JP5205959B2 - Odor measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、におい測定装置に関し、特に、工場や水道の取水口等で発生する特定の臭気の強度を連続して測定するにおい測定装置に関する。 The present invention relates to an odor measurement apparatus, and more particularly to an odor measurement apparatus that continuously measures the intensity of a specific odor generated at a factory, a water intake, or the like.

従来、臭気の識別や評価は、実際に人間の嗅覚を用いて行われるのが一般的であった。しかしながら、実際に臭気を嗅ぐ人(パネル)の個人差やその日の体調によって嗅覚が変動することを想定する必要があるので、測定結果を精度良く得るためには、パネルを一定人数以上確保するとともに、試験場所の環境等にも充分な配慮を必要とする。よって、膨大な手間と時間とがかかっていた。さらに、このように行っても、人間の嗅覚は臭気に順応するという特性を有するため、常に一定基準で確定的な判断を下すことは困難であった。 Conventionally, the identification and evaluation of odors are generally performed using human sense of smell. However, since it is necessary to assume that the olfactory sensation changes depending on the individual difference of the person (panel) who actually smells and the physical condition of the day, in order to obtain measurement results with high accuracy, a certain number of panels must be secured. Also, sufficient consideration should be given to the environment of the test site. Therefore, it took enormous effort and time. Furthermore, even if done in this way, it is difficult to always make a definitive judgment based on a certain standard because human olfaction adapts to odor.

そこで、近年、におい物質に対して応答特性を有するガスセンサの一種であるにおいセンサを利用したにおい測定装置が開発されている(例えば、特許文献1及び2参照)。こうしたにおい測定装置では、複数のにおいセンサにより取得された検出信号に基づいて、クラスター分析、主成分分析等の各種多変量解析処理やニューラルネットワークを用いた非線形解析処理等を行うことで、測定試料の臭気の強度を算出することができる。 Therefore, in recent years, an odor measuring apparatus using an odor sensor, which is a kind of gas sensor having response characteristics with respect to an odor substance, has been developed (for example, see Patent Documents 1 and 2). In such an odor measurement apparatus, a measurement sample is obtained by performing various multivariate analysis processes such as cluster analysis and principal component analysis, and nonlinear analysis processes using a neural network, based on detection signals acquired by a plurality of odor sensors. The intensity of odor can be calculated.

さらに、測定試料の臭気について複数のにおいセンサにより取得された検出信号に基づいて、複数の標準においに対する類似度をそれぞれ求めることができるにおい測定装置も開示されている(例えば、特許文献3参照)。このようなにおい測定装置では、測定試料を、例えば、m個のにおいセンサで測定すると、各においセンサからその強度信号が出力されるため、m個の測定データが生成される。これらの測定データは、数学的には、m次元空間(におい空間)における1つの点で表される。よって、測定試料の濃度が相違するように複数の試料を作製してそれぞれ測定すると、その濃度変化に伴ってにおい空間での点が或る方向に移動するので、その点を繋ぐ1本の線を考えることができる。この1本の線は、その測定試料の臭気の種類に対応する特有な向きを有する。したがって、予め、基準臭気を有する基準試料の測定結果を、におい空間において位置付けて記憶させることにより、測定試料の測定結果と基準試料の測定結果との方向が、似ている場合には、両者は近い種類の臭気であると判断し、一方、方向が全く異なる場合には、逆に両者は遠い種類の臭気であると判断している。 Furthermore, an odor measuring device is disclosed that can determine the similarity to a plurality of standard odors based on detection signals acquired by a plurality of odor sensors for the odor of the measurement sample (see, for example, Patent Document 3). . In such an odor measuring apparatus, when a measurement sample is measured by, for example, m odor sensors, the intensity signal is output from each odor sensor, and therefore m measurement data are generated. These measurement data are mathematically represented by one point in an m-dimensional space (odor space). Therefore, when a plurality of samples are prepared so that the concentrations of the measurement samples are different from each other and measured, the point in the odor space moves in a certain direction as the concentration changes, so one line connecting the points. Can think. This single line has a specific orientation corresponding to the type of odor of the measurement sample. Therefore, if the measurement results of the reference sample having the reference odor are positioned and stored in the odor space in advance and the directions of the measurement result of the measurement sample and the measurement result of the reference sample are similar, On the other hand, if the directions are completely different, on the other hand, if the directions are completely different, the two are determined to be distant odors.

具体的には、におい空間において、測定試料及び基準試料の測定結果として、それぞれ直線の測定においベクトル及び基準においベクトルを作成した場合には、測定においベクトルと基準においベクトルとの成す角度を算出する。その結果、算出された角度に基づいて基準臭気に対する測定試料の臭気の類似度を、角度が0°であるときには、100%と定め、一方、角度が所定値以上であるときには、0%と定めるように、0〜100%の範囲で設定することにより算出している。さらに、基準においベクトルに対する測定においベクトルの正射影をとり、正射影の長さに基づいて、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を算出している。
特開平11−352088号公報 特開2002−22692号公報 特開2003−315298号公報
Specifically, in the odor space, when the measurement odor vector and the reference odor vector are formed as the measurement results of the measurement sample and the reference sample, respectively, the angle formed by the measurement odor vector and the reference odor vector is calculated. . As a result, the similarity of the odor of the measurement sample to the reference odor based on the calculated angle is set to 100% when the angle is 0 °, and is set to 0% when the angle is equal to or greater than a predetermined value. Thus, it is calculated by setting in the range of 0 to 100%. Further, an orthogonal projection of the measurement odor vector with respect to the reference odor vector is taken, and the intensity of the reference odor contained in the odor of the measurement sample is calculated based on the length of the orthogonal projection.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-352088 JP 2002-22692 A JP 2003-315298 A

