JP2016070869A - ガス測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】利用者の操作性を向上させると共に、ガスセンサの被毒や劣化を抑制することが可能なガス測定装置を提供する。【解決手段】利用者の呼気が吹き込まれる吹き込み口、吹き込み口１０の内部に連通するガスセンサ、および、吸着剤が収容される吸着剤収容部を有する本体部２と、本体部２に対して所定の方向にスライド操作することで、吹き込み口１０および吸着剤収容部を露出させる開状態と、吹き込み口および前記吸着剤収容部を外気から遮断する閉状態とのいずれかにすることが可能なカバー部３と、を備え、少なくとも閉状態において、ガスセンサの置かれる空間と吸着剤収容部の内部が連通する、ガス測定装置１。【選択図】図１
Description
本発明は、ガス測定装置に関する。
従来、検出対象ガスの濃度を測定したり、検出対象ガスの有無を検出したりするガス測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の装置では、大気中に含まれ得る各種ガスに触れることで被毒したり、様々な要因により劣化する半導体センサが使用されることがある。
しかしながら、従来のガス測定装置では、利用者の操作性を向上させるための工夫と、センサの保護が十分になされていない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、利用者の操作性を向上させると共に、半導体センサの被毒や劣化を抑制することが可能なガス測定装置を提供することを目的の一つとする。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、利用者の操作性を向上させると共に、半導体センサの被毒や劣化を抑制することが可能なガス測定装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様は、利用者の呼気が、直接またはアタッチメントを介して吹き込まれる吹き込み口、前記吹き込み口の内部に連通する半導体式ガスセンサ、および、吸着剤が収容される吸着剤収容部を有する本体部と、前記本体部に対して所定の方向にスライド操作することで、前記吹き込み口および前記吸着剤収容部を露出させる開状態と、前記吹き込み口および前記吸着剤収容部を外気から遮断する閉状態とのいずれかにすることが可能なカバー部と、を備え、少なくとも前記閉状態において、前記半導体式ガスセンサの置かれる空間と前記吸着剤収容部の内部が連通する、ガス測定装置である。
本発明の一態様によれば、利用者の操作性を向上させると共に、半導体センサの被毒や劣化を抑制することができる。
以下、図面を参照し、本発明のガス測定装置（利用者の呼気中の特定のガス成分を測定する装置）の実施形態について説明する。必要に応じてＸＹＺ座標系を用いて図示および説明を行う。また、図１乃至４の左図はガス測定装置１の開状態を示し、図１乃至４の右図はガス測定装置１の閉状態を示している。
図１は、ガス測定装置１を表側から見た外観構成図である。ガス測定装置１は、利用者によってカバー部３が図中Ｘ方向にスライド操作されることによって、開状態と閉状態のいずれかに保持される。
図１は、ガス測定装置１を表側から見た外観構成図である。ガス測定装置１は、利用者によってカバー部３が図中Ｘ方向にスライド操作されることによって、開状態と閉状態のいずれかに保持される。
ガス測定装置１は、本体部２と、閉状態において本体部２の一部を覆うカバー部３とを備える。本体部２の第１面における、開状態においてのみ露出する部分には、吹き込み口１０と、表示部２０と、操作部３０とが設けられている。
吹き込み口１０には取り付け取り外し可能な中空構造のアタッチメント１２（図７に示す）が開状態において挿入状態で取り付けられ、更に、アタッチメント１２にはストロー（図示省略）が装着され、吹き込み口１０にはストロー及びアタッチメント１２を介して利用者の呼気が吹き込まれる。
なお、ストローを装着しない形態のアタッチメント１２とし、吹き込み口１０はそのアタッチメント１２を介して利用者の呼気が吹き込まれるものとしてもよい。また更に、アタッチメント１２も取り付けしない形態の吹き込み口１０とし、その吹き込み口１０はアタッチメント１２も介さず直接的に利用者の呼気が吹き込まれるものとしてもよい。
