特許 6037760 吸着特性測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6037760

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】吸着特性測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 7/04 20060101AFI20161128BHJP

【ＦＩ】

   G01N7/04

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-228528(P2012-228528)

(22)【出願日】2012年10月16日

(65)【公開番号】特開2014-81250(P2014-81250A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2015年10月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】512187756

【氏名又は名称】マイクロトラック・ベル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】仲井 和之

【審査官】 北川 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２６１８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１１５９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２７７９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１４０６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４７９２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ７／０２ − ７／０４

Ｇ０１Ｎ ５／０２

Ｇ０１Ｎ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の試料管のそれぞれに収容される複数の試料に対し予め定められた吸着質を供給して吸着特性を測定する吸着特性測定装置であって、
複数の試料管の開口部のそれぞれに設けられる複数の取付部と、
吸着質を供給する吸着質供給部と、
複数の取付部のそれぞれと試料管用の開閉弁を介し、吸着質供給部と吸着質用の開閉弁を介して接続されるマニホールドと、
マニホールドの圧力を検出するマニホールド圧力計と、
複数の試料管の内部圧力をそれぞれ独立に検出する複数の試料管圧力計と、
測定制御部と、
を備え、
測定制御部は、
複数の試料管用の開閉弁の全てを閉状態のままで吸着質用の開閉弁を閉状態から任意に定めた導入期間について開状態としてマニホールドに吸着質を導入する導入処理手順と、
吸着質用の開閉弁を閉状態に戻した後、複数の試料管の中の任意の１つについて、その試料管用の開閉弁を閉状態から予め任意に定めた開弁期間について開状態としてその試料管に収容される試料に吸着質を供給する供給処理手順と、
を繰り返し、導入期間と開弁期間の合計期間を繰り返し単位として、複数の試料管のそれぞれに順次吸着質を供給し、
吸着質が供給されたそれぞれの試料管について、マニホールドの圧力とそれぞれの試料管の内部圧力とに基づいて吸着特性を測定することを特徴とする吸着特性測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の吸着特性測定装置において、
測定制御部は、
複数の試料管用の開閉弁の全てを閉状態のままで吸着質用の開閉弁を閉状態から予め定めた導入期間について開状態としてマニホールドに吸着質を供給したときの導入期間終了時のマニホールドの圧力をＰ_Iiとして取得し、
吸着質用の開閉弁を閉状態に戻した後、複数の試料管の任意の１つを測定対象試料管として、測定対象試料管用の開閉弁を閉状態から予め定めた開弁期間について開状態として測定対象試料管に収容される試料に吸着質を供給したときの開弁期間終了時のマニホールドの圧力をＰ_Ii^*として取得し、
開弁期間終了後に測定対象試料管用の開閉弁を閉状態に戻し、測定対象試料管に対応する試料管圧力検出部が検出する圧力の時間変化を監視し、圧力低下が平衡状態となったときの測定対象試料管の内部圧力をＰ_i^*として取得し、
マニホールドの温度をＴ_Sとし容積をＶ_Sとして、測定対象試料管の温度をＴ_dとし死容積をＶ_diとして、気体定数Ｒを用いて、測定対象試料管の内部に導入された吸着質の導入量Δｎ_iを、Δｎ_i＝（Ｖ_S／ＲＴ_S）×（Ｐ_Ii−Ｐ_Ii^*）として算出し、測定対象試料管の死容積に残った吸着質残量Δｎ_diをΔｎ_di＝（Ｖ_di／ＲＴ_s）×Ｐ_i^*として算出し、測定対象試料管の内部の試料に吸着した吸着質の量Ｖ_iをＶ_i＝（Δｎ_i−Δｎ_di）で求めることを特徴とする吸着特性測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の吸着特性測定装置において、
複数の試料管について、それぞれの死容積Ｖ_diを予め求めておくことを特徴とする吸着特性測定装置。

【請求項4】

請求項１に記載の吸着特性測定装置において、
マニホールドの温度をＴ_Sとし容積をＶ_Sとして、測定対象試料管の温度をＴ_dとし死容積をＶ_diとして、気体定数Ｒを用いて、測定対象試料管の内部に導入された吸着質の導入量Δｎ_iを、Δｎ_i＝（Ｖ_S／ＲＴ_S）×Σ（Ｐ_Iiⁿ−Ｐ_Ii^n*）として算出し、測定対象試料管の死容積に残った吸着質残量Δｎ_diをΔｎ_di＝（Ｖ_di／ＲＴ_S）×Ｐ_i^*として算出し、測定対象試料管の内部の試料に吸着した吸着質の量Ｖ_iをＶ_i＝（Δｎ_i−Δｎ_di）で求めることを特徴とする吸着特性測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着特性測定装置に係り、特に複数の試料についての吸着特性を測定する吸着特性測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

吸着特性装置について、特許文献１には、ガスで満たされ、測定試料が内部に配置され、かつ一定の容積を有する容器の測定系において、温度Ｔ、圧力Ｐおよび吸着量ｎの間には、Δｎ＝Δｎ_i−（Ｖ／ＲＴ）×ΔＰの関係式が成立することが述べられている。ここで、Δｎは、測定試料に対するガスの吸着量変化（ｍｏｌ）、Δｎ_iは、容器内に供給されるガス量または容器外に排出されるガス量（ｍｏｌ）、ΔＰは、容器内の圧力変化（Ｔｏｒｒ）、Ｖは、容器の容積（ｃｍ³）、Ｒは気体定数で０．０６２４ｃｍ³・Ｔｏｒｒ／Ｋ・ｍｏｌの値、Ｔは容器内の温度（Ｋ）である。

【0003】

特許文献２は、ガス吸着量の正確な測定には、容積の不明な試料が収容されている測定試料管の見かけ上の容積である死容積Ｖ_dの正確な値が必要であると述べている。そこで幾何学的容積Ｖ_Sが予め正確に測定してある基準容積部にヘリウムガスを入れその圧力をπとし、基準容積部のヘリウムガスを測定試料管に導入したときの圧力π’を求め、πＶ_S＝π’（Ｖ_S＋Ｖ_d）から死容積Ｖ_dを求めることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１１２４０４号公報

【特許文献2】特開平１１−１０８７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に述べられている原理に従って試料の吸着特性を得るには、容器の容積Ｖと温度Ｔを一定として、試料にΔｎ_iの吸着質を供給し、吸着前後の圧力変化ΔＰを測定しなければならない。ここで、容器の容積Ｖと温度Ｔを一定として圧力変化ΔＰが生じる程度の吸着を生じさせるにはかなりの長時間を要する。ΔＰの測定ができるまで、吸着特性測定装置はその試料のために独占され、次の試料についての吸着特性測定を行うことができない。

