(57)【要約】  被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定部（５０２）と、第１測定部で測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、第２被測定ガスの濃度を調整する濃度調整部（５０４）と、予め定められた力で加圧する加圧制御部（５０６）と、少なくとも成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスの圧力値を測定する圧力測定部（５０８）と、圧力差に基づいて、第２被測定ガスのセル内での圧力を補正する圧力補正部（５０８）と、圧力補正部による補正を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定部（５１０）とを備える。
2020059100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置であって、
被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定部と、
前記第１測定部で測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する濃度調整部と、
前記濃度調整部による調整を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスに対して、収容した前記セル内で予め定められた力で加圧する加圧部と、
前記第１測定部で測定した前記第１被測定ガスと前記第２被測定ガスとの成分ガスの濃度差に基づいて、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の前記加圧部での圧力を補正する圧力補正部と、
前記圧力補正部による補正を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれに対して、前記２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定部とを備える測定装置。
【請求項２】
互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置であって、
被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定部と、
前記第１測定部で測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する濃度調整部と、
前記濃度調整部による調整を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスに対して、収容した前記セル内で予め定められた力で加圧する加圧部と、
前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスの圧力値を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部で測定した前記第１被測定ガスと前記第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の前記加圧部での圧力を補正する圧力補正部と、
前記圧力補正部による補正を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれに対して、前記２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定部とを備える測定装置。
【請求項３】
前記圧力補正部は、前記加圧部で加圧した前記セル内での前記第１被測定ガスの圧力値と前記第２被測定ガスの圧力値とのうち高い方の圧力値が、低い方の圧力値となるように前記加圧部での圧力を補正する、請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記濃度調整部は、前記第１測定部で測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とのうち高い方の濃度が、低い方の濃度となるように、高い方の濃度の被測定ガスを外気で希釈する、請求項１〜請求項３いずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記圧力補正部は、前記濃度調整部において外気で希釈した前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのいずれか一方に対して前記加圧部での圧力を補正する、請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記加圧部は、
被測定ガスを前記セルに圧送するシリンダと、
前記シリンダに挿入されているピストンと、
前記ピストンを駆動する駆動部とをさらに有し、
前記駆動部は、被測定ガスを収容した前記セル内の圧力値が成分ガスの濃度を測定する場合の圧力値となるように、予め定められた移動量で前記ピストンを駆動する、請求項１〜請求項５いずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記圧力補正部は、前記ピストンの移動量により前記加圧部での圧力を補正する、請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記圧力補正部は、前記加圧部で加圧した前記セル内での圧力値が高くなる方の前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスの一方に対して前記ピストンの移動量を調整する、請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記圧力補正部は、セル内に圧送する被測定ガスを前記シリンダに収容する処理において、前記ピストンの移動量を調整する、請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記２種類の成分ガスは、１２ＣＯ２および１３ＣＯ２である、請求項１〜請求項９いずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１１】
互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定方法であって、
被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定するステップと、
測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整するステップと、
調整を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスに対して、収容した前記セル内で予め定められた力で加圧するステップと、
測定した前記第１被測定ガスと前記第２被測定ガスとの成分ガスの濃度差に基づいて、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の前記セル内での圧力を補正するステップと、
補正を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれに対して、前記２種類の成分ガスの濃度比を測定するステップとを有する測定方法。
【請求項１２】
互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定方法であって、
被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定するステップと、
測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整するステップと、
調整を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスに対して、収容した前記セル内で予め定められた力で加圧するステップと、
前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれの圧力値を測定するステップと、
測定した前記第１被測定ガスと前記第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の前記セル内での圧力を補正するステップと、
補正を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれに対して、前記２種類の成分ガスの濃度比を測定するステップとを備える測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの２種類の成分ガスの濃度比を測定する測定装置、および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療の分野において、赤外線検出器を病気の診断に利用する測定装置が開発されている。測定装置は、生体（被検者）からの被測定ガス（被検者の呼気）に含まれる２種類の成分ガスの濃度比に基づいて、病気等を診断する。２種類の成分ガスはお互いに同位体の関係である。【０００３】
測定装置は、典型的には、薬物を生体に投与する前の第１被測定ガスに含まれる２種類の成分ガスの濃度比と、該薬物を生体に投与した後の第２被測定ガスに含まれる２種類の成分ガスの濃度比とを測定する。測定装置は、第１被測定ガスをセルに収容させるとともに、第２被測定ガスをセルに収容させる。測定装置は、セル内に収容された第１被測定ガスに含まれる２種類の成分ガスの濃度比と、セル内に収容された第２被測定ガスに含まれる２種類の成分ガスの濃度比とに基づいて、病気等の診断を行う。【０００４】
例えば、特許文献１では、測定装置が、セル内に被測定ガスを圧送し、成分ガスの濃度比の測定の精度を向上させるために、セル内の被測定ガスを加圧する技術が提案されている。また、特許文献２では、測定装置が、成分ガスの濃度比の測定の精度を向上させるために、セル内の第１被測定ガスと、第２被測定ガスとで成分ガスの濃度を同一にするように、成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスを外気で希釈することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８６２９号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、成分ガスの濃度比の測定の精度を向上させる測定装置が提案されているが、医療機器の技術が進歩した昨今、成分ガスの濃度比の測定の精度をさらに向上させることが望まれている。【０００７】
本技術は、成分ガスの濃度比の測定の精度を向上させる測定装置、および測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある局面に従う測定装置は、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、セル内の被測定ガスの２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置であって、被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定部と、第１測定部で測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する濃度調整部と、濃度調整部による調整を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスに対して、収容したセル内で予め定められた力で加圧する加圧部と、第１測定部で測定した第１被測定ガスと第２被測定ガスとの成分ガスの濃度差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧部での圧力を補正する圧力補正部と、圧力補正部による補正を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれに対して、２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定部とを備える。【０００９】
