JP2500338B2 - Active chemical sensing device - Google Patents

Active chemical sensing device

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JP2500338B2
JP2500338B2 JP4071318A JP7131892A JP2500338B2 JP 2500338 B2 JP2500338 B2 JP 2500338B2 JP 4071318 A JP4071318 A JP 4071318A JP 7131892 A JP7131892 A JP 7131892A JP 2500338 B2 JP2500338 B2 JP 2500338B2
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odor
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豊栄 森泉
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TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、混合化学物質の各成分
の濃度を精度よく定量する装置であり、本発明は妨害物
質存在下でも臭い、香り、味の各成分濃度の定量ができ
るようにし、環境計測、臭い、香り、味などの品質管
理、製品開発等に適した実用的なセンシングシステムを
実現することを目的とする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a device for accurately quantifying the concentration of each component of a mixed chemical substance. The present invention enables the concentration of each component of odor, scent and taste to be determined even in the presence of interfering substances. The purpose is to realize a practical sensing system suitable for environmental measurement, quality control of odor, scent, taste, etc., product development, etc.

【0002】また環境計測、防災等の分野では、妨害臭
存在下の臭い物質の濃度定量を行なうことが重要であ
る。本発明はこれらの測定をガス分析装置等を使わずに
比較する基本物質を装置自ら能動的に調合し、センシン
グを実時間で行なうことができるようにしたものであ
る。
In the fields of environmental measurement and disaster prevention, it is important to quantify the concentration of odorous substances in the presence of disturbing odors. In the present invention, a basic substance for comparing these measurements without using a gas analyzer or the like is actively prepared by the device itself, and the sensing can be performed in real time.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、臭い・味等の化学物質の違いを識
別するセンサは存在した。すなわち、複数の化学物質が
混合されている場合、各化学物質成分の濃度を定量する
ことが困難であった。また、この問題解決を目指した学
会報告もあるが、精度、測定範囲が不十分なものであっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been sensors for identifying differences in chemical substances such as smell and taste. That is, when a plurality of chemical substances are mixed, it is difficult to quantify the concentration of each chemical substance component. In addition, although there are academic conference reports aimed at solving this problem, the accuracy and measurement range were insufficient.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来から複数センサの
出力パターンにより、混合ガスの濃度定量を行う方法は
存在したが、この従来方法は、各成分ガスに対する出力
の線形加算和でセンサの出力が表されることを仮定して
線形方程式を解く方法であるが、センサに非線形性が存
在するために精度が悪く測定範囲も限定されるという欠
点があった。また、各被検ガス成分に対応した等価回路
モデルを仮定して濃度定量を行う方法も発表されている
が、測定範囲が限定されている欠点があった。
Conventionally, there has been a method for quantitatively determining the concentration of a mixed gas based on the output patterns of a plurality of sensors. However, in this conventional method, the sensor output is obtained by the linear addition sum of the output for each component gas. Although it is a method of solving a linear equation assuming that it is represented, it has a drawback that the accuracy is poor and the measurement range is limited due to the existence of nonlinearity in the sensor. Also, a method for quantifying the concentration assuming an equivalent circuit model corresponding to each test gas component has been announced, but it has a drawback that the measurement range is limited.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0005】本発明は、被検臭ガスを電磁弁を介してガ
スセンサアレイに導びく被検臭ガス系統と、複数個の基
本臭ガスをそれぞれマスフローコントローラを介して混
合器に導びきこれを電磁弁を介して前記ガスセンサアレ
イに導びく基本臭ガス系統と、ガスセンサアレイの計測
結果を受けてパターンマッチングを計算するコンピュー
タと、コンピュータより前記マスフローコントローラを
制御する帰還系統と、電磁弁の開閉を制御するスイッチ
ング回路とを具備し、被検ガス物質と比較する基本ガス
物質をシステム自ら自動的に調合して合成臭を作成する
手段と、被検ガス物質のガスセンサアレイの検出パター
ンと前記混合臭のガスセンサアレイの検出パターンとを
前記コンピュータマッチングを行って比較し、基本臭ガ
スの混合比を変えて、パターンマッチングの改善を逐次
行い、最終的に得られた基本臭の混合比から被検臭の各
成分濃度を定量する手段とよりなることを特徴とする能
動型化学センシング装置である。
According to the present invention, a odorant gas system for guiding a odorant gas to be detected to a gas sensor array via an electromagnetic valve, and a plurality of basic odorant gases to a mixer via a mass flow controller, respectively, are supplied to a mixer. A basic odor gas system that leads to the gas sensor array via a valve, a computer that calculates pattern matching by receiving the measurement result of the gas sensor array, a feedback system that controls the mass flow controller from the computer, and the opening and closing of solenoid valves And a switching circuit, which automatically mixes the basic gas substance to be compared with the test gas substance to create a synthetic odor, the detection pattern of the gas sensor array of the test gas substance, and the mixed odor. The detection pattern of the gas sensor array is compared by performing the computer matching, and the mixing ratio of the basic odor gas is changed. Performs improvement of pattern matching sequential an active chemical sensing apparatus characterized by comprising more a means of quantifying the concentration of each component of the test odors from the mixing ratio of the finally obtained base odor.

