JP2023132175A - 臭気測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】臭気センサの測定精度を向上することを目的とする。【解決手段】本発明の臭気測定装置は、筐体１に格納された臭気センサ２と、該臭気センサ２と測定対象である検体を格納する検体収容部３とを接続する検体流路４と、前記臭気センサ２と該臭気センサ２を掃気するリフレッシュガスの供給源５とを接続するリフレッシュ流路６と、該リフレッシュ流路６と前記検体流路４との前記臭気センサ２への接続を切り替える切替部７と、該切替部７と前記臭気センサ２との間で振動を吸収する防振機構８とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、臭気測定装置に関する。

検体の臭気を測定する装置にあっては、臭気センサの測定原理によって異なるものの、測定する環境の温度や湿度によって測定値が影響を受けやすい傾向があり、これらの周囲環境の要素が安定しない場合には正確な測定の妨げとなる。したがって、理想的な測定環境を構築することができない限り、正確な測定の阻害要因が存在することになる。
本発明に関連する特許文献１には、試料ガスを測定器に供給して臭気を測定した後、チッソガスによりパージする臭気測定装置が開示されている。
本発明に関連する特許文献２には、主としてヒトの呼気の分析に使用される、携帯用の臭気測定装置が開示されている。

特開平１１－１２５６１４号公報 特許第６８３６９９７号公報

臭気の測定に使用される臭気センサは、測定時の臭気センサを含む雰囲気及び“検体を輸送する気体”(以後、キャリアガスと表現する)の温度、湿度に影響を受けることが知られており。同一検体を測定していたとしても測定時のキャリアガスの温度、湿度が異なると異なる測定値が出力されるという課題があった。
この課題に対しては温度、湿度を使用する臭気センサが測定に最適とする状態に調整することで解決が可能であり、実際の解決方法としては恒温恒湿槽の様な温度および湿度を任意に調整した閉鎖空間を作り出せる設備必要であった。しかし、恒温恒湿槽を利用する方法は設備自体が大型なため、その設備が設置された環境でなければ測定できず、臭気センサを含む測定装置及び測定環境を容易に搬送することができないという欠点があった。
また、実際に臭気測定が必要な環境は、恒温恒湿槽が利用可能な実験室等とは限らないため、可搬式の測定装置の実現には、測定装置単独で測定環境の温度及び湿度調整の機能を搭載することが求められる。
また臭気センサは、Quartz Crystal Micro balance(QCM)方式や、Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)方式を採用している場合、臭気物質の検出方法がセンサ自身を構成する要素の振動、振幅を利用していることから、臭気センサに外部から作用する振動の影響を受ける可能性があることが知られている。より具体的には、測定装置の設置環境から受ける外来の振動や装置自身の構成要素が発生する振動（例えば検体送気用のポンプや制御回路冷却用のファンなど）の影響を受け測定値にノイズが発生してしまう懸念があった。

また、一般的な臭気センサの利用環境では、臭気センサ自身が検出対象以外の臭気にさらされるオープンな環境での測定を想定している場合が多く見受けられ、当該環境に存在する検出対象以外の発生源からの臭気の検知による外来ノイズを受ける可能性が考えられる状況にあった。
さらに、臭気センサは、同一検体について繰り返して測定を行っていくと、臭気センサ自身に付着した検体、および臭気センサ周辺に残留した検体を含む雰囲気の影響を受け、測定回数を増やすごとに測定値が鈍る、測定値が低下する、未検出状態に収束すると言った挙動を取る可能性が推察され、測定の繰り返しにかかわらず精度を維持するための配慮が必要とされる。

すなわち、臭気センサを用いた臭気の測定には、解決すべき下記の課題があった。
臭気測定装置における測定環境にかかわる阻害要因を考慮して、これらの要素に対して対策を行うことにより、安定して正確な測定が可能な状態を整えようとした場合、理想的な測定環境を実現すべく、恒温恒湿槽など比較的大型の設備を使用する必要が発生する状況がある。また、前記恒温恒湿槽を利用した測定は、温度や湿度の安定化という観点で優位性があるものの、槽を含む測定系を必須とするため、測定環境が大型化しやすく、臭気測定を行いたい現場等に持ち込んで測定すると言った柔軟な運用を行おうとした場合に難しいという課題があった。
また、センサ方式によっては、周囲の振動の影響を受けてしまい、その結果、測定値の異常な発散、再現性の阻害要因となってしまうという課題もある。また、臭気の測定モデルデータ作成等を考慮した際の繰り返しでの臭気測定に対しての想定が不足しており、繰り返し測定を行う際にセンサ測定部周辺に滞留、残留する検体を含む雰囲気が測定値に影響を与えてしまい、センサの初期化動作や繰り返し測定時の測定値の鈍り、あるいは、測定値が収れんする傾向が発生し、正確なデータを繰り返し測定できない場合があるという課題があった。