本発明の異なる局面に従う測定装置は、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、セル内の被測定ガスの２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置であって、被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定部と、第１測定部で測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する濃度調整部と、濃度調整部による調整を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスに対して、収容したセル内で予め定められた力で加圧する加圧部と、加圧部で加圧したセル内での第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスの圧力値を測定する圧力測定部と、圧力測定部で測定した第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧部での圧力を補正する圧力補正部と、圧力補正部による補正を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれに対して、２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定部とを備える。【００１０】
圧力補正部は、加圧部で加圧したセル内での第１被測定ガスの圧力値と第２被測定ガスの圧力値とのうち高い方の圧力値が、低い方の圧力値となるように加圧部での圧力を補正する。【００１１】
濃度調整部は、第１測定部で測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とのうち高い方の濃度が、低い方の濃度となるように、高い方の濃度の被測定ガスを外気で希釈する。【００１２】
圧力補正部は、濃度調整部において外気で希釈した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのいずれか一方に対して加圧部での圧力を補正する。【００１３】
加圧部は、被測定ガスをセルに圧送するシリンダと、シリンダに挿入されているピストンと、ピストンを駆動する駆動部とをさらに有し、駆動部は、被測定ガスを収容したセル内の圧力値が成分ガスの濃度を測定する場合の圧力値となるように、予め定められた力でピストンを駆動する。【００１４】
圧力補正部は、シリンダからセル内に圧送される被測定ガスの圧送量により加圧部での圧力を補正する。【００１５】
圧力補正部は、加圧部で加圧したセル内での圧力値が高くなる方の第１被測定ガスおよび第２被測定ガスの一方をシリンダからセル内に圧送する圧送量を低減する。【００１６】
圧力補正部は、加圧部がセル内に圧送する予め定められた圧送量の被測定ガスをシリンダに収容する処理において、圧送量を低減する。【００１７】
２種類の成分ガスは、１２ＣＯ２および１３ＣＯ２である。
本発明のある局面に従う測定方法は、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、セル内の被測定ガスの２種類の成分ガスの濃度を測定する測定方法であって、被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定するステップと、測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整するステップと、調整を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスに対して、収容したセル内で予め定められた力で加圧するステップと、測定した第１被測定ガスと第２被測定ガスとの成分ガスの濃度差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧部での圧力を補正するステップと、補正を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれに対して、２種類の成分ガスの濃度比を測定するステップとを有する。【００１８】
本発明の異なる局面に従う測定方法は、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、セル内の被測定ガスの２種類の成分ガスの濃度を測定する測定方法であって、被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定するステップと、測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整するステップと、調整を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスに対して、収容したセル内で予め定められた力で加圧するステップと、加圧したセル内での第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの圧力値を測定するステップと、測定した第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧部での圧力を補正するステップと、補正を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれに対して、２種類の成分ガスの濃度比を測定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のある実施の形態によれば、成分ガスの濃度比の測定の精度を向上させる測定装置、および測定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る測定装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】本実施形態に係る演算回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本実施形態に係るガス注入器の構成を説明するための概略図である。
【図４】本実施形態に係る演算回路の機能構成例を説明するためのブロック図である。
【図５】本実施形態に係る測定装置のフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る測定装置でのＣＯ２の推移などを説明するための図である。
【図７】第１対応テーブルを説明するための図である。
【図８】第２対応テーブルを説明するための図である。
【図９】本実施形態に係る測定装置の主な処理を説明するための図である。
【図１０】第３対応テーブルを説明するための図である。
【図１１】別の実施の形態に係るピストンの駆動などを説明するための図である。
【図１２】別の実施の形態に係る測定装置の主な処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
（適用例）
本実施形態に係る測定装置は、同位体の入った薬物を生体に投与した後、同位体の光吸収特性により同位体の濃度比の変化を測定して、生体の代謝率を求めて病気の診断に利用する装置を例に説明する。具体的に、胃潰瘍、胃炎の原因であると言われているヘリコバクタピロリー（ＨＰ）が被検者の胃の中に存在するか否かの診断に利用する測定装置について説明する。
【００２３】
被検者にＨＰが存在するか否かを診断する方法としては、様々な方法が提案されている。本実施形態に係る測定装置では、ＨＰが持つ強いウレアーゼ活性により尿素を二酸化炭素とアンモニアとに分解する性質を利用して、被検者に投与した同位体１３Ｃでマーキングした尿素が分解されて得られる１３ＣＯ２の濃度比の変化から、ＨＰの有無の診断を行っている。
【００２４】
ここで、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、これらの同位体の中で質量数が１３の同位体１３Ｃは、放射性がなく、安定して存在するため取り扱い易い。そのため、被検者に投与する尿素は、同位体１３Ｃでマーキングされ、被検者の胃の中にＨＰが存在する場合、当該ＨＰにより１３ＣＯ２とアンモニアとに分解される。分解された１３ＣＯ２は、被検者の呼気に含まれて排出されるため、被検者の呼気に含まれる１３ＣＯ２の濃度比を測定することで、ＨＰが被検者の胃の中に存在するか否かの診断が可能となる。
【００２５】
空気中に含まれる１３ＣＯ２と１２ＣＯ２との濃度比は、１：１００である。そのため、本実施形態に係る測定装置は、１３ＣＯ２と１２ＣＯ２との濃度比を精度よく測定することが求められる。なお、本実施形態に係る測定装置においては、１３ＣＯ２と１２ＣＯ２との濃度比を求める方法として赤外分光を用いており、一方のセルでの１３ＣＯ２の吸収と、他方のセルでの１２ＣＯ２の吸収とが等しくなる長短２本のセルを備えている。測定装置では、各セルに、それぞれの分析に適した波長の赤外光を当てて、透過光の光量（透過光量）を測定し、空気中の濃度比に対して被検者の呼気に含まれる濃度比の変化を求めている。なお、１３ＣＯ２と１２ＣＯ２との濃度比を求める方法については、特公昭６１−４２２１９号公報や、特公昭６１−４２２２０号公報などに開示されている。
【００２６】
以下、同位体１３Ｃでマーキングしたウレア診断薬を被検者に投与した後、呼気中の１３ＣＯ２の濃度比を分光測定する場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、ウレア診断薬を投与する前の被検者の呼気を第１被測定ガス（ベースガスともいう。）として呼気バッグに採集する。その後、被検者にウレア診断薬を経口投与し、約２０分後、被検者の呼気を第２被測定ガス（サンプルガスともいう。）として呼気バッグに採集する。
【００２７】
第１被測定ガスの呼気バッグと、第２被測定ガスの呼気バッグとをそれぞれ測定装置の所定のノズルにセットし、１３ＣＯ２と１２ＣＯ２との濃度比を測定する。
【００２８】
（測定装置）
図１は、第１実施形態に係る測定装置１００の構成を説明するための概略図である。測定装置１００では、第１被測定ガスの呼気バッグＢと第２被測定ガスの呼気バッグＳとを、それぞれノズルＮ１，Ｎ２にセットする。ノズルＮ１は、パイプ（例えば、金属パイプ）を通してフィルタＦ１およびバルブ（例えば、電磁バルブ）Ｖ２につながっている。なお、フィルタＦ１は、呼気バッグＢに含まれる第１被測定ガス以外の異物を除去するためのフィルタである。ノズルＮ２は、パイプを通してフィルタＦ２およびバルブＶ３につながっている。バルブＶ２およびバルブＶ３は、１本のパイプを通してガス注入器２１につながっている。なお、フィルタＦ２は、呼気バッグＳに含まれる第１被測定ガス以外の異物を除去するためのフィルタである。
【００２９】
ガス注入器２１につながるパイプには、バルブＶ１，Ｖ４，Ｖ５がそれぞれつながっている。バルブＶ１は、パイプを通してフィルタＦ５、およびリファレンスガス供給部３０につながっている。リファレンスガス供給部３０には、例えばソーダライム（水酸化ナトリウムと水酸化カルシウムとを混合したもの）を炭酸ガス吸収剤として用いる炭酸ガス吸収部を含んでいる。そのため、リファレンスガス供給部３０は、外部から取り込んだ空気から二酸化炭素を吸収したリファレンスガスをガス注入器２１に供給することができる。なお、フィルタＦ５は、ガス注入器２１に供給するリファレンスガスから異物を取り除く防塵フィルタである。
【００３０】
バルブＶ４は、パイプを通してフィルタＦ４、およびセル１１につながっている。バルブＶ５は、パイプを通してフィルタＦ３につながっている。フィルタＦ３は、外部から空気を取り込み口に設けられており、取り込んだ空気から異物を取り除くフィルタである。フィルタＦ４は、ガス注入器２１に供給するリファレンスガス、第２被測定ガス、および第２被測定ガスから水分を取り除くドライフィルタである。
【００３１】
