JPH05346384A - においセンサヘッド - Google Patents
においセンサヘッドInfo
- Publication number
- JPH05346384A JPH05346384A JP18054192A JP18054192A JPH05346384A JP H05346384 A JPH05346384 A JP H05346384A JP 18054192 A JP18054192 A JP 18054192A JP 18054192 A JP18054192 A JP 18054192A JP H05346384 A JPH05346384 A JP H05346384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- odor
- sensor
- head
- glass transition
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多数のにおい物質に対して、高選択性、高感
度、優れた再現性・繰返し特性を発揮し、におい質をも
明確に認識するにおいセンサヘッドを提供する。 【構成】 多数個の水晶振動子及び表面弾性波素子のう
ち少なくとも一方の表面に電極を介して、におい物質を
選択的に吸着する有機薄膜を設けてなるヘッドを複数個
含み、個々のヘッドの固有振動の変化からにおい物質及
びにおい質を判定するマルチヘッド型においセンサにお
いて、前記有機薄膜が、測定環境温度より低いガラス転
移点を有する高分子を主体とすることを特徴とするにお
いセンサヘッド。
度、優れた再現性・繰返し特性を発揮し、におい質をも
明確に認識するにおいセンサヘッドを提供する。 【構成】 多数個の水晶振動子及び表面弾性波素子のう
ち少なくとも一方の表面に電極を介して、におい物質を
選択的に吸着する有機薄膜を設けてなるヘッドを複数個
含み、個々のヘッドの固有振動の変化からにおい物質及
びにおい質を判定するマルチヘッド型においセンサにお
いて、前記有機薄膜が、測定環境温度より低いガラス転
移点を有する高分子を主体とすることを特徴とするにお
いセンサヘッド。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、実時間で複数の化学物
質、例えばにおい物質を識別するマルチヘッド型におい
センサ、及び実時間でにおい質を識別できるにおい質セ
ンサに関する。
質、例えばにおい物質を識別するマルチヘッド型におい
センサ、及び実時間でにおい質を識別できるにおい質セ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、においセンサの検出部を多数個に
し、その応答のパターン化によりガス状物質の種類を認
識しようとする方法が注目を集めている。この方法は人
間の匂い認識機構（嗅覚）、すなわちアクロス・ファイ
バーパターン説を模倣したものであり、各センサの応答
をパターン化し、ニューラルネットなどのデータ処理に
より化学物質の認識能を向上しようとしている。センサ
ヘッド部での化学物質検出法により次の３方法が報告さ
れている。 １）化学物質吸着による半導体の伝導度変化〔例とし
て、カネヤス マサヨシ（Kaneyasu masayoshi )、ＩＥ
ＥＥ トランザクションズ コンポーネンツ、ハイブリ
ッズ アンド マニファクチャリング テクノロジー
（ IEEE TransactionsComponents, Hybrids and Manufa
cturing Technology )、第ＣＨＭＴ−１０巻、第２６７
頁（１９８７）〕、 ２）薄膜被覆水晶振動子への化学物質吸着〔例として、
ナカモト タカミチ（Nakamoto Takamichi )、センサ
アンド アクチュエータース（ Sensor and Actuators
) 、第Ｂ１巻、第４７３頁（１９９０）、 ３）薄膜被覆表面弾性波素子への化学物質吸着〔例え
ば、スーザン、エル、ローズ−ペルソン( Susan Ｌ．Ro
se-Pehrsson ) ら、アナリティカル ケミストリー（ A
nalytical Chemistry ) 、第６０巻、第２８０１頁（１
９８８）〕。
し、その応答のパターン化によりガス状物質の種類を認
識しようとする方法が注目を集めている。この方法は人
間の匂い認識機構（嗅覚）、すなわちアクロス・ファイ
バーパターン説を模倣したものであり、各センサの応答
をパターン化し、ニューラルネットなどのデータ処理に
より化学物質の認識能を向上しようとしている。センサ
ヘッド部での化学物質検出法により次の３方法が報告さ
れている。 １）化学物質吸着による半導体の伝導度変化〔例とし
て、カネヤス マサヨシ（Kaneyasu masayoshi )、ＩＥ
ＥＥ トランザクションズ コンポーネンツ、ハイブリ
ッズ アンド マニファクチャリング テクノロジー
（ IEEE TransactionsComponents, Hybrids and Manufa
cturing Technology )、第ＣＨＭＴ−１０巻、第２６７
