WO2022176739A1 - センサパッケージ、センサモジュール、及びセンサ装置 - Google Patents

センサパッケージ、センサモジュール、及びセンサ装置 Download PDF

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WO2022176739A1
WO2022176739A1 PCT/JP2022/005139 JP2022005139W WO2022176739A1 WO 2022176739 A1 WO2022176739 A1 WO 2022176739A1 JP 2022005139 W JP2022005139 W JP 2022005139W WO 2022176739 A1 WO2022176739 A1 WO 2022176739A1
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sensor
fluid
sensor package
package
electrode group
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PCT/JP2022/005139
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久 坂井
雅彦 田島
忠智 前原
雅実 吉川
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京セラ株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/02—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0663—Whole sensors

Definitions

  • the present disclosure relates to sensor packages, sensor modules, and sensor devices.
  • a measuring device In order to detect odors in space, a measuring device is known in which a crystal oscillator that functions as a sensor is arranged in the flow path piping (see Patent Document 1). Odor is perceived by living organisms as a single molecule or a group of molecules consisting of different molecules, and it is known that multiple sensors are used to detect odors (see Patent Document 2).
  • a sensor package comprises: a plurality of sensors for detecting a detection target component in the fluid; a container having an internal channel in which the plurality of sensors are provided and through which a fluid flows; and a first surface in which an inlet to the internal channel and an outlet from the internal channel are formed.
  • An electrode group electrically connected to the plurality of sensors is provided on a surface of the container different from the first surface.
  • the sensor module according to the second aspect is A plurality of sensors for detecting a component to be detected in a fluid, an internal channel provided with the plurality of sensors and allowing the fluid to flow, an inlet port to the internal channel and an outlet port from the internal channel are formed. and a sensor package in which the electrode group electrically connected to the plurality of sensors is provided on a surface of the container different from the first surface. a package mounting surface provided with a fluid supply port and a fluid discharge port; a sealing body provided at the supply port and the discharge port for sealing a connecting portion between the supply port and the inlet and a connecting portion between the discharge port and the outlet; a fixing part that detachably fixes the sensor package so as to press the sensor package against the package mounting surface.
  • the sensor device is A plurality of sensors for detecting a component to be detected in a fluid, an internal channel provided with the plurality of sensors and allowing the fluid to flow, an inlet port to the internal channel and an outlet port from the internal channel are formed. and a container comprising a first surface that is connected to the sensor package, wherein the group of electrodes electrically connected to the plurality of sensors is provided on a different surface of the container than the first surface.
  • the sensor module includes a sealing body for sealing, and a fixing portion for detachably fixing the sensor package so as to press the sensor package against the package mounting surface.
  • FIG. 2 is a perspective view of the sensor package of FIG. 1 cut along a plane perpendicular to a second direction;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 2 in a plane perpendicular to the first direction;
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the internal channel of FIG. 2;
  • 3 is a bottom normal perspective view of the sensor package showing the internal flow path of FIG. 2;
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the internal channel of FIG. 2;
  • 2 is a top view of the sensor package of FIG. 1;
  • FIG. 2 is an external view showing a state in which a flexi board is connected to the sensor package of FIG. 1;
  • FIG. 9 is an external view showing the back surface of the sensor package of FIG. 8; 2 is a cross-sectional view of a socket that can mate with the sensor package of FIG. 1; FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the sensor of FIG. 2; FIG. 3 is a cross-sectional view of a plane perpendicular to a first direction of the sensor module of FIG. 2; FIG. 2 is an external view of a sensor module to which the sensor package of FIG. 1 is fixed; FIG. 2 is a partial external view of the sensor module with the sensor package of FIG. 1 removed; FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG.
  • FIG. 13; 15 is an external view showing a state in which the sensor package is mounted on the package mounting surface in FIG. 14 in a normal position and a normal posture;
  • FIG. It is a sectional view in a modification of a sensor package.
  • 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the sensor module of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of fluid flow;
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of fluid flow;
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a sensor module 11 including a sensor package 10 according to one embodiment of the present disclosure.
  • the sensor module 11 may be integrated into a sensor device, for example.
  • the sensor module 11 includes a housing 12, for example. Each functional unit included in the sensor module 11 may be housed in the housing 12 .
  • a fluid may be supplied to the sensor module 11 .
  • the sensor module 11 can calculate the concentration of the first component, which is the detection target component contained in the test fluid, based on the fluid to be tested (test fluid) and the fluid to be compared (control fluid). good.
  • the side to which the fluid is supplied is hereinafter also referred to as the upstream side
  • the side to which the fluid is discharged is also referred to as the downstream side.
  • the sensor module 11 may include a switching section 13 , a sensor package 10 , a measuring section 14 and a pump section 15 inside the housing 12 .
  • the switching section 13 , the sensor package 10 , the measuring section 14 , and the pump section 15 may be arranged in this order from the upstream side in one channel 16 .
  • the flow path 16 may be configured by, for example, a tubular member such as a tube.
  • a first flow path 17a and a second flow path 17b may be further connected to the switching portion 13 on the upstream side.
  • the sensor module 11 may be supplied with fluid from the first flow path 17 a and the second flow path 17 b inside, and may be discharged to the outside from the third flow path 17 c connected to the downstream side of the pump section 15 .
  • a test fluid may be supplied to the first flow path 17a.
  • a control fluid may be supplied to the second channel 17b.
  • An exhaust fluid may be discharged to the third flow path 17c.
  • the first flow path 17a, the second flow path 17b, and the third flow path 17c may be configured by tubular members such as tubes, for example.
  • the switching unit 13 may selectively switch between the open/closed states of the first channel 17a and the second channel 17b. That is, the switching unit 13 can selectively connect either one of the first flow path 17 a and the second flow path 17 b to the flow path 16 . Therefore, when the first channel 17 a is connected to the channel 16 by the switching unit 13 , the second channel 17 b is not connected to the channel 16 . In this case, the test fluid is supplied to the flow path 16 via the first flow path 17a. On the other hand, when the switching unit 13 connects the second flow path 17 b to the flow path 16 , the first flow path 17 a is not connected to the flow path 16 . In this case, channel 16 is supplied with a control fluid via second channel 17b.
  • the switching unit 13 may include, for example, a valve capable of switching between the first flow path 17a and the second flow path 17b.
  • the sensor package 10 has a container 18 and multiple sensors 19 .
  • Sensor package 10 may further comprise a heater 20 .
  • the container 18 has a first surface (first surface) os1.
  • the first surface os1 may be planar or curved.
  • the container 18 may also have a second surface (back surface) os2 and a container side cs.
  • the second surface os2 may be the reverse side of the first surface os1.
  • the container side cs may be a surface between the first surface os1 and the second surface os2, eg a surface connecting the first surface os1 and the second surface os2.
  • the container side surface cs may be a surface extending in the first direction d1.
  • the second surface os2 and the container side cs may be planar or curved.
  • the container 18 may be rectangular parallelepiped.
  • the container 18 may be made of ceramic, plastic, metal, or the like. In this embodiment, when the container 18 is made of ceramic, adsorption of fluid and degassing from the container 18 can be suppressed.
  • the container 18 has an internal channel 21 inside.
  • a plurality of sensors 19 are provided in the internal flow path 21 .
  • the internal channel 21 allows the fluid to flow.
  • the internal flow path 21 may allow the fluid to flow along the linear first direction d1.
  • the internal channel 21 may have a main portion 22 defined by, for example, a tubular inner wall extending along the first direction d1.
  • a portion of the internal channel 21 may be defined by, for example, a planar bottom surface bs.
  • a portion of the internal flow path 21 may be defined by, for example, a planar top surface ts facing the bottom surface bs.
  • the gap gv between the bottom surface bs and the top surface ts may be 1.5 times or more and 3 times or less the height of the sensor 19 described later. By being 1.5 times or more, a space for sufficiently flowing the fluid is ensured. Further, when the ratio is 1.5 times or more, the pressure distribution is made uniform and the output of the sensor 19 is stabilized. By being three times or less, unnecessary enlargement of the sensor package 10 is prevented. In addition, by being 3 times or less, it is possible to reduce the decrease in flow velocity or the stagnation of the fluid. In this embodiment, the distance gv between the bottom surface bs and the top surface ts is twice the height of the sensor 19 . Therefore, in this embodiment, the distance between each sensor 19 fixed to the bottom surface bs and the top surface ts is the same as the height of each sensor 19 .
  • part of the main portion 22 may be defined by side surfaces ss1 perpendicular to the bottom surface bs and parallel to the first direction d1.
  • the side surfaces ss1 may join the bottom surface bs at both ends of the bottom surface bs in a second direction d2 parallel to the bottom surface bs and perpendicular to the first direction d1.
  • the side surface ss1 may be connected to the top surface ts at both ends of the top surface ts in the second direction d2.
  • the interval between both side surfaces ss1, in other words, the width w1 of the internal flow path 21 in the second direction d2 may be 1.5 times or more and 3 times or less the width of the sensor 19 described later.
  • the width w1 of the internal channel 21 is twice the width of the sensor 19 .
  • a stepped portion 23 extending in the first direction d1 may be formed on at least one side surface ss1 of the main portion 22 .
  • stepped portions 23 are formed on both side surfaces ss1.
  • a stepped portion electrode 24 for electrically connecting to the sensor 19 may be provided on the surface s1 of the stepped portion 23 facing the top surface ts.
  • the height of the stepped portion 23 from the bottom surface bs may be equal to or higher than the height of the sensor 19 to be described later.
  • a width w2 in the second direction d2 between the stepped portions 23 formed on both side surfaces ss1 may be 1.1 times or more and 1.5 times or less the width of the sensor 19 described later. By being 1.1 times or more, a space for sufficiently flowing the fluid is ensured.
  • the ratio is 1.1 times or more, the pressure distribution is made uniform and the output of the sensor 19 is stabilized. By being 1.5 times or less, unnecessary enlargement of the sensor package 10 can be prevented.
  • a space for reducing a decrease in the flow velocity is ensured.
  • both ends of the internal flow path 21 in the first direction d1 may be tapered away from the center of the internal flow path 21 when viewed from the normal direction of the bottom surface bs.
  • the container 18 may be formed with an inflow/outlet port 25 near the tip of the tapered shape at both ends.
  • One of the outlets 25 may serve as an inlet for the fluid to the internal flow path 21 .
  • the other of the outlets 25 may function as an outlet for fluid from the internal flow path 21 .
  • the inflow/outflow portion 26 may have the same bottom surface bs and top surface ts as the main portion 22 .
  • the inflow/outlet portion 26 may have the same top surface ts as the main portion 22 and a bottom surface that is parallel to the bottom surface bs of the main portion 22 and closer to the top surface ts.
  • the bottom surface may be continuous with the surface of the stepped portion 23 facing the top surface ts.
  • the inflow/outlet portion 26 may have a side ss2 that bends or bends inwardly in the second direction d2 from the side ss1 of the main portion 22 .
  • the inflow/outflow portion 26 may have a shape symmetrical about a straight line extending in the first direction d1 when viewed from the normal direction of the bottom surface bs.
