(57)【要約】【課題】ノイズの影響を受けにくく、測定の高速化が可能であるとともに、装置全体を小型に形成することができるため、持ち運びを容易に行うことが可能なポータブル匂い測定装置を提供する。【解決手段】センサ素子１は、特定の匂い成分を吸着することにより、インピーダンスが変化する高分子膜２ｃが塗布された櫛形電極２ａが形成されたものである。複数のセンサ素子１のそれぞれに対して、インピーダンス変換素子８が１つずつ配置されており、インピーダンス変換素子８は、それぞれのセンサ素子１のインピーダンスを測定する。複数のインピーダンス変換素子８は、複数のセンサ素子１に近接するインピーダンス変換基板４上に配置されている。また、複数のセンサ素子１が着脱可能に挿しこまれるセンサソケット３を備えている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
特定の匂い成分を吸着する高分子膜が塗布され、前記高分子膜のインピーダンス変化を伝達する櫛形電極が形成された複数のセンサ素子と、前記複数のセンサ素子のそれぞれに対して１つずつ配置されて、前記複数のセンサ素子のインピーダンスを測定する複数のインピーダンス変換素子とを備え、前記複数のインピーダンス変換素子は前記複数のセンサ素子に近接するインピーダンス変換基板上に配置されていることを特徴とするポータブル匂い測定装置。
【請求項２】
前記複数のセンサ素子が着脱可能に挿しこまれるセンサソケットを備え、前記センサソケットと前記インピーダンス変換素子とは、前記センサ素子からのインピーダンス情報を前記インピーダンス変換素子に送出する信号線によって接続されていることを特徴とする請求項１記載のポータブル匂い測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、小型化、軽量化が可能であるため、自由自在に持ち運び可能なポータブル匂い測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
匂いを識別して判定するためには、複数のガスセンサによって検知された情報を組み合わせることが必要である。ガスセンサとしては、検知対象であるガスによってセンサ部のインピーダンスが変化することを利用したものがある。例えば、本考案の考案者によるガスセンサとして、基板の表面に適宜距離を隔てて配置した対をなす電極間を、検出対象ガスと相互反応して電気伝導度が変化する有機ポリマで架橋してなることを基本構造とするガスセンサが、特許文献１において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９０７５２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでの匂い測定装置では、複数のガスセンサのインピーダンスを測定するにあたって、測定器側でスキャナと組み合わせて入力を切り替えることによって測定が行われていた。
しかし、この方法によると、入力の切り替えに時間を要するとともに、チャンネル間で測定のタイムラグが生じるため、正確な測定を行うことが困難であった。また、チャンネル毎に印加信号のレベルと周波数を変える必要があり、簡単な操作で測定を行うことが難しかった。
【０００５】
さらに、ガスセンサから測定部までの信号線の線間距離が長くなる構造であったため、ノイズの影響を受けやすく、特にハイインピーダンスであるほどノイズの影響が顕著であった。また、装置が大型にならざるを得ず、屋外等への持ち運びが困難であった。そのため、測定したい呼気をサンプルバッグに入れて、匂い測定装置が設置されている場所に持ち込んで測定を行うのが通例であった。装置が大型であることは、呼気等をその場で測定したいという要請に応えることができない一因となっており、通常ＡＣ電源が必要であることと相まって、測定できる場所が限定されるという問題点があった。
【０００６】
本考案は、このような事情を考慮してなされたもので、ノイズの影響を受けにくく、測定の高速化が可能であるとともに、装置全体を小型に形成することができるため、持ち運びを容易に行うことが可能なポータブル匂い測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本考案のポータブル匂い測定装置は、特定の匂い成分を吸着する高分子膜が塗布され、前記高分子膜のインピーダンス変化を伝達する櫛形電極が形成された複数のセンサ素子と、前記複数のセンサ素子のそれぞれに対して１つずつ配置されて、前記複数のセンサ素子のインピーダンスを測定する複数のインピーダンス変換素子とを備え、前記複数のインピーダンス変換素子は前記複数のセンサ素子に近接するインピーダンス変換基板上に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
インピーダンス変換素子が、複数のセンサ素子のそれぞれに対して１つずつ配置されているため、センサ素子のそれぞれのチャンネル毎に信号レベルと周波数を最適な条件で任意に設定して測定を行うことができる。そのため、従来のように、チャネル毎に信号レベルと周波数を切り替える必要が無く、切り替えに伴う測定のタイムラグが生じないため、高速で正確な測定が可能である。
【０００９】
また、複数のインピーダンス変換素子は複数のセンサ素子に近接するインピーダンス変換基板上に配置されているため、センサ素子とインピーダンス変換素子とを接続する信号線の線間距離を極めて短くすることができる。そのため、ノイズの影響を抑制することができるとともに、装置の小型化を実現でき、持ち運び自在であるため、屋外等の測定現場に持ち込んで現場での測定が可能となる。
【００１０】
本考案においては、前記複数のセンサ素子が着脱可能に挿しこまれるセンサソケットを備え、前記センサソケットと前記インピーダンス変換素子とは、前記センサ素子からのインピーダンス情報を前記インピーダンス変換素子に送出する信号線によって接続されている構成とすることが好ましい。
【００１１】
このようなセンサソケットを備えることによって、センサソケットに対してセンサ素子を着脱するだけでセンサ素子の交換が可能であり、センサ素子の交換を容易に行うことができる。匂いの識別判定は、特定の匂い成分を検知する複数のセンサによって検知された情報を組み合わせることによってなされるため、測定目的に応じたセンサ素子を簡便に選択して取り付けることができ、測定の自由度が大きい。また、センサ素子のチャンネル数の変化にも対応しやすい。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によると、ノイズの影響を受けにくく、測定の高速化が可能であるとともに、装置全体を小型に形成することができるため、持ち運びを容易に行うことが可能なポータブル匂い測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置のセンサ部と計測部の構成を示す図である。
【図２】本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置のセンサ部の構成を示す図である。
【図３】本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置のセンサソケットの構成を示す図である。
【図４】本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置の計測部の構成を示す図である。
【図５】本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置の全体平面図である。
【図６】本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置の全体正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本考案のポータブル匂い測定装置を、その実施形態に基づいて説明する。
図１に、本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置のセンサ部と計測部の構成を示す。また、図２に、センサ部の構成を示し、図３に、センサソケットの構成を示し、図４に、計測部の構成を示す。
【００１５】
本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置のセンサ部は、チャンネル毎に交換可能な複数のセンサ素子１を有している。センサ素子１には櫛形電極２ａが形成されており、櫛形電極２ａには高分子膜２ｃが塗布されている。高分子膜２ｃは、チャンネル毎に異なる特性をもち、特定の匂い成分を吸着することにより、インピーダンスが変化する。櫛形電極２ａは、微小な電極間隔を持つように櫛形に形成された電極であり、高分子膜２ｃの微妙なインピーダンス変化を伝える機能を有している。
【００１６】
櫛形電極２ａの２つの先端部は、センサソケット３の接合部３ａに対してセンサ素子１を接合させるための接点２ｂとなっている。接点２ｂが接合部３ａに接合することにより、センサ素子１の信号は、センサソケット３を介して、計測部であるインピーダンス変換基板４に伝達される。
【００１７】
センサソケット３は、複数のセンサ素子１が着脱可能に挿しこまれるように形成されたものであり、複数のセンサ素子１の着脱が可能となるように、複数の接合部３ａが所定の間隔を置いて設けられている。センサソケット３の接合部３ａに対して、センサ素子１の接点２ｂが接合されることにより、センサ素子１とセンサソケット３とが電気的に接続される。
【００１８】
センサソケット３を形成することにより、センサ素子１の抜き差しを容易に行うことができるとともに、センサ素子１との電気的接続が確実となる。また、測定目的に応じたセンサ素子１を簡便に選択して取り付けることができ、センサ素子１のチャンネル数の追加等の変化にも対応しやすい。さらに、センサ素子１の電極ピッチを規格化することにより、他のセンサ素子１との互換を取りやすい。
【００１９】
センサソケット３のそれぞれの接合部３ａには信号線５が取り付けられており、信号線５は、インピーダンス変換基板４のセンサソケット３寄り端部に間隔を置いて設けられたコネクタ６に接続されている。信号線５は、センサ素子１のインピーダンスを伝送するためのケーブルであり、ノイズの影響を極力抑えて伝送できるものであることが好ましい。一例として、同軸ケーブルを用いることができる。
【００２０】
コネクタ６は、信号線５を保持し、センサ素子１のインピーダンスをインピーダンス変換基板４へ伝達するものであり、ノイズの影響を極力抑えて伝送できるものであることが好ましい。一例として、同軸コネクタを用いることができる。これらによる電気的接続により、センサ素子１からのインピーダンス情報が、後述するインピーダンス変換素子８に送出される。