【0006】本発明の他の目的とする所は、乾燥空気
と、サンプル臭ガスと、複数個の基本臭ガスのそれぞれ
のガスをマスフローコントローラと電磁弁とを介してセ
ンサセルに吸引するガスフロー系統と、センサセルで計
測したセンシング結果をA/Dコンバータを介してコン
ピュータに入れてパターンマッチング計算をするコンピ
ュータと、コンピュータにより得られた制御信号をD/
Aコンバータを介して複数のマスフローコントローラ群
を制御する制御信号を帰還する制御信号系統とを具備し
て成る能動型化学センシング装置を提供するにある。
Another object of the present invention is a gas flow system for sucking dry air, sample odor gas, and a plurality of basic odor gases into a sensor cell via a mass flow controller and a solenoid valve. And a computer for inputting the sensing result measured by the sensor cell to a computer through an A / D converter to perform pattern matching calculation, and a control signal obtained by the computer for D /
Another object of the present invention is to provide an active chemical sensing device comprising a control signal system for feeding back a control signal for controlling a plurality of mass flow controller groups via an A converter.

【0007】本発明の更に他の目的とする所は、調香用
の液体試料を収容した容器の開口部を封塞して連結した
液体試料供給管系と、乾燥空気供給管系と、該容器中で
できた被検臭ガス取出管系とをもち、基本臭ガスと、容
器より取出した被検臭ガスとを比較し液体試料中より香
りの濃度を実時間で計測する能動型化学センシング装置
を提供するにある。
Still another object of the present invention is to provide a liquid sample supply pipe system in which an opening of a container containing a liquid sample for perfuming is closed and connected, a dry air supply pipe system, It has a test odor gas extraction pipe system made in a container and compares the basic odor gas with the test odor gas taken out of the container to measure the scent concentration from the liquid sample in real time. To provide the equipment.

【0008】[0008]

【作用】本発明は混合された化学物質の臭い、香り、味
の各成分を濃度定量するもので、主に環境計測に使用す
るものである。臭の計測の場合は妨害となる臭が存在す
る場合に、対象ガスの濃度定量を行う。また、味の場合
には基本味が明らかになっているので、味自体を定量化
し、客観的評価を与える装置として使用できるものを提
供する。
The present invention is intended to quantify the concentrations of the odor, scent, and taste components of mixed chemical substances, and is mainly used for environmental measurement. In the case of odor measurement, if a disturbing odor exists, the concentration of the target gas is quantified. In addition, in the case of taste, since the basic taste has been clarified, a device that can be used as a device for quantifying the taste itself and giving an objective evaluation is provided.

【0009】[0009]

