(57)【要約】【課題】発生するにおいの質が時間経過とともに変化する試料であって、そのにおいの質の経時変化を測定する。【解決手段】サンプルガスをセンサセル２に導入している期間、においセンサの出力をＡ／Ｄ変換器８２を介してメモリ８３に記憶する。測定終了後、制御部８１によってメモリ８３に記憶されているにおいセンサ出力のうち、サンプルガス測定開始時間Ｔｓからサンプルガス測定終了時間Ｔｅの期間のセンサ出力が演算部８４に転送される。演算部８４では転送されたにおいセンサ出力に基づいて、Ｔｓ〜Ｔｅの期間のセンサ出力の平均値、センサ出力の変化率等の演算を行い、演算結果を出力部７に出力する。【選択図】    図１
0003139200.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
におい成分を発生する試料を格納する容器と、
所定の組成からなるキャリアガスと、
前記容器内に連続的に前記キャリアガスを導入し、前記容器から出てきたガスをサンプルガスとして、においセンサに導入する手段と、
前記サンプルガスが前記においセンサに導入されてからセンサ出力測定開始までの時間および、センサ出力測定開始からセンサ出力測定終了までの時間を入力する手段と、
前記サンプルガスが前記においセンサに導入された後、前記入力手段より入力されたセンサ出力測定開始時間およびセンサ出力測定終了時間の期間、前記においセンサのセンサ出力を検出する手段とを備えたことを特徴とするにおい測定装置。
【請求項２】
におい成分を発生する試料を格納する容器と、
所定の組成からなるキャリアガスガスと、
前記容器内に連続的に前記キャリアガスを導入し、前記容器から出てきたガスをサンプルガスとするサンプルガス作成手段と、
前記サンプルガス作成開始からサンプルガス測定開始までの時間および、サンプルガス測定開始からサンプルガス測定終了までの時間を入力する手段と、
前記サンプルガス作成開始後、前記入力手段より入力されたサンプルガス測定開始時間からサンプルガス測定終了時間までの期間、前記サンプルガスをにおいセンサに導入する手段と、
前記サンプルガスが、においセンサに導入されている期間のセンサ出力を検出する手段とを備えたことを特徴とするにおい測定装置。
【請求項３】
請求項1もしくは請求項2に記載のにおい測定装置において、前記容器内に連続的に前記キャリアガスを導入する手段が、変形可能な樹脂フィルム製バッグに充填されたキャリアガス、マスフローコントローラおよびポンプで構成されることを特徴とするにおい測定装置。
【請求項４】
請求項1もしくは請求項2に記載のにおい測定装置において、前記容器内に連続的に前記キャリアガスを導入する手段が大気圧より高い圧力で充填されたキャリアガスボンベとマスフローコントローラで構成されることを特徴とするにおい測定装置。
【請求項５】
請求項1乃至請求項4に記載のにおい測定装置において、前記キャリアガスが窒素と酸素を大気比で混合して作成される合成空気であることを特徴とするにおい測定装置。
【請求項６】
請求項1乃至請求項4に記載のにおい測定装置において、前記キャリアガスが大気からセンサに対しては感度を有する物質を除去したガスであることを特徴とするにおい測定装置。
【請求項７】
請求項1乃至請求項4に記載のにおい測定装置において、前記キャリアガスが不活性ガスであることを特徴とするにおい測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ガスセンサの一種であるにおいセンサを使用して、試料に含まれるにおい成分を測定するにおい測定装置に関し、特に、試料から発生するにおい成分が経時的に変化する場合に、その経時的変化を測定したいときに好適なにおい測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、においの測定や評価は、実際に人間の嗅覚を用いて行われるのが一般的であった。しかしながら、実際に臭いを嗅ぐ人（パネル）の個人差やその日の体調によって嗅覚が変動することを想定する必要があるため、客観的な結果を精度良く得るためには、パネルを一定人数以上確保し、試験場所の環境等にも十分な配慮を必要とする。そのため、手間と時間が膨大なものとなる。また、このような配慮を行っても、人間の嗅覚はにおいに順応するという特性を有しているため、常に一定基準で確定的な判断を下すことは困難であった。
【０００３】