頁（１９８７）〕、 ２）薄膜被覆水晶振動子への化学物質吸着〔例として、
ナカモト タカミチ（Nakamoto Takamichi )、センサ
アンド アクチュエータース（ Sensor and Actuators
) 、第Ｂ１巻、第４７３頁（１９９０）、 ３）薄膜被覆表面弾性波素子への化学物質吸着〔例え
ば、スーザン、エル、ローズ−ペルソン( Susan Ｌ．Ro
se-Pehrsson ) ら、アナリティカル ケミストリー（ A
nalytical Chemistry ) 、第６０巻、第２８０１頁（１
９８８）〕。
【０００３】しかし、これらセンサに用いられている被
覆材料はいずれも再現性、繰返し測定、安定性に問題が
あり、実用化に適さない。そこで、高選択性を発揮する
だけでなく、高感度、再現性、繰返し特性に優れた安定
なセンサヘッドが、特に、認識すべきにおい物質が多数
になるに従って、望まれている。また、ガス状物質の化
学種を認識するだけでなく、その化学物質によって人間
がどのように感じるのかを、すなわちにおい質を最適に
計測できるセンサヘッドも望まれている。
覆材料はいずれも再現性、繰返し測定、安定性に問題が
あり、実用化に適さない。そこで、高選択性を発揮する
だけでなく、高感度、再現性、繰返し特性に優れた安定
なセンサヘッドが、特に、認識すべきにおい物質が多数
になるに従って、望まれている。また、ガス状物質の化
学種を認識するだけでなく、その化学物質によって人間
がどのように感じるのかを、すなわちにおい質を最適に
計測できるセンサヘッドも望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多数
のにおい物質に対して、高選択性、高感度、優れた再現
性・繰返し特性を発揮し、におい質をも明確に認識する
高分子を塗布したにおいセンサヘッドを提供することに
ある。
のにおい物質に対して、高選択性、高感度、優れた再現
性・繰返し特性を発揮し、におい質をも明確に認識する
高分子を塗布したにおいセンサヘッドを提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明はにおいセンサヘッドに関する発明であって、多数
個の水晶振動子及び表面弾性波素子のうち少なくとも一
方の表面に電極を介して、におい物質を選択的に吸着す
る有機薄膜を設けてなるヘッドを複数個含み、個々のヘ
ッドの固有振動の変化からにおい物質及びにおい質を判
定するマルチヘッド型においセンサにおいて、前記有機
薄膜が、測定環境温度より低いガラス転移点を有する高
分子を主体とすることを特徴とする。
発明はにおいセンサヘッドに関する発明であって、多数
個の水晶振動子及び表面弾性波素子のうち少なくとも一
方の表面に電極を介して、におい物質を選択的に吸着す
る有機薄膜を設けてなるヘッドを複数個含み、個々のヘ
ッドの固有振動の変化からにおい物質及びにおい質を判
定するマルチヘッド型においセンサにおいて、前記有機
薄膜が、測定環境温度より低いガラス転移点を有する高
分子を主体とすることを特徴とする。
【０００６】従来の水晶振動子やＳＡＷデバイスのマル
チヘッドを検出部とした化学物質センサは本質的にはポ
リイオンコンプレックス、フタロシアニン顔料などのよ
うな硬い有機膜を用いた化学センサであり、いずれの高
分子においても選択性、感度、再現性、繰返し特性に問
題があった。
チヘッドを検出部とした化学物質センサは本質的にはポ
リイオンコンプレックス、フタロシアニン顔料などのよ
うな硬い有機膜を用いた化学センサであり、いずれの高
分子においても選択性、感度、再現性、繰返し特性に問
題があった。
【０００７】本発明と従来技術との差は、このマルチヘ
ッドのセンサ検出部に、ガラス転移点が測定環境温度よ
り低温である高分子を水晶振動子に装備したところにあ
り、これにより選択性、感度、再現性、繰返し特性を改
善することができる。また、高分子とにおい物質との相
互作用が大きくなることからにおい質をも明確に認識で
きる。
ッドのセンサ検出部に、ガラス転移点が測定環境温度よ
り低温である高分子を水晶振動子に装備したところにあ
り、これにより選択性、感度、再現性、繰返し特性を改
善することができる。また、高分子とにおい物質との相
互作用が大きくなることからにおい質をも明確に認識で
きる。
【０００８】本発明のセンサヘッドに使用する有機薄膜
としては、すべて測定環境温度より低いガラス転移点を
有するポリエステル高分子からなるもの、あるいは測定
環境温度より低いガラス転移点を有するポリエステル高
分子と、基準となるポリエチレン類高分子からなるもの
を挙げることができる。
としては、すべて測定環境温度より低いガラス転移点を
有するポリエステル高分子からなるもの、あるいは測定
環境温度より低いガラス転移点を有するポリエステル高
分子と、基準となるポリエチレン類高分子からなるもの
を挙げることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００１０】実施例１ 図１には、ガラス転移点が室温以下である３種の高分子