【0006】

本発明の目的は、１つの試料についての吸着特性測定をしながら、次の試料についての吸着特性測定を行うことができる吸着特性測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る吸着特性測定装置は、複数の試料管のそれぞれに収容される複数の試料に対し予め定められた吸着質を供給して吸着特性を測定する吸着特性測定装置であって、複数の試料管の開口部のそれぞれに設けられる複数の取付部と、吸着質を供給する吸着質供給部と、複数の取付部のそれぞれと試料管用の開閉弁を介し、吸着質供給部と吸着質用の開閉弁を介して接続されるマニホールドと、マニホールドの圧力を検出するマニホールド圧力計と、複数の試料管の内部圧力をそれぞれ独立に検出する複数の試料管圧力計と、測定制御部と、を備え、測定制御部は、複数の試料管用の開閉弁の全てを閉状態のままで吸着質用の開閉弁を閉状態から任意に定めた導入期間について開状態としてマニホールドに吸着質を導入する導入処理手順と、吸着質用の開閉弁を閉状態に戻した後、複数の試料管の中の任意の１つについて、その試料管用の開閉弁を閉状態から予め任意に定めた開弁期間について開状態としてその試料管に収容される試料に吸着質を供給する供給処理手順と、を繰り返し、導入期間と開弁期間の合計期間を繰り返し単位として、複数の試料管のそれぞれに順次吸着質を供給し、吸着質が供給されたそれぞれの試料管について、マニホールドの圧力とそれぞれの試料管の内部圧力とに基づいて吸着特性を測定することを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る吸着特性測定装置において、測定制御部は、複数の試料管用の開閉弁の全てを閉状態のままで吸着質用の開閉弁を閉状態から予め定めた導入期間について開状態としてマニホールドに吸着質を供給したときの導入期間終了時のマニホールドの圧力をＰ_Iiとして取得し、吸着質用の開閉弁を閉状態に戻した後、複数の試料管の任意の１つを測定対象試料管として、測定対象試料管用の開閉弁を閉状態から予め定めた開弁期間について開状態として測定対象試料管に収容される試料に吸着質を供給したときの開弁期間の終了時のマニホールドの圧力をＰ_Ii^*として取得し、開弁期間終了後に測定対象試料管用の開閉弁を閉状態に戻し、測定対象試料管に対応する試料管圧力検出部が検出する圧力の時間変化を監視し、圧力低下が平衡状態となったときの測定対象試料管の内部圧力をＰ_i^*として取得し、マニホールドの温度をＴ_Sとし容積をＶ_Sとして、測定対象試料管の温度をＴ_dとし死容積をＶ_diとして、気体定数Ｒを用いて、測定対象試料管の内部に導入された吸着質の導入量Δｎ_iを一般的には、Δｎ_i＝（Ｖ_S／ＲＴ_S）×（Ｐ_Ii−Ｐ_Ii^*）として算出し、測定対象試料管の死容積に残った吸着質残量Δｎ_diをΔｎ_di＝（Ｖ_di／ＲＴ_s）×Ｐ_i^*として算出し、測定対象試料管の内部の試料に吸着した吸着質の量Ｖ_iをＶ_i＝（Δｎ_i−Δｎ_di）で求めることが好ましい。実際にはガスの非理想性を考慮したガスの実在気体状態方程式により計算することが好ましい。

【0009】

また、本発明に係る吸着特性測定装置において、複数の試料管について、それぞれの死容積Ｖ_diを予め求めておくことが好ましい。

【0010】

また、本発明に係る吸着特性測定装置において、マニホールドの温度をＴ_Sとし容積をＶ_Sとして、測定対象試料管の温度をＴ_dとし死容積をＶ_diとして、気体定数Ｒを用いて、測定対象試料管の内部に導入された吸着質の導入量Δｎ_iを、Δｎ_i＝（Ｖ_S／ＲＴ_S）×Σ（Ｐ_Iiⁿ−Ｐ_Ii^n*）として算出し、測定対象試料管の死容積に残った吸着質残量Δｎ_diをΔｎ_di＝（Ｖ_di／ＲＴ_S）×Ｐ_i^*として算出し、測定対象試料管の内部の試料に吸着した吸着質の量Ｖ_iをＶ_i＝（Δｎ_i−Δｎ_di）で求めることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

上記構成により、吸着特性測定装置は、マニホールドに吸着質を導入する導入期間と、マニホールドから試料管に吸着質を供給する開弁期間の合計期間を繰り返し単位として、複数の試料管のそれぞれに順次吸着質を供給する。導入期間と開弁期間は吸着質を移す時間であるので、短時間で済み、各試料管に順次吸着質を供給した後、各試料管について吸着前後の圧力変化ΔＰを測定する。各試料管には独立して試料管圧力検出部が設けられるので、ΔＰの測定は時間がかかっても並行して行うことができる。このようにして、１台の吸着特性測定装置を用いて、１つの試料についての吸着特性測定をしながら、次の試料についての吸着特性測定を行うことができる。

【0012】

また、吸着特性測定装置は、導入期間終了時のマニホールドの圧力をＰ_Iiとして取得し、開弁期間終了時のマニホールドの圧力をＰ_Ii^*として取得し、測定対象試料管について吸着による圧力低下が平衡状態となったときの圧力をＰ_i^*として取得し、この３つの圧力から測定対象試料管の内部の試料に吸着した吸着質の量を求める。この３つの圧力の中でＰ_IiとＰ_Ii^*は１つの圧力計で測定するが、短時間で取得できるので、順次直列的に処理してもあまり時間がかからない。もう１つのＰ_i^*は長時間かかるがそれぞれの圧力計を用いるので、並列的に処理ができる。このようにして、１台の吸着特性測定装置を用いて、複数の試料についての吸着特性測定を効率的に行うことができる。

【0013】

また、吸着特性測定装置において、複数の試料管について、それぞれの死容積Ｖ_diを予め求めておくので、１台の吸着特性測定装置を用いて順次測定を行っても、各試料についての吸着特性測定の精度の向上を図ることができる。