ところで、工場や、水道の取水口、上水放出口等では周囲環境の保全対策等を目的として、例えば、工場建物内、工場敷地内或いは工場周辺地域や、水道管のヘッドスペース等で臭気の測定が連続的に行われている。また、臭気が存在する場合には、その発生源や発生原因を特定することが必要になってくる。
しかしながら、例えば、製鉄工場から実際に採取される測定試料には、製鉄工場から発生するコークス臭以外の多数の臭気が混合されているため、上述したにおい測定装置のような複雑な構成としなければ、コークス臭のみの強度を充分な精度で測定することは難しかった。また、においセンサの応答性は、変化しやすく、定期的に校正されなければ、充分な精度での測定が行えない場合があった。
そこで、本発明は、測定対象の臭気の質を限り、例えば、一の工場から発生するコークス臭の強度を測定する用途に特化することにより、簡単な構成でありながら、一の工場から発生するコークス臭の強度を正確に持続して測定することができるにおい測定装置を提供することを目的とする。
By the way, for the purpose of conservation measures for the surrounding environment at factories, water intakes, water discharge outlets, etc., for example, in factory buildings, factory premises or factory surroundings, water pipe headspace, etc. Measurements are made continuously. In addition, when there is an odor, it is necessary to specify the generation source and the generation cause.
However, for example, since a lot of odors other than the coke odor generated from the steel factory are mixed in the measurement sample actually collected from the steel factory, it must be configured in a complicated manner like the odor measuring apparatus described above. It was difficult to measure the strength of only the coke odor with sufficient accuracy. In addition, the responsiveness of the odor sensor is likely to change, and if it is not calibrated regularly, there is a case where measurement with sufficient accuracy cannot be performed.
Therefore, the present invention limits the quality of the odor to be measured, for example, by specializing in the use of measuring the strength of coke odor generated from one factory, it is generated from one factory while having a simple configuration. An object of the present invention is to provide an odor measuring apparatus capable of accurately and continuously measuring the intensity of coke odor.

すなわち、本発明のにおい測定装置は、異なる応答特性を有するm(mは2以上の整数)個のにおいセンサと、前記m個のにおいセンサの測定結果を表すために形成されるm次元空間において、基準臭気を有する基準試料の測定結果を位置付けて記憶させる基準試料測定部と、測定試料を連続的に測定した測定結果を、前記m次元空間内に位置付ける測定試料測定部と、前記記憶された基準試料及び測定試料の測定結果の位置関係に基づいて、前記基準試料の基準臭気と測定試料の臭気との類似度、及び、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を算出する算出部と、前記基準試料を貯蔵する基準タンクとを備えるにおい測定装置であって、前記基準試料測定部は、前記基準試料を定期的に測定することにより、前記記憶させる基準試料の測定結果を更新することを特徴とするようにしている。 That is, the odor measuring apparatus of the present invention includes m (m is an integer of 2 or more) odor sensors having different response characteristics, and an m-dimensional space formed to represent the measurement results of the m odor sensors. A reference sample measurement unit for positioning and storing measurement results of a reference sample having a reference odor, a measurement sample measurement unit for positioning measurement results obtained by continuously measuring the measurement sample in the m-dimensional space, and the stored A calculation unit that calculates the similarity between the reference odor of the reference sample and the odor of the measurement sample, and the intensity of the reference odor included in the odor of the measurement sample, based on the positional relationship between the measurement results of the reference sample and the measurement sample; An odor measuring device comprising a reference tank for storing the reference sample, wherein the reference sample measuring unit periodically measures the reference sample to store the reference sample to be stored. So that and updates the constant results.

本発明のにおい測定装置によれば、基準試料を基準タンクに貯蔵する。そして、定期的に、基準試料を測定することにより、m次元空間において、基準においベクトルを更新して記憶させる。
なお、「基準臭気」とは、例えば、測定対象の臭気若しくは同一視できる臭気等のことをいう。
また、「基準試料」とは、測定試料を測定する測定場所で予め採取されたものや、基準臭気を発生するように調整されたもの等のことをいう。
According to the odor measuring apparatus of the present invention, the reference sample is stored in the reference tank. Then, by periodically measuring the reference sample, the reference odor vector is updated and stored in the m-dimensional space.
The “reference odor” means, for example, the odor of the measurement object or the odor that can be identified.
The “reference sample” refers to a sample collected in advance at a measurement location where the measurement sample is measured, or a sample adjusted to generate a reference odor.

本発明のにおい測定装置によれば、においセンサの応答性が変化しても、改めて基準においベクトルを記憶させるので、常に、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を充分な精度で測定することができる。 According to the odor measuring apparatus of the present invention, even if the responsiveness of the odor sensor changes, the reference odor vector is stored again. Therefore, the intensity of the reference odor contained in the odor of the measurement sample is always measured with sufficient accuracy. be able to.

(その他の課題を解決するための手段及び効果)
また、本発明のにおい測定装置は、さらに、基準臭気を有さない標準試料を貯蔵する標準タンクを備え、前記基準試料測定部は、前記基準試料と標準試料との混合比を変えたものを、それぞれ測定することにより、前記基準試料の測定結果を記憶させるようにしてもよい。
本発明のにおい測定装置によれば、さらに、標準試料を標準タンクに貯蔵する。そして、定期的に、基準試料の濃度が相違するように複数の試料(例えば、希釈無し、1/3に希釈、1/10に希釈、標準試料のみの4段階)を作製してそれぞれ測定することにより、m次元空間において、基準においベクトルを更新して記憶させる。これによって、においセンサの応答性が変化しても、改めて基準においベクトルを記憶させるので、常に、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を充分な精度でより測定することができる。
なお、「標準試料」とは、例えば、窒素ガス、純空気ガス等の不活性ガスや、測定試料を測定する測定場所で基準臭気が発生していないときに予め採取されたもの等のことをいう。
(Means and effects for solving other problems)
In addition, the odor measuring apparatus of the present invention further includes a standard tank for storing a standard sample having no reference odor, and the reference sample measuring unit has a mixture ratio of the reference sample and the standard sample changed. The measurement result of the reference sample may be stored by measuring each.
According to the odor measuring apparatus of the present invention, the standard sample is further stored in the standard tank. Periodically, a plurality of samples (for example, four levels of no dilution, 1/3 dilution, 1/10 dilution, standard sample only) are prepared and measured so that the concentrations of the reference samples are different. Thus, the reference odor vector is updated and stored in the m-dimensional space. Thereby, even if the responsiveness of the odor sensor changes, the reference odor vector is stored again, so that the intensity of the reference odor contained in the odor of the measurement sample can always be measured with sufficient accuracy.
The “standard sample” refers to, for example, an inert gas such as nitrogen gas or pure air gas, or a sample collected in advance when a reference odor is not generated at the measurement location where the measurement sample is measured. Say.

