不飽和炭化水素ガスの検知溶液及び測定方法並びに測定装置
【課題】より簡便に精度良く不飽和炭化水素ガスが測定できるようにする。
【解決手段】フクシンより作製されたシッフ試薬５．０ｍｌとリン酸１ｍｌとを水５．０ｍｌに溶解した検知溶液１０１を作製し、これをガラスなどの透明で検知溶液１０１と反応しない材料から構成された容器１０２の中に収容する。次に、検知溶液１０１を用いた不飽和炭化水素ガスの測定方法について説明すると、まず、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を測定する。次に、１ｐｐｍの濃度の１，３−ブタジエンが存在する測定対象の空気に、バブリングにより検知溶液１０１が曝された状態とする。以上のようにして、測定対象の空気に検知溶液１０１を曝した後、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を再び測定する。
【解決手段】フクシンより作製されたシッフ試薬５．０ｍｌとリン酸１ｍｌとを水５．０ｍｌに溶解した検知溶液１０１を作製し、これをガラスなどの透明で検知溶液１０１と反応しない材料から構成された容器１０２の中に収容する。次に、検知溶液１０１を用いた不飽和炭化水素ガスの測定方法について説明すると、まず、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を測定する。次に、１ｐｐｍの濃度の１，３−ブタジエンが存在する測定対象の空気に、バブリングにより検知溶液１０１が曝された状態とする。以上のようにして、測定対象の空気に検知溶液１０１を曝した後、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を再び測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレン結合などを備える不飽和炭化水素ガスを測定する不飽和炭化水素の検知溶液及び測定方法並びに測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光化学オキシダントによる大気汚染は、大都市のみならず、大都市の周辺の地域にまで拡大しており、環境に対する影響が問題とされている。光化学オキシダントは、オゾンなどの強い酸化性を持った物質を主成分とし、工場や事業所や自動車から排出されるＮＯxやＶＯＣ（揮発性有機化合物）などの汚染物質が太陽光線の照射を受けて光化学反応により生成されたものであり、光化学スモッグの原因となっている。
【０００３】
上述した光化学スモッグの原因物質であるＶＯＣには数百種類が存在しているが、この中で最近注目が高まっている物質に１，３−ブタジエンが挙げられる。従来、ＶＯＣは上述したように光化学スモッグの原因物質として注目を集めてきたが、近年、ＶＯＣによる発がんリスクが定量的に評価されており、ＶＯＣ自体の危険性が注目されている。１，３−ブタジエンは、米カリフォルニア州ＥＰＡの評価によれば、１０-5発がんユニットリスク値が０．０６μｇ／ｍ3と非常に低い値である。なお、発がんユニットリスク値とは、例えば、１０-5発がんユニットリスク値の場合、７０年間曝されていた場合に発がん確率が１０-5上昇する濃度のことを示しており、欧米では環境リスクの限界許容濃度の指標として用いられることが多い。
【０００４】
１，３−ブタジエンは、自動車など内燃機関を原動力として用いる移動体からの排出が多く、環境基準が設定されているベンゼンなどよりも総合的なリスクが高いという報告がある（非特許文献１参照）。日本では石油化学コンビナート周辺の測定（千葉県市原市岩崎西）において測定期間中の濃度範囲が０．０２〜２９０μｇ／ｍ3、平均２．０μｇ／ｍ3という報告例がある（非特許文献２参照）。上述した値は、前述の１０-5発がんユニットリスク値の３０倍以上の濃度であり、周辺住人が非常に高い発がんリスクに曝されていることを示している。このため、発がんリスク管理・回避のために、できるだけ多地点で、１，３−ブタジエンのリアルタイム連続モニタリングを行うことが望まれている。
【０００５】
現在、１，３−ブタジエンは、各都道府県の測定局において月１回２４時間の平均値が測定されている。この測定は、ガスクロマトグラフにより行われており、１，３−ブタジエン濃度測定では、サブｐｐｂレベルの微量なガスの測定が可能である。しかしながら、ガスクロマトグラフは、高価な装置であり、かつ精度維持のための整備が常に必要であり、簡便に用いることができる装置ではない。また、現在の測定は、月に１回２４時間の平均値が測定されているのみであり、測定期間外に高濃度の１，３−ブタジエンに暴露された状態は把握できない。
【０００６】
また、上述の測定はリアルタイムモニタリングではないので、高濃度になった場合に警報を発するなどなどの対策をとることも不可能である。ガスクロマトグラフによる連続測定は不可能ではないが、機器の大きさや経費などの点から、研究調査用途に限られ、多地点での常時連続モニタリングには適してしていない。１，３−ブタジエン検知・測定が可能なものとして、他には検知管が挙げられるが、毎回人が測定する必要がある上に、１回の測定で使い捨てるため、多地点での連続測定は現実的ではない。
【０００７】
また近年、エチレンガスが、未熟な青果物を追熟させるためのホルモンとして使用されている。しかし、エチレンは多くの種類の青果物自体からも自然に発生することが知られており、青果物の保存時にはその作用により保存可能期間を著しく短縮させてしまう。このため、青果物を保管する倉庫にはエチレン除去剤などを配置し、保存可能期間の短縮を防ぐことがしばしばある。しかし、実際に倉庫内のエチレン濃度は不明なことが多く、エチレン濃度の把握に熱心な事業者でも、一定期間毎にガスクロマトグラフで分析する程度であり、エチレンの濃度はリアルタイムには把握されていない。
【０００８】
このためエチレン除去剤の効果が低下して倉庫内のエチレン濃度が高くなったことの把握、及び、青果物が出荷までに受けた総濃度の把握などは不可能である。エチレンの検知・測定が可能なものとして、検知管があるが、前述したように毎回人が測定する必要がある上に、１回の測定で使い捨てるため、多地点での連続測定は現実的ではない。また、エチレン暴露の蓄積量を表示し、青果物の成熟度を表示できる品質表示ラベルが存在するが、使用開始〜観察時の蓄積量がわかるのみであり、特定時点での濃度が不明であるため、リアルタイムモニタリング用途には適していない。
【０００９】
【非特許文献１】国立環境研究所編集委員会、２００２，環境儀Ｎｏ．５，http://www.nies.go.jp/kanko/kankyogi/05/5.pdf.
