JP2001050868A - ガス供給装置及びニオイ識別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象ガスを容易に所定の濃度で供給し続けや
すいガス供給装置を得るとともに、ニオイ成分等の識
別、分析をより信頼性高く行える技術を提供すること。 【解決手段】 高濃度ガスを流入させる高濃度ガス流入
部１と、希釈ガスとしての清浄空気を流入させる希釈ガ
ス流入部２と、前記高濃度ガスとガス吐出供給部３とを
備え、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを調整す
る混合室４を設け、前記混合室４内に基準ガス検知素子
５を設けてある。前記基準ガス検知素子５の感度はガス
検知回路６によって検出され、マイコンＭに出力され
る。また、前記混合室４内には、内部に流入した高濃度
ガスと希釈ガスとを均一に混合させる攪拌装置７を設け
てある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス供給装置及び
ニオイ識別方法に関し、特に、供給されるガス及びニオ
イの成分に、濃度変動によってその識別、分析結果が影
響を受けやすい場合であっても、正確な識別、分析を可
能にする技術に関する。具体的には、たとえば、ニオイ
識別装置や、ガス分析装置等で、識別、分析対象物が液
体や固体であるような場合に、その対象物から発生する
ニオイ成分等が、どのような組成であるかを調べる場合
に特に好適に用いられる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガス供給装置としては、
前記分析対象物を気密室に収容し、その気密室内に清浄
ガスを導入するとともに前記気密室内からガスを排出
し、その排出される排出ガスに含まれるニオイ成分をニ
オイ識別装置に供給可能にするガス供給装置が知られて
いる（図７参照）。また、ニオイを識別するに当たって
は、その出力パターン、各種ガス検知素子同士の相対感
度等により、ニオイ成分を特定することが試みられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構成の
ニオイの識別方法によれば、分析対象物の性状によって
は安定した分析結果が得られない場合があるという問題
点があった。というのは、たとえば、分析対象物がコー
ヒー粉末等の粉末固体であった場合、コーヒー粉末を前
記気密室に充填する際の充填密度等によって、粉末が前
記清浄ガスの流路に露出する表面積や、前記揮発成分が
充填された粉末から前記流路にまで拡散移動しようとす
る速度が大きく変わり、前記排出ガスに混入される成分
量が大きく変化したり、また、コーヒー粉末を充填した
前記気密室の周囲温度や密閉時間の違いによってコーヒ
ー粉末から発揮する成分量が大きく変化したり、たとえ
ば、前記分析対象物が粘性が高い液体に揮発性の高い成
分が溶解しているような場合には、その液体とその液体
を収容する容器等とが接触した濡れ面の広さが、前記容
器の振動等によって変わってしまい、その濡れ面から揮
発する成分量が、前記濡れ面の表面積に応じて変化した
りして、サンプリングする度に濃度の異なる分析対象物
を分析することになって、特にニオイ成分等の濃度によ
ってガス検知素子の出力パターンが大きくばらつくよう
な成分を分析、識別するような場合に、信頼性が低下す
るという問題が明らかになってきている。

【０００４】つまり、従来のガス供給装置が、ガスを供
給する濃度の安定性が十分に高いとはいえないために、
分析、識別の精度を上げるには限界があり、さらに信頼
性高く分析を行う技術が望まれている。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、対象ガスを容易に所定の濃度で供給し続けやすいガ
ス供給装置を得るとともに、ニオイ成分等の識別、分析
をより信頼性高く行える技術を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明のガス供給装置の特徴構成は、高濃度ガスを流
入させる高濃度ガス流入部と、希釈ガスを流入させる希
釈ガス流入部と、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合ガ
スを吐出供給するガス吐出供給部とを備え、前記高濃度
ガスと希釈ガスとの混合ガスを調整する混合室を設け、
前記混合室内に基準ガス検知素子を設け、前記基準ガス
検知素子の前記混合ガスに対する出力値に基づいて、前
記希釈ガスと前記高濃度ガスとの流入比率を、前記出力
値が所定値に近づくように制御する制御装置を設けたこ
とにある。また、前記目的を達成するための本発明のニ
オイ識別方法の特徴手段は、高濃度のニオイ成分を希釈
ガスと混合して、基準ガス検知素子に供給し、前記基準
ガス検知素子によるニオイ検知出力が所定値になるよう
に調整した混合ガスを得るとともに、複数種のガス検知
素子を備えてなるニオイ識別装置に供給し、前記ガス検
知素子の出力パターンに基づきニオイを識別することに
ある。

