JPH05273170A - 能動型化学センシング装置 - Google Patents
能動型化学センシング装置Info
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- JPH05273170A JPH05273170A JP7131892A JP7131892A JPH05273170A JP H05273170 A JPH05273170 A JP H05273170A JP 7131892 A JP7131892 A JP 7131892A JP 7131892 A JP7131892 A JP 7131892A JP H05273170 A JPH05273170 A JP H05273170A
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- odor
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は環境計測、臭い、香り、味等の品質
管理、製品開発等に適したセンシングシステムを実現す
る混合化学物質の各成分の濃度を精度よく定量する装置
の提供を目的とする。 【構成】 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能動的
にシステム自ら調合し、センサセルで能動的センシング
を行うことを特徴とする能動型化学センシング装置。
管理、製品開発等に適したセンシングシステムを実現す
る混合化学物質の各成分の濃度を精度よく定量する装置
の提供を目的とする。 【構成】 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能動的
にシステム自ら調合し、センサセルで能動的センシング
を行うことを特徴とする能動型化学センシング装置。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００５】第１発明 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能動的にシステム
自ら調合し、センサセルで能動的センシングを行うこと
を特徴とする能動型化学センシング装置。
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能動的にシステム
自ら調合し、センサセルで能動的センシングを行うこと
を特徴とする能動型化学センシング装置。
【０００６】第２発明 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ジング結果を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
より成る能動型化学センシング装置。
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ジング結果を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
より成る能動型化学センシング装置。
【０００７】第３発明 調香用の液体試料を収容した容器の開口部を封塞し、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能動型化学
センシング装置。
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能動型化学
センシング装置。
【０００８】第４発明 塩味、酸味、甘味、苦味、うま味の５種類の基本味物質
と、異なる特性を有するセンサ群を用意し、基本味物質
の混合比を逐次変化して、繰返しパターンマッチングを
行うことにより、基本味物質の混合に際しセンサの非線
形性及び基本味の相互作用が存在しても味の定量化がで
きるようにしたことを特徴とする能動型化学センシング
装置。
と、異なる特性を有するセンサ群を用意し、基本味物質
の混合比を逐次変化して、繰返しパターンマッチングを
行うことにより、基本味物質の混合に際しセンサの非線
形性及び基本味の相互作用が存在しても味の定量化がで
きるようにしたことを特徴とする能動型化学センシング
装置。
【０００９】
【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。
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。
【００１０】
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。
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。
【００１１】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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。
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。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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。
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。
【数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
る。各基本臭の濃度ベクトル
【外１】 は以下の式で表される。
【数２】 この濃度ベクトルは、以下のように変更される。
【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
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
【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
離にあれば、各
【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。
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。
【００１８】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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】実施例３ 味の定量化を行う装置 味の場合は塩味、酸味、甘味、苦味、うま味の５基本味
から構成されていると言われている。しかし、複数の基
本味の物質が存在するときはそれらの間で相互作用があ
るために、相互作用を考慮した味の定量化は難しいと言
われている。本発明の装置を味定量化に応用すると、こ
れらの問題を解決できる。５つの基本味物質と味を検出
するセンサ群を用意し、パターンマッチングが改善され
るように繰返し基本味物質の混合比を逐次変えるように
して測定することにより、基本味物質を混合に際して味
の非線形性が存在しても味の定量化は可能になることが
確認された。
から構成されていると言われている。しかし、複数の基
本味の物質が存在するときはそれらの間で相互作用があ
るために、相互作用を考慮した味の定量化は難しいと言
われている。本発明の装置を味定量化に応用すると、こ
れらの問題を解決できる。５つの基本味物質と味を検出
するセンサ群を用意し、パターンマッチングが改善され
るように繰返し基本味物質の混合比を逐次変えるように
して測定することにより、基本味物質を混合に際して味
の非線形性が存在しても味の定量化は可能になることが
確認された。
【００２１】
【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。
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。
【図１】図１は本発明装置のシステム説明用原理図であ
る。
る。
【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。
図である。
【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。
ある。
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
Claims (4)
- 【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能
動的にシステム自ら調合し、センサセルで能動的センシ
ングを行うことを特徴とする能動型化学センシング装
置。 - 【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。 - 【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、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及び２記載の能動型化学センシング装
置。 - 【請求項４】 塩味、酸味、甘味、苦味、うま味の５種
類の基本味物質と、異なる特性を有するセンサ群を用意
