JP7800582B2 - センサ素子、匂い測定装置 - Google Patents

Description

本発明は匂い測定装置に関する。

近年の情報処理技術の発達により、人間の五感のうち機械的な測定が十分に達成できていない嗅覚を何らかの方法で数値化することができれば、医療分野、環境分野、バイオガス利用の分野、安全分野、食品分野、およびマーケティング分野などの幅広い産業分野で利用可能であることが期待される。このような嗅覚に関する技術は、例えば、下記のように多様な目的に利用可能である。
・医療分野：介護・介助、未病予防診断や疾病検査など。
・環境分野：工場などでの臭気管理など。
・バイオガス利用の分野：発酵工程管理や排水処理の管理など。
・安全分野：土砂崩れや水害などの予兆検知、エンジンオイルや機械動作油の劣化検知など。
・食品分野：植物（例えば野菜および穀類）や肉などの食材の熟成状態検知、酒類などの発酵食品の工程管理、植物の栽培管理、および食品の生産過程・保管過程・流通過程での品質管理など。
・マーケティング分野：香粧品、体臭対策、香り環境、商材の香りのプロデュースなど。

特許文献１に記載の発明は、半導体ガスセンサの半導体を導電性高分子に置き換えて導電性高分子表面への匂い成分の吸着を検出する仕組みを提案している。特許文献１では、熱分解しやすい匂い成分およびセンサの検出部表面で酸化還元反応を生じない物質の検出が可能になることを報告している。

また、特許文献２においては、有機ポリマーと導電性物質の混合物の電気抵抗が有機ガスに曝露されることで変化する性質に着目している。特許文献２では、上記混合物のうち有機ポリマーの組成が異なる有機ポリマー／導電性物質の組み合わせを複数調製し、これらを電気抵抗アレイとしてセンサに用いると、同一の有機ガスに曝露された際の電気抵抗変化がそれぞれ異なることが記載されている。これを利用して、電気抵抗変化のパターンと匂い（＝有機ガスの混合物）の種類を帰属することによって匂いを識別できることが特許文献２では報告されている。

さらに、特許文献３において、上記の有機ポリマーに対して可塑剤を添加することでセンサの応答速度が向上することが報告されている。

特開平１１－２３５０８号公報 特表平１１－５０３２３１号公報 特開２００２－５１９６３３

ケミレジスター型の匂いセンサを備える匂い測定装置の場合、匂い受容層が匂い物質を吸着することによって生じる体積変化に起因する、該匂い物質受容層の電気伝導性の変化を電気信号として検出し、匂い物質を測定する。ケミレジスター型の匂いセンサを備える匂い測定装置において、低濃度の匂い物質に対する測定感度を向上させるためには、単純に測定時間を延ばす方法が採用され得る。しかし、１測定当たりの測定時間を長くした場合、匂い物質の濃度変化に対する応答性が低下する。匂い物質の濃度変化に対する応答性を維持するには、１測定当たりの測定時間を短くする方法が採用され得る。しかしながら、この方法を採用した場合には、低濃度の匂い物質に対する測定感度が低下する。このように、従来のケミレジスター型の匂いセンサを備える匂い測定装置においては、低濃度の匂い物質を測定するための感度の向上と、繰り返し測定における測定精度および匂い物質の濃度変化に対する応答性の向上とを同時に実現することは困難であった。

本発明の一態様は、匂い測定の低濃度成分への感度向上、繰り返し測定における測定精度の向上、および、応答性向上を実現したセンサ素子などを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、樹脂（Ａ）およびフィラー（Ｂ）を含む樹脂組成物を含む匂い物質受容層と、前記匂い物質受容層の少なくとも一部と接している第１金属配線と、前記第１金属配線と離間しており、かつ前記匂い物質受容層の少なくとも一部と接している第２金属配線と、前記匂い物質受容層の、前記第１金属配線および前記第２金属配線と接している側とは反対側の少なくとも一部を覆う匂い物質透過層と、を備え、匂い物質透過層は、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造、および、Ｒ２－ＳｉＯ_１で表される構造の少なくともいずれかを有する組成を含み、前記Ｒ１は、炭素数が１以上１８以下の炭化水素基であるセンサ素子、および該センサ素子を複数備える匂い測定装置である。

本発明の一態様によれば、匂い測定の低濃度成分への感度向上、短い測定時間で繰り返し測定ができることによる測定精度の向上、および、応答性向上を実現したセンサ素子などを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る匂いセンサの構成の一例を示す概略図である。 センサ素子の断面を観察したＳＥＭ画像である。 センサ素子の構成の一例を示す上面図である。 図３に示すセンサ素子の構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る匂い測定装置の構成の一例を示す概略図である。 匂い測定装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 推定装置が推定モデルを生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 匂い測定装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 推定装置が匂い物質を推定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明のセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。 本発明のセンサ素子の構成の一例を示す上面図である。 本発明のセンサ素子の構成の一例を示す斜視図である。 Ｔｚを求めるための操作を説明するためのグラフである。

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上Ｂ以下」を意図する。

〔１．センサ素子３１〕
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。

本発明の一実施形態に係る匂い測定装置用のセンサ素子３１は、ケミレジスター型の匂いセンサである。センサ素子３１は、樹脂組成物を含む匂い物質受容層３１５と、匂い物質受容層３１５の少なくとも一部とそれぞれ接している第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂと、匂い物質透過層３１７と、を備えている。ここで、樹脂組成物は、樹脂（Ａ）およびフィラー（Ｂ）を含んでいる。第１金属配線３１３Ａは第２金属配線３１３Ｂと離間している。

匂い物質透過層３１７は、匂い物質受容層３１５の、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂと接している側とは反対側の少なくとも一部を覆っている。匂い物質透過層３１７は、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂは接していない。匂い物質透過層３１７は、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造、および、Ｒ２－ＳｉＯ_１で表される構造の少なくともいずれかを有する組成を含んでいる。ここで、Ｒ１およびＲ２はケイ素原子（Ｓｉ）と結合している、炭素数が１以上１８以下の炭化水素基である。例えば、匂い物質透過層３１７は、匂い物質受容層３１５の、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂと接している側とは反対側を完全に覆うように設けられてもよい。匂い物質透過層３１７と匂い物質受容層３１５とは、匂い物質受容層３１５の第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂとの接面を含む面とは異なる面において接している。匂い物質透過層３１７は、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂとは接していない。

〔２－１．匂い物質透過層〕
センサ素子３１が備える匂い物質透過層３１７は、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造、および、Ｒ２－ＳｉＯ_１で表される構造の少なくともいずれかを有する組成を含む。匂い物質透過層３１７がＲ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造およびＲ２－ＳｉＯ_１で表される構造の両方を含む場合、匂い物質透過層３１７が柔らかくなり応答性が良好となる。また、匂い物質透過層３１７がＲ２－ＳｉＯ_１で表される構造を含まない場合、匂い物質透過層３１７が固くなり、匂い物質の脱離にかかる時間が短縮され測定の迅速性が向上する。Ｒ１－ＳｉＯ_３／２とＲ２－ＳｉＯ_１との混合比率は、例えばＲ１－ＳｉＯ_３／２：Ｒ２－ＳｉＯ_１＝０．９：０．１～０．７：０．３である。ここで、Ｒ１は、炭素数が１以上１８以下の炭化水素基である。なお、本発明において炭化水素基とは、炭素原子及び水素原子からなる基である。スラリー調整時の溶解性の観点から、Ｒ１の炭素数は１以上１２以下が好ましく、１以上１０以下がより好ましく、１以上８以下が更に好ましく、１以上６以下が更に好ましい。ここで、Ｒ１は、脂肪族炭化水素基、および芳香族のうちの１または複数の官能基を含んでいてもよく、より好ましくはメチル基及び／又は芳香族を含む。これにより、匂い物質透過層と匂い物質受容層の密着性が向上するため、センサ素子３１は繰り返し測定の精度に優れた特性が得られる。したがって、本開示に係る匂い物質透過層３１７を有するセンサ素子３１は、繰り返し測定における高い測定精度、および、高い応答性を両立することができる。ここで、応答性とは、センサ素子３１を用いて測定した後、同じセンサ素子３１を利用して連続して次の測定が可能となるまでの時間を示す。本開示に係るセンサ素子３１は、より短い時間で複数回の測定を行うことが可能である。脂肪族炭化水素基としては「炭素原子数１～１８のアルキル基」等が挙げられる。「炭素原子数１～１８のアルキル基」は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。直鎖のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、へプタデシル基及びオクタデシル基等が挙げられる。分岐のアルキル基としては、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｉｓｏ－ペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、２－ヘキシル基、３－ヘキシル基、２－ヘプチル基、３－ヘプチル基、ｉｓｏ－ヘプチル基、ｔｅｒｔ－ヘプチル基、ｉｓｏ－オクチル基、ｔｅｒｔ－オクチル基、２－エチルヘキシル基およびイソノニル基等が挙げられる。炭素数６～１８の芳香族基としては、フェニル基、インデニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基等が挙げられる。Ｒ２は、水素原子、メチル基、炭素数１以上１２以下のアルキル基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、フルオロメチル基、ポリエステル基、ポリエーテル基、アミド基および炭素数１以上１２以下のアラルキル基のうちの１または複数の官能基を含んでいてもよい。

Ｒ２として、カルボキシル基、アミド基、アルキル基およびフルオロメチル基のうちの１または複数の官能基を含んでいることが好ましい。特に、Ｒ２は、水素原子、アミド基、メチル基、炭素数１以上１２以下のアルキル基、炭素数１以上１２以下のアラルキル基、カルボキシル基、フルオロメチル基のうちの１または複数の官能基を含んでいることが好ましい。Ｒ２が上述した官能基を含む場合、Ｒ２がシリコーン特有のガス透過性を阻害する程度が低減される。匂い物質透過層３１７が上述のようなＲ２を含む場合、１回の測定が完了してから次回の測定を行うことが可能となるまでの時間であるＴｚが短縮される傾向にある。したがって、匂い物質透過層３１７が上述のようなＲ２を含むことで、優れた特性を有する透過層を実現することができる。

この組成を含む匂い物質透過層３１７は、匂い物質を選択的に匂い物質受容層３１５に到達させる機能を備えた層であり得る。匂い物質透過層３１７は、匂い物質受容層３１５が測定環境の湿度などによって劣化する速度を低下させる保護層としても機能し得る。

匂い物質透過層３１７は、厚さが０．１μｍ以上５０μｍ以下の薄膜状であってよく、厚さの下限は０．５μｍ以上がより好ましく、厚さの上限は２０μｍ以下がより好ましい。匂い物質透過層３１７の厚さは、匂い物質透過層３１７の全体に亘って上記数値範囲内であってもよいし、匂い物質透過層３１７の全体の厚さを平均した値が上記数値範囲内であってもよい。匂い物質透過層３１７の作成時に、塗工する膜の面積を電極形状等によって規制し、分注する匂い透過層の溶液の蒸発残留分と分注量とを制御することによって、匂い物質透過層３１７の厚さを制御することが可能である。匂い物質透過層３１７を透過した匂い物質は匂い物質受容層３１５に到達可能であるが、匂い物質透過層３１７を透過できない匂い物質は匂い物質受容層３１５に到達できない。匂い物質透過層３１７の厚さが過度に厚い場合、匂い物質受容層３１５まで到達する匂い物質が少なくなり、測定感度が低下してしまう。また、匂い物質透過層３１７によって、匂い物質受容層３１５の体積変化が阻害されると、匂い物質を匂い物質受容層３１５が吸着したことに起因する該匂い物質受容層３１５の電気伝導性の変化が小さくなり、測定感度が低下してしまう。一方、匂い物質透過層３１７の厚さが不足していれば、ほとんどの匂い物質が匂い物質受容層３１５に到達する。それゆえ、匂い物質透過層３１７は、匂い物質を選択的に匂い物質受容層３１５に到達させる機能を十分に発揮できない。また、厚さが不足している匂い物質透過層３１７は、匂い物質受容層３１５を十分保護することができない。それゆえ、本発明に係るセンサ素子３１の匂い物質透過層３１７の厚さは上述の範囲であることが好ましい。