【0014】

また吸着時、目的圧以下になった場合に、再度吸着質を導入することにより目的平衡圧に近い測定点を得ることができる。

【0015】

また、吸着量が目的吸着量許容量を超えて変動した場合は、測定点を細かく測定するために、上記ステップを飛ばし、吸着量測定点が離れることなく均等に測定できる。

【0016】

また、吸着量測定時の試料のある死容積が試料管の開閉弁を閉とする事により低減する。これにより従来の測定装置に比較し死容積を小さくすることが可能であり、それにより吸着量測定精度を向上することができる。

【0017】

複数の試料を同時に吸着特性測定ができることにより、吸着平衡に到達した試料から順次、次の測定点に移行できることによる測定全体時間の短縮ができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る実施の形態における吸着特性測定装置の構成図である。

【図2】本発明に係る実施の形態の吸着特性測定装置における動作手順を示すフローチャートである。

【図3】本発明に係る実施の形態の吸着特性測定装置において、各開閉弁の開閉タイミングと各圧力計の検出値の変化を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、吸着質として窒素ガスを述べるが、これは例示であって、これ以外の物質であってもよい。また、死容積の算出には、特許文献２のように、窒素吸着温度においても試料に吸着しないヘリウムガスを用いて行うものとするが、予め試料管の容積と試料の容積を測定し、その差容積を死容積として用いてもよい。

【0020】

以下では、連続して測定できる試料管の数を３として説明するが、これは例示であって、複数の試料管であればよく、その数を２としてもよく、４以上としてもよい。

【0021】

以下で述べる形状、寸法、材質等は例示であって、吸着特性測定装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。

【0022】

以下では、全ての図面において、一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0023】

図１は、吸着特性測定装置３０の構成図である。図１には、吸着特性測定装置３０の構成要素ではないが、３つの試料管１０，１２，１４と、これらの内部に収容されている試料２０，２２，２４が示されている。吸着特性測定装置３０は、これら３つの試料管１０，１２，１４を取り付けた後は、１つの試料についての吸着特性測定をしながら、次の試料についての吸着特性測定を並行して行うことができる機能を有する。

【0024】

吸着特性測定装置３０は、３つの試料管１０，１２，１４について吸着特性を測定するのに適した温度にするための冷媒３２が満たされた冷媒容器３４と、ヘリウムガス源３６と、第１吸着質ガス源３８と、第２吸着質ガス源４０と、排気ポンプ４２と、マニホールド４４を含む配管部４６と、測定制御部１００を含んで構成される。

【0025】

３つの試料管１０，１２，１４と３つの試料２０，２２，２４は、吸着特性の測定処理が別個に行われることを除けば、同じ構成を有するので、試料管１０と試料２０に代表させて説明を続ける。

【0026】

試料管１０は、一方端に端部開口を有する細長い管で、他方端である底部の内部空間が試料２０を収容することができる収容部となっている試料容器である。試料管１０の一方端の端部開口は、配管部４６を介して、ヘリウムガス源３６または第１吸着質ガス源３８または第２吸着質ガス源４０または排気ポンプ４２と接続される。

【0027】

かかる試料管１０としては、一様な外径と内径を有するガラス製の試験管が用いられる。試料管１０の寸法の一例を上げると、内径１ｃｍ、長さ２０ｃｍである。測定の目的によっては、石英製の試験管、金属製の試験容器を試料管として用いてもよい。形状も測定の目的に適したものとしてよい。例えば、端部開口の部分が細く、収容部の部分が太い形状のものを用いてもよい。寸法も測定の目的に適したものとしてよい。３つの試料管１０，１２，１４について、それぞれの形状、寸法、材質が異なってもよい。

【0028】

試料２０は、吸着特性測定の対象物となる粉体である。粉体の比表面積や細孔分布等を評価するために、吸着質がどの程度吸着するかの粉体の吸着特性を測定する。試料２０は、吸着特性測定の対象物であるので、測定の目的によって様々なものとなる。粉体の粒度等も様々であってよく、粉体以外の固体であってもよく、固体が有孔であってもよい。３つの試料２０，２２，２４は、それぞれが異なるものであってもよく、同じものであってもよい。吸着質は、配管部４６を介して、第１吸着質ガス源３８または第２吸着質ガス源４０から供給される。以下では、第１吸着質ガス源３８からの窒素ガスを吸着質として説明を続ける。

【0029】

冷媒容器３４は、内部空間に試料管１０，１２，１４を配置し、その周囲を冷媒３２で満たすことで、試料管１０，１２，１４を所定の温度Ｔ_dに維持するためのデュアー瓶である。冷媒３２の種類は、吸着質によって選定されるが、吸着質が窒素ガスのときは、冷媒３２を液体窒素とすることがある。この場合、所定の温度Ｔ_dは７７Ｋである。

【0030】

図１でＨｅと示されているヘリウムガス源３６は、試料管１０，１２，１４の死容積Ｖ_dを測定するためのヘリウムガスが充填されているガスボンベである。吸着質を窒素とした場合の死容積の測定には、試料２０，２２，２４に窒素吸着温度においても吸着しない不活性物質を用いる必要があるが、ヘリウムガスはその目的に適したガスである。なお、死容積Ｖ_dは特許文献２で述べられている方法を用いて測定されるが、その詳細については後述する。

【0031】

第１吸着質ガス源３８は、試料２０，２２，２４に対する吸着特性を測定する対象物である吸着質を供給する吸着質供給部である。ここでは、吸着質は窒素ガスであるので、第１吸着質ガス源３８は、窒素ガスボンベである。第２吸着質ガス源４０は、予備の吸着質供給部であり、例えば、第１吸着質ガス源３８とは異なる吸着質を供給するときに用いられる。

【0032】

排気ポンプ４２は、試料管１０，１２，１４のいずれか１とマニホールド４４の内部を減圧するための排気装置である。排気ポンプ４２としては、ロータリポンプを用いることができる。吸着特性測定の目的によっては、ターボ分子ポンプを用い、ロータリポンプを補助ポンプとして用いるものとしてよい。

【0033】

配管部４６は、マニホールド４４を介して、３つの試料管１０，１２，１４、ヘリウムガス源３６、第１吸着質ガス源３８、第２吸着質ガス源４０、排気ポンプ４２、飽和蒸気圧管４８をそれぞれ互いに接続するために設けられる複数の配管である。配管部４６には、測定制御部１００の制御の下で作動する複数の開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６が設けられる。

