JP2011196985A - Method of measuring environment - Google Patents

Method of measuring environment Download PDF

Info

Publication number
JP2011196985A
JP2011196985A JP2010226938A JP2010226938A JP2011196985A JP 2011196985 A JP2011196985 A JP 2011196985A JP 2010226938 A JP2010226938 A JP 2010226938A JP 2010226938 A JP2010226938 A JP 2010226938A JP 2011196985 A JP2011196985 A JP 2011196985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
color
gas
thin film
specific gas
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.)
Withdrawn
Application number
JP2010226938A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoko Todo
洋子 藤堂
Hisashi Matsuda
寿 松田
Atsushi Yamamoto
敦史 山本
Kengo Wakamatsu
建吾 若松
Haruka Sasaki
遥 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2010226938A priority Critical patent/JP2011196985A/en
Publication of JP2011196985A publication Critical patent/JP2011196985A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly, precisely, and easily measure concentration of gas to be measured.SOLUTION: As a metal thin film, for example an alloy composition thin film is created (S1), an exposure test of the alloy composition thin film is executed for each different kind of corrosive gas (S2), a change in a color image of the entire thin film with time is photographed (S3), and an alloy composition candidate where a curve in which image data are expanded onto an rgb color space does not cross is selected (S4). A compound gas test of an object gas is performed to verify the absence of a mutual influence (S6). A test at a different gas concentration is executed for each corrosive gas with a determined alloy composition, a calibration curve is created, and a plurality of travel distance data for each concentration indicating results where a relationship between a travel distance of three stimulus values traveling on the calibration curve is obtained for each concentration are stored (S7). Under exposure of the corrosive gas the concentration of which is unknown, the travel distance where the three stimulus values travel along the calibration curve, and exposure time are observed, and the concentration of a corrosive gas the concentration of which is unknown is calculated, based on the observation result and a plurality of stored travel distance data for each concentration (S8).

Description

本発明は、環境における特定ガスの濃度を測定する環境測定方法、環境測定装置、および環境測定素子に関する。   The present invention relates to an environment measuring method, an environment measuring apparatus, and an environment measuring element for measuring the concentration of a specific gas in the environment.

電子・電気機器を設置する周囲環境に腐食性ガス、海塩粒子、塵埃等が多く存在すると、機器の劣化が予想外に早く進行し、納入後早々に腐食トラブルに見舞われることがある。このため、機器の設置前に設置環境が機器に与える影響を把握することを目的に環境評価を実施することが一般的である。また、納入後予期しなかった腐食トラブルが発生すると、原因調査や環境改善効果の把握のために環境評価を実施することが多い。   If there are a lot of corrosive gas, sea salt particles, dust, etc. in the surrounding environment where electronic / electric equipment is installed, the deterioration of the equipment progresses unexpectedly and may suffer from corrosion problems soon after delivery. For this reason, it is common to perform environmental evaluation for the purpose of grasping the influence of the installation environment on the device before the device is installed. In addition, when an unexpected corrosion problem occurs after delivery, environmental assessment is often performed to investigate the cause and grasp the environmental improvement effects.

例えば、電子・電気機器が設置されているような環境の腐食性ガス濃度はほとんどが1ppm以下と低濃度であるため、ガス検知管等で簡便に測定することはできず、以下のような方法が採用されている。   For example, the corrosive gas concentration in an environment where electronic / electrical equipment is installed is almost as low as 1 ppm or less, so it cannot be easily measured with a gas detector tube. Is adopted.

従来から行われている環境評価方法として、対象とする環境の大気を採取し、これに含まれるガスを化学的に分析する方法と、環境中に特定の物質を一定期間曝露し、その変化を調べる方法とに大別される。後者の方法は、単一あるいは複数の金属板を曝露して、その重量変化を調べる方法が一般的に行われている。あるいは、ガスを吸着する薬剤を滲みこませたろ紙を曝露して、ガスと薬剤を反応させることで吸着させ、吸着量を化学的に調べる方法も行われている。また、近年では、特許文献1に示されるような、水晶発振動子上に成膜された物質の重量変化を振動数の変化から求める方法が提案されている。さらには、特許文献2には、2種類以上の金属薄膜を1枚の絶縁基板上に形成し、その透過光、反射光、及び電気抵抗の変化から環境評価を行う方法が開示されている。また、特許文献3に示されるような、金属試験片の腐食の色変化を、RGB各色の数値で複数環境レベルに分けた判定テーブルに基づき判定する方法が開示されている。この方法は、RGBの色毎に判定しているため、各色の環境レベルが異なると、各々の判定結果を平均して環境レベルを決定している。しかしながら、いずれの方法も、結果を得るまでに時間がかかる方法や、精度が高くない方法であり、測定対象となるガスの濃度を短時間で精度良く簡便に測定することができない。   Conventional environmental assessment methods include sampling the atmosphere of the target environment and chemically analyzing the gas contained in it, and exposing a specific substance to the environment for a certain period of time, It is divided roughly into the method of examining. The latter method is generally performed by exposing a single or a plurality of metal plates and examining their weight changes. Alternatively, a method of chemically examining the amount of adsorption by exposing a filter paper soaked with a gas adsorbing drug and causing the gas and the drug to react with each other is also performed. In recent years, there has been proposed a method for obtaining a change in weight of a substance deposited on a crystal oscillator from a change in frequency as disclosed in Patent Document 1. Further, Patent Document 2 discloses a method of forming an environment evaluation from changes in transmitted light, reflected light, and electric resistance by forming two or more types of metal thin films on one insulating substrate. Further, as disclosed in Patent Document 3, a method for determining the color change of corrosion of a metal test piece based on a determination table divided into a plurality of environmental levels by numerical values of RGB colors is disclosed. Since this method makes a determination for each color of RGB, if the environmental level of each color is different, the environmental level is determined by averaging the respective determination results. However, any of these methods is a method that takes a long time to obtain a result or a method that does not have high accuracy, and the concentration of the gas to be measured cannot be measured accurately and simply in a short time.

一方、特許文献4には、ガスの種類の応じて反応性が異なる2種類以上の金属を含み、かつ基板表面上の位置ごとに連続的または断続的に組成が異なり、組成と反応するガスの種類に応じて反応後の色調が異なる薄膜が基板表面に形成された環境測定素子が提案されている。また、特許文献5には、温度の変化を受け発色状態が変化する発色部材の色の3刺激値と温度との関係を3次元色空間内で表示し、発色範囲の全域に渡って色の3刺激値と温度とを1価関数的に対応させることによって、広い範囲に渡って温度を計測する技術が提案されている。   On the other hand, Patent Document 4 includes two or more types of metals having different reactivities depending on the type of gas, and the composition is continuously or intermittently different for each position on the substrate surface. There has been proposed an environmental measuring element in which thin films having different colors after reaction are formed on the substrate surface depending on the type. Further, in Patent Document 5, the relationship between the tristimulus value of the color of the coloring member whose color development state changes in response to the temperature and the temperature is displayed in a three-dimensional color space, and the color of the color over the entire coloring range is displayed. There has been proposed a technique for measuring temperature over a wide range by associating tristimulus values with temperature in a monovalent function.

特開2001−99777号公報JP 2001-99777 A 特開2003−294606号公報JP 2003-294606 A 特許第3350578号公報Japanese Patent No. 3350578 特開2006−145390号公報JP 2006-145390 A 特許第3376237号公報Japanese Patent No. 3376237

特許文献4は、ガスの種類などを特定するのに優れた技術であり、特許文献5は、対象物の温度などを測定するのに優れた技術であると言える。しかしながら、これらの技術を用いても、測定対象となるガスの濃度を短時間で精度良く簡便に測定することは容易なことではない。   Patent Document 4 is an excellent technique for specifying the type of gas and the like, and Patent Document 5 is an excellent technique for measuring the temperature of an object. However, even if these techniques are used, it is not easy to measure the concentration of the gas to be measured accurately and simply in a short time.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、測定対象となるガスの濃度を短時間で精度良く簡便に測定することが可能な環境測定方法、環境測定装置、および環境測定素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an environmental measurement method, an environmental measurement device, and an environmental measurement element capable of measuring the concentration of a gas to be measured accurately and simply in a short time. For the purpose.

本発明の一態様による環境測定方法は、少なくとも1種類の特定ガスに曝露されて色が経時変化する第1の素子を濃度が既知の前記特定ガスに曝露させた状態で前記第1の素子の色の経時変化を撮像装置により撮影し前記第1の素子の色の3刺激値が各刺激値に1本の座標軸を対応させた3本の座標軸を有する3次元色空間の中で移動する軌跡に応じた曲線であって前記3次元色空間の中で自身が交差しない曲線を較正曲線とし、当該較正曲線上を移動する色の3刺激値の移動距離と曝露時間との関係を濃度別に求めて得られる濃度別の複数の移動距離データと、前記第1の素子と同じ組成を有する第2の素子を濃度が未知の前記特定ガスに曝露し、前記第2の素子の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測して得られる観測結果とに基づき、前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求めることを特徴とする。   The environmental measurement method according to an aspect of the present invention includes a first element that is exposed to at least one specific gas and changes in color with time, and is exposed to the specific gas having a known concentration. A trajectory in which a color change with time is photographed by an imaging device, and the tristimulus values of the color of the first element move in a three-dimensional color space having three coordinate axes in which one coordinate axis corresponds to each stimulus value. The curve that corresponds to the curve and does not intersect itself in the three-dimensional color space is defined as a calibration curve, and the relationship between the moving distance of the tristimulus values of the color moving on the calibration curve and the exposure time is obtained for each concentration. A plurality of moving distance data by concentration obtained by exposing the second element having the same composition as the first element to the specific gas having an unknown concentration, and the tristimulus values of the color of the second element Move along the calibration curve in the three-dimensional color space. Based on the observation results obtained by observing the distance between the exposure time and the concentration and obtains the concentration of the unknown specific gas.

また、本発明の他の態様による環境測定装置は、少なくとも1種類の特定ガスに曝露されて色が経時変化する第1の素子を特定ガスに曝露させた状態で撮像装置により撮影される前記第1の素子の色の3刺激値が各刺激値に1本の座標軸を対応させた3本の座標軸を有する3次元色空間の中で移動する軌跡に応じた曲線であって前記3次元色空間の中で自身が交差しない曲線を較正曲線とし、当該較正曲線上を移動する色の3刺激値の移動距離と曝露時間との関係を濃度別に求めて得られる濃度別の複数の移動距離データを記憶媒体に保管する記憶手段と、前記第1の素子と同じ組成を有する第2の素子を載置かつ交換可能にする保持部と、前記第2の素子に所定の光を当てる照明と、前記第2の素子の色の変化を撮影可能な撮像装置と、濃度が未知の特定ガスに前記第2の素子が曝露される状態で、前記第2の素子の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測し、その観測結果と前記記憶手段の前記濃度別の複数の移動距離データとに基づき、前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求めるガス濃度演算手段とを備えたことを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an environment measuring apparatus that is photographed by an imaging device in a state where a first element that is exposed to at least one specific gas and changes its color with time is exposed to the specific gas. The three-stimulus value of the color of one element is a curve corresponding to a trajectory moving in a three-dimensional color space having three coordinate axes in which one coordinate axis corresponds to each stimulus value, and the three-dimensional color space A plurality of movement distance data for each concentration obtained by calculating the relationship between the movement distance of the tristimulus values of the color moving on the calibration curve and the exposure time for each concentration. A storage means for storing in a storage medium; a holding unit that allows the second element having the same composition as the first element to be placed and exchanged; an illumination that applies predetermined light to the second element; An imaging device capable of photographing the color change of the second element; The distance and exposure that the tristimulus value of the color of the second element moves along the calibration curve in the three-dimensional color space with the second element exposed to a specific gas of unknown Gas concentration calculating means for observing time and obtaining the concentration of a specific gas whose concentration is unknown based on the observation result and a plurality of movement distance data for each concentration of the storage means To do.

また、本発明の他の態様による環境測定素子は、特定ガスに曝露されて色が経時変化する金属薄膜を表面に備えた環境測定素子であって、前記金属薄膜は、前記特定ガスに曝露されて色が経時変化する際に当該色の経時変化が色の3刺激値を座標軸とする3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有することを特徴とする。   An environment measurement element according to another aspect of the present invention is an environment measurement element having a metal thin film whose color changes with time when exposed to a specific gas. The metal thin film is exposed to the specific gas. When the color changes with time, the color change has a metal composition that forms a curve that does not intersect with itself in a three-dimensional color space having the tristimulus values of the color as coordinate axes.