＜匂い物質透過層３１７の厚さの測定方法＞
以下、匂い物質透過層３１７の厚さの測定方法について、図２を用いて説明する。図２は、匂い物質受容層３１５および匂い物質透過層３１７を備えるセンサ素子３１の断面を２.５万倍で観察した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。匂い物質受容層３１５および匂い物質透過層３１７を備えるセンサ素子３１の断面は、例えばクロスセクションポリッシャ、具体的にはＩＢ－１９５３０ＣＰ（日本電子株式会社製商品名）を用いて成形される。図２において符号Ｌ１～符号Ｌ２０で示す線は、それぞれの箇所における匂い物質受容層３１５と匂い物質透過層３１７との境界から匂い物質透過層３１７の表面までの長さを示す線である。以下では、匂い物質受容層３１５と匂い物質透過層３１７との境界から匂い物質透過層３１７の表面までの長さを、匂い物質透過層３１７の断面長さと称する。なお、匂い物質受容層３１５と匂い物質透過層３１７との境界は、例えばＳＥＭの反射観察、電子像ＳＥＭ－ＥＤＸ、またはＳＴＥＭ等を用いて決定することができる。

匂い物質透過層３１７の厚さは、匂い物質透過層３１７の複数箇所における断面長さの平均値であってもよい。匂い物質透過層３１７の厚さの算出基準となる断面長さの測定箇所は、最も厚い箇所と最も薄い箇所との２箇所であってもよいし、匂い物質透過層３１７の中で任意に選択された１０箇所であってもよいし、さらに多くともよい。一例として、図２に示す例において符号Ｌ１～符号Ｌ２０で示す２０箇所の断面長さの平均値を匂い物質透過層３１７の厚さとしてもよい。匂い物質透過層３１７の厚さとして、複数箇所の断面長さの平均値が、上述した数値範囲に収まればよい。

〔２－２．匂い物質受容層〕
センサ素子３１が備える匂い物質受容層３１５は、樹脂（Ａ）およびフィラー（Ｂ）を含む樹脂組成物を含む。この樹脂組成物は、界面活性剤（Ｃ）をさらに含んでいてもよい。この樹脂組成物をセンサ素子用基板上に塗布し、加熱乾燥させて乾固物としてから、匂い物質受容層３１５として使用する。樹脂（Ａ）、フィラー（Ｂ）、および界面活性剤（Ｃ）については後に具体例を挙げて説明する。

＜樹脂組成物＞
本明細書中、「匂い物質」とは、広義において匂い物質受容層３１５に吸着可能な物質を意味する。従って、一般的に匂いの原因物質とされていない物質も含まれる。「匂い」には原因となる匂い物質が複数含まれることが多く、また、匂い物質として認知されていない物質または未知の匂い物質も存在する。本発明の一実施形態は、匂い物質受容層３１５への匂い物質の吸着量が匂い物質の種類によって異なることに着目するものである。

なお、本明細書中、単に「匂い物質」と記載した場合であっても、個々の匂い物質ではなく、複数の匂い物質が含まれ得る「匂い物質の集合体」を意味する場合がある。

「匂い物質」としては特に限定されないが、例えばヘキサン、酢酸エチル、メタノール、炭酸ジエチル、トルエン、ｄ－リモネン、ボルナン－２－オン、シス－３－ヘキセノール、β－フェニルエチルアルコール、シトラール、Ｌ－カルボン、γ－ウンデカラクトン、オイゲノール、リナリルアセテート、メントール、ベンズアルデヒド、バニリン、ヘキサナール、エタノール、吉草酸ペンチル、リナロール、２－プロパノール等が挙げられる。

また、本明細書中、「匂い物質受容層」とは、識別対象となる匂い物質を吸着する層を意味する。匂い物質受容層３１５は上述の樹脂組成物から形成される。匂い物質受容層３１５は、後述のセンサ素子３１の一部として設けられ得る。

引用文献１に記載のセンサでは、単体の化合物からなる匂いの検出は可能であると考えられる。一方で多くの匂いは複数の物質の混合物である。引用文献１に記載のセンサでは検出部に匂いの成分を識別させる機能がないため、混合物に対する匂い識別性能が十分でない。引用文献２では検出部に用いる導電性を示す高分子の化学構造の違いを利用して、それぞれの導電性高分子を介して検出部が示す種々の化合物に対する応答に違いを持たせることで混合物としての匂いを認識させることができることが示されている。しかしながら、導電性を示す高分子の化学構造は限られており、任意の匂い成分に対する検出部の応答を感度良く分離することが難しく、類似の成分からなる匂い同士を識別させることは難しい。引用文献３では有機ポリマーと可塑剤と導電性物質からなる混合物を検出材料として検出部に用いて匂い成分が有機ポリマー中に浸透することを上記混合物の電気抵抗変化として検出する方法を提案している。異なる組成の有機ポリマーを用いれば浸透する匂い成分が異なることを利用して異なる組成の有機ポリマーを含む上記の検出材料からなる検出部を複数並列して用いるアレイにすることで、混合物としての匂いを認識させることができる。しかしながら、上記の有機ポリマーおよび可塑剤を含有する有機ポリマーでは、有機ポリマー／導電性物質の組み合わせを複数用意したとしても、有機ポリマー同士の化学的な性質の差が小さいため、匂いの識別性能は十分でない。これらの従来技術では例えば、複数の物質が相互作用する現実の匂いパターンまたは組成が不明である物質による現実の匂いパターンを的確に検知できない。

上述した樹脂組成物の電気伝導性は、該樹脂組成物に吸着した匂い物質の量に応じて変化する。また、匂い物質の上述の樹脂組成物への吸着過程は、匂い物質毎に異なる。それゆえ、このような樹脂組成物を用いることにより、本発明の一実施形態に係るセンサ素子３１は、匂いの識別性能を向上させることができる。例えば、複数の物質が相互作用する現実の匂いパターンまたは組成が不明である物質による現実の匂いパターンをも識別することができる。

＜樹脂（Ａ）＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物に含まれる樹脂（Ａ）は、特に限定されないが、ウレタン樹脂、ポリアルキレンオキサイド、アクリル樹脂、フッ素基含有樹脂、ビニル重合樹脂（例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラールなど）、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、パラフィンワックスおよびポリエステル樹脂等であってもよい。ただし、樹脂（Ａ）は、Ｒ－ＳｉＯ_ｎ（ｎは１以上３／２以下）で表される組成を含まない。

＜フィラー（Ｂ）＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、フィラー（Ｂ）を含んでいる。本明細書において、フィラー（Ｂ）とは、導電性炭素材料であり、より具体的には、体積固有抵抗が０．１Ω・ｃｍ以下の炭素材料のことである。上述の樹脂組成物は、樹脂（Ａ）中にフィラー（Ｂ）が分散している状態である。フィラー（Ｂ）同士が互いに接触して導電経路を形成することで樹脂組成物が導電性を有する。

フィラー（Ｂ）としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびグラフェン等の導電性炭素材料、顔料、シリカ、および金属粉などが挙げられる。

カーボンブラックの市販品としては、ケッチェンブラックＥＣ（オランダ・アクゾ社製商品名）、ケッチェンブラックＥＣ－３００Ｊ（ライオンスペシャリティケミカルズ（株）製商品名）、ケッチェンブラックＥＣ－６００ＪＤ（ライオンスペシャリティケミカルズ（株）製商品名）、シーストＧ１１６、１１６（東海カーボン社製商品名）、ニテロン＃１０（新日鉄化学（株）社製商品名）、デンカブラック（デンカ（株）社製商品名）、トーカブラック（東海カーボン（株）製商品名）およびＳＵＰＥＲ Ｃ－６５（米国・ＭＴＩ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製商品名）等がある。

カーボンナノチューブの市販品としては、ＶＧＣＦ－Ｈ（昭和電工（株）社製商品名）等がある。

グラフェンの市販品としては、シグマアルドリッチ社製がある。

前記導電性炭素材料の形状は、好ましくは繊維状または球状である。

繊維状である場合、繊維径は好ましくは０．１～１０μｍであり、更に好ましくは０．１～５μｍである。繊維長は好ましくは０．１～１０μｍであり、更に好ましくは１～１０μｍである。

球状である場合、１次粒子径が好ましくは１０ｎｍ～２００ｎｍであり、更に好ましくは２０ｎｍ～１５０ｎｍである。

また、導電性炭素材料は、樹脂組成物中での導電性及びセンサ感度の観点から、一次粒子径が１００ｎｍ以下であることが好ましい。導電性炭素材料の粒子径は、公知の方法で求めることが可能である。例えば導電性炭素材料の粒子径は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察し、画像処理装置（例えばキーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ－７００Ｆ）を用いて画像解析することにより測定することができる。導電性炭素材料が公知の物または市販品である場合には、粒子径は、文献値またはカタログ値であってもよい。

フィラー（Ｂ）の含有量は、樹脂組成物から形成されるセンサ素子が匂いセンサとして十分な導電性を発現する観点、および当該匂いセンサとして十分な感度を発現する観点から、樹脂（Ａ）、フィラー（Ｂ）との合計量を１００重量％とした場合に、好ましくは１０～６０重量％である。匂い物質受容層３１５におけるカーボンブラックの含有量は、樹脂（Ａ）、フィラー（Ｂ）との合計量を１００重量％とした場合に、より好ましくは１０～５５重量％であってもよい。

樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、前述した樹脂（Ａ）、フィラー（Ｂ）および界面活性剤（Ｃ）以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分の例には、溶媒（Ｄ）が含まれる。当該他の成分は、本発明の効果および当該他の成分による効果の両方が得られる範囲で好適に使用され得る。

溶媒（Ｄ）は、樹脂（Ａ）とフィラー（Ｂ）との相溶性を高める観点、樹脂組成物中における界面活性剤（Ｃ）の分散性を高める観点、または樹脂組成物の塗布性を高める観点から樹脂組成物に配合することが可能である。溶媒（Ｄ）の例には、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰとも称する）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酪酸エチル、酪酸ブチル、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、トルエンおよびキシレンが含まれる。

樹脂組成物における溶媒（Ｄ）の含有量は、上記の観点から適宜に決定し得る。

＜界面活性剤（Ｃ）＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、以下で説明するような界面活性剤（Ｃ）を含んでいてもよい。界面活性剤（Ｃ）は、フィラー（Ｂ）の分散剤としての作用を呈する。界面活性剤（Ｃ）は、樹脂組成物が上記の作用を発現する範囲において、公知の界面活性剤から適宜に選ぶことが可能である。

界面活性剤（Ｃ）は、特に制限はないが、８～１８のＨＬＢ値を有していることが好ましく、更に好ましくは９～１７であり、特に好ましくは１０～１６である。このようなＨＬＢ値の界面活性剤（Ｃ）を用いることによって、匂い識別性能が向上する。

ここでの「ＨＬＢ値」とは、親水性と親油性のバランスを示す指標であって、例えば「界面活性剤入門」〔２００７年三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著〕２１２頁に記載されている小田法による計算値として知られているものであり、グリフィン法による計算値ではない。

ＨＬＢ値は有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。

ＨＬＢ＝１０×無機性／有機性
ここで、上式中の無機性および有機性の値は藤田らによって提案された有機性と無機性を表現する指標値を表しており、前記「界面活性剤入門」２１３頁に記載の表の値を用いて算出できる。

イオン性界面活性剤としては、例えばアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および両性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤が挙げられる。

アニオン性界面活性剤としては、炭素数１０～２４のカルボン酸のアルカリ金属塩、炭素数１４～２４のアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩、およびポリエーテル酸エステルのアミン塩等が挙げられる。

前記炭素数１０～２４のカルボン酸としては、例えば、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ペンタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、ヘンイコサン酸、ドコサン酸、トリコサン酸およびテトラコサン酸等が挙げられる。

前記炭素数１４～２４のアルキルスルホン酸が有するアルキル基としては、例えば、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基およびテトラコシル基等が挙げられる。

前記アルカリ金属塩が含むアルカリ金属としては、例えば、ナトリウムおよびカリウム等が挙げられる。

カチオン性界面活性剤としては、炭素数１２～２４のアルキル基を有する第４級アンモニウムのハロゲン化物塩等が挙げられる。

前記炭素数１２～２４のアルキル基を有する第４級アンモニウムとしては、例えばテトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、トリデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、メチルトリオクチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、テトラデシルトリメチルアンモニウム、ノナデシルトリメチルアンモニウム、イコシルトリメチルアンモニウム、ヘンイコシルトリメチルアンモニウム、ヘプタデシルトリメチルアンモニウムおよびペンタデシルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。

前記ハロゲン化物塩としては、例えばフッ化物塩、塩化物塩、臭化物塩およびヨウ化物塩等が挙げられる。

両性界面活性剤としては、例えば、炭素数１０～２２のアルキル基を有するジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウム分子内塩、炭素数１０～２２のアルキル基を有するＮ－アルキル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシン等が挙げられる。

