気体混合物の組成を検出するための方法及び装置

专利摘要:
少なくとも一つのセンサーを収容した測定チャンバ（３）を備えた電子鼻（２）を通して未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の組成を検出するための方法であって、既知の気体混合物（Ｍｎ）を前記測定チャンバ（３）に供給することにより少なくとも一つのセンサーを較正する段階と、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を所定の所望の状態に保つと同時に、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を前記チャンバ（３）に供給する段階と、前記少なくとも一つのセンサーにより前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の組成を検出する段階と、を備えた方法。
公开号:JP2011505554A
申请号:JP2010535466
申请日:2008-11-26
公开日:2011-02-24
发明作者:アイバニーズ・リッコ；ジルド・ボシ；マルコ・レモンディーニ
申请人:エッセアチエンメイ・ コーペラティヴァ・メカニチ・イモラ・ソシエタ・コーペラティヴァ；
IPC主号:G01N1-00

专利说明:

[0001] 本発明は、未知の気体混合物の組成を検出するための方法及び装置に関連している。]
[0002] 本発明は特に、「電子鼻（エレクトロニックノーズ）」を利用して、未知の気体混合物の組成を検出するための方法及び装置に関連している。]
背景技術

[0003] 周知のように、電子鼻は周囲の空気を、より好ましくは連続的に分析することを可能にしており、より詳細には、気体混合物の成分であって、これらの成分が臭気化合物を含んでいるか、または含んでいないか、すなわち、これらの組成が人間または動物の嗅覚系によって検出されるか、または検出されない成分を検出することを可能にしている。]
[0004] 本願明細書は、臭気化合物を有する成分を参照しているが、それ故に本発明の発明の範囲を限定するものではない。]
[0005] 電子鼻は、分析される空気を特定の嗅覚的分類に指定することで、定性的に分類することができ、及びその臭気濃度を評価することにより分析される前記空気を嗅覚的に定量化することができる。]
[0006] 電子鼻は、人間の嗅覚を模倣しており、一般的に言って、その働きは、以下の段階に分類されうる。
−適切なセンサーを利用して前記気体を検出する段階
−前記センサーからの信号を処理する段階
−前記臭気を認識する段階]
[0007] 前記センサーのアレイは一般的に、前記センサーの応答の後の処理のための基準測定を生成するために、基準気体（通常何もない、すなわち、臭気のない空気）が流される化学的に不活性な材料で作られたチャンバ内に収容されている。]
[0008] 使用において、分析される空気は、前記センサーチャンバ内に運ばれ、及び前記空気の化学成分の変化、及びそのようにして、前記センサーからの異なる応答を作り出す。]
[0009] 前記センサーチャンバ内に再び基準ガスを注入し、前記センサーの応答が前記基準測定に戻るように、前記センサーを構成する前記活性材料を洗浄することにより前記測定は終わる。]
[0010] 本願明細書において、我々は金属酸化物半導体（ＭＯＳ）センサーが備えられた電子鼻を参照しているが、それによって本発明の範囲を制限することはない。]
[0011] これらのセンサーが基づいている原理は、基準条件の下でのこのパラメータの値と比べて臭気物質の存在で前記酸化物の電気的導電性が変化することである。]
[0012] 一般の測定サイクルの間、電子鼻は、ある割合の時間の間に基準気体、及び残りの割合の間に分析される空気において作用する。]
[0013] さらに、従来の電子鼻において、活性炭素が前記基準空気を洗浄し、出来る限り臭気の無い状態にするために利用される。]
[0014] しかしながら、この種の電子鼻はいくつかの不利点が存在する。]
[0015] 周知のように、例えば、利用されるセンサーは、分析される前記空気及び基準空気の温度や湿度の変換に高く敏感である。]
[0016] 周囲の状況への依存は、臭気データの読み込みを困難にさせ、及び明確に信頼性がなくなる。実際、前記空気の温度及び湿度は、その日の経過の間、及び一つの季節から他への季節において相当に変化しうる。]
[0017] さらに、考えられる汚染物質の前記基準気体を洗浄するための活性炭素の利用は同様に、前記気体自身の相対的な湿度を変化する傾向にある。]
[0018] この理由から、従来の電子鼻は、高く不明確な測定を提供し、及び再現性の高い係数を示すことができない。]
発明が解決しようとする課題

[0019] 本発明はそれ故、経済的で信頼性があり、及び測定がなされる気候状態に独立した正確な測定を与える検出方法及び装置を提供することにより、上述した不利点を克服することを目的としている。]
課題を解決するための手段

[0020] 前述の目的による本発明の技術的特徴は、添付の特許請求の範囲、特に請求項１、及び好ましくは請求項１に直接または間接的に依存している請求項の内容から容易に推測されうる。]
図面の簡単な説明

[0021] さらに、本発明の利点は、本発明の概念の範囲を制限することなく例として単に提供された本発明の好ましい実施形態を図示している添付の図面を参照すると共に、以下の詳細な説明から明らかとなる。]
[0022] 図１は、本発明により作られた臭気検出装置の簡易化ブロック図であり、前記装置の操作をより理解するために図示している。
図２は、図１の装置の構成要素の概略斜視図である。
図３は、図２の構成要素の概略断面図である。
図４は、本発明による臭気検出装置の別の実施形態であり、前記装置の操作をより理解するための簡易化ブロック図である。] 図１ 図２ 図３ 図４
実施例