本発明によれば、測定対象となるガスの濃度を短時間で精度良く簡便に測定することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to easily and accurately measure the concentration of a gas to be measured in a short time.

本発明の第1の実施形態に係る環境測定装置の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the environment measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 環境測定装置に使用される金属薄膜の一例を示す概念図。The conceptual diagram which shows an example of the metal thin film used for an environmental measuring apparatus. 薄膜の色変化に伴うrgb値の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of rgb value accompanying the color change of a thin film. 薄膜の色変化に伴うrgb値の変化をrgbの3次元色空間上に展開した様子を示すグラフ。The graph which shows a mode that the change of the rgb value accompanying the color change of a thin film was expand | deployed on rgb three-dimensional color space. キャリブレーションカーブとして使用できないカーブの一例を示す図。The figure which shows an example of the curve which cannot be used as a calibration curve. キャリブレーションカーブとして使用できないカーブの別の例を示す図。The figure which shows another example of the curve which cannot be used as a calibration curve. キャリブレーションカーブの許容誤差範囲を示す概念図。The conceptual diagram which shows the tolerance range of a calibration curve. ガラス基板上にCu60%−Ag20%−Sn20%を蒸着し、硫化水素ガス中で腐食させたときの色変化をrgb値に変換して示すグラフ。The graph which converts the color change when Cu60% -Ag20% -Sn20% is vapor-deposited on a glass substrate, and is corroded in hydrogen sulfide gas, and converts into a rgb value. 図8の色変化をrgb色空間上に展開し直した様子を示すグラフ。The graph which shows a mode that the color change of FIG. 8 was re-expanded on rgb color space. ガス濃度に依存して色変化の進行度合いが進む様子を示すグラフ。The graph which shows a mode that the progress degree of a color change advances depending on gas concentration. ガス濃度と曝露時間とが線形関係(反比例関係)にあることを示すグラフ。The graph which shows that gas concentration and exposure time have a linear relationship (inverse proportional relationship). 図9に示した各濃度毎の呈色変化(較正曲線)から、rgbの3次元色空間における曝露時間毎の移動距離(累積値)を求め、ガス濃度に応じて比較した様子を示す概念図。FIG. 9 is a conceptual diagram showing how the movement distance (cumulative value) for each exposure time in the three-dimensional color space of rgb is obtained from the color change (calibration curve) for each concentration shown in FIG. 9 and compared according to the gas concentration. . 測定対象のガス濃度を同定する方法を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the method of identifying the gas concentration of a measuring object. 較正曲線を増やすことで同定濃度の精度を高めることを説明するためのグラフ。The graph for demonstrating raising the precision of identification density | concentration by increasing a calibration curve. 対象ガスの濃度変化(急激な濃度の増加など)を評価する方法を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the method of evaluating the density | concentration change (a sudden increase in density | concentration etc.) of object gas. 較正曲線が1本の場合でも濃度が基準濃度以上になったかどうかの判定を行えることを説明するためのグラフ。The graph for demonstrating that it can be determined whether the density | concentration became more than a reference density, even when there is one calibration curve. 金属薄膜生成時に表面状態を一様にするのが難しいことを説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating that it is difficult to make a surface state uniform at the time of metal thin film production | generation. データの許容範囲を狭めてその範囲内の画素のrgb値を較正曲線に重ねて示した様子を示すグラフ。The graph which shows a mode that the allowable range of data was narrowed and the rgb value of the pixel in the range was overlapped on the calibration curve. 曝露時間に対する頻度分布を求め、平均値を計算することにより、選択領域の曝露時間を同定することを説明するためのグラフ。The graph for demonstrating identifying the exposure time of the selection area | region by calculating | requiring the frequency distribution with respect to exposure time, and calculating an average value. 同実施形態に係る環境測定方法の基本的な手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the basic procedure of the environmental measurement method which concerns on the embodiment. 本発明の第2の実施形態に係る環境測定装置の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the environment measurement apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る同実施形態に係る環境測定素子の第1の例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the 1st example of the environment measuring element which concerns on the same embodiment which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 同実施形態に係る環境測定素子の第2の例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the 2nd example of the environment measuring element which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る環境測定素子の第3の例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the 3rd example of the environmental measurement element which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る環境測定素子の第4の例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the 4th example of the environment measuring element which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る環境測定素子を用いて腐食性ガスの濃度測定を行う環境測定装置の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the environmental measurement apparatus which measures the density | concentration of corrosive gas using the environmental measurement element which concerns on the same embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
最初に、本発明の第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る環境測定装置の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the environment measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1に示される環境測定装置は、例えば携帯可能な端末として実現することができ、構成要素として、金属薄膜1と、CCDカメラ2と、データ作成部3,記憶部4,およびガス濃度演算部5を有する情報処理部6と、出力装置7とを備えている。そのほかに、図示はしないが、金属薄膜1に所定の光を当てる照明や、金属薄膜1を載置かつ交換可能にする保持部が備えられる。   The environment measurement apparatus shown in FIG. 1 can be realized as a portable terminal, for example, and includes, as constituent elements, a metal thin film 1, a CCD camera 2, a data creation unit 3, a storage unit 4, and a gas concentration calculation unit. 5 and an output device 7. In addition, although not shown in the figure, illumination for applying predetermined light to the metal thin film 1 and a holding unit that allows the metal thin film 1 to be mounted and replaced are provided.

金属薄膜1は、基板上に蒸着された金属の薄膜であり、少なくとも1種類の特定ガスに曝露されて色が経時変化する傾向が位置毎に異なる素子である。例えば、2種類以上の腐食性ガスに適用することができ、腐食性ガスの種類に応じて反応性が異なる3種類の金属を含み、かつ位置ごとに連続的または断続的に組成が異なっており、当該組成と反応する腐食性ガスの種類とに応じて反応後の色調が異なる合金組成傾斜薄膜を採用する。合金組成傾斜薄膜は、例えば図2に示されるように、ガラス基板上にCu−Ag−Sn組成傾斜薄膜が形成され、このCu−Ag−Sn組成傾斜薄膜は、その表面において、Cu含有率がx軸方向に変化し、Ag含有率がy軸方向に変化し、かつ、Sn含有率がz軸方向に変化するように構成される。   The metal thin film 1 is a metal thin film deposited on a substrate, and is an element that is exposed to at least one specific gas and has a tendency to change in color with time. For example, it can be applied to two or more types of corrosive gases, includes three types of metals that have different reactivities depending on the type of corrosive gas, and the composition varies continuously or intermittently at each position. In addition, an alloy composition gradient thin film having a different color tone after reaction depending on the type of corrosive gas that reacts with the composition is employed. For example, as shown in FIG. 2, the alloy composition gradient thin film has a Cu-Ag-Sn composition gradient thin film formed on a glass substrate, and the Cu-Ag-Sn composition gradient thin film has a Cu content on the surface thereof. It is configured to change in the x-axis direction, the Ag content rate to change in the y-axis direction, and the Sn content rate to change in the z-axis direction.

このように、腐食により色変化が発生する金属として、金属板ではなく、金属薄膜を適用し、腐食性ガスと反応する平坦な基材表面に蒸着した金属薄膜が腐食することにより色の計時変化を観測できるようにする。金属薄膜組成は、後述する3刺激値の3次元色空間の中で色の3刺激値による較正曲線(キャリブレーションカーブ)が交わったり変化しなかったりするような組成では観測が困難となるため、較正曲線が最も大きくうねり、観測しやすいカーブを生じさせる組成を採用する。最適金属組成を実現するためには、前述したような合金組成傾斜薄膜を用いることが望ましい。合金組成傾斜薄膜は、前述の例のように3元系の組成傾斜薄膜の場合、3元素のあらゆる合金組成を1枚の基板上に形成できる。この基板を、腐食性ガス雰囲気に曝露し、各合金組成毎に、後述する3刺激値の3次元色空間で色変化を表すことにより、最適組成を簡便に選定することができる。このようにして採用した金属組成薄膜は、反応性が高い薄膜金属組成であるため、測定時間を短くする効果もある。   In this way, as a metal that changes color due to corrosion, a metal thin film is applied instead of a metal plate, and the time of color changes due to corrosion of a metal thin film deposited on a flat substrate surface that reacts with corrosive gas. Can be observed. Since the metal thin film composition is difficult to observe in a composition in which the calibration curve (calibration curve) of the tristimulus values of the color does not change or change in the three-dimensional color space of the tristimulus values described later, A composition that produces the most wavy calibration curve and an easily observable curve is adopted. In order to realize the optimum metal composition, it is desirable to use the alloy composition gradient thin film as described above. When the alloy composition gradient thin film is a ternary composition gradient thin film as in the above example, all alloy compositions of the three elements can be formed on one substrate. By exposing this substrate to a corrosive gas atmosphere and expressing the color change in a three-stimulus value three-dimensional color space described later for each alloy composition, the optimum composition can be easily selected. The metal composition thin film adopted in this way is a highly reactive thin film metal composition, and therefore has the effect of shortening the measurement time.

また、金属薄膜1が曝露される腐食性ガスは、環境中に存在する主要な腐食性ガスであり、例えば、亜硫酸ガス、硫化水素ガス、塩素ガス、アンモニアガス、窒素酸化物ガスなどが挙げられる。ここでいう窒素酸化物ガスには、一酸化二窒素、酸化窒素、三酸化二窒素、二酸化窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素などが含まれる。   The corrosive gas to which the metal thin film 1 is exposed is a main corrosive gas existing in the environment, and examples thereof include sulfurous acid gas, hydrogen sulfide gas, chlorine gas, ammonia gas, and nitrogen oxide gas. . The nitrogen oxide gas here includes dinitrogen monoxide, nitric oxide, dinitrogen trioxide, nitrogen dioxide, dinitrogen tetroxide, dinitrogen pentoxide, and the like.

なお、金属薄膜1の作製および使用にあたっては、前述の特許文献4に示される各種の技術を適用してもよい。   In manufacturing and using the metal thin film 1, various techniques shown in the above-mentioned Patent Document 4 may be applied.

CCDカメラ2は、金属薄膜1の各位置における色の経時変化をカラー画像として撮影することのできる撮像装置である。   The CCD camera 2 is an imaging device that can capture a color change with time at each position of the metal thin film 1 as a color image.

データ作成部3,記憶部4,およびガス濃度演算部5を有する情報処理部6は、例えばプログラムを実行するプロセッサやメモリを備えたコンピュータとして実現することができる。   The information processing unit 6 having the data creation unit 3, the storage unit 4, and the gas concentration calculation unit 5 can be realized as, for example, a computer including a processor that executes a program and a memory.

データ作成部3は、CCDカメラ2により撮影される金属薄膜1の色の3刺激値を算出する機能を備えるほか、3刺激値が各刺激値に1本の座標軸を対応させた3本の座標軸を有する3次元色空間の中で移動する軌跡をそれぞれ求める機能や、当該軌跡に応じた曲線をそれぞれ作成する機能、金属薄膜1の各位置のうち、前記3次元色空間の中で曲線自身が交差しない所定の位置を選定し、金属薄膜1を濃度が既知である異なる濃度の特定ガスに別々に曝露させる試験を実施する機能や、当該試験において、前記選定した位置の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で移動する軌跡に応じた曲線を較正曲線(キャリブレーションカーブ)とし、当該較正曲線上を移動する色の3刺激値の移動距離と曝露時間との関係を濃度別に求めて得られる濃度別の複数の移動距離データを記憶媒体に保管する機能などを有する。また、このような較正曲線や関連する複数の移動距離データは、腐食性ガス毎に作成する。これにより、腐食性ガス毎に、該当する較正曲線や複数の移動距離データに基づいて、所望のガスの濃度を測定することができる。   The data creation unit 3 has a function of calculating the tristimulus values of the color of the metal thin film 1 photographed by the CCD camera 2, and three coordinate axes in which the tristimulus values correspond to one coordinate axis for each stimulus value. Among the functions for obtaining each trajectory moving in a three-dimensional color space having a function, the function for creating a curve corresponding to the trajectory, and the position of the metal thin film 1, the curve itself is in the three-dimensional color space. A function of performing a test for selecting a predetermined position that does not intersect and separately exposing the metal thin film 1 to a specific gas having a different concentration and a known concentration, and the tristimulus value of the color at the selected position in the test. A curve corresponding to the locus moving in the three-dimensional color space is used as a calibration curve (calibration curve), and the relationship between the moving distance of the tristimulus value of the color moving on the calibration curve and the exposure time is obtained for each concentration. Obtained Having like storing function to degrees by a plurality of mobile distance data storage medium. Further, such a calibration curve and a plurality of related movement distance data are created for each corrosive gas. Thereby, the density | concentration of desired gas can be measured for every corrosive gas based on a corresponding calibration curve and several movement distance data.