類、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（１，４−ブ
チレンアジペート）（ＰＢＡ）、ポリ（エチレンサクシ
ネート）（ＰＥＳ）及びガラス転移点が２１０℃である
ポリ（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオキシド）
（ＰＰＯ）を水晶振動子に被覆（１μｍ）し、バラ香料
であるフェニルエチルアルコールにさらしたときの周波
数応答を示す。図１中横軸は時間（分）、縦軸は周波数
変化量〔ΔＦ(Hz)〕を示す。におい発生は香料をろ紙の
先端部にしみこませ（約５〜１０mg）、それをセンサの
下に設置したガラス容器（１５０cc）に入れることによ
って行った。明らかにガラス転移点が低い高分子はＰＰ
Ｏと比較して応答が大きく、また元の周波数に戻り易い
ことがわかった。表１には、各種高分子を被覆したセン
サをフェニルエチルアルコールにさらしてから６分後の
周波数変化量（ΔＦ６min ）及びセンサヘッドを大気に
戻してからΔＦ６min の１０％に戻るまでに要する時間
（Ｔ９０％）を各被覆高分子のガラス転移点と共に示
す。
類、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ（１，４−ブ
チレンアジペート）（ＰＢＡ）、ポリ（エチレンサクシ
ネート）（ＰＥＳ）及びガラス転移点が２１０℃である
ポリ（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオキシド）
（ＰＰＯ）を水晶振動子に被覆（１μｍ）し、バラ香料
であるフェニルエチルアルコールにさらしたときの周波
数応答を示す。図１中横軸は時間（分）、縦軸は周波数
変化量〔ΔＦ(Hz)〕を示す。におい発生は香料をろ紙の
先端部にしみこませ（約５〜１０mg）、それをセンサの
下に設置したガラス容器（１５０cc）に入れることによ
って行った。明らかにガラス転移点が低い高分子はＰＰ
Ｏと比較して応答が大きく、また元の周波数に戻り易い
ことがわかった。表１には、各種高分子を被覆したセン
サをフェニルエチルアルコールにさらしてから６分後の
周波数変化量（ΔＦ６min ）及びセンサヘッドを大気に
戻してからΔＦ６min の１０％に戻るまでに要する時間
（Ｔ９０％）を各被覆高分子のガラス転移点と共に示
す。
【００１１】
【表１】
【００１２】明らかにガラス転移点が室温より低温であ
る高分子は高感度であり、元の周波数に速やかに戻る安
定性に優れた応答を示した。また、これら低ガラス転移
点高分子は元の周波数に十分戻ることから繰返し測定の
再現性がよく、連続測定に適している。一方、ＰＰＯの
ようなガラス転移点の高い高分子類は連続測定に対して
徐々に周波数が減少し、０．２wt％程度の香料の吸蔵が
観測された。この現象はセンサ応答の再現性を低下させ
た。
る高分子は高感度であり、元の周波数に速やかに戻る安
定性に優れた応答を示した。また、これら低ガラス転移
点高分子は元の周波数に十分戻ることから繰返し測定の
再現性がよく、連続測定に適している。一方、ＰＰＯの
ようなガラス転移点の高い高分子類は連続測定に対して
徐々に周波数が減少し、０．２wt％程度の香料の吸蔵が
観測された。この現象はセンサ応答の再現性を低下させ
た。
【００１３】実施例２ 実施例１で示したガラス転移点の低い高分子の有効性を
示すために８個の水晶振動子を１つにまとめたマルチヘ
ッドにおいセンサを作製し、各種匂い物質の認識性をニ
ューラルネットを用いて確認した。作製したマルチヘッ
ド型においセンサーのヘッド部の構造図を図２に、検出
部の拡大図を図３に示す。各図中、１は水晶振動子、２
は下地電極、３は有機高分子薄膜、４は発振回路であ
る。水晶振動子はＡＴカット１０MHz 基本波振動を用
い、１ngの化学物質吸着により１Hz・cm2 の振動数の減
少が観察される。この周波数変化から化学物質の吸着量
を評価できる。下地電極は金（８００Å）／クロム（５
０Å）（電極面積０．２cm2 )、高分子薄膜は各種溶媒
（クロロホルム、テトラヒドロフラン）に高分子を溶解
させた後のディッピング法により下地電極上に成膜した
（高分子薄膜０．９μｍ）。発振回路は１０×８０mmの
基板上に４ヘッド分作製し、２本重ね合すことによって
円柱状（φ３５×８０mm）の８ヘッドセンサとした。
示すために８個の水晶振動子を１つにまとめたマルチヘ
ッドにおいセンサを作製し、各種匂い物質の認識性をニ
ューラルネットを用いて確認した。作製したマルチヘッ
ド型においセンサーのヘッド部の構造図を図２に、検出
部の拡大図を図３に示す。各図中、１は水晶振動子、２
は下地電極、３は有機高分子薄膜、４は発振回路であ
る。水晶振動子はＡＴカット１０MHz 基本波振動を用
い、１ngの化学物質吸着により１Hz・cm2 の振動数の減
少が観察される。この周波数変化から化学物質の吸着量
を評価できる。下地電極は金（８００Å）／クロム（５
０Å）（電極面積０．２cm2 )、高分子薄膜は各種溶媒
（クロロホルム、テトラヒドロフラン）に高分子を溶解
