JP2017020949A - Gas detector - Google Patents
Gas detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017020949A JP2017020949A JP2015139904A JP2015139904A JP2017020949A JP 2017020949 A JP2017020949 A JP 2017020949A JP 2015139904 A JP2015139904 A JP 2015139904A JP 2015139904 A JP2015139904 A JP 2015139904A JP 2017020949 A JP2017020949 A JP 2017020949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- detected
- group
- separation column
- components
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、ニオイ識別の対象となる検知対象ガス(被検知ガス群)を識別するガス検知器に関する。 The present invention relates to a gas detector for identifying a detection target gas (a group of gases to be detected) that is an object of odor identification.
従来、ガス中の成分の定性・定量分析を行うガスクロマトグラフ装置が広く用いられており、これは被検知ガスをキャリアガスと共に、充填材が充填されているガス分離カラムに導入し、被検知ガス中に含まれる複数のガス成分がガス分離カラム中の充填材との相互作用によるリテンションタイム差により分離され、この分離された複数のガス成分をガス分離カラムから導出し、熱伝導度検出器(TCD)や水素炎イオン化検出器(FID)等の検出器にて検出することにより、クロマトグラムが得られるものである。 Conventionally, gas chromatograph devices that perform qualitative and quantitative analysis of components in a gas have been widely used. This involves introducing a gas to be detected together with a carrier gas into a gas separation column filled with a filler, and then detecting the gas to be detected. A plurality of gas components contained therein are separated due to the retention time difference due to the interaction with the packing material in the gas separation column, and the separated gas components are derived from the gas separation column, and a thermal conductivity detector ( A chromatogram is obtained by detecting with a detector such as TCD) or a flame ionization detector (FID).
ガス分離カラムにおける複数のガス成分のリテンションタイムは温度に依存するため、例えばガス分離カラムは恒温槽内に配置されて一定温度に加熱保持され、これによりガス分離カラム中での複数のガス成分のリテンションタイムを一定に保って、正確な測定が行われるようにしている。 Since the retention time of a plurality of gas components in the gas separation column depends on the temperature, for example, the gas separation column is placed in a thermostat and heated and held at a constant temperature, whereby the plurality of gas components in the gas separation column are retained. The retention time is kept constant so that accurate measurement can be performed.
特許文献1には、医療分野等における呼気中の成分検出用として構成することができるガスクロマトグラフ装置が記載してある。例えば歯科医療における呼気中のメチルメルカプタンや硫化水素の分析による口臭の有無の判定や、糖尿病治療における呼気中のアセトン量の定量、肝臓疾病に起因する呼気中のアンモニアやイソプレン量の定量などといった、呼気中の成分の分析による疾病の発見や治療効果の確認に利用することができる。 Patent Document 1 describes a gas chromatograph apparatus that can be configured for detecting components in exhaled breath in the medical field or the like. For example, the presence or absence of bad breath by analysis of methyl mercaptan and hydrogen sulfide in exhaled breath in dentistry, the determination of the amount of acetone in exhaled breath in the treatment of diabetes, the determination of the amount of ammonia and isoprene in the exhaled breath due to liver disease, etc. It can be used for the discovery of diseases and analysis of therapeutic effects by analysis of components in exhaled breath.
このガスクロマトグラフは、装置本体に、検知対象である試料ガスや検出器の構成等に応じた水素ガス、ヘリウムガス等の適宜のキャリアガスが充填されたガスボンベが装置本体に接続されている。装置本体内にはガスボンベから供給されたキャリアガスが流通するガス流路の上流側から下流側に沿って、流量切替器、流量計、試料ガス供給口、ガス分離カラム、検出器が順次設けてある。 In this gas chromatograph, a gas cylinder filled with an appropriate carrier gas such as hydrogen gas or helium gas corresponding to the sample gas to be detected and the configuration of the detector is connected to the apparatus main body. A flow rate switch, a flow meter, a sample gas supply port, a gas separation column, and a detector are sequentially provided in the apparatus main body from the upstream side to the downstream side of the gas flow path through which the carrier gas supplied from the gas cylinder flows. is there.
