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論文

気液平衡型ガス発生源の真空天秤による性能試験

秦野 歳久; 平塚 一; 長谷川 浩一; 海福 雄一郎*; 阿部 哲也

Journal of the Vacuum Society of Japan, 54(5), p.313 - 316, 2011/05

環境分野での大気汚染ガス量やアルミリサイクル材に混入している不純物ガス量の定量測定は、これらを世界標準化する観点からガス量を直接、重量値として表すことが求められている。そのため重量値で示せる標準ガス発生源の実用化が期待されている。本研究では、気液平衡型ガス発生源(以下、P-チューブと略する)を一候補例として、真空中での性能評価試験を行った。具体的には、真空中でガスの重量変化を自作の真空天秤で直接測定するとともに質量分析計を用いてガス成分濃度も合わせて測定し、両者の対応関係等について調べた。試験結果は、気液平衡型P-チューブが真空用重量標準ガス発生源として使用できる可能性を示した。

論文

QMSガス分析装置による呼気アルコールの測定

新井 貴; 平塚 一; 長谷川 浩一; 秦野 歳久; 根本 正博; 阿部 哲也

平成18年度名古屋大学総合技術研究会装置技術研究会報告集, p.76 - 79, 2007/03

昨今、飲酒運転による事故がニュースで頻繁に取り上げられ、飲酒量や飲酒時刻等の検証が高い関心を持たれている。血中のアルコール量と呼気に含まれるアルコール濃度には相関があると言われており、これに基づいて呼気中のアルコール濃度を測定する機器が報告されている。われわれは、高精度測定が可能な四重極型質量分析計(QMS)ガス分析装置「グラビマス」の応用として呼気分析を実施している。今回、呼気中のアルコール濃度を測定し、アルコール検出に対する本装置の性能を調べ、呼気中アルコール濃度の時間変化を高精度で測定した。さらに、アルコール以外の物質変化をも同時に観察することによりアルコール摂取時の呼気組成の変化も合わせて測定することができた。これらの結果は、QMSを用いた呼気分析の有用性を示すものである。

論文

QMSを用いた呼気ガス及び皮膚排泄ガス分析技術の開発

平塚 一; 阿部 哲也; 根本 正博; 長谷川 浩一; 新井 貴; 秦野 歳久

平成18年度機器・分析技術研究会報告, p.163 - 166, 2006/09

特願 H16-234010   開放特許情報データベース   公報

QMS(四重極質量分析計)によるガス分析技術をヒトが吐き出す呼気分析に応用し、ヒトの健康状態を知る技術の開発を進めている。ヒトの皮膚から排泄されるガスを特殊なガス捕集袋に採取し、ガス組成を測定する方法を新たに考案した。これまでに、呼気ガス及び皮膚排泄ガスの二酸化炭素,酸素及びアルコール成分等の含有割合の計測に成功しており、本技術によって、ヒトの健康状態をその場で把握できるものと期待される。

論文

環境分離型天秤の開発

長谷川 浩一; 阿部 哲也; 根本 正博; 平塚 一; 新井 貴; 秦野 歳久

平成18年度機器・分析技術研究会報告, p.169 - 172, 2006/09

特願 H16-304402   開放特許情報データベース   公報

産学連携推進部では、化学変化や吸着作用などによる材料のごく微量な重量変化を試験容器内で連続的に測定しながら、試験容器内の雰囲気と周囲の環境との間に気密性を保つことができる環境分離型天秤を開発した。試料が腐食進行する特殊・有害環境下での重量変化の測定では、測定試料の雰囲気と天秤の置かれた外部環境とを分離して量ることが有効であるが、従来、分離のための気密性を保持しつつ、重量を測定することが技術的に困難であった。環境分離型天秤では、永久磁石を挿入した特殊フランジの中心貫通孔に試料吊下げワイヤーを通してできた隙間に磁性流体を注入することにより、磁力で磁性流体を中心部に保持させてワイヤーの可動性と気密性を兼ね備える分離壁を作ることに成功した。この分離壁の生成により、周囲の環境に左右されず、天秤本体部にも影響を及ぼすことのない状況を確保でき、腐食進行などの化学変化や材料の吸着作用による試料の質量変化の測定が可能となった。

論文

質量分析計による呼気分析技術の開発

平塚 一; 新井 貴; 長谷川 浩一; 根本 正博; 阿部 哲也

第17回分子科学研究所技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2006/03

特願 H16-258288   公報

国際熱核融合炉における炉内ガス成分分析のために開発した質量分析計(QMS)をヒトの健康状態管理に利活用するために、ごく少量の呼気試料ガスを用いてその場計測が可能なガス成分の分析技術及び装置を開発をした。分析方法は、ヒトの気道である気管部分に残存する呼気と肺で代謝された呼気を区分できるように新たに開発した特殊サンプルバック中へ呼気試料ガスを収集する。その収集した試料ガスの一部をシリンジ(注射器)で取り出してQMSを組み込んだ超高真空容器に注入し、QMSにより質量数ごとのガス成分量を計測する。初期実験の結果、アルコール成分を高精度で検出できること,若年齢や運動量が多い人ほど体外への排出酸素量が少なく排出二酸化炭素量が多いことを定量的に評価できること等が確認できた。

口頭

四重極形質量分析計を用いた呼気ガス測定技術の開発

平塚 一; 秦野 歳久; 長谷川 浩一; 阿部 哲也

no journal, , 

特願 H16-234010   開放特許情報データベース   公報

大気圧ガスの成分と組成を短時間で測定できることは新たな技術開発シーズを提供する。例えば、呼気分析による医療診断,環境ガスや農水産物の高度安全管理などさまざまな分野への摘要が期待される。質量分析計は試料ガスを高真空のもとでイオン化し、これを電磁的に分離して検出する装置である。大気圧ガスを高感度高精度で測定するには高真空を短時間で作り出し、さらに繰り返しガスを注入しても安定な高真空維持が必要である。通常の質量分析計では、ターボ分子ポンプを備えても分析には多量の試料ガスが必要となり、微量ガスの測定ができない欠点がある。開発したガス測定装置は質量分析計本体に加え、差動排気装置,ガス微調整機構を付加し、微量ガスの測定を可能とした。装置構成は、四重極形質量分析計,真空排気ポンプ,電離真空計等からなる。配管類は残留ガスを低減するため常時加熱維持する。0.1ml程度のガスを使用した1パルスの場合、ガス導入後、5$$times$$10$$^{-2}$$Paまで上昇し、1分後1$$times$$10$$^{-5}$$Pa以下の高真空を維持する。ガス測定装置ではアルゴンガスを0.1ppm以下で測定できた。呼気分析は一度サンプルバッグに呼気を捕集し、注射器により呼気ガスを吸引して装置に導入する。結果はアルゴン基準として規格化する。一例として、前夜飲酒したヒトのジョギング前後の結果を比較すると、体外への排出酸素量が少なく、二酸化炭素量が多いことが明らかとなり、アルコール成分も検出された。本報告では装置や結果など呼気ガス測定技術の開発について報告する。

口頭

QMSガス測定装置による菩提もと酒の日本酒成分分析技術の開発

平塚 一; 長谷川 浩一; 秦野 歳久; 阿部 哲也; 竹中 信吾; 住原 則也*

no journal, , 

特願 H16-234010   開放特許情報データベース   公報

日本酒のルーツとされる菩提もと清酒造りが行われている。この醸造法は生米を使用することを特徴とするが、その成分ガスをヒトの味覚以外に評価する方法がなかった。そこで、四重極形質量分析計(QMS)を用いたガス測定装置に、菩提もと清酒の成分ガス(酸臭などの香気成分や有機酸成分ガス等)を導入し、各質量電界比ごとのシグナル強度を測定した。その結果、水分,二酸化炭素,イソミルアルコール,カプリル酸エチル,酢酸イソアミル,コハク酸,リンゴ酸,カプロン酸エチルなど特徴ある成分ガス量を半定量的に測定することができた。