させた後のディッピング法により下地電極上に成膜した
（高分子薄膜０．９μｍ）。発振回路は１０×８０mmの
基板上に４ヘッド分作製し、２本重ね合すことによって
円柱状（φ３５×８０mm）の８ヘッドセンサとした。
【００１４】被覆高分子としては８種のポリエステル高
分子材料、ポリ（１，４−ブチレンアジペート）（ＰＢ
Ａ）、ポリ（エチレンサクシネート）（ＰＥＳ）、ポリ
（エチレンアジペート）（ＰＥＡ）、ポリ（エチレンア
ゼレート）（ＰＥＡｚ）、ポリ（２，２−ジメチル−
１，３−プロピレンサクシネート）（ＰＰＳ）、ポリ
（トリメチレンアジペート）（ＰＴＡ）、ポリ（１，４
−シクロヘキサンジメチレンサクシネート）（ＰＣ
Ｓ）、ポリ（トリメチレンサクシネート）（ＰＴＳ）を
用いた。これら高分子はいずれも室温未満のガラス転移
点を有する。
分子材料、ポリ（１，４−ブチレンアジペート）（ＰＢ
Ａ）、ポリ（エチレンサクシネート）（ＰＥＳ）、ポリ
（エチレンアジペート）（ＰＥＡ）、ポリ（エチレンア
ゼレート）（ＰＥＡｚ）、ポリ（２，２−ジメチル−
１，３−プロピレンサクシネート）（ＰＰＳ）、ポリ
（トリメチレンアジペート）（ＰＴＡ）、ポリ（１，４
−シクロヘキサンジメチレンサクシネート）（ＰＣ
Ｓ）、ポリ（トリメチレンサクシネート）（ＰＴＳ）を
用いた。これら高分子はいずれも室温未満のガラス転移
点を有する。
【００１５】用いた匂い物質は、１：ｐ−アニスアルデ
ヒド（サンザシ様の香り）、２：シトラール（レモン調
の香り）、３：ゲラニオール（優雅なバラ様の香り）、
４：フェニルエチルアルコール（弱いバラ様の香り）、
５：α−テルピネオール（ライラック様の香り）の単一
香料であり、応答値としては３分後の値を用いた。ま
ず、これら５つの香りの応答パターンをバックプロパゲ
ーション法（入力層８８セル、中間層１０セル、出力層
５セル）を用いて学習し、におい識別を行った。２５回
の繰返し学習を行った所で誤認識が０となり、教師信号
との誤差２乗和は３０回の繰返しで０．４６まで低下し
た。
ヒド（サンザシ様の香り）、２：シトラール（レモン調
の香り）、３：ゲラニオール（優雅なバラ様の香り）、
４：フェニルエチルアルコール（弱いバラ様の香り）、
５：α−テルピネオール（ライラック様の香り）の単一
香料であり、応答値としては３分後の値を用いた。ま
ず、これら５つの香りの応答パターンをバックプロパゲ
ーション法（入力層８８セル、中間層１０セル、出力層
５セル）を用いて学習し、におい識別を行った。２５回
の繰返し学習を行った所で誤認識が０となり、教師信号
との誤差２乗和は３０回の繰返しで０．４６まで低下し
た。
【００１６】学習終了時点での中間層、出力層の各ニュ
ーロンの結合の強さ（荷重値）を用いて、香りの識別を
行った。識別試験は１つの香りに付き３０回の繰返し測
定を行い、そのパターンを用いて学習済み荷重値で識別
を行った。ｐ−アニスアルデヒドでは３０回の繰返し測
定を行い、９７％の認識率を達成した。シトラールでは
３０回の繰返し測定を行い、１００％の認識率を達成し
た。ゲラニオールでは、１００％の認識率を達成した。
フェニルエチルアルコールでは、１００％の認識率を達
成した。α−テルピネオールでは、９７％の認識率を達
成した。また、全体では１５０回の繰返し測定を行い、
誤認識が２回、すなわち９９％の認識率を達成できた。
表２にはこの結果をポリ（トリメチレンサクシネート）
の代りにポリ（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオキ
シド）（ＰＰＯ）を用いた場合と比較して示した。
ーロンの結合の強さ（荷重値）を用いて、香りの識別を
行った。識別試験は１つの香りに付き３０回の繰返し測
定を行い、そのパターンを用いて学習済み荷重値で識別
を行った。ｐ−アニスアルデヒドでは３０回の繰返し測
定を行い、９７％の認識率を達成した。シトラールでは
３０回の繰返し測定を行い、１００％の認識率を達成し
た。ゲラニオールでは、１００％の認識率を達成した。
フェニルエチルアルコールでは、１００％の認識率を達
成した。α−テルピネオールでは、９７％の認識率を達
成した。また、全体では１５０回の繰返し測定を行い、
誤認識が２回、すなわち９９％の認識率を達成できた。
表２にはこの結果をポリ（トリメチレンサクシネート）
の代りにポリ（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオキ
シド）（ＰＰＯ）を用いた場合と比較して示した。
【００１７】
【表２】 表 ２ においセンサの認識率 ──────────────────────────────────── 低ガラス転移点高分子 低ガラス転移点高分子＋ＰＰＯ ──────────────────────────────────── ｐ−アニスアルデヒド ９７％ ９３％ シトラール １００％ ９７％ ゲラニオール １００％ ９７％ フェニルエチル アルコール １００％ ９３％ α−テルピネオール ９７％ ９７％ ────────────────────────────────────
