JPH03115840A - 試料と流体媒質の特定成分との相互作用の速度を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はＭ物及び動物＃Ｉｍ、細胞培養、合成樹脂及び
金属類によって空気の様な流体媒質中で代表的には酸素
及び二酸化炭素である成る成分の低レベル消費及び発生
を測定するための方法及び装置に間するものである。更
に具体的に言えば、本発明は例えばセンサのドリフト及
び圧力／温度変動の様な妨害因子を補償する方法及び装
置に関するものである。

酸素の消費量及び二酸化炭素の発生量の測定は幾つかの
分野で使用されている。昆虫学に於いては、そのような
測定は昆虫の食料源を決定する際に役立つ、腐敗し易い
食品産業に於いては、呼吸測定は熟成を遅延さす手段を
評価する為に使用されている。

他の用途は細菌の培養物、沈殿物及びその他の有害有機
材料の生物学的活動度を測定する場合である。

呼吸計も非金属類の酸化及び重合中に合成樹脂によって
取込まれる酸素の量を測定するために使用されている。

種々の方法及び装置が低レベルの呼吸ガス交換を測定す
るために従来使用されている。酸素は組織又はその他の
試料によって消費されるので、酸素の消費量は通常室内
のガスの量の変化を測定することによって決定されてい
る。その様な容量装置の比較的周知の例であるワ〜ルブ
ルグ装置は、試料によって発生された二酸化炭素を吸収
する為に試料室内に水酸化カリウムの溶液を使用してい
る。試料室内の空気の容量の変化は一端を試料室へ連結
されそして他端を大気中へ開放されたマノメータ管（滴
注圧力計）によって測定される。酸素の消費は試料室内
の空気の容量変化の唯一の原因であると推定（仮定）さ
れている、然しなからこの仮定は、不確実である。

その訳は例えば試料室の温度及び気圧のような他の因子
も亦試料室の空気の容量を変化させうるからである。そ
の様な温度に起因する空気の容量の変化は装置を温度を
制御された水浴（槽）中に入れて置くことによって最少
にされるが、然しなから最良の水浴でさえも現在の低レ
ベルの呼吸用途に十分なだけ正確に温度を制御すること
は出来ない。

ギルソンへ与えられた米国特許第３．３１３，１５７号
明細書に開示されている装置の如き、微分容量的呼吸計
は上記ワールブルグ装置の改良をめざすものである。温
度変化のすべての悪影響は、任意の温度変化は２つの室
内のすべてのガスの容量に同じ影響を与えるという原理
の下に、容量が試料室にほぼ等しい基準室を使用するこ
とによって相殺される。酸素の消費量は２つの室内にお
ける容量変化の差を測定することによって測定される。

然しなから、それらの室の温度が同じであると言う仮定
は酸化反応の場合と同様に、若しその試料が反応熱を発
生する場合には使用できない。

ワールプルグ及び微分容量的呼吸計類も亦二酸化炭素の
発生を容易に測定する性能を欠いでいる。その様な知識
は多くの代謝測定に於いて重要である。

その訳は二酸化炭素の発生速度（スは率）は酸素の消費
速度（又は率）と共にどの食料品が代謝をしているかを
表示する呼吸比を計算するために使用されている。ワー
ルプルグ装置においては、二酸化炭素の発生量は恐らく
このガスの全発生量を吸収する水酸化カリウム溶液の化
学分析によってのみ決定される。正確な化学分析は困難
であり且つ時間がかかり、しかも単一の決定はその研究
の終に於いてなされるにすぎない、又、植物類に於いて
も、二酸化炭素は発生されるよりもむしろ消費されてい
て、二酸化炭素の消費量はこの方法を使用して測定する
ことは出来ない。

特定のガス類の発生及び消費量を測定する為にガス分析
器を使用する密閉型呼吸計も亦その方面で知られている
。然しながら、ガス分析器は例えば圧力及び温度変化の
様な環境的影響の結果として屡々変動又はドリフトする
０代表的には、ガス分析器に於けるドリフトは各試料ガ
スの測定に先だって既知の基準ガスを使用しているセン
サの手動再較正によって補正される。然しなから、オー
スチン等へ与えられた英国特許第２，０４９Ｊ９２Ａ号
明細書は、試料ガスを収容する第１室及び基準ガスを収
容する第２室を貫通して交互に赤外線ビームが導かれる
示差型（又は微分）二酸化炭素分析器を開示している。

そのオースチン等の装置は２つのビームが２つの分析室
を貫通した後に発生されるすべての信号間の差に比例す
る出力信号を発生する。成る程度までオースチンの呼吸
計はガス分析器中のドリフトを補正する。

然しながらそれは限定された適用性を有するにすぎない
、その訳はそれが使用している赤外線吸収装置は例えば
酸素の様な多くの他のガスを検出することが出来ないか
らである。更に、そのオースチン装置は試料の誘起した
センサのドリフトを完全には補償する事が出来ない０例
えば試料からの水蒸気によって惹起される試料室内の含
量（又は内容物）及びガス圧力の変化は基準室内におい
ては発見されないであろう、従って、その出力信号はそ
のようなドリフトを補償することは出来ない。

かくして、本発明者達はシステム内の温度及び圧力変化
の様な変数を説明しながらも低レベルの呼吸又は酸化に
起因する多成分流体媒質の組成の変化速度を正確に測定
する事が出来なかった。

発明の目的 本発明の目的は低レベルの呼吸又は酸化に起因する多成
分流体媒質の組成の変化速度を正確に測定する方法及び
装置を提供することにある。

発明の要旨 本発明に係る方法は、基準流体媒質の第１量を基準室内
へ導入し、試料を試料室内へ導入し、試料と相互反応し
て試料流体媒質を作る為に第２量の基準流体媒質を試料
室内へ導入し、基準及び試料流体媒質をそれらの夫々の
室からセンサへ、そしてそこからそれらの夫々の室へ戻
して交互に循環させ、上記センサで多くの基準及び試料
信号を発生させ、それらの基準及び試料信号の各々は夫
々基準及び試料流体媒質に相対的な上記選択された成分
の定量に強度かは７比例しており、基準及び試料信号を
受信するのに適したプロセッサ中で、上記センサ中のド
リフトを補償する為にすべての基準信号を使用する式に
よって上記試料が上記選択された成分を消費し又は作る
速度を計算する工程から基本的には構成されている。

