JP2996611B2 - Isotope gas spectrometer - Google Patents

Isotope gas spectrometer

Info

Publication number
JP2996611B2
JP2996611B2 JP26174695A JP26174695A JP2996611B2 JP 2996611 B2 JP2996611 B2 JP 2996611B2 JP 26174695 A JP26174695 A JP 26174695A JP 26174695 A JP26174695 A JP 26174695A JP 2996611 B2 JP2996611 B2 JP 2996611B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
cell
measured
light
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP26174695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09105721A (en
Inventor
康弘 久保
且廣 森澤
靖 座主
保 浜尾
英司 池上
和典 筒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otsuka Pharmaceutical Co Ltd filed Critical Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority to JP26174695A priority Critical patent/JP2996611B2/en
Priority to EP03021665A priority patent/EP1378743A3/en
Priority to CA002402303A priority patent/CA2402303C/en
Priority to DK03021664.2T priority patent/DK1380833T3/en
Priority to CNB021557136A priority patent/CN1281942C/en
Priority to CNB2004100588791A priority patent/CN1299108C/en
Priority to PT3021664T priority patent/PT1380833E/en
Priority to DE69636921T priority patent/DE69636921T2/en
Priority to EP05015633A priority patent/EP1596183A3/en
Priority to PCT/JP1996/002876 priority patent/WO1997014029A2/en
Priority to CNB021557144A priority patent/CN100416259C/en
Priority to CNB021219117A priority patent/CN1242253C/en
Priority to KR10-2001-7008303A priority patent/KR100415336B1/en
Priority to EP05015638A priority patent/EP1596184A3/en
Priority to ES96932807T priority patent/ES2281086T3/en
Priority to DE69635688T priority patent/DE69635688T2/en
Priority to EP03021659A priority patent/EP1380258B1/en
Priority to DK03021659T priority patent/DK1380258T3/en
Priority to EP96932807A priority patent/EP0797765B1/en
Priority to MX9704239A priority patent/MX9704239A/en
Priority to KR1019970703824A priority patent/KR100355258B1/en
Priority to ES03021664T priority patent/ES2413004T3/en
Priority to EP03021664.2A priority patent/EP1380833B8/en
Priority to CA002402305A priority patent/CA2402305C/en
Priority to AT03021659T priority patent/ATE314005T1/en
Priority to CA002206788A priority patent/CA2206788C/en
Priority to AU71451/96A priority patent/AU707754B2/en
Priority to PT96932807T priority patent/PT797765E/en
Priority to DK96932807T priority patent/DK0797765T3/en
Priority to EP05015626A priority patent/EP1596181A3/en
Priority to AT96932807T priority patent/ATE354795T1/en
Priority to ES03021659T priority patent/ES2253623T3/en
Priority to CNB961913029A priority patent/CN1138978C/en
Priority to CNB021219109A priority patent/CN1237337C/en
Priority to US08/849,351 priority patent/US5964712A/en
Priority to EP05015632A priority patent/EP1596182A3/en
Priority to CA002401553A priority patent/CA2401553C/en
Priority to ARP960104656A priority patent/AR003829A1/en
Publication of JPH09105721A publication Critical patent/JPH09105721A/en
Priority to AU26010/99A priority patent/AU721808B2/en
Priority to US09/303,427 priority patent/US6274870B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2996611B2 publication Critical patent/JP2996611B2/en
Priority to HK03101978.1A priority patent/HK1050392B/en
Priority to HK04106713A priority patent/HK1063845A1/en
Priority to HK04106726A priority patent/HK1064153A1/en
Priority to HK04106719.3A priority patent/HK1063847A1/en
Priority to HK05103548A priority patent/HK1070944A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION The metabolic function of a living body can be measured by administering a drug containing an isotope to a living body and then measuring the change in the isotope concentration or the change in the concentration ratio. Body analysis has been used to diagnose diseases in the medical field. In addition to the fields of medicine, isotope analysis is used for studies of photosynthesis and metabolism of plants, and is used for tracing ecosystems in the field of geochemistry.

【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
定方法及び測定装置に関するものである。
[0002] The present invention relates to an isotope gas spectrometry method and apparatus for measuring the concentration of an isotope gas by focusing on the difference in the light absorption characteristics of the isotopes.

【0003】[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。
2. Description of the Related Art In general, it is known that bacteria other than stress include bacteria called Helicobacter pylori (HP) as a cause of gastric ulcer and gastritis. If HP is present in the patient's stomach, it is necessary to perform eradication treatment by administration of antibiotics or the like. Therefore, it is important to determine whether HP is present in the patient. HP is
It has strong urease activity and breaks down urea into carbon dioxide and ammonia.

【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
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 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。
[0004] On the other hand, carbon has a mass number of 12 and isotopes having a mass number of 13 and 14 in addition to a carbon atom having a mass number of 12. Among these, the isotope 13 C having a mass number of 13 has no radioactivity, Handling is easy because it exists stably. Therefore, after administering urea marked with the isotope 13 C to the living body, the concentration of 13 CO 2 in the patient's breath, which is the final metabolite, specifically, the concentration ratio of 13 CO 2 to 12 CO 2 is measured. If it can, the existence of the HP can be confirmed.

【0005】ところが、13CO2 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 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)。
However, the concentration ratio of 13 CO 2 to 12 CO 2 is as large as 1: 100 in nature, and it is difficult to accurately measure the concentration ratio in a patient's breath. Conventionally,
As a method for determining the concentration ratio between 13 CO 2 and 12 CO 2 , a method using infrared spectroscopy is known (Japanese Patent Publication No. Sho 61-42).
No. 219, and JP-B-61-42220).

【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。
[0006] The method described in JP-B-61-42220 is
Two long and short cells were prepared, and the length of the cell was set so that the absorption of 13 CO 2 in one cell was equal to the absorption of 12 CO 2 in one cell, and the cells were transmitted through the two cells. In this method, light is guided to both cells, and the light intensity at a wavelength that achieves the maximum sensitivity is measured. According to this method, the light absorption ratio at the concentration ratio in the natural world can be set to 1. If the concentration ratio deviates from this, the light absorption ratio deviates by the amount of the deviation. You can see the change in the ratio.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特公昭6
1−42220号記載の方法では、セルを短くした分だ
け、それに代わって空気空間が存在することになり、こ
の空間が、高精度の測定を実現するのに障害となってい
た。また、光源からセルまでの空間及びセルから受光器
までの空間も、その長さが長ければ、高精度の測定を実
現するのに障害となることが十分考えられる。
However, the aforementioned Japanese Patent Publication No. Sho 6
In the method described in Japanese Patent No. 1-442220, an air space exists instead of the shortened cell, and this space has been an obstacle to realizing high-accuracy measurement. Also, the space from the light source to the cell and the space from the cell to the light receiver can be considered to be an obstacle to realizing high-accuracy measurement if the length is long.