【００１８】ＰＰＯをセンサヘッドに加えるとにおい物
質の吸蔵によって再現性が低下し、認識率の低下がみら
れた。以上のことより、測定温度より低いガラス転移点
を有する高分子を用いたにおいセンサは高認識性をもつ
ことが明らかとなった。
質の吸蔵によって再現性が低下し、認識率の低下がみら
れた。以上のことより、測定温度より低いガラス転移点
を有する高分子を用いたにおいセンサは高認識性をもつ
ことが明らかとなった。
【００１９】実施例３ 実施例１で示した低ガラス転移点を有する高分子被覆セ
ンサヘッドがにおい質の測定に有効かどうかを明らかに
するために、高分子被覆８ヘッド水晶振動子式におい質
センサを作製し、人間のにおい主観との相関を検討し
た。用いた香料は一般の調香師が用いている各種ノート
の中から表３〜表７に示す１５ノート、３７種を用い
た。
ンサヘッドがにおい質の測定に有効かどうかを明らかに
するために、高分子被覆８ヘッド水晶振動子式におい質
センサを作製し、人間のにおい主観との相関を検討し
た。用いた香料は一般の調香師が用いている各種ノート
の中から表３〜表７に示す１５ノート、３７種を用い
た。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】
【表５】
【００２３】
【表６】
【００２４】
【表７】
【００２５】センサの構成及び被覆高分子は実施例２と
同様である。センサ応答値としては、香料にさらした後
３分後の値を用いた。
同様である。センサ応答値としては、香料にさらした後
３分後の値を用いた。
【００２６】図４にはセンサ応答を主成分分析し、成分
１と成分２の主成分得点をプロットしたものを示す。図
中横軸は成分１（ＰＢＡ、ＰＥＳ、ＰＥＡ、ＰＴＳ）
（寄与率３６．３％）、縦軸は成分２（ＰＥＡｚ、ＰＴ
Ａ、ＰＣＳ）（寄与率２３．７％）を示す。また、Ａは
テルペン系アルコール・アルデヒド、Ｂは脂肪族エステ
ル（テルペン系アルコールのエステル化物）、Ｃは飽和
脂肪族アルデヒド、Ｄは芳香族、Ｅはサリチル酸類を示
し、Ａ〜Ｅをそれぞれ枠で囲んでいる。明らかにこのセ
ンサは香料をその特徴的な分子構造によって分離してい
ることがわかる。
１と成分２の主成分得点をプロットしたものを示す。図
中横軸は成分１（ＰＢＡ、ＰＥＳ、ＰＥＡ、ＰＴＳ）
（寄与率３６．３％）、縦軸は成分２（ＰＥＡｚ、ＰＴ
Ａ、ＰＣＳ）（寄与率２３．７％）を示す。また、Ａは
テルペン系アルコール・アルデヒド、Ｂは脂肪族エステ
ル（テルペン系アルコールのエステル化物）、Ｃは飽和
脂肪族アルデヒド、Ｄは芳香族、Ｅはサリチル酸類を示
し、Ａ〜Ｅをそれぞれ枠で囲んでいる。明らかにこのセ
ンサは香料をその特徴的な分子構造によって分離してい
ることがわかる。
【００２７】一方、人間が匂い物質をどのように評価し
ているかを明らかにするために、匂い物質の主観評価実
験を行った。匂い物質としてはセンサ応答を調べたとき
と同じ香料を用いた。被験者は２０才代の女性８名であ
り、５５の形容詞群（記述尺度，情緒連想度，色連想
度）を７段階尺度で評定させた。それぞれの主観評価は
主成分分析され、その結果として共通した二つの成分が
得られ、第一成分は“快適度”（寄与率は約４０％）
を、第二成分は、“さわやか度”又は“優雅さ度”（寄
与率は約１１％）を表していると結論づけられた（累積
寄与率５１％）。
ているかを明らかにするために、匂い物質の主観評価実
験を行った。匂い物質としてはセンサ応答を調べたとき
と同じ香料を用いた。被験者は２０才代の女性８名であ
り、５５の形容詞群（記述尺度，情緒連想度，色連想
度）を７段階尺度で評定させた。それぞれの主観評価は
主成分分析され、その結果として共通した二つの成分が
得られ、第一成分は“快適度”（寄与率は約４０％）
を、第二成分は、“さわやか度”又は“優雅さ度”（寄
与率は約１１％）を表していると結論づけられた（累積
寄与率５１％）。
【００２８】図５には第一、第二主成分の各匂いの主成
分得点（８名による平均値）をプロットした結果を示
す。図５におけるＡ〜Ｅは図４と同義であり、Ａ〜Ｅを
それぞれ枠で囲んでいる。図５から明らかなように各匂
い物質の快適度は芳香族類を除いてその特徴的な分子構
造によって分類されており、鎖状炭化水素ではテルペン
系が最も快適な匂いで、エステル化されると快適度は低
下する。一方、飽和脂肪族アルデヒドは全般的に不快な
匂いである。対して、さわやか度は化学構造との明確な
相関は見られないが、芳香族類は全般的にさわやか度が
低い（優雅さ度が大きい）傾向にある。この結果から匂
いの質は官能基ではなく匂い分子の化学構造を反映して
いることが明らかとなった。この分類は、先に示したセ
ンサ応答と類似している。
分得点（８名による平均値）をプロットした結果を示
す。図５におけるＡ〜Ｅは図４と同義であり、Ａ〜Ｅを
それぞれ枠で囲んでいる。図５から明らかなように各匂
い物質の快適度は芳香族類を除いてその特徴的な分子構
造によって分類されており、鎖状炭化水素ではテルペン
系が最も快適な匂いで、エステル化されると快適度は低
