(57)【要約】      （修正有）【課題】改善されたセンサモジュールを提供する。【解決手段】センサモジュールは、容器２０と、センサ部とを備える。容器２０は、流体を収容する凹部２１、及び、凹部２１に挿入可能な押出部２２を有する。センサ部は、流体中の特定物質を検出する。凹部２１は、第１貫通孔２１Ａと、第２貫通孔２１Ｂと、第３貫通孔２１Ｃとを有する。第１貫通孔２１Ａは、凹部２１の側部を貫通し、外部からの流体が凹部２１に流入可能である。第２貫通孔２１Ｂは、凹部２１の側部を貫通し、凹部２１内の流体が外部に流出可能である。第３貫通孔２１Ｃは、凹部２１の底部を貫通し、センサ部に凹部２１内の流体を供給可能である。押出部２２は、第３貫通孔に向かって凹部２１内の流体を押出し可能である。【選択図】図２
2019045153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を収容する凹部、及び、前記凹部に挿入可能な押出部を有する容器と、
前記流体中の特定物質を検出するセンサ部と、を備え、
前記凹部は、
前記凹部の側部を貫通し、外部からの流体が前記凹部に流入可能な第１貫通孔と、
前記凹部の側部を貫通し、前記凹部内の流体が外部に流出可能な第２貫通孔と、
前記凹部の底部を貫通し、前記センサ部に前記凹部内の流体を供給可能な第３貫通孔と、を有し、
前記押出部は、前記第３貫通孔に向かって前記凹部内の流体を押出し可能である、センサモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサモジュールであって、
前記押出部は、前記凹部の内周面に気密に密着する栓部を含む、センサモジュール。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサモジュールであって、
前記栓部を前記凹部内で移動させることによって、前記第１貫通孔を介した外部から前記凹部への流体の流入及び前記第２貫通孔を介した前記凹部から外部への流体の流出が制御される、センサモジュール。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のセンサモジュールであって、
前記押出部は、先端に向かうに連れて径が小さくなる先端部を含み、
外部からの流体が前記第１貫通孔を介して前記凹部に流入可能な状態において、前記先端部の位置は、前記第１貫通孔の位置と対向する、センサモジュール。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサモジュールであって、
前記底部は、前記先端部に嵌め合う形状である、センサモジュール。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載のセンサモジュールであって、
前記第１貫通孔の位置と、前記第２貫通孔の位置とは、互いに対向する、センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、センサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、呼気中の特定物質を検出するセンサモジュールが知られている。例えば、特許文献１には、ガス導入部と、ガス検出部とを備えたガス成分検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４９５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなセンサモジュールには、改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施形態に係るセンサモジュールは、容器と、センサ部とを備える。前記容器は、流体を収容する凹部、及び、前記凹部に挿入可能な押出部を有する。前記センサ部は、前記流体中の特定物質を検出する。前記凹部は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔とを有する。前記第１貫通孔は、前記凹部の側部を貫通し、外部からの流体が前記凹部に流入可能である。前記第２貫通孔は、前記凹部の側部を貫通し、前記凹部内の流体が外部に流出可能である。前記第３貫通孔は、前記凹部の底部を貫通し、前記センサ部に前記凹部内の流体を供給可能である。前記押出部は、前記第３貫通孔に向かって前記凹部内の流体を押出し可能である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一実施形態によれば、改善されたセンサモジュールが提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の第１実施形態に係るセンサモジュールの概略図である。
