(57)【要約】  データ処理装置（２０）は、取得手段（２２０）、および算出手段（２４０）を備える。取得手段（２２０）は、第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する。算出手段（２４０）は、測定対象ガスをセンサに供給したときの測定結果を示す第１測定データと、パージガスをセンサに供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、測定対象ガスに含まれる第１成分に関する情報を算出する。
2020065981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得手段と、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出手段とを備えるデータ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰ対象，第２であり、前記パージガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰパージ，第２であり、前記第２成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第２であり、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰ対象，第１であり、前記パージガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰパージ，第１であり、前記第１成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第１であるとき、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つデータ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、
前記パージガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であるデータ処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分として水分を含むデータ処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分としてアルコールを含むデータ処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のデータ処理装置と、
前記センサと、
前記センサに前記測定対象ガスを供給する第１供給手段と、
前記センサに前記パージガスを供給する第２供給手段とを備える測定システム。
【請求項７】
請求項６に記載の測定システムにおいて、
前記第１供給手段は、前記第１成分と前記第２成分を含む第１溶液の蒸気を発生させ、
前記第２供給手段は、前記第２成分を含む第２溶液の蒸気を発生させる測定システム。
【請求項８】
請求項７に記載の測定システムにおいて、
前記第１供給手段は前記第１溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行い、
前記第２供給手段は前記第２溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行う測定システム。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の測定システムにおいて、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスの温度を下げる冷却手段をさらに備える測定システム。
【請求項１０】
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含むデータ処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰ対象，第２であり、前記パージガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰパージ，第２であり、前記第２成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第２であり、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰ対象，第１であり、前記パージガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰパージ，第１であり、前記第１成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第１であるとき、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つデータ処理方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、
前記パージガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であるデータ処理方法。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか一項に記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分として水分を含むデータ処理方法。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか一項に記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分としてアルコールを含むデータ処理方法。
【請求項１５】
請求項１０から１４のいずれか一項に記載のデータ処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１６】
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより測定を行う測定ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含む測定方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の測定方法において、
前記測定ステップは、前記センサに前記測定対象ガスを供給する第１供給ステップと、前記センサに前記パージガスを供給する第２供給ステップとを含み、
前記第１供給ステップでは、前記第１成分と前記第２成分を含む第１溶液の蒸気を少なくとも供給し、
前記第２供給ステップでは、前記第２成分を含む第２溶液の蒸気を少なくとも供給する測定方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の測定方法において、
前記測定対象ガスは、前記第１溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかが行われることにより得られ、
前記パージガスは、前記第２溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかが行われることにより得られる測定方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の測定方法において、
前記測定ステップは、前記センサに供給する前の前記測定対象ガスおよび前記パージガスの温度を下げる冷却ステップを含む測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ処理装置、測定システム、データ処理方法、測定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスをセンサで測定することにより、ガスに関する情報を得る技術が開発されている。また、ガスの測定においては、目的成分以外の成分の影響を低減する技術が検討されている。【０００３】
特許文献１には、二つのセンサセルの一方に臭気物質を含有する気体が供給されて測定が行われることが記載されている。また、他方に臭気物質を含有しない気体が供給されてゼロ点補正が行われることが記載されている。【０００４】
また特許文献２には、ゼロ設定工程において標準空気を測定用センサーに通し、センサーのゼロ値を設定することが記載されている。また、測定工程において、測定ガスが標準空気の絶対湿度と等しい測定ガスに変換され、測定センサーで測定されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０７０９５号公報
