、樹脂又は金属パイプ（以下単に「パイプ」とい
う）を通してバルブＶ3 につながり、サンプルガスを採
集した呼気バッグは、パイプを通してバルブＶ2 につな
がっている。
位体ガス分光測定装置の所定のノズルにセットし、以下
の自動制御を行う。 II．同位体ガス分光測定装置 図１は、同位体ガス分光測定装置の全体構成を示すブロ
ック図である。投与後の呼気（以下「サンプルガス」と
いう）を採集した呼気バッグと投与前の呼気（以下「ベ
ースガス」という）を採集した呼気バッグとはそれぞれ
ノズルにセットされる。ベースガスを採集した呼気バッ
グは、樹脂又は金属パイプ（以下単に「パイプ」とい
う）を通してバルブＶ3 につながり、サンプルガスを採
集した呼気バッグは、パイプを通してバルブＶ2 につな
がっている。
【００１５】一方、ガスボンベからリファレンスガス
（測定対象波長域に吸収のないガスであれば何でもよ
い。例えば窒素ガス）が供給されている。リファレンス
ガスは圧力逃がし弁３１、バルブＶ0 、レギュレータ３
２、流量計３３を通して、一方はニードルバルブ３５を
通してリファレンスセル１１ｃに入り、他方はバルブＶ
1、逆止弁３６を通して12ＣＯ2 の吸収を測定するため
の第１サンプルセル１１ａに入る。
（測定対象波長域に吸収のないガスであれば何でもよ
い。例えば窒素ガス）が供給されている。リファレンス
ガスは圧力逃がし弁３１、バルブＶ0 、レギュレータ３
２、流量計３３を通して、一方はニードルバルブ３５を
通してリファレンスセル１１ｃに入り、他方はバルブＶ
1、逆止弁３６を通して12ＣＯ2 の吸収を測定するため
の第１サンプルセル１１ａに入る。
【００１６】さらに、バルブＶ1 と第１サンプルセル１
１ａとの間には、サンプルガス又はベースガスを定量的
に注入するためのガス注入器２１（容量７０ｃｃ）が、
三方バルブＶ4 を介してつながれている。このガス注入
器２１は、ピストンとシリンダーを有する注射器のよう
な形状のもので、ビストンの駆動は、モータＭ1 と、モ
ータＭ1 に連結された送りネジと、ピストンに固定され
たナットとの共働によって行われる。
１ａとの間には、サンプルガス又はベースガスを定量的
に注入するためのガス注入器２１（容量７０ｃｃ）が、
三方バルブＶ4 を介してつながれている。このガス注入
器２１は、ピストンとシリンダーを有する注射器のよう
な形状のもので、ビストンの駆動は、モータＭ1 と、モ
ータＭ1 に連結された送りネジと、ピストンに固定され
たナットとの共働によって行われる。
【００１７】セル室１１は、図１に示すように、12ＣＯ
2 の吸収を測定するための短い第１サンプルセル１１
ａ、13ＣＯ2 の吸収を測定するための長い第２サンプル
セル１１ｂ及びリファレンスガスを流すリファレンスセ
ル１１ｃからなり、第１サンプルセル１１ａと第２サン
プルセル１１ｂとは連通しており、第１サンプルセル１
１ａに導かれたガスは、そのまま第２サンプルセル１１
ｂに入り、排気されるようになっている。また、リファ
レンスセル１１ｃにはリファレンスガスが導かれ、リフ
ァレンスガスは、リファレンスセル１１ｃを通り抜けた
後は、一方はセル室１１を収納するケース１０内を通
り、他方は赤外線光源装置Ｌを通り、それぞれ排気され
る。第１サンプルセル１１ａの長さは具体的には１３ｍ
ｍであり、第２サンプルセル１１ｂの長さは具体的には
２５０ｍｍであり、リファレンスセル１１ｃの長さは具
体的には２３６ｍｍである。
2 の吸収を測定するための短い第１サンプルセル１１
ａ、13ＣＯ2 の吸収を測定するための長い第２サンプル
セル１１ｂ及びリファレンスガスを流すリファレンスセ
ル１１ｃからなり、第１サンプルセル１１ａと第２サン
プルセル１１ｂとは連通しており、第１サンプルセル１
１ａに導かれたガスは、そのまま第２サンプルセル１１
ｂに入り、排気されるようになっている。また、リファ
レンスセル１１ｃにはリファレンスガスが導かれ、リフ
ァレンスガスは、リファレンスセル１１ｃを通り抜けた
後は、一方はセル室１１を収納するケース１０内を通
り、他方は赤外線光源装置Ｌを通り、それぞれ排気され
る。第１サンプルセル１１ａの長さは具体的には１３ｍ
ｍであり、第２サンプルセル１１ｂの長さは具体的には
２５０ｍｍであり、リファレンスセル１１ｃの長さは具
体的には２３６ｍｍである。
【００１８】第２サンプルセル１１ｂから導出される排
気管には、Ｏ2 センサ１８及び湿度センサ１９が設けら
れている。このＯ2 センサ１８には、市販の酸素センサ
を用いることができる。例えばジルコニアセンサ等の固
体電解質ガスセンサ、ガルバニ電池式センサ等の電気化
学ガスセンサを使用することができる。湿度センサ１９
には、市販の湿度センサを用いることができ、例えば多
孔質セラミツクやポリマー抵抗体を使用したセンサがあ
る。
気管には、Ｏ2 センサ１８及び湿度センサ１９が設けら
れている。このＯ2 センサ１８には、市販の酸素センサ
を用いることができる。例えばジルコニアセンサ等の固
体電解質ガスセンサ、ガルバニ電池式センサ等の電気化
学ガスセンサを使用することができる。湿度センサ１９
には、市販の湿度センサを用いることができ、例えば多