次に本発明に係る装置は、基準流体媒質の第１量を収容
するのに適した基準室と、試料及び基準流体媒質の第２
量を収容するのに適していて、そこでは基準流体媒質の
第２量中の選択された成分が試料と反応して試料流体媒
質を作る試料室と、多くの基準及び試料信号を発生し且
つそれらの基準及び試料信号の各々は夫々基準及び試料
流体媒質に相対的な選択された成分の定量に強度が比例
しているセンサと、それらの夫々の室からの基準及び試
料流体媒質をセンサへそしてそこからそれら夫々の室へ
戻して交互に循環させる為の手段と、上記センサによっ
て発生されたすべての基準信号及びすべての試料信号を
受信し且つセンサ中のドリフトを補償する為にすべての
基準信号を使用する式によって、上記試料が上記選択さ
れた成分を消費し又は発生する速度を計算するのに適し
たプロセッサとから基本的に構成されている。

良好な実施例の詳細な説明 第１図に示されている様に１本発明に係る全体として（
１０）と銘打たれている呼吸計は、流体媒質、特にガス
を導くのに適したチューブ又はその他の導管によって連
結された下記部品即ち、弁（１）乃至（５）、ポンプ（
１２）、流量計兼流量制御則（１３）、乾燥機（１４）
、二酸化炭素分析器（１５）、酸素分析器（１６）、圧
力センサ（１７）、圧力制御器（１８）を含んだ第１マ
ニホルド（１１）と、弁（６）乃至（８）、取込みマニ
ホルド（１１）上の弁（２）及び排出マニホルド（１９
）上の弁（７）間を連結している基準室（２０）と、取
込みマニホルド上の弁〈１）及び排出マニホルド上の弁
（８）間を連結している試料室（２〕）とを含んでいる
。

循環ポンプ（１２）は基準流体媒質（代表的には空気）
を基準室（２０）及びガス分析器（１５）、（１６）間
で、そして例えば植物組織の様な試料と基準流体媒質の
第２量中の選択された成分即ち酸素及び二酸化炭素との
間の相互反応から発生される試料流体媒質を上記試料室
（２〕）及び分析器（１５）、（１６）間を交互に循環
させる。上記循環ポンプ（１２）は一定の出力流を与え
ることを企図している。其の訳は多くのガス分析器はそ
こを通過する流速には敏感であるからである。若しポン
プの速度が変化するときには、流量制御器（１３）の背
後の圧力は多分変化し、従って流れ速度が変化させられ
るであろう、前述のポンプ（１２）も亦外気から完全に
遮断される様に企図されており、１立／分迄送り出しう
る小さな膜ポンプでもよい、これに関して、システム内
で起こる圧力変化は最少にされなければならない事が注
意される。内部圧力の変動は、２つの原因即ちポンプ出
力の変化及び湿度の変化から発生される。チューブ内で
は流れに対する其の固有の抵抗並びに部品連結部に起因
する圧力低下がある、この問題を最少にする為には、流
体通路中に狭搾部を作らぬように注意しなければならな
い、ポンプ出力が変動する時には、圧力低下が変化する
ので酸素センサに於ける圧力が変化する。この問題を最
少にする為には、流路中の狭搾部は回避しなければなら
ない、更に周囲の空気圧力が変動するのでシステムは外
部から遮断されなければならない、システム中の漏れ又
は軟配管は避けなければならない、その訳はその様な事
は外部の圧力変化をシステム内へ伝送（導入）するから
である。

取込みマニホルド（１１）上の弁（４）及び（５）は較
正ガスへ連結するために設けられている０代表的には、
基準流体媒質は大気である。システム内の空気は取込み
マニホルド（１１）上の弁（３）を通してシステムと流
体連絡している適当な制御器（２３）を備えた新鮮な空
気ポンプ（２２）に設ける事によって置換される。

排出マニホルド（１９）上の弁〈６）は較正ガス又は新
鮮な空気が導入されている時には何時でもそのシステム
を通気させる。取込みマニホルド（１１）上の弁（１）
。

（２）及び（３）、排出マニホルド（１９）上の弁（６
）乃至（８）を開く事によって、夫々基準及び試料室（
２０）＜２〕）及びそれと流体交通しているその他のす
べての素子（部品）は新鮮な空気ポンプ（２２）の作動
によって外気をどっと流される（即ちフラッシングされ
る）。

流量計／流量制御器（１３）は少なくともシステム中の
循環流体媒質のなまの流量測定及び制御を可能にするこ
とを企図されているや作り込みの制御弁を有する回転計
が適当である。この方法で、ポンプ（１２）は一定の流
量を与えるのに役立っている１作り込みのＷｉ制御弁は
計量（針）弁であることが望ましく、同様にしてセンサ
（１５）及び（１６）への種々の流体媒質の流量を制御
する。

空気乾燥器又は除湿器（１４）は粒状の無水塩化カルシ
ウムの様な乾燥剤を充填された密封容器から構成されて
いる。塩化カルシウムは酸素又は二酸化炭素を吸収しな
り放出したりしないので良好な乾燥剤である。

二酸化炭素分析器（１５）はその中を流れる種々の流体
媒質中の二酸化炭素の濃度又は留分を測定しこの二酸化
炭素留分を反映した信号電圧を与える。上述の分析器（
１５）は赤外線吸収型である事が望ましい。

酸素分析器（１６）は其の中を流れる種々の流体媒質中
の酸素の濃度又は留分を測定して、この酸素の留分を反
映した信号電圧を与える。電気−化学燃料電池又は常磁
性の酸素分析器を使用することが望ましい。

上述した様に、上記ガス分析器はそこを貫通して流れる
流体媒質中の圧力変化にとくに敏感であるので、そのよ
うな圧力変動に起因して不正確な読みを与えがちである
。システム内の湿度の変化はその様な圧力変化の一原因
である０例えば湿った試料が試料室（２〕）内に置かれ
ている時、其の試料室内の湿度は上昇しかつそのシステ
ムは閉じられているので、其の圧力も亦上昇する。その
湿度レベル及び従ってその圧力は何等かの安定機構が設
けられていない限り、其の基準及び試料流体媒質が呼吸
計を通って交互に循環させられる時にシステム中で相当
に変動する。

基準流体媒質が分析されている時には、試料室内の試料
流体媒質は静止していて、その湿度が上昇する。試料流
体媒質が循環させられている時、それは乾燥器（１４）
を通過して、その含水量を低下させる。

その結果起こる圧力変動は有為誤差を惹起しうる。

湿度の変化に起因する圧力変動を減らす為には、種々の
方法が使用される。その様な圧力変化はガス分析器中の
圧力を測定し且つこの値に於ける変動を相殺する機構を
使用することによって安定化されることが望ましい、第
３図に示されている様に、良好な部品は流体媒質内又は
ガス分析器の直接下流の圧力を測定する指圧計およびガ
ス分析器の下流の可変オリフィスと共に弁を有する電気
的に制御される圧力制御器（１８）をふくんでいる、　
指圧計はガスセンサ＜１５）、（１６）中の圧力との関
係で変化する電力を発生する変換器であることが望まし
い、比較器（２４）は変換器によって発生された電圧が
ある設定点を越えて、其れによって弁の開口を増大させ
て圧力を低下させるときに弁（１８）へ加えられた電圧
を増大させるかまたはその変換器によって発生された電
圧が上記設定電圧より下り、それによって弁の開口を減
少させてセンサ中の圧力を増大させる時に比較器（２４
）は弁〈１８）へ加えられる電圧を低下させる。すべて
のセンサ中の圧力はそれによって所望の設定点又はその
付近に維持される。

