種子の呼吸過程における二酸化炭素（CO₂）含有量の変化と種子活力との関係を研究するため、差動ヘルムホルツ光音響セルに基づくCO₂光音響センサーシステムを設計し、異なる活力の南部ジャポニカ米種子のCO₂発生速度を測定してシステムの性能評価を行った。現場プログラマブルロジックゲートアレイ（FPGA）開発ボードに基づく信号処理モジュールを自律設計し、レーザー駆動電流の精密制御と光音響信号の復調を実現した。変調周波数、レーザー変調深度、動作圧力などのシステムパラメータを最適化することで、1089秒の積分時間内に0.6×10^-6の最低検出限界を達成した。国標GB/T 3543.1に基づき、30gの南部ジャポニカ米種子を選択して発芽実験を行い、光音響センサー実験で測定されたCO₂発生濃度と線形フィッティングを行った。結果は、南部ジャポニカ米種子の呼吸速度が種子活力に比例し、相関係数が0.979に達することを示し、光音響分光技術を用いた稲種子の活力度測定の参考資料を提供した。

光音響分光技術;種子活力検出;ヘルムホルツ光音響セル;二酸化炭素