なお、ストローを装着しない形態のアタッチメント１２とし、吹き込み口１０はそのアタッチメント１２を介して利用者の呼気が吹き込まれるものとしてもよい。また更に、アタッチメント１２も取り付けしない形態の吹き込み口１０とし、その吹き込み口１０はアタッチメント１２も介さず直接的に利用者の呼気が吹き込まれるものとしてもよい。
表示部２０は、例えば液晶ディスプレイ装置や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などの表示装置である。表示部２０の表示内容は、後述するＣＰＵ９０によって決定される。表示部２０は、設定画面、測定結果の示す画面等により、利用者に対して各種情報を表示する。操作部３０は、利用者による各種操作（電源のオンオフ、ユーザ情報等の入力、画面のスクロール等）を受け付ける。操作部２０に対してなされた操作の内容は、後述するＣＰＵ９０に出力される。
また、ガス測定装置１の本体部２には、閉状態においてカバー部３と連続した表面形状をなすように形成されたベース部５が形成されている。ベース部５のカバー部３に当接する側の端部には、カバー部３の端部に対応する形状を有し、閉状態においてカバー部３と密着して気密性を向上させるための部材６が取り付けられている。部材６は、ゴム（例えば、シリコンゴム）、エラストマーなどの弾性素材によって形成される。部材６には、図中Ｙ方向に関する中央部付近において、利用者が開操作をしやすいように、図中−Ｘ方向に進むに連れて＋Ｚ方向にせり上がる傾斜を有する、つまみ部６Ａが設けられている。
図２は、ガス測定装置１のスライド構造を説明するための透視図である。カバー部３の内側（外部から視認できない側）には、スライドプレート部４０が取り付けられている。スライドプレート部４０は、本体部２に取り付けられたガイド部４２によって、ガイド部４２に対して摺動可能に支持されている。スライドプレート部４０の両端には、ストッパ部４０Ａ、４０Ｂが形成されており、本体部２とカバー部３のスライド幅を制限している。このようなスライド構造によって、利用者は、簡易な操作によって、ガス測定装置１を開状態と閉状態とのうち所望の状態にすることができる。従って、ガス測定装置１は、利用者の操作性を向上させることができる。
図３は、ガス測定装置１の内側からスライド構造を説明するための透視図である。
カバー部３の内側に取り付けられたスライドプレート４０と本体部２の外側に取り付けられたガイド部４２との間にはバネ４４が設けられている。バネ４４は、一方の端部をスライドプレート４０に、他方の端部をガイド部４２に、それぞれへの取り付け部分を中心として回動可能に取り付けられている。
カバー部３の内側に取り付けられたスライドプレート４０と本体部２の外側に取り付けられたガイド部４２との間にはバネ４４が設けられている。バネ４４は、一方の端部をスライドプレート４０に、他方の端部をガイド部４２に、それぞれへの取り付け部分を中心として回動可能に取り付けられている。
ガス測定装置１の開状態において、バネ４４は、スライドプレート４０に形成されたストッパ部４０Ａをガイド部４２に押し付ける（付勢する）力を発揮し、ガス測定装置１の閉状態において、バネ４４は、スライドプレート４０に形成されたストッパ部４０Ｂをガイト部４２に押し付ける（付勢する）力を発揮する。そして、開状態または閉状態に付勢されたカバー部３は、ストッパ部４０Ａ、４０Ｂによって、本体部２に対して所定の相対位置で停止する。さらに、バネ４４は、ガス測定装置１の開状態から閉状態へ、または閉状態から開状態へスライドする時、開状態と閉状態の中間状態において、押す力の向きがスムーズに変わるような形態を成している。これらによって、利用者は、カバー部３はがたつくこと無く、スムーズに開状態、閉状態に操作することができる。なお、バネ４４に代えて、機械的な繋止構造などを備えてもよい。
図４は、ガス測定装置１を裏側から見た外観構成図である。本体部２の第２面における、開状態においてのみ外部に露出する部分には、吸着剤収容部５０と、孔部５２、５４、５６が設けられている。なお、図４において、つまみ部６Ａは、図中−Ｘ方向に進むに連れて−Ｚ方向にせり上がる傾斜を有する。
吸着剤収容部５０の内部には、活性炭等のガス吸着剤が収容される。ガス測定装置１の閉状態において、活性炭が収容された空間は、孔部５２、本体部２とカバー部３の隙間、および孔部５４または５６を介して、後述する半導体式ガスセンサ（第１ガスセンサ）６６の置かれた空間と連通し、閉鎖空間を形成する。これによって、ガス測定装置１が閉状態にされている間、半導体式ガスセンサ６６の置かれた閉鎖空間から各種ガス成分が除去され、半導体式ガスセンサ６６の被毒や劣化を抑制することができる。なお、活性炭に代えて（または加えて）、ゼオライト、モレキュラーシーブ、シリカゲル等のガス吸着剤が収容されてもよい。