【特許文献２】特開平５−１０７１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１および２の技術では、簡便な装置構成および工程で、特定の成分の影響を除外することはできなかった。たとえば、特許文献１の技術では、複数のセンサセルを要していた。また、特許文献２の技術では、ゼロ設定工程を追加的に設ける必要があった。【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、簡便な装置構成および工程で、特定の成分の影響を除外する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のデータ処理装置は、
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得手段と、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出手段とを備える。【０００９】
本発明の測定システムは、
本発明のデータ処理装置と、
前記センサと、
前記センサに前記測定対象ガスを供給する第１供給手段と、
前記センサに前記パージガスを供給する第２供給手段とを備える。【００１０】
本発明のデータ処理方法は、
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含む。【００１１】
本発明のプログラムは、
本発明のデータ処理方法の各ステップをコンピュータに実行させる。【００１２】
本発明の測定方法は、
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより測定を行う測定ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡便な装置構成および工程で、特定の成分の影響を除外する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るデータ処理装置の構成を例示する図である。
【図２】センサを例示する図である。
【図３】時系列データを例示する図である。
【図４】センサの出力から得られる特徴量の差動性を確認するための実験例１の結果を示す図である。
【図５】センサの出力から得られる特徴量の線形性を確認するための実験例２の結果を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係るデータ処理方法を例示するフローチャートである。
【図７】データ処理装置を実現するための計算機を例示する図である。
【図８】第２の実施形態に係る測定システムの構成を例示する図である。
【図９】撹拌手段を備える第１供給手段および第２供給手段を例示する図である。
【図１０】超音波印加手段を備える第１供給手段および第２供給手段を例示する図である。
【図１１】第３の実施形態に係る測定システムの構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
なお、以下に示す説明において、データ処理装置２０の各構成要素は、特に説明する場合を除き、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。データ処理装置２０の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るデータ処理装置２０の構成を例示する図である。本実施形態に係るデータ処理装置２０は、取得手段２２０、および導出手段２４０を備える。取得手段２２０は、第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する。導出手段２４０は、測定対象ガスをセンサに供給したときの測定結果を示す第１測定データと、パージガスをセンサに供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、測定対象ガスに含まれる第１成分に関する情報を導出する。
【００１９】
本実施形態に係るデータ処理装置２０においては、センサを浄化するためのパージガスを工夫することにより第２成分の影響を低減できる。したがって、第２成分の影響を低減するために測定系の構成や動作シーケンスを変更する必要が無い。なお、パージガスは、センサにそのガスを供給することにより、センサの官能部に吸着する第１成分の分子の数を低減させることができるガスである。測定対象ガスとパージガスとは、順次センサに供給される。なお、測定対象ガスとパージガスとがセンサに供給される順番は特に限定されない。すなわち、測定対象ガスに続けてパージガスが供給されても良いし、パージガスに続けて測定対象ガスが供給されても良い。
【００２０】
測定対象ガスは特に限定されないが、たとえば、キャリアガスと、第１成分および第２成分を含む第１溶液の蒸気との混合ガスである。すなわち、測定対象ガスは第１成分および第２成分に加えてキャリアガスを含んでもよい。また、パージガスは特に限定されないが、たとえば、キャリアガスと第２成分を含む第２溶液の蒸気との混合ガスである。すなわち、パージガスは第２成分に加えてキャリアガスを含んでもよい。キャリアガスはたとえば、窒素等の不活性ガスまたは空気である。ただし、第２成分は、空気中の水分等、キャリアガスに含まれる成分であっても良い。第１溶液において、たとえば第１成分は溶質であり第２成分は溶媒である。さらに、測定対象ガスに含まれる全成分は、パージガスに含まれる全成分に対して第１成分を加えたものであることが好ましい。
【００２１】
図２は、センサ１０を例示する図である。センサ１０は、分子が付着する受容体を有し、その受容体における分子の付着と離脱に応じて検出値が変化するセンサである。また、センサ１０から出力される検出値の時系列データを、時系列データ１４と呼ぶ。ここで、必要に応じ、時系列データ１４をＹとも表記し、時刻ｔの検出値をｙ（ｔ）とも表記する。Ｙは、ｙ（ｔ）が列挙されたベクトルとなる。
【００２２】
例えばセンサ１０は、膜型表面応力（Membrane-type Surface Stress; MSS)センサである。MSS センサは、受容体として、分子が付着する官能膜を有しており、その官能膜に対する分子の付着と離脱によってその官能膜の支持部材に生じる応力が変化する。MSS センサは、この応力の変化に基づく検出値を出力する。なお、センサ１０は、MSS センサには限定されず、受容体に対する分子の付着と離脱に応じて生じる、センサ１０の部材の粘弾性や動力学特性（質量や慣性モーメントなど）に関連する物理量の変化に基づいて検出値を出力するものであればよく、カンチレバー式、膜型、光学式、ピエゾ、振動応答などの様々なタイプのセンサを採用することができる。
【００２３】
図３は、時系列データ１４を例示する図である。時系列データ１４は、センサ１０が出力した検出値を、センサ１０から出力された時刻が早い順に並べた時系列のデータである。ただし、時系列データ１４は、センサ１０から得られた検出値の時系列データに対して、所定の前処理が加えられたものであってもよい。前処理としては、例えば、時系列のデータからノイズ成分を除去するフィルタリングなどを採用することができる。
【００２４】
時系列データ１４は、センサ１０を測定対象ガスに曝す操作と、センサ１０から測定対象ガスを取り除く操作とで得られる。センサ１０を測定対象のガスに曝す操作は、測定対象ガスをセンサ１０に供給する操作に対応する。一方、センサ１０から測定対象ガスを取り除く操作は、パージガスをセンサ１０に供給する操作に対応する。本図の例において、測定対象ガスをセンサ１０に供給することで期間Ｐ１のデータ（第１測定データ）が得られ、パージガスをセンサ１０に供給する操作により期間Ｐ２のデータ（第２測定データ）が得られる。なお、センサ１０による測定対象ガスの測定においては、センサ１０に対する測定対象ガスの供給とパージガスの供給とを繰り返し行い、複数の時系列データ１４を得ても良い。また、初めて測定対象ガスをセンサ１０に供給する前にもパージガスをセンサ１０に供給することが好ましい。
【００２５】
このように得られる時系列データ１４の波形は、センサ１０の官能部（たとえば官能膜）に測定対象ガス中の分子が定常状態まで吸着した第１状態と、センサ１０の官能部にパージガス中の分子が定常状態まで吸着した第２状態とに依存する。具体的には、第１状態は、期間Ｐ１のうち定常部分の状態であり、第２状態は期間Ｐ２のうち定常部分の状態である。そして、期間Ｐ１の冒頭の立ち上がり部分は第２状態から第１状態への移行部分であり、期間Ｐ２の冒頭の立ち下がり部分は第１状態から第２状態への移行部分である。したがって、立ち上がり部分および立ち下がり部分の波形は、第１状態と第２状態との差によって定まる。すなわちセンサ１０の出力は差動性を有する。
