JPH02208548A - 揮撥性成分検出用匂いセンサの零点復帰方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は揮撥性成分検出川口いセンサの零点復帰方法に
関する。

（従来の技術） 食品業界における食品の鮮度をはじめ、香りを重視する
食品の製造過程、呑料関係等における匂いによる品質判
断は従来人間の嗅覚に依存しているが、この嗅覚には個
人差があって適当なデータが得難く、匂いを数量的に把
握することができなかった。

そこで、近似、ガスセンサとして匂いセンサが開発され
、匂い成分を持つ揮撥性成分が付むした際の抵抗値また
は電圧変化を検出し、その変化状態を解析することによ
り匂いの濃度を客観的に得るようにした検出装置が用い
られるようになっており、これにより迅速かつ正確な匂
いデータが得られるようになっている。

しかして上記の匂いセンサを用いた検出装置は、検出室
内に面して匂いセンサを設置し、この検出室内に被検出
物試料を装入してこの試料から放散される挿接性成分を
検出室内に充満させ、これを匂いセンサに感知させるこ
とにより揮撥性成分濃度を検出するようになされている
。

ところでこの種の匂いの検出に用いられる匂いセンサに
は一般に酸化錫（Ｓ　ｎ　０２　）を用いた半導体セン
サが用いられる。

この匂いセンサによる挿接性成分の検出作用は下記のよ
うである。すなわちＳ　ｎ　０２は大気中において高温
に熱せられ、大気中の酸素がＳ　ｎ　０２結晶表面に負
電荷吸着する。このときＳ　ｎ　Ｏ２結晶表面のドナー
電子が吸着した酸素へ移動し、自らは正イオンとなり、
空間電荷層を形成する。空間電荷層の正イオンにより電
界が発生し、空間電荷層内ではエネルギー帯が上方へと
歪曲する。これが電位障壁となり、粒子間の電子の移動
を妨げる。酸素の負電荷吸着により電位障壁は高くなる
が、可燃性ガス等が接触すると負電荷吸着種が消費され
、電位障壁が低くなり、電気伝導度も増大する。

これが匂いセンサが匂いによって電気伝導度が変化する
理由である。この状態から零点に復帰させるということ
は、匂いを測定することによって低くなった電位障壁を
再び元の高さにもどすことである。これは完配のように
酸素を負電荷吸着させて電位障壁を高くすればよい。

したがって１回の測定を行ったのち次回の測定までに元
の状態（零点）に戻るまでには、匂いセンサの表面温度
や被検出物試料の挿接性成分の種類によって長い時間が
掛り、長いもので半日〜１日掛る場合がある。これでは
測定が１日に１〜２回程度しか行えず、きわめて非能率
となる。

そこで従来では、検出室内に活性炭等のフィルタを通過
させた新鮮な空気を供給して匂いセンサを零点に戻す方
法、あるいは匂いセンサに通電する電圧を一時的に高め
、匂いセンサに付着した挿接性成分を早期に蒸散させる
方法が採られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらフィルタを通した新気を検出室内に供給し
て零点に戻す方法による場合、完全に無嗅の空気として
供給しないと他の匂いを感知してしまい、容易に零点に
戻すことができず、このように無嗅の空気を供給するた
めの手段が得難く、仮に得たとしてもきわめて大掛りな
ものとなって検出装置を大型化し、なおかつ匂いセンサ
の種類や測定対象物の挿接性成分の種類によってはやは
り零点復帰までに長い時間を要するという問題がある。

また、匂いセンサの電圧を上げて零点に戻す方法では、
電圧をかなり上昇させることが必要であるため、匂いセ
ンサの劣化が早まり、耐用寿命を損うことになる。

本発明はこれに鑑み、検出装置を大型化することなく匂
いセンサを零点に迅速に戻すことができ、測定能率の大
幅な向上を図ることができる揮撥性成分検出用口いセン
サの零点復帰方法を提供することを目的としてなされた
ものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記従来技術が有する課題を解決するため、本発明は、
検出室内に匂いセンサを設け、被検出物試料から揮撥す
る挿接性成分を匂いセンサに付着させ、その電流値乃至
抵抗値の変化を検出することにより匂い濃度、種類等を
測定する挿接性成分を検出するものにおいて、前記検出
室内に過酸化水素水を挿入するようにし、この過酸化水
素水から蒸発する過酸化水素を匂いセンサに接触させる
ことにより匂いセンサを零点に戻すことを特徴とするも
のである。