下する。一方、飽和脂肪族アルデヒドは全般的に不快な
匂いである。対して、さわやか度は化学構造との明確な
相関は見られないが、芳香族類は全般的にさわやか度が
低い（優雅さ度が大きい）傾向にある。この結果から匂
いの質は官能基ではなく匂い分子の化学構造を反映して
いることが明らかとなった。この分類は、先に示したセ
ンサ応答と類似している。
【００２９】そこで、センサ応答値から主観評価を行う
ために、基準変数としては主観評価実験における主成分
得点を、説明変数としては各ヘッドのセンサ応答値を用
いて重回帰分析を行った。第一成分とセンサ応答値との
間には重相関係数０．８５（Ｐ＜０．００１）の有意な
相関が見られ、快適性をセンシングできることがわかっ
た。一方、第二成分についても重み係数の調整により重
相関係数０．８３（Ｐ＜０．００１）の有意な相関が観
測された。以上のことは、８個の水晶振動子式センサの
応答値を用いて、その応答値の重みを変化させるだけで
人間の匂い主観の２成分（累積寄与率５１％）を同時に
計測できることを示しており、低ガラス転移点を有する
高分子を用いることによりにおい質を明確にセンシング
できることを見出した。
ために、基準変数としては主観評価実験における主成分
得点を、説明変数としては各ヘッドのセンサ応答値を用
いて重回帰分析を行った。第一成分とセンサ応答値との
間には重相関係数０．８５（Ｐ＜０．００１）の有意な
相関が見られ、快適性をセンシングできることがわかっ
た。一方、第二成分についても重み係数の調整により重
相関係数０．８３（Ｐ＜０．００１）の有意な相関が観
測された。以上のことは、８個の水晶振動子式センサの
応答値を用いて、その応答値の重みを変化させるだけで
人間の匂い主観の２成分（累積寄与率５１％）を同時に
計測できることを示しており、低ガラス転移点を有する
高分子を用いることによりにおい質を明確にセンシング
できることを見出した。
【００３０】以上の結果は、測定温度より低いガラス転
移点を有する高分子を被覆したセンサヘッドは、におい
物質及びにおい質に対する認識性、感度、再現性・繰返
し特性に優れていることを示している。
移点を有する高分子を被覆したセンサヘッドは、におい
物質及びにおい質に対する認識性、感度、再現性・繰返
し特性に優れていることを示している。
【００３１】実施例４ 実施例３に示したように、におい主観とセンサ応答との
間に有意な相関が観測されたが、より相関を上げるため
には、性質が異なり基準となる高分子を一つ入れておく
必要がある。そこで、実施例３における８種のポリマー
のうちの任意の１つ、例えばポリ（トリメチレンサクシ
ネート）の代りにハイデンシティポリエチレン（ジエネ
ラル サイエンス Corp.製）を加え、同様な実験を行っ
た。その結果、第一成分とセンサ応答値との間に重相関
係数０．９３（Ｐ＜０．００１）、第二成分とセンサ応
答値との間には０．９０（Ｐ＜０．００１）のより有意
な相関が見られた。
間に有意な相関が観測されたが、より相関を上げるため
には、性質が異なり基準となる高分子を一つ入れておく
必要がある。そこで、実施例３における８種のポリマー
のうちの任意の１つ、例えばポリ（トリメチレンサクシ
ネート）の代りにハイデンシティポリエチレン（ジエネ
ラル サイエンス Corp.製）を加え、同様な実験を行っ
た。その結果、第一成分とセンサ応答値との間に重相関
係数０．９３（Ｐ＜０．００１）、第二成分とセンサ応
答値との間には０．９０（Ｐ＜０．００１）のより有意
な相関が見られた。
【００３２】
【発明の効果】以上の実施例で示したように高選択性、
高感度、再現性・繰返し特性に優れたにおいセンサは一
般的な場所での使用が可能であり、例えば、コーヒーな
どの倉庫管理における品質管理、環境汚染物質の監視、
また、におい質が計測できることから、人間の代りとな
るセンサとして利用され、香料を使用した製品の検査、
におい発生器と組合せたにおい空間の制御、官能検査に
おける感性検査ロボットなどへの有効利用が期待され
る。
高感度、再現性・繰返し特性に優れたにおいセンサは一
般的な場所での使用が可能であり、例えば、コーヒーな
どの倉庫管理における品質管理、環境汚染物質の監視、
また、におい質が計測できることから、人間の代りとな
るセンサとして利用され、香料を使用した製品の検査、
におい発生器と組合せたにおい空間の制御、官能検査に
おける感性検査ロボットなどへの有効利用が期待され
る。
【図１】３種ポリエステル類及びＰＰＯを被覆高分子と
したセンサのフェニルエチルアルコールに対する時間応
答を示すグラフである。
したセンサのフェニルエチルアルコールに対する時間応
答を示すグラフである。
【図２】水晶振動子式マルチヘッド型においセンサのヘ
ッド部の構造図である。
ッド部の構造図である。
【図３】図２のヘッド部の検出部の拡大図である。
【図４】３７種合成香料のセンサ応答において得られた
各香料の主成分得点を第一及び第二成分に対してプロッ
トした図である。
各香料の主成分得点を第一及び第二成分に対してプロッ
トした図である。
【図５】３７種合成香料の主観評価実験において得られ