【0034】

配管部４６のうち、３つの試料管１０，１２，１４とマニホールド４４の間に設けられる配管には、それぞれ開閉弁５４，６４，７４が接続配置される。試料管１０で説明すると、試料管１０の端部開口に取り付けられる取付部５０を一端側とし、マニホールド４４に設けられる接続ポートを他端側として、一端側と他端側の間に開閉弁５４が直列に接続配置されて試料管１０のための配管となる。圧力計５６は、取付部５０と開閉弁５４の間の配管に接続され、試料管１０の内部圧力Ｐ₁を検出する試料管圧力検出部である。

【0035】

同様に、試料管１２の端部開口に取り付けられる取付部６０とマニホールド４４との間に、開閉弁６４が直列に接続配置されて試料管１２のための配管となる。圧力計６６は、取付部６０と開閉弁６４の間の配管に接続され、試料管１２の内部圧力Ｐ₂を検出する試料管圧力検出部である。また、試料管１４の端部開口に取り付けられる取付部７０とマニホールド４４との間に、開閉弁７４が直列に接続配置されて試料管１４のための配管となる。圧力計７６は、取付部７０と開閉弁７４の間の配管に接続され、試料管１４の内部圧力Ｐ₃を検出する試料管圧力検出部である。

【0036】

配管部４６のうち、ヘリウムガス源３６とマニホールド４４の間には、流量調節弁８０と開閉弁８２が直列に接続配置される。同様に、第１吸着質ガス源３８とマニホールド４４の間には、流量調整弁８４と開閉弁８６が直列に接続配置される。また、第２吸着質ガス源４０とマニホールド４４の間には、流量調整弁８８と開閉弁９０が直列に接続配置される。また、排気ポンプ４２とマニホールド４４との間には、開閉弁９２が配置される。

【0037】

マニホールド４４は、開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６のそれぞれの一方端を互いに接続した流体管路である。圧力計９４は、マニホールド４４の内部圧力Ｐ₀を検出するマニホールド圧力検出部である。図１では、マニホールド４４は屈曲した管路で示されているが、開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６の一方端が取り付けられた箱形状の容器を用いてもよい。

【0038】

マニホールド４４の管路は、死容積Ｖ_diを測定するためにヘリウムガス源３６からヘリウムガスを試料管１０，１２，１４のいずれかに供給するときに、一旦ここに導入される空間として用いられる。また、マニホールド４４の管路は、吸着特性を測定するために第１吸着質ガス源３８から吸着質である窒素ガスを試料管１０，１２，１４のいずれかに供給するときに、一旦ここに導入される空間として用いられる。すなわち、マニホールド４４の管路の容積は、死容積の測定のためのヘリウムガス供給の際の基準容積Ｖ_Sであり、吸着特性測定のための窒素ガス供給の際の基準容積Ｖ_Sである。

【0039】

マニホールド４４は、死容積の測定および吸着特性測定の際の基準容積Ｖ_Sを規定するので、マニホールド４４を含む配管部４６は、温度調整されたバスに収容され、所定の基準温度Ｔ_Sに維持される。温度調整が必要なのはマニホールド４４と開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６とその間を接続する配管であるので、場合によっては流量調整弁８０，８４，８８を温度調整されるバスの外に出してもよい。

【0040】

飽和蒸気圧管４８は、一方端に端部開口を有する細長い管で、他方端が底部を有する容器である。飽和蒸気圧管４８の端部開口とマニホールド４４との間には飽和蒸気圧管用の開閉弁９６が設けられており、さらに飽和蒸気圧管４８の端部開口と飽和蒸気圧管用の開閉弁９６との間には飽和蒸気圧管用の圧力計９８が設けられている。

【0041】

飽和蒸気圧管４８は、過剰の吸着質が収容され飽和蒸気圧管４８を冷媒３２に浸漬したときの吸着質の飽和蒸気圧を実測するために用いられる。ここでは吸着質は窒素である。図１では、飽和蒸気圧管４８は試料管１０より離れたところに配置されるが、実際は３本の試料管１０、１２，１４に囲まれた中央部に置かれることが好適である。飽和蒸気圧管４８の端部開口は配管部４６を介して試料管１０，１２，１４と、後述する第１，２吸着質ガス源３８，４０、排気ポンプ４２と接続される。飽和蒸気圧管４８は、内径２ｍｍでその材質はステンレスとすることができる。

【0042】

測定制御部１００は、配管部４６の開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６の開閉を制御し、圧力計５６，６６，７６，９４，９８の検出値を用いて、吸着特性測定を行う機能を有する制御装置である。かかる測定制御部１００は、適当なコンピュータで構成することができる。

【0043】

測定制御部１００は、死容積算出手順１０２と、吸着質をマニホールド４４の基準容積Ｖ_Sに導入する導入処理手順１０４と、基準容積Ｖ_Sに導入された吸着質を試料管１０，１２，１４に移す供給処理手順１０６と、試料２０，２２，２４について吸着量を算出する吸着量算出手順１０８を実行する機能を有する。

【0044】

ここでは、１つのマニホールド４４を用いて、試料管１０について導入処理手順１０４と供給処理手順１０６を一組として実行し、引き続いて試料管１２について導入処理手順１０４と供給処理手順１０６を一組として実行し、引き続き試料管１４について導入処理手順１０４と供給処理手順１０６を一組として実行する。導入処理手順１０４と供給処理手順１０６の実行は、第１吸着質ガス源３８からマニホールド４４への吸着質の供給、マニホールド４４から試料管１０，１２，１４への吸着質の供給であるので、短時間で終了する。試料管１０，１２，１４へ供給された吸着質の量は、マニホールド４４に設けられた１つの圧力計９４が検出する圧力に基づいて行われるが、これらの圧力検出は、短時間のうちに順次行うことができる。

【0045】

これに対し、吸着量算出手順１０８の実行は、試料２０，２２，２４に吸着質が十分吸着して平衡状態となるまでの時間を要するので、終了には長時間を要する。そこで、吸着量算出手順１０８は、試料管１０用の圧力計５６、試料管１２用の圧力計６６、試料管１４用の圧力計７６を用いてそれぞれ並行して実行される。このようにして、１台の吸着特性測定装置３０を用いて、１つの試料についての吸着特性測定をしながら、次の試料についての吸着特性測定を並行して行うことができる。

【0046】

かかる機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。具体的には、多試料吸着特性測定プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実行するものとしてもよい。

【0047】

上記構成の作用、特に、測定制御部１００の各機能について、図２、図３を用いて詳細に説明する。図２は、吸着量測定のための動作手順を示すフローチャートである。図３は、吸着量測定のための各開閉弁の開閉タイミングと各圧力計の検出値の変化を示すタイムチャートである。