代案として、電気作動可変弁（１８）は可変速ポンプ（
図示せず）で置換されてもよい、循環ポンプ（１２）に
相対的なこの可変ポンプの速度はそれらの間の圧力を決
定する。若し可変速ポンプが早く運転する時には、圧力
は低下し、其の逆も亦真である。電気作動弁（１８）を
使用することに対する他の代案は基準室又はジャー（２
０）の内部に加熱素子（図示せず）を入れることである
。その加熱素子は基準室内の流体媒質の湿度を変化させ
、それによってその媒質を膨張又は収縮させる為に使用
される。その加熱素子を通って流れる電流を変化させる
ことによって、システム内の圧力は湿度に起因する変化
を補償する様に調整される。若し圧力センサ（１７）が
増大を検出する時には、その加熱素子を流れる電流は減
少させられそして若しセンサが減少を検出する時には、
加熱素子の電流は増大させられる。圧力の変動を減らす
他の可能な方法はシステム中に外部への小さな漏洩を導
入して、そのシステム内の圧力を変化させて外部へ通気
させる方法である。外気圧も非変動するけれども、水分
が主題の室（２〕）内に存在している時には、外気圧は
システム内の圧力よりも幾分安定である。

更にその漏洩は非常に小さく作られているので、ドアー
の開閉、空気流等に起因する外気中の急激な圧力変化は
システム内へは導入されない、システム内の圧力を安定
させる更に他の方法はそのシステムに装着される大きく
て空の堅固な容器を含んでいる。

その容器は湿度の変化を一層大きな容積内へ広がらせる
事によってシステム内のガスの容量を変化させ、それに
よって圧力変化を減少させる０例えば、最初２Ｊの容器
を有していたシステムへ１０ｇの容器を付加すれば、そ
の圧力変動は未調整値の１７６に減少させられる事にな
る。

ある程度までは、そのような容器を使用する時には酸素
及び二酸化炭素ガスの変動を変化させうるが、然しなか
ら一本の長くて薄いチューブを通してその容器をシステ
ムへ連結することによって、システムと容器との間のガ
ス交換は最少にされる。

以下は試料流体媒質の酸素及び二酸化炭素含有量の変化
速度を測定する為に使用される方法の説明である。その
測定を開始するのに先立って、基準室（２０）及び試料
室（２〕）は取込みマニホルド（１１）中の弁（１）乃
至（３）を開き、排出マニホルド（１１）中の弁（６）
乃至（８）を開き且つ新鮮な空気ポンプ（２２）を働か
せる事によって望むらくは新鮮な空気である基準流体媒
質をどっと流れさす（この流し込みを以下にフラッシン
グと呼ぶ）、その様にして、ガスセンサ（１５）、＜１
６）を含めた全システムへ新鮮な空気が流される、新鮮
な空気ボン１（２２）は循環ポンプ（１２）のポンプ速
度よりもはるかに速い速度でシステム中へ空気を流し込
む事が望ましい、新鮮な空気の流し込みほそのシステム
の容器を数回洗い流すために十分長い時間行われる。シ
ステムを洗い流すこと（フラッシング）は重要である。

その訳は、新鮮な流体媒質が存在しない時には、試料の
呼吸は試料流体媒質の酸素及び二酸化炭素留分が不平衡
のレベルに達するほど大きくなり、その結果異常呼吸を
惹起するからであム 代表的には、試料は基準ガス即ち大気でフラッシングす
る前に試料室（２〕）内へ導入される。そのフラッシン
グの後にガスセンサ（ｔ５）　、　（１６）を安定させ
る為に４分間の安定時限が設けられる。

次いで基準室（２０）内の空気即ち基準流体媒質が分析
される。弁（２）及び（７）が開かれて、基準ガスが乾
燥器（１４）、センサ（１５）、（１６）を通って流さ
れ、次いで基準室（２０）へ戻される。第２図に示され
ている様に基準ガスは試験時間の半分に等しい時限中こ
の方法で循環させられる事が望ましい０次いで試料室（
２〕）内の試料流＃媒質が分析される。その試料ガスは
試料と、フラッシング中に試料室内へ導入された空気中
の選択された成分即ち酸素及び二酸化炭素との呼吸又は
其の他の相互反応によって作られる。

弁（１）及び（８）が開かれて試料流体媒質が乾燥器及
びセンサを通って流され、試料室へ戻されて試験時間の
半分に等しい時限中この方法で、システムを通って循環
させられる。

更に第２図に示されている様に、基準流体媒質及び試料
流体媒質は実験時間中そのシステムを通って交互に循環
させられる。必然的に基準及び試料ガスの若干の混合が
起こる。基準及び試料ガスの混合はドリフト即ち基準ガ
スの組成が完全に一定に留まっていないので、分析しよ
うとするガスの組成中の変化以外の因子に起因するセン
サの読みの変化を補償する問題を複雑化する。その様な
混合は以下に幾分詳細に説明される方法で酸素の消費速
度及び二酸化炭素の発生速度を計算している間に補償さ
れる。

然しなから基本的にはシステム内の種々の容積を計算す
ることによって基準及び試料ガス間の混合量は定量化さ
れる。

試料室（２〕）及びセンサ（１５）、（１６）の容積の
計算は以下の様にして進めることが望ましい、基本的に
は、システム中の違った区分を孤立させて加圧し、次い
で一緒に連結される時にそのシステムの違った区分に於
ける圧力変化を測定する事によって行われる、センサ容
１（ＶＳ）を測定することは、下記の手順で行われる。

先づすべてのセンサ、基準及び試料室内のすべての圧力
が弁（６）乃至（８）を開き且つ他の弁を閉じたま）に
する事によって大気圧に等しくさせられる。システム中
のこの第１圧力（ＰＡ）が記録され次いですべての弁が
閉じられる０次いで較正ガスの１つへ弁（５）を開いて
圧力が増大するときにすべてのセンサ中の圧力をモニタ
することによって第２圧力（ＰＳ）がすべてのセンサ中
に発生される。圧力センサ（１７）　（第１図）はこの
目的のために使用されている。その圧力が好ましくは９
００ミリ水銀（柱）の予め調整されたレベルに達する時
に、弁（５）は閉じられてすべてのセンサ中の第２圧力
（ＰＳ）が記録される。

