匂い測定装置と匂い測定方法
【課題】簡易な構成で、匂いの測定のスループットまたは精度を向上させ、または洗浄処理に要する標準空気の消費量を少なくすることのできる匂い測定装置と匂い測定方法とを提供しようとする。
【解決手段】従来の気体の匂いを測定する匂い測定装置にかわって、気体の匂いを感じることをできる感応部１０１をもつ匂いセンサ１００と、気体を前記感応部１０１に供給することをできる気体供給手段２００と、オゾンガスを前記感応部１０１に供給することをできるオゾンガス供給手段３００と、を備えるものとした。
【解決手段】従来の気体の匂いを測定する匂い測定装置にかわって、気体の匂いを感じることをできる感応部１０１をもつ匂いセンサ１００と、気体を前記感応部１０１に供給することをできる気体供給手段２００と、オゾンガスを前記感応部１０１に供給することをできるオゾンガス供給手段３００と、を備えるものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の匂いを測定する匂い測定装置と匂い測定方法とに係る。特に匂いを測定する手順とその構造に特徴の有る匂い測定装置と匂い測定方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
気体の匂いを測定する匂い測定装置には、匂いセンサの形式により各種の形式のものがある。
匂いセンサの形式には、金属酸化物半導体を使用した匂いセンサ、合成被膜と水晶振動子とを組合わせた匂いセンサ、バイオセンサを用いた匂いセンサ等がある。
いずれも、測定対象の気体に含まれる匂い物質が感応部に付着して、匂いセンサの物理的特性や化学的特性や電気的特性が変化することに着目して、匂いを測定する。
匂いは、匂いの強さと匂いの種類とで特定される。気体の匂いの強さと匂いの種類とは、特定の気体の匂いをゼロ点として表現される。
一般に、特定の気体は、人間が感知できない程度の弱い匂いを有する空気（以下、無臭空気と呼ぶ。）である。
通例、無臭空気は、活性炭を通過させた空気または標準空気である。
標準空気は、窒素と酸素とを空気と同等の比率に混合して得られた人工空気である。
【０００３】
例えば、金属酸化物半導体匂いセンサの作動原理を説明する。
金属酸化物半導体は、金属酸化物を素材としたものであり、例えば、酸化錫または酸化亜鉛に適切な酸化触媒を混入したｎ型半導体である。酸化触媒の種類や作動温度や多孔質焼結構造の細孔径等を適切に選定することにより、各種の匂いに対し希望する感応特性をもつ匂いセンサを得ることができる。
気体に含まれる匂い物質の大部分は、揮発性の還元性物質である。
この気体の臭いを臭いセンサで測定するには、以下の手順で行う。
初期状態において、標準空気等の無臭空気を匂いセンサの感応部に供給する。無臭空気に含まれる酸素が匂いセンサの感応部の表面を酸化して、その金属酸化物半導体の内部の電子を奪っている。金属酸化物半導体の内部での電子が不足するので、金属酸化物半導体は電気伝導度が低くなる。したがって、電気抵抗値が高くなる。
匂い物質が、匂いセンサの感応部に付着すると、匂い物質が感応部の表面の酸素に電子を供給するので、酸素が奪っていた電子が金属酸化物半導体に戻り、金属酸化物半導体の内部での電子が増加して電気伝導度が高くなる。したがって、電気抵抗値が低くなる。
この電気伝導度または電気抵抗値の変動を、電気的に検出して定量化し、匂い測定装置として利用する。
【０００４】
例えば、臭い測定装置は、匂いセンサの感応部が露出している測定空間を備えている。。匂い測定装置は、大気とともに匂い物質をエアポンプで導管を通して吸引し、測定チャンバーの測定空間に導く。匂い物質を含む気体が匂いセンサの感応部に供給されて、上述の電子の移動が生じるので、匂いセンサで匂いを感じることができる。匂いセンサの出力を取り込んだ後、匂い物質を含んだガスを測定空間から排出する。
匂い物質の大部分が有機化学物質であるので、匂い物質が匂いセンサの感応部、導管、測定チャンバーの内面に付着する。特に、匂い物質は、感応部と電子を共有して強固に付着する。
１つの匂いサンプルを測定した後には、洗浄処理が必要である。仮に、洗浄処理を行なわないと、次の匂いサンプルを測定する際に感応部に付着した匂い物質が測定誤差の原因となる。
洗浄処理では、無臭空気を測定空間に導く。通例、数分〜十数分の間、洗浄処理を継続することで、匂いセンサの出力が初期状態に戻る。
洗浄処理に要する時間は、匂い物質の匂いの強さと匂いの種類による。例えば、苺やバニラに匂いはとれにくく、洗浄処理に、十数分の時間を要する。洗浄処理に時間を要すると、匂い測定のスループットが低下する。また、洗浄処理に十分な時間をとらないと、測定精度が向上しない。また特に標準空気は、人工的につくられているので、高価であり、その消費量を少なくしたいという要請があった。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０７４４９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構成で、匂いの測定のスループットまたは精度を向上させ、または洗浄処理に要する標準空気の消費量を少なくすることのできる匂い測定装置と匂い測定方法とを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置を、気体の匂いを感じることをできる感応部をもつ匂いセンサと、気体を前記感応部に供給することをできる気体供給手段と、オゾンガスを前記感応部に供給することをできるオゾンガス供給手段と、を備えるものとした。
【０００８】
上記本発明の構成により、前記匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、
前記気体供給手段が気体を前記感応部に供給することをでき、前記オゾンガス供給手段がオゾンガスを前記感応部に供給することをできるので、気体を前記感応部に供給し気体に含まれた匂い物質が感応部に付着した後で、オゾンガスを前記感応部に供給すると、オゾンガスの酸化力が、感応部に付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【０００９】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス供給手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する、
上記本発明の構成により、前記感応部へ供給されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置を、気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入手段と、を備えるものとした。
【００１１】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間に露出し、前記気体導入手段が気体を前記測定空間に導入し、オゾンガス生成手段がオゾンガスを生成し、オゾンガス導入手段がオゾンガスを前記測定チャンバーへ導入するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間に導入すると、オゾンガスの酸化力が、測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置を、気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成手段と、を備えるものとした。
【００１３】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間に露出し、前記気体導入手段が気体を前記測定空間に導入し、前記オゾンガス生成手段が前記測定空間でオゾンを生成するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間で生成すると、オゾンガスの酸化力が測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００１４】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス生成手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する、
上記本発明の構成により、生成されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または匂いの種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００１５】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス生成手段が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定して、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成できるので、簡易な制御によりオゾンガスのオゾン濃度を調整して、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または匂いの種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００１６】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス生成手段が、放電により酸素をオゾン化するオゾン化機器を有し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間である。
上記本発明の構成により、オゾン化機器が放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間であるので、放電時間を調整する簡易な構成で、オゾン濃度を調整できる。
【００１７】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍ以上から１．００ｐｐｍの間の値から選択されるので、簡易な制御によりオゾンガスの酸化力が感応部に過剰に作用することを抑制して、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定方法を、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサを準備する準備工程と、気体を前記感応部に供給する気体供給工程と、オゾンガスを前記感応部に供給するオゾンガス供給工程と、を備えるものとした。
【００１９】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、気体を前記感応部に供給し、オゾンガスを前記感応部に供給するので、気体を前記感応部に供給し気体に含まれた匂い物質が感応部に付着した後で、オゾンガスを前記感応部に供給すると、オゾンガスの酸化力が、感応部に付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００２０】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス供給工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する。
上記本発明の構成により、供給されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または匂いの種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定方法を、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と、気体を測定空間に導入する気体導入工程と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成工程と、前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入工程と、を備えるものとした。
【００２２】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間の内部に露出し、気体を前記測定空間に導入し、オゾンガスを生成して前記測定空間へ導入するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを生成して前記測定空間に供給すると、オゾンガスの酸化力が、測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定方法を、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部を内部に露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と、気体を前記測定空間に導入する気体導入工程と、前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成工程と、を備えるものとした。
【００２４】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間に露出し、気体を前記測定空間に導入し、前記測定空間でオゾンを生成するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間で生成すると、オゾンガスの酸化力が測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００２５】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス生成工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する。
上記本発明の構成により、生成されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００２６】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス生成工程が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定して、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成できるので、簡易な制御によりオゾンガスのオゾン濃度を調整して、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００２７】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス生成工程が、放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が放電の放電時間である。
上記本発明の構成により、放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間であるので、放電時間を調整する簡易な構成で、オゾン濃度を調整できる。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるので、簡易な制御によりオゾンガスの酸化力が感応部に過剰に作用することを抑制して匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置と匂い測定方法は、その構成により、以下の効果を有する。
匂いを感じる感応部をもった匂いセンサを用意し、気体を感応部に供給でき、オゾンガスを感応部に供給できる様にしたので、気体を前記感応部に供給し気体に含まれた匂い物質が感応部に付着した後で、オゾンガスを前記感応部に供給すると、オゾンガスの酸化力が、感応部に付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
さらに、供給されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
また、匂いを感じる感応部をもった匂いセンサを用意し、感応部を測定チャンバーの測定空間に露出させ、気体を測定空間に導入して、オゾンガスを測定空間に導入できる様にしたので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間に供給すると、オゾンガスの酸化力が、測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
また、匂いを感じる感応部をもった匂いセンサを用意し、感応部を測定チャンバーの測定空間の内部に露出させ、気体を測定空間に導入し、前記測定空間でオゾンを生成できる様にしたので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間に生成すると、オゾンガスの酸化力が測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