【実施例】実施例1 環境計測用の測定装置 本発明の能動型化学センシング装置の原理図を図1に示
す。図1の装置は混合臭の濃度定量を行うための装置で
あり、内部で能動的に臭いを合成する機能を有すること
が特徴である。図1においては、1は被検臭ガスサンプ
リングバック又はボンベ、2,3,4はそれぞれ基本臭
ガスA,B,Cのガスサンプリングバック又はボンベ、
5,6,7はマスフローコントローラ、8は混合器、
9,10は電磁弁、11はガスセンサアレイ、12,13,14は
それぞれセンサ、15はパターンマッチング計算用コンピ
ュータであって、被検臭ガスは被検臭ガスボンベ1より
電磁弁9を介してガスセンサアレイ11に送られるように
する。これとは別に、基本臭ガスA,B及びCのガスは
それぞれのガスサンプリングバック又はボンベ2,3,
4よりそれぞれのマスフローコントローラ5,6,7を
介して混合器8に送られ、ここで基本臭ガスA,B,C
が混合され、得られた基本臭ガスとして、電磁弁10を介
してガスセンサアレイ11に送るよう構成する。
EXAMPLE 1 Measuring apparatus for measuring environment FIG. 1 shows a principle diagram of an active chemical sensing apparatus of the present invention. The device of FIG. 1 is a device for quantifying the concentration of mixed odors, and is characterized by having a function of actively synthesizing odors inside. In FIG. 1, reference numeral 1 is a sample odor gas sampling bag or cylinder, 2, 3 and 4 are gas sampling bags or cylinders for basic odor gases A, B and C, respectively.
5, 6 and 7 are mass flow controllers, 8 is a mixer,
Reference numerals 9 and 10 are solenoid valves, 11 is a gas sensor array, 12, 13 and 14 are sensors, and 15 is a computer for pattern matching calculation. The odor gas to be detected is a gas sensor from the odor gas cylinder 1 to be detected via the solenoid valve 9. To be sent to array 11. Separately from this, the basic odor gases A, B and C are used for the respective gas sampling bags or cylinders 2, 3, 2.
4 is sent to the mixer 8 through the respective mass flow controllers 5, 6 and 7, where the basic odor gases A, B and C are sent.
Are mixed and sent as a basic odor gas to the gas sensor array 11 via the solenoid valve 10.

【0010】ここで、先ず、電磁弁9を開放し、電磁弁
10を閉じ、被検臭ガスをそのガスサンプリングバック又
はボンベ1より電磁弁9を通じてガスセンサアレイ11に
送り、ガスセンサ12,13,14の応答を測定し、この結果
をパターンマッチング計算用コンピュータ15に入れて記
憶させる。
Here, first, the solenoid valve 9 is opened to open the solenoid valve.
10 is closed, the odorous gas to be detected is sent from the gas sampling bag or cylinder 1 to the gas sensor array 11 through the solenoid valve 9, the responses of the gas sensors 12, 13 and 14 are measured, and the results are put into the computer 15 for pattern matching calculation. To memorize.

【0011】次にそれぞれのマスフローコントローラ
5,6,7のガス混合率を設定し、基本臭ガスA,B,
Cをこの混合率で混合器8で混合し、電磁弁9を閉じ、
電磁弁10を開放して、この混合ガスをガスセンサアレイ
11に導びき、各センサ12,13,14の応答を測定し、この
結果をコンピュータ15に送りパターンマッチング計算を
行ない、基本臭ガスA,B,Cの適当な混合割合により
合成したガスと被検臭ガスとの臭の比較をするのであ
る。
Next, the gas mixing ratios of the respective mass flow controllers 5, 6, 7 are set, and the basic odor gases A, B,
C is mixed in the mixer 8 at this mixing ratio, the solenoid valve 9 is closed,
The solenoid valve 10 is opened, and this mixed gas is fed into the gas sensor array.
11, the response of each sensor 12, 13, 14 is measured, the result is sent to the computer 15 for pattern matching calculation, and the gas synthesized with the appropriate mixing ratio of the basic odor gases A, B, C and the target gas are mixed. The odor is compared with the odor detection gas.

【0012】本発明装置は混合臭の濃度定量を行うため
の装置であり、内部で能動的に臭を合成する機能を有す
ることが特徴である。すなわち図1に示すように、特性
の異なる複数ガスセンサの出力パターンを測定し、被検
臭と本発明装置のシステムが基本臭を合成して得た合成
臭のいずれかのパターンマッチングを行う。システム内
にはあらかじめ複数の基本臭となる成分ガスを独立に用
意し、マスフローコントローラ5,6,7により混合比
を決めて混合臭をつくりガスセンサアレイ11に供給す
る。この混合比は一度で決めるのではなく、数回繰り返
してガスセンシング測定し、その結果を帰還路16により
帰還し、逐次、被検臭と合成臭のパターンマッチングの
改善を行い、最終的に得られた各成分臭の混合比から被
検臭内の各臭成分の濃度定量を行うことができるのであ
る。
The device of the present invention is a device for quantifying the concentration of mixed odors, and is characterized in that it has a function to actively synthesize odors inside. That is, as shown in FIG. 1, the output patterns of a plurality of gas sensors having different characteristics are measured, and either the test odor or the synthetic odor obtained by synthesizing the basic odor by the system of the present invention is subjected to pattern matching. A plurality of component gases that will be basic odors are prepared separately in advance in the system, and the mixed ratios are determined by the mass flow controllers 5, 6 and 7 to produce mixed odors and supplied to the gas sensor array 11. This mixing ratio is not determined once, but gas sensing measurement is repeated several times, and the result is fed back through the return path 16 to successively improve the pattern matching of the test odor and the synthetic odor, and finally obtain it. The concentration of each odor component in the test odor can be quantified from the obtained mixing ratio of each odor component.