【図２】本開示の第１実施形態に係る容器の概略図である。
【図３】本開示の第１実施形態に係るセンサモジュールの機能ブロック図である。
【図４】本開示の第１実施形態に係る容器の概略図である。
【図５】本開示の第１実施形態に係る容器の概略図である。
【図６】本開示の第２実施形態に係る容器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係るセンサモジュール１の概略図である。センサモジュール１は、筐体１０を備える。図１には、筐体１０の一部の面を取り除いた状態で、筐体１０の内部を示す。
【００１０】
センサモジュール１は、流体中の特定物質を検出することができる。以下では、流体は、人間の呼気であるものとして説明する。但し、流体は、人間の呼気に限定されない。任意の流体が、センサモジュール１の検査対象となってよい。流体が人間の呼気である場合、検出対象となる特定物質は、例えば、アセトン、エタノール、水素又は一酸化酸素等である。また、以下では、センサモジュール１に供給されるキャリアガスは、空気であるものとして説明する。但し、キャリアガスは、空気に限定されない。キャリアガスは、任意の不活性ガスであってよい。また、キャリアガスは、例えば空気中の水分等のノイズ成分をフィルター等で除去したガスであってもよい。
【００１１】
センサモジュール１は、筐体１０に、流入部１１と、流入部１２と、排気部１５とを備える。センサモジュール１は、筐体１０の内部に、流路１１Ａと、流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、流路１３と、流路１４と、流路１５Ａ，１５Ｂと、容器２０と、検知部３０と、三方弁４０と、ポンプ５０と、センサ部６０と、ヒータ７０と、回路基板８０とを備える。
【００１２】
流入部１１には、人間の呼気が供給される。例えば、人間が、流入部１１に口を付けて流入部１１に息を吹き込むことによって、流入部１１に人間の呼気が供給され得る。流入部１１に供給された呼気は、検知部３０及び流路１１Ａを介して、容器２０に供給される。流入部１１の一端は、例えば、筐体１０の外部に突出する。流入部１１の一端には、交換可能なマウスピースが取り付けられてよい。また、流入部１１の他端は、例えば、検知部３０に接続される。流入部１１は、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１３】
流路１１Ａは、流入部１１から供給された人間の呼気を、容器２０の第１貫通孔２１Ａを介して、容器２０に供給する。流路１１Ａは、例えば、検知部３０と、容器２０の第１貫通孔２１Ａとを接続する。流路１１Ａは、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１４】
流入部１２には、キャリアガスとして空気が供給される。センサモジュール１の検出処理時、流入部１２に供給された空気は、流路１２Ａ、ポンプ５０及び流路１２Ｂを介して、センサ部６０（のカラム６１）に供給される。また、センサモジュール１のリフレッシュ処理時、押出部２２を引き上げることにより、流入部１２から吸引された空気は、流路１２Ｃ、三方弁４０及び流路１３を介して、容器２０に供給される。リフレッシュ処理とは、新たな人間の呼気を検査するために、容器２０に残留している人間の呼気を、センサモジュール１の外に排出する処理である。本実施形態に係るリフレッシュ処理では、流入部１２から吸引された空気を利用して、容器２０内に残留している呼気を、センサモジュール１の外に排出する。流入部１２の一端は、例えば、筐体１０の外部に突出する。流入部１２の他端は、例えば、流路１２Ａ及び流路１２Ｃに接続される。流入部１２は、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１５】
ポンプ５０及び流路１２Ａにより流入部１２から空気を吸引する。流路１２Ａは、例えば、流入部１２とポンプ５０とを接続する。流路１２Ｂは、ポンプ５０から供給される空気を、センサ部６０に供給する。流路１２Ｂは、例えば、ポンプ５０とセンサ部６０とを接続する。流路１２Ｃは、押出部２２を引き上げることにより流入部１２から吸引された空気を、三方弁４０に供給する。流路１２Ｃは、例えば、流入部１２と三方弁４０とを接続する。流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１６】