【０００７】〔作用効果〕つまり、高濃度ガスを流入さ
せる高濃度ガス流入部と、希釈ガスを流入させる希釈ガ
ス流入部と、前記高濃度ガスとガス吐出供給部とを備
え、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを調整する
混合室を設けてあれば、たとえば、固体や液体の対象物
から高濃度のガスが発生しているような場合であっても
希釈して低濃度のガスに調整することが出来る。

【０００８】ここで、前記混合室内に基準ガス検知素子
を設けてあれば、その希釈、混合された混合ガスの希釈
濃度に応じた出力を得ることが出来、その出力を呈する
希釈度合いのガスを基準濃度として用いることが出来
る。そこで、前記基準ガス検知素子の前記混合ガスに対
する出力値に基づいて、前記希釈ガスと前記高濃度ガス
との流入比率を、前記出力値が所定値に近づくように制
御すると、前記混合ガスの濃度が常時前記基準ガス検知
素子に所定の出力を与える濃度に維持されることになる
ので、ガス供給装置から供給される混合ガスの濃度は一
定に維持される。そのため、前記制御装置を設けてあれ
ば、その基準濃度に希釈されたガスを容易に安定して供
給することが出来、信頼性高くニオイ識別、成分分析等
を行うことが出来る。

【０００９】また、前記混合室を２室直列に設けて、前
記混合室から吐出供給される混合ガスを流入させる高濃
度ガス流入部と、希釈ガスを流入させる希釈ガス流入部
と、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを吐出供給
するガス吐出供給部とを備え、前記高濃度ガスと希釈ガ
スとの混合ガスを調整する第二混合室を設けた構成にし
てあれば、より安定した濃度で混合ガスを供給できるよ
うになる。

【００１０】尚、前記混合室に高濃度ガスと希釈ガスと
を均一に混合させる攪拌装置を設けてあれば、より混合
ガス濃度を安定させられるので有利である。

【００１１】また、ニオイを識別するに当たっては、基
準ガス検知素子であらかじめニオイ検知出力が所定値に
なるように制御する事により、前記ニオイ成分を含んだ
混合ガスは、そのニオイ成分を前記基準濃度で含有する
ことになり、常時前記所定濃度でガスを供給することが
できるので、種々のガス検知素子における出力パターン
は安定する。従って、複数種のガス検知素子を備えてな
るニオイ識別装置に前記混合ガスを供給すれば、各ガス
検知素子の出力パターンが安定するので、そのパターン
を認識することで、ニオイを高い精度で識別できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、本発明のガス
供給装置Ａを備えたニオイ識別装置は、高濃度ガスを流
入させる高濃度ガス流入部１と、希釈ガスとしての清浄
空気を流入させる希釈ガス流入部２と、前記高濃度ガス
と希釈ガスとの混合ガスを吐出供給するガス吐出供給部
３とを備え、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを
調整する混合室４を設け、前記混合室４内に基準ガス検
知素子５を設けてある。前記基準ガス検知素子５の感度
はガス検知回路６によって検出され、マイコンＭに出力
される。また、前記混合室４内には、内部に流入した高
濃度ガスと希釈ガスとを均一に混合させる攪拌装置７を
設けてある。尚、基準ガス検知素子５としては、貴金属
薄膜のヒーター及び電極を備えたアルミナ基板の電極部
に、酸化スズ半導体からなる感応層（約３０μｍ）を設
け、その感応層に、チタニア触媒を担持した触媒層
（２０μｍ〜５０μｍ）を形成してなる半導体式ガス検
知素子等のガス検知素子を用い、多くのガスに対して所
定のガス感度を出力できるように構成してある。