次いで弁（７）が開かれて、すべてのセンサ中の第２圧
力は基準室（２０）内の第１圧力と同じにされて第３圧
力（ＰＴ）を発生する。

ポンプ（１２）及び基準室（２０）間に配置されたすべ
ての導管及び部品の容積（量）を含んだセンサの容積（
ＶＳ）は以上の方法で決定された諸値並びに試料室容積
に対する既値（ＶＲ）を使用して、以下の式によって計
算される。

ＶＳ　＝　ＶＲ／［（ＰＳ−ＰＡ）／（ＰＴ−ＰＡ）−
１３試料室（２〕）の正味の容ｆｆ（ＶＴ）を測定する
為には、試料の容積が計算されなければならない、そう
する為には、基準及び試料室中及びセンサ中の圧力は上
述の様にして大気圧（ＰＡ）と等しくさせられる０次い
で弁（５）及び（７）を開いて較正ガスをポンプで送り
込む事によって第４圧力（ＰＨ１）が基準室及びすべて
のセンサ中に発生される。その第４圧力（ＰＨ１）が第
１圧力（ＰＡ）よりも相当に低い予め調整されたレベル
に達するときに弁（５）が閉じられる０次いで弁（８）
が開かれて、試料室内の第１圧力はすべてのセンサ及び
基準室内の第４圧力と等しくさせれられて第５圧力（Ｐ
Ｃ）を発生する０次いで試料室の正味の容ｆＷ（ＶＴ）
が次式によって決定される。

ＶＴ　：（ＶＳ＋ＶＲ）−［（ＰＨ１−ＰＡ）バＰＣ−
ＰＡ）　−１］上述の圧力変化が起こる度毎に、其の圧
力の読みを記録する前に流体媒質の温度を周囲温度に等
しくさせる事が大切である。この事はガスの温度はそれ
が圧縮される時に上昇するので必要である。温度の変化
は容積と圧力との間の正常な逆関係を乱す０代表的には
、１５秒の遅延がこの目的の為には適当である。

次に第２図を参照するに、選択された物質の消費又は発
生速度の測定は適当なセンサによって発生された試料及
び基準信号に基づいていて、下記の方法でプロセッサ（
２７）によって計算されるガス留分決定を必要とする。

最少限、これらのガス留分決定はセンサから第１試料流
体媒質の読み（Ｔ１］，続いて第２基準流体媒質の読み
（Ｒ２）及び第２試料流体媒質の読み（Ｔ２）を必要と
する。各基準及び試料ガスはほぼ等しい時限＜１＞の間
すべてのセンサを通って循環させられる。１つの基準ガ
ス循環時限（１）及び１つの試料ガス循環時限（１）の
為に必要な時間は試験時間を限定する。更に、遅延（ｄ
）が１つの流体媒質循環時限（１）の開始と、すべての
センサからの信号読取り開始との間に設けられている。

この遅延時間（ｄ）は新しく導入された流体媒質がすべ
てのセンサ中のすべての前の媒質を置換して充填する機
会を与える様に設けられている。

以下のすべての計算においては、センサの容積（ＶＳ）
、正味の試料室の容Ｍ（ＶＴ）即ち試料室容積から試料
容積を減じた容積及び周知の基準室容積（ＶＳ）を表す
すべての値は前の諸式中に与えられているものと同じで
ある。若しガス分析器がそれが測定する任意の選択され
た成分を消費する時には、”Ｏ８”は既知の消費速度（
ｄ／ｍ）に設定されており、其の他の場合には”Ｏ８”
はＯに設定されている。その試料による選択された成分
の消費又は発生速度は下記の方法で計算される。即ち、
　Ｃ・、５＋　ｄＡ／２ＸＩ　　＝　　（ＶＲ−Ｒ１＋
（ＶＲ・０８−ｔ−（１−ｃ）／（ＶＲ＋ＶＳ）］　　
＋　　ＶＳ−Ｔ１＋ＶＳ−（１−ｃ）　・０３−ｔ（Ｖ
Ｔ＋ＶＳ）＋ＯＳ・ｃ−ｔｔ〕／（ＶＲ＋ＶＳ）Ｘ２　
＝　ＶＲ／（ＶＲ＋ＶＳ）　＋　１Ｘ３　＝（Ｌ−ｃｌ
Ｖｓ／（ＶＴ＋ＶＳ）／（ＶＲ＋ＶＳ）Ｘ４　　＝　ｆ
Ｖｓ−Ｒ２＋［ＶＳ・０８−（１−ｃ）・ｔ／（ＶＲ＋
ＶＳ）］〕＋ＶＴ−７１＋ＶＴ−Ｏ３−（１−Ｃ）　・
ｔ／（ＶＴｆＶＳ月＋Ｏ８−１ｃｔ〕／（ＶＴ＋ＶＳ）
Ｘ５　＝　ＶＴ／（ＶＴ＋ＶＳ）　＋　１Ｘ６　　＝　
　（２・ＶＴ＋ＶＳ＋ＶＳ−）／（ＶＴ＋ＶＳ）／（Ｖ
Ｔ＋ＶＳ）Ｘ７　＝　［（Ｔ２−Ｘ４）／Ｘ５）　−［
（Ｒ２−Ｘ１）／Ｘ２］Ｘ８　＝　Ｘ６／Ｘ５−　Ｘ３
／Ｘ２選択された成分の発生（消費〉量はＸ７／Ｘ８／
ｔ（ｒｄ　／　ｗａ　）に等しい。

以上の式から気付かれる様に、センサドリフトの個別の
計算は上記の式中に与えられていない０代りセンサドリ
フトは試料による選択された成分の発生（又は消費）速
度を決定する為にそれらの式に於いての基準試料読み（
Ｒ１，Ｒ２）が使用される方法によって説明されている
。　のぞむらくは、−度び二酸化炭素及び酸素の発生（
消費）速度が計算された時には、酸素の発生（消費）速
度に対して補正が加えられる。その様な補正は望ましい
ことである。其の訳は鍔環酸素がシステムへ加えられた
り又はそこから除去されない場合にさえも二酸化炭素の
発生又は消費は測定されたガス中の酸素濃度を変化させ
うるからである。若し二酸化炭素の発生又は消費の結果
として全容Ｍ（量）が変化するがその容積中の酸素の量
は同じである時には、その酸素留分即ち酸素の相対量を
全容積で割ったものは変化する０次の式はその補正を与
えている。即ち、 （補正された０２の発生又は消費）＝（未補正の０２の
発生又は消費）±（Ｃ０２の発生又は消費・０２留分）
この式はハルデエーン変換の近似式である。上記０２留
分は任意の１つの試料循環時限（ｔ）から遅延（ｄ）を
差し引いた時限中にプロセッサが酸素センサから受信し
た試料信号を平均化しその平均信号にその酸素センサに
対する既知の濃度／信号強度因子を乗算することによっ
てプロセッサ（２７）で計算される。酸素濃度の変化に
対する二酸化炭素発生速度の対応する補正は代表的には
不必要である。その訳は二酸化炭素留分は通常非常に小
さいからである。