バルブＶ４の他方は、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。第１サンプルセル１１ａは、セル１１の１つのセルで１２ＣＯ２の吸収を測定するため短いセルである。セル１１には、他に１３ＣＯ２の吸収を測定するための長い第２サンプルセル１１ｂおよび補助セル１１ｃが含まれている。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１１ａに導かれたガスは、そのまま第２サンプルセル１１ｂに入り、バルブＶ６を通して排気される。補助セル１１ｃには赤外線の吸収のないリファレンスガスが充填され、密閉されている。なお、補助セル１１ｃは、リファレンスガスを充填して密閉するのではなく、リファレンスガス供給部３０からリファレンスガスを導いて、一定の流速で常時流してもよい。
【００３２】
第１サンプルセル１１ａの容量は約０．１ｍｌ、第２サンプルセル１１ｂの容量は約３．７ｍｌである。セル１１の端面には、赤外線を透過させるサファイヤ透過窓が設けられている。また、セル１１は、パイプを通して圧力計３１とつながっている。圧力計３１は、ガス注入器２１によってセル１１内に導入されたガスの圧力を測定することができる。また、後述するシリンダ２１ｂは、圧力計３３とつながっている。圧力計３３は、シリンダ２１ｂ内に導入されたガスの圧力を測定することができる。
【００３３】
セル１１の一方の端面側には、赤外光を発する光源装置Ｌ１，Ｌ２が設けられている。光源装置Ｌ１，Ｌ２には、赤外線を照射するための２つの導波管（図示せず）を備えている。光源装置Ｌ１，Ｌ２による赤外光の発生方式は、任意のものでよく、例えばセラミックスヒータ（表面温度４５０℃）等が使用可能である。また、光源装置Ｌ１，Ｌ２とセル１１との間には、赤外光を一定周期で遮断して通過させる光チョッパ２２が設けられている。光チョッパ２２は、モータ２２ａで回転させることで、セル１１に一定の周期（例えば、６００Ｈｚ）で赤外光を出射させることができる。つまり、光チョッパ２２は、光源装置Ｌ１，Ｌ２から出射した赤外光の強度を正弦波状に変調させる光変調器である。
【００３４】
光源装置Ｌ１から出射された赤外光は、第２サンプルセル１１ｂを通り、第１検出素子２５ａで光量が検出される。第２サンプルセル１１ｂと第１検出素子２５ａとの間には、波長フィルタ２４ａが設けられている。光源装置Ｌ２から出射された赤外光は、第１サンプルセル１１ａおよび補助セル１１ｃを通り、第２検出素子２５ｂで光量が検出される。第１サンプルセル１１ａおよび補助セル１１ｃと第２検出素子２５ｂとの間には、波長フィルタ２４ｂが設けられている。
【００３５】
波長フィルタ２４ａは、１３ＣＯ２の吸収を測定するため約４４１２ｎｍの波長の赤外光を通し、波長フィルタ２４ｂは、１２ＣＯ２の吸収を測定するため約４２８０ｎｍの波長の赤外線を通すように設計されている。第１検出素子２５ａ，および第２検出素子２５ｂは赤外光の光量を検出する素子である。
【００３６】
第１検出素子２５ａ，および第２検出素子２５ｂの全体は、ヒータおよびペルチェ素子２７により一定温度に保たれている。また、測定装置１００内部の空気を換気するファン２８，２９が設けられている。さらに、測定装置１００は、バルブＶ１〜バルブＶ６、およびガス注入器２１などを駆動する駆動回路５０を備える。
【００３７】
バルブＶ１は、リファレンスガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む場合に開放されるバルブである。バルブＶ２は、第１被測定ガスの呼気バッグＢから、第１被測定ガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む場合に開放されるバルブである。バルブＶ３は、第２被測定ガスの呼気バッグＳから、第２被測定ガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む場合に開放されるバルブである。バルブＶ４は、シリンダ２１ｂ内のガス（被測定ガス、リファレンスガス）をセル１１に圧送する場合に開放されるバルブである。バルブＶ５は、セル１１に被測定ガスを圧送する前（セル１１に被測定ガスを収容する前）に、該被測定ガスを外部に排出させる場合に、開放されるバルブである。バルブＶ６は、セル１１に被測定ガスを圧送したときに、該被測定ガス（セル１１を通過した被測定ガス）を外部に排出させる場合に、開放されるバルブである。
【００３８】
（駆動回路）
図２は、第１実施形態に係る駆動回路５０の構成を説明するためのブロック図である。図２を参照して、駆動回路５０は、マイクロプロセッサ５１と、チップセット５２と、メインメモリ５４と、不揮発性メモリ５６と、システムタイマ５８と、表示コントローラ６０と、Ｉ／Ｏコントローラ７０とを含む。チップセット５２と他のコンポーネントとの間は、各種のバスを介してそれぞれ結合されている。
【００３９】
マイクロプロセッサ５１およびチップセット５２は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに準じて構成される。すなわち、マイクロプロセッサ５１は、チップセット５２から内部クロックに従って順次供給される命令コードを解釈して実行する。チップセット５２は、接続されている各種コンポーネントとの間で内部的なデータを遣り取りするとともに、マイクロプロセッサ５１に必要な命令コードを生成する。さらに、チップセット５２は、マイクロプロセッサ５１での演算処理の実行の結果得られたデータなどをキャッシュする機能を有する。
【００４０】
駆動回路５０は、記憶手段として、メインメモリ５４および不揮発性メモリ５６を有する。
【００４１】
メインメモリ５４は、揮発性の記憶領域（ＲＡＭ）であり、駆動回路５０への電源投入後にマイクロプロセッサ５１で実行されるべき各種プログラムを保持する。また、メインメモリ５４は、マイクロプロセッサ５１による各種プログラムの実行時の作業用メモリとしても使用される。このようなメインメモリ５４としては、ＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）やＳＲＡＭ（Static  Random  Access  Memory）といったデバイスが用いられる。
【００４２】
一方、不揮発性メモリ５６は、リアルタイムＯＳ（Operating  System）、測定装置１００のシステムプログラム、ユーザプログラム、演算プログラム、設定パラメータといったデータを不揮発的に保持する。これらのプログラムやデータは、必要に応じて、マイクロプロセッサ５１がアクセスできるようにメインメモリ５４にコピーされる。このような不揮発性メモリ５６としては、フラッシュメモリのような半導体メモリを用いることができる。あるいは、ハードディスクドライブのような磁気記録媒体や、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital  Versatile  Disk  Random  Access  Memory）のような光学記録媒体などを用いることもできる。
【００４３】
システムタイマ５８は、一定周期ごとに割り込み信号を発生してマイクロプロセッサ５１に提供する。典型的には、ハードウェアの仕様によって、複数の異なる周期でそれぞれ割り込み信号を発生するように構成されるが、ＯＳ（Operating  System）やＢＩＯＳ（Basic  Input  Output  System）などによって、任意の周期で割り込み信号を発生するように設定することもできる。
【００４４】
表示コントローラ６０は、接続部６８を介して測定装置１００に設けた表示部と接続され、当該表示部を制御している。表示コントローラ６０は、メモリ演算回路６２、表示演算回路６４、およびバッファメモリ６６を備えている。
【００４５】
バッファメモリ６６は、表示コントローラ６０を介して表示部へ出力される表示データの送信バッファ、および、表示部（例えば、タッチパネルなど）から入力される入力データの受信バッファとして機能する。
【００４６】
メモリ演算回路６２は、メインメモリ５４からバッファメモリ６６への出力データの転送、および、バッファメモリ６６からメインメモリ５４への入力データの転送を行う。
【００４７】
表示演算回路６４は、接続される表示部との間で、バッファメモリ６６の表示データを送信する処理および入力データを受信してバッファメモリ６６に格納する処理を行う。
【００４８】
Ｉ／Ｏコントローラ７０は、接続部７８を介して測定装置１００に設けたバルブＶ１〜Ｖ６やパルスモータ２１ｆなど制御装置と接続され、バルブＶ１〜Ｖ６やパルスモータ２１ｆなどへの制御信号の出力、圧力計３１からのデジタル信号の入力などを制御している。Ｉ／Ｏコントローラ７０は、メモリ演算回路７２、信号演算回路７４、およびバッファメモリ７６を備えている。
【００４９】
バッファメモリ７６は、Ｉ／Ｏコントローラ７０を介してバルブＶ１〜Ｖ６やパルスモータ２１ｆなどへ出力される制御信号の送信バッファ、および、圧力計３１から入力されるデジタル信号の受信バッファとして機能する。
【００５０】
メモリ演算回路７２は、メインメモリ５４からバッファメモリ７６への制御信号の転送、および、バッファメモリ７６からメインメモリ５４へのデジタル信号の転送を行なう。
【００５１】
信号演算回路７４は、Ｉ／Ｏコントローラ７０に接続されるバルブＶ１〜Ｖ６やパルスモータ２１ｆなど制御装置との間で、バッファメモリ７６の制御信号を送信する処理およびデジタル信号を受信してバッファメモリ７６に格納する処理を行う。
【００５２】
（ガス注入器について）
図３は、被測定ガスを定量的に圧送するためのガス注入器２１を示す図である。図３（Ａ）は、ガス注入器２１の平面図であり、図３（Ｂ）は、ガス注入器２１の正面図であるガス注入器２１において、基台２１ａと、シリンダ２１ｂと、ピストン２１ｃとを含む。ピストン２１ｃは、シリンダ２１ｂの内部に挿入されている。また、シリンダ２１ｂは基台２１ａの上に配置される。
【００５３】
さらに、ガス注入器２１は、ナット２１ｄと、ネジ２１ｅと、パルスモータ２１ｆとを含む。ナット２１ｄと、ネジ２１ｅと、パルスモータ２１ｆとは、基台２１ａの下部に配置されている。ナット２１ｄは、ピストン２１ｃと連結しており、かつＸ１方向またはＸ２方向に移動可能である。ネジ２１ｅは、ナット２１ｄと噛み合っている。また、パルスモータ２１ｆは、送りネジ２１ｅを回転させる。
【００５４】
パルスモータ２１ｆは、駆動回路５０（図４参照）により正転駆動、または逆転駆動される。パルスモータ２１ｆの回転によってネジ２１ｅが回転すると、回転方向に応じてナット２１ｄとピストン２１ｃが一体的に、Ｘ１方向またはＸ２方向に移動する。このように、駆動回路５０は、ピストン２１ｃを駆動する。駆動回路５０は、ピストン２１ｃの駆動、および各バルブＶ１〜Ｖ６の開閉に応じて、シリンダ２１ｂ内に被測定ガスを第１サンプルセル１１ａおよび第２サンプルセル１１ｂに対して圧送する処理、シリンダ２１ｂ内に被測定ガスを導入する処理などを実行できる。
【００５５】
また、後述の図１１に示すように、ピストン２１ｃの初期の位置を「初期位置Ｈ」という。また、Ｘ２方向において最大量、ピストン２１ｃが駆動されることにより移動する位置を、「最大位置Ｍ」という。測定装置１００は、被測定ガスのセルへの圧送処理などを実行する場合には、ピストン２１ｃを初期位置Ｈに戻す。また、Ｘ２方向を「圧送方向」ともいう。
【００５６】
駆動回路５０は、ピストン２１ｃを用いた処理が終了すると、ピストン２１ｃを初期位置Ｈに戻す。本実施形態では、駆動回路５０がピストン２１ｃを初期位置Ｈに戻す場合において、ピストン２１ｃが、初期位置ＨよりもＸ２方向側に位置している場合には、初期位置ＨよりもＸ１方向側のバック位置Ｂに、一旦移動させる（図１１（Ａ）参照）。その後、駆動回路５０は、ピストン２１ｃをＸ２方向側に戻して、ピストン２１ｃの位置を初期位置Ｈに戻す。
【００５７】
例えば、ネジ２１ｅとナット２１ｄなどの機械要素において、図３に示すＡの箇所でバックラッシュが生じている場合がある。仮に、駆動回路５０が、「バック位置Ｂに、一旦移動させる処理」を実行しないと、バックラッシュが生じたままとなる。バックラッシュが生じたままの状態で、駆動回路５０が、ピストン２１ｃを、初期位置ＨよりもＸ２側に移動させようとすると、生じていたバックラッシュにより、ピストン２１ｃの駆動量が吸収されてしまう。そうすると、測定装置１００の設計時に、開発者等が意図していたピストン２１ｃの駆動量とは異なる駆動量となってしまう。