【0008】すなわち、同位体ガスの測定では、徴量に
存在する13CO2 の光吸収を測定するため、僅かでも外
乱が入ると、測定精度は大きく悪化する。前記のように
セルを短くした代わりに存在する空間、光源からセルま
での空間及びセルから受光器までの空間には、何%かの
12CO2 と微量の13CO2 が存在する。12CO2 のスペ
クトルは13CO2 のスペクトルと一部重なり、干渉フィ
ルタ使用時にはフィルタのバンドパス幅の影響も出るた
め、12CO2 の存在は13CO2 の吸光度測定に影響を及
ぼし、微量の13CO2 13CO2 の吸光度測定に直接影
響を及ぼす。
That is, in the measurement of the isotope gas, the optical absorption of 13 CO 2 present in the measurement is measured. Therefore, even if a slight disturbance is present, the measurement accuracy is greatly deteriorated. The space existing in place of shortening the cell as described above, the space from the light source to the cell, and the space from the cell to the light receiver have some percentage of
There are 12 CO 2 and traces of 13 CO 2 . Since the spectrum of 12 CO 2 partially overlaps with the spectrum of 13 CO 2 , and when the interference filter is used, the band pass width of the filter is also affected.Therefore, the presence of 12 CO 2 affects the absorbance measurement of 13 CO 2 , and the trace 13 CO 2 directly affects 13 CO 2 absorbance measurement.

【0009】そこで、光路に存在するCO2 の影響を避
けるため、光源、サンプルセル、リファレンスセル、波
長フィルター、検出素子等の各素子を密閉ケースに収納
し、この密閉ケースとCO2 吸収剤を収納した力ラムの
容器を循環ポンプとチューブで連結し、密閉ケース内の
空気を密閉ケースとカラムの容器の間で循環させること
により、密閉ケース内の空気からCO2 を除去する装置
が提案されている(特公平3−31218号公報参
照)。
Therefore, in order to avoid the influence of CO 2 existing in the optical path, each element such as a light source, a sample cell, a reference cell, a wavelength filter, and a detecting element is housed in a sealed case, and the sealed case and the CO 2 absorbent are separated. A device that removes CO 2 from the air in the sealed case by connecting the container of the stored power ram with a circulation pump and a tube and circulating the air in the sealed case between the sealed case and the column container has been proposed. (See Japanese Patent Publication No. 3-31218).

【0010】この公報記載の装置では、測定に悪影響を
与えるCO2 は除去できるが、CO 2 吸収剤を収納した
カラムとチューブと、各素子を収納する大きな密閉ケー
スが必要となり、装置構成が大掛かりになる。また、大
きなケースを密閉構造にするためのシール等をするので
製作に手間がかかる。また密閉ケース内で空気が不均一
に対流するため、局所的に温度変化や、それに基づく濃
度変化を惹き起こし、光検出信号のゆらぎを生じさせ
る。
In the device described in this publication, the measurement is adversely affected.
Give COTwoCan be removed, but CO TwoWe stored absorbent
Column, tube, and a large sealed case for each element
Required, and the device configuration becomes large. Also, large
The case is sealed to make it a closed structure.
It takes time to make. In addition, air is uneven in the sealed case
Due to local temperature changes and concentration
Causes fluctuations in the light detection signal.
You.

【0011】そこで、本発明は、二酸化炭素 12 CO
2 と、二酸化炭素 13 CO 2 である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
スの濃度を簡単な装置構成で、かつ精密に測定すること
ができる同位体ガス分光測定装置を実現することを目的
とする。
Therefore, the present invention providescarbon dioxide 12 CO
Two And carbon dioxide 13 CO Two IsAn object containing multiple component gases
When introducing the measurement gas to the cell and performing spectroscopic measurement,
Accurate measurement of gas concentration with simple equipment
To realize an isotope gas spectrometer capable of
And

【0012】[0012]

【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装置では、被測
定ガスを導くセルは、光源と受光器との間の光路に配置
されるとともに、当該光路の、前記セル以外の部分に
は、測定する波長の光に対して吸収性を持たないリファ
レンスガスを満たすリファレンスセルが配置され、前記
リファレンスセル内に測定中リファレンスガスを常時一
定の流量で流すガス流生成手段を備えている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an isotope gas spectrometer for measuring a gas to be measured, wherein a cell for guiding a gas to be measured is disposed in an optical path between a light source and a light receiver. In addition, a reference cell that satisfies a reference gas that does not absorb light having the wavelength to be measured is arranged in a portion of the optical path other than the cell ,
Always keep the reference gas being measured in the reference cell.
Gas flow generating means for flowing at a constant flow rate is provided .

【0013】前記の構成によれば、測定する波長の光に
対して吸収性を持たないリファレンスガスを満たすリフ
ァレンスセルが配置されているので、リファレンスセル
がなく単に空気が存在している場合のように測定容器内
に残る被測定ガスと同じ種類のガスが光学的悪影響を与
えるという不都合がなくなる。したがって、より正確な
濃度測定を行うことができる。
According to the above configuration, since the reference cell that satisfies the reference gas that does not absorb the light of the wavelength to be measured is disposed, it is as if there is no reference cell and only air exists. In addition, the inconvenience that the gas of the same type as the gas to be measured remaining in the measurement container adversely affects optical properties is eliminated. Therefore, more accurate concentration measurement can be performed.

【0014】また、請求項2記載の同位体ガス分光測定
装置では、被測定ガスを導く2つのセルが、光源と受光
器との間の光路に並行して配置されるとともに、2つの
セルは長さが異なり、短いほうのセルと受光器との間、
又は光源と短いほうのセルとの間には、測定する波長の
光に対して吸収性を持たないリファレンスガスを満たす
リファレンスセルが配置され、前記リファレンスセル内
に測定中リファレンスガスを常時一定の流量で流すガス
流生成手段を備えている。
Further, in the isotope gas spectrometer according to the second aspect, the two cells for guiding the gas to be measured are arranged in parallel in the optical path between the light source and the light receiver, and the two cells are Different length, between the shorter cell and the receiver,
Alternatively, between the light source and the shorter cell, a reference cell that satisfies a reference gas that does not absorb light of the wavelength to be measured is disposed, and the reference cell
Gas that constantly flows the reference gas during measurement at a constant flow rate
A flow generating means is provided .