【００２６】
このように、センサ１０の出力が差動性を有することから、第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより、センサ１０の測定結果における第２成分の影響を、特別な処理を行わずに低減することができる。なお、第１成分は、パージガスにほとんど含まれないか、含まれたとしても、パージガスに含まれる第１成分の分圧は測定対象ガスに含まれる第１成分の分圧に比して少量であることが好ましい。具体的には、パージガスに含まれる第１成分の分圧は、測定対象ガスに含まれる第１成分の分圧の１０％以下であることが好ましい。そうすることで、センサ１０が差動性を有する場合においても、センサ１０の測定結果における第１成分の影響は低減されることがない。すなわち、測定対象ガスにおける第１成分の分圧とパージガスにおける第１成分の分圧との差がセンサ１０の測定結果における第１成分の相対的な影響の大きさを表している。
【００２７】
センサ１０の出力はガス中の各成分の分圧に対して差動性を有することから、特に測定対象ガスにおける第２成分の分圧と、パージガスにおける第２成分の分圧とが互いに近いことが好ましい。そうすることで、センサ１０の測定結果における第２成分の影響をより低減することができる。すなわち、測定対象ガスにおける第２成分の分圧とパージガスにおける第２成分の分圧との差の絶対値が、センサ１０の測定結果における第２成分の影響の相対的な大きさを表している。
【００２８】
つまり、センサ１０の測定結果における第１成分の影響が、第２成分の影響に比して、十分に大きいことが好ましい。具体的には、測定対象ガスに含まれる第２成分の分圧Ｐ対象，第２とパージガスに含まれる第２成分の分圧Ｐパージ，第２との差の絶対値を第２成分の飽和蒸気圧Ｐ飽和，第２で除した値が、測定対象ガスに含まれる第１成分の分圧Ｐ対象，第１とパージガスに含まれる第１成分の分圧Ｐパージ，第１との差を第１成分の飽和蒸気圧Ｐ飽和，第１で除した値に比して、小さいことが好ましい。すなわち、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つことが好ましい。
【００２９】
例えば、測定対象ガスに第１成分が飽和蒸気圧の２５％以上含まれることが想定され、パージガスには第１成分が含まれない場合、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜０．２５が成り立つことが好ましい。すなわち、この場合、パージガスに含まれる第２成分は、測定対象ガスに含まれる第２成分に比して、飽和蒸気圧に対する百分率で±２５ポイントに収まっていることが好ましい。
【００３０】
測定対象ガスにおける第２成分の分圧と、パージガスにおける第２成分の分圧とを互いに近い値とする方法として、それぞれの分圧を飽和蒸気圧に近づけることが挙げられる。たとえば、測定対象ガスにおける第２成分の分圧が、第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、パージガスにおける第２成分の分圧が、第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であることが好ましい。なお、このとき測定対象ガスの温度とパージガスの温度との差は５℃以下であることが好ましい。
【００３１】
なお、測定対象ガスおよびパージガスには、複数の成分が第２成分として含まれてもよい。この場合、第２成分として含まれる各成分について、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つことが好ましい。また、第２成分として含まれる各成分について、測定対象ガスにおける分圧が、その成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、パージガスにおける分圧が、その成分の飽和蒸気圧の５０％以上であることが好ましい。
【００３２】
第２成分は特に限定されないが、測定対象ガスおよびパージガスはそれぞれ、たとえば水分およびアルコールの少なくともいずれかを第２成分として含むことができる。また、第１成分は特に限定されない。測定対象ガスは、第１成分として複数の成分を含んでもよい。
【００３３】
たとえば水分を第２成分としてその影響を低減することで、測定時の湿気の影響を低減することができる。また、たとえば酒の蒸気をセンサ１０で測定し、解析する際に、水分およびアルコールの影響を低減することにより、熟成香や果実香等を精度よく検出できる。
【００３４】
センサ１０の検出結果から、ガスの成分を解析する処理においては、たとえば、時系列データ１４に基づく特徴量を用いることができる。特徴量はたとえば、時系列データ１４、時系列データ１４を微分したデータ、または寄与値の集合Ξが挙げられる。
【００３５】
特徴量の一例である寄与値の集合Ξについて以下に説明する。ここで、説明のため、センサ１０によるセンシングを以下のようにモデル化する。
（１）センサ１０は、Ｋ種類の分子を含む対象ガスに曝されている。
（２）対象ガスにおける各分子ｋの濃度は一定のρｋである。
（３）センサ１０には、合計Ｎ個の分子が吸着可能である。
（４）時刻ｔにおいてセンサ１０に付着している分子ｋの数はｎｋ（ｔ）個である。
【００３６】
センサ１０に付着している分子ｋの数ｎｋ（ｔ）の時間変化は、以下のように定式化できる。
【数１】
2020065981.tif 000003
【００３７】
式（１）の右辺の第１項と第２項はそれぞれ、単位時間当たりの分子ｋの増加量（新たにセンサ１０に付着する分子ｋの数）と減少量（センサ１０から離脱する分子ｋの数）を表している。また、αｋとβｋはそれぞれ、分子ｋがセンサ１０に付着する速度を表す速度定数と、分子ｋがセンサ１０から離脱する速度を表す速度定数である。
【００３８】
ここで、濃度ρｋが一定であるため、上記式（１）から、時刻ｔにおける分子ｋの数ｎｋ（ｔ）は、以下のように定式化できる。
【数２】
2020065981.tif 000004
【００３９】
また、時刻ｔ０（初期状態）でセンサ１０に分子が付着していないと仮定すれば、ｎｋ（ｔ）は以下のように表される。
【数３】
2020065981.tif 000005
【００４０】
センサ１０の検出値は、対象ガスに含まれる分子によってセンサ１０に働く応力などの粘弾性や動力学特性に関連する物理量によって定まる。そして、複数の分子によるセンサ１０の物理量は、個々の分子による物理量への寄与の線形和で表すことができると考えられる。ただし、分子による物理量への寄与は、分子の種類によって異なると考えられる。すなわち、センサ１０の検出値に対する分子の寄与は、その分子の種類によって異なると言える。
【００４１】
そこで、センサ１０の検出値ｙ（ｔ）は、以下のように定式化できる。
【数４】
2020065981.tif 000006
ここで、γｋとξｋはいずれも、センサ１０の検出値に対する分子ｋの寄与を表す。なお、「立ち上がり」は上記した期間Ｐ１に相当し、「立ち下がり」は上記した期間Ｐ２に相当する。
【００４２】
ここで、対象ガスをセンシングしたセンサ１０から得た時系列データ１４を上述の式（４）のように分解できれば、対象ガスに含まれる分子の種類や、各種類の分子が対象ガスに含まれる割合を把握することができる。すなわち、式（４）に示す分解によって、対象ガスの特徴を表すデータ（すなわち、対象ガスの特徴量）が得られる。
【００４３】
そこでセンサ１０によって出力された時系列データ１４は、特徴定数の集合Θ＝｛θ１，θ２，．．．，θｍ｝を用いて、以下の式（５）に示すように分解される。なお、特徴定数の集合Θは、予め定められていてもよいし、データ処理装置２０によって生成されてもよい。
【数５】
2020065981.tif 000007
ここで、ξｉは、センサ１０の検出値に対する特徴定数θｉの寄与を表す寄与値である。
【００４４】
このような分解により、時系列データ１４に対する各特徴定数θｉの寄与を表す寄与値ξｉが算出される。寄与値ξｉの集合Ξを、対象ガスの特徴を表す特徴量とすることができる。寄与値ξｉの集合は、例えば、ξｉを列挙した特徴ベクトルΞ＝（ξ１，ξ２，．．．，ξｍ）で表される。ただし、対象ガスの特徴量は、必ずベクトルとして表現しなければならないわけではない。
【００４５】
ここで、特徴定数θとしては、前述した速度定数βや、速度定数の逆数である時定数τを採用することができる。θとしてβとτを使う場合それぞれについて、式（５）は、以下のように表すことができる。
【００４６】
【数６】
2020065981.tif 000008