（作　用） 被検出物試料に基づく挿接性成分の測定が終了したのち
試料を除去し、過酸化水素水から蒸発する過酸化水素を
検出室内に導入して匂いセンサに接触させることにより
匂いセンサに酸素が供給されて匂いセンサが迅速に零点
に復帰する。零点の復帰したところで過酸化水素の導入
を止め、次回の＋１−１定に備える。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。

検出室１は、第１図に縦断面を示すように、上部本体２
と下部本体３とのフランジ部２Ａ、　　３Ａがネジ４，
４により結合される外筐５により形成される。

上部本体２は断面略台形を有し、その検出室１の頂部内
面に匂いセンサＳが配置され、上方肩部に換気装置６が
配設されている。換気装置６は、モータＭにより駆動さ
れるファン７および脱嗅剤を含むフィルタ８を有してい
る。

下部本体３の下部には卓上等に安定設置するための脚９
，９．・・・が設けられており、下部本体３の底部３Ｂ
には被検出物試料１０を入れる試料容器１１および過酸
化水素水１２を収容するＨ２Ｏ。容器１３がいずれも気
密状態に取付けられるようになっている。

試料容器１１の取付は構造は、図示の実施例では第３図
示のように前記底部３Ｂに形成されだ円形の開口部１４
の周縁に対応する試料容器１１の口部外周のフランジ部
１１Ａにひょうたん形の係合孔１５，１５が左右一対設
けられており、下部本体３の底部３Ｂ側には第４図示の
ようにこの係合孔１５．１５の大径孔側に嵌入し得る頭
部１６゜１６を有するピン１７．１７が植設されていて
、この頭部１６．１６を大径孔側に嵌入して試料容器１
１を若干回動し、ピン１７．１７を小径孔側へ移行させ
ることによりワンタッチで気密状態に取付けられるよう
になっている。なおこの取付は構造は、上記のほか底部
３Ｂの開口部１４の内周に酸ネジを刻設し、試料容器１
１の口部外周に雄ネジを刻設してこれをネジ込むことに
より若脱する構造、あるいはバヨネット結合等であって
もよい。

Ｈ２Ｏ。容器１３は、この実施例では第５図示のように
試料容器１１と同様に口部にフランジ部１３Ａを有し、
このフランジ部１３Ａで前記底部１１Ｂに長いピン１８
で上下方向移動およびこのピン１８を支点として回動で
きるよう取付けられ、フランジ部１３Ａの上面には前記
開口部１４よりやや大径のリング状のパツキン１９が嵌
着されている。開口部１４の周囲にはＨ２０′！容器１
３を開口部１４の直下に位置させて固定するクランプ２
０、’２０が設けられている。このクランプ２０は、第
７図に例示するようにレバー２１の中間部が底部３Ｂに
軸２２で枢着され、このレバー２１を回動することによ
りその一端がフランジ部１３Ａに係合し、このフランジ
部１３Ａを底部３Ｂ側へ押しつけるようになっている。

しかしこのＨ２Ｏ。容器１３は外筐５とは分離して設け
、試料容器１１と同じ構成として底部３Ｂに付は替える
ようにしてもよく、その構造に関しては任意に選択する
ことができる。

匂いセンサＳは、第２図に例示するように、酸化錫（Ｓ
　ｎ　Ｏ２）を主成分とする金属酸化物２３で被覆され
た抵抗発熱体２４を有する公知のものが用いられる。

第１図において符号２５は、検出室１内に設置された緩
衝均質化板で、匂いセンサＳと被検出物試料１０との間
にあって、該試料１０からの揮撥性成分を緩衝して均質
に混合させ、匂いセンサＳの急激な感応をやわらげ、安
定した測定を行なうためにものである。その具体例は第
１０図ないし第１２図に示している。

すなわちこの緩衝均質化板２５は、検出室１内を上下に
仕切るように前記フランジ部２Ａ、３Ａ間に周縁部が挟
着される固定緩衝均質化板２６と、この固定均質化板２
６の上面に重ねておかれ中心が軸２７により固定緩衝均
質化板２６に回転可能に結合された可動緩衝均質化板２
８とを備え、前記固定緩衝均質化板２６は、前記軸２７
を中心として環状配置された複数個の開口部２９．２９
・・・を有し、可動緩衝均質化板２８は、前記開口部２
９．２９・・・にそれぞれ対応し、かつ、この開口部２
９を開閉し得る翼状の遮断面３０．３０・・・が放射方
向に突設された形態を有している。

前記固定緩衝均質化板２６の開口部２９の形状は、第１
０図および第１２図示のように可動緩衝均質化板２８の
半径線方向の一辺２９Ａが当該均質化板２８の遮断面３
０の半径方向−辺３０Ａと略平行し、他辺２９Ｂが遮断
面３０の半径方向他辺３０Ｂと交差するよう傾斜してい
て、全体として略二等辺三角形状に形成されており、こ
の開口部２９が遮断面３０．３０間に位置するとき第１
２図（Ｃ）のように全開状態となり、開口部２９が遮断
面３０下に隠蔽されるとき第１２図（Ａ）のように全閉
状態となる大きさとされている。したがって可動緩衝均
質化板２８を回転させたときその回転中心に対し最遠位
置から回転中心方向に次第に開口されて行く　（第１２
図（Ｂ））ように構成されている。

可動緩衝均質化板２８を回転させるための手段としては
、図示実施例では一つの遮断面３０の外周部に歯型３１
が形成され、この歯型３１にピニオン３２を噛合させ、
このピニオン３２の軸３３を外筐５の軸受部３４に支承
して外筐５外に突出させ、その突出端に固着したつまみ
３５を回動させることによりピニオン３２を介して可動
緩衝均質化板２８が回転されるようになっている。

第１２図において、３６．３７は可動緩衝均質化板２８
の回転範囲を規定するストッパである。なおこのつまみ
３５と外筺５とに指標と開度目盛を表示しておき、可動
緩衝均質化板２８の回転に伴う固定緩衝均質化板２６の
開口部２９の開度が外部目盛により分かるようにし、正
確な開度設定を可能とすることができる。

次に上記実施例の作用を説明する。

揮撥性成分の４１１１定に際しては、被検出物試料１０
を入れた試料容器１１を開口部１４に取付けると、試料
容器１１内に検出室１内とが開口部１４を通じて連通し
、被検出物試料１０から立ち昇る揮撥性成分が第１図に
矢印で示すように流れ、緩衝均質化板２５の開口部２つ
の開度に応じこれを通って匂いセンサＳに到達し、その
付着量に応じて出力され、嗅い濃度等の７ＴＰＩ定がな
される。

１回のｎ１定が終了し、次回の測定に移る前に試料容器
１１を外し、換気装置６を駆動して検出室１内の揮撥性
成分を開口部１４から外部に排出されたのち、Ｈ２０２
容器１３を開口部１４に正対させて取付ける。このとき
Ｈ２０２容器１３内には過酸化水素水１２を入れておく
が、これにはＨ２Ｏ。容器１３内に脱脂綿、ガーゼ、そ
の地唄水性に富む材料を入れておいてこれに過酸化水素
水１２を軽く吸収させておく。このＨ２Ｏ。容器１３内
から蒸発するＨ２Ｏ２は匂いセンサの発熱により生じる
対流により揮撥性成分と同様に検出室１内を立ち昇って
匂いセンサＳに到達し、匂いセンサＳに酸素が供給され
て短時間で零点に戻される。すなわち過酸化水素水（Ｈ
２Ｏ２）は、その表面から活性酸素が発生しているので
、大気中の酸素に比べて、活性化されている。そのため
、匂いセンサＳの表面への酸素の負電荷吸上速度は速く
なり、電位障壁も速やかに高くなる。これらの理由で、
Ｈ２Ｏ。を使用することにより、零点復帰速度をあげる
ことが可能となる。零点に戻りたときＨ２Ｏ。容器１３
に蓋をするなどして過酸化水素の蒸発を止める。

