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小動物代謝計測システム

特許第４０７２６６２号

概要

本装置はエアタイトケージからの一定流量の排気ガスの吸引及び、両ケージからの排気ガスのＯ２，ＣＯ２濃度の分析機能を有しております。

２基のエアタイトケージに対応。
Air,Cal1,Cal2,Cage1,Cage2の各ラインの流量設定可能。
上記５ラインのＯ２，ＣＯ２濃度計測。
Cal1,Cal2ガスによるＯ２,ＣＯ２センサーの自動校正。
電子冷却機によるサンプリングガス中の飽和水蒸気圧の一定化。
計測コンピュータでの自動コントロール。

接続図

ＣＯ２校正ガス
Ｏ２校正ガス
２ｃｈＯ２，ＣＯ２ガスアナライザー
エアタイトケージ
エアタイトケージ
エアタイトケージ
エアタイトケージ
エアタイトケージ
エアタイトケージ
フィルター
フィルター
フィルター
フィルター
フィルター
フィルター
排気ポンプ
排気ポンプ
排気ポンプ
計測コンピュータ
計測ソフト

仕様

サンプルガス流量：50ml/min
O2センサー分析方式：磁気式
測定範囲：0 ～ 100% O2
測定精度：±0.05%/h
（一定濃度ガスサンプル）
CO2センサー分析方式：赤外式
測定範囲：0 ～ 10% O2
測定精度：±0.05%/h
（一定濃度ガスサンプル）

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水素ガス中残留ガス濃度測定装置

特許出願中

装置概要

本装置は、水素ボンベまたはプラントのガスをガスサンプラに導入し、このガスの一部をリーク、サンプルチューブを通して直接、質量分析計に導入し、検出された質量データを、通信を介してコンピュータに送り、ソフトウェアにより保存、表示する、オンライン残留ガス濃度測定装置です。（特許出願中）
本装置は、以下の主要部品で、構成されています。

ガスサンプラ（GAS SAMPLER）
ガスサンプラは、サンプルガス及び校正ガスの流量設定用のニードルバルブ付流量計、ＮＨ３測定用のサンプル乾燥管、ガス切換バルブ、リーク保護用フィルタ、ガス導入リーク、ＣＯ測定用の一酸化炭素センサ、安全管理用のＨ２センサ等で構成されています。
一酸化炭素センサ（CO SENSOR）
（ガスサンプラ内蔵）質量分析計で計れない、Ｎ２，ＣＯ２が含まれるガス中の微量ＣＯを計るためのものです。センサはＮＤＩＲ方式です。
水素センサ（H2 SENSOR）
（ガスサンプラ内蔵）可燃性ガスである水素の漏れを検知するためです。センサは定電位電解方式です。
４重極質量分析計（Q-Pole MASS）
水素ガス中の多種類の微量成分（３．水素ガス及び残留ガス一覧参照）を計るため、イオン源はクローズドタイプ、ディテクタにファラデーカップ（検出限界：5E-12 mb）及びイオンマルチプライヤ（検出限界：1E-14 mb）を併せ持つ、４重極タイプ質量分析計（質量範囲：1～100）を使用しています。
ファーム及びソフトウェア（FIRMWARE,SOFTWARE）
濃度が大きく異なる多種類のガスを計るために、ファームまたはソフトウェアでガスごとに処理を変更する必要があります。
校正ガス（CAL1,CAL2 GAS）
質量分析計を用いるガス計測では、測定対象ガスの感度を校正ガスで校正する必要があります。
パージガス（N2 GAS）
一酸化炭素センサおよびガス切換バルブのパージ用と、ニュ－マチックバルブの駆動に用います。

装置構成図

上記数値は暫定値です。

水素ガス及び残留ガス一覧

以下に本装置の計測対象ガスの一覧表を示します。濃度は、Aの水素以外は残留最大許容値を示します。ただし、一覧表に無いガスが含まれていた場合は一部の微量ガスが測定できない可能性があります。また、Cのガスの中では吸着等により測定できない場合があります。