【００５８】
そこで、本実施形態では、ピストン２１ｃの位置を初期位置Ｈに戻す際には、バック位置Ｂに、一旦移動させる処理（図１１（Ａ）に示す処理）を実行した後に、ピストン２１ｃをＸ２方向側に戻す処理（図１１（Ｂ）に示す処理）を実行する。これにより、測定装置１００は、生じていたバックラッシュを解消しつつ、ピストン２１ｃを初期位置Ｈに戻すことができる。このような処理を「バックラッシュ解消処理」という。なお、測定装置１００は、他の工程であっても、ピストン２１ｃを初期位置Ｈに戻す場合には、バックラッシュ解消処理を共通して実行する。図１１のその他の箇所については後述する。
【００５９】
また、初期位置Ｈ、バック位置Ｂ、および最大位置Ｍは予め定められた位置である。これらの位置の少なくとも１つは、ユーザなどにより変更可能である。また、ピストン２１ｃの移動速度も予め定められており、この移動速度もユーザなどにより変更可能である。
【００６０】
（測定装置の主な処理について）
図４は、駆動回路５０の主な機能を示した図である。駆動回路５０は、第１測定部５０２と、濃度調整部５０４と、加圧制御部５０６と、圧力補正部５０８と、第２測定部５１０と、圧力測定部５１２との機能を含む。第１測定部５０２は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスの事前測定により、第１被測定ガスのＣＯ２の濃度および第１被測定ガスのＣＯ２の濃度を測定する。濃度調整部５０４は、第１測定部５０２で測定した第１被測定ガスのＣＯ２の濃度と、第１測定部５０２で測定した第２被測定ガスのＣＯ２の濃度とが同じになるように、外気を取り込む。加圧制御部５０６は、セル１１内のガス（被測定ガス、リファレンスガス）に対して、該ガスの圧力を基準圧力とするように加圧する。圧力補正部５０８は、圧力測定部５１２で測定した第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧制御部５０６での圧力（セル１１内のガスの圧力）を補正する。
【００６１】
図５は、駆動回路５０の主な処理を示したフローチャートである。図５を大略して説明すると、駆動回路５０は、事前測定と、該事前測定の実行後に本測定とを実行する。駆動回路５０は、リファレンスガス測定（図５のステップＳ１）、第１被測定ガスの事前測定（ステップＳ２）、リファレンスガス測定（ステップＳ３）、第２被測定ガスの事前測定（ステップＳ４）という順序で各測定を事前測定として実行する。
【００６２】
駆動回路５０は、事前測定の終了後、ステップＳ６〜ステップＳ２８の処理を本測定として実行する。
【００６３】
まず、ステップＳ１において、駆動回路５０は、リファレンス測定を実行する。ここで、リファレンスガス測定について説明する。駆動回路５０は、ガス流路及びセル１１に、清浄なリファレンスガスを流してガス流路及びセル１１の洗浄をするとともに、リファレンス光量を測定する。典型的には、駆動回路５０は、バルブＶ１を開放するとともに、他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃをＸ１方向に移動させる。これにより、駆動回路５０は、リファレンスガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む。この後、駆動回路５０は、バルブＶ４を開放するとともに、その他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃをＸ２方向に移動させることにより、シリンダ２１ｂ内のリファレンスガスをセル１１に圧送する。このリファレンスガスが、第１サンプルセル１１ａと第２サンプルセル１１ｂを洗浄する。
【００６４】
なお、本実施形態では、このステップＳ１のリファレンス測定の処理（ピストン２１ｃの動作など）は、後述のステップＳ３、ステップＳ７、およびステップＳ１３それぞれのリファレンス測定と同一である。また、ステップＳ８、ステップＳ９、およびステップＳ１０の処理（ピストン２１ｃの動作など）は、ステップＳ１８、ステップＳ１９、およびステップＳ２０の処理と同一である。
【００６５】
次に、ステップＳ２において、第１測定部５０２は、第１被測定ガスの事前測定により、第１被測定ガスの成分ガスの濃度を測定する。本実施形態では、事前測定では、第１被測定ガスの成分ガスとして、１２ＣＯ２の濃度を測定する。
【００６６】
典型的には、第１測定部５０２は、バルブＶ２を開放するとともに、他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃをＸ１方向に移動させることにより、ガス注入器２１で第１被測定ガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む。この後、第１測定部５０２は、バルブＶ４を開放するとともに、その他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃをＸ２方向に移動させることにより、シリンダ２１ｂの第１被測定ガスをセル１１に圧送する。第１測定部５０２は、第１検出素子２５ａにより、セル１１に収容された第１被測定ガスの光量を測定し、その吸光度により検量線（後述する）を用いてＣＯ２濃度を測定する。第１測定部５０２は、ステップＳ２で測定された第１被測定ガスのＣＯ２の濃度を、所定の記憶領域（例えば、メインメモリ５４のＲＡＭ）に記憶する。
【００６７】
なお、駆動回路５０は、各リファレンス測定においては、検量線を用いずに、リファレンスガスの光量を測定する。なお、変形例として、駆動回路５０は、各リファレンス測定においても、検量線を用いて、リファレンスガスの光量を測定するようにしてもよい。
【００６８】
次に、ステップＳ３において、駆動回路５０は、第１被測定ガスを排出すると共に、リファレンス測定を実行する。次に、ステップＳ４において、第１測定部５０２は、第２被測定ガスの事前測定により、第２被測定ガスの成分ガスの濃度を測定する。
【００６９】
典型的には、第１測定部５０２は、バルブＶ３を開放するとともに、他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃをＸ１方向に移動させることにより、ガス注入器２１で第２被測定ガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む。この後、第１測定部５０２は、バルブＶ４を開放するとともに、その他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃをＸ２方向に移動させることにより、シリンダ２１ｂの第２被測定ガスをセル１１に圧送する。第１測定部５０２は、第１検出素子２５ａにより、セル１１に収容された第２被測定ガスの光量を測定し、その吸光度により検量線を用いてＣＯ２濃度を測定する。駆動回路５０は、ステップＳ４で測定された第２被測定ガスのＣＯ２の濃度を、所定の記憶領域に記憶する。
【００７０】
次に、ステップＳ６において、駆動回路５０は、第１被測定ガスの１２ＣＯ２の濃度と、第２被測定ガスの１２ＣＯ２の濃度とを比較する。図５の例では、駆動回路５０は、第２被測定ガスの１２ＣＯ２の濃度の方が、第１被測定ガスの１２ＣＯ２の濃度よりも高いと判断したとする。
【００７１】
以下で説明するステップＳ７〜ステップＳ１２は、１２ＣＯ２の濃度が低いと判断された第１被測定ガスについての処理である。ステップＳ１３〜ステップＳ２４は、１２ＣＯ２の濃度が高いと判断された第２被測定ガスについての処理である。
【００７２】
ステップＳ７において、駆動回路５０は、第２被測定ガスを排出させるとともに、リファレンス測定を実行する。駆動回路５０は、リファレンスガスが、セル１１に収容されている状態で、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。駆動回路５０は、第１検出素子２５ａで得られた光量１２Ｒ１、第２検出素子２５ｂで得られた光量１３Ｒ１とを、所定の記憶領域に記憶させる。
【００７３】
次に、ステップＳ８において、駆動回路５０は、第１被測定ガスの圧送処理を実行する。典型的には、駆動回路５０は、ピストン２１ｃをＸ１方向に移動させることにより、呼気バッグＢからの第１被測定ガスをシリンダ２１ｂ内に取り込む。第１被測定ガスの取込量は、予め定められた量であり、本実施形態では、Ｖｍ３であるとする。また、ステップＳ８においては、圧力測定部５１２は、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスの圧力Ｐ１を測定する。典型的には、圧力測定部５１２は、圧力計３３が測定した圧力値Ｐ１を取得する。該測定された第１被測定ガスの圧力は、予め定められた領域に記憶される。
【００７４】
その後、駆動回路５０は、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスをセル１１内に圧送する。駆動回路５０は、典型的には、バルブＶ４と、バルブＶ６とを開放し、他のバルブを閉塞した状態で、ピストン２１ｃをＸ２方向に移動させることにより、セル１１内の第１被測定ガスを圧送する。
【００７５】
次に、ステップＳ９において、加圧制御部５０６は、収容したセル１１内で第１被測定ガスを予め定められた力で加圧する。ここで、「予め定められた力」とは、典型的には、検量線に対応した圧力である。この力を「基準圧力」ともいう。換言すると、「予め定められた力」とは、典型的には、被測定ガスを収容したセル１１内の圧力値が成分ガスの濃度を測定する場合の圧力値となるような力である。基準圧力は、例えば、０．２メガパスカル（Ｍｐａ）である。
【００７６】
典型的には、加圧制御部５０６は、バルブＶ４を開放し、バルブＶ６を含む他のバルブを閉塞した状態で、ピストン２１ｃをＸ２方向に移動させることにより、セル１１内の第１被測定ガスを加圧する。
【００７７】
ところで、測定装置１００の測定場所によっては、外気の圧力が異なる場合がある。例えば、測定装置１００の測定場所が低地である場合と、測定装置１００の測定場所が高地である場合とでは、外気の圧力が異なる。このように、外気の圧力が異なる場合であっても、本実施形態の加圧制御部５０６は、セル１１内の圧力を基準圧力とすることができる基準圧力手段を有する。セル１１内の圧力を基準圧力に調整する方法として、外気の圧力に応じてピストン２１ｃの駆動量を変更する方法や、ピストン２１ｃの移動させる位置をそのままで、外気の圧力に応じてバルブＶ６から排出するガス量を変更する方法などがある。以下、ピストン２１ｃの駆動量を変更する方法について説明する。
【００７８】
圧力計３３は、シリンダ２１ｂ内の圧力を測定し、所定の換算式を用いて、シリンダ２１ｂ内の圧力から外気圧を推定する。図７は、第１対応テーブルの一例を示した図である。図７の例では、推定された外気圧ＯＰ１と、第１駆動距離Ｌ１とが対応付けられており、外気圧ＯＰ２と、第１駆動距離Ｌ２とが対応付けられている。なお、図７では、３点リーダが示されており、この３点リーダは、他の外気圧と第１駆動距離との対応付けを省略していることを示している。なお、変形例として、図７の対応テーブルではなく、加圧制御部５０６は、第１対応式を用いるようにしてもよい。この第１対応式は、外気圧ＯＰが入力されると、第１駆動距離Ｔが算出される式である。
【００７９】
加圧制御部５０６は、図７に示す対応テーブルを参照して、推定された外気圧に対応する第１駆動距離を取得する。加圧制御部５０６は、ピストン２１ｃが初期位置Ｈの時点でバルブＶ４とバルブＶ６とを開放し他のバルブを閉塞して、ピストン２１ｃの移動を開始する。加圧制御部５０６は、ピストン２１ｃの移動の開始時点から、第１駆動距離が経過したと判断した時にバルブＶ４の開放を維持したまま、バルブＶ６を閉塞する。その後も、加圧制御部５０６は、ピストン２１ｃを最大位置Ｍまで駆動する。
【００８０】
このように、ステップＳ９では、加圧制御部５０６は、セル１１内の第１被測定ガスが基準圧力値となるように、該セル１１内の第１被測定ガスを加圧する。加圧の手法をこれに限らず、他の手法を用いてもよい。この加圧の手法の詳細については、例えば、「特開２００２−９８６２９号公報」などに開示されている。
【００８１】
