JPH1019862A - 匂い検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品検査などの品質管理にも十分耐えられる
感度の高い匂い検知装置を提供する。 【解決手段】 吸入口１０より吸引されたサンプリング
ガスは、フィルタ５で粉塵などが排除された後、流路
ａ，ｉを介して水分除去部６で水分が除去され、吸脱着
部１で匂い物質が吸着される。次に、切換弁４ａ〜４ｄ
を適宜切り換えることで、匂い除去部３において無臭と
なった空気が、流路ｄ，ｅ，を介して吸脱着部１に供給
される。このとき、吸着した匂い物質が脱着し、匂いセ
ンサ部２でその検知が行われるが、匂いセンサ部２に
は、匂い物質が濃縮された状態で供給されることとなる
ので、検知感度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品の品質検査等
に用いられ、大気中の匂い物質等を検知するための匂い
検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、サンプルガス中の固有の物質に感
応する導電性高分子膜を匂いセンサとして用いる研究が
行われており、現在では、金属酸化物半導体若しくは導
電性高分子の抵抗値変化を利用する匂いセンサや、水晶
振動子上に脂質膜若しくは有機膜に感応物質を取り込ん
だ膜を付着した構成の匂いセンサ、さらに、ＳＡＷデバ
イス上に前記感応膜を付着した構成の匂いセンサ等を用
いた匂い検知装置が実用化されている。

【０００３】そして、匂いの基となるサンプルガス中の
物質成分をかかる匂い検知装置により検知することで、
食品の品質管理を行う品質検査装置が広く開発されつつ
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た匂い検知装置はいずれも、人間や犬の鼻等の生物の臭
覚に比べると感度が低くすぎるため、例えば、食品検査
などに用いた場合には、品質管理上問題となる匂いを完
全に検知しきれず、十分な品質管理をなしえないという
問題があった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するために創案
されたもので、食品検査などの品質管理にも十分耐えら
れる感度の高い匂い検知装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる匂い検知装置は、匂い物質に応じた
固有の信号を出力する匂いセンサと、サンプルガスの吸
脱着を行う吸脱着手段と、前記吸脱着手段で脱着された
ガスを前記匂いセンサに導く流路手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【０００７】前記匂いセンサは、ＰＡＴ６（ポリアルキ
ルチオヘン）、ポリピロール、ＰＴＭＳｉＰＡ、ＣＮＰ
ＰＶ等の導電性高分子膜から成ることを特徴とする。

【０００８】前記吸脱着手段は、多孔質ポリマービース
等の吸着剤と、前記吸着剤に無臭ガスを通過させる手段
とからなり、前記吸着剤によりサンプルガス中の匂い物
質を吸着し、前記サンプルガスとは別に無臭ガスを通過
させることにより吸着した匂い物質を脱着することを特
徴とする。

【０００９】なお、脱着に際しては、前記吸着剤を加熱
する加熱手段を併用することが脱着効率を高める上で望
ましい。

【００１０】本発明は、匂い物質に応じて固有の信号を
出力する匂いセンサと、サンプルガスの吸脱着を行う吸
脱着手段と、前記吸脱着手段で脱着されたガスを前記匂
いセンサに導く流路手段と、所定時間サンプルガスを吸
着した後、吸着したガスを脱着するよう前記吸脱着手段
に指示を与える制御手段と、を備えた匂い検知装置とし
ても構成できる。

【００１１】さらに、本発明は、前記制御手段を備え、
或いは備えていない匂い検知装置において、サンプルガ
スを前記吸脱着手段に導く流路上或いは前記吸脱着手段
で脱着されたガスを前記匂いセンサへ導く流路手段上に
水分吸着手段を備えた匂い検知装置としても構成でき
る。

【００１２】前記水分吸着手段は、活性アルミナ、ゼオ
ライト、シリカゲルにより構成されていることを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図４に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例である匂
い検知装置の外観図であり、吸入口１０から吸入したサ
ンプルガスをフィルタ５を介して本体に取り込み匂い検
知を行った後、排出口１２から排出するよう構成されて
おり、本体内部の匂い除去部に空気を供給するための空
気吸入口１１が別に設けられている。

【００１４】図２は、本発明の一実施例である匂い検知
装置の構成図であり、吸入口１０から吸入されたサンプ
ルガスは、フィルタ５で粉塵などが排除され、流路ａを
介して切換弁４ｂにより流路ｂ，ｃ，ｉのいずれかに供
給される。