炭素数１０～２２のアルキル基を有するジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩としては、例えばデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ウンデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ドデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、トリデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、テトラデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ペンタデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ヘキサデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ヘプタデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、オクタデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ノナデシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、イコシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩、ヘンイコシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩およびドコシルジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド分子内塩等が挙げられる。

炭素数１０～２２のアルキル基を有するＮ－アルキル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシンとしては、Ｎ－ドデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシンおよびＮ－オクタデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシン等が挙げられる。

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。

高級アルコールとしては、１－ヘキシルアルコール、１－ヘプチルアルコール、１－オクチルアルコール、１－ノニルアルコール、１－デシルアルコール、１－ウンデシルアルコール、１－ドデシルアルコール、１－トリデシルアルコール、１－テトラデシルアルコール、１－ペンタデシルアルコール、１－ヘキサデシルアルコール、１－ヘプタデシルアルコール、１－オクタデシルアルコール等が挙げられる。

エチレンオキサイド付加モル数は、匂い識別性能の観点から５～５０が好ましく、より好ましくは５～４０が好ましく、さらに好ましくは５～３０である。

前記樹脂（Ａ）と前記フィラー（Ｂ）とは相溶していても相溶していなくても良い。

界面活性剤の含有量は、樹脂（Ａ）、フィラー（Ｂ）および界面活性剤（Ｃ）の合計１００重量％に対し、匂い物質の受容感度の観点より、好ましくは０～５０重量％であり、さらに好ましくは１０～４０重量％であり、最も好ましくは２０～３０重量％である。

＜樹脂組成物の製造方法＞
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物の製造方法の具体的な一例を示せば、下記の通りである。

前記樹脂組成物は、樹脂（Ａ）、およびフィラー（Ｂ）を混合して、撹拌機で均一に混練することでスラリーとして得られる。樹脂（Ａ）およびフィラー（Ｂ）の混合時に、必要に応じて界面活性剤（Ｃ）および溶媒（Ｄ）が添加されてもよい。攪拌機としては、例えば自転・公転ミキサーが用いられる。自転・公転ミキサーとして、例えばＡＲＥ－３１０（（株）シンキー社製商品名）、またはＨＲ００３－０４Ａ／Ｖ（三星工業株式会社製商品名）が挙げられる。樹脂組成物は、樹脂（Ａ）、およびフィラー（Ｂ）を混合して、例えば回転数を２０００回転／分とし、回転時間を１０～６０分程度として撹拌機で混練することで、所望の空隙率を有するスラリーとして得られる。前記樹脂組成物は、必要に応じて界面活性剤（Ｃ）および溶媒（Ｄ）を添加する場合では、溶媒（Ｄ）は樹脂組成物から留去される。溶媒（Ｄ）は、均一に混合して生成した樹脂組成物から留去してもよいし、センサ素子３１の製造時に生成した塗膜から留去してもよい。

〔２．センサ素子３１〕
上述した樹脂組成物は、樹脂組成物に匂い物質Ａが吸着した場合と、匂い物質Ａとは異なる匂い物質Ｂが吸着した場合とで、電気伝導性の経時的な変化が異なる。この性質を利用すれば、匂い物質を検出・識別可能なセンサ素子３１を実現することができる。

以下では、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を適用したセンサ素子３１の概要および効果について説明する。

センサ素子３１は、上述の樹脂組成物を含む匂い物質受容層３１５、第１金属配線３１３Ａ、第２金属配線３１３Ｂ、および匂い物質透過層３１７を備えている。なお、以下では、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂを区別しない場合、金属配線３１３と記す場合がある。

ここで、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂについて、図３および図４を用いて説明する。図３は、センサ素子３１の構成の一例を示す上面図であり、図４は、図３に示すセンサ素子３１の構成の一例を示す断面図である。

第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂはそれぞれ、匂い物質受容層３１５（すなわち、樹脂組成物）の電気伝導性の変化を計測するための電極として機能する金属配線である。すなわち、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとは互いに離間しており、匂い物質受容層３１５は、第１金属配線の少なくとも一部と第２金属配線の少なくとも一部とに接している。一例において、第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂは、互いに直接接していない金属配線であり、図３に示すように、互いに略平行な金属配線であってもよい。

図３に示すように第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂを含む金属配線３１３は、基板３１１上に配置されていてもよい。基板３１１は、電子回路に一般的に用いられるガラスエポキシ等の基板であり得る。基板３１１は、ガラスエポキシに限られず、紙フェノール、ガラスコンポジット、ポリイミド、ＰＥＴ、ガラスセラミック、アルミナ、またはアルミニウムの基板であってもよい。金属配線３１３は、銅、または金等の金属配線であり得る。基板の面に対して垂直な方向から見た第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂそれぞれの太さは１０μｍ～２ｍｍが好ましく、更に好ましくは１０μｍ～１ｍｍである。基板の面に対して平行な方向から見た第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂそれぞれの高さ、すなわち厚さは１μｍ～１００μｍが好ましく、更に好ましくは１０μｍ～５０μｍである。第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂの間隔は１μｍ～３ｍｍが好ましく、更に好ましくは１μｍ～１.５ｍｍである。金属配線３１３の長さは１００μｍ～５０ｍｍが好ましく、更に好ましくは５００μｍ～３０ｍｍである。

図４は、図３のＡ－Ａ断面を示している。匂い物質受容層３１５は、第１金属配線３１３Ａの少なくとも一部と第２金属配線３１３Ｂの少なくとも一部とに接していてもよい。匂い物質受容層３１５は、例えば、図３および図４に示すように、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとを完全に覆うように配されていてもよい。匂い物質受容層３１５の少なくとも一部は、厚さが１μｍ以上５０μｍ以下の薄膜状であって良く、厚さの下限はより好ましくは３μｍ以上であり、厚さの上限はより好ましくは１０μｍ以下である。厚さが１μ以下であると、電気抵抗が大きくなりすぎ、信号のＳ／Ｎがとりにくくなる。また、５０μｍ以上であると匂い物質が膜内に拡散するのにかかる時間が長くなるため匂い物質の濃度変化に対する応答性が悪化する。この構成により、匂い物質を匂い物質受容層３１５が吸着したことに起因する該匂い物質受容層３１５の電気伝導性の変化を電気信号として精度良く検出することができる。なお、匂い物質受容層３１５の作成時に、塗工する膜の面積を電極形状等によって規制し、分注する匂い物質透過層の溶液の蒸発残留分と分注量とを制御することによって、匂い物質受容層３１５の厚さを制御することが可能である。

匂い物質受容層３１５の電気伝導性（すなわち、センサ素子３１の電気伝導性）が低い場合、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとの間隔は所定の距離（例えば、５００μｍ）以下であることが望ましい。

センサ素子３１は、匂い物質Ａが吸着した場合と、匂い物質Ａとは異なる匂い物質Ｂが吸着した場合とで、電気伝導性の経時的な変化が異なる樹脂組成物を適用することにより、さまざまな匂い物質を検出したり、識別したりすることが可能である。なお、後述する匂いセンサ３０では、匂い物質を検出するための構成（金属配線３１３および匂い物質受容層３１５）が設けられた基板３１１を備えるセンサ素子３１が複数配設されていてもよい。それぞれの基板３１１には、同じ組成の匂い物質受容層３１５を含む複数のセットが配設されていてもよい。複数のセンサ素子３１が配設される場合、センサ素子３１ごとに定電圧電源および電圧計を備える。匂いセンサ３０において、各基板３１１上に匂い物質を検出するための構成（金属配線３１３および匂い物質受容層３１５）が１つ配設されていてもよい。あるいは、匂いセンサ３０において、１つの基板３１１上に匂い物質を検出するための構成（金属配線３１３および匂い物質受容層３１５）のセットが複数配設されていてもよい。後者の場合、基板３１１上に設けられるセットの各々に定電圧電源および電圧計が接続される。

匂いセンサ３０が備える複数の匂い物質受容層３１５それぞれの組成は、同じであってもよいし異なっていてもよい。匂いセンサ３０が同じ組成の匂い物質受容層３１５を含む場合、複数の匂い物質受容層３１５それぞれにおいて同じ匂い物質を検出することができる。また、匂いセンサ３０がそれぞれ異なる組成の匂い物質受容層３１５を含む場合、複数の匂い物質受容層３１５のそれぞれは、匂い物質に対して異なる応答をする。このように、匂い物質を検出するための構成のセットを複数備えることで、匂いセンサ３０における匂い物質の識別精度を向上させることができる。

〔３．匂いセンサ３０〕
以下では、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０の概要および効果について、図５を用いて説明する。図５は、センサ素子３１を適用した匂いセンサ３０の構成の一例を示すブロック図である。

匂いセンサ３０は、匂い物質を検出するセンサ素子３１、定電圧電源３２（電源）、および電圧計３３（測定機器）を備えている。

センサ素子３１の第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとはリード線Ｗで接続されている。図５には、リード線Ｗに定電圧電源３２および電圧計３３が配された例を示している。

定電圧電源３２は、センサ素子３１に給電するための電源である。定電圧電源３２は、センサ素子３１にリード線を介して定電圧を供給する。定電圧電源３２が供給する電圧値は、０．５Ｖ～１０Ｖであり、例えば２．５Ｖである。

電圧計３３は、定電圧電源３２から供給された定電圧を匂い物質受容層３１５に供給した場合に、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとの間に生じる電位差を測定する。

なお、匂いセンサ３０は、匂い物質測定用の回路において、電圧計３３の前段にアンプ（不図示）を備えており、当該アンプは取得した信号を増幅し電圧計３３に供給する。

また、匂いセンサ３０は、匂い物質測定用の回路のほかにリファレンス回路を備えており、電圧計３３は、匂い物質測定用の回路において取得された値とリファレンス回路において取得された値との差（電位差）を電圧値として取得する。

匂いセンサ３０は、必須の構成ではないが、筐体３４をさらに備えていてもよい。筐体３４は、匂い物質を含む空気を内包可能な容器である。筐体３４を備えている場合、センサ素子３１は筐体３４内に設置される。

筐体３４は、匂い物質を導入するための導入口３４１および匂い物質を含む空気を排出するための排出口３４２を備えている。匂い物質の導入は、導入口３４１から匂い物質を浸漬したろ紙等を筐体３４内に導入することによって行われてもよいし、匂い物質を含む空気を導入口３４１から筐体３４内に導入することによって行われてもよい。筐体３４は、匂い物質を所定の濃度（例えば、２００ｐｐｍ）以上含む空気を内包するための容器である。

筐体３４の排出口３４２には、必須では無いが、気流生成用ファン３５が配されていてもよい。気流生成用ファン３５は、筐体３４内に気流を生じさせたり、筐体３４内の気体を排出口３４２から筐体３４外へ排出させたりするためのものである。

なお、匂いセンサ３０は、定電圧電源３２の代替として不図示の定電流源（電源）、電圧計３３の代替として不図示の電流計（測定機器）を備えていてもよい。この場合、定電流源は、センサ素子３１に給電するための電源として機能し、センサ素子３１にリード線を介して定電流を印加する。一方、電流計は、匂い物質受容層３１５に定電流が印加された場合に、第１金属配線３１３Ａと第２金属配線３１３Ｂとの間を流れる電流値を測定する。第１金属配線３１３Ａおよび第２金属配線３１３Ｂはいずれも電極として機能し得る。以下、金属配線３１３が電極として機能する場合には、「電極３１３」と記載する場合もある。

匂いセンサ３０は、センサ素子３１に匂い物質が吸着する前後における、該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を示す測定値を出力する。これにより、さまざまな匂い物質を検出したり、識別したりすることが可能である。

〔４．匂い測定装置１００〕
上述した匂いセンサ３０は、センサ素子３１にさまざまな匂い物質が吸着した場合、該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を匂い物質毎に出力することができる。この匂いセンサ３０を適用すれば、匂い物質Ａがセンサ素子３１に吸着した場合の該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化と、匂い物質Ｂがセンサ素子３１に吸着した場合の該センサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化と比較することができる。このような比較結果に基づいて、センサ素子３１に吸着した匂い物質を推定可能な匂い測定装置１００を実現することができる。

さらに、匂い測定装置１００は、機械学習によって生成した推定モデル２２を用いれば、高精度な匂い物質の推定を行うことができる。推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いて生成され得る。

以下では、匂いセンサ３０を適用した匂い測定装置１００の概要および効果について説明する。匂い測定装置１００は、上述した樹脂組成物を適用したセンサ素子３１に生じた電気伝導性の変化から、センサ素子３１に吸着した匂い物質を推定する装置である。