【0013】本発明装置の測定システムの詳細構造を図
2に示す。図2において、17は乾燥空気ボンベ、18はサ
ンプル臭ガスサンプリングバック又はボンベ、19,20,
21は基本臭ガスA,B,Cのそれぞれのガスサンプリン
グバック又はボンベ、22,23,24,25,26,27はマスフ
ローコントローラ(MFC)、28A,28B,29A,29B
はスイッチング用電磁弁、30はセンサセル、30(A,
B,C,D,E)は各センサ、31はポンプ、32はA/D
コンバータ、33はコンピュータ、34はD/Aコンバー
タ、35は電磁弁切換用スイッチング回路、36はマスフロ
ーコントローラ用D/Aコンバータである。
The detailed structure of the measuring system of the device of the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, 17 is a dry air cylinder, 18 is a sample odor gas sampling bag or cylinder, 19, 20,
21 is a gas sampling bag or cylinder for each of the basic odorous gases A, B and C, 22, 23, 24, 25, 26 and 27 are mass flow controllers (MFC), 28A, 28B, 29A and 29B.
Is a solenoid valve for switching, 30 is a sensor cell, 30 (A,
(B, C, D, E) are sensors, 31 is a pump, 32 is A / D
A converter, a computer 33, a D / A converter 34, a solenoid valve switching circuit 35, and a mass flow controller D / A converter 36.

【0014】この測定系はガスフロー測定系であり、乾
燥空気かサンプル臭のいずれかを一定流量でセンサに供
給する。一定流量でセンサ30にガスを供給するのにマス
フローコントローラを用いてガスフローの制御をする。
マスフローコントローラ(MFC)22〜27は外部からの
電気信号によりその流量を制御することができ、これら
をコンピュータ33から流量制御を行う。最上部のマスフ
ローコントローラ(MFC)22は、センサセル30に与え
た臭を乾燥空気で置換するためのものである。2番目の
マスフローコントローラ(MFC)23は、サンプル臭、
合成臭の希釈のために乾燥空気を流すのに用いる。セン
サ30の応答は比較的速いが、高濃度のガスに対しては応
答回復に時間がかかるので、高濃度のガスに対してはそ
れを稀釈して各センサ30(A,B,C,D,E)に供給
するように構成した。3番目のマスフローコントローラ
(MFC)24は、サンプル臭供給のためのものである。
また、下部の3個のマスフローコントローラ(MFC)
25,26,27はシステム内で合成臭を発生させるためのも
のである。各マスフローコントローラ(MFC)25,2
6,27に流す流量比を制御することにより、各基本臭ガ
スA,B,Cの濃度を変えることができる。電磁弁28
A,28B,29A,29Bは、フロー制御に用いるもので、
電磁弁28Aと28B、29Aと29Bは互いに相補的に動作
し、乾燥空気、サンプル臭、合成臭の切り替えを行う。
This measuring system is a gas flow measuring system and supplies either dry air or sample odor to the sensor at a constant flow rate. A gas flow is controlled using a mass flow controller to supply gas to the sensor 30 at a constant flow rate.
The mass flow controllers (MFC) 22 to 27 can control their flow rates by an electric signal from the outside, and the computer 33 controls the flow rates of these signals. The uppermost mass flow controller (MFC) 22 is for replacing the odor given to the sensor cell 30 with dry air. The second mass flow controller (MFC) 23 is
Used to flush dry air for dilution of synthetic odors. Although the response of the sensor 30 is relatively fast, it takes a long time to recover the response to a high concentration gas. Therefore, it is diluted to a high concentration gas and each sensor 30 (A, B, C, D) is diluted. , E). The third mass flow controller (MFC) 24 is for sample odor supply.
In addition, the lower three mass flow controllers (MFC)
25, 26 and 27 are for generating a synthetic odor in the system. Mass flow controller (MFC) 25, 2
The concentration of each basic odor gas A, B, C can be changed by controlling the flow rate ratio flowing to 6, 27. Solenoid valve 28
A, 28B, 29A and 29B are used for flow control,
The solenoid valves 28A and 28B and 29A and 29B operate complementarily to each other and switch between dry air, sample odor and synthetic odor.

【0015】センサセル30は、それぞれのセンサ30A,
30B,30C,30D,30Eを実装するところである。5個
の特性の異なる半導体ガスセンサ30A,30B,30C,30
D,30Eをフローに対して対称になるようにセル内に配
置した。センサセル30の後には、吸引ポンプ31を設けて
ガスのフローを駆動するようにした。これらのシステム
を制御するのは、パーソナルコンピュータ33である。マ
スフローコントローラ(MFC)22〜27の制御信号はア
ナログ信号なので、コンピュータ33からD/Aコンバー
タ36を通して流量制御を行う。また、電磁弁28A,28
B,29A, 29Bの制御はインターフェースボードを介
してトランジスタでスイッチングするスイッチング回路
35で行う。また、各センサ30(A,B,C,D,E)に
はヒータ電圧を供給するが、その電圧はコンピュータ33
からD/Aコンバータ34を通して制御できるようにして
いる。また、本発明装置のシステムはセンサ30に付属し
たヒータの電圧制御が可能なように構成してある。これ
はセンサ応答回復時間を短縮するために、センサが応答
した直後にヒータ電圧を数秒間高くする操作を行うため
である。センサ応答は、素子に一定電圧を引加し、流れ
る電流を電圧に変換した後に、A/Dコンバータ32によ
りA/D変換してコンピュータ33に送り込まれる。本発
明のこれらの装置を使用することにより、合成臭を発生
してサンプル臭とのパターンマッチングを測定すること
ができる。
The sensor cell 30 includes sensors 30A,
30B, 30C, 30D, 30E is about to be mounted. Five semiconductor gas sensors 30A, 30B, 30C, 30 with different characteristics
D and 30E were arranged in the cell so as to be symmetrical with respect to the flow. A suction pump 31 was provided after the sensor cell 30 to drive the gas flow. Controlling these systems is a personal computer 33. Since the control signals of the mass flow controllers (MFC) 22 to 27 are analog signals, the flow rate control is performed from the computer 33 through the D / A converter 36. In addition, solenoid valves 28A, 28
B, 29A, 29B control is a switching circuit that switches with a transistor via an interface board.
Do at 35. A heater voltage is supplied to each sensor 30 (A, B, C, D, E), and the voltage is supplied to the computer 33.
From the D / A converter 34. Further, the system of the device of the present invention is configured so that the voltage of the heater attached to the sensor 30 can be controlled. This is because, in order to shorten the sensor response recovery time, the heater voltage is raised for several seconds immediately after the sensor responds. As for the sensor response, a constant voltage is applied to the element to convert the flowing current into a voltage, which is then A / D converted by the A / D converter 32 and sent to the computer 33. By using these devices of the present invention, it is possible to generate a synthetic odor and measure the pattern matching with the sample odor.

【0016】次にパターンマッチング改善のアルゴリズ
ム計算法について述べる。これは各種最適化問題で使わ
れるアルゴリズム計算法であるが、パターンの非類似度
(指標)を定義し、その値が改善されるように逐次マス
フローコントローラ(MFC)の入力電圧を変更して、
各基本臭の濃度を変更する。ここでは、最急降下法によ
り、濃度変更を行うことを考える。n個の基本臭がある
とすると指標値Iが各濃度C1 ,C2 ,C3 ,・・・,
Cn の関数となり、次式で表すことができる。
Next, an algorithm calculation method for improving pattern matching will be described. This is an algorithmic calculation method used in various optimization problems. However, by defining the dissimilarity (index) of the pattern and changing the input voltage of the sequential mass flow controller (MFC) so that the value is improved,
Change the concentration of each basic odor. Here, it is considered that the concentration is changed by the steepest descent method. Assuming that there are n basic odors, the index value I has respective concentrations C1, C2, C3, ...
It becomes a function of Cn and can be expressed by the following equation.

【数1】 I=f(C1 ,C2 ,C3 ,・・・,Cn ) (1) ここで、fはIと各濃度成分との間の非線形関数であ
る。各基本臭の濃度ベクトル
## EQU1 ## I = f (C1, C2, C3, ..., Cn) (1) where f is a non-linear function between I and each concentration component. Concentration vector of each basic odor

【外1】 は以下の式で表される。[Outside 1] Is expressed by the following formula.

【数2】 この濃度ベクトルは、以下のように変更される。[Equation 2] This density vector is changed as follows.

【数3】 ここで、ΔCi は基本臭iの濃度変更幅、εは経験的に
決める定数である。符号は山登り法か山下り法かの違い
を表し、パターンマッチング改善の方向を指標値減少の
方向にとる場合は、負の値をとる。このアルゴリズム計
算法は勾配法と呼ばれ、最適化問題の解法として用いら
れる。fはj回目の測定の時、測定濃度の近傍で線形関
数に展開すると
(Equation 3) Here, ΔC i is the concentration change width of the basic odor i, and ε is an empirically determined constant. The sign indicates the difference between the hill climbing method and the hill climbing method, and takes a negative value when the pattern matching improvement direction is the index value decreasing direction. This algorithm calculation method is called the gradient method and is used as a solution method for optimization problems. When f is expanded to a linear function near the measured concentration at the j-th measurement,

【数4】 のようになる。従って、n+1個の測定点が十分近い距
離にあれば、各
[Equation 4] become that way. Therefore, if n + 1 measurement points are close enough,

【外2】 を決定することができ、 (3)式より合成臭の濃度変更方
向がわかる。逐次濃度変更を行えば、パターンマッチン
グは改善されて、最終的にサンプル臭と同じパターンと
なるような合成臭を得ることができ、その時のマスフロ
ーコントローラ流量設定値から合成臭の各基本臭濃度が
わかる。
[Outside 2] Can be determined, and the direction in which the concentration of the synthetic odor changes can be found from Eq. (3). If the concentration is sequentially changed, pattern matching is improved, and a synthetic odor that finally has the same pattern as the sample odor can be obtained, and the basic odor concentration of the synthetic odor can be determined from the mass flow controller flow rate setting value at that time. Recognize.

【0017】また、パターンマッチングの指標値として
は、いろいろなものを使うことができる。センサアレイ
出力空間上での測定点間のユークリッド距離、ベクトル
角度、マハラノビス汎距離、WilksのΛ統計量等を
場合に応じて使用する。
Various kinds of index values for pattern matching can be used. The Euclidean distance between the measurement points in the sensor array output space, the vector angle, the Mahalanobis general distance, the Wilks Λ statistic, and the like are used depending on the case.

【0018】実施例2 調香装置 本発明装置を調香装置に使用する基本的な考え方は、上
述の臭の測定の場合と同じである。食品、飲料、化粧品
等の分野では、調合装置の臭から成分香料の混合比を測
定したり、高価な天然香料の臭を安価な複数の人工香料
で調合する時に、天然香料に近い臭を作り出す等の調合
のツールとして使用する。サンプルの形態としては図
1,図2のように気体で使用する場合もあるが、香料の
形態は液体の場合が多いために、液体を混合してそこか
ら蒸発する臭を測定すれば、一層現実的な装置になる。
図3に調香用のサンプル供給系を示す。密閉容器37の上
部にステンレス管38,39,40が3本とりつけられてお
り、右側のステンレス管40はサンプルの供給、回収を行
う。左側の2本のステンレス管38,39の間にはキャリヤ
ガスを流し液体から蒸発した臭をセンサセルへ送る。原
理的には実施例1と同じであるが、液体の混合比を変え
てサンプル管の中に逐次供給する点が異なるだけで香の
定量的測定も、実施例1の臭の定量的測定が可能なこと
が確かめられた。
Example 2 Perfume Arrangement The basic idea of using the device of the present invention in a perfume arrangement is the same as in the case of the above-described odor measurement. In the fields of food, beverages, cosmetics, etc., when measuring the mixing ratio of the component flavors from the odor of the blending device, or when blending the odors of expensive natural flavors with multiple inexpensive artificial flavors, create an odor close to that of natural flavors It is used as a tool for compounding. The sample may be used as a gas as shown in Fig. 1 and Fig. 2, but since the form of the fragrance is often a liquid, it is better to mix the liquids and measure the odor evaporating from them. It becomes a realistic device.
FIG. 3 shows a sample supply system for perfuming. Three stainless steel tubes 38, 39, 40 are attached to the upper part of the closed container 37, and the stainless steel tube 40 on the right side supplies and collects the sample. A carrier gas is passed between the two stainless pipes 38, 39 on the left side to send the odor evaporated from the liquid to the sensor cell. The principle is the same as in Example 1, but the quantitative measurement of aroma and the quantitative measurement of odor in Example 1 are different only in that the liquid mixing ratio is changed and the liquid is sequentially supplied into the sample tube. It was confirmed that it was possible.