孔質セラミツクやポリマー抵抗体を使用したセンサがあ
る。
【００１９】赤外線光源装置Ｌは赤外線を照射するため
の２つの導波管２３ａ，２３ｂを備えている。赤外線発
生の方式は、任意のものでよく、例えばセラミックスヒ
ータ（表面温度４５０℃）等が使用可能である。また、
赤外線を一定周期でしゃ断し通過させる回転するチョッ
パ２２が設けられている。赤外線光源装置Ｌから照射さ
れた赤外線のうち、第１サンプルセル１１ａ及びリファ
レンスセル１１ｃを通るものが形成する光路を「第１の
光路」といい、第２サンプルセル１１ｂを通るものが形
成する光路を「第２の光路」という。
の２つの導波管２３ａ，２３ｂを備えている。赤外線発
生の方式は、任意のものでよく、例えばセラミックスヒ
ータ（表面温度４５０℃）等が使用可能である。また、
赤外線を一定周期でしゃ断し通過させる回転するチョッ
パ２２が設けられている。赤外線光源装置Ｌから照射さ
れた赤外線のうち、第１サンプルセル１１ａ及びリファ
レンスセル１１ｃを通るものが形成する光路を「第１の
光路」といい、第２サンプルセル１１ｂを通るものが形
成する光路を「第２の光路」という。
【００２０】符号Ｄは、セルを通過した赤外線を検出す
る赤外線検出装置を示している。赤外線検出装置Ｄは、
第１の光路に置かれた第１の波長フィルタ２４ａと第１
の検出素子２５ａ、第２の光路に置かれた第２の波長フ
ィルタ２４ｂと第２の検出素子２５ｂを備えている。第
１の波長フィルタ２４ａは、12ＣＯ2 の吸収を測定する
ため約４２８０ｎｍの波長の赤外線を通し（バンド幅約
２０ｎｍ）、第２の波長フィルタ２４ｂは、 13ＣＯ2 の
吸収を測定するため約４４１２ｎｍの波長の赤外線を通
すように設計されている（バンド幅約５０ｎｍ）。第１
の検出素子２５ａ、第２の検出素子２５ｂは赤外線を検
出する素子であれば任意のものでよく、例えばＰｂＳｅ
といった半導体赤外センサが使用される。
る赤外線検出装置を示している。赤外線検出装置Ｄは、
第１の光路に置かれた第１の波長フィルタ２４ａと第１
の検出素子２５ａ、第２の光路に置かれた第２の波長フ
ィルタ２４ｂと第２の検出素子２５ｂを備えている。第
１の波長フィルタ２４ａは、12ＣＯ2 の吸収を測定する
ため約４２８０ｎｍの波長の赤外線を通し（バンド幅約
２０ｎｍ）、第２の波長フィルタ２４ｂは、 13ＣＯ2 の
吸収を測定するため約４４１２ｎｍの波長の赤外線を通
すように設計されている（バンド幅約５０ｎｍ）。第１
の検出素子２５ａ、第２の検出素子２５ｂは赤外線を検
出する素子であれば任意のものでよく、例えばＰｂＳｅ
といった半導体赤外センサが使用される。
【００２１】第１の波長フィルタ２４ａ、第１の検出素
子２５ａは、Ａｒ等の不活性ガスで満たされたパッケー
ジ２６ａの中に入っており、第２の波長フィルタ２４
ｂ、第２の検出素子２５ｂも、同じく不活性ガスで満た
されたパッケージ２６ｂの中に入っている。赤外線検出
装置Ｄの全体はヒータ及びペルチェ素子２７により一定
温度（２５°Ｃ）に保たれ、パッケージ２６ａ，２６ｂ
の中の検出素子の部分はペルチェ素子により０°Ｃに保
たれている。
子２５ａは、Ａｒ等の不活性ガスで満たされたパッケー
ジ２６ａの中に入っており、第２の波長フィルタ２４
ｂ、第２の検出素子２５ｂも、同じく不活性ガスで満た
されたパッケージ２６ｂの中に入っている。赤外線検出
装置Ｄの全体はヒータ及びペルチェ素子２７により一定
温度（２５°Ｃ）に保たれ、パッケージ２６ａ，２６ｂ
の中の検出素子の部分はペルチェ素子により０°Ｃに保
たれている。
【００２２】セル室１１は、それ自体ステンレス製であ
り、ヒータ１３により上下又は左右が挟まれている。セ
ル室１１の中は、２段に分かれ、一方の段には第１サン
プルセル１１ａと、リファレンスセル１１ｃとが配置さ
れ、他方の段には第２サンプルセル１１ｂが配置されて
いる。第１サンプルセル１１ａ及びリファレンスセル１
１ｃには第１の光路が直列に通り、第２サンプルセル１
１ｂには第２の光路が通っている。符号１５，１６，１
７は、赤外線を透過させるサファイヤ透過窓である。
り、ヒータ１３により上下又は左右が挟まれている。セ
ル室１１の中は、２段に分かれ、一方の段には第１サン
プルセル１１ａと、リファレンスセル１１ｃとが配置さ
れ、他方の段には第２サンプルセル１１ｂが配置されて
いる。第１サンプルセル１１ａ及びリファレンスセル１
１ｃには第１の光路が直列に通り、第２サンプルセル１
１ｂには第２の光路が通っている。符号１５，１６，１
７は、赤外線を透過させるサファイヤ透過窓である。
【００２３】前記セル室１１は、ヒータ１３により一定
温度（４０℃）に保たれるよう制御されている。 III ．測定手順 測定では、ベースガスのＣＯ2 濃度とサンプルガスのＣ
Ｏ2 濃度とをほぼ一致させるため、まず予備測定におい
て、ベースガスのＣＯ2 濃度と、サンプルガスのＣＯ2
濃度をそれぞれ測定し、本測定において、予備測定され
たベースガスのＣＯ2 濃度が予備測定されたサンプルガ
スのＣＯ2 濃度よりも高ければ、このベースガスのＣＯ
2 濃度がサンプルガスのＣＯ2 濃度に等しくなるまでベ
ースガスを希釈した後、ベースガスの濃度を測定し、そ