腐食性ガスによる金属の腐食反応における色変化は、低濃度の場合は変化速度が遅く、高濃度の場合は変化速度が速いが、色変化の傾向はほぼ同じである。したがって、前述したように濃度別に較正曲線に関する移動距離データを作成しておくことで、任意の曝露時間の任意のガス濃度の測定が可能となる。   The color change in the corrosion reaction of the metal by the corrosive gas has a low change rate when the concentration is low and a high change rate when the concentration is high, but the tendency of the color change is almost the same. Therefore, by preparing the movement distance data regarding the calibration curve for each concentration as described above, it is possible to measure an arbitrary gas concentration at an arbitrary exposure time.

なお、本実施形態では、前記3次元色空間における色の3刺激値は、RGB表色系における3刺激値をR,G,Bとした場合、数式r=R/(R+G+B)、g=G/(R+G+B)、b=B/(R+G+B)から得られる値で表されるようにする。このように3刺激値にrgb値を採用すると、3刺激値にRGB値を採用した場合と比較して、色計測時の明度の違いを相殺しやすいという利点がある。勿論、RGB表色系や、L*a*b*表色系の他、HSI表色系や、XYZ表色系などを適用することは可能である。   In the present embodiment, the tristimulus values of the color in the three-dimensional color space are expressed by the equation r = R / (R + G + B), g = G, where the tristimulus values in the RGB color system are R, G, B. / (R + G + B), b = B / (R + G + B). Thus, when the rgb value is adopted as the tristimulus value, there is an advantage that the difference in lightness at the time of color measurement can be easily canceled as compared with the case where the RGB value is adopted as the tristimulus value. Of course, in addition to the RGB color system and the L * a * b * color system, the HSI color system, the XYZ color system, and the like can be applied.

また、本実施形態では、前記3次元色空間における較正曲線は、前記色の3刺激値が移動する軌跡に基づき、一定の許容幅をもって管状に形成されるものとする。   In the present embodiment, the calibration curve in the three-dimensional color space is formed in a tubular shape with a certain allowable width based on the trajectory along which the tristimulus values of the color move.

腐食性ガスによる金属の色変化は均一ではなく、同じ曝露条件で試験を行ってもその変色には、多少のばらつきがある。それは、金属のちょっとした表面粗さの違いや、酸化程度の違い、あるいは腐食性ガスの濃度のばらつき、流れのばらつき、温湿度のばらつきなどが原因で、腐食反応が全く同じ状態で進行しないためである。試験条件が一定となるように管理しても、金属面の変色が一色になるということはない。したがって、色変化で腐食レベルを判定する場合にはロバスト性をもたせた判定システムにする必要があり、そのためには前述のように較正曲線に許容幅(許容誤差範囲)をもたせることが望ましい。   The color change of the metal due to the corrosive gas is not uniform, and even when the test is performed under the same exposure conditions, the color change varies somewhat. This is because the corrosion reaction does not proceed in exactly the same state due to slight differences in surface roughness of metals, differences in the degree of oxidation, or variations in the concentration of corrosive gases, variations in flow, variations in temperature and humidity, etc. is there. Even if the test conditions are controlled to be constant, the discoloration of the metal surface does not become one color. Therefore, when the corrosion level is determined based on the color change, it is necessary to provide a robust determination system. For this purpose, it is desirable that the calibration curve has an allowable width (allowable error range) as described above.

なお、3次元色空間における曲線の形成および使用にあたっては、前述の特許文献5に示される各種の技術を適用してもよい。   In forming and using a curve in the three-dimensional color space, various techniques disclosed in the above-mentioned Patent Document 5 may be applied.

記憶部4は、データ作成部3により作成された較正曲線のデータや濃度別の複数の移動距離データなどをデータベースとして保管する記憶媒体である。ここの保管されるデータベースは、ガス濃度演算部5により利用される。   The storage unit 4 is a storage medium that stores, as a database, calibration curve data created by the data creation unit 3 and a plurality of movement distance data for each concentration. The stored database is used by the gas concentration calculation unit 5.

ガス濃度演算部5は、濃度が未知の特定ガスに金属薄膜1が曝露される状態で、前記選定した位置の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測し、その観測結果と、記憶部4に保管されている濃度別の複数の移動距離データとに基づき、濃度が未知の特定ガスの濃度を求める機能を有する。この場合、前記観測結果と前記濃度別の複数の移動距離データとの間で、同じ曝露時間における移動距離を比較して移動距離の比率を求め、当該比率に基づき、既知の複数の濃度から、前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求める。   The gas concentration calculation unit 5 moves the tristimulus values of the color at the selected position along the calibration curve in the three-dimensional color space in a state where the metal thin film 1 is exposed to a specific gas whose concentration is unknown. The moving distance and the exposure time are observed, and the concentration of a specific gas whose concentration is unknown is obtained based on the observation result and a plurality of moving distance data for each concentration stored in the storage unit 4. In this case, between the observation results and the plurality of movement distance data for each concentration, the movement distance in the same exposure time is compared to determine the ratio of the movement distance, and based on the ratio, from a plurality of known concentrations, The concentration of the specific gas whose concentration is unknown is obtained.

なお、ガス濃度演算部5は、さらに以下のような各種の機能を備えている。   In addition, the gas concentration calculation part 5 is further provided with the following various functions.

すなわち、ガス濃度演算部5は、前記選定した位置の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離の変化を観測することにより、前記濃度が未知の特定ガスの濃度の計時変化を捉える機能を有する。また、データ作成部3は、前記観測結果と前記濃度別の複数の移動距離データの少なくとも1つとの間で、同じ曝露時間における移動距離を比較することにより、前記濃度が未知の特定ガスの濃度が基準値を超えるか否かを判定する機能を有する。さらに、前記濃度が未知の特定ガスの濃度が基準値を超えた場合に、警告を示すアラームを出力する機能も備えている。   That is, the gas concentration calculation unit 5 observes the change in the moving distance along which the tristimulus value of the color at the selected position moves along the calibration curve in the three-dimensional color space, so that the concentration is unknown. It has a function to catch the time change of the concentration of the specific gas. Further, the data creation unit 3 compares the travel distance at the same exposure time between at least one of the observation result and the plurality of travel distance data for each concentration, so that the concentration of the specific gas whose concentration is unknown. Has a function of determining whether or not exceeds a reference value. Further, it has a function of outputting an alarm indicating a warning when the concentration of the specific gas whose concentration is unknown exceeds a reference value.

出力装置7は、情報を画面上に表示するディスプレイや、情報を印字出力するプリンタなどに相当するものであり、データ作成部3やガス濃度演算部5で処理が行われた結果や、記憶部4に保管されている情報を出力することができる。   The output device 7 corresponds to a display that displays information on a screen, a printer that prints and outputs information, and the result of processing performed by the data creation unit 3 and the gas concentration calculation unit 5 and a storage unit. The information stored in 4 can be output.

なお、上述の説明では合金組成傾斜薄膜を用いる例を示したが、本発明を実施するにあたって当該合金組成傾斜薄膜は必ずしも必要とされるものではない。後述するように、較正曲線の形成に最適な合金組成を選定し、選定した合金組成の薄膜をガラス基板上に蒸着した素子を用いて、特定ガスの濃度測定を行うようにしてもよい。その場合、前述のガス濃度演算部5は、例えば、データ作成部3により選定された金属薄膜上の位置の素子(第1の素子)の合金組成と同じ合金組成を有する別の素子(第2の素子)を用いて、特定ガスの濃度測定を行う。このとき、第2の素子は、前述の保持部に載置され、前述の照明により所定の光が当てられる。   In addition, although the example using an alloy composition gradient thin film was shown in the above-mentioned description, the said alloy composition gradient thin film is not necessarily required when implementing this invention. As will be described later, the concentration of a specific gas may be measured using an element in which an optimum alloy composition for forming a calibration curve is selected and a thin film having the selected alloy composition is deposited on a glass substrate. In that case, the above-described gas concentration calculation unit 5 may be, for example, another element (second element) having the same alloy composition as the alloy composition of the element (first element) at the position on the metal thin film selected by the data creation unit 3. The concentration of the specific gas is measured using the element. At this time, the second element is placed on the above-described holding unit, and predetermined light is applied by the above-described illumination.

以下、濃度が未知のガスの濃度を測定する方法について、具体例を挙げて説明する。   Hereinafter, a method for measuring the concentration of a gas having an unknown concentration will be described with a specific example.

ここでは、硫化水素ガスを対象とし、硫化水素ガス中にCu−Ag−Snの3元系組成傾斜薄膜(3元素のあらゆる組成が1枚の基板上に形成した膜)を硫化水素ガス2ppmで腐食させ、色変化が最も顕著であったCu60%−Ag20%−Sn20%(以下、「Cu60Ag20Sn20」と略称する。)を計測金属組成として選定する。ガラス基板上に金属薄膜を蒸着し、硫化水素ガス2ppmで腐食させたときの色変化を、CCDカメラで撮影した画像ファイルを、RGB値に変換処理する。このRGB値から一定明度に正規化したrgb値を求める。rgb値は、それぞれ、r=R/(R+G+B)、g=G/(R+G+B)、b=B/(R+G+B)で算出される。   Here, for hydrogen sulfide gas, a Cu-Ag-Sn ternary composition gradient thin film (a film in which all three elements are formed on one substrate) in hydrogen sulfide gas at 2 ppm of hydrogen sulfide gas. Cu60% -Ag20% -Sn20% (hereinafter abbreviated as “Cu60Ag20Sn20”), which is corroded and has the most remarkable color change, is selected as the measurement metal composition. An image file obtained by photographing a color change when a metal thin film is deposited on a glass substrate and corroded with 2 ppm of hydrogen sulfide gas with a CCD camera is converted into RGB values. An rgb value normalized to a constant brightness is obtained from the RGB values. The rgb values are calculated as r = R / (R + G + B), g = G / (R + G + B), and b = B / (R + G + B), respectively.

ここで、薄膜の色変化に伴うrgb値の変化を図3に示す。図3からわかるように、rgb値は、曝露時間に応じて滑らかに変化している。ただし、このように曝露時間に対し、rgb値を二次元的に捉えた場合は、多価関数問題が生じる。たとえばb値に着目した場合は、b=35になる曝露時間は2時間と12時間近辺にあり、これらの多価問題を解決するには、複雑な場合分け等の処理が必要になってしまう。そこで、これらのデータを、曝露時間に対してそれぞれ補間して、rgbの3次元色空間上に展開したものを図4に示す。このように同じデータを3次元色空間上で捉えることで、硫化水素ガスに対するCu60Ag20Sn20組成の金属薄膜の色変化は、一つのつながりの滑らかなrgb特性を示す。   Here, the change of the rgb value accompanying the color change of a thin film is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the rgb value changes smoothly according to the exposure time. However, when the rgb value is captured two-dimensionally with respect to the exposure time as described above, a multivalent function problem occurs. For example, when paying attention to the b value, the exposure times for b = 35 are in the vicinity of 2 hours and 12 hours, and in order to solve these multivalent problems, processing such as complicated case classification becomes necessary. . Therefore, FIG. 4 shows a result in which these data are respectively interpolated with respect to the exposure time and developed in the rgb three-dimensional color space. By capturing the same data in a three-dimensional color space in this way, the color change of the Cu60Ag20Sn20 composition metal film with respect to hydrogen sulfide gas exhibits a smooth rgb characteristic of one connection.

rgbの3次元色空間に展開したこのカーブをキャリブレーションカーブとして腐食ガス濃度を測定する。腐食性ガスによる金属の腐食反応における色変化は、低濃度の場合は変化速度が遅く、高濃度の場合は変化速度が速いが、ほぼ同じ色変化をする。したがって、金属薄膜の色変化速度、すなわちキャリブレーションカーブの進展速度を捉えることで、ガス濃度を判定できる。   Corrosion gas concentration is measured using this curve developed in the three-dimensional color space of rgb as a calibration curve. The color change in the corrosion reaction of the metal by the corrosive gas has a low change rate when the concentration is low, and a high change rate when the concentration is high, but has almost the same color change. Therefore, the gas concentration can be determined by capturing the color change rate of the metal thin film, that is, the progress rate of the calibration curve.

この方法でガス濃度を判定するためには、rgbの3次元色空間に展開したカーブが交差していたり、変化しないものであったりすると、キャリブレーションカーブとして使うことができない。たとえば、硫化水素ガス2ppmにおける純銅薄膜と純銀薄膜の色変化を同様の方法でrgbの3次元色空間に展開した結果を、それぞれ、図5および図6に示す。いずれも、カーブが交差したり、同じ場所を通過したりしている。このようなカーブはキャリブレーションカーブとすることはできない。   In order to determine the gas concentration by this method, if the curves developed in the three-dimensional color space of rgb intersect or do not change, they cannot be used as a calibration curve. For example, FIG. 5 and FIG. 6 show the results of developing the color change of a pure copper thin film and a pure silver thin film in 2 ppm of hydrogen sulfide gas in a three-dimensional color space of rgb by the same method, respectively. In both cases, the curves intersect or pass through the same place. Such a curve cannot be a calibration curve.

また、前述したように、金属の腐食反応による色変化は均一ではなく、同じ腐食条件で試験してもその変色には、多少のばらつきがある。それは、金属のちょっとした表面粗さの違いや、酸化程度の違い、あるいは腐食性ガスの濃度のばらつき、流れのばらつき、温湿度のばらつきなどが原因で、腐食反応が全く同じ状態で進行しないためである。したがって、腐食性ガス濃度を判定するキャリブレーションカーブには、色変化の許容誤差範囲を設けておく必要がある。許容誤差範囲は、異なるガス試験条件で、繰り返し評価を行って、決定する。許容誤差領域を超えた計測値は、判定不可能になる。   Further, as described above, the color change due to the corrosion reaction of the metal is not uniform, and even when tested under the same corrosion condition, the color change has some variation. This is because the corrosion reaction does not proceed in exactly the same state due to slight differences in surface roughness of metals, differences in the degree of oxidation, or variations in the concentration of corrosive gases, variations in flow, variations in temperature and humidity, etc. is there. Therefore, it is necessary to provide an allowable error range for color change in the calibration curve for determining the corrosive gas concentration. The allowable error range is determined by repeated evaluation under different gas test conditions. Measurement values that exceed the allowable error range cannot be determined.

キャリブレーションカーブの許容誤差範囲の概念図を、図7に示す。図7に示されるように、rgbの3次元色空間に形成されるキャリブレーションカーブ11は、一定の許容誤差範囲12を有する。この場合、許容誤差範囲12内のデータは、判定可能データ13として扱われ、一方、許容誤差範囲12内に無いデータは、判定不可データ14として扱われる。   A conceptual diagram of an allowable error range of the calibration curve is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the calibration curve 11 formed in the rgb three-dimensional color space has a certain allowable error range 12. In this case, data within the allowable error range 12 is handled as the determinable data 13, while data not within the allowable error range 12 is treated as the non-determinable data 14.

また、硫化水素ガスのほか、電気機器に影響を与える、亜硫酸ガス、塩素ガスについても、同様の方法で最適金属薄膜組成を選定し、予めキャリブレーションカーブを取得してデータベース化することで、各種ガスのガス濃度を判定することができる。混合ガスについても同様である。このように、測定した腐食性ガスの種類により曝露する計測薄膜組成を選定することで、複数ガスの濃度の測定が可能となる。   In addition to hydrogen sulfide gas, for sulfurous acid gas and chlorine gas, which affect electrical equipment, select the optimal metal thin film composition using the same method, acquire calibration curves in advance, and create a database. The gas concentration of the gas can be determined. The same applies to the mixed gas. Thus, the concentration of a plurality of gases can be measured by selecting the measurement thin film composition to be exposed according to the type of the measured corrosive gas.

続いて、濃度の同定法について例を挙げて説明する。   Next, an example of the concentration identification method will be described.

図8は、ガラス基板上にCu60%−Ag20%−Sn20%(すなわち、「Cu60Ag20Sn20」)を蒸着し、硫化水素ガス中で腐食させたときの色変化をrgb値に変換して示したものである。この図8では、ガス濃度が0.1ppmの場合、0.7ppmの場合および1.5ppmの場合における色変化を示している。これらの色変化をrgb色空間上に展開し直したものを図9に示す。図9からわかるように、Cu60Ag20Sn20薄膜の色は、ガス濃度によらず、ほぼ同様な呈色変化を示し、曝露時間に応じて、銀色→紫色→濃い青色→青色→薄い青色に変化していくことが確かめられた。また、図10に示されるように、ガス濃度に依存して、この色変化の進行度合いが進むことがわかった。すなわち、ガス濃度が低い場合(0.1ppm)の場合は、色の変化がゆっくりであり、逆に濃い場合は、色の変化が早まることがわかった。例えば同じ青色に到達するにも0.1ppm濃度では3時間ほどかかるのに対し、1.5ppm濃度では1時間程度で到達する。   FIG. 8 is a graph showing the color change when the Cu60% -Ag20% -Sn20% (that is, "Cu60Ag20Sn20") is vapor-deposited on the glass substrate and corroded in hydrogen sulfide gas, and converted into rgb values. is there. FIG. 8 shows color changes when the gas concentration is 0.1 ppm, 0.7 ppm, and 1.5 ppm. FIG. 9 shows these color changes re-developed in the rgb color space. As can be seen from FIG. 9, the color of the Cu60Ag20Sn20 thin film shows almost the same color change regardless of the gas concentration, and changes from silver to purple to dark blue to blue to light blue depending on the exposure time. It was confirmed. Further, as shown in FIG. 10, it was found that the degree of progress of this color change proceeds depending on the gas concentration. That is, it was found that when the gas concentration is low (0.1 ppm), the color change is slow, and conversely, when the gas concentration is high, the color change is accelerated. For example, reaching the same blue color takes about 3 hours at a concentration of 0.1 ppm, whereas it takes about 1 hour at a concentration of 1.5 ppm.

ガス濃度と曝露時間の関係を更に明らかにするために、同一のサンプルデータに対し、異なるガス濃度で求められた呈色変化を用い、それぞれのガス濃度で所定の色に到達するまでの曝露時間を測定した結果を、図11に示す。図11に示されるとおり、ガス濃度と曝露時間とが線形関係(反比例関係)にあることがわかった。すなわち、これらの関係は、一定ガス濃度で得られた較正曲線を用いることで、曝露時間に応じた色変化から、ガス濃度を推定できることを意味している。   In order to further clarify the relationship between gas concentration and exposure time, using the color change obtained at different gas concentrations for the same sample data, the exposure time to reach a predetermined color at each gas concentration The results of measuring are shown in FIG. As shown in FIG. 11, it was found that the gas concentration and the exposure time are in a linear relationship (inverse proportional relationship). That is, these relationships mean that the gas concentration can be estimated from the color change according to the exposure time by using a calibration curve obtained at a constant gas concentration.

図12は、図9に示した各濃度毎の呈色変化(較正曲線)から、rgbの3次元色空間における曝露時間毎の移動距離(累積値)を求め、ガス濃度に応じて比較したものである。図12に示されるように、ガス濃度に応じて移動距離が変化していることがわかる。ガス濃度が濃いほど較正曲線上の移動距離も大きい。従って測定対象のガス濃度は、計測対象ガス雰囲気下で一定時間腐食させた金属薄膜(試験片)の色の、色空間上における累積距離を求め、この値と既知のガス濃度で予め求めておいた較正曲線の累積距離との比較(按分計算)から、図13に示されるように同定できる。例えば上記試験片を対象のガスで1.5h腐食させた時の色のrgb色空間上の移動距離が8だったとする。一方0.1ppmのガスで1.5h腐食させた場合の較正曲線上の移動距離が2だったとする。同じく1.5ppmのガスで1.5h腐食させた場合の較正曲線上の移動距離が13だったとすると、測定対象のガス濃度は次式のように定めることができる。   FIG. 12 shows the movement distance (cumulative value) for each exposure time in the three-dimensional color space of rgb from the color change (calibration curve) for each concentration shown in FIG. 9, and compared according to the gas concentration. It is. As shown in FIG. 12, it can be seen that the moving distance changes according to the gas concentration. The greater the gas concentration, the greater the travel distance on the calibration curve. Therefore, the gas concentration of the measurement target is determined in advance by calculating the cumulative distance in the color space of the color of the metal thin film (test piece) corroded for a certain period of time in the measurement target gas atmosphere. It can be identified as shown in FIG. 13 from comparison with the cumulative distance of the calibration curve (proportional calculation). For example, it is assumed that the moving distance of the color in the rgb color space is 8 when the test piece is corroded with the target gas for 1.5 hours. On the other hand, it is assumed that the moving distance on the calibration curve is 2 when corroded with 0.1 ppm gas for 1.5 hours. Similarly, assuming that the moving distance on the calibration curve when corroded for 1.5 hours with 1.5 ppm gas is 13, the concentration of the gas to be measured can be determined by the following equation.

対象ガスの濃度=0.1ppm+(1.5−0.1)ppm/(13−2)×(8−2)=0.86ppm
この場合、既知のガス濃度による較正曲線は2本必要となるが、図14のように較正曲線を増やすことで、同定濃度の精度を高めることも可能である。
Concentration of target gas = 0.1 ppm + (1.5−0.1) ppm / (13-2) × (8-2) = 0.86 ppm
In this case, two calibration curves with known gas concentrations are required. However, it is possible to increase the accuracy of the identified concentration by increasing the calibration curves as shown in FIG.

また、計測対象ガス雰囲気下における試験片の呈色変化を時間を追って求め、3次元色色空間上における累積距離の変化を求めることで、対象ガスの濃度変化(急激な濃度の増加など)を図15のように評価することもできる。   In addition, the color change of the test specimen in the measurement target gas atmosphere is obtained over time, and the change in the target gas concentration (such as a rapid increase in concentration) is obtained by determining the change in the cumulative distance in the three-dimensional color space. It can also be evaluated as 15.

また、図16に示されるように、較正曲線が1本の場合でも、これを基準値以上の濃度が検出されたときのアラームを発するための閾値として利用することができる。曝露時間毎の色空間上での累積移動距離を求め、この値と対象ガスの呈色変化の色空間上での移動距離を調べることで、基準濃度以上になったかどうか、危険の有無の判定をするといった使い方ができる。   Further, as shown in FIG. 16, even when there is only one calibration curve, this can be used as a threshold value for issuing an alarm when a concentration higher than the reference value is detected. By determining the cumulative travel distance in the color space for each exposure time and examining the travel distance in the color space for this value and the color change of the target gas, it is determined whether the concentration has exceeded the reference concentration and whether there is a danger. Can be used to do.

さて、実際の色測定においてはCCDカメラが使われることが多いが、この場合、数10万〜数100万の画素(ピクセル)によって測定対象が捉えられることになる。仮に100万画素程度のカメラを使い、1200×900の画素で約20mmの試験片を撮影したとする。その画像から照明斑の少ない3mm程度の領域を選択したとしても画素数は180×135=24000にもなる。これらの各画素のrgb値を調べ、前述の較正曲線に重ねて示したものを、図17に示す。図17からわかるように、実際的には金属薄膜生成時に表面状態を一様にするのが難しいため、腐食の進行が微小領域で異なり、たとえ3mmといった領域でも多くの色が出現してしまうことになる。そこで、本実施形態では、先に図7で示したようにデータの許容範囲を定めることで、呈色状況が良好な画素の色情報のみを使ってガス濃度を同定させる。データの許容範囲を狭めて(例えばバラつきの1%距離以内にし)、その範囲内の画素のrgb値を較正曲線に重ねて示したものを、図18に示す。そして、この許容範囲内のデータだけを用いて、図19に示されるように曝露時間に対する頻度分布を求め、平均値を計算することにより、選択領域の曝露時間を同定することができる。 In actual color measurement, a CCD camera is often used. In this case, a measurement object is captured by hundreds of thousands to millions of pixels. Suppose that a camera with about 1 million pixels is used and a test piece of about 20 mm 2 is photographed with 1200 × 900 pixels. Even if an area of about 3 mm 2 with few illumination spots is selected from the image, the number of pixels is 180 × 135 = 24000. FIG. 17 shows the rgb value of each of these pixels checked and superimposed on the calibration curve described above. As can be seen from FIG. 17, since it is actually difficult to make the surface state uniform when forming a metal thin film, the progress of corrosion differs in a minute region, and many colors appear even in a region of 3 mm 2. It will be. Therefore, in the present embodiment, the gas concentration is identified by using only the color information of the pixels having a good coloration condition by determining the data allowable range as shown in FIG. FIG. 18 shows a graph in which the allowable range of data is narrowed (for example, within 1% distance of variation) and the rgb values of the pixels in the range are superimposed on the calibration curve. Then, by using only the data within the allowable range, the frequency distribution with respect to the exposure time is obtained as shown in FIG. 19, and the average value is calculated to identify the exposure time of the selected region.

次に、図20を参照して、同実施形態に係る環境測定方法の基本的な手順について説明する。   Next, a basic procedure of the environment measurement method according to the embodiment will be described with reference to FIG.

金属薄膜1として例えば前述の合金組成薄膜を作成する(ステップS1)。次に、種類の異なる腐食性ガス毎に、合金組成薄膜の曝露試験を実施し(ステップS2)、薄膜全体の色画像の計時変化をCCDカメラ2により撮影し(ステップS3)、データ作成部3により、画像データをrgb色空間上に展開したときの曲線が交差しない合金組成候補を選定する(ステップS4)。   For example, the aforementioned alloy composition thin film is prepared as the metal thin film 1 (step S1). Next, an exposure test of the alloy composition thin film is carried out for each of different types of corrosive gases (step S2), and the time change of the color image of the entire thin film is photographed by the CCD camera 2 (step S3). Thus, an alloy composition candidate that does not intersect the curves when the image data is developed in the rgb color space is selected (step S4).

必要な全ての腐食性ガスについての処理が終了すると(ステップS5)、対象ガスの複合ガス試験を行い、相互影響がないことを確認し、もし相互影響がある場合には、前段で選定した別の合金組成候補を評価し、相互影響のない合金組成を決定する(ステップS6)。   When processing for all necessary corrosive gases is completed (step S5), a composite gas test of the target gas is performed to confirm that there is no mutual influence. The alloy composition candidates are evaluated, and an alloy composition having no mutual influence is determined (step S6).

続いて、データ作成部3は、決定した合金組成で、各腐食性ガス毎に、異なるガス濃度による試験を実施して、較正曲線を作成する。また、較正曲線上を移動する3刺激値の移動距離と曝露時間との関係を濃度別に求めた結果を示す濃度別の複数の移動距離データを記憶部4に保管する(ステップS7)。   Subsequently, the data creation unit 3 creates a calibration curve by performing tests with different gas concentrations for each corrosive gas with the determined alloy composition. Further, a plurality of movement distance data for each concentration indicating the result of obtaining the relationship between the movement distance of the tristimulus values moving on the calibration curve and the exposure time for each concentration is stored in the storage unit 4 (step S7).

このようにして実際の測定のための準備が整った後、ガス濃度演算部5は、濃度が未知の腐食性ガスの曝露下で、3刺激値が前述の較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測し、その観測結果と記憶部4に保管した濃度別の複数の移動距離データとに基づき、濃度が未知の腐食性ガスの濃度を算出する(ステップS8)。   After the preparation for actual measurement is thus completed, the gas concentration calculation unit 5 moves the tristimulus value along the calibration curve described above under the exposure of the corrosive gas whose concentration is unknown. The exposure time is observed, and the concentration of the corrosive gas whose concentration is unknown is calculated based on the observation result and a plurality of movement distance data for each concentration stored in the storage unit 4 (step S8).

この第1の実施形態によれば、測定対象となるガスの濃度を短時間で精度良く簡便に測定することが可能となる。併せて、ガスの濃度の計時変化を捉えたり、ガスの濃度が基準値を超えるか否かを判定したりすることも可能となる。   According to the first embodiment, it is possible to easily and accurately measure the concentration of the gas to be measured in a short time. At the same time, it is possible to capture changes in the gas concentration over time and determine whether the gas concentration exceeds a reference value.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

なお、前述の第1の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、前述の第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in the above-mentioned 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Below, it demonstrates centering on a different part from the above-mentioned 1st Embodiment.

図21は、本発明の第2の実施形態に係る環境測定装置の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 21 is a block diagram showing an example of the configuration of the environment measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図21に示される環境測定装置は、図1に示した各種の要素1〜7に加え、照明21、画像取得制御部22、回転機構付き保持部23、および遮光箱24をさらに備えている。上記画像取得制御部22は、例えば情報処理装置6内に設けられる。   The environment measurement apparatus shown in FIG. 21 further includes an illumination 21, an image acquisition control unit 22, a holding unit with a rotation mechanism 23, and a light shielding box 24 in addition to the various elements 1 to 7 shown in FIG. The image acquisition control unit 22 is provided in the information processing apparatus 6, for example.

照明21は、金属薄膜1に対して撮影に適する所定の光を照射するものである。   The illumination 21 irradiates the metal thin film 1 with predetermined light suitable for photographing.

画像取得制御部22は、CCDカメラ2による撮影を自動化し、無人による画像データ収集を実現するものである。この画像取得制御部22は、照明21が金属薄膜1の撮影時のみ点灯するように制御する機能を有する。例えば、この画像取得制御部22は、金属薄膜1の任意の箇所の色の3刺激値を監視し、この3刺激値の全ての値あるいはいずれかの値が照明消灯時の値から一定量以上大きく変化した時に照明21が点灯して撮影が行われるように制御することができる。   The image acquisition control unit 22 automates photographing by the CCD camera 2 and realizes unattended image data collection. The image acquisition control unit 22 has a function of controlling the illumination 21 to be turned on only when the metal thin film 1 is photographed. For example, the image acquisition control unit 22 monitors the tristimulus values of the color at an arbitrary location on the metal thin film 1, and all the tristimulus values or any one of the tristimulus values is a certain amount or more from the value when the illumination is turned off. It is possible to control so that the illumination 21 is turned on and photographing is performed when there is a large change.

回転機構付き保持部23は、金属薄膜1を保持するものであり、照明21からの光が金属薄膜1の表面に反射してCCDカメラ2に入射することを避けるように金属薄膜1の表面を傾ける回転機構を有する。   The holding unit 23 with the rotation mechanism holds the metal thin film 1, and the surface of the metal thin film 1 is prevented so that light from the illumination 21 is reflected on the surface of the metal thin film 1 and enters the CCD camera 2. It has a rotating mechanism to tilt.

遮光箱24は、必要に応じて設置されるものであり、金属薄膜1、CCDカメラ2、照明21、および回転機構付き保持部23を収納し、測定環境の光を遮ることができ且つ外気と同じガス雰囲気を保つことができるものである。この遮光箱24には、複数の通風口AやファンBが設けられる。   The light shielding box 24 is installed as necessary, and houses the metal thin film 1, the CCD camera 2, the illumination 21, and the holding unit 23 with a rotation mechanism, and can block light in the measurement environment and the outside air. The same gas atmosphere can be maintained. The light shielding box 24 is provided with a plurality of ventilation openings A and fans B.

一般に、環境測定をする場所に、撮影に適した照明が常にあるとは限らない。照明がない場合には、上記照明21を設ける。照明21は、常時点灯する必要はなく、金属薄膜1の色の経時変化を撮影する時だけに点灯すればよい。常時点灯すると、照明の寿命の問題や照明が発する熱の問題が生じるので、常時点灯は極力避ける。例えば、1時間間隔で撮影する場合は、撮影時刻に照明が点灯していればよいので、撮影時刻の前後1分点灯するように照明タイマーをセットする。この場合、常時点灯に比べ、点灯時間が60分の2で済むので、照明21の寿命は30倍になる。また、点灯時間が短いので、発熱を低減させることもできる。   In general, there is not always lighting suitable for photographing at a place where the environment is measured. When there is no illumination, the illumination 21 is provided. The illumination 21 does not need to be constantly turned on, but only needs to be turned on when photographing the color change of the metal thin film 1 with time. If always lit, there will be problems with the life of the lighting and the heat generated by the lighting. For example, in the case of shooting at an interval of 1 hour, the illumination timer may be set so that it is lit for 1 minute before and after the shooting time, as long as the lighting is on at the shooting time. In this case, since the lighting time is only 2/60 compared to the constant lighting, the life of the illumination 21 is 30 times longer. In addition, since the lighting time is short, heat generation can be reduced.

ここで、照明21の点灯時間を更に短縮させる方法を説明する。例えば、画像取得制御部22により、カメラ画像のある1点のRGB値を例えば1秒毎に取得する。このRGB値が、RGBの基準値より大きく変化した時に、照明21を点灯させて、金属薄膜1を撮影し、撮影後に照明21を消灯するように制御する。このようにすると、照明21の点灯時間を数秒に短縮することが可能となる。また、RGB値の取得間隔を短く設定しておくことで、照明21の点灯時間を可能な限り短くすることができる。RGBの基準値は、例えば照明消灯時のRGB値とし、RGBのすべての値、またはいずれかの値が例えば10%変動した時に照明21が点灯するようにする。なお、照明21を点灯させる適切なタイミングは照明の種類に依存するため、上記10%に限定されるものではない。また、上記制御では、照明21の点灯とCCDカメラ2の画像取得とが同期するため、双方の動作がずれることがないという利点もある。   Here, a method for further shortening the lighting time of the illumination 21 will be described. For example, the image acquisition control unit 22 acquires one RGB value of a camera image every second, for example. When the RGB value changes more than the RGB reference value, the illumination 21 is turned on, the metal thin film 1 is photographed, and the illumination 21 is turned off after photographing. In this way, the lighting time of the illumination 21 can be shortened to several seconds. Moreover, the lighting time of the illumination 21 can be shortened as much as possible by setting the acquisition interval of RGB values short. The RGB reference value is, for example, the RGB value when the illumination is turned off, and the illumination 21 is turned on when all the RGB values or any of the values fluctuate by, for example, 10%. In addition, since the suitable timing which lights the illumination 21 depends on the kind of illumination, it is not limited to said 10%. Further, the above control has an advantage that both the operations are not shifted because the lighting of the illumination 21 and the image acquisition of the CCD camera 2 are synchronized.

一方、金属薄膜1を保持する回転機構付き保持部23は、金属薄膜1の表面を傾けることができる回転機構を有している。すなわち、金属薄膜1の表面は鏡面なので、CCDカメラ2側においては、周囲に存在する物体や正面のCCDカメラ2自身を写し込んでしまったり、画像が光ってしまったりすることがあるが、そのような場合には、保持部23の回転機構によって金属薄膜1を少し傾斜させることにより、不要な物の写し込みや光の反射を避けることができる。例えば、ねじを緩めると保持部23全体が傾くような機構を採用する。これにより、金属薄膜1を光の影響が少ない状態に容易に配置することができる。   On the other hand, the holding part 23 with the rotation mechanism that holds the metal thin film 1 has a rotation mechanism that can tilt the surface of the metal thin film 1. That is, since the surface of the metal thin film 1 is a mirror surface, on the CCD camera 2 side, an object existing in the vicinity or the front CCD camera 2 itself may be copied or an image may be lit. In such a case, the metal thin film 1 is slightly tilted by the rotation mechanism of the holding unit 23, thereby avoiding unnecessary objects from being copied or reflecting light. For example, a mechanism is adopted in which when the screw is loosened, the entire holding portion 23 is inclined. Thereby, the metal thin film 1 can be easily arrange | positioned in the state with little influence of light.

また、測定環境の照明などの変動が大きい場合は、上記遮光箱11を設け、金属薄膜1の撮影をこの遮光箱11の内側で行うことが望ましい。遮光箱11内には、金属薄膜1、CCDカメラ2、照明21、および回転機構付き保持部23が収納される。一方、画像取得制御部22を含む情報処理部6は、遮光箱11の外側に置かれる。遮光箱11は、大気が自由に出入りできなければならないため、複数の通風口Aを有する。これらの通風口Aは、様々な設置環境で金属薄膜1に対する光の影響を低減できるように、開閉可能な開閉扉を備え、そのうちのいくつかの開閉扉が開にされた状態で環境測定を実施できるようになっている。また、遮光箱11には、ファンBを取り付けて、強制的に大気を箱内に導入・排気させるようにしてもよい。その場合、箱内の腐食性ガス濃度は測定環境と同じであるが、風速が大きくなるので、導入大気が直接金属薄膜1に当たると、金属薄膜と接触する腐食性ガスの絶対量が増え、腐食が早く進行する。そのため、導入大気が直接金属薄膜1に当たらないような遮風板を設けるか、予めファン導入大気速度と金属薄膜1の色の3刺激値が3次元色空間の中で移動する速度の関連について調べておき、腐食性ガス濃度判定の時に測定値を補正することが望ましい。   Further, when there is a large variation in illumination of the measurement environment, it is desirable to provide the light shielding box 11 and to photograph the metal thin film 1 inside the light shielding box 11. In the light shielding box 11, a metal thin film 1, a CCD camera 2, an illumination 21, and a holding unit 23 with a rotation mechanism are housed. On the other hand, the information processing unit 6 including the image acquisition control unit 22 is placed outside the light shielding box 11. The light shielding box 11 has a plurality of ventilation openings A because the atmosphere must be able to freely enter and exit. These ventilation openings A are equipped with openable doors so that the influence of light on the metal thin film 1 can be reduced in various installation environments, and environmental measurements can be made with some of them open. It can be implemented. Further, a fan B may be attached to the light shielding box 11 to forcibly introduce / exhaust air into the box. In that case, the corrosive gas concentration in the box is the same as the measurement environment, but the wind speed increases. Therefore, when the introduced air directly hits the metal thin film 1, the absolute amount of corrosive gas in contact with the metal thin film increases, and corrosion occurs. Progresses quickly. For this reason, a windshield is provided so that the introduced air does not directly hit the metal thin film 1, or the relationship between the fan introduction atmospheric speed and the speed at which the tristimulus values of the color of the metal thin film 1 move in the three-dimensional color space. It is desirable to check and correct the measured value when determining the corrosive gas concentration.

なお、金属薄膜1の色画像の観測においては、前述の第1の実施形態でも述べた通り、CCDカメラ2で撮影した画像ファイルを、RGB値に変換処理し、このRGB値から一定明度に正規化したrgb値を求める。rgb値は、それぞれ、r=R/(R+G+B)、g=G/(R+G+B)、b=B/(R+G+B)で算出される。このように3刺激値にrgb値を採用すると、3刺激値にRGB値を採用した場合と比較して、色計測時の明度の違いを相殺しやすいという利点がある。なお、測定環境の照明変動が極端に大きくなければ、遮光箱11を使わなくてもよい。   In the observation of the color image of the metal thin film 1, as described in the first embodiment, the image file captured by the CCD camera 2 is converted into RGB values, and the RGB values are normalized to a constant brightness. The converted rgb value is obtained. The rgb values are calculated as r = R / (R + G + B), g = G / (R + G + B), and b = B / (R + G + B), respectively. Thus, when the rgb value is adopted as the tristimulus value, there is an advantage that the difference in lightness at the time of color measurement can be easily canceled as compared with the case where the RGB value is adopted as the tristimulus value. Note that the shading box 11 may not be used if the illumination fluctuation in the measurement environment is not extremely large.

この第2の実施形態によれば、照明などのコストを抑えつつ、ガス濃度測定の精度をより一層向上させることが可能となる。   According to the second embodiment, it is possible to further improve the accuracy of gas concentration measurement while suppressing the cost of illumination and the like.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

この第3の実施形態では、前述の第1の実施形態もしくは第2の実施形態において較正曲線の形成に最適なものとして選定した金属組成と同じ金属組成を有する薄膜を備えた環境測定素子およびこの環境測定素子を用いて腐食性ガスの濃度測定を行う環境測定装置について説明する。   In the third embodiment, an environmental measurement element including a thin film having the same metal composition as the metal composition selected as the optimum calibration curve in the first or second embodiment described above, and this An environment measuring apparatus for measuring the concentration of corrosive gas using an environment measuring element will be described.

最初に、図22〜図25を参照して、環境測定素子の具体例について説明する。   First, a specific example of the environment measuring element will be described with reference to FIGS.

図22〜図25に示される環境測定素子は、それぞれ、前述の較正曲線の形成に最適なものとして選定した金属組成と同じ金属組成を有する金属薄膜を備えている。すなわち、ここで使用する金属薄膜は、特定ガスに曝露されて色が経時変化する際に当該色の経時変化が色の3刺激値を座標軸とする3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有するものである。金属薄膜は、例えばガラス(又はアクリル)基板上に蒸着して形成される。また、この金属薄膜を2枚のガラス(又はアクリル)板の間に挟むように構成してもよい。   Each of the environment measuring elements shown in FIGS. 22 to 25 includes a metal thin film having the same metal composition as the metal composition selected as the most suitable for forming the calibration curve. That is, the metal thin film used here is a curve that does not intersect with itself in a three-dimensional color space whose coordinate axis is the tristimulus value of the color when the color changes over time when exposed to a specific gas. It has a metal composition which forms. The metal thin film is formed, for example, by vapor deposition on a glass (or acrylic) substrate. Further, the metal thin film may be configured to be sandwiched between two glass (or acrylic) plates.

図22は、本実施形態に係る環境測定素子の第1の例を示す概念図である。   FIG. 22 is a conceptual diagram showing a first example of the environment measuring element according to the present embodiment.

この環境測定素子は、その表面に特定ガスA検出用金属薄膜31を備えている。特定ガスA検出用金属薄膜31は、特定ガスA(例えば、亜硫酸ガス)に曝露された際の色の経時変化が3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有する。本例によれば、簡易な構成により、特定ガスAの濃度測定を行うことを可能とする環境測定素子を実現することができる。   This environment measuring element includes a metal thin film 31 for detecting a specific gas A on the surface thereof. The metal thin film 31 for detecting the specific gas A has a metal composition that forms a curve that does not intersect with itself in a three-dimensional color space when the color changes with time when exposed to the specific gas A (for example, sulfurous acid gas). According to this example, it is possible to realize an environment measuring element capable of measuring the concentration of the specific gas A with a simple configuration.

図23は、本実施形態に係る環境測定素子の第2の例を示す概念図である。   FIG. 23 is a conceptual diagram showing a second example of the environment measuring element according to the present embodiment.

この環境測定素子は、その表面に前述の特定ガスA検出用金属薄膜31を備えるほか、標準白色基板40を備えている。標準白色基板40は、色調補正用(ホワイトバランス用)の基板であり、撮影後の特定ガスA検出用金属薄膜31の色調を補正する際の(ホワイトバランスの調整を行う際の)基準となる白色を提供するものである。本例によれば、簡易な構成により、特定ガスAの濃度測定を行うことに加えて色調補正を行うことが可能な環境測定素子を実現することができる。標準白色基板40があるため、当該環境測定素子を用いてガス濃度測定を行うための環境測定装置が、前述の較正曲線等の作成の際に使用した環境測定装置と異なる色調感度を有する場合であっても、この標準白色基板40の色調を用いて特定ガスA検出用金属薄膜31の色調を補正することにより、特定ガスAの濃度測定を高精度に行うことができる。   The environment measuring element includes a standard white substrate 40 in addition to the above-described metal thin film 31 for detecting a specific gas A on the surface. The standard white substrate 40 is a substrate for color tone correction (for white balance), and serves as a reference when correcting the color tone of the specific gas A detection metal thin film 31 after photographing (when white balance is adjusted). It provides a white color. According to this example, it is possible to realize an environment measuring element capable of performing color tone correction in addition to measuring the concentration of the specific gas A with a simple configuration. Since there is a standard white substrate 40, the environmental measurement device for measuring the gas concentration using the environmental measurement element has a color tone sensitivity different from that of the environmental measurement device used when creating the calibration curve described above. Even in this case, the concentration of the specific gas A can be measured with high accuracy by correcting the color tone of the specific gas A detecting metal thin film 31 using the color tone of the standard white substrate 40.

図24は、本実施形態に係る環境測定素子の第3の例を示す概念図である。   FIG. 24 is a conceptual diagram showing a third example of the environment measuring element according to the present embodiment.

この環境測定素子は、その表面に前述の特定ガスA検出用金属薄膜31、特定ガスB検出用金属薄膜32、特定ガスC検出用金属薄膜33、および特定ガスD検出用金属薄膜34を備えている。すなわち、金属薄膜31,32,33,34は、それぞれ種類の異なる特定ガスに曝露されて、異なる色の経時変化を示すものである。特定ガスB検出用金属薄膜32は、特定ガスB(例えば、硫化水素ガス)に曝露された際の色の経時変化が3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有する。特定ガスC検出用金属薄膜33は、特定ガスC(例えば、窒素酸化物ガス)に曝露された際の色の経時変化が3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有する。特定ガスD検出用金属薄膜34は、特定ガスD(例えば、塩素ガス)に曝露された際の色の経時変化が3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有する。本例によれば、簡易な構成により、4種類の特定ガスA,B,C,Dの濃度測定を同時に行うことを可能とする環境測定素子を実現することができる。   The environmental measuring element includes the specific gas A detecting metal thin film 31, the specific gas B detecting metal thin film 32, the specific gas C detecting metal thin film 33, and the specific gas D detecting metal thin film 34 on the surface thereof. Yes. That is, the metal thin films 31, 32, 33, and 34 are exposed to different types of specific gases, and show different color changes over time. The metal thin film 32 for detecting the specific gas B has a metal composition that forms a curve that does not intersect with itself in the three-dimensional color space when the color changes with time when exposed to the specific gas B (for example, hydrogen sulfide gas). . The metal thin film 33 for detecting the specific gas C has a metal composition that forms a curve in which the color change with time when exposed to the specific gas C (for example, nitrogen oxide gas) does not intersect with itself in the three-dimensional color space. Have. The metal thin film 34 for detecting the specific gas D has a metal composition that forms a curve in which the color change with time when exposed to the specific gas D (for example, chlorine gas) does not intersect with itself in the three-dimensional color space. According to this example, it is possible to realize an environment measuring element that can simultaneously measure the concentrations of four types of specific gases A, B, C, and D with a simple configuration.

図25は、本実施形態に係る環境測定素子の第4の例を示す概念図である。   FIG. 25 is a conceptual diagram showing a fourth example of the environment measuring element according to the present embodiment.

この環境測定素子は、その表面に前述の特定ガスA検出用金属薄膜31、特定ガスB検出用金属薄膜32、および特定ガスC検出用金属薄膜33を備えるほか、標準白色基板40を備えている。標準白色基板40は、撮影後の特定ガスA検出用金属薄膜31、特定ガスB検出用金属薄膜32、および特定ガスC検出用金属薄膜33の色調を補正する際の基準となる白色を提供するものである。本例によれば、簡易な構成により、3種類の特定ガスA,B,Cの濃度測定を同時に行うことに加えて色調補正を行うことが可能な環境測定素子を実現することができる。標準白色基板40があるため、当該環境測定素子を用いてガス濃度測定を行うための環境測定装置が、前述の較正曲線等の作成の際に使用した環境測定装置と異なる色調感度を有する場合であっても、この標準白色基板40の色調を用いて特定ガスA検出用金属薄膜31、特定ガスB検出用金属薄膜32、および特定ガスC検出用金属薄膜33の色調を補正することにより、特定ガスA,B,Cの濃度測定を高精度に行うことができる。   The environmental measuring element includes a standard white substrate 40 in addition to the specific gas A detecting metal thin film 31, the specific gas B detecting metal thin film 32, and the specific gas C detecting metal thin film 33 on the surface thereof. . The standard white substrate 40 provides a white color that serves as a reference when correcting the color tone of the specific gas A detection metal thin film 31, the specific gas B detection metal thin film 32, and the specific gas C detection metal thin film 33 after photographing. Is. According to this example, it is possible to realize an environment measuring element that can perform color tone correction in addition to simultaneously measuring the concentrations of the three types of specific gases A, B, and C with a simple configuration. Since there is a standard white substrate 40, the environmental measurement device for measuring the gas concentration using the environmental measurement element has a color tone sensitivity different from that of the environmental measurement device used when creating the calibration curve described above. Even if it exists, it is specified by correcting the color tone of the specific gas A detection metal thin film 31, the specific gas B detection metal thin film 32, and the specific gas C detection metal thin film 33 using the color tone of the standard white substrate 40. The concentrations of gases A, B, and C can be measured with high accuracy.

図21〜図25に示した環境測定素子は、裏面に付着機構を備えていてもよい。付着機構の例としては、両面テープなどの粘着機構が挙げられる。このように構成すると、付着機構を介して環境測定素子を所望の測定場所に容易に取り付けることができ、また、取り外しも容易に行うことができる。なお、付着機構は、両面テープなどの粘着機構に限定されるものではない。   The environment measurement element shown in FIGS. 21 to 25 may include an adhesion mechanism on the back surface. Examples of the adhesion mechanism include an adhesive mechanism such as a double-sided tape. If comprised in this way, an environmental measurement element can be easily attached to a desired measurement location via an adhesion mechanism, and can also be removed easily. The adhesion mechanism is not limited to an adhesive mechanism such as a double-sided tape.

また、図21〜図25に示した環境測定素子は、使用前においては、当該環境測定素子全体が大気から遮断されるように包装体に収納されていてもよい。包装体は、大気からの遮断を実現するものであれば、袋状のものであってもよいし、ラップ状のものであってもよい。なお、包装体は、これらの例に限定されるものではない。   Moreover, the environment measurement element shown in FIGS. 21-25 may be accommodated in the package so that the entire environment measurement element is shielded from the atmosphere before use. The package may be a bag or a wrap as long as it can be shielded from the atmosphere. Note that the package is not limited to these examples.