た各香料の主成分得点を第一及び第二成分に対してプロ
ットした図である。
た各香料の主成分得点を第一及び第二成分に対してプロ
ットした図である。
１：水晶振動子、２：下地電極、３：有機高分子薄膜、
４：発振回路
４：発振回路
Claims (3)
- 【請求項１】 多数個の水晶振動子及び表面弾性波素子
のうち少なくとも一方の表面に電極を介して、におい物
質を選択的に吸着する有機薄膜を設けてなるヘッドを複
数個含み、個々のヘッドの固有振動の変化からにおい物
質及びにおい質を判定するマルチヘッド型においセンサ
において、前記有機薄膜が、測定環境温度より低いガラ
ス転移点を有する高分子を主体とすることを特徴とする
においセンサヘッド。 - 【請求項２】 前記有機薄膜が、すべて測定環境温度よ
り低いガラス転移点を有するポリエステル高分子からな
ることを特徴とする請求項１に記載のにおいセンサヘッ
ド。 - 【請求項３】 前記有機薄膜が、測定環境温度より低い
ガラス転移点を有するポリエステル高分子と、基準とな
るポリエチレン類高分子からなることを特徴とする請求
項１に記載のにおいセンサヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18054192A JPH05346384A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | においセンサヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18054192A JPH05346384A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | においセンサヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346384A true JPH05346384A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=16085080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18054192A Pending JPH05346384A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | においセンサヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05346384A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275862A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Yokohama Tlo Co Ltd | 臭気測定装置 |
| US7140255B2 (en) | 2003-08-19 | 2006-11-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Devices and method of measuring a mass |
| JP2010216851A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Olympus Corp | 物質検出システム |
| JP2020055205A (ja) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | 東ソー株式会社 | 金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の製造方法 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP18054192A patent/JPH05346384A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7140255B2 (en) | 2003-08-19 | 2006-11-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Devices and method of measuring a mass |
| JP2006275862A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Yokohama Tlo Co Ltd | 臭気測定装置 |
| JP2010216851A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Olympus Corp | 物質検出システム |