前記特許文献１は、ガスを検体とする場合の残留ガスの影響についての配慮がなされているものの、臭気センサへの振動の影響について何ら言及するものではない。
前記特許文献２は、携帯用とするための構成の簡略化を優先することから、臭気センサに影響を与える測定環境への対策について何ら言及するものではない。

この発明は、臭気センサの測定精度を向上することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる臭気測定装置は、筐体に格納された臭気センサと、前記臭気センサと、測定対象である検体を格納する検体収容部とを接続する検体流路と、該検体流路と異なる系統に設けられ、前記臭気センサと、該臭気センサを掃気するリフレッシュガスの供給源とを接続するリフレッシュ流路と、該リフレッシュ流路と前記検体流路との前記臭気センサへの接続を切り替える切替部とを有する。

本発明によれば、臭気センサの測定精度を向上することができる。

本発明にかかる臭気測定装置の最小構成例のブロック図である。 本発明の第１実施形態にかかる臭気測定装置の全体構成を示す配管系統図である。 図２の臭気センサ部のブロック図である。 図２のリフレッシュチャンバー部のブロック図である。 図２の検体チャンバー部のブロック図である。 第１実施形態の測定状態の一段階の説明図である。 第１実施形態の測定状態の他の段階の説明図である。 第１実施形態の測定状態のさらに他の段階の説明図である。 第１実施形態の測定の各工程を示す流れ図である。 第２実施形態の全体構成を示す配管系統図である。 第２実施形態の温度湿度調整チャンバーのブロック図である。

本発明に係る臭気測定装置の最小構成例について図１を参照して説明する。
この臭気測定装置は、筐体１に格納された臭気センサ２と、該臭気センサ２と測定対象である検体を格納する検体収容部３とを接続する検体流路４と、該検体流路４と異なる系統となるように並列に設けられ、前記臭気センサ２と該臭気センサ２を掃気するリフレッシュガスの供給源５とを接続するリフレッシュ流路６と、該リフレッシュ流路６と前記検体流路４との前記臭気センサ２への接続を切り替える切替部７と、該切替部７と前記臭気センサ２との間で振動を吸収する防振機構８とを有する。

以上のように構成された臭気測定装置は、前記臭気センサ２が筐体１に格納しているので、該筐体１が密閉性を有していれば、臭気センサ２を前記検体流路４、リフレッシュ流路６以外の外気に対して遮蔽した密閉環境へ置くことができる。また前記切替部７によって検体流路４を接続して検体をキャリアガスとともに臭気センサ２へ供給して臭気を測定し、前記切替部７によってリフレッシュガスの供給源５を臭気センサ２へ接続して掃気し、検体を臭気センサ２から排除することができる。この測定において、臭気センサ２と切替部７との間に防振機構８が介在しているので、前記臭気センサ２に外部から伝達される振動を抑制して測定精度を高めることができる。また、並列に設けたリフレッシュガスの流路を検体の流路と切り替えることにより、リフレッシュガスによって臭気センサ２の測定環境から残留物を確実に除去することができる。
なお前記筐体１は、臭気センサ２を囲んでガスを吸引、排出することができ、この吸引排出のための開口以外が密閉された構成であれば、臭気センサ２を格納する最小限の容積から、臭気センサ２の検出対象となる検体を含む検出に必要な量のキャリアガスを格納するに足る容積までの所定の容積で構成されている。

図１を具体化した本発明の第１実施形態に係る構成について図２～図１０を参照して説明する。
第１実施形態の臭気測定装置は、例えば、図２で示すように、測定制御端末aにより臭気測定装置１００を制御および操作する構成を有する。
前記臭気測定装置は、測定対象となる検体を収容する測定チャンバー１０１、該測定チャンバー１０１を掃気する気体を貯留するリフレッシュチャンバー１０２、測定対象となる検体を格納する検体チャンバー１０３、臭気測定装置への空気源となる送気用ポンプ１０４、前記リフレッシュチャンバー１０２、検体チャンバー１０３を前記測定チャンバー１０１に選択的に接続する電磁弁１０５を備える。
前記送気用ポンプ１０４と前記リフレッシュチャンバー１０２との間には、前記送気用ポンプ１０４への逆流を防止するワンウェイバルブ１０６ａが設けられ、前記送気用ポンプ１０４と前記検体チャンバー１０３との間には、前記送気用ポンプ１０４への逆流を防止するワンウェイバルブ１０６ｂが設けられている。