【非特許文献２】中西基晴、水上雅義、「石油化学コンビナート周辺における大気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）の連続測定（ＩＩ）、千葉県環境研究センター年報、ｐｐ．５７−６０，２００３年発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上をまとめると、従来では、ｐｐｂオーダーで精度良くエチレン結合やアセチレン結合を備える不飽和炭化水素ガスを測定しようとすると、高価で大掛かりな装置構成が必要となり、また手間がかかって容易に不飽和炭化水素ガスが測定できないという問題があった
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より簡便に精度良く不飽和炭化水素ガスが測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る不飽和炭化水素ガスの検知溶液は、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されたものである。検知溶液は、１，３−ブタジエンやエチレンなどの不飽和炭化水素と反応して吸収スペクトルが変化する。
【００１２】
上記不飽和炭化水素ガスの検知溶液において、シッフ試薬は、フクシンより作製されたものである。また、酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものであればよい。
【００１３】
また、本発明に係る不飽和炭化水素ガスの測定方法は、シッフ試薬及び酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液の光透過率を測定して第１の透過率を求める第１工程と、検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝す第２工程と、第２工程の後、検知溶液の光透過率を測定して第２の透過率を求める第３工程とを少なくとも備え、第１の透過率と第２の透過率の差により測定対象の気体中の不飽和炭化水素ガスを測定するようにしたものである。検知溶液は、予め作製しておけばよい。この方法においては、測定対象に含まれている１，３−ブタジエンやエチレンなどの不飽和炭化水素との反応による検知溶液の吸収スペクトルの変化が、第１の透過率と第２の透過率の差により検出される。
【００１４】
上記不飽和炭化水素ガスの測定方法において、第２工程では、測定対象の気体の気泡を検知溶液中に導入することで検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝すとよい。また、シッフ試薬は、フクシンより作製されたものであり、酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものであればよい。
【００１５】
また、本発明に係る不飽和炭化水素ガスの測定装置は、光を放出する発光部と、発光部の光放出面に受光面を対向して配置されて受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、発光部と光検出部との間に配置された検知溶液と、光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器とを少なくとも備え、検知溶液は、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されて測定対象の気体に曝されるものである。
【００１６】
上記測定対象の気体を輸送するエアポンプと、エアポンプに輸送された測定対象の気体を検知溶液中に導入して放出することで検知溶液に測定対象の気体の気泡を導入させる気泡導入手段とを備えるようにしてもよい。また、発光部は発光ダイオードから構成され、光検出部はフォトトランジスタから構成され、加えて、発光ダイオード及びフォトトランジスタに電源を供給する電池と、発光ダイオード及びフォトトランジスタに電池からの電源の供給をオンオフするスイッチと、フォトトランジスタと電池との間に接続された電気計器としての電圧計と、発光ダイオード，フォトトランジスタ，電池，スイッチ，及び，電圧計の各々を結線するための端子を備えた端子板と、発光ダイオード，フォトトランジスタ，電池，スイッチ，電圧計，及び，端子板を配置した基板とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成された検知溶液を用い、測定対象に含まれている１，３−ブタジエンやエチレンなどの不飽和炭化水素との反応による検知溶液の吸収スペクトルの変化により、不飽和炭化水素ガスを測定するようにしたので、より簡便に精度良く不飽和炭化水素ガスが測定できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。本発明では、リン酸や硫酸などの酸とともにシッフ試薬が溶解した検知溶液を用いて不飽和炭化水素ガスを測定するようにしたものである。
【００１９】
はじめに、本発明の実施の形態における不飽和炭化水素ガスの測定方法について、検知溶液の作製方法とともに説明する。まず、不飽和炭化水素ガスの検知溶液の作製方法について説明すると、フクシンより作製されたシッフ試薬５．０ｍｌとリン酸１ｍｌとを水５．０ｍｌに溶解することで、検知溶液が作製できる。ここで、シッフ試薬について説明する。まず、塩基性フクシン０．２ｇを１２０ｍｌの熱水（熱湯）に溶解させ、これらを冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム２．０ｇ及び濃塩酸（例えば１２Ｎ）２ｍｌを加えて水で２００ｍｌに希釈して上記シッフ試薬とすればよい。
【００２０】
次に、検知溶液１０１を用いた不飽和炭化水素ガスの測定方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、上述したように作製した検知溶液１０１を、これと反応しない材料から構成された容器１０２の中に収容し、この状態で検知溶液１０１の吸光度を測定する。検知溶液１０１は、予め作製しておいたものを用いてもよく、測定開始時に作製して用いるようにしても良い。この吸光度の測定では、例えば、図１（ａ）に示すように、容器１０２の横方向より光強度Ｉ0の入射光を透過させた透過光の強度Ｉを測定し、これらより吸光度（＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ））を求める。
【００２１】
次に、例えば、１ｐｐｍの濃度の１，３−ブタジエン（測定対象の不飽和炭化水素ガス）が存在する測定対象の空気（気体）に、検知溶液１０１が曝された状態とする。例えば、次に示すように、上記測定対象の空気を検知溶液１０１の中にバブリングする。図１（ｂ）に示すように、測定対象の空気をエアポンプ１０４により輸送管１０５を介して検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させる。なお、エアポンプ１０４は、例えば、シリコーン性のチューブを用いたチューブポンプである。このように、測定対象の空気が輸送される経路が、測定対象の不飽和炭化水素ガスが吸着しない材料から構成されているエアポンプが好適である。
【００２２】
上述したように、エアポンプ１０４により輸送された測定対象空気により、検知溶液１０１中に形成された気泡は、検知溶液１０１の中を徐々に上昇し、この過程で一部が検知溶液１０１に溶解し、他は気液界面を経て外部空間に到達する。本例では、測定対象空気の気泡は、検知溶液１０１中に浸漬された輸送管１０５の先端部から生成されることになり、この輸送管１０５の先端部が、気泡導入手段となる。このバブリングさせる際の気泡は、測定対象の空気の検知溶液１０１への溶解性を増すため、径ができるだけ小さいことが好ましい。例えば、直径が５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下のマイクロバブルとして検知溶液１０１に吹き込む（導入する）と、検知液１０１との接触面積が増し、空気に含まれる想定対象の不飽和炭化水素ガスの検知溶液１０１への溶解速度の高い向上が期待できる。例えば、輸送管１０５の先端部に、複数の孔を備えた多孔構造体を配置し、この多孔構造体からなる気泡導入手段を用いることで、より微細な系の気泡が導入可能である。