の後サンプルガスの濃度を測定する。
温度（４０℃）に保たれるよう制御されている。 III ．測定手順 測定では、ベースガスのＣＯ2 濃度とサンプルガスのＣ
Ｏ2 濃度とをほぼ一致させるため、まず予備測定におい
て、ベースガスのＣＯ2 濃度と、サンプルガスのＣＯ2
濃度をそれぞれ測定し、本測定において、予備測定され
たベースガスのＣＯ2 濃度が予備測定されたサンプルガ
スのＣＯ2 濃度よりも高ければ、このベースガスのＣＯ
2 濃度がサンプルガスのＣＯ2 濃度に等しくなるまでベ
ースガスを希釈した後、ベースガスの濃度を測定し、そ
の後サンプルガスの濃度を測定する。
【００２４】もし本測定において、予備測定されたベー
スガスのＣＯ2 濃度が予備測定されたサンプルガスのＣ
Ｏ2 濃度よりも低ければ、ベースガスの濃度をこのまま
測定し、サンプルガスのＣＯ2 濃度がベースガスのＣＯ
2 濃度に等しくなるまでサンプルガスを希釈した後、サ
ンプルガスのＣＯ2 濃度を測定する。測定は、リファレ
ンスガス測定→ベースガス予備測定→リファレンスガス
測定→サンプルガス予備測定→リファレンスガス測定→
ベースガス測定→リファレンスガス測定→サンプルガス
測定→リファレンスガス測定→‥‥という手順で行う。 III −１．ベースガス予備測定 同位体ガス分光測定装置のガス流路及びセル室１１に、
清浄なリファレンスガスを流してガス流路及びセル室１
１の洗浄をするとともに、リファレンス光量の測定をす
る。
スガスのＣＯ2 濃度が予備測定されたサンプルガスのＣ
Ｏ2 濃度よりも低ければ、ベースガスの濃度をこのまま
測定し、サンプルガスのＣＯ2 濃度がベースガスのＣＯ
2 濃度に等しくなるまでサンプルガスを希釈した後、サ
ンプルガスのＣＯ2 濃度を測定する。測定は、リファレ
ンスガス測定→ベースガス予備測定→リファレンスガス
測定→サンプルガス予備測定→リファレンスガス測定→
ベースガス測定→リファレンスガス測定→サンプルガス
測定→リファレンスガス測定→‥‥という手順で行う。 III −１．ベースガス予備測定 同位体ガス分光測定装置のガス流路及びセル室１１に、
清浄なリファレンスガスを流してガス流路及びセル室１
１の洗浄をするとともに、リファレンス光量の測定をす
る。
【００２５】具体的には、図２(a) に示すように、三方
バルブＶ4 をセル室１１側に開き、バルブＶ1 を開き、
ガス注入器２１でリファレンスガスを吸い込み、バルブ
Ｖ1を閉じてガス注入器２１でリファレンスガスを吐き
出して、第１サンプルセル１１ａと第２サンプルセル１
１ｂを洗浄する。なお、リファレンスセル１１ｃにはリ
ファレンスガスを常時流し放しにする。
バルブＶ4 をセル室１１側に開き、バルブＶ1 を開き、
ガス注入器２１でリファレンスガスを吸い込み、バルブ
Ｖ1を閉じてガス注入器２１でリファレンスガスを吐き
出して、第１サンプルセル１１ａと第２サンプルセル１
１ｂを洗浄する。なお、リファレンスセル１１ｃにはリ
ファレンスガスを常時流し放しにする。
【００２６】次に、図２(b) に示すように、バルブＶ3
を開き、呼気バッグより、ベースガスをガス注入器２１
で吸い込み、ガス注入器２１を用いてベースガスを一定
流量で機械的に押し出す。この間、検出素子２５ａによ
り、ベースガスの光量測定をし、その吸光度により検量
線を用いてＣＯ2 濃度を求めておく。 III −２．サンプルガス予備測定 同位体ガス分光測定装置のガス流路及びセル室１１に、
清浄なリファレンスガスを流してガス流路及びセル室１
１の洗浄をするとともに、リファレンス光量の測定をす
る。
を開き、呼気バッグより、ベースガスをガス注入器２１
で吸い込み、ガス注入器２１を用いてベースガスを一定
流量で機械的に押し出す。この間、検出素子２５ａによ
り、ベースガスの光量測定をし、その吸光度により検量
線を用いてＣＯ2 濃度を求めておく。 III −２．サンプルガス予備測定 同位体ガス分光測定装置のガス流路及びセル室１１に、
清浄なリファレンスガスを流してガス流路及びセル室１
１の洗浄をするとともに、リファレンス光量の測定をす
る。
【００２７】具体的には、図２(c) に示すように、バル
ブＶ1 を開き、ガス注入器２１でリファレンスガスを吸
い込み、バルブＶ1 を閉じてガス注入器２１でリファレ
ンスガスを吐き出して、第１サンプルセル１１ａと第２
サンプルセル１１ｂを洗浄する。次に、図２(d) に示す
ように、バルブＶ2 を開き、呼気バッグより、サンプル
ガスをガス注入器２１で吸い込み、ガス注入器２１を用
いてサンプルガスを一定流量で機械的に押し出す。この
間、検出素子２５ａにより、サンプルガスの光量測定を
し、その吸光度により検量線を用いてＣＯ2 濃度を求め
ておく。 III −３．リファレンス測定 次に、ガス流路を変えてリファレンスガスを流し、ガス
流路及びセル室１１の洗浄をする。約３０秒経過後、そ
れぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をす
る。
ブＶ1 を開き、ガス注入器２１でリファレンスガスを吸
い込み、バルブＶ1 を閉じてガス注入器２１でリファレ
ンスガスを吐き出して、第１サンプルセル１１ａと第２