さらに、本発明のにおい測定装置は、前記基準試料は、前記測定試料を測定する測定場所で予め採取されたものであるようにしてもよい。
そして、本発明のにおい測定装置は、前記基準試料測定部は、基準試料の測定結果により基準においベクトルを作成するとともに、前記測定試料測定部は、測定試料の測定結果により測定においベクトルを作成し、かつ、前記算出部は、基準においベクトルと測定においベクトルとの成す角度に基づいて、前記基準試料の基準臭気と測定試料の臭気との類似度を算出するとともに、基準においベクトルに対する測定においベクトルの正射影をとり、当該正射影の長さに基づいて、前記測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を算出するようにしてもよい。
Furthermore, in the odor measuring apparatus of the present invention, the reference sample may be collected in advance at a measurement place where the measurement sample is measured.
In the odor measurement apparatus of the present invention, the reference sample measurement unit creates a reference odor vector from the measurement result of the reference sample, and the measurement sample measurement unit creates a measurement odor vector from the measurement result of the measurement sample. And the calculation unit calculates the similarity between the reference odor of the reference sample and the odor of the measurement sample based on an angle formed by the reference odor vector and the measurement odor vector, and the measurement odor vector with respect to the reference odor vector. The intensity of the reference odor contained in the odor of the measurement sample may be calculated based on the length of the orthogonal projection.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It cannot be overemphasized that various aspects are included in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

図1は、本発明の一実施形態であるにおい測定装置の構成を示すブロック図である。以下、測定対象の臭気として、製鉄工場から発生するコークス臭を連続して測定する場合について説明する。
におい測定装置は、測定試料を吸引する吸入口1と、前処理を施す前処理部(捕集管)2と、それぞれ応答特性が異なる4個のにおいセンサ31〜34を有するセンサセル3と、センサセル3に試料を引き込むためのポンプ4と、基準試料を貯蔵する基準タンク10と、標準試料を貯蔵する標準タンク11(容器やボンベ等)と、センサセル3に取り込む試料を切り替える三方弁14と、においセンサ31〜34による検出信号を解析処理したり、装置全体の動作を制御したりする制御部5と、制御部5からの出力をディスプレイ画面に表示する表示部6と、キーボードを有する操作部8とにより構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an odor measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a case where coke odor generated from a steel factory is continuously measured as an odor to be measured will be described.
The odor measuring apparatus includes a suction port 1 for sucking a measurement sample, a preprocessing unit (collecting tube) 2 for performing preprocessing, a sensor cell 3 having four odor sensors 31 to 34 having different response characteristics, and a sensor cell. 3, a pump 4 for drawing a sample, a reference tank 10 for storing the reference sample, a standard tank 11 (a container, a cylinder, etc.) for storing the standard sample, a three-way valve 14 for switching the sample to be taken into the sensor cell 3, and an odor. A control unit 5 that analyzes the detection signals from the sensors 31 to 34 and controls the operation of the entire apparatus, a display unit 6 that displays an output from the control unit 5 on a display screen, and an operation unit 8 having a keyboard. It consists of.

なお、基準臭気を有する基準試料は、測定試料を測定する測定場所で予め採取されたものであり、常温でガスの場合は基準タンク10(容器やボンベ等)としてのガスボンベ等に封入され、一定量を取り出されて使用される。また、液体の場合は基準タンク10としてのガラス容器等に入れられ、所定温度に保たれたり、窒素ガス等をバブリングされたりして使用される。さらに、固体の場合は基準タンク10としてのガラス容器等に入れられ、所定温度に保たれて使用される。
一方、基準臭気を有さない標準試料としては、例えば、窒素ガス、純空気ガス等の不活性ガスが用いられ、標準タンク11としてのガスボンベ等に封入され、一定量を取り出されて使用される。なお、標準試料も、測定試料を測定する測定場所で、基準臭気が発生していないときに、予め採取されたものであってもよい。
The reference sample having the reference odor is previously collected at the measurement place where the measurement sample is measured. In the case of gas at room temperature, the reference sample is sealed in a gas cylinder as a reference tank 10 (container, cylinder, etc.) The quantity is taken out and used. Further, in the case of liquid, it is put in a glass container or the like as the reference tank 10 and used by being kept at a predetermined temperature or being bubbled with nitrogen gas or the like. Further, in the case of a solid, it is put in a glass container or the like as the reference tank 10 and used at a predetermined temperature.
On the other hand, as a standard sample having no reference odor, for example, an inert gas such as nitrogen gas or pure air gas is used. The standard sample is sealed in a gas cylinder or the like as the standard tank 11 and a certain amount is taken out and used. . The standard sample may also be a sample collected in advance when the reference odor is not generated at the measurement location where the measurement sample is measured.

吸入口1は、例えば、製鉄工場の隣地境界線上に配置され、測定試料を採取する。
前処理部(捕集管)2は、試料に含まれる水分の除去、試料の濃縮/希釈、妨害ガスの除去等を行うものである。よって、前処理部2では、例えば、基準試料を標準試料で希釈することで、基準試料の濃度を複数段階(例えば、希釈無し、1/3に希釈、1/10に希釈、標準試料のみの4段階)に変えた試料を作製することができる。
For example, the suction port 1 is arranged on the boundary line of an adjacent site of a steel factory, and collects a measurement sample.
The pretreatment unit (collection tube) 2 performs removal of moisture contained in the sample, concentration / dilution of the sample, removal of interfering gas, and the like. Therefore, in the pre-processing unit 2, for example, by diluting the reference sample with the standard sample, the concentration of the reference sample can be adjusted in multiple stages (for example, no dilution, 1/3 dilution, 1/10 dilution, only the standard sample). It is possible to prepare a sample that has been changed to four stages).

