JP2022100684A - Smell detector and method for detecting smell - Google Patents

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Masashi Hattori
佑多 村井
Yuta Murai
恒 槇
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Abstract

To provide a smell detector and a method for detecting a smell that can suppress the influence of moisture and detect a smell component accurately.SOLUTION: The smell detector includes a smell sensor, a moisture sensor, an operation unit, and a determination unit. The smell sensor detects a smell component from when a measurement is started to when a measurement is ended. The moisture sensor detects a moisture from when the measurement is started to when the measurement is ended. The operation unit specifies a calculation starting time as a time after the measurement starting time, and corrects the output of the smell sensor from the calculation starting time to the measurement ending time on the basis of the output of the moisture sensor from the calculation starting time to the measurement ending time. The determination unit determines the smell component on the basis of the output of the smell sensor corrected by the operation unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、気体中の匂い成分を検出する匂い検出装置及び匂い検出方法に関する。 The present invention relates to an odor detecting device for detecting an odor component in a gas and an odor detecting method.

匂いセンサは、気体中の匂い成分を吸着する感応膜を備える。感応膜を所定の周波数で振動させ、匂い成分の吸着による周波数変動を観測することで匂い成分を検出することができる。匂いセンサでは、気体の湿度によって匂い成分の検出結果に影響が生じるため、湿度の影響を補正する必要がある。 The odor sensor includes a sensitive film that adsorbs an odor component in a gas. The odor component can be detected by vibrating the sensitive membrane at a predetermined frequency and observing the frequency fluctuation due to the adsorption of the odor component. In the odor sensor, the humidity of the gas affects the detection result of the odor component, so it is necessary to correct the influence of the humidity.

これまでの匂いセンサやガスセンサにおいても、湿度の影響を除外するため、様々な手法が検討されている。例えば、特許文献１にはガス感知層のヒーター加熱を繰り返し、その際の昇温の度合いから湿度の影響を判断する手法が開示されている。また、特許文献２には、ガスセンサの加熱温度を２段階で切り替え、それによるガスセンサの抵抗値の変動から湿度の影響を見積もる手法が開示されている。 In the past odor sensors and gas sensors, various methods have been studied in order to exclude the influence of humidity. For example, Patent Document 1 discloses a method of repeatedly heating a gas sensing layer with a heater and determining the influence of humidity from the degree of temperature rise at that time. Further, Patent Document 2 discloses a method of switching the heating temperature of the gas sensor in two stages and estimating the influence of humidity from the fluctuation of the resistance value of the gas sensor.

特開２０１５－４５５４６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-45546 特開２０１３－２００１４５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-200145

しかしながら、従来の技術では湿度センサの応答が、ガスセンサの応答より遅れを生じるため、精度よく湿度の影響を補正することができない。 However, in the conventional technique, the response of the humidity sensor is delayed from the response of the gas sensor, so that the influence of humidity cannot be corrected accurately.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、湿度による影響を抑制し、高精度に匂い成分を検出することが可能な匂い検出装置及び匂い検出方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an odor detecting device and an odor detecting method capable of suppressing the influence of humidity and detecting an odor component with high accuracy.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る匂い検出装置は、匂いセンサと、湿度センサと、演算部と、判定部とを具備する。
上記匂いセンサは、測定開始時刻から測定終了時刻までの間に匂い成分を検出する。
上記湿度センサは、上記測定開始時刻から上記測定終了時刻までの間に湿度を検出する。
上記演算部は、上記測定開始時刻後の時刻である算出開始時刻を特定し、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの上記湿度センサの出力に基づいて、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの上記匂いセンサの出力を補正する。
上記判定部は、上記演算部により補正された上記匂いセンサの出力に基づいて上記匂い成分を判定する。 In order to achieve the above object, the odor detection device according to one embodiment of the present invention includes an odor sensor, a humidity sensor, a calculation unit, and a determination unit.
The odor sensor detects an odor component between the measurement start time and the measurement end time.
The humidity sensor detects humidity between the measurement start time and the measurement end time.
The calculation unit specifies the calculation start time, which is the time after the measurement start time, and based on the output of the humidity sensor from the calculation start time to the measurement end time, the measurement end time from the calculation start time. Correct the output of the above odor sensor up to.
The determination unit determines the odor component based on the output of the odor sensor corrected by the calculation unit.

上記演算部は、上記湿度センサによって検出された湿度の出力に基づいて上記算出開始時刻を特定してもよい。 The calculation unit may specify the calculation start time based on the output of the humidity detected by the humidity sensor.

上記演算部は、上記湿度センサの出力の変化量が十分小さくなった時刻を上記算出開始時刻としてもよい。 The calculation unit may set the time when the amount of change in the output of the humidity sensor becomes sufficiently small as the calculation start time.

上記演算部は、上記測定開始時刻後に、上記湿度の時間に対する傾きが最初に所定の値となった時刻を上記算出開始時刻としてもよい。 The calculation unit may set the time when the slope of the humidity with respect to the time first becomes a predetermined value after the measurement start time as the calculation start time.

上記演算部は、上記測定開始時刻後に、上記傾きが最初に０となった時刻を上記算出開始時刻としてもよい。 The calculation unit may set the time when the slope first becomes 0 after the measurement start time as the calculation start time.

上記演算部は、上記測定開始時刻後に、上記湿度の所定時間当たりの変化量の比率が最初に所定の値となった時刻を上記算出開始時刻としてもよい。 The calculation unit may use the time when the ratio of the amount of change in the humidity per predetermined time becomes a predetermined value first after the measurement start time as the calculation start time.

上記演算部は、ユーザによって指定された時刻を上記算出開始時刻としてもよい。 The calculation unit may use the time specified by the user as the calculation start time.

上記演算部は、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻の間の上記湿度センサの出力から、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻の間の湿度変化量を算出し、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの上記匂いセンサの出力を、上記湿度変化量を用いて補正してもよい。 The calculation unit calculates the amount of humidity change between the calculation start time and the measurement end time from the output of the humidity sensor between the calculation start time and the measurement end time, and the measurement from the calculation start time. The output of the odor sensor up to the end time may be corrected by using the amount of change in humidity.

上記匂いセンサは、匂い成分の吸着により共振周波数が変動する水晶振動子マイクロバランスセンサであり、上記演算部は、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの上記匂いセンサの周波数変動を上記湿度変化量によって補正し、上記判定部は、上記演算部によって補正された周波数変動の最大値及び最小値から上記匂い成分の濃度を判定してもよい。 The odor sensor is a quartz crystal microbalance sensor whose resonance frequency fluctuates due to adsorption of odor components, and the calculation unit changes the frequency of the odor sensor from the calculation start time to the measurement end time by changing the humidity. Corrected by the amount, the determination unit may determine the concentration of the odor component from the maximum value and the minimum value of the frequency fluctuation corrected by the calculation unit.

上記湿度センサは静電容量式湿度センサであってもよい。 The humidity sensor may be a capacitance type humidity sensor.

上記湿度センサは抵抗式湿度センサであってもよい。 The humidity sensor may be a resistance type humidity sensor.

上記匂いセンサは、吸着する匂い成分が互いに異なる複数の匂いセンサを含んでもよい。 The odor sensor may include a plurality of odor sensors having different adsorbed odor components from each other.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る匂い検出装置は、取得部と、演算部と、判定部とを具備する。
上記取得部は、測定開始時刻から測定終了時刻までの間に匂い成分を検出する匂いセンサと、上記測定開始時刻から上記測定終了時刻までの間に湿度を検出する湿度センサの出力を取得する。
上記演算部は、上記測定開始時刻後の時刻である算出開始時刻を特定し、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの上記湿度センサの出力に基づいて、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの上記匂いセンサの出力を補正する。
上記判定部は、上記演算部により補正された上記匂いセンサの出力に基づいて上記匂い成分を判定する。 In order to achieve the above object, the odor detecting device according to one embodiment of the present invention includes an acquisition unit, a calculation unit, and a determination unit.
The acquisition unit acquires the outputs of the odor sensor that detects the odor component between the measurement start time and the measurement end time, and the humidity sensor that detects the humidity between the measurement start time and the measurement end time.
The calculation unit specifies the calculation start time, which is the time after the measurement start time, and based on the output of the humidity sensor from the calculation start time to the measurement end time, the measurement end time from the calculation start time. Correct the output of the above odor sensor up to.
The determination unit determines the odor component based on the output of the odor sensor corrected by the calculation unit.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る匂い検出方法は、測定開始時刻後の時刻である算出開始時刻を特定し、上記算出開始時刻から測定終了時刻までの湿度センサの出力に基づいて、上記算出開始時刻から上記測定終了時刻までの匂いセンサの出力を補正し、補正された上記匂いセンサの出力に基づいて上記匂い成分を判定する。 In order to achieve the above object, the odor detection method according to one embodiment of the present invention specifies the calculation start time, which is the time after the measurement start time, and is based on the output of the humidity sensor from the calculation start time to the measurement end time. Therefore, the output of the odor sensor from the calculation start time to the measurement end time is corrected, and the odor component is determined based on the corrected output of the odor sensor.