  • the inflow/outflow portion 26 may have a substantially isosceles triangular shape that communicates with the main portion 22 at the base when viewed from the normal direction of the bottom surface bs.
  • the inflow/outflow portion 26 has a substantially right isosceles triangular shape when viewed from the normal direction of the bottom surface bs.
  • the angle between both side surfaces ss2 of the inflow/outflow portion 26 may be 60° or more and 120° or less. If the angle between both side surfaces ss2 of the inflow/outflow portion 26 is 60° or more, the size of the sensor package 10 can be prevented from increasing. Further, if the angle between both side surfaces ss2 of the inflow/outflow portion 26 is 120° or less, the fluid flowing into the internal flow channel 21 can gradually spread in the second direction d2 as it moves toward the main portion 22, and the flow velocity and It can contribute to the equalization of the internal pressure in the second direction d2.
  • the inlet/outlet 25 may be defined by a cylindrical inner peripheral wall surface perpendicular to the bottom surface bs.
  • the two inlets/outlets 25 may be located on the top surface ts.
  • the two inlets/outlets 25 penetrate to the first surface os1 that is the back surface of the top surface ts. In other words, two inlets 25 are formed in the first surface os1.
  • an electrode group 27 is provided on a surface of the container 18 that is different from the first surface os1.
  • the surface different from the first surface os1 may be a surface that is discontinuous with the first surface os1.
  • Electrode group 27 may include a first electrode group 28 and a second electrode group 29 .
  • the first group of electrodes 28 may be provided on the second surface os2.
  • the second electrode group 29 may be provided at least on a surface between the first surface os and the second surface os2, eg, the container side surface cs.
  • the second electrode group 29 may be provided over the second surface os2 and the container side surface cs.
  • the electrodes 30 forming the first electrode group 28 may be arranged side by side along the first direction d1.
  • the electrodes 31 forming the second electrode group 29 may be arranged side by side along the first direction d1.
  • the electrodes forming the second electrode group 29 may be arranged wider than the electrodes forming the first electrode group 28 .
  • the electrode group 27 is connected to a plurality of step electrodes 24 .
  • the step electrodes 24 are connected to sensor electrodes, so the electrode group 27 is electrically connected to the plurality of sensors 19 .
  • each step electrode 24 is connected to an electrode 30 in the first group of electrodes 28 and an electrode 31 in the second group of electrodes 29 .
  • both the first electrode group 28 and the second electrode group 29 may be capable of outputting the detections of the plurality of sensors 19 .
  • the first electrode group 28 may be connectable to first terminals (FPC terminals) 32 of a flexible printed circuit (FPC: Flexible Printed Circuits) 33 .
  • the first terminal 32 is provided on the FPC 33 .
  • the first terminal 32 may be a terminal for connecting to each electrode 30 in the first electrode group 28 .
  • the first electrode group 28 may be connected to the first terminal 32 by soldering, for example.
  • the first electrode group 28 may be connected to the first terminal 32 with an anisotropic conductive paste or an anisotropic conductive film.
  • the FPC 33 may have second terminals 34 for detachably connecting to the connector 49 of the sensor module 11 .
  • the second electrode group 29 may be connectable to socket terminals 35 .
  • the socket terminal 35 may be a terminal provided in the socket 36 for connecting to each electrode 31 in the second electrode group 29 .
  • the socket 36 may be removably fitted to the sensor package 10 .
  • Each electrode 31 in the second electrode group 29 may be connected to a corresponding socket terminal 35 by fitting the sensor package 10 to the socket 36 .
  • the container 18 may be composed of a body portion 37 and a lid portion 38.
  • Body portion 37 may have a recess defined by bottom surface bs and side surfaces ss1 of main portion 22 and bottom surface bs and side surfaces ss2 of inflow/outlet portion 26 .
  • the inlet/outlet 25 may be formed in the lid portion 38 .
  • the internal flow path 21 may be formed by covering the depression of the body portion 37 with the lid portion 38 .
  • the sensor 19 detects the detection target component in the fluid.
  • the sensor 19 may have a length direction, a width direction, and a height direction. As shown in FIG. 11, the sensor 19 may have a rectangular parallelepiped shape having planes in a combination of two of the length, width and height directions.
  • a detector 39 and a sensor electrode 40 may be provided on the surface of the sensor 19 on one end side in the height direction.
  • the surface on which the detection section 39 and the sensor electrodes 40 are provided will be referred to as a detection surface ds.
  • the sensor electrodes 40 may be positioned near at least one end or both ends of the sensor 19 in the width direction on the detection surface ds.
  • a plurality of detection units 39 may be provided, and may be arranged so as to line up along the length direction and the width direction.
  • the sensor 19 is provided with a plurality of detectors 39 arranged along the length direction and the width direction.
  • the sensor 19 may have equal length and width lengths. The sizes of the plurality of sensors 19, in other words, the lengths in the length direction, width direction, and height direction may be equal.
  • a plurality of sensors 19 may be positioned so as to line up along the first direction d1 in the internal flow path 21 of the container 18 .
  • a plurality of sensors 19 may be fixed so as to be positioned on the bottom surface bs. As shown in FIG. 12, in this specification, being positioned on the bottom surface bs means that the back surface of the detection surface ds of the sensor 19 is in contact with the bottom surface bs.
  • the sensor 19 may be provided on the bottom surface bs so that the length direction is parallel to the first direction d1 and the width direction is parallel to the second direction d2.
  • the sensor electrode 40 may be connected to the stepped electrode 24 positioned in the second direction d2 with respect to the sensor electrode 40 using a connection wiring 41 .
  • the interval between two sensors 19 adjacent to each other in the first direction d1 is preferably 0.1 times or more and 1.0 times or less the length of the sensor 19 .
  • the ratio is 0.1 times or more, the retention of the fluid between the sensors 19 can be suppressed, the replacement time of the fluid inside the internal flow path 21 can be shortened, and the mounting margin space for the sensor 19 can be secured.
  • a decrease in flow velocity is reduced, and unnecessary enlargement of the sensor package 10 is prevented.
  • the detection unit 39 is, for example, film-like.
  • the detector 39 may be particularly sensitive to certain components. At least one of the detection units 39 in the plurality of sensors 19 reacts particularly strongly to the first component, which is the component to be detected. That is, at least one of the detection units 39 in the plurality of sensors 19 detects the detection target component in the fluid.
  • the detector 39 outputs a signal by, for example, adsorbing a specific component contained in the fluid.
  • the detection unit 39 is made of, for example, a polymer material such as polystyrene, chloroprene rubber, polymethyl methacrylate or nitrocellulose, a semiconductor material such as tin oxide or indium oxide, or the like.
  • the detector 39 outputs a signal corresponding to the reaction with the specific component. This signal is output as a voltage value, for example.
  • heater 20 may heat internal channel 21 and sensor 19 .
  • the heater 20 may be lined with the container 18 .
  • the heater 20 may be positioned on the bottom surface bs side of the internal flow path 21 .
  • the heater 20 is embedded in the body portion 37 .
  • the heater 20 is, for example, a high resistance metal heater or a ceramic heater.
  • the sensor package 10 can be detachably fixed to the sensor module 11 by the fixing portion 44 .
  • the flow path 16 and the inlet/outlet 25 may be connected.
  • the sensor package 10 and the controller 50 may be connected by connecting the second terminal 34 to a connector 49 to be described later.
  • the sensor module 11 includes a package mounting surface 42, a sealing body 10, and a sealing body 10 for fixing the sensor package 10 so as to connect the flow path 16 of the sensor module 11 and the inlet/outlet 25 of the sensor package 10. 43 and a fixing portion 44 .
  • the sensor module 11 may also have a connector 49 to electrically couple with the second terminal 34 .
  • the package mounting surface 42 may be the bottom surface of a recessed portion 52 recessed from the plane of a part of the housing 12 .
  • the recess 52 may be shaped to fit the sensor package 10 .
  • a supply port 45 and a fluid discharge port 46 for the sensor package 10 may be provided on the package mounting surface 42 .
  • the sensor package 10 may be mounted on the package mounting surface 42 such that the sensor package 10 and the recess 52 are fitted.
  • the mounting position and mounting posture of the sensor package 10 on the package mounting surface 42 in a state where the sensor package 10 is fitted in the recessed portion 52 may be predetermined as a normal position and a normal posture.
  • the inflow/outlet 25 functioning as an inflow port and the supply port 45 may be connected, and the inflow/outflow port 25 and the discharge port 46 functioning as an outflow port may be connected. .
  • the seals 43 may be provided at the supply port 45 and the discharge port 46 .
  • the sealing body 43 may be, for example, an annular elastic body such as an O-ring.
  • the sealing body 43 may seal the connecting portion of the inflow/outlet port 25 and the supply port 45 functioning as an inflow port.
  • a seal 43 may seal the connecting portion of the inlet/outlet 25 and the outlet 46, which functions as an outlet.
  • the fixing portion 44 may fix the sensor package 10 by pressing it against the package mounting surface 42 .
  • the sensor package 10 may be removed from the sensor module 11 by opening the fixing portion 44 .
  • the fixed part 44 may have a plate-like part 47 as shown in FIG.
  • the plate-like portion 47 may be pivoted about a straight line parallel to the package mounting surface 42 and may be openable/closable with respect to the package mounting surface 42 .
  • the plate-like portion 47 may have a stepped portion 48 on a surface facing the package mounting surface 42 when the plate-like portion 47 is closed.
  • the step portion 48 may press a portion of the second surface os2 while the sensor package 10 is placed on the package placement surface 42 in the normal position and posture.
  • a portion of the second surface os2 may be, for example, an area outside the first group of electrodes 28 .
  • a portion of the second surface may be an area outside the FPC 33 .
  • the sensor module 11 may have at least one of the connector 49 and socket 36 for indirectly connecting to the electrode group 27 of the sensor package 10 .
  • the sensor module 11 may have a connector 49 for detachably connecting to the second terminal 34 of the FPC 33 connected to the first electrode group 28 of the sensor package 10.
  • the connector 49 may be connected to the controller 50, which will be described later.
  • the sensor package 10 may be electrically connected to the controller via the FPC 33 .
  • the sensor 19 may be electrically connected to the controller 50 via the connection wiring 41 , the step electrode 24 , the first electrode group 28 , the FPC 33 and the connector 49 .
  • the sensor module 11 may have a socket 36 including socket terminals 35 for connecting to the second electrode group 29 of the sensor package 10 .
  • the socket 36 may be provided in the plate-like portion 47 instead of the stepped portion 48 on a surface facing the package mounting surface 42 when the plate-like portion 47 is closed.
  • the sensor package 10 and the controller 50 may be electrically connected via the socket 36 by connecting the flow path of the module 11 .
  • the socket terminal 35 may be connected to the first terminal 32 of the FPC 33 instead of the first electrode group 28 .
  • the sensor package 10 may be electrically connected to the controller through the socket 36 and the FPC 33 by inserting the sensor package 10 into the socket 36 and connecting the second terminals 34 of the FPC 33 to the connector 49 .