上記過酸化水素水と同等のものにオゾン０３があるが、
このオゾンを用いた場合には零点付近まで戻すことは容
易であっても、零点に戻すことが著しく困難である。す
なわち、過酸化水素を用いた場合のセンサ出力と時間と
の関係を第８図に、同じくオゾンを用いた場合を第９図
にそれぞれ示すように、オゾンを用いた場合にはセンサ
が零点に戻ったときオゾンの発生を止めても直ちにセン
サ出力の変化が止まらず、逆方向に変化するため再びオ
ゾンを供給して零点に合わせる必要があり、行きつ戻り
つして容易に零点復帰が達成されないという操作性の悪
さが指摘されるのに対し、過酸化水素を用いた場合には
、センサ出力が零点に戻ったところで過酸化水素の供給
を止めれば、センサ出力も殆んど同時に止まり、容易に
零点に戻すことができる。このほかオゾンはその発生装
置が犬山りとなるうえ、オゾン自体が人体にとって有害
であり、しかも腐蝕性があって好ましくないが、過酸化
水素はこのような問題点が全くなく、安全に取扱え、か
つ安価である。

なお匂い測定時には、可動緩衝均質化板２８を回動操作
してその均質化板２８の遮断面３０により固定緩衝均質
化板２６の開口部２９の開度を調整すれば、被検出物試
料１０の連接性成分の強弱に応じて最適な状態に選択し
て調整することができる。この場合、開度の大小にかか
わらず可動緩衝均質化板２８の回転中心に近い位置から
遠い位置にかけて開度が漸増する形態に開口されるので
、試料から急激に放散される強い連接性成分は狭い開口
部分を通るため通過量が制限され、周辺から上昇する弱
い連接性成分は広い開口部分を通るため通過量が多くな
り、均質化板の上面側でこれらが混合して匂いセンサＳ
へ到達することになる。

そのため固定緩衝均質化板２６の下面に当ることにより
上昇流れが緩げられることと相俟って匂いセンサに急激
な感応が生じず、匂いセンサの過渡的な出力が生じない
で安定したｎｊ定結果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、被検出物試料から揮撥す
る連接性成分を匂いセンサに付着させ、その電流値乃至
抵抗値の変化を検出することにより匂い濃度、種類等を
測定する連接性成分を検出するものにおいて、前記検出
室内に過酸化水素を導入するようにし、この過酸化水素
を匂いセンサに接触させることにより匂いセンサを零点
の戻すようにしたことにより、匂いセンサを短時間で零
点に戻すことができ、また過酸化水素水は取扱いが安全
であり、安価に得られ、さらに過酸化水素の発生には特
別な装置類が不要であり、検出室に過酸化水素水を入れ
た容器を迎通状憇におくだけでよいから検出装置の構造
を大型化することがなく、コンパクトに構成することが
できるなどの種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するに用いる装置の一実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図における匂いセンサを
示す説明図、第３図は第１図における試料容器の斜視図
、第４図は同取付部の拡大断面図、第５図は第１図にお
ける過酸化水素水容器の斜視図、第６図は同不使用時、
ｍ７図は同使用時の側面図、第８図は本発明による零点
復帰状況を示すセンサ出力に対する時間のグラフ、第９
図はオゾンを用いた場合のグラフ、第１０図は固定緩衝
均質化板の平面図、第１１図は同可動緩衝均質化板の平
面図、第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は同作動状態を示す説明
図である。 １・・・検出室、１０・・・被検出物試料、１１・・・
試料容器、１２・・・過酸化水素水、１３・・・過酸化
水素水容器（Ｈ２０□容器）、１４・・・開口部、２５
・・・緩衝均質化板、Ｓ・・・匂いセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検出室内に匂いセンサを設け、被検出物試料から揮撥す
   る揮撥性成分を匂いセンサに付着させ、その電流値乃至
   抵抗値の変化を検出することにより匂い濃度、種類等を
   測定する揮撥性成分を検出するものにおいて、前記検出
   室内に過酸化水素を導入するようにし、この過酸化水素
   を匂いセンサに接触させることにより匂いセンサを零点
   に戻すことを特徴とする揮撥性成分検出用匂いセンサの
   零点復帰方法。