JP3226066B2 - 臭気濃度計 - Google Patents
臭気濃度計Info
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- JP3226066B2 JP3226066B2 JP20489193A JP20489193A JP3226066B2 JP 3226066 B2 JP3226066 B2 JP 3226066B2 JP 20489193 A JP20489193 A JP 20489193A JP 20489193 A JP20489193 A JP 20489193A JP 3226066 B2 JP3226066 B2 JP 3226066B2
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- odor concentration
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、悪臭等の測定に用いら
れる装置に関し、特に水晶振動子若しくは表面弾性波素
子を用いて臭気物質を検出する臭気濃度計に関する。
れる装置に関し、特に水晶振動子若しくは表面弾性波素
子を用いて臭気物質を検出する臭気濃度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、臭気濃度の測定には、臭気官能試
験法が用いられており、実際に人間の嗅覚を用いて臭気
濃度を測定していた。例えば、臭気官能試験法の一方法
である三点比較式臭袋法は東京都等の自治体で悪臭の測
定方法として採用されている。
験法が用いられており、実際に人間の嗅覚を用いて臭気
濃度を測定していた。例えば、臭気官能試験法の一方法
である三点比較式臭袋法は東京都等の自治体で悪臭の測
定方法として採用されている。
【０００３】ここで、三点比較式臭袋法について説明す
る。三点比較式臭袋法では先ず３個の袋を用意して、２
個の袋は無臭とし、残りの１個の袋には所定の希釈倍率
に希釈した試料を封入する。
る。三点比較式臭袋法では先ず３個の袋を用意して、２
個の袋は無臭とし、残りの１個の袋には所定の希釈倍率
に希釈した試料を封入する。
【０００４】試験をする人間（以下、パネルと呼ぶ。）
は前記３個の袋の匂いを嗅ぎ、匂いがすると思う袋を選
択する。もし、選択した袋が希釈した試料を封入したも
の、即ち、正解であれば前記希釈倍率を約３倍にして再
度パネルに選択させる。そして、パネルが無臭の袋を選
択、即ち、不正解になるまで上記試験を繰り返す。
は前記３個の袋の匂いを嗅ぎ、匂いがすると思う袋を選
択する。もし、選択した袋が希釈した試料を封入したも
の、即ち、正解であれば前記希釈倍率を約３倍にして再
度パネルに選択させる。そして、パネルが無臭の袋を選
択、即ち、不正解になるまで上記試験を繰り返す。
【０００５】ここで、パネルが正解した最大希釈倍率と
不正解になった希釈倍率の幾何平均がそのパネルの嗅覚
閾値となる。この試験方法は複数人のパネルで行い、得
られた嗅覚閾値の内で最大及び最小の嗅覚閾値を除いた
平均値をその匂いの臭気濃度とする。
不正解になった希釈倍率の幾何平均がそのパネルの嗅覚
閾値となる。この試験方法は複数人のパネルで行い、得
られた嗅覚閾値の内で最大及び最小の嗅覚閾値を除いた
平均値をその匂いの臭気濃度とする。
【０００６】また、従来の水晶振動子を用いた臭気濃度
測定方法としては特開平４−５０６３７号公報に記載さ
れているような臭気濃度測定システムがある。
測定方法としては特開平４−５０６３７号公報に記載さ
れているような臭気濃度測定システムがある。
【０００７】前記臭気濃度測定システムではセンサであ
る水晶振動子からの出力信号を一旦対数変換し、感度倍
数を乗算した値を再度逆対数変換することによって臭気
濃度を測定している。
る水晶振動子からの出力信号を一旦対数変換し、感度倍
数を乗算した値を再度逆対数変換することによって臭気
濃度を測定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の臭気官
能試験法では人間の嗅覚に基づいているため測定値にば
らつきが生じ易く、また、複数の人間により試験を行う
ため時間がかかるといった問題点がある。
能試験法では人間の嗅覚に基づいているため測定値にば
らつきが生じ易く、また、複数の人間により試験を行う
ため時間がかかるといった問題点がある。
【０００９】また、上述の水晶振動子を用いた臭気濃度
測定システムでは対数変換及び逆対数変換を各１回ずつ
行う必要があるため、ハードウェア的には回路規模が大
きくなり、ソフトウェア的には演算時間が長くなるとい
った問題点がある。従って本発明の目的は、簡単な構成
で臭気濃度等を測定することが可能な臭気濃度計を実現
することにある。
測定システムでは対数変換及び逆対数変換を各１回ずつ
行う必要があるため、ハードウェア的には回路規模が大
きくなり、ソフトウェア的には演算時間が長くなるとい
った問題点がある。従って本発明の目的は、簡単な構成
で臭気濃度等を測定することが可能な臭気濃度計を実現
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１では、臭気物質の濃度を測定す
