JP2775558B2 - 同位体比の補正方法及び同位体比の補正装置 - Google Patents
同位体比の補正方法及び同位体比の補正装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料に光を照射しその光
吸収強度より同位体を分析する装置に際し、試料ガスの
圧力変動による同位体比の測定誤差を補正する方法及び
装置に関するものである。
吸収強度より同位体を分析する装置に際し、試料ガスの
圧力変動による同位体比の測定誤差を補正する方法及び
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】同位体のトレーサは医学分野では病気の
診断応用として、農業分野では光合成の研究・植物の代
謝作用の研究として、また地球科学分野では生態系のト
レースに利用されている。
診断応用として、農業分野では光合成の研究・植物の代
謝作用の研究として、また地球科学分野では生態系のト
レースに利用されている。
【０００３】この様な用途に使われる同位体としては例
えば窒素、炭素、水素等がある。特に、炭素では炭素の
質量数が１２（以下単に12Ｃと略記する）と炭素の質量
数が１３（以下単に13Ｃと略記する）の安定同位体があ
り、この安定同位体は放射性同位体のように放射線被爆
がなく取扱が容易なので、医学分野で利用が積極的に研
究されている。
えば窒素、炭素、水素等がある。特に、炭素では炭素の
質量数が１２（以下単に12Ｃと略記する）と炭素の質量
数が１３（以下単に13Ｃと略記する）の安定同位体があ
り、この安定同位体は放射性同位体のように放射線被爆
がなく取扱が容易なので、医学分野で利用が積極的に研
究されている。
【０００４】以下同位体分析の代表例として炭素の同位
体分析（試料ガスはＣＯ2 ）について説明する。
体分析（試料ガスはＣＯ2 ）について説明する。
【０００５】従来このような用途の炭素同位体分析装置
として、発光スペクトル幅の非常に狭い半導体レーザを
波長可変光源として用いて、そのレーザ光を試料に照射
し、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との光吸収線が相互干渉しない
光吸収線を測定し、12ＣＯ2と13ＣＯ2 との比率の変化
を高精度にトレースするものがある。
として、発光スペクトル幅の非常に狭い半導体レーザを
波長可変光源として用いて、そのレーザ光を試料に照射
し、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との光吸収線が相互干渉しない
光吸収線を測定し、12ＣＯ2と13ＣＯ2 との比率の変化
を高精度にトレースするものがある。
【０００６】半導体レーザは半導体レーザの温度及び駆
動電流を精密に制御することにより容易に波長可変光源
となる。またＡｌＧａＡｓ系及びＩｎＧａＡｓＰ系の半
導体レーザは近年光通信、光情報処理用として精力的に
研究開発され、小型、高効率、高信頼性となっている。
このような実用上優れた特徴を持つ半導体レーザを用い
れば装置全体が非常に小型化でき、取扱が容易、信頼性
の高い装置が実現できる。
動電流を精密に制御することにより容易に波長可変光源
となる。またＡｌＧａＡｓ系及びＩｎＧａＡｓＰ系の半
導体レーザは近年光通信、光情報処理用として精力的に
研究開発され、小型、高効率、高信頼性となっている。
このような実用上優れた特徴を持つ半導体レーザを用い
れば装置全体が非常に小型化でき、取扱が容易、信頼性
の高い装置が実現できる。
【０００７】従来の炭素同位体分析装置の概略ブロック
図を図２に示す。図２において１は半導体レーザ、２は
試料セル、３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、
５は光検出器、６は半導体レーザの温度制御部、７は半
導体レーザの電流制御部を各々図示する。
図を図２に示す。図２において１は半導体レーザ、２は
試料セル、３は試料ガス導入口、４は試料ガス排出口、
５は光検出器、６は半導体レーザの温度制御部、７は半
導体レーザの電流制御部を各々図示する。
【０００８】半導体レーザ１は半導体レーザの温度制御
部６により選択された12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との光吸収線
近辺を掃引するように温度掃引される。又、電流制御部
７により適当な光出力となっている。このように波長掃
引された半導体レーザ１からのレーザ光は試料セル２内
に入射されている。この試料セル２内には同位体測定を
目的としたＣＯ2 ガスが試料ガス導入口３より導入され
ており、試料セル２に入射されたレーザ光はこの導入さ
れたＣＯ2 ガスと相互作用し吸収される。試料セル２か
らの出射光は光検出器５で検出される。
部６により選択された12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との光吸収線
近辺を掃引するように温度掃引される。又、電流制御部
７により適当な光出力となっている。このように波長掃
引された半導体レーザ１からのレーザ光は試料セル２内
に入射されている。この試料セル２内には同位体測定を
目的としたＣＯ2 ガスが試料ガス導入口３より導入され
ており、試料セル２に入射されたレーザ光はこの導入さ
れたＣＯ2 ガスと相互作用し吸収される。試料セル２か
らの出射光は光検出器５で検出される。
【０００９】このような手順で12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との
光吸収線が測定され、この測定された吸収線より光吸収
強度を求め両吸収強度の比より同位体比が求まる。
光吸収線が測定され、この測定された吸収線より光吸収
強度を求め両吸収強度の比より同位体比が求まる。
【００１０】吸収強度は図３に示すような吸収線より吸
収が最大である場合の光強度Ｉとその波長で吸収がない
場合の光強度Ｉ0 より式−ｌn Ｉ／Ｉ0 にて求める。
収が最大である場合の光強度Ｉとその波長で吸収がない
場合の光強度Ｉ0 より式−ｌn Ｉ／Ｉ0 にて求める。
【００１１】吸収が弱い場合はＩ0 −Ｉと近似しても良
い。測定終了後は試料ガス排出口４より試料ガスを排出
する。
い。測定終了後は試料ガス排出口４より試料ガスを排出
する。
【００１２】本例では光検出器５で試料セル２の透過光
を検出して吸収線を求めているが、電流制御部７の電流
に変調をかける等を行い半導体レーザ１に周波数変調を
かけ、光検出器５の出力信号をロックイン増幅器を用い
て変調信号と同期検波することにより更に、高感度に吸
収線が検出できる。
を検出して吸収線を求めているが、電流制御部７の電流
に変調をかける等を行い半導体レーザ１に周波数変調を
かけ、光検出器５の出力信号をロックイン増幅器を用い
て変調信号と同期検波することにより更に、高感度に吸
収線が検出できる。
【００１３】このように、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との相互
の吸収線が干渉しない両吸収線を選択し、また小型・信
頼性の高い半導体レーザを用いているので、同位体比を
高精度で測定でき、信頼性の高い炭素同位体分析装置と
なる。
の吸収線が干渉しない両吸収線を選択し、また小型・信
頼性の高い半導体レーザを用いているので、同位体比を
高精度で測定でき、信頼性の高い炭素同位体分析装置と
なる。
【００１４】このような炭素同位体分析装置では通常12
ＣＯ2 と13ＣＯ2 との吸収線が極力相互干渉しないよう
に、又他のガスの吸収の影響を受けないように、採集し
たガスの内ＣＯ2 のみを抽出した後、試料セル２に導入
し、試料セル２内のＣＯ2 ガスの圧力を低圧（５０Torr
程度）状態において吸収線を測定している。
ＣＯ2 と13ＣＯ2 との吸収線が極力相互干渉しないよう
に、又他のガスの吸収の影響を受けないように、採集し
たガスの内ＣＯ2 のみを抽出した後、試料セル２に導入
し、試料セル２内のＣＯ2 ガスの圧力を低圧（５０Torr
程度）状態において吸収線を測定している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような測
定方法では試料セル２内の試料ガスの圧力が変動すると
測定誤差が増加することが分かった。これは試料ガスの
圧力変動により吸収線幅が変わり、その結果、吸収線の
ピーク値（図３のＩ）が変化するが、その広がり方が12
ＣＯ2 、13ＣＯ2 それぞれ異なる為に測定誤差が増加す
ることによるものである。
定方法では試料セル２内の試料ガスの圧力が変動すると
測定誤差が増加することが分かった。これは試料ガスの
圧力変動により吸収線幅が変わり、その結果、吸収線の
ピーク値（図３のＩ）が変化するが、その広がり方が12
ＣＯ2 、13ＣＯ2 それぞれ異なる為に測定誤差が増加す
ることによるものである。
【００１６】その測定例を図４に示す。図４は天然存在
比のＣＯ2 の圧力を８Torr〜４６Torrまで変させ、各圧
力における測定同位体比の変動率をプロットしたもので
ある。ただし、試料ガスの圧力４６Torrでの測定値を基
準としている。このように圧力により同位体比が大きく
変動する。前記したような各分野での用途ではＣＯ2の
圧力は測定条件により大きく変わるのが通常であり、同
位体比の測定誤差は増加する。
比のＣＯ2 の圧力を８Torr〜４６Torrまで変させ、各圧
力における測定同位体比の変動率をプロットしたもので
ある。ただし、試料ガスの圧力４６Torrでの測定値を基
準としている。このように圧力により同位体比が大きく
変動する。前記したような各分野での用途ではＣＯ2の
圧力は測定条件により大きく変わるのが通常であり、同
位体比の測定誤差は増加する。
【００１７】本発明は上記事情に鑑み、広い圧力範囲で
同位体比を高精度に測定できる同位体比の補正方法及び
補正装置を提供することを目的とする。
同位体比を高精度に測定できる同位体比の補正方法及び
補正装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る同位体比の補正方法は同位体の光吸収強度より
同位体比を分析するに際し、微量同位体の吸収線の圧力
幅パラメータとして衝突相手分子を多量同位体とした微
量同位体の圧力幅パラメータと、多量同位体の吸収線の
圧力幅パラメータとして衝突相手分子を多量同位体とし
た多量同位体の圧力幅パラメータとを用い、同位体の吸
収線測定と同時に試料ガスの圧力を測定し、測定圧力と
両圧力幅パラメータより測定した両吸収線の吸収強度と
を補正し、試料ガスの圧力変動により増加する同位体比
の測定誤差を低減することを特徴とする。
明に係る同位体比の補正方法は同位体の光吸収強度より
同位体比を分析するに際し、微量同位体の吸収線の圧力
幅パラメータとして衝突相手分子を多量同位体とした微
量同位体の圧力幅パラメータと、多量同位体の吸収線の
圧力幅パラメータとして衝突相手分子を多量同位体とし
た多量同位体の圧力幅パラメータとを用い、同位体の吸
収線測定と同時に試料ガスの圧力を測定し、測定圧力と
両圧力幅パラメータより測定した両吸収線の吸収強度と
を補正し、試料ガスの圧力変動により増加する同位体比
の測定誤差を低減することを特徴とする。
【００１９】また一方の同位体比の補正装置は多量及び
微量同位体の各々の吸収線の吸収強度検出回路と、多量
同位体の圧力幅パラメータ及び微量同位体の圧力幅パラ
メータを求める手段と、試料ガス圧力を測定する手段
と、各々の圧力幅パラメータとガス圧とを用いてガス圧
における各吸収係数を求める吸収係数計算回路と、各々
の同位体の吸収強度を各々の吸収係数でわり算するわり
算回路を具備することを特徴とする。
微量同位体の各々の吸収線の吸収強度検出回路と、多量
同位体の圧力幅パラメータ及び微量同位体の圧力幅パラ
メータを求める手段と、試料ガス圧力を測定する手段
と、各々の圧力幅パラメータとガス圧とを用いてガス圧
における各吸収係数を求める吸収係数計算回路と、各々
の同位体の吸収強度を各々の吸収係数でわり算するわり
算回路を具備することを特徴とする。
【００２０】
【作用】同位体の光吸収強度より同位体比を分析するに
際し、予め12ＣＯ2 と13ＣＯ2との吸収線幅の圧力依存
性を求めておき、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の吸収線測定時に
ＣＯ2 ガスの圧力を測定し同位体比の圧力変動を補正
し、高精度で同位体比を測定する。
際し、予め12ＣＯ2 と13ＣＯ2との吸収線幅の圧力依存
性を求めておき、12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の吸収線測定時に
ＣＯ2 ガスの圧力を測定し同位体比の圧力変動を補正
し、高精度で同位体比を測定する。
【００２１】以下本発明の内容を詳細に説明する。
【００２２】試料セル２内を通過するレーザ光の光路長
をＬ、試料ガスの圧力をＰとする試料ガスの光吸収強度
は式（１）で表される。
をＬ、試料ガスの圧力をＰとする試料ガスの光吸収強度
は式（１）で表される。
【００２３】
【数１】 −ｌn Ｉ／Ｉ0 ＝α0 ・Ｌ・Ｐ （１） α0 は単位光路長、単位圧力あたりの吸収係数である。
また、吸収係数α0 と吸収線幅との関係は式（２）のよ
うに近似できる。
また、吸収係数α0 と吸収線幅との関係は式（２）のよ
うに近似できる。
【００２４】
【数２】 Ｃ0 は各振動・回転モードの吸収線に依存した係数、Δ
は吸収線のドップラー幅（半値半幅）、Γは吸収線の衝
突幅（半値半幅）、ａ＝（ｌn ２）1/2 ・Γ／Δであ
る。
は吸収線のドップラー幅（半値半幅）、Γは吸収線の衝
突幅（半値半幅）、ａ＝（ｌn ２）1/2 ・Γ／Δであ
る。
【００２５】Ｃ0 、Δは圧力依存性はないが、衝突幅Γ
は圧力依存性がある。その依存性は各吸収線の振動・回
転モード及び光を吸収して上準位に遷移する分子と衝突
相手分子により異なる。衝突幅Γの圧力依存性を示す定
数（以下単に圧力幅パラメータと記す）をγとすると衝
突幅Γは
は圧力依存性がある。その依存性は各吸収線の振動・回
転モード及び光を吸収して上準位に遷移する分子と衝突
相手分子により異なる。衝突幅Γの圧力依存性を示す定
数（以下単に圧力幅パラメータと記す）をγとすると衝
突幅Γは
【数３】 Γ＝γ×Ｐ （３） で表される。
【００２６】吸収強度と圧力はこのような関係があるの
で、例えば12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の圧力幅パラメータγが
異なると衝突幅Γが異なり、その結果吸収係数α0 の圧
力依存性が異なり、吸収強度の圧力依存性が異なる。
で、例えば12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の圧力幅パラメータγが
異なると衝突幅Γが異なり、その結果吸収係数α0 の圧
力依存性が異なり、吸収強度の圧力依存性が異なる。
【００２７】本発明はこのような圧力と吸収強度の関係
を利用して、圧力変動による測定同位体比の変動を補正
するものである。ここで用いる両圧力幅パラメータは試
料ガスの組成に左右されるので簡単には求まらないの
で、本発明を容易に実現するには両圧力幅パラメータを
うまく近似する必要がある。
を利用して、圧力変動による測定同位体比の変動を補正
するものである。ここで用いる両圧力幅パラメータは試
料ガスの組成に左右されるので簡単には求まらないの
で、本発明を容易に実現するには両圧力幅パラメータを
うまく近似する必要がある。
【００２８】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。図１におい
て、８ａは天然存在比の高い方の同位体ガス（例えば12
ＣＯ2 、以下多量同位体と呼ぶ）の吸収線の吸収強度検
出回路、８ｂは天然存在比の低い方の同位体ガス（例え
ば13ＣＯ2 、以下微量同位体と呼ぶ）の吸収線の吸収強
度検出回路、９ａは多量同位体の圧力幅パラメータ（選
択された吸収線で衝突相手分子が多量同位体である多量
同位体の圧力幅パラメータ）、９ｂは微量同位体の圧力
幅パラメータ（選択された吸収線で衝突相手分子が多量
同位体である微量同位体の圧力幅パラメータ）、１０は
セル内の試料ガスの圧力、１１ａは圧力幅パラメータ９
ａと試料ガスの圧力１０とを用いて多量同位体の試料ガ
スの圧力における吸収係数を求める吸収係数計算回路、
１１ｂは圧力幅パラメータ９ｂと試料ガスの圧力１０と
を用いて微量同位体の圧力における吸収係数を求める吸
収係数計算回路、１２ａは８ａで検出された多量同位体
の吸収強度を１１ａで求めた吸収係数でわり算するわり
算回路、１２ｂは８ｂで検出された微量同位体の吸収強
度を１１ｂで求めた吸収係数でわり算するわり算回路を
各々図示する。
て、８ａは天然存在比の高い方の同位体ガス（例えば12
ＣＯ2 、以下多量同位体と呼ぶ）の吸収線の吸収強度検
出回路、８ｂは天然存在比の低い方の同位体ガス（例え
ば13ＣＯ2 、以下微量同位体と呼ぶ）の吸収線の吸収強
度検出回路、９ａは多量同位体の圧力幅パラメータ（選
択された吸収線で衝突相手分子が多量同位体である多量
同位体の圧力幅パラメータ）、９ｂは微量同位体の圧力
幅パラメータ（選択された吸収線で衝突相手分子が多量
同位体である微量同位体の圧力幅パラメータ）、１０は
セル内の試料ガスの圧力、１１ａは圧力幅パラメータ９
ａと試料ガスの圧力１０とを用いて多量同位体の試料ガ
スの圧力における吸収係数を求める吸収係数計算回路、
１１ｂは圧力幅パラメータ９ｂと試料ガスの圧力１０と
を用いて微量同位体の圧力における吸収係数を求める吸
収係数計算回路、１２ａは８ａで検出された多量同位体
の吸収強度を１１ａで求めた吸収係数でわり算するわり
算回路、１２ｂは８ｂで検出された微量同位体の吸収強
度を１１ｂで求めた吸収係数でわり算するわり算回路を
各々図示する。
【００２９】圧力幅パラメータ９ａは原理的には衝突相
手分子として微量同位体も考慮しなければならないが、
本発明では衝突相手分子を多量同位体のみとして近似し
ている。圧力幅パラメータ９ｂも同様に衝突相手分子を
多量同位体のみとして近似している。
手分子として微量同位体も考慮しなければならないが、
本発明では衝突相手分子を多量同位体のみとして近似し
ている。圧力幅パラメータ９ｂも同様に衝突相手分子を
多量同位体のみとして近似している。
【００３０】圧力幅パラメータ９ａは先ず試料セル内に
衝突幅が無視できる程度に低圧にした多量同位体を入れ
吸収線幅を測定し、それ以降数点多量同位体の圧力を増
加させ吸収線の線幅を測定し、単位圧力増加毎における
増加線幅を求め圧力幅パラメータとする。又圧力幅パラ
メータ９ｂは先ず試料セル内に衝突幅が無視できる程度
に低圧にした微量同位体を入れ吸収線幅を測定し、それ
以降数点多量同位体の圧力を増加させ吸収線の線幅を測
定し、単位圧力増加毎における増加線幅を求め圧力幅パ
ラメータとする。
衝突幅が無視できる程度に低圧にした多量同位体を入れ
吸収線幅を測定し、それ以降数点多量同位体の圧力を増
加させ吸収線の線幅を測定し、単位圧力増加毎における
増加線幅を求め圧力幅パラメータとする。又圧力幅パラ
メータ９ｂは先ず試料セル内に衝突幅が無視できる程度
に低圧にした微量同位体を入れ吸収線幅を測定し、それ
以降数点多量同位体の圧力を増加させ吸収線の線幅を測
定し、単位圧力増加毎における増加線幅を求め圧力幅パ
ラメータとする。
【００３１】このような構成においてその作用を以下に
示す。
示す。
【００３２】1) 試料セル２内の12ＣＯ2 と13ＣＯ2 の
吸収線の測定と同時に試料セル２内の試料ガスの圧力１
０を測定する。
吸収線の測定と同時に試料セル２内の試料ガスの圧力１
０を測定する。
【００３３】2) 吸収強度検出回路８ａ，８ｂで多量同
位体、微量同位体の吸収線より両吸収強度を求める。
位体、微量同位体の吸収線より両吸収強度を求める。
【００３４】3) 吸収係数計算回路１１ａにおいて、測
定した試料ガス圧力１０と圧力幅パラメータ９ａを用い
て式（２），（３）で、多量同位体の吸収係数を求め
る。同様に吸収係数計算回路１１ｂで試料ガス圧力１０
と圧力幅パラメータ９ｂを用いて式（２），（３）で微
量同位体の吸収係数を求める。ただし、多量同位体、微
量同位体のドップラー幅、圧力幅パラメータは予め求め
ておく。
定した試料ガス圧力１０と圧力幅パラメータ９ａを用い
て式（２），（３）で、多量同位体の吸収係数を求め
る。同様に吸収係数計算回路１１ｂで試料ガス圧力１０
と圧力幅パラメータ９ｂを用いて式（２），（３）で微
量同位体の吸収係数を求める。ただし、多量同位体、微
量同位体のドップラー幅、圧力幅パラメータは予め求め
ておく。
【００３５】吸収係数計算回路１１ａ，１１ｂは、論理
回路，マイクロコンピュータを用いて計算してもよい
し、またコンピュータで予め計算しＲＯＭ（Read Only
Memory）に記憶しておいてもよい。
回路，マイクロコンピュータを用いて計算してもよい
し、またコンピュータで予め計算しＲＯＭ（Read Only
Memory）に記憶しておいてもよい。
【００３６】4) わり算回路１２ａにおいて吸収強度検
出回路８ａで求めた吸収強度を１１ａで求めた吸収係数
値でわり、多量同位体の圧力による吸収強度の変化を補
正する。同様にわり算回路１２ｂにおいて吸収強度検出
回路８ｂで求めた吸収強度を１１ｂで求めた吸収係数値
でわり、微量同位体の圧力による吸収強度の変化を補正
する。
出回路８ａで求めた吸収強度を１１ａで求めた吸収係数
値でわり、多量同位体の圧力による吸収強度の変化を補
正する。同様にわり算回路１２ｂにおいて吸収強度検出
回路８ｂで求めた吸収強度を１１ｂで求めた吸収係数値
でわり、微量同位体の圧力による吸収強度の変化を補正
する。
【００３７】このように、補正された微量同位体の吸収
強度、補正された多量同位体の吸収強度を比較すること
により同位体比が求まる。
強度、補正された多量同位体の吸収強度を比較すること
により同位体比が求まる。
【００３８】なお、上記式（２）の積分項は級数展開式
【数４】 を用いて解いてもよい。
【００３９】また、従来の炭素同位体分析装置の説明で
記述したロックイン増幅器を用いて検出した吸収線８
ａ，８ｂで吸収強度を求めてもよい。更に、ここでは炭
素同位体の分析の補正方法及び装置で記述したが本方法
及び装置は他の同位体の分析の補正にも適用できる。
記述したロックイン増幅器を用いて検出した吸収線８
ａ，８ｂで吸収強度を求めてもよい。更に、ここでは炭
素同位体の分析の補正方法及び装置で記述したが本方法
及び装置は他の同位体の分析の補正にも適用できる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように12ＣＯ2 と13ＣＯ2
との吸収線の測定と同時にＣＯ2 ガスの圧力を測定し、
12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との吸収強度を補正して同位体比を
求めているので、広い圧力範囲で同位体比を高精度で測
定できる。また、このような特徴により多くの分野の用
途に適用可能となる。
との吸収線の測定と同時にＣＯ2 ガスの圧力を測定し、
12ＣＯ2 と13ＣＯ2 との吸収強度を補正して同位体比を
求めているので、広い圧力範囲で同位体比を高精度で測
定できる。また、このような特徴により多くの分野の用
途に適用可能となる。
【図１】本発明の１実施例を示すブロック構成図であ
る。
る。
【図２】従来のＣＯ2 同位体分析装置を示す概略ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】ＣＯ2 の吸収線測定例を示すグラフである。
【図４】各圧力における同位体比測定例を示すグラフで
ある。
ある。
１ 半導体レーザ ２ 試料セル ３ 試料ガス導入口 ４ 試料ガス排出口 ５ 光検出器 ６ 半導体レーザの温度制御部 ７ 半導体レーザの電流制御部 ８ａ 12ＣＯ2 の吸収強度検出回路 ８ｂ 13ＣＯ2 の吸収強度検出回路 ９ａ 12ＣＯ2 の圧力幅パラメータ ９ｂ 13ＣＯ2 の圧力幅パラメータ １０ 試料ガスの圧力 １１ａ 12ＣＯ2 の吸収係数計算回路 １１ｂ 13ＣＯ2 の吸収係数計算回路 １２ａ，１２ｂ わり算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−197837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−88290（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−501568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−42889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−42890（ＪＰ，Ａ) Ａｃｔａ．Ｐｈｙｓｉｃａ Ａｃａｄ ｅｍｉａｅ Ｓｃｉｅｎｔｉａｒｕｍ Ｈｎｎｇａｒｉｃａｅ 48（１） Ｐ. 93−102 （1980) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/15 - 21/61
Claims (2)
- 【請求項１】 試料ガス中の同位体の光吸収強度より同
位体比を分析するに際し、 多量同位体の吸収線の吸収強度を検出する第１の吸収強
度検出ステップ（８ａ）と、 微量同位体の吸収線の吸収強度を検出する第２の吸収強
度検出ステップ（８ｂ）と、 試料ガス圧力を測定するステップ（１０）と、 多量同位体の吸収線の圧力幅パラメータと試料ガス圧力
を用いて多量同位体の試料ガス圧力における吸収係数を
次の式（２） 【数５】 （上記式（２）において、α0 は吸収係数、Ｃ0 は各振
動・回転モードの吸収線に依存した係数、Δは吸収線の
ドップラー幅（半値半幅）、Γは吸収線の衝突幅（半値
半幅）、ａ＝（ｌn ２）1/2 ・Γ／Δであり、ｙ＝ｖ／
ｕであり、ｖは光吸収分子の光の進行方向の速度であ
り、ｕは光吸収分子の速さの分布が最大となる速さ、即
ち、最確速度である。）と、次の式（３） Γ＝γ×Ｐ （３） （上記式（３）において、γは衝突幅Γの圧力依存性を
示す定数である圧力幅パラメータであり、Ｐは試料ガス
圧力である。）とより、求める第１の吸収係数計算ステ
ップ（１１ａ）と、 微量同位体の吸収線の圧力幅パラメータと試料ガス圧力
を用いて微量同位体の試料ガス圧力における吸収係数を
前記式（２）と前記式（３）とより求める第２の吸収係
数計算ステップ（１１ｂ）と、 前記第１の吸収強度検出ステップで検出された多量同位
体の吸収強度を、前記第１の吸収係数計算ステップで求
めた吸収係数でわり算し、多量同位体の圧力による吸収
強度の変化を補正する第１のわり算ステップ（１２ａ）
と、 前記第２の吸収強度検出ステップで検出された微量同位
体の吸収強度を、前記第２の吸収係数計算ステップで求
めた吸収係数でわり算し、微量同位体の圧力による吸収
強度の変化を補正する第２のわり算ステップ（１２ｂ）
とを有することを特徴とする同位体比の補正方法。 - 【請求項２】 試料ガス中の同位体の光吸収強度より同
位体比を分析するに際し、 多量同位体の吸収線の吸収強度を検出する第１の吸収強
度検出回路（８ａ）と、 微量同位体の吸収線の吸収強度を検出する第２の吸収強
度検出回路（８ｂ）と、 試料ガス圧力を測定する回路（１０）と、 多量同位体の吸収線の圧力幅パラメータと試料ガス圧力
を用いて多量同位体の試料ガス圧力における吸収係数を
次の式（２） 【数６】 （上記式（２）において、α0 は吸収係数、Ｃ0 は各振
動・回転モードの吸収線に依存した係数、Δは吸収線の
ドップラー幅（半値半幅）、Γは吸収線の衝突幅（半値
半幅）、ａ＝（ｌn ２）1/2 ・Γ／Δであり、ｙはｙ＝
ｖ／ｕであり、ｖは光吸収分子の光の進行方向の速度で
あり、ｕは光吸収分子の速さの分布が最大となる速さ、
即ち、最確速度である。）と、次の式（３） Γ＝γ×Ｐ （３） （上記式（３）において、γは衝突幅Γの圧力依存性を
示す定数である圧力幅パラメータであり、Ｐは試料ガス
圧力である。）とより、求める第１の吸収係数計算回路
（１１ａ）と、 微量同位体の吸収線の圧力幅パラメータと試料ガス圧力
を用いて微量同位体の試料ガス圧力における吸収係数を
前記式（２）と前記式（３）とより求める第２の吸収係
数計算回路（１１ｂ）と、 前記第１の吸収強度検出回路で検出された多量同位体の
吸収強度を、前記第１の吸収係数計算回路で求めた吸収
係数でわり算し、多量同位体の圧力による吸収強度の変
化を補正する第１のわり算回路（１２ａ）と、 前記第２の吸収強度検出回路で検出された微量同位体の
吸収強度を、前記第２の吸収係数計算回路で求めた吸収
係数でわり算し、微量同位体の圧力による吸収強度の変
化を補正する第２のわり算回路（１２ｂ）とを有するこ
とを特徴とする同位体比の補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4278753A JP2775558B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 同位体比の補正方法及び同位体比の補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4278753A JP2775558B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 同位体比の補正方法及び同位体比の補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129983A JPH06129983A (ja) | 1994-05-13 |
| JP2775558B2 true JP2775558B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=17601723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4278753A Expired - Fee Related JP2775558B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 同位体比の補正方法及び同位体比の補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775558B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105118A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社島津製作所 | ガス測定装置及びガス測定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342889A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nippon Bunko Kogyo Kk | Measuring method of methabolism function of organ |
| JPS6111634A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-20 | Japan Spectroscopic Co | ↑１↑３ｃｏ↓２の測定方法及び装置 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP4278753A patent/JP2775558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｃｔａ．Ｐｈｙｓｉｃａ Ａｃａｄｅｍｉａｅ Ｓｃｉｅｎｔｉａｒｕｍ Ｈｎｎｇａｒｉｃａｅ ４８（１） Ｐ．９３−１０２ （１９８０） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06129983A (ja) | 1994-05-13 |
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|---|---|---|---|
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