JP2000171424A - Visualization and measuring apparatus for odor gas flow - Google Patents

Visualization and measuring apparatus for odor gas flow

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JP2000171424A JP10344039A JP34403998A JP2000171424A JP 2000171424 A JP2000171424 A JP 2000171424A JP 10344039 A JP10344039 A JP 10344039A JP 34403998 A JP34403998 A JP 34403998A JP 2000171424 A JP2000171424 A JP 2000171424A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a visualization and measuring apparatus in which the selection of the arrangement position of a gas sensor is not required and by which the direction of an odor gas flow can be judged in a short time and with high reliability by a method wherein a change in the concentration of the odor gas flow is measured by a sensor array in many points and the change in the concentration is visualized. SOLUTION: A sensor array 3, a visualization means and an odor-gas flow-direction and flow-velocity measuring means are provided at this apparatus. The sensor array 3 uses pulse drive-type semiconductor gas sensor elements C11 to C15, C21 to C25, C31 to C35, C41 to C45, C51 to C55 so as to be arranged in a two-dimensional array shape. A control circuit 2 selects the sensor elements of one row portion from the sensor array 3, a power-supply voltage is applied, and heaters at the sensor elements on one row portion are heated momentarily. A log amplifier 4 is composed of operational amplifiers 4a to 4e. A current flows to only the sensor elements of one transverse row selected by the control circuit 2, The response of the five sensor elements of one transverse row is measured simultaneously. Rows are changed over sequentially. The response of all the sensor elements is measured. The response of the sensor elements is visualized as a dynamic image, and the direction of a gas flow and its flow velocity are judged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】ガスセンサを並べた小型のセ
ンサアレイを用い、空気中を漂う匂い・ガスの流れを動
画像として可視化する匂い・ガス流可視化装置およびそ
れを用いた匂い・ガス流計測装置に関する。
The present invention relates to an odor / gas flow visualization device for visualizing the flow of odor / gas floating in the air as a moving image using a small sensor array in which gas sensors are arranged, and an odor / gas flow measurement device using the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、匂い・ガスの発生源を探索する装
置としては、以下の研究がある。 (1)平中幸雄、山崎弘郎:半導体ガスセンサアレイに
よるガス濃度分布の可視化 Transaction
of Sensor TechnologyResea
rch,ST−88−4,IEE of Japan,
1988,pp.33−42. ガスセンサを2次元平面上に並べて巨大なセンサアレイ
を製作し、発生源から広がるガス濃度分布の全体像を計
測する。得られた像はコンピュータ画面上に可視化さ
れ、最も濃度の高い場所を探すことにより発生源位置が
分かる。しかし、匂いやガスが発生すると予想される場
所に予めセンサを配置しておく必要があり、汎用性に欠
ける。 (2)特開平7−12671、特開平7−260618 上記(1)の問題点を解決するため、本願発明者は発生
源方向を判定する小型装置を用い、得られた方向に移動
して発生源を探索する方法を提案した。風向を求めるセ
ンサとガスセンサを使用し、空間の中の1点で計測した
ガス濃度勾配と風向を組み合わせて発生源の方向を判定
する。しかし、風が不安定な環境では局所的な風の乱れ
の影響を受け、方向判定の信頼性が低い。また、一般室
内のような風速5cm/s以下の微風速に適用可能な風
向センサは少ないため、このような環境での使用は困難
であった。 (3)特開平8−261893、特願平8−12199
6 上記(2)における風向センサの問題点を解決するた
め、これを使用しない方式の発生源方向判定装置を本願
発明者が提案した。小型ファンを用いて前方からガスを
吸引し、ファンの前に並べたガスセンサの応答差を測定
して匂い・ガス源の方向を判定する。しかし、上記
(2)と同様に空間の1点で得た情報に基づいて判定を
行うため、局所的な風の乱れの影響を受けやすいという
問題点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following research has been conducted as a device for searching for a source of an odor or gas. (1) Yukio Hiranaka, Hiroo Yamazaki: Visualization of gas concentration distribution using semiconductor gas sensor array
of Sensor TechnologyResea
rch, ST-88-4, IEEE of Japan,
1988, pp. 33-42. A huge sensor array is manufactured by arranging gas sensors on a two-dimensional plane, and the entire image of the gas concentration distribution spreading from the source is measured. The resulting image is visualized on a computer screen, and the location of the source can be determined by searching for the location with the highest density. However, it is necessary to dispose the sensor in advance at a place where odor or gas is expected to be generated, which lacks versatility. (2) JP-A-7-12771 and JP-A-7-260618 In order to solve the above-mentioned problem (1), the inventor of the present application uses a small-sized device for determining the direction of a source, and moves in the obtained direction to generate A method of searching for the source was proposed. Using a sensor for determining the wind direction and a gas sensor, the direction of the generation source is determined by combining the gas concentration gradient measured at one point in the space with the wind direction. However, in an environment where the wind is unstable, the reliability of the direction determination is low due to the influence of local wind turbulence. In addition, since there are few wind direction sensors applicable to a fine wind speed of 5 cm / s or less as in a general room, it has been difficult to use in such an environment. (3) JP-A-8-261893, Japanese Patent Application No.8-12199
6. In order to solve the problem of the wind direction sensor in the above (2), the inventor of the present application has proposed a source direction determining apparatus that does not use the wind direction sensor. Gas is sucked from the front using a small fan, and the response difference of gas sensors arranged in front of the fan is measured to determine the direction of the odor / gas source. However, similar to the above (2), since the determination is performed based on the information obtained at one point in the space, there is a problem that it is easily affected by local wind turbulence.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来は、匂い・ガス源の方向判定を行う際に、ガスセン
サの配置位置の選定が困難であったり、局所的な風の乱
れの影響を受けやすいという問題点があった。
As described above,
Conventionally, when determining the direction of the odor / gas source, there has been a problem that it is difficult to select an arrangement position of the gas sensor or that the gas sensor is easily affected by local wind turbulence.