第５図に示されている様に、急激な温度変化から酸素セ
ンサ（１６）を保護するためには特別な工程を取っても
よい、温度変化に起因する誤差を除去するための上記の
ドリフト補償計画の為には、酸素センサの温度の変化速
度は少なくとも２つの試料時限の期間中野なり一定に留
まっていなければならない、好都合な事には、酸素セン
サ（代表的には燃料電池）中へ入る流体媒質の温度はワ
ックスの項中に埋設されているチューブ状コイルによっ
てそこを通すことによって安定にされる。燃料電池（１
６）も亦ワックスの項中に埋設されているので、そのプ
ログラムは絶縁性の泡（図示せず）中に包まれている。

呼吸計（１０）はマイクロコンピユータフ２７）及び制
御プログラム（第４図）からなるプロセッサによって制
御されており、上記制御プログラムはすべてのセンサ信
号及び指圧計信号を読取り、種々のフラッシングの持続
時間、基準及び試料の循環時限（Ｌ）、遅延時限（ｄ）
及び全試験時限（ｉｎｔｅｒｖａｌｓ）を制御し、酸素
及び二酸化炭素の消費（発生）速度を計算し、種々の資
料を記憶器中に貯蔵し、すべての結果をデイスプレィ及
び／又は印刷する。そのプログラムは又使用者に二酸化
炭素及び酸素センサを較正させ、既知の値を追加し且つ
例えば試験時限（ｔｅｓｔ　ｉｒ＋Ｌｅｒｖａ１］，実
験継続時間およびフラッシングサイクル間の時限のよう
な若干の時間因子を選択又は無視させる。

プロセッサ（２７）は総ての弁、ガスセンサ及びインタ
ーフェイス（２８）を使用している指圧計を連通してい
る。すべてのセンサは基準及び試料ガス中の酸素及び二
酸化炭素の濃度又は相対量を表している信号電圧を発生
する。それらの信号電圧は上記インタフェイス内のＡ／
Ｄコンバーターの２つのチャネル中へ給送される。十分
小さな電圧変化を分解する為には、１２ビツトのＡ／Ｄ
分解能が必要なことが発見されている、そのインターフ
ェイスも亦取込み及び排出マニホルド弁（１）乃至（８
）を制御するために若干のディジタル出力制御線路を含
んでいる。　すべての弁はそれらが１８線に電圧を印加
することによって開かれる様にソレノイド型であること
が望ましい。

コンピュータ（２７）からのディジタル出力が大きくな
る時インターフェイス（２８）中のトランジスタが適当
なソレノイド弁の位置を変える為に必要な電圧を供給す
る。

コンピュータは上述の遅延時間を除いて基準及び試料流
体媒質が循環させられている時間中連続して種々のセン
サを読取っている。すべての試料及び基準信号はインタ
ーフェイス（２８〉によってディジタルの読みに変換さ
れる。各流体媒質の１サイクル中のすべての読みは一諸
に平均化され、その結局の平均はその特定のサイクル中
の選択された成分の平均ガス留分を決定する為にその特
定のガスセンサに対する既知濃度／信号強度因子を乗算
される。すべての読み中の雑音は平均化することによっ
て減少させられて、−層安定した読みを与える。遅延時
間（ｄ）はすべてのセンサ中を流れるガスの流速及びす
べてのセンサ中のガスの容積に基づいてプログラムによ
って計算され且つ新しく循環させられる流体媒質をして
総てのセンサ中を前に循環していた媒質を完全に置換さ
せるのに十分な長さに作られている。コンピュータプロ
グラムはその実験中すべての基準及び試料室を自動的且
つ周期的にフラッシングさせる。すべての室内の流体媒
質の組成は基準及び試料ガスの混合及び酸素及び二酸化
炭素の消費又は発生のために実験中相当に変化しそうで
ある。すべての室をフラッシングさせると、すべてのガ
スが置換される。

そのフラッシングは周期的間隔で起こるようにプログラ
ムすることが出来或はそれは受容範囲の外側をよぎる酸
素又は二酸化炭素レベルによってトリガさせる様にする
ことも出来る。

酸素消費の測定に於いて非常に大きな分解能を達成する
ためには、酸素センサによる酸素消費の影響を最少にす
るために、比較的長い試験インターバル（時限）および
違った方法を使用してもよい、その方法は主として２つ
の点で違っている。　先づ第一に、基準及び試料流体媒
質がその間にすべてのセンサを通って循環させられる時
限（タイムインターバル）は違っていてもよい、各イン
ターバルの持続時間は基準及び試料ガス中の酸素センサ
によって惹起される酸素の欠乏百分率が等しくなる様に
選択されている。第二に流体媒質は測定を行うのに十分
な時間中だけすべてのセンサを通って循環させられる。

　　残りの時間中は、すべてのセンサは休止しているか
または外気でフラッシングされている。長い試料インタ
ーバル法に対する刻時ダイアグラムは第６図に示されて
いて次の４工程から成り立っている。即ち＜１）その間
すべての弁（１）乃至（８）が閉じられて居り、すべて
のポンプが休止しており且つシステム内の流体媒質が静
止している待期又は安定時限（ベリオツド）；（２）そ
の間大気がすべてのセンサを通って流され且つその空気
中のすべてのガス留分が測定されるフラッシング時限；
（３）その時基準流体中のすべての選択された成分のす
べてのガス留分が測定される基準分析時限；（４）その
時試料流体媒質中のすべての選択された成分のすべての
ガス留分が測定される試料分析時限から成り立っている
。最初のプリントアウトは２つの試験インターバル後に
起こり、爾後のプリントアウトは次々の試験インターバ
ル後に起こる。第５図及び以下のすべての式に示されて
いる様に、下記の変数（バリ７フルズ）が使用されてい
る。即ち、（ＶＳ、ＶＲ，ＶＴ）＝すべてのセンサ、基
準室（既知）及び試料室夫々の正味の容１　（ｄ）、こ
れらの量は上述の様にして決定されるが 又は既知である。