【００４７】
前述したように、センサ１０の検出値に対する分子の寄与は、その分子の種類によって異なると考えられるため、上述した寄与値の集合Ξは、対象ガスに含まれる分子の種類やその混合比率に応じて異なるものになると考えられる。よって、寄与値の集合Ξは、複数種類の分子が混合されているガスを互いに区別することができる情報、すなわちガスの特徴量として利用することができる。また、時系列データ１４から集合Ξへの変換は線形変換であるため、集合Ξにおいても時系列データ１４について説明した差動性が保たれる。
【００４８】
寄与値の集合Ξを対象ガスの特徴量として利用することには、複数種類の分子を含むガスを扱えるという利点以外の利点もある。まず、ガス同士の類似度合いを容易に把握することができるという利点がある。例えば、対象ガスの特徴量をベクトルで表現すれば、ガス同士の類似度合いを特徴ベクトル間の距離に基づいて容易に把握することができる。
【００４９】
また、寄与値の集合Ξを特徴量とすることには、混合比変化に対して時定数変化や混合比変化についてロバストにすることができるという利点がある。ここでいう「ロバスト性」とは、「測定環境や測定対象が少しだけ変化したとき、得られる特徴量も少しだけ変化する」という性質である。
【００５０】
混合比変化についてロバストであれば、例えば、２種類のガスを混合させた混合ガスについて、ガスの混合比を徐々に変化させていくと、特徴量も徐々に変化していくことになる。この性質は、式（４）において、寄与値ξｋがガスの濃度を表すρｋに比例しているため、濃度の小さな変化が寄与値の小さな変化として現れるということからわかる。
【００５１】
各特徴定数θｉの寄与値ξｉの算出方法の例を説明する。たとえば導出手段２４０は、全ての寄与値ξｉ（すなわち、特徴ベクトルΞ）をパラメータとして、センサ１０の検出値を予測する予測モデルを生成する。この予測モデル生成する際、観測データである時系列データ１４を利用して特徴ベクトルΞについてパラメータ推定を行うことにより、特徴ベクトルΞを算出することができる。特徴定数として速度定数βを使う場合の予測モデルの一例は、式（６）で表すことができる。また、特徴定数として時定数τを使う場合の予測モデルの一例は、式（７）で表すことができる。
【００５２】
たとえば導出手段２４０は、予測モデルから得られる予測値と、センサ１０から得られた観測値（すなわち、時系列データ１４）とを用いた最尤推定により、パラメータΞを推定する。最尤推定には、例えば最小二乗法を用いることができる。
【００５３】
図４は、センサ１０の出力から得られる特徴量の差動性を確認するための実験例１の結果を示す図である。本実験例では測定対象ガスおよびパージガスの複数の組み合わせのそれぞれについて、センサ１０で得られた時系列データ１４から寄与値の集合Ξを算出し、さらに主成分分析を行って、第１の特徴量および第２の特徴量を要素とする特徴量ベクトルを得た。本図は、横軸を第１の特徴量とし、縦軸を第２の特徴量として、複数の組み合わせの結果をプロットしたグラフである。測定対象ガスおよびパージガスの条件は各プロットに（Ａ，Ｂ）の形式で記した。ここで、Ａは測定対象ガスのエタノール濃度を規格化した値であり、Ｂはパージガスの種類である。測定対象ガスとしてはエタノール水溶液の蒸気を用いた。また、パージガスとしては空気（Ｂはａｉｒ）または水蒸気（ＢはＨ２Ｏ）を用いた。なお、特に記載しない場合にも、測定対象ガスおよびパージガスには空気が含まれた。
【００５４】
本図のグラフに示した３つのベクトルＦ１、Ｆ２およびＦ３の間には、Ｆ２＝Ｆ１−Ｆ３の関係があることが分かる。すなわち、特徴量ベクトルをｆ（測定対象ガスの成分，パージガスの成分）と書き表すとすると、ｆ（エタノール＋水，水）＝ｆ（エタノール＋水，空気）−ｆ（水，空気）という関係が成り立つことが確かめられた。すなわち、センサ１０の出力から得られる特徴量が差動性を有することが確かめられた。
【００５５】
次に、センサ１０の出力の線形性について説明する。第１の状態および第２の状態のそれぞれにおいて、センサ１０の吸着サイトの数が、吸着分子の数に対して充分に大きいとき、各成分の吸着分子の数は他の成分の濃度等に影響されない。したがって、センサ１０の出力は各成分の濃度に対し線形である。ここで、ガス中の各成分の濃度はそれぞれ各成分の分圧に比例する。すなわち、センサ１０の出力はガス中の各成分の分圧に対して線形性を有する。
【００５６】
図５は、センサ１０の出力から得られる特徴量の線形性を確認するための実験例２の結果を示す図である。実験例２では、食酢とエタノール水溶液の混合溶液の蒸気を測定して得た特徴量から後述の第２例と同様の方法で算出された、酢酸およびエタノールの推定濃度である。本図のグラフにおいて、横軸は、導出された特徴量から後述の方法で算出された推定エタノール濃度である。また、縦軸は、導出された特徴量から後述の方法で算出された推定酢酸濃度である。グラフ中の各プロットは、混合溶液の蒸気の特徴量を、エタノールのみの特徴量と酢酸のみの特徴量との線形和として表した場合の係数を示している。すなわち、各プロットは測定対象ガスがエタノールと酢酸の混合ガスであるとした場合の各成分の分圧の推定値を示している。なお、各プロットには、混合溶液におけるエタノール（Ｅ）と食酢（Ｃ）の相対的な濃度を（Ｅ，Ｃ）の形式で付した。具体的には混合溶液は、５％のエタノール水溶液Ｅと、食酢（約５％の酢酸水溶液）Ｃと、水Ｈとを、体積比Ｅ：Ｃ：Ｈで混合した溶液である。ただしＥ＋Ｃ＋Ｈ＝６とした。たとえば、（６，０）は５％エタノール水溶液のみを測定した結果を示し、（２，１）は５％エタノール水溶液２ｍＬと、食酢１ｍＬと、水３ｍＬとを混ぜた混合溶液を測定した結果を示す。また、本図には格子を合わせて示した。（Ｅ，Ｃ）が、座標（Ｅ／６，Ｃ／６）にある格子点上にある場合に、濃度推定が精確であるといえる。
【００５７】
本実験例では、各プロットが、本図に合わせて示した格子点に近いことが確かめられた。したがって、ある程度の誤差が含まれているものの、濃度の推定ができたと言える。
【００５８】
以上の結果より、食酢とエタノール水溶液の混合溶液の特徴量が、食酢のみの特徴量と、エタノールのみの特徴量の線形和で表せることが確かめられた。また、線形和の係数が混合溶液における混合比（濃度比）を反映していることが確かめられた。
【００５９】
なお、本実施形態に係るデータ処理装置２０およびデータ処理方法は実験例１および２に何ら限定されるものではない。
【００６０】
図６は、第１の実施形態に係るデータ処理方法を例示するフローチャートである。本データ処理方法は、取得ステップＳ２２０および導出ステップＳ２４０を含む。取得ステップＳ２２０では、第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサ１０に順次供給することにより得た測定結果を取得する。導出ステップＳ２４０では、測定対象ガスをセンサ１０に供給したとき測定結果を示す第１測定データと、パージガスをセンサ１０に供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、測定対象ガスに含まれる第１成分に関する情報を導出する。本データ処理方法は、データ処理装置２０により実現できる。
【００６１】
データ処理装置２０で行われる各処理について以下に詳しく説明する。取得ステップＳ２２０において、取得手段２２０はセンサ１０による測定結果を取得する。取得手段２２０は、センサ１０から測定結果を取得してもよいし、取得手段２２０からアクセス可能な記憶装置に保持された測定結果を取得してもよい。また、記憶装置はデータ処理装置２０に備えられていてもよいし、データ処理装置２０の外部に設けられていてもよい。
【００６２】
取得手段２２０が取得する測定結果は、第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得られた結果である。
【００６３】
次いで、導出ステップＳ２４０において導出手段２４０は取得された測定結果を用いて測定対象ガス中の第１成分に関する情報を導出する。なお、第１成分に関する情報は、第１成分の種類を示す情報であっても良いし、第１成分のにおいを表すラベル（以下、「においラベル」とも呼ぶ。）であってもよいし、第１成分の濃度に関する情報であっても良い。
【００６４】
たとえばにおいラベルは、そのにおいを発生させる物質の名称を示す。具体的には、第１成分を発生させる物質がリンゴである場合、「リンゴ」というにおいラベルが特定される。においを発生させる物質は、リンゴの様な食品には限定されず、機械、建材、薬品、カビ、焦げ、又は生ゴミなどといった任意の物とすることができる。
【００６５】