【0015】セルの長さが違う場合、短いほうのセルと
受光器との間、又は光源と短いほうのセルとの間には大
きな空間ができ、この空間に存在する被測定ガスと同じ
種類のガスが光学的測定に悪影響を与える。そこで、こ
の空間に、測定する波長の光に対して吸収性を持たない
リファレンスガスを満たすリファレンスセルを配置する
ことにより、より正確な濃度測定を行うことができる。
If the lengths of the cells are different, a large space is formed between the shorter cell and the receiver or between the light source and the shorter cell, and the same type as the gas to be measured existing in this space. Gases adversely affect optical measurements. Therefore, by arranging in this space a reference cell that satisfies a reference gas that does not absorb light having the wavelength to be measured, more accurate concentration measurement can be performed.

【0016】また、請求項1又は2記載の同位体ガス分
光測定装置は、リファレンスセル内にリファレンスガス
を常時一定の流量で流すガス流生成手段を備えている。
このように、リファレンスセル内にリファレンスガスを
流す理由は、もしリファレンスセル内にリファレンスガ
スを密閉して使用するとセルのジョイント部から徐々に
リファレンスガスがリークして外の空気と置換するおそ
れがあり、外の空気がセルに入ってくるとセル内に被測
定ガスと同じ種類のガスが存在し光学的悪影響を及ぼす
からである。また、常時一定の流量でリファレンスガス
を流すので、リファレンスセル内に不均一な対流は生じ
ない。よって、光検出信号のゆらぎも生じない。
Further, the isotope gas spectrometer according to claim 1 or 2 is provided with a gas flow generating means for constantly flowing a reference gas at a constant flow rate in a reference cell.
As described above, the reason for flowing the reference gas into the reference cell is that if the reference gas is sealed and used in the reference cell, the reference gas may gradually leak from the joint portion of the cell and be replaced with outside air. This is because, when outside air enters the cell, the same kind of gas as the gas to be measured is present in the cell and adversely affects optical properties. Further, since the reference gas is always supplied at a constant flow rate, non-uniform convection does not occur in the reference cell. Therefore, no fluctuation of the light detection signal occurs.

【0017】なお、前記ガス流生成手段として、ボンベ
に入ったリファレンスガスを導くバルブ、パイプ、流量
計の組合せが考えられる。また、請求項記載の同位体
ガス分光測定装置は、被測定ガスを導くセル及びリファ
レンスセルの温度を一定に保つ温度保持手段をさらに備
えている。被測定ガスを導くセルリファレンスセル内の
温度を一定に保つことにより、被測定ガスの温度とリフ
ァレンスガスの温度差がなくなり、熱的条件を同一にす
ることができる。したがって、正確な吸光度を求めるこ
とができる。
The gas flow generating means may be a combination of a valve, a pipe, and a flow meter for guiding a reference gas contained in a cylinder. Further, the isotope gas spectrometer according to claim 3 further comprises a temperature holding means for keeping the temperature of the cell for guiding the gas to be measured and the temperature of the reference cell constant. By keeping the temperature in the cell reference cell for guiding the gas to be measured constant, there is no difference between the temperature of the gas to be measured and the temperature of the reference gas, and the thermal conditions can be the same. Therefore, an accurate absorbance can be obtained.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【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
の濃度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。 1.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
でよい。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呼気バッグに呼気を採集
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, after a urea diagnostic agent marked with isotope 13 C is administered to humans, 13 CO 2 in exhaled breath
When spectroscopically measuring the concentration of the embodiment of the present invention,
This will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1. Breath test First, the breath of the patient before administration of the urea diagnostic agent is collected in a breath bag. The capacity of the exhalation bag may be about 250 ml. Thereafter, a urea diagnostic agent was orally administered and 10-1
Five minutes later, the breath is collected in a breath bag in the same manner as before administration.

【0020】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
の自動測定を行う。 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N1 ,N2 にセットされる。ノズルN1 は、透明
樹脂パイプ(以下単に「パイプ」という)を通して三方
バルブV1 につながり、ノズルN2 は、パイプを通して
三万バルブV2 につながっている。
The breath bags before and after the administration are respectively set to predetermined nozzles of an isotope gas spectrometer, and the following automatic measurement is performed. II. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an isotope gas spectrometer. The exhalation bag that collects exhaled air after administration (hereinafter referred to as “sample gas”) and the exhalation bag that collects exhaled air before administration (hereinafter referred to as “base gas”) are set in nozzles N 1 and N 2 , respectively. The nozzle N 1 is connected to a three-way valve V 1 through a transparent resin pipe (hereinafter simply referred to as “pipe”), and the nozzle N 2 is connected to a 30,000 valve V 2 through a pipe.

【0021】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
ガスは二方に分かれ、一方は流量計M1 を通してリファ
レンスセル11cに入り、他方は流量計M2 を通して三
方バルブV3 に通じている。リファレンスセル11cに
入ったりファレンスガスはリファレンスセル11cから
出てそのまま排出される。
On the other hand, a reference gas (any gas having no absorption in the wavelength range to be measured, for example, nitrogen gas) is supplied from a gas cylinder. Reference gas divided into two-way, one enters a reference cell 11c through the flow meter M 1, the other leads to the three-way valve V 3 through the flow meter M 2. The reference gas enters the reference cell 11c and exits from the reference cell 11c and is discharged as it is.

【0022】三方バルブV3 から分かれた一方は、三方
バルブV1 につながり、他方は、12CO2 の吸収を測定
するための第1サンプルセル11aにつながっている。
また、三方バルブV2 から分かれた一方は、二方バルブ
4 を通して第1サンプルセル11aにつながり、他方
は三方バルブV1 につながっている。さらに、三方バル
ブV3 と第1サンプルセル11aとの間には、サンプル
ガス又はべースガスを定量的に注入するためのガス注入
器21(容量60cc)が介在している。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、ピストンの駆動は、図示しないモータ
と、モータ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。
[0022] While the divided from way valve V 3 leads to the three-way valve V 1, and the other thereof is connected to the first sample cell 11a for measuring the absorption of 12 CO 2.
Also, while the divided from way valve V 2 are two-way leads to the first sample cell 11a through a valve V 4, the other is connected to the three-way valve V 1. Furthermore, between the three-way valve V 3 and the first sample cell 11a, the gas injector 21 for quantitatively injecting the sample gas or base Sugasu (volume 60 cc) is interposed. The gas injector 21 is shaped like a syringe having a piston and a cylinder. The piston is driven by a motor (not shown), a feed screw connected to the motor, and a nut fixed to the piston. Done by

【0023】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、排気
されるようになっている。第1サンプルセル11aの長
さは具体的には13mmであり、第2サンプルセル11
b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。
As shown in FIG. 1, the cell chamber 11 contains 12 CO 2.
Short first sample cell 11 for measuring the absorption of 2
a, comprising a long second sample cell 11b for measuring the absorption of 13 CO 2 and a reference cell 11c for flowing a reference gas, the first sample cell 11a and the second sample cell 11b are in communication with each other, Cell 1
The gas led to the first sample cell 11a
b and is exhausted. The reference gas is guided to the reference cell 11c and exhausted. The length of the first sample cell 11a is specifically 13 mm, and the length of the second sample cell 11a is 11 mm.
The length of b is specifically 250 mm, and the length of the reference cell 11c is specifically 236 mm.