【００２３】
以上のようにして、測定対象の空気に検知溶液１０１を曝した後、図１（ｆ）に示すように、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を再び測定する。はじめに測定した吸光度（第１の透過率）と、暴露後に測定した吸光度（第２の透過率）との差により、後述するように、測定対象の空気（気体）中の不飽和炭化水素ガスが測定できる。
【００２４】
上述した２回の吸光度の測定（吸光光度分析）結果を図２に示す。なお透過光測定波長３５０ｎｍ以下の吸収は、容器１０２を構成するガラス自体の吸収である。図２では、測定対象の空気に暴露する（曝す）前の吸光度の測定結果を破線で示し、暴露した後の吸光度の測定結果を実線で示す。図２に示すように、波長３５０〜６００ｎｍの範囲、特に波長４３０ｎｍ及び波長５７０ｎｍ付近において、実線と破線との間に大きな違いが見られる。
【００２５】
１，３−ブタジエンが含まれる空気に検知溶液１０１を暴露した後の吸光度の測定（実線）では、波長５５０ｎｍ付近の吸収が増加している。これは、検知溶液１０１に含まれているシッフ試薬が、１，３−ブタジエンと反応して色を変化させたことを示し、検知溶液１０１を構成している色素が別の色素に変化したものと考えられる。言い換えると、１，３−ブタジエンと反応することで、検知溶液１０１を構成している色素分子の構造と電子状態が変化して可視〜近赤外領域の吸収スペクトルが変化したものと考えられる。
【００２６】
従って、検知溶液１０１における、測定対象空気に対する暴露前後の色（透過率）の変化（差）をみることで、不飽和炭化水素ガスの測定及び定量などの測定が可能となる。ここで、吸光度変化が暴露濃度×暴露時間に比例するものと仮定すると、図２に示す結果より、本実施の形態における検知溶液を用いた１，３−ブタジエンの測定方法では、約４ｐｐｂが検出下限と考えられる。
【００２７】
次に、上述した検知溶液１０１と同様に作製した検知溶液を直径１００ｍｍ程度の円形のシャーレに収容し、これを０．１ｐｐｍの濃度のエチレンが存在する測定対象の空気中に２４時間放置して上記検知溶液を測定対象空気に曝すことで、エチレンの測定を行った結果について説明する。この測定においても、測定対象の空気に曝す前と後とで、前述同様に検知溶液の吸光度を測定した。ただし、この測定では、検知溶液に対して測定対象の空気のバブリングは行わず、上記シャーレを測定対象の空気が収容されたデシケータの中に載置することで、検知溶液を測定対象空気に曝す。この場合、２回の吸光度の測定により、図３に示すような透過光測定結果が得られた。図３においても、測定対象の空気に暴露する前の吸光度の測定結果を破線で示し、暴露した後の吸光度の測定結果を実線で示す。
【００２８】
図３においても、波長３５０〜６００ｎｍの範囲、特に波長５５０ｎｍ付近において、実線と破線との間に大きな違いが見られる。エチレンが含まれる空気に検知溶液を暴露した後の吸光度の測定（実線）でも、波長５５０ｎｍ付近の吸収が増加している。これも、検知溶液が、エチレンと反応して自身の色を変化させたことを示しており、前述同様に、検知溶液を構成している色素が、別の色素に変化したものと考えられる。ただし、吸光度の差は大きくない。前述したように、検知溶液に対して測定対象の空気をバブリングした方が、より高い感度が得られることが分かる。
【００２９】
また、上述した検知溶液の吸光度の変化と、暴露した空気中の不飽和炭化水素ガス濃度（量）との関係について検量線を作製することで、不飽和炭化水素ガスの濃度測定（定量）を行うことが可能である。例えば、分光光度計（吸光光度計）により検知溶液の透過光の吸収スペクトルを測定し、また、最も大きな吸光度変化が得られる波長域の光源を利用して透過光をフォトダイオードなどの光測定部で測定すればよい。
【００３０】
また、本実施の形態における不飽和炭化水素ガスの検知溶液は、上述したように可視〜近赤外領域の吸収波長が変化し、この変化は目視（肉眼）の観察により認識可能である。従って、測定対象の空気に対して暴露した後の検知溶液の色の変化を目視により観察することによっても、測定対象の空気における不飽和炭化水素ガスのおおまかな濃度を知ることができる。
【００３１】
以上に説明したように、本実施の形態における検知溶液及びこの検知溶液を用いた測定によれば、大がかりな装置を必要とせずに、不飽和炭化水素ガスの測定が可能であり、また、連続的な測定が可能である。また、所望とする時点における不飽和炭化水素ガスの測定が可能であり、不飽和炭化水素ガスのリアルタイムモニタリングが容易である。ところで、検知溶液は、測定環境により左右されるが、水分の揮発などにより溶液濃度が変化する。従って、単純には、測定対象の空気（気体）に対する暴露の前後における検知溶液の光透過率の測定は、あまり間隔を開けない方がよい。ただし、溶液の濃度は、検知溶液の光学透過率の状態に反映される。従って、例えば、暴露の後に測定した検知溶液の光学特性の状態により、検知溶液の濃度を求めることができ、この結果を、暴露前後の２回の光学透過率の測定結果の差に反映させれば、検知溶液の濃度変化を考慮した状態での測定が可能である。
【００３２】
ところで、上述したように、本実施の形態における不飽和炭化水素ガスの検知溶液は、１，３−ブタジエンやエチレンなどのエチレン結合（Ｃ＝Ｃ２重結合）を備える炭化水素ガス（不飽和炭化水素ガス）が含まれる空気に曝されることで、光学特性が変化する。また、アセチレン結合（Ｃ≡Ｃ３重結合）を備える炭化水素ガス（不飽和炭化水素ガス）が含まれる空気に曝されることでも同様に、光学特性が変化するものと考えられる。従って、本実施の形態における検知溶液を用いた不飽和炭化水素ガスの測定方法によれば、上述したような不飽和炭化水素ガスの測定が可能である。
【００３３】
なお上述では、塩基性フクシンに無水亜硫酸ナトリウム及び濃塩酸を加えてシッフ試薬を作製したがこれに限るものではない。シッフ試薬は、よく知られている方法により、フクシンより作製されていればよい。例えば、塩基性フクシン（フクシン塩素塩）が溶解している水溶液に亜硫酸を加え、これに二酸化硫黄が飽和している水溶液を加えることで脱色して作製してもよい。ここで、シッフ試薬ともに酸（リン酸など）を同時に配置したが、これは、酸が存在しないとフクシンが再生して亜硫酸を加える以前のフクシンの色に戻るためである。リン酸の代わりに硫酸（希硫酸）を用いるようにしても良い。なお、塩酸は、蒸気圧が高いために揮発しやすく、長期の保存に向かない。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態における不飽和炭化水素ガスの測定装置について説明する。本測定装置は、図４に示すように、例えば、所定の波長（例えば５５０ｎｍ）の光を発するＬＥＤ（緑色ＬＥＤ）からなる発光部４０１からの発光光を、検知溶液１０１に照射し、このことにより検知溶液１０１を透過した透過光を受光部４０３で受光する。受光部４０３では、受光光を光電変換して信号電流を出力する。また、変換増幅部４０４では、受光部４０３より出力された信号電流を増幅して電流−電圧変換する。また、Ａ／Ｄ変換部４０５では、変換増幅部４０４で変換された電圧信号をデジタル信号に変換する。このようにしてＡ／Ｄ変換部４０５で変換されたデジタル信号が、出力測定部４０６より測定結果として出力される。
【００３５】
