JP2009025113A

JP2009025113A - 呼気濃度測定器

Info

Publication number: JP2009025113A
Application number: JP2007187890A
Authority: JP
Inventors: Isamu Tanishita; 下勇谷
Original assignee: TOPLAND KK
Current assignee: TOPLAND KK
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】口臭の原因となる呼気中の還元性ガス濃度および飲酒による呼気中のエチルアルコールの濃度を、一の測定器で測定することができる呼気濃度測定器の提供。
【解決手段】半導体ガスセンサー１と、半導体素子１１の電気抵抗を測定する測定手段２と、この測定手段２により測定された電気抵抗ＲSの値を用いて呼気中の還元性ガスの濃度を演算する第1の演算手段３１と、測定手段２により測定された電気抵抗ＲSの値を用いて呼気中のエチルアルコールの濃度を演算する第２の演算手段３２と、呼気中の還元性ガスの濃度を測定する場合と呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合とで第1の演算手段３１と第２の演算手段３２とを切り替える切替手段４と、この切替手段４により切り替えられた第1の演算手段３１または第２の演算手段３２により演算した結果を表示する濃度表示手段５１とを備えているものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、口臭の原因となる呼気中の還元性ガスの濃度および飲酒による呼気中のエチルアルコールの濃度の測定を一の測定器で行うことができる呼気濃度測定器に関する。

口臭の原因となる呼気中の還元性ガスの濃度あるいは飲酒による呼気中のエチルアルコールの濃度を測定するものとして半導体素子を有する半導体ガスセンサーを備えた呼気濃度測定器が用いられている。

このような呼気濃度測定器にあっては、被験者の呼気を半導体素子に吹きかけ、呼気中のメチルメルカプタン等の揮発性硫黄化合物を主成分とする還元性ガスあるいは呼気中のエチルアルコールにより半導体素子に吸着している酸素分子等を還元して脱着させ、この脱着による半導体素子の電気抵抗の変化を利用して呼気中の還元性ガスあるいは呼気中のエチルアルコールの濃度を測定するものであり、たとえば、口臭（呼気中の還元性ガスの濃度）を測定する場合には呼気中の還元性ガスの濃度を測定する口臭測定器が（例えば、特許文献１参照）、呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合にはエチルアルコール濃度測定器が（例えば、特許文献２参照）それぞれ用いられている。
特開平５−３２２８１６号公報特開２００４−２４５８００号公報

しかしながら、口臭の原因となる呼気中の揮発性硫黄化合物を主成分とする還元性ガスと呼気中のエチルアルコールとでは濃度に対する半導体素子の電気抵抗の変化が大きく異なるため、測定するガスの種類によって使用する半導体ガスセンサーの種類を変えており、口臭を測定する口臭測定器と呼気中のエチルアルコールの濃度を測定するエチルアルコール濃度測定器とはそれぞれ別個に設けられ、使用に際して利便性等の点で問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものである。

請求項１に係る発明は、口臭の原因となる呼気中の還元性ガスあるいは飲酒による呼気中のエチルアルコールの接触により電気抵抗が変化する半導体素子を有する半導体ガスセンサーと、前記半導体素子の前記電気抵抗を測定する測定手段と、この測定手段により測定された前記電気抵抗の値を用いて前記呼気中の還元性ガスの濃度を演算する第1の演算手段と、前記測定手段により測定された前記電気抵抗の値を用いて前記呼気中のエチルアルコールの濃度を演算する第２の演算手段と、前記呼気中の還元性ガスの濃度を測定する場合と前記呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合とで前記第1の演算手段と前記第２の演算手段とを切り替える切替手段と、この切替手段により切り替えられた前記第1の演算手段または前記第２の演算手段により演算した結果を表示する濃度表示手段とを備えている呼気濃度測定器である。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の呼気濃度測定器において、呼気中の還元性ガスの濃度に対し、あらかじめ定められた還元性ガスの濃度の値と比較して口臭の度合いに分類する第１の分類手段と、呼気中のエチルアルコールの濃度に対し、あらかじめ定められたエチルアルコールの濃度の値と比較して飲酒による酒臭の度合いに分類する第２の分類手段と、前記第１の分類手段または前記第２の分類手段により得られた結果を表示する分類結果表示手段とを有しているものである。

請求項１記載の呼気濃度測定器によれば、測定手段により測定された電気抵抗の値を用いて呼気中の還元性ガスの濃度を演算する第1の演算手段と、測定手段により測定された電気抵抗の値を用いて呼気中のエチルアルコールの濃度を演算する第２の演算手段と、呼気中の還元性ガスの濃度を測定する場合と呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合とで第1の演算手段と第２の演算手段とを切り替える切替手段とを備えているため、一の呼気濃度測定器を用いて口臭の原因となる呼気中の還元性ガスの濃度と飲酒による呼気中のエチルアルコールの濃度とを切替手段により切り替えて測定することができ、利便性が向上すると共に、呼気中の還元性ガスの濃度を測定する場合と呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合とで同じ半導体ガスセンサーを用いることができ、呼気中の還元性ガスの濃度を測定する呼気濃度測定器と呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する呼気濃度測定器とを各別に作製する場合に比べ製造コストを大幅に低減させることができる。

請求項２記載の呼気濃度測定器によれば、請求項１記載の呼気濃度測定器の効果に加え、呼気中の還元性ガスの濃度に対し、あらかじめ定められた還元性ガスの濃度の値と比較して口臭の度合いに分類する第１の分類手段と、呼気中のエチルアルコールの濃度に対し、あらかじめ定められたエチルアルコールの濃度の値と比較して飲酒による酒臭の度合いに分類する第２の分類手段と、第１の分類手段または第２の分類手段により得られた結果を表示する分類結果表示手段とを有しているため、口臭の度合い及び飲酒による酒臭の度合いを迅速かつ簡便に把握することができる。

本発明の実施例１について、図１〜５に基づき説明する。

図１および図２において、Ａは呼気濃度測定器であり、呼気濃度測定器Ａは、半導体ガスセンサー１と、測定手段２と、第1の演算手段３１と、第２の演算手段３２と、切替手段４と、濃度表示手段５１とにより概略的に構成され、これらはケース本体６１内に組み込まれている。

半導体ガスセンサー１は、呼気中の還元性ガスおよび呼気中のエチルアルコールを検知するもので、電源となる電池８に接続され、ケース本体６１を覆う蓋体６２に穿設された呼気導入口６２ａに臨むように取り付けられている。

この半導体ガスセンサー１は、図３に示したように、口臭の原因となる呼気中の還元性ガスあるいは飲酒による呼気中のエチルアルコールの接触により電気抵抗が変化する半導体素子１１を有している。半導体素子１１には、例えば、半導体材料として酸化スズなどの酸化物を用いた公知のものを使用することができる。この半導体素子１１には絶縁体であるアルミナ基板１２を介して該半導体素子を加熱するためのヒータ１３（図４参照）が設けられており、半導体素子１１およびヒータ１３はそれぞれ端子１４、１４、・・に接続されている。また、半導体ガスセンサー１には半導体素子１１に呼気を導入するための通孔１５、１５、・・が設けられている。なお、ここでいう還元性ガスとは、口臭の原因となるメチルメルカプタンや硫化水素などを含む揮発性硫黄化合物であり、還元性ガスにエチルアルコールは含まないものとする。

測定手段２は、半導体素子１１の電気抵抗を測定するもので、図４に示したように、半導体ガスセンサー１の電気回路に直列に接続した基準抵抗Ｒ_Lの端子間電圧Ｖ_Lおよび負荷全体にかかる電圧Ｖ_Cを測定することにより半導体素子１１の抵抗値Ｒ_Sを算出して出力するものである。

第1の演算手段３１は、測定手段２により測定された電気抵抗Ｒ_Sの値を用いて呼気中の還元性ガスの濃度を演算するものであり、測定された電気抵抗Ｒ_Sと還元性ガスを含まない清浄な空気の電気抵抗Ｒ_S（０）との抵抗比（Ｒ_S／Ｒ_S（０））から、図５に例示したような、あらかじめ求めておいた関数１により呼気中の還元性ガスの濃度を演算する。

第２の演算手段３２は、測定手段２により測定された電気抵抗Ｒｓの値を用いて呼気中のエチルアルコールの濃度を演算するものであり、前述の第1の演算手段３１と同様に、抵抗比（Ｒ_S／Ｒ_S（０））から、図５に例示したような、あらかじめ求めておいた関数２により呼気中のエチルアルコールの濃度を演算する。