以上のように本発明によれば、湿度による影響を抑制し、高精度に匂い成分を検出することが可能な匂い検出装置及び匂い検出方法を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an odor detecting device and an odor detecting method capable of suppressing the influence of humidity and detecting an odor component with high accuracy.

本発明の実施形態に係る匂い検出装置の模式図である。It is a schematic diagram of the odor detection device which concerns on embodiment of this invention. 上記匂い検出装置の測定フローを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the measurement flow of the said odor detection apparatus. 上記匂い検出装置のクリーニングフローを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cleaning flow of the said odor detection apparatus. 上記匂い検出装置の第１ポンプ及び第２ポンプの動作タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation timing of the 1st pump and the 2nd pump of the said odor detection apparatus. 上記匂い検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the said odor detection apparatus. 上記匂い検出部が備える匂いセンサの出力（周波数変動）と湿度センサの出力（相対湿度）の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the output (frequency fluctuation) of the odor sensor and the output (relative humidity) of the humidity sensor provided in the odor detection unit. 図６に示すグラフを、算出開始時刻を原点としてオフセットしたグラフである。The graph shown in FIG. 6 is a graph offset with the calculation start time as the origin. 図７における周波数変動（ｃｈ３）の最大値及び最小値を示すグラフである。It is a graph which shows the maximum value and the minimum value of the frequency fluctuation (ch3) in FIG. 7. 図７における相対湿度の変化量を示すグラフである。It is a graph which shows the change amount of a relative humidity in FIG. 7. 図６における周波数変動（ｃｈ３）の最大値及び最小値を示すグラフである。It is a graph which shows the maximum value and the minimum value of the frequency fluctuation (ch3) in FIG. 図６における相対湿度の変化量を示すグラフである。It is a graph which shows the change amount of a relative humidity in FIG. 図６における相対湿度の変化量が十分小さくなったときの時刻である変動時刻を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation time which is the time when the change amount of a relative humidity becomes sufficiently small in FIG. 図６の一部拡大図であり、傾きによる算出開始時刻の特定方法を示すグラフである。It is a partially enlarged view of FIG. 6, and is a graph which shows the method of specifying the calculation start time by an inclination. 図６の一部拡大図であり、変化量による算出開始時刻の特定方法を示すグラフである。It is a partially enlarged view of FIG. 6, and is a graph which shows the method of specifying the calculation start time by the amount of change. 周波数変動と相対湿度の時間変化であり、湿度による影響を示すグラフである。It is a graph showing the influence of humidity, which is the time change of frequency fluctuation and relative humidity. 周波数変動と相対湿度の時間変化であり、匂いセンサと湿度センサの湿度に対よる影響を示すグラフである。It is a graph showing the influence of the humidity of the odor sensor and the humidity sensor, which is the time variation of the frequency fluctuation and the relative humidity.

本発明の実施形態に係る匂い検出装置について説明する。 The odor detecting device according to the embodiment of the present invention will be described.

［匂い検出装置の構成］
図１は本実施形態に係る匂い検出装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように匂い検出装置１００は、匂い検出部１１０と制御部１２０を備える。 [Configuration of odor detector]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an odor detecting device 100 according to the present embodiment. As shown in the figure, the odor detecting device 100 includes an odor detecting unit 110 and a control unit 120.

匂い検出部１１０は、チャンバ１１１、匂いセンサ１１２、湿度センサ１１３、温度センサ１１４、第1ポンプ１１５、第２ポンプ１１６及びフィルタ１１７を備える。 The odor detection unit 110 includes a chamber 111, an odor sensor 112, a humidity sensor 113, a temperature sensor 114, a first pump 115, a second pump 116, and a filter 117.

チャンバ１１１は、匂いセンサ１１２、湿度センサ１１３及び温度センサ１１４を収容する。チャンバ１１１には第１吸入口１１１ａ、第２吸入口１１１ｂ及び排出口１１１ｃが設けられている。 The chamber 111 houses the odor sensor 112, the humidity sensor 113 and the temperature sensor 114. The chamber 111 is provided with a first suction port 111a, a second suction port 111b, and a discharge port 111c.

匂いセンサ１１２はチャンバ１１１内に収容され、チャンバ１１１内に供給された気体に含まれる匂い成分を検出する。匂いセンサ１１２は、匂い成分が吸着することにより匂い成分を検出可能なセンサであり、例えばＱＣＭ(Quartz Crystal Microbalance：水晶振動子マイクロバランス)センサとすることができる。ＱＣＭセンサは、水晶振動子の電極表面に検出対象成分を吸着するための感応膜が設けられた構成を有する。水晶振動子の電極表面に匂い成分が吸着すると、その質量に応じて共振周波数が変動する（下がる）ため、微量な質量変化を検出することができる。 The odor sensor 112 is housed in the chamber 111 and detects an odor component contained in the gas supplied in the chamber 111. The odor sensor 112 is a sensor capable of detecting an odor component by adsorbing the odor component, and can be, for example, a QCM (Quartz Crystal Microbalance) sensor. The QCM sensor has a configuration in which a sensitive film for adsorbing a component to be detected is provided on the electrode surface of the crystal oscillator. When an odor component is adsorbed on the electrode surface of the crystal unit, the resonance frequency fluctuates (decreases) according to its mass, so that a slight mass change can be detected.

なお、匂いセンサ１１２に用いる振動素子として水晶振動子を例にあげたが、水晶振動子以外にセラミック振動子、表面弾性波素子、カンチレバー、ダイヤフラム等、吸着膜の匂い物質吸着による重量増加や膨張応力増加といった物理変化を判定し電気信号に変換できる他の振動素子も適用可能である。また、匂いセンサ１１２として、吸着膜としての半導体の匂い物質吸着による抵抗値変化、すなわち出力信号変化を用いた半導体式センサを用いてもよい。 As an example of the vibration element used for the odor sensor 112, a crystal oscillator is taken as an example, but in addition to the crystal oscillator, a ceramic oscillator, a surface elastic wave element, a cantilever, a diaphragm, etc. Other vibrating elements that can determine physical changes such as increased stress and convert them into electrical signals are also applicable. Further, as the odor sensor 112, a semiconductor type sensor using a change in resistance value due to adsorption of a semiconductor odorant as an adsorption film, that is, a change in an output signal may be used.

匂いセンサ１１２が検出する匂い成分は、典型的には高分子化合物等の空気中において比較的重い分子であるが、特に限定されない。匂いセンサ１１２が検出する匂い成分は人間が嗅覚で感知可能な成分に限られず、気体中に存在する化学種であればよい。 The odor component detected by the odor sensor 112 is typically a relatively heavy molecule in the air such as a polymer compound, but is not particularly limited. The odor component detected by the odor sensor 112 is not limited to the component that can be sensed by humans, and may be any chemical species existing in the gas.

図１に示すように匂い検出装置１００は、チャンネル１（ｃｈ１）からチャンネル１６（ｃｈ１６）まで１６個の匂いセンサ１１２を備える。各匂いセンサ１１２はそれぞれが異なる感応膜を備え、それぞれに異なる匂い成分が吸着するものとすることができる。匂い検出装置１００が備える匂いセンサ１１２の数は特に限定されず、１つ以上であればよい。また、匂いセンサ１１２は、ＱＣＭセンサ以外にも匂い成分が吸着し、それを検出可能なものであればよい。 As shown in FIG. 1, the odor detection device 100 includes 16 odor sensors 112 from channel 1 (ch1) to channel 16 (ch16). Each odor sensor 112 has a different sensitive film, and different odor components can be adsorbed on each. The number of odor sensors 112 included in the odor detection device 100 is not particularly limited, and may be one or more. Further, the odor sensor 112 may be any as long as it can adsorb and detect an odor component other than the QCM sensor.