ここで、受光部４０３は、例えば、フォトトランジスタである。このフォトトランジスタとしては、例えば、１９０〜１０００ｎｍの波長に感度のあるものを用いればよい。また、発光部４０１と受光部４０３は、発光部分と受光部分とが対向して配置されている。なお、受光部４０３には、フォトトランジスタに限らず、フォトダイオードを用いるようにしてもよいことは、いうまでもない。
【００３６】
検知溶液１０１を用いた本測定装置により、前述した方法で１，３−ブタジエン１ｐｐｍの濃度の空気及びエチレン０．１ｐｐｍの濃度の空気を測定すると、前述したように、測定対象空気への暴露前と後とで前述したような検知溶液１０１の吸光度変化に対応する出力が、出力測定部４０６より得られる。このように、検知溶液１０１を用いることで、不飽和炭化水素ガスの濃度を測定する測定装置が、容易に構成できる。なお、本測定装置にエアポンプを組み合わせ、、前述したように測定対象の空気をエアポンプにより検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させて溶解させるようにしても良い。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態における不飽和炭化水素ガスの測定装置についてより詳細に説明する。本測定装置は、図５に示すように、例えば１２ｃｍ×６ｃｍ程度の基板５０１の上に、波長５５０ｎｍの光を発するＬＥＤ５０２と、ＬＥＤ５０２の発光面に対向して受光面が配置されるように、フォトトランジスタ５０３を配置する。フォトトランジスタ５０３は、４００〜１１００ｎｍの波長域に光感度を持っている。これらＬＥＤ５０２とフォトトランジスタ５０３には、端子板５０４を介して直列に接続配置した２つの単３の電池（乾電池）５０５から電源が供給される構成となっている。
【００３８】
また、電池５０５からの電源の供給は、スイッチ５０６によりオンオフできるように構成されている。このように、奔走値では、端子板５０４の端子を利用して回路を組み立てている。端子番号１にフォトトランジスタ５０３の配線を、端子番号２にスイッチ５０６の配線を、端子番号３にＬＥＤ５０２の配線を、端子番号４にスイッチ５０６と電池５０５の配線を、端子番号５に電池５０５とＬＥＤ５０２とフォトトランジスタ５０３の配線を各々接続してある。また、奔走値では、フォトトランジスタ５０３からの出力電圧が、１桁（Ｖ）のオーダーとなるように、抵抗５０７，５０８を設けている。
【００３９】
上述したように構成した本装置において、ＬＥＤ５０２とフォトトランジスタ５０３との間に検知溶液１０１を収容した溶液セル５１１を配置し、端子板５０４の端子番号１と端子番号２の間に電圧計を接続して電圧を測定することで、本装置で、検知溶液１０１に溶解した（検知溶液１０１が曝された）不飽和炭化水素ガスの測定を行う。溶液セル５１１は、ガラスなどの透明で検知溶液１０１と反応しない材料から構成すればよい。
【００４０】
このように、本実施の形態における測定装置によれば、１２ｃｍ×６ｃｍ程度の面積の中に、精度の良い不飽和炭化水素ガスの測定装置を構成できる。また、一般に市販されている電池を電源として構成できるので、より簡便に不飽和炭化水素ガスの測定ができるようになる。また、本測定装置にエアポンプを組み合わせ、測定対象の空気をエアポンプにより検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させて溶解させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例におけるガス検知溶液の作製方法及びガス測定方法について説明する説明図である。
【図２】本実施の形態におけるガス検知溶液を用いたガス測定方法における、１，３−ブタジエンを測定対象とした２回の吸光度の測定結果を示す特性図である。
【図３】本実施の形態におけるガス検知溶液を用いたガス測定方法における、エチレンを測定対象とした２回の吸光度の測定結果を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例における測定装置の概略的な構成を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例における測定装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１…検知溶液、１０２…容器、１０４…エアポンプ、１０５…輸送管、４０１…発光部、４０３…受光部、４０４…変換増幅部、４０５…Ａ／Ｄ変換部、４０６…出力測定部、５０１…基板、５０２…ＬＥＤ、５０３…フォトトランジスタ、５０４…端子板、５０５…電池、５０６…スイッチ、５０７，５０８…抵抗、５１１…溶液セル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレン結合などを備える不飽和炭化水素ガスを測定する不飽和炭化水素の検知溶液及び測定方法並びに測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光化学オキシダントによる大気汚染は、大都市のみならず、大都市の周辺の地域にまで拡大しており、環境に対する影響が問題とされている。光化学オキシダントは、オゾンなどの強い酸化性を持った物質を主成分とし、工場や事業所や自動車から排出されるＮＯxやＶＯＣ（揮発性有機化合物）などの汚染物質が太陽光線の照射を受けて光化学反応により生成されたものであり、光化学スモッグの原因となっている。
【０００３】
上述した光化学スモッグの原因物質であるＶＯＣには数百種類が存在しているが、この中で最近注目が高まっている物質に１，３−ブタジエンが挙げられる。従来、ＶＯＣは上述したように光化学スモッグの原因物質として注目を集めてきたが、近年、ＶＯＣによる発がんリスクが定量的に評価されており、ＶＯＣ自体の危険性が注目されている。１，３−ブタジエンは、米カリフォルニア州ＥＰＡの評価によれば、１０-5発がんユニットリスク値が０．０６μｇ／ｍ3と非常に低い値である。なお、発がんユニットリスク値とは、例えば、１０-5発がんユニットリスク値の場合、７０年間曝されていた場合に発がん確率が１０-5上昇する濃度のことを示しており、欧米では環境リスクの限界許容濃度の指標として用いられることが多い。
【０００４】
１，３−ブタジエンは、自動車など内燃機関を原動力として用いる移動体からの排出が多く、環境基準が設定されているベンゼンなどよりも総合的なリスクが高いという報告がある（非特許文献１参照）。日本では石油化学コンビナート周辺の測定（千葉県市原市岩崎西）において測定期間中の濃度範囲が０．０２〜２９０μｇ／ｍ3、平均２．０μｇ／ｍ3という報告例がある（非特許文献２参照）。上述した値は、前述の１０-5発がんユニットリスク値の３０倍以上の濃度であり、周辺住人が非常に高い発がんリスクに曝されていることを示している。このため、発がんリスク管理・回避のために、できるだけ多地点で、１，３−ブタジエンのリアルタイム連続モニタリングを行うことが望まれている。
【０００５】
現在、１，３−ブタジエンは、各都道府県の測定局において月１回２４時間の平均値が測定されている。この測定は、ガスクロマトグラフにより行われており、１，３−ブタジエン濃度測定では、サブｐｐｂレベルの微量なガスの測定が可能である。しかしながら、ガスクロマトグラフは、高価な装置であり、かつ精度維持のための整備が常に必要であり、簡便に用いることができる装置ではない。また、現在の測定は、月に１回２４時間の平均値が測定されているのみであり、測定期間外に高濃度の１，３−ブタジエンに暴露された状態は把握できない。
【０００６】
また、上述の測定はリアルタイムモニタリングではないので、高濃度になった場合に警報を発するなどなどの対策をとることも不可能である。ガスクロマトグラフによる連続測定は不可能ではないが、機器の大きさや経費などの点から、研究調査用途に限られ、多地点での常時連続モニタリングには適してしていない。１，３−ブタジエン検知・測定が可能なものとして、他には検知管が挙げられるが、毎回人が測定する必要がある上に、１回の測定で使い捨てるため、多地点での連続測定は現実的ではない。