  • the sensor 19 may be electrically connected to the controller 50 via the connection wiring 41 , the step electrode 24 , the first electrode group 28 , the FPC 33 and the connector 49 .
  • the socket terminal 35 may be directly connected to the control unit 50, which will be described later.
  • the sensor package 10 may be electrically connected to the controller via the socket 36 by inserting the sensor package 10 into the socket 36 .
  • the sensor 19 may be electrically connected to the controller 50 via the socket 36 .
  • the measurement unit 14 may be configured including a sensor capable of measuring predetermined properties or conditions regarding the fluid supplied to the sensor module 11 .
  • the predetermined properties or conditions regarding the fluid may be properties or conditions that can affect the detection accuracy of the fluid in the sensor package 10 .
  • Predetermined properties or conditions of the fluid may include, for example, any of the temperature and humidity of the fluid. In this specification, the predetermined properties or conditions regarding the fluid are described below as being the temperature and humidity of the fluid.
  • the measurement unit 14 may be configured including a thermo-hygrometer, for example. A thermohygrometer may measure the temperature and humidity of a fluid in a manner known in the art.
  • the signal from the detection unit 39 can also be corrected based on the temperature and humidity of the fluid measured by the measurement unit 14 .
  • the sensor module 11 does not necessarily have to include the measuring section 14 .
  • the sensor module 11 can calculate the concentration of the component to be detected without the measurement unit 14 .
  • the pump section 15 may draw the fluid supplied to the sensor module 11 from the upstream side to the downstream side and discharge it to the outside of the sensor module 11 . That is, the fluid supplied to the sensor module 11 from the first flow path 17a or the second flow path 17b by the suction of the pump section 15 passes through the switching section 13, the sensor package 10, the measurement section 14, and the pump section 15. , to the outside of the sensor module 11 via the third flow path 17c.
  • the pump unit 15 can control the amount of fluid drawn. By controlling the amount of fluid drawn in by the pump unit 15, the flow velocity of the fluid flowing through the channel 16, for example, is controlled.
  • the pump unit 15 may control the amount of fluid drawn in, for example, so as to suppress changes in the flow velocity of the fluid in the flow path 16 .
  • the pump section 15 may be configured including, for example, a piezo pump.
  • the pump section 15 may be configured including one pump.
  • the pump section 15 may be configured including a plurality of pumps. In this case, a plurality of pumps may be arranged in parallel with respect to the fluid flow.
  • the sensor module 11 may further include an electronic circuit board inside the housing 12 .
  • the electronic circuit board may mount a control unit 50, a storage unit 51, and the like of the sensor module 11, which will be described later.
  • FIG. 18 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the sensor module 11 of FIG.
  • the sensor module 11 of FIG. 18 may include a control section 50, a storage section 51, a switching section 13, a sensor package 10, a measuring section 14, and a pump section 15.
  • the switching section 13 may receive a control signal from the control section 50 and switch between the first flow path 17a and the second flow path 17b based on the control signal.
  • channel 16 may be supplied with either a test fluid or a control fluid.
  • the sensor package 10 may transmit/receive input/output signals to/from each sensor 19 to/from the control unit 50 .
  • the measurement unit 14 may transmit and receive signals of measured information to and from the control unit 50 .
  • the pump unit 15 may receive control signals from the control unit 50 .
  • the pump section 15 may draw the fluid downstream based on the control signal.
  • the pump unit 15 may draw the fluid by a drawing amount according to the control signal.
  • the control unit 50 is, for example, a processor that controls and manages the sensor module 11 as a whole, including each functional block of the sensor module 11 .
  • the control unit 50 may be configured by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) that executes a program defining control procedures.
  • a program may be stored in the storage unit 51 or an external storage medium connected to the sensor module 11, for example.
  • the control unit 50 may calculate the concentration of the detection target component in the test fluid based on the signal output from the sensor package 10 .
  • the control unit 50 may further calculate the concentration of the component to be detected in the test fluid based on the signal output from the measurement unit 14 .
  • the reactivity of the component to be detected in each sensor 19 of the sensor package 10 may change.
  • the control unit 50 can calculate the concentration of the detection target component in consideration of reactivity. Therefore, the calculation accuracy of the concentration of the component to be detected can be improved.
  • the control unit 50 may convert analog signals output from the plurality of sensors 19 and the measurement unit 14 into digital data.
  • the control section 50 may store the converted digital data in the storage section 51 .
  • the control unit 50 may be controlled by a control device such as a personal computer, which is an external device of the sensor module 11 .
  • the storage unit 51 can be composed of a semiconductor memory, a magnetic memory, or the like.
  • the storage unit 51 stores various information and/or programs for operating the sensor module 11, and the like.
  • the storage unit 51 may function as a work memory.
  • test fluid is supplied to the first flow path 17a.
  • the test fluid is human exhalation
  • the fluid to be tested is not limited to human exhalation, and can be any fluid to be tested.
  • the component to be detected is, for example, acetone, ethanol, carbon monoxide, or the like.
  • the components to be detected are not limited to the examples given here.
  • the test fluid contains a noise component (noise gas), which is the second component.
  • a noise component is a component other than the detection target component. Noise components include, for example, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, and water vapor, all components other than the components to be detected.
  • a reference fluid (refresh gas) is supplied to the second flow path 17b.
  • a control fluid can be, for example, a fluid substantially free of the component to be detected.
  • substantially free of detection target components means that the detection target components are not included at all, and that the content of the detection target components in the control fluid is extremely small compared to the content of the detection target components in the test fluid. , means that it is included even if it is considered not to be substantially included.
  • air can be used as a control fluid, for example.
  • the control fluid is not limited to air. Control fluids include noise components such as oxygen, carbon dioxide, nitrogen and water vapor.
  • the control unit 50 keeps the amount of withdrawal of the pump unit 15 constant, and switches the switching unit 13 between the first flow path 17a and the second flow path 17b at regular time intervals.
  • the fixed time interval may be appropriately determined according to, for example, the type or properties of the fluid to be tested. Here, as an example, it is assumed that the fixed time interval is 5 seconds. Therefore, the control unit 50 controls the switching unit 13 to switch the flow path connected to the flow path 16 between the first flow path 17a and the second flow path 17b every five seconds.
  • FIGS. 19 and 20 are diagrams schematically showing an example of fluid flow.
  • FIG. 19 shows an example in which the first channel 17 a is connected to the channel 16 .
  • FIG. 20 shows an example in which the second flow path 17b is connected to the flow path 16.
  • each detection portion 39 in each sensor 19 of the sensor package 10 reacts with the components contained in the test fluid.
  • Each sensor 19 outputs a signal (first signal) corresponding to the component of the fluid to be tested including the component to be detected and the noise component.
  • each sensor 19 of sensor package 10 reacts with a component contained in the control fluid.
  • Each sensor 19 outputs a signal (second signal) corresponding to the composition of the control fluid including the noise component.
  • the first signal and the second signal are signals supplied to the control unit 50 by the reaction of the sensor package 10 with the test fluid and the control fluid, respectively. Both the test fluid and the control fluid contain noise components. Therefore, both the first signal and the second signal reflect similar responsiveness to noise components contained in the fluid supplied to the sensor package 10 .
  • the test fluid contains the detection target component
  • the control fluid does not contain the detection target component. Therefore, it can be said that the first signal is a signal that reflects the reactivity to the detection target component, whereas the second signal is a signal that does not substantially reflect the reactivity to the detection target component. Therefore, it can be considered that the difference between the first signal and the second signal output from the sensor package 10 is substantially the concentration of the detection target component contained in the test fluid.
  • the control unit 50 can calculate the concentration of the detection target component based on this difference.
  • the sensor package 10 of the present embodiment configured as described above includes an internal channel 21 in which a plurality of sensors 19 are provided and through which a fluid flows, an inflow port to the internal channel 21 and an outlet from the internal channel 21.
  • a container 18 having a first surface os1 in which an outlet is formed, and an electrode group 27 electrically connected to a plurality of sensors 19 is provided on a surface of the container 18 different from the first surface os1. .
  • the sensor package 10 can easily connect the inflow/outlet 25 and the electrode group 27 functioning as the inflow/outflow to the sensor module 11 . Therefore, sensor package 10 can be easily replaced from sensor module 11 .
  • the electrode group 27 has a first electrode group 28 and a second electrode group 29 capable of outputting the detection of a plurality of sensors 19 from any of them, and the first electrode group 28 is provided on the back surface (second surface os2) of the first surface os1, and the second electrode group 29 is provided on the surface between the first surface os1 and the back surface.
  • sensor package 10 can be electrically connected to sensor module 11 having either first terminals 32 or socket terminals 35 .
  • the sensor module 11 of this embodiment includes a sealing body 43 that seals a connecting portion between the inflow port 25 and the supply port 45 functioning as an inflow port and a connecting portion between the inflow port 25 and the discharge port 46 functioning as an outflow port. and a fixing portion 44 for detachably fixing the sensor package 10 so as to press it against the package mounting surface 42 .
  • the sensor module 11 fixes the sensor package 10 in a state in which the inflow/outlet 25 and the supply port 45 functioning as inflow ports and the inflow/outflow port 25 and the discharge port 46 functioning as outflow ports are easily connected. obtain.
  • the fixed portion 44 has a plate-like portion 47 that can be opened and closed.
  • the sensor module 11 can easily open and close the fixing portion 44, so that the sensor package 10 can be easily attached and detached.
  • the sensor module 11 of the present embodiment is formed with a recessed portion 52 that fits into the sensor package 10 . Such a configuration allows the sensor module 11 to be easily aligned with the sensor package 10 .
  • the plate-like portion 47 is a stepped portion that can press the sensor package 10 in a part of the rear surface (second surface os2) of the first surface os1 (second surface os2), for example, in an area outside the FPC 33. 48. Since the FPC generally undulates, it is difficult to stably press the sensor package 10 against the package mounting surface 42 by pressing via the FPC 33. Outlet sealing may be compromised. On the other hand, the sensor module 11 having the configuration described above can press the sensor package 10 at a position separated from the FPC 33, so that it can press stably.
  • the sensor package 10 of the present embodiment includes a container 18 having an internal flow path 21 for allowing fluid to flow along the first direction d1, and a sensor located in the internal flow path 21 so as to be aligned along the first direction d1. and a plurality of sensors 19 for detecting a component to be detected in the fluid.
  • the sensor package 10 can reduce overall fluid retention in the internal flow path 21 and shorten the retention time. Therefore, the sensor package 10 may improve the responsiveness of each sensor 19 after fluid has entered the sensor package 10 . Since the responsiveness of each sensor 19 is improved, the sensor package 10 can detect odors due to a combination of detection target components of each of the plurality of sensors 19 with high detection accuracy. Further, in the sensor package 10 having the above configuration, the pressure in the internal flow path 21 is equalized, so detection errors due to differences in pressure to the plurality of sensors 19 are reduced. Therefore, the sensor package 10 can further improve the odor detection accuracy.
  • the plurality of sensors 19 are positioned on the planar bottom surface bs.