流路１３には、センサモジュール１の検出処理時、容器２０の第３貫通孔２１Ｃを介して容器２０から、人間の呼気が供給される。流路１３は、供給された人間の呼気を三方弁４０に供給する。また、流路１３には、センサモジュール１のリフレッシュ処理時、三方弁４０を介して流入部１２から空気が供給される。流路１３は、供給された空気を、容器２０の第３貫通孔２１Ｃを介して容器２０に供給する。流路１３は、例えば、容器２０の第３貫通孔２１Ｃと三方弁４０とを接続する。流路１３は、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１７】
流路１４には、センサモジュール１の検出処理時、流路１３及び三方弁４０を介して容器２０から、人間の呼気が供給される。流路１４は、供給された人間の呼気を、センサ部６０に供給する。流路１４は、例えば、三方弁４０とセンサ部６０とを接続する。流路１４は、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１８】
排気部１５からは、流路１５Ａを介して、容器２０の第２貫通孔２１Ｂから流出する人間の呼気が、排出される。また、排気部１５からは、流路１５Ｂを介してセンサ部６０から流出する排気が、排出される。排気部１５の一端は、例えば、筐体１０の外部に突出する。また、排気部１５の他端は、例えば、流路１５Ａ及び流路１５Ｂに接続される。排気部１５は、例えば、樹脂製チューブ又は金属若しくはガラス製配管等の管状部材により構成される。
【００１９】
容器２０は、人間の呼気を収容する。容器２０は、人間の終末呼気を収容し得る。終末呼気とは、息を吐き切る直前の呼気である。終末呼気は、肺胞部分に入り込んだ呼気であり得る。つまり、終末呼気は、肺胞内でのガス交換に関与した呼気であり得る。
【００２０】
具体的には、容器２０は、第１貫通孔２１Ａと、第２貫通孔２１Ｂと、第３貫通孔２１Ｃとを有する。流入部１１に流入した呼気は、第１貫通孔２１Ａを介して容器２０に供給される。第１貫通孔２１Ａを介して容器２０に供給された呼気の一部は、少なくとも検知部３０が流入部１１からの終末呼気の流入を検知するまで、第２貫通孔２１Ｂから排出される。このような構成によって、第１貫通孔２１Ａから容器２０に供給された呼気のうち、終末呼気ではない呼気（例えば、死腔内の呼気）は、第２貫通孔２１Ｂから容器２０の外に排出され得る。言い換えれば、このような構成によって、容器２０は、終末呼気を収容し得る。容器２０に収容された終末呼気は、第３貫通孔２１Ｃを介して、センサ部６０に供給される。
【００２１】
検知部３０は、例えば、圧力センサ又は流速センサ等を含む。検知部３０は、人間の呼気が流入部１１に流入したことを検知する。また、検知部３０は、流入部１１からの呼気の検知において、終末呼気が流入部１１に流入したことを検知することも可能である。一般的に、人間が息を吐き切る直前は、息の圧力が低下し、かつ息の流速も低下する。そこで、検知部３０は、例えば、検知部３０に流れ込む呼気を検知した後、当該呼気の圧力が所定値を下回ったとき、終末呼気が流入部１１に流入していると検知する。又は、検知部３０は、検知部３０に流れ込む呼気を検知した後、当該呼気の流速が所定速度を下回ったとき、終末呼気が流入部１１に流入していると検知してもよい。
【００２２】
三方弁４０は、流路１３を流路１２Ｃに接続させるか、流路１３を流路１４に接続させるか、又は、流路１３を流路１２Ｃ及び流路１４の何れにも接続させないかを切り替える。三方弁４０は、例えば、流路１２Ｃに接続される第１接続口と、流路１３に接続される第２接続口と、流路１３に接続される第３接続口とを含む。三方弁４０は、例えば、電磁駆動、ピエゾ駆動又はモータ駆動等の弁によって構成される。
【００２３】
三方弁４０は、センサ部６０による検出処理時、流路１３を流路１４に接続させる。三方弁４０は、リフレッシュ処理時、流路１３を流路１２Ｃに接続させる。三方弁４０は、容器２０による終末呼気の収集処理時、流路１３を流路１２Ｃ及び流路１４の何れにも接続させない。
【００２４】
ポンプ５０は、センサ部６０による検出処理時、流入部１２及び流路１２Ａを介して供給される空気を、流路１２Ｂを介してセンサ部６０（のカラム６１）に供給する。ポンプ５０は、例えば、ピエゾポンプ又はチューブポンプ等により構成される。
【００２５】
センサ部６０は、人間の呼気中の特定物質を検出する。本実施形態では、一例として、センサ部６０にガスクロマトクラフィを採用する。しかしながら、センサ部６０に、ガスクロマトクラフィを除く他の分析技術を採用してもよい。センサ部６０は、例えば、カラム６１と、センサ６２とを有する。
【００２６】