【０００７】
また近年、エチレンガスが、未熟な青果物を追熟させるためのホルモンとして使用されている。しかし、エチレンは多くの種類の青果物自体からも自然に発生することが知られており、青果物の保存時にはその作用により保存可能期間を著しく短縮させてしまう。このため、青果物を保管する倉庫にはエチレン除去剤などを配置し、保存可能期間の短縮を防ぐことがしばしばある。しかし、実際に倉庫内のエチレン濃度は不明なことが多く、エチレン濃度の把握に熱心な事業者でも、一定期間毎にガスクロマトグラフで分析する程度であり、エチレンの濃度はリアルタイムには把握されていない。
【０００８】
このためエチレン除去剤の効果が低下して倉庫内のエチレン濃度が高くなったことの把握、及び、青果物が出荷までに受けた総濃度の把握などは不可能である。エチレンの検知・測定が可能なものとして、検知管があるが、前述したように毎回人が測定する必要がある上に、１回の測定で使い捨てるため、多地点での連続測定は現実的ではない。また、エチレン暴露の蓄積量を表示し、青果物の成熟度を表示できる品質表示ラベルが存在するが、使用開始〜観察時の蓄積量がわかるのみであり、特定時点での濃度が不明であるため、リアルタイムモニタリング用途には適していない。
【０００９】
【非特許文献１】国立環境研究所編集委員会、２００２，環境儀Ｎｏ．５，http://www.nies.go.jp/kanko/kankyogi/05/5.pdf.
【非特許文献２】中西基晴、水上雅義、「石油化学コンビナート周辺における大気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）の連続測定（ＩＩ）、千葉県環境研究センター年報、ｐｐ．５７−６０，２００３年発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上をまとめると、従来では、ｐｐｂオーダーで精度良くエチレン結合やアセチレン結合を備える不飽和炭化水素ガスを測定しようとすると、高価で大掛かりな装置構成が必要となり、また手間がかかって容易に不飽和炭化水素ガスが測定できないという問題があった
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より簡便に精度良く不飽和炭化水素ガスが測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る不飽和炭化水素ガスの検知溶液は、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されたものである。検知溶液は、１，３−ブタジエンやエチレンなどの不飽和炭化水素と反応して吸収スペクトルが変化する。
【００１２】
上記不飽和炭化水素ガスの検知溶液において、シッフ試薬は、フクシンより作製されたものである。また、酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものであればよい。
【００１３】
また、本発明に係る不飽和炭化水素ガスの測定方法は、シッフ試薬及び酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液の光透過率を測定して第１の透過率を求める第１工程と、検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝す第２工程と、第２工程の後、検知溶液の光透過率を測定して第２の透過率を求める第３工程とを少なくとも備え、第１の透過率と第２の透過率の差により測定対象の気体中の不飽和炭化水素ガスを測定するようにしたものである。検知溶液は、予め作製しておけばよい。この方法においては、測定対象に含まれている１，３−ブタジエンやエチレンなどの不飽和炭化水素との反応による検知溶液の吸収スペクトルの変化が、第１の透過率と第２の透過率の差により検出される。
【００１４】
上記不飽和炭化水素ガスの測定方法において、第２工程では、測定対象の気体の気泡を検知溶液中に導入することで検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝すとよい。また、シッフ試薬は、フクシンより作製されたものであり、酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものであればよい。
【００１５】
また、本発明に係る不飽和炭化水素ガスの測定装置は、光を放出する発光部と、発光部の光放出面に受光面を対向して配置されて受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、発光部と光検出部との間に配置された検知溶液と、光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器とを少なくとも備え、検知溶液は、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されて測定対象の気体に曝されるものである。
【００１６】
上記測定対象の気体を輸送するエアポンプと、エアポンプに輸送された測定対象の気体を検知溶液中に導入して放出することで検知溶液に測定対象の気体の気泡を導入させる気泡導入手段とを備えるようにしてもよい。また、発光部は発光ダイオードから構成され、光検出部はフォトトランジスタから構成され、加えて、発光ダイオード及びフォトトランジスタに電源を供給する電池と、発光ダイオード及びフォトトランジスタに電池からの電源の供給をオンオフするスイッチと、フォトトランジスタと電池との間に接続された電気計器としての電圧計と、発光ダイオード，フォトトランジスタ，電池，スイッチ，及び，電圧計の各々を結線するための端子を備えた端子板と、発光ダイオード，フォトトランジスタ，電池，スイッチ，電圧計，及び，端子板を配置した基板とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成された検知溶液を用い、測定対象に含まれている１，３−ブタジエンやエチレンなどの不飽和炭化水素との反応による検知溶液の吸収スペクトルの変化により、不飽和炭化水素ガスを測定するようにしたので、より簡便に精度良く不飽和炭化水素ガスが測定できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。本発明では、リン酸や硫酸などの酸とともにシッフ試薬が溶解した検知溶液を用いて不飽和炭化水素ガスを測定するようにしたものである。
【００１９】
はじめに、本発明の実施の形態における不飽和炭化水素ガスの測定方法について、検知溶液の作製方法とともに説明する。まず、不飽和炭化水素ガスの検知溶液の作製方法について説明すると、フクシンより作製されたシッフ試薬５．０ｍｌとリン酸１ｍｌとを水５．０ｍｌに溶解することで、検知溶液が作製できる。ここで、シッフ試薬について説明する。まず、塩基性フクシン０．２ｇを１２０ｍｌの熱水（熱湯）に溶解させ、これらを冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム２．０ｇ及び濃塩酸（例えば１２Ｎ）２ｍｌを加えて水で２００ｍｌに希釈して上記シッフ試薬とすればよい。
【００２０】
次に、検知溶液１０１を用いた不飽和炭化水素ガスの測定方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、上述したように作製した検知溶液１０１を、これと反応しない材料から構成された容器１０２の中に収容し、この状態で検知溶液１０１の吸光度を測定する。検知溶液１０１は、予め作製しておいたものを用いてもよく、測定開始時に作製して用いるようにしても良い。この吸光度の測定では、例えば、図１（ａ）に示すように、容器１０２の横方向より光強度Ｉ0の入射光を透過させた透過光の強度Ｉを測定し、これらより吸光度（＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ））を求める。
【００２１】
次に、例えば、１ｐｐｍの濃度の１，３−ブタジエン（測定対象の不飽和炭化水素ガス）が存在する測定対象の空気（気体）に、検知溶液１０１が曝された状態とする。例えば、次に示すように、上記測定対象の空気を検知溶液１０１の中にバブリングする。図１（ｂ）に示すように、測定対象の空気をエアポンプ１０４により輸送管１０５を介して検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させる。なお、エアポンプ１０４は、例えば、シリコーン性のチューブを用いたチューブポンプである。このように、測定対象の空気が輸送される経路が、測定対象の不飽和炭化水素ガスが吸着しない材料から構成されているエアポンプが好適である。
【００２２】
上述したように、エアポンプ１０４により輸送された測定対象空気により、検知溶液１０１中に形成された気泡は、検知溶液１０１の中を徐々に上昇し、この過程で一部が検知溶液１０１に溶解し、他は気液界面を経て外部空間に到達する。本例では、測定対象空気の気泡は、検知溶液１０１中に浸漬された輸送管１０５の先端部から生成されることになり、この輸送管１０５の先端部が、気泡導入手段となる。このバブリングさせる際の気泡は、測定対象の空気の検知溶液１０１への溶解性を増すため、径ができるだけ小さいことが好ましい。例えば、直径が５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下のマイクロバブルとして検知溶液１０１に吹き込む（導入する）と、検知液１０１との接触面積が増し、空気に含まれる想定対象の不飽和炭化水素ガスの検知溶液１０１への溶解速度の高い向上が期待できる。例えば、輸送管１０５の先端部に、複数の孔を備えた多孔構造体を配置し、この多孔構造体からなる気泡導入手段を用いることで、より微細な系の気泡が導入可能である。
【００２３】
以上のようにして、測定対象の空気に検知溶液１０１を曝した後、図１（ｆ）に示すように、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を再び測定する。はじめに測定した吸光度（第１の透過率）と、暴露後に測定した吸光度（第２の透過率）との差により、後述するように、測定対象の空気（気体）中の不飽和炭化水素ガスが測定できる。
【００２４】
上述した２回の吸光度の測定（吸光光度分析）結果を図２に示す。なお透過光測定波長３５０ｎｍ以下の吸収は、容器１０２を構成するガラス自体の吸収である。図２では、測定対象の空気に暴露する（曝す）前の吸光度の測定結果を破線で示し、暴露した後の吸光度の測定結果を実線で示す。図２に示すように、波長３５０〜６００ｎｍの範囲、特に波長４３０ｎｍ及び波長５７０ｎｍ付近において、実線と破線との間に大きな違いが見られる。
【００２５】
１，３−ブタジエンが含まれる空気に検知溶液１０１を暴露した後の吸光度の測定（実線）では、波長５５０ｎｍ付近の吸収が増加している。これは、検知溶液１０１に含まれているシッフ試薬が、１，３−ブタジエンと反応して色を変化させたことを示し、検知溶液１０１を構成している色素が別の色素に変化したものと考えられる。言い換えると、１，３−ブタジエンと反応することで、検知溶液１０１を構成している色素分子の構造と電子状態が変化して可視〜近赤外領域の吸収スペクトルが変化したものと考えられる。
【００２６】
従って、検知溶液１０１における、測定対象空気に対する暴露前後の色（透過率）の変化（差）をみることで、不飽和炭化水素ガスの測定及び定量などの測定が可能となる。ここで、吸光度変化が暴露濃度×暴露時間に比例するものと仮定すると、図２に示す結果より、本実施の形態における検知溶液を用いた１，３−ブタジエンの測定方法では、約４ｐｐｂが検出下限と考えられる。
【００２７】
次に、上述した検知溶液１０１と同様に作製した検知溶液を直径１００ｍｍ程度の円形のシャーレに収容し、これを０．１ｐｐｍの濃度のエチレンが存在する測定対象の空気中に２４時間放置して上記検知溶液を測定対象空気に曝すことで、エチレンの測定を行った結果について説明する。この測定においても、測定対象の空気に曝す前と後とで、前述同様に検知溶液の吸光度を測定した。ただし、この測定では、検知溶液に対して測定対象の空気のバブリングは行わず、上記シャーレを測定対象の空気が収容されたデシケータの中に載置することで、検知溶液を測定対象空気に曝す。この場合、２回の吸光度の測定により、図３に示すような透過光測定結果が得られた。図３においても、測定対象の空気に暴露する前の吸光度の測定結果を破線で示し、暴露した後の吸光度の測定結果を実線で示す。
【００２８】
図３においても、波長３５０〜６００ｎｍの範囲、特に波長５５０ｎｍ付近において、実線と破線との間に大きな違いが見られる。エチレンが含まれる空気に検知溶液を暴露した後の吸光度の測定（実線）でも、波長５５０ｎｍ付近の吸収が増加している。これも、検知溶液が、エチレンと反応して自身の色を変化させたことを示しており、前述同様に、検知溶液を構成している色素が、別の色素に変化したものと考えられる。ただし、吸光度の差は大きくない。前述したように、検知溶液に対して測定対象の空気をバブリングした方が、より高い感度が得られることが分かる。
【００２９】
また、上述した検知溶液の吸光度の変化と、暴露した空気中の不飽和炭化水素ガス濃度（量）との関係について検量線を作製することで、不飽和炭化水素ガスの濃度測定（定量）を行うことが可能である。例えば、分光光度計（吸光光度計）により検知溶液の透過光の吸収スペクトルを測定し、また、最も大きな吸光度変化が得られる波長域の光源を利用して透過光をフォトダイオードなどの光測定部で測定すればよい。
【００３０】
また、本実施の形態における不飽和炭化水素ガスの検知溶液は、上述したように可視〜近赤外領域の吸収波長が変化し、この変化は目視（肉眼）の観察により認識可能である。従って、測定対象の空気に対して暴露した後の検知溶液の色の変化を目視により観察することによっても、測定対象の空気における不飽和炭化水素ガスのおおまかな濃度を知ることができる。
【００３１】
以上に説明したように、本実施の形態における検知溶液及びこの検知溶液を用いた測定によれば、大がかりな装置を必要とせずに、不飽和炭化水素ガスの測定が可能であり、また、連続的な測定が可能である。また、所望とする時点における不飽和炭化水素ガスの測定が可能であり、不飽和炭化水素ガスのリアルタイムモニタリングが容易である。ところで、検知溶液は、測定環境により左右されるが、水分の揮発などにより溶液濃度が変化する。従って、単純には、測定対象の空気（気体）に対する暴露の前後における検知溶液の光透過率の測定は、あまり間隔を開けない方がよい。ただし、溶液の濃度は、検知溶液の光学透過率の状態に反映される。従って、例えば、暴露の後に測定した検知溶液の光学特性の状態により、検知溶液の濃度を求めることができ、この結果を、暴露前後の２回の光学透過率の測定結果の差に反映させれば、検知溶液の濃度変化を考慮した状態での測定が可能である。
【００３２】
ところで、上述したように、本実施の形態における不飽和炭化水素ガスの検知溶液は、１，３−ブタジエンやエチレンなどのエチレン結合（Ｃ＝Ｃ２重結合）を備える炭化水素ガス（不飽和炭化水素ガス）が含まれる空気に曝されることで、光学特性が変化する。また、アセチレン結合（Ｃ≡Ｃ３重結合）を備える炭化水素ガス（不飽和炭化水素ガス）が含まれる空気に曝されることでも同様に、光学特性が変化するものと考えられる。従って、本実施の形態における検知溶液を用いた不飽和炭化水素ガスの測定方法によれば、上述したような不飽和炭化水素ガスの測定が可能である。
【００３３】