【００１３】前記高濃度ガス流入部１は、高濃度ガス供
給部Ｂに連通接続してあり、その高濃度ガス供給部Ｂ
は、ニオイ識別対象物Ｓを収容自在なニオイ拡散室１０
を設け、そのニオイ拡散室１０には、前記ニオイ識別対
象物Ｓから拡散するニオイ成分を運搬する清浄空気を導
入する拡散ガス導入部１１及び前記ニオイ成分を高濃度
に含む高濃度ガスを前記高濃度ガス流入部１に吐出する
高濃度ガス導出部１２を設けてある。また、前記拡散ガ
ス導入部１１には、流量計１３を設けて、調整される高
濃度ガス量を制御可能に構成してある。この流量計１３
の流量は、マイコンＭにより、前記基準ガス検知素子５
の感度に基づき制御される。

【００１４】すると、前記高濃度ガス流入部１から流入
する高濃度ガス量と、前記希釈ガス流入部２から流入す
る希釈ガス量とのバランスが変わり、前記混合室４内で
調整される混合ガスのニオイ成分濃度を調整することが
出来る。このとき、前記基準ガス検知素子の出力が所定
値よりも高いと、前記流量計の清浄ガス流入量を減少さ
せ、逆に所定値よりも低いと、前記流量計の清浄ガス流
入量を増加させるべく前記流量計を制御する。その結
果、前記混合室４内で調整される混合ガスは、前記基準
ガス検知素子に一定の出力を与えるある決まった濃度の
ものに調整されることになる。

【００１５】このようにして得られた混合ガスは、複数
種のガス検知素子２１、２２…２８を備えてなるニオイ
識別部Ｃに供給し、前記ガス検知素子２１、２２…２８
の出力パターンに基づきニオイを識別させるニオイ識別
装置を構成する。前記ニオイ識別部Ｃは、混合ガスの供
給部３０と、排出部３１とを備えてなるニオイ識別室３
２を設け、前記ニオイ識別室３２内に前記ガス検知素子
２１、２２…２８を内装し、それらガス検知素子２１、
２２…２８の感度をニオイ識別回路２９により、その出
力パターンをマイコンＭに出力する構成とし、前記マイ
コンにより、前記ニオイの識別が可能となる構成にして
ある。尚、図の構成によると、前記ニオイ拡散室にニオ
イ識別対象物Ｓを収容したあと、ポンプ３３を駆動する
と、前記希釈ガス流入部２及び拡散ガス導入部１１から
清浄空気を吸入し、前記流量計１３により、その吸入比
率を変えられる構成になっている。また、ニオイ識別対
象物Ｓの収容初期には濃度が安定しないため、バルブ３
４を切り替え、エアフィルター３５を介して、濃度が安
定するまでの間混合ガスを排出するとともに、濃度が安
定すると前記バルブ３４を切り替えてニオイ識別室３２
に混合ガスを導入できる構成としてある。また、流量計
３６により、全体の流量を制御可能にしてあり、前記バ
ルブ３４，流量計３６は、マイコンＭにより制御され
る。

【００１６】

【実施例】先の構成のニオイ識別装置で、種々のニオイ
成分を用いたニオイ識別試験を行ったところ、図２に示
すようになった。尚、図２（ａ）は、先の図１に示す装
置において、 １：コーヒー粉末（ｃｏｆｆｅｅ） ２：エッセンシャルオイル（ｌｅｍｍｏｎ） ３：エッセンシャルオイル（ｒｏｓｅｍａｒｙ） をニオイ拡散室にセットして、８種のガス検知素子から
の出力を得たものであり、ガス検知素子としては、それ
ぞれ、貴金属薄膜のヒーター及び電極を備えたアルミナ
基板の電極部に、酸化スズ半導体からなる感応層（約３
０μｍ）を設け、その感応層に、下記の触媒を担持した
触媒層（２０μｍ〜５０μｍ）を形成してなるものを用
いた。 ２１：酸化亜鉛 ２２：チタニア ２３：ジルコニア ２４：酸化タングステン担持のアルミナ ２５：シリカアルミナ ２６：酸化モリブデン担持のシリカ ２７：酸化バナジウム担持のシリカ ２８：酸化モリブデンと酸化鉄の複合酸化物 また、図２（ｂ）は、先述の従来のガス供給装置を用い
て、先と同種の８つの前記ガス検知素子により出力パタ
ーンを得たものである。