湿度センサ１１３はチャンバ１１１内に収容され、チャンバ１１１内の湿度を検出する。湿度センサ１１３は、湿度の変化によるセンサ素子の静電容量の変化を検出する静電容量式の湿度センサとすることができる。また、湿度センサ１１３は湿度の変化によるセンサ素子の抵抗値の変化を検出する抵抗式の湿度センサであってもよい。 The humidity sensor 113 is housed in the chamber 111 and detects the humidity in the chamber 111. The humidity sensor 113 can be a capacitance type humidity sensor that detects a change in the capacitance of the sensor element due to a change in humidity. Further, the humidity sensor 113 may be a resistance type humidity sensor that detects a change in the resistance value of the sensor element due to a change in humidity.

温度センサ１１４はチャンバ１１１内に収容され、チャンバ１１１内の温度を検出する。温度センサ１１４の種類は特に限定されない。 The temperature sensor 114 is housed in the chamber 111 and detects the temperature in the chamber 111. The type of the temperature sensor 114 is not particularly limited.

第１ポンプ１１５は、第１吸入口１１１ａに接続され、第１吸入口１１１ａを介してチャンバ１１１内に気体を送出する。第１ポンプ１１５は例えばダイアフラムポンプとすることができるが他のポンプであってもよい。 The first pump 115 is connected to the first suction port 111a and sends gas into the chamber 111 through the first suction port 111a. The first pump 115 may be, for example, a diaphragm pump, but may be another pump.

第２ポンプ１１６は、第２吸入口１１１ｂに接続され、第２吸入口１１１ｂを介してチャンバ１１１内に気体を送出する。第２ポンプ１１６は例えばダイアフラムポンプとすることができるが他のポンプであってもよい。 The second pump 116 is connected to the second suction port 111b and delivers gas into the chamber 111 via the second suction port 111b. The second pump 116 may be, for example, a diaphragm pump, but may be another pump.

フィルタ１１７は、第２吸入口１１１ｂに接続され、第２吸入口１１１ｂを介してチャンバ１１１内に流入する気体から匂い成分を除去する。フィルタ１１７は少なくともの各匂いセンサ１１２の検出対象である匂い成分を除去可能な構成を有する。また、フィルタ１１７は水分子を除去可能なものが好適である。 The filter 117 is connected to the second suction port 111b and removes an odor component from the gas flowing into the chamber 111 through the second suction port 111b. The filter 117 has a configuration capable of removing at least an odor component to be detected by each odor sensor 112. Further, the filter 117 is preferably one capable of removing water molecules.

制御部１２０は、匂い検出部１１０と接続され、匂い検出部１１０の出力を演算処理する。図１に示すように制御部１２０は、取得部１２１、演算部１２２、判定部１２３及び記憶部１２４を備える。 The control unit 120 is connected to the odor detection unit 110 and performs arithmetic processing on the output of the odor detection unit 110. As shown in FIG. 1, the control unit 120 includes an acquisition unit 121, a calculation unit 122, a determination unit 123, and a storage unit 124.

取得部１２１は、図１に示すように各匂いセンサ１１２、湿度センサ１１３及び温度センサ１１４と接続され、各センサの出力を取得する。取得部１２１と各センサの接続は有線でも無線でもよい。取得部１２１は、取得した各センサの出力を演算部１２２に供給する。 As shown in FIG. 1, the acquisition unit 121 is connected to each odor sensor 112, humidity sensor 113, and temperature sensor 114, and acquires the output of each sensor. The connection between the acquisition unit 121 and each sensor may be wired or wireless. The acquisition unit 121 supplies the output of each acquired sensor to the calculation unit 122.

演算部１２２は、取得部１２１から供給された各センサの出力を用いて、後述するように演算処理を実行し、算出結果を判定部１２３に供給する。 The calculation unit 122 executes a calculation process as described later using the output of each sensor supplied from the acquisition unit 121, and supplies the calculation result to the determination unit 123.

判定部１２３は、演算部１２２から供給された算出結果を用いて匂い成分の判定を実行する。判定部１２３は匂い成分の有無、匂い成分の濃度、匂いの種類及び匂いの強度のうち少なくともいずれか一つを判定することができる。判定部１２３は判定結果と匂い検出部１１０による測定結果を記憶部１２４に供給する。 The determination unit 123 executes determination of the odor component using the calculation result supplied from the calculation unit 122. The determination unit 123 can determine at least one of the presence / absence of an odor component, the concentration of the odor component, the type of odor, and the intensity of the odor. The determination unit 123 supplies the determination result and the measurement result by the odor detecting unit 110 to the storage unit 124.

記憶部１２４は、判定部１２３による判定結果と匂い検出部１１０による測定結果を記憶する。また、記憶部１２４は後述する算出待機時間を記憶していてもよい。 The storage unit 124 stores the determination result by the determination unit 123 and the measurement result by the odor detection unit 110. Further, the storage unit 124 may store the calculation waiting time described later.

上述した制御部１２０の各構成は、ハードウェアとソフトウェアの協働により実現される機能的構成であり、その実現態様は特に限定されない。即ち制御部１２０は、匂い検出部１１０と一体的に構成された情報処理ユニットによって実現されてもよく、匂い検出部１１０とは独立した情報処理ユニットによって実現されてもよい。また、制御部１２０の各機能的構成はネットワークを介して接続された複数の情報処理ユニットによって実現されてもよい。 Each configuration of the control unit 120 described above is a functional configuration realized by the cooperation of hardware and software, and the embodiment thereof is not particularly limited. That is, the control unit 120 may be realized by an information processing unit integrally configured with the odor detection unit 110, or may be realized by an information processing unit independent of the odor detection unit 110. Further, each functional configuration of the control unit 120 may be realized by a plurality of information processing units connected via a network.

［匂い検出部の動作］
匂い検出部１１０の動作について説明する。図２及び図３は匂い検出装置１００の動作を示す模式図である。匂い検出装置１００は、匂い検出用の第１の状態とクリーニング用の第２の状態をとる。図２は第１の状態を示し、図３は第２の状態を示す。 [Operation of odor detector]
The operation of the odor detecting unit 110 will be described. 2 and 3 are schematic views showing the operation of the odor detecting device 100. The odor detecting device 100 takes a first state for odor detection and a second state for cleaning. FIG. 2 shows the first state, and FIG. 3 shows the second state.

第１の状態では、第１ポンプ１１５を駆動し、第２ポンプ１１６を停止させる。図２に矢印Ｆ１で示すように、第１ポンプ１１５により匂い検出装置１００の近傍の外気が第１吸入口１１１ａからチャンバ１１１の室内に流入し、チャンバ１１１から排出口１１１ｃを通過して排出される。以下、この気体の流れを「測定フロー」とする。 In the first state, the first pump 115 is driven and the second pump 116 is stopped. As shown by an arrow F1 in FIG. 2, the outside air in the vicinity of the odor detecting device 100 flows into the chamber of the chamber 111 from the first suction port 111a by the first pump 115, and is discharged from the chamber 111 through the discharge port 111c. To. Hereinafter, this gas flow will be referred to as a “measurement flow”.

第２の状態では、第１ポンプ１１５を停止させ、第２ポンプ１１６を駆動する。図３に矢印Ｆ２で示すように、第２ポンプ１１６により匂い検出装置１００の近傍の外気が第２吸入口１１１ｂからチャンバ１１１の室内に流入し、チャンバ１１１から排出口１１１ｃを通過して排出される。第２吸入口１１１ｂにはフィルタ１１７が設けられているため、チャンバ１１１には匂い成分が除去された外気が流入する。以下、この気体の流れを「クリーニングフロー」とする。 In the second state, the first pump 115 is stopped and the second pump 116 is driven. As shown by the arrow F2 in FIG. 3, the outside air in the vicinity of the odor detecting device 100 flows into the chamber of the chamber 111 from the second suction port 111b by the second pump 116, and is discharged from the chamber 111 through the discharge port 111c. To. Since the filter 117 is provided in the second suction port 111b, the outside air from which the odor component has been removed flows into the chamber 111. Hereinafter, this gas flow is referred to as a “cleaning flow”.