【0024】符号Lは、赤外線光源装置を示す。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23
a,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45
0℃)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(図2参照)。
Reference symbol L indicates an infrared light source device. The infrared light source device L has two waveguides 23 for irradiating infrared light.
a and 23b. The method of generating infrared rays may be any method, for example, a ceramic heater (surface temperature 45 ° C).
0 ° C.) can be used. In addition, a rotating chopper 22 that cuts off and passes infrared rays at a constant cycle is provided. Of the infrared rays emitted from the infrared light source device L,
An optical path formed by an object passing through the first sample cell 11a and the reference cell 11c is referred to as a “first optical path”,
The optical path formed by the object passing through the sample cell 11b is referred to as “second
(See FIG. 2).

【0025】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
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。
The symbol D detects infrared light passing through the cell.
FIG. The infrared detector D is
A first wavelength filter 24a placed in a first optical path and a first wavelength filter 24a;
Detecting element 25a, the second wavelength filter placed in the second optical path.
It has a filter 24b and a second detection element 25b. No.
One wavelength filter 24a is12COTwoMeasuring absorption
For this reason, it passes infrared light with a wavelength of about 4280 nm (bandwidth about
20 nm), the second wavelength filter 24b 13COTwoof
Pass infrared light at a wavelength of about 4412 nm to measure absorption.
(Bandwidth about 50 nm). First
Detection element 25a and second detection element 25b detect infrared rays.
Any element can be used as long as the element emits, for example, PbSe.
Such a semiconductor infrared sensor is used.

【0026】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により一定温度
(25℃)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℃に保たれてい
る。
The first wavelength filter 24a and the first detection element 25a are contained in a package 26a filled with an inert gas such as Ar, and the second wavelength filter 24a.
b, the second detection element 25b is also contained in a package 26b filled with an inert gas. The entire infrared detecting device D is maintained at a constant temperature (25 ° C.) by a heater and a Peltier element, and the parts of the detecting elements in the packages 26a and 26b are maintained at 0 ° C. by a Peltier element.

【0027】図2は、前記セル室11の詳細な構造を示
す断面図である。セル室11は、それ自体ステンレス製
であり、上下左右が金属板(例えば真鍮板)12で挟ま
れ、上下又は左右に設置されたヒータ13を介して、発
泡スチロール等の断熱材14で密閉されている。また、
図には示していないが、セル室11の温度を測定する温
度センサ(例えば白金測温体)が取り付けられている。
FIG. 2 is a sectional view showing the detailed structure of the cell chamber 11. As shown in FIG. The cell chamber 11 itself is made of stainless steel, and is vertically and horizontally sandwiched between metal plates (for example, brass plates) 12, and is sealed by a heat insulating material 14 such as styrene foam through heaters 13 installed vertically or horizontally. I have. Also,
Although not shown in the figure, a temperature sensor (for example, a platinum temperature sensor) for measuring the temperature of the cell chamber 11 is attached.

【0028】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1
1cとが配置され、他方の段には第2サンプルセル11
b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11cには第1の光路が直列に通り、第2
サンプルセル11bには第2の光路が通っている。符号
15,16,17は、赤外線を透過させるサファイヤ透
過窓である。
The inside of the cell chamber 11 is divided into two stages, one of which is a first sample cell 11a and the other is a reference cell 1.
1c and the second sample cell 11
b is arranged. A first optical path passes in series between the first sample cell 11a and the reference cell 11c.
A second optical path passes through the sample cell 11b. Reference numerals 15, 16 and 17 are sapphire transmission windows for transmitting infrared rays.

【0029】図9は、セル室11の温度を調整する機構
を示すブロック図である。温度調整機構は、セル室11
に取り付けられた温度センサ32と、温度調整基板31
と、ヒータ13とからなっている。温度調整基板31の
温度調整方法は、いかなる方法を採用してもよいが、例
えば温度センサ32の温度測定信号に基づいて、ヒータ
13に流すパルス電流のデューティ比を変える、という
方法でよい。この温度調整方法に基づいて、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 測定は、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。
FIG. 9 is a block diagram showing a mechanism for adjusting the temperature of the cell chamber 11. As shown in FIG. The temperature adjustment mechanism is provided in the cell chamber 11
Temperature sensor 32 attached to the
And a heater 13. As a method of adjusting the temperature of the temperature adjustment substrate 31, any method may be employed. For example, a method of changing a duty ratio of a pulse current flowing through the heater 13 based on a temperature measurement signal of the temperature sensor 32 may be used. Based on this temperature adjustment method, the cell chamber 11 is controlled by the heater 13 so as to be maintained at a constant temperature (40 ° C.). III. Measurement procedure Measurement is performed in the following order: reference gas measurement → base gas measurement → reference gas measurement → sample gas measurement → reference gas measurement →.

【0030】測定の間、リファレンスセル11cにはリ
ファレンスガスが常時流れていて、その流速は流量計M
1 により常に一定に保たれるよう設定される。 III −1.リファレンス測定 図3に示すように、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約15秒
間、毎分200ml流してガス流路及びセル室11の洗
浄をする。
During the measurement, a reference gas is constantly flowing through the reference cell 11c, and its flow rate is measured by the flow meter M.
1 is set so that it is always kept constant. III-1. Reference Measurement As shown in FIG. 3, a clean reference gas is flowed at 200 ml / min for about 15 seconds into the gas flow path and the cell chamber 11 of the isotope gas spectrometer to clean the gas flow path and the cell chamber 11. .

【0031】次に、図4に示すように、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25
a,25bにより、光量測定をする。このようにリファ
レンス測定をするのは、吸光度の算出をするためであ
る。このようにして、第1の検出素子25aで得られた
光量を121 、第2の検出素子25bで得られた光量を
131 と書く。 III ‐2.ベースガス測定 次に、リファレンスガスが第1サンプルセル11a、第
2サンプルセル11bを流れないようにして、呼気バッ
グより、ベースガスをガス注入器21で吸い込む(図5
参照)。
Next, as shown in FIG. 4, the reference gas is flowed while changing the gas flow path, and the gas flow path and the cell chamber 11 are cleaned. After about 30 seconds, each detection element 25
The light quantity is measured by a and 25b. The reason for performing the reference measurement in this way is to calculate the absorbance. In this manner, the amount of light obtained by the first detection element 25a is 12 R 1 , and the amount of light obtained by the second detection element 25b is
13 written as R 1. III-2. Base Gas Measurement Next, the base gas is sucked from the expiration bag by the gas injector 21 so that the reference gas does not flow through the first sample cell 11a and the second sample cell 11b (FIG. 5).
reference).