また、吸着剤収容部５０は、活性炭が収容された空間と後述する第２ガスセンサ７２の置かれた空間と連通して閉鎖空間を形成し、第２ガスセンサ７２に対して被毒や劣化を抑制することもできる。
図５は、ガス測定装置１の内部構成を示す透視図である。ガス装置１には、本体部２に対して着脱可能（交換可能）な半導体式ガスセンサユニット（第１ガスセンサユニット）６０が取り付けられる。図６は、半導体式ガスセンサ６６と吹き込み口１０から連通するパイプ１５と第２ガスセンサ７２との接続部の状態を示す部分断面図である。また、図７は、半導体式ガスセンサユニット６０が取り外された状態のガス測定装置１の外観構成図である。半導体式ガスセンサユニット６０は、本体部２に嵌合可能な筐体６２の内部に、センサ基板６４、半導体式ガスセンサ６６、および電子部品（例えば、記憶部品）６８を収容している。センサ基板６４の一方の側には半導体式ガスセンサ６６が搭載され、他方の側には電子部品６８が搭載される。半導体式ガスセンサ６６は、筐体６２に設けられた孔部６２Ａを介して筐体６２の外部に検知面を突出させる。そして、半導体式ガスセンサ６６は、その先端部がパイプ１５に挿入されている。半導体式ガスセンサ６６の検知面には、酸化スズ（ＳｎＯ２）などが形成されており、アセトンなどの検出対象ガス、あるいはその他の干渉ガスが触れると電気抵抗が低下するようになっている。また、半導体式ガスセンサ６６は、ヒータおよび電極を備える。半導体式ガスセンサ６６は、検知面における電気抵抗の低下に基づいて、検出対象ガスの濃度を検出する。
利用者の呼気には、ケトン体、エタノール、アセトアルデヒド等の様々な種類のガスが含まれる。半導体式ガスセンサ６６は、例えば、ケトン体の一種であるアセトンに対して高い感度を示す。アセトンは、脂質代謝の副産物であり、呼気におけるアセトンの濃度は脂質代謝の量を示す指標値となる。体内に糖質エネルギーが十分に存在する場合には、脂肪が燃焼されないため呼気におけるアセトンの濃度は低くなり、体内に糖質エネルギーが不足すると、脂肪が燃焼されるため呼気におけるアセトンの濃度は高くなる。
ここで、本体部２の表面、カバー部３、および半導体式ガスセンサユニット６０の筐体は、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂やポリカーボネード等で形成される。また、部材６は、例えば、ゴム（例えばシリコンゴム）やエラストマー等の弾性部材である。また、表示部２０の表面は、例えば、ＡＳ（Acrylonitrile Styrene）樹脂やアクリル樹脂で形成される。また、操作部３０のボタン部は、ＡＢＳ樹脂やシリコン等で形成される。
また、ガス測定装置１は、第２ガスセンサユニット７０を備える。第２ガスセンサユニット７０は、第２ガスセンサ７２と、ソレノイドバルブ７４とを備える。また、パイプ１５には、その内空間と外空間とを繋ぐパイプ１５Ａが設けられており、このパイプ１５Ａと第２ガスセンサ７２とがチューブ１００により接続される。第２ガスセンサ７２は、半導体ガスセンサ６４とは被毒寿命が異なるセンサである。ソレノイドバルブ７４は、例えば、吹き込み口１０に連通するガス測定装置１内部の空間の圧力を測定する圧力センサ７６（図９参照）が基準値以上の圧力を検出してから所定時間（例えば数［ｓｅｃ］程度）経過後に作動し、第２ガスセンサ７２の内部に負圧を発生させる。これによって、吹き込み口１０に吹き込まれた呼気がパイプ１５、１５Ａ、およびチューブ１００を介して第２ガスセンサ７２の内部に取り込まれる。なお、ソレノイドバルブ７４が、圧力センサ７６が基準値以上の圧力を検出してから所定時間経過後に作動することで、終末呼気を第２ガスセンサ７２に取り込むことができる。
また、ガス測定装置１は、メイン基板８０を備える。図８は、ガス測定装置１を側面から（図５における−Ｘ方向から）見た透視図である。メイン基板８０には、後述するＣＰＵ９０などが搭載される。図９は、ガス測定装置１の制御関係の構成図である。ガス測定装置１は、前述した構成の他、タイマ８２、電源８４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９４、不揮発性メモリ９６などを備える。これらの構成要素は、Ｉ／Ｏ９８を介して通信可能に接続されている。ＣＰＵ９０は、ガス測定装置１の各部を制御する。ＣＰＵ９０は、例えば、半導体式ガスセンサ６６の検出値と第２ガスセンサ７２の検出値の双方を加味して、ガス測定装置１の測定結果を確定する処理を行う。ＲＯＭ９２には、ＣＰＵ９０が実行するプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ９４は、ＣＰＵ９０が処理を行う際のワーキングメモリとして機能する。不揮発性メモリ９６には、ＣＰＵ９０が実行するプログラムやガス測定装置１が保持する利用者のデータなどが格納される。
ＣＰＵ９０は、例えば、式（１）に基づいて、ガス測定装置１の測定結果Ｃｏｎｃを導出する。式中、Ｃ１は半導体式ガスセンサ６６の検出値であり、Ｃ２は第２ガスセンサ７２の検出値である。また、ｋ１、ｋ２は係数であり、実験等により予め求められた最適値が使用される。ｋ２は、例えば負の値に設定される。なお、式（１）に代えて、Ｃ１およびＣ２を使用した二次以上の多項式によってガス測定装置１の測定結果Ｃｏｎｃを導出してもよいし、Ｃ１およびＣ２を座標とするマップによってガス測定装置１の測定結果Ｃｏｎｃを導出してもよい。また、利用者の性別や年齢、体格に応じて、ガス測定装置１の測定結果Ｃｏｎｃを導出するためのパラメータ（一例として係数ｋ１、ｋ２）を補正してもよい。
Ｃｏｎｃ＝ｋ１×Ｃ１＋ｋ２×Ｃ２ ‥（１）
Ｃｏｎｃ＝ｋ１×Ｃ１＋ｋ２×Ｃ２ ‥（１）
以上説明した本実施形態のガス測定装置１によれば、図２に例示したスライド構造を有することによって、利用者の操作性を向上させることができる。また、本実施形態のガス測定装置１によれば、閉状態において、吸着剤を収容する吸着剤収容部５０の内部が半導体式ガスセンサ６６の置かれた空間と連通し、被毒や劣化要因の除去された状態で閉鎖空間を形成するため、半導体式ガスセンサ６６の被毒や劣化を抑制することができる。すなわち、利用者の操作性を向上させると共に、半導体センサの被毒や劣化を抑制することができる。また、第２ガスセンサ７２の置かれた空間とも連通し「被毒や劣化要因の除去された状態で」閉鎖空間を形成するため、第２ガスセンサの被毒や劣化を抑制することもできる。
また、本実施形態のガス測定装置１によれば、バネ４４によって、開状態または閉状態が緩やかな保持力をもって保持されるため、利用時のガタツキを防止することができる。
また、本実施形態のガス測定装置１によれば、半導体式ガスセンサユニット６０が本体部２に対して着脱可能（交換可能）であるため、半導体式ガスセンサ６６を新鮮な状態に維持することができる。
また、本実施形態のガス測定装置１によれば、ゴム（例えばシリコンゴム）やエラストマーなどの弾性部材によって形成された部材６が、閉状態においてカバー部３と密着して気密性を向上させるため、半導体センサの被毒を更に効果的に抑制することができる。また、部材６の形成されたつまみ部６Ａによって、利用者の操作性を更に向上させることができる。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１ ガス測定装置
２ 本体部
３ カバー部
５ ベース部
６ 部材
６Ａ つまみ部
１０ 吹き込み口
１５、１５Ａ パイプ
２０ 表示部
３０ 操作部
４０ スライドプレート部
４０Ａ、４０Ｂ ストッパ部
４２ ガイド部
４４ バネ
５０ 吸着剤収容部
５２、５４、５６ 孔部
６０ 半導体式ガスセンサユニット（第１ガスセンサユニット）
６２ 筐体
６２Ａ 孔部
６４ センサ基板
６６ 半導体式ガスセンサ（第１ガスセンサ）
６８ 電子部品
７０ 第２ガスセンサユニット
７２ 第２ガスセンサ
７４ ソレノイドバルブ
７６ 圧力センサ
８０ メイン基板
８２ タイマ
８４ 電源
９０ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９４ ＲＡＭ
９６ 不揮発性メモリ
９８ Ｉ／Ｏ
１００ チューブ
２ 本体部
３ カバー部
５ ベース部
６ 部材
６Ａ つまみ部
１０ 吹き込み口
１５、１５Ａ パイプ
２０ 表示部
３０ 操作部
４０ スライドプレート部
４０Ａ、４０Ｂ ストッパ部
４２ ガイド部
４４ バネ
５０ 吸着剤収容部
５２、５４、５６ 孔部
６０ 半導体式ガスセンサユニット（第１ガスセンサユニット）
６２ 筐体
６２Ａ 孔部
６４ センサ基板
６６ 半導体式ガスセンサ（第１ガスセンサ）
６８ 電子部品
７０ 第２ガスセンサユニット
７２ 第２ガスセンサ
７４ ソレノイドバルブ
７６ 圧力センサ
８０ メイン基板
８２ タイマ
８４ 電源