また、生成されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
また、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定して、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成できるので、簡易な制御によりオゾンガスのオゾン濃度を調整して、オゾンガスの酸化力を最適化することをできる。
また、放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間であるので、放電時間を調整する簡易な構成で、オゾン濃度を調整できる。
また、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるので、簡易な制御によりオゾンガスの酸化力が感応部に過剰に作用することを抑制して匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
従って、簡易な構成で、匂いの測定のスループットまたは精度を向上させ、または洗浄処理に要する標準空気の消費量を少なくすることのできる匂い測定装置と匂い測定方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３１】
最初に、本発明の第一の実施形態に係る匂い測定装置１０を、図を基に、説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
以下では、匂い測定装置が測定チャンバーを備える場合を例にして、説明する。
【００３２】
匂い測定装置１０は、気体の匂いを測定する装置であって、匂いセンサ１００と気体供給手段２００とオゾンガス供給手段３００と測定チャンバー４００と気体排出手段５００とデータ処理部６００とで構成される。
【００３３】
匂いセンサ１００は、気体の匂いを感じることをできる感応部をもつセンサである。感応部は、例えば、金属酸化物半導体で構成される。匂い物質が感応部に付着すると、感応部の電気的特定が匂い物質の量と種類により変化する。
電気的特性と匂い物質の量と種類との相関関係の異なる複数の匂いセンサを持つのが好ましい。例えば、１つの匂いセンサ１００ａは分子量の大きな匂い物質に対して電気的特性の変動が大きく、他の１つの匂いセンサ１００ｂは、分子量の小さな匂い物質に対して電気的特性の変動が大きい。
２つの匂いセンサ１００ａ、１００ｂの匂い測定出力の組み合わせから、匂い物質の量と匂い物質の種類を特定することができる。
後段で、匂いセンサ１００の構造を詳述する。
【００３４】
測定チャンバー４００は、密閉可能な測定空間Ｈを持つ容器状装置である。匂いセンサ１００の感応部１０１が、測定空間Ｈに露出している。したがって、匂い物質の混ざった気体を測定空間Ｈに導入すると、気体が感応部に供給されて、匂い物質が感応部に付着する。
【００３５】
気体供給手段２００は、気体を感応部に供給することをできる装置である。
例えば、測定チャンバー４００が匂い測定装置に設けられる場合、気体供給手段２００は気体導入手段２１０で構成される。
気体導入手段２１０は、気体を測定空間Ｈに導入する手段であり、試料吸込管２１１と試料バルブ２１２と試料導入管２１３とで構成される。
試料吸込管２１１は、外部と試料バルブ２１２とを連通する配管である。配管は、匂い物質の付着しにくい素材（例えば、ＰＴＦＥ製チューブ）で出来ている。
試料バルブ２１２は開閉可能な弁である。例えは、試料バルブ２１２は、電気信号のオン信号またはオフ信号に従って、通路を開状態または閉状態にすることをできる。
試料導入管２１３は、試料バルブ２１２と測定チャンバー４００を連通する配管である。
従って、オン信号を試料バルブ２１２に与えると、試料バルブ２１２が開状態になり、外部から試料を測定空間Ｈに導入可能になる。オフ信号を試料バルブ２１２に与えると、試料バルブ２１２が閉状態になり、外部から試料を測定空間Ｈに導入不能になる。
【００３６】
オゾンガス供給手段３００は、オゾンガスを感応部に供給することをできる装置である。
例えば、測定チャンバーが匂い測定装置に設けられる場合、オゾンガス供給手段３００はオゾンガス生成手段３１０とオゾンガス導入手段３２０とで構成される。
オゾンガス導入手段３２０は、オゾンガスを測定空間Ｈに導入する装置であり、洗浄吸込管３２１と洗浄バルブ３２２と洗浄導入管３２３とで構成される。
洗浄吸入管３２１は、オゾンガス生成手段３１０と洗浄バルブ３２２とを連通する配管である。
洗浄バルブ３２２は、開閉可能な弁である。例えは、洗浄バルブ３２２は、電気信号のオン信号またはオフ信号に従って、通路を開状態または閉状態にすることをできる。
洗浄導入管３２３は、洗浄バルブ３２２と測定チャンバー４００とを連通する配管である。
従って、オン信号を洗浄バルブ３２２に与えると、洗浄バルブ３２２が開状態になり、オゾンガスを測定空間Ｈへ導入可能になる。オフ信号を洗浄バルブ３２２に与えると、洗浄バルブ３２２が閉状態になり、オゾンガスを測定空間Ｈへ導入不能になる。
オゾンガス生成手段３１０は、オゾンガスを生成する装置である。
後段で、オゾンガス生成手段３１０の構造を詳述する。
【００３７】
気体排出手段５００は、測定チャンバー４００から気体を排出する装置であり、気体排出管５０１、５０３、５０５と排出バルブ５０２と気体排出ポンプ５０４とで構成される。
気体排出管５０１は、測定チャンバー４００と排出バルブ５０２とを連通する配管である。
排出バルブ５０２は、開閉可能な弁である。例えは、排出バルブ５０２は、電気信号のオン信号またはオフ信号に従って、通路を開状態または閉状態にすることをできる。
気体排出管５０３は、排出バルブ５０２と気体排出ポンプ５０４の入口とを連通する配管である。
気体排出ポンプ５０４は、測定空間Ｈから気体を排出するポンプである。例えば、ポンプは、ファン、ブロア、ダイヤフラムポンプ等である。
気体排出管５０１は、気体排出ポンプ５０４の出口と外部とを連通する配管である。
従って、排出バルブ５０２にオン信号を与えて、気体排出ポンプ５０４を駆動すると、測定空間Ｈの気体が外部へ排出される。
【００３８】
データ処理部６００は、匂いセンサ１００、気体供給手段２００、オゾンガス供給手段３００、及び気体排出手段５００を制御して、気体の匂いを測定し、データ処理する装置である。
後段で、データ処理部６００の構成を詳述する。
【００３９】
次に、本発明の第二の実施形態に係る匂い測定装置１０を、図を基に、説明する。
図２は、本発明の第二の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
【００４０】
匂い測定装置１０は、気体の匂いを測定する装置であって、匂いセンサ１００と気体供給手段２００とオゾンガス供給手段３００と測定チャンバー４００と気体排出手段５００とデータ処理部６００とで構成される。
匂いセンサ１００と気体供給手段２００と測定チャンバー４００と気体排出手段５００とデータ処理部６００の構成は、第一の実施形態に係る匂い測定装置のものの構成と同じなので、説明を省略する。
オゾンガス供給手段３００は、オゾンガスを感応部に供給することをできる装置である。
例えば、匂い測定装置が測定チャンバーを設けられる場合、オゾンガス供給手段３００はオゾンガス生成手段３１０と洗浄ガス導入手段３２０とで構成される。
洗浄ガス導入手段３２０の構造は、第一の実施形態に係る匂い測定装置１０のオゾンガス導入手段３２０の構造と同じなので、説明を省略する。
オゾンガス生成手段３１０は、測定空間Ｈでオゾンを生成する装置である。オゾンガス生成手段３１０は、測定空間Ｈの中の酸素をオゾン化する。
後段で、オゾンガス生成手段３１０の構成を詳述する。
【００４１】
以下に、本発明の実施形態に係る匂いセンサ１００の構造を、図を基に説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る匂いセンサの概念図である。
匂いセンサ１００は、気体の匂いを感じることをできる感応部をもつセンサであり、感応部１０１とヒータ１０２とスイッチング素子１０３と負荷抵抗１０４と電源１０５とで構成される。
匂い測定装置１０は、複数の匂いセンサ１００を有するのが好ましい。例えば、２個の匂いセンサは、匂いセンサ１００ａ、匂いセンサ１００ｂと呼称する。
【００４２】
感応部１０１は、気体の匂いを感じることをできる部分である。
感応部１０１は、例えば、触媒が添加された金属酸化物半導体でできたものである。素材の種類、触媒の種類、構造等によって、匂いを構成する匂い分子に対する感度に大きな差が生じる。
複数の匂いセンサ１００ａ、１００ｂの感応部１０１の匂い分子に対する感度に差を設けるのが好ましい。
例えば、匂いセンサ１００ａの感応部１０１は、分子量が比較的大きく揮発性の低い重質系の匂い分子に対して高い感度を持つ。重質系の匂い分子の代表例は、不飽和芳香族炭化水素化合物である。
例えば、匂いセンサ１００ｂの感応部１０１は、分子量が比較的小さく揮発性の高い軽質系の匂い分子に対して高い感度を持つ。軽質系の匂い分子の代表例は、アルコールである。
【００４３】
ヒータ１０２は、感応部１０１を加熱するものであり、例えが、白金薄膜である。
感応部１０１とヒータ１０２は、一体構造をしている。ヒータ１０２は、通電されて発熱し、感応部１０１を所定の温度に加熱することができる。例えば感応部１０１が金属酸化物半導体である場合、所定の温度は約４００℃である。この様にすると、感応部１０１が周囲温度変化や水分の存在により影響をうけることが少なくなり、匂いセンサの感度の低下を防止できる。また、感応部１０１に付着した匂い分子を洗浄空気で洗浄除去するのが容易になる。
ヒータ１０２は、パルス電流を印加されて、発熱するのが好ましい。
【００４４】
スイッチング素子１０３は、ヒータ１０２に電流を供給するための電子素子である。スイッチング素子１０３は、パルス状のヒータ加熱パルス１０６を入力され、ヒータ１０２にパルス状の電流を供給する。
ヒータ加熱パルス１０６は、入力抵抗を介して、スイッチング素子に入力されるのが好ましい。
【００４５】
負荷抵抗１０４は、感応部１０１に直列接続された抵抗回路である。負荷抵抗１０４は、抵抗素子で構成された回路でもよいし、抵抗素子とコンデンサとが並列接続された回路でもよい。
【００４６】
電源１０５が、感応部１０１とヒータ１０２とに電流を供給する。
匂い測定出力１０７が、感応部１０１と負荷抵抗１０４との接続点から出力する。
【００４７】
揮発性の還元性化学物質である匂い物質が感応部１０１に付着すると、感応部１０１の酸素に電子を供給する。感応部１０１の酸素が増加するために、感応部の電気伝導度が高くなる。
複数の匂いセンサ１００ａ、１００ｂの匂い測定出力Ｖｃｃをモニタすると、匂い物質の量と種類とを測定することができる。
【００４８】
以下に、２つの匂いセンサの匂い測定出力Ｖｃｃを用いて、匂いの強さと匂いの種類を測定する方法を、図を基に、説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る匂い出力のベクトル図である。
図中において、
Ａоは、匂いセンサ１００ａの出力値Ｖｃｃである。
Ａｚは、匂いセンサ１００ａの校正値Ｖｃｃである。
Ｂоは、匂いセンサ１００ｂの出力値Ｖｃｃである。
Ｂｚは、匂いセンサ１００ｂの校正値Ｖｃｃである。
出力値Ａо、Ｂоは、ガスを感応部に供給した際の、匂い測定出力Ｖｃｃである。
校正値Ａｚ、Ｂｚは、無臭空気を感応部に供給した際の、匂い測定出力Ｖｃｃである。
ベクトル図は、重質系に感度の高い匂いセンサ１００ａの出力値Ｖｃｃを校正値Ｖｃｃで校正した値（Ａо−Ａｚ）をＸ軸の要素とし、軽質系に感度の高い匂いセンサ１００ｂの出力値Ｖｃｃを校正値Ｖｃｃで校正した値（Ｂо−Ｂｚ）をＹ軸の要素としたときに得られるベクトルを表示した直交座標系である。このベクトルを匂いベクトルと呼称する。
図４は、軽質系の匂い成分が重質系の匂い成分より多い匂い１を表す匂いベクトルと重質系の匂い成分が軽質系の匂い成分より多い匂い２を表す匂いベクトルとを示している。
このベクトル図において、匂いベクトルの長さを「匂いの強さ」と呼び、匂いベクトルの傾きまたは向きを「匂いの種類」を表す「香質」と呼ぶ。
この「匂いの強さ」と「香質」とが匂いの強さと匂いの種類に対する相関が、人間の感度に近似していることが、実験により確かめられている。
【００４９】
以下に、本発明の実施形態に係るデータ処理部６００を詳述する。
図５は、本発明の実施形態に係るデータ処理部の概念図である。
データ処理部６００は、主制御部６０１とパルス発生部６０２と測定時間設定タイマー６０３とインターフェース部６０４とＡ／Ｄ変換部６０５とデータ記憶部６０６とデータ演算部６０７と表示部６０８とで構成される。
主制御部６０１は、内蔵する制御プログラムに従って作動し、パルス発生部６０２と測定時間設定タイマー６０３とインターフェース部６０４とＡ／Ｄ変換部６０５とデータ記憶部６０６とデータ演算部６０７と表示部６０８とを制御する。
パルス発生部６０２は、所定の周期とパルス数を有するパルス制御信号を発生し、各匂いセンサ１００ａ、１００ｂのスイッチング素子１０３に供給する部分である。所定の周期とパルス数は、ヒータ１０２の加熱温度に応じて設定される。
測定時間設定タイマー６０３は、主制御部６０１に測定の為のタイミング信号を出力する。
インターフェース部６０４は、主制御部６０１からの信号またはデータを外部へ出力し、外部からの信号またはデータを主制御部６０１に取り込むための入出力部である。インターフェース部６０４は、例えば、外部のパソコンやオゾンガス生成手段３１０に繋がる。匂いセンサ１００ａ、１００ｂの匂い測定出力の時間変化のデータ、匂いの強度と匂いの種類の測定結果は、インターフェース部６０４を介して外部のパソコン２０に転送される。
Ａ／Ｄ変換部６０５は、各匂いセンサ１００ａ、１００ｂからの匂い測定出力を所定のタイミングで取り込み、アナログ／デジタル変換し、デジタルデータを主制御部６０１へ送る。
データ記憶部６０６は、主制御部６０１からの指定に従って、匂い測定出力を記憶する機器である。
データ演算部６０７は、データ記憶部６０６に記録された匂い測定データを取り込み、上述した匂いベクトルを演算し、データ記憶部６０６に保存する。
表示部６０８は、データ記録部６０６に記録された匂いの強度及び匂いの種類を必要に応じて表示する機器である。表示部６０８は、測定対象の匂いに対応した匂いベクトルを表示し、匂いベクトルの長さと傾きからそれぞれの匂いの強さと匂いの種類を時系列にモニターすることができる。
【００５０】
以下に、本発明の実施形態に係るオゾンガス生成手段３１０を、図を基に、説明する。
図６は、本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の概念図である。
以下では、本発明の第一の実施形態にかかる匂い測定装置に用いるオゾンガス生成装置を例に説明する。
本発明の第二の実施形態にかかる匂い測定装置に用いるオゾンガス生成装置では、後述するオゾナイザが測定チャンバー４００に設けられた点を除き、同じ構造を有する。
オゾンガス生成手段３１０は、オゾナイザ３１１とオンパルス発生回路３１２と制御回路３１３と計数回路３１４とデコーダ部３１５と通信インターフェース回路３１６と電源回路３１７とオゾンチャンバー３１８とで構成される。
【００５１】
オゾナイザ３１１は、オンパルス信号に応じて電極間で無声放電をして、酸素をオゾン化する電子機器である。オゾナイザ３１１の１対の電極がオゾンチャンバ３１８の内部空間に露出する。１対の電極の間で無声放電をすると、オゾンチャンバ３１８の中の空気中の酸素の一部がオゾン化する。
オンパルス発生回路３１２は、制御回路３１３からの制御信号に応じて、所定の長さのオンパルス信号を出力し、オゾナイザ３１１に供給する回路である。
制御装置３１３は、外部コンピュータ２０からの指令信号に従い、オンパルス発生回路３１２を制御して、所定の長さを持ったパルスを発生させる装置である。
計数回路３１４は、計数をカウントする回路である。一般には、初期状態で与えられた数を所定のタイミング信号にしたがって減算し、結果を出力する回路である。
デコーダ部３１５は、通信インターフェース回路３１６を介して、外部コンピュータ２０から与えられた指令信号を解読して、解読した指令信号を制御回路へ送る回路である。
通信インターフェース回路３１６は、外部コンピュータ２０と通信をするための入出力回路である。
電源回路３１７は、オゾナイザ３１１に電源を供給する回路である。
オゾンチャンバー３１８は、無臭空気を通過可能な内部空間をもった容器である。
【００５２】
図７は、本発明の実施形態に係るオンパルス信号の概念図である。