【0019】[0019]

【発明の効果】従来から複数センサの出力パターンによ
り、混合ガスの濃度定量を行う方法は存在したが、この
方法は各成分ガスに対する出力の線形加算和でセンサの
出力が表されることを仮定して線形方程式を解く方法で
あるが、センサに非線形性が存在するために精度が悪く
測定範囲も限定されるというものであった。また、各ガ
ス成分に対応した等価回路モデルを仮定して濃度定量を
行う方法も発表されているが、測定範囲が限定されてい
るものである。本発明の装置は、システム内部で合成臭
を発生させて、サンプル臭との比較を行うためにセンサ
特性に非線形性があっても十分な精度、測定範囲が原理
的に保証されるので、従来のこれらの方法に比べて精度
が高く十分な測定精度が得られるのである。また、味の
測定の場合は基本味というものが明らかになっているた
め、本発明を応用すれば各種の味がどのような基本味に
より構成されているかが明らかになり、客観的な味の評
価も可能となる工業上大なる効果がある。
Although there has been a conventional method for quantitatively determining the concentration of a mixed gas based on the output patterns of a plurality of sensors, this method assumes that the sensor output is represented by the linear addition sum of the output for each component gas. However, since the sensor has nonlinearity, the accuracy is poor and the measurement range is limited. Also, a method for quantifying the concentration assuming an equivalent circuit model corresponding to each gas component has been announced, but the measurement range is limited. Since the device of the present invention generates a synthetic odor inside the system and in principle has sufficient accuracy and measurement range even if there is non-linearity in the sensor characteristics for comparison with the sample odor, As compared with these methods, the accuracy is high and sufficient measurement accuracy can be obtained. Further, in the case of measuring the taste, since the basic taste has been clarified, it becomes clear by applying the present invention what kind of basic taste each kind of taste is composed of, and the objective taste of There is a great industrial effect that evaluation is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は本発明装置のシステム説明用原理図であ
る。
FIG. 1 is a principle diagram for explaining a system of the device of the present invention.

【図2】図2は本発明装置のシステムの詳細を示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the details of the system of the device of the present invention.

【図3】図3は本発明装置の他の実施の一例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing an example of another embodiment of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検臭ガスボンベ 2,3,4 基本臭ガスA,B,Cのガスボンベ 5,6,7 マスフローコントローラ 8 混合器 9,10 電磁弁 11 ガスセンサアレイ 12,13,14 センサ 15 パターンマッチング計算用コンピュータ 16 帰還路 17 乾燥空気ボンベ 18 サンプル臭ガスボンベ 19,20,21 基本臭ガスボンベ 22〜27 マスフローコントローラ 28A,28B 電磁弁 29A,29B 電磁弁 30 センサセル 30(A,B,C,D,E) 各センサ 31 ポンプ 32 A/Dコンバータ 33 コンピュータ 34 D/Aコンバータ 35 電磁弁切換用スイッチング回路 36 マスフローコントローラ用D/Aコンバータ 37 密閉容器 38,39,40 ステンレス管 50 乾燥空気供給口 51 被検香液体 52 被検香ガス排出口 53 被検香液体出入口 1 Test odor gas cylinders 2,3,4 Basic odor gas A, B, C gas cylinders 5,6,7 Mass flow controller 8 Mixer 9,10 Solenoid valve 11 Gas sensor array 12,13,14 Sensor 15 Pattern matching computer 16 Return path 17 Dry air cylinder 18 Sample odor gas cylinder 19,20,21 Basic odor gas cylinder 22 to 27 Mass flow controller 28A, 28B Solenoid valve 29A, 29B Solenoid valve 30 Sensor cell 30 (A, B, C, D, E) Each sensor 31 Pump 32 A / D Converter 33 Computer 34 D / A Converter 35 Switching Circuit for Solenoid Valve Switching 36 D / A Converter for Mass Flow Controller 37 Sealed Container 38,39,40 Stainless Steel Pipe 50 Dry Air Supply Port 51 Tested Perfume Liquid 52 Inspected aroma gas outlet 53 Inspected aroma liquid inlet / outlet

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検臭ガスを電磁弁を介してガスセンサ
アレイに導びく被検臭ガス系統と、複数個の基本臭ガス
をそれぞれマスフローコントローラを介して混合器に導
びきこれを電磁弁を介して前記ガスセンサアレイに導び
く基本臭ガス系統と、ガスセンサアレイの計測結果を受
けてパターンマッチングを計算するコンピュータと、コ
ンピュータより前記マスフローコントローラを制御する
帰還系統と、電磁弁の開閉を制御するスイッチング回路
とを具備し、被検ガス物質と比較する基本ガス物質をシ
ステム自ら自動的に調合して合成臭を作成する手段と、
被検ガス物質のガスセンサアレイの検出パターンと前記
混合臭のガスセンサアレイの検出パターンとを前記コン
ピュータマッチングを行って比較し、基本臭ガスの混合
比を変えて、パターンマッチングの改善を逐次行い、最
終的に得られた基本臭の混合比から被検臭の各成分濃度
を定量する手段とよりなることを特徴とする能動型化学
センシング装置。
1. A test odor gas system for guiding a test odor gas to a gas sensor array via a solenoid valve, and a plurality of basic odor gases to a mixer via a mass flow controller respectively, which are connected to a solenoid valve. A basic odor gas system that leads to the gas sensor array via a computer, a computer that calculates the pattern matching by receiving the measurement result of the gas sensor array, a feedback system that controls the mass flow controller from the computer, and a switching that controls the opening and closing of the solenoid valve. A circuit, which automatically synthesizes a basic gas substance to be compared with the test gas substance to create a synthetic odor,
The detection pattern of the gas sensor array of the test gas substance and the detection pattern of the gas sensor array of the mixed odor are compared by performing the computer matching, the mixing ratio of the basic odor gas is changed, and the pattern matching is sequentially improved, and finally. An active-type chemical sensing device comprising means for quantitatively determining the concentration of each component of the test odor from the mixture ratio of the basic odors obtained in advance.
【請求項2】 乾燥空気と、サンプル臭ガスと、複数個
の基本臭ガスのそれぞれのガスをマスフローコントロー
ラと電磁弁とを介してセンサセルに吸引するガスフロー
系統と、センサセルで計測したセンシング結果をA/D
コンバータを介してコンピュータに入れてパターンマッ
チング計算をするコンピュータと、コンピュータにより
得られた制御信号をD/Aコンバータを介して複数のマ
スフローコントローラ群を制御する制御信号を帰還する
制御信号系統とより成る請求項1記載の能動型化学セン
シング装置。
2. A gas flow system for sucking dry air, a sample odor gas, and a plurality of basic odor gases into a sensor cell via a mass flow controller and a solenoid valve, and a sensing result measured by the sensor cell. A / D
It is composed of a computer which puts in a computer through a converter to perform pattern matching calculation, and a control signal system which feeds back a control signal obtained by the computer to a control signal for controlling a plurality of mass flow controller groups through a D / A converter. The active chemical sensing device according to claim 1.
【請求項3】 調香用の液体試料を収容した容器の開口
部を封塞して連結した液体試料供給管系と、乾燥空気供
給管系と、該容器中でできた被検臭ガス取出管系とをも
ち、基本臭ガスと、容器より取出した被検臭ガスとを比
較し液体試料中より香りの濃度を実時間で計測すること
を特徴とする請求項1または2記載の能動型化学センシ
ング装置。
3. A liquid sample supply pipe system, in which an opening of a container containing a liquid sample for perfuming is sealed and connected, a dry air supply pipe system, and removal of a test odor gas formed in the container. The active type according to claim 1 or 2, wherein the odor concentration in the liquid sample is measured in real time by comparing a basic odor gas with a test odor gas taken out of the container by using a pipe system. Chemical sensing device.
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