（ｔＴ、ｔＲ，ｔＦ）・夫々試料、基準およびフラッシ
ングガスをすべてのセンサを通って循環させ る時間（ｉ）。

（ＤＴ、ＤＲ）　　＝夫々試料及び基準流体媒質の循環
開始とそれに対するセンサ信号の読み取り 開始との間の遅延時間（ｉ）。

（Ｌ）　　　　＝１つの安定時限並びにｔＴ、ＬＲ及び
ｔＦを含んだ１つの試験インターバルの持続 時間（ｉ）。

（Ｒ１，ＴＩ＞　　・第１試験インターバアル中の夫々
基準及び試料ガス中の選択された成分のガ ス留分く小数） （Ｆ２．Ｒ２，Ｔ２）・第２試験インターバル中の夫々
フラッシング、基準及び試料ガス中の選択さ れた成分のガス留分（小数）。

（ＯＳ）　　　　・酸素センサによる酸素の既知消費速
度（ｍ／ｉ） 二酸化炭素が計算されている時には ０５＝０ （ｆＳ）　　　　・すべてのセンサを通って流れる試料
流体媒質の流速（ｙｄ／　ｔｒｉｍ　）　。

全てのセンサを通って試料ガスが循環する時限（Ｌ丁）
は３分であることが望ましく、各試験時限中はゾ同じで
ある。試料ガスの循環開始とプロセッサによるセンサ信
号の読取り開始との間の遅延時１ｍ（ＤＴ＞中はすべて
のセンサの容量の約四倍量の試料ガスをしてそこを通っ
て流がすことが好ましい０次式によって計算される。

ＤＴ　＝　４・ＶＳ　／　ｆＳ すべてのセンサを通って基準ガスを循環させる時限（ｔ
Ｒ）は次式によって計算される。

ｔＲ＝　　仁Ｔ−（ＶＲ＋　　ＶＳ）　　／　　（ＶＴ
　　＋　　ＶＳ）基準ガスの循環開始と、プロセッサに
ょるセンサ信号の読取り開始との間の遅延時間（ＤＲ）
は次式によって計算される。

ＤＲ＝　ＤＴ　・（ＶＲ＋　ＶＳ）　／　（ＶＴ　＋　
ＶＳ）すべてのセンサを通してフラッシングガスを循環
させる時限（ｔ、Ｆ）は３分である且つすべてのセンサ
の容量の４倍量の空気を流れさす事が望ましい。

従って試料による選択された成分の発生又は消′ｇｔ速
度の新しい計算は下記のように進行する。

Ｋ　＝　ＤＴ／ｔ／２　＋　、５ ｊ　＝　０３・ｔＫ／　（ＶＳ　＋　ＶＴ）Ｘｌ；　ｆ
ＶＲ・［Ｒ１＋（１−ｋ）・ｊ］＋ＶＳ−Ｆ：２〕／（
ＶＲ＋ＶＳ）　　＋　　ｋ−ｊＸ２＝　（−ＶＲ・ｔＲ
−に−ＶＳ−［ｔ−ｔＦ−（１−ｋ）　］）／（ＶＲ）
ＶＳ）　＋　Ｌｆｋ　−ｔＲドリフト　＝　　（Ｒ２−
Ｘ１）　　／　　Ｘ２Ｘ３　＝　（ＶＴ・［Ｔ１＋（１
−ｋ）・ｔＫ・ＯＳ／（ＶＳ＋ＶＴ）］　＋ＶＳ・［Ｒ
２＋（１−ｋ）−ｔＲ−ａｓ／（ＶＲ＋ＶＳ）］ｔ〕／
（ｖｒ＋ｖｓ＋ｏｓ−に・ｔＫ／（ＶＳ＋νＴ） Ｘ４可−ＶＴ−に・ｔＫ−ＶＳ・（ｔ−ｔ、Ｒ＋ｋ・Ｌ
Ｒ）］／（ＶＳ＋ＶＴ）＋ｋ・ｔ、Ｔ＋ｔ。

Ｘ５＝ｆ［ＶＴ・（１−ｋ）・ｔＫ／（ＶＳ＋ＶＴ）］
＋ｔ・ｔＫ］／（ＶＳ＋ＶＴ）十ｋ　・ｔＫ／（ＶＳ＋
ＶＴ） 発生又は消費＝　（Ｔ２−Ｘ３−ＤｒｉｆｉＸ４）　／
　Ｘ５二酸化炭素レベルの変化を補償する為には上述し
たのと同じ方法で酸素発生速度に対する補償をする事が
望ましい。

以上本発明の幾つかの実施例についである程度詳細に図
示及び説明してきたが、それらの図面及び説°明は本発
明の精神及び上記請求項の範囲を不当に限定するもので
ない事勿論である。