【0048】

図２、図３は、試料管１０，１２，１４についての死容積Ｖ_diが算出された後の処理についてのものであるので、これらの説明の前に、死容積Ｖ_diの算出について説明する。

【0049】

まず、死容積Ｖ_diの算出のために、基準容積Ｖ_Sにヘリウムガスを導入してその圧力をＰ_Sとし温度をＴ_Sとし、基準容積Ｖ_Sに導入されたヘリウムガスを温度Ｔ_dの試料管１０に導入したときの圧力Ｐ_diを求める。そしてこれらの値から、関係式Ｐ_SＶ_S＝Ｐ_di（Ｖ_S＋Ｖ_di）を用いて、死容積Ｖ_diを求めることができる。死容積Ｖ_diの算出処理は、試料管１０，１２，１４のいずれについても同じであるので、以下では、試料管１０に代表させて説明する。

【0050】

試料管１０についての死容積Ｖ_d1は、開閉弁５４から試料管１０の容積を言う。一般的には試料管１０の一部は冷媒３２により低温にし、吸着質が試料２０に吸着する温度に保つ。しかし、低温部分と室温部分は明確に切り分けることが出来ず、温度勾配がある。ここで言う死容積とは、マニホールド４４の吸着質が試料管１０に導入された時の圧力減少から計算される体積であり、吸着質が吸着しなければ圧力減少は同じとなる。すなわち、ここで言う死容積とは、もし試料管１０がマニホールド４４と同じ温度であったとした時の見かけの体積となる。この死容積は吸着量計算時、試料管１０の温度環境を一定にすることにより、測定時の見かけの体積は同じであるとする事が出来る。

【0051】

図１において、初期状態は、試料２０を内部に収容する試料管１０の端部開口が取付部５０に接続され、開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６はすべて閉状態となっている。そして、冷媒容器３４に冷媒３２が満たされ、試料管１０の温度はＴ_d、マニホールド４４の温度はＴ_Sとなっている。この状態で、開閉弁５４と開閉弁９２が開状態とされ、排気ポンプ４２が作動される。これによって、マニホールド４４と、試料管１０の内部は十分な減圧され真空に近い状態となる。その後、開閉弁５４と開閉弁９２が閉状態とされ、排気ポンプ４２の作動が停止される。

【0052】

次に、開閉弁８２が開状態とされ、ヘリウムガス源３６からヘリウムガスがマニホールド４４に導入される。適当な時期に開閉弁８２が閉状態とされ、そのときのマニホールド４４の圧力が圧力計９４で検出される。検出された圧力をＰ_Sとすると、マニホールド４４に導入されたヘリウムガスは、温度Ｔ_S、圧力Ｐ_Sで、その体積が基準容積Ｖ_Sである。

【0053】

次に、開閉弁５４を開状態とし、圧力計５６または圧力計９４で試料管１０およびマニホールド４４の圧力を検出する。検出された圧力をＰ_d1とする。試料管１０の温度はＴ_diであり、ヘリウムガスは窒素吸着温度以下においても試料２０に吸着しないので、マニホールド４４に導入されたヘリウムガスは、マニホールド４４と試料管１０にまたがって広がる。そこで、開閉弁５４から試料２０を内部に収容する試料管１０についての死容積Ｖ_d1は、Ｐ_SＶ_S＝Ｐ_d1（Ｖ_S＋Ｖ_d1）の関係式を用いて算出される。

【0054】

死容積Ｖ_d1が算出されると、開閉弁９２が開状態とされ、排気ポンプ４２が作動される。これによって、マニホールド４４と、試料管１０の内部からヘリウムガスが外部に排出され、十分に減圧され真空に近い状態となる。その後、開閉弁５４と開閉弁９２が閉状態とされ、排気ポンプ４２の作動が停止される。

【0055】

同様にして、試料２２を内部に収容する試料管１２についての死容積Ｖ_d2と、試料２４を内部に収容する試料管１４についての死容積Ｖ_d3が算出される。死容積Ｖ_d1、死容積Ｖ_d2、死容積Ｖ_d3は、必ずしも同じ値ではない。死容積の算出は、測定制御部１００の死容積算出手順１０２によって実行される。死容積算出の精度を向上させるため、数回の死容積算出を行ってその平均値を用いるものとすることができる。

【0056】

死容積Ｖ_d1、死容積Ｖ_d2、死容積Ｖ_d3が算出されると、次に、吸着特性測定のための処理が図２のフローチャート、図３のタイムチャートに従って行われる。

【0057】

図２は、吸着特性測定のための手順を示すフローチャートで、各手順は、多試料吸着特性測定プログラムの各処理手順に対応する。図３は、図２に対応するタイムチャートで、横軸が時間、縦軸には、上段から下段に向かって、開閉弁８６の開閉状態、開閉弁５４の開閉状態、開閉弁６４の開閉状態、開閉弁７４の開閉状態、圧力計９４が検出した圧力Ｐ₀、圧力計５６が検出した圧力Ｐ₁、圧力計６６が検出した圧力Ｐ₂、圧力計７６が検出した圧力Ｐ₃がとられている。

【0058】

図２において、Ｓ１０，Ｓ２６，Ｓ２８は測定対象試料管が複数の場合の繰り返し手順であることを示すものである。Ｓ１０では、初期状態であることを示すために、繰り返しを計数するカウンタをｉ＝１にセットする。このときの開閉弁５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６の状態はすべて閉状態、圧力計５６，６６，７６，９４が検出する圧力は、すべて十分に減圧され真空に近い圧力である。

【0059】

そして、試料管１０について処理を始める。まず、導入処理が行われる（Ｓ１２）。この処理手順は、測定制御部１００の導入処理手順１０４によって実行される。導入処理は、開閉弁８６が閉状態から開状態とされ、目標圧力到達後に再び閉状態に戻すことで行われる。