オンパルス発生回路３１２が出力するオンパルス信号は、オン信号とオフ信号とが直列に列なっている。オン時間Ｔ１は、オン信号の継続時間である。オフ時間Ｔ２は、オフ信号の継続時間である。
オン信号を受信すると、オゾナイザ３１１は１対の電極の間で無声放電を続ける。
オフ信号を受けると、オゾナイザ３１１は無声放電を停止する。
【００５３】
以下に、オゾンガス生成装置３１０の作動を、図を基に、説明する。
図８は、本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の作用図である。
図９は、本発明の実施形態に係るオゾン生成装置のタイムチャート図である。
制御回路３１３が、洗浄指令を受け取る。洗浄指令を、パルス幅の指令とパルス数の指令にデコードする。
パルス幅の指令を、予め定められえた所定のパルス幅のどれに相当するか決定する。
例えば、３００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、１ｓｅｃ、または２ｓｅｃの中から選択する。決定したパルス幅をオンパルス発生回路３１２にセットする。
パルス数が予め定められた所定のパルス数のどれに相当するかを決定する。
例えば、１パルス、２パルス、３パルス、４パルルの中から選択する。
決定したパルス数を計数回路３１４にセットする。
オンパルス発生回路３１２が、セットされたパルス幅に従ってオンパルス信号をオゾナイザ３１１に出力する。
オゾナイザ３１１がオンパルス信号に従って、１対の電極の間で無声放電する。
計数回路３１４が、オンパルス信号を出力する度に、セットされた計数を減算し、ゼロになると、オンパルス信号の出力を停止する。
オゾンチャンバー３１８の中の空気中の酸素の一部がオゾン化され、パスル幅とパルス数に対応したオゾン濃度のオゾンガスが生成される。
パルス幅が長くなると、オゾン濃度が大きくなる。
パルス数が多くなると、オゾン濃度が大きくなる。
【００５４】
匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを導入するのが好ましい。
例えば、匂いセンサの匂い測定出力が校正値に復帰する時間が短くなる最適のオゾン濃度を試験により予め求めて、匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせとオゾン濃度の対応表を作成し、その対応表をデータ処理部６００のデータ記憶部６０６に記憶する。オゾンを生成する際は、その対応表から最適のオゾン濃度を読み出し、オゾンガスを生成する。
また、匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応した単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとをもったパルスでオゾンを生成するのが好ましい。
例えば、匂いセンサの匂い測定出力が校正値に復帰する時間が短くなる最適の単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを試験により予め求めて、匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせと単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとの対応表を作成し、その対応表をデータ処理部６００のデータ記憶部６０６に記憶する。オゾンを生成する際は、その対応表から最適の単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを読み出し、オゾンガスを生成する。
特に、前記オゾンガス生成手段が、無声放電により酸素をオゾン化するオゾン化機器を有する場合、単位パルスの持続時間が前記無声放電の放電時間であるのが好ましい。
また特に、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
【００５５】
図９は、オゾンガス生成手段が洗浄指令を受け取った場合のタイムチャートを示す。
洗浄指令：洗浄指令を外部コンピュータからを受けとる。
命令解読：洗浄指令を解読して、パルス幅とパルス数（２パルス）を読みとる。
オンパルス発生：パルス幅に対応した幅のオンパルス信号を発生する。
オゾン発生：オンパルス信号に応じた時間だけ無声放電をおこない、空気中の酸素の一部をオゾン化する。
オンパルス発生：パルス幅に対応した幅のオンパルス信号を発生する。
オゾン発生：オンパルス信号に応じた時間だけ無声放電をおこない、空気中の酸素の一部をオゾン化する。
【００５６】
次に、本発明の第一実施形態に係る匂い測定方法を、図を基に、説明する。
図１０は、本発明の第一実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
匂い測定方法Ｓ１０は、気体の匂いを測定する方法であって、準備工程Ｓ１１と無臭空気供給工程Ｓ１２と校正値取込工程Ｓ１３と気体供給工程Ｓ１４と匂いデータ取込工程Ｓ１５とオゾンガス供給工程Ｓ１６と校正値復帰確認工程Ｓ１７とで構成される。
【００５７】
（準備工程）
準備工程Ｓ１１は、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサを用意する工程である。
【００５８】
（無臭空気供給工程）
無臭空気供給工程Ｓ１２は、無臭空気を感応部に供給する工程である。
無臭空気は、大気を活性炭に通過させたもの、または標準空気である。
無臭空気の酸素が感応部に付着する。
付着した酸素が感応部を酸化して、感応部である金属酸化物半導体の中の電子を奪い、電気伝導度が低い状態になる。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００５９】
（校正値取込工程）
校正値取込工程Ｓ１３は、匂いセンサの校正値を取り込む工程である。
匂いセンサの出力である匂い測定出力をモニタして、匂い測定出力が安定するのを待つ。例えば、匂い測定出力が所定の時間を経過する間に所定の値の幅を越えないばあい、匂い測定出力が安定したと判定する。例えば、所定の幅は、予測される校正値の±１０％以内である。
匂い測定出力が安定したと判断すると、匂い測定出力を校正値Ａｚ、Ｂｚとして記憶する。
【００６０】
（気体供給工程）
気体供給工程Ｓ１４は、気体を感応部に供給する工程である。
気体を感応部に供給すると、気体の中の匂い物質が感応部に付着する。
通常の匂い物質は、揮発性の還元性化学物質であるので、感応部の酸素に電子を供給する。電子を供給されるので、金属酸化物半導体の中で電子が増加して、感応部の電気伝導度が高くなる。
また、匂い物質と感応部とが電子を共有する現象が生じ、いわゆる電子共有結合により匂い物質が感応部に付着する。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６１】
（匂いデータ取込工程）
匂いデータ取込工程Ｓ１５は、気体の匂いの強さと匂いの種類を取込む工程である。
匂いセンサの出力である匂い測定出力をモニタして、匂い測定出力が安定するのを待つ。例えば、匂い測定出力が所定の時間を経過する間に所定の値の幅を越えないばあい、匂い測定出力が安定したと判定する。
匂い測定出力が安定したと判定すると、匂い測定データＡо、Ｂоを取込む。
匂い測定データを校正値により補正し、前述したデータ処理をおこない、匂いベクトル（Ａо−Ａｚ、Ｂо−Ｂｚ）を記憶する。
【００６２】
（オゾンガス供給工程）
オゾンガス供給工程Ｓ１６は、オゾンガスを感応部に供給する工程である。
オゾンガスを感応部に供給すると、酸素よりも強力なオゾンの酸化作用によって、感応部の酸素から電子を奪う。感応部の電子が不足して電気伝導度が急速に低下する。
また。オゾンガスの酸化作用が、匂い物質の還元性を低下させるので、匂い物質が感応部から離れやすくなる。
匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給するのが好ましい。
匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６３】
（校正値復帰確認工程）
校正値復帰確認工程Ｓ１７は、匂いセンサの匂い測定出力が校正値に復帰し、または出力が安定したことを確認する工程である。
匂いセンサの出力である匂い測定出力をモニタして、匂い測定出力が安定するのを待つ。例えば、匂い測定出力が所定の時間を経過する間に所定の値の幅を越えないばあい、匂い測定出力が安定したと判定する。
匂い測定出力が安定したと判定すると、匂い測定出力が校正値に復帰したと判断する。安定した匂い測定出力が校正値Ａｚ、Ｂｚと異なるときは、匂い測定出力を新たな校正値Ａｚ、Ｂｚとする。
校正値復帰確認工程が完了すると、新たな気体の匂いを測定可能な状態になり、次の気体のための次の気体供給工程へ移る。
【００６４】
次に、本発明の第二の実施形態に係る匂い測定方法を、図を基に、説明する。
図１１は、本発明の第二実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
匂い測定方法Ｓ２０は、気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、準備工程Ｓ２１と無臭空気供給工程Ｓ２２と校正値取込工程Ｓ２３と気体導入工程Ｓ２４と匂いデータ取込工程Ｓ２５とオゾンガス生成工程Ｓ２６ａとオゾンガス導入工程Ｓ２６ｂと校正値復帰確認工程Ｓ２７とで構成される。
無臭空気供給工程Ｓ２２と校正値取込工程Ｓ２３と匂いデータ取込工程Ｓ２５と校正値復帰確認工程Ｓ２７の構成は、第一の実施形態に係る匂い測定方法Ｓ１０のものと同じなので、説明を省略する。
【００６５】
（準備工程）
準備工程Ｓ２１は、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと感応部が露出した測定空間を有する測定チャンバーとを用意する工程である。
【００６６】
（気体導入工程）
気体導入工程Ｓ２４は、気体を測定空間に導入する工程である。
気体は、測定空間に導入されて、匂いセンサの感応部に供給される。気体を感応部に供給すると、気体の中に匂い物質が感応部に付着する。
通常の匂い物質は、揮発性の還元性化学物質であるので、感応部の酸素に電子を供給する。電子を供給されるので、金属酸化物半導体の中で電子が増加して、感応部の電気伝導度が高くなる。
また、匂い物質と感応部とが電子を共有する現象が生じ、いわゆる電子共有結合により匂い物質が感応部に付着する。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６７】
（オゾンガス生成工程）
オゾンガス生成工程Ｓ２６ａは、オゾンガスを生成する工程である。
例えば、無臭空気の中で無声放電をすると、無臭空気のなかの酸素がオゾン化されて、オゾンガスを生成できる。
匂いセンサが気体導入工程で感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成するのが好ましい。
また、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成し、匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定するのが好ましい。
また、無声放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記無声放電の放電時間であるのが好ましい。
匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
【００６８】
（オゾンガス導入工程）
オゾンガス導入工程Ｓ２６ｂは、オゾンガスを測定空間に導入する工程である。
オゾンガスは、測定空間Ｈに導入されて、感応部１０１に供給される。オゾンガスを感応部１０１に供給すると、酸素よりも強力オゾンのな酸化作用によって、感応部の酸素から電子を奪う。感応部の電子が不足して電気伝導度が急速に低下する。
また。オゾンガスの酸化作用が、匂い物質の還元性を低下させるので、匂い物質が感応部から離れやすくなる
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６９】
次に、本発明の第三の実施形態に係る匂い測定方法を、図を基に、説明する。
図１１は、本発明の第三の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
匂い測定方法Ｓ３０は、気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、準備工程Ｓ３１と無臭空気供給工程Ｓ３２と校正値取込工程Ｓ３３と気体導入工程Ｓ３４と匂いデータ取込工程Ｓ３５とオゾンガス生成工程Ｓ３６ａと洗浄ガス導入工程Ｓ３６ｂと校正値復帰確認工程Ｓ３７とで構成される。
準備工程Ｓ３１と無臭空気供給工程Ｓ３２と校正値取込工程Ｓ３３と気体導入工程Ｓ３４と匂いデータ取込工程Ｓ３５と校正値復帰確認工程Ｓ３７の構成は、第二の実施形態に係る匂い測定方法のものと同じなので、説明を省略する。
【００７０】
（オゾンガス生成工程）
オゾンガス生成工程Ｓ３６ａは、測定空間Ｈでオゾンを生成する工程である。
測定空間Ｈでオゾンを生成すると、オゾンガスが感応部１０１に供給される。オゾンガスを感応部１０１に供給すると、酸素よりも強力なオゾンの酸化作用によって、感応部の酸素から電子を奪う。感応部の電子が不足して電気伝導度が急速に低下する。
例えば、無臭空気の中で無声放電をすると、無臭空気のなかの酸素がオゾン化されて、オゾンガスを生成できる。
匂いセンサが気体導入工程で感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成するのが好ましい。
また、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成し、匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定するのが好ましい。
また、無声放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記無声放電の放電時間であるのが好ましい。
また、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
また、オゾンガスの酸化作用が、匂い物質の還元性を低下させるので、匂い物質が感応部から離れやすくなる
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００７１】
（洗浄ガス導入工程）
洗浄ガス導入工程Ｓ３６ｂは、洗浄ガスを測定空間Ｈに導入する工程である。
例えば、洗浄ガスは無臭空気である。
特に、オゾンガス生成工程を実施中に、洗浄ガス導入工程を実施すると好ましい。この様にすると、測定空間の洗浄がより効率良く行われ、匂いセンサの匂い測定出力がすみやかに校正値に復帰することをできる。
【実施例】
【００７２】
次に、本発明を検証し評価するために実施した試験結果を説明する。
最初に試験装置の構成を説明する。
図１３は、試験装置の構成図である。
試験装置３０は、匂い測定装置１０とオゾナイザ３１とオゾン放電オン・オフ回路３２とＤＣ２４Ｖ電源３３と手動時間制御スイッチ３４と３００ＣＣチェンバー３５と１０リットル標準空気バッファー３６と三方弁３７とで構成される。
匂い測定装置１０は、気体の匂いを測定する装置である。匂い測定装置は、２つの匂いセンサを測定チャンバー内に備えている。匂いセンサは、金属酸化物半導体を用いた形式である。試料を測定チャンバーに導入すると、匂いセンサが試料の匂いを測定する。
オゾナイザ３１は、オン信号をうけると無声放電により酸素をオゾン化する機器である。
オゾン放電オン・オフ回路３２は、オゾナイザ３１にオン・オフ信号を出力する電子回路である。
ＤＣ２４Ｖ電源３３は、オゾン放電オン・オフ回路３２にＤＣ２４Ｖ電源を供給する。
手動時間制御スイッチ３４は、オゾン放電オン・オフ回路３２はに制御指令を出力するスイッチ回路である。手動時間制御スイッチ３４は、３つの組み合わせの信号を出力できる様になっている。
３００ＣＣチェンバー３５は、ポリエステル製の容器である。３００ＣＣチェンバー３５の内部に、オゾナイザ３１の電極が露出している。オゾナイザ３１が放電すると、３００ＣＣチェンバー３５の空気の酸素の一部をオゾン化してオゾンガスを生成する。
１０リットル標準空気バッファー３６は、標準空気の充填された１０リットルの容器である。標準空気は、酸素と窒素とを空気と同一の比率で混合された人工の空気である。
三方弁３７は、匂い測定装置１０の吸込管に設けられ、切り替えにより試料と洗浄ガスとを選択して匂い測定装置に導入できる。
【００７３】
試験装置３０の作動を説明する。
下記に手動時間制御スイッチ３４のスイッチ番号１〜３に対応してオゾン放電オン・オフ回路３２が出力するオン・オフ信号の組合わせ表を示す。