図４は、匂い検出装置１００における第１ポンプ１１５及び第２ポンプ１１６の動作状態を示すタイミングチャートである。同図に示すように、まず、「プリペアリング」ステップを実行する。プリペアリングステップでは匂い検出装置１００を第２の状態とし、即ち第１ポンプ１１５を停止させ、第２ポンプ１１６を駆動させる。これにより、上記クリーニングフロー（図３参照）が発生し、チャンバ１１１に匂い成分が除去された外気が流入する。これにより、各匂いセンサ１１２の感応膜に吸着していた匂い成分及び水分子が除去される。 FIG. 4 is a timing chart showing the operating states of the first pump 115 and the second pump 116 in the odor detecting device 100. As shown in the figure, the "preparation" step is first performed. In the preparation step, the odor detecting device 100 is set to the second state, that is, the first pump 115 is stopped and the second pump 116 is driven. As a result, the cleaning flow (see FIG. 3) is generated, and the outside air from which the odor component has been removed flows into the chamber 111. As a result, the odor components and water molecules adsorbed on the sensitive film of each odor sensor 112 are removed.

続いて「測定」ステップを実行する。測定ステップでは匂い検出装置１００を第１の状態とし、即ち第１ポンプ１１５を駆動し、第２ポンプ１１６を停止させる。これにより、上記測定フロー（図２参照）が発生し、チャンバ１１１に外気が流入する。外気に含まれる匂い成分は匂いセンサ１１２の感応膜に吸着し、匂いセンサ１１２により検出される。同時に湿度センサ１１３によりチャンバ１１１内の湿度が測定され、温度センサ１１４によりチャンバ１１１内の温度が測定される。 Then perform the "measurement" step. In the measurement step, the odor detecting device 100 is set to the first state, that is, the first pump 115 is driven and the second pump 116 is stopped. As a result, the measurement flow (see FIG. 2) is generated, and outside air flows into the chamber 111. The odor component contained in the outside air is adsorbed on the sensitive film of the odor sensor 112 and detected by the odor sensor 112. At the same time, the humidity in the chamber 111 is measured by the humidity sensor 113, and the temperature in the chamber 111 is measured by the temperature sensor 114.

続いて、「クリーニング」ステップを実行する。クリーニングステップでは匂い検出装置１００を第２の状態とし、即ち第１ポンプ１１５を停止させ、第２ポンプ１１６を駆動させる。これにより、上記クリーニングフロー（図３参照）が発生し、チャンバ１１１に匂い成分が除去された外気が流入する。これにより、各匂いセンサ１１２の感応膜に吸着していた匂い成分及び水分子が除去される。 Then perform a "cleaning" step. In the cleaning step, the odor detecting device 100 is put into the second state, that is, the first pump 115 is stopped and the second pump 116 is driven. As a result, the cleaning flow (see FIG. 3) is generated, and the outside air from which the odor component has been removed flows into the chamber 111. As a result, the odor components and water molecules adsorbed on the sensitive film of each odor sensor 112 are removed.

図４に示すように、測定ステップの開始時刻を測定開始時刻Ｔｓとし、測定ステップの終了時刻を測定終了時刻Ｔｅとする。また、測定開始時刻Ｔｓの後の時刻を算出開始時刻Ｔｍとし、測定開始時刻Ｔｓと算出開始時刻Ｔｍの間の時間を算出待機時間Ｗとする。 As shown in FIG. 4, the start time of the measurement step is defined as the measurement start time T s , and the end time of the measurement step is defined as the measurement end time Te . Further, the time after the measurement start time T s is defined as the calculation start time T m , and the time between the measurement start time T s and the calculation start time T m is defined as the calculation standby time W.

以上のようにして、匂い検出部１０により匂い成分の検出が行われる。図４に示すように次回の測定を行う場合、再度、プリペアリングステップ、測定ステップ、クリーニングステップが順に実行される。なお、測定を連続して実行する場合等、プリペアリングステップとクリーニングステップは一つのステップであってもよい。言い換えると、クリーニングステップ、測定ステップ、クリーニングステップと順番に繰り返されてもよい。 As described above, the odor detecting unit 10 detects the odor component. As shown in FIG. 4, when the next measurement is performed, the preparation step, the measurement step, and the cleaning step are executed again in this order. The preparation step and the cleaning step may be one step, such as when the measurement is continuously executed. In other words, the cleaning step, the measurement step, and the cleaning step may be repeated in this order.

［制御部の動作］
制御部１２０の動作について説明する。図５は制御部１２０の動作を示すフローチャートである。同図に示すように匂い検出部１１０において測定ステップが開始（Ｓｔ１０１）されると、取得部１２１は各匂いセンサ１１２から出力を取得する（Ｓｔ１０２）。匂いセンサ１１２の出力は上記のように共振周波数の変動（Ｈｚ）である。また、取得部１２１は、湿度センサ１１３から出力を取得（Ｓｔ１０３）する。湿度センサ１１３の出力は相対湿度（ＲＨ％）である。 [Operation of control unit]
The operation of the control unit 120 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit 120. As shown in the figure, when the measurement step is started (St101) in the odor detection unit 110, the acquisition unit 121 acquires an output from each odor sensor 112 (St102). The output of the odor sensor 112 is the variation (Hz) of the resonance frequency as described above. Further, the acquisition unit 121 acquires an output (St103) from the humidity sensor 113. The output of the humidity sensor 113 is relative humidity (RH%).

図６は、取得部１２１が取得する共振周波数の変動（以下、周波数変動）と相対湿度の時間変化の一例を示すグラフであり、周波数変動は左目盛り、相対湿度は右目盛りである。周波数変動は各匂いセンサ１１２から出力され、それぞれの匂いセンサ１１２の出力をチャンネル１（ｃｈ１）からチャンネル（ｃｈ１６）で示す。また、同図において測定開始時刻Ｔｓ、測定終了時刻Ｔｅ及び算出開始時刻Ｔｍを示す。匂い検出部１１０において測定が終了する（Ｓｔ１０４）すると、取得部１２１は取得した測定結果（図６に示すような周波数変動と相対湿度の時間変化）を演算部１２２に供給する。 FIG. 6 is a graph showing an example of the variation of the resonance frequency (hereinafter referred to as frequency variation) acquired by the acquisition unit 121 and the time variation of the relative humidity. The frequency variation is on the left scale and the relative humidity is on the right scale. The frequency fluctuation is output from each odor sensor 112, and the output of each odor sensor 112 is indicated by a channel 1 (ch1) to a channel (ch16). Further, in the figure, the measurement start time T s , the measurement end time Te , and the calculation start time T m are shown. When the measurement is completed in the odor detection unit 110 (St104), the acquisition unit 121 supplies the acquired measurement result (frequency fluctuation and time change of relative humidity as shown in FIG. 6) to the calculation unit 122.

演算部１２２は、取得部１２１から測定結果の供給を受けると算出開始時刻Ｔｍを特定する（Ｓｔ１０５）。算出開始時刻Ｔｍは、図４に示すように測定開始時刻Ｔｓの後の時刻であり、湿度センサ１１３から出力される相対湿度の変化量が十分小さくなった時刻である。演算部１２２は、後述する手法により算出開始時刻Ｔｍを特定することができる。 The calculation unit 122 specifies the calculation start time Tm when the measurement result is supplied from the acquisition unit 121 (St105). The calculation start time T m is a time after the measurement start time T s as shown in FIG. 4, and is a time when the amount of change in the relative humidity output from the humidity sensor 113 becomes sufficiently small. The calculation unit 122 can specify the calculation start time Tm by a method described later.

続いて、演算部１２２は算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの湿度センサ１１３の出力に基づいて、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの匂いセンサ１１２の出力を補正する（Ｓｔ１０６）。 Subsequently, the calculation unit 122 corrects the output of the odor sensor 112 from the calculation start time T m to the measurement end time Te based on the output of the humidity sensor 113 from the calculation start time T m to the measurement end time Te. (St106).