図26に、本実施形態に係る環境測定素子を用いて腐食性ガスの濃度測定を行う環境測定装置の構成の一例を示す。   FIG. 26 shows an example of the configuration of an environment measuring apparatus that measures the concentration of corrosive gas using the environment measuring element according to the present embodiment.

図26に示される環境測定装置は、環境測定素子101(例えば図21〜図25に示した環境測定素子のいずれか)を、濃度が未知の特定ガスに曝露させた状態で、環境測定素子101上の金属薄膜の色の経時変化をCCDカメラにて撮影する画像計測部200と、撮影される色の3刺激値が前述の3次元色空間の中で較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測し、その観測結果と濃度別の複数の移動距離データとから濃度が未知の特定ガスの濃度を求める情報処理部106と、出力装置107とを備えている。この場合の較正曲線および濃度別の複数の移動距離データは、環境測定素子101上の金属薄膜に対応する情報であり、前述の第1の実施形態もしくは第2の実施形態に示した手法により作成されたものである。   The environment measurement device shown in FIG. 26 has the environment measurement element 101 (for example, one of the environment measurement elements shown in FIGS. 21 to 25) exposed to a specific gas whose concentration is unknown. An image measuring unit 200 that captures a color change of the upper metal thin film with a CCD camera, and a moving distance by which tristimulus values of the captured color move along the calibration curve in the three-dimensional color space described above. An information processing unit 106 for observing the exposure time and obtaining the concentration of the specific gas whose concentration is unknown from the observation result and a plurality of movement distance data for each concentration is provided, and an output device 107 is provided. The calibration curve and the plurality of movement distance data for each concentration in this case are information corresponding to the metal thin film on the environment measurement element 101, and are created by the method described in the first embodiment or the second embodiment. It has been done.

情報処理部106は、例えば、パーソナルコンピュータであってもよいし、あるいはサーバ装置であってもよい。この場合、画像計測部200と情報処理部106とは、無線もしくは有線の通信媒体を通じて接続され、画像計測部200において撮影された情報が、当該通信媒体を通じて情報処理部106へ送信されるようになっている。通信媒体の例としては、LANやUSBケーブルなどが挙げられる。情報処理部106は、画像計測部200との通信が可能な範囲内であれば、どこに設置されていてもよい。情報処理部106は、画像計測部200と分離させて設置できるため、情報処理部106の小型化を図ることが可能となる。   The information processing unit 106 may be, for example, a personal computer or a server device. In this case, the image measurement unit 200 and the information processing unit 106 are connected through a wireless or wired communication medium so that information captured by the image measurement unit 200 is transmitted to the information processing unit 106 through the communication medium. It has become. Examples of communication media include a LAN and a USB cable. The information processing unit 106 may be installed anywhere as long as communication with the image measurement unit 200 is possible. Since the information processing unit 106 can be installed separately from the image measurement unit 200, the information processing unit 106 can be downsized.

また、情報処理部106は、画像計測部200に内蔵されていてもよい。この情報処理部106を例えばチップ形状のマイコン等として画像計測部200に内蔵させることにより、情報処理部106の小型化を図ることができ、コンパクトでハンディな環境測定装置を実現することが可能となる。   The information processing unit 106 may be built in the image measurement unit 200. By incorporating the information processing unit 106 into the image measuring unit 200 as, for example, a chip-shaped microcomputer, the information processing unit 106 can be reduced in size, and a compact and handy environment measurement device can be realized. Become.

画像計測部200は、照明121およびCCDカメラ102を有し、情報処理部106は、データ作成部103、記憶部104、およびガス濃度演算部105を有している。   The image measurement unit 200 includes an illumination 121 and a CCD camera 102, and the information processing unit 106 includes a data creation unit 103, a storage unit 104, and a gas concentration calculation unit 105.

なお、図26中の照明121およびCCDカメラ102は、図21中の照明21およびCCDカメラ2と同等の機能を有するものである。同様に、図26中のデータ作成部103、記憶部104、およびガス濃度演算部105は、図21中のデータ作成部3、記憶部4、およびガス濃度演算部5と同等の機能を有するものである。また、図26中の出力装置107は、図21中の出力装置7と同等の機能を有するものである。但し、データ作成部103は、さらに、後述するように領域判定部301および色調補正部302を備えている。また、図26に示される環境測定装置は、図21中の画像取得制御部22、回転機構付き保持部23、遮光箱24と同等の機能を有する要素をさらに備えていてもよい。また、CCDカメラ102は、CCDセンサではなくCMOSセンサを搭載したカメラに代えてもよい。   The illumination 121 and the CCD camera 102 in FIG. 26 have functions equivalent to those of the illumination 21 and the CCD camera 2 in FIG. Similarly, the data creation unit 103, the storage unit 104, and the gas concentration calculation unit 105 in FIG. 26 have the same functions as the data creation unit 3, the storage unit 4, and the gas concentration calculation unit 5 in FIG. It is. Further, the output device 107 in FIG. 26 has the same function as the output device 7 in FIG. However, the data creation unit 103 further includes an area determination unit 301 and a color tone correction unit 302 as described later. 26 may further include an element having functions equivalent to those of the image acquisition control unit 22, the rotation mechanism holding unit 23, and the light shielding box 24 in FIG. The CCD camera 102 may be replaced with a camera equipped with a CMOS sensor instead of a CCD sensor.

また、画像計測部200の環境測定素子101側には、遮光カバー201が備えられる。この遮光カバー201により、余計な光の入射を防ぎつつ、画像計測部200本体に備えられた照明の光だけを利用して、環境測定素子101上の金属薄膜等の色調を正しく観測することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることが可能となる。   A light shielding cover 201 is provided on the environment measurement element 101 side of the image measurement unit 200. With this light shielding cover 201, it is possible to correctly observe the color tone of the metal thin film or the like on the environment measuring element 101 by using only the illumination light provided in the main body of the image measuring unit 200 while preventing the incident of extra light. As a result, the accuracy of gas concentration measurement can be improved.

領域判定部301は、例えば記憶部4のデータベースに予め記憶されている情報もしくはCCDカメラ102により撮影される画像に示される色調の違いなどに基づいて、画像中の金属薄膜の領域や標準白色基板の領域の位置を判定する機能を有する。   The area determination unit 301 is based on, for example, information stored in advance in the database of the storage unit 4 or a difference in color tone shown in an image photographed by the CCD camera 102, or a metal thin film area or a standard white substrate in the image. Has a function of determining the position of the region.

色調補正部302は、画像の色調補正(ホワイトバランスの調整)が必要とされる場合、例えば、ここで使用する環境測定装置が前述の較正曲線等の作成の際に使用した環境測定装置と異なる色調感度を有する場合などに使用される。この色調補正部302は、CCDカメラ102装置により撮影される金属薄膜の色調を、同CCDカメラ102により撮影される標準白色基板の色調を用いて補正し、前述の較正曲線に精度よく沿う色変化を観測できるようにする機能を有する。なお、この色調補正部302は、データ作成部103に設ける代わりに、例えばCCDカメラ102に設けるようにしてもよい。   When the color tone correction (white balance adjustment) of the image is required, the color tone correction unit 302 is different from, for example, the environment measurement device used here when creating the calibration curve or the like. Used when having color tone sensitivity. The color tone correction unit 302 corrects the color tone of the metal thin film photographed by the CCD camera 102 using the color tone of the standard white substrate photographed by the CCD camera 102, and the color change accurately follows the calibration curve described above. Has a function to enable observation. The color tone correction unit 302 may be provided in the CCD camera 102, for example, instead of being provided in the data creation unit 103.

なお、濃度が未知のガスの濃度を測定する具体的な方法については、前述の第1の実施形態ですでに説明したため、ここではその説明を省略する。   Since a specific method for measuring the concentration of a gas whose concentration is unknown has already been described in the first embodiment, the description thereof is omitted here.

この第3の実施形態によれば、簡易な構成により、用途に合わせて1種類もしくは複数の種類の特定ガスの濃度測定を同時に行ったり、必要に応じて色調補正を行ったりすることを可能とする環境測定素子を提供することができる。また、そのような環境測定素子を用いて、濃度が未知の特定ガスの濃度測定を高精度に行うことができ、必要に応じて色調補正を行うことが可能な環境測定装置を提供することができる。   According to the third embodiment, with a simple configuration, it is possible to simultaneously measure the concentration of one type or a plurality of types of specific gases according to the application, or to perform color tone correction as necessary. It is possible to provide an environmental measurement element. Moreover, it is possible to provide an environment measurement device that can perform concentration measurement of a specific gas with an unknown concentration with high accuracy using such an environment measurement element and can perform color tone correction as necessary. it can.

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…金属薄膜、2…CCDカメラ、3…データ作成部、4…記憶部、5…ガス濃度演算部、6…情報処理部、7…出力装置、11…キャリブレーションカーブ、12…許容誤差範囲、13…判定可能データ、14…判定不可データ、21…照明、22…画像取得制御部、23…回転機構付き保持部、24…遮光箱、31…特定ガスA検出用金属薄膜、32…特定ガスB検出用金属薄膜、33…特定ガスC検出用金属薄膜、34…特定ガスD検出用金属薄膜、40…標準白色基板、101…環境測定素子、102…CCDカメラ、103…データ作成部、104…記憶部、105…ガス濃度演算部、106…情報処理部、107…出力装置、200…画像計測部、201…遮光カバー、301…領域判定部、302…色調補正部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal thin film, 2 ... CCD camera, 3 ... Data preparation part, 4 ... Memory | storage part, 5 ... Gas concentration calculating part, 6 ... Information processing part, 7 ... Output device, 11 ... Calibration curve, 12 ... Allowable error range , 13: Determinable data, 14: Non-determinable data, 21: Illumination, 22 ... Image acquisition control unit, 23 ... Holding unit with rotating mechanism, 24 ... Shading box, 31 ... Metal thin film for detecting specific gas A, 32 ... Specific Metal thin film for detecting gas B, 33 ... Metal thin film for detecting specific gas C, 34 ... Metal thin film for detecting specific gas D, 40 ... Standard white substrate, 101 ... Environmental measuring element, 102 ... CCD camera, 103 ... Data creation unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 104 ... Memory | storage part, 105 ... Gas concentration calculating part, 106 ... Information processing part, 107 ... Output device, 200 ... Image measuring part, 201 ... Light-shielding cover, 301 ... Area | region determination part, 302 ... Color tone correction part.

Claims (19)