においセンサ31〜34は、におい物質に応じて電気抵抗値が変化するそれぞれ異なる応答特性を有する酸化物半導体センサであるが、導電性高分子センサや、水晶振動子や、SAWデバイスの表面にガス吸着膜を形成したセンサ等、他の検出手法によるセンサであってもよい。また、においセンサの個数も、特に限定されない。このようなにおいセンサ31〜34に、試料が接触すると、各においセンサ31〜34からそれぞれ検出信号が並列で制御部5に出力されることになる。 The odor sensors 31 to 34 are oxide semiconductor sensors each having different response characteristics in which the electric resistance value changes depending on the odor substance. However, the odor sensors 31 to 34 are gasses on the surfaces of the conductive polymer sensor, the crystal resonator, and the SAW device. A sensor using another detection method such as a sensor having an adsorption film may be used. Further, the number of odor sensors is not particularly limited. When a sample comes into contact with such odor sensors 31 to 34, detection signals are output from the odor sensors 31 to 34 to the control unit 5 in parallel.

制御部5は、パーソナルコンピュータを中心に構成され、コンピュータ上で所定のプログラムを実行することにより、試料処理部20と、基準試料測定部21と、測定試料測定部22と、算出部23と、判定部24と、画像表示部25として機能するものである。また、制御部5は、データを記憶させる記憶装置(メモリ、HDD等)7と連結されている。 The control unit 5 is configured with a personal computer as the center, and by executing a predetermined program on the computer, the sample processing unit 20, the reference sample measurement unit 21, the measurement sample measurement unit 22, the calculation unit 23, It functions as the determination unit 24 and the image display unit 25. The control unit 5 is connected to a storage device (memory, HDD, etc.) 7 for storing data.

試料処理部20は、操作部8からの出力信号等に基づいて、ポンプ4を作動させるとともに、三方弁14を切り替えることにより、試料をセンサセル3に引き込む制御を行うものである。
例えば、基準臭気の使用設定作業を行う出力信号(キャリブレーション信号)を受信したときには、三方弁14を切り替えることにより、前処理部2で基準試料を標準試料で希釈した試料を作製して、センサセル3に引き込むことになる。このとき、例えば、基準試料の濃度を、希釈無し、1/3に希釈、1/10に希釈、標準試料のみの4段階に変えたものを作製して、順次センサセル3に引き込む。一方、操作部8からの出力信号(キャリブレーション信号又は終了信号)を受信しないときには、三方弁14を切り替えることにより、吸入口1から測定試料をセンサセル3に引き込むことになる。
The sample processing unit 20 controls the drawing of the sample into the sensor cell 3 by operating the pump 4 and switching the three-way valve 14 based on an output signal from the operation unit 8.
For example, when an output signal (calibration signal) for performing a setting operation for use of a reference odor is received, a sample obtained by diluting a reference sample with a standard sample is prepared in the preprocessing unit 2 by switching the three-way valve 14, and a sensor cell Will be drawn to 3. At this time, for example, the reference sample concentration is changed to four levels of undiluted, diluted to 1/3, diluted to 1/10, and only the standard sample, and sequentially drawn into the sensor cell 3. On the other hand, when the output signal (calibration signal or end signal) from the operation unit 8 is not received, the measurement sample is drawn into the sensor cell 3 from the suction port 1 by switching the three-way valve 14.

基準試料測定部21は、基準試料と標準試料との混合比を複数段階に変えた試料を、それぞれ測定した測定結果により、4個のにおいセンサにより形成される4次元空間(におい空間)に、基準においベクトルS1を作成して、記憶装置7に記憶させる制御を行うものである。
具体的には、1個の試料に対して、においセンサ31〜34から4個の測定データDS1、DS2、DS3、DS4が得られる。ここで、においセンサ31〜34から得られた4個の測定データをそれぞれ異なる方向の軸として形成される4次元空間(におい空間)を考えると、4個の測定データDS1、DS2、DS3、DS4は、におい空間内の1点(DS1,DS2,DS3,DS4)で表すことができる。これにより、基準試料の濃度を、希釈無し、1/3に希釈、1/10に希釈、標準試料のみの4段階に変えた試料をそれぞれ測定して得られた測定結果では、におい空間内で特有の方向に点がずれていくので、これをにおい空間内での基準においベクトルS1として捉えることになる。
ここで、4次元空間(におい空間)を図示するのは難しいので、ここでは理解を容易にするために、2個のにおいセンサ31、32から得られた2個の測定データDS1、DS2により形成される2次元空間に簡略化して考えることとする。図2に示すように、2次元空間内において、基準試料の希釈無しの試料に対する2個の測定データDS1、DS2は、1つの測定点P1で表される。また、基準試料を上述したように希釈した試料に対する測定点は、それぞれP2、P3、P4と表される。これにより、P4、P3、P2、P1を一直線で繋ぐことで、基準試料の基準臭気に対応する基準においベクトルS1を引くことができる。なお、場合によっては一直線ではなく、多少折れ線になることもあるが、その場合は、簡単な近似計算により直線を定めればよい。
The reference sample measurement unit 21 converts a sample obtained by changing the mixing ratio of the reference sample and the standard sample into a plurality of stages into a four-dimensional space (odor space) formed by the four odor sensors according to the measurement results. Control for creating a reference odor vector S1 and storing it in the storage device 7 is performed.
Specifically, four measurement data DS1, DS2, DS3, and DS4 are obtained from the odor sensors 31 to 34 for one sample. Here, considering the four-dimensional space (odor space) formed by using the four measurement data obtained from the odor sensors 31 to 34 as axes in different directions, the four measurement data DS1, DS2, DS3, DS4. Can be represented by one point (DS1, DS2, DS3, DS4) in the odor space. As a result, the measurement results obtained by measuring the sample in which the concentration of the reference sample was changed to four levels of undiluted, diluted to 1/3, diluted to 1/10, and only the standard sample are shown in the odor space. Since the point shifts in a specific direction, this is regarded as the reference odor vector S1 in the odor space.
Here, since it is difficult to illustrate a four-dimensional space (odor space), here, in order to facilitate understanding, it is formed by two measurement data DS1 and DS2 obtained from two odor sensors 31 and 32. Consider a simplified two-dimensional space. As shown in FIG. 2, in the two-dimensional space, two measurement data DS1 and DS2 for the undiluted sample of the reference sample are represented by one measurement point P1. The measurement points for the sample diluted as described above are represented as P2, P3, and P4, respectively. Thus, the reference odor vector S1 corresponding to the reference odor of the reference sample can be drawn by connecting P4, P3, P2, and P1 in a straight line. In some cases, a straight line may be used instead of a straight line. In this case, a straight line may be determined by a simple approximation calculation.