サンプルセル１１ｂを洗浄する。次に、図２(d) に示す
ように、バルブＶ2 を開き、呼気バッグより、サンプル
ガスをガス注入器２１で吸い込み、ガス注入器２１を用
いてサンプルガスを一定流量で機械的に押し出す。この
間、検出素子２５ａにより、サンプルガスの光量測定を
し、その吸光度により検量線を用いてＣＯ2 濃度を求め
ておく。 III −３．リファレンス測定 次に、ガス流路を変えてリファレンスガスを流し、ガス
流路及びセル室１１の洗浄をする。約３０秒経過後、そ
れぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をす
る。
【００２８】具体的には、図３(a) に示すように、バル
ブＶ1 を開き、ガス注入器２１でリファレンスガスを吸
い込み、バルブＶ1 を閉じてガス注入器２１でリファレ
ンスガスを吐き出して、第１サンプルセル１１ａと第２
サンプルセル１１ｂを洗浄する。この間、検出素子２５
ａ，検出素子２５ｂにより、リファレンスガスの光量測
定をする。第１の検出素子２５ａで得られた光量を12Ｒ
1 、第２の検出素子２５ｂで得られた光量を13Ｒ1 と書
く。 III −４．ベースガス測定 「III −１．ベースガス予備測定」において第１の検出
素子２５ａで得られたベースガスのＣＯ2 濃度と、「II
I −２．サンプルガス予備測定」において第１の検出素
子２５ａで得られたサンプルガスのＣＯ2 濃度とを比較
し、ベースガスのＣＯ2 濃度がサンプルガスのＣＯ2 濃
度より濃い場合、ガス注入器２１の中でベースガスのＣ
Ｏ2 濃度とサンプルガスのＣＯ2 濃度とが等しい割合に
なるまでベースガスを空気で希釈した後、ベースガスの
光量測定をする。
ブＶ1 を開き、ガス注入器２１でリファレンスガスを吸
い込み、バルブＶ1 を閉じてガス注入器２１でリファレ
ンスガスを吐き出して、第１サンプルセル１１ａと第２
サンプルセル１１ｂを洗浄する。この間、検出素子２５
ａ，検出素子２５ｂにより、リファレンスガスの光量測
定をする。第１の検出素子２５ａで得られた光量を12Ｒ
1 、第２の検出素子２５ｂで得られた光量を13Ｒ1 と書
く。 III −４．ベースガス測定 「III −１．ベースガス予備測定」において第１の検出
素子２５ａで得られたベースガスのＣＯ2 濃度と、「II
I −２．サンプルガス予備測定」において第１の検出素
子２５ａで得られたサンプルガスのＣＯ2 濃度とを比較
し、ベースガスのＣＯ2 濃度がサンプルガスのＣＯ2 濃
度より濃い場合、ガス注入器２１の中でベースガスのＣ
Ｏ2 濃度とサンプルガスのＣＯ2 濃度とが等しい割合に
なるまでベースガスを空気で希釈した後、ベースガスの
光量測定をする。
【００２９】具体的には、図３(b) に示すように、三方
バルブＶ4 を大気側に開き、ガス注入器２１で空気を所
定量吸い込む。次に、図３(c) に示すように、三方バル
ブＶ 4 をセル室側に開き、バルブＶ3 を開いてガス注入
器２１でベースガスを吸い込み、空気と混合する。この
ように希釈するので、２種類の呼気についてＣＯ2 濃度
をほぼ同じにできるから、12ＣＯ2 の検量線や13ＣＯ2
の検量線を使う範囲を狭くすることができる。
バルブＶ4 を大気側に開き、ガス注入器２１で空気を所
定量吸い込む。次に、図３(c) に示すように、三方バル
ブＶ 4 をセル室側に開き、バルブＶ3 を開いてガス注入
器２１でベースガスを吸い込み、空気と混合する。この
ように希釈するので、２種類の呼気についてＣＯ2 濃度
をほぼ同じにできるから、12ＣＯ2 の検量線や13ＣＯ2
の検量線を使う範囲を狭くすることができる。
【００３０】なお、本実施形態の測定手順では、２種類
の呼気についてＣＯ2 濃度をほぼ同じにするところに意
味があり、特公平４−１２４１４号公報に記載されてい
るようなＣＯ2 濃度を常時一定値に保つ手順は必ずしも
採用する必要はないことに注意すべきである。ベースガ
スとサンプルガスとのＣＯ2 濃度を同じにできれば、検
量線を使う範囲を狭くするという目的を十分達成するこ
とができるからである。実際の測定によればベースガス
やサンプルガスのＣＯ2 濃度は、１％から５％とバラツ
キがあるので、ＣＯ2 濃度を常時一定値に保つことは非
常に手間がかかる。
の呼気についてＣＯ2 濃度をほぼ同じにするところに意
味があり、特公平４−１２４１４号公報に記載されてい
るようなＣＯ2 濃度を常時一定値に保つ手順は必ずしも
採用する必要はないことに注意すべきである。ベースガ
スとサンプルガスとのＣＯ2 濃度を同じにできれば、検
量線を使う範囲を狭くするという目的を十分達成するこ
とができるからである。実際の測定によればベースガス
やサンプルガスのＣＯ2 濃度は、１％から５％とバラツ
キがあるので、ＣＯ2 濃度を常時一定値に保つことは非
常に手間がかかる。
【００３１】もしベースガスのＣＯ2 濃度がサンプルガ
スのＣＯ2 濃度より薄い場合は、ベースガスを希釈しな
いでこのベースガスをそのまま測定する。測定は、ガス
注入器２１を用いてベースガスを一定流量で機械的に押
し出し、この間、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂに
より行う。このようにして、第１の検出素子２５ａで得
られた光量を12Ｂ、第２の検出素子２５ｂで得られた光
量を13Ｂと書く。 III −５．リファレンス測定 再び、図３(d) に示すように、ガス流路及びセルの洗浄
と、リファレンスガスの光量測定をする。
スのＣＯ2 濃度より薄い場合は、ベースガスを希釈しな
いでこのベースガスをそのまま測定する。測定は、ガス
注入器２１を用いてベースガスを一定流量で機械的に押
し出し、この間、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂに
より行う。このようにして、第１の検出素子２５ａで得
られた光量を12Ｂ、第２の検出素子２５ｂで得られた光
量を13Ｂと書く。 III −５．リファレンス測定 再び、図３(d) に示すように、ガス流路及びセルの洗浄
と、リファレンスガスの光量測定をする。
【００３２】このようにして、第１の検出素子２５ａで
得られた光量12Ｒ2 、第２の検出素子２５ｂで得られた
光量13Ｒ2 と書く。 III −６．サンプルガス測定 「III −４．ベースガス測定」でベースガスを希釈した
場合は、図３(e) に示すように、呼気バッグよりサンプ
ルガスを吸い込んだ後、ガス注入器２１を用いてサンプ
ルガスを一定流量で機械的に押し出し、この間、それぞ
れの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。
得られた光量12Ｒ2 、第２の検出素子２５ｂで得られた
光量13Ｒ2 と書く。 III −６．サンプルガス測定 「III −４．ベースガス測定」でベースガスを希釈した
場合は、図３(e) に示すように、呼気バッグよりサンプ
ルガスを吸い込んだ後、ガス注入器２１を用いてサンプ
ルガスを一定流量で機械的に押し出し、この間、それぞ
れの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。
【００３３】「III −４．ベースガス測定」でベースガ
スを希釈していない場合は、ガス注入器２１の中でサン
プルガスのＣＯ2 濃度とベースガスのＣＯ2 濃度とが等
しい割合になるまでサンプルガスを空気で希釈した後、
それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、サンプルガ
スの光量測定をする。このようにして、第１の検出素子
２５ａで得られた光量を12Ｓ、第２の検出素子２５ｂで
得られた光量を13Ｓと書く。 III −７．リファレンスガス測定 再び、ガス流路及びセルの洗浄と、リファレンスガスの
光量測定をする。
スを希釈していない場合は、ガス注入器２１の中でサン
プルガスのＣＯ2 濃度とベースガスのＣＯ2 濃度とが等
しい割合になるまでサンプルガスを空気で希釈した後、
それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、サンプルガ
スの光量測定をする。このようにして、第１の検出素子
２５ａで得られた光量を12Ｓ、第２の検出素子２５ｂで
得られた光量を13Ｓと書く。 III −７．リファレンスガス測定 再び、ガス流路及びセルの洗浄と、リファレンスガスの
光量測定をする。
【００３４】このようにして、第１の検出素子２５ａで
得られた光量12Ｒ3 、第２の検出素子２５ｂで得られた
光量13Ｒ3 と書く。 IV．データ処理 IV−１．ベースガスの吸光度の算出 まず、前記測定手順で得られたリファレンスガスの透過
光量12Ｒ1 、13Ｒ1 、ベースガスの透過光量12Ｂ、
13Ｂ、リファレンスガスの透過光量12Ｒ2 、13Ｒ2を使
って、ベースガスにおける12ＣＯ2 の吸光度12Ａbs(B)
と、13ＣＯ2 の吸光度13Ａbs(B) とを求める。
得られた光量12Ｒ3 、第２の検出素子２５ｂで得られた
光量13Ｒ3 と書く。 IV．データ処理 IV−１．ベースガスの吸光度の算出 まず、前記測定手順で得られたリファレンスガスの透過
光量12Ｒ1 、13Ｒ1 、ベースガスの透過光量12Ｂ、
13Ｂ、リファレンスガスの透過光量12Ｒ2 、13Ｒ2を使
って、ベースガスにおける12ＣＯ2 の吸光度12Ａbs(B)
と、13ＣＯ2 の吸光度13Ａbs(B) とを求める。
【００３５】ここで12ＣＯ2 の吸光度12Ａbs(B) は、12 Ａbs(B) ＝− log〔２12Ｂ／（12Ｒ1 ＋12Ｒ2 ）〕 で求められ、13ＣＯ2 の吸光度13Ａbs(B) 、13 Ａbs(B) ＝− log〔２13Ｂ／（13Ｒ1 ＋13Ｒ2 ）〕 で求められる。
【００３６】このように、吸光度を算出するときに、前
後で行ったリファレンス測定の光量の平均値（Ｒ1 ＋Ｒ
2 ）／２をとり、その平均値と、ベースガス測定で得ら
れた光量とを用いて吸光度を算出しているので、ドリフ
ト( 時間変化が測定に影響を及ぼすこと) の影響を相殺
することができる。したがって、装置の立ち上げ時に完
全に熱平衡になるまで（通常数時間かかる) 待たなくて
も、速やかに測定を始めることができる。 IV−２. サンプルガスの吸光度の算出 次に、前記測定手順で得られたリファレンスガスの透過
