JP2018087722A - 化学センサ測定による試料識別方法、試料識別装置、及び入力パラメータ推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、前記伝達関数は時間以外の基底に変換された伝達関数であってよい。
また、前記伝達関数は時間伝達関数であってよい。
また、前記時間伝達関数は、前記入力から前記測定された応答を与えるようにフィッティングを行うことにより求めてよい。
また、前記基底の変換は直交変換または擬直交変換により行われてよい。
また、前記直交変換または擬直交変換は畳み込みを乗算に変換する変換であってよい。
また、前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数に基づく前記未知試料の識別は、別途求められた一つまたは複数の既知試料に対する前記化学センサの伝達関数との比較に基づいて行われてよい。
また、前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数を求めるために前記化学センサに与えられる前記入力における前記試料の量の変化範囲を所定の範囲に制限してよい。
本発明の他の側面によれば、未知試料を時間的に変化させた量で化学センサへ供給する手段と、前記化学センサからの時間的に変化する応答信号を受け取る手段とを設け、上記何れかの化学センサ測定による試料識別方法を使用して入力された試料の識別を行う試料識別装置が与えられる。
本発明の更に他の側面によれば、試料の量が時間的に変化する入力を化学センサに与え、前記化学センサからの時間的に変化する応答を測定し、前記入力及び前記応答に基づいて、前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数を求め、前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数に基づいて、前記化学センサへの前記入力のパラメータのうちで前記伝達関数を変化させる前記パラメータの値を求める化学センサ測定による入力パラメータ推定方法が与えられる。
ここで、前記パラメータは前記化学センサへの前記入力の温度または前記化学センサへの前記入力中に含まれる前記試料の濃度であってよい。
図1に本発明の概念図を示す。化学センサに対して試料を導入すると、化学センサの動作原理に応じてシグナルが得られる。今この試料の導入を入力とし、得られるシグナルを出力とする。このとき、入力と出力の関係を結ぶものを「伝達関数」と定義する。一般的には、化学センサを用いて試料を分析する際、シグナルを解析することによって試料を分析するが、本発明ではシグナルでは無く伝達関数を試料の分析に用いる。試料の特性(試料の種類、濃度、温度、圧力等)により入力と出力の関係が変化することから、両者をつなぐ伝達関数に注目することで試料の分析が可能となる。
y(t)=f(x(t,t−1,・・・,t−Τ))(ここでΤはゼロ以上で有限)
という関数で表されるセンサへの入力時系列x(t)からセンサの出力時系列y(t)への伝達関数fであればよい。なお、この変換としては、好ましくは直交変換または擬直交変換を使用し、更に好ましくは上で例示したラプラス変換やフーリエ変換の場合のように、畳み込みを乗算に変換する(式(2))ものを使用する。
本実施例では、MSSを用いて溶媒のヘッドスペースガスの測定を行い、ガス種の識別を行った。
本実施例では、膜型表面応力センサ(MSS)を用いて濃度の異なる水蒸気(水のヘッドスペースガス)の測定を行い、ガス濃度の識別を行った。
本実施例では、膜型表面応力センサ(MSS)を用いて温度の異なる水蒸気(水のヘッドスペースガス)の測定を行い、温度の識別を行った。
本実施例では、膜型表面応力センサ(MSS)を用いてガス測定を行うことで周波数伝達関数を求め、その周波数伝達関数を元にシグナルからガス濃度の時間変化の推定を行った。
10 マスフローコントローラ(MFC)1
20 マスフローコントローラ(MFC)2
30 溶媒
40、50 バイアル瓶
60 センサチャンバー
70 ヘッドスペースガス
80 インキュベータ
Claims (11)
- 未知試料の量が時間的に変化する入力を化学センサに与え、
前記化学センサからの時間的に変化する応答を測定し、
前記入力及び前記応答に基づいて、前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数を求め、
前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数に基づいて前記未知試料を識別する
化学センサ測定による試料識別方法。 - 前記伝達関数は時間以外の基底に変換された伝達関数である、請求項1に記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 前記伝達関数は時間伝達関数である、請求項1に記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 前記時間伝達関数は、前記入力から前記測定された応答を与えるようにフィッティングを行うことにより求める、請求項3に記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 前記基底の変換は直交変換または擬直交変換により行われる、請求項2に記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 前記直交変換または擬直交変換は畳み込みを乗算に変換する変換である、請求項5に記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数に基づく前記未知試料の識別は、別途求められた一つまたは複数の既知試料に対する前記化学センサの伝達関数との比較に基づいて行われる、請求項1から6の何れかに記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数を求めるために前記化学センサに与えられる前記入力における前記試料の量の変化範囲を所定の範囲に制限する、請求項1から7の何れかに記載の化学センサ測定による試料識別方法。
- 未知試料を時間的に変化させた量で化学センサへ供給する手段と、
前記化学センサからの時間的に変化する応答信号を受け取る手段と
を設け、
請求項1から8の何れかに記載の化学センサ測定による試料識別方法を使用して入力された試料の識別を行う試料識別装置。 - 試料の量が時間的に変化する入力を化学センサに与え、
前記化学センサからの時間的に変化する応答を測定し、
前記入力及び前記応答に基づいて、未知試料に対する前記化学センサの伝達関数を求め、
前記未知試料に対する前記化学センサの伝達関数に基づいて、前記化学センサへの前記入力のパラメータのうちで前記伝達関数を変化させる前記パラメータの値を求める
化学センサ測定による入力のパラメータの推定方法。 - 前記パラメータは前記化学センサへの前記入力の温度または前記化学センサへの前記入力中に含まれる前記試料の濃度である、請求項10に記載の入力のパラメータの推定方法。
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