次に、ステップＳ１２において、第２測定部５１０は、第１被測定ガスの光量を測定する。第２測定部５１０は、ステップＳ９での加圧状態で、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。第２測定部５１０は、第１検出素子２５ａで得られた光量１２Ｂ、第２検出素子２５ｂで得られた光量１３Ｂとを、所定の記憶領域に記憶させる。
【００８２】
次に、ステップＳ１３において、駆動回路５０は、第１被測定ガスを排出させるとともに、リファレンス測定を実行する。駆動回路５０は、リファレンスガスが、セル１１に収容されている状態で、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。駆動回路５０は、第１検出素子２５ａで得られた光量１２Ｒ２、第２検出素子２５ｂで得られた光量１３Ｒ２とを、所定の記憶領域に記憶させる。
【００８３】
次に、ステップＳ１４において、濃度調整部５０４は、ステップＳ２で測定した第１被測定ガスのＣＯ２の濃度と、ステップＳ４で測定した第２被測定ガスのＣＯ２の濃度とが同じになるように、外気を取り込む。ここで、外気は、「測定装置１００の外部の空気であって、リファレンスガス供給部３０を経由した空気」をいう。つまり、「外気」は、ＣＯ２（成分ガス）を含まない気体である。
【００８４】
本実施形態では、第２被測定ガスの方が、第１被測定ガスよりもＣＯ２の濃度は高い。したがって、濃度調整部５０４は、第２被測定ガスについて外気を取込む。一方、濃度調整部５０４は、第１被測定ガスについては外気を取込まない。
【００８５】
例えば、後述の図６に示すように、ステップＳ２でのＣＯ２の濃度が４％であり、ステップＳ４でのＣＯ２の濃度が２％である場合には、加圧制御部５０６は、Ｖ／２ｍ３の第２被測定ガス（ＣＯ２の濃度が高いガス）を呼気バッグＳからセル１１内に取り込み、その後、Ｖ／２ｍ３の外気を、リファレンスガス供給部３０からシリンダ２１ｂ内に取り込む。なお、Ｖは、前述のように、第１被測定ガスの取込量である。
【００８６】
次に、ステップＳ１６において、駆動回路５０は、全てのバルブを閉めた状態において、ピストン２１ｃをＸ１方向およびＸ２方向への往復駆動を実行する。これにより、濃度調整部５０４は、シリンダ２１ｂ内において、Ｖ／２ｍ３の第２被測定ガスと、Ｖ／２ｍ３の外気とを混合させることができる。また、ステップＳ１６において、駆動回路５０は、全てのバルブを閉めた状態におけるこの往復運動により、混合された第２被測定ガスを加圧する。
【００８７】
濃度調整部５０４は、第１測定部５０２で測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する。さらに、本実施形態では、濃度調整部５０４は、第１測定部５０２で測定した第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とのうち高い方（図５の例では、第２被測定ガス）の濃度が、低い方（図５の例では、第１被測定ガス）の濃度となるように、高い方の濃度の被測定ガスを外気で希釈する。この希釈する手法の詳細については、例えば、「特開平１０−１９７４４４号公報」などに開示されている。
【００８８】
仮に、第１被測定ガスのＣＯ２の濃度と、第２被測定ガスのＣＯ２の濃度とが異なると、１３ＣＯ２と１２ＣＯ２との濃度比の測定結果に誤差が生じることが実験により判明している。測定装置１００は、第１被測定ガスと、第２被測定ガスとのＣＯ２の濃度を同じにすることで、このような誤差を解消できる。
【００８９】
次に、ステップＳ１７において、圧力測定部５１２は、第２被測定ガスの圧力値Ｐ２を測定する。典型的には、圧力測定部５１２は、圧力計３３が測定した圧力値Ｐ２を取得する。該測定された第２被測定ガスの圧力値Ｐ２は、予め定められた領域に記憶される。なお、圧力値Ｐ２＞圧力値Ｐ１となる。
【００９０】
また、ステップＳ１７では、圧力補正部５０８は第２被測定ガスの圧力を補正する。圧力補正部５０８は、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスの圧力値Ｐ１（ステップＳ８の説明参照）と、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスの圧力値Ｐ２との圧力差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧制御部５０６での圧力（本実施形態では、圧力値が高い第２被測定ガスの加圧制御部５０６での圧力）を補正する。典型的には、圧力補正部５０８は、第２被測定ガスの圧力値を低下させるように補正する。典型的には、圧力補正部５０８は、シリンダ２１ｂ内に第２被測定ガスが収容されている状態で、バルブＶ４とバルブＶ６とを開放し他のバルブを閉塞した状態で、ピストン２１ｃをＸ２方向に駆動する。そうすると、圧力補正部５０８は、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスを、バルブＶ４、セル１１、バルブＶ６という順路で外部に排出できる。これにより、圧力値Ｐ１と圧力値Ｐ２とに基づいた値に応じて、圧力補正部５０８は、第２被測定ガスの圧力値を低下させるように補正する。このステップＳ１７の圧力補正処理については、図６で後述する。
【００９１】
次に、ステップＳ１８において、加圧制御部５０６は、希釈後の第２被測定ガスの圧送処理を実行する。次に、ステップＳ１９において、加圧制御部５０６は、収容したセル１１内で第２被測定ガスを予め定められた力で加圧する。なお、本実施形態では、ステップＳ１６での希釈処理と、ステップＳ１９での加圧処理とで２回加圧することになる。ステップＳ１８の処理およびステップＳ１９の処理（加圧率と、ピストン２１ｃの駆動量など）は、ステップＳ８およびステップＳ９と同一である。また、ステップＳ８およびステップＳ９の処理は、初期位置に存在するピストン２１ｃのＸ２方向への１回の移動で実行される。また、ステップＳ１７の圧力補正処理と、ステップＳ１８、およびステップＳ１９の処理は、初期位置に存在するピストン２１ｃＸ２方向への１回の移動で実行される。
【００９２】
次に、ステップＳ２４において、第２測定部５１０は、第２被測定ガスの光量を測定する。測定装置１００は、ステップＳ１９での加圧状態で、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。測定装置１００は、第１検出素子２５ａで得られた光量１２Ｓ、第２検出素子２５ｂで得られた光量１３Ｓとを、所定の記憶領域に記憶させる。
【００９３】
次に、ステップＳ２６において、駆動回路５０は、第１被測定ガスを排出させるとともに、リファレンス測定を実行する。駆動回路５０は、リファレンスガスが、セル１１に収容されている状態で、それぞれの検出素子２５ａ，２５ｂにより、光量測定をする。駆動回路５０は、第１検出素子２５ａで得られた光量１２Ｒ３と、第２検出素子２５ｂで得られた光量１３Ｒ３を所定の記憶領域に記憶させる。
【００９４】
次に、ステップＳ２８において、第２測定部５１０は、ステップＳ２２での圧力補正部５０８による補正を経た第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれに対して、２種類の成分ガスの濃度比を測定する。
【００９５】
典型的には、第２測定部５１０は、以下の式（１）、（２）により、第１被測定ガスの１２ＣＯ２の吸光度１２Ａｂｓ（Ｂ）と、１３ＣＯ２の吸光度１３Ａｂｓ（Ｂ）とを求める。
【００９６】
１２Ａｂｓ（Ｂ）＝−ｌｏｇ［２・１２Ｂ／（１２Ｒ１＋１２Ｒ２）］    （１）
１３Ａｂｓ（Ｂ）＝−ｌｏｇ［２・１３Ｂ／（１３Ｒ１＋１３Ｒ２）］    （２）
なお、１２Ｒ１と、１３Ｒ１とは、ステップＳ７で求められ、１２Ｒ２と、１３Ｒ２とは、ステップＳ１３で求められ、１２Ｂと、１３Ｂとは、ステップＳ１２で求められる。
【００９７】
また、第２測定部５１０は、以下の式（３）、（４）により、第２被測定ガスの１２ＣＯ２の吸光度１２Ａｂｓ（Ｓ）と、１３ＣＯ２の吸光度１３Ａｂｓ（Ｓ）とを求める。
【００９８】
１２Ａｂｓ（Ｓ）＝−ｌｏｇ［２・１２Ｓ／（１２Ｒ２＋１２Ｒ３）］    （３）
１３Ａｂｓ（Ｓ）＝−ｌｏｇ［２・１３Ｓ／（１３Ｒ２＋１３Ｒ３）］    （４）
なお、１２Ｒ３と、１３Ｒ３とは、ステップＳ２６で求められ、１２Ｓと、１３Ｓとは、ステップＳ２４で求められる。
【００９９】
次に、第２測定部５１０は、検量線を用いて、第１被測定ガスの１２ＣＯ２と、１３ＣＯ２との濃度比、および第２被測定ガスの１２ＣＯ２と、１３ＣＯ２との濃度比を求める。測定装置１００は、検量線は、上述の基準圧力値において、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。測定装置１００は、被測定ガスを基準圧力値に加圧して測定するので、検量線についても、被測定ガスを基準圧力値に加圧して測定する。
【０１００】
検量線を求めるには、駆動回路５０は、１２ＣＯ２濃度を０％〜６％程度の範囲で変えて、１２ＣＯ２の吸光度を測定する。駆動回路５０は、横軸を１２ＣＯ２濃度にとり、縦軸を１２ＣＯ２吸光度とし、プロットし、最小自乗法を用いて１２ＣＯ２濃度についての曲線を決定する。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。
【０１０１】
同様に、駆動回路５０は、１３ＣＯ２濃度を０％〜０．０７％程度の範囲で変えて、１３ＣＯ２の吸光度を測定する。駆動回路５０は、横軸を１３ＣＯ２濃度にとり、縦軸を１３ＣＯ２吸光度とし、プロットし、最小自乗法を用いて１３ＣＯ２濃度についての曲線を決定する。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。
【０１０２】
第１被測定ガスにおける１２ＣＯ２濃度を１２Ｃｏｎｃ（Ｂ）とし、第１被測定ガスにおける１３ＣＯ２濃度１３Ｃｏｎｃ（Ｂ）とし、第２被測定ガスにおける１２ＣＯ２濃度を１２Ｃｏｎｃ（Ｓ）とし、第２被測定ガスにおける１３ＣＯ２濃度１３Ｃｏｎｃ（Ｓ）とする。
【０１０３】
第２測定部５１０は、第１被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｂ）、および第２被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｓ）をそれぞれ以下の式（５）、（６）で求める。
【０１０４】
Ｘ（Ｂ）＝１３Ｃｏｎｃ（Ｂ）／１２Ｃｏｎｃ（Ｂ）    （５）
Ｘ（Ｓ）＝１３Ｃｏｎｃ（Ｓ）／１２Ｃｏｎｃ（Ｓ）    （６）
なお、変形例として、第２測定部５１０は、第１被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｂ）、および第２被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｓ）をそれぞれ以下の式（７）、（８）で求めるようにしてもよい。
【０１０５】
Ｘ（Ｂ）＝１３Ｃｏｎｃ（Ｂ）／［１３Ｃｏｎｃ（Ｂ）＋１２Ｃｏｎｃ（Ｂ）］    （７）
Ｘ（Ｓ）＝１３Ｃｏｎｃ（Ｓ）／［１３Ｃｏｎｃ（Ｓ）＋１２Ｃｏｎｃ（Ｓ）］    （８）
これは１２ＣＯ２濃度は、１３ＣＯ２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。
【０１０６】
また、第２測定部５１０は、第１被測定ガスのＣＯ２濃度と、第２被測定ガス１３のＣＯ２濃度と変化分ΔＣを、例えば、以下の式（９）により求めるようにしてもよい。
【０１０７】
ΔＣ＝［第２被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｓ）−第１被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｂ）〕×１０００／〔第１被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｂ）〕    （９）
式（９）の単位は、パーミル千分率となる。
【０１０８】