近年、例えば製品品質管理において、食品の汚染、魚肉類の鮮度管理、ニオイによる産地識別など、様々な分野でニオイの識別ニーズが増えている。また、半導体製造工程において、製造環境ガスの測定による製造環境の異変検知、作業環境中のガスの健康への影響などの管理においてニオイの識別ニーズが高まっている。 In recent years, for example, in product quality control, there is an increasing need for odor identification in various fields such as food contamination, freshness management of fish meat, and production area identification by odor. In addition, in the semiconductor manufacturing process, there is an increasing need for odor identification in the management of manufacturing environment anomaly detection by measurement of manufacturing environment gas and the influence on the health of gas in the work environment.
ニオイ識別の対象となる検知対象ガス(被検知ガス群)は、多種類のガス成分を含んでおり、一般的にニオイ識別装置に用いられているガスセンサは各種類のガスに対して交差感度を有し、サンプル中のある成分の濃度が相当高くなると、センサの出力はその成分の濃度変化に支配され、他の成分の変化に殆ど応答できなくなり、結果としてニオイの識別が不可能となることがあった。また、マイナー成分の濃度がある程度高くなっていれば、類似するニオイ種に対するセンサ出力には僅かな差が生じ、その違いにより類似するニオイ種の識別が可能となるが、現状のガスセンサ技術ではこの微弱の差を長期に渡って維持することは困難であり、長期に渡ってそれらの類似するニオイを識別することができない。 The detection target gas (detected gas group) that is subject to odor identification contains many kinds of gas components, and the gas sensor generally used in the odor identification apparatus has cross sensitivity for each type of gas. If the concentration of a certain component in the sample becomes considerably high, the output of the sensor is governed by changes in the concentration of that component, making it almost impossible to respond to changes in other components, resulting in impossible to identify odors. was there. In addition, if the concentration of the minor component is increased to some extent, there will be a slight difference in the sensor output for similar odor species, which makes it possible to identify similar odor species. It is difficult to maintain the weak differences over time and cannot identify those similar odors over time.
特許文献1に記載の装置は、検出器の検出出力に現れたピークのリテンションタイムをもとに、呼気ガスに含まれるガス成分の種類を判別しているため、リテンションタイムが同じ場合又は近接している場合はガス成分の種類を判別できないという問題があった。 The apparatus described in Patent Document 1 determines the type of gas component contained in the expiration gas based on the retention time of the peak that appears in the detection output of the detector. However, there is a problem that the type of gas component cannot be determined.
従って、本発明の目的は、迅速に、複数のガス成分を含む被検知ガス群の識別を可能にするガス検知器を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas detector capable of quickly identifying a detected gas group including a plurality of gas components.
上記目的を達成するための本発明に係るガス検知器の第一特徴構成は、検知対象である複数のガス成分を含む被検知ガス群が流下するガス流路と、前記複数のガス成分を分離する分離カラムと、ガス選択性の異なる複数のガス検知素子を有するマルチセンサ検知部と、前記被検知ガス群を識別する識別部と、を備えた点にある。 In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is to separate a gas flow path through which a detected gas group including a plurality of gas components to be detected flows and the plurality of gas components. A separation column, a multi-sensor detection unit having a plurality of gas detection elements having different gas selectivity, and an identification unit for identifying the detected gas group.
一般に、被検知ガス群には数十種類以上のガス成分(ニオイ成分)が含まれていると考えられており、ニオイ識別に分離カラムを投入する際、多種類のガス成分を分離しようとすると分離カラム中のガス成分の保持時間は非常に長くなるため測定に時間を要する。また、多種類のガス成分がキャリアガスによってセンサの検知レベル以下に希釈されてしまう虞があるため、測定に必要なセンサ感度を満たせなくなることがある。このように、被検知ガス群の識別において、多種類のガス成分の全成分を完全に分離することは非常に難しく、非現実的である。 In general, it is considered that the gas group to be detected contains several tens or more kinds of gas components (odor components), and when a separation column is introduced for odor identification, an attempt is made to separate many types of gas components. Since the retention time of the gas component in the separation column becomes very long, measurement takes time. In addition, since various types of gas components may be diluted by the carrier gas below the detection level of the sensor, the sensor sensitivity required for measurement may not be satisfied. As described above, in identifying the gas group to be detected, it is very difficult and unrealistic to completely separate all the components of the multiple types of gas components.