具体的には演算部１２２は、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの周波数変動の時間変化を算出する（Ｓｔ１０６ａ）。図７は算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの周波数変動と相対湿度の時間変化を示すグラフである。図７は、図６に示すグラフにおいて、算出開始時刻Ｔｍを周波数変動及び相対湿度の原点（ゼロポイント）とし、周波数変動及び相対湿度を原点にオフセットしたグラフである。 Specifically, the calculation unit 122 calculates the time change of the frequency fluctuation from the calculation start time T m to the measurement end time Te ( St106a ). FIG. 7 is a graph showing the time variation of the frequency variation and the relative humidity from the calculation start time T m to the measurement end time Te. FIG. 7 is a graph in which the calculation start time Tm is set as the origin (zero point) of the frequency fluctuation and the relative humidity in the graph shown in FIG. 6, and the frequency fluctuation and the relative humidity are offset to the origin.

演算部１２２は、図７に示すような算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの周波数変動の最大値と最小値を算出する。図８は、図７のうち一つのチャンネル（ｃｈ３）を示すグラフである。演算部１２２は、各チャンネルの周波数変動（△ｆ）において同図に示すように、オフセット後の最大値△ｆmaxと最小値△ｆminを算出する。 The calculation unit 122 calculates the maximum value and the minimum value of the frequency fluctuation from the calculation start time Tm to the measurement end time Te as shown in FIG. FIG. 8 is a graph showing one channel (ch3) in FIG. 7. As shown in the figure, the calculation unit 122 calculates the maximum value Δf max and the minimum value Δf min after offset in the frequency fluctuation (Δf) of each channel.

また、演算部１２２は、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの相対湿度の時間変化を算出する（Ｓｔ１０６ｂ）。図９は、図７のうち相対湿度を示すグラフである。演算部１２２は同図に示すように、オフセット後の相対湿度の変化量△ｈｕｍを算出する。 Further, the calculation unit 122 calculates the time change of the relative humidity from the calculation start time T m to the measurement end time Te ( St106b ). FIG. 9 is a graph showing the relative humidity in FIG. 7. As shown in the figure, the calculation unit 122 calculates the amount of change in relative humidity after offset Δhum.

続いて演算部１２２は、各チャンネルの周波数変動を相対湿度の変化量△ｈｕｍを用いて補正する（Ｓｔ１０６ｃ）。演算部１２２は、既存の手法によりこの補正を行うことができる。演算部１２２は補正した各チャンネルの周波数変動の最大値△ｆmax´及び最小値△ｆmin´を判定部１２３に供給する。 Subsequently, the calculation unit 122 corrects the frequency fluctuation of each channel by using the change amount Δhum of the relative humidity (St106c). The arithmetic unit 122 can perform this correction by an existing method. The calculation unit 122 supplies the corrected maximum value Δf max ′ and minimum value Δf min ′ of the frequency fluctuation of each channel to the determination unit 123.

判定部１２３は、演算部１２２により補正された匂いセンサ１１２の出力に基づいて匂い成分を判定する（Ｓｔ１０７）。具体的には判定部１２３は、演算部１２２により補正された各チャンネルの最大値△ｆmax´及び最小値△ｆmin´から、各チャンネルの検出対象である匂い成分の濃度を判定することができる。また、判定部１２３は、補正された各チャンネルの最大値△ｆmax´及び最小値△ｆmin´と学習データを比較し、外気中に含まれる匂いの種類（例えば、油）を判定することも可能である。 The determination unit 123 determines the odor component based on the output of the odor sensor 112 corrected by the calculation unit 122 (St107). Specifically, the determination unit 123 can determine the concentration of the odor component to be detected of each channel from the maximum value Δf max ′ and the minimum value Δf min ′ of each channel corrected by the calculation unit 122. can. Further, the determination unit 123 compares the learning data with the corrected maximum value Δf max ′ and minimum value Δf min ′ of each corrected channel, and determines the type of odor (for example, oil) contained in the outside air. Is also possible.

判定部１２３は、判定結果と測定結果（図６参照）を保存する（Ｓｔ１０８）。判定部１２３は判定結果及び測定結果を記憶部１２４に供給し、記憶部１２４に記憶させることができる。 The determination unit 123 stores the determination result and the measurement result (see FIG. 6) (St108). The determination unit 123 can supply the determination result and the measurement result to the storage unit 124 and store them in the storage unit 124.

制御部１２０は以上のように動作を行う。演算部１２２は上記のように、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの周波数変動の最大値△ｆmaxと最小値△ｆminを算出する（Ｓｔ１０６ａ）。図１０は、参考として、測定開始時刻Ｔｓから測定終了時刻Ｔｅまでの周波数変動における最大値△ｆmax（ｓ）と最小値△ｆmin（ｓ）を示すグラフであり、図６のうちチャンネル３（ｃｈ３）を示すグラフである。同図に示すように、このグラフには測定開始時刻Ｔｓ近傍の周波数変動の変化が含まれるため、最大値△ｆmax（ｓ）と最小値△ｆmin（ｓ）はこの変化を含んだ値となる。一方、△ｆmaxと最小値△ｆminはこの変化を含まない値となる。 The control unit 120 operates as described above. As described above, the calculation unit 122 calculates the maximum value Δf max and the minimum value Δf min of the frequency fluctuation from the calculation start time T m to the measurement end time Te ( St106a ). FIG. 10 is a graph showing the maximum value Δf max (s) and the minimum value Δf min (s) in the frequency fluctuation from the measurement start time T s to the measurement end time Te as a reference. It is a graph which shows the channel 3 (ch3). As shown in the figure, since this graph includes a change in frequency fluctuation near the measurement start time T s , the maximum value Δf max (s) and the minimum value Δf min (s) include this change. It becomes a value. On the other hand, Δf max and the minimum value Δf min are values that do not include this change.

また、演算部１２２は上記のように、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの相対湿度の時間変化△ｈｕｍを算出する（Ｓｔ１０６ｂ）。図１１は、参考として、測定開始時刻Ｔｓから測定終了時刻Ｔｅまでの相対湿度の時間変化△ｈｕｍ（ｓ）を示すグラフであり、図６のうち相対湿度を示すグラフである。同図に示すように、このグラフには測定開始時刻Ｔｓ近傍の相対湿度の変化が含まれるため、時間変化△ｈｕｍ（ｓ）はこの変化を含んだ値となる。一方、時間変化△ｈｕｍはこの変化を含まない値となる。 Further, as described above, the calculation unit 122 calculates the time change Δhum of the relative humidity from the calculation start time T m to the measurement end time Te (St106b). For reference, FIG. 11 is a graph showing the time change Δhum (s) of the relative humidity from the measurement start time T s to the measurement end time Te, and is a graph showing the relative humidity in FIG. As shown in the figure, since this graph includes a change in relative humidity near the measurement start time T s , the time change Δhum (s) is a value including this change. On the other hand, the time change Δhum is a value that does not include this change.

［算出開始時刻の特定について］
演算部１２２は上述のように算出開始時刻Ｔｍを特定する。算出開始時刻Ｔｍは、湿度センサ１１３から出力される湿度の変化量が十分小さくなった時刻である。図１２は、湿度センサ１１３の出力である相対湿度を示すグラフであり、図６のうち相対湿度のみを示すグラフである。 [Specification of calculation start time]
The calculation unit 122 specifies the calculation start time Tm as described above. The calculation start time Tm is a time when the amount of change in humidity output from the humidity sensor 113 becomes sufficiently small. FIG. 12 is a graph showing the relative humidity which is the output of the humidity sensor 113, and is a graph showing only the relative humidity in FIG.