光量12Ｒ2 、13Ｒ2 、サンプルガスの透過光量12Ｓ、13
Ｓ、リファレンスガスの透過光量12Ｒ3 、13Ｒ 3 を使っ
て、サンプルガスにおける12ＣＯ2 の吸光度12Ａbs(S)
と、13ＣＯ2 の吸光度13Ａbs(S) とを求める。
後で行ったリファレンス測定の光量の平均値（Ｒ1 ＋Ｒ
2 ）／２をとり、その平均値と、ベースガス測定で得ら
れた光量とを用いて吸光度を算出しているので、ドリフ
ト( 時間変化が測定に影響を及ぼすこと) の影響を相殺
することができる。したがって、装置の立ち上げ時に完
全に熱平衡になるまで（通常数時間かかる) 待たなくて
も、速やかに測定を始めることができる。 IV−２. サンプルガスの吸光度の算出 次に、前記測定手順で得られたリファレンスガスの透過
光量12Ｒ2 、13Ｒ2 、サンプルガスの透過光量12Ｓ、13
Ｓ、リファレンスガスの透過光量12Ｒ3 、13Ｒ 3 を使っ
て、サンプルガスにおける12ＣＯ2 の吸光度12Ａbs(S)
と、13ＣＯ2 の吸光度13Ａbs(S) とを求める。
【００３７】ここで12ＣＯ2 の吸光度12Ａbs(S) は、12 Ａbs(S) ＝− log〔２12Ｓ／（12Ｒ2 ＋12Ｒ3 ）〕 で求められ、13ＣＯ2 の吸光度13Ａbs(S) は、13 Ａbs(S) ＝− log〔２13Ｓ（13Ｒ2 ＋13Ｒ3 ）〕 で求められる。
【００３８】このように、吸光度を算出するときに、前
後で行ったリファレンス測定の光量平均値をとり、その
平均値と、サンプルガス測定で得られた光量とを用いて
吸光度を算出しているので、ドリフトの影響を相殺する
ことができる。 IV−３．濃度の算出 検量線を使って、12ＣＯ2 の濃度と13ＣＯ2 の濃度を求
める。
後で行ったリファレンス測定の光量平均値をとり、その
平均値と、サンプルガス測定で得られた光量とを用いて
吸光度を算出しているので、ドリフトの影響を相殺する
ことができる。 IV−３．濃度の算出 検量線を使って、12ＣＯ2 の濃度と13ＣＯ2 の濃度を求
める。
【００３９】検量線は、12ＣＯ2 濃度の分かっている被
測定ガスと、13ＣＯ2 濃度の分かっている被測定ガスを
用いて、作成する。検量線を作成するには12ＣＯ2 濃度
を０％〜６％程度の範囲で変えてみて、13ＣＯ2 の吸光
度を測定する。横軸を12ＣＯ2 濃度にとり、縦軸を12Ｃ
Ｏ2 吸光度にとり、プロットし、最小自乗法を用いて曲
線を決定する。２次式で近似したものが、比較的誤差の
少ない曲線となったので、本実施形態では、２次式で近
似した検量線を採用している。
測定ガスと、13ＣＯ2 濃度の分かっている被測定ガスを
用いて、作成する。検量線を作成するには12ＣＯ2 濃度
を０％〜６％程度の範囲で変えてみて、13ＣＯ2 の吸光
度を測定する。横軸を12ＣＯ2 濃度にとり、縦軸を12Ｃ
Ｏ2 吸光度にとり、プロットし、最小自乗法を用いて曲
線を決定する。２次式で近似したものが、比較的誤差の
少ない曲線となったので、本実施形態では、２次式で近
似した検量線を採用している。
【００４０】また、13ＣＯ2 濃度を０．００％〜０．０
７％程度の範囲で変えてみて、12ＣＯ2 の吸光度を測定
する。横軸を13ＣＯ2 濃度にとり、縦軸を13ＣＯ2 吸光
度にとり、プロットし、最小自乗法を用いて曲線を決定
する。２次式で近似したものが、比較的誤差の少ない曲
線となったので、本実施形態では、２次式で近似した検
量線を採用している。
７％程度の範囲で変えてみて、12ＣＯ2 の吸光度を測定
する。横軸を13ＣＯ2 濃度にとり、縦軸を13ＣＯ2 吸光
度にとり、プロットし、最小自乗法を用いて曲線を決定
する。２次式で近似したものが、比較的誤差の少ない曲
線となったので、本実施形態では、２次式で近似した検
量線を採用している。
【００４１】なお厳密にいうと、12ＣＯ2 の入っている
ガスと、13ＣＯ2 の入っているガスをそれぞれ単独で測
定するのと、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 とが混合しているガス
を測定するのでは、13ＣＯ2 の吸光度が違ってくる。こ
れは、使用する波長フィルタがバンド幅を持っているこ
とと、12ＣＯ2 の吸収スペクトルと13ＣＯ2 の吸収スペ
クトルとが一部重なっていることによる。本測定では、
12ＣＯ2 と13ＣＯ2 とが混合しているガスを測定対象と
するので、検量線を決定するときに前記重なり分を補正
しておく必要がある。本測定では実際、吸収スペクトル
の一部重なりを補正した検量線を採用している。
ガスと、13ＣＯ2 の入っているガスをそれぞれ単独で測
定するのと、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 とが混合しているガス
を測定するのでは、13ＣＯ2 の吸光度が違ってくる。こ
れは、使用する波長フィルタがバンド幅を持っているこ
とと、12ＣＯ2 の吸収スペクトルと13ＣＯ2 の吸収スペ
クトルとが一部重なっていることによる。本測定では、
12ＣＯ2 と13ＣＯ2 とが混合しているガスを測定対象と
するので、検量線を決定するときに前記重なり分を補正