【0004】そこで、本発明は、多数のガスセンサを用
いてガス濃度変化の多点計測(実質的に同時多点計測)
を行うことにより、風の局所的な乱れの影響を受けにく
く、短時間で信頼性の高い方向判定が可能となり、しか
も、可搬な小型のセンサアレイを用いて、匂い・ガス源
の方向判定を行うことにより、匂い・ガス流の発生源の
周囲に予めセンサが配置されている必要がなく、汎用性
の高い匂い・ガス流可視化装置およびそれを用いた匂い
・ガス流計測装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a multipoint measurement of gas concentration change (substantially simultaneous multipoint measurement) using a large number of gas sensors.
, It is less susceptible to local turbulence in the wind, enables highly reliable direction determination in a short time, and uses a portable small sensor array to determine the direction of the odor and gas source. , There is no need to arrange a sensor in advance around the source of the odor / gas flow, and a highly versatile odor / gas flow visualization device and an odor / gas flow measurement device using the same are provided. The purpose is to:

【0005】すなわち、本発明の匂い・ガス流可視化装
置によれば、ガスセンサを並べた小型のセンサアレイを
用い、この小型センサアレイ上を流れ去る空気中を漂う
匂い・ガスの流れを動画像として可視化し、これにより
指し示す方向に従って移動すれば、匂いやガスの発生源
を容易にしかも正確に発見することができる。また、ガ
スの流れる方向と速度から、風向と風速を計測すること
ができる。
That is, according to the odor / gas flow visualization apparatus of the present invention, a small sensor array in which gas sensors are arranged is used, and the flow of odor / gas floating in the air flowing off the small sensor array as a moving image. By visualizing and moving according to the indicated direction, it is possible to easily and accurately find the source of the odor or gas. In addition, the wind direction and wind speed can be measured from the direction and speed of gas flow.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の匂い・ガス流可
視化装置は、複数のガスセンサを二次元平面上に配列し
たセンサアレイと、このセンサアレイで匂い・ガス流の
濃度変化を多点計測(実質的に同時多点計測)して、該
計測された濃度変化を可視化する可視化手段とを具備し
たことにより、ガスセンサの配置位置の選定を行う必要
がなく、風の局所的な乱れの影響を受けにくく、短時間
で信頼性の高い匂い・ガス流の方向判定が可能となる。
An odor / gas flow visualization device according to the present invention comprises a sensor array in which a plurality of gas sensors are arranged on a two-dimensional plane, and multi-point measurement of a change in concentration of the odor / gas flow using the sensor array. (Substantially simultaneous multi-point measurement) and the visualization means for visualizing the measured change in concentration eliminates the need to select the location of the gas sensor, and the effect of local turbulence in the wind This makes it possible to determine the direction of the odor / gas flow with high reliability in a short time.

【0007】本発明の匂い・ガス流計測装置は、複数の
ガスセンサを二次元平面上に配列したセンサアレイと、
このセンサアレイで匂い・ガス流の濃度変化を多点計測
(実質的に同時多点計測)して、該計測された濃度変化
を可視化する可視化手段と、前記可視化された濃度変化
に基づき匂い・ガス流の方向よび流速を測定する測定手
段とを具備したことにより、ガスセンサの配置位置の選
定を行う必要がなく、風の局所的な乱れの影響を受けに
くく、短時間で信頼性の高い匂い・ガス流の方向および
流速の測定が可能となる
An odor / gas flow measuring device according to the present invention comprises: a sensor array in which a plurality of gas sensors are arranged on a two-dimensional plane;
This sensor array measures the concentration change of the odor / gas flow at multiple points (substantially simultaneous multipoint measurement) and visualizes the measured concentration change, and a odor / gas flow based on the visualized concentration change. Equipped with measuring means for measuring the direction and flow velocity of the gas flow, there is no need to select the location of the gas sensor, it is less susceptible to local turbulence in the wind, and has a highly reliable odor in a short time.・ Measurement of gas flow direction and flow velocity

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。 (構成と動作)図1は、本実施形態にかかる匂い・ガス
流可視化装置の構成例を示したものである。この装置で
用いるセンサアレイ3は、パルス駆動型半導体ガスセン
サ素子(例えば、TGS2440、Figaro技研)
C11〜C15、C21〜C25、C31〜C35、C
41〜C45、C51〜C55を25個用い、これを5
行5列の2次元アレイ状に並べたものである。アレイ3
の一辺の長さは、例えば55mmである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Configuration and Operation) FIG. 1 shows a configuration example of an odor / gas flow visualization device according to the present embodiment. The sensor array 3 used in this device is a pulse-driven semiconductor gas sensor element (for example, TGS2440, Figaro Giken).
C11 to C15, C21 to C25, C31 to C35, C
25 to 41 to C45 and C51 to C55
They are arranged in a two-dimensional array of 5 rows. Array 3
Is 55 mm, for example.

【0009】空気中を漂う希薄なガスを検出するために
は、高感度なセンサが必要となる。また、発熱の大きい
センサを微風速環境下で数多く並べて用いると、アレイ
自身が対流を起こし、流れを変えてしまう。このため、
消費電流が少ないセンサが望ましい。
In order to detect a rare gas floating in the air, a highly sensitive sensor is required. Also, if a large number of sensors generating a large amount of heat are used side by side in a low wind speed environment, the array itself causes convection and changes the flow. For this reason,
A sensor with low current consumption is desirable.

【0010】通常の半導体ガスセンサは、素子加熱用ヒ
ータの消費電力が大きいという欠点がある。本実施形態
で用いるパルス駆動型センサは応答を測定するときのみ
素子を瞬間的に加熱して用いるため、ヒータ消費電力が
小さく、多数のセンサを並べても発熱が小さい。
A conventional semiconductor gas sensor has a disadvantage that the power consumption of the heater for heating the element is large. Since the pulse-driven sensor used in the present embodiment is used by heating the element instantaneously only when measuring a response, the power consumption of the heater is small, and even if many sensors are arranged, the heat generation is small.

【0011】パーソナルコンピュータ1は、装置全体の
制御を行う。このコンピュータ1からの指令を受け、制
御回路2ではセンサアレイ3から1行分のセンサ(5
個)を選択し、電源電圧を印加して、選択された1行分
のセンサのヒータを瞬間加熱する。半導体ガスセンサは
ガスを検出すると電気抵抗が減少し、素子を流れる電流
が増加する。
The personal computer 1 controls the entire apparatus. In response to a command from the computer 1, the control circuit 2 sends one row of sensors (5
), A power supply voltage is applied, and the heaters of the selected one row of sensors are instantaneously heated. When a semiconductor gas sensor detects a gas, the electric resistance decreases and the current flowing through the element increases.