また、前記送気用ポンプ１０４へ吸い込まれる空気は、吸い込み側に設けられた脱臭チャンバー１０８ａにより脱臭処理を受ける。また前記電磁弁１０５と測定チャンバー１０１との間には、前記測定チャンバー１０１へ流入する気体の流量を測定する流量計１０７が設けられている。さらに、前記測定チャンバー１０１、リフレッシュチャンバー１０２、検体チャンバー１０３、送気用ポンプ１０４、電磁弁１０５は、制御回路１１０に接続されて測定データ、制御信号を授受する。

前記送気用ポンプ１０４は、前記臭気センサ１０１ａが要求する流量を実現できるものであれば、容積式、軸流式等の各種方式を問わず、適宜利用することが可能なものとする。
前記電磁弁１０５は、前記リフレッシュチャンバー１０２及び前記検体チャンバー１０３などの各経路の切り替えを確実に行うことができ、尚且つ前記臭気センサ１０１ａが要求する流量を確実に通気し、遮蔽することが可能なものを選定し、利用することができる。また、該電磁弁１０５によって切り替えることができる経路数については、例えばリフレッシュ系統と検体系統の2系統の切り替えであれば、いわゆる3方弁によって所期の機能を果たすことができるが、臭気測定装置を構成する経路の構成数（例えば、各チャンバーを複数ずつ備えて、一の測定チャンバー１０１の測定中に前回使用された他の測定チャンバー１０１をリフレッシュ処理する）に合わせて適切な切替ポート数を備える電磁弁を採用すれば良い。なお前記電磁弁１０５は、前記制御回路１１０にて電気的に開閉の制御を行う事が可能な動作電圧、接続口径を選定すべきであるのはもちろんである。

前記ワンウェイバルブ１０６ａ、１０６ｂは、各チャンバーから上流の送気用ポンプ１０４方向への逆流を防止する機能を有し、前記送気用ポンプ１０４の送気方向に対しての逆流を適切に防げる機能を有するものを利用するものであれば、具体的構造の如何にかかわらず使用することができる。
前記流量計１０７については、前記測定チャンバー１０１へ投入するキャリアガスの流量が臭気センサ１０１ａの要求する量となっているかを測定し、制御回路１１０へデータを供給する確認、監視を行う。測定可能な流量については、前記臭気センサ１０１ａの要求事項と照らし合わせながら選定する必要があるものとする。また前記流量計１０７については、要求される流量範囲を測定することが可能であればアナログ方式、デジタル式またはその他の方式を採用しても良い。
測定制御端末ａは、測定制御に使用する専用のアプリケーションを運用することが可能な情報処理端末であって、前記臭気測定装置１００と接続されており、無線通信、あるいは優先通信により、臭気の測定に係わる制御信号の出力、測定データの入力等の信号の授受を行うことができるものとする。前記測定制御端末ａは、前記専用のアプリケーションを搭載することが可能な、例えばパーソナルコンピュータやスマートフォン、ワークステーション装置、または所定の機能を実現することが可能なその他の情報処理端末が使用される。

図３を参照して前記測定チャンバー１０１の詳細を説明する。
前記測定チャンバー１０１は、検体の臭気を吸収した気体に含まれる臭気の成分を分析する臭気センサ１０１ａを備え、この臭気センサ１０１ａは、防振機構１０１ｂを介して測定チャンバー１０１に支持されている。また前記測定チャンバー１０１は、内部を所定の温度に維持する温度調整機２０１、内部の温度を測定する温度センサ２０２、内部を所定の湿度に維持する湿度調整機２０３、内部の湿度を測定する湿度センサ２０４を備える。図３の例にあっては、前記測定チャンバー１０１が臭気センサ１０１ａの周囲環境を外部と遮断する筐体としての機能を有する。

上記のように構成された測定チャンバー１０１は、外部環境とは切り離された系となっており、測定対象の検体以外の臭気による外来からの汚染（検体以外の臭気の要因）を排除する仕組みとなっている。この測定チャンバー１０１に実装されている前記臭気センサ１０１ａの測定方式については、特に制約は無く、例えば、
Quartz Crystal Ｍicrobalance(QCM)方式、
Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)方式、
Surface Plasmon Resonance(SPR)方式、
Complementary MOS(CMOS)方式
などを採用することが考えられるがこれら以外の方式で実現可能なセンサであればそれらを採用しても良い。また、これらの各方式を複数組み合わせて利用しても良い。
前記臭気センサ１０１ａについては前述のQCM方式、MEMS方式の一部がその検出原理に起因して振動の影響を受けることから、これらの振動による悪影響、ノイズを抑制するために防防振材に支持させる前記防振機構１０１ｂを設けることよる防振対策を施されている。
なお、この防振対策に用いられる防振材については防振スポンジ、防振ゴム、防振ダンパーなど、振動を吸収、抑制する機能を有する材料、部材の組み合わせを採用しても良い。