これらの第１の演算手段３１および第２の演算手段３２は、関数１および関数２の演算プログラムが組み込まれたマイコンが用いられる。

切替手段４は、図４に示したように、第1の演算手段３１と第２の演算手段３２とを切り替えるものであり、口臭の原因となる呼気中の還元性ガスの濃度を測定する場合には第１の演算手段３１に切り替え、飲酒による呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合には第２の演算手段３２に切り替えることにより、それぞれの演算を行うことができる。

濃度表示手段５１は、切替手段４により切り替えられた第1の演算手段３１または第２の演算手段３２により演算した結果を表示するものであり、例えば、液晶表示装置や蛍光表示装置などの公知のデバイスが用いられ、演算された呼気中の還元性ガスの濃度および呼気中のエチルアルコールの濃度をｐｐｍあるいはｍｇ／ｌを単位として表示したりする。この表示は、蓋体６２に設けられた表示窓６２ｂ（図２参照）を介して見ることができる。

次に、前述のように構成される本発明に係る呼気濃度測定器Ａの作用について説明する。図４に示したように、呼気濃度測定器Ａの電源スイッチＳＷ１、ＳＷ２を入れると、半導体素子１１およびヒータ１３に所定の電圧が印加され、このヒータ１３により半導体素子１１が加熱されて所定の温度（約３００℃）に昇温される。

そして、切替手段４（図１、図２、図４参照）により口臭（呼気中の還元性ガスの濃度）を測定するか、呼気中のエチルアルコールの濃度を測定するかを選択して切り替える。この切替手段４により「口臭」を選択した場合には、呼気中の還元性ガスの濃度を演算する第１の演算手段３１に切り替えられ、「アルコール」を選択した場合には、呼気中のエチルアルコールの濃度を演算する第２の演算手段３２に切り替えられる。

次に、被験者が呼気濃度測定器Ａの呼気導入口６２ａ（図１参照）に向かって呼気を吹きかけると、この呼気は呼気導入口６２ａおよび半導体ガスセンサー１の通孔１５、１５、・・（図３参照）を介して半導体素子１１に達し、半導体素子１１の表面において、あらかじめ吸着している酸素分子等と呼気中に含まれる還元性ガス若しくはエチルアルコールとが酸化還元反応を起こし、酸素分子等が還元されて気化して半導体素子１１から脱着する。

このとき、脱着した酸素分子等の割合により半導体素子１１の電気抵抗Ｒ_Sが変化するため、この変化した電気抵抗Ｒ_Sを測定手段２により測定し、測定値は切替手段４により切り替えた第１の演算手段３１若しくは第２の演算手段３２に送信される。

そして、送信された測定値を用いて、第１の演算手段３１に切り替えた場合にあっては前述の関数１により呼気中の還元性ガスの濃度が、第２の演算手段３２に切り替えた場合にあっては前述の関数２により呼気中のエチルアルコールの濃度が演算され、この演算結果は濃度表示手段５１に送信されて呼気中の還元性ガスの濃度若しくは呼気中のエチルアルコールの濃度として表示される。なお、口臭は揮発性硫黄化合物の存在が主因と考えられるため、前述の関数１は、メチルメルカプタンや硫化水素を含む所定の組成の揮発性硫黄化合物の濃度と抵抗比（Ｒ_S／Ｒ_S（０））とにより実験的に決められる。

ところで、切替手段４を設けて第１の演算手段３１と第２の演算手段３２とを切り替える構成としたのは、呼気中の還元性ガス、エチルアルコールのいずれであっても半導体素子１１に吸着している酸素分子等と酸化還元反応を起こして電気抵抗Ｒ_Sが変化するものの、この電気抵抗Ｒ_Sの変化は、図５に例示したように、接触するガスの濃度だけでなくガスの種類によっても該ガスの有する還元力により異なるためであり、口臭の原因となる呼気中の還元性ガスとエチルアルコールとは、それぞれ別個の関数１、関数２を用いて濃度を演算する必要があるからである。この切替手段４を設けることで一の半導体ガスセンサー１を用いて口臭とエチルアルコールの濃度の両者を切り替えて測定することができる。

次に、本発明の実施例２について、前述の実施例１と同一部分に同一符号を付して図６、図７に基づき説明する。実施例２の呼気濃度測定器Ａは、図６に示したように、実施例１で示した呼気濃度測定器Ａに、第１の分類手段７１と、第２の分類手段７２と、分類結果表示手段５２を設けたものである。

第１の分類手段７１は、呼気中の還元性ガスの濃度に対し、あらかじめ定められた還元性ガスの濃度の値と比較して口臭の度合いに分類するものであり、分類の基準となる還元性ガスの濃度を低濃度（無臭）から高濃度（強臭）まで数ランクに分け、測定した還元性ガスの濃度がどのレベルに相当するかにより口臭の度合いに分類する。具体的には、例えば、還元性ガスの濃度を低濃度（無臭）の「１」から高濃度（強臭）の「６」までの６ランクに分け、測定した還元性ガスの濃度が「１」〜「６」のいずれのレベルに相当するかを第１の分類手段７１により求めて口臭の度合いに分類する。

第２の分類手段７２は、呼気中のエチルアルコールの濃度に対し、あらかじめ定められたエチルアルコールの濃度の値と比較して飲酒による酒臭の度合いに分類するものであり、前述の第１の分類手段７１と同様に、エチルアルコールの濃度を酒臭に応じて数ランクに分け、測定したエチルアルコールの濃度がどのレベルに相当するかにより酒臭の度合いに分類する。

ここで、あらかじめ定められた濃度とは、あらかじめ官能試験により口臭の度合い若しくは酒臭の度合いに対応づけられた濃度をいう。

分類結果表示手段５２は、第１の分類手段７１または第２の分類手段７２により得られた結果（レベル）を表示するものであり、例えば、口臭の測定において、口臭の度合いを６ランクに分け、レベル「３」に分類された場合には、図７（ａ）に示したように、「３」を表示した数値５２ａと共に該数値５２ａに対応するグラフ５２ｂ等を表示する。また、例えば、酒臭の測定において、酒臭の度合いを６ランクに分け、レベル「４」に分類された場合には、図７（ｂ）に示したように、「４」を表示した数値５２ａ及び該数値５２ａに対応するグラフ５２ｂを表示する。なお、分類結果表示手段５２による表示と共に、表示手段５１による表示を行ってもよい（図７（ｂ）では、酒臭の度合いのレベル「４」と共にエチルアルコールの濃度「０．１５ｍｇ／ｌ」を表示した例を示している）。

この分類結果表示手段５２は、濃度表示手段５１と同じように、液晶表示装置や蛍光表示装置などの公知のデバイスを用いことができる。

本発明の呼気濃度測定器の斜視図である。図１のケース本体と蓋体を分離した斜視図である。図１の半導体ガスセンサーの一部切断斜視図である。図１の構成図である。図１の呼気中の還元性ガスまたはエチルアルコールの濃度と半導体素子の抵抗比との関係を示した図である。図１の変形例を示した構成図である。図６の分類結果表示手段を示した部分図であり、図７（ａ）は分類結果表示手段による口臭の度合いを表示した表示例を、図７（ｂ）は分類結果表示手段による酒臭の度合いと共に濃度表示手段によるエチルアルコールの濃度を表示した表示例を、それぞれ示している。

符号の説明

Ａ呼気濃度測定器
１半導体ガスセンサー
１１半導体素子
２測定手段
３１第１の演算手段
３２第２の演算手段
４切替手段
５１濃度表示手段
５２分類結果表示手段

Claims

口臭の原因となる呼気中の還元性ガスあるいは飲酒による呼気中のエチルアルコールの接触により電気抵抗が変化する半導体素子を有する半導体ガスセンサーと、
前記半導体素子の前記電気抵抗を測定する測定手段と、
この測定手段により測定された前記電気抵抗の値を用いて前記呼気中の還元性ガスの濃度を演算する第1の演算手段と、
前記測定手段により測定された前記電気抵抗の値を用いて前記呼気中のエチルアルコールの濃度を演算する第２の演算手段と、
前記呼気中の還元性ガスの濃度を測定する場合と前記呼気中のエチルアルコールの濃度を測定する場合とで前記第1の演算手段と前記第２の演算手段とを切り替える切替手段と、
この切替手段により切り替えられた前記第1の演算手段または前記第２の演算手段により演算した結果を表示する濃度表示手段とを備えていることを特徴とする呼気濃度測定器。
呼気中の還元性ガスの濃度に対し、あらかじめ定められた還元性ガスの濃度の値と比較して口臭の度合いに分類する第１の分類手段と、
呼気中のエチルアルコールの濃度に対し、あらかじめ定められたエチルアルコールの濃度の値と比較して飲酒による酒臭の度合いに分類する第２の分類手段と、
前記第１の分類手段または前記第２の分類手段により得られた結果を表示する分類結果表示手段とを有していること特徴とする請求項１記載の呼気濃度測定器。