【0060】

図３では、時間ｔ₁で開閉弁８６が閉状態から開状態とされるので、このときに導入処理が開始されたことになる。開閉弁８６が開状態になると、第１吸着質ガス源３８から吸着質である窒素ガスがマニホールド４４に導入され、マニホールド４４の内部圧力が上昇する。図３では、圧力計９４が検出する圧力Ｐ₀が真空に近い圧力からＰ_I1¹に上昇したことが示される。その後、時間ｔ₂で開閉弁８６が閉状態に戻される。この時間ｔ₂が導入期間の終了（Ｓ１４）である。したがって、時間ｔ₁から時間ｔ₂の間の（ｔ₂−ｔ₁）の期間が導入期間である。導入期間において、試料管１０に供給するための窒素ガスが、一旦、基準容積Ｖ_Sを有するマニホールド４４に導入される。開閉弁８６が開状態から閉状態とされた直後は圧力が揺らぐので数秒の待機時間を経て圧力計９４によって圧力を検出させることが好ましい。導入期間において検出されたマニホールド４４の内部圧力Ｐ_I1¹は測定制御部１００に伝送されて取得される（Ｓ１６）。

【0061】

時間ｔ₂の後、適当な待ち時間をおいて、供給処理が行われる（Ｓ１８）。この処理手順は、測定制御部１００の供給処理手順１０６によって実行される。供給処理は、マニホールド４４に導入された窒素ガスを試料管１０に移す処理で、開閉弁５４が閉状態から開状態とされ、任意に定めた開弁時間の経過後に再び閉状態に戻すことで行われる。

【0062】

図３では、時間ｔ₂から適当な時間が経過した時間ｔ₃において、開閉弁５４が閉状態から開く状態とされるので、このときに供給処理が開始されたことになる。開閉弁５４が開状態になると、マニホールド４４の内部に密閉状態とされている窒素ガスがマニホールド４４から試料管１０に移され、マニホールド４４の内部圧力が低下する。それと共に試料管１２の内部圧力が上昇する。図３では、圧力計９４が検出する圧力Ｐ₀がＰ_I1¹から低下し、圧力計５６が検出する圧力Ｐ₁が真空に近い圧力から上昇する様子が示される。その後、時間ｔ₄で開閉弁５４が閉状態に戻される。この時間ｔ₄が開弁期間の終了（Ｓ２０）である。したがって、時間ｔ₃から時間ｔ₄の間の（ｔ₄−ｔ₃）の期間が開弁期間である。

【0063】

開弁期間において、マニホールド４４に導入された窒素ガスが試料管１０に移されるが、マニホールド４４の内部圧力が元の真空に近い圧力までは下がらないので、マニホールド４４に導入された窒素ガスの全部が試料管１０に移ったわけではない。マニホールド４４に残った窒素ガスの量を示すものとして、開弁期間の終了時点のマニホールド４４の内部圧力Ｐ_I^1*が圧力計９４によって検出され、測定制御部１００に伝送されて取得される（Ｓ２１）。

【0064】

開弁期間が終了すると、開閉弁５４が閉状態となるので、試料管１０の内部は密閉状態となり、試料２０に対し窒素ガスの吸着が始まる。窒素ガスの吸着と共に試料管１０の内部圧力は低下を始めるが、吸着は時間をかけてゆっくりと進むので、その圧力変化は緩やかである。試料２０に窒素ガスの吸着が十分に行われて試料管１０の内部圧力が平衡状態になるには長時間を有し、平衡状態になったか否かは、継続的な圧力変化の監視が必要である。そこで、開弁期間が終了すると、圧力計５６が検出する圧力Ｐ₁の監視が開始する（Ｓ２２）。検出された圧力Ｐ₁は測定制御部１００に伝送されて取得され、適当な記憶装置に逐時的に記憶される。圧力Ｐ₁の取得間隔は、試料２０の特性に応じてソフトウェアによって変更が可能である。試料２０が吸着速度の大きい物質であるときは取得間隔を短くし、吸着速度が小さい物質であるときは取得間隔を長くする。

【0065】

また、吸着目的平衡圧Ｐ_tより圧力計５６の検出した圧力Ｐ₁が著しく低いか否かが判断される（Ｓ２４）。著しく低い場合には、吸着平衡を待たずに再度導入処理（Ｓ１２）からＰ_I取得（Ｓ１６）までの処理を繰り返し、併せて供給処理（Ｓ１８）からＰｉ監視（Ｓ２２）までを繰り返して行い、測定平衡圧を吸着目的平衡圧Ｐ_tに近づけることが出来る。

【0066】

図３においては、導入処理をＰ_I1^1*からＰ_I1^2*、Ｐ_I1^3*と繰り返して行い、併せて開閉弁５４の開閉を繰り返して試料管１０の内部圧力Ｐ₁を監視することが示されている。この操作により測定点を希望するあるいは均等に取得することが可能となりかつ測定時間を短縮することが可能である。また同様に、吸着目的量Ｖ_tより試料２０についての吸着量Ｖ_iの吸着量変化が大きいか否かの判断がなされ（Ｓ２３）、大きいと判断がなされた場合には前述の処理（Ｓ２４）をスキップし、均等な吸着量測定間隔を保つことが可能である。なお、図３では、試料管１０の試料２０に対して吸着質導入処理を３回繰り返すことで吸着目的平衡圧Ｐ_tに到達し、試料管１２の試料２２と試料管１４の試料２４とに対しては吸着質導入処理を１回行うことで吸着目的平衡圧Ｐ_tに到達することが示される。

【0067】

Ｐ₁の監視は、密閉状態の試料管１０に設けられる圧力計５６が検出する圧力Ｐ₁について行われるので、これとは無関係に配管部４６における開閉弁５４以外の開閉弁の開閉を実行することができる。

【0068】

そこで、測定対象試料管が複数の場合には、繰り返しを計数するカウンタの計数値ｉを１つ繰り上げてｉ＝ｉ＋１にセットする（Ｓ２６）。Ｓ１０でｉ＝１であったので、ｉ＝ｉ＋１＝２となる。次に、新しいｉが繰り返し数の限度であるＮを超えるか否かが判断される（Ｓ２８）。ここでは、３つの試料管１０，１２，１４について吸着特性を測定するので、Ｎ＝３である。ｉ＝２であるので、Ｓ２８の判断は否定され、Ｓ１２に戻る。

【0069】

ｉ＝ｉ＋１＝２となってＳ１２に戻ると、今度は試料管１２について上記で述べた処理を繰り返す。図３で説明すると、時間ｔ₁₂で試料管１０について導入処理と供給処理が終了したので、時間ｔ₁₂から適当な時間が経過した時間ｔ₁₃から試料管１２についての導入処理が開始される。