カラム６１には、流路１４等を介して容器２０から、人間の終末呼気が供給される。また、カラム６１には、流路１２Ｂ等を介して、流入部１２から空気が供給される。カラム６１内において、終末呼気は、キャリアガスである空気とともにセンサ６２まで送出される。
【００２７】
カラム６１は、例えば、充填剤で満たされる。充填剤は、例えば、モレキュラーシーブス、シリカゲル、活性炭又は多孔質樹脂ビーズであってよい。カラム６１内において、終末呼気に含まれる各成分は、充填剤と当該各成分との相互作用による保持時間（リテンションタイム）の差によって、分離され得る。分離された各成分は、順次、センサ６２に送出される。また、カラム６１の充填剤は、ノイズ成分を吸着する吸着剤であってもよい。
【００２８】
センサ６２は、半導体式ガスセンサを含む。センサ６２は、多数の半導体式ガスセンサを含んでもよい。この場合、各半導体式ガスセンサは、特定物質に対して異なる選択性を示してもよい。半導体式ガスセンサは、例えば後述の制御部８２に、特定物質との反応に応じた信号を出力する。この信号は、例えば、電圧値として出力される。
【００２９】
ヒータ７０は、ヒータ７０Ａとヒータ７０Ｂを有する。ヒータ７０Ａは、呼気が通過する部分の近傍に配置される。具体的には、ヒータ７０Ａは、流路１１Ａ、流路１５Ａ、容器２０、流路１３、三方弁４０及び流路１４等を加熱し、呼気中の水分の結露を防止することができる。
【００３０】
ヒータ７０Ｂは、カラム６１の近傍に配置される。ヒータ７０Ｂは、カラム６１を所定温度に維持することができる。カラム６１を所定温度に維持することによって、カラム６１内における呼気に含まれる各成分の分離を安定化させ得る。さらに、ヒータ７０Ｂは、容器２０の近傍に配置されてもよい。ヒータ７０Ｂは、加熱によって、容器２０を所定温度に維持してもよい。容器２０を所定温度に維持することで、呼気に含まれる水分が容器２０（後述の凹部２１）の内壁に付着してしまうことが低減され得る。
【００３１】
回路基板８０は、センサモジュール１の後述の記憶部８１及び制御部８２を実装する。
【００３２】
図２は、本開示の第１実施形態に係る容器２０の概略図である。容器２０は、凹部２１と、押出部２２とを有する。
【００３３】
凹部２１は、終末呼気を収容する。凹部２１は、例えば、円筒形状の側部と、側部の一端を塞ぐ底部と、側部の他端に開口した開口部とを含む。凹部２１は、例えば、ガラス又はプラスチック等の材料で構成される。凹部２１は、第１貫通孔２１Ａと、第２貫通孔２１Ｂと、第３貫通孔２１Ｃとを有する。
【００３４】
第１貫通孔２１Ａは、凹部２１の側部を貫通する。外部からの流体は、第１貫通孔２１Ａから、凹部２１に流入可能である。つまり、図１に示す流入部１１に供給された呼気は、第１貫通孔２１Ａから、凹部２１に流入可能である。
【００３５】
第２貫通孔２１Ｂは、凹部２１の側部を貫通する。凹部２１内の流体は、第２貫通孔２１Ｂから、外部に流出することができる。つまり、凹部２１内の呼気は、第２貫通孔２１Ｂから、図１に示す排気部１５へ流出可能である。第２貫通孔２１Ｂの位置は、図２に示すように、第１貫通孔２１Ａの位置と対向してもよい。
【００３６】
第３貫通孔２１Ｃは、凹部２１の底部を貫通する。第３貫通孔２１Ｃは、三方弁４０及び流路１４を介して、センサ部６０に接続される。凹部２１に収容された終末呼気は、第３貫通孔２１Ｃを介して、センサ部６０に供給される。
【００３７】
押出部２２は、凹部２１に挿入可能である。押出部２２は、後述の制御部８２の制御に基づいて、凹部２１の内部を移動する。押出部２２は、後述の図３にて説明するように、凹部２１の内部を移動することによって、凹部２１内の呼気を第３貫通孔２１Ｃに向かって押し出すことができる。押出部２２は、栓部２３を含んでもよい。
【００３８】
栓部２３は、凹部２１の内周面に気密に密着する。栓部２３は、例えば、ゴム等の弾性部材で構成される。押出部２２が凹部２１内を移動すると、栓部２３も凹部２１内を移動する。栓部２３が凹部２１内を移動することによって、第１貫通孔２１Ａを介した外部から凹部２１への流体の流入及び第２貫通孔２１Ｂを介した凹部２１から外部への流体の流出の制御が可能になる。この制御の一例については、＜終末呼気の収集処理＞、＜終末呼気の供給処理＞及び＜リフレッシュ処理＞にて後述する。
【００３９】
図３は、本開示の第１実施形態に係るセンサモジュール１の機能ブロック図である。センサモジュール１は、押出部２２と、検知部３０と、三方弁４０と、ポンプ５０と、センサ６２と、ヒータ７０と、記憶部８１と、制御部８２とを備える。
【００４０】
押出部２２は、上述のように、図２に示す凹部２１内に挿入可能である。押出部２２は、制御部８２の制御に基づいて、図２に示す凹部２１内を移動する。