マルチセンサ検知部におけるガス選択性の異なる複数のガス検知素子は、出力応答波形を異ならせることができる。そのため、マルチセンサ検知部で取得された複数のガス検知素子の出力データとして、異なるガス検知素子の数に応じて多様な出力態様を呈するデータを取得することができる。よって、分離カラムで多種類のガス成分を完全に分離しない状態であっても、複数のガス成分における各ガス成分の最大濃度(ピーク)が通過するタイミングを異ならせた状態とすれば、マルチセンサ検知部にて取得したデータを使用することにより、識別部にて被検知ガス群の出力を特徴的かつ複雑な出力パターンとして認識することができる。また、当該最大濃度が通過するタイミングが明確に異ならない場合であっても、ガス選択性の異なるマルチセンサ検知部によってガス成分の違いを検出することができる。これにより、被検知ガス群におけるマイナー成分の変化(有無)においても正確に認識することができる。 A plurality of gas detection elements having different gas selectivity in the multi-sensor detection unit can have different output response waveforms. Therefore, as the output data of the plurality of gas detection elements acquired by the multi-sensor detection unit, data exhibiting various output modes can be acquired according to the number of different gas detection elements. Therefore, even if the separation column does not completely separate many kinds of gas components, if the timing at which the maximum concentration (peak) of each gas component in a plurality of gas components passes is different, the multi-sensor By using the data acquired by the detection unit, the output of the detected gas group can be recognized as a characteristic and complex output pattern by the identification unit. Further, even when the timing at which the maximum concentration passes is not clearly different, a difference in gas components can be detected by the multi-sensor detection unit having different gas selectivity. Thereby, it can recognize correctly also in the change (presence / absence) of the minor component in a to-be-detected gas group.
従って、本発明のガス検知器では、複数のガス成分を分離する分離カラムや、ガス選択性の異なる複数のガス検知素子を有するマルチセンサ検知部を用いてシステムを構築することで、検知対象である複数のガス成分を含む被検知ガス群(ニオイ成分)に対する選択性を向上させ、従来のニオイ識別より、被検知ガス群の識別能力を向上させることができる。 Therefore, in the gas detector of the present invention, by constructing a system using a separation column that separates a plurality of gas components and a multi-sensor detection unit having a plurality of gas detection elements having different gas selectivity, The selectivity with respect to the detected gas group (smell component) including a plurality of gas components can be improved, and the discrimination ability of the detected gas group can be improved compared to the conventional odor identification.
本発明に係るガス検知器の第二特徴構成は、前記識別部が、所定のガス群の出力である標準出力パターンを予め記憶する記憶手段と、前記被検知ガス群の出力および前記標準出力パターンを比較してパターンマッチングを行う解析手段と、を備えた点にある。 According to a second characteristic configuration of the gas detector according to the present invention, the identification unit stores in advance a standard output pattern that is an output of a predetermined gas group, an output of the detected gas group, and the standard output pattern. And an analysis means for performing pattern matching by comparing the two.
本構成によれば、事前に取得した所定のガス群(標準ガス)の標準出力パターンを使用して、検知対象ガスである被検知ガス群の出力のパターンマッチングを行うため、被検知ガス群の識別を正確にかつ客観的に行うことができる。 According to this configuration, the pattern matching of the output of the detected gas group that is the detection target gas is performed using the standard output pattern of the predetermined gas group (standard gas) acquired in advance. Identification can be performed accurately and objectively.
本発明に係るガス検知器の第三特徴構成は、前記分離カラムを、前記複数のガス成分を分離する能力を低い状態とした点にある。 A third characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that the separation column has a low ability to separate the plurality of gas components.