図１２に示すように、湿度センサ１１３から出力される相対湿度は、第２の状態（図３参照）から第１の状態（図２参照）への切り替わりにより、測定開始時刻Ｔｓの直後から大きく変化し、その後に小さくなる。以下、測定開始時刻Ｔｓからから出力される相対湿度の変化が十分小さくなるまでの時間を「変化時間Ｄｈ」とする。湿度センサ１１３が静電容量式湿度センサや抵抗式湿度センサである場合、変化時間Ｄｈは数秒程度であり、チャンバ１１１の容積に依存するが、例えば７～８秒である。 As shown in FIG. 12, the relative humidity output from the humidity sensor 113 starts immediately after the measurement start time Ts due to the switching from the second state (see FIG. 3) to the first state (see FIG. 2). It changes a lot and then becomes smaller. Hereinafter, the time until the change in relative humidity output from the measurement start time T s becomes sufficiently small is referred to as “change time D h ”. When the humidity sensor 113 is a capacitance type humidity sensor or a resistance type humidity sensor, the change time Dh is about several seconds, which depends on the volume of the chamber 111, but is, for example, 7 to 8 seconds.

演算部１２２は測定開始時刻Ｔｓから変化時間Ｄｈが経過した時刻を算出開始時刻Ｔｍとして特定する。演算部１２２は、ユーザによる指定を受けて算出開始時刻Ｔｍを特定することができる。ユーザは各匂いセンサ１１２が備える感応膜の材料種から、変化時間Ｄｈを予測することができる。また、ユーザは匂い検出部１１０による測定結果（図６参照）を参照して変化時間Ｄｈを判断してもよい。 The calculation unit 122 specifies the time when the change time D h has elapsed from the measurement start time T s as the calculation start time T m . The calculation unit 122 can specify the calculation start time Tm in response to the designation by the user. The user can predict the change time D h from the material type of the sensitive film included in each odor sensor 112. Further, the user may determine the change time Dh by referring to the measurement result (see FIG. 6) by the odor detecting unit 110.

ユーザは算出待機時間Ｗを制御部１２０に指示することができる。算出待機時間Ｗは変化時間Ｄｈと同一の時間であってもよく、変化時間Ｄｈより長い時間であってもよい。演算部１２２は、算出待機時間Ｗが指定されると、測定開始時刻Ｔｓから算出待機時間Ｗが経過した時刻を算出開始時刻Ｔｍとして特定することができる。具体的には演算部１２２は、測定開始時刻Ｔｓに算出開始時刻Ｗを加算した時刻を算出開始時刻Ｔｍとすることができる。また、ユーザは、算出開始時刻Ｔｍを指定して算出開始時刻Ｔｍを特定することもできる。例えばユーザは、湿度センサ１１３の応答速度が既知の場合、その応答速度に応じた時刻を算出開始時刻Ｔｍとして指定することができる。 The user can instruct the control unit 120 to calculate the waiting time W. The calculated waiting time W may be the same time as the change time D h , or may be longer than the change time D h . When the calculation waiting time W is specified, the calculation unit 122 can specify the time when the calculation waiting time W has elapsed from the measurement start time T s as the calculation start time T m . Specifically, the calculation unit 122 can set the time obtained by adding the calculation start time W to the measurement start time T s as the calculation start time T m . The user can also specify the calculation start time T m by designating the calculation start time T m . For example, when the response speed of the humidity sensor 113 is known, the user can specify a time corresponding to the response speed as the calculation start time Tm .

さらに、演算部１２２は、匂いセンサ１１２が備える感応膜の材料種を取得すると、感応膜の材料種毎にプリセットされている算出待機時間Ｗを記憶部１２４等から取得し、算出開始時刻Ｔｍを特定してもよい。匂いセンサ１１２が備える感応膜の材料種は、匂いセンサ１１２の型番の選択等によってユーザが指定してもよい。また、演算部１２２は、各匂いセンサ１１２との通信によってそれぞれの匂いセンサ１１２が備える感応膜の材料種を取得してもよい。 Further, when the calculation unit 122 acquires the material type of the sensitive film included in the odor sensor 112, the calculation unit 122 acquires the calculation standby time W preset for each material type of the sensitive film from the storage unit 124 or the like, and the calculation start time Tm . May be specified. The material type of the sensitive film included in the odor sensor 112 may be specified by the user by selecting the model number of the odor sensor 112 or the like. Further, the calculation unit 122 may acquire the material type of the sensitive film included in each odor sensor 112 by communicating with each odor sensor 112.

さらに、演算部１２２は、湿度センサ１１３によって検出された相対湿度に基づいて算出開始時刻Ｔｍを特定してもよい。演算部１２２は、相対湿度の変化量が十分小さくなった時刻を算出開始時刻Ｔｍとすることができる。図１３は、演算部１２２による算出開始時刻Ｔｍの特定方法を示す図であり、図１２の一部拡大図である。 Further, the calculation unit 122 may specify the calculation start time Tm based on the relative humidity detected by the humidity sensor 113. The calculation unit 122 can set the time when the amount of change in relative humidity becomes sufficiently small as the calculation start time Tm . FIG. 13 is a diagram showing a method of specifying the calculation start time Tm by the calculation unit 122, and is a partially enlarged view of FIG.

演算部１２２は、同図に示すように、相対湿度のプロットにおいて測定開始時刻Ｔｓの後、最初に傾きが０となる時刻Ｔｐを特定する。演算部１２２は、この時刻Ｔｐを算出開始時刻Ｔｍとすることができる。また、演算部１２２は、時刻Ｔｐから所定時間経過後の時刻を算出開始時刻Ｔｍとしてもよい。また、演算部１２２は、最初に傾きが０となる時刻の他にも、最初に傾きが所定値となる時刻やその時刻から所定時間経過後の時刻を算出開始時刻Ｔｍとしてもよい。 As shown in the figure, the calculation unit 122 specifies a time T p in which the slope first becomes 0 after the measurement start time T s in the plot of relative humidity. The calculation unit 122 can set this time T p as the calculation start time T m . Further, the calculation unit 122 may set the time after a predetermined time has elapsed from the time Tp as the calculation start time Tm . Further, in addition to the time when the slope first becomes 0, the calculation unit 122 may set the time when the slope first becomes a predetermined value or the time after a predetermined time elapses from that time as the calculation start time Tm .

さらに演算部１２２は、図１２に示す相対湿度の波形を時間微分した波形を生成してもよい。演算部１２２は、この時間微分した波形において、傾きが最初に所定の値となった時刻を算出開始時刻Ｔｍとしてもよく、傾きが最初に所定の値となった時刻から所定時間経過後の時刻を算出開始時刻Ｔｍとしてもよい。なお、上記の「傾き」は数学的な傾きであり、時刻の変化量を分母、相対湿度の変化量を分子とした値である。 Further, the calculation unit 122 may generate a waveform obtained by time-differentiating the waveform of the relative humidity shown in FIG. In the time-differentiated waveform, the calculation unit 122 may set the time when the inclination first reaches a predetermined value as the calculation start time Tm , and after a predetermined time has elapsed from the time when the inclination first reaches the predetermined value. The time may be set as the calculation start time Tm . The above "slope" is a mathematical slope, and is a value with the amount of change in time as the denominator and the amount of change in relative humidity as the numerator.

また、演算部１２２は、相対湿度の変化量に基づいて算出開始時刻Ｔｍを特定してもよい。図１４は、相対湿度の変化量による算出開始時刻Ｔｍの特定方法を示す図であり、図１２の一部拡大図である。同図において、ある時刻Ｔｎの前の時間Ｐｎ－１における相対湿度の変化量を変化量Ｈｎ－１とし、時刻Ｔｎの次の時間Ｐｎにおける相対湿度の変化量を変化量Ｈｎとする。演算部１２２は、測定開始時刻Ｔｓの後、変化量Ｈｎ－１と変化量Ｈｎの比率が最初に所定の値となった時刻Ｔｎを算出開始時刻Ｔｍとすることができる。また、演算部１２２はこの時刻Ｔｎから所定時間経過後の時刻を算出開始時刻Ｔｍとしてもよい。 Further, the calculation unit 122 may specify the calculation start time Tm based on the amount of change in the relative humidity. FIG. 14 is a diagram showing a method of specifying the calculation start time Tm based on the amount of change in relative humidity, and is a partially enlarged view of FIG. In the figure, the amount of change in relative humidity at time P n-1 before a certain time T n is defined as the amount of change H n-1 , and the amount of change in relative humidity at time P n next to time T n is defined as the amount of change H. Let n . After the measurement start time T s , the calculation unit 122 can set the time T n at which the ratio of the change amount H n-1 and the change amount H n first becomes a predetermined value as the calculation start time T m . Further, the calculation unit 122 may set the time after a predetermined time has elapsed from this time Tn as the calculation start time Tm .