【0012】対数変換回路4は、この電流変化を対数変
換し、それをA/D変換器5でアナログ信号からディジ
タル信号へ変換した後、測定値をコンピュータ1にとり
こむ。
The logarithmic conversion circuit 4 performs logarithmic conversion of this current change, converts the logarithmic change from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 5, and then takes the measured value into the computer 1.

【0013】対数変換回路4は、5組の演算増幅器(対
数アンプ)4a〜4eで構成され、1つの回路にはセン
サアレイ3の縦1列のセンサが並列に接続されている。
すなわち、センサ素子C11〜C15からのセンサ応答
信号は演算増幅器4aに入力し、センサ素子C21〜C
25からのセンサ応答信号は演算増幅器4bに入力し、
センサ素子C31〜C35からのセンサ応答信号は演算
増幅器4cに入力し、センサ素子C41〜C45からの
センサ応答信号は演算増幅器4dに入力し、センサ素子
C51〜C55からのセンサ応答信号は演算増幅器4e
に入力している。
The logarithmic conversion circuit 4 is composed of five sets of operational amplifiers (logarithmic amplifiers) 4a to 4e, and one circuit is connected in parallel with the sensors in one column of the sensor array 3.
That is, the sensor response signals from the sensor elements C11 to C15 are input to the operational amplifier 4a,
The sensor response signal from 25 is input to the operational amplifier 4b,
Sensor response signals from the sensor elements C31 to C35 are input to the operational amplifier 4c, sensor response signals from the sensor elements C41 to C45 are input to the operational amplifier 4d, and sensor response signals from the sensor elements C51 to C55 are input to the operational amplifier 4e.
Is being entered.

【0014】このうち、制御回路2で選択された横1行
のセンサのみに電流が流れ、同時に横1行の5個のセン
サ応答を測定する構成となっている。選択する行を順次
切り替えることによって25個全てのセンサ応答を測定
し、この操作を所時間おきに繰り返す。
Of these, current flows only to the sensors in one horizontal row selected by the control circuit 2, and at the same time, the response of five sensors in one horizontal row is measured. By sequentially switching the rows to be selected, the responses of all 25 sensors are measured, and this operation is repeated at intervals.

【0015】次に、図2に示すタイミングチャートを参
照して、図1のセンサアレイ3の動作について説明す
る。
Next, the operation of the sensor array 3 of FIG. 1 will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0016】図1のH1〜H5はセンサアレイ3のセン
サ素子のヒータを駆動する電源線である。図2に示すよ
うに、初めに幅T1のヒータ電圧パルスを電源線H1に
印加し、第1行目(最も上の行)に並ぶ5つのセンサ素
子C11、C21、C31、C41、C51を加熱す
る。全素子を同時加熱すると、パルス駆動素子を利用し
ても瞬間的に大電流が流れるために、行毎に加熱する方
式をとる。このときの電源電圧は例えば5Vで、ヒータ
電圧パルスは、例えば、周期T2=0.25秒ごとに繰
り返し与える。
H1 to H5 in FIG. 1 are power supply lines for driving the heaters of the sensor elements of the sensor array 3. As shown in FIG. 2, first, a heater voltage pulse having a width T1 is applied to the power supply line H1, and the five sensor elements C11, C21, C31, C41, and C51 arranged in the first row (the top row) are heated. I do. When all the elements are heated simultaneously, a large current flows instantaneously even if a pulse drive element is used. Therefore, a method of heating each row is adopted. The power supply voltage at this time is, for example, 5 V, and the heater voltage pulse is repeatedly applied, for example, every cycle T2 = 0.25 seconds.

【0017】センサ応答の測定は、ヒータ電圧パルスの
印加からT3秒毎に行う。
The measurement of the sensor response is performed every T3 seconds after the application of the heater voltage pulse.

【0018】図1のS1〜S5はセンサ素子抵抗測定用
の電源線である。図2に示すように、電源線S1に幅1
5msの電圧パルスを与えると、第1行目の5個のセン
サ素子C11、C21、C31、C41、C51に電流
が流れる。これを演算増幅器4a〜4eで増幅し、A/
D変換器5でアナログ信号からディジタル信号に変換し
た後、パーソナルコンピュータ1にて値を測定する。
S1 to S5 in FIG. 1 are power supply lines for measuring the resistance of the sensor element. As shown in FIG. 2, the power supply line S1 has a width 1
When a voltage pulse of 5 ms is applied, a current flows through the five sensor elements C11, C21, C31, C41, and C51 in the first row. This is amplified by the operational amplifiers 4a to 4e, and A / A
After converting the analog signal into a digital signal by the D converter 5, the value is measured by the personal computer 1.

【0019】演算増幅器4a〜4eのそれぞれには、セ
ンサアレイ3の縦一列のセンサ素子が並列に接続されて
いるが、電圧パルスが加えられた横一列のセンサ素子の
みに電圧がかかり、その素子を通って電流が流れる。
Each of the operational amplifiers 4a to 4e is connected in parallel with one row of sensor elements in the sensor array 3. A voltage is applied to only one row of sensor elements to which a voltage pulse is applied. Electric current flows through.

【0020】図2に示すように、以上の操作を例えば1
5msずつづらして全ての行に対して行う。
As shown in FIG. 2, the above operation is performed, for example, in one step.
The processing is performed for all the rows at intervals of 5 ms.

【0021】パーソナルコンピュータ1では、測定した
電流値からセンサの素子抵抗を計算し、次式に従ってセ
ンサ応答rを計算する。
The personal computer 1 calculates the element resistance of the sensor from the measured current value, and calculates the sensor response r according to the following equation.

【0022】 r=Rgas/Rair …(1) 但し、Rgasはガス中のセンサの素子抵抗、Rair
は空気中のセンサの素子抵抗を表し、rはガス濃度の単
調減少関数である。
R = Rgas / Rair (1) where Rgas is the element resistance of the sensor in the gas, Rair
Represents the element resistance of the sensor in air, and r is a monotonically decreasing function of the gas concentration.