少なくとも1種類の特定ガスに曝露されて色が経時変化する第1の素子を濃度が既知の前記特定ガスに曝露させた状態で前記第1の素子の色の経時変化を撮像装置により撮影し前記第1の素子の色の3刺激値が各刺激値に1本の座標軸を対応させた3本の座標軸を有する3次元色空間の中で移動する軌跡に応じた曲線であって前記3次元色空間の中で自身が交差しない曲線を較正曲線とし、当該較正曲線上を移動する色の3刺激値の移動距離と曝露時間との関係を濃度別に求めて得られる濃度別の複数の移動距離データと、
前記第1の素子と同じ組成を有する第2の素子を濃度が未知の前記特定ガスに曝露し、前記第2の素子の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測して得られる観測結果とに基づき、前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求めることを特徴とする環境測定方法。
The color change of the first element is photographed with an imaging device in a state where the first element exposed to at least one specific gas and the color changes with time is exposed to the specific gas having a known concentration. The three-stimulus value of the color of the first element is a curve corresponding to a trajectory moving in a three-dimensional color space having three coordinate axes in which one coordinate axis corresponds to each stimulus value, and the three-dimensional color A plurality of movement distance data for each concentration obtained by determining the relationship between the movement distance of the tristimulus values of the color moving on the calibration curve and the exposure time for each concentration, using a curve that does not intersect in the space as a calibration curve. When,
A second element having the same composition as the first element is exposed to the specific gas whose concentration is unknown, and tristimulus values of the color of the second element are applied to the calibration curve in the three-dimensional color space. A method for measuring an environment, comprising: obtaining a concentration of a specific gas whose concentration is unknown based on an observation result obtained by observing a moving distance moving along with an exposure time.
前記観測結果と前記濃度別の複数の移動距離データとの間で、同じ曝露時間における移動距離を比較して移動距離の比率を求め、当該比率に基づき、既知の複数の濃度から、前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求めることを特徴とする請求項1に記載の環境測定方法。   Between the observation results and the plurality of movement distance data for each concentration, the movement distance at the same exposure time is compared to determine the movement distance ratio, and based on the ratio, the concentration is calculated from a plurality of known concentrations. 2. The environment measuring method according to claim 1, wherein the concentration of the unknown specific gas is obtained. 前記3次元色空間における色の3刺激値は、RGB表色系における3刺激値をR,G,Bとした場合、数式r=R/(R+G+B)、g=G/(R+G+B)、b=B/(R+G+B)から得られる値で表されることを特徴とする請求項1又は2に記載の環境測定方法。   The tristimulus values of the color in the three-dimensional color space are expressed by equations r = R / (R + G + B), g = G / (R + G + B), b = when the tristimulus values in the RGB color system are R, G, B. It is represented by the value obtained from B / (R + G + B), The environment measuring method of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記3次元色空間における較正曲線は、前記色の3刺激値が移動する軌跡に基づき、一定の許容幅をもって管状に形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の環境測定方法。   The calibration curve in the three-dimensional color space is formed in a tubular shape with a certain allowable width based on a trajectory in which the tristimulus values of the color move. Environmental measurement method. 前記第2の素子の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離の変化を観測することにより、前記濃度が未知の特定ガスの濃度の計時変化を捉えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の環境測定方法。   By observing a change in the moving distance in which the tristimulus value of the color of the second element moves along the calibration curve in the three-dimensional color space, the time change of the concentration of the specific gas whose concentration is unknown The environment measurement method according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記観測結果と前記濃度別の複数の移動距離データの少なくとも1つとの間で、同じ曝露時間における移動距離を比較することにより、前記濃度が未知の特定ガスの濃度が基準値を超えるか否かを判定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の環境測定方法。   Whether the concentration of the specific gas whose concentration is unknown exceeds a reference value by comparing the movement distance at the same exposure time between at least one of the observation results and the plurality of movement distance data by concentration. The environmental measurement method according to claim 1, wherein the environmental measurement method is determined. 前記較正曲線の形成に適した色の経時変化を示す合金組成を選定し、選定した合金組成の膜を基板上に配置した素子を用いて、特定ガスの濃度測定を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の環境測定方法。   An alloy composition showing a color change with time suitable for forming the calibration curve is selected, and the concentration of a specific gas is measured using an element in which a film of the selected alloy composition is arranged on a substrate. Item 7. The environmental measurement method according to any one of Items 1 to 6. 少なくとも1種類の特定ガスに曝露されて色が経時変化する第1の素子を特定ガスに曝露させた状態で撮像装置により撮影される前記第1の素子の色の3刺激値が各刺激値に1本の座標軸を対応させた3本の座標軸を有する3次元色空間の中で移動する軌跡に応じた曲線であって前記3次元色空間の中で自身が交差しない曲線を較正曲線とし、当該較正曲線上を移動する色の3刺激値の移動距離と曝露時間との関係を濃度別に求めて得られる濃度別の複数の移動距離データを記憶媒体に保管する記憶手段と、
前記第1の素子と同じ組成を有する第2の素子を載置かつ交換可能にする保持部と、
前記第2の素子に所定の光を当てる照明と、
前記第2の素子の色の変化を撮影可能な撮像装置と、
濃度が未知の特定ガスに前記第2の素子が曝露される状態で、前記第2の素子の色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記較正曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測し、その観測結果と前記記憶手段の前記濃度別の複数の移動距離データとに基づき、前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求めるガス濃度演算手段と
を備えたことを特徴とする環境測定装置。
Tristimulus values of the color of the first element captured by the imaging device in a state where the first element, which is exposed to at least one kind of specific gas and changes its color with time, is exposed to the specific gas, corresponds to each stimulus value. A curve corresponding to a trajectory that moves in a three-dimensional color space having three coordinate axes corresponding to one coordinate axis and that does not intersect in the three-dimensional color space is defined as a calibration curve. Storage means for storing, in a storage medium, a plurality of movement distance data for each concentration obtained by obtaining the relationship between the movement distance of the tristimulus values of the color moving on the calibration curve and the exposure time for each concentration;
A holding part for mounting and replacing a second element having the same composition as the first element;
Illumination that shines predetermined light on the second element;
An imaging device capable of photographing the color change of the second element;
A moving distance by which the tristimulus values of the color of the second element move along the calibration curve in the three-dimensional color space in a state where the second element is exposed to a specific gas whose concentration is unknown; Gas concentration calculating means for observing the exposure time and obtaining the concentration of the specific gas whose concentration is unknown based on the observation result and the plurality of movement distance data for each concentration of the storage means Environmental measuring device.
前記照明が前記第2の素子の撮影時のみ点灯するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項8に記載の環境測定装置。   The environment measuring apparatus according to claim 8, further comprising a control unit that controls the illumination so that the illumination is turned on only when the second element is photographed. 前記制御手段は、前記第2の素子の任意の箇所の色の3刺激値を監視し、この3刺激値の全ての値あるいはいずれかの値が照明消灯時の値から一定量以上大きく変化した時に前記照明が点灯して撮影が行われるように制御することを特徴とする請求項9に記載の環境測定装置。   The control means monitors the tristimulus values of the color at an arbitrary position of the second element, and all or any of these tristimulus values have greatly changed by a certain amount or more from the value when the illumination is turned off The environment measuring apparatus according to claim 9, wherein control is performed so that the illumination is sometimes turned on and photographing is performed. 前記保持部は、前記第2の素子の表面を傾ける回転機構を有することを特徴とする請求項8に記載の環境測定装置。   The environment measuring apparatus according to claim 8, wherein the holding unit includes a rotation mechanism that tilts a surface of the second element. 前記第2の素子、前記保持部、および前記撮像装置が、測定環境の光を遮ることができ且つ外気と同じガス雰囲気を保つことができる遮光箱に収納され、前記第2の素子の色変化を当該遮光箱内の一定の照明条件で撮影できるようにしたことを特徴とする請求項8の環境測定装置。   The second element, the holding unit, and the imaging device are housed in a light shielding box that can block light in a measurement environment and maintain the same gas atmosphere as the outside air, and the color change of the second element 9. The environment measuring apparatus according to claim 8, wherein the camera can be photographed under a certain illumination condition in the light shielding box. 特定ガスに曝露されて色が経時変化する金属薄膜を表面に備えた環境測定素子であって、前記金属薄膜は、前記特定ガスに曝露されて色が経時変化する際に当該色の経時変化が色の3刺激値を座標軸とする3次元色空間上で自分自身と交差しない曲線を形成する金属組成を有することを特徴とする環境測定素子。   An environmental measurement element having a metal thin film on a surface, the color of which changes with time when exposed to a specific gas, wherein the metal thin film is exposed to the specific gas and changes its color with time. An environment measuring element having a metal composition that forms a curve that does not intersect with itself in a three-dimensional color space having a tristimulus value of color as a coordinate axis. 前記金属薄膜は複数個備えられ、それぞれ種類の異なる特定ガスに曝露されて、異なる色の経時変化を示すものであることを特徴とする請求項13に記載の環境測定素子。   The environment measuring element according to claim 13, wherein a plurality of the metal thin films are provided, and each of the metal thin films is exposed to different types of specific gases to show different color changes with time. 色調補正用の標準白色基板をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の環境測定素子。   The environment measuring element according to claim 13, further comprising a standard white substrate for color tone correction. 請求項13乃至15のいずれか1項に記載の環境測定素子を、濃度が未知の特定ガスに曝露させた状態で、前記金属薄膜の色の経時変化を撮影する撮像装置を有する画像計測手段と、前記撮像装置により撮影される色の3刺激値が前記3次元色空間の中で前記曲線に沿って移動する移動距離と曝露時間とを観測し、その観測結果から前記濃度が未知の特定ガスの濃度を求める情報処理手段とを具備することを特徴とする環境測定装置。   An image measuring means having an imaging device for photographing the color change of the metal thin film in a state where the environment measuring element according to any one of claims 13 to 15 is exposed to a specific gas whose concentration is unknown. , Observing a moving distance and an exposure time in which tristimulus values of colors photographed by the imaging device move along the curve in the three-dimensional color space, and the specific gas whose concentration is unknown from the observation result And an information processing means for obtaining the concentration of the environment. 前記環境測定素子は、色調補正用の標準白色基板を備えており、
前記撮像装置により撮影される前記金属薄膜の色調を、前記撮像装置により撮影される前記標準白色基板の色調を用いて補正する手段を具備することを特徴とする請求項16に記載の環境測定装置。
The environmental measurement element includes a standard white substrate for color correction,
The environment measuring device according to claim 16, further comprising means for correcting a color tone of the metal thin film photographed by the imaging device using a color tone of the standard white substrate photographed by the imaging device. .
前記画像計測手段と前記情報処理手段とは、無線もしくは有線の通信媒体を通じて接続され、
前記画像計測手段において撮影された情報は、前記通信媒体を通じて前記情報処理手段へ送信されることを特徴とする請求項16又は17に記載の環境測定装置。
The image measurement means and the information processing means are connected through a wireless or wired communication medium,
The environment measurement apparatus according to claim 16 or 17, wherein the information photographed by the image measurement unit is transmitted to the information processing unit through the communication medium.
前記情報処理手段が前記画像計測手段に内蔵されていることを特徴とする請求項16又は17に記載の環境測定装置。   The environment measuring device according to claim 16 or 17, wherein the information processing means is built in the image measuring means.
JP2010226938A 2010-02-26 2010-10-06 Method of measuring environment Withdrawn JP2011196985A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010226938A JP2011196985A (en) 2010-02-26 2010-10-06 Method of measuring environment

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010042517 2010-02-26
JP2010042517 2010-02-26
JP2010226938A JP2011196985A (en) 2010-02-26 2010-10-06 Method of measuring environment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011196985A true JP2011196985A (en) 2011-10-06

Family

ID=44875383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010226938A Withdrawn JP2011196985A (en) 2010-02-26 2010-10-06 Method of measuring environment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011196985A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528714A (en) * 2013-06-04 2016-09-15 バイオトロニック エスエー アンド カンパニー カーゲー Procedure for calculating the level of corrosion exposure of the sensor part, the electronic module and the respective electronic module
CN112033879A (en) * 2020-07-16 2020-12-04 国网山东省电力公司电力科学研究院 Atmospheric corrosivity data interpolation method and system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528714A (en) * 2013-06-04 2016-09-15 バイオトロニック エスエー アンド カンパニー カーゲー Procedure for calculating the level of corrosion exposure of the sensor part, the electronic module and the respective electronic module
CN112033879A (en) * 2020-07-16 2020-12-04 国网山东省电力公司电力科学研究院 Atmospheric corrosivity data interpolation method and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7135683B2 (en) Infrared imaging for evaluation of corrosion test coupons
US20090304041A1 (en) Apparatus for the Determination of the Surface Moisture of a Test Object
JPH0313805A (en) Method and device for observing inside of body
JP2022522348A (en) Equipment and methods for inspecting membranes on substrates
CN108614071B (en) Distributed outdoor air quality monitoring precision correction system and parameter updating method
CN109637636A (en) Data processing method and device
CN113920113A (en) Method and system for point-to-point white reference correction of hyperspectral image
JP2000046763A (en) Fluorescent x-ray spectrometer
KR20130105453A (en) Fluorescence x-ray analyzing apparatus and method of analyzing fluorescence x-ray
JP2011196985A (en) Method of measuring environment
JP7226417B2 (en) Hydrogen sulfide concentration estimation device
JP5039520B2 (en) Method and system for measuring state quantity of observation object by electronic image colorimetry
JP3522851B2 (en) Detection method
‘t Hart et al. Monitoring the impact of the indoor air quality on silver cultural heritage objects using passive and continuous corrosion rate assessments
JP4701020B2 (en) Water quality meter that can provide temperature and humidity data
KR20180055320A (en) Method of water examination using household water examination kit
Ionascu et al. Towards wearable air quality monitoring systems-initial assessments on newly developed sensors
CN109073533A (en) Corrosive environment monitoring device
JP4009725B2 (en) Gas concentration measuring method and gas concentration measuring apparatus
EP2995938A1 (en) Integrated metal oxide chemical sensor
JP2011153841A (en) Corrosion risk investigation method and corrosion risk investigation device
JP2019520557A (en) Analysis of color change based on reflectance in sensing applications
JP2006145390A (en) Environment measuring element and environment measuring method using it
US11720544B2 (en) Signal processing for multi-sensor groups
Hodgkins et al. Silver nanofilm sensors for assessing daguerreotype housing materials in an Oddy test setup

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140107