本構成によれば、分離カラムは、複数のガス成分における各ガス成分の最大濃度(ピーク)が通過するタイミングを異ならせるだけでよいため、多種類のガス成分を完全に分離する必要がなく、分離カラムのリテンションタイムを短縮することができる。従って、本構成では、被検知ガス群の識別を迅速に行うことができる。また、分離カラムの構成を簡略化することができるため、本発明のガス検知の製造コストを削減することができる。 According to this configuration, since the separation column only needs to change the timing at which the maximum concentration (peak) of each gas component in a plurality of gas components passes, there is no need to completely separate many types of gas components, The retention time of the separation column can be shortened. Therefore, in this configuration, the gas group to be detected can be quickly identified. Moreover, since the structure of the separation column can be simplified, the manufacturing cost of the gas detection of the present invention can be reduced.
本発明に係るガス検知器の第四特徴構成は、前記マルチセンサ検知部が、基板型半導体式ガス検知素子における少なくとも半導体材料を異ならせた複数のガス検知素子を備えた点にある。 A fourth characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that the multi-sensor detection unit includes a plurality of gas detection elements in which at least a semiconductor material in the substrate type semiconductor gas detection element is different.
本構成によれば、基板型半導体式ガス検知素子における感ガス特性の異なる半導体材料や触媒を用いることで、ガス検知素子の出力応答波形を容易に異ならせることができる。 According to this configuration, the output response waveform of the gas detection element can be easily varied by using a semiconductor material or a catalyst having different gas sensitivity characteristics in the substrate type semiconductor gas detection element.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示したように、本発明のガス検知器Xは、検知対象である複数のガス成分を含む被検知ガス群が流下するガス流路10と、複数のガス成分を分離する分離カラム20と、ガス選択性の異なる複数のガス検知素子31を有するマルチセンサ検知部30と、被検知ガス群を識別する識別部40と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gas detector X of the present invention includes a
本実施形態のガス検知器Xは、さらに、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部50と、ガス流路10中のガス流量を制御する流量制御部60と、被検知ガス群をサンプリングするサンプリング部70と、ガス流路10を切り替える流路切替部80と、分離カラム20・流量制御部60・サンプリング部70・流路切替部80を制御する制御部90と、を備える。このようなガス検知器Xは設置型としても、小型のポータブルな態様としてもよい。
The gas detector X of the present embodiment further includes a carrier
本発明のガス検知器Xは、検知対象ガスである複数のガス成分を含む被検知ガス群を識別する。このような検知対象ガスとして、医療分野等における呼気、食品のニオイを含んだガス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The gas detector X of the present invention identifies a detected gas group including a plurality of gas components that are detection target gases. Examples of such detection target gas include, but are not limited to, exhaled breath in the medical field, a gas containing food odor, and the like.
分離カラム20は、ステンレス等の耐腐食性金属を使用して中空筒状に形成されており、内部には固定相となる充填材が充填される。本実施形態の分離カラム20は、所謂パックドカラムを使用することができる。充填材は、例えば固定相を含浸・塗布した担体、または吸着剤等を使用することができ、検出対象ガスやキャリアガスの種類に応じた適宜のものが用いられる。
The
本発明の分離カラム20は、被検知ガス群における複数のガス成分における各ガス成分の最大濃度が通過するタイミングを異ならせることができるカラムとすればよい。例えば、通常のカラム駆動条件を低温側に変更、カラムの長さを短縮する、或いは、充填剤の組成を変更する等して、公知の分離カラムより複数のガス成分を分離する能力を低い状態とした低分解能な分離カラムとして使用することができる。このような分離カラムは、本明細書では非完全分離カラムと称する。
The
ニオイの識別は、検知対象ガスである複数のガス成分を含む被検知ガス群における複数のガス成分のそれぞれを同定することで達成できると考えられる。一般に、被検知ガス群には数十種類以上のガス成分(ニオイ成分)が含まれていると考えられており、このような多種類のガス成分を同定するため、通常のガス分離カラムを使用してそれぞれのガス成分を完全に分離するためには、長いリテンションタイムを要する。このように分離に長時間を要すると、被検知ガス群がキャリアガスによってセンサの検知レベル以下に希釈される虞があり、センサによって検知できないことがある。 The odor identification can be achieved by identifying each of a plurality of gas components in a detected gas group including a plurality of gas components that are detection target gases. In general, it is considered that the gas group to be detected contains several tens or more kinds of gas components (odor components). In order to identify such many kinds of gas components, an ordinary gas separation column is used. A long retention time is required to completely separate the gas components. If separation takes a long time in this way, the gas group to be detected may be diluted by the carrier gas below the detection level of the sensor and may not be detected by the sensor.