測定試料測定部22は、測定試料の測定結果により、4次元空間(におい空間)に測定においベクトルSXを作成する制御を行うものである。
具体的には、上述したように、1個の試料に対して、においセンサ31〜34から4個の測定データDS1、DS2、DS3、DS4が得られる。4個の測定データDS1、DS2、DS3、DS4は、におい空間内の1点(DS1,DS2,DS3,DS4)で表すことができる。これにより、この点と、記憶装置7に記憶されている原点P4とを結んだものを、におい空間内での測定においベクトルSXとして捉えることになる。
よって、上述したものと同様に図2に示すように、2次元空間内において、測定試料に対する2個の測定データDS1、DS2は、1つの測定点PXで表される。これにより、P4、PXを一直線で繋ぐことで、測定試料の臭気に対応する測定においベクトルSXを引くことができる。
The measurement sample measurement unit 22 performs control to create a measurement odor vector SX in a four-dimensional space (odor space) based on the measurement result of the measurement sample.
Specifically, as described above, four measurement data DS1, DS2, DS3, and DS4 are obtained from the odor sensors 31 to 34 for one sample. The four measurement data DS1, DS2, DS3, DS4 can be represented by one point (DS1, DS2, DS3, DS4) in the odor space. Thereby, what connected this point and the origin P4 memorize | stored in the memory | storage device 7 is taken as the odor vector SX in the measurement in odor space.
Therefore, as shown in FIG. 2, the two measurement data DS1 and DS2 for the measurement sample are represented by one measurement point PX in the two-dimensional space, as described above. Thereby, by connecting P4 and PX in a straight line, the measurement odor vector SX corresponding to the odor of the measurement sample can be drawn.

算出部23は、基準においベクトルS1と測定においベクトルSXとの成す角度θに基づいて、基準試料の基準臭気と測定試料の臭気との類似度αを算出するとともに、基準においベクトルS1に対する測定においベクトルSXの正射影をとり、正射影の長さLに基づいて、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度(臭気指数相当値)Tを算出する制御を行うものである。
ここで、測定においベクトルSXの方向が、基準においベクトルS1の方向に似ている場合には、測定試料の臭気は基準臭気に似ている種類の臭気であると判断することができ、逆に、方向が全く異なる場合には、遠い種類の臭気であると判断することができる。そこで、測定においベクトルSXと基準においベクトルS1との類似性を判断する指標として、基準においベクトルS1と測定においベクトルSXとの成す角度θに基づいて、基準試料の基準臭気と測定試料の臭気との類似度αを算出することになる。
よって、予め、図3に示すように、基準においベクトルS1と測定においベクトルSXとの成す角度θが0°であるときには、類似度αは100%であるとし、また、角度θが閾値θth以上であるときには、類似度αは0%であると判定するように、角度θと類似度αとの関係を関数として記憶装置7に設定する。これにより、基準臭気に対する測定試料の臭気の類似度αを0〜100%の数値で表す。
The calculation unit 23 calculates the similarity α between the reference odor of the reference sample and the odor of the measurement sample based on the angle θ formed by the reference odor vector S1 and the measurement odor vector SX, and at the measurement of the reference odor vector S1. Control is performed by taking an orthogonal projection of the vector SX and calculating a reference odor intensity (odor index equivalent value) T included in the odor of the measurement sample based on the length L of the orthogonal projection.
Here, when the direction of the measurement odor vector SX is similar to the direction of the reference odor vector S1, it can be determined that the odor of the measurement sample is a kind of odor similar to the reference odor. If the directions are completely different, it can be determined that the odor is a distant odor. Therefore, as an index for determining the similarity between the measurement odor vector SX and the reference odor vector S1, the reference odor of the reference sample and the odor of the measurement sample are determined based on the angle θ between the reference odor vector S1 and the measurement odor vector SX. The similarity α is calculated.
Therefore, as shown in FIG. 3, when the angle θ formed by the reference odor vector S1 and the measurement odor vector SX is 0 °, the similarity α is 100%, and the angle θ is equal to or greater than the threshold θth. Is set to the storage device 7 as a function of the relationship between the angle θ and the similarity α so that the similarity α is determined to be 0%. Thus, the odor similarity α of the measurement sample with respect to the reference odor is represented by a numerical value of 0 to 100%.

