(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液を気化させた試料ガスをガス流路に流し、該ガス流路に設けたにおいセンサにより試料ガス中のにおい成分を測定するにおい測定装置において、
a)前記ガス流路上のにおいセンサより上流側に設けた切替弁と、
b)前記ガス流路上に設けた流量検出手段と、
c)該流量検出手段の検出値が所定値以上変動したとき、前記切替弁より上流側と下流側のガス流路を遮断するように該切替弁を切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とするにおい測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサの一種であるにおいセンサを使用して試料ガスに含まれるにおい成分を測定するにおい測定装置に関する。本発明のにおい測定装置は、食品や香料の品質検査、悪臭公害の定量検知、焦げ臭検知による火災警報機、食品や香料の品質検査、更には、人物の追跡、識別、認証や薬物検査等の犯罪捜査等の、幅広い分野で利用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
においセンサは、空気（又は供給された試料ガス）中に含まれるにおい成分がセンサの感応面に付着することにより生ずる該センサの物理的変化を電気的（又は光学的）に測定するものである。
【０００３】
この種のにおいセンサを利用したにおい測定装置として、酸化物半導体センサを用いたものや導電性高分子膜センサを用いたものが知られている。この従来のにおい測定装置の基本構成を図３に示す。におい物質を含む試料液が貯留されたにおい物質容器１６には空気流路１１を通して空気が吹き込まれ、これにより試料液中のにおい成分の気化が促進される。試料ガス流路１２にはフローセル１８、吸引ポンプ２２が設けられ、該吸引ポンプ２２の吸引力によってにおい物質容器１６の上部空間内のにおいガスが試料ガス流路１２に導入される。フローセル１８内にはにおいセンサ１９が設置されており、フローセル１８内を試料ガスが流通するとセンサ１９の感応膜ににおい成分が吸着され、これによりセンサ１９の抵抗値が変化する。抵抗計２４はセンサ１９の電極の抵抗変化を測定する。フローセル１８から出た試料ガスは、吸引ポンプ２２を通過し排気流路１５から排出される。なお、空気流路１１を通して導入される空気に不純物が含まれると正確な測定に支障をきたすので、通常、該空気は活性炭やモレキュラシーブス等から成るフィルタを通した清浄空気とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のにおい測定装置では、通常、におい物質容器１６中の試料液から揮発した気体のみが試料ガス流路１２に吸引される。しかしながら、例えば、測定者がにおい物質容器１６内に過度の量の試料液を入れてしまったり、試料ガス流路１２とにおい物質容器１６との接続を誤って、試料ガス流路１２の吸入口が試料液の液面下に設置されたりした場合等には、試料液自体が試料ガス流路１２に吸引される恐れがある。試料ガス流路１２に吸引された試料液がフローセル１８にまで到達すると、においセンサ１９の感応膜を侵食したり電極部を腐食させたりして、該センサ１９に損傷を与える。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、試料液の誤吸引によるにおいセンサの損傷を防止することができるにおい測定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、試料液を気化させた試料ガスをガス流路に流し、該ガス流路に設けたにおいセンサにより試料ガス中のにおい成分を測定するにおい測定装置において、
a)前記ガス流路上のにおいセンサより上流側に設けた切替弁と、
b)前記ガス流路上に設けた流量検出手段と、
c)該流量検出手段の検出値が所定値以上変動したとき、前記切替弁より上流側と下流側のガス流路を遮断するように該切替弁を切り替える制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態及び発明の効果】
本発明に係るにおい測定装置では、通常、ガス流路には試料ガスが流通し、該試料ガス中のにおい成分がにおいセンサの感応膜に吸着され、その電気抵抗等の物理量の変化を検出することによりにおい成分を検出している。ガス流路中に誤って試料液が吸引されると、試料ガスが流通するためのガス流路の断面積が狭くなって流量抵抗が増加するため、試料ガスの流量が減少する。制御手段は、流量検出手段により検出される検出値が所定値以上減少したとき、試料液の吸引によりガス流量が減少したと判断する。このとき、制御手段は切替弁を制御し、吸引された試料液が混じったガスが下流側に流れないようにガス流路を遮断する。これにより、試料液がにおいセンサに到達することを防止している。
【０００８】
このように本発明に係るにおい測定装置では、誤って試料液がガス流路に吸引されてもにおいセンサにまで達しないので、試料液によるにおいセンサの損傷を未然に防止することができる。このため、使用不可能となったにおいセンサ自体やそれを交換するための手間及び時間等の経済的な損失を防止できる。
【０００９】
なお、ガス流路に侵入した試料液を除去するためには、例えば、前記切替弁によりガス流路を遮断したときに該ガス流路の上流側と連結するバイパス流路を設けておき、該バイパス流路側に試料液を回収する回収手段を設けるとよい。これによれば、誤って試料液がガス流路に吸引されると、該試料液が混じったガスはバイパス流路に導入され、試料液は回収手段に収集される。
【００１０】