【0032】ベースガスを吸い込んだ後、図6に示すよ
うに、ガス注入器21を用いてべースガスを一定流量で
機械的に押し出す。この間、それぞれの検出素子25
a,25bにより、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12B、第2の検
出素子25bで得られた光量を13Bと書く。 III −3.リファレンス測定 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(図3、図4参照)。
After the base gas has been sucked in, the base gas is mechanically pushed out at a constant flow rate using the gas injector 21 as shown in FIG. During this time, each detection element 25
The light quantity is measured by a and 25b. In this way,
The amount of light obtained by the first detection element 25a 12 B, write the resulting quantity and the 13 B in the second detection element 25b. III-3. Reference measurement The gas flow path and the cell are washed again, and the light quantity of the reference gas is measured again (see FIGS. 3 and 4).

【0033】このようにして、第1の検出素子25aで
得られた光量を122 、第2の検出素子25bで得られ
た光量を132 と書く。 III −4.サンプルガス測定 リファレンスガスが第1サンプルセル11a、第2サン
プルセル11bを流れないようにして、呼気バッグよ
り、サンプルガスをガス注入器21で吸い込む(図7参
照)。
Thus, the light amount obtained by the first detection element 25a is written as 12 R 2 , and the light amount obtained by the second detection element 25b is written as 13 R 2 . III-4. Sample gas measurement The sample gas is sucked from the expiration bag by the gas injector 21 so that the reference gas does not flow through the first sample cell 11a and the second sample cell 11b (see FIG. 7).

【0034】サンプルガスを吸い込んだ後、図8に示す
ように、ガス注入器21を用いてサンプルガスを一定速
度で機械的に押し出す。この間、それぞれの検出素子2
5a,25bにより、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 −5.リファレンス測定 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(図3、図4参照)。
After the sample gas has been sucked, the sample gas is mechanically pushed out at a constant speed using a gas injector 21 as shown in FIG. During this time, each detection element 2
The light quantity is measured by 5a and 25b. In this manner, the amount of light obtained by the first detection element 25a 12 S, second
The amount of light obtained by the detection element 25b are the 13 S. III-5. Reference measurement The gas flow path and the cell are washed again, and the light quantity of the reference gas is measured again (see FIGS. 3 and 4).

【0035】このようにして、第1の検出素子25aで
得られた光量を123 、第2の検出素子25bで得られ
た光量を133 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、前記リファレンスガスの透過光量121
131 、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122 132 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。
The amount of light obtained by the first detection element 25a is written as 12 R 3 , and the amount of light obtained by the second detection element 25b is written as 13 R 3 . IV. Data processing IV-1. Calculation of absorbance of base gas First, the transmitted light amount of the reference gas 12 R 1 ,
Using 13 R 1 , the transmitted light amount of the base gas 12 B, 13 B, and the transmitted light amount of the reference gas 12 R 2 , 13 R 2 , the absorbance of 12 CO 2 in the base gas, 12 Abs (B) and 13 CO 2 The absorbance is determined as 13 Abs (B).

【0036】ここで12CO2 の吸光度12Abs(B) は、12 Abs(B) =−log 〔212B/(121 122 )〕 で求められ、13CO2 の吸光度13Abs(B) は、13 Abs(B) =−log 〔213B/(131 132 )〕 で求められる。[0036] Here, 12 CO 2 absorbance 12 Abs (B) is obtained in 12 Abs (B) = -log [2 12 B / (12 R 1 + 12 R 2) ], 13 CO 2 absorbance 13 abs (B) is obtained by 13 abs (B) = -log [2 13 B / (13 R 1 + 13 R 2) ].

【0037】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、前記リファレンスガスの透過光量122
132 、サンプルガスの透過光量12S、13S、リファレ
ンスガスの透過光量123 132 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。
As described above, when calculating the absorbance, the average value (R 1 + R) of the light amounts of the reference measurements performed before and after
2 ) / 2, the absorbance is calculated using the average value and the amount of light obtained in the base gas measurement, so that the influence of drift (time change affects the measurement) must be offset. Can be. Therefore, the measurement can be started immediately without having to wait for complete thermal equilibrium (usually several hours) when the apparatus is started. IV-2. Calculation of Absorbance of Sample Gas Next, the transmitted light amount of the reference gas 12 R 2 ,
Using 13 R 2 , the amount of transmitted light of the sample gas 12 S, 13 S, and the amount of transmitted light of the reference gas 12 R 3 , 13 R 2 , the absorbance of 12 CO 2 in the sample gas, 12 Abs (S), and 13 CO 2
Absorbance 13 Request and Abs (S).

【0038】ここで12CO2 の吸光度12Abs(S) は、12 Abs(S) =−log 〔212S/( 122 123 )〕 で求められ、13CO2 の吸光度13Abs(S) は、13 Abs(S) =−log 〔213S/(132 133 )〕 で求められる。[0038] Here, 12 CO 2 absorbance 12 Abs (S) is, 12 Abs (S) = determined in -log [2 12 S / (12 R 2 + 12 R 3) ], 13 CO 2 absorbance 13 abs (S) is calculated by 13 abs (S) = -log [2 13 S / (13 R 2 + 13 R 3) ].

【0039】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。
As described above, when calculating the absorbance, the average value of the light amounts of the reference measurements performed before and after is taken, and the absorbance is calculated using the average value and the light amount obtained by the sample gas measurement. Therefore, the influence of the drift can be offset. IV-3. Calculation of Concentration The concentration of 12 CO 2 and the concentration of 13 CO 2 are determined using a calibration curve.

【0040】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。検量線を求めるには、12CO2 濃度
を0%〜6%程度の範囲で変えてみて、12CO2 の吸光
度を測定する。横軸を12CO2 濃度にとり、縦軸を12
2 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。
The calibration curve, 12 CO 2 and the measurement gas of known concentration, using the measured gas of known 13 CO 2 concentration is created. In order to obtain a calibration curve, the absorbance of 12 CO 2 is measured by changing the concentration of 12 CO 2 in the range of about 0% to 6%. The horizontal axis is 12 CO 2 concentration, and the vertical axis is 12 C
Take the O 2 absorbance, plot and determine the curve using least squares. Since the curve approximated by the quadratic equation has a relatively small error curve, the calibration curve approximated by the quadratic equation is employed in the present embodiment.