９０ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９４ ＲＡＭ
９６ 不揮発性メモリ
９８ Ｉ／Ｏ
１００ チューブ
Claims (5)
- 利用者の呼気が吹き込まれる吹き込み口、
前記吹き込み口の内部に連通するガスセンサ、および、
吸着剤が収容される吸着剤収容部を有する本体部と、
前記本体部に対して所定の方向にスライド操作することで、前記吹き込み口および前記吸着剤収容部を露出させる開状態と、前記吹き込み口および前記吸着剤収容部を外気から遮断する閉状態とのいずれかにすることが可能なカバー部と、を備え、
少なくとも前記閉状態において、前記ガスセンサの置かれる空間と前記吸着剤収容部の内部が連通する、
ガス測定装置。 - 前記カバー部を、前記開状態と前記閉状態のいずれかに保持するための保持構造を有する、
請求項１記載のガス測定装置。 - 前記保持構造は、
前記カバー部を、前記開状態と前記閉状態との中間状態から、前記開状態と前記閉状態とのいずれかに向けて付勢する付勢部と、
前記付勢部により付勢されたカバー部を、前記本体部に対して所定の相対位置で停止させるストッパ部と、を有する、
請求項２記載のガス測定装置。 - 前記ガスセンサは、前記開状態において、前記ガスセンサを収容する筐体ごと交換可能である、
請求項１から３のうちいずれか１項記載のガス測定装置。 - 前記本体部の前記カバー部に当接する側の端部には、前記カバー部の端部に対応する形状を有し、前記閉状態において前記カバー部と密着して気密性を向上させる弾性部材が取り付けられている、
請求項１から４のうちいずれか１項記載のガス測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014203138A JP2016070869A (ja) | 2014-10-01 | 2014-10-01 | ガス測定装置 |
| US14/865,720 US20160097762A1 (en) | 2014-10-01 | 2015-09-25 | Gas measurement apparatus |
| EP15187012.8A EP3002585A1 (en) | 2014-10-01 | 2015-09-28 | Gas measurement apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014203138A JP2016070869A (ja) | 2014-10-01 | 2014-10-01 | ガス測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016070869A true JP2016070869A (ja) | 2016-05-09 |
Family
ID=54249324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014203138A Pending JP2016070869A (ja) | 2014-10-01 | 2014-10-01 | ガス測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP3002585A1 (ja) |
| JP (1) | JP2016070869A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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2014
- 2014-10-01 JP JP2014203138A patent/JP2016070869A/ja active Pending
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2015
- 2015-09-25 US US14/865,720 patent/US20160097762A1/en not_active Abandoned
- 2015-09-28 EP EP15187012.8A patent/EP3002585A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160097762A1 (en) | 2016-04-07 |
| EP3002585A1 (en) | 2016-04-06 |
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