  • the sensor package 10 does not form a continuous plane between the bottom surface bs and the detection surface ds of the sensor 19, but has a recessed step with respect to the detection surface ds. This step can homogenize the flow velocity of the fluid between the detection surface ds and the top surface ts. Although such action is not theorized, it is presumed as follows. Since the fluid has viscosity, it is considered that the flow velocity of the fluid flowing along the plane whose entire surface is flat decreases in the vicinity of the plane.
  • a fluid flowing along a surface having a recessed step with respect to the detection surface ds experiences a decrease in flow velocity in the vicinity of the surface where the detection unit 39 is formed due to the recessed step. It is thought that the flow velocity of the fluid between the detection surface ds and the top surface ts can be homogenized.
  • both ends of the internal channel 21 in the first direction d1 are tapered away from the center of the internal channel 21 when viewed from the normal direction of the bottom surface bs,
  • the container 18 is formed with an inflow/outlet port 25 near the tip of the tapered shape at both ends of the internal flow path 21 .
  • the outflow/outlet port 25 is defined by a cylindrical inner peripheral wall surface perpendicular to the bottom surface bs.
  • the sensor package 10 can cause the fluid flowing into the internal channel 21 from the inlet/outlet 25 to collide with the bottom surface bs, so that the pressure in the entire internal channel 21 can be equalized.
  • the fluid easily flows into the space surrounded by the side surface of the sensor 19, the side surface of the step portion 23, and the bottom surface bs.
  • the fluid can easily flow in the space surrounded by the bottom surface bs and between the sensors 19. FIG. As a result of these, the sensor package 10 can suppress stagnation of the fluid and increase the flow velocity of the fluid along the first direction d1.
  • the container 18 includes a body portion 37 having a depression and a lid portion 38 in which the outflow port 25 is formed.
  • a flow path 21 is formed.
  • the container 18 is made of ceramic.
  • the sensor package 10 can prevent the components of the container 18 from being mixed into the fluid due to liquefaction or vaporization of the container 18 body. Therefore, the sensor package 10 can suppress deterioration in detection accuracy of the detection target component.
  • the sensor package 10 of this embodiment includes a heater 20 . Therefore, in the sensor package 10, by heating the internal flow path 21 and the sensor 19 using the heater 20, the fluid adsorbed to the internal flow path 21 and the sensor 19 is desorbed, and the internal flow path 21 can be refreshed. Further, in the sensor package 10, the heater 20 reduces temperature fluctuations in the internal flow path 21, so it is possible to suppress deterioration in detection accuracy of the component to be detected regardless of temperature changes in the fluid to be detected. Further, by changing the temperature of the sensor 19 with the heater 20 to change the detection sensitivity and selectivity of the sensor 19, the detection accuracy of the component to be detected can be improved.
  • stepped portions 23 extending in the first direction d1 are formed on both sides of the bottom surface bs in the second direction d2.
  • the sensor package 10 collects more fluid between the detection surface ds and the top surface ts of the sensor 19, increases the flow velocity, and shortens the fluid arrival time.
  • the connection wiring 41 closer to the side surface ss1 in the second direction d2 than the detection section 39, the fluid can smoothly flow over the detection section 39, and the flow velocity of the fluid on the detection section 39 can be reduced.
  • the side surface ss1 is positioned apart from the sensor 19 along the second direction d2 between the detection surface ds and the top surface ts of the sensor 19 . Therefore, in the sensor package 10, between the surface where the detection portion 39 is formed and the top surface ts, a decrease in the flow velocity of the fluid in the vicinity of the end portion in the second direction d2 is suppressed. It is possible to reduce the difference in flow velocity due to the difference in the position of If the entire side surface ss1 is separated from the sensor 19, the volume of the internal flow path 21 increases and the flow velocity decreases as a whole.
  • the sensor package 10 does not separate the entire side surface ss1 from the sensor 19. Therefore, while suppressing the overall decrease in flow velocity, the difference in flow velocity in the area that contributes to the improvement of the detection accuracy is reduced. can be reduced.
  • the height of the stepped portion 23 with respect to the bottom surface bs is equal to or higher than the height of the sensor 19 .
  • the sensor package 10 narrows the space between the stepped portion 23 and the top surface ts, thereby allowing more fluid to flow over the sensor 19 and increasing the flow velocity.
  • the sensor package 10 can shorten the residence time of the fluid and shorten the detection time difference between the detection units 39 of the sensors 19, thereby improving the detection accuracy of the component to be detected.
  • the sensor electrode 40 and the stepped electrode 24 are connected by the connection wiring 41 in order to transmit the signal output by the detection unit 39 to the outside of the sensor package 10 .
  • This wiring structure suppresses a decrease in the flow velocity of the fluid due to the connection wiring 41 on the sensor 19, and improves the detection accuracy of the component to be detected.
  • the sensor module 11 of the present embodiment draws in the fluid by the pump portion 15 provided in the flow path 16 and supplies the fluid to the sensor package 10 .