【0041】また、13CO2 濃度を0.00%〜0.0
7%程度の範囲で変えてみて、13CO2 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。
Further, the concentration of 13 CO 2 is set to 0.00% to 0.0%.
The absorbance of 13 CO 2 is measured while changing it in the range of about 7%. The horizontal axis is taken as 13 CO 2 concentration, the vertical axis is taken as 13 CO 2 absorbance, plotted, and the curve is determined using the least squares method. Since the curve approximated by the quadratic equation has a relatively small error curve, the calibration curve approximated by the quadratic equation is employed in the present embodiment.

【0042】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 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からである。本測定では、
12CO2 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。
Strictly speaking, a gas containing 12 CO 2 and a gas containing 13 CO 2 are measured independently, and a gas containing 12 CO 2 and 13 CO 2 is mixed. , The absorbance of 13 CO 2 will be different. This is because the wavelength filter used has a bandwidth and the absorption spectrum of 12 CO 2 and the absorption spectrum of 13 CO 2 partially overlap. In this measurement,
Since a gas in which 12 CO 2 and 13 CO 2 are mixed is to be measured, it is necessary to correct the overlap when determining a calibration curve. In this measurement, a calibration curve in which the overlap of the absorption spectra is partially corrected is actually used.

【0043】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
13CO2 の濃度を13Conc(S) と書く。 IV−4.濃度比の算出13 CO2 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。
The base gas calculated using the calibration curve
In12COTwoThe concentration of12Conc (B) for base gas
Put13COTwoThe concentration of13Conc (B), sample gas
Kick 12COTwoThe concentration of12Conc (S) in sample gas
To13COTwoThe concentration of13Write Conc (S). IV-4. Calculation of concentration ratio13 COTwoWhen12COTwoThe concentration ratio is determined. For base gas
Concentration ratio13 Conc (B) /12Conc (B) The concentration ratio in the sample gas is13 Conc (S) /12Required by Conc (S).

【0044】なお、濃度比は、13Conc(B) /12Conc(B)
13Conc(B) ,13Conc(S) /12Conc(S) +13Conc(S) と
定義してもよい。12CO2 の濃度のほうが13CO2 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 サンプルガスとべ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。 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))
The concentration ratio is 13 Conc (B) / 12 Conc (B)
+ 13 Conc (B), 13 Conc (S) / 12 Conc (S) + 13 may be defined as Conc (S). This is because the concentration of 12 CO 2 is much higher than the concentration of 13 CO 2 , so that both have substantially the same value. IV-5. 13 C 13 C variation in comparing the variation of the determined sample gas collected by base Sugasu of is obtained by the following expression. Δ 13 C = [concentration ratio of sample gas−concentration ratio of base gas] × 10 3 / [concentration ratio of base gas] (unit: per mille (per thousand))

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、被測定ガスを導くセルが、光源と受光器との間の光
路に配置されるとともに、当該光路の、前記セル以外の
部分には、測定する波長の光に対して吸収性を持たない
リファレンスガスを満たすリファレンスセルが配置され
ているので、リファレンスセルがなく単に空気が存在し
ている場合のように測定容器内に残る被測定ガスと同じ
種類のガスが光学的悪影響を与えるという不都合がなく
なる。したがって、より正確な濃度測定を行うことがで
きる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the cell for guiding the gas to be measured is arranged on the optical path between the light source and the light receiver, and the cell on the optical path other than the cell is provided. In the part, a reference cell that fills a reference gas that does not absorb light of the wavelength to be measured is arranged, so that the reference cell is left in the measurement container as if there was no air and there was simply air The inconvenience that the same type of gas as the gas to be measured adversely affects optical properties is eliminated. Therefore, more accurate concentration measurement can be performed.

【0046】また、請求項2記載の発明によれば、被測
定ガスを導く2つのセルが、光源と受光器との間の光路
に並行して配置されるとともに、2つのセルは長さが異
なり、短いほうのセルと受光器との間、又は光源と短い
ほうのセルとの間には、測定する波長の光に対して吸収
性を持たないリファレンスガスを満たすリファレンスセ
ルが配置されているので、短いほうのセルと受光器との
間、又は光源と短いほうのセルとの間にできる大きな空
間に存在する被測定ガスと同じ種類のガスが光学的測定
に悪影響を与えることを回避でき、より正確な濃度測定
を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the two cells for guiding the gas to be measured are arranged in parallel with the optical path between the light source and the light receiver, and the two cells have a length. Differently, between the shorter cell and the light receiver, or between the light source and the shorter cell, a reference cell that fills a reference gas that does not absorb light having the wavelength to be measured is arranged. Therefore, the same kind of gas as the gas to be measured existing in a large space formed between the shorter cell and the receiver or between the light source and the shorter cell can be prevented from adversely affecting the optical measurement. , More accurate concentration measurement can be performed.

【0047】また、請求項1又は2記載の発明によれ
ば、リファレンスセル内にリファレンスガスを常時一定
の流量で流すので、リファレンスセル内にリファレンス
ガスを密閉して使用する場合のように、セルのジョイン
ト部から徐々にリファレンスガスがリークして外の空気
と置換するというおそれがなくなり、常にリファレンス
ガスをリファレンスセルの中に充満させることができ
る。また、常時一定の流量でリフアレンスガスを流すの
で、リファレンスセル内に不均一な対流は生じることは
なく、光検出信号のゆらぎも生じない。
According to the first or second aspect of the present invention, the reference gas is always supplied at a constant flow rate into the reference cell, so that the reference gas is sealed and used in the reference cell. There is no danger that the reference gas will gradually leak from the joint part and be replaced with outside air, and the reference gas can always be filled in the reference cell. Further, since the reference gas is always supplied at a constant flow rate, non-uniform convection does not occur in the reference cell, and fluctuation of the light detection signal does not occur.

【0048】また、請求項記載の発明によれば、被測
定ガスを導くセル及びリファレンスセルの温度を一定に
保つことができるので、被測定ガスの温度とりファレン
スガスの温度が等しくなり、熱的条件を同一にすること
ができ、正確な吸光度を求めることができる。
According to the third aspect of the invention, since the temperature of the cell for guiding the gas to be measured and the reference cell can be kept constant, the temperature of the gas to be measured and the temperature of the reference gas become equal, and Target conditions can be the same, and accurate absorbance can be determined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an isotope gas spectrometer.

【図2】セル室の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a cell chamber.

【図3】同位体ガス分光測定装置のガス流略及びセル室
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。
FIG. 3 is a view showing a gas flow of the isotope gas spectrometer and a gas flow path at the time of cleaning by flowing a clean reference gas through a cell chamber.