なお上述では、塩基性フクシンに無水亜硫酸ナトリウム及び濃塩酸を加えてシッフ試薬を作製したがこれに限るものではない。シッフ試薬は、よく知られている方法により、フクシンより作製されていればよい。例えば、塩基性フクシン（フクシン塩素塩）が溶解している水溶液に亜硫酸を加え、これに二酸化硫黄が飽和している水溶液を加えることで脱色して作製してもよい。ここで、シッフ試薬ともに酸（リン酸など）を同時に配置したが、これは、酸が存在しないとフクシンが再生して亜硫酸を加える以前のフクシンの色に戻るためである。リン酸の代わりに硫酸（希硫酸）を用いるようにしても良い。なお、塩酸は、蒸気圧が高いために揮発しやすく、長期の保存に向かない。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態における不飽和炭化水素ガスの測定装置について説明する。本測定装置は、図４に示すように、例えば、所定の波長（例えば５５０ｎｍ）の光を発するＬＥＤ（緑色ＬＥＤ）からなる発光部４０１からの発光光を、検知溶液１０１に照射し、このことにより検知溶液１０１を透過した透過光を受光部４０３で受光する。受光部４０３では、受光光を光電変換して信号電流を出力する。また、変換増幅部４０４では、受光部４０３より出力された信号電流を増幅して電流−電圧変換する。また、Ａ／Ｄ変換部４０５では、変換増幅部４０４で変換された電圧信号をデジタル信号に変換する。このようにしてＡ／Ｄ変換部４０５で変換されたデジタル信号が、出力測定部４０６より測定結果として出力される。
【００３５】
ここで、受光部４０３は、例えば、フォトトランジスタである。このフォトトランジスタとしては、例えば、１９０〜１０００ｎｍの波長に感度のあるものを用いればよい。また、発光部４０１と受光部４０３は、発光部分と受光部分とが対向して配置されている。なお、受光部４０３には、フォトトランジスタに限らず、フォトダイオードを用いるようにしてもよいことは、いうまでもない。
【００３６】
検知溶液１０１を用いた本測定装置により、前述した方法で１，３−ブタジエン１ｐｐｍの濃度の空気及びエチレン０．１ｐｐｍの濃度の空気を測定すると、前述したように、測定対象空気への暴露前と後とで前述したような検知溶液１０１の吸光度変化に対応する出力が、出力測定部４０６より得られる。このように、検知溶液１０１を用いることで、不飽和炭化水素ガスの濃度を測定する測定装置が、容易に構成できる。なお、本測定装置にエアポンプを組み合わせ、、前述したように測定対象の空気をエアポンプにより検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させて溶解させるようにしても良い。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態における不飽和炭化水素ガスの測定装置についてより詳細に説明する。本測定装置は、図５に示すように、例えば１２ｃｍ×６ｃｍ程度の基板５０１の上に、波長５５０ｎｍの光を発するＬＥＤ５０２と、ＬＥＤ５０２の発光面に対向して受光面が配置されるように、フォトトランジスタ５０３を配置する。フォトトランジスタ５０３は、４００〜１１００ｎｍの波長域に光感度を持っている。これらＬＥＤ５０２とフォトトランジスタ５０３には、端子板５０４を介して直列に接続配置した２つの単３の電池（乾電池）５０５から電源が供給される構成となっている。
【００３８】
また、電池５０５からの電源の供給は、スイッチ５０６によりオンオフできるように構成されている。このように、奔走値では、端子板５０４の端子を利用して回路を組み立てている。端子番号１にフォトトランジスタ５０３の配線を、端子番号２にスイッチ５０６の配線を、端子番号３にＬＥＤ５０２の配線を、端子番号４にスイッチ５０６と電池５０５の配線を、端子番号５に電池５０５とＬＥＤ５０２とフォトトランジスタ５０３の配線を各々接続してある。また、奔走値では、フォトトランジスタ５０３からの出力電圧が、１桁（Ｖ）のオーダーとなるように、抵抗５０７，５０８を設けている。
【００３９】
上述したように構成した本装置において、ＬＥＤ５０２とフォトトランジスタ５０３との間に検知溶液１０１を収容した溶液セル５１１を配置し、端子板５０４の端子番号１と端子番号２の間に電圧計を接続して電圧を測定することで、本装置で、検知溶液１０１に溶解した（検知溶液１０１が曝された）不飽和炭化水素ガスの測定を行う。溶液セル５１１は、ガラスなどの透明で検知溶液１０１と反応しない材料から構成すればよい。
【００４０】
このように、本実施の形態における測定装置によれば、１２ｃｍ×６ｃｍ程度の面積の中に、精度の良い不飽和炭化水素ガスの測定装置を構成できる。また、一般に市販されている電池を電源として構成できるので、より簡便に不飽和炭化水素ガスの測定ができるようになる。また、本測定装置にエアポンプを組み合わせ、測定対象の空気をエアポンプにより検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させて溶解させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例におけるガス検知溶液の作製方法及びガス測定方法について説明する説明図である。
【図２】本実施の形態におけるガス検知溶液を用いたガス測定方法における、１，３−ブタジエンを測定対象とした２回の吸光度の測定結果を示す特性図である。
【図３】本実施の形態におけるガス検知溶液を用いたガス測定方法における、エチレンを測定対象とした２回の吸光度の測定結果を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例における測定装置の概略的な構成を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例における測定装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１…検知溶液、１０２…容器、１０４…エアポンプ、１０５…輸送管、４０１…発光部、４０３…受光部、４０４…変換増幅部、４０５…Ａ／Ｄ変換部、４０６…出力測定部、５０１…基板、５０２…ＬＥＤ、５０３…フォトトランジスタ、５０４…端子板、５０５…電池、５０６…スイッチ、５０７，５０８…抵抗、５１１…溶液セル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されたことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの検知溶液。
【請求項２】
請求項１記載の不飽和炭化水素ガスの検知溶液において、
前記シッフ試薬は、フクシンより作製されたものであることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの検知溶液。
【請求項３】
請求項１又は２記載の不飽和炭化水素ガスの検知溶液において、
前記酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものであることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの検知溶液。
【請求項４】
シッフ試薬および酸とのが溶解した水溶液からなる検知溶液の光透過率を測定して第１の透過率を求める第１工程と、
前記検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝す第２工程と、
第２工程の後、前記検知溶液の光透過率を測定して第２の透過率を求める第３工程と
を少なくとも備え、
前記第１の透過率と前記第２の透過率の差により前記測定対象の気体中の不飽和炭化水素ガスを測定する
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項５】
請求項４記載の不飽和炭化水素ガスの測定方法において、