グループ	番号	ガス名	濃度	メイン及びフラグメント質量数	重複ガス
M	F1	F2
A	1	Hydrogen(H2)	100%	2	1
B	2	Carbon dioxide (CO2)	2ppm	44	28	16
3	Argon	100ppm	40	20
4	Oxygen (O2)	5ppm	32	16	36
5	Nitrogen (N2)	100ppm	28	14	29
6	Water (H2O)	5ppm	18	17	16
7	Total hydrocarbons(CH3)	2ppm	15
8	Helium (He)	300ppm	4
C	9	Hydrogen bromide(HBr) THC	(50)ppb	80	82	79,78
10	Carbon disulfide(CS2) TSC	(4)ppb	76	32
11	Chlorine(Cl2) THC	(50)ppb	70	35	72
12	Carbonyl sulfide(COS) TSC	(4)ppb	60	32
13	Formic acid (HCOOH)	200ppb	46	45	29
14	Hydrogen chloride(HCl) THC	(50)ppb	38	36	35
15	Hydrogen sulfide(H2S) TSC	(4)ppb	34	32	33
16	Formaldehyde (HCHO)	10ppb	30	29	28
D	17	Ammonia (NH3)	100ppb	17	16	15	H2O
E	18	Carbon monoxide (CO)	200ppb	28	16		N2,CO2

THC: Total Halogenated Compounds 50ppbMax
TSC: Total Sulfur Compounds 4ppbMax

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発酵ガス測定システム

装置概要

本装置は、複数のファーメンタの排気ガスと、供給ガスを質量分析計で計測すると共に、ファーメンタの各種センサデータをデータ入力プラグから取り込むことにより、ファーメンタを、連続計測できる発酵ガス測定システムです。本装置は、以下の主要部品で、構成されています。

サンプルポンプ（PUMP）（オプション）
ファーメンタの排気ガスのサンプル口の圧力が1kgG以下の場合で、サンプルガスをサンプラまで輸送できない場合に必要となります。
サンプラー（SAMPLER）
サンプラは、通常サイクルでは、最大８基のファーメンタ（FERMENTER）からの排気ガスの水をドレインセパレータ（DRAIN SEPARATER）で分離した後、これらガスと、供給ガス（SUPPLY）を順次バルブで切り替え、ドライヤ（DRYER）で水分を除去したサンプルガスを質量分析計（MASS）におくります。また、コンピュータ（HOST）からの要求で、ガス濃度データ及びデータ入力プラグのデータを送信します。また、校正サイクルでは、校正ガス（C1,C2）を用いて、質量分析計の感度校正を行います。８基以上のファーメンタを測定したい場合は、メイン及び複数のサブサンプラをカスケ－ドに接続することにより可能になります。
データ入力プラグ（DATA PLUG）（サンプラ内蔵）（オプション）
各種センサデータ（培地温度、ＤＯ、ｐＨ、攪拌数等）を最大8ch、4-20mA仕様で取り込むためのアイソレーションプラグです。
質量分析計（MASS）
ガス濃度データを高精度に測定するために、固定磁場型マルチコレクタ方式を採用しています。標準で、N2,O2,Ar,CO2の４種を測定できます。
ファーム及びソフトウェア（FIRMWARE,SOFTWARE）
濃度が大きく異なる多種類のガスを計るために、ファームまたはソフトウェアでガスごとに処理を変更する必要があります。
計測用コンピュータ及びソフト（SOFTWARE）
サンプラを経由し、システムをコントロールすると共に、データの演算（ＯＵＲ，ＣＥＲ，ＲＱ等）、表示、保存をします。
校正ガス（C1,C2 GAS）
質量分析計を用いるガス計測では、測定対象ガスの感度を校正ガスで校正する必要があります。

装置構成図

上記数値は暫定値です。

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GC-MS方式代謝・同位体計測システム

従来のO2､CO2呼吸代謝計測機能とCO2同位体計測機能を併せ持つ本システムを用いる事により、同位体試薬を与えた測定対象生物の詳細な代謝情報の取得が可能になりました。以下にシステムの特徴を列挙します。

GC-MS方式代謝・同位体計測システム

システム

従来のO2､CO2呼吸代謝計測機能とCO2同位体計測機能を併せ持つ本システムを用いる事により、同位体試薬を与えた測定対象生物の詳細な代謝情報の取得が可能になりました。以下にシステムの特徴を列挙します。