このように演算部１２２は、各種の算出方法により、湿度センサ１１３によって検出された相対湿度に基づいて算出開始時刻Ｔｍを算出することができる。算出開始時刻Ｔｍの算出方法は上述のものに限られず、演算部１２２は相対湿度の変化量が十分小さくなった時刻を算出開始時刻Ｔｍとして算出することが可能である。 In this way, the calculation unit 122 can calculate the calculation start time Tm based on the relative humidity detected by the humidity sensor 113 by various calculation methods. The calculation method of the calculation start time T m is not limited to the above, and the calculation unit 122 can calculate the time when the change amount of the relative humidity becomes sufficiently small as the calculation start time T m .

以上説明したように演算部１２２は、ユーザによる指定、プリセットからの取得又は相対湿度からの算出のいずれかの方法により、算出開始時刻Ｔｍを特定することが可能である。また演算部１２２は、これら以外の方法で測定開始時刻Ｔｓから変化時間Ｄｈが経過した時刻を特定し、その時刻を算出開始時刻Ｔｍとすることも可能である。 As described above, the calculation unit 122 can specify the calculation start time Tm by any method of designation by the user, acquisition from the preset, or calculation from the relative humidity. Further, the calculation unit 122 can specify a time when the change time D h has elapsed from the measurement start time T s by a method other than these, and set that time as the calculation start time T m .

［匂い検出装置の効果］
匂い検出装置１００による効果について説明する。図１５は周波数変動と相対湿度の時間変化を示すグラフであり、図６と同じグラフである。上述したように、湿度センサ１１３から出力される相対湿度は第１の状態（図２参照）への切り替わりにより、測定開始時刻Ｔｓの直後から大きく変化する（図１５、範囲Ａ）。 [Effect of odor detector]
The effect of the odor detecting device 100 will be described. FIG. 15 is a graph showing frequency fluctuations and changes in relative humidity over time, and is the same graph as in FIG. As described above, the relative humidity output from the humidity sensor 113 changes significantly immediately after the measurement start time Ts due to the switching to the first state (see FIG. 2) (FIG. 15, range A).

また、匂いセンサ１１２から出力される周波数変動も測定開始時刻Ｔｓの直後から大きく変化する（図１５、範囲Ｂ）。これは、各匂いセンサ１１２が備える感応膜に水分子が吸着するためである。感応膜への水分の吸着量は、感応膜の材料種によって異なり、感応膜が親水性の場合には特に大きくなる。水分子の吸着による周波数変動は、本来の検出対象である匂い成分による周波数変動に重複するため、水分子の吸着による周波数変動を除去する補正が必要となる。 Further, the frequency fluctuation output from the odor sensor 112 also changes significantly immediately after the measurement start time Ts (FIG. 15, range B). This is because water molecules are adsorbed on the sensitive film of each odor sensor 112. The amount of water adsorbed on the sensitive film varies depending on the material type of the sensitive film, and is particularly large when the sensitive film is hydrophilic. Since the frequency fluctuation due to the adsorption of water molecules overlaps with the frequency fluctuation due to the odor component which is the original detection target, it is necessary to correct the frequency fluctuation due to the adsorption of water molecules.

ここで、匂いセンサ１１２と湿度センサ１１３の検出速度の差が問題となる。図１６は周波数変動と相対湿度の時間変化を示すグラフであり、図６及び図１５と同じグラフである。同図において、変化時間Ｄｈと変化時間Ｄａを示す。変化時間Ｄｈは上述したように、測定開始時刻Ｔｓから、湿度センサ１１３により出力される相対湿度の変化が十分小さくなるまでの時間である。変化時間Ｄａは測定開始時刻Ｔｓから、各匂いセンサ１１２により出力される周波数変動の変化が十分小さくなるまでの時間である。 Here, the difference in detection speed between the odor sensor 112 and the humidity sensor 113 becomes a problem. FIG. 16 is a graph showing frequency fluctuations and changes in relative humidity over time, and is the same graph as in FIGS. 6 and 15. In the figure, the change time D h and the change time Da are shown. As described above, the change time D h is the time from the measurement start time T s until the change in the relative humidity output by the humidity sensor 113 becomes sufficiently small. The change time Da is the time from the measurement start time T s until the change in the frequency fluctuation output by each odor sensor 112 becomes sufficiently small.

匂いセンサ１１２と湿度センサ１１３は検出原理上、検出速度が異なり、変化時間Ｄｈは変化時間Ｄａより長くなる。例えば、湿度センサ１１３が高分子膜湿度センサである場合、高分子膜の水分の吸収・放出に伴う誘電率変化から雰囲気の相対湿度を測定する。基本的には、電極-高分子膜-電極のコンデンサを作れば湿度センサとなり、高分子膜の誘電率変化はコンデンサの容量変化として測定できる。電極は極めて薄い金属の蒸着膜であり、電極を通して高分子膜は水分を吸収・放出する。高分子膜湿度センサには、容量タイプと抵抗タイプの２種類があるが、メカニズムは同様である。このように高分子膜湿度センサでは、電極を介して水分吸着するので、匂いセンサ１１２（ＱＣＭ）のように感応膜に直接水分が吸着し、水分による重量変化を検知するよりも応答時間に遅れが生じる。このため、変化時間Ｄｈは変化時間Ｄａより長くなる。 Due to the detection principle, the odor sensor 112 and the humidity sensor 113 have different detection speeds, and the change time D h is longer than the change time Da. For example, when the humidity sensor 113 is a polymer film humidity sensor, the relative humidity of the atmosphere is measured from the change in the dielectric constant accompanying the absorption / release of water in the polymer film. Basically, if an electrode-polymer film-electrode capacitor is made, it becomes a humidity sensor, and the change in the dielectric constant of the polymer film can be measured as the change in the capacitance of the capacitor. The electrode is an extremely thin metal vapor deposition film, and the polymer film absorbs and releases moisture through the electrode. There are two types of polymer film humidity sensors, capacitive type and resistance type, but the mechanism is the same. In this way, since the polymer film humidity sensor adsorbs water through the electrode, the water is directly adsorbed on the sensitive film like the odor sensor 112 (QCM), and the response time is delayed compared to detecting the weight change due to the water. Occurs. Therefore, the change time D h is longer than the change time D a .

これにより、図１６に示すように、匂いセンサ１１２から出力される周波数変動の変化が十分小さくなった後、湿度センサ１１３から出力される相対湿度の変化が十分小さくなるまでの時間Ｄｃが発生する。この時間Ｄｃにおいて相対湿度による匂いセンサ出力の補正を実行すると、補正値が異常となり、判定部１２３による誤判定の原因となる。 As a result, as shown in FIG. 16, after the change in frequency fluctuation output from the odor sensor 112 becomes sufficiently small, a time D c occurs until the change in relative humidity output from the humidity sensor 113 becomes sufficiently small. do. If the correction of the odor sensor output due to the relative humidity is executed in this time D c , the correction value becomes abnormal, which causes an erroneous determination by the determination unit 123.

これに対し、匂い検出装置１００では上述のように、演算部１２２が算出開始時刻Ｔｍ（図６参照）を特定し、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの湿度センサ１１３の出力（図７参照）に基づいて、算出開始時刻Ｔｍから測定終了時刻Ｔｅまでの匂いセンサ１１２の出力を補正する。 On the other hand, in the odor detecting device 100, as described above, the calculation unit 122 specifies the calculation start time T m (see FIG. 6), and the output of the humidity sensor 113 from the calculation start time T m to the measurement end time Te. Based on (see FIG. 7), the output of the odor sensor 112 from the calculation start time T m to the measurement end time Te is corrected.