また、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度(臭気指数相当値)Tについては次のように定める。図2に示すように、測定においベクトルSxから基準においベクトルS1に対する正射影をとり、正射影の長さLに基づいて、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度Tを算出する。
よって、例えば、予め、基準試料に関して、悪臭防止法(三点比較式臭袋法)で採用されている臭気指数を測定して記憶装置7に設定する。これにより、正射影の長さLに相当する基準試料の臭気指数を、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度(臭気指数相当値)Tとして算出する。
なお、臭気指数とは、試料を無臭となるまで希釈したときに、その希釈倍率によってにおいの強度を表現する指標のこといい、例えば、試料を1000倍希釈して無臭になれば、臭気濃度1000となり、臭気指数は下記の式(1)により、30となる。
臭気指数=10×log10(臭気濃度)・・・(1)
Further, the reference odor intensity (odor index equivalent value) T included in the odor of the measurement sample is determined as follows. As shown in FIG. 2, an orthogonal projection of the measurement odor vector Sx to the reference odor vector S1 is taken, and based on the length L of the orthogonal projection, a reference odor intensity T included in the odor of the measurement sample is calculated.
Therefore, for example, with respect to the reference sample, the odor index adopted in the malodor prevention method (three-point comparison odor bag method) is previously measured and set in the storage device 7. Thereby, the odor index of the reference sample corresponding to the length L of the orthogonal projection is calculated as the intensity (odor index equivalent value) T of the reference odor contained in the odor of the measurement sample.
The odor index refers to an index that expresses the odor intensity by diluting magnification when the sample is diluted to odorless. For example, if the sample is diluted 1000 times to become odorless, the odor concentration is 1000. And the odor index is 30 according to the following equation (1).
Odor index = 10 × log 10 (odor concentration) (1)

判定部24は、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度(臭気指数相当値)Tが、記憶装置7に記憶させた強度の閾値Tth以上になったときには、表示部6に異常信号を出力する制御を行うものである。
画像表示部25は、算出部23及び判定部24からの出力をディスプレイ画面に表示する制御を行うものである。例えば、類似度αと強度(臭気指数相当値)Tとの数値の画像表示を行うことになる。また、判定部24から異常信号を受信したときには、強度(臭気指数相当値)Tの数値の色を変えたりして画像表示を行うことになる。
The determination unit 24 outputs an abnormal signal to the display unit 6 when the reference odor intensity (odor index equivalent value) T included in the odor of the measurement sample is equal to or greater than the intensity threshold value Tth stored in the storage device 7. The control which performs is performed.
The image display unit 25 performs control to display outputs from the calculation unit 23 and the determination unit 24 on a display screen. For example, numerical image display of the similarity α and the intensity (odor index equivalent value) T is performed. Further, when an abnormal signal is received from the determination unit 24, an image is displayed by changing the color of the numerical value of the intensity (odor index equivalent value) T.

次に、におい測定装置の使用方法について説明する。ここでは、測定対象の臭気として、製鉄工場から発生するコークス臭を測定する場合について説明する。図4は、におい測定装置の使用方法の一例について説明するためのフローチャートである。
(1)におい測定装置の事前設定作業
まず、ステップS101の処理において、製鉄工場で採取したコークス臭を有する基準試料に関して、悪臭防止法(三点比較式臭袋法)で採用されている臭気指数を測定して記憶装置7に設定するとともに、強度の閾値Tthを記憶装置7に設定する。
Next, a method for using the odor measuring apparatus will be described. Here, a case where coke odor generated from a steel factory is measured as an odor to be measured will be described. FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of a method of using the odor measuring apparatus.
(1) Preliminary setting operation of odor measuring device First, in the process of step S101, the odor index adopted in the malodor control method (three-point comparison odor bag method) with respect to a reference sample having a coke odor collected at a steel factory. Is measured and set in the storage device 7, and the intensity threshold Tth is set in the storage device 7.

次に、ステップS102の処理において、基準においベクトルS1と測定においベクトルSXとの成す角度θが0°であるときには、類似度αは100%であるとし、また、角度θが閾値θth以上であるときには、類似度αは0%であると判定するように、角度θと類似度αとの関係を関数として記憶装置に設定する(図3参照)。
次に、ステップS103の処理において、コークス臭を有する基準試料を基準タンク10に貯蔵するとともに、不活性ガス(標準試料)を標準タンク11に貯蔵する。
Next, in the process of step S102, when the angle θ formed by the reference odor vector S1 and the measurement odor vector SX is 0 °, the similarity α is 100%, and the angle θ is equal to or greater than the threshold θth. In some cases, the relationship between the angle θ and the similarity α is set as a function in the storage device so as to determine that the similarity α is 0% (see FIG. 3).
Next, in the process of step S <b> 103, a reference sample having a coke odor is stored in the reference tank 10, and an inert gas (standard sample) is stored in the standard tank 11.

(2)におい測定装置の使用設定作業
次に、ステップS104の処理において、試料処理部20は、三方弁14を切り替えることにより、前処理部2で基準試料を不活性ガス(標準試料)で希釈した試料を作製して、センサセル3に引き込む。
次に、ステップS105の処理において、基準試料測定部21は、基準試料と不活性ガス(標準試料)との混合比を複数段階に変えた試料を、それぞれ測定した測定結果により、4個のにおいセンサにより形成される4次元空間(におい空間)に、基準においベクトルS1を作成して、記憶装置7に記憶させる。このとき、記憶装置7に記憶された基準においベクトルS1が存在すれば、基準においベクトルS1を更新して記憶させることになる。
(2) Setting operation of use of odor measuring device Next, in the processing of step S104, the sample processing unit 20 switches the three-way valve 14 to dilute the reference sample with an inert gas (standard sample) in the preprocessing unit 2. The prepared sample is prepared and drawn into the sensor cell 3.
Next, in the process of step S105, the reference sample measuring unit 21 has four odors based on the measurement results obtained by measuring the samples in which the mixing ratio of the reference sample and the inert gas (standard sample) is changed in a plurality of stages. A reference odor vector S1 is created in a four-dimensional space (odor space) formed by the sensor and stored in the storage device 7. At this time, if the reference odor vector S1 stored in the storage device 7 exists, the reference odor vector S1 is updated and stored.