本発明の効果 以上詳述した様に本発明の目的は本発明の請求項に記載
される方法及び装置によって達成されることが明らかに
された。

従って本発明の奏する効果は極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した呼吸計のすべての部品を示す
概略図、第２図は流体媒質を基準室及び試料室内で循環
させて、すべてのセンサを読取る刻時順序を示す概略図
、第３図はすべての“センサ中の流体媒質の圧力を制御
する良好な手段を示す概略図、第４図は主題の呼吸計の
種々の部品をＭ９１１するコンビュータブログラムを示
す流れ図、第５図は酸素センサを通過して流れる流体媒
質の温度を制御する為の良好な部品を示す概略図　、そ
して第６図は流体媒質を循環させてすべてのセンサを読
取る為の他の刻時順序を示す概略図である。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）基準流体媒質の第１量を基準室内へ導入し
   、 （ｂ）試料を試料室内へ導入し、 （ｃ）上記試料と相互反応させて試料流体媒質を作る為
   に上記基準流体媒質の第２量を試料室内へ導入し （ｄ）上記基準及び試料流体媒質をそれらの夫々の室か
   らセンサへ及びセンサからそれらの夫々の室へ戻して交
   互に循環させ、 （ｅ）上記センサで多数の基準及び試料信号を発生させ
   、該基準及び試料信号の各々は概して夫々基準及び試料
   流体媒質に相対的な選択された成分の定量に強度が比例
   しており、（ｆ）基準及び試料信号を受信するのに適し
   たプロセッサ内で上記センサ中のドリフトを補償する為
   にすべての基準信号を使用する式に従つて試料が選択さ
   れた成分を消費し又は作る速度を計算する工程を有する
   ことを特徴とする試料が流体媒質の選択された成分を消
   費し又は作る速度を決定する方法。
2. （２）概して大気圧に等しい第１圧力（ＰＡ）をセンサ
   及び基準室内に発生させ、上記第１圧力よりも大きい第
   ２圧力（ＰＳ）を上記センサ内に発生させ、上記センサ
   内の上記第２圧力及び上記基準室内の上記第１圧力を等
   化する事によつて上記センサ及び上記基準室内に第３圧
   力（ＰＴ）を発生させ、上記センサと流体連絡している
   指圧計で夫々上記第１、第２及び第３圧力を表す第１、
   第２及び第３圧力信号を発生させ、該第１、第２及び第
   ３圧力信号を上記プロセツサへ伝送し、基準室の既知容
   量（ＶＲ）を表す第１容量信号を与え、ＶＳ＝ＶＲ／［
   （ＰＳ−ＰＡ）／（ＰＴ−ＰＡ）−１］，の式に従って
   センサの容量を表す量（ＶＳ）を計算する工程を更に含
   んでいる事を特徴とする請求項第１項記載の方法。
3. （３）上記センサ、基準室及び試料室内に第１圧力（Ｐ
   Ａ）を発生させ、上記第１圧力よりも大きな第４圧力（
   ＰＲＳ）を基準室及びセンサ内に発生させ、上記基準室
   及びセンサ内の第４圧力を上記試料室内の第１圧力と等
   化させる事によつて上記基準及び試料室並びに上記セン
   サ中に第５圧力を発生させ、指圧計で夫々上記第１、第
   ４及び第５圧力を表す第１、第４及び第５圧力信号を発
   生させ、該第１、第４及び第５圧力信号をプロセツサへ
   伝送し、上記既知基準室容量（ＶＲ）を表す第１容量信
   号及び計算されたセンサ容量（ＶＳ）を表す第２容量信
   号を与え且つＶＴ＝（ＶＳ＋ＶＲ）・［（ＰＲＳ−ＰＡ
   ）／（ＰＣ−ＰＡ）−１］，の式に従って正味の試料室
   容量を表す量（ＶＴ）を計算する工程を更に含んでいる
   ことを特徴とする請求項第２項記載の方法。
4. （４）基準及び試料媒質を算出する為に概して等しい時
   限（ｔ）を選択し、該各時限（ｔ）の開始と、上記各夫
   夫の基準及び試料信号のプロセッサによる読取開始との
   間の遅延時間を選択して与え、上記基準及び試料流体媒
   質の選択された成分に対するセンサの既知信号強度因子
   を与え、夫々第１基準信号、第１試料信号、第２基準信
   号及び第２試料信号、並びに既知信号強度因子で選択さ
   れた成分の第１（Ｒ１）第２（Ｔ１）第３（Ｒ２）及び
   第４（Ｔ２）定量を計算し、上記センサによつて上記選
   択された成分の消費速度を表す既知値（ＯＳ）を与え、
   上記正味試料室の容量（ＶＴ）、センサ容量（ＶＳ）及
   び基準室容量（ＶＲ）を与え、下記の式によつて上記選
   択された成分の量の変化速度を計算する工程を更に含ん
   でいることを特徴とする請求項第３項記載の方法。 Ｃ＝．５＋ｄ／ｔ／２， Ｘ１＝〔ＶＲ・Ｒ１＋［ＶＲ・ＯＳ・ｔ・（１−ｃ）／
   （ＶＲ＋ＶＳ）］＋ＶＳ・Ｔ１＋ＶＳ・（１−ｃ）・Ｏ
   Ｓ・ｔ・（ＶＴ＋ＶＳ）＋ＯＳ・ｃ・ｔ〕／（ＶＲ＋Ｖ
   Ｓ）、Ｘ２＝ＶＲ／（ＶＲ＋ＶＳ）＋１， Ｘ３＝（１−ｃ）・ＶＳ／（ＶＴ＋ＶＳ）／（ＶＲ＋Ｖ
   Ｓ），Ｘ４＝〔ＶＳ・Ｒ２＋［ＶＳ・ＯＳ・（１−ｃ）
   ・ｔ／（ＶＲ＋ＶＳ）］＋ＶＴ・Ｔ１＋［ＶＴ・ＯＳ・
   （１−ｃ）・ｔ／（ＶＴ＋ＶＳ）］＋ＯＳ・ｔ・ｃ〕／
   （ＶＴ＋ＶＳ），Ｘ５＝ＶＴ／（ＶＴ＋ＶＳ）＋１、 Ｘ６＝（２・ＶＴ＋ＶＳ＋ＶＳ・ｃ）／（ＶＴ＋ＶＳ）
   ／（ＶＴ＋ＶＳ），Ｘ７＝［（Ｔ２−Ｘ４）／Ｘ５］−
   ［（Ｒ２−Ｘ１）／Ｘ２］，Ｘ８＝Ｘ６／Ｘ５−Ｘ３／
   Ｘ２， こゝに”量の変化速度”＝Ｘ７／Ｘ８／ｔ．
5. （５）酸素及び二酸化炭素が基準及び試料流体媒質の第
   １及び第２の選択された成分を構成し、本方法は互に下
   記の式に従って酸素の量の補正された変化速度を計算す
   る工程を更に含んでいる事を特徴とする請求項第４項記
   載の方法。 ＲａｔｅＯ２ｃｏｒ．＝ＲａｔｅＯ２ｕｎｃｏｒ．＋（
   ＲａｔｅＣＯ２×Ｔ１）こゝにＲａｔｅＯ２ｃｏｒ．は
   酸素の量の補正された変化速度を、 ＲａｔｅＯ２ｕｎｃｏｒ．は請求項第４項に与えられた
   式から誘導された酸素の量の変化速度を、 ＲａｔｅＣＯ２は請求項内に与えられた式から誘導され
   た二酸化炭素の量の変化速度を、そして Ｔ１は請求項第４項中に与えられている第１試料信号及
   び既知信号強度因子から決定された酸素の第２定量を意
   味している。
6. （６）基準及び試料流体媒質を循環させるのに先だつて