算出開始時刻Ｔｍは湿度センサ１１３から出力される相対湿度の変化が十分小さくなった時刻以後の時刻であるため、匂いセンサ１１２の出力から湿度変化による周波数変動の変化を除去することが可能となる。特に水よりも重い異臭系の高分子化合物や濃度の薄い分子の場合、図１５に矢印Ｃで示すように、匂いセンサ１１２おいて湿度による周波数変動の変化の後で徐々に共振周波数が変化する傾向があり、オフセット（図７参照）の影響を受けず、より高精度に匂い成分の判定が可能である。 Since the calculation start time T m is the time after the time when the change in relative humidity output from the humidity sensor 113 becomes sufficiently small, it is possible to remove the change in frequency fluctuation due to the change in humidity from the output of the odor sensor 112. Become. In particular, in the case of an off-flavor polymer compound heavier than water or a molecule having a low concentration, the resonance frequency gradually changes after the frequency fluctuation due to humidity in the odor sensor 112 as shown by the arrow C in FIG. There is a tendency, it is not affected by the offset (see FIG. 7), and it is possible to determine the odor component with higher accuracy.

このように匂い検出装置１００では、匂いセンサ１１２において匂い成分による周波数変動の変化のみを抽出することができ、湿度変化のある環境でも精度よく匂い成分の判定が可能となる。この際、匂い検出装置１００では、上記のようにデータ解析の起点となるゼロポイント位置を変更することで、測定条件（加熱温度や再測定）を大きく変更せずに湿度による影響の抑制が実現可能である。 As described above, in the odor detection device 100, only the change in the frequency fluctuation due to the odor component can be extracted by the odor sensor 112, and the odor component can be accurately determined even in an environment where the humidity changes. At this time, in the odor detection device 100, by changing the zero point position which is the starting point of data analysis as described above, the influence of humidity can be suppressed without significantly changing the measurement conditions (heating temperature and remeasurement). It is possible.

１００…検出装置
１１０…匂い検出部
１１１…チャンバ
１１２…匂いセンサ
１１３…湿度センサ
１１４…温度センサ
１１５…第１ポンプ
１１６…第２ポンプ
１１７…フィルタ
１２０…制御部
１２１…取得部
１２２…演算部
１２３…判定部
１２４…記憶部 100 ... Detection device 110 ... Smell detection unit 111 ... Chamber 112 ... Smell sensor 113 ... Humidity sensor 114 ... Temperature sensor 115 ... First pump 116 ... Second pump 117 ... Filter 120 ... Control unit 121 ... Acquisition unit 122 ... Calculation unit 123 … Judgment unit 124… Storage unit

Claims (14)

測定開始時刻から測定終了時刻までの間に匂い成分を検出する匂いセンサと、
前記測定開始時刻から前記測定終了時刻までの間に湿度を検出する湿度センサと、
前記測定開始時刻後の時刻である算出開始時刻を特定し、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの前記湿度センサの出力に基づいて、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの前記匂いセンサの出力を補正する演算部と、
前記演算部により補正された前記匂いセンサの出力に基づいて前記匂い成分を判定する判定部と
を具備する匂い検出装置。 An odor sensor that detects odor components between the measurement start time and the measurement end time,
A humidity sensor that detects humidity between the measurement start time and the measurement end time,
The calculation start time, which is the time after the measurement start time, is specified, and the odor sensor from the calculation start time to the measurement end time is based on the output of the humidity sensor from the calculation start time to the measurement end time. The calculation unit that corrects the output of
An odor detection device including a determination unit that determines the odor component based on the output of the odor sensor corrected by the calculation unit. 請求項１に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、前記湿度センサによって検出された湿度の出力に基づいて前記算出開始時刻を特定する
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 1.
The calculation unit is an odor detection device that specifies the calculation start time based on the output of the humidity detected by the humidity sensor. 請求項２に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、前記湿度センサの出力の変化量が十分小さくなった時刻を前記算出開始時刻とする
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 2.
The calculation unit is an odor detection device whose calculation start time is the time when the amount of change in the output of the humidity sensor becomes sufficiently small. 請求項３に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、前記測定開始時刻後に、前記湿度の時間に対する傾きが最初に所定の値となった時刻を前記算出開始時刻とする
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 3.
The calculation unit is an odor detecting device whose calculation start time is the time when the slope of the humidity with respect to the time first becomes a predetermined value after the measurement start time. 請求項４に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、前記測定開始時刻後に、前記傾きが最初に０となった時刻を前記算出開始時刻とする
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 4.
The calculation unit is an odor detecting device whose calculation start time is the time when the inclination first becomes 0 after the measurement start time. 請求項３に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、前記測定開始時刻後に、前記湿度の所定時間当たりの変化量の比率が最初に所定の値となった時刻を前記算出開始時刻とする
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 3.
The calculation unit is an odor detecting device whose calculation start time is the time when the ratio of the amount of change in the humidity per predetermined time first reaches a predetermined value after the measurement start time. 請求項１に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、ユーザによって指定された時刻を前記算出開始時刻とする
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 1.
The calculation unit is an odor detecting device whose calculation start time is a time specified by the user. 請求項１から７のうちいずれか１項に記載の匂い検出装置であって、
前記演算部は、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻の間の前記湿度センサの出力から、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻の間の湿度変化量を算出し、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの前記匂いセンサの出力を、前記湿度変化量を用いて補正する
匂い検出装置。 The odor detecting device according to any one of claims 1 to 7.
The calculation unit calculates the amount of humidity change between the calculation start time and the measurement end time from the output of the humidity sensor between the calculation start time and the measurement end time, and the measurement is performed from the calculation start time. An odor detection device that corrects the output of the odor sensor up to the end time using the amount of change in humidity. 請求項８に記載の匂い検出装置であって、
前記匂いセンサは、匂い成分の吸着により共振周波数が変動する水晶振動子マイクロバランスセンサであり、
前記演算部は、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの前記匂いセンサの周波数変動を前記湿度変化量によって補正し、
前記判定部は、前記演算部によって補正された周波数変動の最大値及び最小値から前記匂い成分の濃度を判定する
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 8.
The odor sensor is a quartz crystal microbalance sensor whose resonance frequency fluctuates due to adsorption of odor components.
The calculation unit corrects the frequency fluctuation of the odor sensor from the calculation start time to the measurement end time by the humidity change amount.
The determination unit is an odor detection device that determines the concentration of the odor component from the maximum value and the minimum value of the frequency fluctuation corrected by the calculation unit. 請求項９に記載の匂い検出装置であって、
前記湿度センサは静電容量式湿度センサである
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 9.
The humidity sensor is an odor detection device that is a capacitive humidity sensor. 請求項９に記載の匂い検出装置であって、
前記湿度センサは抵抗式湿度センサである
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 9.
The humidity sensor is an odor detection device that is a resistance type humidity sensor. 請求項９に記載の匂い検出装置であって、
前記匂いセンサは、吸着する匂い成分が互いに異なる複数の匂いセンサを含む
匂い検出装置。 The odor detecting device according to claim 9.
The odor sensor is an odor detection device including a plurality of odor sensors having different adsorbed odor components. 測定開始時刻から測定終了時刻までの間に匂い成分を検出する匂いセンサと、前記測定開始時刻から前記測定終了時刻までの間に湿度を検出する湿度センサの出力を取得する取得部と、
前記測定開始時刻後の時刻である算出開始時刻を特定し、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの前記湿度センサの出力に基づいて、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの前記匂いセンサの出力を補正する演算部と、
前記演算部により補正された前記匂いセンサの出力に基づいて前記匂い成分を判定する判定部と
を具備する匂い検出装置。 An odor sensor that detects an odor component between the measurement start time and the measurement end time, an acquisition unit that acquires the output of the humidity sensor that detects the humidity between the measurement start time and the measurement end time, and an acquisition unit.
The calculation start time, which is the time after the measurement start time, is specified, and the odor sensor from the calculation start time to the measurement end time is based on the output of the humidity sensor from the calculation start time to the measurement end time. The calculation unit that corrects the output of
An odor detection device including a determination unit that determines the odor component based on the output of the odor sensor corrected by the calculation unit. 測定開始時刻後の時刻である算出開始時刻を特定し、前記算出開始時刻から測定終了時刻までの湿度センサの出力に基づいて、前記算出開始時刻から前記測定終了時刻までの匂いセンサの出力を補正し、
補正された前記匂いセンサの出力に基づいて前記匂い成分を判定する
匂い検出方法。 The calculation start time, which is the time after the measurement start time, is specified, and the output of the odor sensor from the calculation start time to the measurement end time is corrected based on the output of the humidity sensor from the calculation start time to the measurement end time. death,
An odor detection method for determining the odor component based on the corrected output of the odor sensor.
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