【0023】本実施形態で用いたパルス駆動型半導体ガ
スセンサのエタノ一ルガスに対する応答校正曲線を図3
に示す。同図ではガス中におけるセンサ抵抗Rgasと
空気中における抵抗Rairの比、Rgas/Rair
をセンサ応答rとして用いた。希薄なppmレベルのガ
スに応答してセンサ応答r=Rgas/Rairが減少
していることが分かる。
FIG. 3 shows a response calibration curve for the ethanol gas of the pulse-driven semiconductor gas sensor used in the present embodiment.
Shown in In the figure, the ratio of the sensor resistance Rgas in gas to the resistance Rair in air, Rgas / Rair
Was used as the sensor response r. It can be seen that the sensor response r = Rgas / Rair decreases in response to a lean ppm level of gas.

【0024】さて、得られたセンサ応答を映像化するた
めに、ガス濃度の高低を白黒の濃さ(画像輝度)で表
す。画素の輝度bを b=255×(1−r) …(2) として表示することにより、ガス濃度が高く、rが小さ
い場所ほど明るい画像が得られる。ここで、係数255
は、パーソナルコンピュータ1で表示可能な濃淡の階調
数である。 (ガス流可視化実験)以上説明したような匂い・ガス流
可視化装置を用いた匂い・ガス流可視化実験は、図4に
示すような風洞で行った。風洞のほぼ中央にガスセンサ
アレイ3を設置し、ACファン11を用いて風を起こし
た。また、ガス発生源として、エタノ一ル飽和蒸気を噴
出するノズルを用い、その噴出口12からの噴出量は5
ml/minとした。噴出口12とセンサアレイ3との
距離は45cmである。
Now, in order to visualize the obtained sensor response, the level of the gas concentration is represented by the density of black and white (image brightness). By displaying the brightness b of the pixel as b = 255 × (1-r) (2), a brighter image can be obtained in a place where the gas concentration is higher and r is smaller. Here, the coefficient 255
Is the number of shades of gray that can be displayed on the personal computer 1. (Gas Flow Visualization Experiment) The odor / gas flow visualization experiment using the odor / gas flow visualization device described above was performed in a wind tunnel as shown in FIG. The gas sensor array 3 was installed almost at the center of the wind tunnel, and the wind was generated using the AC fan 11. As a gas generation source, a nozzle for ejecting ethanol saturated steam is used, and the ejection amount from the ejection port 12 is 5
ml / min. The distance between the ejection port 12 and the sensor array 3 is 45 cm.

【0025】匂いやガス分子の拡散速度は非常に遅く、
噴出口12から放出されたガス分子は風に運ばれて広が
る。もし、風洞内の風が完全に層流であれば、ガスは噴
出口12から一筋の連続した帯のように風下に広がる。
しかし、図3に示す風洞の風には現実の環境と同様に乱
れがあり、ガスの分布が揺らぐ。このため、煙突からた
なびく煙のように、ガス濃度の高い部分と低い部分の模
様を持ったガス雲がセンサアレイ3上を風下に流れて行
く。
The diffusion rate of odor and gas molecules is very slow,
The gas molecules emitted from the jet port 12 are carried by the wind and spread. If the wind in the wind tunnel is completely laminar, the gas spreads leeward from the jet 12 like a continuous band.
However, the wind in the wind tunnel shown in FIG. 3 is disturbed as in the real environment, and the gas distribution fluctuates. For this reason, a gas cloud having a pattern with a high gas concentration and a low gas concentration flows downwind on the sensor array 3 like smoke flowing from a chimney.

【0026】センサアレイ3の25個のセンサ素子の中
から風と並行に並ぶ5個のセンサ素子を選び、そのセン
サ応答rを図5に示す。図5に示したセンサ素子は、風
上からNo.20、No.19、No.18、No.1
7、No.16の順に並んでいる。図5からガスに応答
することきには、風上のセンサ素子No.20の応答値
が最初に減少を始め、以下、センサ素子の並んでいる順
に応答していることがわかる。逆に図5には示していな
いが、センサが回復を始める際にも応答値が同じ順で増
加を始める。この応答・回復の順序は、ガス流の向きと
対応している。
Five sensor elements arranged in parallel with the wind are selected from the 25 sensor elements of the sensor array 3, and their sensor responses r are shown in FIG. The sensor element shown in FIG. 20, no. 19, no. 18, No. 1
7, no. They are arranged in the order of 16. When responding to the gas from FIG. It can be seen that the response value of 20 starts decreasing first, and then responds in the order in which the sensor elements are arranged. Conversely, although not shown in FIG. 5, the response values also start to increase in the same order when the sensor starts to recover. This order of response / recovery corresponds to the direction of the gas flow.

【0027】そこで、センサアレイ3の25個のセンサ
素子のセンサ応答rをコンピュータ画面上に映像化し、
観察する。
Therefore, the sensor responses r of the 25 sensor elements of the sensor array 3 are visualized on a computer screen,
Observe.

【0028】図6に、このような状況でセンサアレイ3
の25個のセンサ応答を動画像として可視化した結果を
示す。同図(a)〜(d)はセンサ素子がガスに応答を
始めた際の映像を表し、(e)〜(h)はガスが通り過
ぎてセンサが回復を始めた際の映像である。色の白い部
分が高濃度のガスを表すが、図6では可視化像の移動が
見やすいようにセンサ応答を2値化し、応答しているセ
ンサの場所には無地の(色の白い)矩形を、応答してい
ないセンサの場所には斜め斜線のはいった(色の濃い)
矩形を描いた。
FIG. 6 shows the sensor array 3 in such a situation.
25 shows the results of visualizing the 25 sensor responses as a moving image. FIGS. 7A to 7D show images when the sensor element starts responding to gas, and FIGS. 7E to 7H show images when the gas starts passing and the sensor starts to recover. Although the white portion of the color represents a high concentration gas, in FIG. 6, the sensor response is binarized so that the movement of the visualized image is easy to see, and a plain (white) rectangle is placed at the position of the responding sensor. Diagonal diagonal lines (dark color) in places where sensors are not responding
I drew a rectangle.