その他にも例えば、においラベルは、そのにおいがする場所や状況などといった抽象的な概念を表すものであってもよい。例えば、「カフェのにおい」、「プールのにおい」、「青臭いにおい」、「押し入れのようなにおい」、「甘いにおい」、「生臭いにおい」、又は「雨の日のにおい」などといったにおいラベルが考えられる。
【００６６】
一方、第１成分の濃度に関する情報は、濃度の絶対値であってもよいし、何らかの基準に対する相対値であってもよいし、規格化された値であってもよい。
【００６７】
具体的には導出手段２４０は、第１測定データおよび第２測定データを特徴量に変換する。上記した通り第１測定データは測定対象ガスをセンサに供給したときの測定結果を示すデータであり、第２測定データは、パージガスをセンサに供給したときの測定結果を示すデータである。導出手段２４０はたとえば上記した方法により、第１測定データおよび第２測定データを寄与値の集合Ξに変換できる。導出手段２４０はさらに主成分分析を行って特徴量の次元を削減してもよい。
【００６８】
以下では導出手段２４０が第１成分に関する情報を導出する方法の第１例と第２例について説明する。第１例では、導出手段２４０は第１成分の種類またはにおいラベルを導出する。第２例では、導出手段２４０は、第１成分の種類と第１成分の濃度に関する情報を導出する。
【００６９】
まず、第１例について説明する。第１例において導出手段２４０は、第１測定データおよび第２測定データの少なくとも一方から得られた特徴量（以下、「測定対象ガスの特徴量」とも呼ぶ。）とにおい情報とを用いて測定対象ガス中の第１成分のにおいラベルを導出する。におい情報はにおいラベルと、そのにおいラベルに対応するガスの特徴量を対応づけた情報であり、たとえば導出手段２４０からアクセス可能な記憶装置に予め保持されている。におい情報は、たとえば既知の測定対象ガスに対する結果から予め生成することができる。
【００７０】
導出手段２４０は、におい情報の中から、測定対象ガスの特徴量に類似する特徴量を示すにおい情報を抽出する。さらに導出手段２４０は、抽出したにおい情報に対応づけられたにおいラベルを、第１成分のにおいラベルとして特定する。
【００７１】
具体的には導出手段２４０は、測定対象ガスの特徴量と、におい情報に示された特徴量との類似度を算出し、算出した類似度に基づいてにおい情報を抽出することができる。たとえば、導出手段２４０は、最も類似度が高い特徴量に対応づけられたにおい情報を抽出しても良いし、予め定められた閾値以上の類似度の特徴量に対応づけられた一以上のにおい情報を抽出しても良い。類似度を求めようとする二つの特徴量がいずれも集合Ξであり、特徴定数の集合が互いに同じである場合、類似度はたとえばベクトル間の距離である。
【００７２】
次に、第２例について説明する。第２例において導出手段２４０は、測定対象ガスの特徴量と単位成分情報とを用いて測定対象ガス中の第１成分の濃度に関する情報を導出する。単位成分情報は、単位成分それぞれについての特徴量を表す情報であり、たとえば導出手段２４０からアクセス可能な記憶装置に予め保持されている。単位成分情報は、単位成分の識別子と、その単位成分の特徴量とを対応づけた情報である。単位成分の特徴量は、その単位成分のみを含むガスをセンサ１０でセンシングすることで得られる時系列データについて算出される特徴量である。
【００７３】
ここで、測定対象ガスの特徴量と各単位成分の特徴量とにおいて、特徴定数の集合が共通であるとする。この場合、測定対象ガスの特徴量と各単位成分の特徴量をベクトル表現で表せば、測定対象ガスの特徴量は、測定対象ガスに含まれる単位成分の特徴量の線形和で表すことができると考えられる。例えば測定対象ガスに単位成分１からｋが含まれている場合、測定対象ガスの特徴量は、以下のように表すことができると考えられる。
【００７４】
【数７】
2020065981.tif 000009
ここで、Ξｉは単位成分ｉの特徴量ベクトルであり、ａｉは測定対象ガスにおける単位成分ｉの濃度である。また、測定対象ガスが１種類の単位成分のみで構成される場合は、ｋ＝１であるため、Ξｇ＝Ξ１となる。
【００７５】
そこで導出手段２４０は、単位成分情報を利用して、測定対象ガスの特徴量ベクトルΞｇを、１つ以上の単位成分の特徴量ベクトルΞｉの線形和に分解する。こうすることで、導出手段２４０は、測定対象ガスに含まれる１つ以上の単位成分を第１成分として特定する。ここで、或る１つのベクトルを既知のベクトル（ここでは、単位成分情報に示されている各特徴量ベクトル）の線形和に分解する方法には、種々の既存の手法を利用することができる。例えば、以下の目的関数で表される非負制約付きの最小二乗法を利用することができる。
【００７６】
【数８】
2020065981.tif 000010
【００７７】
また、単位成分の濃度を特定する場合、上述した線形和への分解によって得られるベクトルＡ＝（ａ１，ａ２，．．．，ａｋ）を、各単位成分の濃度を表す情報として得ることができる。単位成分の混合比率は、これらの濃度の比で表すことができる。なお、ここでいう単位成分の濃度とは、（空気中のガスの濃度）×（ガス中の単位成分の濃度比）で表される値である。すなわち、空気中のガスの濃度に対する単位成分の相対的な濃度を意味する。また、ここでいう単位成分の濃度は、空気圧に占める単位成分の分圧の割合ととらえることもできる。
【００７８】
なお、導出手段２４０は、第１成分に関する情報を導出するために、第１測定データと第２測定データの両方を用いても良いし、一方のみを用いても良い。ただし、導出精度を高めるため、両方を用いることが好ましい
【００７９】
導出手段２４０が第１測定データと第２測定データの両方を用いて第１成分に関する情報を導出する場合、導出手段２４０は、第１測定データから得られる特徴ベクトルΞｕと、第２測定データから得られる特徴ベクトルΞｄとを連結することで得られる１つのベクトルを、測定対象ガスの特徴量としてもよい。例えばこの場合、導出手段２４０は、Ξｕ＝（ξｕ１，ξｕ２，．．．，ξｕｎ）とΞｄ＝（ξｄ１，ξｄ２，．．．，ξｄｎ）を連結したΞｃ＝（ξｕ１，ξｕ２，．．．，ξｕｎ，ξｄ１，ξｄ２，．．．，ξｄｎ）を、測定対象ガスの特徴量として算出する。
【００８０】
また、導出手段２４０は、第１測定データから得られる特徴量と、第２測定データから得られる特徴量との平均を、測定対象ガスの特徴量として算出してもよい。すなわち、Ξａｖｇ＝（（ξｕ１＋ξｄ１）／２，（ξｕ２＋ξｄ２）／２，．．．，（ξｕｎ＋ξｄｎ）／２）を、測定対象ガスの特徴量とする。ここで、式（４）において、立ち上がりと立ち下がりでξの定義が共通していることから、理想的には、立ち上がりと時系列データ１４と立ち下がりの時系列データ１４からは同じ特徴量が得られるはずであり、ΞｕとΞｄの差異は測定誤差に起因するものであると考えられる。そこで、ΞｕとΞｄの平均を算出することで、測定誤差の影響を減らすことができる。
【００８１】
また、導出手段２４０は、第１測定データと第２測定データとを用いて、導出結果における第２成分の影響を低減するデータ処理をさらに行ってもよい。
【００８２】
データ処理装置２０の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア（例：ハードワイヤードされた電子回路など）で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ（例：電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど）で実現されてもよい。以下、データ処理装置２０の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
【００８３】
図７は、データ処理装置２０を実現するための計算機１０００を例示する図である。計算機１０００は任意の計算機である。例えば計算機１０００は、Personal Computer（PC）やサーバマシンなどの据え置き型の計算機である。その他にも例えば、計算機１０００は、スマートフォンやタブレット端末などの可搬型の計算機である。計算機１０００は、データ処理装置２０を実現するために設計された専用の計算機であってもよいし、汎用の計算機であってもよい。
【００８４】
計算機１０００は、バス１０２０、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、ストレージデバイスストレージ１０８０、入出力インタフェース１１００、及びネットワークインタフェース１１２０を有する。バス１０２０は、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、ストレージデバイスストレージ１０８０、入出力インタフェース１１００、及びネットワークインタフェース１１２０が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ１０４０などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。