【００１７】その結果、それぞれニオイ成分は、固有の
出力パターンを有していることがわかる。ここで、従来
のガス供給装置を用いてニオイを識別する場合に比べ
て、本発明のガス供給装置を用いてニオイを識別させた
ときのほうが、出力パターンの再現性が高く、精度の高
い識別が容易になっていることがわかる。

【００１８】〔別実施の形態〕以下に別実施形態を説明
する。先の実施の形態では、前記ガス供給装置をニオイ
の識別に利用する例を示したが、他の用途に用いること
もできる。また、ガス検知素子は、基準ガス検知素子、
ガス検知素子ともに、先述の半導体式のものに限らず、
種々多様なガス検知素子を用いることが出来、たとえ
ば、接触燃焼式、定電位電解式、または水晶振動子、表
面弾性波デバイスに感応膜を塗布したもの等を採用して
もよい。また、触媒層の構成等についても検知対象ガ
ス、ニオイに応じて種々の態様を採用することが出来
る。

【００１９】また、供給すべき混合ガスの発生源が気体
であるような場合には、図３に示すようにガスバッグか
らガスをポンプ供給する形態にしてもよい。尚、図中先
の実施の形態と共通の機能を有する部材には同様の図番
を付して説明を省略してある。

【００２０】また、図４に示すように、前記混合室を２
室直列に設けて、前記混合室（第一混合室）から吐出供
給される混合ガスを流入させる高濃度ガス流入部と、希
釈ガスを流入させる希釈ガス流入部と、前記高濃度ガス
と希釈ガスとの混合ガスを吐出供給するガス吐出供給部
とを備え、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを調
整する混合室（第二混合室）を設けた構成にしてあれ
ば、図６に示すように、前記第一混合室における混合ガ
スの濃度をあらかじめ知ることができるから、その混合
ガスの濃度に基づき、さらに希釈してガス濃度を、より
速やかに安定化させることが可能になる。尚、図６中
（ａ）は、図４に示すガス供給装置、（ｂ）は図７に示
すガス供給装置から吐出される混合ガスのガス濃度が安
定化するまでの経時変化を示すものである。

【００２１】このような構成のガス供給装置を用いれ
ば、コーヒー粉末であっても、そのコーヒーの種類まで
識別できるようになる。たとえば、先の実施の形態と同
様に図４に示すガス供給装置を用いて、モカおよびブラ
ジルの出力パターンを調べたところ、図５中（ａ）に示
すようにモカとブラジルで微妙に異なる出力パターンを
再現性良く検出することができるために、コーヒーの種
類を明確に区別することが可能になり、高精度なニオイ
識別、分析に利用できることが分かる。一方、図５中
（ｂ）は図１に示すガス供給装置によってコーヒーの種
類の識別を行った場合の結果であり、同じサンプルを繰
り返して測定した際、出力パターンの微妙な違いを十分
には再現できていないことが分かる。従って、図４に示
すガス供給装置を用いることで、より高精度な識別結果
が得られることの作用効果は明瞭である。