【0029】図6から明らかなように、ガスが左から右
に流れている様子が確認された。 (方向推定アルゴリズム)以上説明したような匂い・ガ
ス流可視化装置によって、図6に示したようなガス流の
可視化画像が得られれば、ガス流の方向を人間が見て判
断できる。また、各種画像処理アルゴリズムを用いて方
向および流速を自動判定することも可能である。このガ
ス流の可視化画像から方向と流速を判定する処理は、図
1のパーソナルコンピュータ1で行うことができる。
As is clear from FIG. 6, it was confirmed that the gas was flowing from left to right. (Direction Estimation Algorithm) If the visualization image of the gas flow as shown in FIG. 6 is obtained by the odor / gas flow visualization apparatus as described above, the direction of the gas flow can be judged by a person. It is also possible to automatically determine the direction and the flow velocity using various image processing algorithms. The process of determining the direction and the flow velocity from the visualized image of the gas flow can be performed by the personal computer 1 in FIG.

【0030】ここでは、将来の計算を回路化してリアル
タイム処理を行うことを考え、計算の容易なオプティカ
ルフローの拘束方程式による方向推定法(B.K.P.
Horn、”ロボットビジョン”朝倉書店、305〜3
28、1993)を用い、方向の自動判定を行う場合に
ついて説明する。
Here, it is considered that a future calculation is made into a circuit and a real-time process is performed, and a direction estimation method (BKP.
Horn, "Robot Vision" Asakura Shoten, 305-3
28, 1993) will be described.

【0031】ガスの分子拡散を無視し、可視化されたガ
ス濃度分布が一定の形状を保ったまま2次元的にセンサ
アレイ3上を流れると仮定する。ガス流のx軸方向成分
をu、y軸方向成分をvとすれば、オプティカルフロー
の拘束方程式は、
It is assumed that the molecular diffusion of the gas is ignored and the visualized gas concentration distribution flows two-dimensionally over the sensor array 3 while maintaining a constant shape. Assuming that the x-axis component of the gas flow is u and the y-axis component is v, the optical flow constraint equation is

【0032】[0032]

【数1】 (Equation 1)

【0033】となる。## EQU1 ##

【0034】第i行j列目の画像輝度をbijとおき、
上式(3)に含まれる微分を中心差分近似すると、
The image luminance of the i-th row and the j-th column is defined as bij,
When the differentiation included in the above equation (3) is approximated by central difference,

【0035】[0035]

【数2】 (Equation 2)

【0036】但し、センサアレイ3のセンサ素子の配置
間隔Δl=11mm、サンプリング時間Δt=250m
sであるとする。ガス流の流速ベクトル(u、v)は、
上式(4)をi=2,3,4、j=2,3,4に対して
連立し、最小2乗法により求めることができる。
However, the arrangement interval Δl = 11 mm of the sensor elements of the sensor array 3 and the sampling time Δt = 250 m
s. The velocity vector (u, v) of the gas flow is
The above equation (4) is simultaneously established for i = 2, 3, 4 and j = 2, 3, 4 and can be obtained by the least square method.

【0037】ここで、図6に示した可視化画像に対し、
上述した手法に従い、ガス流の方向および流速の推定を
行った結果を図7に示す。
Here, the visualized image shown in FIG.
FIG. 7 shows the result of estimating the direction and flow velocity of the gas flow according to the above-described method.

【0038】方向推定は、サンプリング周期Δt=25
0ms毎に行ったが、図6に示した結果においては、図
5において隣接している画像の中間の時刻の推定値を示
した。方向は右向きを0°とし、半時計回りを正とし
た。図6に示す画像の移動方向とおおよそ対応した方向
が得られた。風洞内の風向きは0°を中心に変動してお
り、得られた方向はこれと一致している。
In the direction estimation, the sampling period Δt = 25
The measurement was performed every 0 ms, but the result shown in FIG. 6 shows the estimated value at the intermediate time between the adjacent images in FIG. The direction was set to 0 ° in the right direction and positive in the counterclockwise direction. A direction roughly corresponding to the moving direction of the image shown in FIG. 6 was obtained. The wind direction in the wind tunnel fluctuates around 0 °, and the obtained direction is consistent with this.

【0039】得られたガス流の速さはセンサの応答時よ
り回復時の方が小さかったが、これはセンサの回復速度
が応答速度に比べて遅いためであり、匂いやガスの流れ
をリアルタイムに可視化するためには、センサ応答の回
復が充分に高速なセンサを用いることが好ましい。ある
いは、センサの動作条件を最適化してセンサ応答の回復
速度の高速化を図ることもできる。
The speed of the obtained gas flow at the time of recovery was smaller than that at the time of the response of the sensor. This is because the recovery speed of the sensor was slower than the response speed. It is preferable to use a sensor whose recovery of the sensor response is sufficiently fast in order to visualize it. Alternatively, the operating condition of the sensor can be optimized to increase the speed of recovery of the sensor response.

【0040】例えば、前述のT1やT3の設定値によ
り、センサの応答特性は変化するため、始めに、これら
ガスセンサの動作条件を最適化すればよい。
For example, since the response characteristics of the sensor change depending on the set values of T1 and T3 described above, the operating conditions of these gas sensors may be optimized first.

【0041】すなわち、上述のヒータ電圧パルス幅T1
の値が小さいほどエタノールガスに対するセンサ応答の
回復時間が短くなり、センサの応答感度もデータ測定タ
イミングT3によって異なり、T1の値を小さくするほ
ど低下する。そこで、感度と回復速度とのバランスを考
え、感度をほぼ同等に保ったまま回復が高速になるよう
に、T1やT3の値を設定すればよい。
That is, the above-described heater voltage pulse width T1
Is smaller, the recovery time of the sensor response to the ethanol gas is shorter, and the response sensitivity of the sensor also depends on the data measurement timing T3, and decreases as the value of T1 decreases. Therefore, considering the balance between the sensitivity and the recovery speed, the values of T1 and T3 may be set so that the recovery is performed at a high speed while keeping the sensitivity substantially equal.