測定装置１００は、表示コントローラ６０の制御の元、表示部に、第１被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｂ）、および第２被測定ガスの濃度比Ｘ（Ｓ）を表示させるようにしてもよい。また、測定装置１００は、表示コントローラ６０の制御の元、表示部に、変化分ΔＣを表示させるようにしてもよい。なお、測定装置１００は、求めた１３ＣＯ２の濃度変化量Δ１３ＣＯ２が２．５パーミル以上であれば、ＨＰが被検者の胃の中に存在する可能性が高いとして陽性と判定する。
【０１０９】
なお、測定装置１００は、事前測定では、１２ＣＯ２濃度を測定する一方、１３ＣＯ２濃度を測定しない。一方、本測定では、１２ＣＯ２濃度と、１３ＣＯ２濃度との双方を測定している。したがって、ステップＳ２およびステップＳ４で説明した事前測定は、ステップＳ２４で説明した本測定よりも処理量（演算量）が少ない。なお、変形例として、事前測定を、本測定よりも演算量を少なくする手法として、他の手法を採用するようにしてもよい。例えば、事前測定で用いる演算式の量（演算量）を、本測定で用いる演算式の量（演算量）よりも少なくするようにしてもよい。
【０１１０】
（各工程でのＣＯ２の推移）
次に、図６を用いて、各工程でのＣＯ２の濃度の推移などを説明する。図６の例においては、ＣＯ２は、１２ＣＯ２と１３ＣＯ２とを混合したもの、または、１２ＣＯ２と１３ＣＯ２とをまとめたものとする。図６（ａ）〜図６（ｆ）は各工程でのＣＯ２の濃度を示し、図６（Ａ）が第１被測定ガスを示し、図６（Ｂ）が、第２被測定ガスを示す。
【０１１１】
図６（ａ）の事前測定工程（ステップＳ２）において第１被測定ガスのＣＯ２の濃度は、２％であると測定されたとする。また、図６（ａ）の事前測定工程（ステップＳ４）において第２被測定ガスのＣＯ２の濃度は、４％であると測定されたとする。
【０１１２】
次に、図６（ｂ）の外気取込工程では、ステップＳ１４において、加圧制御部５０６は、第２被測定ガスについて外気を取り込む。次に、図６（ｃ）の希釈工程（ステップＳ１６）では、濃度調整部５０４は、シリンダ２１ｂ内において、Ｖ／２ｍ３の第２被測定ガスと、Ｖ／２ｍ３の外気とを混合させる。これにより、加圧制御部５０６は、第２被測定ガスのＣＯ２濃度を、第１被測定ガスと同じ２％とすることができる。また、図６（ｃ）の加圧工程（ステップＳ１９）においても、第２被測定ガスのＣＯ２濃度は、２％が維持される。
【０１１３】
次に、図６（ｄ）の圧力測定工程（ステップＳ８の説明参照）では、ステップＳ１０での圧力測定部５１２の第１被測定ガスの圧力値Ｐ１を測定する。なお、図６（ｄ）の例での圧力値Ａは、この圧力値Ｐ１の第１被測定ガスが、セル１１に圧送されたときの圧力値である。第１被測定ガスの圧力値は、＝０．２メガパスカル）である。これは、ステップＳ８において、加圧制御部５０６が、第１被測定ガスの圧力値が基準圧力となるように加圧処理を行ったことに基づく。
【０１１４】
ここで、加圧制御部５０６は、ステップＳ９およびステップＳ１９でも説明したように、セル１１内の第１被測定ガスおよびセル１１内の第２被測定ガスのいずれに対しても、同一の加圧率での加圧処理を実行する。したがって、セル１１内の第１被測定ガスの圧力値と、セル１１内の第２被測定ガスの圧力値とは同一になる筈である。
【０１１５】
しかしながら、第２被測定ガスの圧力値は、第１被測定ガスの圧力値よりも高くなってしまう。図６（ｄ）の例に示すように、ステップＳ２０での圧力測定部５１２の第２被測定ガスの圧力値Ｂは、０．２４メガパスカルになるとする。
【０１１６】
以下に、第２被測定ガスの圧力値が、第１被測定ガスの圧力値よりも高くなる理由を説明する。第１被測定ガス、および第２被測定ガスは、被検者の呼気であり、一般的に呼気の湿度は１００％または約１００％である。また、被測定ガスのうち外気が混在された方のガス（図６の例では、第２被測定ガス）は湿度が低下する。気体の湿度が低下すると該気体の圧力値は高くなることが実験的に判明している。つまり、外気が混在されている第２被測定ガスの方が、第１被測定ガスよりも圧力値は大きくなる。以上により、第２被測定ガスの圧力値が、第１被測定ガスの圧力値よりも高くなる。
【０１１７】
なお、図６（ｄ）の例では、圧力値Ｐ１および圧力値Ｐ２は記載されていない。
次に、図６（ｅ）の圧力補正工程（ステップＳ１７）において、圧力補正部５０８は、圧力測定部５１２で測定した第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の加圧制御部５０６での圧力を補正する。
【０１１８】
典型的には、圧力補正部５０８は、まず、シリンダ２１ｂ内での第１被測定ガスの圧力値Ｐ１と、シリンダ２１ｂ内での第２被測定ガスの圧力値Ｐ２との圧力差ΔＰを算出する。図６の例では、圧力差ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２となる。
【０１１９】
また、測定装置１００は、バルブＶ６を開放した状態での（圧力補正処理での）ピストンの第２駆動距離と、圧力差ΔＰとが対応付けられた第２対応テーブルとを記憶領域に記憶させている。図８は、第２対応テーブルの一例を示した図である。図８の例では、圧力差ΔＰ１と、第２駆動距離Ｍ１とが対応付けられており、圧力差ΔＰ２と、第２駆動距離Ｍ２とが対応付けられている。なお、図８では、３点リーダが示されており、この３点リーダは、他の圧力差ΔＰと第２駆動距離との対応付けを省略していることを示している。なお、変形例として、図８の対応テーブルではなく、圧力補正部５０８は、第２対応式を用いるようにしてもよい。この第２対応式は、圧力差ΔＰが入力されると、第２駆動距離Ｔが算出される式である。
【０１２０】
圧力補正部５０８は、第２対応テーブルまたは第２対応式を用いて、算出された圧力差ΔＰに基づいて、第２駆動距離Ｔ（バルブＶ４とバルブＶ６を開放した状態でピストン２１ｃを駆動させる距離）を取得する。圧力補正部５０８は、シリンダ２１ｂ内に第２被測定ガスが収容されている状態において、バルブＶ４およびバルブＶ６を開放した状態で、初期位置ＨからＸ２方向にピストン２１ｃを駆動する。したがって、バルブＶ６が開放されている状態では、第２被測定ガスは、セル１１内に圧送されるが、そのまま、バルブＶ６を経由して外部に排出される。第２駆動距離Ｔ、バルブＶ６が開放されることにより、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスの圧力は、第１被測定ガスの圧力と同一となる。その結果、ステップＳ９の加圧処理、およびステップＳ１９の加圧処理において、セル１１内の第１被測定ガス、およびセル１１内の第２被測定ガスの圧力値を基準圧力値とすることができる。なお、第２被測定ガスへの圧力補正処理において、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスの圧力と、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスの圧力とは同一にならなくてもよく、ステップＳ９の加圧処理、およびステップＳ１９の加圧処理の後に、セル１１内の第１被測定ガス、およびセル１１内の第２被測定ガスの圧力値を基準圧力値とできれば、他の構成であってもよい。
【０１２１】
このように、第２対応テーブルまたは第２対応式は、圧力値の高い方の被測定ガスの圧力が、圧力が低い方の被測定ガスの圧力に一致するような第２駆動距離が求められるように予め設計されている。その結果、加圧工程により、セル１１内の第２被測定ガスの圧力値と、セル１１内の第１被測定ガスの圧力値とはいずれも基準圧力値となり、同一となる。
【０１２２】
次に、図６（ｆ）の光量測定工程（ステップＳ２４）において、第２測定部５１０は、第２被測定ガスの光量測定を実行する。つまり、光量測定工程では、セル１１内の第２被測定ガスの圧力値と、セル１１内の第１被測定ガスの圧力値とが同じ状態で、光量測定を実行できる。したがって、結果的に、測定装置１００の第２測定部５１０は、圧力補正部５０８による補正を経た第２被測定ガスに対して、２種類の成分ガスの濃度比を測定することができる。
【０１２３】
（シリンダおよびバルブの駆動について）
図９は、第２被測定ガスについての、各実施形態の圧力補正処理、圧送処理、および加圧処理のピストン２１ｃの駆動、および各バルブの開閉状態を示した図である。図９（Ａ）は、第１実施形態の圧力補正処理、圧送処理、および加圧処理のピストン２１ｃの駆動、および各バルブの開閉状態を示した図である。図９（Ｂ）、図１２（Ａ）、および図１２（Ｂ）については、後述する他の実施形態（第２実施形態〜第４実施形態）で説明する。また、図９、図１２において、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスについて、変形例として、圧送処理と加圧処理との順序を逆にしてもよい。
【０１２４】
第１実施形態の圧力補正処理において、バルブＶ４とバルブＶ６を開放した状態で、図８に示した第２駆動距離Ｍ（図９（Ａ）の圧力差ΔＰに応じた距離）に亘って、ピストン２１ｃを初期位置ＨからＸ２方向に向かって駆動させる。そうすると、バルブＶ４と、セル１１と、バルブＶ６とを経由して、外部に排出される。この排出により、測定装置１００は、第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力値を同一にすることができる。この第２駆動距離Ｍは、第２対応テーブル（図８参照）により求められた距離である。
【０１２５】
次に、第１実施形態の圧送処理においては、バルブＶ４とバルブＶ６とを開放した状態で、駆動回路５０は、圧力補正処理から続けてピストン２１ｃをＸ２方向に向かって駆動させる。また、このときの駆動量は、図７で説明した駆動量Ｌとなる。
【０１２６】
次に、加圧処理において、加圧制御部５０６は、バルブＶ６を閉塞して、バルブＶ４を開放した状態で、圧力補正処理から続けてピストン２１ｃをＸ２方向に向かって駆動させる。
【０１２７】
図１１は、圧力補正処理、圧送処理、および加圧処理を説明するための図である。また、本実施形態の駆動回路５０は、Ｖｍ３の第１被測定ガスおよびＶｍ３の第２被測定ガスをシリンダ２１ｂ内に収容する。なお、αは予め定められた量であるとする。図１１（Ａ）に示すように、圧力補正部５０８は、第２被測定ガスの希釈処理（ステップＳ１６）の後、バックラッシュ解消処理として、バルブＶ５を閉塞した状態で、ピストン２１ｃを初期位置ＨよりもＸ１方向側であるバック位置Ｂに移動させる。次に、図１１（Ｂ）に示すように、圧力補正部５０８は、バルブＶ５を開放すると共に、バックラッシュ解消処理として、バック位置Ｂから、ピストン２１ｃをＸ２方向に移動させて初期位置Ｈに位置させる。
【０１２８】
これにより、図１１（Ｂ）の矢印に示すように、バックラッシュ解消処理と共に、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスを、αｍ３、開放されたバルブＶ６を経由して外部に排出する。その後、第２被測定ガスについては、図１１（Ｃ）に示すように、バックラッシュ解消処理が終了後（バックラッシュが解消した後）も、継続して、シリンダ２１ｂをＸ２方向に駆動することにより、圧送処理および加圧処理を実行できる。
【０１２９】
本実施形態では、図８で定められた駆動距離Ｍが、図１１（Ｂ）〜図１１（Ｃ）までの距離となる。その後、図１１（Ｄ）に示すように、加圧制御部５０６は、バルブＶ５を閉塞した状態で圧送処理、および加圧処理を実行する。
【０１３０】
なお、変形例として、バックラッシュを考慮しない測定装置、つまり、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）の処理を実行しないようにしてもよい。
【０１３１】
（本実施形態の測定装置の奏する効果）
次に、本実施形態の測定装置１００が奏する効果について説明する。
【０１３２】
（１）  本実施形態では、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスの成分ガスの測定精度を向上させるために、第２被測定ガスの希釈処理（ステップＳ１６）と、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスの加圧処理（ステップＳ９、ステップＳ１９）とを実行する。ここで、第２被測定ガスについて、希釈処理と、加圧処理とを実行すると、第２被測定ガスの圧力値は、第１被測定ガスの圧力値よりも大きくなってしまう。つまり、第２被測定ガスの圧力値は、基準圧力値よりも、大きくなってしまう。したがって、第２被測定ガスについての検量線を用いた処理において、第２被測定ガスの圧力値は、検量線に対応付けられた基準圧力値とは異なる圧力値となってしまう。その結果、該検量線を用いた処理においては、第２被測定ガスの１２ＣＯ２と、１３ＣＯ２との濃度比の測定精度が低下してしまう。