【００４１】
検知部３０は、人間の呼気が図１に示す流入部１１に流入したことを検知する。検知部３０は、流入部１１からの呼気の流入を検知すると、制御部８２に通知する。さらに、検知部３０は、終末呼気が図１に示す流入部１１に流入したことを検知する。検知部３０は、流入部１１からの終末呼気の流入を検知すると、制御部８２に通知する。
【００４２】
三方弁４０は、制御部８２の制御に基づいて、図１に示す流路１３を流路１２Ｃに接続させるか、流路１３を流路１４に接続させるか、又は、流路１３を流路１２Ｃ及び流路１４の何れにも接続させないかを切り替える。
【００４３】
ポンプ５０は、制御部８２の制御に基づいて、所定のタイミングで、図１に示す流入部１２からの空気を、流路１２Ｂを介してカラム６１に供給する。
【００４４】
センサ６２は、上述のように、センサ部６０に備えられる。センサ６２は、各半導体式ガスセンサからの電気信号を、制御部８２に出力する。
【００４５】
ヒータ７０は、制御部８２の制御に基づいて、所定の領域を加熱する。なお、ヒータ７０に含まれるヒータ７０Ａ及びヒータ７０Ｂは、別々に制御されていてもよい。
【００４６】
記憶部８１は、例えば、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成される。記憶部８１は、各種情報及びセンサモジュール１を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部８１は、ワークメモリとして機能してもよい。
【００４７】
制御部８２は、センサモジュール１の各機能ブロックをはじめとして、センサモジュール１の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部８２は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサで構成される。このようなプログラムは、記憶部８１又はセンサモジュール１に接続された外部の記憶媒体等に格納される。
【００４８】
以下、制御部８２の制御の詳細等を、＜終末呼気の収集処理＞、＜終末呼気の供給処理＞及び＜リフレッシュ処理＞にて説明する。
【００４９】
＜終末呼気の収集処理＞
制御部８２は、検知部３０によって流入部１１からの呼気の流入を検知すると、三方弁４０を制御して、流路１３を流路１２Ｃ及び流路１４Ａの何れにも接続されないようにする。
【００５０】
さらに、制御部８２は、押出部２２を移動させて、図２に示すように栓部２３が位置するように制御する。つまり、制御部８２は、栓部２３が、図２に示す第１貫通孔２１Ａ及び第２貫通孔２１Ｂの両方の位置よりも凹部２１の開口部側に位置するように制御する。このように栓部２３が位置することで、外部からの呼気は、第１貫通孔２１Ａから、凹部２１に流入可能になる。さらに、凹部２１内の呼気は、第２貫通孔２１Ｂから、外部に流出可能になる。制御部８２は、検知部３０が流入部１１からの終末呼気の流入を少なくとも検知するまで、栓部２３を図２に示す位置に配置させる。このような構成によって、図２に示す第１貫通孔２１Ａから容器２０に供給された呼気のうち、終末呼気ではない呼気（例えば、死腔内の呼気）は、第２貫通孔２１Ｂから容器２０の外に排出され得る。このような処理によって、凹部２１には、終末呼気が収容され得る。
【００５１】
制御部８２は、検知部３０が流入部１１からの最終呼気の流入を検知してから所定時間が経過するまで、栓部２３を図２に示す位置に配置させてもよい。所定時間は、凹部２１の容積と、流入部１１に流入する終末呼気の流速とを考慮して算出されてよい。
【００５２】
＜終末呼気の供給処理＞
図４は、本開示の第１実施形態に係る容器２０の概略図である。図４に示す構成要素において、図２に示す構成要素と同一のものは、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
制御部８２は、検知部３０によって流入部１１からの終末呼気の流入を検知する（圧力低下等）と、押出部２２を移動させて、栓部２３が図４に示すように位置にするように制御する。つまり、制御部８２は、栓部２３が、第１貫通孔２１Ａ及び第２貫通孔２１Ｂの両方の位置よりも凹部２１の底部側に位置するように制御する。このように栓部２３が位置することで、第１貫通孔２１Ａを介した外部から凹部２１への流体の流入が制限される。さらに、第２貫通孔２１Ｂを介した凹部２１から外部への流体の流出を制限される。これにより、外部からの終末呼気ではない流体（例えば、空気）が第１貫通孔２１Ａを介して凹部２１に流入し、凹部２１内の終末呼気が希釈してしまうことを防ぐことができる。さらに、凹部２１内の終末呼気が第２貫通孔２１Ｂを介して外部に流出してしまうことを防ぐことができる。