【図4】同位体ガス分光測定装置のガス流路及びセル室
に、清浄なリフアレンスガスを流して洗浄し、かつリフ
ァレンス測定をするときのガス流路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a gas flow path when a clean reference gas is flown through a gas flow path and a cell chamber of the isotope gas spectrometer for cleaning and reference measurement.

【図5】リファレンスガスが第1サンプルセル11a、
第2サンプルセル11bを流れないようにして、呼気バ
ッグより、ベースガスをガス注入器21で吸い込む途中
の状態を示す流路図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a first sample cell 11a having a reference gas;
FIG. 9 is a flow chart showing a state in which a base gas is inhaled by a gas injector 21 from an expiration bag without flowing through a second sample cell 11b.

【図6】ベースガスを吸い込んだ後、ガス注入器21を
用いてべースガスを一定速度で機械的に押し出し、この
間、それぞれの検出素子25a,25bこより、光量測
定をするときのガス流路を示す図である。
FIG. 6 is a drawing illustrating a method of mechanically extruding a base gas at a constant speed using a gas injector 21 after inhaling a base gas. During this time, a gas flow path for measuring the amount of light from each of the detection elements 25a and 25b is formed. FIG.

【図7】リファレンスガスが第1サンプルセル11a、
第2サンプルセル11bを流れないようにして、呼気バ
ッグより、サンプルガスをガス注入器21で吸い込む途
中の状態を示す流路図である。
FIG. 7 shows a first sample cell 11a having a reference gas;
FIG. 9 is a flow chart showing a state in which a sample gas is being sucked in from a breath bag by a gas injector 21 so as not to flow through a second sample cell 11b.

【図8】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速度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
量測定をするときのガス流路を示す図である。
FIG. 8 shows a gas injector 21 after aspirating a sample gas.
Mechanically extruding the sample gas at a constant speed using
FIG. 4 is a diagram showing gas flow paths when measuring the amount of light by the detection elements 25a and 25b during this time.

【図9】セル室の温度を調整する機構の概要を示すブロ
ック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an outline of a mechanism for adjusting the temperature of the cell chamber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

D 赤外線検出装置 L 赤外線光源装置 M1 ,M2 流量計 N1 ,N2 ノズル V1 〜V4 バルブ 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 21 ガス注入器 24a 第1の波長フィルタ 25a 第1の検出素子 24b 第2の波長フィルタ 25b 第2の検出素子 31 温度調整基板 32 温度センサD Infrared detector L Infrared light source device M 1 , M 2 Flow meter N 1 , N 2 nozzle V 1 -V 4 valve 11a First sample cell 11b Second sample cell 11c Reference cell 21 Gas injector 24a First wavelength filter 25a first detection element 24b second wavelength filter 25b second detection element 31 temperature adjustment board 32 temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 英司 滋賀県甲賀郡水口町東名坂112番地 (72)発明者 筒井 和典 滋賀県甲賀郡水口町水口670番地の38 (56)参考文献 特開 平7−190930(JP,A) 特開 昭56−66738(JP,A) 実開 平1−61647(JP,U) 実開 昭57−205056(JP,U) 特公 昭61−42220(JP,B2) 特公 昭56−48822(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 G01N 33/497 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Eiji Ikegami, Inventor 112, Tonasaka, Mizuguchi-cho, Koka-gun, Shiga Prefecture (72) Inventor Kazunori Tsutsui 670, Mizuguchi, Mizuguchi-cho, Koka-gun, Shiga Prefecture 38 (56) References JP 7 JP-A-190930 (JP, A) JP-A-56-66738 (JP, A) JP-A-1-61647 (JP, U) JP-A-57-205056 (JP, U) JP-B-61-42220 (JP, B2) (JP) B-48822 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/61 G01N 33/497 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の成分ガスを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光量を測定し
データ処理することによって、成分ガスの濃度を測定す
る同位体ガス分光測定装置において、前記複数の成分ガスが、二酸化炭素 12 CO 2 と、二酸化
炭素 13 CO 2 であり、 前記被測定ガスを導くセルは、光源と受光器との間の光
路に配置されるとともに、 当該光路の、前記セル以外の部分には、測定する波長の
光に対して吸収性を持たないリファレンスガスを満たす
リファレンスセルが配置され 前記リファレンスセル内に測定中リファレンスガスを常
時一定の流量で流すガス流生成手段を備え ていることを
特徴とする同位体ガス分光測定装置。
An isotope gas for measuring a concentration of a component gas by introducing a gas to be measured containing a plurality of component gases into a cell, measuring the amount of transmitted light having a wavelength suitable for each component gas, and processing the data. In the spectrometer, the plurality of component gases may include carbon dioxide 12 CO 2 ,
Carbon 13 CO 2 , the cell for guiding the gas to be measured is arranged in the optical path between the light source and the light receiver, and the other part of the optical path, other than the cell, has light for the wavelength to be measured. A reference cell that satisfies the non-absorbable reference gas is arranged, and the reference gas being measured is constantly stored in the reference cell.
An isotope gas spectrometer comprising a gas flow generating means for flowing at a constant flow rate .
【請求項2】複数の成分ガスを含む被測定ガスを2つの
セルに導き、各成分ガスに適した波長の透過光の光量を
測定しデータ処理することによって、成分ガスの濃度を
測定する同位体ガス分光測定装置において、前記複数の成分ガスが、二酸化炭素 12 CO 2 と、二酸化
炭素 13 CO 2 であり、 前記被測定ガスを導く2つのセルは、光源と受光器との
間の光路に並行して配置されるとともに、2つのセルの
長さが異なり、 短いほうのセルと受光器との間、又は光源と短いほうの
セルとの間には、測定する波長の光に対して吸収性を持
たないリファレンスガスを満たすリファレンスセルが配
置され 前記リファレンスセル内に測定中リファレンスガスを常
時一定の流量で流すガス流生成手段を備え ていることを
特徴とする同位体ガス分光測定装置。
2. A method for measuring a concentration of a component gas by introducing a gas to be measured including a plurality of component gases into two cells, measuring the amount of transmitted light having a wavelength suitable for each component gas, and processing the data. In the body gas spectrometer, the plurality of component gases may be carbon dioxide 12 CO 2 ,
The two cells , which are carbon 13 CO 2 and guide the gas to be measured , are arranged in parallel in the optical path between the light source and the light receiver, and have different lengths of the two cells. between the light receiver, or between the light source and the shorter cell, reference cell satisfies a reference gas having no absorption with respect to light having a wavelength to be measured is arranged, measured in the reference in the reference cell Gas always
An isotope gas spectrometer comprising a gas flow generating means for flowing at a constant flow rate .
【請求項3】前記被測定ガスを導くセル及びリファレン
スセルの温度を一定に保つ温度保持手段をさらに備えて
いることを特徴とする請求項1又は2に記載の同位体ガ
ス分光測定装置。
3. The isotope gas spectrometer according to claim 1, further comprising temperature holding means for keeping the temperature of the cell for guiding the gas to be measured and the reference cell constant.
JP26174695A 1995-10-09 1995-10-09 Isotope gas spectrometer Expired - Lifetime JP2996611B2 (en)