【０１３３】
また、第２被測定ガスの圧力値に応じて、複数の検量線を用いる構成も考えられる。しかしながら、このような構成を採用した場合には、複数の検量線を予め作成する処理が増大するとともに、該複数の検量線の記憶容量も増大してしまう。
【０１３４】
そこで、圧力補正部５０８は、ステップＳ１７および図６（ｅ）に示したように、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスとシリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスとのうち少なくとも一方の被測定ガスの圧力値を補正する。好ましくは、圧力補正部５０８は、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスの圧力値とシリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスの圧力値とが同一となるように、第１被測定ガスと第２被測定ガスとのうち少なくとも一方の被測定ガスの圧力値を補正する。その結果、圧力補正部５０８は、セル１１内の第１被測定ガスの圧力値とセル１１の第２被測定ガスの圧力値とを同一の基準圧力値とすることができる。したがって、測定装置１００は、成分ガスの濃度比の測定の精度を向上させる。
【０１３５】
（２）  また、圧力補正部５０８は、ステップＳ２２および図６（ｅ）で示したように、シリンダ２１ｂ内での第１被測定ガスの圧力値Ｐ１と第２被測定ガスの圧力値Ｐ２とのうち高い方の圧力値（本実施形態では、第２被測定ガスの圧力値である圧力値Ｐ２）が、低い方の圧力値（本実施形態では、第１被測定ガスの圧力値である圧力値Ｐ１）となるように加圧制御部５０６での圧力値（シリンダ２１ｂ内の圧力値）を補正する。
【０１３６】
例えば、第１被測定ガスの圧力値を増加させて、第２被測定ガスの圧力値に合わせる手法も考えられる。しかしながら、この手法を採用した測定装置は、基準圧力値に対応する検量線の他に、該基準圧力値より大きい圧力値に対応する検量線も必要となり、検量線に係るデータ容量が増大してしまう。
【０１３７】
そこで、本実施形態では、圧力補正部５０８は、第２被測定ガスの圧力値を減少させて、第１被測定ガスの圧力値（基準圧力値）となるように、第２被測定ガスの圧力値を補正する。したがって、測定装置１００は、基準圧力値に対応する検量線を保持しておけばよく、基準圧力値とは異なる圧力値に対応する検量線を保持する必要はない。よって、測定装置１００は、検量線に係るデータ容量の増大化を防止できる。
【０１３８】
（３）  また、濃度調整部５０４は、第１測定部５０２で測定した第１被測定ガスの成分ガス（ＣＯ２）の濃度と、第１測定部５０２で測定した第２被測定ガスの成分ガス（ＣＯ２）の濃度とのうち高い方の濃度が、低い方の濃度となるように、高い方の濃度の被測定ガス（図６の例では、第２被測定ガス）を外気で希釈する（ステップＳ１６）。
【０１３９】
例えば、第１被測定ガスのＣＯ２濃度を増加させて、第２被測定ガスのＣＯ２濃度に合わせる手法も考えられる。しかしながら、この手法を採用した測定装置は、純粋なＣＯ２（ＣＯ２のみで構成される気体）を第１被測定ガスに混合させる必要があり、純粋なＣＯ２を製造する装置が必要となり、測定装置１００のコストが増大してしまう。
【０１４０】
そこで、本実施形態では、濃度調整部５０４は、外気を用いて、第２被測定ガスのＣＯ２濃度を低下させて、第１被測定ガスのＣＯ２濃度とする。したがって、安価な構成により、第１被測定ガスと第２被測定ガスとのＣＯ２濃度を合わせることができる。
【０１４１】
（４）  また、圧力補正部５０８は、外気で希釈された第２被測定ガスの圧力値を補正する。前述のように、外気で希釈された第２被測定ガスは、第１被測定ガスよりも圧力値が大きくなることが判明している。したがって、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうちいずれの被測定ガスの圧力値が大きいのかといった判断処理を実行することなく、第１被測定ガスの圧力値と、第２被測定ガスの圧力値とを同じにすることができる。
【０１４２】
（５）  また、セル１１内の被測定ガスの圧力値を高める加圧部は、シリンダ２１ｂとピストン２１ｃなどにより構成される。したがって、測定装置１００は、安価な構成で、セル１１内の被測定ガスの圧力値を高めることができる。さらに、駆動回路５０は、被測定ガスを収容したセル１１内の圧力値が成分ガスの濃度を測定する場合の圧力値（つまり、基準圧力値）となるように、予め定められた移動量（駆動量）でピストン２１ｃを駆動する。該駆動は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスで共通して実行される（ステップＳ８とステップＳ１８参照）。したがって、該駆動が、第１被測定ガスと第２被測定ガスとで異なるように実行される測定装置と比較して、ピストン２１ｃの駆動処理に関するプログラム容量を低減できる。
【０１４３】
（６）  また、圧力補正部５０８は、ピストン２１ｃの駆動により、加圧制御部５０６での圧力（例えば、シリンダ２１ｂ内の圧力）を補正する。ピストン２１ｃは、被測定ガスや外気の取込など種々の処理を行うものである。測定装置１００は、種々の処理を行うピストン２１を用いて、第２被測定ガスの圧力を補正する。したがって、「被測定ガスや外気の取込など種々の処理と、第２被測定ガスの圧力の補正処理とで異なる構成部を用いる測定装置」と比較して、部品点数を削減できる。
【０１４４】
（７）  また、圧力補正部５０８は、図１１に示すように、外気で希釈された第２被測定ガス、つまり、セル１１内での圧力値が高くなる第２被測定ガスをシリンダ２１ｂからセル１１内に圧送する圧送量を、圧力差ΔＰに基づいて低減する。換言すれば、圧力補正部５０８は、第２被測定ガスをセル１１内に圧送する前に、該第２被測定ガスの一部を排出する（第２被測定ガスの圧力値を低下する）。
【０１４５】
例えば、第１被測定ガスの圧送量を増加させて、セル１１に収容された場合の第１被測定ガスの圧力値と、セル１１に収容された場合の第２被測定ガスの圧力値とを同一にする構成が考えられる。このような構成である場合には、第１被測定ガスを多く使用することになる。そうすると、呼気バッグの第１被測定ガスが足りない等の事象が発生する場合がある。そこで、本実施形態の圧力補正部５０８は、第２被測定ガスをセル１１内に圧送する前に、該第２被測定ガスの一部を排出する。これにより、本実施形態の測定装置１００は、被測定ガスが足りない等の事象が発生することなく、セル１１に収容された場合の第１被測定ガスの圧力値と、セル１１に収容された場合の第２被測定ガスの圧力値とを適切に、同一にできる。
【０１４６】
（８）  また、本実施形態の加圧制御部５０６は、セル１１内に圧送する予め定められた圧送量（本実施形態では、例えば、Ｖｍ３）の被測定ガスをシリンダ２１ｂに収容する収容処理を実行する。ここで、収容処理は、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）で示した処理である。また、予め定められた圧送量は、ピストン２１ｃが初期位置Ｈに位置しているときに、シリンダ２１ｂに収容されている被測定ガスの量（本実施形態では、Ｖｍ３）である。本実施形態の測定装置１００は、収容処理において、圧送量を低減する。したがって、バックラッシュ解消処理後の一連の処理（図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）参照）において、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスを外部に排出できる。つまり、バックラッシュを解消する処理の流れで、第２被測定ガスの圧力値（将来的にセル１１に収容される第２被測定ガスの圧力値）を調整（低下）できる。したがって、バックラッシュを解消する処理と、第２被測定ガスの圧力値を調整する処理とが一連の処理となっていない測定装置と比較して、処理工程の数を削減できる。
【０１４７】
（９）  また、本実施形態の測定装置１００は、圧力補正処理と、圧送処理とで、開放するバルブ（本実施形態では、バルブＶ６）を共通化できる。したがって、圧力補正処理と、圧送処理とで、開放するバルブが異なる測定装置と比較して、バルブの制御処理の負担を軽減できるとともに、バルブの摩耗を軽減できる。
【０１４８】
（１０）  また、本測定において、濃度比が測定される２種類の成分ガスは、１２ＣＯ２および１３ＣＯ２である。したがって、測定装置１００は、ヘリコバクタピロリー（ＨＰ）が被検者の胃の中に存在するか否かを診断することができる。
【０１４９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の測定装置１００を説明する。第１実施形態の測定装置１００は、シリンダ１１内の第２被測定ガスをバルブＶ６を経由して排出させるとして説明した。第２実施形態の測定装置１００は、シリンダ１１内の第２被測定ガスをバルブＶ５を経由して排出させる。図９（Ｂ）は、第２実施形態の圧力補正処理、圧送処理、および加圧処理のピストン２１ｃの駆動、および各バルブの開閉状態を示した図である。
【０１５０】
第２実施形態は、図９（Ｂ）に示すように、第２被測定ガスの圧力補正処理において、圧力補正部５０８は、バルブＶ５を開放し、バルブＶ１〜Ｖ４、およびバルブＶ６を閉塞した状態で、シリンダ２１ｂをＸ２方向に駆動する。このような構成によれば、圧力補正処理により、バルブＶ５から排出できる。
【０１５１】
この第２実施形態の測定装置１００であっても、第１実施形態の測定装置１００と同様の効果を奏する。
【０１５２】
［第３実施形態］
第１実施形態および第２実施形態の測定装置１００は、シリンダ２１ｂ内の第１被測定ガスの圧力値と、シリンダ２１ｂ内の第２被測定ガスの圧力値との圧力差ΔＰに基づいて、第２被測定ガスの圧力を補正するとして説明した。しかしながら、第３実施形態の測定装置１００は、圧力差ΔＰではなく、第１被測定ガスの濃度値と、第２被測定ガスの濃度差ΔＣに基づいて、第２被測定ガスの圧力値を補正する。ここで、濃度差ΔＣは、ステップＳ２において事前測定で測定した第１被測定ガスのＣＯ２濃度と、ステップＳ４において事前測定で測定した第２被測定ガスのＣＯ２濃度との差分である。
【０１５３】
第２実施形態の圧力補正部５０８は、ステップＳ２において事前測定で測定した第１被測定ガスのＣＯ２濃度と、ステップＳ４において事前測定で測定した第２被測定ガスのＣＯ２濃度との差分を算出する。図６の例では、第１被測定ガスのＣＯ２濃度は、２％であり、第１被測定ガスのＣＯ２濃度は、４％であることから、ΔＣとして、２％が算出される。
【０１５４】
第２実施形態の測定装置１００は、バルブＶ６を開放した状態での（圧力補正処理での）ピストンの第３駆動距離と、濃度差ΔＣとが対応付けられた第３対応テーブルとを記憶領域に記憶させている。図１０は、第３対応テーブルの一例を示した図である。第３対応テーブルは、図８の圧力差ΔＰが、濃度差ΔＣに代替されたものである。図１０の例では、濃度差ΔＣ１と、第３駆動距離Ｎ１とが対応付けられており、濃度差ΔＣ２と、第３駆動距離Ｎ２とが対応付けられている。なお、図８では、３点リーダが示されており、この３点リーダは、他の濃度差ΔＣと第３駆動距離との対応付けを省略していることを示している。なお、変形例として、図１０の対応テーブルではなく、圧力補正部５０８は、第３対応式を用いるようにしてもよい。この第３対応式は、濃度差ΔＣが入力されると、第３駆動距離Ｎが算出される式である。
【０１５５】