【0070】

すなわち、時間ｔ₁₃で開閉弁８６が閉状態から開状態とされ、第１吸着質ガス源３８からマニホールド４４に窒素ガスが導入される。これが試料管１２についての導入処理の開始である（Ｓ１２）。時間ｔ₁₄で導入期間が終了（Ｓ１４）し、時間ｔ₁₄で開閉弁８６が閉状態に戻され、圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I2¹が取得されて測定制御部１００に伝送される（Ｓ１６）。試料管１２のための導入期間（ｔ₁₄−ｔ₁₃）は、試料管１０について行われた導入期間（ｔ₂−ｔ₁）と同じとしてもよく、異なっても構わない。試料管１２のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I2は、試料管１０のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I1と必ずしも同じではない。

【0071】

時間ｔ₁₄から適当な時間が経過した時間ｔ₁₅で開閉弁６４が閉状態から開状態とされ、マニホールド４４から窒素ガスが試料管１２に移される。これが試料管１２についての供給処理の開始である（Ｓ１８）。時間ｔ₁₆で開弁期間が終了（Ｓ２０）し、開閉弁６４が閉状態に戻され、圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I2^1*が取得されて測定制御部１００に伝送される（Ｓ２２）。試料管１２のための開弁期間（ｔ₁₆−ｔ₁₅）は、試料管１０について行われた開弁期間（ｔ₄−ｔ₃）と同じとしてもよく、異なっても構わない。試料管１２のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I2^1*は、試料管１０のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I1^1*と必ずしも同じ値ではない。そして、試料管１２の圧力計６６が検出する圧力Ｐ₂の監視が開始する（Ｓ２４）。

【0072】

そこで、繰り返しを計数するカウンタの計数値ｉを１つ繰り上げてｉ＝ｉ＋１＝３にセットし（Ｓ２６）、新しいｉ＝３が繰り返し数の限度であるＮ＝３を超えるか否かが判断される（Ｓ２８）。Ｓ２８の判断は否定されるので、再びＳ１２に戻る。

【0073】

ｉ＝ｉ＋１＝３となってＳ１２に戻ると、今度は試料管１４について上記で述べた処理を繰り返す。図３で説明すると、時間ｔ₁₆で試料管１２について導入処理と供給処理が終了したので、時間ｔ₁₆から適当な時間が経過した時間ｔ₁₇から試料管１４についての導入処理が開始される。

【0074】

すなわち、時間ｔ₁₇で開閉弁８６が閉状態から開状態とされ、第１吸着質ガス源３８からマニホールド４４に窒素ガスが導入される。これが試料管１４についての導入処理の開始である（Ｓ１２）。時間ｔ₁₈で導入期間が終了（Ｓ１４）し、開閉弁８６が閉状態に戻され、圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I3^1*が取得されて測定制御部１００に伝送される（Ｓ１６）。試料管１４のための導入期間（ｔ₁₈−ｔ₁₇）は、試料管１０について行われた導入期間（ｔ₂−ｔ₁）、試料管１２について行われた導入期間（ｔ₁₄−ｔ₁₃）と同じとしてもよく、異なっても構わない。試料管１４のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I3は、試料管１０，１２のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I1，Ｐ_I2と必ずしも同じ値ではない。

【0075】

時間ｔ₁₈から適当な時間が経過した時間ｔ₁₉で開閉弁７４が閉状態から開状態とされ、マニホールド４４から窒素ガスが試料管１４に移される。これが試料管１４についての供給処理の開始である（Ｓ１８）。時間ｔ₂₀で開弁期間が終了（Ｓ２０）し、開閉弁７４が閉状態に戻され、圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I3^1*が取得されて測定制御部１００に伝送される（Ｓ２２）。試料管１４のための開弁期間（ｔ₂₀−ｔ₁₉）は、試料管１０について行われた開弁期間（ｔ₄−ｔ₃）、試料管１２について行われた開弁期間（ｔ₁₆−ｔ₁₅）と同じとしてもよく、異なっても構わない。試料管１４のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I3^1*は、試料管１０，１２のときの圧力計９４が検出する圧力Ｐ_I1^1*，Ｐ_I2^1*と必ずしも同じ値ではない。そして、試料管１４の圧力計７６が検出する圧力Ｐ₃の監視が開始する（Ｓ２４）。

【0076】

そこで、繰り返しを計数するカウンタの計数値ｉを１つ繰り上げてｉ＝ｉ＋１＝４にセットし（Ｓ２６）、新しいｉ＝４が繰り返し数の限度であるＮ＝３を超えるか否かが判断される（Ｓ２８）。Ｓ２８の判断は肯定されるので、Ｓ１２には戻らず、マニホールド４４に対する吸着質導入処理は終了する。

【0077】

時間ｔ₂₀からは試料管１０，１２，１４の圧力計５６，６６，７６の変化を監視し、圧力変化が一定の基準値以下、すなわち吸着平衡に達した時（Ｓ２９）、平衡圧力Ｐ₁^*，Ｐ₂^*，Ｐ₃^*が取得され（Ｓ３０）、吸着量が計算される（Ｓ３６）。

【0078】

このように、１つのマニホールド４４を用いて、導入期間と開弁期間の合計期間を繰り返し単位として、複数の試料管のそれぞれに順次吸着質を供給することが行われる。

【0079】

２点目以降は、吸着平衡状態になったものから逐次窒素ガス導入処理に入っていくことが好ましい。これは測定が必ずしも試料管１０，１２，１４の順に測定しなくてもよく、平衡終了した試料から逐次、次の測定点に移行し全体測定時間を短縮することが可能である。

【0080】

この間に、各試料管１０，１２，１４については、それぞれの圧力計５６，６６，７６が検出する圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の逐時的監視が継続される。そして、試料２０，２２，２４に対する窒素ガスの吸着が十分に行われたか否かについて、圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の低下が平衡状態に達したか否かに基づいて判断される。

【0081】

圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の逐時的監視は、圧力計５６，６６，７６が検出する圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を予め定めた取得間隔で取得することで行われる。圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の取得は、同じタイミングで３つの圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を同時に取得することができる。例えば、取得間隔を１０分として、１０分経過毎に、圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を同時に取得する。試料２０，２２，２４の吸着特性がかなり異なるときには、Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の取得間隔を相互に異なるものとできる。例えば、吸着速度が大きい試料に対して圧力の取得間隔を短くし、吸着速度が小さい試料に対しては圧力の取得間隔を長くする。

【0082】

圧力Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の低下が平衡状態に達したか否か（Ｓ２９）は、圧力の取得間隔における圧力値の変化が所定範囲以下となったか否かで判断することができる。例えば、圧力の取得間隔を判断間隔として、取得間隔が１０分の場合、その１０分間における圧力の変化率が１％以下となったときを平衡状態とすることができる。平衡状態に達したか否かに用いられる判断間隔および圧力の変化率は一例であって、試料２０，２２，２４の特性に応じ、適宜変更することがよい。