| JP2020055205A (ja) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | 東ソー株式会社 | 金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Doleman et al. | Comparison of odor detection thresholds and odor discriminablities of a conducting polymer composite electronic nose versus mammalian olfaction | |
| Di Natale et al. | Application of a combined artificial olfaction and taste system to the quantification of relevant compounds in red wine | |
| Albert et al. | Cross-reactive chemical sensor arrays | |
| Jurs et al. | Computational methods for the analysis of chemical sensor array data from volatile analytes | |
| Penza et al. | Application of principal component analysis and artificial neural networks to recognize the individual VOCs of methanol/2-propanol in a binary mixture by SAW multi-sensor array | |
| JP3963474B2 (ja) | 流体中のアナライトを検出するためのセンサアレイ | |
| Hudon et al. | Measurement of odor intensity by an electronic nose | |
| Persaud | Electronic gas and odour detectors that mimic chemoreception in animals | |
| Ying et al. | Polymer coated sensor array based on quartz crystal microbalance for chemical agent analysis | |
| JP3139562B2 (ja) | におい質センシング方法 | |
| Yang et al. | Recognition algorithms in E-nose: A Review | |
| JPH05346384A (ja) | においセンサヘッド | |
| JP2986582B2 (ja) | ニオイ識別装置 | |
| Yokoyama et al. | Detection and evaluation of fragrances by human reactions using a chemical sensor based on adsorbate detection | |
| Penza et al. | Identification and quantification of individual volatile organic compounds in a binary mixture by SAW multisensor array and pattern recognition analysis | |
| Zubritsky | Product review: E-noses keep an eye on the future | |
| JPH05187986A (ja) | においセンシングシステム | |
| WO2002022075A2 (en) | Odors discrimination based on spectral signatures | |
| JP2976571B2 (ja) | マルチヘッド型化学センサ | |
| Persaud et al. | Odour detection using sensor arrays | |
| JPH04238243A (ja) | 揮発性有機物質の測定装置 | |
| Kraus et al. | Optical reflectometric gas sensing: classification of hydrocarbon vapours by pattern recognition applied to RIfS sensor signals | |
| JP7221550B2 (ja) | 匂い探索方法及び匂い探索システム | |
| Ali et al. | Gas-sensing system using an array of coated quartz crystal microbalances with a fuzzy inference system | |
| Munoz et al. | Study of quartz crystal microbalance odor sensing system for apple and banana flavors |