【００２２】さらに、ガスクロマトグラフィー等の分析
機器によるニオイ分析評価を行いたい場合には、分析対
象ガスの濃度を一定に保つことが、機器の分析能力の信
頼性を高く維持する上で重要となる。特に評価対象が液
体や固体である場合には、ニオイ発生量が一定であると
は言い難い場合が多く、一定条件でのニオイを発生させ
るために煩雑な調整操作をきわめて注意深く行わねばな
らないことになり、分析評価に多大な労力を要するとい
う問題点がある。このような場合であっても、本発明の
ガス供給装置を用いて分析対象ガスを供給すれば、発生
するガスの出力に基づいて、その分析対象ガスの濃度を
一定に維持できるために、常に最適の分析評価条件が得
られる。また、前記基準ガス検知素子の出力レベルを任
意に設定変更できるから、分析機器の較正目的でガスを
供給するような場合であっても、容易にガス濃度と出力
レベルとの相関の知られた種々のガスを供給できるよう
になるため、容易に機器の較正を行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス供給装置の概略図

【図２】ニオイ識別試験の結果を示すグラフ

【図３】別実施の形態に示すガス供給装置の概略図

【図４】別実施の形態に示すガス供給装置の概略図

【図５】別実施の形態に示すガス供給装置によるニオイ
識別試験の結果を示すグラフ

【図６】ガス供給装置の相違による濃度安定化速度の違
いを示すグラフ

【図７】従来のガス供給装置の概略図

【符号の説明】

Ａ ガス供給装置 １ 高濃度ガス流入部 ２ 希釈ガス流入部 ３ ガス吐出供給部 ４ 混合室 ５ 基準ガス検知素子 ６ ガス検知回路 Ｍ マイコン ７ 攪拌装置 Ｂ 高濃度ガス供給部 Ｓ ニオイ識別対象物 １０ ニオイ拡散室 １１ 拡散ガス導入部 １２ 高濃度ガス導出部 １３ 流量計 ２１、２２…２８ ガス検知素子 Ｃ ニオイ識別部 ３０ 供給部 ３１ 排出部 ３２ ニオイ識別室 ２９ ニオイ識別回路 ３３ ポンプ ３４ バルブ ３５ エアフィルター ３６ 流量計

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健吾 大阪府大阪市淀川区三津屋中２丁目５番４ 号 新コスモス電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G046 AA01 AA34 BA01 BA04 BB02 BE03 BG02 BG04 BG06 DB05 DC13 DC16 DC17 DC18 EB01 FB02 FE03 FE22 FE38 FE39 FE44 FE45 FE48 2G060 AA01 AB26 AC10 AD05 AE19 AF07 AF08 AF20 AG08 BA01 BA03 BB13 BB15 BC03 EA02 HB06 HC19 HC21 HE05 JA01 KA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高濃度ガスを流入させる高濃度ガス流入
   部と、希釈ガスを流入させる希釈ガス流入部と、前記高
   濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを吐出供給するガス吐
   出供給部とを備え、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混合
   ガスを調整する混合室を設け、前記混合室内に基準ガス
   検知素子を設け、前記基準ガス検知素子の前記混合ガス
   に対する出力値に基づいて、前記希釈ガスと前記高濃度
   ガスとの流入比率を、前記出力値が所定値に近づくよう
   に制御する制御装置を設けたガス供給装置。
2. 【請求項２】 前記混合室から吐出供給される混合ガス
   を流入させる高濃度ガス流入部と、希釈ガスを流入させ
   る希釈ガス流入部と、前記高濃度ガスと希釈ガスとの混
   合ガスを吐出供給するガス吐出供給部とを備え、前記高
   濃度ガスと希釈ガスとの混合ガスを調整する第二混合室
   を設けた請求項１に記載のガス供給装置。
3. 【請求項３】 前記混合室に高濃度ガスと希釈ガスとを
   均一に混合させる攪拌装置を設けてある請求項１又は２
   に記載のガス供給装置。
4. 【請求項４】 高濃度のニオイ成分を希釈ガスと混合し
   て、基準ガス検知素子に供給し、前記基準ガス検知素子
   によるニオイ検知出力が所定値になるように調整した混
   合ガスを得るとともに、複数種のガス検知素子を備えて
   なるニオイ識別装置に供給し、前記ガス検知素子の出力
   パターンに基づきニオイを識別するニオイ識別方法。