る臭気濃度計において、臭気感応膜を表面に付着させた
水晶振動子若しくは表面弾性波素子から構成されるセン
サと、このセンサを駆動して共振周波数で共振させる発
振回路と、この発振回路の発振周波数を測定するカウン
タと、このカウンタから出力される測定値から予め測定
された無臭時の測定値を減算し、比例係数を乗算するこ
とにより臭気濃度を演算する演算制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
るために、本発明の第１では、臭気物質の濃度を測定す
る臭気濃度計において、臭気感応膜を表面に付着させた
水晶振動子若しくは表面弾性波素子から構成されるセン
サと、このセンサを駆動して共振周波数で共振させる発
振回路と、この発振回路の発振周波数を測定するカウン
タと、このカウンタから出力される測定値から予め測定
された無臭時の測定値を減算し、比例係数を乗算するこ
とにより臭気濃度を演算する演算制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
【００１１】本発明の第２では、本発明の第１に対し
て、臭気濃度から臭気指数を演算する演算制御手段を備
えたことを特徴とするものである。
て、臭気濃度から臭気指数を演算する演算制御手段を備
えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】センサの共振周波数の変化量に比例係数を乗算
することにより臭気濃度が得られる。また、この臭気濃
度を対数変換し、変換結果を１０倍することにより臭気
指数が得られる。
することにより臭気濃度が得られる。また、この臭気濃
度を対数変換し、変換結果を１０倍することにより臭気
指数が得られる。
【００１３】
【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る臭気濃度計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はセンサ、２は発振回
路、３はカウンタ、４はタイマ回路、５は演算制御手段
であるマイクロプロセッサ、１００，１０１及び１０３
は制御信号、１０２はデータ信号である。
図１は本発明に係る臭気濃度計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はセンサ、２は発振回
路、３はカウンタ、４はタイマ回路、５は演算制御手段
であるマイクロプロセッサ、１００，１０１及び１０３
は制御信号、１０２はデータ信号である。
【００１４】センサ１の出力は発振回路２に接続され、
発振回路２の出力はカウンタ３に接続される。また、カ
ウンタ３にはタイマ回路４からの制御信号１０１と、マ
イクロプロセッサ５からのデータ信号１０２及び制御信
号１０３がそれぞれ接続される。
発振回路２の出力はカウンタ３に接続される。また、カ
ウンタ３にはタイマ回路４からの制御信号１０１と、マ
イクロプロセッサ５からのデータ信号１０２及び制御信
号１０３がそれぞれ接続される。
【００１５】また、タイマ回路４からの制御信号１０１
はマイクロプロセッサ５に接続され、マイクロプロセッ
サ５からの制御信号１００はタイマ回路４に接続され
る。
はマイクロプロセッサ５に接続され、マイクロプロセッ
サ５からの制御信号１００はタイマ回路４に接続され
る。
【００１６】ここで、図１に示す実施例の動作を説明す
る。センサ１は水晶振動子若しくは表面弾性波素子の表
面に脂質等の両親媒性分子を含む膜（以下、脂質膜と呼
ぶ。）を臭気感応膜として付着させたものであり、匂い
等が吸着すると共振周波数が変化する。このセンサ１は
被測定試料中に配置され、発振回路２からの駆動によっ
て共振する。
る。センサ１は水晶振動子若しくは表面弾性波素子の表
面に脂質等の両親媒性分子を含む膜（以下、脂質膜と呼
ぶ。）を臭気感応膜として付着させたものであり、匂い
等が吸着すると共振周波数が変化する。このセンサ１は
被測定試料中に配置され、発振回路２からの駆動によっ
て共振する。
【００１７】タイマ回路４はマイクロプロセッサ５から
の制御信号１００によって動作を開始し、制御信号１０
１によりカウンタ３の動作及び停止のタイミングを制御
する。
の制御信号１００によって動作を開始し、制御信号１０
１によりカウンタ３の動作及び停止のタイミングを制御
する。
【００１８】また、マイクロプロセッサ５はタイマ回路
４からの制御信号１０１を受けて、カウンタ３に対して
制御信号１０３を出力し、カウンタ３内の測定値をデー
タ信号１０２として取り出すと共にカウンタ３を初期化
する。さらに、データ信号１０２に基づき臭気濃度等の
演算を行う。
４からの制御信号１０１を受けて、カウンタ３に対して
制御信号１０３を出力し、カウンタ３内の測定値をデー
タ信号１０２として取り出すと共にカウンタ３を初期化
する。さらに、データ信号１０２に基づき臭気濃度等の
演算を行う。
【００１９】ここで、図１中のマイクロプロセッサ５内
での演算処理の動作を図２及び図３を用いて説明する。
図２はマイクロプロセッサ５での演算処理をハードウェ
ア的に示す機能ブロック図、図３はマイクロプロセッサ
５での演算処理のフローチャートである。
での演算処理の動作を図２及び図３を用いて説明する。
図２はマイクロプロセッサ５での演算処理をハードウェ
ア的に示す機能ブロック図、図３はマイクロプロセッサ
５での演算処理のフローチャートである。
【００２０】図２において１，２及び３は図１と同一符
号を付してあり、６は記憶回路、７は減算回路、８及び
１０は乗算回路、９は対数回路、１０４は臭気濃度信
号、１０５は臭気指数信号である。
号を付してあり、６は記憶回路、７は減算回路、８及び
１０は乗算回路、９は対数回路、１０４は臭気濃度信
号、１０５は臭気指数信号である。
【００２１】センサ１は発振回路２に接続され、発振回
路２の出力はカウンタ３に接続される。カウンタ３の出
力は減算回路７の一方の入力端子に接続され、減算回路
７の他方の入力端子には記憶回路６の出力が接続され
る。
路２の出力はカウンタ３に接続される。カウンタ３の出
力は減算回路７の一方の入力端子に接続され、減算回路
７の他方の入力端子には記憶回路６の出力が接続され
る。
【００２２】減算回路７の出力は乗算回路８に接続さ
れ、乗算回路８の出力は臭気濃度信号１０４として出力
されると共に対数回路９に接続される。また、対数回路
９の出力は乗算回路１０に接続される。さらに、乗算回
路１０は臭気指数信号１０５を出力する。
れ、乗算回路８の出力は臭気濃度信号１０４として出力
されると共に対数回路９に接続される。また、対数回路
９の出力は乗算回路１０に接続される。さらに、乗算回
路１０は臭気指数信号１０５を出力する。
【００２３】図２に示すような回路では、センサ１は被
測定試料中に配置され、発振回路２からの駆動によって
共振する。この共振周波数信号はカウンタ３に入力され
て周波数が測定される。
測定試料中に配置され、発振回路２からの駆動によって
共振する。この共振周波数信号はカウンタ３に入力され
て周波数が測定される。
【００２４】記憶回路６には臭気物質が存在しない場合
の測定値、即ち、無臭時の測定値が予め格納されてお
り、減算回路７においてカウンタ３の出力信号から前記
オフセット値が減算されて乗算回路８に入力される。
の測定値、即ち、無臭時の測定値が予め格納されてお
り、減算回路７においてカウンタ３の出力信号から前記
オフセット値が減算されて乗算回路８に入力される。
【００２５】乗算回路８では前記減算結果を係数倍し、
臭気濃度信号１０４として出力する。また、臭気濃度信
号１０４は対数回路９により対数変換され、乗算回路１
０において１０倍された後、臭気指数信号１０５として
出力される。
臭気濃度信号１０４として出力する。また、臭気濃度信
号１０４は対数回路９により対数変換され、乗算回路１
０において１０倍された後、臭気指数信号１０５として
出力される。
【００２６】一方、図３に示すフローチャートでは、タ
イマ回路４を用いない場合の動作を示している。図３
中”ＳＴ１”においてカウンタ３を初期化し、図３中”
ＳＴ２”においてカウンタ３を起動させる。
イマ回路４を用いない場合の動作を示している。図３
中”ＳＴ１”においてカウンタ３を初期化し、図３中”
ＳＴ２”においてカウンタ３を起動させる。
【００２７】次に、図３中”ＳＴ３”のループにおいて
一定時間を待ち、図３中”ＳＴ４”においてカウンタ３
から測定値を読み込む。図３中”ＳＴ５”において臭気
物質がない場合の値を図３中”ＳＴ４”で得た測定値か
ら減算する。
一定時間を待ち、図３中”ＳＴ４”においてカウンタ３
から測定値を読み込む。図３中”ＳＴ５”において臭気
物質がない場合の値を図３中”ＳＴ４”で得た測定値か
ら減算する。
【００２８】図３中”ＳＴ６”において図３中”ＳＴ
５”で得た差分を周波数値に変換する。図３中”ＳＴ
７”においてこの値を係数倍し、図３中”ＳＴ８”にお
いて前記演算結果を臭気濃度出力信号として出力する。
５”で得た差分を周波数値に変換する。図３中”ＳＴ
７”においてこの値を係数倍し、図３中”ＳＴ８”にお
いて前記演算結果を臭気濃度出力信号として出力する。
【００２９】さらに、図３中”ＳＴ９”において前記臭
気濃度信号を対数変換し、さらにこの結果を１０倍し、
図３中”ＳＴ１０”において前記演算結果を臭気指数信
号として出力する。
気濃度信号を対数変換し、さらにこの結果を１０倍し、
図３中”ＳＴ１０”において前記演算結果を臭気指数信
号として出力する。
【００３０】ここで、図４は水晶振動子に前記脂質膜を
付着させたセンサ１を用いて臭気物質を測定した場合の
特性曲線図である。図４において横軸は臭気物質であ
る、例えばアミルアセテートの空気中の濃度を、縦軸は
センサ１の共振周波数の変化量をそれぞれ示している。
また、図４中”イ”は人間の臭気物質の検出限界範囲を
示している。
付着させたセンサ１を用いて臭気物質を測定した場合の
特性曲線図である。図４において横軸は臭気物質であ
る、例えばアミルアセテートの空気中の濃度を、縦軸は
センサ１の共振周波数の変化量をそれぞれ示している。
また、図４中”イ”は人間の臭気物質の検出限界範囲を
示している。
【００３１】図４から臭気物質の空気中の濃度とセンサ
１の共振周波数の変化量は比例することが分かる。ま
た、人間の臭気物質の検出限界範囲中は前記比例関係が
維持されている。
１の共振周波数の変化量は比例することが分かる。ま
た、人間の臭気物質の検出限界範囲中は前記比例関係が
維持されている。
【００３２】また、図５は人間が検出できる嗅覚閾値、
センサ１の検出可能範囲及び前記脂質膜の分配係数の関
係を示す特性曲線図である。図５において横軸は人間の
閾値濃度を、縦軸は脂質膜の分配係数をそれぞれ示して
いる。ここで、脂質膜の分配係数とは、脂質膜の内外で
の臭気物質の吸着の割合である。
センサ１の検出可能範囲及び前記脂質膜の分配係数の関
係を示す特性曲線図である。図５において横軸は人間の
閾値濃度を、縦軸は脂質膜の分配係数をそれぞれ示して
いる。ここで、脂質膜の分配係数とは、脂質膜の内外で
の臭気物質の吸着の割合である。
【００３３】図５中”イ”、”ロ”、”ハ”及び”ニ”
はシトラール、酢酸、アミルアセテート及びエタノール
に関する人間の嗅覚閾値の分布をそれぞれ示しており、
図５中”ホ”はセンサ１の検出可能範囲を示す境界線で
ある。
はシトラール、酢酸、アミルアセテート及びエタノール
に関する人間の嗅覚閾値の分布をそれぞれ示しており、
図５中”ホ”はセンサ１の検出可能範囲を示す境界線で
ある。
【００３４】図５から人間の嗅覚閾値とセンサ１の検出
可能範囲、即ち、センサ１の最小検出感度が臭気物質に
係わりなく一致することが分かる。
可能範囲、即ち、センサ１の最小検出感度が臭気物質に
係わりなく一致することが分かる。
【００３５】ここで、臭気濃度とは前述のように臭気物
質をその匂いが識別できなくなるまで希釈した時の希釈
倍率であり、空気中の臭気物質濃度を人間の嗅覚閾値で
割った値に相当するので、臭気物質に係わりなくセンサ
１の最小検出感度が人間の嗅覚閾値に一致し、且つ、セ
ンサ１の共振周波数の変化量は空気中の臭気物質濃度に
比例することから、センサ１の共振周波数の変化量は臭
気濃度に比例することが分かる。
質をその匂いが識別できなくなるまで希釈した時の希釈
倍率であり、空気中の臭気物質濃度を人間の嗅覚閾値で
割った値に相当するので、臭気物質に係わりなくセンサ
１の最小検出感度が人間の嗅覚閾値に一致し、且つ、セ
ンサ１の共振周波数の変化量は空気中の臭気物質濃度に
比例することから、センサ１の共振周波数の変化量は臭
気濃度に比例することが分かる。
【００３６】この結果、センサ１の共振周波数の変化量
に例えば、図２中の乗算回路８により比例係数を乗算す
ることによって臭気濃度を得ることができる。
に例えば、図２中の乗算回路８により比例係数を乗算す
ることによって臭気濃度を得ることができる。
【００３７】また、臭気係数は一般に以下に示す式で定
義されているので、 臭気指数＝１０・ｌｏｇ(臭気濃度) (1) 例えば、図２中の対数回路９及び乗算回路１０をにより
臭気濃度を対数変換し、変換結果を１０倍することによ
り臭気指数を得ることができる。
義されているので、 臭気指数＝１０・ｌｏｇ(臭気濃度) (1) 例えば、図２中の対数回路９及び乗算回路１０をにより
臭気濃度を対数変換し、変換結果を１０倍することによ
り臭気指数を得ることができる。
【００３８】なお、記憶回路６の代わりに実際に他のセ
ンサを用いて無臭の試料等を検出し、他のカンウタによ
り測定して出力しても良い。
ンサを用いて無臭の試料等を検出し、他のカンウタによ
り測定して出力しても良い。
【００３９】また、電圧制御発振回路等を用いて前記無
臭の場合の周波数に相当する周波数信号を出力させても
良い。
臭の場合の周波数に相当する周波数信号を出力させても
良い。
【００４０】また、臭気濃度信号１０４及び臭気指数信
号１０５を両方出力せず、何れか１つのみを出力するよ
うにしても良い。
号１０５を両方出力せず、何れか１つのみを出力するよ
うにしても良い。
【００４１】また、前記比例係数は個々のセンサの脂質
膜の厚さの違い、種類等によって変化するため各センサ
毎に値を求めることにより、より正確な臭気濃度等の測
定が可能となる。
膜の厚さの違い、種類等によって変化するため各センサ
毎に値を求めることにより、より正確な臭気濃度等の測
定が可能となる。
【００４２】また、前述の図３の説明のように、タイマ
回路４はこのタイマ機能をマイクロプロセッサ５内で実
現すれば省略することが可能である。
回路４はこのタイマ機能をマイクロプロセッサ５内で実
現すれば省略することが可能である。
【００４３】また、カウンタ３についてもマイクロプロ
セッサ５内で前記カウンタの機能を実現できれば省略可
能である。
セッサ５内で前記カウンタの機能を実現できれば省略可
能である。
【００４４】
【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。センサの周波数
変化量に比例係数をかけることにより、簡単な構成で臭
気濃度を測定することが可能な臭気濃度計を実現でき
る。
本発明によれば次のような効果がある。センサの周波数
変化量に比例係数をかけることにより、簡単な構成で臭
気濃度を測定することが可能な臭気濃度計を実現でき
る。
【００４５】また、前記臭気濃度を対数変換し、さらに
１０倍することにより、簡単な構成で臭気指数を測定す
ることが可能な臭気濃度計を実現できる。
１０倍することにより、簡単な構成で臭気指数を測定す
ることが可能な臭気濃度計を実現できる。
【図１】本発明に係る臭気濃度計の一実施例を示す構成
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】演算処理をハードウェア的に示す機能ブロック
図である。
図である。
【図３】演算処理のフローチャートである。
【図４】センサ１を用いて臭気物質を測定した場合の特
性曲線図である。
性曲線図である。
【図５】人間が検出できる嗅覚閾値、センサの検出可能
範囲及び脂質膜の分配係数の関係を示す特性曲線図であ
る。
範囲及び脂質膜の分配係数の関係を示す特性曲線図であ
る。
１ センサ ２ 発振回路 ３ カウンタ ４ タイマ回路 ５ マイクロプロセッサ ６ 記憶回路 ７ 減算回路 ８，１０ 乗算回路 ９ 対数回路 １００，１０１，１０３ 制御信号 １０２ データ信号 １０４ 臭気濃度信号 １０５ 臭気指数信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−50637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−128138（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−180746（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99868（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 5/02 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】臭気物質の濃度を測定する臭気濃度計にお
いて、 臭気感応膜を表面に付着させた水晶振動子若しくは表面
弾性波素子から構成されるセンサと、 このセンサを駆動して共振周波数で共振させる発振回路
と、 この発振回路の発振周波数を測定するカウンタと、 このカウンタから出力される測定値から予め測定された
無臭時の測定値を減算し、比例係数を乗算することによ
り臭気濃度を演算する演算制御手段とを備えたことを特
徴とする臭気濃度計。 - 【請求項２】臭気物質の濃度を測定する臭気濃度計にお
いて、 臭気濃度から臭気指数を演算する演算制御手段を備えた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の臭気濃度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20489193A JP3226066B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 臭気濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20489193A JP3226066B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 臭気濃度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755679A JPH0755679A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3226066B2 true JP3226066B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=16498112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20489193A Expired - Fee Related JP3226066B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 臭気濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3226066B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212258A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Sharp Corp | 携帯電話装置 |
| JP7242249B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2023-03-20 | 小林製薬株式会社 | 賦香製品の選択方法、及び賦香製品用香料組成物の調製方法 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP20489193A patent/JP3226066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0755679A (ja) | 1995-03-03 |
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