【0042】ガスセンサの動作条件を最適化して、セン
サのエタノールガスに対応する回復速度を改善すること
により、おおよそ流速がl〜2cm/sまでのガス流を
可視化することができる。 (まとめ)このように、本発明の空気中に漂う匂い・ガ
スの発生源を探索する匂い・ガス流可視化装置によれ
ば、パルス駆動型半導体ガスセンサを5×5個並べた小
型のセンサアレイ3を用い、そのセンサ応答を動画像と
して捉えることにより、アレイ上を通り過ぎるガス流を
可視化する。得られた画像からガス流の方向を判定し、
これをたどってガス源を探索する。多点計測(本実施形
態で説明したような行単位の微少な時間差(ガス流の濃
度変化を無視できる程度の微少な計測時間差)は許容さ
れるが、実質的にセンサアレイ3の全てのガスセンサに
よる同時多点計測)を行ってガスの濃度変化を測定する
ことにより、短時間で信頼性の高い方向判定が可能とな
る。また、画像の移動方向と速度から、ガスを運ぶ風の
風向・風速を求めることができる。
By optimizing the operating conditions of the gas sensor and improving the recovery speed of the sensor corresponding to ethanol gas, it is possible to visualize the gas flow at a flow rate of approximately 1 to 2 cm / s. (Summary) As described above, according to the odor / gas flow visualization device for searching for a source of odor / gas floating in the air of the present invention, a small sensor array 3 in which 5 × 5 pulse-driven semiconductor gas sensors are arranged. And visualizes the gas flow passing over the array by capturing the sensor response as a moving image. Determine the direction of the gas flow from the obtained image,
Follow this to search for a gas source. Although multipoint measurement (small time difference in units of rows as described in the present embodiment (small measurement time difference in which a change in gas flow concentration can be ignored) is permitted, substantially all gas sensors in the sensor array 3 are allowed. And simultaneous multi-point measurement) to measure the change in gas concentration, it is possible to determine the direction with high reliability in a short time. Further, the direction and speed of the wind carrying gas can be obtained from the moving direction and speed of the image.

【0043】風洞内でガス流の可視化実験を行った結
果、2cm/s程度の微少なガス流を可視化して、それ
を用いてガス流の方向を正しく推定できることが確認さ
れ、従来は、探索が困難であった微風速環境や風の乱れ
の大きな環境への応用が期待できる。
As a result of conducting a gas flow visualization experiment in a wind tunnel, it was confirmed that a minute gas flow of about 2 cm / s could be visualized and the direction of the gas flow could be correctly estimated using the gas flow. It can be expected to be applied to low wind speed environment and wind turbulence environment where it was difficult.

【0044】以上説明したように、上記実施形態によれ
ば、ガス流方向を短時間で信頼性高く判定することが可
能になり、匂い・ガス発生源を容易に探索することがで
きる。探索するターゲットとしては、ガス漏れ箇所や火
災発生箇所などが考えられる。得られた画像を表示して
人間がガス流方向を判定するだけでなく、各種画像処理
手法を用いれば方向を自動判定することも可能である。
これを移動ロボットに取り付ければ、危険ガスの発生源
探知などにも応用できる。また、現在、微風速に対する
有効な計測手段が少ない。しかし、空気中にガスを意図
的に放出し、その流れを可視化すれば、本装置を微風速
・風向計として使用することができる。従来、各種煙が
可視化に用いられているが、風速がcm/sオーダにな
ると沈降してしまう。ガスの方が風に対する追従性が高
いため、微風速場では本装置が有効である。
As described above, according to the above-described embodiment, the gas flow direction can be determined with high reliability in a short time, and an odor / gas source can be easily searched. The target to be searched may be a gas leak location or a fire location. In addition to displaying the obtained image and allowing a person to determine the gas flow direction, it is also possible to automatically determine the direction by using various image processing techniques.
If this is attached to a mobile robot, it can be applied to the detection of dangerous gas sources. At present, there are few effective measurement means for the wind speed. However, if the gas is intentionally released into the air and the flow is visualized, the present device can be used as a fine wind speed / wind vane. Conventionally, various types of smoke have been used for visualization, but sedimentation occurs when the wind speed is on the order of cm / s. Since the gas has higher followability with respect to the wind, the present apparatus is effective in a weak wind speed field.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスセンサの配置位置の選定を行う必要がなく、風の局
所的な乱れの影響を受けにくく、短時間で信頼性の高い
匂い・ガス流の方向判定が可能となる。
As described above, according to the present invention,
There is no need to select the location of the gas sensor, and the location of the gas sensor is less likely to be affected by local turbulence in the wind, and highly reliable odor / gas flow direction determination can be performed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態にかかる匂い・ガス流可視化
装置の構成例を示した図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an odor / gas flow visualization device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のセンサアレイ3の動作について説明する
ためのタイミングチャート。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the sensor array 3 of FIG.

【図3】パルス駆動型半導体ガスセンサのエタノ一ルガ
スに対する応答校正曲線を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing a response calibration curve of a pulse-driven semiconductor gas sensor with respect to ethanol gas.

【図4】匂い・ガス流可視化装置を用いた匂い・ガス流
可視化実験を行った風洞の構成例を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a wind tunnel in which an odor / gas flow visualization experiment was performed using an odor / gas flow visualization device.

【図5】風向きと並行に並ぶ5個のセンサ素子のセンサ
応答の時間の経過に伴う変化の一例を示した図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a change with time of sensor responses of five sensor elements arranged in parallel with the wind direction.

【図6】センサアレイ3のセンサ応答を可視化した動画
像の一例を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a moving image in which a sensor response of a sensor array 3 is visualized.

【図7】図6に示した可視化画像に対し、ガス流の方向
および流速の推定を行った結果をまとめたテーブルを示
した図。
7 is a diagram showing a table summarizing the results of estimating the direction and flow velocity of a gas flow with respect to the visualized image shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…パーソナルコンピュータ 2…制御回路 3…センサアレイ 4…対数変換回路 5…A/D変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Personal computer 2 ... Control circuit 3 ... Sensor array 4 ... Logarithmic conversion circuit 5 ... A / D converter

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年10月12日(1999.10.
12)
[Submission date] October 12, 1999 (1999.10.
12)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 匂い・ガス流可視化計測装置[Title of the Invention] Smell / gas flow visualization measurement device

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】ガスセンサを並べた小型のセ
ンサアレイを用い、空気中を漂う匂い・ガスの流れを動
画像として可視化し匂い・ガス流の方向よび流速を測定
する匂い・ガス流可視化計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Using a small sensor array in which gas sensors are arranged, the flow of odor and gas floating in the air is visualized as a moving image, and the direction and flow velocity of the odor and gas flow are measured.
The present invention relates to a measuring device for visualizing a smell / gas flow .