一方、分析機器によるにおいの評価としては、ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣＭＳ）などを用いた成分分析が主流である。しかしながら、こうした成分分析では、測定に長時間を要する、機器の操作に熟練を要する、試料に対して得られる信号の種類が非常に多くその解析や解釈が困難である、更には、人間の嗅覚による評価、いわゆる官能値との相関が得られない場合がある等の問題がある。
【０００４】
これに対し、近年、特許文献1に記載されているように、におい物質に対して異なる応答特性を有する複数個の酸化物半導体型のガスセンサをにおいセンサとして使用して、においを測定する装置が開発されている。また、このようなにおい測定装置で測定するにおいサンプルの作成方法としては、非特許文献１および非特許文献２に記載されているように、ポリエチレンテレフタレートフィルム製のサンプルバックににおいの発生源となる試料と窒素ガスを封入して一定時間放置し、サンプルバック内のヘッドスペース部に試料のにおい成分からなるサンプルガスを発生させる方法が知られている。本方法では、試料周辺を密閉系にすることによって、大気中に含まれる微量の炭化水素等、無臭でありながらにおいセンサが応答してしまう共雑成分の影響を除くことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２６９２号公報
【非特許文献１】“ヨーグルトのにおいの分析と評価”島津アプリケーションニュース  Ｎｏ．Ｆ２４、株式会社島津製作所分析計測事業部応用技術部
【非特許文献２】“レギュラーコーヒーのにおいの分析と評価”島津アプリケーションニュース  Ｎｏ．Ｆ２５、株式会社島津製作所分析計測事業部応用技術部
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなサンプル作成方法において、サンプルガス中のにおい成分は試料から発生するにおい成分をサンプル作成開始後の時間経過で積分した値で現される。したがって、試料から発生するにおい成分の組成、いわゆる「においの質」に着目した場合、試料がプラスチック原料等の工業製品の場合は、においの質が時間経過によらず安定しているため特に問題とはならないが、生鮮食料品等、発生するにおいの質が時間経過とともに変化する試料であって、そのにおいの質の時間経過による変化を測定したい場合や、一定時間経過後に試料から発生するにおい成分のみを測定したい場合には対応することができない。
【０００７】
そこで、本考案は、においの質の時間経過による変化の測定、および、一定時間経過後に試料から発生するにおい成分の測定を可能にするにおい測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本考案の請求項１に記載したにおい測定装置は、試料を格納する容器と、所定の組成からなるキャリアガスと、前記容器内に連続的に前記キャリアガスを導入し、前記容器から排出されたガスをサンプルガスとして、においセンサに導入する手段と、前記サンプルガスが前記においセンサに導入された後、所定時間経過後のセンサ出力を検出する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
本考案のにおい測定装置によれば、容器内のヘッドスペース部分のガスを連続的に置換することによって、試料から発生するにおい成分をキャリアガスガスと共に連続的に排出してにおいセンサに導入するとともに、所望の時間のセンサ出力のみを出力させることができる。
【００１０】
また、本考案の請求項２に記載したにおい測定装置は、試料を格納する容器と、所定の組成からなるキャリアガスガスと、前記容器内に連続的に前記キャリアガスを導入し、前記容器からガスを排出させる手段と、前記容器内に前記キャリアガスを導入開始した後、所定時間経過後に前記容器から排出されるガスをサンプルガスとして、においセンサに導入する手段と、前記試料ガスが、においセンサに導入されている時間のセンサ出力を検出する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
本考案のにおい測定装置によれば、容器内のヘッドスペース部分のガスを連続的に置換することによって、試料から発生するにおい成分をキャリアガスと共に連続的に排出するとともに、所望の経過時間後のサンプルガスのみをヘッドスペースガスと共ににおいセンサに導入することができる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案のにおい測定装置によれば、生鮮食料品等、発生するにおいの質が時間経過とともに変化する試料であって、そのにおいの質の経時変化を測定することが可能となる。また、所望の時間経過後に試料から発生するにおいのみを測定することが可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案のより詳しい内容を、具体的な実施の形態により説明する。図１は本考案を実施したにおい測定装置の構成図である。実施例のにおい測定装置１は、キャリアガス及びサンプルガスを吸引する吸引口１１、１２、サンプルガスに含まれるにおいを測定するための、応答特性が異なる複数（この例では１０個）の酸化物半導体型においセンサ２１〜３０を備えたセンサセル２、キャリアガス及びサンプルガスを切り換えてセンサセル２に導入する切り換えバルブ３、センサセル２に導入するキャリアガス及びサンプルガスの流量を制御するマスフローコントローラ４および、キャリアガス及びサンプルガスをセンサセルに導入するポンプ５からなる。また、切り換えバルブ３の切り換え、マスフローコントローラ４による流量制御および、ポンプの動作は制御部８１によって行われる。
【００１４】
キャリアガスはキャリアガス容器９１および９２にそれぞれ充填されている。キャリアガス容器はポリエチレンテレフタレートや四フッ化エチレン等の樹脂フィルムで作成されており、測定によるキャリアガスの減少によって変形可能となっている。また、キャリアガス容器９はガラス製のサンプル容器９３に接続されており、サンプル容器９３の内部には測定対象となる試料９４が載置されている。したがって、におい測定装置１内のポンプ５を動作させるとともに、切り換えバルブ３をサンプルガス側に切り換えることによって、サンプル容器９３のヘッドスペース部が負圧となり、それに伴ってキャリアガス容器９１内のキャリアガスがサンプル容器９３に連続的に導入される。サンプル容器９３内に導入されたキャリアガスは、サンプル容器９３のヘッドスペース部に発生したにおい成分とともにサンプル容器９３から連続的に排出され、サンプルガスとしてにおい測定装置に導入される。なお、キャリアガスとしては窒素と酸素を大気比で混合して作成されるいわゆる「合成空気」や、大気から炭化水素成分等の人間の嗅覚では無臭であるがセンサに対しては感度を有する物質を除去したガス等が使用できる。さらに、キャリアガスとして窒素ガス等の不活性ガスを使用した場合は、測定対象の試料９４の酸化による変質を抑制することもできる。
【００１５】
つぎに、図１のにおい測定装置の動作について説明する。まず、におい測定装置１の入力部６からサンプルガス吸引時間Ｔｔ、サンプルガス吸引開始後、センサ出力測定開始までの時間Ｔｓおよび、センサ出力測定開始からセンサ出力測定終了までの時間Ｔｅを入力した後、測定を開始する。
【００１６】
制御部８１では、Ｔｔ、Ｔｓ、Ｔｅを記憶するとともに、測定開始からの経過時間Ｔの計測を開始する。また、ポンプ５を動作させ、さらに、切り換えバルブをキャリアガス吸引側に切り換えて、所定時間キャリアガスを吸引する。このキャリアガスの吸引は、におい測定装置内の配管及び、センサ表面及び、センサセル内を洗浄するために行なわれる。なお、吸引するキャリアガスの流量はマスフローコントローラ４によって所定の値に制御される。
【００１７】
所定時間Ｔ１経過後、切り換えバルブ３をサンプルガス側に切り換え、サンプルガスを吸引するとともに、においセンサの出力をＡ／Ｄ変換器８２を介してメモリ８３に記憶する。また、サンプルガス吸引開始からの時間Ｔは制御部８１で計測され、随時サンプルガス測定終了時間Ｔｔと比較する。
【００１８】
サンプルガス吸引開始からの時間ＴがＴ＝Ｔ１＋Ｔｔとなった時点で切り換えバルブ３をキャリアガス側に切り換え、所定時間Ｔ２の時間キャリアガスを吸引する。このキャリアガスの吸引は、サンプルガス吸引前に行われるキャリアガス吸引と同様、におい測定装置内の配管及び、センサ表面及び、センサセル内を洗浄するために行なわれる。Ｔ＝Ｔ１＋Ｔｔ＋Ｔ２となった時点でポンプ５の運転を停止し、ガスの吸引を停止する。一方、制御部８１によってメモリ８３に記憶されているにおいセンサ出力のうち、Ｔ＝Ｔ１＋ＴｓからＴ＝Ｔ１＋Ｔｓ＋Ｔｅまでの期間のセンサ出力が演算部８４に転送される。演算部８４では転送されたにおいセンサ出力に基づいて、Ｔ＝Ｔ１＋ＴｓからＴ＝Ｔ１＋Ｔｓ＋Ｔｅまでのの期間のセンサ出力の平均値、センサ出力の変化率等の演算を行い、演算結果を出力部６に出力する。なお、本実施例では、サンプルガスの吸引停止後にセンサ出力に基づく演算結果を出力しているが、サンプルガスの吸引停止を待たずに演算結果を出力部６に出力する構成としてもよい。
【００１９】
つぎに、本考案の他の実施の様態について図２に基づいて説明する。なお、図２において図１と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。図２では流路を切り換えるバルブとして４方切り換えバルブ３１を使用しており、におい測定装置１００の内部においてキャリアガス流路及びサンプルガス流路の各々が４方切り替えバルブ３１の入力Ａ及び入力Ｂに接続されている。この４方切り換えバルブは３１は入力Ａ、入力Ｂに対して出力Ｃ、出力Ｄを切り換えて接続することができる構成となっており、具体的には電磁バルブの組み合わせもしくはロータリーバルブで構成されている。そして、４方切り換えバルブ３１の出力Ｃには酸化物半導体型においセンサ２１〜３０を備えたセンサセル２が接続される。一方、出力Ｄは排出口１４を介してにおい測定装置１の外部に排出される。
【００２０】
つぎに、図２のにおい測定装置の動作について説明する。まず、におい測定装置１００の入力部から、サンプルガス測定開始時間Ｔｗｓ、サンプルガス測定終了時間Ｔｗｅ、測定終了時間Ｔｗｔを入力した後、測定を開始する。制御部８１０では、Ｔｗｓ、Ｔｗｅ、Ｔｗｔを記憶するとともに、ポンプ５１、５２を動作させ、更に４方切り換えバルブ３１を入力Ａが出力Ｃと接続し、入力Ｂが出力Ｄと接続するように切り換える。これらの動作によって、キャリアガスおよびサンプルガスを装置内に導入するとともに、キャリアガスをセンサセル２内のにおいセンサに導入し、一方、サンプルガスはセンサセル２には導入せずそのままにおい測定装置の外部に排出する。なお、各流路における流量はマスフローコントローラ４１、４２によって所定の値に制御される。また、測定開始からの経過時間Ｔｗは制御部８１で計測され、随時サンプルガス測定開始時間Ｔｗｓ、サンプルガス測定終了時間Ｔｗｅおよび測定終了時間Ｔｗｔと比較する。
【００２１】
測定開始からの経過時間ＴｗがＴｗ＝Ｔｗｓとなった時点で４方切り換えバルブ３１を入力Ａが入力Ｄと接続し、入力Ｂが入力Ｃと接続するように切り換えるとともに、においセンサの出力をＡ／Ｄ変換器８２を介してメモリ８３に記憶する。その後、測定開始からの経過時間ＴｗがＴｗ＝Ｔｗｅとなった時点で再度、４方切り換えバルブ３１を入力Ａが入力Ｃと接続し、入力Ｂが入力Ｄと接続するように切り換えるとともに、においセンサの出力のメモリ８３への記憶を停止する。
【００２２】
測定開始からの経過時間ＴｗがＴｗ＝Ｔｗｔとなった時点で、ポンプ５１、５２の運転を停止して測定を終了する。一方、メモリ８３に記憶されているにおいセンサ出力が演算部８４に転送される。演算部８４では転送されたにおいセンサ出力に基づいて、においセンサにサンプルガスが導入された期間のセンサ出力の平均値、センサ出力の変化率等の演算を行い、演算結果を出力部７に出力する。なお、本実施例では、測定終了後にセンサ出力に基づく演算結果を出力しているが、測定終了を待たずに演算結果を出力部７に出力する構成としてもよい。
【００２３】
図２の構成ではサンプル測定を行なう期間のみサンプルガスがセンサセル２に導入されるため、図１の構成と比較してセンサセル２にサンプルガスを導入する時間を短くすることが可能となる、したがって、サンプルガスによるセンサセル２内面に付着することによって生じる汚染を低減することができる。
【００２４】
つぎに、本考案の他の実施の様態について図３に基づいて説明する。なお、図３において図１、図２と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。図３では図２のキャリアガス容器９１、９２に代えてキャリアガスが充填されたガスボンベ９１０、９２０を使用し、キャリアガス導入口１１およびサンプルガス導入口１２を介して大気圧より高い所定の圧力でにおい測定装置１に導入する。すなわち、本実施例においては、キャリアガスボンベ９１０によってキャリアガスをサンプル容器９３に連続的に導入することによってサンプル容器のヘッドスペース部が正圧となり、サンプル容器９３内に導入されたキャリアガスは、サンプル容器９４のヘッドスペース部に発生したにおい成分とともにサンプル容器９３から連続的に排出され、サンプルガスとしてにおい測定装置に導入される。
【００２５】
におい測定装置１０１の内部ではキャリアガス流路及びサンプルガス流路の各々が流量を調節するマスフローコントローラ４１、４２を介して４方切り替えバルブ３１の入力Ａ及び入力Ｂに接続されている。そして、４方切り換えバルブ３１の出力Ｃには酸化物半導体型においセンサ２１〜３０を備えたセンサセル２が接続される。一方、出力Ｄは排出口１４を介してにおい測定装置１の外部に排出される。
【００２６】
つぎに、図３のにおい測定装置の動作について説明する。まず、におい測定装置１０１の入力部から、サンプルガス測定開始時間Ｔｄｓ、サンプルガス測定終了時間Ｔｄｅ、測定終了時間Ｔｄｔを入力した後、測定を開始する。制御部８１１では、Ｔｄｓ、Ｔｄｅ、Ｔｄｔを記憶するとともに、フローコントローラ４１および４２を流量０から所定の流量になるように制御を行い、更に４方切り換えバルブ３１を入力Ａが出力Ｃと接続し、入力Ｂが出力Ｄと接続するように切り換える。これらの動作によって、キャリアガスおよびサンプルガスを装置内に導入するとともに、キャリアガスをセンサセル２内のにおいセンサに導入し、一方、サンプルガスはセンサセル２には導入せずそのままにおい測定装置の外部に排出する。また、測定開始からの経過時間Ｔｄは制御部８１１で計測され、随時サンプルガス測定開始時間Ｔｄｓ、サンプルガス測定終了時間Ｔｄｅおよび測定終了時間Ｔｄｔと比較する。
【００２７】
測定開始からの経過時間ＴｄがＴｄ＝Ｔｄｓとなった時点で４方切り換えバルブ３１を入力Ａが入力Ｄと接続し、入力Ｂが入力Ｃと接続するように切り換えるとともに、においセンサの出力をＡ／Ｄ変換器８２を介してメモリ８３に記憶する。その後、測定開始からの経過時間ＴｄがＴｄ＝Ｔｄｅとなった時点で再度、４方切り換えバルブ３１を入力Ａが入力Ｃと接続し、入力Ｂが入力Ｄと接続するように切り換えるとともに、においセンサの出力のメモリ８３への記憶を停止する。
【００２８】
測定開始からの経過時間ＴｄがＴｄ＝Ｔｄｔとなった時点で、フローコントローラ４１および４２を流量が０になるように制御して測定を終了する。一方、メモリ８３に記憶されているにおいセンサ出力が演算部８４に転送される。演算部８４では転送されたにおいセンサ出力に基づいて、においセンサにサンプルガスが導入された期間のセンサ出力の平均値、センサ出力の変化率等の演算を行い、演算結果を出力部７に出力する。なお、本実施例では、測定終了後にセンサ出力に基づく演算結果を出力しているが、測定終了を待たずに演算結果を出力部７に出力する構成としてもよい。
【００２９】
図３の構成では、図２と同様サンプル測定を行なう期間のみサンプルガスがセンサセル２に導入されるため、図１の構成と比較してセンサセル２にサンプルガスを導入する時間を短くすることが可能となる、したがって、サンプルガスによるセンサセル２内面に付着することによって生じる汚染を低減することができる。また、図３の実施例では、キャリアガスボンベの圧力によって、キャリアガス及びサンプルガスをにおい測定装置に導入するため、図１及び図２の実施例で使用しているポンプが不要となる。また、図３の実施例を図１の実施例に適用し、キャリアガスボンベの圧力によって、キャリアガス及びサンプルガスをにおい測定装置に導入することが可能であることは明らかである。
【００３０】
なお、上記実施例はいずれも本考案の一例であって、本考案の趣旨の範囲で適宜変更や修正を加えることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案のにおい測定装置の構成図
【図２】本考案のにおい測定装置の他の構成図
【図３】本考案のにおい測定装置の他の構成図
【符号の説明】
【００３２】
１  、１００、１０１におい測定装置
１１、１２  吸引口
１３、１４  排出口
２  センサセル
２１〜３０  においセンサ
３  切り換えバルブ
３１  ４方切り換えバルブ
４、４１、４２  フローコントローラ
５、５１、５２  ポンプ
９１、９２  キャリアガス容器
９３  サンプルガス容器
９４  測定試料
９５  ヘッドスペース部
９１０、９２０  キャリアガスボンベ
【図１】
0003139200.tif 000003
【図２】
0003139200.tif 000004
【図３】
0003139200.tif 000005