前記温度調整機２０１、温度センサ２０２、湿度調整機２０３、湿度センサ２０４については、各チャンバーにて下記の様な機能の実現に利用される。
各チャンバーへ実装された場合、そのチャンバーが内包する雰囲気の温度、湿度を制御回路１１０で監視し、必要に応じて温度調整機２０１及び湿度調整機２０３へフィードバック制御を行い、臭気センサ１０１ａが検体の測定を行うのに最適な温度、湿度になる様に制御を行う機能を有する。なお、前記温度調整機２０１の実現方法としては、検体、あるいはチャンバー内の空気を加熱、あるいは冷却することが可能なペルチェ素子またはそれ以外の機能実現可能な機構、仕組みを利用しても良い。前記湿度調整機２０３については、ペルチェ素子による結露の除湿やデオライト、竹炭、珪藻土、シリカゲルと言った吸湿材を利用、活用した湿度調整機構またはそれ以外で機能実現可能な機構、仕組みを利用しても良い。

図４を参照して、前記リフレッシュチャンバー１０２について説明する。
前記リフレッシュチャンバー１０２は、所定の容積を有するキャリアガスバッファ３０１、内部を所定の温度に維持する温度調整機２０１、内部の温度を測定する温度センサ２０２、内部を所定の湿度に維持する湿度調整機２０３、内部の湿度を測定する湿度センサ２０４を備える。
前記リフレッシュチャンバー１０２は、外部環境とは切り離された系となっており、検体の臭気を測定するに際し、外来からの臭気による汚染を排除するための構成を有する。前記キャリアガスバッファ３０１は、測定対象である検体を含まないキャリアガスの測定に必要な容量分を事前に保持する役目を持つ。キャリアガスについては、通常は装置周辺の雰囲気に含まれる空気の利用を想定しているため、前記送気用ポンプ１０４が吸引した外気を利用するが、測定環境の臭気汚染の懸念がある場合、また必要に応じて、前記送気用ポンプ１０４に代えて、事前に清浄化を行った空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを図示しない独立したチャンバーに貯蔵しておき、これを使用しても良い。

図５を参照して、前記検体チャンバー１０３について説明する。
この検体チャンバー１０３は、測定対象である検体を収容する検体容器４０１、内部を所定の温度に維持する温度調整機２０１、内部の温度を測定する温度センサ２０２、内部を所定の湿度に維持する湿度調整機２０３、内部の湿度を測定する湿度センサ２０４を備える。
前記検体チャンバー１０３は、外部環境から切り離された系となっており、測定対象の検体以外の外来の臭気の影響、汚染を排除するよう構成されている。前記検体容器４０１については必要に応じて開閉し、測定対象検体を格納可能、密閉可能な仕組みを含む構造として実現可能であれば、具体的な構造は図示例に限られるものではない。また、前記検体容器４０１は、前記検体チャンバー１０３から分離可能とし、前記検体容器４０１の検体を収容した後、前記検体チャンバー１０３に装着してもよい。なお、前記検体容器４０１には、検体（測定対象の気体）の他に、検体を発する液体又は固体を収納してもよい。

前記脱臭チャンバー１０８ａ、１０８ｂは、キャリアガスの吸入側、排気側の双方に設置されている。吸入側についてはキャリアガスに含まれる臭気物質の除去及び測定経路に悪影響を及ぼす粉塵などの除去を目的としたものである。排気側については測定後にキャリアガスを装置外へ排出する前に検体を除去することを目的としたものである。排出時の脱臭についての必要性は、健康被害の懸念がある物質や不快臭を装置外部へ放出しないようにする必要がある場合を想定したものである。また、装置外部へそのまま開放した場合に装置設置環境周辺に臭気が残留してしまいキャリアガスに意図しない臭気が含まれてしまう様なコンタミネーションを防止する効果を期待することができる。なお機能実現にあたっては脱臭についてはチャコールフィルタ、ゴミの除去についてはHEPA フィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)あるいはこれと同等のフィルタリング機能を実現できるのであればそれ以外の方式のフィルタを利用しても良い。

前記制御回路１１０は、前記送気用ポンプ１０４、電磁弁１０５、温度調整機２０１、温度センサ２０２、湿度調整機２０３、湿度センサ２０４などの制御を目的とした機能である。該制御回路１１０は、上述の各種構成要素に対して電源供給及び制御を行う機構を担っている。これらの要求を満たせる制御回路であれば、ハードウエア、ソフトウェアの具体的構成は限定されないものとする。

図６～８に示す各状態におけるチャンバーの切替状態、および、図９に示すフローチャートを参照して、上記構成の臭気測定装置の動作について説明する。
まず事前準備として測定時に前記測定チャンバー１０１に送り込まれるキャリアガスの流量が測定に適切な設定になっているかの確認を行う。確認にあたっては、測定制御端末ａより流量確認用の試験運転用の制御指示を行って前記送気ポンプ１０４を起動し、キャリアガスを送気して確認を行う。

ステップＳＰ５０１
この際の制御状態は、前記制御回路１１０の制御により送気ポンプ１０４を動作させ、前記電磁弁１０５を前記リフレッシュチャンバー１０２と接続した状態（前記検体チャンバー１０３から遮断した状態）で行うものとする。この状態におけるキャリアガスの経路は、前記脱臭チャンバー１０８ａ～送気用ポンプ１０４～ワンウェイバルブ１０６ａ～リフレッシュチャンバー１０２～電磁弁１０５～流量計１０７～測定チャンバー１０１～脱臭チャンバー１０８ｂと言いう流れを取るものとする。(図８に示す制御状態６０３)。
測定対象となる検体を前記臭気測定装置１００に実装された検体チャンバー１０３に組み込まれている検体容器４０１に格納する(ステップＳＰ５０１)。このステップでは制御回路１１０からの制御により電磁弁１０５をリフレッシュチャンバー１０２へ接続される経路に接続した状態で行われる。この状態の際には検体チャンバー１０３は電磁弁１０５より前段で切り離された状態となっている。また、この時点ではまだ送気は開始しないため制御回路１１０によって制御を行い送気用ポンプ１０４についても停止状態を維持している制御状態となっている(図６に示す制御状態６０１に相当する)。

ステップＳＰ５０２
検体格納後、臭気測定装置１００が測定に適した状態に安定するまで待機状態となる。このステップでは臭気測定装置１００に実装された測定チャンバー１０１、リフレッシュチャンバー１０２、検体チャンバー１０３のそれぞれが内包する雰囲気を測定に適した温度、湿度に調整を行う工程も含まれている。例えば測定チャンバー１０１の場合は臭気センサ１０１ａを含むチャンバー内の雰囲気、リフレッシュチャンバー１０２であればキャリアガスバッファ３０１を含むチャンバー内の雰囲気、検体チャンバー１０３であれば検体容器４０１を含むチャンバー内の雰囲気を調整する想定となる。
この時、各チャンバー内の温度、湿度の調整はそれぞれに組み込まれている温度調整機２０１、温度センサ２０２、湿度調整機２０３、湿度センサ２０４を制御回路１１０で制御することで実現するものとする。この際に制御回路１１０は温度センサ２０２及び湿度センサ２０４の測定結果を取得し、その結果を元に測定に適切な温度、湿度へ調整するように温度調整機２０１、湿度調整機２０３へフィードバックを行う。これらの温度、湿度の制御については以降のステップでも連続して行われ測定が完了するまで継続し監視、制御、調整が行われるものとする。なお、測定に最適な温度、湿度については使用する臭気センサ１０１ａの種類によって異なる為、これらの調整に必要な温度、湿度に対する特性は事前に確認、データ収集による検証を行った上で適用、組み込む事を使用方法の想定に含むものとする。

ステップＳＰ５０３
ステップＳＰ５０２の処理によって各チャンバーが適切な温度、湿度に調整されて測定の準備が完了したことを確認し、準備の完了を待って、前記測定制御端末ａは測定開始の指示を臭気測定装置１００へ送り、実際の測定へ移行する。なお、温度、湿度の調整完了状況については、前記制御回路１１０を通じていずれかの方法によってフィードバックが行われ確認が行える仕組みを備えるものとする。例えば、調整完了を知らせるインジケーターの組込みや、前記測定制御端末ａへ調整が完了した旨を表示する機能等が好ましいと考えられるが、これ以外の方法、例えば調整の完了を音声で報知する構成であっても、調整完了の状態を測定者が確認することができるものであれば良い。また、前記測定制御端末ａに組み込まれた制御ソフトウェアと連携し、自動的に調整状況を判断、次のステップへ移行する制御を行う機能を組み込んでも良い。