(3)におい測定装置の測定作業
次に、ステップS106の処理において、試料処理部20は、三方弁14を切り替えることにより、吸入口1から測定試料をセンサセル3に引き込む。
次に、ステップS107の処理において、測定試料測定部22は、測定試料の測定結果により、4次元空間(におい空間)に測定においベクトルSXを作成する。
(3) Measurement Operation of Odor Measuring Device Next, in the process of step S106, the sample processing unit 20 switches the three-way valve 14 to draw the measurement sample from the suction port 1 into the sensor cell 3.
Next, in the process of step S107, the measurement sample measurement unit 22 creates a measurement odor vector SX in a four-dimensional space (odor space) based on the measurement result of the measurement sample.

次に、ステップS108の処理において、算出部23は、基準においベクトルS1と測定においベクトルSXとの成す角度θに基づいて、基準試料のコークス臭と測定試料の臭気との類似度αを算出するとともに、基準においベクトルS1に対する測定においベクトルSXの正射影をとり、正射影の長さLに基づいて、測定試料の臭気に含まれるコークス臭の強度(臭気指数相当値)Tを算出する(図2参照)。
次に、ステップS109の処理において、判定部24は、測定試料の臭気に含まれるコークス臭の強度(臭気指数相当値)Tが、記憶装置7に記憶させた強度の閾値Tth以上であるか否かを判定する。測定試料の臭気に含まれるコークス臭の強度Tが、閾値Tth以上であると判定した場合には、ステップS110の処理において、判定部24は、表示部6に異常信号を出力する。
Next, in the processing of step S108, the calculation unit 23 calculates the similarity α between the coke odor of the reference sample and the odor of the measurement sample based on the angle θ formed by the reference odor vector S1 and the measurement odor vector SX. At the same time, an orthogonal projection of the measurement odor vector SX with respect to the reference odor vector S1 is taken, and based on the length L of the orthogonal projection, the intensity (corresponding to the odor index) T of the coke odor contained in the odor of the measurement sample is calculated (FIG. 2).
Next, in the process of step S109, the determination unit 24 determines whether or not the intensity of the coke odor included in the odor of the measurement sample (the odor index equivalent value) T is equal to or greater than the intensity threshold Tth stored in the storage device 7. Determine whether. If it is determined that the intensity T of the coke odor contained in the odor of the measurement sample is equal to or greater than the threshold value Tth, the determination unit 24 outputs an abnormal signal to the display unit 6 in the process of step S110.

一方、測定試料の臭気に含まれるコークス臭の強度Tが、閾値Tth以上でないと判定した場合やステップS110の処理が終了した場合には、ステップS111の処理において、画像表示部25は、算出部23及び判定部24からの出力をディスプレイ画面に表示する。
次に、ステップS112の処理において、試料処理部20は、操作部8から受信した出力信号の種類を判定する。コークス臭の使用設定作業を行う出力信号を受信したときには、ステップS104の処理に戻る。また、におい測定装置の測定作業を終了する出力信号を受信したときには、本フローチャートを終了させることになる。さらに、操作部8から出力信号を受信しないときには、ステップS106の処理に戻る。つまり、操作部8から出力信号を受信するときまで、ステップS106〜S112の処理は繰り返し実行されて、製鉄工場から発生するコークス臭を測定する。
On the other hand, when it is determined that the intensity T of the coke odor contained in the odor of the measurement sample is not equal to or greater than the threshold value Tth, or when the process of step S110 is completed, in the process of step S111, the image display unit 25 calculates the calculation unit. 23 and the output from the determination unit 24 are displayed on the display screen.
Next, in the process of step S <b> 112, the sample processing unit 20 determines the type of the output signal received from the operation unit 8. When the output signal for performing the use setting operation of the coke odor is received, the process returns to the process of step S104. Further, when an output signal for ending the measurement work of the odor measuring apparatus is received, this flowchart is ended. Furthermore, when an output signal is not received from the operation part 8, it returns to the process of step S106. That is, until the time when the output signal is received from the operation unit 8, the processes in steps S <b> 106 to S <b> 112 are repeatedly executed to measure the coke odor generated from the steel factory.

以上のように、本発明のにおい測定装置によれば、製鉄工場で採取したコークス臭を有する基準試料を基準タンク10に貯蔵するとともに、不活性ガス(標準試料)を標準タンク11に貯蔵することができる。そして、定期的に、基準試料の濃度が相違するように複数の試料(例えば、希釈無し、1/3に希釈、1/10に希釈、不活性ガス(標準試料)のみの4段階)を作製してそれぞれ測定することにより、4次元空間において、基準においベクトルS1を更新して記憶させることができる。よって、においセンサ31〜34の応答性が変化しても、改めて基準においベクトルS1を記憶させるので、常に、測定試料の臭気に含まれるコークス臭の強度(臭気指数相当値)Tを充分な精度でより測定することができる。 As described above, according to the odor measuring apparatus of the present invention, the reference sample having the coke odor collected at the steel factory is stored in the reference tank 10 and the inert gas (standard sample) is stored in the standard tank 11. Can do. And periodically, prepare multiple samples (4 levels, such as no dilution, 1/3 dilution, 1/10 dilution, inert gas (standard sample) only) so that the concentration of the reference sample is different. By measuring each, the reference odor vector S1 can be updated and stored in the four-dimensional space. Therefore, even if the responsiveness of the odor sensors 31 to 34 changes, the reference odor vector S1 is stored again, so that the strength of the coke odor (odor index equivalent value) T contained in the odor of the measurement sample is always sufficiently accurate. Can be measured more.