【００５４】
さらに、制御部８２は、検知部３０によって流入部１１からの終末呼気の流入を検知すると、押出部２２を制御して、凹部２１内の終末呼気を第３貫通孔２１Ｃに向かって押し出す。加えて、制御部８２は、三方弁４０を制御して、流路１３を流路１４に接続させる。このような制御によって、第３貫通孔２１Ｃに向かって押し出された終末呼気は、流路１３、三方弁４０及び流路１４を介して、図１に示すセンサ部６０に供給される。この後、制御部８２は、センサ６２から出力される電気信号に基づいて、呼気中の特定物質を検出する。
【００５５】
＜リフレッシュ処理＞
図５は、本開示の第１実施形態に係る容器２０の概略図である。図５に示す構成要素において、図２に示す構成要素と同一のものは、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５６】
制御部８２は、リフレッシュ処理時、三方弁４０を制御して、流路１３を流路１２Ｃに接続させ、押出部２２を引上げる。このような制御によって、図１に示す流入部１２からの空気が第３貫通孔２１Ｃを介して容器２０に送出される。第３貫通孔２１Ｃから容器２０に空気が送出されることで、容器２０に残留している呼気は、容器２０の開口部側へ押し出される。
【００５７】
制御部８２は、さらに押出部２２を移動させて、栓部２３が図５に示すように位置するように制御する。つまり、制御部８２は、栓部２３が、第１貫通孔２１Ａ及び第２貫通孔２１Ｂの両方の位置よりも凹部２１の開口部側に位置するように制御する。このように栓部２３が位置することで、容器２０の開口部側へ押し出された呼気は、空気とともに、第２貫通孔２１Ｂから外部に排出され得る。
【００５８】
以上のように、本開示の第１実施形態に係る容器２０は、呼気が外部から凹部２１に流入可能な第１貫通孔２１Ａと、呼気が凹部２１から外部に流出可能な第２貫通孔２１Ｂとを有する。このような構成によって、第１貫通孔２１Ａから容器２０に供給された呼気のうち、終末呼気ではない呼気は、第２貫通孔２１Ｂから容器２０の外に排出され得る。言い換えれば、このような構成によって、容器２０は、終末呼気を収容し得る。従って、本実施形態に係るセンサモジュール１では、ガスバック等を使用することなく、終末呼気を容器２０に収容することができる。本実施形態によれば、ガスバック等を使用しないことで、以下に説明するように、改善されたセンサモジュール１が提供され得る。
【００５９】
ガスバックに終末呼気を収容する場合を想定する。ガスバックは、一般的に、樹脂製である。そのため、ガスバックに呼気を収容すると、呼気の成分がガスバック内に吸着することがある。このため、人間の呼気を検査する度に、新しいガスバックを準備して、当該ガスバックに終末呼気を収容する必要が生じる。これにより、消耗品としてのガスバックに掛かるコストが増加したり、ガスバックを準備したりする手間が生じたりする。
【００６０】
これに対し、本実施形態では、ガスバックを使用しなくても、容器２０に終末呼気を収容することができる。さらに、本実施形態では、容器２０に残留した呼気を、リフレッシュ処理によってセンサモジュール１の外部に排出することができる。従って、本実施形態では、上述のようにコストが増加することを低減させることができる。さらに、本実施形態では、上述のようにガスバックを準備する手間等を省くことができる。加えて、本実施形態に係る容器２０は、リフレッシュ処理により何度でも使用することが可能になる。これにより、本実施形態によれば、改善されたセンサモジュール１が提供され得る。
【００６１】
さらに、ガスバックに終末呼気を収容する場合、ガスバックに終末呼気を収容した後、シリンジ等を用いてガスバック内の終末呼気を、ガス分析装置に移行させることが求められる。つまり、ガスバックに終末呼気を収容する工程と、シリンジ等を用いてガスバック内の終末呼気をガス分析装置に移行させる工程との２つの工程が要求される。これらの２つの工程によって、作業が煩雑化してしまうことがある。さらに、ガスバックは、一般的に樹脂製であるため、終末呼気を長時間保持することが困難である。そのため、シリンジ等を用いてガスバック内の終末呼気をガス分析装置に移行させる工程を、速やかに行う必要がある。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、センサモジュール１の内部に備えられた容器２０に終末呼気を収容することができる。そのため、上述のような、シリンジ等を用いてガスバック内の終末呼気をガス分析装置に移行させる工程を省くことができる。