   奔流する流体媒質をセンサを通って循環させ、奔流する
   流体媒質を循環させる前に安定時限を設け、センサで多
   数の奔流信号を発生させる工程を更に含んでおり、上記
   各奔流信号は概して奔流流体媒質中の選択された成分の
   相対量に強度が比例していることを更に特徴とする請求
   項第３項記載の方法。
7. （７）安定時限の為の第１時限を選択し、奔流する流体
   媒質を循環させる為の第２時限（ＴＦ）を選択し、試料
   流体媒質を循環させる為の第３時限（ｔＴ）を選択し、
   次式即ちｔＲ＝ｔＴ・（ＶＲ＋ＶＳ）／（ＶＴ＋ＶＳ）
   によつて基準流体媒質を循環させる為の第４時限（ｔＲ
   ）を計算し、上記第１、第２、第３及び第４時限を加算
   する事によつて試験時間（ｔ）を計算し、センサと流体
   連絡している流量計で試料流体媒質の流速（ｆＳ）を決
   定し、次式即ちＤＲ＝［（４・ＶＳ／ｆＳ）・（ＶＲ＋
   ＶＳ）］／（ＶＴ＋ＶＳ）；によつて基準流体媒質の循
   環開始と基準信号のプロセッサによる読取開始との間の
   第１遅延時間（ＤＲ）を計算して与え、次式即ちＤＴ＝
   ４・ＶＳ／ｆＳによつて試料流体媒質の循環開始と試料
   信号のプロセッサによる読取開始との間の第２遅延時限
   （ＤＴ）を計算して与え、基準試料及び奔流する流体媒
   質の選択された成分に対するセンサの既知信号強度因子
   を与え、夫々第１基準信号、第１試料信号、第２奔流信
   号、第２基準信号及び第２試料信号並びに既知信号強度
   因子で選択された成分の第１（Ｒ１）、第２（Ｔ１）、
   第３（Ｆ２）、第４（Ｒ２）及び第５（Ｔ２）定量を計
   算し、センサによつて選択された成分の消費速度を表す
   既知の値（ＯＳ）を与え、正味の試料室容量（ＶＴ）、
   センサ容量（ＶＳ）及び基準室容量（ＶＲ）を与え、下
   記の諸式によつて選択された成分の量の変化速度を計算
   することを更に特徴とする請求項第６項記載の方法。 Ｋ＝ＤＴ／ｔ／２＋．５， ｊ＝ＯＳ・ｔＴ／（ＶＳ＋ＶＴ）， Ｘ１＝〔ＶＲ・［Ｒ１＋（１−ｋ）・ｊ］＋ＶＳ・Ｆ２
   〕／（ＶＲ＋ＶＳ）＋ｋ・ｊ，Ｘ２＝〔−ＶＲ・ｔＲ・
   ｋ−ＶＳ・［ｔ−ｔＦ・（１−ｋ）］〕／（ＶＲ＋ＶＳ
   ）＋ｔ＋ｋ・ｔＲＤｒｉｆｔ＝（Ｒ２−Ｘ１）／Ｘ２， Ｘ３＝〔ＶＴ・［Ｔ１＋（１−ｋ）・ｔＴ・ＯＳ／（Ｖ
   Ｓ＋ＶＴ）］＋ＶＳ・［Ｒ２＋（１−ｋ）・ｔＲ・ＯＳ
   ／（ＶＲ＋ＶＳ）］〕／（ＶＴ＋ＶＳ＋ＯＳ・ｋ・ｔＫ
   ／（ＶＳ＋ＶＴ）， Ｘ４＝［−ＶＴ・ｋ・ｔＴ−ＶＳ・（ｔ−ｔＲ＋ｋ・ｔ
   Ｒ）］／（ＶＳ＋ＶＴ）＋ｋ・ｔＴ＋ｔ，Ｘ５＝〔［Ｖ
   Ｔ・（１−ｋ）・ｔＴ／（ＶＳ＋ＶＴ）］＋ｔ−ｔＴ〕
   ／（ＶＳ＋ＶＴ）＋ｋ・ｔＴ／（ＶＳ＋ＶＴ）， こゝに”量の変化速度”は（Ｔ２−Ｘ３−Ｄｒｉｆｔ・
   Ｘ４）／Ｘ５．に等しい。
8. （８）酸素及び第２酸化炭素は奔流、試料及び基準流体
   媒質の第１及び第２の選択された成分を構成しており、
   次式即ちＲａｔｅＯ２ｃｏｒ．＋ＲａｔｅＯ２ｕｎｃｏ
   ｒ．ｔ（ＲａｔｅＣＯ２×Ｔ１）によつて酸素の量の補
   正された変化速度を計算することを更に含んでいること
   を特徴とする請求項第７項記載の方法。 こゝに”ＲａｔｅＯ２ｃｏｒ．”は酸素の量の補正され
   た変化速度を、”ＲａｔｅＯ２ｕｎｃｏｒ．”は請求項
   第７項に与えられている式から誘導された酸素の量の変
   化速度を、”ＲａｔｅＣＯ２”には請求項第７項に与え
   られている式から誘導された二酸化炭素の量の変化速度
   を、そして”Ｔ１”は請求項第７項に与えられている第
   １試料信号及び既知信号強度因子から決定された酸素の
   第２定量を意味している。
9. （９）（ａ）基準流体媒質の第１量を収容するのに適し
   た基準室と、 （ｂ）試料及び上記基準流体媒質の第２量を収容するの
   に適しており且つそこでは上記試料が上記基準流体媒質
   の第２量と作用して試料流体媒質を発生する試料室と、 （ｃ）多数の基準及び試料信号を発生するセンサと、該
   基準及び試料信号の各々は概して夫々基準及び試料流体
   媒質に相対的な選択された成分の定量に強さが比例して
   おり、 （ｄ）基準及び試料流体媒質をそれらの夫々の室からセ
   ンサへ、そしてそこからそれらの夫々の室へ戻して交互
   に循環させる為の手段と、 （ｅ）上記センサによって発生されたすべての基準信号
   及び試料信号を受信し且つ上記センサ中のドリフトを補
   償するために基準信号を使用する式によって資料が選択
   された成分を消費又は発生する速さを計算するのに適し
   たプロセッサとを有する事を特徴とする試料が流体媒質
   の選択された成分を消費又は発生する速さを決定するた
   めの装置。
10. （１０）指圧計はセンサと流体連絡で連結されているこ
    とを更に特徴とする請求項第９項記載の装置。
11. （１１）第１センサは夫々基準及び試料流体媒質中の二
    酸化炭素ガス留分を各々表している基準及び試料信号を
    発生し、第２センサは夫々基準及び試料流体媒質中の酸
    素ガス留分を表している基準及び試料信号を発生するこ
    とを更に特徴とする請求項第９項記載の装置。
12. （１２）基準及び試料流体媒質を交互に循環させる為の
    手段は、試料室へ連結された第１弁及び基準室へ連結さ
    れた第２弁を有する取入れマニホルドと、該取入れマニ
    ホルドの下流の循環ポンプと、上記センサの下流の排出
    マニホルドとを有しており、上記排出マニホルドは上記
    試料室へ連結された第１弁及び上記基準室へ連結された
    第２弁を有していることを更に特徴とする請求項第９項
    記載の装置。
13. （１３）圧力調整手段は上記センサ内の試料及び流体媒
    質中の圧力変化を限定する為に設けられていることを更
    に特徴とする請求項第９項記載の装置。
14. （１４）上記圧力調整手段はセンサ内の圧力を表す第１
    可変信号を発生する変換器と、上記第１可変信号を受信
    して第２信号を発生する比較器と、上記第２信号に応答
    して上記センサ内の上記基準及び試料流体媒質の循環を
    増減させる加減弁とを有していることを更に特徴とする
    請求項第１３項記載の装置。