【００１５】流路ｉには、水分除去部６と吸脱着部１及
びヒータ１ａが配設されており、水分除去部６は、内部
に活性アルミナ、ゼオライト、シリカゲル等の水分吸着
物質を備えている。また、吸脱着部１は、内部に匂い物
質を吸着する多孔質ポリマービースを有し、かかる多孔
質ポリマービースは、例えば、商品名「テナックスＧ
Ｃ」等の市販品を用いることができ、匂い物質の吸着性
に優れていると共に、吸着ガスから匂いセンサ部２の出
力に影響を与える水分を取り除く作用に優れているた
め、吸脱着部１に用いるのが望ましい。

【００１６】ヒータ１ａは、吸脱着部１を加熱するよう
これに近接配置され、コンピュータ９により加熱状態が
を制御されることで、吸脱着部１に吸着されたガスを脱
着効果を高めるのに用いられる。かかる吸着及び脱着動
作により、サンプルガス中の匂い物質を濃縮した状態で
匂いセンサ部２に供給することが可能となり、匂い物質
の検知感度が飛躍的に向上する。

【００１７】流路ｃには、匂いセンサ部２が配設されて
おり、匂いセンサ部２は、ＰＡＴ６（ポリアルキルチオ
ヘン）、ポリピロール、ＰＴＭＳｉＰＡ、ＣＮＰＰＶ等
の単数若しくは複数の導電性高分子膜からなり、これら
は、ガス中の匂い物質に応じた抵抗変化を示し、匂い物
質に応じた検知信号の出力を可能とする。

【００１８】切換弁４ａ〜４ｄは、いずれもコンピュー
タ９によってその動作が制御されるよう構成されてお
り、それらの切り換えパターンは図４に示される通りで
ある。すなわち、切換弁４ａは、（流路ｄ−流路ｅ）及
び（流路ｄ−流路ｂ）の２パターンの切り換えを、切換
弁４ｂは、（流路ｉ−流路ｃ）、（流路ａ−流路ｉ、流
路ｂ−流路ｃ）、及び（流路ｂ−流路ｉ，ｃ）の３パタ
ーンの切り換えを、切換弁４ｃは、（流路ｅ−流路ｉ）
及び（流路ｉ−流路ｆ）の２パターンの切り換えを、さ
らに、切換弁４ｄは、（流路ｇ−流路ｈ）及び（流路
ｇ，ｆ−流路ｈ）の２パターンの切り換えを行うようそ
れぞれ構成されている。

【００１９】流路ｄには、内部に活性炭を有する匂い除
去部３が配設されており、空気吸入口１１より外部空気
を取り入れ無臭ガスとして匂いセンサ部２や吸脱着部１
に送出する。

【００２０】流路ｇには、流速調節器８ａ、８ｂが、ま
た、流路ｈには、ポンプ７がそれぞれ配設されている。
ポンプ７は、吸入口１０或いは空気吸入口１１よりサン
プルガスなどを内部に吸入する動力源となるもので、吸
入されたガスは最終的に排出口１２より外部へ放出され
る。

【００２１】コンピュータ９は、切換弁４ａ〜４ｄの切
り換え制御、及びヒータ１ａの加熱制御を行う制御手段
としての機能と、匂いセンサ部２から出力される検知信
号を解析して匂い物質を特定するデータ処理手段として
の機能を備えている。

【００２２】次に、本発明の作用をコンピュータ９の動
作を示す図３のフローチャート及び図４の切り換えモー
ドを示す図に基づいて説明する。

【００２３】まず、コンピュータ９は、測定に先立ち、
装置をアイドリングモードの状態とし（Ｓ１）、計測指
令が入力されるのを待つ（Ｓ２）。なお、計測指令は、
計測者により不図示のスイッチ等からコンピュータ９に
与えられる指示である。

【００２４】ここで、アイドリングモードは、図４左上
欄に示されるように切換弁４ａ〜４ｄが切り換えられる
と共に、ヒータ１ａがｏｆｆの状態を示し、この状態で
は、図２において、匂い除去部３を通過した無臭の空気
は、流路ｄ，ｅ，吸脱着部１，及び水分除去部６を介し
て匂いセンサ部２に供給され、流路ｇ，ｈを介して排出
口１２から排出される。かかる場合、吸脱着部１、水分
除去部６において水分が除かれた無臭の空気が供給され
るので、匂いセンサ部２の出力はゼロとなる。

【００２５】次に、コンピュータ９は、計測指令を検知
すると、サンプリングガスを吸入するサンプリングモー
ドの状態とする（Ｓ２）。

【００２６】ここで、サンプリングモードは、図４左下
欄に示されるように切換弁４ａ〜４ｄが切り換えられる
と共に、ヒータ１ａがｏｆｆの状態を示し、匂い除去部
３を通過した無臭の空気は、流路ｄ，ｂ，ｃを介して匂
いセンサ部２に供給されると共に、吸入口１０より吸引
されたサンプリングガスは、フィルタ５で粉塵などが排
除された後、流路ａ，ｉを介して水分除去部６で水分が
除去され、さらに、吸脱着部１で匂い物質が吸着された
後、流路ｆ，ｈを介して、排出口１２より排出される。