  • the fluid supplied to the sensor package 10 is switched between the test fluid and the reference fluid by switching between the first channel 17a and the second channel 17b by the switching unit 13 . Therefore, regardless of whether the fluid supplied to the sensor package 10 is the test fluid or the control fluid, the same pump portion 15 draws the fluid downstream. If the pump that supplies the test fluid to the sensor package 10 is different from the pump that supplies the control fluid, there will be a difference in the amount of supply of the test fluid and the control fluid due to the difference in the performance of each pump. may occur.
  • the fluid supplied to the sensor package 10 is controlled by the single pump unit 15, so that the sensor module 11 is more stable than when different pumps are used for different fluids to be supplied. can be used to supply fluid to the sensor package 10 .
  • conditions for supplying the test fluid and the control fluid to the sensor package 10 tend to be equal.
  • sensor package 10 is more likely to detect test and control fluids under more equal conditions. Therefore, according to the sensor module 11, it is possible to improve the measurement accuracy of the component to be detected.
  • Descriptions such as “first” and “second” in the present disclosure are identifiers for distinguishing the configurations. Configurations distinguished in the description as “first”, “second”, etc. in this disclosure can be interchanged with the numbers in the configuration. The exchange of identifiers is done simultaneously. The configurations are still distinct after the exchange of identifiers. Identifiers may be deleted. Configurations from which identifiers have been deleted are distinguished by codes. The description of identifiers such as “first”, “second”, etc. in this disclosure should not be used as a basis for interpreting the order of the configuration or the existence of lower numbered identifiers.
  • Electrodes forming the first electrode group 31 Electrodes forming the second electrode group 32 Second 1 terminal 33 FPC 34 second terminal 35 socket terminal 36 socket 37 body portion 38 lid portion 39 detection portion 40 sensor electrode 41 connection wiring 42 package mounting surface 43 sealing body 44 fixing portion 45 supply port 46 discharge port 47 plate portion 48 step portion 49 connector 50 control unit 51 storage unit 52 concave portion bs bottom surface cs container side surface d1 first direction d2 second direction ds detection surface os1 first surface os2 second surface s1 surface facing the top surface ss1 side surface of main portion ss2 Side surface of inflow/outflow part ts Top surface w1 Width of internal channel w2 Wid

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Abstract

センサパッケージ１０は複数のセンサ１９と容器１８とを有する。センサ１９は流体中の検出対象成分を検出する。容器１８は内部流路２１と第１の面ｏｓ１とを有する。内部流路２１に複数のセンサ１９を設ける。内部流路２１は流体を流動させる。第１の面ｏｓ１に内部流路２１への流入口２５及び内部流路２１から流出口２５を形成する。複数のセンサ１９と電気的に接続された電極群を容器１８における第１の面ｏｓ１と異なる面に設ける。

Description

センサパッケージ、センサモジュール、及びセンサ装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年２月１７日に日本国に特許出願された特願２０２１－０２３７４０の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本開示は、センサパッケージ、センサモジュール、及びセンサ装置に関するものである。
　空間中のニオイを検出するために、流路配管内にセンサとして機能する水晶振動子を配置した計測装置が知られている（特許文献１参照）。ニオイは、分子単体、または複数の異なる分子からなる分子群に対して生物が知覚するものであり、ニオイの検出のために複数のセンサを用いることが知られている（特許文献２参照）。
特開２０１２－２６９１号公報 国際公開２０１８／２１１６４２号
　第１の観点によるセンサパッケージは、
　流体中の検出対象成分を検出する複数のセンサと、
　前記複数のセンサが設けられ且つ流体を流動させる内部流路と、該内部流路への流入口及び該内部流路からの流出口が形成される第１の面とを有する容器と、を備え、
　前記複数のセンサと電気的に接続された電極群が、前記容器における前記第１の面とは異なる面に設けられる。
　また、第２の観点によるセンサモジュールは、
　流体中の検出対象成分を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサが設けられ且つ流体を流動させる内部流路と、該内部流路への流入口及び該内部流路からの流出口が形成される第１の面とを含む容器と、を有し、前記複数のセンサと電気的に接続された電極群が、前記容器における前記第１の面とは異なる面に設けられるセンサパッケージへの流体の供給口及び排出口が設けられるパッケージ載置面と、
　前記供給口及び前記排出口に設けられ、前記供給口及び前記流入口の接続部分と、前記排出口及び前記流出口の接続部分とを密封する密封体と、
　前記センサパッケージを、前記パッケージ載置面に押圧するように、着脱自在に固定する固定部と、を備える。
　また、第３の観点によるセンサ装置は、
　流体中の検出対象成分を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサが設けられ且つ流体を流動させる内部流路と、該内部流路への流入口及び該内部流路からの流出口が形成される第１の面とを含み容器と、を含み、前記複数のセンサと電気的に接続された電極群が、前記容器における前記第１の面とは異なる面に設けられるセンサパッケージへの流体の供給口及び排出口が設けられるパッケージ載置面と、前記供給口及び前記排出口に設けられ、前記供給口及び前記流入口の接続部分と、前記排出口及び前記流出口の接続部分とを密封する密封体と、前記センサパッケージを、前記パッケージ載置面に押圧するように、着脱自在に固定する固定部と、を有するセンサモジュールを備える。
本実施形態に係るセンサモジュールの概略図である。 図１のセンサパッケージの第２の方向に垂直な面で切断した状態の斜視図である。 図２の主要部分の第１の方向に垂直な面の断面図である。 図２の内部流路を示す斜視図である。 図２の内部流路を示す、センサパッケージを底面の法線方向から透視図である。 図２の内部流路の変形例を示す斜視図である。 図１のセンサパッケージの上面図である。 図１のセンサパッケージにフレキシ基板を接続させた状態を示す外観図である。 図８のセンサパッケージの裏面を示す外観図である。 図１のセンサパッケージに嵌合可能なソケットの断面図である。 図２のセンサの外観を示す斜視図である。 図２のセンサモジュールの第１の方向に垂直な面の断面図である。 図１のセンサパッケージを固定させたセンサモジュールの外観図である。 図１のセンサパッケージを外したセンサモジュールの部分外観図である。 図１３のＸＶ－ＸＶ線に沿って見た断面図である。 図１４においてパッケージ載置面にセンサパッケージを正位置及び正姿勢で載置した状態を示す外観図である。 センサパッケージの変形例における断面図である。 図１のセンサモジュールの概略構成を示す機能ブロック図である。 流体の流れの一例を模式的に示す図である。 流体の流れの一例を模式的に示す図である。
　以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本開示の一実施形態に係るセンサパッケージ１０を含むセンサモジュール１１の概略図である。センサモジュール１１は、例えば、センサ装置に組み込まれてよい。
　センサモジュール１１は、例えば筐体１２を備える。筐体１２内には、センサモジュール１１が備える各機能部が収納されていてよい。センサモジュール１１には、流体が供給されてよい。センサモジュール１１は、検査対象の流体（被検流体）と、比較対象となる流体（対照流体）とに基づき、被検流体中に含まれる検出対象成分である第１成分の濃度を算出できてよい。本明細書において、以下、流体が供給される側を上流側、流体が排出される側を下流側とも表現する。
　センサモジュール１１は、筐体１２内部に、切替部１３と、センサパッケージ１０と、測定部１４と、ポンプ部１５とを備えてよい。センサモジュール１１において、切替部１３と、センサパッケージ１０と、測定部１４と、ポンプ部１５とは、１つの流路１６において、この順で上流側から配置されていてよい。流路１６は、例えばチューブ等の管状の部材により構成されてよい。切替部１３には、さらに第１流路１７ａと第２流路１７ｂとが、上流側に接続されていてよい。センサモジュール１１には、第１流路１７ａおよび第２流路１７ｂから内部に流体が供給され、ポンプ部１５の下流側に接続される第３流路１７ｃから外部に流体が排出されてよい。
　第１流路１７ａには、被検流体が供給されてよい。第２流路１７ｂには、対照流体が供給されてよい。第３流路１７ｃには、排気流体が排気されてよい。第１流路１７ａ、第２流路１７ｂ、および第３流路１７ｃは、例えばチューブ等の管状の部材により構成されてよい。
　切替部１３は、第１流路１７ａおよび第２流路１７ｂの開閉状態を選択的に切替えてよい。すなわち、切替部１３は、第１流路１７ａと第２流路１７ｂとのいずれか一方を、選択的に流路１６に接続することができる。従って、切替部１３により、第１流路１７ａが流路１６に接続されている場合、第２流路１７ｂは流路１６に接続されていない。この場合、流路１６には、第１流路１７ａを介して被検流体が供給される。一方、切替部１３により、第２流路１７ｂが流路１６に接続されている場合、第１流路１７ａは流路１６に接続されていない。この場合、流路１６には、第２流路１７ｂを介して対照流体が供給される。切替部１３は、例えば、第１流路１７ａまたは第２流路１７ｂを切替え可能なバルブを含んで構成されていてよい。
　図２に示すように、センサパッケージ１０は、容器１８および複数のセンサ１９を有する。センサパッケージ１０は、さらに、ヒータ２０を備えてよい。
　容器１８は、第１の表面（第１の面）ｏｓ１を有する。第１の表面ｏｓ１は、平面であってよく、湾曲面であってよい。図３に示すように、容器１８は、更に、第２の表面（裏面）ｏｓ２及び容器側面ｃｓを有してよい。第２の表面ｏｓ２は、第１の表面ｏｓ１の裏面であってよい。容器側面ｃｓは、第１の表面ｏｓ１及び第２の表面ｏｓ２の間の面、例えば、第１の表面ｏｓ１及び第２の表面ｏｓ２を連結する面であってよい。容器側面ｃｓは、第１の方向ｄ１に延びる面であってよい。第２の表面ｏｓ２及び容器側面ｃｓは、平面であってよく、湾曲面であってよい。容器１８は、直方体状であってよい。