Priority Applications (45)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26174695A JP2996611B2 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Isotope gas spectrometer
EP03021665A EP1378743A3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Apparatus for spectrometrically measuring isotopic gas
CA002402303A CA2402303C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
DK03021664.2T DK1380833T3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Apparatus for spectrometric measurement of an isotope-containing gas
CNB021557136A CN1281942C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Spectroscopic method and its instrument for detecting isotope gas
CNB2004100588791A CN1299108C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Isotope gas spectrometer instrument
PT3021664T PT1380833E (en) 1995-10-09 1996-10-02 Apparatus for spectrometrically measuring an isotopic gas
DE69636921T DE69636921T2 (en) 1995-10-09 1996-10-02 METHOD FOR THE SPECTROSCOPIC MEASUREMENT OF THE CONCENTRATION RATIO OF TWO ISOTOPES IN ONE GAS
EP05015633A EP1596183A3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
PCT/JP1996/002876 WO1997014029A2 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
CNB021557144A CN100416259C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Spectroscopic method and its instrument for detecting isotope gas
CNB021219117A CN1242253C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Breathing gas sampler bag and gas measurer
KR10-2001-7008303A KR100415336B1 (en) 1995-10-09 1996-10-02 A breath sampling bag and a gas measuring apparatus
EP05015638A EP1596184A3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
ES96932807T ES2281086T3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 PROCEDURE FOR SPECTROMETRICALLY MEASURING THE CONCENTRATION RELATIONSHIP OF TWO ISOTOPES IN A GAS.
DE69635688T DE69635688T2 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Respiratory gas sampling bag and gas measuring device
EP03021659A EP1380258B1 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Breath sampling bag and gas measuring apparatus
DK03021659T DK1380258T3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Respiratory test bag and gas measuring equipment
EP96932807A EP0797765B1 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method of spectrometrically measuring the concentration ratio of two isotopes in a gas
MX9704239A MX9704239A (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof.
KR1019970703824A KR100355258B1 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method and apparatus for spectroscopic measurement of isotope gas
ES03021664T ES2413004T3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Apparatus for spectrometrically measuring an isotopic gas
EP03021664.2A EP1380833B8 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Apparatus for spectrometrically measuring an isotopic gas
CA002402305A CA2402305C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
AT03021659T ATE314005T1 (en) 1995-10-09 1996-10-02 BREATHING GAS SAMPLE BAG AND GAS MEASUREMENT DEVICE
CA002206788A CA2206788C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
AU71451/96A AU707754B2 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
PT96932807T PT797765E (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method of spectrometrically measuring the concentration ratio of two isotopes in a gas
DK96932807T DK0797765T3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometric measurement of the concentration ratio of isotopes in a gas
EP05015626A EP1596181A3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
AT96932807T ATE354795T1 (en) 1995-10-09 1996-10-02 METHOD FOR THE SPECTROSCOPIC MEASUREMENT OF THE CONCENTRATION RATIO OF TWO ISOTOPES IN A GAS
ES03021659T ES2253623T3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 BAG OF BREATH SAMPLING AND GAS MEASUREMENT DEVICE.
CNB961913029A CN1138978C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
CNB021219109A CN1237337C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Isotope gas spectrometer instrument
US08/849,351 US5964712A (en) 1995-10-09 1996-10-02 Apparatus and breathing bag for spectrometrically measuring isotopic gas
EP05015632A EP1596182A3 (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
CA002401553A CA2401553C (en) 1995-10-09 1996-10-02 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
ARP960104656A AR003829A1 (en) 1995-10-09 1996-10-09 A METHOD FOR SPECTROMETRICALLY MEASURING AN ISOTOPIC GAS
AU26010/99A AU721808B2 (en) 1995-10-09 1999-04-30 Apparatus for spectrometrically measuring isotopic gas
US09/303,427 US6274870B1 (en) 1995-10-09 1999-05-03 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
HK03101978.1A HK1050392B (en) 1995-10-09 2003-03-18 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
HK04106713A HK1063845A1 (en) 1995-10-09 2004-09-07 Method for spectrometrically measuring isotopic gas
HK04106726A HK1064153A1 (en) 1995-10-09 2004-09-07 Method for spectrometrically measuring isotopic gas and apparatus thereof
HK04106719.3A HK1063847A1 (en) 1995-10-09 2004-09-07 Method for spectrometrically measuring isotopic gas
HK05103548A HK1070944A1 (en) 1995-10-09 2005-04-26 Apparatus for spectrometrically measuring isotopicgas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26174695A JP2996611B2 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Isotope gas spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09105721A JPH09105721A (en) 1997-04-22
JP2996611B2 true JP2996611B2 (en) 2000-01-11

Family

ID=17366140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26174695A Expired - Lifetime JP2996611B2 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Isotope gas spectrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2996611B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09105721A (en) 1997-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6444985B1 (en) Stable isotope measurement method and apparatus by spectroscopy
US4083367A (en) Method and apparatus for pulmonary function analysis
TW542910B (en) Isotopic gas analyzer and method of judging absorption capacity of carbon dioxide absorbent
JP4435782B2 (en) Method for determining gas injection amount in isotope gas analysis, and method and apparatus for isotope gas analysis measurement
PT797765E (en) Method of spectrometrically measuring the concentration ratio of two isotopes in a gas
JP3176302B2 (en) Isotope gas spectrometry method and measuring device
JP3238318B2 (en) Breath bag and gas measuring device
JP2947742B2 (en) Isotope gas spectrometry method and measurement device
JP2996611B2 (en) Isotope gas spectrometer
JP3014652B2 (en) Isotope gas spectrometry
JP2947737B2 (en) Isotope gas spectrometry method and measurement device
JP2969066B2 (en) Isotope gas spectrometer
JP2885687B2 (en) Isotope gas spectrometry
JP4460134B2 (en) Isotope gas analysis measurement method
JP3090412B2 (en) Isotope gas spectrometry method and measurement device
JP4481469B2 (en) Capability determination method of carbon dioxide absorbent in isotope gas analysis measurement
Puton et al. Module for measurement of CO2 concentration in exhaled air

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990928

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141029

Year of fee payment: 15

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term