【表１】
【００７４】
例えば、スイッチ番号３のスイッチを入れると、オゾン放電オン・オフ回路３２がオン時間０．３８秒とオフ信号９．００秒のオン・オフ信号を出力する。オゾナイザ３１が、０．３８秒の間に継続して放電し、９．００秒の間に放電を停止する。
図１４は、１パルス乃至５パルスのパルス数でスイッチ番号１乃至スイッチ番号３のスイッチを押した場合に発生するオゾンのオゾン濃度を示す。
スイッチ１でパルス１からパルス５の放電をした場合、２．０ｐｐｍから３．００ｐｐｍのオゾン濃度のオゾンガスが生成された。
スイッチ２でパルス１からパルス５の放電をした場合、２．００ｐｐｍから１２．００ｐｐｍのオゾン濃度のオゾンガスが生成された。
スイッチ３でパルス１からパルス５の放電をした場合、０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍのオゾン濃度のオゾンガスが生成された。
【００７５】
以下に、試験装置３０を用いて、気体の匂い測定をした結果を、図を基に、説明する。
出力グラフ図は、ゼロ点設定過程と測定過程と洗浄過程における時間の経過にしたがった匂いセンサ１００ａの匂い測定出力と匂いセンサ１００ｂの匂い測定出力の変化の様子をしめす。
匂いグラフ図は、洗浄過程における時間の経過にしたがった匂いの強度と匂いの種類の変化の様子をしめす。
ケース１は、２ｐｐｍのトルエンを測定した後、オゾンガスを生成せずに、標準空気のみを匂い測定装置に流したケースである。
ケース２は、２ｐｐｍのトルエンを測定した後、７５０ｍｓｅｃのオンパルスを３パルスだけ発生させて生成したオゾンガスを匂い測定装置に流したケースである。図２０から、オゾン濃度が０．２ｐｐｍ程度のオゾンガスを生成したと推測できる。
ケース３は、２ｐｐｍのトルエンを測定した後、７５０ｍｓｅｃのオンパルスを１パルスだけ発生させて生成したオゾンガスを匂い測定装置に流したケースである。図２０からオゾン濃度が０．８ｐｐｍ程度のオゾンガスを生成したと推測できる。
【００７６】
ケース１の試験結果を説明する。
ケース１は、試料ガスがトルエン２ｐｐｍで、洗浄ガスが標準空気である。
図１５は、本発明の実施例ケース１の出力グラフ図である。
図１６は、本発明の実施例ケース１の匂いグラフ図である。
洗浄を開始してから５０秒程度で、匂い測定出力が校正値に復帰し、匂いの強度が校正値に復帰した。
【００７７】
ケース２の試験結果を説明する。
ケース２は、試料ガスがトルエン２ｐｐｍで、洗浄ガスがオゾンガス（オゾン濃度０．８ｐｐｍ程度）である。
図１７は、本発明の実施例ケース２の出力グラフ図である。
図１８は、本発明の実施例ケース２の匂いグラフ図である。
洗浄を開始すると、匂い測定出力が急激に低下し校正値を下回った。匂いの強度が急激に下がり、匂い測定出力が校正値を下回った後は異常値をしめした。これは、ＡоーＡｚが負になった為である。
【００７８】
ケース３の試験結果を説明する。
ケース３は、試料ガスがトルエン２ｐｐｍであり、洗浄ガスがオゾンガス（オゾン濃度０．２ｍ程度）である。
図１９は、本発明の実施例ケース３の出力グラフ図である。
図２０は、本発明の実施例ケース３の匂いグラフ図である。
洗浄を開始してから１０秒程度で、匂い測定出力が校正値に復帰し、匂いの強度が安定した。
【００７９】
試験では、この他に、１２ｐｐｍのトルエン、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸エチル、アセトアルデヒドでも行なった。
いすれも、オゾン濃度を適切値に設定すると、匂い測定出力が短時間で校正値に復帰し、匂いの強度と匂いの種類が安定した。
また、オゾン濃度が適正値を越えていると、匂い測定出力が急激に低下して校正値を下回り、匂いの強度と匂いの種類が異常になった。また、その後に標準空気をながしても、匂い測定出力が校正値になるのに時間がかかった。
これらのことから、匂いの強度と匂いの種類に対応したオゾン濃度の適正値があることが判明した。
洗浄過程で匂いの強度と匂いの種類に対応してオゾン濃度のオゾンガスを流すと、匂い測定出力が短時間で校正値に復帰し、匂いの強度と匂いの種類が安定することがわかった。
また、パルス数を選択すると、オゾンガスのオゾン濃度を適正値にしやすいことが分かった。
特に、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、オゾン濃度を０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択すると、匂い測定出力が校正値になる時間を短くすることができた。
【００８０】
上述の実施形態の匂い測定装置と匂い測定方法とを用いれば、以下の効果を発揮する。
気体の匂いを感応部１０１で測定できる匂いセンサ１００を用意し、気体を感応部１０１に供給して気体の匂いを測定した後で、オゾンガスを感応部１０１に供給するので、オゾンガスで感応部１０１に付着した匂い分子を酸化して、匂いセンサ１００を初期化することができる。
また、密閉可能な測定空間Ｈを備えた測定チャンバー４００を用意し、匂いセンサの感応部１０１を測定空間Ｈに露出し、気体を測定空間Ｈに導入して気体の匂いを測定した後で、オゾンガスを測定空間Ｈに導入するので、オゾンガスが匂いセンサ１００と測定空間Ｈの壁面に付着した匂い物質を酸化して、匂い物質を洗浄しやすくし、また、匂いセンサの感応部を初期化することができる。
また、オゾンガスのオゾン濃度を調整することで、匂いセンサ１００を初期化する時間を短かくすることができる。
また、匂いセンサ１００が測定した匂いの強さと匂いの種類の一方、または匂いの強さと匂いの種類の組合わせに応じてオゾン濃度を設定すると、匂いセンサを初期化する時間を短くすることができた。
また、複数の感度の異なる匂いセンサ１００を用意し、匂いの強度と匂いの種類を複数の匂いセンサの出力値を要素とするベクトルであらわし、その匂いベクトルの長さを匂いの強度とし、匂いベクトルの方向、傾きを匂いの種類とするので、簡易にオゾン濃度を最適化できる。
パルス状の無声放電でオゾンを生成し、パルスの持続時間とパルス数を選択することでオゾン濃度を調整するので、簡易な構成で所望のオゾン濃度をもったオゾンガスを生成できる。
また、匂いの強度と匂いの種類の一方または匂いの強度と匂いの種類の組み合わせに対応してパルスの持続時間とパルス数を選択するので、簡易な方法で匂いセンサ１００を初期化する時間を短くすることができる。
また、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、オゾン濃度を０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択するので、匂いセンサを過剰に酸化することなく、匂いセンサの初期化の時間を短くすることができる。
【００８１】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
オゾン生成装置、オゾン生成工程を、無声放電によりオゾンを生成する方式で説明したがこれに限定されず、例えば、酸素をオゾン化する周波数をもった光を空気、ガス中に照射する方式でもよい。
また、匂いの強度と匂いの種類の一方、または匂いの強度と匂いの種類の組み合わせに対応してオンオフ信号のパルス長さとパルス数を設定したが、これに限定されず、例えば、匂い測定の後で、匂いセンサの匂い測定出力が減少する傾向に対応してオンオフ信号のパルス長さとパルス数を設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係る匂いセンサの概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係る匂い出力のベクトル図である。
【図５】本発明の実施形態に係るデータ処理部の概念図である。
【図６】本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の概念図である。
【図７】本発明の実施形態に係るオンパルス信号の概念図である。
【図８】本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の作用図である。
【図９】本発明の実施形態に係るオゾン生成装置のタイムチャート図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
【図１２】本発明の第三の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
【図１３】本発明の実施例に係る匂い試験装置の概念図である。
【図１４】本発明の実施例のオゾン濃度図である。
【図１５】本発明の実施例ケース１の出力グラフ図である。
【図１６】本発明の実施例ケース１の匂いグラフ図である。
【図１７】本発明の実施例ケース２の出力グラフ図である。
【図１８】本発明の実施例ケース２の匂いグラフ図である。
【図１９】本発明の実施例ケース３の出力グラフ図である。
【図２０】本発明の実施例ケース３の匂いグラフ図である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｈ 測定空間
１０ 匂い測定装置
２０ パソコン
３０ 試験装置
３１ オゾナイザ
３２ オゾン放電オン・オフ回路
３３ ＤＣ２４Ｖ電源
３４ 手動時間制御スイッチ
３５ ３００ｃｃチェンバー
３６ １０リットル標準空気バッファー
３７ 三方弁
１００ 匂いセンサ
１００ａ 匂いセンサＡ
１００ｂ 匂いセンサＢ
１０１ 感応部
１０２ ヒータ
１０３ スイッチング素子
１０４ 負荷抵抗
１０５ 電源
１０６ ヒータ加熱パルス
１０７ 匂い測定出力
２００ 気体供給手段
２１０ 気体導入手段
２１１ 試料吸込管
２１２ 試料バルブ
２１３ 試料導入管
３００ オゾンガス供給手段
３１０ オゾンガス生成手段
３１１ オゾナイザ
３１２ オンパルス発生回路
３１３ 制御回路
３１４ 計数回路
３１５ デコーダ部
３１６ 通信インターフェース回路
３１７ 電源回路
３１８ オゾンチャンバー
３２０ オゾンガス導入手段（洗浄ガス導入手段）
３２１ 洗浄吸込管
３２２ 洗浄バルブ
３２３ 洗浄導入管
４００ 測定チャンバー
５００ 気体排出手段
５０１ 気体排出管
５０２ 排出バルブ
５０３ 気体排出管
５０４ 気体排出ポンプ
５０５ 気体排出管
６００ データ処理部
６０１ 主制御部
６０２ パルス発生部
６０３ 測定時間設定タイマー
６０４ インターフェース部
６０５ Ａ／Ｄ変換部
６０６ データ記憶部
６０７ データ演算部
６０８ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の匂いを測定する匂い測定装置と匂い測定方法とに係る。特に匂いを測定する手順とその構造に特徴の有る匂い測定装置と匂い測定方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
気体の匂いを測定する匂い測定装置には、匂いセンサの形式により各種の形式のものがある。
匂いセンサの形式には、金属酸化物半導体を使用した匂いセンサ、合成被膜と水晶振動子とを組合わせた匂いセンサ、バイオセンサを用いた匂いセンサ等がある。
いずれも、測定対象の気体に含まれる匂い物質が感応部に付着して、匂いセンサの物理的特性や化学的特性や電気的特性が変化することに着目して、匂いを測定する。
匂いは、匂いの強さと匂いの種類とで特定される。気体の匂いの強さと匂いの種類とは、特定の気体の匂いをゼロ点として表現される。
一般に、特定の気体は、人間が感知できない程度の弱い匂いを有する空気（以下、無臭空気と呼ぶ。）である。
通例、無臭空気は、活性炭を通過させた空気または標準空気である。
標準空気は、窒素と酸素とを空気と同等の比率に混合して得られた人工空気である。
【０００３】
例えば、金属酸化物半導体匂いセンサの作動原理を説明する。
金属酸化物半導体は、金属酸化物を素材としたものであり、例えば、酸化錫または酸化亜鉛に適切な酸化触媒を混入したｎ型半導体である。酸化触媒の種類や作動温度や多孔質焼結構造の細孔径等を適切に選定することにより、各種の匂いに対し希望する感応特性をもつ匂いセンサを得ることができる。
気体に含まれる匂い物質の大部分は、揮発性の還元性物質である。
この気体の臭いを臭いセンサで測定するには、以下の手順で行う。
初期状態において、標準空気等の無臭空気を匂いセンサの感応部に供給する。無臭空気に含まれる酸素が匂いセンサの感応部の表面を酸化して、その金属酸化物半導体の内部の電子を奪っている。金属酸化物半導体の内部での電子が不足するので、金属酸化物半導体は電気伝導度が低くなる。したがって、電気抵抗値が高くなる。
匂い物質が、匂いセンサの感応部に付着すると、匂い物質が感応部の表面の酸素に電子を供給するので、酸素が奪っていた電子が金属酸化物半導体に戻り、金属酸化物半導体の内部での電子が増加して電気伝導度が高くなる。したがって、電気抵抗値が低くなる。
この電気伝導度または電気抵抗値の変動を、電気的に検出して定量化し、匂い測定装置として利用する。
【０００４】
例えば、臭い測定装置は、匂いセンサの感応部が露出している測定空間を備えている。。匂い測定装置は、大気とともに匂い物質をエアポンプで導管を通して吸引し、測定チャンバーの測定空間に導く。匂い物質を含む気体が匂いセンサの感応部に供給されて、上述の電子の移動が生じるので、匂いセンサで匂いを感じることができる。匂いセンサの出力を取り込んだ後、匂い物質を含んだガスを測定空間から排出する。
匂い物質の大部分が有機化学物質であるので、匂い物質が匂いセンサの感応部、導管、測定チャンバーの内面に付着する。特に、匂い物質は、感応部と電子を共有して強固に付着する。
１つの匂いサンプルを測定した後には、洗浄処理が必要である。仮に、洗浄処理を行なわないと、次の匂いサンプルを測定する際に感応部に付着した匂い物質が測定誤差の原因となる。
洗浄処理では、無臭空気を測定空間に導く。通例、数分〜十数分の間、洗浄処理を継続することで、匂いセンサの出力が初期状態に戻る。
洗浄処理に要する時間は、匂い物質の匂いの強さと匂いの種類による。例えば、苺やバニラに匂いはとれにくく、洗浄処理に、十数分の時間を要する。洗浄処理に時間を要すると、匂い測定のスループットが低下する。また、洗浄処理に十分な時間をとらないと、測定精度が向上しない。また特に標準空気は、人工的につくられているので、高価であり、その消費量を少なくしたいという要請があった。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０７４４９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構成で、匂いの測定のスループットまたは精度を向上させ、または洗浄処理に要する標準空気の消費量を少なくすることのできる匂い測定装置と匂い測定方法とを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置を、気体の匂いを感じることをできる感応部をもつ匂いセンサと、気体を前記感応部に供給することをできる気体供給手段と、オゾンガスを前記感応部に供給することをできるオゾンガス供給手段と、を備えるものとした。
【０００８】
上記本発明の構成により、前記匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、
前記気体供給手段が気体を前記感応部に供給することをでき、前記オゾンガス供給手段がオゾンガスを前記感応部に供給することをできるので、気体を前記感応部に供給し気体に含まれた匂い物質が感応部に付着した後で、オゾンガスを前記感応部に供給すると、オゾンガスの酸化力が、感応部に付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【０００９】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス供給手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する、
上記本発明の構成により、前記感応部へ供給されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置を、気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入手段と、を備えるものとした。
【００１１】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間に露出し、前記気体導入手段が気体を前記測定空間に導入し、オゾンガス生成手段がオゾンガスを生成し、オゾンガス導入手段がオゾンガスを前記測定チャンバーへ導入するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間に導入すると、オゾンガスの酸化力が、測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置を、気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成手段と、を備えるものとした。