【００８５】
プロセッサ１０４０は、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、FPGA（Field−Programmable Gate Array）などの種々のプロセッサである。メモリ１０６０は、RAM（Random Access Memory）などを用いて実現される主記憶装置である。ストレージデバイスストレージ１０８０は、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）、メモリカード、又は ROM（Read Only Memory）などを用いて実現される補助記憶装置である。
【００８６】
入出力インタフェース１１００は、計算機１０００と入出力デバイスとを接続するためのインタフェースである。例えば入出力インタフェース１１００には、キーボードなどの入力装置や、ディスプレイ装置などの出力装置が接続される。その他にも例えば、入出力インタフェース１１００には、センサ１０が接続される。ただし、センサ１０は必ずしも計算機１０００と直接接続されている必要はない。例えばセンサ１０は、計算機１０００と共有している記憶装置に時系列データ１４を記憶させてもよい。
【００８７】
ネットワークインタフェース１１２０は、計算機１０００を通信網に接続するためのインタフェースである。この通信網は、例えば LAN（Local Area Network）や WAN（Wide Area Network）である。ネットワークインタフェース１１２０が通信網に接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。
【００８８】
ストレージデバイスストレージ１０８０は、データ処理装置２０の各機能構成部を実現するプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ１０４０は、これら各プログラムモジュールをメモリ１０６０に読み出して実行することで、各プログラムモジュールに対応する機能を実現する。
【００８９】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態に係るデータ処理装置２０によれば、第２成分を含むパージガスを用いた測定結果を用いることにより、第２成分の影響を低減した状態で第１成分に関する情報を導出することができる。またこのとき、特別に装置構成や工程を複雑化する必要は無い。
【００９０】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係る測定システム３０の構成を例示する図である。本図において、データおよび信号の経路は破線で示されている。本実施形態に係る測定システム３０は、データ処理装置２０、センサ１０、第１供給手段３１０、および第２供給手段３２０を備える。センサ１０およびデータ処理装置２０は、第１の実施形態で説明したセンサ１０およびデータ処理装置２０と同じである。第１供給手段３１０は、センサ１０に測定対象ガスを供給する。第２供給手段３２０は、センサ１０にパージガスを供給する。
【００９１】
第１供給手段３１０は、第１成分１１０と第２成分１２０を含む第１溶液３１３の蒸気を発生させる。第１溶液３１３の蒸気にも、第１成分１１０および第２成分１２０が含まれる。また、第２供給手段３２０は、第２成分１２０を含む第２溶液３２３の蒸気を発生させる。第２溶液３２３の蒸気にも第２成分１２０が含まれる。本実施形態において、測定対象ガスは第１溶液３１３の蒸気を含み、パージガスは第２溶液３２３の蒸気を含む。測定対象ガスおよびパージガスにはそれぞれ、キャリアガスがさらに含まれる。
【００９２】
本実施形態において、第１供給手段３１０では測定対象ガス中の、第１成分１１０および第２成分１２０の分圧を高めるような操作が行われる。たとえば、第１供給手段３１０は第１溶液３１３に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行う。同様に、第２供給手段３２０ではパージガス中の第２成分１２０の分圧を高めるような操作が行われる。たとえば、第２供給手段３２０は第２溶液３２３に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行う。そうすることで、測定対象ガスおよびパージガス中の第２成分１２０の分圧をそれぞれ飽和蒸気圧に近づけることができる。ひいては、測定対象ガスおよびパージガス中の第２成分１２０の分圧を互いに近づけることができる。また、測定対象ガス中の第１成分１１０の分圧を高め、センサ１０で検出しやすくすることができる。
【００９３】
測定対象ガスおよびパージガス中の各成分の分圧を飽和蒸気圧に近づけるため、第１溶液３１３および第２溶液３２３において第２成分１２０は飽和していることが好ましい。
【００９４】
本図の例において、第１供給手段３１０は第１溶液３１３と、第１溶液３１３を収容する容器３１４とを備える。また、容器３１４の内部にはキャリアガス供給管３１２の一端と測定対象ガス供給管３１５の一端が挿入されている。容器３１４内にはキャリアガス供給管３１２を通じてキャリアガスが導入される。そして、容器３１４内でキャリアガスに対し第１溶液３１３が揮発し、測定対象ガスが生成される。生成された測定対象ガスは測定対象ガス供給管３１５を通じてセンサ１０へ供給される。なお、測定対象ガス供給管３１５の途中には、センサ１０への測定対象ガスの供給を制御するための第１ポンプ３１１が設けられている。
【００９５】
本図の例において、第２供給手段３２０は第２溶液３２３と、第２溶液３２３を収容する容器３２４とを備える。また、容器３２４の内部にはキャリアガス供給管３２２の一端とパージガス供給管３２５の一端が挿入されている。容器３２４内にはキャリアガス供給管３２２を通じてキャリアガスが導入される。そして、容器３２４内でキャリアガスに対し第２溶液３２３が揮発し、パージガスが生成される。生成されたパージガスはパージガス供給管３２５を通じてセンサ１０へ供給される。なお、パージガス供給管３２５の途中には、センサ１０へのパージガスの供給を制御するための第２ポンプ３２１が設けられている。
【００９６】
本図の例において、測定システム３０はさらに制御手段３５０を備える、制御手段３５０は、センサ１０に測定対象ガスおよびパージガスを順に供給するよう第１ポンプ３１１および第２ポンプ３２１を制御する。具体的には制御手段３５０は、予め定められた周期でセンサ１０に測定対象ガスとパージガスとを交互に供給する。データ処理装置２０は、センサ１０から測定結果を取得すると共に、制御手段３５０から第１ポンプ３１１および第２ポンプ３２１の制御タイミングを示す信号を取得してもよい。その場合、データ処理装置２０は、取得した制御タイミングを示す信号に基づき、測定結果を第１測定データと第２測定データとに分類することができる。
【００９７】
本図の例において、センサ１０は容器１０１内に位置する。測定対象ガス供給管３１５およびパージガス供給管３２５の他端が容器１０１の内部に位置し、容器１０１内に測定対象ガスおよびパージガスを供給する。そうすることにより、センサ１０が測定対象ガスおよびパージガスにさらされる。容器１０１にはさらに容器１０１内のガスを排出する排気管１０２が設けられている。
【００９８】
第１供給手段３１０および第２供給手段３２０がそれぞれ第１溶液３１３および第２溶液３２３に対し、バブリングを行う場合、本図に示すようにキャリアガス供給管３１２およびキャリアガス供給管３２２の一端がそれぞれ第１溶液３１３および第２溶液３２３内に挿入された状態でキャリアガスが導入される。
【００９９】
図９は、撹拌手段３３２を備える第１供給手段３１０および第２供給手段３２０を例示する図である。本図は第１供給手段３１０および第２供給手段３２０のみを示している。本図の例において、第１供給手段３１０および第２供給手段３２０はそれぞれ第１溶液３１３および第２溶液３２３に対し攪拌を行うことができる。撹拌手段３３２としてはたとえば撹拌棒、攪拌翼、および撹拌子が挙げられる。
【０１００】
図１０は、超音波印加手段３３４を備える第１供給手段３１０および第２供給手段３２０を例示する図である。本図の例において、第１供給手段３１０および第２供給手段３２０はそれぞれ第１溶液３１３および第２溶液３２３に対し超音波印加を行うことができる。
【０１０１】