(他の実施形態)
(1)上述したにおい測定装置では、測定試料を前処理部2で希釈せずに測定した測定結果のみにより、4個のにおいセンサにより形成される4次元空間(におい空間)に、測定においベクトルSXを作成する構成としたが、測定試料と標準試料との混合比を複数段階に変えた試料を、それぞれ測定した測定結果により、4個のにおいセンサにより形成される4次元空間(におい空間)に、測定においベクトルSXを作成する構成としてもよい。
(2)上述したにおい測定装置では、基準臭気の使用設定作業を行う出力信号(キャリブレーション信号)を受信したときには、三方弁14を切り替えることにより、前処理部2で基準試料を標準試料で希釈した試料を作製して、センサセル3に引き込む構成としたが、基準臭気の使用設定作業を行う出力信号(キャリブレーション信号)を受信せずに、一時間が経過すれば、自動的に、三方弁を切り替えることにより、前処理部で基準試料を標準試料で希釈した試料を作製して、センサセルに引き込むような構成としてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the odor measuring apparatus described above, a measurement odor vector is generated in a four-dimensional space (odor space) formed by four odor sensors based on only the measurement result obtained by measuring the measurement sample without diluting it with the preprocessing unit 2. The SX is created, but a four-dimensional space (scent space) formed by four odor sensors based on the measurement results obtained by measuring each sample obtained by changing the mixing ratio of the measurement sample and the standard sample in multiple stages. Alternatively, the measurement odor vector SX may be created.
(2) In the odor measuring apparatus described above, when the output signal (calibration signal) for performing the use setting operation of the reference odor is received, the reference sample is diluted with the standard sample in the preprocessing unit 2 by switching the three-way valve 14. The sample was prepared and pulled into the sensor cell 3. However, the three-way valve was automatically activated after one hour without receiving an output signal (calibration signal) for setting the use of the reference odor. It is also possible to prepare a sample obtained by diluting the reference sample with the standard sample in the pre-processing unit by switching to the sensor cell and pull it into the sensor cell.

ベクトルとは、通常直線であるが、本発明におけるベクトルとは、同一のにおいの濃度を変化させて求めた曲線も包含して解釈されるべきである。 The vector is usually a straight line, but the vector in the present invention should be interpreted to include a curve obtained by changing the concentration of the same odor.

本発明は、工場や水道の取水口等で発生する特定の臭気の強度を測定するにおい測定装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the smell measuring apparatus which measures the intensity | strength of the specific odor which generate | occur | produces in a factory, a water intake, etc.

本発明の一実施形態であるにおい測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the odor measuring apparatus which is one Embodiment of this invention. 基準においベクトルS1と測定においベクトルSXとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the reference | standard smell vector S1 and the measurement smell vector SX. 角度θと類似度αとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between angle (theta) and similarity degree (alpha). におい測定装置の使用方法の一例について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the usage method of an odor measuring apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10:基準タンク
21:基準試料測定部
22:測定試料測定部
23:算出部
31〜34:においセンサ
10: Reference tank 21: Reference sample measurement unit 22: Measurement sample measurement unit 23: Calculation units 31 to 34: Odor sensor

Claims (4)

異なる応答特性を有するm(mは2以上の整数)個のにおいセンサと、
前記m個のにおいセンサの測定結果を表すために形成されるm次元空間において、基準臭気を有する基準試料の測定結果を位置付けて記憶させる基準試料測定部と、
測定試料を連続的に測定した測定結果を、前記m次元空間内に位置付ける測定試料測定部と、
前記記憶された基準試料及び測定試料の測定結果の位置関係に基づいて、前記基準試料の基準臭気と測定試料の臭気との類似度、及び、測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を算出する算出部と、
前記基準試料を貯蔵する基準タンクとを備えるにおい測定装置であって、
前記基準試料測定部は、前記基準試料を定期的に測定することにより、前記記憶させる基準試料の測定結果を更新することを特徴とするにおい測定装置。
M (where m is an integer of 2 or more) odor sensors having different response characteristics;
A reference sample measurement unit for positioning and storing a measurement result of a reference sample having a reference odor in an m-dimensional space formed to represent the measurement results of the m odor sensors;
A measurement sample measurement unit that positions measurement results obtained by continuously measuring measurement samples in the m-dimensional space;
Based on the positional relationship of the measurement results of the stored reference sample and measurement sample, the similarity between the reference odor of the reference sample and the odor of the measurement sample and the intensity of the reference odor included in the odor of the measurement sample are calculated. A calculating unit to
An odor measuring device comprising a reference tank for storing the reference sample,
The reference sample measurement unit updates the measurement result of the reference sample to be stored by periodically measuring the reference sample.
さらに、基準臭気を有さない標準試料を貯蔵する標準タンクを備え、
前記基準試料測定部は、前記基準試料と標準試料との混合比を変えたものを、それぞれ測定することにより、前記基準試料の測定結果を記憶させることを特徴とする請求項1に記載のにおい測定装置。
In addition, it has a standard tank for storing standard samples that do not have a standard odor,
2. The odor according to claim 1, wherein the reference sample measurement unit stores the measurement result of the reference sample by measuring each of the mixed samples having different mixing ratios of the reference sample and the standard sample. measuring device.
前記基準試料は、前記測定試料を測定する測定場所で予め採取されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のにおい測定装置。 The odor measurement apparatus according to claim 1 or 2, wherein the reference sample is collected in advance at a measurement place where the measurement sample is measured. 前記基準試料測定部は、基準試料の測定結果により基準においベクトルを作成するとともに、
前記測定試料測定部は、測定試料の測定結果により測定においベクトルを作成し、かつ、
前記算出部は、基準においベクトルと測定においベクトルとの成す角度に基づいて、前記基準試料の基準臭気と測定試料の臭気との類似度を算出するとともに、
基準においベクトルに対する測定においベクトルの正射影をとり、当該正射影の長さに基づいて、前記測定試料の臭気に含まれる基準臭気の強度を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のにおい測定装置。
The reference sample measurement unit creates a reference odor vector from the measurement result of the reference sample,
The measurement sample measurement unit creates a measurement odor vector from the measurement result of the measurement sample, and
The calculation unit calculates the similarity between the reference odor of the reference sample and the odor of the measurement sample based on the angle formed by the reference odor vector and the measurement odor vector,
The intensity of the reference odor contained in the odor of the measurement sample is calculated based on the orthographic projection of the measurement odor vector with respect to the reference odor vector, and based on the length of the orthographic projection. The odor measuring apparatus according to claim 1.
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