また、前記バイパス流路に高いガス圧をもってガス（好ましくは不活性ガス）を供給するガス供給手段を備えるようにしてもよい。これによれば、誤って試料液がガス流路に吸引されると、試料液が混じったガスはバイパス流路から供給されるガスによって押し戻され、ガス流路から排除される。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明に係るにおい測定装置の一実施例を図を参照して説明する。図１は、本実施例のにおい測定装置の構成図である。試料ガス流路１２は、三方弁１７により、フローセル１８に連なる主ガス流路１３とトラップ容器２１に連なるバイパス流路１４との一方に択一的に連結される。主ガス流路１３のフローセル１８下流側にはガス流量を調整するためニードル弁２０が設けられ、更にその下流側で主ガス流路１３とバイパス流路１４とは合流して排気流路１５となる。該排気流路１５には、吸引ポンプ２２及び流量計２３が設けられている。流量計２３は排気流路１５に流れるガス流量を検出し、検出値を制御部２５に与える。制御部２５には操作部２６が付設されており、操作部２６にて与えられる指示や設定値に応じて後述のような処理を行ない、上記三方弁１７の切替を制御している。なお、各流路１２、１３、１４、１５の配管材料としては、におい成分の吸着が少ないＰＴＦＥチューブを利用することが望ましい。
【００１２】
次に、図１のにおい測定装置の動作を詳述する。通常状態（正常な状態）では、制御部２５は試料ガス流路１２が主ガス流路１３側に連結されるように三方弁１７を制御する。従って、吸引ポンプ２２の吸引力により、におい物質容器１６から試料ガス流路１２に導入された試料ガスは三方弁１７を介して主ガス流路１３に流通し、フローセル１８、ニードル弁２０、吸引ポンプ２２、流量計２３を通って排気流路１５の排気出口から排出される。このように流通する試料ガス中に含まれるにおい成分がにおいセンサ１９の感応膜に吸着すると、においセンサ１９の電極間の電気抵抗が変化する。そこで、抵抗計２４にてこの抵抗変化を検出することにより、におい成分を検出することができる。試料ガス流路１２及び主ガス流路１３を通過する試料ガスの流量は、ニードル弁２０の絞り抵抗を変えることにより適当に調整する。
【００１３】
制御部２５は排気流路１５に流れるガスの流量検出値を流量計２３より受け取り、所定時間間隔毎に該検出値の変動量を監視する。すなわち、ガス流量が一定に維持されているときには、ガス流量の検出値の変動量は零又は極めて小さい。例えば、測定者がにおい成分を含む試料液をにおい物質容器１６に入れ過ぎて、その液面が試料ガス流路１２の吸入口よりも高い位置になってしまうと、該吸入口から試料液自体が吸引されて試料ガス流路１２に侵入する。侵入した試料液は試料ガス流路１２内を三方弁１７の方向に吸引されるが、このとき、試料液が試料ガス流路１２内部に存在することにより、試料ガスが流通可能な流路の断面積が狭くなる。又は、甚だしい場合には、試料ガス流路１２内部が閉塞される。このため、試料ガスは流通しにくくなりガス流量が減少する。
【００１４】
制御部２５はガス流量の変動量を所定値と比較し、該変動量が所定値以上となったときに試料液が試料ガス流路１２に吸引されたと判断する。すると、制御部２５は試料ガス流路１２とバイパス流路１４とが連結されるように三方弁１７を切り替える。これにより、試料ガスは三方弁１７を介してトラップ容器２１、吸引ポンプ２２、流量計２３を通り排気流路１５の排気出口から排出される。このガスに混入している試料液はトラップ容器２１内に回収される。所定時間、バイパス流路１４側に試料ガスを通すことにより、試料ガス流路１２に侵入した試料液はトラップ容器２１に収集され、更に、試料ガス流路１２の内壁面に付着していた試料液も揮発して運び去られる。その後、制御部２５は、再び試料ガス流路１２と主ガス流路１３とが連結されるように三方弁１７を切り替えて、フローセル１８に試料ガスを流通させる。
【００１５】
上記実施例にて、制御部２５においてガス流量の変動量を判定するための所定値や、三方弁１７の連結を主ガス流路１３側に戻すまでの所定時間は、測定者が操作部２６を操作することにより適宜に変更することができる。
【００１６】
また、制御部２５は、試料ガス流路１２とバイパス流路１４とが連結されるように三方弁１７を切り替えた後、流量計２３にて検出される流量の変動量が或る閾値以下に収まったならば、三方弁１７の連結を主ガス流路１３側に復帰するようにしてもよい。
【００１７】
次に、本発明の他の実施例を図２により説明する。この例では、バイパス流路１４にトラップ容器２１を設ける代わりに、圧縮窒素ガス等の加圧ガス容器３０を接続している。該加圧ガス容器３０から流出したガスはバイパス流路１４を三方弁１７の方向に向かって進むが、通常、バイパス流路１４側の三方弁１７は閉鎖されているので、該ガスはバイパス流路１４内に充満した状態となっている。
【００１８】
制御部２５は上記実施例と同様に、流量計２３にて検出されたガス流量の変動量が所定値以上になると、試料ガス流路１２とバイパス流路１４とが連結されるように三方弁１７を切り替える。すると、吸引ポンプ２２の吸引力による試料ガス流路１２への試料ガスの導入がなくなり、一方バイパス流路１４側のガス圧力は高いので、加圧ガス容器３０から流出したガスは三方弁１７を介して試料ガス流路１２に流れ込む。そして、試料ガス流路１２内を逆流して、その吸入口からにおい物質容器１６内に噴き出す。このガスの圧力により、試料ガス流路１２内に侵入していた試料液は押し出される。
【００１９】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を行なえることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例であるにおい測定装置の構成図。
【図２】  本発明の他の実施例であるにおい測定装置の構成図。
【図３】  従来のにおい測定装置の基本構成図。
【符号の説明】
１１…空気流路
１２…試料ガス流路
１３…主ガス流路
１４…バイパス流路
１５…排気流路
１６…におい物質容器
１７…三方弁
１８…フローセル
１９…においセンサ
２１…トラップ容器
２２…吸引ポンプ
２３…流量計
２５…制御部
【図１】
0003736041.tif 000002
【図２】
0003736041.tif 000003
【図３】
0003736041.tif 000004