一方、本発明で使用する分離カラム20(非完全分離カラム)は、複数のガス成分における各ガス成分の最大濃度(ピーク)が通過するタイミングを異ならせるだけでよいため、多種類のガス成分を完全に分離する必要がなく、分離カラムのリテンションタイムを短縮することができる。例えば通常のガス分離カラムを使用してそれぞれのガス成分を完全に分離するためには30分程度のリテンションタイムを要するが、本発明で使用する分離カラム20では10分程度のリテンションタイムでよい。
On the other hand, the separation column 20 (non-complete separation column) used in the present invention only needs to vary the timing at which the maximum concentration (peak) of each gas component in a plurality of gas components passes. There is no need for complete separation, and the retention time of the separation column can be shortened. For example, in order to completely separate each gas component using a normal gas separation column, a retention time of about 30 minutes is required. However, the
具体的な分離カラム20(非完全分離カラム)およびその周縁構造の構成を図2に示す。分離カラム20は、エア加熱部21と共に支持シリンダー22によって支持され、かつ断熱材23で覆われる。分離カラム20はヒータ24によって駆動温度を変更することができ、駆動温度は測温抵抗体で測温した信号を制御部90に送ることで、制御部90によって制御することができる。分離カラム20の駆動温度は、50〜60℃程度(通常は100℃程度)とすることができ、分離カラム20の内径を3mmとした場合の長さを40〜50cm程度(通常は100cm程度)とすることができるが、これらに限定されるものではない。分離カラム20の駆動温度を通常よりも低い温度とすることができるため、本発明のガス検知器Xの駆動コストを削減することができる。また、具体的な充填剤として、塩類、有機酸塩素化合物であるBentone34等を使用するのがよいが、これに限定されるものではない。
A specific configuration of the separation column 20 (non-complete separation column) and its peripheral structure are shown in FIG. The
このように、本発明で使用する低分解能な分離カラム20(非完全分離カラム)は、カラムの長さを短くできる分、通常の分離カラムより小型化することができる。そのため、本発明のガス検知器Xは、小型のポータブルな態様とすることができる。 As described above, the low-resolution separation column 20 (non-complete separation column) used in the present invention can be made smaller than a normal separation column because the length of the column can be shortened. Therefore, the gas detector X of the present invention can be a small and portable aspect.
マルチセンサ検知部30は、ガス選択性の異なる複数のガス検知素子31を有する。
当該ガス検知素子31は、被検知ガスを検知できる公知のガス検知素子であれば特に限定されるものではなく、例えば熱線型半導体式ガス検知素子、基板型半導体式ガス検知素子といった半導体式ガス検知素子を使用することができる。ガス検知素子31の数についても複数であれば特に限定されるものではない。本実施形態では三つの基板型半導体式ガス検知素子を使用した場合について説明する。即ち、マルチセンサ検知部30は、基板型半導体式ガス検知素子における少なくとも半導体材料を異ならせた複数のガス検知素子31を備える。ガス選択性の異なる複数のガス検知素子31は、感ガス特性の異なる半導体材料や触媒を用いることで、それぞれのガス検知素子31において出力応答波形を異ならせることができる。
The
The
触媒は公知の触媒を使用すればよい。即ち、マルチセンサ検知部30における複数のガス検知素子31は、半導体材料を異ならせる、或いは、半導体材料および触媒を異ならせてガス選択性が異なるように構成すればよい。
A known catalyst may be used as the catalyst. That is, the plurality of
基板型半導体式ガス検知素子31は、図3に示すように、アルミナ基板31aの表面に白金櫛型電極31b,31cを蒸着して設け、この上に酸化タングステンを主成分とする金属酸化物半導体ペーストを塗布し、600℃で2時間焼成して感応層31dを設けてある。また、アルミナ基板31aの裏面には、白金薄膜ヒーター31eが設けられ、ガス検知素子の動作温度を維持するために用いられる。
As shown in FIG. 3, the substrate-type semiconductor
酸化タングステンを主成分とする金属酸化物半導体ペーストの替わりに、酸化チタン・酸化スズコアーセル構造粉体をベースとした半導体材料、或いは、酸化セリウムをベースとした半導体材料とすることで、ガス選択性の異なる三つの基板型半導体式ガス検知素子を作製することができる。 Instead of a metal oxide semiconductor paste mainly composed of tungsten oxide, a semiconductor material based on titanium oxide / tin oxide core cell structure powder or a semiconductor material based on cerium oxide can be used to improve gas selectivity. Three different substrate type semiconductor gas sensing elements can be produced.