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0004】そこで、本発明は、多数のガスセンサを用
いてガス濃度変化の多点計測(実質的に同時多点計測)
を行うことにより、風の局所的な乱れの影響を受けにく
く、短時間で信頼性の高い方向判定が可能となり、しか
も、可搬な小型のセンサアレイを用いて、匂い・ガス源
の方向判定を行うことにより、匂い・ガス流の発生源の
周囲に予めセンサが配置されている必要がなく、汎用性
の高い匂い・ガス流可視化計測装置を提供することを目
的とする。
Accordingly, the present invention provides a multipoint measurement of gas concentration change (substantially simultaneous multipoint measurement) using a large number of gas sensors.
, It is less susceptible to local turbulence in the wind, enables highly reliable direction determination in a short time, and uses a portable small sensor array to determine the direction of the odor and gas source. by performing, it is not necessary to advance the sensor is disposed around the source of odor and gas flow, and an object thereof is to provide a versatile smell gas flow visualization meter measuring device.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】すなわち、本発明の匂い・ガス流可視化
装置によれば、ガスセンサを並べた小型のセンサアレ
イを用い、この小型センサアレイ上を流れ去る空気中を
漂う匂い・ガスの流れを動画像として可視化し、これに
より指し示す方向に従って移動すれば、匂いやガスの発
生源を容易にしかも正確に発見することができまた、
ガスの流れる方向と速度から、風向と風速を計測するこ
とができる。
That is, the odor / gas flow visualization meter of the present invention
According to the measuring device, using a small sensor array in which gas sensors are arranged, the flow of smell and gas floating in the air flowing down on the small sensor array is visualized as a moving image, and if it moves in the direction indicated by this, the source of odor and gas can be easily and accurately found, also,
The wind direction and speed can be measured from the direction and speed of gas flow.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の匂い・ガス流可
視化計測装置は、複数のガスセンサを二次元平面上に配
列したセンサアレイと、このセンサアレイを介して匂い
・ガス流の濃度変化を多点計測(実質的に同時多点計
測)して、該計測された濃度変化を可視化する可視化手
段と、前記可視化された濃度変化に基づき匂い・ガス流
の方向よび流速を測定する測定手段とを具備したこと
により、ガスセンサの配置位置の選定を行う必要がな
く、風の局所的な乱れの影響を受けにくく、短時間で信
頼性の高い匂い・ガス流の方向および流速の測定が可能
となる。
An odor / gas flow visualization measuring apparatus according to the present invention comprises a sensor array in which a plurality of gas sensors are arranged on a two-dimensional plane, and a odor / gas flow concentration change through the sensor array. and multi-point measurement (substantially simultaneous multi-point measurement), the measured density changes and visualizing means for visualizing, measuring means for measuring the direction you and flow rate of the odor gas flow on the basis of the visualized concentration change By eliminating the need to select the location of the gas sensor, it is less susceptible to local turbulence in the wind, and can reliably and reliably measure the direction and flow velocity of odor and gas flow in a short time. Becomes

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。 (構成と動作)図1は、本実施形態にかかる匂い・ガス
流可視化計測装置の構成例を示したものである。この装
置で用いるセンサアレイ3は、パルス駆動型半導体ガス
センサ素子(例えば、TGS2440、Figaro技
研)C11〜C15、C21〜C25、C31〜C3
5、C41〜C45、C51〜C55を25個用い、こ
れを5行5列の2次元アレイ状に並べたものである。ア
レイ3の一辺の長さは、例えば55mmである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Structure and Operation) FIG. 1 shows an example of the structure of an odor / gas flow visualization measuring device according to the present embodiment. The sensor array 3 used in this apparatus includes pulse-driven semiconductor gas sensor elements (for example, TGS2440, Figaro Giken) C11 to C15, C21 to C25, C31 to C3.
5, 25, C41 to C45, and C51 to C55 are used and arranged in a two-dimensional array of 5 rows and 5 columns. The length of one side of the array 3 is, for example, 55 mm.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0024】さて、得られたセンサ応答を映像化するた
めに、ガス濃度の高低を白黒の濃さ(画像輝度)で表
す。画素の輝度bを b=255×(1−r) …(2) として表示することにより、ガス濃度が高く、rが小さ
い場所ほど明るい画像が得られる。ここで、係数255
は、パーソナルコンピュータ1で表示可能な濃淡の階調
数である。 (ガス流可視化実験)以上説明したような匂い・ガス流
可視化計測装置を用いた匂い・ガス流可視化実験は、図
4に示すような風洞で行った。風洞のほぼ中央にガスセ
ンサアレイ3を設置し、ACファン11を用いて風を起
こした。また、ガス発生源として、エタノ一ル飽和蒸気
を噴出するノズルを用い、その噴出口12からの噴出量
は5ml/minとした。噴出口12とセンサアレイ3
との距離は45cmである。
Now, in order to visualize the obtained sensor response, the level of the gas concentration is represented by the density of black and white (image brightness). By displaying the brightness b of the pixel as b = 255 × (1-r) (2), a brighter image can be obtained in a place where the gas concentration is higher and r is smaller. Here, the coefficient 255
Is the number of shades of gray that can be displayed on the personal computer 1. (Gas Flow Visualization Experiment) The odor / gas flow visualization experiment using the odor / gas flow visualization measurement device described above was performed in a wind tunnel as shown in FIG. The gas sensor array 3 was installed almost at the center of the wind tunnel, and the wind was generated using the AC fan 11. In addition, as a gas generation source, a nozzle for ejecting ethanol saturated vapor was used, and the ejection amount from the ejection port 12 was 5 ml / min. Spout 12 and sensor array 3
Is 45 cm.