【0083】

図３では、試料管１０の試料２０については、時間ｔ₂₁において、圧力計５６が検出する圧力Ｐ₁の低下が平衡状態となってＰ₁^*となったことが示される。同様に、試料管１２の試料２２については、時間ｔ₂₂において、圧力計６６が検出する圧力Ｐ₂の低下が平衡状態となってＰ₂^*となったことが示される。試料管１４の試料２４については、時間ｔ₂₃において、圧力計７６が検出する圧力Ｐ₃の低下が平衡状態となってＰ₃^*となったことが示される。なお、図３では、時間ｔ₂₁、時間ｔ₂₂、時間ｔ₂₃がこの順序となって、試料２０の吸着特性測定が一番先に終了し、次に試料２２の吸着特性測定が終了し、最後に試料２４の吸着特性測定が終了することになっているが、試料２０，２２，２４の特性によっては、この順序は前後することになる。

【0084】

図２に戻り、平衡状態となった圧力Ｐ₁^*，Ｐ₂^*，Ｐ₃^*は測定制御部１００に伝送されて取得される（Ｓ３０）。ここで、Ｓ１６で取得されたＰ_I1，Ｐ_I2，Ｐ_I3、Ｓ２１で取得されたＰ_I1^*，Ｐ_I2^*，Ｐ_I3^*、Ｓ３０で取得されたＰ₁^*，Ｐ₂^*，Ｐ₃^*に基づいて、試料２０，２２，２４の吸着量が算出される。なお、Ｐ_Iiⁿ,Ｐ_Ii^n*におけるｎの値は導入及び供給処理の繰り返し回数を示すものであって、ここでは、Ｐ_I1¹,Ｐ_I1²，Ｐ_I1³をＰ_I1として示した。また、Ｐ_I2¹をＰ_I2、Ｐ_I3¹をＰ_I3とした。

【0085】

試料２０，２２，２４の吸着量の算出手順はいずれも同じであるので、試料２０に代表させて説明する。マニホールド４４の温度をＴ_Sとし容積をＶ_Sとして、試料２０が収容されている試料管１０の温度をＴ_dとし死容積をＶ_d1として、気体定数Ｒを用いて、試料管１０の内部に導入された吸着質の導入量Δｎ₁を、Δｎ₁＝（Ｖ_S／ＲＴ_S）×（Ｐ_I1−Ｐ_I1^*）として算出する（Ｓ３２）。次に、試料管１０の死容積Ｖ_d1に残った吸着質残量Δｎ_d1をΔｎ_d1＝（Ｖ_d1／ＲＴ_d）×Ｐ₁^*として算出する（Ｓ３４）。

【0086】

また、吸着平衡圧を任意の圧力にて測定する為に、複数回の窒素ガス導入を行った場合は、マニホールド４４の温度をＴ_Sとし容積をＶ_Sとして、試料２０が収容されている試料管１０の温度をＴ_dとし死容積をＶ_d1として、気体定数Ｒを用いて、試料管１０の内部に導入された窒素ガスの導入量Δｎ₁を、Δｎ₁＝（Ｖ_S／ＲＴ_S）×Σ（Ｐ_I1ⁿ−Ｐ_I1^n*）として算出し、試料管１０の死容積に残った窒素ガス残量Δｎ_d1をΔｎ_d1＝（Ｖ_d1／ＲＴ_S）×Ｐ₁^*として算出し、試料管１０の内部の試料２０に吸着した窒素ガスの量Ｖ₁をＶ₁＝（Δｎ₁−Δｎ_d1）として算出する。

【0087】

このようにして、試料管１０の内部に導入された窒素ガスの導入量Δｎ₁と、試料管１０の死容積Ｖ_d1に残った窒素ガス残量Δｎ_d1が求まると、試料管１０の内部の試料２０に吸着した窒素ガスの量Ｖ₁は、Ｖ₁＝（Δｎ₁−Δｎ_d1）で算出される（Ｓ３６）。この手順は、測定制御部１００の吸着量算出手順１０８によって実行される。

【0088】

試料２２の吸着量についても、試料管１２の死容積Ｖ_d2、Ｐ_I2、Ｐ_I2^*、Ｐ₂^*を用いて同様に算出される。試料２４の吸着量についても、試料管１４の死容積Ｖ_d3、Ｐ_I3、Ｐ_I3^*、Ｐ₃^*を用いて同様に算出される。死容積Ｖ_diは、試料２０を収容した試料管１０、試料２２を収容した試料管１２、試料２４を収容した試料管１４で必ずしも同じ値ではなく、Ｐ_IiとＰ_Ii^*も試料管１０，１２，１４について必ずしも同じ値ではない。

【0089】

このように、吸着特性測定装置３０は、マニホールド４４に吸着質を導入する導入期間と、マニホールド４４から試料管に吸着質を供給する開弁期間の合計期間を繰り返し単位として、各試料管１０，１２，１４のそれぞれに順次吸着質を供給する。導入期間と開弁期間は吸着質を移す時間であるので、短時間で済み、各試料管１０，１２，１４に順次吸着質を供給した後、各試料管１０，１２，１４について吸着前後の圧力変化ΔＰを測定する。各試料管１０，１２，１４には独立して圧力計５６，６６，７６が設けられるので、ΔＰの測定は時間がかかっても並行して行える。このようにして、１台の吸着特性測定装置３０を用いて、１つの試料についての吸着特性測定をしながら、次の試料についての吸着特性測定を行うことができる。

【符号の説明】

【0090】

１０，１２，１４ 試料管、２０，２２，２４ 試料、３０ 吸着特性測定装置、３２ 冷媒、３４ 冷媒容器、３６ ヘリウムガス源、３８ 第１吸着質ガス源、４０ 第２吸着質ガス源、４２ 排気ポンプ、４４ マニホールド、４６ 配管部、４８ 飽和蒸気圧管、５０，６０，７０ 取付部、８０，８４，８８ 流量調整弁、５４，６４，７４，８２，８６，９０，９２，９６ 開閉弁、５６，６６，７６，９４，９８ 圧力計、１００ 測定制御部、１０２ 死容積算出手順、１０４ 導入処理手順、１０６ 供給処理手順、１０８ 吸着量算出手順。

【図1】

【図2】

【図3】