しておく必要がある。本測定では実際、吸収スペクトル
の一部重なりを補正した検量線を採用している。
【００４２】前記検量線を用いて求められた、ベースガ
スにおける12ＣＯ2 の濃度を12Conc(B) 、ベースガスに
おける13ＣＯ2 の濃度を13Conc(B) 、サンプルガスにお
ける 12ＣＯ2 の濃度を12Conc(S) 、サンプルガスにおけ
る13ＣＯ2 の濃度を13Conc(S) と書く。 IV−４．濃度比の算出13 ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比を求める。ベースガスに
おける濃度比は、13 Conc(B) ／12Conc(B) サンプルガスにおける濃度比は、13 Conc(S) ／12Conc(S) で求められる。
スにおける12ＣＯ2 の濃度を12Conc(B) 、ベースガスに
おける13ＣＯ2 の濃度を13Conc(B) 、サンプルガスにお
ける 12ＣＯ2 の濃度を12Conc(S) 、サンプルガスにおけ
る13ＣＯ2 の濃度を13Conc(S) と書く。 IV−４．濃度比の算出13 ＣＯ2 と12ＣＯ2 との濃度比を求める。ベースガスに
おける濃度比は、13 Conc(B) ／12Conc(B) サンプルガスにおける濃度比は、13 Conc(S) ／12Conc(S) で求められる。
【００４３】なお、濃度比は、13Conc(B) ／［ 12Conc
(B)＋ 13Conc(B)］， 13Conc(S)／［ 12Conc(S) ＋13Con
c(S) ］と定義してもよい。12ＣＯ2 の濃度のほうが13
ＣＯ2の濃度よりはるかに大きいので、いずれもほぼ同
じ値となるからである。 IV−５．13Ｃの変化分の決定 サンプルガスとベースガスとを比較した13Ｃの変化分は
次の式で求められる。
(B)＋ 13Conc(B)］， 13Conc(S)／［ 12Conc(S) ＋13Con
c(S) ］と定義してもよい。12ＣＯ2 の濃度のほうが13
ＣＯ2の濃度よりはるかに大きいので、いずれもほぼ同
じ値となるからである。 IV−５．13Ｃの変化分の決定 サンプルガスとベースガスとを比較した13Ｃの変化分は
次の式で求められる。
【００４４】Δ13Ｃ＝〔サンプルガスの濃度比−ベース
ガスの濃度比〕×１０3 ／〔ベースガスの濃度比〕
（単位: パーミル（千分率))
ガスの濃度比〕×１０3 ／〔ベースガスの濃度比〕
（単位: パーミル（千分率))
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、呼気の成
分ガスの構成を変えないように希釈することによって、
２種類の被測定ガスについてＣＯ2 濃度をほぼ同じにで
きるから、12ＣＯ2 の検量線や13ＣＯ2 の検量線を使う
範囲を狭くすることができる。検量線は、使う範囲が狭
いほど、精度のよいものが得られるので、検量線を使う
範囲を限定することによって、測定精度を向上させるこ
とができる。
分ガスの構成を変えないように希釈することによって、
２種類の被測定ガスについてＣＯ2 濃度をほぼ同じにで
きるから、12ＣＯ2 の検量線や13ＣＯ2 の検量線を使う
範囲を狭くすることができる。検量線は、使う範囲が狭
いほど、精度のよいものが得られるので、検量線を使う
範囲を限定することによって、測定精度を向上させるこ
とができる。
【図１】同位体ガス分光測定装置の全体構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】同位体ガス分光測定装置のガス流路を示す図で
ある。(a) 及び(c) はセル室に清浄なリファレンスガス
を流して洗浄するときのガス流路を示す図である。(b)
は呼気バッグより、ベースガスをガス注入器２１で吸い
込み、ベースガスを吸い込んだ後、一定速度で機械的に
押し出すときのガス流路を示す図である。(d) は呼気バ
ッグより、サンプルガスをガス注入器２１で吸い込み、
サンプルガスを吸い込んだ後、一定速度で機械的に押し
出すときのガス流路を示す図である。
ある。(a) 及び(c) はセル室に清浄なリファレンスガス
を流して洗浄するときのガス流路を示す図である。(b)
は呼気バッグより、ベースガスをガス注入器２１で吸い
込み、ベースガスを吸い込んだ後、一定速度で機械的に
押し出すときのガス流路を示す図である。(d) は呼気バ
ッグより、サンプルガスをガス注入器２１で吸い込み、
サンプルガスを吸い込んだ後、一定速度で機械的に押し
出すときのガス流路を示す図である。
【図３】同位体ガス分光測定装置のガス流路を示す図で
ある。(a) 及び(d) はセル室に清浄なリファレンスガス
を流して洗浄するときのガス流路を示す図である。(b)
は三方バルブＶ4 を大気側に開き、ガス注入器２１で空
気を所定量吸い込むときのガス流路を示す図である。
(c) は呼気バッグより、ベースガスをガス注入器２１で
吸い込み、ベースガスを吸い込んだ後、一定速度で機械
的に押し出すときのガス流路を示す図である。(e) は呼
気バッグより、サンプルガスをガス注入器２１で吸い込
み、サンプルガスを吸い込んで混合し、一定速度で機械
的に押し出すときのガス流路を示す図である。