本実施形態の匂い測定装置１００は、複数のセンサ素子３１Ａ（以下、「センサ素子群３１Ａ」とも称する）を備えるセンサチャンバ６０と、匂い物質を含む対象試料が導入され、対象試料から発生した匂い物質を含む気体が内包される対象試料受入部５０とを別々に備える。本実施形態では、センサ素子群３１Ａに含まれる個々のセンサ素子３１を単に「センサ素子３１」と記す。

本実施形態の匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の内部の、匂い物質を含む気体を、匂い物質を含む気体とは別の気体を用いてセンサチャンバ６０の方へ押し出す構成を採用している。本実施形態において、対象試料受入部５０内に対象試料が導入された場合の該対象試料受入部５０内の気体（すなわち、検出対象の匂い物質を含む気体）を第１気体と称す。一方、第１気体をセンサチャンバ６０の方へ押し出すための気体のことを第２気体と称す。

図１は、匂い測定装置１００の概略図である。図１に示すように、匂い測定装置１００は、匂いセンサ３０、対象試料受入部５０、センサチャンバ６０、気体供給部８０、および推定装置１０を備える。また、匂い測定装置１００は、調節部５１をさらに備えてもよい。また、匂い測定装置１００は、推定装置１０ａをさらに備えてもよい。

図１は、一例として、気体供給部８０から、対象試料受入部５０、センサチャンバ６０の順に気体が流れる例を示している。気体供給部８０、対象試料受入部５０、およびセンサチャンバ６０は、それぞれ管体で接続されている。

［対象試料受入部５０］
対象試料受入部５０は、匂い物質を含む対象試料を内部に受け入れて第１気体を保持可能である。対象試料受入部５０は、内部に進入する第２気体が通過する第１口５０１と、内部から出る第１気体および第２気体が通過可能な第２口５０２とを備えている。図１では、第１口５０１は、対象試料受入部５０の紙面上部に設置され、第２口５０２は、対象試料受入部５０の紙面下部に設置される態様を示すが、これに限定されない。例えば、第１口５０１および第２口５０２の位置は、第１気体に含まれる匂い成分の種類および組み合わせなどに応じて適宜設定し得る。例えば、第１気体に含まれる匂い成分の単位体積当たりの重量（すなわち、比重）が第２気体より重い場合と、軽い場合とで、第１口５０１の位置および第２口５０２の位置を変更してもよい。また、対象試料受入部５０は、図５と同じく、気流生成用ファン３５を内部に備えていてもよい。

対象試料受入部５０は、液体または固体の対象試料を受け入れるための試料導入口５０３を備える。対象試料受入部５０は、対象試料を設置するための設置部（不図示）を備えていてもよい。対象試料が液体である場合、設置部は、液体を保持するためのコップであってもよいし、対象試料が固体である場合、設置部は、固体が静置されるシャーレであってもよい。対象試料受入部５０には、対象試料が試料導入口５０３から第１気体として気体状態で導入されてもよい。このように、対象試料受入部５０が、液体または固体の対象試料を受け入れ可能であることにより、第１気体中の匂い物質の濃度を調節することが可能である。例えば、同一の匂い物質であっても、第１気体中の匂い物質の濃度の高低を調節することが容易である。

対象試料受入部５０の内側面には、匂い物質に対して不活性な素材が配されていてよい。匂い物質に対して不活性な素材は、センサチャンバ６０に送り出される気体に含まれる匂い物質の各々の濃度を大きく変化させない素材である。例えば、匂い物質に対して不活性な素材は、匂い物質が吸着したり、溶け込んだりしにくい素材である。匂い物質に対して不活性な素材としては、例えば、ガラス、金属、樹脂が挙げられる。金属を採用する場合、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく、樹脂を採用する場合、フッ素系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。

対象試料受入部５０の内側面が第１気体に含まれる匂い物質を吸着する素材である場合、各部に匂い物質が吸着して、後の測定に影響を及ぼす虞がある。

このように対象試料受入部５０の内側面が匂い物質に対して不活性な素材であることにより、内側面の素材と、第１気体に含まれる匂い物質とが反応する、または内側面に匂い物質が吸着するなどの虞が低減される。従って、センサチャンバ６０に供給された第１気体に含まれる匂い物質が、対象試料受入部５０に内包されている間に変化する、または匂い物質の濃度が薄まるなどの虞が低減する。

匂い測定装置１００は、対象試料が液体または固体であっても、対象試料受入部５０を備えることにより、第１気体をセンサチャンバ６０に送り込む前に対象試料受入部５０内で第１気体の濃度を均一にすることができる。また、匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０を備えることにより、第１気体をセンサチャンバ６０へ一定の流量で押し出すことができる。これにより、匂い測定装置１００は、測定を繰り返し行う場合であっても、毎回同じ条件でセンサチャンバ６０へ第１気体を送ることができるため、繰り返し安定した測定を行うことができる。

対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積の１倍以上２００倍以下であることが好ましい。特に、対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積よりも大きいことが好ましい。対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積の２倍以上がより好ましく、４倍以上であることがさらに好ましい。また、対象試料受入部５０内の容積は、センサチャンバ６０内の容積の１００倍以下であることが好ましく、６０倍以下であることがさらに好ましい。対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積に対して１倍以上の大きさであることにより、センサチャンバ６０における匂い物質の濃度が適切に調整され、センサチャンバ６０が備えるセンサによる測定結果が安定して出力される。また、対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積に対して２００倍以下であることにより、対象試料受入部５０内の温湿度調整がしやすくなるため、センサによる測定結果が安定して出力されると共に、匂い測定装置１００のサイズをコンパクトに収めることができる。

対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積の１倍未満である場合は、対象試料受入部５０で発生した匂い物質がセンサチャンバ６０内で希釈され、センサにおける測定感度が低下する虞がある。また、対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積の２００倍よりも大きい場合は、対象試料受入部５０の容積が大き過ぎるため、第１気体の濃度、温度、湿度の均一性が低下し、測定を繰り返し行う場合に、同じ条件でセンサチャンバ６０に第１気体を送ることができない虞がある。さらに匂い測定装置１００全体のサイズが大きくなる虞がある。

図１では、一例として、対象試料受入部５０内の容積が、センサチャンバ６０内の容積の８倍の例を示している。

例えば、管体９３の内側面が、第１気体に含まれる匂い物質を吸着する素材である場合、各部に匂い物質が吸着して、後の測定に影響を及ぼす虞がある。そこで、第１気体を対象試料受入部５０からセンサチャンバ６０へと導く管体９３の内側面に、対象試料受入部５０の内側面と同様に、匂い物質に対して不活性な素材が配されることが好ましい。匂い物質に対して不活性な素材としては、例えば、ガラス、金属、樹脂が挙げられる。金属を採用する場合、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく、樹脂を採用する場合、フッ素系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。

対象試料受入部５０は、管体９２および管体９３から着脱可能な構成であってもよい。このように、対象試料受入部５０が着脱可能であることにより、前の測定が終了し、次の測定を行う場合に、対象試料受入部５０内をパージせずとも新しい対象試料受入部５０を付け替えることができる。これによれば、匂い測定装置１００は、複数の測定を短時間で行うことができる。

また、対象試料受入部５０が着脱可能であることにより、匂い測定装置１００とは別体の保温室を用いて、対象試料を導入した対象試料受入部５０を所望の温度に保持することができる。これによれば、例えば、後述する調節部５１を匂い測定装置１００に設けることが出来ない場合であっても、匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の温度を調節することができる。保温室としては、例えばウォーターバス、ドライバス、ヒートジャケット、シリコンヒーター、順風乾燥機、恒温恒湿機、噴霧器等を用いられてもよい。

［調節部５１］
調節部５１は、対象試料受入部５０内に内包されている第１気体の温度および湿度の少なくとも一方を調節する。調節部５１が温度を調節する場合、調節部５１は、例えば、ヒータまたは冷却器である。この場合、調節部５１は、対象試料受入部５０全体を覆うような構成であってもよい。また、調節部５１が湿度を調節する場合、調節部５１は、例えば、加湿器または除湿器である。調節部５１は、第１気体の種類ごとに温度および湿度の少なくとも一方を調節してもよいし、同じ第１気体の測定中において所定時間毎に温度および湿度の少なくとも一方を変化させてもよい。調節部５１としては、例えば温度および湿度の少なくとも一方を変化させることが可能なウォーターバス、ドライバス、ヒートジャケット、シリコンヒーター、順風乾燥機、恒温恒湿機、噴霧器等が用いられてもよい。

調節部５１が、対象試料受入部５０内の第１気体の温度および湿度の少なくとも一方を調節することにより、匂い測定装置１００は、例えば、第１気体の種類（気体の重さ、揮発性など）に応じた条件を用いてセンサチャンバ６０へ第１気体を送ることができる。また、これによれば、匂い測定装置１００は、安定した濃度の第１気体をセンサチャンバ６０へ送ることができ、測定の精度が向上する。

［センサチャンバ６０］
センサチャンバ６０は、匂い物質を測定するためのセンサ素子３１を格納する空間である。センサチャンバ６０には、対象試料受入部５０の第２口５０２と接続されている。具体的には、センサチャンバ６０は、気体供給口６０１と、気体排出口６０２とを備え、対象試料受入部５０の第２口５０２と、気体供給口６０１とが接続されている。

センサチャンバ６０は、第１気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能な複数のセンサ素子３１Ａを備える。複数のセンサ素子３１Ａは、それぞれ異なる樹脂組成物を物質受容層として備えるセンサ素子３１であってよい。すなわち、複数のセンサ素子３１Ａは、それぞれのセンサ素子３１の匂い物質に対する感度および特異性が異なっていてよい。図１のセンサチャンバ６０は、一例として、センサ素子３１と、センサ素子３１ｂとを含むが、これに限定されない。また、図１のセンサチャンバ６０は、センサ素子３１、３１ｂとは異なる樹脂組成物を物質受容層として備えるセンサ素子３１ｃを備えている。センサ素子３１と、センサ素子３１ｂとは、第１気体に含まれる同じ匂い物質に応じた測定結果を出力可能であるが、それぞれが出力する測定結果は異なる。匂い物質に応じた測定結果は、例えば、匂い物質の濃度に応じた測定結果である。なお、以下の説明において特にセンサ素子３１、３１ｂ、３１ｃおよび後述するセンサ素子３１ｄを区別しない場合、「センサ素子３１」と総称する。

センサチャンバ６０には、それぞれ異なる樹脂組成物を物質受容層として備えるセンサ素子３１がどのような組み合わせで、どのような配置で設置されてもよい。また、センサチャンバ６０には、同じ樹脂組成物を物質受容層として備えるセンサ素子３１が複数設置されていてもよい。

ここで、センサ素子３１と、センサ素子３１ｂとは、それぞれが異なる匂い物質に応じた測定結果を出力可能なセンサ素子であってもよい。例えば、センサチャンバ６０には、第１気体に含まれる匂い物質に応じた測定結果を出力可能なセンサ素子３１と、第１気体に含まれる匂い物質とは異なる第２匂い物質に応じた測定結果を出力可能なセンサ素子３１ｂとが配置されていてもよい。例えば、匂いセンサ３０は、匂い物質受容層３１５に用いた樹脂組成物が互いに異なるセンサ素子３１、３１ｂを備えていてもよい。

匂い物質を吸着する特性が異なる樹脂組成物を匂い物質受容層３１５に用いたセンサ素子３１を複数備えることにより、匂い測定装置１００は、複数の匂い物質についての推定を同時に実行することができる。なお、本発明の一実施形態に係るセンサ素子３１として、匂い物質受容層３１５に界面活性剤（Ｃ）を含まないセンサ素子３１と匂い物質受容層３１５に界面活性剤（Ｃ）を含むセンサ素子３１とを併用してもよい。

また、匂い測定装置１００を用いれば、既知の匂い物質のそれぞれについて、センサ素子３１の電気伝導性の変化を示す第１変化パターンと、センサ素子３１ｂの電気伝導性の変化を示す第２変化パターンとを得ることが可能である。推定モデル２２は、第１変化パターンおよび第２変化パターンの両方を用いた機械学習によって生成されてもよい。匂い測定装置１００は、このように生成された推定モデル２２を用いて匂い物質を推定するため、各匂い物質をより精密に識別することが可能である。

図１のセンサチャンバ６０は、一例として、４個×４列の配置で複数のセンサ素子３１Ａを備えている。センサ素子３１Ａの数、ならびにセンサ素子３１Ａの配列の仕方は限定されない。センサチャンバ６０が備えるセンサ素子３１Ａの合計の数も特に限定されないが、例えば、２個、８個、１６個、６４個であってよい。センサ素子３１Ａの合計の数は、８個以上１６個以下であってもよい。

センサチャンバ６０の内側面の素材は、対象試料受入部５０と同様に、匂い物質に対して不活性な素材であることが好ましい。匂い物質に対して不活性な素材としては、例えば、ガラス、金属、樹脂が挙げられる。金属を採用する場合、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく、樹脂を再送する場合、フッ素系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。センサチャンバ６０の内側面の素材が、第１気体に含まれる匂い物質を吸着する素材の場合、センサチャンバに匂い物質が吸着することにより、後の測定におけるセンサ素子３１からの出力の変化量が小さくなり、匂い測定装置１００が正確な測定を行えない虞がある。

［複数のセンサ素子３１Ａ（センサ素子群３１Ａ）］
複数のセンサ素子３１Ａは薄膜を備えてもよい。一例として、図２および図３の匂い物質受容層３１５および匂い物質透過層３１７が薄膜である。

センサチャンバ６０内に匂い物質を含む第１気体を送り込む態様として、例えば、センサチャンバ６０の気体排出口６０２側に真空ポンプを設置し、真空ポンプを用いて気体を引くことにより、センサチャンバ６０の気体供給口６０１側から匂い物質をセンサチャンバ６０へ送り込む態様が採用されてもよい。ただし、センサ素子３１、３１ｂが薄膜を備える場合、センサチャンバ６０内が陰圧であると、薄膜が膨張して、センサ素子３１、３１ｂが安定した測定結果を出力できない虞がある。本実施形態に係る匂い測定装置１００であれば、センサチャンバ６０および対象試料受入部５０の第１口５０１側から気体供給部８０が気体を押すことによりセンサチャンバ６０に第１気体を送り込むため、センサチャンバ６０内の圧力は陽圧である。このため、匂い測定装置１００は、複数のセンサ素子３１Ａが薄膜を備えていても安定した測定結果を得ることができる。これに対して、センサチャンバ６０および対象試料受入部５０の第１口５０１側から気体供給部８０が気体を押すことによりセンサチャンバ６０に第１気体を送り込む構成であれば、センサチャンバ６０内の圧力は陽圧である。そこで、本実施形態に係る匂い測定装置１００は、センサチャンバ６０および対象試料受入部５０の第１口５０１側から気体供給部８０が気体を押すことによりセンサチャンバ６０に第１気体を送り込む構成を採用することが好ましい。これにより、匂い測定装置１００は、複数のセンサ素子３１Ａが薄膜を備えていても安定した測定結果を得ることができる。

また、複数のセンサ素子３１Ａの薄膜は、導電性炭素材料、樹脂組成物、および界面活性剤を含んでもよい。

［気体供給部８０］
気体供給部８０は、対象試料受入部５０の第１口５０１と接続されており、対象試料受入部５０の内部へ第２気体を送ることによって、第１気体を対象試料受入部５０内からセンサチャンバ６０の方へ送り出す。

気体供給部８０と、対象試料受入部５０との間にはバルブ８１を備えていてもよい。バルブ８１の開閉によって、気体供給部８０からのガス供給の開始および停止を調節してもよい。

このように、対象試料受入部５０の第１口５０１側から気体供給部８０が気体を押すことによりセンサチャンバ６０に第１気体を送り込むため、センサチャンバ６０内の圧力は陽圧である。このため、匂い測定装置１００は、安定した測定結果を得ることができる。また、バルブ８１の開閉によって、第２気体を送ることができるため、匂い測定装置１００は、任意のタイミングで第１気体を対象試料受入部５０内からセンサチャンバ６０の方へ送り出すことができる。これによれば、匂い測定装置１００は、センサ素子群３１Ａを用いて第１気体に含まれる匂い物質を繰り返し測定する場合、各センサ素子３１が出力する波形の形の再現性を向上させることができる。

第２気体は、不活性ガスまたは空気であってよい。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素などが挙げられる。第２気体が不活性ガスである場合、気体供給部８０はガスボンベであってよい。

また、第２気体が空気である場合、気体供給部８０はポンプであってよい。この場合、対象試料受入部５０に内包される第１気体と反応する成分を除去するために、匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の第１口５０１側に、例えば、活性炭フィルタ、除湿剤、シリカゲルカラム、または防塵フィルタを備えていてもよい。

匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０の第１口５０１側、さらに具体的にはバルブ８１と、気体供給部８０との間にマスフローコントローラをさらに備えてもよい。この構成を採用した匂い測定装置１００は、対象試料受入部５０からセンサチャンバ６０へ一定の流量で第１気体を送ることができ、複数のセンサ素子３１Ａが安定して出力を行うことができる。

なお、図１では、対象試料受入部５０の内部から出た第１気体および第２気体が管体９３およびセンサチャンバ６０を通る構成を示したが、この構成に限定されない。匂い測定装置１００の対象試料受入部５０は、センサチャンバ６０に対して大きい容積を持つため、測定時に対象試料受入部５０の内部の第１気体の全量をセンサチャンバ６０に送り出す必要はない。また、測定後に、対象試料受入部５０の内部を、第２気体を用いてパージする場合、対象試料受入部５０とセンサチャンバ６０とが接続されている必要はない。そこで、匂い測定装置１００は、管体９３にバルブ（不図示）を配置して、対象試料受入部５０の内部から出た第１気体および第２気体がセンサチャンバ６０を通さずに排気可能な構成であってもよい。

［推定装置１０］
推定装置１０は、匂いセンサ３０によって検出された匂い物質を推定する装置である。推定装置１０は、例えばコンピュータであり、不図示のＣＰＵおよびメモリを備えている。推定装置１０は、匂いセンサ３０と通信可能に接続されている。具体的には、推定装置１０は、匂いセンサ３０から取得した計測値を解析することによって、匂い物質の推定を実行する。センサチャンバ６０が、センサ素子３１、センサ素子３１ｂとは異なる樹脂組成物を物質受容層３１５に用いたセンサ素子３１ｃをさらに備える場合、推定装置１０は、センサ素子３１ｃに定電圧を供給して電圧計によって測定される測定値をさらに取得し解析してもよい。また、推定装置１０は、測定値そのもの、測定値をプロットした波形、および推定モデルに基づいた未知の匂い物質の推定結果を表示してもよい。また、推定装置１０は、複数の匂い物質を含む気体に対して、それぞれの匂い物質の存在割合の変化を示す数値、およびグラフなどを表示してもよい。また、推定装置１０は、匂い物質を推定するために用いる推定モデル２２を生成してもよい。

＜推定モデル２２の生成＞
次に、匂い物質を推定するために用いる推定モデル２２を生成する処理を行う匂い測定装置１００の構成、および、推定モデル２２を生成する処理について、図６および図７を用いて説明する。

推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に電圧計３３によって測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いた機械学習によって生成される。ここで、匂い物質に固有の識別情報とは、例えば、匂い物質の名称、ＣＡＳ番号、および化学式等であってもよい。

（推定装置１０の構成（推定モデル２２の生成））
図６は、匂い測定装置１００の構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、説明の便宜上、図１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図６に示すように、推定装置１０は、入力部１５、制御部１、記憶部２を備えている。

入力部１５は、ユーザからの各種入力操作を受付けるためのものであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等であってもよい。

制御部１は、測定値取得部１１（取得部）、変化パターン解析部１２（解析部）、学習制御部１３、および推定モデル生成部１４を備えている。

測定値取得部１１は、電圧計３３から測定値を取得する。また測定値取得部１１は、取得した測定値を用いて、センサ素子３１の電気伝導性を示す値（例えば、抵抗値、およびインピーダンスなど）を算出する。測定値取得部１１は、電圧計３３から所定の時間間隔（例えば０．１秒間隔）で測定値を取得してもよい。

変化パターン解析部１２は、少なくとも１つのセンサ素子３１の電気伝導性の経時的な変化を解析する。変化パターン解析部１２は、測定値取得部１１によって算出された抵抗値を用いて、匂い物質が吸着したことによるセンサ素子３１の電気伝導性の変化量を示す値を算出する。変化パターン解析部１２は、算出した電気伝導性の変化量の時間変化を示す変化パターンを示すデータを生成する。変化パターン解析部１２は、生成した変化パターンが既知の匂い物質である場合、生成した変化パターンを該既知の匂い物質に固有の識別情報と対応付けて、変化パターンデータベース２１（学習用データ）に格納してもよい。

学習制御部１３は、記憶部２から変化パターンデータベース２１を読み出して、機械学習による推定モデル２２の生成を制御する。ここで、変化パターンデータベース２１は、複数の匂い物質をセンサ素子３１に吸着させた場合に測定される測定値と、該測定値を与えた既知の匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含むデータベースである。学習制御部１３は、変化パターンデータベース２１から読み出した変化パターンを推定モデル生成部１４に入力する。また、学習制御部１３は、推定モデル生成部１４に入力した変化パターンに対応する匂い物質の識別情報と、推定モデル生成部１４から出力される推定結果とを比較し、比較結果に応じた補正指示を推定モデル生成部１４に出力する。

推定モデル生成部１４は、変化パターンデータベース２１に格納されている変化パターンを用いた機械学習アルゴリズムによって、推定モデル２２を生成する。推定モデル生成部１４は、公知の教師有り機械学習アルゴリズムを用いて推定モデル２２を生成する構成であってもよい。推定モデル生成部１４に適用可能な機械学習アルゴリズムとしては、例えば、ｋ近似法（k-nearest neighbor method）、ロジスティック回帰、サポートベクトルマシン、ランダムフォレスト、およびニューラルネットワーク等が挙げられる。

・特徴量抽出方法
機械学習により推定モデルを生成する場合、基となるデータは、測定値そのものであってもよいし、測定値の統計量、微積分値、ピーク検出値、または自己相関値等、測定値の特徴量を抽出したデータであってもよい。統計量としては、例えば、平均値、分散値、最大値、最小値、最大値と最小値の差、標準偏差等が挙げられる。微積分としては、例えば、傾きや面積等が挙げられる。ピーク検出値としては、例えば、ビークの数、高さ等が挙げられる。自己相関値としては、例えば、階差等が挙げられる。

・前処理方法
機械学習により推定モデルを生成する場合、基となるデータは、そのまま機械学習に用いてもよいし、基となるデータに対して必要により前処理を行ってもよい。また前処理を行う場合、前処理は、特徴量抽出を行う前に行われてもよいし、特徴量抽出を行った後に行われてもよいし、特徴量抽出を行う前後の両方で行われてもよい。前処理は公知の方法で行ってよく、補正、ノイズ除去、標準化、データの変換、平滑化、データ拡張等の方法が挙げられる。補正は、複数の素子や市販のセンサ（例えば温度センサや湿度センサ等）、標準ガスの測定結果に基づいて行われてよい。例えば、補正は、出力比算出、独立成分分析（ＩＣＡ）、統計量算出、積算、加算、減算、除算等の方法によって行われてよい。ノイズ除去としては、例えば、外れ値やホワイトノイズ等の除去が挙げられる。標準化としては、例えば、正規化、正則化等が挙げられる。データの変換としては、例えばトレンドの除去、周波数変換、対数変換等が挙げられる。平滑化としては、例えば、移動平均、階差等が挙げられる。データ拡張としては、例えば、同じサンプルデータの追加（例えば正規分布を仮定）、新しいサンプルデータの追加（例えば、ベクトルの混合比による追加）等が挙げられる。

・機械学習アルゴリズム
推定モデル生成部１４に適用可能な機械学習アルゴリズムとしては、回帰分析、分類、木、時系列解析、ニューラルネットワーク、クラスタリング等が挙げられる。回帰分析としては、例えば、ロジスティック回帰、Ｌａｓｓｏ、エラスティックネット、サポートベクター回帰（ＳＶＲ）、線形、Ｒｉｄｇｅ、アンサンブル回帰等が挙げられる。分類としては、例えば、ｋ近似法（k-nearest neighbor method）、サポートベクター分類（ＳＶＣ）、単純ベイズ分類（Naibe Bayse classifier）、確率的勾配降下法（ＳＧＤ）、カーネル近似等が挙げられる。木としては、例えば、決定木、回帰木、ランダムフォレスト、ブースティング（lightGBM、XGboost）、スタッキング等が挙げられる。時系列としては、例えば、ＡＲ、ＭＡ、ＡＲＩＭＡ、状態空間等が挙げられる。ニューラルネットワークとしては、例えば、多層パーセプトロン（ＭＬＰ）、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）、再帰型ニューラルネットワーク（ＲＮＮ）、残渣ニューラルネットワーク（ＲｅｓＮｅｔ）、トランスフォーマー、グラフニューラルネットワーク（ＧＮＮ）等が挙げられる。クラスタリングとしては、例えば、混合ガウスモデル（ＧＭＭ）、ｋ平均法（kmeas）、minikmeans、変分混合ガウスモデル（VBGMM）、カーネル近似等が挙げられる。

（推定モデル２２を生成する処理）
以下、匂い測定装置１００を用いて推定モデル２２を生成する処理について、図７を用いて説明する。図７は、匂い測定装置１００の推定装置１０が推定モデル２２を生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。推定モデル２２は、複数の匂い物質のそれぞれを少なくとも１つのセンサ素子３１に吸着させた場合に電圧計３３によって測定される測定値と、該測定値を与えた匂い物質に固有の識別情報との組み合わせを含む学習用データを用いた機械学習によって生成される。ここで、匂い物質に固有の識別情報とは、例えば、匂い物質の名称、ＣＡＳ番号、および化学式等であってもよい。

まず、測定値取得部１１は、匂い物質を対象試料受入部５０へ導入する前の匂いセンサ３０において測定された電圧値Ｖ０を取得し、抵抗値Ｒ０を算出する。抵抗値Ｒ０は、好ましくは５００～３０００Ωであり、さらに好ましくは８００～２８００Ωであり、最も好ましくは１０００～２５００Ωである。その後、匂い物質を対象試料受入部５０に入れる（ステップＳ１）。

一方、入力部１５は、対象試料受入部５０内に導入した、既知の匂い物質の名称等の入力を受け付ける（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理はステップＳ１の前に行ってもよい。

次に、測定値取得部１１は、センサ素子３１への匂い物質吸脱着前後の過程における電圧値Ｖの変化量（ΔＶ）データ（波形または経時的変化パターン）を取得する（ステップＳ３）。

続いて、変化パターン解析部１２は、匂い物質吸脱着前後の過程における電圧値Ｖの変化量（ΔＶ）データ（波形または経時的変化パターン）と入力された既知の匂い物質の名称とを対応付けて変化パターンデータベースに記憶する（ステップＳ４）。

所定種類の既存の匂い物質について変化パターンが記憶されていない場合（ステップＳ５にてＮＯ）、すなわち、機械学習に用いるデータがまだ不足している場合、ステップＳ１に戻る。

所定種類の既存の匂い物質について変化パターンが記憶された場合（ステップＳ５にてＹＥＳ）、学習制御部１３は、変化パターンデータベース２１に記憶されている、既知の匂い物質についての変化パターンを読み出して、推定モデル生成部１４に入力する。推定モデル生成部１４は、変化パターンデータベース２１に格納されている経時的変化パターン（または変化パターンから抽出した特徴量）に基づき、機械学習によって推定モデル２２を生成する（ステップＳ６）。

推定モデル生成部１４は、所定の機械学習によって生成した推定モデル２２を記憶部２に格納する（ステップＳ７）。

図６および図７に示す例では、推定装置１０が推定モデル２２を生成しているが、これに限定されない。例えば、推定装置１０とは異なる外部のコンピュータであって、学習制御部１３および推定モデル生成部１４と同じ機能を備えるコンピュータに変化パターンデータベース２１と同じデータを提供して、推定モデル２２を作成させてもよい。

＜匂い物質の推定＞
次に、推定モデル２２を用いて匂い物質を推定する匂い測定装置１００ａの構成、および、推定処理について、図８および図９を用いて説明する。

（推定装置１０ａの構成（推定処理の実行））
図８は、匂い測定装置１００ａの構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、説明の便宜上、図１および図６にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図８に示すように、推定装置１０ａは、制御部１ａ、記憶部２ａ、および出力部１８を備えている。ここで、図８は、図６に示す推定装置１０を、匂い物質の推定処理に利用した場合の構成例を示している。すなわち、図６に示す推定装置１０と図８に示す推定装置１０ａとは、同じハードウェア構成を備えるコンピュータであってもよい。

出力部１８は、ユーザに推定結果を提示するためのものであり、例えば、ディスプレイ、スピーカ、ランプ等であってもよい。

制御部１ａは、測定値取得部１１（取得部）、変化パターン解析部１２（解析部）、推定部１６、および出力制御部１７を備えている。

推定部１６は、推定モデル２２を用いて、匂いセンサ３０から取得した測定値を解析した解析結果から匂い物質を推定する。

出力制御部１７は、推定結果を出力するように出力部１８を制御する。

（推定処理）
以下、制御部１ａの各部が行う具体的な処理については、図９を用いて説明する。図９は、推定装置１０ａが匂い物質を推定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、測定値取得部１１は、匂い物質を対象試料受入部５０へ導入する前の匂いセンサ３０において測定された電圧値Ｖ０を取得し、抵抗値Ｒ０を算出する。その後、未知の匂い物質（性状問わない）を対象試料受入部５０に導入する（ステップＳ１１）。

次に、測定値取得部１１は、センサ素子３１への未知の（すなわち、推定対象の）匂い物質吸脱着前後の過程における電圧値Ｖの変化量（ΔＶ）データ（波形または経時的変化パターン）を取得する（ステップＳ１２）。

次に、推定部１６は、推定モデル２２に基づき、経時的変化パターン（または変化パターンから抽出した特徴量）から、未知の匂い物質を推定する（ステップＳ１３）。

出力制御部１７は、出力部を制御して、推定結果を出力する（ステップＳ１４）。

上述の実施形態では、推定モデル２２を生成する推定装置１０および推定モデル２２を用いて匂い物質を推定する推定装置１０ａについて説明した。なお、推定装置１０と推定装置１０ａとは、別体の装置であってもよいし、１つの装置であってもよい。

＜センサ素子３１ｃの構成例＞
図１０は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｃの構成の一例を示す上面図である。センサ素子３１ｃは、基板３１１上に配置された金属配線である電極３１３と、電極３１３上に形成された円状の匂い物質受容層３１５ｃと、を備える。電極３１３は、第１金属配線３１３Ｃと第２金属配線３１３Ｄとを含む。第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄはそれぞれ、匂い物質受容層３１５ｃの電気伝導性の変化を計測するための電極として機能する金属配線である。図１０において、金属配線３１３ａおよび金属配線３１３ｄは、基板３１１の表側（すなわち、紙面手前側）に配されており、匂い物質受容層３１５ｃに接している。一方、金属配線３１３ｂおよび金属配線３１３ｃはそれぞれ、金属配線３１３ａおよび金属配線３１３ｄと基板３１１の表側で接続されており、基板３１１を裏側に向かって貫通している。それゆえ、金属配線３１３ｂおよび金属配線３１３ｃは、匂い物質受容層３１５ｃに接していない。匂い物質受容層３１５ｃの直径Ｒは、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。図１０において、センサ素子３１ｃが備える匂い物質受容層３１５ｃの形状は一例として楕円状であるが、これに限定されない。匂い物質受容層３１５ｃの形状が楕円である場合は、短径と、長径との平均が０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよい。また、匂い物質受容層３１５ｃの形状は真円であってもよい。

図１０に示すように、金属配線３１３ａおよび金属配線３１３ｄは、匂い物質受容層３１５ｃに接しているが、匂い物質透過層３１７には接していない。

図１１は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｄの構成の一例を示す上面図である。センサ素子３１ｄは、基板３１１上に配置された電極３１３（第１金属配線３１３Ｃ、第２金属配線３１３Ｄ）と、電極３１３上に形成された帯状の匂い物質受容層３１５ｄと、を備える。匂い物質受容層３１５ｄの短方向の幅の長さＷは、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。なお、以下の説明において特に匂い物質受容層３１５ｃと３１５ｄとを区別しない場合、「匂い物質受容層３１５」と総称する。

センサ素子群３１Ａが含むセンサ素子３１の電極は、それぞれ第１電極および第２電極を有し、第１電極および第２電極は、平行線状、平行曲線状、櫛形状、または同心円状に配置されていてもよい。第１電極および第２電極は、前記のどの形状が採用される場合においても、互いに線対称、または点対称で配置されていることが好ましい。このように第１電極および第２電極が配置されることにより、匂い測定装置１００は、気体に含まれる匂い物質を高精度に測定することができる。

図１０のセンサ素子３１ｃは、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄを有している。また、一例として、第１金属配線３１３Ｃは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｂとから構成されている第１電極であり、２本の金属配線は、互いに垂直になるようＴ字状に配されている。第２金属配線３１３Ｄは、第１金属配線３１３Ｃと同様に２本の金属配線３１３ｃ、３１３ｄから構成されている第２電極であり、２本の金属配線が互いに垂直になるようＴ字状に配されるよう構成されている。また、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｃとが向かい合うように平行線状に配置されている。

第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄは、特に、互いにＴ字状に配されていることにより、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとを好適な距離に設置することができ、電極の抵抗値を安定化させることができる。例えば、電極が櫛形状に配置されている場合は、電極間の距離が短くなり、電極の抵抗値が小さくなり過ぎる虞がある。また、第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄが互いにＴ字状に配されていることにより、後述のセンサ素子３１の製造方法の塗布工程において、スラリーが濡れ広がる領域に、濡れ広がりを妨げ得る電極の凹凸部分が存在しないため、スラリーが濡れ広がり易くなる。また、スラリーが濡れ広がり易くなることより、乾燥後の匂い物質受容層３１５の厚みが一定になるという効果がある。

図１２は、センサ素子群３１Ａに含まれる１つのセンサ素子３１ｃの構成の一例を示す斜視図である。図１２に示すように、センサ素子３１ｃにおいて、第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄは、第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄが互いに対向しない方の端部において、それぞれピン３１６と接続されている。ピン３１６は第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄと、匂いセンサ３０の他の部材とを電気的に接続するための導電部材である。なお、図示されていないが、図１０および図１１に示すセンサ素子３１ｃおよびセンサ素子３１ｄも、図１２に示すピン３１６を備えている。

＜センサ素子３１の製造方法＞
以下、匂い測定装置１００において用いられる、複数種類のセンサ素子３１を製造する製造方法について説明する。センサ素子３１の匂い物質受容層３１５は、その原料として様々な組成を有するスラリーを使用し得る。

（スラリー調製工程）
まず、導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比が異なる複数種類のスラリーが調製される。導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比は、所望する匂い物質受容層３１５の感度および検知特異性によって適宜設定されればよい。スラリーは、導電性炭素材料および樹脂組成物以外に溶媒、添加剤、および界面活性剤を含んでいてもよい。フィラーおよび樹脂組成物を含む樹脂組成物のスラリー作成／混錬の際には、フィラーおよび樹脂組成物の混合物に、溶媒としてのＮＭＰを複数回に分けて添加し、混錬を繰り返してもよい。なお、混錬の繰り返し回数を多くすることで、匂い物質受容層３１５の断面における空隙率は低下する。

（電極配置工程）
次に、基板上に電極が配置される。電極は、第１電極および第２電極を備えていてよい。第１電極および第２電極は、平行直線状、平行曲線状、櫛形状、および同心円状に配置されてもよい。また、第１電極および第２電極は、前記のどの形状が採用される場合においても、互いに線対称、または点対称で配置されていることが好ましい。さらに、第１電極および第２電極は平行直線状又は平行曲線状に配置されていることがより好ましい。第１電極および第２電極は、図１０および図１１に示すような形状となるよう配置されることが特に好ましい。具体的には、第１金属配線３１３Ｃが互いに垂直になるようＴ字状に配された２本の金属配線（３１３ａおよび金属配線３１３ｃ）によって構成され、第２金属配線３１３Ｄが互いに垂直になるようＴ字状に配された２本の金属配線（３１３ｃおよび金属配線３１３ｄ）によって構成され、第１金属配線３１３Ｃと、第２金属配線３１３Ｄとは、金属配線３１３ａと、金属配線３１３ｃとが向かい合うように平行線状に配置されることが好ましい。このように第１金属配線および第２金属配線が配置されることにより、匂い測定装置１００は、気体に含まれる匂い物質を高精度に測定することができる。

一例として、図１０および図１１においては、１枚の基板３１１上に一組の電極（第１金属配線３１３Ｃおよび第２金属配線３１３Ｄ）を配置されているが、１枚の基板上に、複数の組の電極が並んで配置されていてもよい。

（領域規定工程）
続いて、電極が配置された基板上に、複数種類のスラリーのそれぞれを塗布する塗布領域が規定される。塗布領域は、例えば、レジストが配されることによって規定されてもよい。また、塗布工程において、スラリーがノズルから滴下される場合は、塗布領域は、ノズル径に合わせて規定されてもよい。レジストＭは、塗布領域３３０を規定するように配されている。塗布領域３３０は、基板３１１がむきだしの状態である。

塗布領域３３０の広さは、複数種類のスラリーのそれぞれに対して同じになるよう規定されてもよい。すなわち、導電性炭素材料および樹脂組成物の混合比がそれぞれ異なるスラリーであっても、スラリーを塗布するための塗布領域３３０の面積は、均一であってよい。これによれば、混合比が異なる、複数種類のスラリーを用いても、乾燥させた後の複数種類の匂い物質受容層３１５の面積のばらつきが少なくなる。

塗布領域３３０は、一例として円状であるが、塗布領域３３０の形状はこれに限定されない。塗布領域３３０の形状は、円状、または帯状であってよい。これにより、円状、または帯状の匂い物質受容層３１５が形成される。

塗布領域３３０の形状が円状である場合、円の直径は、０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよく、塗布領域３３０の形状が帯状である場合、帯の短方向の長さが０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってよい。これにより、円の直径が０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下の円状の匂い物質受容層３１５ｃ、また、帯の短方向の長さが０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下の円状の匂い物質受容層３１５ｄが形成される。

レジストＭが配される方法は特に限定されないが、規定された領域にソルダーレジストをシルク印刷し、その後ソルダーレジストをＵＶ硬化させる方法、レジストフィルムを基板に貼付する方法、規定された領域のレジストのみを硬化し、未硬化部分を除去する方法などが挙げられる。

（塗布工程）
続いて、複数種類のスラリーのそれぞれが塗布領域３３０に塗布される。スラリーが塗布される方法は、従来公知の方法を適用可能であり、ノズルから滴下されてもよく、スプレーされてもよく、スピンコートされてもよい。スラリーが塗布される方法は、特にノズルから滴下される方法が好ましく、例えば武蔵エンジニアリング株式会社製のＩＭＡＧＥ ＭＡＳＴＥＲ３５０ＰＣＳｍａｒｔにＳＵＳ製金属ニードルノズル（内径０．１ｍｍΦ，外形０．２３ｍｍ）を使用することで、所望の塗布形状を得ることができる。

（乾燥工程）
最後に、塗布領域３３０に塗布されたスラリーを乾燥させて、匂い物質受容層３１５が形成される。スラリーの乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、赤外線加熱により常圧で１００℃、１時間加熱し、その後真空乾燥機内で減圧しながら１００℃で１時間加熱する方法を採用することができる。

（匂い物質透過層調整工程）
種々の樹脂組成物とＮＭＰとを混練することで、匂い物質透過層３１７用の樹脂を溶かした溶液が調整される。なお、混錬の繰り返し回数を多くすることで、匂い物質透過層３１７の断面における空隙率は低下する。

（匂い物質透過層３１７の重畳）
匂い物質透過層３１７用の樹脂を溶かした溶液を、乾燥した匂い物質受容層３１５の上から塗布する。このとき、匂い物質受容層３１５と匂い物質透過層３１７との間に隙間が生じないようにする。塗布方法としては、上述した（塗布工程）に記載の方法と同様の方法をとることができる。塗布後の乾燥方法も、上述した（乾燥工程）に記載の方法と同様の方法をとることができる。

＜ソフトウェアによる実現例＞
推定装置１０、１０ａの制御ブロック（特に制御部１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、推定装置１０、１０ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）等をさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本開示の態様１に係るセンサ素子は、樹脂（Ａ）およびフィラー（Ｂ）を含む樹脂組成物を含む匂い物質受容層と、前記匂い物質受容層の少なくとも一部と接している第１金属配線、および該第１金属配線と離間しており、かつ該匂い物質受容層の少なくとも一部と接している第２金属配線と、前記匂い物質受容層の、前記第１金属配線および前記第２金属配線と接している側とは反対側の少なくとも一部を覆う匂い物質透過層と、を備え、匂い物質透過層は、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造、および、Ｒ２－ＳｉＯ_１で表される構造の少なくともいずれかを有する組成を含み、前記Ｒ１は、炭素数が１以上１８以下の炭化水素基である。

本開示の態様２に係るセンサ素子は、上記態様１において、前記匂い物質透過層の少なくとも一部は、厚さが０．１μｍ以上５０μｍ以下の薄膜状であってもよい。

本開示の態様３に係るセンサ素子は、上記態様１または２において、前記匂い物質受容層は、Ｒ－ＳｉＯ_３／２で表される構造を有する組成を含まなくてもよい。

本開示の態様４に係るセンサ素子は、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記匂い物質受容層の少なくとも一部は、厚さが１μｍ以上５０μｍ以下の薄膜状であってもよい。

本開示の態様５に係るセンサ素子は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記フィラー（Ｂ）は、導電性炭素材料であってもよい。

本開示の態様６に係るセンサ素子は、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記Ｒ１は、メチル基、脂肪族炭化水素基、および芳香族のうちの１または複数であってもよい。

本開示の態様７に係るセンサ素子は、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記Ｒ２は、水素原子、メチル基、アルキル基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、フルオロメチル基、ポリエステル基、およびポリエーテル基のうちの１または複数であってもよい。

本開示の態様８に係るセンサ素子は、上記態様１から７のいずれかにおいて、前記フィラー（Ｂ）の含有量は、前記樹脂（Ａ）と前記フィラー（Ｂ）との合計量を１００重量％とした場合に、１０～５０重量％であってもよい。

本開示の態様９に係る匂い測定装置は、上記態様１～８のいずれかのセンサ素子を複数備える。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、％は重量％、部は重量部を示す。

＜Ｒ１－ＳｉＯ_３／２＞
以下のものを使用した。
Ｓ１：ＫＲ－２７１（メチル／フェニル系シリコーンレジン）
Ｓ２：ＫＲ－４８０（メチル／フェニル系シリコーンレジン）
Ｓ３：ＫＲ－２５１（メチル系シリコーンレジン）
以上いずれも信越化学工業株式会社製。

＜Ｒ２－ＳｉＯ_１＞
以下のものを使用した。
Ｓ４：ＫＦ３９３５ （側鎖高級脂肪族アミド変性シリコーンオイル）
Ｓ５：Ｘ２２－３７１０ （片末端カルボキシル基変性シリコーンオイル）
Ｓ６：Ｘ２２－１８７７ （側鎖アルキル・アラルキル変性シリコーンオイル）
Ｓ７：ＦＬ－１００－１０００ｃｓ （フルオロメチル含有変性シリコーンオイル）
Ｓ８：ＫＦ－６１２３ （ポリエーテル、水酸基含有変性シリコーンオイル）
以上いずれも信越化学工業株式会社製。

また、Ｒ２－ＳｉＯ_１として、以下のようにして得られたＳ９を使用した。
＜Ｓ９の作成＞
ガラスフラスコ内に、ＦＩＮＥＤＩＣ ＦＤ－３０５（ポリエステル樹脂）ＤＩＣ株式会社製１００部に対してキシレン３００部、ＫＦ－１０１（グリシジル基変性シリコーンオイル）信越化学工業株式会社製２０部、ジブチルスズ０．０４部を加え、１４０℃の還流条件下で１２時間反応後、冷却してイソプロピルアルコールを徐々に加えて、白濁したところで不要分を濾別し乾固した。ＮＭＲにて構造を確認したところ、得られた生成物がポリエステル変性シリコーンオイル（Ｓ９）であることが確認された。

＜その他の樹脂＞
Ｚ１：ＰＥＧ４０００（ポリエチレングリコール）富士フィルム和光純薬株式会社製。

＜樹脂（Ａ）＞
Ａ５：モビタールＢ１４Ｓ（ポリビニルブチラール樹脂）株式会社クラレ製。

＜Ａ６の作成＞
［ポリエステルアミド（Ａ６）の作製］
冷却管、水分離管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、キシレン１５０部と、ポリアリルアミン２０％水溶液（ニットーボーメディカル（株）製「ＰＡＡ－０３」、平均分子量約３，０００）１２０部とを仕込み、１６０℃まで昇温し、水分離管を使用して水を留去した。この際、水と分離したキシレンは反応溶液に返流した。その後、製造例１で得たポリエステル樹脂（ＰＥ－１）７２部を１６０℃まで昇温したものを仕込み、２時間１６０℃で反応を行った。次いで１６０℃で０．５時間加熱し、キシレンを留去した後、残留する樹脂を取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、ポリエステルアミド樹脂（Ａ６）を得た。ポリエステルアミド樹脂（Ａ６）の数平均分子量（Ｍｎ）は１０，０００で、酸価が０．３ｍｇ ＫＯＨ／ｇであった。

＜溶剤＞
エタノール、ｄ－リモネン、酢酸エチル、ＮＭＰ（Ｎ－メチルピロリドン）は東京化成工業株式会社製のものを使用した。

＜フィラー＞
ＣＢ：カーボンブラックＳＵＰＥＲ Ｃ６５ ＭＴＩコーポレーション製。

＜受容層樹脂組成物１＞
表１は匂い物質受容層に用いる樹脂組成物（以下、受容層樹脂組成物）１～４に含まれる物質および該物質の組成比を示す。
受容層用樹脂：Ａ１ ７０重量部
フィラー：ＣＢ ３０重量部
ＮＭＰ：４００重量部
上述の受容層用樹脂、フィラーおよびＮＭＰを混合した混合物を、自転／公転ミキサー（（株）シンキー製ＡＲＥ－３１０）を用いて２０００回転／分で２０分間撹拌して、スラリーとして受容層樹脂組成物１を得た。

含まれる物質の組成比が異なる受容層樹脂組成物２～４についても、受容層樹脂組成物１と同様にして、表１に示す組成比でスラリー作成を行った。

＜センサ素子Ｅ１－５の作成＞
表２はセンサ素子（Ｅ１－５）～（Ｅ－２５）と、匂い物質受容層および匂い物質透過層の組成との対応を示す。武蔵エンジニアリング株式会社製のＩＭＡＧＥ ＭＡＳＴＥＲ３５０ＰＣＳｍａｒｔにＳＵＳ製金属ニードルノズル（内径０．１ｍｍΦ，外形０．２３ｍｍ）を取り付けた塗工装置を用いて、作製したセンサ用基板Ｋ－１上に、匂い物質受容層を構成した。受容層樹脂組成物１を適量滴下し、金属配線部に塗布した。塗布後、１００℃に加熱した循風乾燥機で３時間乾燥させた。

続けて、同様の塗工装置を用いて、匂い物質透過層用のＲ１－ＳｉＯ_３／２で表される組成物Ｓ１を、表２に記載の膜厚となるよう適量塗布し、上記の匂い物質受容層を覆うように匂い物質透過層を配置した。塗布後、１００℃に加熱した循風乾燥機で３時間乾燥させた。乾燥後、室温まで冷却することで、センサ素子（Ｅ１－５）を作製した。なお、同様の操作を１０回繰り返し行い、各センサ素子につき１０個ずつ作製した。

＜センサ素子Ｅ１－６～Ｅ１－１３、Ｅ１－１７、Ｅ１－１８、Ｅ１－２０の作製＞
匂い物質受容層および匂い物質透過層を表２に示す組成とすること以外はセンサ素子Ｅ１－５を作成した方法と同様の方法で、センサ素子Ｅ１－６～Ｅ１－１３、Ｅ１－１７、Ｅ１－１８、Ｅ１－２０を作製した。

＜センサ素子Ｅ１－１４～Ｅ１－１６、Ｅ１－２１～Ｅ１－２４の作製＞
匂い物質透過層用のＲ１－ＳｉＯ_３／２で表される組成物Ｓ１に代えて、匂い物質透過層用のＲ１－ＳｉＯ_３／２で表される組成物Ｓ１を８部と、匂い物質透過層用のＲ２－ＳｉＯ_１で表される組成物Ｓ４～Ｓ９それぞれを２部、予め混合した混合物をそれぞれ得た。これらの混合物を用いたこと以外はセンサ素子Ｅ１－５を作成した方法と同様の方法で、表２に示す通りの組成を有する匂い物質受容層および匂い物質透過層を備えたセンサ素子Ｅ１－１４～Ｅ１－１６、Ｅ１－２１～Ｅ１－２４を作製した。

＜センサ素子Ｅ１－１９の作製＞
匂い物質受容層の形成のみを行い、匂い物質透過層を形成しないこと以外はセンサ素子Ｅ１－５と同様の方法で、センサ素子Ｅ１－１９を作製した。

＜センサ素子Ｅ１－２５の作製＞
匂い物質受容層の形成のみを行い、匂い物質透過層を形成しないこと以外はセンサ素子Ｅ１－２４と同様の方法で、センサ素子Ｅ１－２５を作製した。

＜匂いセンサ１３～３３の構築＞
検体（匂い物質）を導入する導入口および温度調整用のアルミブロック恒温槽を備えた対象試料受入部と、気体供給用の窒素ガスボンベ、マスフローコントローラ、およびセンサチャンバと、を備えた筐体を作製した。対象試料受入部の容積は、センサチャンバの容積の５倍となるように設計した。

センサの端子を外部へ取り出すためのリード線をセンサ素子（Ｅ１－５）～（Ｅ１～２５）それぞれにはんだ付けし、センサ素子（Ｅ１－５）～（Ｅ１－２５）を、２４個ずつ、それぞれのセンサチャンバ内に設置した。センサ素子（Ｅ１－５）～（Ｅ１－２５）それぞれに対し、センサチャンバ外部に取り出したリード線の末端に５Ｖの定電圧電源と３００Ωの固定抵抗とを直列に接続し、センサ素子の両端子にかかる電圧を測定するための電圧計を接続した。こうしてセンサ素子（Ｅ１－５）～（Ｅ１－２５）を２４個ずつ有する匂いセンサ１３～３３を構成した。

＜試験検体の調整＞
アルミラミガスバック（ＡＡ－１０、ジーエルサイエンス社製）に、エタノール０．０１ｇ、ｄ－リモネン０．０５ｇ、酢酸エチル０．０２ｇをマイクロシリンジで導入し、続いて窒素ガス１０Ｌを導入した。ガスバックを４０℃で３時間放置し、その後室温で９時間放置することで、各種の有機溶剤ガス（１倍）を作製した。さらに、それらのガスを、窒素ガスを用いて下記の希釈倍率で希釈した。
希釈倍率：１．５倍、２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、１０倍、１１倍、１２倍、１３倍、１４倍、１５倍、１６倍、１７倍。

＜実施例１－９～１－２６、比較例２～４＞
［各種有機溶剤ガスの測定］
実験室内（温度２３℃、湿度４０％）に設置した匂いセンサ１３～３３のそれぞれについて、アルミブロック恒温槽を用いて、対象試料受入部内部を３０℃に温調した。その後、匂いセンサの導入口に匂い物質（検体）として先に調整しておいた各種各希釈倍率の有機溶剤ガスを１種類ずつ入れた。その後、気体供給用の窒素ガスボンベから窒素を対象試料受入部へ、マスフローコントローラによって１Ｌ／ｍｉｎの流量で１５秒間流し、センサチャンバを経由し外部に排出した。その後、対象試料受入部を経由せずに、直接窒素ガスボンベからセンサチャンバへ、マスフローコントローラによって１Ｌ／ｍｉｎの流量で６０秒間流し、そのまま外部に排出した。この操作により、センサ素子に付着した匂い物質を除去した。有機溶剤ガスの導入開始から匂い物質を除去完了までの間、センサ素子に接続されている電圧計の測定値を１００Ｈｚのサンプリングレートでコンピュータに記録した。こうして、匂いセンサにおける２４個のセンサ素子のそれぞれの電圧値の時間変化を測定した。この匂い測定操作を、匂いセンサごとに１６回ずつ繰り返し行った。

［検出限界の希釈倍率の測定］
各センサ素子について、検体導入前の出力電圧Ｖ０および検体導入中の電圧Ｖの差の最大値ΔＶを算出した。この時の出力電圧をＶｍａｘとする。検体導入前の電圧領域と、検体導入中の電圧の最大値領域を含むように、測定期間を設定した。また、ある時点における測定値は、当該時点の前後０．１ｓ分の電圧データの算術平均値を使用した。なお、平均値を取る時間領域は、サンプリングレート（Ｈｚ）の逆数の１０倍（つまり１０点データ分を取得）とすることもできる。また、検体導入前の出力電圧Ｖ０に対する測定時の１０点データの標準偏差とΔＶとの比（ΔＶが当該標準偏差の何倍に相当するか）を取った。その比の１６回平均が３倍以上であった時に、センサ素子が使用した希釈倍率の検体を検出できたと判断し、センサ素子が検体を検出できなくなるまで希釈倍率を変更した検体を用いた測定を繰り返して検出限界の希釈倍率を得た。また、用意した各検体について、同様の測定を行った。

［繰り返し測定性の評価］
図１３は、Ｔｚを求めるための操作を説明するためのグラフであり、縦軸は電圧値、横軸は時間を示す。図１３において、Ｘは測定された電圧値の変化を示し、Ｔ０は対象試料受入部に検体を導入し始めた時間を示す。以下、図１３を用いて、繰り返し測定性の評価方法および結果について説明する。センサ素子Ｅ１－５～Ｅ１－２５についてエタノール１．５倍希釈サンプルを用いた測定を行い、得られた時間に対する電圧値をプロットした。得られたプロットに対し、次の１～５に示す処理を行って、Ｔｚを得た。
１．Ｔ１を求める。Ｔ１はセンサチャンバへの検体導入後に洗浄のため窒素ガスボンベから窒素ガスを流し始めた時間である。
２．プロットに基づき得られるグラフ（例えば、図１３に示すグラフ）に対して、検体導入を始めた時間（Ｔ０）を通り、電圧値Ｖ０よりも高い値で縦軸と接する線Ｌ１を設定する。
３．図１３の「操作Ａ」に示すように、設定した線Ｌ１を、グラフＸの下部から漸近させて、ベースライン（電圧値Ｖ０を通り横軸と平行な線）に接する。
４．３で得られたＬ１からの垂直線を引き、グラフＸにおけるプロットとの交点を決め、Ｌ１とプロットの距離がＶｍａｘの１０％となるような線分が引けるプロット上の当該交点に相当する時間（Ｔ２）を求める。
５．Ｔ２とＴ１の差をＴｚとする。

上記から分かる通り、Ｔ２は、センサ素子を用いて測定を行い、出力電圧Ｖが上昇した後Ｖ０に近い値、具体的にはＶｍａｘの１０％まで低下したタイミング、すなわち当該センサ素子を用いて再度測定を行うことが可能となったタイミングを示す。また、Ｔｚは、Ｔ１からＴ２までの時間、すなわち出力電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘに達してから低下し、次回の測定を行うことが可能となるまでの時間を示す。出力電圧Ｖが低下し始めるタイミングとは、対象試料受入部からサンプルが除去され始めるタイミングを示すと考えることができる。したがって、Ｔｚは、対象試料受入部からサンプルが除去され始めてから次回の測定を行うことが可能となるまでの時間を示すと表現することもできる。以上のことから、Ｔｚが小さいほど、そのセンサ素子は１度の測定を行ってから短時間のうちに次回の測定を行うことが可能となると言える。したがって、Ｔｚが小さいほど、そのセンサ素子は、測定対象となる匂い物質が除去されやすい性質を持つと言える。つまり、一定時間内により多くの回数の繰り返し測定を行うことが容易であることが言える。なお、繰り返し測定を行った場合はＴ１、Ｔ２、及びＴｚは測定毎に定義される。また、匂いセンサ間において配管およびセンサチャンバ等の長さ、直径、および体積等が変わるとガスの切り替えのタイミングおよびセンサ素子にガスが当たるタイミングがずれて結果に影響を与える可能性がある。そのため、上述のＴｚの測定は、センサ素子を除いて同じ条件で構成された匂いセンサを用いて行われた。

実施例１－９と、比較例２の比較
表３に示すように、匂い物質受容層の組成は同じでありながら、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造を有する組成を含む匂い物質透過層を有する実施例１－９と、有さない比較例２では、Ｔｚに大きな違いが見られないものの、実施例群の方が各有機溶剤ガスの希釈倍率が高い結果を示している。したがって、本発明に係る構成を有する実施例１－９に対応するセンサ素子では、測定精度の向上、および、応答性向上を実現できていると言える。また、実施例１－１０～１－２６に係るセンサ素子も、同様の傾向を示した。

実施例１－９と、比較例３の比較
表３に示すように、匂い物質受容層の組成は同じでありながら、匂い物質透過層をＲ１－ＳｉＯ_３／２の組成で構成された実施例１－９と、それ以外の組成で構成された比較例３では、実施例群の方が各有機溶剤ガスの希釈倍率、Ｔｚともにより良い結果を示している。したがって、本発明に係る構成を有する実施例１－９に係るセンサ素子では、測定精度の向上、および、応答性向上を実現できていると言える。また、実施例１－１０～１－２６に係るセンサ素子も、実施例１－９に係るセンサ素子と同様の傾向を示した。

実施例１－９と、比較例２の比較
表３に示すように、匂い物質受容層の組成は同じでありながら、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造を有する組成を含む匂い物質透過層を有する実施例１－２６と、有さない比較例４では、Ｔｚに大きな違いが見られないものの、実施例１－２６の方が各有機溶剤ガスの希釈倍率が高い結果を示している。したがって、本発明に係る構成を有する実施例１－２６に対応するセンサ素子では、測定精度の向上、および、応答性向上を実現できていると言える。

本発明は、医療用、ガス検知用、農業用およびその他工業や生活に用いられる匂い識別センサとして有用である。例えば、農家が香りのある作物の成熟具合を匂い識別センサを用いて判定して、最適な収穫タイミングを管理することもできる。また、食品または化粧品などの製品の匂いを匂い識別センサでデータ化して、製品開発の効率向上および品質安定化を支援することもできる。

１０、１０ａ 推定装置
１１ 測定値取得部（取得部）
１２ 変化パターン解析部（解析部）
１６ 推定部
３０ 匂いセンサ
３１Ａ 複数のセンサ素子（センサ素子群）
３１、３１ｂ、３１ｃ センサ素子
３２ 定電圧電源（電源）
３３ 電圧計（測定機器）
１００、１００ａ 匂い測定装置
３１３Ａ、３１３Ｃ 第１金属配線
３１３Ｂ、３１３Ｄ 第２金属配線
３１５、３１５ｃ、３１５ｄ 匂い物質受容層
３１７ 匂い物質透過層
５０ 対象試料受入部
５１ 調節部
６０ センサチャンバ
８０ 気体供給部
９１、９２、９３、９４ 管体
５０１ 第１口
５０２ 第２口
５０３ 試料導入口

Claims (8)

1. 樹脂（Ａ）およびフィラー（Ｂ）を含む樹脂組成物を含む匂い物質受容層と、
   前記匂い物質受容層の少なくとも一部と接している第１金属配線、および該第１金属配線と離間しており、かつ該匂い物質受容層の少なくとも一部と接している第２金属配線と、
   前記匂い物質受容層の、前記第１金属配線および前記第２金属配線と接している側とは反対側の少なくとも一部を覆う匂い物質透過層と、
   を備え、
   匂い物質透過層は、Ｒ１－ＳｉＯ_３／２で表される構造、および、Ｒ２－ＳｉＯ_１で表される構造の少なくともいずれかを有する組成を含み、
   前記Ｒ１は、炭素数が１以上１８以下の炭化水素基であり、
   前記Ｒ２は、水素原子、アミド基、メチル基、炭素数１以上１２以下のアルキル基、炭素数１以上１２以下のアラルキル基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、フルオロメチル基、ポリエステル基、およびポリエーテル基のうちの１または複数の官能基を含み、
   前記フィラーは導電性炭素材料または金属粉である、
   匂い測定装置用のセンサ素子。
2. 前記匂い物質透過層の厚さが０．１μｍ以上５０μｍ以下の薄膜状である、請求項１に記載の匂い測定装置用のセンサ素子。
3. 前記匂い物質受容層に含まれる樹脂（Ａ）は、－ＳｉＯｎ（ｎは１以上３／２以下）で表される組成を含まない、請求項１に記載の匂い測定装置用のセンサ素子。
4. 前記匂い物質受容層の厚さが１μｍ以上５０μｍ以下の薄膜状である、請求項１に記載の匂い測定装置用のセンサ素子。
5. 前記フィラー（Ｂ）は、導電性炭素材料である、請求項１に記載の匂い測定装置用のセンサ素子。
6. 前記Ｒ１は、脂肪族炭化水素基、および芳香族のうちの１または複数の官能基を含む、
   請求項１に記載の匂い測定装置用のセンサ素子。
7. 前記フィラー（Ｂ）の含有量は、前記樹脂（Ａ）と前記フィラー（Ｂ）との合計量を１００重量％とした場合に、１０～５０重量％である、
   請求項１に記載の匂い測定装置用のセンサ素子。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のセンサ素子を複数備える、
   匂い測定装置。