なお、第１供給手段３１０の構成と第２供給手段３２０の構成とは互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。また、第１供給手段３１０および第２供給手段３２０はそれぞれ、第１溶液３１３および第２溶液３２３に対してバブリング、攪拌、超音波印加のうち複数を施しても良い。また、第１供給手段３１０および第２供給手段３２０のそれぞれにおいて、第１溶液３１３および第２溶液３２３は加熱されても良い。
【０１０２】
本実施形態に係る測定方法は、測定ステップおよび導出ステップを含む。測定ステップでは、第１成分１１０および第２成分１２０を含む測定対象ガスと、第２成分１２０を含むパージガスとが、同一のセンサ１０に順次供給されることにより測定が行われる。導出ステップでは、測定対象ガスをセンサ１０に供給したときの測定結果を示す第１測定データと、パージガスをセンサ１０に供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、測定対象ガスに含まれる第１成分１１０に関する情報が導出される。本測定方法は、本実施形態に係る測定システム３０を用いて実現される。
【０１０３】
本実施形態において、測定ステップは、センサ１０に測定対象ガスを供給する第１供給ステップと、センサ１０にパージガスを供給する第２供給ステップとを含む。第１供給ステップでは、第１供給手段３１０から第１成分と第２成分を含む第１溶液の蒸気が少なくとも供給され、第２供給ステップでは、第２供給手段３２０から第２成分を含む第２溶液の蒸気が少なくとも供給される。測定ステップでは第１供給ステップと第２供給ステップとが交互に行われる。本測定においては他のガス、たとえば第２成分を含まないキャリアガス単体を供給するステップ等を別途含まなくてよい。
【０１０４】
測定対象ガスは、たとえば上記した通り、第１溶液３１３に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかが行われることにより得られる。また、パージガスは、たとえば上記した通り、第２溶液３２３に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかが行われることにより得られる。
【０１０５】
データ処理装置２０は、測定ステップで得られたセンサ１０の測定結果を取得する。そして、データ処理装置２０は導出ステップにおいて、第１測定データおよび第２測定データの少なくとも一方を用い、測定対象ガスに含まれる第１成分１１０に関する情報が導出される。データ処理装置２０は、第１成分１１０に関する情報を、第１の実施形態において説明したのと同様の方法で導出できる。第１成分１１０に関する情報が第１成分１１０の濃度に関する情報である場合、導出された第１成分１１０に関する情報には、第１溶液３１３における第１成分１１０の濃度が反映される。
【０１０６】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態に係る測定システム３０によれば、第２成分１２０を含むパージガスを用いた測定結果を用いることにより、第２成分１２０の影響を低減した状態で第１成分１１０に関する情報を導出することができる。またこのとき、特別に装置構成や工程を複雑化する必要は無い。
【０１０７】
（第３の実施形態）
図１１は第３の実施形態に係る測定システム３０の構成を例示する図である。本実施形態に係る測定システム３０は、冷却手段３４０をさらに備える点を除いて第２の実施形態に係る測定システム３０と同じである。冷却手段３４０は、測定対象ガスおよびパージガスの温度を下げる。
【０１０８】
また、本実施形態に係る測定方法は、測定ステップがセンサ１０に供給する前の測定対象ガスおよびパージガスの温度を下げる冷却ステップを含む点を除いて第２の実施形態に係る測定方法と同じである。
【０１０９】
冷却手段３４０はたとえば、水冷等を行う冷却装置である。ただし、冷却手段３４０はガスを圧縮することに収縮させ、ガスの温度を下げる圧縮装置であっても良い。本図の例において、冷却手段３４０は測定対象ガス供給管３１５およびパージガス供給管３２５の途中に設けられている。そして、冷却手段３４０は、第１供給手段３１０から出力された後、かつセンサ１０に供給される前の測定対象ガスを冷却する。また、冷却手段３４０は、第２供給手段３２０から出力された後、かつセンサ１０に供給される前のパージガスを冷却する。なお、冷却手段３４０は、測定対象ガスとパージガスのそれぞれについて、独立に設けられていても良い。
【０１１０】
冷却手段３４０が測定対象ガスおよびパージガスを冷却することにより、これらのガス中の飽和蒸気圧が低下し、第２成分１２０の余剰分が液化する。したがって、測定対象ガスおよびパージガスにおける第２成分１２０の分圧を、飽和蒸気圧に更に近づけることができる。
【０１１１】
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態によれば、第２の実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。くわえて、測定対象ガスおよびパージガスにおける第２成分１２０の分圧を、飽和蒸気圧に更に近づけることができ、測定結果における第２成分１２０の影響をより低減することができる。
【０１１２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。たとえば、上述の説明で用いたシーケンス図やフローチャートでは、複数の工程（処理）が順番に記載されているが、各実施形態で実行される工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。各実施形態では、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。また、上述の各実施形態は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【０１１３】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【０１１４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
１．  第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得手段と、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出手段とを備えるデータ処理装置。
２．  １．に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰ対象，第２であり、前記パージガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰパージ，第２であり、前記第２成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第２であり、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰ対象，第１であり、前記パージガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰパージ，第１であり、前記第１成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第１であるとき、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つデータ処理装置。
３．  １．または２．に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、
前記パージガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であるデータ処理装置。
４．  １．から３．のいずれか一つに記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分として水分を含むデータ処理装置。
５．  １．から４．のいずれか一つに記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分としてアルコールを含むデータ処理装置。
６．  １．から５．のいずれか一つに記載のデータ処理装置と、
前記センサと、
前記センサに前記測定対象ガスを供給する第１供給手段と、
前記センサに前記パージガスを供給する第２供給手段とを備える測定システム。
７．  ６．に記載の測定システムにおいて、
前記第１供給手段は、前記第１成分と前記第２成分を含む第１溶液の蒸気を発生させ、