【００２７】そして、コンピュータ９は、吸脱着部１に
ガスが十分吸着されるのを待って（Ｓ４）、測定モード
１の状態とする（Ｓ５）。なお、サンプルガス中の匂い
物質が吸脱着部１に十分吸着されるのに要する時間は、
既知濃度の標準ガスを逐一吸着時間を変更して吸着さ
せ、それぞれ脱着したガスの濃度を測定しその濃度が飽
和するときの吸着時間を測定することで求められる。

【００２８】ここで、測定モード１は、図４右上欄に示
されるように切換弁４ａ〜４ｄが切り換えられる（上述
したアイドリングモードと同じ）と共に、ヒータ１ａが
ｏｎの状態を示している。この状態では、匂い除去部３
を通過した無臭の空気が、流路ｄ，ｅ，吸脱着部１，水
分除去部６を介して匂いセンサ部２に供給され、流路
ｇ，ｈを介して排出口１２から排出される。このとき、
吸脱着部１に吸着された匂い物質は、無臭空気の通過に
より脱着して、匂いセンサ部２に供給されるため、匂い
センサ部２は、吸着されたガスに含まれる匂い物質に応
じた検知信号を出力する。なお、ヒータ１ａの加熱作用
により吸着されたガスの吸脱着部１からの脱着が促進さ
れる。

【００２９】かかる場合、吸脱着部１から脱着されたガ
スには、サンプリングモードで吸入したサンプリングガ
ス中の匂い物質が濃縮された状態で包含されているの
で、匂いセンサ部２は、サンプリングガス中の匂い物質
を非常に高い濃度で検知することが可能となり、結果的
に検知感度が向上する。

【００３０】次に、コンピュータ９は、匂いセンサ部２
からの検知信号を入力し、所定のデータ処理を施すこと
で、匂い分析を行い、サンプリングガスに含まれる匂い
物質を特定する（Ｓ６）。なお、匂い物質の特定は、種
々の標準ガスに基づきそれぞれ固有の匂いセンサ部２か
らの信号を予め記憶しておき、実際の測定に際して得ら
れた検知信号と記憶されている信号とを比較することで
なされる。これらの演算は、複数センサからの出力が非
線形である場合の多変数解析手法の一手法であるいわゆ
るニューラルネットワークを用いればよい。

【００３１】匂い分析が終了すると、次に、コンピュー
タ９は、匂いセンサ部２に吸着した匂い物質が脱着する
時間または速度を測定するための測定モード２の状態と
する（Ｓ７）。ここで、測定モード２は、図４右下欄に
示されるように切換弁４ａ〜４ｄが切り換えられると共
にヒータ１ａがｏｆｆの状態を示し、この状態では、匂
い除去部３を通過した無臭の空気は、流路ｄ，ｂ，ｃ，
を介して匂いセンサ部２に供給されると共に、流路ｄ，
ｂ，ｉを介して吸脱着部１に供給される。

【００３２】測定モード２の状態で、コンピュータ９
は、匂いセンサ部２の検知出力がゼロになるのを待ち、
ゼロになった時点を匂い物質が匂いセンサ部２から完全
に脱着したものと判断して、再びアイドリングモードに
移行する（Ｓ８）。

【００３３】なお、上述した測定モード２では、匂い除
去部３を通過した無臭の空気が吸脱着部１を通過するの
で、吸脱着部１内の吸着剤のリフレッシュも兼ねること
ができる。

【００３４】そして、上述したＳ１〜Ｓ８の動作を繰り
返すことにより、サンプリングガス中の連続した匂い検
知が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、サンプリングガスの匂
い物質を一定時間吸着させ、脱着したガス中の匂い物質
の測定を行うよう構成したため、感度の高い匂い検知が
可能となり、食品検査などに用いた場合、食品の制度の
高い品質管理などが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる匂い検知装置の外観図である。

【図２】本発明にかかる匂い検知装置の内部構造図であ
る。

【図３】本発明の動作を示すフローチャートである。

【図４】各モードにおける切換弁及びヒータの設定状態
を示す図である。

【符号の説明】

１ 吸着部 ２ 匂いセンサ部 ３ 匂い除去部 ４ａ〜４ｄ 切換弁 ５ フィルタ ６ 水分除去部 ７ ポンプ ８ａ，８ｂ ９ コンピュータ ａ〜ｉ 流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 匂い物質に応じて固有の信号を出力する
   匂いセンサと、サンプルガスの吸脱着を行う吸脱着手段
   と、前記吸脱着手段で脱着されたガスを前記匂いセンサ
   に導く流路手段と、を備えたことを特徴とする匂い検知
   装置。