識別部40は、被検知ガス群を識別する。即ち、識別部40は被検知ガス群がどのようなニオイを有するガス群であるかを判定する構成を有する。具体的には、識別部40は、所定のガス群の出力である標準出力パターンを予め記憶する記憶手段41と、被検知ガス群の出力および標準出力パターンを比較してパターンマッチングを行う解析手段42と、を備える。
The
記憶手段41は、標準出力パターンを記憶できるメモリやストレージであれば、どのような態様でもよい。標準出力パターンは、事前に取得した標準ガス(医療分野等における呼気、食品のニオイを含んだガス等)の出力データのことである。即ち、標準ガスを本発明のガス検知器Xによってサンプリングし、マルチセンサ検知部30で取得された複数のガス検知素子31の出力データを標準出力パターンとすることができる。このとき、当該標準出力パターンは、それぞれのガス検知素子31の出力応答波形から予め複数の特徴となる複数の時間等のポイント(図4:t1〜t4)を決定しておき、これらのポイントに対する出力をプロット(図5,6)して標準ガスの出力傾向をパターン化したものである。標準ガスの出力傾向と異なるパターンとなるデータは、標準ガスと異なるニオイを有するガス(異種ガス)であると識別できる。図6は主成分分析によるパターン識別の例を示している。このように出力傾向をパターン化することで、出力データに基づいた標準ガスの境界線を客観的に定義することができる。
As long as the memory | storage means 41 is a memory and storage which can memorize | store a standard output pattern, what kind of aspect may be sufficient as it. The standard output pattern is output data of a standard gas (exhaled in the medical field, gas containing food odor, etc.) acquired in advance. That is, the standard gas is sampled by the gas detector X of the present invention, and the output data of the plurality of
解析手段42は、検知対象ガスである被検知ガス群の出力および標準出力パターンを比較してパターンマッチングを行うマイコン等で構成すればよい。 The analysis means 42 may be configured by a microcomputer or the like that performs pattern matching by comparing the output of the detected gas group that is the detection target gas and the standard output pattern.
識別部40におけるパターン識別を主成分分析によって行う場合、PCにて視覚化し、識別の自動化を図るように構成することができる。
When pattern identification in the
パターン識別を主成分分析で行う場合は、以下のようにして行えばよい。即ち、標準ガスを本発明のガス検知器Xによって測定して得られたデータを図6のようなグラフにプロットし、標準ガスのプロットされた領域を決定する。このとき、領域の境界はマハラノビス距離で定めることができる。次に、検知対象ガスである被検知ガス群を本発明のガス検知器Xによって測定して得られたデータを標準ガスと同じグラフにプロットし、標準ガスの領域内に位置するか否かで、被検知ガス群を識別することができる。即ち、図6において、黒の三角で示されたプロットは標準ガスと同じ(同種の)ニオイを有するガスであると識別でき、黒の四角で示されたプロットは標準ガスと異なるニオイを有するガスであると識別できる。 When pattern identification is performed by principal component analysis, it may be performed as follows. That is, the data obtained by measuring the standard gas with the gas detector X of the present invention is plotted on a graph as shown in FIG. 6 to determine the plotted region of the standard gas. At this time, the boundary of the region can be determined by the Mahalanobis distance. Next, the data obtained by measuring the gas group to be detected, which is the gas to be detected, by the gas detector X of the present invention is plotted on the same graph as the standard gas, and whether or not it is located within the standard gas region. The gas group to be detected can be identified. That is, in FIG. 6, the plot indicated by the black triangle can be identified as a gas having the same (same type) odor as the standard gas, and the plot indicated by the black square is a gas having an odor different from the standard gas. Can be identified.