【００２１】
インピーダンス変換基板４には、アンプ７、インピーダンス変換素子８、制御部９、電源部１０、ＵＳＢ１１が設けられている。アンプ７は、ノイズの影響を抑えるために、信号を増幅させ、差動をとるためのものであり、センサ素子１からのインピーダンス情報は、アンプ７によって増幅されてインピーダンス変換素子８に送られる。インピーダンス変換素子８は、センサ素子１に所定の電圧と周波数の交流波を印加して、インピーダンスを測定し、デジタル信号を出力するものであり、ＩＣを用いて構成することができる。
【００２２】
アンプ７、インピーダンス変換素子８は、複数のセンサ素子１のそれぞれに対して１つずつ配置されている。そのため、センサ素子１のそれぞれのチャンネル毎に信号レベルと周波数を最適な条件で任意に設定して測定を行うことができる。そのため、チャンネル切り替えに伴う測定のタイムラグが生じないため、高速で正確な測定が可能である。
【００２３】
また、それぞれ複数設けられているアンプ７とインピーダンス変換素子８は、複数のセンサ素子１に近接する１枚のインピーダンス変換基板４上に配置されている。そのため、信号線５の線間距離を極めて短くすることができ、ノイズの影響を抑制することができるとともに、装置の小型化を実現できる。
【００２４】
インピーダンス変換素子８から送出されたデジタル信号は、制御部９に送られ、制御部９は、外部装置であるパソコンへ出力するための制御を行う。電源部１０は、外部からの電源をインピーダンス変換基板４内で使用できる電圧に変換するための電源変換部として機能する。
【００２５】
制御部９で処理されたインピーダンス情報は、ＵＳＢ１１に送られる。ＵＳＢ１１は、パソコンと通信するために、ＵＳＢ信号に変換するための信号変換部の機能を有している。ＵＳＢ１１は、ＵＳＢケーブル１２を介してパソコン表示部１３に接続されている。ＵＳＢケーブル１２は、計測部であるインピーダンス変換基板４とパソコンとの通信のために用いられ、パソコン表示部１３において、測定条件の設定、測定値のモニタ、記録等がなされる。
【００２６】
図５から図６に基づいて、ポータブル匂い測定装置の全体構造について説明する。
図５は、本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置の全体平面図であり、図６は、同正面図である。
ポータブル匂い測定装置の測定対象となるサンプルガスは、サンプル切替部１４により、１−４法切替で選択される。ここで選択されたガスが装置内に吸い込まれて、複数のセンサ素子１がセンサソケット３に差し込まれて配列したチャンバ１５へ送られ、センサ素子１と接触する。センサ素子１とインピーダンス変換基板４とは、一つの装置内で近接して配置されているため、上述したように、センサ素子１とインピーダンス変換基板４とを短い信号線で接続することができる。
【００２７】
ガスはその後、温度センサや湿度センサ、ＣＯ２センサ等のガスセンサと接触し、ガス流量制御器１６を通ってエアポンプ１７で排出される。なお、図５において、ガスの経路を黒い矢印で表示している。装置全体の制御は、ノートパソコン等による制御部１８によって行われる。
【００２８】
サンプルガスは、装置に内蔵されたエアポンプ１７によって吸引されるが、サンプルガスがガスの経路へ吸着してコンタミネーションの原因となることを極力抑えるために、ガス流量制御器１６とエアポンプ１７は、センサ部より下流側に配置される構造としている。
【００２９】
次に、本考案の実施形態に係るポータブル匂い測定装置を用いた測定手順の一例を示す。
最初に、標準呼気サンプル吸引し、ベースラインをとる。標準呼気サンプルとして、アセトン（０．５％）＋プロパンノール（０．５％）＋１００ｍｌ純水を用いている。ベースラインをとる時間は１０分間とし、ガス流速は１Ｌ／ｍｉｎとしている。
次に、実際の呼気サンプルの測定を行うため、実際呼気サンプルをテドラーバッグ（例えば１０Ｌ）で採集する。測定時間は１０分間とし、流速は１Ｌ／ｍｉｎとしている。
最後に、標準呼気サンプルに戻り、センサを回復する。回復時間は１０分間とし、流速は１Ｌ／ｍｉｎとしている。
なお、ここに示した数値は一例であって、測定の状況によって適宜変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本考案は、ノイズの影響を受けにくく、測定の高速化が可能であるとともに、装置全体を小型に形成することができるポータブル匂い測定装置として利用することができる。特に、持ち運びを容易に行うことができるため、屋外等の測定現場に持ち込んで現場での測定が可能となることから、匂い測定装置としての利用範囲が拡大する。
【符号の説明】
【００３１】
１  センサ素子
２ａ  櫛形電極
２ｂ  接点
２ｃ  高分子膜
３  センサソケット
３ａ  接合部
４  インピーダンス変換基板
５  信号線
６  コネクタ
７  アンプ
８  インピーダンス変換素子
９  制御部
１０  電源部
１１  ＵＳＢ
１２  ＵＳＢケーブル
１３  パソコン表示部
１４  サンプル切替部
１５  チャンバ
１６  ガス流量制御器
１７  エアポンプ
１８  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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