ある。(a) 及び(d) はセル室に清浄なリファレンスガス
を流して洗浄するときのガス流路を示す図である。(b)
は三方バルブＶ4 を大気側に開き、ガス注入器２１で空
気を所定量吸い込むときのガス流路を示す図である。
(c) は呼気バッグより、ベースガスをガス注入器２１で
吸い込み、ベースガスを吸い込んだ後、一定速度で機械
的に押し出すときのガス流路を示す図である。(e) は呼
気バッグより、サンプルガスをガス注入器２１で吸い込
み、サンプルガスを吸い込んで混合し、一定速度で機械
的に押し出すときのガス流路を示す図である。
Ｄ 赤外線検出装置 Ｌ 赤外線光源装置 Ｍ1 ，Ｍ2 モータ Ｖ0 ，Ｖ1 〜Ｖ4 バルブ １１ セル室 １１ａ 第１サンプルセル １１ｂ 第２サンプルセル １１ｃ リファレンスセル １８ Ｏ2 センサ １９ 湿度センサ ２１ ガス注入器 ２４ａ 第１の波長フィルタ ２４ｂ 第２の波長フィルタ ２５ａ 第１の検出素子 ２５ｂ 第２の検出素子 ３１ 圧力逃がし弁 ３２ レギュレータ ３３ 流量計 ３５ ニードルバルブ ３６ 逆止弁
Claims (3)
- 【請求項１】二酸化炭素12ＣＯ2 と二酸化炭素13ＣＯ2
とを成分ガスとして含む被測定ガスをセルに導き、各成
分ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、既知の濃
度の成分ガスを含むガスを測定することによって作成さ
れた検量線を用いて、各成分ガスの濃度を測定する同位
体ガス分光測定方法において、 １つの検体から収集された２種類の被測定ガスについ
て、一方の被測定ガスのＣＯ2 濃度が他方の被測定ガス
のＣＯ2 濃度よりも高ければ、この一方の被測定ガスの
ＣＯ2 濃度が他方の被測定ガスのＣＯ2 濃度に等しくな
るまで一方の被測定ガスを空気で希釈して、各被測定ガ
スの濃度比13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 を測定する同位体ガス分
光測定方法。 - 【請求項２】二酸化炭素12ＣＯ2 と二酸化炭素13ＣＯ2
とを成分ガスとして含む被測定ガスをセルに導き、各成
分ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、既知の濃
度の成分ガスを含むガスを測定することによって作成さ
れた検量線を用いて、各成分ガスの濃度を測定する同位
体ガス分光測定方法において、予備測定において、(a)
１つの検体から収集された２種類の被測定ガスについ
て、第１種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度と、第２種類の
被測定ガスのＣＯ2 濃度をそれぞれ測定し、本測定にお
いて、(b) 測定された第１種類の被測定ガスのＣＯ2 濃
度が測定された第２種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度より
も高ければ、この第１種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度が
第２種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度に等しくなるまで第
１種類の被測定ガスを空気で希釈した後、第１種類の被
測定ガスの濃度比13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 を測定し、(c) 第
２種類の被測定ガスの濃度比13ＣＯ2 ／12ＣＯ2 を測定
する同位体ガス分光測定方法。 - 【請求項３】二酸化炭素12ＣＯ2 と二酸化炭素13ＣＯ2
とを成分ガスとして含む被測定ガスをセルに導き、各成
分ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、既知の濃
度の成分ガスを含むガスを測定することによって作成さ
れた検量線を用いて、各成分ガスの濃度を測定する同位
体ガス分光測定方法において、予備測定において、(a)
１つの検体から収集された２種類の被測定ガスについ
て、第１種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度と、第２種類の
被測定ガスのＣＯ2 濃度をそれぞれ測定し、本測定にお
いて、(b) 測定された第１種類の被測定ガスのＣＯ2 濃
度が測定された第２種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度より
も低ければ、第１種類の被測定ガスの濃度比13ＣＯ2 ／
12ＣＯ2 をこのまま測定し、(c) 第２種類の被測定ガス
のＣＯ2 濃度が第１種類の被測定ガスのＣＯ2 濃度に等
しくなるまで第２種類の被測定ガスを空気で希釈した
後、第２種類の被測定ガスの濃度比13ＣＯ2 ／12ＣＯ2
を測定する同位体ガス分光測定方法。
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1997
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