また、上述したように特徴となる複数の時間等のポイント(図4:t1〜t4)を決定するのではなく、波形周波数成分を抽出し、周波数成分ごとに形成されるパターンの中から最大分散を持つパターンを選択してパターン識別するようにしてもよい。 In addition, as described above, instead of determining a plurality of characteristic points such as time (FIG. 4: t1 to t4), waveform frequency components are extracted, and the maximum dispersion is obtained from the patterns formed for each frequency component. A pattern having a pattern may be selected to identify the pattern.
キャリアガス供給部50は、水素ガス、ヘリウムガス等の適宜のキャリアガスが充填されたガスボンベ等によって構成することができる。
流量制御部60は、マスフローコントローラ等によって構成することができ、キャリアガスの流量を調整することができる。
サンプリング部70は、被検知ガス群を採取する態様であればどのような態様でもよく、例えばノズル状の部材によって構成することができる。
流路切替部80は、キャリアガス供給部50からのキャリアガス、或いは、サンプリング部70からの被検知ガス群を切り替え制御できる制御弁などによって構成することができる。
制御部90は、分離カラム20の温度制御、流量制御部60におけるキャリアガスの流量制御、サンプリング部70における被検知ガス群のサンプリング制御、流路切替部80の切り替え制御、を行えるマイコン等によって構成することができる。
The carrier
The flow
The
The flow
The
本発明のガス検知器Xは、検知対象ガスの採取時以外は一定流量でキャリアガスが流れ(通常モード)、分離カラム20およびマルチセンサ検知部30はキャリアガス雰囲気中に置かれている。検知対象ガスの採取時にはサンプリング部70から検知対象ガスが採取され、その後、流量制御部60をサンプリングした検知対象ガスが分離カラム20に流下するように切り替える。検知対象ガスのサンプリングが終わり次第流路は通常モードに切り替えられ、キャリアガスよってサンプリングした検知対象ガスが分離カラム20を流下し、マルチセンサ検知部30に到達し、測定される。
In the gas detector X of the present invention, the carrier gas flows at a constant flow rate (normal mode) except when the detection target gas is collected, and the
この時、マルチセンサ検知部30を通過する被検知ガス群の複数のガス成分の最大濃度(ピーク)が通過するタイミングをずらす(各ガス成分のマルチセンサ検知部30を通過するタイミングにオーバーラップする部分がある場合でも、ガス成分ごとの最大濃度の通過するタイミングはずれる)ことでセンサの交差感度による選択性低下を補うことができ、優れたニオイ(ガス)選択性が得られ、被検知ガス群の高い識別能力を確保することができる。
At this time, the timing at which the maximum concentrations (peaks) of a plurality of gas components of the detected gas group that passes through the
一般に、被検知ガス群には数十種類以上のガス成分(ニオイ成分)が含まれていると考えられている。マルチセンサ検知部30におけるガス選択性の異なる複数のガス検知素子31は、出力応答波形を異ならせることができる。そのため、マルチセンサ検知部30で取得された複数のガス検知素子31の出力データとして、異なるガス検知素子31の数に応じて多様な出力態様を呈するデータを取得することができる。よって、分離カラム20で多種類のガス成分を完全に分離しない状態であっても、複数のガス成分における各ガス成分の最大濃度(ピーク)が通過するタイミングを異ならせた状態とすれば、マルチセンサ検知部30にて取得したデータを使用することにより、識別部40にて被検知ガス群の出力を特徴的かつ複雑な出力パターンとして認識することができる。これにより、被検知ガス群におけるマイナー成分の変化(有無)においても正確に認識することができる。
In general, it is considered that the detected gas group includes several tens or more kinds of gas components (odor components). The plurality of
従って、本発明のガス検知器Xでは、検知対象である複数のガス成分を含む被検知ガス群(ニオイ成分)に対する選択性を向上させ、従来のニオイ識別より、被検知ガス群の識別能力を向上させることができる。 Therefore, in the gas detector X of the present invention, the selectivity for the detected gas group (odor component) including a plurality of gas components to be detected is improved, and the discrimination ability of the detected gas group is improved compared to the conventional odor identification. Can be improved.