圧力補正部５０８は、第３対応テーブルまたは第３対応式を用いて、算出された濃度差ΔＣに基づいて、第３駆動距離Ｎ（バルブＶ４とバルブＶ６を開放した状態でシリンダ２１ｂを駆動させる距離）を取得する。圧力補正部５０８は、シリンダ２１ｂ内に第２被測定ガスが収容されている状態において、バルブＶ４およびバルブ６を開放した状態で、初期位置ＨからＸ２方向にピストン２１ｃを駆動する。したがって、バルブＶ６が開放されている状態では、第２被測定ガスは、セル１１内に圧送されるが、そのまま、バルブＶ６を経由して外部に排出される。第２駆動距離Ｔ、バルブＶ６が開放されることにより、セル１１内の第２被測定ガスの圧力は、第１被測定ガスの圧力（＝基準圧力値）と同一となる。
【０１５６】
図１２（Ａ）は、第３実施形態の圧力補正処理、圧送処理、および加圧処理のピストン２１ｃの駆動、および各バルブの開閉状態を示した図である。
【０１５７】
第３実施形態は、図１２（Ａ）に示すように、第２被測定ガスの圧力補正処理において、圧力補正部５０８は、濃度差ΔＣに応じた第３駆動量Ｎを取得する。第３実施形態の圧力補正処理において、バルブＶ４とバルブＶ６を開放した状態で、図１２（Ａ）に示した第３駆動距離Ｎに亘って、ピストン２１ｃを初期位置ＨからＸ２方向に向かって駆動させる。そうすると、バルブＶ４と、セル１１と、バルブＶ６とを経由して、外部に排出される。この排出により、測定装置１００は、第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力値を同一にすることができる。
【０１５８】
本実施形態の圧力補正部５０８は、濃度差ΔＣに基づいて第３駆動量Ｎを取得する。したがって、第１実施形態および第２実施形態のように、シリンダ２１ｂ内の圧力を測定する圧力計３３を備える必要がない。よって、第１実施形態の測定装置１００と比較して部品点数を削減できる。
【０１５９】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の測定装置１００を説明する。第３実施形態の測定装置１００は、シリンダ１１内の第２被測定ガスをバルブＶ６を経由して排出させるとして説明した。第４実施形態の測定装置１００は、シリンダ１１内の第２被測定ガスをバルブＶ５を経由して排出させる。図１２（Ｂ）は、第２実施形態の圧力補正処理、圧送処理、および加圧処理のピストン２１ｃの駆動、および各バルブの開閉状態を示した図である。
【０１６０】
第２実施形態は、図１２（Ｂ）に示すように、第２被測定ガスの圧力補正処理において、圧力補正部５０８は、バルブＶ５を開放し、バルブＶ１〜Ｖ４、およびバルブＶ６を閉塞した状態で、シリンダ２１ｂをＸ２方向に駆動する。このような構成によれば、圧力補正処理により、バルブＶ５から排出できる。
【０１６１】
この第４実施形態の測定装置１００であっても、第３実施形態の測定装置１００と同様の効果を奏する。
【０１６２】
（変形例）
（１）  本実施形態においては、事前測定は、本測定よりも、測定での演算量が少ないとして説明した。しかしながら、事前測定と、本測定とで測定処理を共通化させるようにしてもよい。このような構成であれば、事前測定と、本測定とで測定プログラムを共通化できることから、プログラムの容量を削減できる。
【０１６３】
（２）  本実施形態の測定装置は、第１被測定ガスと第２被測定ガスとのうち、成分ガスが濃い方の被測定ガスの濃度を低下させる（希釈させる）ことにより、第１被測定ガスと第２被測定ガスとで成分ガスの濃度を同じにするとして説明した。しかしながら、第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるのであれば、如何なる処理を実行するようにしてもよい。例えば、測定装置は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する。典型的には、測定装置は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち成分ガスの濃度が低い方の被測定ガス（本実施形態では、第１被測定ガス）に対して、成分ガスを加味することにより、第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とを同じにするようにしてもよい。また、測定装置は、第１被測定ガスに対して成分ガスを加味し、かつ第２被測定ガスを希釈して、第１被測定ガスの成分ガスの濃度と第２被測定ガスの成分ガスの濃度とを同じにするようにしてもよい。
【０１６４】
（３）  本実施形態の測定装置は、第１被測定ガスと第２被測定ガスとのうち、セル１１内の圧力値が高い方の被測定ガスの圧力値を低下させることにより、第１被測定ガスと第２被測定ガスとで圧力値を同じにするとして説明した。しかしながら、第１被測定ガスの成分ガスの圧力値と第２被測定ガスの圧力値とが同じになるのであれば、如何なる処理を実行するようにしてもよい。例えば、測定装置は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち少なくとも一方の圧力値を調整する。典型的には、測定装置は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち圧力値が低い方の被測定ガス（本実施形態では、第１被測定ガス）を加圧して圧力値を増加させることにより第１被測定ガスの圧力値と第２被測定ガスの圧力値とを同じにするようにしてもよい。また、測定装置は、第１被測定ガスの圧力値を増加し、かつ第２被測定ガスの圧力値を低下させることにより、第１被測定ガスと第２被測定ガスと圧力値を同じにするようにしてもよい。
【０１６５】
（４）  本実施形態では、加圧部は、シリンダ２１ｂとピストン２１ｃなどにより構成されるとして説明した。しかしながら、加圧部はセル内の被測定ガスを加圧できれば、如何なる構成であってもよい。
【０１６６】
（５）  本実施形態では、２種類の成分ガスは、１２ＣＯ２および１３ＣＯ２であるとして説明した。しかしながら、２種類の成分ガスは、好ましくは互いに同位体の関係であれば、他の成分ガスであってもよい。
【０１６７】
（６）  また、第１実施形態では、駆動回路５０は、第１被測定ガスと第２被測定ガスの双方の圧力値を測定するとして説明した。しかしながら、測定装置１００は、第１被測定ガスおよび第２被測定ガスのうち成分ガスの濃度が高い方の被測定ガス（本実施形態では、第２被測定ガス）の圧力値を測定し、成分ガスの濃度が薄い方の被測定ガス（本実施形態では、第１被測定ガス）の圧力値を測定しないようにしてもよい。本実施形態の測定装置は、外気圧の大小にかかわらず、図７などに示したように、セル１１内の圧力値を一定にする圧力維持部（圧力維持機能）を有する。圧力維持部は、セル１１内の被測定ガスの圧力値を基準圧力値にする。したがって、成分ガスの薄い方の被測定ガスの圧力値は測定せずとも、基準圧力値となる。つまり、駆動回路５０は、少なくとも成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスの圧力値を測定するようにしても、本実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６８】
（７）  また、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置に以下の工程を実行させるプログラムを実施するようにしてもよい。
【０１６９】
（７−１）  このプログラムは、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置に実行させる測定装置（コンピュータ）に、被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定機能と、前記第１測定機能で測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する濃度調整機能と、前記濃度調整機能による調整を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスに対して、収容した前記セル内で予め定められた力で加圧する加圧機能と、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスの圧力値を測定する圧力測定機能と、前記圧力測定機能で測定した前記第１被測定ガスと前記第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の前記加圧機能での圧力を補正する圧力補正機能と、前記圧力補正機能による補正を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれに対して、前記２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定機能とを実行させるためのプログラムである。
【０１７０】
（７−２）  また、このプログラムは、互いに同位体の関係である２種類の成分ガスを含む被測定ガスを収容するセルを含み、前記セル内の被測定ガスに適した波長の透過光の吸光度を求め、該吸光度に基づいて、前記セル内の被測定ガスの前記２種類の成分ガスの濃度を測定する測定装置に、被測定ガスとして収集した第１被測定ガスおよび第２被測定ガスそれぞれの成分ガスの濃度を測定する第１測定機能と、前記第１測定機能で測定した前記第１被測定ガスの成分ガスの濃度と前記第２被測定ガスの成分ガスの濃度とが同じになるように、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の成分ガスの濃度を調整する濃度調整機能と、前記濃度調整機能による調整を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスに対して、収容した前記セル内で予め定められた力で加圧する加圧機能と、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも成分ガスの濃度が高い方の被測定ガスの圧力値を測定する圧力測定機能と、前記圧力測定機能で測定した前記第１被測定ガスと前記第２被測定ガスとの圧力差に基づいて、前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスのうち少なくとも一方の前記加圧機能での圧力を補正する圧力補正機能と、前記圧力補正機能による補正を経た前記第１被測定ガスおよび前記第２被測定ガスそれぞれに対して、前記２種類の成分ガスの濃度比を測定する第２測定機能とを実行させるためのプログラムである。
【０１７１】
（８）  本実施形態の圧力補正部は、第２被測定ガスの圧力値をシリンダ２１ｂ内で補正するとして説明した。しかしながら、第２被測定ガスの圧力値を補正する箇所は、他の箇所であってもよく、例えば、セル１１内としてもよい。また、前述した構成に限られず、測定装置１００は、該測定装置１００の測定場所および成分ガスの濃度などに関わらず、セル１１に注入されたときの被測定ガスの圧力値が基準圧力値とする補正を行うものであれば、如何なる構成を有していてもよい。
【０１７２】
例えば、圧力補正部は、圧力が高くなる第２被測定ガスについて、加圧制御部による加圧させる圧力（加圧させる度合）を低減させることにより、セル１１内の第１被測定ガスと第２被測定ガスとの圧力値を同じとなるようにしてもよい。
【０１７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７４】
１００  測定装置、５０２  第１測定部、５０４  濃度調整部、５０６  加圧制御部、５０８  圧力補正部、５１０  第２測定部、５１２  圧力測定部。
【図１】
2020059100.tif 000003
【図２】
2020059100.tif 000004
【図３】
2020059100.tif 000005
【図４】
2020059100.tif 000006
【図５】
2020059100.tif 000007
【図６】
2020059100.tif 000008
【図７】
2020059100.tif 000009
【図８】
2020059100.tif 000010
【図９】
2020059100.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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