環境計測用ポータブルL-バンドESR装置の開発

开发用于环境测量的便携式L波段ESR装置

• 批准号: 02J11803
• 负责人: 伊藤 智博
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J11803/
• 关键词: L-バンドESR; 環境計測; フィールドワーク; ディーゼル排気微粒子; フリーラジカル; 酸化還元機能計測; スピンプローブ

本研究では,ポータブルL-バンドESR装置を開発し,フィールドワークで使用することによって,フリーラジカルが環境へ及ぼす影響をリアルタイムで評価する方法を研究する.具体的には,磁気回路・共振器・マイクロ波回路部等を小型軽量化したL-バンドESR装置を新規に開発し,ディーゼル排気微粒子(DEP)中に含まれるフリーラジカルの動態を実時間レベルで追跡することである.今年度は,「マグネット一体型L-バンドESRプローブ(1)」,「マイクロ波回路(2)」,「ロックインアンプ(3)」,「磁気回路駆動用電源(4)」の開発を行った.(1)については,ネオジウム永久磁石を用いて,従来の電磁石型に比べると体積比80分の1,重量比25分の1程度の小型化をはかった.(2)については,高性能低雑音アンプ(米MITEQ社製)を中心としたマイクロ波回路により,従来の回路に比べると10%程度の感度向上が可能になった.(3)については,モジュール部品を基に製作した結果,市販品に比べると体積比14分の1,重量比13分の1程度の小型化ができた.(4)については,磁場掃引用電流制御型電源および磁場変調用パワーアンプをディスクリート部品中心に仕様の最適化を図り,小型化をした.既に完成している小型発振器と今年度の製作部品を用いることによって装置全体が完成し,総体積および総重量は,700×500×450mm,50kg程度になり,従来の装置の体積比5分の1,重量比10分の1程度の小型軽量化を実現した.応用として,実際にDEPを測定した結果,S/N2程度のESR信号を得ることができた.さらに,本装置を水産試験場に持ち運び,サクラマス魚卵に投与したスピンプローブの酸化還元機能計測を行った結果,従来法では観測することの出来なかった魚卵の酸化還元平衡状態を観測できた.

This study で は, ポ ー タ ブ ル L - バ ン ド ESR device を open 発 し, フ ィ ー ル ド ワ ー ク use で す る こ と に よ っ て, フ リ ー ラ ジ カ ル が environment へ and ぼ す influence を リ ア ル タ イ ム で review 価 す る methods を す る. Specific に は, magnetic 気 loop, resonator, マ イ ク ロ department as well as wave loop を small 軽 quantitative し た L - バ ン ド ESR device を new rules に open 発 し, デ ィ ー ゼ ル row 気 particles (DEP) in に ま れ る フ リ ー ラ ジ カ ル の dynamic を be time レ ベ ル で tracing す る こ と で あ る. Our は ", "マ グ ネ ッ ト a size L - バ ン ド ESR プ ロ ー ブ (1)", "マ イ ク ロ wave circuit (2)", "ロ ッ ク イ ン ア ン プ (3)", "magnetic 駆 気 circuit (4) the use of power" の open 発 を line っ た. (1) に つ い て は, ネ オ ジ ウ ム permanent magnet を with い て, 従 to の type electromagnet に than べ る と volume in 80 の 1, weight ratio of 25 の 1 degree の miniaturization を は か っ た. (2) に つ い て は, high-performance low 雑 sound ア ン プ MITEQ club (m) を center と し た マ イ ク ロ wave loop に よ り, 従 to の loop に than べ る と 10% degree の sensitivity up が may に な っ た. (3) に つ い て は, モ ジ ュ ー ル part を base に making し た City, as a result,, vendor product に than べ る と volume 14 points の 1, weight than 13 の 1 degree の miniaturization が で き た. (4) に つ い て は, magnetic field sweep type reference current suppression power お よ び magnetic field variations called パ ワ ー ア ン プ を デ ィ ス ク リ ー ト part center に shi others の optimization を 図 り, miniaturization を し た. Since completing し に て い る small 発 oscillator と our の production department product を with い る こ と に よ っ て device all complete し が, 総 volume お よ び 総 は weight, 700 * 500 * 450 mm, 50 kg degree に な り, の 従 to の device volume 5 の 1, weight than 10 の 1 degree の small 軽 quantitative を be presently し た. 応 with と し て, be actually に DEP を determination し た as a result, the degree of S/N2 の ESR signal を very る こ と が で き た. さ ら に, this device を び, aquatic product test field に hold ち サ ク ラ マ ス eggs に cast with し た ス ピ ン プ ロ ー ブ の acidification function of yuan also measuring line を っ た results, 従 to method で は 観 measuring す る こ と の out な か っ た eggs の acidification Meta-equilibrium state を観 measure で た た た.