従って、作業が煩雑化してしまうことを防ぐことができる。さらに、本実施形態では、ガスバックからセンサモジュール１に終末呼気を移行させるために使用される部材をセンサモジュール１に備え付けなくてもよい。そのため、本実施形態では、センサモジュール１を小型化（例えば、ハンディサイズ又はモバイルサイズ）することができる。加えて、容器２０は、ガラス又はプラスチック等で構成することができる。そのため、容器２０は、ガスバックよりも、終末呼気を長時間保持することが可能である。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に係るセンサモジュール１について説明する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
図６は、本開示の第２実施形態に係る容器２０ａの概略図である。図６に示す構成要素において、図２に示す構成要素と同一のものは、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６５】
押出部２２ａは、先端部２４をさらに含む。先端部２４は、先端に向かうに連れて径が小さくなる。先端部２４は、例えば、略円錐形である。先端部２４は、図６に示すように、栓部２３に取り付けられてもよい。又は、先端部２４は、栓部２３と一体形成されてもよい。さらに、図６に示すように、外部からの流体が第１貫通孔２１Ａを介して凹部２１に流入可能な状態において、先端部２４の位置は、凹部２１の側部における第１貫通孔２１Ａの位置と対向する。
【００６６】
このような構成とすることで、第１貫通孔２１Ａから容器２０に流入した呼気は、先端部２４の側面に当たるようになる。呼気が先端部２４の側面に当たることで、呼気の流れに変化が生じ、呼気が容器２０内で混ざり合うようになる。呼気が容器内で混ざり合うことで、呼気内の成分及び呼気の温度が均一化され得る。さらに、成分及び温度が均一化された呼気が、センサ部６０に供給され得る。これにより、センサ部６０は、安定した検出結果を出力することができる。
【００６７】
さらに、凹部２１の底部は、矢印Ａで示すように、先端部２４と嵌め合う形状であってよい。このような構成とすることで、押出部２２ａを移動させて、容器２０内の終末呼気をセンサ部６０に供給する際、容器２０内の終末呼気を無駄なくセンサ部６０に供給することができる。
【００６８】
第２実施形態に係るセンサモジュール１において、その他の構成及び効果は、第１実施形態に係るセンサモジュール１と同様である。
【００６９】
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【００７０】
例えば、上述した実施形態では、センサ部６０にガスクロマトグラフィを採用する例を説明したが、センサ部６０に他の分析技術が採用されてもよい。他の分析技術は、例えば、特定成分に反応する反応部であってよい。反応部は、特定成分に応じた信号を制御部８２に出力してもよい。この場合、反応部は、複数の反応膜を備えてもよい。当該反応膜は、検体である呼気に含まれる特定成分を吸着することによって変形してよい。
【００７１】
また、例えば、上述した実施形態では説明を省略したが、例えば流路１２Ａの途中にカラム６１と別にフィルターを設けて、キャリアガス中のノイズ成分を除去する構成を有していてもよい。
【００７２】
また、例えば、上述した実施形態では説明を省略したが、流路１２Ｂからセンサ部６０に供給された空気の逆流を防止するため、流路１４に逆止弁を設けても良い。なお、逆止弁１６は、例えば、樹脂又は金属若しくはガラス等の部材により構成されていればよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  センサモジュール
１０  筐体
１１，１２  流入部
１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１３，１４，１５Ａ，１５Ｂ  流路
１５  排気部
２０，２０ａ  容器
２１，２１ａ  凹部
２１Ａ  第１貫通孔
２１Ｂ  第２貫通孔
２１Ｃ  第３貫通孔
２２，２２ａ  押出部
２３  栓部
２４  先端部
３０  検知部
４０  三方弁
５０  ポンプ
６０  センサ部
６１  カラム
６２  センサ
７０，７０Ａ，７０Ｂ  ヒータ
８０  回路基板
８１  記憶部
８２  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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