ステップＳＰ５０４
各チャンバーの温度、制御が測定に最適な状態に調整が完了した段階で測定を開始する。

ステップＳＰ５０５、５０６
前記検体チャンバー１０３より測定チャンバー１０１へ検体を含むキャリアガスの投入を開始と実際の測定行う。
前記検体を投入するステップ５０５の段階では、前記制御回路１１０の制御によって送気用ポンプ１０４の動作を開始し、測定に最適な流量にて送気を行うものとする。また、前記電磁弁１０５についても、制御回路１１０による制御が行われて経路の切り替えを実施し、前記リフレッシュチャンバー１０２との接続を切り離し、代わりに、前記検体チャンバー１０３を含む経路との接続を行う。これによって、前記送気用ポンプ１０４によってその上流に配置された脱臭チャンバー１０８ａを経由してキャリアガスが引き込まれる状態となる。この際、前記脱臭チャンバー１０８ａが持つ脱臭及び清浄機能によって、臭気測定装置１００の外部より導入された空気を測定対象の検体以外の臭気や測定に不都合な粉塵等を含まない測定に最適なキャリアガスの状態に調整することができる。

さらに、前記脱臭チャンバー１０８ａを通過したキャリアガスは、前記送気用ポンプ１０４によって送り出されて、前記ワンウェイバルブ１０６ｂ、検体チャンバー１０３、電磁弁１０５、流量計１０７を経由して前記測定チャンバー１０１へ導入されるものとする。なお、前記ワンウェイバルブ１０６ｂは検体を含むキャリアガスの逆流防止の役割を果たし、前記送気ポンプ１０４やワンウェイバルブ１０６ａ、リフレッシュチャンバー１０２への検体の混入を防ぐ目的をもって組み込まれている。また、前記電磁弁１０５は、経路切り替えと合わせて異なる経路への逆流防止の役割も果たしている。前記測定チャンバー１０１を通過したキャリアガスは、前記脱臭チャンバー１０８ｂを経由して臭気測定装置１００の装置外へ廃棄される。この際に、前記脱臭チャンバー１０８ｂも脱臭チャンバー１０８ａと同様の働きを行い、キャリアガスに含まれる検体を清浄した状態で排気し、したがって、検体に含まれる臭気の測定環境への影響を防止することができる。(図７に示す制御状態６０２に相当する)
検体を投入した後、前記測定チャンバー１０１に送り込まれた検体を含むキャリアガスは臭気センサ１０１ａへ導かれセンサに吹き付けられる。これによって臭気センサ１０１ａの検出部へ検体が反応、検出を行う。

ステップＳＰ５０７
測定後は、測定チャンバー１０１に残留した検体を含むキャリアガスを排出し、測定チャンバー１０１に実装されている臭気センサ１０１ａの周辺の雰囲気を清爽に保つために検体を含まないキャリアガスによるリフレッシュを行う。その際の制御状態は、制御回路１１０の制御により送気ポンプ１０４を動作させ、電磁弁１０５をリフレッシュチャンバー１０２と接続させた状態で行うものとし、キャリアガスの経路としては脱臭チャンバー１０８ａ～送気用ポンプ１０４～ワンウェイバルブ１０６ａ～リフレッシュチャンバー１２～電磁弁１０５～流量計１０７～測定チャンバー１０１～脱臭チャンバー１０８ｂを経由する流れを取るものとする。

ステップＳＰ５０８
リフレッシュの完了と同時に、検出を行った結果について前記臭気測定装置１００から測定制御端末ａへ測定データが送信される仕組みとなっている。なお、測定した値の特徴量抽出、分析等については、前記測定制御端末ａに組み込まれた測定制御ソフトウェア及び分析ソフトウェアによって行われる。これらのソフトウェアについては臭気センサ１０１ａに使用するセンサに応じて最適なものを適宜用意して利用することができる。これらの分析結果については、測定制御端末ａが備えているディスプレイ等の結果表示機能から確認することが可能である。結果の表示方法については、前記測定制御端末ａからネットワークを経由して他の端末からの確認やクラウド上に情報を保管し、閲覧するといった利用も有効である。

上記第１実施形態の臭気測定装置は、下記の効果１～６を奏する。
効果１
前記測定チャンバー１０１、リフレッシュチャンバー１０２、検体チャンバー１０３に実装されている前記温度調整機２０１、温度センサ２０２、湿度調整機２０３、湿度センサ２０４及び制御回路１１０の作用によりキャリアガス及び検体を含むキャリアガスの温度、湿度を臭気センサ１０１ａでの測定に最適な温度および湿度へ調整し、その温度、湿度を維持して測定することができる。
効果２
前記臭気センサ１０１ａが前記防振機構１０１ｂによって支持されているので、外部から伝達された、臭気センサ１０１ａの測定誤差の要因となる振動ノイズを軽減することができる。

効果３
前記測定チャンバー１０１、リフレッシュチャンバー１０２、検体チャンバー１０３がそれぞれ隔離された雰囲気であり、各々隔離された雰囲気へ前記電磁弁１０５の切替によって検体ガスあるいはリフレッシュガスを供給することができ、さらに、前記ワンウェイバルブ１０６が設けられることにより、逆流の防止及び異なる経路への検体及びキャリアガスの混入を防止することができる。
効果４
前記脱臭チャンバー１０８ａ、１０８ｂによる臭気測定装置１００が吸入及び排気を行うキャリアガスを脱臭及び清浄化することができる。

効果５
前記制御回路１１０、電磁弁１０５及び送気用ポンプ１０４を組み込むことにより、流路切り替え制御及びそれに伴う前記臭気センサ１０１ａ周辺に滞留する残留雰囲気を構成する以前の検体ガスを排出し、清掃することができる。
効果６
上記効果４、５の結果、残留雰囲気影響を排除することによって測定の安定性、測定の再現性を向上することができる。

図１０、１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態にあっては、前記臭気測定装置１００が臭気センサ１０１ａに投入するキャリアガス及び検体を含むキャリアガスが測定安定性および再現性を保つことができることを前提として、各種の処理を行うチャンバー（密閉槽）を最小限とした下記の構成によっても実施することができる。
第２実施形態の臭気測定装置１００Ａは、図１０に示すように、前記脱臭チャンバー１０８ａ、該脱臭チャンバー１０８ａで脱臭されたガス（例えば外気）を所定の測定条件の温度、湿度に調整する温度湿度調整チャンバー１０９、送気用ポンプ１０４、ワンウェイバルブ１０６、検体容器４０１、電磁弁１０５、流量計１０７、臭気センサ１０１ａ、脱臭チャンバー１０８ｂ及び制御回路１１０を備える。

すなわち第２実施形態の臭気測定装置１００Ａは、取り込まれる外気の脱臭、測定後の検体ガスの脱臭のための脱臭チャンバー１０８ａ、１０８ｂと、リフレッシュガス、および検体から臭気を取り出すキャリアガスの温度、湿度を調整する温度湿度調整チャンバー１０９との最小限の構成として、装置全体の小型化、可搬性の向上を図ったものである。また、臭気測定装置１００には測定制御端末ａが接続された形の構成をとるものとする。なお臭気センサ１０１ａは、臭気に反応して所定の信号を生成する本体部分が密閉性のある筐体に格納されていて、前記流量計１０７および脱臭チャンバー１０８ｂ以外との接続個所以外では外部の環境から遮断されているものとする。また筐体の容積は、前記温度湿度調整チャンバー１０９の容積に比して十分に小さいものとする。

前記温度湿度調整チャンバー１０９は、図１１に示すように、キャリアガスバッファ３０１、温度調整機２０１、温度センサ２０２、湿度調整機２０３、温度センサ２０５で構成されており、これらの構成要素は、制御回路１１０と接続されている。前記制御回路１１０は、温度センサ２０２及び温度センサ２０５の測定状況から温度調整機２０１及び湿度調整機２０３を制御し、キャリアガスバッファ３０１に蓄えられているキャリアガスが臭気センサ１０１ａの測定に最適な温度、湿度となる様に制御する機構となっている。

第２実施形態にあっては、送気用ポンプと臭気センサとの間に、前記第１実施形態のようなリフレッシュガスや検体ガスを貯留する槽（リフレッシュチャンバー、検体チャンバー、および測定チャンバー）が存在していないことから、装置全体を小型化することができる。
また温度湿度調整チャンバー１０９で温度湿度を所定の値に調整したキャリアガスを検体容器４０１に供給して検体から臭気を抽出し、臭気センサ１０１ａへ供給して、臭気測定の精度を維持することができる。なお第２実施形態にあっては、切替弁と臭気センサとの間に柔軟かつ屈曲自在な配管材料、例えば、ゴム製のチューブ、じゃばら状のフレキシブル配管材料による配管を採用し、この配管部を防振機構として機能させて、可動部である送気用ポンプ１０４から臭気センサ１０１ａへの振動の伝達を抑制するようにしても良い。

上記第１実施形態、第２実施形態の臭気測定装置は、下記の通り変形した態様で実施することができる。
（１）キャリアガスを測定に最適な温度、湿度に調整する機能を測定装置自体に組み込むための構成としては、キャリアガス自体をあらかじめバッファ容器等へ蓄え、調温、調湿する方法や、測定に係わる部位を含む空間を何らかの方法で外環境と隔離し、隔離した空間、雰囲気全体に対して調温、調湿を行うようにしても良い。
また、これらに相当する機能を実現できるのであればこれら以外の方法で実現しても良いものとする。これらの調温、調湿を行う事でキャリアガス、測定に係わる部位が測定に最適な温度、湿度に調整され、悪影響を及ぼす要素の除外を実現することができる。

（２）臭気センサへの振動の影響に対しては、取り付けに際して防振材を設けることで実現する。防振材については防振スポンジ、防振ゴム、防振ダンパーなど振動を抑制する機能を有する材料、部材を利用して良い。

（３）“センサ周辺に残留する検体を含む雰囲気”(以後、残留雰囲気と表現する)を排除する方法として“検体を含むキャリアガスを送気する経路”(以後、検体系経路と表現する)と“検体を含まないキャリアガスを送気する経路”(以後、リフレッシュ系経路と表現する)を実装し、これらの経路を弁などの機構を用いて切り替えることが出来る機構を組み込む。弁の開閉制御については制御回路などを設けて行うものとする。
前述の検体系経路とリフレッシュ系経路を弁によって切り替え、検体の測定後に検体を含まないキャリアガスを送気する状態を作り出しセンサ周辺にとどまっている“残留雰囲気の排気”(以後、リフレッシュと表現する)する。これによりセンサ周辺の残留雰囲気の除去を実現することができる。

（４）検体の流路とリフレッシュガスの流路とを切り替える弁については、制御回路等の機構で制御可能なものを利用するものとする。例えば電磁弁やそれに類する必要な機能を実現可能な構造を利用しても良い。制御回路についてはマイクロコンピュータなどの利用やそれに類する機器で同等の機能を実現できるものの利用しても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、臭気測定装置の測定精度の向上に利用することができる。

１ 筐体
２ 臭気センサ
３ 検体収容部
４ 検体流路
５ 供給源
６ リフレッシュ流路
７ 切替部
８ 防振機構
１００、１００Ａ 臭気測定装置
１０１ 測定チャンバー
１０１ａ 臭気センサ
１０１ｂ 防振機構
１０２ リフレッシュチャンバー
１０３ 検体チャンバー
１０４ 送気用ポンプ
１０５ 電磁弁
１０６ａ、１０６ｂ ワンウェイバルブ
１０８ａ、１０８ｂ 脱臭チャンバー
１０９ 温度湿度調整チャンバー
２０１ 温度調整機
２０２ 温度センサ
２０３ 湿度調整機
２０４ 湿度センサ
３０１ キャリアガスバッファ
４０１ 検体容器
ａ 測定制御端末

Claims (6)

1. 筐体に格納された臭気センサと、
   前記臭気センサと、測定対象である検体を格納する検体収容部とを接続する検体流路と、
   該検体流路と異なる系統に設けられ、前記臭気センサと、該臭気センサを掃気するリフレッシュガスの供給源とを接続するリフレッシュ流路と、
   該リフレッシュ流路と前記検体流路との前記臭気センサへの接続を切り替える切替部と、
   を有する臭気測定装置。
2. 前記筐体と臭気センサとの間に前記防振機構を設けた、
   請求項１に記載の臭気測定装置。
3. 前記検体流路の上流に、容器に収容された検体へキャリアガスを供給することにより前記検体の臭気をキャリアガスに吸収させて貯留する検体チャンバーを設け、
   前記リフレッシュ流路の上流に、前記臭気センサへ供給するリフレッシュガスを貯留するリフレッシュチャンバーを設けた、
   請求項１または２のいずれか１項に記載の臭気測定装置。
4. 前記検体流路の上流に、検体を収容する容器を設け、該容器の上流に、キャリアガスを貯留して温度、湿度を調整した状態で貯留する温度湿度調整チャンバーを設け、
   該温度湿度調整チャンバーから前記容器へキャリアガスを供給する流路を設けた、
   請求項１または２のいずれか１項に記載の臭気測定装置。
5. 前記容器と並列に、前記温度湿度調整チャンバーで調整されたガスを前記臭気センサへ直接供給する流路を設けた、請求項４に記載の臭気測定装置。
6. 前記温度湿度調整チャンバーの上流に送気用ポンプを設け、
   該送気用ポンプの上流に、吸入される外気の臭気を除去する脱臭チャンバーを設けた、
   請求項５に記載の臭気測定装置。

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