同一のサンプラで、ガスサンプル装置の追加、サンプルフロー値の変更、外部フロー値の取り込み等の追加、変更により、小動物だけでなく大型動物、植物、発酵微生物等の測定が可能です。
サンプルを濃縮するためのＧＣを採用することにより、大気のCO2同位体比の測定が可能です。また、ＧＣ部のコンパクト化により、ライン計測時間の1分化を実現しました。
計測ソフト（ＰＣ上）により、測定、ファイリング及びガス校正を自動化しています。
計測中のラインを止めずに、特定ラインの計測開始及び終了が可能です。
計測開始時に計測サイクルライン数を指定できる機能により、変化の早い対象にも、測定ライン数を減らしての対応が可能です。
装置の軽量コンパクト化により、床設置又は卓上設置の両方が可能です。

システムブロックダイアグラム（12ch小動物仕様）

GC-MS : MG2100

Ｈｅキャリアをサンプラに送り、サンプルが混入したリターンをガスクロ部（ＧＣ）で濃縮し、質量分析計部（ＭＳ）に送り、サンプルガス濃度を得ます。

ＧＣ部仕様
キャリア流量：40ml/min以下
ＭＳ部仕様
分析方式：電子衝撃イオン化、90°固定磁場、マルチコレクタタイプ
測定ガス：N2 (28),O2 (32),Ar (40),CO2 (44,45,),(46) ( )内はMN
測定範囲：0～100％ = N2 　：0～25％ = O2 , Ar
　　　　：0～2％ = CO2 (44) 　：0～0.02％ = CO2 (45) , (46)
動作環境温度：15～25℃（結露無きこと）
電　　源：AC100V　400VA（定常時）
寸法・重量：約550(W)×600(D)×560(H) (筐体寸法)・約92kg

GC-MS用サンプラ : GS2012

サンプラは計測コンピュータからのコマンドにより、サンプルラインの切換、ＧＣ用サンプルの送出、ライン流量データ及びＧＣ－ＭＳからのガス濃度データの取得等を行います。

サンプラ仕様
標準ライン数：2,4,6,8,10,12の6種類、2,4,6,8,10は後の増設可
サンプル除湿：ペルチェタイプサンプルドライヤ
通信ライン：ＰＣ（RS232C）、ＭＡＳＳ（RS232C）、ＤＥＶＩＣＥ（RS485）
電　　源：AC100V 50VA（定常時）
寸法・重量：約550(W)×400(D)×250(H) (筐体寸法)・約21kg

GC-MS用計測ソフトウエア : IMS-ML

計測ソフトウエアはサンプラ、ＧＣ－ＭＳへコマンドを送り、制御とデータ取得を行います。得られたデータはリアルタイムで、ライン別に表示、ファイリングを行います。

計測ソフトウエア仕様
サイクル設定：計測サイクルを1ch～2,4,6,8,10,12chの6通りに設定可
自動校正設定：自動校正サイクルを任意に設定可
任意開始終了：サイクル設定中の任意ラインの開始・終了が可
ファイル変換：終了データファイルをMicrosoft® Excel®ファイル変換可
動作ＯＳ：Microsoft WindowsXP®, Windows7®

他の計測システム構成物品

計測ソフトウエアはサンプラ、ＧＣ－ＭＳへコマンドを送り、制御とデータ取得を行います。得られたデータはリアルタイムで、ライン別に表示、ファイリングを行います。

計測コンピュータ
Ｏ　　　Ｓ：Microsoft WindowsXP又はWindows7
メ　モ　リ：2GB以上
通信ポート：RS232C
サンプル吸引用２ヘッドポンプ
型　　　式：N813.3-2P
電　　　源：AC100V 約0.7A
外寸・重量：約140(W)×220(D)×140(H)・約6kg
サンプル吸引用４ヘッドポンプ
型　　　式：N813.4-4P
電　　　源：AC100V 約1A
外寸・重量：約140(W)×310(D)×140(H)・約7kg
サンプルライン用低圧損フィルタ
型　　　式：FC9922-05
接　　　続：1/4”パイプ
校正ガス
ガス組成：O2＝約20％、Ar＝約1％、CO2＝約0.2％、N2＝バランスガス　の４種混合
濃度表示：O2、Ar、CO2濃度の小数点２桁までの分析値付
同位体比：CO2同位体比の検定付
ガス供給圧：0.1MPa
Ｈｅキャリアガス
ガス純度：99.9999％
ガス供給圧：0.2MPa
配管材
サンプル配管：ＰＦＡ1/4”ＯＤ
ポンプ配管　：ＰＦＡ1/4”ＯＤ
ボンベ配管　：ＰＦＡ1/8”ＯＤ

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