【手続補正10】[Procedure amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Correction target item name] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0029】図6から明らかなように、ガスが左から右
に流れている様子が確認された。 (方向推定アルゴリズム)以上説明したような匂い・ガ
ス流可視化計測装置によって、図6に示したようなガス
流の可視化画像が得られれば、ガス流の方向を人間が見
て判断できる。また、各種画像処理アルゴリズムを用い
て方向および流速を自動判定することも可能である。こ
のガス流の可視化画像から方向と流速を判定する処理
は、図1のパーソナルコンピュータ1で行うことができ
る。
As is clear from FIG. 6, it was confirmed that the gas was flowing from left to right. (Direction Estimation Algorithm) If the visualization image of the gas flow as shown in FIG. 6 is obtained by the odor / gas flow visualization measurement device as described above, the direction of the gas flow can be judged by a person. It is also possible to automatically determine the direction and the flow velocity using various image processing algorithms. The process of determining the direction and the flow velocity from the visualized image of the gas flow can be performed by the personal computer 1 in FIG.

【手続補正11】[Procedure amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0042】ガスセンサの動作条件を最適化して、セン
サのエタノールガスに対応する回復速度を改善すること
により、おおよそ流速がl〜2cm/sまでのガス流を
可視化することができる。 (まとめ)このように、本発明の空気中に漂う匂い・ガ
スの発生源を探索する匂い・ガス流可視化計測装置によ
れば、パルス駆動型半導体ガスセンサを5×5個並べた
小型のセンサアレイ3を用い、そのセンサ応答を動画像
として捉えることにより、アレイ上を通り過ぎるガス流
を可視化し、得られた画像からガス流の方向を判定し、
これをたどってガス源を探索する。多点計測(本実施形
態で説明したような行単位の微少な時間差(ガス流の濃
度変化を無視できる程度の微少な計測時間差)は許容さ
れるが、実質的にセンサアレイ3の全てのガスセンサに
よる同時多点計測)を行ってガスの濃度変化を測定する
ことにより、短時間で信頼性の高い方向判定が可能とな
る。また、画像の移動方向と速度から、ガスを運ぶ風の
風向・風速を求めることができる。
By optimizing the operating conditions of the gas sensor and improving the recovery speed of the sensor corresponding to ethanol gas, it is possible to visualize the gas flow at a flow rate of approximately 1 to 2 cm / s. (Summary) As described above, according to the odor / gas flow visualization measurement device for searching for the source of odor / gas drifting in the air of the present invention, a small sensor array in which 5 × 5 pulse-driven semiconductor gas sensors are arranged 3 and capturing the sensor response as a moving image, visualizing the gas flow passing over the array, determining the direction of the gas flow from the obtained image,
Follow this to search for a gas source. Although multipoint measurement (small time difference in units of rows as described in the present embodiment (small measurement time difference in which a change in gas flow concentration can be ignored) is permitted, substantially all gas sensors in the sensor array 3 are allowed. And simultaneous multi-point measurement) to measure the change in gas concentration, it is possible to determine the direction with high reliability in a short time. Further, the direction and speed of the wind carrying gas can be obtained from the moving direction and speed of the image.

【手続補正12】[Procedure amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態にかかる匂い・ガス流可視化
計測装置の構成例を示した図。
FIG. 1 Visualization of an odor / gas flow according to an embodiment of the present invention.
The figure which showed the structural example of the measuring device.

【図2】図1のセンサアレイ3の動作について説明する
ためのタイミングチャート。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the sensor array 3 of FIG.

【図3】パルス駆動型半導体ガスセンサのエタノ一ルガ
スに対する応答校正曲線を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing a response calibration curve of a pulse-driven semiconductor gas sensor with respect to ethanol gas.

【図4】匂い・ガス流可視化装置を用いた匂い・ガス流
可視化実験を行った風洞の構成例を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a wind tunnel in which an odor / gas flow visualization experiment was performed using an odor / gas flow visualization device.

【図5】風向きと並行に並ぶ5個のセンサ素子のセンサ
応答の時間の経過に伴う変化の一例を示した図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a change with time of sensor responses of five sensor elements arranged in parallel with the wind direction.

【図6】センサアレイ3のセンサ応答を可視化した動画
像の一例を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a moving image in which a sensor response of a sensor array 3 is visualized.

【図7】図6に示した可視化画像に対し、ガス流の方向
および流速の推定を行った結果をまとめたテーブルを示
した図。
7 is a diagram showing a table summarizing the results of estimating the direction and flow velocity of a gas flow with respect to the visualized image shown in FIG. 6;

【符号の説明】 1…パーソナルコンピュータ 2…制御回路 3…センサアレイ 4…対数変換回路 5…A/D変換器[Description of Signs] 1 ... Personal computer 2 ... Control circuit 3 ... Sensor array 4 ... Logarithmic conversion circuit 5 ... A / D converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 高夫 神奈川県川崎市宮前区有馬8−7−2 キ ャノン有馬寮411 (72)発明者 櫛田 直也 神奈川県厚木市飯山3219−11 Fターム(参考) 2G046 AA00 AA01 BA07 BJ06 CA04 DB07 DC13 DC15 DD03 EB01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takao Yamanaka 8-7-2 Arima, Miyama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 411 Canon Arima Dormitory 411 (72) Inventor Naoya Kushida 3219-11 Iiyama, Atsugi-shi, Kanagawa 2G046 AA00 AA01 BA07 BJ06 CA04 DB07 DC13 DC15 DD03 EB01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のガスセンサを二次元平面上に配列
したセンサアレイと、 このセンサアレイで匂い・ガス流の濃度変化を多点計測
して、該計測された濃度変化を可視化する可視化手段
と、 を具備したことを特徴とする匂い・ガス流可視化装置。
1. A sensor array in which a plurality of gas sensors are arranged on a two-dimensional plane, and a visualization means for measuring a concentration change of an odor / gas flow at a plurality of points with the sensor array and visualizing the measured concentration change. An odor / gas flow visualization device, comprising:
【請求項2】 複数のガスセンサを二次元平面上に配列
したセンサアレイと、 このセンサアレイで匂い・ガス流の濃度変化を多点計測
して、該計測された濃度変化を可視化する可視化手段
と、 前記可視化された濃度変化に基づき匂い・ガス流の方向
よび流速を測定する測定手段と、 を具備したことを特徴とする匂い・ガス流計測装置。
2. A sensor array in which a plurality of gas sensors are arranged on a two-dimensional plane, and visualization means for measuring a change in concentration of an odor / gas flow at multiple points with the sensor array and visualizing the measured change in concentration. Measuring means for measuring the direction and the flow velocity of the odor / gas flow based on the visualized change in concentration, and an odor / gas flow measurement device.
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