【００１３】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間に露出し、前記気体導入手段が気体を前記測定空間に導入し、前記オゾンガス生成手段が前記測定空間でオゾンを生成するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間で生成すると、オゾンガスの酸化力が測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００１４】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス生成手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する、
上記本発明の構成により、生成されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または匂いの種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００１５】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス生成手段が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定して、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成できるので、簡易な制御によりオゾンガスのオゾン濃度を調整して、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または匂いの種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００１６】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記オゾンガス生成手段が、放電により酸素をオゾン化するオゾン化機器を有し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間である。
上記本発明の構成により、オゾン化機器が放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間であるので、放電時間を調整する簡易な構成で、オゾン濃度を調整できる。
【００１７】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定装置は、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍ以上から１．００ｐｐｍの間の値から選択されるので、簡易な制御によりオゾンガスの酸化力が感応部に過剰に作用することを抑制して、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定方法を、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサを準備する準備工程と、気体を前記感応部に供給する気体供給工程と、オゾンガスを前記感応部に供給するオゾンガス供給工程と、を備えるものとした。
【００１９】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、気体を前記感応部に供給し、オゾンガスを前記感応部に供給するので、気体を前記感応部に供給し気体に含まれた匂い物質が感応部に付着した後で、オゾンガスを前記感応部に供給すると、オゾンガスの酸化力が、感応部に付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００２０】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス供給工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する。
上記本発明の構成により、供給されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または匂いの種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定方法を、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と、気体を測定空間に導入する気体導入工程と、オゾンガスを生成するオゾンガス生成工程と、前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入工程と、を備えるものとした。
【００２２】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間の内部に露出し、気体を前記測定空間に導入し、オゾンガスを生成して前記測定空間へ導入するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを生成して前記測定空間に供給すると、オゾンガスの酸化力が、測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定方法を、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部を内部に露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と、気体を前記測定空間に導入する気体導入工程と、前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成工程と、を備えるものとした。
【００２４】
上記本発明の構成により、匂いセンサの感応部が気体の匂いを感じることをでき、前記感応部が測定チャンバーの測定空間に露出し、気体を前記測定空間に導入し、前記測定空間でオゾンを生成するので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間で生成すると、オゾンガスの酸化力が測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【００２５】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス生成工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する。
上記本発明の構成により、生成されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００２６】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス生成工程が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定して、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成できるので、簡易な制御によりオゾンガスのオゾン濃度を調整して、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
【００２７】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記オゾンガス生成工程が、放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が放電の放電時間である。
上記本発明の構成により、放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間であるので、放電時間を調整する簡易な構成で、オゾン濃度を調整できる。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態に係る匂い測定方法は、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される。
上記本発明の構成により、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるので、簡易な制御によりオゾンガスの酸化力が感応部に過剰に作用することを抑制して匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明に係る気体の匂いを測定する匂い測定装置と匂い測定方法は、その構成により、以下の効果を有する。
匂いを感じる感応部をもった匂いセンサを用意し、気体を感応部に供給でき、オゾンガスを感応部に供給できる様にしたので、気体を前記感応部に供給し気体に含まれた匂い物質が感応部に付着した後で、オゾンガスを前記感応部に供給すると、オゾンガスの酸化力が、感応部に付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
さらに、供給されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
また、匂いを感じる感応部をもった匂いセンサを用意し、感応部を測定チャンバーの測定空間に露出させ、気体を測定空間に導入して、オゾンガスを測定空間に導入できる様にしたので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間に供給すると、オゾンガスの酸化力が、測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
また、匂いを感じる感応部をもった匂いセンサを用意し、感応部を測定チャンバーの測定空間の内部に露出させ、気体を測定空間に導入し、前記測定空間でオゾンを生成できる様にしたので、気体を前記測定空間に導入し気体に含まれた匂い物質が測定空間の壁面と感応部に付着した後で、オゾンガスを前記測定空間に生成すると、オゾンガスの酸化力が測定空間の壁面と感応部とに付着した匂い物質の還元力を低下させ、匂い物質が感応部から離れやすくなり、また、匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
また、生成されたオゾンガスのオゾン濃度が前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応するので、オゾンガスの酸化力を前記感応部に付着した匂い物質の量または種類に対して最適化して、匂いセンサの出力が初期状態に戻る時間を短くすることをできる。
また、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定して、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成できるので、簡易な制御によりオゾンガスのオゾン濃度を調整して、オゾンガスの酸化力を最適化することをできる。
また、放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間であるので、放電時間を調整する簡易な構成で、オゾン濃度を調整できる。
また、前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるので、簡易な制御によりオゾンガスの酸化力が感応部に過剰に作用することを抑制して匂いセンサの出力が初期状態へ戻る時間を短くすることをできる。
従って、簡易な構成で、匂いの測定のスループットまたは精度を向上させ、または洗浄処理に要する標準空気の消費量を少なくすることのできる匂い測定装置と匂い測定方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３１】
最初に、本発明の第一の実施形態に係る匂い測定装置１０を、図を基に、説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
以下では、匂い測定装置が測定チャンバーを備える場合を例にして、説明する。
【００３２】
匂い測定装置１０は、気体の匂いを測定する装置であって、匂いセンサ１００と気体供給手段２００とオゾンガス供給手段３００と測定チャンバー４００と気体排出手段５００とデータ処理部６００とで構成される。
【００３３】
匂いセンサ１００は、気体の匂いを感じることをできる感応部をもつセンサである。感応部は、例えば、金属酸化物半導体で構成される。匂い物質が感応部に付着すると、感応部の電気的特定が匂い物質の量と種類により変化する。
電気的特性と匂い物質の量と種類との相関関係の異なる複数の匂いセンサを持つのが好ましい。例えば、１つの匂いセンサ１００ａは分子量の大きな匂い物質に対して電気的特性の変動が大きく、他の１つの匂いセンサ１００ｂは、分子量の小さな匂い物質に対して電気的特性の変動が大きい。
２つの匂いセンサ１００ａ、１００ｂの匂い測定出力の組み合わせから、匂い物質の量と匂い物質の種類を特定することができる。
後段で、匂いセンサ１００の構造を詳述する。
【００３４】
測定チャンバー４００は、密閉可能な測定空間Ｈを持つ容器状装置である。匂いセンサ１００の感応部１０１が、測定空間Ｈに露出している。したがって、匂い物質の混ざった気体を測定空間Ｈに導入すると、気体が感応部に供給されて、匂い物質が感応部に付着する。
【００３５】
気体供給手段２００は、気体を感応部に供給することをできる装置である。
例えば、測定チャンバー４００が匂い測定装置に設けられる場合、気体供給手段２００は気体導入手段２１０で構成される。
気体導入手段２１０は、気体を測定空間Ｈに導入する手段であり、試料吸込管２１１と試料バルブ２１２と試料導入管２１３とで構成される。
試料吸込管２１１は、外部と試料バルブ２１２とを連通する配管である。配管は、匂い物質の付着しにくい素材（例えば、ＰＴＦＥ製チューブ）で出来ている。
試料バルブ２１２は開閉可能な弁である。例えは、試料バルブ２１２は、電気信号のオン信号またはオフ信号に従って、通路を開状態または閉状態にすることをできる。
試料導入管２１３は、試料バルブ２１２と測定チャンバー４００を連通する配管である。
従って、オン信号を試料バルブ２１２に与えると、試料バルブ２１２が開状態になり、外部から試料を測定空間Ｈに導入可能になる。オフ信号を試料バルブ２１２に与えると、試料バルブ２１２が閉状態になり、外部から試料を測定空間Ｈに導入不能になる。
【００３６】
オゾンガス供給手段３００は、オゾンガスを感応部に供給することをできる装置である。
例えば、測定チャンバーが匂い測定装置に設けられる場合、オゾンガス供給手段３００はオゾンガス生成手段３１０とオゾンガス導入手段３２０とで構成される。
オゾンガス導入手段３２０は、オゾンガスを測定空間Ｈに導入する装置であり、洗浄吸込管３２１と洗浄バルブ３２２と洗浄導入管３２３とで構成される。
洗浄吸入管３２１は、オゾンガス生成手段３１０と洗浄バルブ３２２とを連通する配管である。
洗浄バルブ３２２は、開閉可能な弁である。例えは、洗浄バルブ３２２は、電気信号のオン信号またはオフ信号に従って、通路を開状態または閉状態にすることをできる。
洗浄導入管３２３は、洗浄バルブ３２２と測定チャンバー４００とを連通する配管である。
従って、オン信号を洗浄バルブ３２２に与えると、洗浄バルブ３２２が開状態になり、オゾンガスを測定空間Ｈへ導入可能になる。オフ信号を洗浄バルブ３２２に与えると、洗浄バルブ３２２が閉状態になり、オゾンガスを測定空間Ｈへ導入不能になる。
オゾンガス生成手段３１０は、オゾンガスを生成する装置である。
後段で、オゾンガス生成手段３１０の構造を詳述する。
【００３７】
気体排出手段５００は、測定チャンバー４００から気体を排出する装置であり、気体排出管５０１、５０３、５０５と排出バルブ５０２と気体排出ポンプ５０４とで構成される。
気体排出管５０１は、測定チャンバー４００と排出バルブ５０２とを連通する配管である。
排出バルブ５０２は、開閉可能な弁である。例えは、排出バルブ５０２は、電気信号のオン信号またはオフ信号に従って、通路を開状態または閉状態にすることをできる。
気体排出管５０３は、排出バルブ５０２と気体排出ポンプ５０４の入口とを連通する配管である。
気体排出ポンプ５０４は、測定空間Ｈから気体を排出するポンプである。例えば、ポンプは、ファン、ブロア、ダイヤフラムポンプ等である。
気体排出管５０１は、気体排出ポンプ５０４の出口と外部とを連通する配管である。
従って、排出バルブ５０２にオン信号を与えて、気体排出ポンプ５０４を駆動すると、測定空間Ｈの気体が外部へ排出される。
【００３８】
データ処理部６００は、匂いセンサ１００、気体供給手段２００、オゾンガス供給手段３００、及び気体排出手段５００を制御して、気体の匂いを測定し、データ処理する装置である。
後段で、データ処理部６００の構成を詳述する。
【００３９】
次に、本発明の第二の実施形態に係る匂い測定装置１０を、図を基に、説明する。
図２は、本発明の第二の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
【００４０】
匂い測定装置１０は、気体の匂いを測定する装置であって、匂いセンサ１００と気体供給手段２００とオゾンガス供給手段３００と測定チャンバー４００と気体排出手段５００とデータ処理部６００とで構成される。
匂いセンサ１００と気体供給手段２００と測定チャンバー４００と気体排出手段５００とデータ処理部６００の構成は、第一の実施形態に係る匂い測定装置のものの構成と同じなので、説明を省略する。
オゾンガス供給手段３００は、オゾンガスを感応部に供給することをできる装置である。
例えば、匂い測定装置が測定チャンバーを設けられる場合、オゾンガス供給手段３００はオゾンガス生成手段３１０と洗浄ガス導入手段３２０とで構成される。
洗浄ガス導入手段３２０の構造は、第一の実施形態に係る匂い測定装置１０のオゾンガス導入手段３２０の構造と同じなので、説明を省略する。
オゾンガス生成手段３１０は、測定空間Ｈでオゾンを生成する装置である。オゾンガス生成手段３１０は、測定空間Ｈの中の酸素をオゾン化する。
後段で、オゾンガス生成手段３１０の構成を詳述する。
【００４１】
以下に、本発明の実施形態に係る匂いセンサ１００の構造を、図を基に説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る匂いセンサの概念図である。
匂いセンサ１００は、気体の匂いを感じることをできる感応部をもつセンサであり、感応部１０１とヒータ１０２とスイッチング素子１０３と負荷抵抗１０４と電源１０５とで構成される。
匂い測定装置１０は、複数の匂いセンサ１００を有するのが好ましい。例えば、２個の匂いセンサは、匂いセンサ１００ａ、匂いセンサ１００ｂと呼称する。
【００４２】
感応部１０１は、気体の匂いを感じることをできる部分である。
感応部１０１は、例えば、触媒が添加された金属酸化物半導体でできたものである。素材の種類、触媒の種類、構造等によって、匂いを構成する匂い分子に対する感度に大きな差が生じる。
複数の匂いセンサ１００ａ、１００ｂの感応部１０１の匂い分子に対する感度に差を設けるのが好ましい。
例えば、匂いセンサ１００ａの感応部１０１は、分子量が比較的大きく揮発性の低い重質系の匂い分子に対して高い感度を持つ。重質系の匂い分子の代表例は、不飽和芳香族炭化水素化合物である。
例えば、匂いセンサ１００ｂの感応部１０１は、分子量が比較的小さく揮発性の高い軽質系の匂い分子に対して高い感度を持つ。軽質系の匂い分子の代表例は、アルコールである。
【００４３】
ヒータ１０２は、感応部１０１を加熱するものであり、例えが、白金薄膜である。
感応部１０１とヒータ１０２は、一体構造をしている。ヒータ１０２は、通電されて発熱し、感応部１０１を所定の温度に加熱することができる。例えば感応部１０１が金属酸化物半導体である場合、所定の温度は約４００℃である。この様にすると、感応部１０１が周囲温度変化や水分の存在により影響をうけることが少なくなり、匂いセンサの感度の低下を防止できる。また、感応部１０１に付着した匂い分子を洗浄空気で洗浄除去するのが容易になる。
ヒータ１０２は、パルス電流を印加されて、発熱するのが好ましい。
【００４４】
スイッチング素子１０３は、ヒータ１０２に電流を供給するための電子素子である。スイッチング素子１０３は、パルス状のヒータ加熱パルス１０６を入力され、ヒータ１０２にパルス状の電流を供給する。
ヒータ加熱パルス１０６は、入力抵抗を介して、スイッチング素子に入力されるのが好ましい。
【００４５】
負荷抵抗１０４は、感応部１０１に直列接続された抵抗回路である。負荷抵抗１０４は、抵抗素子で構成された回路でもよいし、抵抗素子とコンデンサとが並列接続された回路でもよい。
【００４６】
電源１０５が、感応部１０１とヒータ１０２とに電流を供給する。
匂い測定出力１０７が、感応部１０１と負荷抵抗１０４との接続点から出力する。
【００４７】
揮発性の還元性化学物質である匂い物質が感応部１０１に付着すると、感応部１０１の酸素に電子を供給する。感応部１０１の酸素が増加するために、感応部の電気伝導度が高くなる。
複数の匂いセンサ１００ａ、１００ｂの匂い測定出力Ｖｃｃをモニタすると、匂い物質の量と種類とを測定することができる。
【００４８】
以下に、２つの匂いセンサの匂い測定出力Ｖｃｃを用いて、匂いの強さと匂いの種類を測定する方法を、図を基に、説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る匂い出力のベクトル図である。
図中において、
Ａоは、匂いセンサ１００ａの出力値Ｖｃｃである。
Ａｚは、匂いセンサ１００ａの校正値Ｖｃｃである。
Ｂоは、匂いセンサ１００ｂの出力値Ｖｃｃである。
Ｂｚは、匂いセンサ１００ｂの校正値Ｖｃｃである。
出力値Ａо、Ｂоは、ガスを感応部に供給した際の、匂い測定出力Ｖｃｃである。
校正値Ａｚ、Ｂｚは、無臭空気を感応部に供給した際の、匂い測定出力Ｖｃｃである。
ベクトル図は、重質系に感度の高い匂いセンサ１００ａの出力値Ｖｃｃを校正値Ｖｃｃで校正した値（Ａо−Ａｚ）をＸ軸の要素とし、軽質系に感度の高い匂いセンサ１００ｂの出力値Ｖｃｃを校正値Ｖｃｃで校正した値（Ｂо−Ｂｚ）をＹ軸の要素としたときに得られるベクトルを表示した直交座標系である。このベクトルを匂いベクトルと呼称する。
図４は、軽質系の匂い成分が重質系の匂い成分より多い匂い１を表す匂いベクトルと重質系の匂い成分が軽質系の匂い成分より多い匂い２を表す匂いベクトルとを示している。
このベクトル図において、匂いベクトルの長さを「匂いの強さ」と呼び、匂いベクトルの傾きまたは向きを「匂いの種類」を表す「香質」と呼ぶ。
この「匂いの強さ」と「香質」とが匂いの強さと匂いの種類に対する相関が、人間の感度に近似していることが、実験により確かめられている。
【００４９】
以下に、本発明の実施形態に係るデータ処理部６００を詳述する。
図５は、本発明の実施形態に係るデータ処理部の概念図である。
データ処理部６００は、主制御部６０１とパルス発生部６０２と測定時間設定タイマー６０３とインターフェース部６０４とＡ／Ｄ変換部６０５とデータ記憶部６０６とデータ演算部６０７と表示部６０８とで構成される。
主制御部６０１は、内蔵する制御プログラムに従って作動し、パルス発生部６０２と測定時間設定タイマー６０３とインターフェース部６０４とＡ／Ｄ変換部６０５とデータ記憶部６０６とデータ演算部６０７と表示部６０８とを制御する。
パルス発生部６０２は、所定の周期とパルス数を有するパルス制御信号を発生し、各匂いセンサ１００ａ、１００ｂのスイッチング素子１０３に供給する部分である。所定の周期とパルス数は、ヒータ１０２の加熱温度に応じて設定される。
測定時間設定タイマー６０３は、主制御部６０１に測定の為のタイミング信号を出力する。
インターフェース部６０４は、主制御部６０１からの信号またはデータを外部へ出力し、外部からの信号またはデータを主制御部６０１に取り込むための入出力部である。インターフェース部６０４は、例えば、外部のパソコンやオゾンガス生成手段３１０に繋がる。匂いセンサ１００ａ、１００ｂの匂い測定出力の時間変化のデータ、匂いの強度と匂いの種類の測定結果は、インターフェース部６０４を介して外部のパソコン２０に転送される。
Ａ／Ｄ変換部６０５は、各匂いセンサ１００ａ、１００ｂからの匂い測定出力を所定のタイミングで取り込み、アナログ／デジタル変換し、デジタルデータを主制御部６０１へ送る。
データ記憶部６０６は、主制御部６０１からの指定に従って、匂い測定出力を記憶する機器である。
データ演算部６０７は、データ記憶部６０６に記録された匂い測定データを取り込み、上述した匂いベクトルを演算し、データ記憶部６０６に保存する。
表示部６０８は、データ記録部６０６に記録された匂いの強度及び匂いの種類を必要に応じて表示する機器である。表示部６０８は、測定対象の匂いに対応した匂いベクトルを表示し、匂いベクトルの長さと傾きからそれぞれの匂いの強さと匂いの種類を時系列にモニターすることができる。
【００５０】
以下に、本発明の実施形態に係るオゾンガス生成手段３１０を、図を基に、説明する。
図６は、本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の概念図である。
以下では、本発明の第一の実施形態にかかる匂い測定装置に用いるオゾンガス生成装置を例に説明する。
本発明の第二の実施形態にかかる匂い測定装置に用いるオゾンガス生成装置では、後述するオゾナイザが測定チャンバー４００に設けられた点を除き、同じ構造を有する。
オゾンガス生成手段３１０は、オゾナイザ３１１とオンパルス発生回路３１２と制御回路３１３と計数回路３１４とデコーダ部３１５と通信インターフェース回路３１６と電源回路３１７とオゾンチャンバー３１８とで構成される。
【００５１】
オゾナイザ３１１は、オンパルス信号に応じて電極間で無声放電をして、酸素をオゾン化する電子機器である。オゾナイザ３１１の１対の電極がオゾンチャンバ３１８の内部空間に露出する。１対の電極の間で無声放電をすると、オゾンチャンバ３１８の中の空気中の酸素の一部がオゾン化する。
オンパルス発生回路３１２は、制御回路３１３からの制御信号に応じて、所定の長さのオンパルス信号を出力し、オゾナイザ３１１に供給する回路である。
制御装置３１３は、外部コンピュータ２０からの指令信号に従い、オンパルス発生回路３１２を制御して、所定の長さを持ったパルスを発生させる装置である。
計数回路３１４は、計数をカウントする回路である。一般には、初期状態で与えられた数を所定のタイミング信号にしたがって減算し、結果を出力する回路である。
デコーダ部３１５は、通信インターフェース回路３１６を介して、外部コンピュータ２０から与えられた指令信号を解読して、解読した指令信号を制御回路へ送る回路である。
通信インターフェース回路３１６は、外部コンピュータ２０と通信をするための入出力回路である。
電源回路３１７は、オゾナイザ３１１に電源を供給する回路である。
オゾンチャンバー３１８は、無臭空気を通過可能な内部空間をもった容器である。
【００５２】
図７は、本発明の実施形態に係るオンパルス信号の概念図である。
オンパルス発生回路３１２が出力するオンパルス信号は、オン信号とオフ信号とが直列に列なっている。オン時間Ｔ１は、オン信号の継続時間である。オフ時間Ｔ２は、オフ信号の継続時間である。
オン信号を受信すると、オゾナイザ３１１は１対の電極の間で無声放電を続ける。
オフ信号を受けると、オゾナイザ３１１は無声放電を停止する。
【００５３】
以下に、オゾンガス生成装置３１０の作動を、図を基に、説明する。
図８は、本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の作用図である。
図９は、本発明の実施形態に係るオゾン生成装置のタイムチャート図である。
制御回路３１３が、洗浄指令を受け取る。洗浄指令を、パルス幅の指令とパルス数の指令にデコードする。
パルス幅の指令を、予め定められえた所定のパルス幅のどれに相当するか決定する。
例えば、３００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、１ｓｅｃ、または２ｓｅｃの中から選択する。決定したパルス幅をオンパルス発生回路３１２にセットする。
パルス数が予め定められた所定のパルス数のどれに相当するかを決定する。
例えば、１パルス、２パルス、３パルス、４パルルの中から選択する。
決定したパルス数を計数回路３１４にセットする。
オンパルス発生回路３１２が、セットされたパルス幅に従ってオンパルス信号をオゾナイザ３１１に出力する。
オゾナイザ３１１がオンパルス信号に従って、１対の電極の間で無声放電する。
計数回路３１４が、オンパルス信号を出力する度に、セットされた計数を減算し、ゼロになると、オンパルス信号の出力を停止する。
オゾンチャンバー３１８の中の空気中の酸素の一部がオゾン化され、パスル幅とパルス数に対応したオゾン濃度のオゾンガスが生成される。
パルス幅が長くなると、オゾン濃度が大きくなる。
パルス数が多くなると、オゾン濃度が大きくなる。
【００５４】
匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを導入するのが好ましい。
例えば、匂いセンサの匂い測定出力が校正値に復帰する時間が短くなる最適のオゾン濃度を試験により予め求めて、匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせとオゾン濃度の対応表を作成し、その対応表をデータ処理部６００のデータ記憶部６０６に記憶する。オゾンを生成する際は、その対応表から最適のオゾン濃度を読み出し、オゾンガスを生成する。
また、匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応した単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとをもったパルスでオゾンを生成するのが好ましい。
例えば、匂いセンサの匂い測定出力が校正値に復帰する時間が短くなる最適の単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを試験により予め求めて、匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせと単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとの対応表を作成し、その対応表をデータ処理部６００のデータ記憶部６０６に記憶する。オゾンを生成する際は、その対応表から最適の単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを読み出し、オゾンガスを生成する。
特に、前記オゾンガス生成手段が、無声放電により酸素をオゾン化するオゾン化機器を有する場合、単位パルスの持続時間が前記無声放電の放電時間であるのが好ましい。
また特に、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
【００５５】
図９は、オゾンガス生成手段が洗浄指令を受け取った場合のタイムチャートを示す。
洗浄指令：洗浄指令を外部コンピュータからを受けとる。
命令解読：洗浄指令を解読して、パルス幅とパルス数（２パルス）を読みとる。
オンパルス発生：パルス幅に対応した幅のオンパルス信号を発生する。
オゾン発生：オンパルス信号に応じた時間だけ無声放電をおこない、空気中の酸素の一部をオゾン化する。
オンパルス発生：パルス幅に対応した幅のオンパルス信号を発生する。
オゾン発生：オンパルス信号に応じた時間だけ無声放電をおこない、空気中の酸素の一部をオゾン化する。
【００５６】
次に、本発明の第一実施形態に係る匂い測定方法を、図を基に、説明する。
図１０は、本発明の第一実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
匂い測定方法Ｓ１０は、気体の匂いを測定する方法であって、準備工程Ｓ１１と無臭空気供給工程Ｓ１２と校正値取込工程Ｓ１３と気体供給工程Ｓ１４と匂いデータ取込工程Ｓ１５とオゾンガス供給工程Ｓ１６と校正値復帰確認工程Ｓ１７とで構成される。
【００５７】
（準備工程）
準備工程Ｓ１１は、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサを用意する工程である。
【００５８】
（無臭空気供給工程）
無臭空気供給工程Ｓ１２は、無臭空気を感応部に供給する工程である。
無臭空気は、大気を活性炭に通過させたもの、または標準空気である。
無臭空気の酸素が感応部に付着する。
付着した酸素が感応部を酸化して、感応部である金属酸化物半導体の中の電子を奪い、電気伝導度が低い状態になる。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００５９】
（校正値取込工程）
校正値取込工程Ｓ１３は、匂いセンサの校正値を取り込む工程である。
匂いセンサの出力である匂い測定出力をモニタして、匂い測定出力が安定するのを待つ。例えば、匂い測定出力が所定の時間を経過する間に所定の値の幅を越えないばあい、匂い測定出力が安定したと判定する。例えば、所定の幅は、予測される校正値の±１０％以内である。
匂い測定出力が安定したと判断すると、匂い測定出力を校正値Ａｚ、Ｂｚとして記憶する。
【００６０】
（気体供給工程）
気体供給工程Ｓ１４は、気体を感応部に供給する工程である。
気体を感応部に供給すると、気体の中の匂い物質が感応部に付着する。
通常の匂い物質は、揮発性の還元性化学物質であるので、感応部の酸素に電子を供給する。電子を供給されるので、金属酸化物半導体の中で電子が増加して、感応部の電気伝導度が高くなる。
また、匂い物質と感応部とが電子を共有する現象が生じ、いわゆる電子共有結合により匂い物質が感応部に付着する。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６１】
（匂いデータ取込工程）
匂いデータ取込工程Ｓ１５は、気体の匂いの強さと匂いの種類を取込む工程である。
匂いセンサの出力である匂い測定出力をモニタして、匂い測定出力が安定するのを待つ。例えば、匂い測定出力が所定の時間を経過する間に所定の値の幅を越えないばあい、匂い測定出力が安定したと判定する。
匂い測定出力が安定したと判定すると、匂い測定データＡо、Ｂоを取込む。
匂い測定データを校正値により補正し、前述したデータ処理をおこない、匂いベクトル（Ａо−Ａｚ、Ｂо−Ｂｚ）を記憶する。
【００６２】
（オゾンガス供給工程）
オゾンガス供給工程Ｓ１６は、オゾンガスを感応部に供給する工程である。
オゾンガスを感応部に供給すると、酸素よりも強力なオゾンの酸化作用によって、感応部の酸素から電子を奪う。感応部の電子が不足して電気伝導度が急速に低下する。
また。オゾンガスの酸化作用が、匂い物質の還元性を低下させるので、匂い物質が感応部から離れやすくなる。
匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給するのが好ましい。
匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６３】
（校正値復帰確認工程）
校正値復帰確認工程Ｓ１７は、匂いセンサの匂い測定出力が校正値に復帰し、または出力が安定したことを確認する工程である。
匂いセンサの出力である匂い測定出力をモニタして、匂い測定出力が安定するのを待つ。例えば、匂い測定出力が所定の時間を経過する間に所定の値の幅を越えないばあい、匂い測定出力が安定したと判定する。
匂い測定出力が安定したと判定すると、匂い測定出力が校正値に復帰したと判断する。安定した匂い測定出力が校正値Ａｚ、Ｂｚと異なるときは、匂い測定出力を新たな校正値Ａｚ、Ｂｚとする。
校正値復帰確認工程が完了すると、新たな気体の匂いを測定可能な状態になり、次の気体のための次の気体供給工程へ移る。
【００６４】
次に、本発明の第二の実施形態に係る匂い測定方法を、図を基に、説明する。
図１１は、本発明の第二実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
匂い測定方法Ｓ２０は、気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、準備工程Ｓ２１と無臭空気供給工程Ｓ２２と校正値取込工程Ｓ２３と気体導入工程Ｓ２４と匂いデータ取込工程Ｓ２５とオゾンガス生成工程Ｓ２６ａとオゾンガス導入工程Ｓ２６ｂと校正値復帰確認工程Ｓ２７とで構成される。
無臭空気供給工程Ｓ２２と校正値取込工程Ｓ２３と匂いデータ取込工程Ｓ２５と校正値復帰確認工程Ｓ２７の構成は、第一の実施形態に係る匂い測定方法Ｓ１０のものと同じなので、説明を省略する。
【００６５】
（準備工程）
準備工程Ｓ２１は、気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと感応部が露出した測定空間を有する測定チャンバーとを用意する工程である。
【００６６】
（気体導入工程）
気体導入工程Ｓ２４は、気体を測定空間に導入する工程である。
気体は、測定空間に導入されて、匂いセンサの感応部に供給される。気体を感応部に供給すると、気体の中に匂い物質が感応部に付着する。
通常の匂い物質は、揮発性の還元性化学物質であるので、感応部の酸素に電子を供給する。電子を供給されるので、金属酸化物半導体の中で電子が増加して、感応部の電気伝導度が高くなる。
また、匂い物質と感応部とが電子を共有する現象が生じ、いわゆる電子共有結合により匂い物質が感応部に付着する。
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６７】
（オゾンガス生成工程）
オゾンガス生成工程Ｓ２６ａは、オゾンガスを生成する工程である。
例えば、無臭空気の中で無声放電をすると、無臭空気のなかの酸素がオゾン化されて、オゾンガスを生成できる。
匂いセンサが気体導入工程で感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成するのが好ましい。
また、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成し、匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定するのが好ましい。
また、無声放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記無声放電の放電時間であるのが好ましい。
匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
【００６８】
（オゾンガス導入工程）
オゾンガス導入工程Ｓ２６ｂは、オゾンガスを測定空間に導入する工程である。
オゾンガスは、測定空間Ｈに導入されて、感応部１０１に供給される。オゾンガスを感応部１０１に供給すると、酸素よりも強力オゾンのな酸化作用によって、感応部の酸素から電子を奪う。感応部の電子が不足して電気伝導度が急速に低下する。
また。オゾンガスの酸化作用が、匂い物質の還元性を低下させるので、匂い物質が感応部から離れやすくなる
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００６９】
次に、本発明の第三の実施形態に係る匂い測定方法を、図を基に、説明する。
図１１は、本発明の第三の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
匂い測定方法Ｓ３０は、気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、準備工程Ｓ３１と無臭空気供給工程Ｓ３２と校正値取込工程Ｓ３３と気体導入工程Ｓ３４と匂いデータ取込工程Ｓ３５とオゾンガス生成工程Ｓ３６ａと洗浄ガス導入工程Ｓ３６ｂと校正値復帰確認工程Ｓ３７とで構成される。
準備工程Ｓ３１と無臭空気供給工程Ｓ３２と校正値取込工程Ｓ３３と気体導入工程Ｓ３４と匂いデータ取込工程Ｓ３５と校正値復帰確認工程Ｓ３７の構成は、第二の実施形態に係る匂い測定方法のものと同じなので、説明を省略する。
【００７０】
（オゾンガス生成工程）
オゾンガス生成工程Ｓ３６ａは、測定空間Ｈでオゾンを生成する工程である。
測定空間Ｈでオゾンを生成すると、オゾンガスが感応部１０１に供給される。オゾンガスを感応部１０１に供給すると、酸素よりも強力なオゾンの酸化作用によって、感応部の酸素から電子を奪う。感応部の電子が不足して電気伝導度が急速に低下する。
例えば、無臭空気の中で無声放電をすると、無臭空気のなかの酸素がオゾン化されて、オゾンガスを生成できる。
匂いセンサが気体導入工程で感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成するのが好ましい。
また、単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成し、匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定するのが好ましい。
また、無声放電により酸素をオゾン化し、単位パルスの持続時間が前記無声放電の放電時間であるのが好ましい。
また、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択されるのが好ましい。
また、オゾンガスの酸化作用が、匂い物質の還元性を低下させるので、匂い物質が感応部から離れやすくなる
時間が経過すると、匂いセンサの匂い測定出力が所定の値に安定する。
【００７１】
（洗浄ガス導入工程）
洗浄ガス導入工程Ｓ３６ｂは、洗浄ガスを測定空間Ｈに導入する工程である。
例えば、洗浄ガスは無臭空気である。
特に、オゾンガス生成工程を実施中に、洗浄ガス導入工程を実施すると好ましい。この様にすると、測定空間の洗浄がより効率良く行われ、匂いセンサの匂い測定出力がすみやかに校正値に復帰することをできる。
【実施例】
【００７２】
次に、本発明を検証し評価するために実施した試験結果を説明する。
最初に試験装置の構成を説明する。
図１３は、試験装置の構成図である。
試験装置３０は、匂い測定装置１０とオゾナイザ３１とオゾン放電オン・オフ回路３２とＤＣ２４Ｖ電源３３と手動時間制御スイッチ３４と３００ＣＣチェンバー３５と１０リットル標準空気バッファー３６と三方弁３７とで構成される。
匂い測定装置１０は、気体の匂いを測定する装置である。匂い測定装置は、２つの匂いセンサを測定チャンバー内に備えている。匂いセンサは、金属酸化物半導体を用いた形式である。試料を測定チャンバーに導入すると、匂いセンサが試料の匂いを測定する。
オゾナイザ３１は、オン信号をうけると無声放電により酸素をオゾン化する機器である。
オゾン放電オン・オフ回路３２は、オゾナイザ３１にオン・オフ信号を出力する電子回路である。
ＤＣ２４Ｖ電源３３は、オゾン放電オン・オフ回路３２にＤＣ２４Ｖ電源を供給する。
手動時間制御スイッチ３４は、オゾン放電オン・オフ回路３２はに制御指令を出力するスイッチ回路である。手動時間制御スイッチ３４は、３つの組み合わせの信号を出力できる様になっている。
３００ＣＣチェンバー３５は、ポリエステル製の容器である。３００ＣＣチェンバー３５の内部に、オゾナイザ３１の電極が露出している。オゾナイザ３１が放電すると、３００ＣＣチェンバー３５の空気の酸素の一部をオゾン化してオゾンガスを生成する。
１０リットル標準空気バッファー３６は、標準空気の充填された１０リットルの容器である。標準空気は、酸素と窒素とを空気と同一の比率で混合された人工の空気である。
三方弁３７は、匂い測定装置１０の吸込管に設けられ、切り替えにより試料と洗浄ガスとを選択して匂い測定装置に導入できる。
【００７３】
試験装置３０の作動を説明する。
下記に手動時間制御スイッチ３４のスイッチ番号１〜３に対応してオゾン放電オン・オフ回路３２が出力するオン・オフ信号の組合わせ表を示す。
【表１】
【００７４】
例えば、スイッチ番号３のスイッチを入れると、オゾン放電オン・オフ回路３２がオン時間０．３８秒とオフ信号９．００秒のオン・オフ信号を出力する。オゾナイザ３１が、０．３８秒の間に継続して放電し、９．００秒の間に放電を停止する。
図１４は、１パルス乃至５パルスのパルス数でスイッチ番号１乃至スイッチ番号３のスイッチを押した場合に発生するオゾンのオゾン濃度を示す。
スイッチ１でパルス１からパルス５の放電をした場合、２．０ｐｐｍから３．００ｐｐｍのオゾン濃度のオゾンガスが生成された。
スイッチ２でパルス１からパルス５の放電をした場合、２．００ｐｐｍから１２．００ｐｐｍのオゾン濃度のオゾンガスが生成された。
スイッチ３でパルス１からパルス５の放電をした場合、０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍのオゾン濃度のオゾンガスが生成された。
【００７５】
以下に、試験装置３０を用いて、気体の匂い測定をした結果を、図を基に、説明する。
出力グラフ図は、ゼロ点設定過程と測定過程と洗浄過程における時間の経過にしたがった匂いセンサ１００ａの匂い測定出力と匂いセンサ１００ｂの匂い測定出力の変化の様子をしめす。
匂いグラフ図は、洗浄過程における時間の経過にしたがった匂いの強度と匂いの種類の変化の様子をしめす。
ケース１は、２ｐｐｍのトルエンを測定した後、オゾンガスを生成せずに、標準空気のみを匂い測定装置に流したケースである。
ケース２は、２ｐｐｍのトルエンを測定した後、７５０ｍｓｅｃのオンパルスを３パルスだけ発生させて生成したオゾンガスを匂い測定装置に流したケースである。図２０から、オゾン濃度が０．２ｐｐｍ程度のオゾンガスを生成したと推測できる。
ケース３は、２ｐｐｍのトルエンを測定した後、７５０ｍｓｅｃのオンパルスを１パルスだけ発生させて生成したオゾンガスを匂い測定装置に流したケースである。図２０からオゾン濃度が０．８ｐｐｍ程度のオゾンガスを生成したと推測できる。
【００７６】
ケース１の試験結果を説明する。
ケース１は、試料ガスがトルエン２ｐｐｍで、洗浄ガスが標準空気である。
図１５は、本発明の実施例ケース１の出力グラフ図である。
図１６は、本発明の実施例ケース１の匂いグラフ図である。
洗浄を開始してから５０秒程度で、匂い測定出力が校正値に復帰し、匂いの強度が校正値に復帰した。
【００７７】
ケース２の試験結果を説明する。
ケース２は、試料ガスがトルエン２ｐｐｍで、洗浄ガスがオゾンガス（オゾン濃度０．８ｐｐｍ程度）である。
図１７は、本発明の実施例ケース２の出力グラフ図である。
図１８は、本発明の実施例ケース２の匂いグラフ図である。
洗浄を開始すると、匂い測定出力が急激に低下し校正値を下回った。匂いの強度が急激に下がり、匂い測定出力が校正値を下回った後は異常値をしめした。これは、ＡоーＡｚが負になった為である。
【００７８】
ケース３の試験結果を説明する。
ケース３は、試料ガスがトルエン２ｐｐｍであり、洗浄ガスがオゾンガス（オゾン濃度０．２ｍ程度）である。
図１９は、本発明の実施例ケース３の出力グラフ図である。
図２０は、本発明の実施例ケース３の匂いグラフ図である。
洗浄を開始してから１０秒程度で、匂い測定出力が校正値に復帰し、匂いの強度が安定した。
【００７９】
試験では、この他に、１２ｐｐｍのトルエン、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸エチル、アセトアルデヒドでも行なった。
いすれも、オゾン濃度を適切値に設定すると、匂い測定出力が短時間で校正値に復帰し、匂いの強度と匂いの種類が安定した。
また、オゾン濃度が適正値を越えていると、匂い測定出力が急激に低下して校正値を下回り、匂いの強度と匂いの種類が異常になった。また、その後に標準空気をながしても、匂い測定出力が校正値になるのに時間がかかった。
これらのことから、匂いの強度と匂いの種類に対応したオゾン濃度の適正値があることが判明した。
洗浄過程で匂いの強度と匂いの種類に対応してオゾン濃度のオゾンガスを流すと、匂い測定出力が短時間で校正値に復帰し、匂いの強度と匂いの種類が安定することがわかった。
また、パルス数を選択すると、オゾンガスのオゾン濃度を適正値にしやすいことが分かった。
特に、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、オゾン濃度を０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択すると、匂い測定出力が校正値になる時間を短くすることができた。
【００８０】
上述の実施形態の匂い測定装置と匂い測定方法とを用いれば、以下の効果を発揮する。
気体の匂いを感応部１０１で測定できる匂いセンサ１００を用意し、気体を感応部１０１に供給して気体の匂いを測定した後で、オゾンガスを感応部１０１に供給するので、オゾンガスで感応部１０１に付着した匂い分子を酸化して、匂いセンサ１００を初期化することができる。
また、密閉可能な測定空間Ｈを備えた測定チャンバー４００を用意し、匂いセンサの感応部１０１を測定空間Ｈに露出し、気体を測定空間Ｈに導入して気体の匂いを測定した後で、オゾンガスを測定空間Ｈに導入するので、オゾンガスが匂いセンサ１００と測定空間Ｈの壁面に付着した匂い物質を酸化して、匂い物質を洗浄しやすくし、また、匂いセンサの感応部を初期化することができる。
また、オゾンガスのオゾン濃度を調整することで、匂いセンサ１００を初期化する時間を短かくすることができる。
また、匂いセンサ１００が測定した匂いの強さと匂いの種類の一方、または匂いの強さと匂いの種類の組合わせに応じてオゾン濃度を設定すると、匂いセンサを初期化する時間を短くすることができた。
また、複数の感度の異なる匂いセンサ１００を用意し、匂いの強度と匂いの種類を複数の匂いセンサの出力値を要素とするベクトルであらわし、その匂いベクトルの長さを匂いの強度とし、匂いベクトルの方向、傾きを匂いの種類とするので、簡易にオゾン濃度を最適化できる。
パルス状の無声放電でオゾンを生成し、パルスの持続時間とパルス数を選択することでオゾン濃度を調整するので、簡易な構成で所望のオゾン濃度をもったオゾンガスを生成できる。
また、匂いの強度と匂いの種類の一方または匂いの強度と匂いの種類の組み合わせに対応してパルスの持続時間とパルス数を選択するので、簡易な方法で匂いセンサ１００を初期化する時間を短くすることができる。
また、匂いセンサが金属酸化物半導体センサである場合に、オゾン濃度を０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択するので、匂いセンサを過剰に酸化することなく、匂いセンサの初期化の時間を短くすることができる。
【００８１】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
オゾン生成装置、オゾン生成工程を、無声放電によりオゾンを生成する方式で説明したがこれに限定されず、例えば、酸素をオゾン化する周波数をもった光を空気、ガス中に照射する方式でもよい。
また、匂いの強度と匂いの種類の一方、または匂いの強度と匂いの種類の組み合わせに対応してオンオフ信号のパルス長さとパルス数を設定したが、これに限定されず、例えば、匂い測定の後で、匂いセンサの匂い測定出力が減少する傾向に対応してオンオフ信号のパルス長さとパルス数を設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る匂い測定装置の概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係る匂いセンサの概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係る匂い出力のベクトル図である。
【図５】本発明の実施形態に係るデータ処理部の概念図である。
【図６】本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の概念図である。
【図７】本発明の実施形態に係るオンパルス信号の概念図である。
【図８】本発明の実施形態に係るオゾン生成装置の作用図である。
【図９】本発明の実施形態に係るオゾン生成装置のタイムチャート図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
【図１２】本発明の第三の実施形態に係る匂い測定方法の手順図である。
【図１３】本発明の実施例に係る匂い試験装置の概念図である。
【図１４】本発明の実施例のオゾン濃度図である。
【図１５】本発明の実施例ケース１の出力グラフ図である。
【図１６】本発明の実施例ケース１の匂いグラフ図である。
【図１７】本発明の実施例ケース２の出力グラフ図である。
【図１８】本発明の実施例ケース２の匂いグラフ図である。
【図１９】本発明の実施例ケース３の出力グラフ図である。
【図２０】本発明の実施例ケース３の匂いグラフ図である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｈ 測定空間
１０ 匂い測定装置
２０ パソコン
３０ 試験装置
３１ オゾナイザ
３２ オゾン放電オン・オフ回路
３３ ＤＣ２４Ｖ電源
３４ 手動時間制御スイッチ
３５ ３００ｃｃチェンバー
３６ １０リットル標準空気バッファー
３７ 三方弁
１００ 匂いセンサ
１００ａ 匂いセンサＡ
１００ｂ 匂いセンサＢ
１０１ 感応部
１０２ ヒータ
１０３ スイッチング素子
１０４ 負荷抵抗
１０５ 電源
１０６ ヒータ加熱パルス
１０７ 匂い測定出力
２００ 気体供給手段
２１０ 気体導入手段
２１１ 試料吸込管
２１２ 試料バルブ
２１３ 試料導入管
３００ オゾンガス供給手段
３１０ オゾンガス生成手段
３１１ オゾナイザ
３１２ オンパルス発生回路
３１３ 制御回路
３１４ 計数回路
３１５ デコーダ部
３１６ 通信インターフェース回路
３１７ 電源回路
３１８ オゾンチャンバー
３２０ オゾンガス導入手段（洗浄ガス導入手段）
３２１ 洗浄吸込管
３２２ 洗浄バルブ
３２３ 洗浄導入管
４００ 測定チャンバー
５００ 気体排出手段
５０１ 気体排出管
５０２ 排出バルブ
５０３ 気体排出管
５０４ 気体排出ポンプ
５０５ 気体排出管
６００ データ処理部
６０１ 主制御部
６０２ パルス発生部
６０３ 測定時間設定タイマー
６０４ インターフェース部
６０５ Ａ／Ｄ変換部
６０６ データ記憶部
６０７ データ演算部
６０８ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の匂いを測定する匂い測定装置であって、
気体の匂いを感じることをできる感応部をもつ匂いセンサと、
気体を前記感応部に供給することをできる気体供給手段と、
オゾンガスを前記感応部に供給することをできるオゾンガス供給手段と、
を備えることを特徴とする匂い測定装置。
【請求項２】
前記オゾンガス供給手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項３】
気体の匂いを測定する匂い測定装置であって、
気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、
前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、
気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入手段と、
を備えることを特徴とする匂い測定装置。
【請求項４】
気体の匂いを測定する匂い測定装置であって、
気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、
前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、
気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、
前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成手段と、
を備えることを特徴とする匂い測定装置。
【請求項５】
前記オゾンガス生成手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４のうちのひとつに記載の匂い測定装置。
【請求項６】
前記オゾンガス生成手段が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、
前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応した単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４のうちのひとつに記載の匂い測定装置。
【請求項７】
前記オゾンガス生成手段が、放電により酸素をオゾン化するオゾン化機器を有し、
単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間である、
ことを特徴とする請求項６に記載の匂い測定装置。
【請求項８】
前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、
前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される、
ことを特徴とする請求項２または請求項５のうちのひとつに記載の匂い測定装置。
【請求項９】
気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、
気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサを準備する準備工程と、
気体を前記感応部に供給する気体供給工程と、
オゾンガスを前記感応部に供給するオゾンガス供給工程と、
を備えることを特徴とする匂い測定方法。
【請求項１０】
前記オゾンガス供給工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する、
ことを特徴とする請求項９に記載の匂い測定方法。
【請求項１１】
気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、
気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と。
気体を測定空間に導入する気体導入工程と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成工程と、
前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入工程と、
を備えることを特徴とする匂い測定方法。
【請求項１２】
気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、
気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と、
気体を前記測定空間に導入する気体導入工程と、
前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成工程と、
を備えることを特徴とする匂い測定方法。
【請求項１３】
前記オゾンガス生成工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する、
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２のうちのひとつに記載の匂い測定方法。
【請求項１４】
前記オゾンガス生成工程が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、
前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する、
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２のうちのひとつに記載の匂い測定方法。
【請求項１５】
前記オゾンガス生成工程が、放電により酸素をオゾン化し、
単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間である、
ことを特徴とする請求項１４に記載の匂い測定方法。
【請求項１６】
前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、
前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される、
ことを特徴とする請求項１０または請求項１３のうちのひとつに記載の匂い測定方法。
【請求項１】
気体の匂いを測定する匂い測定装置であって、
気体の匂いを感じることをできる感応部をもつ匂いセンサと、
気体を前記感応部に供給することをできる気体供給手段と、
オゾンガスを前記感応部に供給することをできるオゾンガス供給手段と、
を備えることを特徴とする匂い測定装置。
【請求項２】
前記オゾンガス供給手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の匂い測定装置。
【請求項３】
気体の匂いを測定する匂い測定装置であって、
気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、
前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、
気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成手段と、
前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入手段と、
を備えることを特徴とする匂い測定装置。
【請求項４】
気体の匂いを測定する匂い測定装置であって、
気体の匂いを感じることをできる感応部を持った匂いセンサと、
前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーと、
気体を前記測定空間に導入する気体導入手段と、
前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成手段と、
を備えることを特徴とする匂い測定装置。
【請求項５】
前記オゾンガス生成手段が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４のうちのひとつに記載の匂い測定装置。
【請求項６】
前記オゾンガス生成手段が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、
前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応した単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４のうちのひとつに記載の匂い測定装置。
【請求項７】
前記オゾンガス生成手段が、放電により酸素をオゾン化するオゾン化機器を有し、
単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間である、
ことを特徴とする請求項６に記載の匂い測定装置。
【請求項８】
前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、
前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される、
ことを特徴とする請求項２または請求項５のうちのひとつに記載の匂い測定装置。
【請求項９】
気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、
気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサを準備する準備工程と、
気体を前記感応部に供給する気体供給工程と、
オゾンガスを前記感応部に供給するオゾンガス供給工程と、
を備えることを特徴とする匂い測定方法。
【請求項１０】
前記オゾンガス供給工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを供給する、
ことを特徴とする請求項９に記載の匂い測定方法。
【請求項１１】
気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、
気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と。
気体を測定空間に導入する気体導入工程と、
オゾンガスを生成するオゾンガス生成工程と、
前記オゾンガスを前記測定空間へ導入するオゾンガス導入工程と、
を備えることを特徴とする匂い測定方法。
【請求項１２】
気体の匂いを測定する匂い測定方法であって、
気体の匂いを感じる感応部を持った匂いセンサと前記感応部が露出した測定空間を持った測定チャンバーとを準備する準備工程と、
気体を前記測定空間に導入する気体導入工程と、
前記測定空間でオゾンを生成するオゾンガス生成工程と、
を備えることを特徴とする匂い測定方法。
【請求項１３】
前記オゾンガス生成工程が、前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応したオゾン濃度を持ったオゾンガスを生成する、
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２のうちのひとつに記載の匂い測定方法。
【請求項１４】
前記オゾンガス生成工程が単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを持ったパルス状にオゾンを生成でき、
前記匂いセンサの感じた匂いの強さ若しくは匂いの種類の一方または両方の組合わせに対応して単パルスの持続時間Ｔとパルス数Ｎとを決定する、
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２のうちのひとつに記載の匂い測定方法。
【請求項１５】
前記オゾンガス生成工程が、放電により酸素をオゾン化し、
単位パルスの持続時間が前記放電の放電時間である、
ことを特徴とする請求項１４に記載の匂い測定方法。
【請求項１６】
前記匂いセンサが金属酸化物半導体センサであって、
前記オゾン濃度が０．２ｐｐｍから１．００ｐｐｍまでの間の値から選択される、
ことを特徴とする請求項１０または請求項１３のうちのひとつに記載の匂い測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−６４５５４（Ｐ２００６−６４５５４Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４７８２６（Ｐ２００４−２４７８２６）
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（５９９０９２３０９）株式会社双葉エレクトロニクス (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（５９９０９２３０９）株式会社双葉エレクトロニクス (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]