し、基本味物質の混合比を逐次変化して、繰返しパター
ンマッチングを行うことにより、基本味物質の混合に際
しセンサの非線形性及び基本味間の相互作用が存在して
も味の定量化ができるようにしたことを特徴とする能動
型化学センシング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071318A JP2500338B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 能動型化学センシング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071318A JP2500338B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 能動型化学センシング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273170A true JPH05273170A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2500338B2 JP2500338B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=13457117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071318A Expired - Lifetime JP2500338B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 能動型化学センシング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500338B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995032420A1 (en) * | 1994-05-20 | 1995-11-30 | Quest International B.V. | Method for substrate classification |
| WO1999042820A1 (de) * | 1998-02-24 | 1999-08-26 | Wma Airsense Analysentechnik Gmbh | Verfahren und einrichtung zur bestimmung von gasförmigen verbindungen |
| JP2000155107A (ja) * | 1998-11-20 | 2000-06-06 | Shimadzu Corp | ガス測定装置 |
| JP2002350312A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Shimadzu Corp | におい識別装置 |
| JP2003279459A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Rikogaku Shinkokai | 匂いレシピ決定方法 |
| WO2003100407A1 (fr) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Systeme d'evaluation de sens, procede d'evaluation de sens et procede de preparation de stimulation |
| KR100706535B1 (ko) * | 2001-06-21 | 2007-06-07 | 정재석 | 소형 향수 배합장치 |
| JP2007278774A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Shimadzu Corp | におい評価装置 |
| JP2009156769A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Shimadzu Corp | におい測定装置 |
| JP2010101839A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Saitama Prefecture | 品質評価装置 |
| CN101811006A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-08-25 | 陕西电力科学研究院 | 一种标准气体配气仪 |
| JP4763720B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2011-08-31 | ラツィオナル アクチエンゲゼルシャフト | 少なくとも１つのガスセンサアレイを備える加熱調理器、加熱調理器のためのサンプル採取システム、加熱調理器を用いて加熱調理する方法、および加熱調理器を洗浄する方法 |
| JP2016017937A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | 理研計器株式会社 | ガス検出方法およびガス検出装置 |
| JP6508440B1 (ja) * | 2017-11-27 | 2019-05-08 | コニカミノルタ株式会社 | ニオイ検出装置及びプログラム |
| WO2019102654A1 (ja) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | コニカミノルタ株式会社 | ニオイ検出装置及びプログラム |
| WO2020065982A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日本電気株式会社 | 測定装置、および測定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167625B1 (en) | 1999-05-18 | 2001-01-02 | Warner-Lambert Company | Shaving implement |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101397A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-09 | Isaji Kurose | Taste measuring method |
| JPH02115757A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Kurita Water Ind Ltd | 臭気ガス計測装置 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4071318A patent/JP2500338B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS54101397A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-09 | Isaji Kurose | Taste measuring method |
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| WO1995032420A1 (en) * | 1994-05-20 | 1995-11-30 | Quest International B.V. | Method for substrate classification |
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| CN101811006A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-08-25 | 陕西电力科学研究院 | 一种标准气体配气仪 |
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| JP6508440B1 (ja) * | 2017-11-27 | 2019-05-08 | コニカミノルタ株式会社 | ニオイ検出装置及びプログラム |
| WO2019102654A1 (ja) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | コニカミノルタ株式会社 | ニオイ検出装置及びプログラム |
| WO2020065982A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日本電気株式会社 | 測定装置、および測定方法 |
| JPWO2020065982A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2021-09-24 | 日本電気株式会社 | 測定装置、および測定方法 |
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|---|---|
| JP2500338B2 (ja) | 1996-05-29 |
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