前記第２供給手段は、前記第２成分を含む第２溶液の蒸気を発生させる測定システム。
８．  ７．に記載の測定システムにおいて、
前記第１供給手段は前記第１溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行い、
前記第２供給手段は前記第２溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行う測定システム。
９．  ６．から８．のいずれか一つに記載の測定システムにおいて、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスの温度を下げる冷却手段をさらに備える測定システム。
１０．  第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含むデータ処理方法。
１１．  １０．に記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰ対象，第２であり、前記パージガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰパージ，第２であり、前記第２成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第２であり、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰ対象，第１であり、前記パージガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰパージ，第１であり、前記第１成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第１であるとき、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つデータ処理方法。
１２．  １０．または１１．に記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、
前記パージガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であるデータ処理方法。
１３．  １０．から１２．のいずれか一つに記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分として水分を含むデータ処理方法。
１４．  １０．から１３．のいずれか一つに記載のデータ処理方法において、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスはそれぞれ前記第２成分としてアルコールを含むデータ処理方法。
１５．  １０．から１４．のいずれか一つに記載のデータ処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
１６．  第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより測定を行う測定ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含む測定方法。
１７．  １６．に記載の測定方法において、
前記測定ステップは、前記センサに前記測定対象ガスを供給する第１供給ステップと、前記センサに前記パージガスを供給する第２供給ステップとを含み、
前記第１供給ステップでは、前記第１成分と前記第２成分を含む第１溶液の蒸気を少なくとも供給し、
前記第２供給ステップでは、前記第２成分を含む第２溶液の蒸気を少なくとも供給する測定方法。
１８．  １７．に記載の測定方法において、
前記測定対象ガスは、前記第１溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかが行われることにより得られ、
前記パージガスは、前記第２溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかが行われることにより得られる測定方法。
１９．  １８．に記載の測定方法において、
前記測定ステップは、前記センサに供給する前の前記測定対象ガスおよび前記パージガスの温度を下げる冷却ステップを含む測定方法。
【図１】
2020065981.tif 000011
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月4日(2021.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得手段と、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出手段とを備えるデータ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰ対象，第２であり、前記パージガスに含まれる前記第２成分の分圧がＰパージ，第２であり、前記第２成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第２であり、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰ対象，第１であり、前記パージガスに含まれる前記第１成分の分圧がＰパージ，第１であり、前記第１成分の飽和蒸気圧がＰ飽和，第１であるとき、｜Ｐ対象，第２−Ｐパージ，第２｜／Ｐ飽和，第２＜（Ｐ対象，第１−Ｐパージ，第１）／Ｐ飽和，第１が成り立つデータ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のデータ処理装置において、
前記測定対象ガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であり、
前記パージガスにおける前記第２成分の分圧は、前記第２成分の飽和蒸気圧の５０％以上であるデータ処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ処理装置と、
前記センサと、
前記センサに前記測定対象ガスを供給する第１供給手段と、
前記センサに前記パージガスを供給する第２供給手段とを備える測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の測定システムにおいて、
前記第１供給手段は、前記第１成分と前記第２成分を含む第１溶液の蒸気を発生させ、
前記第２供給手段は、前記第２成分を含む第２溶液の蒸気を発生させる測定システム。
【請求項６】
請求項５に記載の測定システムにおいて、
前記第１供給手段は前記第１溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行い、
前記第２供給手段は前記第２溶液に対し、バブリング、攪拌、超音波印加の少なくともいずれかを行う測定システム。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載の測定システムにおいて、
前記測定対象ガスおよび前記パージガスの温度を下げる冷却手段をさらに備える測定システム。
【請求項８】
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより得た測定結果を取得する取得ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの前記測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含むデータ処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載のデータ処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１０】
第１成分および第２成分を含む測定対象ガスと、前記第２成分を含むパージガスとを、同一のセンサに順次供給することにより測定を行う測定ステップと、
前記測定対象ガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第１測定データと、前記パージガスを前記センサに供給したときの測定結果を示す第２測定データとの少なくとも一方を用いることにより、前記測定対象ガスに含まれる前記第１成分に関する情報を算出する算出ステップとを含む測定方法。
【国際調査報告】
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2020065981.tif 000023
2020065981.tif 000024
2020065981.tif 000025