口頭

QMSガス分析装置による各種ガス分析技術の開発

平塚 一; 秦野 歳久; 長谷川 浩一; 阿部 哲也

no journal, , 

特願 H16-234010   開放特許情報データベース   公報

応用真空工学技術に基づいて開発されたQMS(Quadrupole Mass Spectrometer;四重極形質量分析計)ガス分析装置は、先端的基礎科学研究や産業界への活用が期待されている。本装置を用いて、ヒトの呼気や皮膚排泄ガスを測定・分析して健康状態を知る手法,室町時代の復元古代清酒の香り成分から古代日本酒の特徴等を知る手法などへ応用できる微量成分ガスの高感度大気圧測定・解析技術の開発を行った。その結果、呼気や皮膚排泄ガスの測定・分析では酸素,二酸化炭素などのほか、アルコール成分量も明確に検知でき、ヒトの日常生活の相違をガス成分で知ることができた。また、復元古代清酒の香り成分ガスの測定・分析では苦味,甘味,旨味,酸味などの成分のほか、有機酸類が測定できた。このように種々のガス成分を定量的に比較できるガス捕集方法,ガス測定・解析技術の開発ができた。

口頭

ヒノキ植栽木への放射性セシウムの移行吸収; 植栽当年の結果

平井 敬三*; 小松 雅史*; 赤間 亮夫*; 野口 享太郎*; 長倉 淳子*; 大橋 伸太*; 齋藤 哲*; 川崎 達郎*; 矢崎 健一*; 池田 重人*; et al.

no journal, , 

土壌から樹木への放射性セシウムの移行吸収とカリウム施肥による移行抑制効果の検討のため、福島県川内村のヒノキ新植地で長期モニタリング試験を開始した。福島第一原子力発電所事故当時はアカマツ・落葉広葉樹混交林で、第4次航空機モニタリング(2011年11月)による推定放射性物質沈着量は685k Bq m$$^{-2}$$($$^{134}$$Cs+$$^{137}$$Cs)である。2014年5月に8つの50$$times$$50mプロットを設け、ヒノキ植栽後の8月にKとして100kg ha$$^{-1}$$のKClを施肥し、11月に苗木を採取した。8月の平均空間線量率($$mu$$Sv h$$^{-1}$$)は10cm高で1.18、1m高で0.94であった。土壌の平均$$^{137}$$Cs濃度(kBq kg$$^{-1}$$)はリターで50.0、10-20cm深で0.1と下層へと低下した。またリターから20cm深までの存在量のうち58%がリター中に存在していた。11月に採取したヒノキ針葉の移行係数(土壌0-5cmに対する針葉の$$^{137}$$Cs濃度[Bq Bq$$^{-1}$$])は処理間に有意差はなかったが、土壌の$$^{137}$$Cs濃度が8kBq kg$$^{-1}$$以下では施肥区で小さい傾向にあった。

特許

溶湯精錬装置及び溶湯精錬方法

阿部 哲也; 廣木 成治; 根本 正博; 新井 貴; 平塚 一; 長谷川 浩一; 田島 保英

大間知 聡一郎*

特願 2005-321013  公開特許公報  特許公報

【課題】従来と比べ溶湯中の3ミクロン以上の介在物や酸化物を著しく少なくし、製品不良を少なくすることを課題とする。 【解決手段】溶融状態のアルミニウム合金やマグネシウム合金を精錬する溶湯精錬装置において、溶融金属を収納する真空精錬装置1と、この真空精錬装置1に接続され,該真空精錬装置1内を1気圧以下に保持しえる真空ポンプと、前記真空精錬装置1内で溶融金属4中の介在物を浮上させる手段とを具備することを特徴とする溶湯精錬装置。

特許

ガス量測定装置

阿部 哲也; 秦野 歳久; 平塚 一; 長谷川 浩一; 田島 保英

大間知 聡一郎*

特願 2009-006854  公開特許公報  特許公報

【課題】本発明は、溶融金属中に含まれる特定の種類のガス量又は介在物に付随する特定の種類のガス量の絶対量あるいは介在物の粒子数を測定することを課題とする。 【解決手段】溶融金属を収容する真空容器1と、真空容器に接続する,大気開放バルブが介装された第1の配管5Aと、真空容器に接続する,校正ガス発生器が介装された第2の配管5Bと、真空容器に接続する,真空計、第1のバルブ、リークバルブ、第2のバルブ、ターボ分子ポンプ、第3のバルブ及び粗引きポンプが介装された第3の配管5Cと、真空容器,第1のバルブ間の第3配管とリークバルブ,第2のバルブ間の第3配管とを接続する,第4のバルブが介装された第1のバイパス配管16と、リークバルブ,第2のバルブ間の第3配管と第3のバルブ,粗引きポンプの間の第3配管とを接続する,第5のバルブが介装された第2のバイパス配管17を具備することを特徴とするガス量測定装置。

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