本発明は、ニオイ識別の対象となる検知対象ガス(被検知ガス群)を識別するガス検知器に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a gas detector that identifies a detection target gas (detected gas group) that is an object of odor identification.
X ガス検知器
10 ガス流路
20 分離カラム
30 マルチセンサ検知部
40 識別部
41 記憶手段
42 解析手段
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015139904A JP6624826B2 (en) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Gas detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015139904A JP6624826B2 (en) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Gas detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017020949A true JP2017020949A (en) | 2017-01-26 |
JP6624826B2 JP6624826B2 (en) | 2019-12-25 |
Family
ID=57889581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015139904A Active JP6624826B2 (en) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Gas detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6624826B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019102660A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | コニカミノルタ株式会社 | Odor detection apparatus and program |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004286726A (en) * | 2003-01-31 | 2004-10-14 | New Cosmos Electric Corp | Gas analyzer |
JP2005077144A (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Fis Inc | Exhalation component analyzer |
JP2005291715A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Shimadzu Corp | Odor measuring device |
JP2011007601A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Yokogawa Electric Corp | Gas sensor |
-
2015
- 2015-07-13 JP JP2015139904A patent/JP6624826B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004286726A (en) * | 2003-01-31 | 2004-10-14 | New Cosmos Electric Corp | Gas analyzer |
JP2005077144A (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Fis Inc | Exhalation component analyzer |
JP2005291715A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Shimadzu Corp | Odor measuring device |
JP2011007601A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Yokogawa Electric Corp | Gas sensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019102660A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | コニカミノルタ株式会社 | Odor detection apparatus and program |
JPWO2019102660A1 (en) * | 2017-11-27 | 2020-12-03 | コニカミノルタ株式会社 | Odor detector and program |
JP7070586B2 (en) | 2017-11-27 | 2022-05-18 | コニカミノルタ株式会社 | Odor detector and program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6624826B2 (en) | 2019-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pineau et al. | Orthogonal gas sensor arrays by chemoresistive material design | |
Jerger et al. | New applications of tin oxide gas sensors: II. Intelligent sensor system for reliable monitoring of ammonia leakages | |
US20160187279A1 (en) | Metal oxide gas sensor array devices, systems, and associated methods | |
JP5258579B2 (en) | Electrochemical biosensor analysis system | |
EP2502065B1 (en) | Device and method for analysing samples to diagnose disease | |
Bruins et al. | Enabling a transferable calibration model for metal-oxide type electronic noses | |
Esbensen et al. | Fermentation monitoring using multisensor systems: feasibility study of the electronic tongue | |
US20130010826A1 (en) | Microsensor with integrated temperature control | |
CN109564202B (en) | Method for calibrating a gas chromatograph | |
US20180038825A1 (en) | Multiple Sensor System for Breath Acetone Monitoring | |
JP2009524805A5 (en) | ||
KR20150000253A (en) | Biosensor using cell expressing chemosensory receptor sensitive to sugar and a machine for dignosing Alzheimer's disease comprising the same | |
CN106198704A (en) | A kind of quantitative analysis method for ion mobility spectrometry | |
Bödeker et al. | Biomarker validation—room air variation during human breath investigations | |
JP6624826B2 (en) | Gas detector | |
CN112469996A (en) | Method for operating a gas sensor device and gas sensor device for determining information about air quality | |
Itoh et al. | Discrimination of volatile organic compounds using a sensor array via a rapid method based on linear discriminant analysis | |
Sujatha et al. | Advances in electronic-nose technologies | |
JP6710826B2 (en) | Combustible gas analysis method | |
RU2571451C1 (en) | Gas microchromatograph for analysis of organic and inorganic substances | |
Lozanoa et al. | Detection of pollutants in water using a wireless network of electronic noses | |
US20220003702A1 (en) | Method for detecting at least one gas quantity of at least one predetermined gas by a measurement sensor of a plurality of gases | |
Szczurek et al. | Gas sensor array with broad applicability | |
JP2004012193A (en) | Method for identifying and sensing gas | |
JP6775814B2 (en) | Gas concentration measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190730 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191112 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191126 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6624826 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |