CN113924489A - 物质检测系统和物质检测方法 - Google Patents
物质检测系统和物质检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113924489A CN113924489A CN202080041376.0A CN202080041376A CN113924489A CN 113924489 A CN113924489 A CN 113924489A CN 202080041376 A CN202080041376 A CN 202080041376A CN 113924489 A CN113924489 A CN 113924489A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substance
- space
- target substance
- gas
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 187
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 239000013076 target substance Substances 0.000 claims abstract description 187
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 18
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 63
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 16
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/02—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/24—Suction devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/222—Constructional or flow details for analysing fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2437—Piezoelectric probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0026—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment using an alternating circulation of another gas
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/021—Gases
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0256—Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
物质检测系统(1)包括物质传感器(2)和泵(3)。物质传感器(2)设置于第1空间(10),用于检测对象物质(M)。泵(3)用于将第2空间(20)的气体向第1空间(10)供给。在第1空间(10)和第2空间(20)中的至少一者存在对象物质(M)的情况下,第1空间(10)中的对象物质(M)的浓度和第2空间(20)中的对象物质(M)的浓度不同。泵(3)将存在于第2空间(20)的气体向第1空间(10)间歇地供给。
Description
技术领域
本发明涉及物质检测系统和物质检测方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种根据物质附着元件的重量的变化来检测附着于该物质附着元件的气味物质的气味传感器。在这种气味传感器中,可附着于物质附着元件的气味物质的附着量有极限。若气味物质的附着量达到极限,则物质附着元件无法进一步使气味物质附着,成为饱和状态,导致气味物质的检测精度下降。于是,在气味传感器中,需要使气味物质暂时自物质附着元件脱离。
例如,在专利文献1所记载的气味传感器中,按照将样本气体导入腔室内并放置300秒之后导入空气300秒这样的循环来依次导入样本气体。通过导入空气300秒,从而能赶出腔室内的样本气体而进行刷新(段落0170)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第6508689号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述的气味传感器中,为了使气味物质自物质附着元件脱离,必须利用空气来赶出腔室内的样本气体。然而,在气味传感器处于无法赶出成为测量对象的样本气体的环境(例如不断地产生样本气体这样的环境)下的情况下,气味物质的脱离会不充分,存在气味物质的检测精度下降这样的不良情况。
本发明即是在上述实际情况下完成的,其目的在于提供能够抑制对象物质的检测精度的下降的物质检测系统及物质检测方法。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的,本发明的第1观点的物质检测系统包括:
物质传感器,其设置于第1空间,用于检测对象物质;以及
气体供给部,其用于将第2空间的气体向所述第1空间供给,
在所述第1空间和所述第2空间中的至少一者存在所述对象物质的情况下,所述第1空间中的所述对象物质的浓度和所述第2空间中的所述对象物质的浓度不同。
在该情况下,也可以是,所述气体供给部将存在于所述第2空间的气体向所述第1空间间歇地供给。
也可以是,设有多个所述第2空间,
针对每个所述第2空间都设有所述气体供给部,
能够切换向所述第1空间供给气体的所述第2空间。
此外,也可以是,所述物质传感器具备用于使所述对象物质附着的物质附着元件,
所述气体供给部具备用于将存在于所述第2空间的气体向所述第1空间吹出的吹出口,
在从所述吹出口吹出的气体的流路上配置有所述物质附着元件。
也可以是,所述物质传感器具备搭载所述物质附着元件并且进行振动的振子,
通过使所述振子进行振动,从而使附着于所述物质附着元件的所述对象物质脱离。
也可以是,所述物质传感器基于所述振子的频率特性的变化来检测所述对象物质附着于所述物质附着元件或者所述对象物质自所述物质附着元件被除去的情况。
也可以是,所述气体供给部是泵。
也可以是,所述第1空间和所述第2空间的与外部的透气性不同。
也可以是,在所述第1空间和所述第2空间中的任一者设有用于排出气体的排出部件。
本发明的第2观点的物质检测方法用于检测第1空间或第2空间所含有的对象物质,其中,
该物质检测方法包含以下的步骤:
第1步骤,在该第1步骤中,在所述第1空间和所述第2空间中的至少一者存在所述对象物质的情况下,利用气体供给部将存在于所述对象物质的浓度与所述第1空间不同的所述第2空间的气体向所述第1空间供给;以及
第2步骤,在该第2步骤中,利用配置于所述第1空间的物质传感器检测所述对象物质。
发明的效果
根据本发明,利用气体供给部将对象物质的浓度与第1空间不同的第2空间的气体向配置有物质传感器的第1空间供给,从而以在检测对象物质时提高检测对象物质的物质传感器周围的对象物质的浓度,在对象物质脱离时降低检测对象物质的物质传感器周围的对象物质的浓度的方式进行调整。由此,能够使物质传感器的对象物质的附着量不饱和,因此能够抑制对象物质的检测精度的下降。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的物质检测系统的结构的示意图。
图2是表示物质传感器的头部的结构的图。
图3是表示图1的物质检测系统的控制系统的结构的框图。
图4是表示本发明的实施方式1的物质检测方法的流程图。
图5是表示本发明的实施方式1的物质检测系统的动作之1的示意图。
图6是表示本发明的实施方式1的物质检测系统的动作之2的示意图。
图7A是表示本发明的实施方式1的物质检测系统的动作的第1时序图。
图7B是表示本发明的实施方式1的物质检测系统的动作的第2时序图。
图8是表示具有多个第2空间的情况下的物质检测系统的结构的示意图。
图9是表示本发明的实施方式2的物质检测系统的动作之1的示意图。
图10是表示本发明的实施方式2的物质检测系统的动作之2的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明的实施方式。在各附图中,对相同或等同的部分标注相同的附图标记。另外,在本实施方式中,“空间”是指充满了漂浮气味的气体的立体区域、例如容器、房间等的内部。
实施方式1
如图1所示,本实施方式的物质检测系统1包括用于检测气体中所含有的对象物质M的物质传感器2和作为气体供给部的泵3。在对象物质M中存在例如成为气味的来源的气味物质。
本实施方式的物质检测系统1需要两个空间。是第1空间10和第2空间20。第1空间10和第2空间20被壁30分隔开。物质传感器2设置于第1空间10。泵3将存在于第2空间20的气体供给到第1空间10。
另外,在图1中,为了进行图示,第1空间10和第2空间20表示为各边用单点划线进行表示的长方体。然而实际上,第1空间10和第2空间20也可以是具有更大的扩展的空间。
第1空间10例如是住宅的阁楼,第2空间20例如是住宅的居住空间。对第1空间10和第2空间20进行比较,第1空间10与外部的透气性较高,第2空间20的密闭性较高。因而,即使成为检测对象的物质被输送到第1空间10,该物质也易于向第1空间10的外部排出或扩散,在第2空间20中,对象物质M容易滞留在该空间内。
在本实施方式中,第2空间20是检测对象,在该第2空间20中可能会存在对象物质M。由于是将该对象物质M从第2空间20向第1空间10输送而进行检测,因此在第2空间20中存在对象物质M的情况下,第1空间10中的对象物质M的浓度比第2空间20中的浓度低(优选为浓度0%)。
另外,在第1空间10和第2空间20中不存在对象物质M的情况下,第1空间10中的对象物质M的浓度也可以是相同的0%。即,在第1空间10和第2空间20中的至少一者中存在对象物质M的情况下,第1空间10中的对象物质M的浓度和第2空间20中的对象物质M的浓度不同即可。
本实施方式的物质检测系统1使用配置于第1空间10的物质传感器2来检测第2空间20的气体中所含有的对象物质M。为了检测对象物质M,泵3将存在于第2空间20的气体从第2空间20输送到第1空间10。
对物质检测系统1的结构进行更详细的说明。物质传感器2包括头部2a和传感器主体2b。在头部2a设有贯通孔2c。气体能够在该贯通孔2c中通过。
头部2a具有相对于对象物质M而言具有灵敏度的元件。传感器主体2b利用头部2a来检测显示对象物质M是否附着的信息,具有能够将该信息作为信号输出的信号电路和对头部2a的元件进行控制的控制电路。
如图2所示,头部2a包括物质附着元件5a、振子5b以及头主体部5c。空气中所含有的对象物质M附着于物质附着元件5a。振子5b是悬臂梁的板状的构件。在振子5b的单面形成有驱动用压电元件6a,该驱动用压电元件6a能够通过被施加电压而在面方向上伸缩。根据驱动用压电元件6a的伸缩,振子5b进行振动。此外,在振子5b的单面还形成有用于检测该振子5b的振动位移的检测用压电元件6b。
物质附着元件5a形成在振子5b上。在对象物质M附着于物质附着元件5a时,物质附着元件5a的重量发生变化,结果振子5b整体的重量发生变化。根据该重量变化,振子5b的频率特性发生变化。物质传感器2通过监视振子5b的频率特性的变化来检测对象物质M。振子5b的频率特性的变化根据从检测用压电元件6b输出的电压信号(振子5b的振动频率(例如共振频率或固有振动频率))的变化来观测。
回看图1,在本实施方式中,泵3包括吸入口3a、泵主体3b以及吹出口3c。吸入口3a设置于第2空间20,泵主体3b利用压力的作用将从吸入口3a吸入的气体输送到吹出口3c。吹出口3c配置为向物质传感器2的头部2a直接吹喷气体。更具体而言,吹出口3c与物质附着元件5a相对地配置,配置为使从吹出口3c吹出来的气体直接接触物质附着元件5a。
此外,如上所述,物质传感器2根据因对象物质M附着于物质附着元件5a而引起的振子5b的频率特性的变化来检测对象物质M的存在。然而,物质附着元件5a的对象物质M的附着量有极限,在某个量会成为饱和状态。在物质附着元件5a成为饱和状态时,对象物质M不会进一步附着于物质附着元件5a,无法测量对象物质M。
于是,在本实施方式中,在检测对象物质M之后,以恒定期间使附着于物质附着元件5a的对象物质M脱离。通过停止向物质附着元件5a吹出气体并且使振子5b进行振动来进行物质附着元件5a的对象物质M的脱离。由于在对象物质M自物质附着元件5a脱离时振子5b的频率特性会发生变化,因此物质传感器2也能够检测对象物质M被除去的状况。
如图3所示,物质检测系统1具备控制部50。控制部50用于控制物质传感器2和泵3。控制部50通过对物质传感器2的驱动用压电元件6a施加电压而使振子5b进行振动。物质传感器2基于检测用压电元件6b的输出来检测振子5b的振动频率。物质传感器2将该检测信号输出到控制部50。控制部50基于该输出来检测振子5b的频率特性的变化。
并且,控制部50进行泵3的接通断开控制。具体而言,控制部50将泵3设为接通而从第2空间20向第1空间10输送气体。控制部50在将泵3设为接通的状态下进行对象物质M的检测。以下,将把泵3设为接通并且使振子5b进行振动的动作也称为对象物质M的检测动作。
在控制部50将泵3设为断开时,停止从第2空间20向第1空间10供给气体。在停止供给气体时,物质附着元件5a的周边的对象物质M的浓度会下降。此时,对象物质M自物质附着元件5a脱离。以下,将把泵3设为断开的动作也称为对象物质M的脱离动作。
这样,控制部50进行将泵3设为接通或断开从而重复对象物质M的检测动作和对象物质M的脱离动作的间歇控制。
接下来,对本发明的实施方式的物质检测系统1的动作进行说明。在该方法中,首先,如图4所示,在第1空间10和第2空间20中的至少一者中存在对象物质M的情况下,将存在于对象物质M的浓度不同于第1空间10的第2空间20的气体供给到第1空间10(步骤S1;第1步骤)。接着,利用配置于第1空间10的物质传感器2来检测对象物质M(步骤S2;第2步骤)。由此,进行第2空间20所含有的对象物质M的检测。
此外,如图5所示,在对象物质M的检测动作中,控制部50将泵3设为接通。由此,泵3进行动作,将存在于第2空间20的气体供给到第1空间10。由此,含有对象物质M的气体从泵3的吹出口3c吹出,对象物质M附着于物质传感器2的物质附着元件5a。在对象物质M附着时,振子5b的频率特性发生变化。控制部50对驱动用压电元件6a施加电压,使振子5b进行振动,利用检测用压电元件6b来监视振子5b的振动频率。物质传感器2根据该振动频率的变化来检测对象物质M。
并且,如图6所示,在对象物质M的脱离动作中,控制部50将泵3设为断开。由此,停止向第1空间10供给存在于第2空间20的气体,停止从泵3的吹出口3c吹出含有对象物质M的气体,在物质传感器2的物质附着元件5a的周围不存在对象物质M。其结果,对象物质M会自物质附着元件5a脱离,物质附着元件5a恢复为对象物质M未附着的初始状态。控制部50对驱动用压电元件6a施加电压,使振子5b进行振动,促进对象物质M自物质附着元件5a脱离。
如图7A所示,控制部50以周期T重复如下的处理,在以时间Ta将泵3设为接通之后以时间Tb将泵3设为断开。时间Ta、Tb能够设为例如2秒~3秒。
时间Ta成为进行对象物质M的检测动作的时间。在该时间Ta中,控制部50将泵3设为接通并且使振子5b进行振动,对驱动用压电元件6a施加电压而使振子5b进行振动并且监视检测用压电元件6b的输出,对振子5b的振动频率的变化进行检测。在时间Ta中,对象物质M会附着于物质附着元件5a,振子5b的振动频率会逐渐变低。根据该振动频率的变化来检测对象物质M的存在。
然后,接下来的时间Tb成为进行对象物质M的脱离动作的时间。在该时间Tb中,控制部50将泵3设为断开。于是,物质附着元件5a的周围的对象物质M的浓度下降,对象物质M自物质附着元件5a脱离。此时也是,控制部50对驱动用压电元件6a施加电压,使振子5b进行振动。根据该振动,对象物质M更加易于自物质附着元件5a脱离。在该状态下,在对检测用压电元件6b的电压信号的输出进行监视的情况下,如图7A所示,对象物质M自物质附着元件5a脱离,振子5b的振动频率上升。
另外,在本实施方式中,对在对象物质M附着于物质附着元件5a时振子5b的振动频率下降、在对象物质M自物质附着元件5a脱离时振子5b的振动频率上升的情况进行了说明,但本发明并不限于此。也能够根据振子5b的振幅水平来判断对象物质M是否附着于附着物质附着元件5a。例如,只要是在对象物质M附着于物质附着元件5a的情况下振子5b的振幅水平下降、在对象物质M自物质附着元件5a脱离的情况下振子5b的振幅水平上升的结构,物质传感器2就能够根据振幅水平的差异来判断对象物质M是否附着。
控制部50像这样地重复对象物质M的检测动作和对象物质M的脱离动作。由此,在物质检测系统1中,不会使物质附着元件5a的对象物质M的附着量饱和,能够进行长时间的对象物质M的检测动作。
此外,在本实施方式中,在难以从第1空间10排出对象物质M的情况下,也可以进一步设置从第1空间10排出气体的作为排出部件的排出泵。
另外,在本实施方式中,将第1空间10设为住宅的阁楼,将第2空间20设为住宅的居住空间,但本发明并不限于此。例如也可以将第1空间10设为住宅的房檐下。既可以将第1空间10和第2空间20设为由建筑物构成的空间,也可以将它们设为由某个设备或装置构成的空间。
此外,在本实施方式的物质检测系统1中,能够进行对象物质M的检测的间隔动作。如图7B所示,在时间T1中,反复进行时间Ta的对象物质M的检测动作和时间Tb的脱离动作,在之后的时间T2中,能够使对象物质M的检测动作和脱离动作停止。这样的话,即使在时间T1中附着于物质附着元件5a的对象物质M残留的情况下,也能够利用时间T2留出使该对象物质M脱离的富余。为了在时间T2中使对象物质M更加易于自物质附着元件5a脱离,控制部50也可以对驱动用压电元件6a施加电压,使振子5b进行振动。
这样,在本实施方式中,能够设置不进行第2空间20所含有的对象物质M的检测的富余的时间T2。在该情况下,也可以如图8所示,设置多个第2空间20,在多个第2空间20中分别设置泵3,针对多个第2空间20按顺序进行对象物质M的检测。即,也可以如图7B所示,在时间T2中不进行一个第2空间20中的对象物质M的检测的情况下,对向第1空间10供给气体的泵3进行切换并在该时间T2中进行另一个第2空间20中的对象物质M的检测。在具有3个以上第2空间20的情况下也能够应用这样的控制。
另外,作为时间Ta、Tb,需要针对对象物质M的检测和脱离设定充分的时间。此外,在本实施方式的物质检测系统1中,不进行检测的时间T2并不是必需的。特别优选的是,在对危险性较高的对象物质M进行检测的物质检测系统1中始终进行对象物质M的检测。
实施方式2
接下来,对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式的物质检测系统1的结构对存在于第1空间10而不是存在于第2空间20的对象物质M进行检测。
本实施方式的物质检测系统1在包括物质传感器2和作为气体供给部的泵3这一点与上述实施方式相同。物质传感器2设置于第1空间10。泵3将存在于第2空间20的气体供给到第1空间10。物质传感器2和泵3的详细的结构也与上述实施方式1相同。此外,利用控制部50对物质传感器2和泵3进行控制这一点也与上述实施方式1相同。
在本实施方式中,第1空间10是检测对象,在该第1空间10中可能会存在对象物质M。由于是为了除去附着于物质附着元件5a的对象物质M而将第2空间20中的气体输送到第1空间10,因此在第1空间10中存在对象物质M的情况下,第2空间20中的对象物质M的浓度需要比第1空间10中的浓度低(优选为浓度0%)。
另外,在本实施方式中也是,在第1空间10和第2空间20中不存在对象物质M的情况下,第1空间10中的对象物质M的浓度也可以是相同的0%。即,在第1空间10和第2空间20中的至少一者中存在对象物质M的情况下,第1空间10中的对象物质M的浓度和第2空间20中的对象物质M的浓度不同即可。
本实施方式的物质检测系统1使用配置于第1空间10的物质传感器2来检测第1空间10的气体中所含有的对象物质M。即,第1空间10成为测量对象的空间,在这一点上与将第2空间20作为测量对象的上述实施方式1是相反的。
在本实施方式中也是,控制部50通过对驱动用压电元件6a施加电压从而使振子5b进行振动,并且基于检测用压电元件6b的输出来检测振子5b的振动频率。控制部50基于该输出来检测振子5b的频率特性的变化。
并且,在本实施方式中也是,控制部50进行泵3的接通断开控制。具体而言,控制部50在将泵3设为断开的状态下进行对象物质M的检测。以下,将把泵3设为断开并且使振子5b进行振动的动作也称为对象物质M的检测动作。
在控制部50将泵3设为接通时,从第2空间20向第1空间10供给气体。由于在该气体中含有与第1空间10相比浓度较低的对象物质M,因此在气体的供给开始时,物质附着元件5a的周边的对象物质M的浓度会下降。此时,对象物质M自物质附着元件5a脱离。以下,将把泵3设为接通并且使振子5b进行振动的动作也称为对象物质M的脱离动作。
这样,在本实施方式中也是,控制部50进行重复对象物质M的检测动作和对象物质M的脱离动作的间歇控制。
接下来,对本发明的实施方式的物质检测系统1的动作进行说明。
更详细而言,如图9所示,在对象物质M的检测动作中,泵3停止,停止向第1空间10供给存在于第2空间20的气体,停止从泵3的吹出口3c吹出气体。在该状态下,对象物质M附着于在第1空间10内存在的物质传感器2的物质附着元件5a。在对象物质M附着时,振子5b的频率特性发生变化。控制部50对驱动用压电元件6a施加电压,使振子5b进行振动,利用检测用压电元件6b监视振子5b的振动频率。物质传感器2根据该振动频率的变化来检测对象物质M。
如图10所示,在对象物质M的脱离动作中,泵3进行动作,将存在于第2空间20的气体供给到第1空间10。由此,从泵3的吹出口3c吹出含有较低浓度的对象物质M的气体,物质传感器2的物质附着元件5a的周边的对象物质M的浓度下降。其结果,对象物质M自物质附着元件5a脱离。控制部50对驱动用压电元件6a施加电压,使振子5b进行振动,促进对象物质M自物质附着元件5a脱离。
控制部50像这样地重复对象物质M的检测动作和对象物质M的脱离动作。由此,在本实施方式的物质检测系统1中也是,不会使物质附着元件5a的对象物质M的附着量饱和,能够连续地进行对象物质M的检测动作。
另外,在本实施方式中,将来自第2空间20的气体向物质传感器2的周围仅供给恒定时间即可。从第2空间20供给气体的时间能确保针对物质附着元件5a的对象物质M脱离而言的充分的时间。
像以上详细地说明的那样,根据上述各实施方式,利用泵3向配置有物质传感器2的第1空间10供给对象物质M的浓度与第1空间10不同的第2空间20的气体,从而以在检测对象物质M时提高检测对象物质M的物质传感器2周围的对象物质M的浓度,在对象物质M脱离时降低检测对象物质M的物质传感器2周围的对象物质M的浓度的方式进行调整。由此,能够使物质传感器2的对象物质M的附着量不饱和,因此能够抑制对象物质M的检测精度的下降。
在上述各实施方式的物质检测系统1中,将泵3设为接通或断开而间隔时间,从而能够使物质自物质附着元件5a脱离,因此不需要例如对物质附着元件5a施加氮气而使对象物质M脱离这样的特别的机构。
此外,根据上述各实施方式,泵3向物质附着元件5a间歇地供给存在于第2空间20的气体。这样的话,能够防止物质附着元件5a始终暴露于对象物质M而导致对象物质M的附着状态饱和。
另外,间歇控制以恒定时间进行,但并不限于此。也可以是,监视检测结果,一旦振子5b的振动频率进入到预先确定好的范围则停止检测动作,进行对象物质M的脱离动作。
此外,根据上述各实施方式,在从泵3的吹出口3c吹出的气体的流路上配置有物质传感器2的物质附着元件5a。这样的话,能够增加附着于物质附着元件5a的对象物质M的附着量,因此能够提高其检测精度。
此外,在上述各实施方式中,通过使振子5b进行振动来使附着于物质附着元件5a的对象物质M脱离。这样的话,能够更可靠且在短时间内使对象物质M自物质附着元件5a脱离。
此外,在上述各实施方式的物质检测系统1中,使梁状的振子5b进行振动并检测该振子5b的频率特性。然而,本发明并不限于此。例如也可以使晶体振子进行振动。此外,物质传感器2也不限于具有振子5b的形态。物质传感器2只要是检测对象物质M的设备就能够应用。
另外,在上述各实施方式中,将振子5b设为悬臂梁的板状的构件,但本发明并不限于此。振子5b既可以是简支梁的板状的构件,也可以是具有3个以上固定端部的梁状的构件。此外,驱动用压电元件6a和检测用压电元件6b也可以不设于梁的单侧而是设于两侧。
此外,在上述各实施方式中,气体供给部是泵3。通过使用泵3,能够灵敏地进行气体向物质附着元件5a的供给和该供给的停止。然而,本发明并不限于此。也可以是从第2空间20向第1空间10进行送风的送风风扇。
上述各实施方式的对象物质M有各种各样的种类。例如有居住空间的生活气息、宠物的气味、香水、饭菜的气味、垃圾的气味、东西燃烧的气味等。物质检测系统1的动作能够与成为检测对象的对象物质M的种类或者检测的目的相应地适当调整。时间Ta、Tb、T1、T2是其最典型的例子。
另外,上述各实施方式的物质检测系统1检测对象物质M并监视该对象物质M的产生。然而,本发明并不限于此。例如也可以使用检测结果来控制设备。例如,即可以在检测到对象物质M时使换气扇转动而对第2空间20进行换气,也可以对在东西燃烧时产生的对象物质M进行检测而告知火灾的发生。
另外,在上述各实施方式中,第1空间10和第2空间20被壁30分隔开,但本发明并不限于此。只要第1空间10与第2空间20充分地分离开或者各自的气体不可能混合,就也可以没有壁30。基本上来说,第1空间10中的对象物质M的浓度和第2空间20中的对象物质M的浓度不同即可。更优选的是,在第1空间10和第2空间20中的至少一者存在对象物质M即可。
此外,在上述实施方式中,将对象物质M设为1种,但本发明并不限于此。对象物质M也可以是多种。在该情况下,针对每种对象物质M设置物质传感器2即可。物质检测系统1也可以对由多种对象物质M构成的气味进行检测。
本发明能够在不脱离本发明的广义的精神和范围的前提下设为各种各样的实施方式和变形形态。上述的实施方式用于说明本发明,并不限定本发明的范围。即,本发明的范围是由权利要求书而不是由实施方式表示的。而且,在权利要求书内以及与其等同的发明的意义范围内实施的各种各样的变形形态被视为在本发明的范围内。
另外,本申请以2019年6月3日提出了申请的日本国特许出愿2019-103515号为基础主张优先权,将日本国特许出愿2019-103515号的说明书、权利要求书、附图整体作为参照编入到本说明书中。
产业上的可利用性
本发明能够将气味物质等漂浮在空气中的物质、各种各样的气体作为对象物质并应用于该对象物质的检测。
附图标记说明
1、物质检测系统;2、物质传感器;2a、头部;2b、传感器主体;2c、贯通孔;3、泵(气体供给部);3a、吸入口;3b、泵主体;3c、吹出口;5a、物质附着元件;5b、振子;5c、头主体部;6a、驱动用压电元件;6b、检测用压电元件;10、第1空间;20、第2空间;30、壁;50、控制部;M、对象物质。
Claims (10)
1.一种物质检测系统,其中,
该物质检测系统包括:
物质传感器,其设置于第1空间,用于检测对象物质;以及
气体供给部,其用于将第2空间的气体向所述第1空间供给,
在所述第1空间和所述第2空间中的至少一者存在所述对象物质的情况下,所述第1空间中的所述对象物质的浓度和所述第2空间中的所述对象物质的浓度不同。
2.根据权利要求1所述的物质检测系统,其中,
所述气体供给部将存在于所述第2空间的气体向所述第1空间间歇地供给。
3.根据权利要求2所述的物质检测系统,其中,
设有多个所述第2空间,
针对每个所述第2空间都设有所述气体供给部,
能够切换向所述第1空间供给气体的所述第2空间。
4.根据权利要求1所述的物质检测系统,其中,
所述物质传感器具备用于使所述对象物质附着的物质附着元件,
所述气体供给部具备用于将存在于所述第2空间的气体向所述第1空间吹出的吹出口,
在从所述吹出口吹出的气体的流路上配置有所述物质附着元件。
5.根据权利要求4所述的物质检测系统,其中,
所述物质传感器具备搭载所述物质附着元件并且进行振动的振子,
通过使所述振子进行振动,从而使附着于所述物质附着元件的所述对象物质脱离。
6.根据权利要求5所述的物质检测系统,其中,
所述物质传感器基于所述振子的频率特性的变化来检测所述对象物质附着于所述物质附着元件或者所述对象物质自所述物质附着元件被除去的情况。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的物质检测系统,其中,
所述气体供给部是泵。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的物质检测系统,其中,
所述第1空间和所述第2空间的与外部的透气性不同。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的物质检测系统,其中,
在所述第1空间和所述第2空间中的任一者设有用于排出气体的排出部件。
10.一种物质检测方法,其用于检测第1空间或第2空间所含有的对象物质,其中,
该物质检测方法包含以下的步骤:
第1步骤,在该第1步骤中,在所述第1空间和所述第2空间中的至少一者存在所述对象物质的情况下,利用气体供给部将存在于所述对象物质的浓度与所述第1空间不同的所述第2空间的气体向所述第1空间供给;以及
第2步骤,在该第2步骤中,利用配置于所述第1空间的物质传感器检测所述对象物质。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019103515 | 2019-06-03 | ||
JP2019-103515 | 2019-06-03 | ||
PCT/JP2020/020396 WO2020246276A1 (ja) | 2019-06-03 | 2020-05-22 | 物質検出システム及び物質検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113924489A true CN113924489A (zh) | 2022-01-11 |
CN113924489B CN113924489B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=73652099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080041376.0A Active CN113924489B (zh) | 2019-06-03 | 2020-05-22 | 物质检测系统和物质检测方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3978899B1 (zh) |
JP (1) | JP7371687B2 (zh) |
KR (1) | KR102623797B1 (zh) |
CN (1) | CN113924489B (zh) |
WO (1) | WO2020246276A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022158275A1 (ja) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | I-Pex株式会社 | 物質検出装置 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01244335A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Tosoh Corp | 匂検出用の化学センサ |
JP2001507460A (ja) * | 1997-04-15 | 2001-06-05 | フェニックス・コントロールズ・コーポレーション | ネットワーク化された空気測定システム |
JP2003065926A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | 検知装置および検知方法 |
CN1494381A (zh) * | 2001-03-08 | 2004-05-05 | 学校法人庆应义塾 | 乙烯气体吸附材料、乙烯气体浓度控制方法以及乙烯气体传感器 |
WO2005031300A2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-04-07 | Purdue Research Foundation | Device for detecting biological and chemical particles |
US20070068493A1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Igor Pavlovsky | Hydrogen sensor |
WO2010044394A1 (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | 株式会社シームス | アルコール濃度検知素子、アルコール濃度検知装置及びアルコール濃度検知方法 |
JP2012220454A (ja) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Olympus Corp | 検出センサ、物質検出システム |
US20140031263A1 (en) * | 2011-01-05 | 2014-01-30 | Brian L. Norling | Resonant micromachined biochemical sensor |
US20140305191A1 (en) * | 2011-11-04 | 2014-10-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Resonant fiber based aerosol particle sensor and method |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6125458A (ja) | 1984-07-13 | 1986-02-04 | Meiji Milk Prod Co Ltd | カルシウム強化豆乳の製造法 |
US5616827A (en) * | 1995-06-15 | 1997-04-01 | Ametek, Inc. | Flow manifold for high purity analyzers |
JP3882720B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2007-02-21 | 株式会社島津製作所 | におい測定装置 |
JP4446718B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2010-04-07 | 佐 藤 由 紀 | 匂い測定装置 |
JP4226003B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2009-02-18 | 日本電波工業株式会社 | 感知装置 |
JP2011203007A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Olympus Corp | 検出センサ、物質検出システム |
JP6495601B2 (ja) | 2013-12-03 | 2019-04-03 | 株式会社クボタ | 普通型コンバイン |
US10900931B2 (en) * | 2015-10-14 | 2021-01-26 | Quansor Corp | Continuous flow fluid contaminant sensing system and method |
WO2017085796A1 (ja) | 2015-11-17 | 2017-05-26 | 株式会社アロマビット | 匂いセンサおよび匂い測定システム |
JP2019113419A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 太陽誘電株式会社 | センシングシステム、車両、プログラム、情報処理装置、情報処理方法およびセンサ装置 |
-
2020
- 2020-05-22 KR KR1020217036924A patent/KR102623797B1/ko active IP Right Grant
- 2020-05-22 EP EP20818808.6A patent/EP3978899B1/en active Active
- 2020-05-22 CN CN202080041376.0A patent/CN113924489B/zh active Active
- 2020-05-22 JP JP2021524762A patent/JP7371687B2/ja active Active
- 2020-05-22 WO PCT/JP2020/020396 patent/WO2020246276A1/ja unknown
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01244335A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Tosoh Corp | 匂検出用の化学センサ |
JP2001507460A (ja) * | 1997-04-15 | 2001-06-05 | フェニックス・コントロールズ・コーポレーション | ネットワーク化された空気測定システム |
CN1494381A (zh) * | 2001-03-08 | 2004-05-05 | 学校法人庆应义塾 | 乙烯气体吸附材料、乙烯气体浓度控制方法以及乙烯气体传感器 |
JP2003065926A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | 検知装置および検知方法 |
WO2005031300A2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-04-07 | Purdue Research Foundation | Device for detecting biological and chemical particles |
US20070068493A1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Igor Pavlovsky | Hydrogen sensor |
WO2010044394A1 (ja) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | 株式会社シームス | アルコール濃度検知素子、アルコール濃度検知装置及びアルコール濃度検知方法 |
US20140031263A1 (en) * | 2011-01-05 | 2014-01-30 | Brian L. Norling | Resonant micromachined biochemical sensor |
JP2012220454A (ja) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Olympus Corp | 検出センサ、物質検出システム |
US20140305191A1 (en) * | 2011-11-04 | 2014-10-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Resonant fiber based aerosol particle sensor and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3978899A1 (en) | 2022-04-06 |
EP3978899B1 (en) | 2023-11-22 |
JP7371687B2 (ja) | 2023-10-31 |
JPWO2020246276A1 (zh) | 2020-12-10 |
WO2020246276A1 (ja) | 2020-12-10 |
CN113924489B (zh) | 2024-03-26 |
KR102623797B1 (ko) | 2024-01-10 |
EP3978899A4 (en) | 2022-07-13 |
KR20210150554A (ko) | 2021-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113924489B (zh) | 物质检测系统和物质检测方法 | |
US7197911B1 (en) | Methods and apparatus for mechanical resonance monitoring a mass concentration of particulate matter | |
TWI357834B (zh) | ||
CN101678973A (zh) | 从料斗及其类似物中排放材料的装置 | |
JP5742932B2 (ja) | 大気環境測定装置、大気環境測定方法及び大気環境測定システム | |
WO2007057710A3 (en) | Apparatus and method for separating solids from a solids laden fluid | |
JPWO2020246276A5 (zh) | ||
JP2012225842A (ja) | ニオイ測定装置およびニオイ測定方法 | |
JPH11287681A (ja) | 超音波流量計 | |
JP5138729B2 (ja) | 感知装置 | |
JP2003205993A (ja) | 粉体材料案内部の加振装置及び粉体材料案内部の加振方法 | |
KR20180070909A (ko) | 다이아프램식 파우더 부착 제거장치가 결합된 호퍼 | |
JPH11176748A (ja) | 半導体装置製造設備のケミカル噴射装置及びその装置に使用される廃液槽 | |
JP4555383B1 (ja) | 搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置 | |
WO2016021305A1 (ja) | 角速度センサ | |
WO2020218256A1 (ja) | ガス検出システム | |
CN112840197B (zh) | 物质检测元件 | |
TW202232078A (zh) | 物質檢測裝置 | |
JP2002081986A (ja) | ガス吸引装置及びガス検知機 | |
JP2000065775A (ja) | 水分検出装置 | |
JP2010265060A (ja) | 搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置 | |
KR102256445B1 (ko) | 먼지 탈착이 가능한 먼지 센서 | |
US7380729B2 (en) | Dispensing method | |
JP2001355794A (ja) | 電動ドレントラップ | |
KR101696284B1 (ko) | 흡착 압력 진동 제어 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |