JPH09159594A - ガス測定装置 - Google Patents
ガス測定装置Info
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- JPH09159594A JPH09159594A JP32289395A JP32289395A JPH09159594A JP H09159594 A JPH09159594 A JP H09159594A JP 32289395 A JP32289395 A JP 32289395A JP 32289395 A JP32289395 A JP 32289395A JP H09159594 A JPH09159594 A JP H09159594A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 匂いセンサの感度を飛躍的に向上させること
が可能なガス測定装置を実現する。 【解決手段】 ガス吸着膜への匂い物質の吸着による共
振周波数の変化に基づき前記匂い物質を検出するガス測
定装置において、被測定ガスを冷却する第１の冷却器
と、ガス吸着膜が設けられた水晶振動子若しくは表面弾
性波素子から構成される匂いセンサと、この匂いセンサ
を冷却する第２の冷却器と、匂いセンサの出力に基づき
匂い物質の濃度を測定する測定回路とを設ける。
が可能なガス測定装置を実現する。 【解決手段】 ガス吸着膜への匂い物質の吸着による共
振周波数の変化に基づき前記匂い物質を検出するガス測
定装置において、被測定ガスを冷却する第１の冷却器
と、ガス吸着膜が設けられた水晶振動子若しくは表面弾
性波素子から構成される匂いセンサと、この匂いセンサ
を冷却する第２の冷却器と、匂いセンサの出力に基づき
匂い物質の濃度を測定する測定回路とを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気体中の匂い物質等
を水晶振動子若しくは表面弾性波素子を用いて測定する
ガス測定装置に関し、特に匂いセンサの感度を飛躍的に
向上させることが可能なガス測定装置に関する。
を水晶振動子若しくは表面弾性波素子を用いて測定する
ガス測定装置に関し、特に匂いセンサの感度を飛躍的に
向上させることが可能なガス測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガス測定装置はＡＴカット水晶振
動子や表面弾性波素子の表面にガス吸着膜を形成し、こ
のガス吸着膜に匂い分子が吸着した際に生じる膜の質量
変化を、振動子等の共振周波数変化として検出すること
により、匂いの濃度を検出していた。
動子や表面弾性波素子の表面にガス吸着膜を形成し、こ
のガス吸着膜に匂い分子が吸着した際に生じる膜の質量
変化を、振動子等の共振周波数変化として検出すること
により、匂いの濃度を検出していた。
【０００３】このような従来の一例としては、例えば、
本願出願人他の出願に係る「特願平５ー３０４９４０」
がある。
本願出願人他の出願に係る「特願平５ー３０４９４０」
がある。
【０００４】前記「特願平５ー３０４９４０」において
は、匂い物質の吸着膜の構成物質であるポリ塩化ビニル
（以下、ＰＶＣと呼ぶ。）、可塑剤及び脂質の組み合わ
せを適宜選択することにより、より多くの匂い物質を検
出することができ、また、検出したい匂い物質を選択的
に検出することを可能にしている。
は、匂い物質の吸着膜の構成物質であるポリ塩化ビニル
（以下、ＰＶＣと呼ぶ。）、可塑剤及び脂質の組み合わ
せを適宜選択することにより、より多くの匂い物質を検
出することができ、また、検出したい匂い物質を選択的
に検出することを可能にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記「特願平
５ー３０４９４０」では匂い物質の吸着膜と被測定ガス
の組み合わせにより、吸着膜に吸着する匂い物質の量が
ある程度決まってしまうためセンサ感度を飛躍的に向上
させることは困難であると言った問題点がある。従って
本発明が解決しようとする課題は、匂いセンサの感度を
飛躍的に向上させることが可能なガス測定装置を実現す
ることにある。
５ー３０４９４０」では匂い物質の吸着膜と被測定ガス
の組み合わせにより、吸着膜に吸着する匂い物質の量が
ある程度決まってしまうためセンサ感度を飛躍的に向上
させることは困難であると言った問題点がある。従って
本発明が解決しようとする課題は、匂いセンサの感度を
飛躍的に向上させることが可能なガス測定装置を実現す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明の第１では、ガス吸着膜への匂い物質
の吸着による共振周波数の変化に基づき前記匂い物質を
検出するガス測定装置において、被測定ガスを冷却する
第１の冷却器と、前記ガス吸着膜が設けられた水晶振動
子若しくは表面弾性波素子から構成される匂いセンサ
と、この匂いセンサを冷却する第２の冷却器と、前記匂
いセンサの出力に基づき前記匂い物質の濃度を測定する
測定回路とを備えたことを特徴とするものである。
るために、本発明の第１では、ガス吸着膜への匂い物質
の吸着による共振周波数の変化に基づき前記匂い物質を
検出するガス測定装置において、被測定ガスを冷却する
第１の冷却器と、前記ガス吸着膜が設けられた水晶振動
子若しくは表面弾性波素子から構成される匂いセンサ
と、この匂いセンサを冷却する第２の冷却器と、前記匂
いセンサの出力に基づき前記匂い物質の濃度を測定する
測定回路とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】本発明の第２では、本発明の第１において
被測定ガスを冷却する第１の冷却器の前段に除湿器を備
えたことを特徴とするものである。
被測定ガスを冷却する第１の冷却器の前段に除湿器を備
えたことを特徴とするものである。
【０００８】本発明の第３では、ガス吸着膜への匂い物
質の吸着による共振周波数の変化に基づき前記匂い物質
を検出するガス測定装置において、水晶振動子若しくは
表面弾性波素子と、この水晶振動子若しくは表面弾性波
素子に設けられたポリ塩化ビニル及びフタル酸ジイソデ
シルから形成されるガス吸着膜とから構成される匂いセ
ンサを備えたことを特徴とするものである。
質の吸着による共振周波数の変化に基づき前記匂い物質
を検出するガス測定装置において、水晶振動子若しくは
表面弾性波素子と、この水晶振動子若しくは表面弾性波
素子に設けられたポリ塩化ビニル及びフタル酸ジイソデ
シルから形成されるガス吸着膜とから構成される匂いセ
ンサを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】本発明の第４では、本発明の第１及び第２
においてガス吸着膜としてポリ塩化ビニル及びフタル酸
ジイソデシルから構成されるガス吸着膜を用いたことを
特徴とするものである。
においてガス吸着膜としてポリ塩化ビニル及びフタル酸
ジイソデシルから構成されるガス吸着膜を用いたことを
特徴とするものである。
【００１０】
【作用】ガス冷却器及びセンサセル冷却器を用いてガス
の測定に際し被測定ガス及び匂いセンサを冷却すること
により、匂いセンサの感度を飛躍的に向上させることが
可能になる。また、ガス冷却器の前段に除湿器を設ける
ことにより、被測定ガスの冷却に伴う結露等による匂い
センサの誤動作防止が可能になる。
の測定に際し被測定ガス及び匂いセンサを冷却すること
により、匂いセンサの感度を飛躍的に向上させることが
可能になる。また、ガス冷却器の前段に除湿器を設ける
ことにより、被測定ガスの冷却に伴う結露等による匂い
センサの誤動作防止が可能になる。
【００１１】さらに、匂い吸着膜をＰＶＣ及びＤＩＤＰ
により構成することにより、応答特性を損なうことなく
保存等による感度低下を防止することが可能になる。
により構成することにより、応答特性を損なうことなく
保存等による感度低下を防止することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係るガス測定装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。図１において１は吸気
口、２はポンプ、３は除湿器、４はガス冷却器、５はセ
ンサセル、６は水晶振動子式等の匂いセンサ、７はセン
サセル冷却器、８は測定回路、９は排気口、１００は出
力信号である。
説明する。図１は本発明に係るガス測定装置の一実施例
を示す構成ブロック図である。図１において１は吸気
口、２はポンプ、３は除湿器、４はガス冷却器、５はセ
ンサセル、６は水晶振動子式等の匂いセンサ、７はセン
サセル冷却器、８は測定回路、９は排気口、１００は出
力信号である。
【００１３】吸気口１はポンプ２の吸気端に接続され、
ポンプ２の出力ガスは除湿器３に供給される。除湿器３
の出力ガスはガス冷却器４に供給され、ガス冷却器４の
出力ガスはセンサセル５に供給される。
ポンプ２の出力ガスは除湿器３に供給される。除湿器３
の出力ガスはガス冷却器４に供給され、ガス冷却器４の
出力ガスはセンサセル５に供給される。
【００１４】センサセル５の内部には匂いセンサ６が設
けられ、センサセル５の出力ガスは排気口９に接続され
る。また、センサセル５にはセンサセル冷却器７が設け
られ、匂いセンサ６の出力信号は測定回路８に接続さ
れ、出力信号１００として測定回路８から出力される。
けられ、センサセル５の出力ガスは排気口９に接続され
る。また、センサセル５にはセンサセル冷却器７が設け
られ、匂いセンサ６の出力信号は測定回路８に接続さ
れ、出力信号１００として測定回路８から出力される。
【００１５】ここで、図１に示す実施例の動作を図２を
用いて説明する。図２は温度に対するＰＶＣブレンド脂
質膜へのアミルアセテート分子の吸着量を示す特性曲線
図である。
用いて説明する。図２は温度に対するＰＶＣブレンド脂
質膜へのアミルアセテート分子の吸着量を示す特性曲線
図である。
【００１６】まず、ポンプ２は吸気口１から被測定ガス
を吸引して除湿器３に導入する。この除湿器３には例え
ば膜式除湿器等が用いられ、導入された被測定ガス中に
含まれる水分を取り除く。
を吸引して除湿器３に導入する。この除湿器３には例え
ば膜式除湿器等が用いられ、導入された被測定ガス中に
含まれる水分を取り除く。
【００１７】除湿器３から出力される被測定ガスはガス
冷却器４に供給される。このガス冷却器４は例えばペル
チェ素子等を用いて構成され、供給された被測定ガスの
温度を”０度”に冷却する。
冷却器４に供給される。このガス冷却器４は例えばペル
チェ素子等を用いて構成され、供給された被測定ガスの
温度を”０度”に冷却する。
【００１８】一方、センサセル５もペルチェ素子等で構
成されたセンサセル冷却器７により被測定ガスの温度と
同じ”０度”に冷却されており、この中にガス冷却器４
の出力ガスが供給される。また、排気口９からは被測定
ガスが順次排気される。
成されたセンサセル冷却器７により被測定ガスの温度と
同じ”０度”に冷却されており、この中にガス冷却器４
の出力ガスが供給される。また、排気口９からは被測定
ガスが順次排気される。
【００１９】被測定ガス中の匂い物質はセンサセル５内
に設けられた匂いセンサ６のガス吸着膜に吸着して、匂
いセンサ６の共振周波数を変化させる。この共振周波数
変化を測定回路８は検出して出力信号１００として外部
に出力する。
に設けられた匂いセンサ６のガス吸着膜に吸着して、匂
いセンサ６の共振周波数を変化させる。この共振周波数
変化を測定回路８は検出して出力信号１００として外部
に出力する。
【００２０】ガスの測定環境としては通常室温程度で行
われるが図２から分かるように匂いセンサ６の温度を低
くすると匂いセンサ６（ＰＶＣブレンド膜）への匂い物
質（アミルアセテート分子）の吸着量が増加する。
われるが図２から分かるように匂いセンサ６の温度を低
くすると匂いセンサ６（ＰＶＣブレンド膜）への匂い物
質（アミルアセテート分子）の吸着量が増加する。
【００２１】例えば、匂いセンサ６の温度が”０度”の
場合、”４０度”の場合と比較して約２０倍程度吸着量
が増加する。言い換えれば、匂いセンサ６の感度が２０
倍程度向上することになる。
場合、”４０度”の場合と比較して約２０倍程度吸着量
が増加する。言い換えれば、匂いセンサ６の感度が２０
倍程度向上することになる。
【００２２】この結果、ガス冷却器４及びセンサセル冷
却器７を用いてガスの測定に際し被測定ガス及び匂いセ
ンサ６を冷却することにより、匂いセンサ６の感度を飛
躍的に向上させることが可能になる。
却器７を用いてガスの測定に際し被測定ガス及び匂いセ
ンサ６を冷却することにより、匂いセンサ６の感度を飛
躍的に向上させることが可能になる。
【００２３】また、ガス冷却器４の前段に除湿器３を設
けることにより、被測定ガスの冷却に伴う結露等による
匂いセンサ６の誤動作が防止できる。
けることにより、被測定ガスの冷却に伴う結露等による
匂いセンサ６の誤動作が防止できる。
【００２４】さらに、温度制御回路等を設けて被測定ガ
スと匂いセンサ６の温度を一定温度に制御することによ
り匂いセンサ６の温度ドリフトの影響を取り除くことが
可能になる。
スと匂いセンサ６の温度を一定温度に制御することによ
り匂いセンサ６の温度ドリフトの影響を取り除くことが
可能になる。
【００２５】また、従来の匂いセンサ６のガス吸着膜に
は前述のようにＰＶＣ、脂質及び可塑剤を組み合わせる
ことにより構成していた。ここで、可塑剤としてフタル
酸ジオクチル（以下、ＤＯＰと呼ぶ。）を用いたものは
応答特性は良いものの、高温で保存等した場合にセンサ
感度が低下してしまうと言う問題点があった。
は前述のようにＰＶＣ、脂質及び可塑剤を組み合わせる
ことにより構成していた。ここで、可塑剤としてフタル
酸ジオクチル（以下、ＤＯＰと呼ぶ。）を用いたものは
応答特性は良いものの、高温で保存等した場合にセンサ
感度が低下してしまうと言う問題点があった。
【００２６】図３は可塑剤としてＤＯＰとフタル酸ジイ
ソデシル（以下、ＤＩＤＰと呼ぶ。）を用い、匂いセン
サ製造直後に温度”６０度”、湿度”９５％ＲＨ”の条
件下で２日間保存した場合の感度及び応答速度を示す表
である。
ソデシル（以下、ＤＩＤＰと呼ぶ。）を用い、匂いセン
サ製造直後に温度”６０度”、湿度”９５％ＲＨ”の条
件下で２日間保存した場合の感度及び応答速度を示す表
である。
【００２７】図３から分かるように可塑剤としてＤＩＤ
Ｐを用いた場合にはＤＯＰと比較して応答特性は「３０
秒以下」から「１分以下」と同様に変化し、感度に関し
ては可塑剤がＤＯＰの場合「８５％」の感度低下がある
のに対して可塑剤がＤＩＤＰの場合「４３％」の感度低
下で済むことが分かる。
Ｐを用いた場合にはＤＯＰと比較して応答特性は「３０
秒以下」から「１分以下」と同様に変化し、感度に関し
ては可塑剤がＤＯＰの場合「８５％」の感度低下がある
のに対して可塑剤がＤＩＤＰの場合「４３％」の感度低
下で済むことが分かる。
【００２８】この結果、可塑剤としてＤＩＤＰを用いて
匂い吸着膜を構成することにより、応答特性を損なうこ
となく保存等による感度低下の割合を低減することが可
能になる。
匂い吸着膜を構成することにより、応答特性を損なうこ
となく保存等による感度低下の割合を低減することが可
能になる。
【００２９】また、さらに、前記「特願平５ー３０４９
４０」では匂い吸着膜の構成要素として「脂質」は必須
であったがその後の実験により、「脂質」は必ずしも必
要ではない。
４０」では匂い吸着膜の構成要素として「脂質」は必須
であったがその後の実験により、「脂質」は必ずしも必
要ではない。
【００３０】従って、匂い吸着膜をＰＶＣ及びＤＩＤＰ
で構成することにより、応答特性を損なうことなく保存
等による感度低下を防止することができる。
で構成することにより、応答特性を損なうことなく保存
等による感度低下を防止することができる。
【００３１】なお、被測定ガス及びセンサセル５の冷却
温度を”０度”としたが勿論この値に限る訳ではない。
温度を”０度”としたが勿論この値に限る訳ではない。
【００３２】また、匂い吸着膜の成分に関してはＰＶＣ
と可塑剤との２成分であれば良く、可塑剤をＤＩＤＰに
限定するものではない。
と可塑剤との２成分であれば良く、可塑剤をＤＩＤＰに
限定するものではない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項１の発明
に関しては、ガス冷却器及びセンサセル冷却器を用いて
ガスの測定に際し被測定ガス及び匂いセンサを冷却する
ことにより、匂いセンサの感度を飛躍的に向上させるこ
とが可能なガス測定装置が実現できる。
本発明によれば次のような効果がある。請求項１の発明
に関しては、ガス冷却器及びセンサセル冷却器を用いて
ガスの測定に際し被測定ガス及び匂いセンサを冷却する
ことにより、匂いセンサの感度を飛躍的に向上させるこ
とが可能なガス測定装置が実現できる。
【００３４】また、請求項２の発明に関しては、ガス冷
却器の前段に除湿器を設けることにより、被測定ガスの
冷却に伴う結露等による匂いセンサの誤動作が防止でき
る。
却器の前段に除湿器を設けることにより、被測定ガスの
冷却に伴う結露等による匂いセンサの誤動作が防止でき
る。
【００３５】また、請求項３の発明に関しては、匂い吸
着膜をＰＶＣ及びＤＩＤＰにより構成することにより、
応答特性を損なうことなく感度低下を防止することがで
きる。
着膜をＰＶＣ及びＤＩＤＰにより構成することにより、
応答特性を損なうことなく感度低下を防止することがで
きる。
【００３６】さらに、請求項４の発明に関しては、匂い
吸着膜をＰＶＣ及びＤＩＤＰにより構成することによ
り、応答特性を損なうことなく感度低下を防止すること
ができると共に被測定ガス及び匂いセンサを冷却するこ
とにより、匂いセンサの感度を飛躍的に向上させること
等が可能になる。
吸着膜をＰＶＣ及びＤＩＤＰにより構成することによ
り、応答特性を損なうことなく感度低下を防止すること
ができると共に被測定ガス及び匂いセンサを冷却するこ
とにより、匂いセンサの感度を飛躍的に向上させること
等が可能になる。
【図１】本発明に係るガス測定装置の一実施例を示す構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
【図２】温度に対するＰＶＣブレンド脂質膜へのアミル
アセテート分子の吸着量を示す特性曲線図である。
アセテート分子の吸着量を示す特性曲線図である。
【図３】可塑剤としてＤＯＰとＤＩＤＰを用い、匂いセ
ンサ製造直後に温度”６０度”、湿度”９５％ＲＨ”の
条件下で２日間保存した場合の感度及び応答速度を示す
表である。
ンサ製造直後に温度”６０度”、湿度”９５％ＲＨ”の
条件下で２日間保存した場合の感度及び応答速度を示す
表である。
１ 吸気口 ２ ポンプ ３ 除湿器 ４ ガス冷却器 ５ センサセル ６ 匂いセンサ ７ センサセル冷却器 ８ 測定回路 ９ 排気口 １００ 出力信号
Claims (4)
- 【請求項１】ガス吸着膜への匂い物質の吸着による共振
周波数の変化に基づき前記匂い物質を検出するガス測定
装置において、 被測定ガスを冷却する第１の冷却器と、 前記ガス吸着膜が設けられた水晶振動子若しくは表面弾
性波素子から構成される匂いセンサと、 この匂いセンサを冷却する第２の冷却器と、 前記匂いセンサの出力に基づき前記匂い物質の濃度を測
定する測定回路とを備えたことを特徴とするガス測定装
置。 - 【請求項２】被測定ガスを冷却する第１の冷却器の前段
に除湿器を備えたことを特徴とする特許請求の範囲請求
項１記載のガス測定装置。 - 【請求項３】ガス吸着膜への匂い物質の吸着による共振
周波数の変化に基づき前記匂い物質を検出するガス測定
装置において、 水晶振動子若しくは表面弾性波素子と、 この水晶振動子若しくは表面弾性波素子に設けられたポ
リ塩化ビニル及びフタル酸ジイソデシルから形成される
ガス吸着膜とから構成される匂いセンサを備えたことを
特徴とするガス測定装置。 - 【請求項４】ガス吸着膜としてポリ塩化ビニル及びフタ
ル酸ジイソデシルから形成されるガス吸着膜を用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲請求項１及び請求項２記
載のガス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32289395A JP2853622B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | ガス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32289395A JP2853622B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | ガス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159594A true JPH09159594A (ja) | 1997-06-20 |
| JP2853622B2 JP2853622B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=18148797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32289395A Expired - Fee Related JP2853622B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | ガス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853622B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106062545A (zh) * | 2014-02-27 | 2016-10-26 | 3M创新有限公司 | 低于环境温度的蒸汽传感器和使用方法 |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP32289395A patent/JP2853622B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106062545A (zh) * | 2014-02-27 | 2016-10-26 | 3M创新有限公司 | 低于环境温度的蒸汽传感器和使用方法 |
| JP2017506751A (ja) * | 2014-02-27 | 2017-03-09 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | サブ周囲温度蒸気センサ及びその使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2853622B2 (ja) | 1999-02-03 |
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