前記第２工程では、前記測定対象の気体の気泡を前記検知溶液中に導入することで前記検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝す
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載の不飽和炭化水素ガスの測定方法において、
前記シッフ試薬は、フクシンより作製されたものである
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の不飽和炭化水素ガスの測定方法において、
前記酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものである
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項８】
光を放出する発光部と、
前記発光部の光放出面に受光面を対向して配置されて前記受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、
前記発光部と前記光検出部との間に配置された検知溶液と、
前記光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器と
を少なくとも備え、
前記検知溶液は、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されて測定対象の気体に曝される
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の不飽和炭化水素ガスの測定装置において、
前記測定対象の気体を輸送するエアポンプと、
前記エアポンプに輸送された前記測定対象の気体を前記検知溶液中に導入して放出することで前記検知溶液に前記測定対象の気体の気泡を導入させる気泡導入手段と
を備えることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の不飽和炭化水素ガスの測定装置において、
前記発光部は発光ダイオードから構成され、
前記光検出部はフォトトランジスタから構成され、
加えて、
前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに電源を供給する電池と、
前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに前記電池からの電源の供給をオンオフするスイッチと、
前記フォトトランジスタと前記電池との間に接続された電気計器としての電圧計と、
前記発光ダイオード，前記フォトトランジスタ，前記電池，前記スイッチ，および，前記電圧計の各々を結線するための端子を備えた端子板と、
前記発光ダイオード，前記フォトトランジスタ，前記電池，前記スイッチ，前記電圧計，および，前記端子板を配置した基板と
を備えることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定装置。
【請求項１】
シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されたことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの検知溶液。
【請求項２】
請求項１記載の不飽和炭化水素ガスの検知溶液において、
前記シッフ試薬は、フクシンより作製されたものであることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの検知溶液。
【請求項３】
請求項１又は２記載の不飽和炭化水素ガスの検知溶液において、
前記酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものであることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの検知溶液。
【請求項４】
シッフ試薬および酸とのが溶解した水溶液からなる検知溶液の光透過率を測定して第１の透過率を求める第１工程と、
前記検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝す第２工程と、
第２工程の後、前記検知溶液の光透過率を測定して第２の透過率を求める第３工程と
を少なくとも備え、
前記第１の透過率と前記第２の透過率の差により前記測定対象の気体中の不飽和炭化水素ガスを測定する
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項５】
請求項４記載の不飽和炭化水素ガスの測定方法において、
前記第２工程では、前記測定対象の気体の気泡を前記検知溶液中に導入することで前記検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝す
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載の不飽和炭化水素ガスの測定方法において、
前記シッフ試薬は、フクシンより作製されたものである
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の不飽和炭化水素ガスの測定方法において、
前記酸は、リン酸及び硫酸の中から選択されたものである
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定方法。
【請求項８】
光を放出する発光部と、
前記発光部の光放出面に受光面を対向して配置されて前記受光面が受光した光量に応じた電気信号を出力する光検出部と、
前記発光部と前記光検出部との間に配置された検知溶液と、
前記光検出部が出力した電気信号の状態を測る電気計器と
を少なくとも備え、
前記検知溶液は、シッフ試薬及び酸が溶解した水溶液から構成されて測定対象の気体に曝される
ことを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の不飽和炭化水素ガスの測定装置において、
前記測定対象の気体を輸送するエアポンプと、
前記エアポンプに輸送された前記測定対象の気体を前記検知溶液中に導入して放出することで前記検知溶液に前記測定対象の気体の気泡を導入させる気泡導入手段と
を備えることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の不飽和炭化水素ガスの測定装置において、
前記発光部は発光ダイオードから構成され、
前記光検出部はフォトトランジスタから構成され、
加えて、
前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに電源を供給する電池と、
前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタに前記電池からの電源の供給をオンオフするスイッチと、
前記フォトトランジスタと前記電池との間に接続された電気計器としての電圧計と、
前記発光ダイオード，前記フォトトランジスタ，前記電池，前記スイッチ，および，前記電圧計の各々を結線するための端子を備えた端子板と、
前記発光ダイオード，前記フォトトランジスタ，前記電池，前記スイッチ，前記電圧計，および，前記端子板を配置した基板と
を備えることを特徴とする不飽和炭化水素ガスの測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２７５３６１（Ｐ２００８−２７５３６１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１６６５４（Ｐ２００７−１１６６５４）
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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