　容器１８は、セラミック、プラスチック、金属等によって形成されていてよい。本実施形態において、容器１８が、セラミックで形成される場合、流体の吸着や容器１８からの脱ガスを抑制できる。
　容器１８は、内部流路２１を内部に有する。内部流路２１には、複数のセンサ１９が設けられる。内部流路２１は、流体を流動させる。内部流路２１は、直線状の第１の方向ｄ１に沿って流体を流動させてよい。図４に示すように、内部流路２１は、例えば、第１の方向ｄ１に沿って延びる筒状内壁によって画定される主要部分２２を有してよい。図３に示すように、内部流路２１の一部は、例えば、平面状の底面ｂｓによって画定されてよい。内部流路２１の一部は、例えば、底面ｂｓに対向する平面状の天面ｔｓによって画定されてよい。
　底面ｂｓおよび天面ｔｓの間隔ｇｖは、後述するセンサ１９の高さの１．５倍以上３倍以下であってよい。１．５倍以上であることにより、流体を十分に流動させる空間が確保される。また、１．５倍以上であることにより、圧力分布が均一化されセンサ１９の出力が安定する。３倍以下であることにより、センサパッケージ１０の不必要な大型化が防がれる。また、３倍以下であることにより、流速の低下、又は流体の滞留等を低減し得る。本実施形態においては、底面ｂｓおよび天面ｔｓの間隔ｇｖは、センサ１９の高さの２倍である。したがって、本実施形態において、底面ｂｓに固定されるセンサ１９各々と、天面ｔｓとの間隔は、センサ１９各々の高さと同じである。
　図３に示すように、主要部分２２の一部は、底面ｂｓに垂直且つ第１の方向ｄ１に平行な側面ｓｓ１によって画定されてよい。側面ｓｓ１は、底面ｂｓに平行且つ第１の方向ｄ１に垂直な第２の方向ｄ２における、底面ｂｓの両端において底面ｂｓに連結してよい。側面ｓｓ１は、第２の方向ｄ２における、天面ｔｓの両端において天面ｔｓに連結してよい。両側面ｓｓ１の間隔、言換えると、内部流路２１の第２の方向ｄ２における幅ｗ１は、後述するセンサ１９の幅の１．５倍以上３倍以下であってよい。１．５倍以上であることにより、流体を十分に流動させる空間が確保される。また、１．５倍以上であることにより、圧力分布が均一化され、センサ１９の出力が安定する。また、１．５倍以上であることにより、流速の低下を低減し得る。３倍以下であることにより、センサパッケージ１０の不必要な大型化が防がれる。また、３倍以下であることにより、流速の低下を低減し得る。本実施形態においては、内部流路２１の幅ｗ１は、センサ１９の幅の２倍である。
　主要部分２２において、少なくとも一方の側面ｓｓ１には第１の方向ｄ１に延びる段部２３が形成されていてよい。本実施形態においては、両側面ｓｓ１に段部２３が形成されている。段部２３の天面ｔｓに対向する面ｓ１にはセンサ１９と電気的に接続するための段部電極２４が設けられていてよい。底面ｂｓからの段部２３の高さは、後述するセンサ１９の高さ以上であってよい。両側面ｓｓ１に形成される段部２３間の第２の方向ｄ２における幅ｗ２は、後述するセンサ１９の幅の１．１倍以上１．５倍以下であってよい。１．１倍以上であることにより、流体を十分に流動させる空間が確保される。また、１．１倍以上であることにより、圧力分布が均一化され、センサ１９の出力が安定する。１．５倍以下であることにより、センサパッケージ１０の不必要な大型化が防がれる。また、第２の方向ｄ２におけるセンサ１９および段部２３の天面ｔｓに対向する面が連続することにより、流速の低下を低減するための空間が確保される。
　図５に示すように、内部流路２１の第１の方向ｄ１における両端は、底面ｂｓの法線方向から見て、内部流路２１の中心から離れるほど先細りの形状であってよい。容器１８には、両端の当該先細り形状の先端近傍それぞれに、流出入口２５が形成されていてよい。流出入口２５の一方は、流体の内部流路２１への流入口として機能してよい。流出入口２５の他方は、流体の内部流路２１からの流出口として機能してよい。主要部分２２が、主要部分２２の第１の方向ｄ１における両端において、流出入部分２６に連結されることによって、内部流路２１が前述の先細りの形状を有していてよい。
　流出入部分２６は、主要部分２２と同じ底面ｂｓおよび天面ｔｓを有してよい。または、図６に示すように、流出入部分２６は、主要部分２２と同じ天面ｔｓを有し、主要部分２２の底面ｂｓと平行な、より天面ｔｓに近い底面を有してよい。当該底面は段部２３の天面ｔｓに対向する面と連続してよい。図５に示すように、流出入部分２６は、主要部分２２の側面ｓｓ１から第２の方向ｄ２における内方に屈折または屈曲した側面ｓｓ２を有してよい。流出入部分２６は、底面ｂｓの法線方向から見て、第１の方向ｄ１に延びる直線を軸に線対称な形状であってよい。流出入部分２６は、底面ｂｓの法線方向から見て、底辺において主要部分２２に連通する略二等辺三角形状であってよい。本実施形態において、流出入部分２６は、底面ｂｓの法線方向から見て、略直角二等辺三角形状である。
　流出入部分２６の両側面ｓｓ２の間の角度は、６０°以上１２０°以下であってよい。流出入部分２６の両側面ｓｓ２の間の角度が６０°以上であれば、センサパッケージ１０の大型化が防がれる。また、流出入部分２６の両側面ｓｓ２の間の角度が１２０°以下であれば、内部流路２１に流入する流体が主要部分２２に向かうにつれ徐々に第２の方向ｄ２に広がり得、流速および内圧の第２の方向ｄ２における均等化に寄与し得る。
　図３に示すように、流出入口２５は、底面ｂｓに垂直な筒状の内周壁面によって画定されてよい。２つの流出入口２５は、天面ｔｓに位置してよい。２つの流出入口２５は、天面ｔｓの裏面である第１の表面ｏｓ１まで貫通する。言換えると、２つの流出入口２５は、第１の表面ｏｓ１に形成される。
　図７に示すように、容器１８における第１の表面ｏｓ１とは異なる面に、電極群２７が設けられる。第１の表面ｏｓ１と異なる面は、第１の表面ｏｓ１と不連続である面であってよい。電極群２７は、第１の電極群２８及び第２の電極群２９を含んでよい。第１の電極群２８は、第２の表面ｏｓ２に設けられてよい。第２の電極群２９は、第１の表面ｏｓ及び第２の表面ｏｓ２の間の面、例えば、容器側面ｃｓに少なくとも設けられてよい。第２の電極群２９は、第２の表面ｏｓ２と、容器側面ｃｓとに亘って設けられてよい。
　第１の電極群２８を構成する電極３０は、第１の方向ｄ１に沿って、並んで位置してよい。第２の電極群２９を構成する電極３１は、第１の方向ｄ１に沿って並んで位置してよい。第２の電極群２９を構成する電極は、第１の電極群２８を構成する電極よりも幅広に並んでよい。
　電極群２７は、複数の段部電極２４に接続される。後述するように、段部電極２４はセンサ電極に接続されるので、電極群２７は複数のセンサ１９に電気的に接続される。図３に示すように、各段部電極２４は、第１の電極群２８中の電極３０、及び第２の電極群２９中の電極３１に接続される。例えば、このような構成により、第１の電極群２８及び第２の電極群２９のいずれからも、複数のセンサ１９の検出が出力可能であってよい。
　図８に示すように、第１の電極群２８は、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）３３の第１の端子（ＦＰＣ端子）３２に接続可能であってよい。第１の端子３２は、ＦＰＣ３３に設けられる。第１の端子３２は、第１の電極群２８中の各電極３０に接続するための端子であってよい。第１の電極群２８は、例えば、はんだ付けにより第１の端子３２に接続されてよい。また、第１の電極群２８は、異方性導電ペーストや異方性導電フィルムにより第１の端子３２に接続されてよい。図９に示すように、ＦＰＣ３３は、センサモジュール１１のコネクタ４９に着脱自在に接続するための第２の端子３４を有してよい。
　図１０に示すように、第２の電極群２９は、ソケット端子３５に接続可能であってよい。ソケット端子３５は、ソケット３６に設けられる、第２の電極群２９中の各電極３１に接続するための端子であってよい。ソケット３６は、センサパッケージ１０に着脱自在に嵌合してよい。ソケット３６にセンサパッケージ１０を嵌合させることにより、第２の電極群２９中の各電極３１は、対応するソケット端子３５に接続してよい。
　図２に示すように、容器１８は、本体部３７および蓋部３８によって構成されていてよい。本体部３７は、主要部分２２の底面ｂｓおよび両側面ｓｓ１と流出入部分２６の底面ｂｓおよび両側面ｓｓ２によって画定される窪を有してよい。蓋部３８には、流出入口２５が形成されていてよい。本体部３７の窪を蓋部３８で覆うことにより、内部流路２１が形成されてよい。
　センサ１９は、流体中の検出対象成分を検出する。
　センサ１９では、長さ方向、幅方向、および高さ方向が定められていてよい。図１１に示すように、センサ１９は、長さ方向、幅方向、および高さ方向の中の２方向の組合せの平面を有する直方体形状であってよい。センサ１９の高さ方向の一端側の面に、検出部３９およびセンサ電極４０が設けられていてよい。以後、検出部３９およびセンサ電極４０が設けられる面を検出面ｄｓと呼ぶ。
　センサ電極４０は、検出面ｄｓ上でセンサ１９の幅方向の少なくとも一端近傍あるいは両端に位置してよい。検出部３９は複数であってよく、長さ方向および幅方向に沿って並ぶように配置されていてよい。本実施形態において、センサ１９には長さ方向および幅方向に沿って並ぶ複数の検出部３９が設けられる。センサ１９は、長さ方向および幅方向の長さが等しくてよい。複数のセンサ１９の大きさ、言換えると、長さ方向、幅方向、および高さ方向の長さは等しくてよい。
　複数のセンサ１９は、容器１８の内部流路２１において、第１の方向ｄ１に沿って並ぶように、位置してよい。複数のセンサ１９は、底面ｂｓに位置するように固定されてよい。図１２に示すように、本明細書において、底面ｂｓにおいて位置するとは、センサ１９の検出面ｄｓの裏面が底面ｂｓに接することを意味する。センサ１９は、長さ方向が第１の方向ｄ１に平行且つ幅方向が第２の方向ｄ２に平行になるように、底面ｂｓに設けられてよい。
　センサ電極４０は、当該センサ電極４０に対して第２の方向ｄ２に位置する段部電極２４に接続配線４１を用いて接続されてよい。第１の方向ｄ１において互いに隣接する２つのセンサ１９の間隔は、センサ１９の長さの０．１倍以上１．０倍以下であることが好ましい。０．１倍以上であることにより、センサ１９の間の流体の滞留を抑制し、内部流路２１内における流体の置換時間を速め、センサ１９の実装マージンの空間が確保され得る。１．０倍以下であることにより、流速の低下を低減し、センサパッケージ１０の不必要な大型化が防がれる。
　検出部３９は、例えば、膜状である。検出部３９は、特定の成分に特に大きく反応してよい。複数のセンサ１９における検出部３９のうち少なくともいずれかは、検出対象成分である第１成分に特に大きく反応する。すなわち、複数のセンサ１９における検出部３９のうち少なくともいずれかは、流体中の検出対象成分を検出する。検出部３９は、例えば、流体に含まれる特定の成分を吸着することによって信号を出力する。検出部３９は、例えば、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ポリメチルメタクリレートまたはニトロセルロース等の高分子材料、および酸化スズまたは酸化インジウム等の半導体材料等により構成される。検出部３９は、特定の成分との反応に応じた信号を出力する。この信号は、例えば電圧値として出力される。
　図２に示すように、ヒータ２０は、内部流路２１およびセンサ１９を加熱してよい。ヒータ２０は、容器１８に内層されていてよい。ヒータ２０は、内部流路２１の底面ｂｓ側に位置してよい。本実施形態において、ヒータ２０は本体部３７に内層されている。ヒータ２０は、例えば、高抵抗金属ヒータやセラミックヒータである。
　図１３に示すように、センサパッケージ１０は、固定部４４により着脱自在に、センサモジュール１１に固定され得る。センサパッケージ１０をセンサモジュール１１に固定することにより、流路１６と流出入口２５とが連結されてよい。第２の端子３４を、後述する、コネクタ４９に接続することにより、センサパッケージ１０と制御部５０とが接続されてよい。
　図１４に示すように、センサモジュール１１は、センサモジュール１１の流路１６とセンサパッケージ１０の流出入口２５とを連結するようにセンサパッケージ１０を固定するために、パッケージ載置面４２、密封体４３、及び固定部４４を有してよい。センサモジュール１１は、更に、第２の端子３４と電気的に連結するために、コネクタ４９を有してもよい。
　図１５に示すように、パッケージ載置面４２は、筐体１２の一部の平面から陥凹させた陥凹部５２の底面であってよい。陥凹部５２は、センサパッケージ１０に嵌合する形状であってよい。パッケージ載置面４２には、センサパッケージ１０への流体の供給口４５及び排出口４６が設けられてよい。図１５、１６に示すように、パッケージ載置面４２には、センサパッケージ１０と陥凹部５２とが嵌合するように、センサパッケージ１０が載置されてよい。例えば、陥凹部５２にセンサパッケージ１０を嵌合させた状態で、パッケージ載置面４２へのセンサパッケージ１０の載置位置及び載置姿勢は、正位置及び正姿勢として予め定められていてよい。正位置及び正姿勢でセンサパッケージ１０が載置されることにより、流入口として機能する流出入口２５及び供給口４５が接続し、流出口として機能する流出入口２５及び排出口４６が接続してよい。
　図１４、１５に示すように、密封体４３は、供給口４５及び排出口４６に設けられてよい。密封体４３は、例えば、Ｏリング等の環状の弾性体であってよい。密封体４３は、流入口として機能する流出入口２５及び供給口４５の接続部分を密封してよい。密封体４３は、流出口として機能する流出入口２５及び排出口４６の接続部分を密封してよい。
　図１３に示すように、固定部４４は、センサパッケージ１０をパッケージ載置面４２に押圧することにより固定してよい。固定部４４を開くことにより、センサパッケージ１０はセンサモジュール１１から外され得てよい。
　図１５に示すように固定部４４は、板状部４７を有してよい。板状部４７は、パッケージ載置面４２に平行な直線を軸に軸支されてよく、パッケージ載置面４２に対して開閉可能であってよい。板状部４７は、板状部４７を閉じた状態でパッケージ載置面４２に対向する面に、段部４８を有してよい。
　段部４８は、センサパッケージ１０を正位置及び正姿勢でパッケージ載置面４２に載置した状態で、第２の表面ｏｓ２の一部を押圧してよい。第２の表面ｏｓ２一部は、例えば、第１の電極群２８から外れた領域であってよい。さらには、第２の表面の一部は、ＦＰＣ３３から外れた領域であってよい。
　センサモジュール１１は、センサパッケージ１０の電極群２７に間接的に接続するためのコネクタ４９及びソケット３６の少なくとも一方を有してよい。
　例えば、図１４に示すように、センサモジュール１１は、センサパッケージ１０の第１の電極群２８に接続されたＦＰＣ３３の第２の端子３４に着脱自在に接続するためのコネクタ４９を有してよい。コネクタ４９は、後述する、制御部５０に接続されてよい。コネクタ４９に第２の端子３４を接続することにより、センサパッケージ１０が、ＦＰＣ３３を介して制御部に電気的に接続されてよい。言換えると、センサ１９が、接続配線４１、段部電極２４、第１の電極群２８、ＦＰＣ３３、及びコネクタ４９を介して、制御部５０に電気的に接続されてよい。
　さらに、例えば、図１７に示すように、センサモジュール１１は、センサパッケージ１０の第２の電極群２９に接続するためのソケット端子３５を含むソケット３６を有してよい。ソケット３６は、板状部４７において、段部４８の代わりに、板状部４７を閉じた状態でパッケージ載置面４２に対向する面に設けられてよい。
　又は、ソケット３６をパッケージ載置面４２、陥凹部５２の底面に上向きに置き、センサパッケージ１０をソケット３６に挿入し、板状部４７によりセンサパッケージ１０を固定することにより、センサパッケージ１０とセンサモジュール１１の流路を接続し、ソケット３６を介してセンサパッケージ１０と制御部５０が電気的に接続されてもよい。
　ソケット端子３５は、第１の電極群２８の代わりに、ＦＰＣ３３の第１の端子３２に接続されてよい。センサパッケージ１０をソケット３６に挿入し、ＦＰＣ３３の第２の端子３４をコネクタ４９に接続することにより、センサパッケージ１０がソケット３６及びＦＰＣ３３を介して、制御部に電気的に接続されてよい。言換えると、センサ１９が、接続配線４１、段部電極２４、第１の電極群２８、ＦＰＣ３３、及びコネクタ４９を介して、制御部５０に電気的に接続されてよい。
　又は、ソケット端子３５は、後述する制御部５０に直接接続されてよい。ソケット端子３５が制御部に直接接続される構成において、センサパッケージ１０をソケット３６に挿入することにより、センサパッケージ１０がソケット３６を介して、制御部に電気的に接続されてよい。言換えると、センサパッケージ１０をソケット３６に挿入することにより、センサ１９がソケット３６を介して、制御部５０に電気的に接続されてよい。
　図１において、測定部１４は、センサモジュール１１に供給される流体に関する所定の性質または条件を測定可能なセンサを含んで構成されてよい。流体に関する所定の性質または条件は、センサパッケージ１０における流体の検出精度に影響を与え得る性質または条件であってよい。流体に関する所定の性質または条件は、例えば流体の温度および湿度のいずれかを含んでよい。本明細書では、流体に関する所定の性質または条件は、流体の温度および湿度であるとして、以下説明する。この場合、測定部１４は、例えば温湿度計を含んで構成されていてよい。温湿度計は、従来公知の方式で流体の温度および湿度を測定するものであってよい。測定部１４で測定した流体の温度および湿度より、検出部３９の信号を補正することもできる。ただし、センサモジュール１１は、必ずしも測定部１４を備えていなくてもよい。センサモジュール１１は、測定部１４を備えていなくとも、検出対象成分の濃度を算出することができる。
　ポンプ部１５は、センサモジュール１１に供給される流体を上流側から下流側へ引込み、センサモジュール１１の外部へ排出してよい。すなわち、ポンプ部１５の吸引により、第１流路１７ａまたは第２流路１７ｂからセンサモジュール１１に供給された流体は、切替部１３、センサパッケージ１０、測定部１４、およびポンプ部１５を通って、第３流路１７ｃを介してセンサモジュール１１の外部に排出される。ポンプ部１５は、流体の引込量を制御することができる。ポンプ部１５による流体の引込量の制御により、例えば流路１６内を流れる流体の流速が制御される。ポンプ部１５は、例えば、流路１６内の流体の流速の変化を抑制するように、流体の引込量を制御してよい。ポンプ部１５は、例えばピエゾポンプを含んで構成されていてよい。ポンプ部１５は、１つのポンプを含んで構成されていてよい。ポンプ部１５は、複数のポンプを含んで構成されていてもよい。この場合、複数のポンプは、流体の流れに対して並列に配置されていてよい。
　図１８に示すように、センサモジュール１１は、筐体１２内に、電子回路基板をさらに備えていてよい。電子回路基板は、後述するセンサモジュール１１の制御部５０および記憶部５１等を実装してよい。
　図１８は、図１のセンサモジュール１１の概略構成を示す機能ブロック図である。図１８のセンサモジュール１１は、制御部５０と、記憶部５１と、切替部１３と、センサパッケージ１０と、測定部１４と、ポンプ部１５と、を備えてよい。
　切替部１３は、制御部５０から制御信号を受信し、制御信号に基づいて、第１流路１７ａと第２流路１７ｂとの切替えを行ってよい。これにより、流路１６には、被検流体または対照流体のいずれかが供給されてよい。
　センサパッケージ１０は、各センサ１９との入出力信号を制御部５０とに送受信してよい。
　測定部１４は、測定した情報の信号を制御部５０と送受信してよい。
　ポンプ部１５は、制御部５０から制御信号を受信してよい。ポンプ部１５は、制御信号に基づいて、流体を下流側へ引込んでよい。ポンプ部１５は、制御信号に応じた引込量で流体を引込んでよい。
　制御部５０は、例えば、センサモジュール１１の各機能ブロックをはじめとして、センサモジュール１１の全体を制御および管理するプロセッサである。制御部５０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central processing Unit）等のプロセッサで構成されてよい。このようなプログラムは、例えば、記憶部５１、またはセンサモジュール１１に接続された外部の記憶媒体等に格納されてよい。
　制御部５０は、センサパッケージ１０から出力される信号に基づき、被検流体中における検出対象成分の濃度を算出してもよい。制御部５０は、さらに、測定部１４から出力される信号に基づいて、被検流体中における検出対象成分の濃度を算出してもよい。流体の性質または条件により、センサパッケージ１０の各センサ１９における検出対象成分の反応性が変化し得る。制御部５０は、このように測定部１４から出力される信号に基づいて被検流体中における検出対象成分の濃度を算出する場合、反応性を考慮して検出対象成分の濃度を算出できる。そのため、検出対象成分の濃度の算出精度が向上し得る。
　制御部５０は、複数のセンサ１９及び測定部１４から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換してよい。制御部５０は、変換したデジタルデータを記憶部５１に格納してよい。制御部５０は、センサモジュール１１の外部機器であるパーソナルコンピュータ等制御装置により制御されてよい。
　記憶部５１は、半導体メモリまたは磁気メモリ等で構成され得る。記憶部５１は、各種情報、および／またはセンサモジュール１１を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部５１は、ワークメモリとして機能してもよい。
　次に、制御部５０による、切替部１３の制御と、検出対象成分の濃度の算出の詳細について説明する。
　第１流路１７ａには、被検流体（サンプルガス）が供給される。ここでは、一例として、被検流体が人間の呼気である場合について説明する。ただし、被検流体は、人間の呼気に限られず、任意の検査対象の流体とすることができる。被検流体が人間の呼気である場合、検出対象成分は、例えば、アセトン、エタノールまたは一酸化炭素等である。検出対象成分も、ここで挙げた例に限られない。被検流体には、第２成分であるノイズ成分（ノイズガス）が含まれる。ノイズ成分は、検出対象成分以外の成分である。ノイズ成分には、例えば、酸素、二酸化炭素、窒素および水蒸気等、検出対象成分以外の全ての成分が含まれる。
　第２流路１７ｂには、対照流体（リフレッシュガス）が供給される。対照流体は、例えば検出対象成分を略含まない流体であってよい。ここで、検出対象成分を略含まないとは、検出対象成分を全く含まない場合の他、被検流体における検出対象成分の含有量に対し、対照流体における検出対象成分の含有量が、極めて少なく、実質的に含んでいないと考えてよい程度である場合も含まれることを意味する。被検流体が人間の呼気である場合、対照流体として、例えば空気を使用することができる。ただし、対照流体は空気に限られない。対照流体には、酸素、二酸化炭素、窒素および水蒸気等のノイズ成分が含まれる。
　制御部５０は、ポンプ部１５の引込量を一定とし、一定の時間間隔ごとに、切替部１３を、第１流路１７ａと第２流路１７ｂとで切替える。一定の時間間隔は、例えば被検流体の種類または性質等に応じて適宜定められてよい。ここでは、一例として、一定の時間間隔が５秒間であるとして説明する。従って、制御部５０は、流路１６に接続される流路を、５秒ごとに、第１流路１７ａと第２流路１７ｂとで切替えるように、切替部１３を制御する。
　図１９、２０は、流体の流れの一例を模式的に示す図である。図１９は、流路１６に第１流路１７ａが接続された場合の一例を示す。図２０は、流路１６に第２流路１７ｂが接続された場合の一例を示す。すなわち、ここで説明する例では、図１９の状態と、図２０の状態とが、５秒ごとに交互に繰り返される。図１９、２０における矢印は、流体の流れる方向を示す。
　図１９に示すように、流路１６に第１流路１７ａが接続されている場合、ポンプ部１５の引込みにより、被検流体が第１流路１７ａからセンサパッケージ１０に供給される。この場合、センサパッケージ１０の各センサ１９における各検出部３９が、被検流体中に含まれる成分と反応する。各センサ１９は、検出対象成分とノイズ成分とを含む被検流体の成分に応じた信号（第１信号）を出力する。
　図２０に示すように、流路１６に第２流路１７ｂが接続されている場合、ポンプ部１５の引込みにより、対照流体が第２流路１７ｂからセンサパッケージ１０に供給される。この場合、センサパッケージ１０の各センサ１９が、対照流体中に含まれる成分と反応する。各センサ１９は、ノイズ成分を含む対照流体の成分に応じた信号（第２信号）を出力する。
　第１信号および第２信号は、センサパッケージ１０がそれぞれ被検流体および対照流体と反応することにより制御部５０に供給された信号である。そして、被検流体および対照流体は、いずれもノイズ成分を含む。そのため、第１信号および第２信号とも、センサパッケージ１０に供給される流体に含まれるノイズ成分に対しては、同様の反応性が反映されている。
　これに対し、検出対象成分については、被検流体が検出対象成分を含んでいるのに対し、対照流体は検出対象成分を略含まない。そのため、第１信号は、検出対象成分に対する反応性が反映された信号であるのに対し、第２信号は、検出対象成分に対する反応性が実質的に反映されていない信号であると言える。そのため、センサパッケージ１０から出力される第１信号と第２信号との差分は、実質的に被検流体に含まれる検出対象成分の濃度であると考えることができる。制御部５０は、この差分に基づき、検出対象成分の濃度を算出することができる。
　以上のような構成の本実施形態のセンサパッケージ１０は、複数のセンサ１９が設けられ且つ流体を流動させる内部流路２１と、当該内部流路２１への流入口及び当該内部流路２１からの流出口が形成される第１の表面ｏｓ１とを有する容器１８とを備え、複数のセンサ１９と電気的に接続された電極群２７が容器１８における第１の表面ｏｓ１とは異なる面に設けられる。このような構成により、センサパッケージ１０は、流入口及び流出口として機能する流出入口２５並びに電極群２７を、センサモジュール１１に容易に接続させ得る。それゆえ、センサパッケージ１０は、センサモジュール１１から容易に交換され得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、電極群２７はいずれからも複数のセンサ１９の検出を出力可能な第１の電極群２８及び第２の電極群２９を有し、第１の電極群２８は第１の表面ｏｓ１の裏面（第２の表面ｏｓ２）に設けられ、第２の電極群２９は第１の表面ｏｓ１及び当該裏面の間の面に設けられる。このような構成により、センサパッケージ１０は、第１の端子３２又はソケット端子３５のいずれかを有するセンサモジュール１１に電気的に接続され得る。
　また、本実施形態のセンサモジュール１１は、流入口として機能する流出入口２５及び供給口４５の接続部分と流出口として機能する流出入口２５及び排出口４６の接続部分とを密封する密封体４３と、センサパッケージ１０をパッケージ載置面４２に押圧するように着脱自在に固定する固定部４４とを備える。このような構成によりセンサモジュール１１は、流入口として機能する流出入口２５及び供給口４５、並びに流出口として機能する流出入口２５及び排出口４６を容易に接続した状態で、センサパッケージ１０を固定し得る。
　また、本実施形態のセンサモジュール１１では、固定部４４は開閉可能な板状部４７を有する。このような構成により、センサモジュール１１は、容易に固定部４４を開閉可能であるため、センサパッケージ１０を容易に着脱させ得る。
　また、本実施形態のセンサモジュール１１には、センサパッケージ１０に嵌合する陥凹部５２が形成される。このような構成により、センサモジュール１１は、センサパッケージ１０を容易に位置合わせさせ得る。
　また、本実施形態のセンサモジュール１１では、板状部４７は、第１の表面ｏｓ１の裏面（第２の表面ｏｓ２）の一部、例えばＦＰＣ３３から外れる領域においてセンサパッケージ１０を押圧可能な段部４８を有する。一般的にＦＰＣはうねるため、ＦＰＣ３３を介した押圧では、センサパッケージ１０をパッケージ載置面４２に安定的に押圧することが難しく、供給口４５及び流入口の密封性、並びに排出口４６及び流出口の密封性が低下し得る。一方で、上述の構成を有するセンサモジュール１１は、ＦＰＣ３３から外れた位置でセンサパッケージ１０を押圧し得るので、安定的に押圧し得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０は、第１の方向ｄ１に沿って流体を流動させる内部流路２１を有する容器１８と、第１の方向ｄ１に沿って並ぶように内部流路２１に位置し、流体中の検出対象成分を検出する複数のセンサ１９と、を有する。このような構成により、センサパッケージ１０は、内部流路２１における流体の滞留を全体的に低減させ、滞留時間を短縮し得る。それゆえ、センサパッケージ１０は、センサパッケージ１０への流体の流入後の各センサ１９の応答性を向上し得る。センサパッケージ１０は、各センサ１９の応答性が向上するので、複数のセンサ１９各々の検出対象成分の組合せによるニオイを高い検出精度で検出し得る。また、上述の構成を有するセンサパッケージ１０では、内部流路２１における圧力が均等化されるので、複数のセンサ１９への圧力の違いによる検出誤差を低減させる。したがって、センサパッケージ１０はニオイの検出精度をさらに向上させ得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、複数のセンサ１９は平面状の底面ｂｓに位置する。このような構成により、センサパッケージ１０は、底面ｂｓとセンサ１９の検出面ｄｓとが連続する平面とならずに、検出面ｄｓに対して陥没した段差を生じさせている。この段差により、検出面ｄｓと天面ｔｓとの間の流体の流速が均質化され得る。このような作用は理論付けられているわけではないが、以下のように推定されている。流体は粘性を有するので、全面が平面である面に沿って流動する流体は、当該面近傍における流速が低下するものと考えられる。一方で、上述のセンサパッケージ１０のように、検出面ｄｓに対して陥没した段差を有する面に沿って流動する流体は当該陥没した段差により検出部３９が形成される面近傍における流速の低下が抑制され、検出面ｄｓと天面ｔｓとの間の流体の流速が均質化され得ると考えられる。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、内部流路２１の第１の方向ｄ１における両端は、底面ｂｓの法線方向から見て、内部流路２１の中心から離れる程先細りの形状であり、容器１８には内部流路２１の両端における先細りの形状の先端近傍に、流出入口２５が形成されている。このような構成により、センサパッケージ１０は、内部流路２１の第２の方向ｄ２における圧力および流体の濃度を均等化させ得る。したがって、センサパッケージ１０は、ニオイの検出精度をさらに向上させ得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、流出入口２５は、底面ｂｓに垂直な筒状の内周壁面によって画定されている。このような構成により、センサパッケージ１０は、流出入口２５から内部流路２１に流入する流体を底面ｂｓに衝突させ得るので、内部流路２１全域における圧力を均等化させ得る。また、このような構成により、センサパッケージ１０では、センサ１９の側面と、段部２３の側面と、底面ｂｓとに囲まれた空間に流体が流れやすくなる。また、このような構成により、センサパッケージ１０では、センサ１９の間と底面ｂｓとに囲まれた空間に流体が流れやすくなる。これらの結果、センサパッケージ１０は、流体の滞留を抑制し、流体の第１の方向ｄ１に沿った流速を増加させ得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、容器１８は、窪を有する本体部３７、および流出入口２５が形成されている蓋部３８を含んで構成され、窪を蓋部３８で覆うことにより内部流路２１が形成される。このような構成により、センサパッケージ１０は、簡易な方法で製造され得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、容器１８はセラミックによって形成される。このような構成により、センサパッケージ１０は、容器１８本体の液化または気化等により流体中に容器１８の成分が混入することを抑制させ得る。したがって、センサパッケージ１０は、検出対象成分の検出精度の低下を抑制し得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０は、ヒータ２０を備える。したがって、センサパッケージ１０では、ヒータ２０を用いて内部流路２１およびセンサ１９を加熱することにより、内部流路２１およびセンサ１９に吸着した流体が脱離し、内部流路２１がリフレッシュされ得る。また、センサパッケージ１０では、ヒータ２０により内部流路２１内の温度の変動を低減するので、被検流体の温度変化に関わらず、検出対象成分の検出精度の低下を抑制し得る。また、ヒータ２０によりセンサ１９の温度を変化させ、センサ１９の検出感度、選択性を変化させることにより、検出対象成分の検出精度を向上し得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、第２の方向ｄ２における底面ｂｓの両側において、第１の方向ｄ１に延びる段部２３が形成されている。このような構成により、センサパッケージ１０は、センサ１９の検出面ｄｓと天面ｔｓとの間の流体をより集め、流速を高め、流体到達時間を速めている。また、センサパッケージ１０では、接続配線４１を検出部３９よりも第２の方向ｄ２における側面ｓｓ１側に配置することにより、検出部３９上に流体をスムーズに流せ、検出部３９上の流体の流速を高めることができる。一方で、上述のセンサパッケージ１０のように、センサ１９の検出面ｄｓと天面ｔｓの間において、側面ｓｓ１がセンサ１９から第２の方向ｄ２に沿って離れて位置している。それゆえ、センサパッケージ１０は、検出部３９が形成される面および天面ｔｓとの間において、第２の方向ｄ２における端部周辺での流体の流速の低下が抑制され、第２の方向ｄ２の位置の違いによる流速の差を低減し得る。なお、側面ｓｓ１全体をセンサ１９から離すと、内部流路２１の容積の増加により全体的に流速が低下する。一方で、上述の構成によれば、センサパッケージ１０は、側面ｓｓ１全体をセンサ１９から離していないので、全体的な流速低下を抑制しながら、検出精度の向上に寄与する領域における流速の差を低減し得る。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、底面ｂｓに対する段部２３の高さは、センサ１９の高さ以上である。このような構成により、センサパッケージ１０は、段部２３と天面ｔｓの間の空間を狭くすることによりセンサ１９上に多くの流体を流し、流速を高める。その結果、センサパッケージ１０は、流体の滞留時間を短縮し、各センサ１９の各検出部３９の検出時間差を短くし得るので、検出対象成分の検出精度を向上させる。
　また、本実施形態のセンサパッケージ１０では、検出部３９が出力する信号をセンサパッケージ１０外に送信するために、センサ電極４０および段部電極２４を接続配線４１で接続する。この配線構造により、センサ１９上において接続配線４１による流体の流速低下を抑制し、検出対象成分の検出精度が向上する。
　また、本実施形態のセンサモジュール１１は、流路１６に設けられたポンプ部１５により流体を引込んで、センサパッケージ１０に流体を供給する。センサパッケージ１０に供給される流体は、切替部１３により、第１流路１７ａと第２流路１７ｂとを切替えることにより、被検流体と対照流体とが切替えられる。そのため、センサパッケージ１０に供給される流体が被検流体であるか対照流体かであるかにかかわらず、同一のポンプ部１５により、流体が下流側に引き込まれる。仮に、センサパッケージ１０に被検流体を供給するポンプと対照流体を供給するポンプとが異なる場合、各ポンプの性能の相違等によって、被検流体の供給量と対照流体の供給量とに差が発生する場合がある。しかしながら、本実施形態のセンサモジュール１１は、１つのポンプ部１５により、センサパッケージ１０に供給される流体が制御されるため、供給する流体ごとに異なるポンプを用いる場合と比較して、より安定してセンサパッケージ１０に流体を供給することができる。これにより、センサパッケージ１０に対する、被検流体と対照流体との供給される条件が等しくなりやすい。そのため、センサパッケージ１０は、より等しい条件下で被検流体と対照流体とを検出しやすくなる。従って、センサモジュール１１によれば、検出対象成分の測定精度を向上可能である。
　本開示を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および／または修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形および／または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　本開示において「第１」、「第２」などの記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」、「第２」などの記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」、「第２」などの識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
　１０　センサパッケージ
　１１　センサモジュール
　１２　筐体
　１３　切替部
　１４　測定部
　１５　ポンプ部
　１６　流路
　１７ａ　第１流路
　１７ｂ　第２流路
　１７ｃ　第３流路
　１８　容器
　１９　センサ
　２０　ヒータ
　２１　内部流路
　２２　主要部分
　２３　段部
　２４　段部電極
　２５　流出入口
　２６　流出入部分
　２７　電極群
　２８　第１の電極群
　２９　第２の電極群
　３０　第１の電極群を構成する電極
　３１　第２の電極群を構成する電極
　３２　第１の端子
　３３　ＦＰＣ
　３４　第２の端子
　３５　ソケット端子
　３６　ソケット
　３７　本体部
　３８　蓋部
　３９　検出部
　４０　センサ電極
　４１　接続配線
　４２　パッケージ載置面
　４３　密封体
　４４　固定部
　４５　供給口
　４６　排出口
　４７　板状部
　４８　段部
　４９　コネクタ
　５０　制御部
　５１　記憶部
　５２　陥凹部
　ｂｓ　底面
　ｃｓ　容器側面
　ｄ１　第１の方向
　ｄ２　第２の方向
　ｄｓ　検出面
　ｏｓ１　第１の表面
　ｏｓ２　第２の表面
　ｓ１　天面に対向する面
　ｓｓ１　主要部分の側面
　ｓｓ２　流出入部分の側面
　ｔｓ　天面
　ｗ１　内部流路の幅
　ｗ２　両側面に形成される段部の幅

Claims (9)

  1. 　流体中の検出対象成分を検出する複数のセンサと、
    　前記複数のセンサが設けられ且つ流体を流動させる内部流路と、該内部流路への流入口及び該内部流路からの流出口が形成される第１の面とを有する容器と、を備え、
    　前記複数のセンサと電気的に接続された電極群が、前記容器における前記第１の面とは異なる面に設けられる
    　センサパッケージ。
  2. 　請求項１に記載のセンサパッケージにおいて、
    　前記電極群は、いずれからも前記複数のセンサの検出を出力可能な第１の電極群及び第２の電極群を含み、
    　前記第１の電極群は、前記第１の面の裏面に設けられ、
    　前記第２の電極群は、前記第１の面及び該裏面の間の面に設けられる
    　センサパッケージ。
  3. 　請求項２に記載のセンサパッケージにおいて、
    　前記第１の電極群を構成する電極は、第１の方向に並んで位置し、
    　前記第２の電極群を構成する電極は、前記第１の方向に、前記第１の電極群を構成する電極よりも幅広に並んで位置する
    　センサパッケージ。
  4. 　請求項２又は３に記載のセンサパッケージにおいて、
    　前記第１の電極群は、ＦＰＣ端子に接続される
    　センサパッケージ。
  5. 　請求項２又は３に記載のセンサパッケージにおいて、
    　前記第２の電極群は、ソケット端子に接続される
    　センサパッケージ。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサパッケージへの流体の供給口及び排出口が設けられるパッケージ載置面と、
    　前記供給口及び前記排出口に設けられ、前記供給口及び前記流入口の接続部分と、前記排出口及び前記流出口の接続部分とを密封する密封体と、
    　前記センサパッケージを、前記パッケージ載置面に押圧するように、着脱自在に固定する固定部と、を備える
    　センサモジュール。
  7. 　請求項６に記載のセンサモジュールにおいて、
    　前記固定部は、開閉可能な板状部を有する
    　センサモジュール。
  8. 　請求項７に記載のセンサモジュールにおいて、
    　前記板状部は、前記供給口が前記流入口に接続され且つ前記排出口が前記流出口に接続されるように、前記センサパッケージを前記パッケージ載置面に載置した状態で、前記第１の面の裏面の一部を押圧可能な段部を有する
    　センサモジュール。
  9. 　請求項６に記載のセンサモジュールを備える
    　センサ装置。
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