[0023] 図１を参照すると共に、全体の中の番号１は、ブロックで概略的に示された臭気検出装置を示しており、前記装置１自身の操作の段階を分かり易く視角化している。] 図１
[0024] 前記装置１は、図１のブロックにより概略的に示された従来の電子鼻２を備えている。] 図１
[0025] 前記鼻２は、周知のタイプ、それ故図示されていない複数のセンサーを収納したチャンバ３を備えている。]
[0026] 前記装置１は、前記電子鼻２によって検出される少なくとも一つの化合物を含んでいる未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を供給するための導管４を備えている。]
[0027] より詳細には、前記電子鼻２は、前記混合物Ｍｉｎｃにおける組成の臭気的な指紋が、人間または動物の臭気系によって気づかれうるように、または前記混合物Ｍｉｎｃにおける組成が人間または動物の臭気系によって気づかれないように、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃの前記組成を検出するために配置されている。]
[0028] 前記装置１は同様に、洗浄気体混合物Ｍｐを供給するための導管５と、基準ガスＧｓを供給するための導管６と、を備えている。]
[0029] これらの流れの各特性は以下の詳細で述べられる。]
[0030] 前記装置１は、上述した流体を前記測定チャンバ３内へ供給するための導管７を備えている。]
[0031] 前記流体供給導管７上には、前記測定チャンバ３に向かう前記導管７内を流れる流体の各々の温度及び湿度を測定するために配置された温度及び湿度センサー８がある。]
[0032] 加えて、前記測定チャンバ３の上流、同様に、前記導管７上には、アルミニウム被覆で区切られ、及び加熱手段に接続されたフィルタ４０がある。前記加熱手段は、図示されていないが、前記フィルタの前記アルミニウム壁を加熱するために設計されている。]
[0033] 図１で示された実施形態において、未知の気体混合物Ｍｉｎｃは、慣習の（図示されていない）吸引手段を通して前記供給導管４内で吸引される。] 図１
[0034] 同様に、添付の図面に示された実施形態において、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃは前記装置１の外側の空気からなる。]
[0035] 他の可能な実施形態において、図示されていないが、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃは、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃの所定の量を含んでいる密封容器から前記導管４へ供給されてもよく、その気体混合物の組成が検出されるものであってもよい。]
[0036] 図１に示されるように、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃを供給する前記導管４の出口で、切り替えソレノイドバルブ９がある。] 図１
[0037] 前記切り替えソレノイドバルブ９は、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃを供給する前記導管４と前記基準ガスＧｓを供給するする前記導管６に相互に排他的な手段で接続されている。]
[0038] 前記切り替えソレノイドバルブ９は、前記測定チャンバ３に前記流体を供給する前記導管７に接続された中間導管１０に、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃまたは前記標準ガスＧｓを選択的に送るように設計されている。]
[0039] 前記中間導管１０上には、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃ及び前記標準ガスＧｓの流れを調節するためのソレノイドバルブ１１がある。]
[0040] 前記ソレノイドバルブ１１は、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃ及び前記標準ガスＧｓの流れを調節するための手段１２に接続されている。]
[0041] 前記流れ調節手段１２は、前記中間導管１０を通って流れる前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃまたは前記標準ガスＧｓを測定するために設計された流量計１３を備えている。]
[0042] 前記手段１２は、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃまたは前記標準ガスＧｓが、以下に定義された所定の割合で流れるようにして、前記ソレノイドバルブ１１を調節するための制御装置１４を備えている。]
[0043] 前記洗浄気体混合物Ｍｐを供給する前記導管５は、前記装置１の外側から前記空気Ａｅｓｔを取り入れるための（周知の、それ故図示されていない）吸引手段を備えている。]
[0044] 前記吸引手段の下流では、前記導管５に沿って、前記外部空気Ａｅｓｔを洗浄及びフィルタリングするためのユニット１５がある。]
[0045] 前記外部空気Ａｅｓｔを洗浄及びフィルタリングするための前記手段１５は、触媒１６及び前記活性炭素フィルタ１７を備えている（両方とも図１において点線で示されている）。] 図１
[0046] 他の考えられる実施形態において、前記触媒１６だけ、または前記活性炭素フィルタ１７だけ、が適合される。]
[0047] 前記触媒１６及び前記活性炭素フィルタ１７を通って流れる前記外部空気Ａｅｓｔは、不純物が洗浄され、及び洗浄気体混合物Ｍｐに変換される。]
[0048] 前記洗浄気体混合物Ｍｐはそれ故、不純物が除去された外部環境からの空気よりなる。]
[0049] 他の考えられる実施形態において、前記洗浄気体混合物Ｍｐは、周知の及び系統的な手段において前記センサーの応答を変更しない、または変更する任意の混合物であってもよい。それによって、前記変更に起因する誤差が、前記センサーによって実施される前記測定に続く処理において補償されうる。]
[0050] 前記装置１は同様に、前記洗浄気体混合物Ｍｐを調節するためのシステム１８を備えている。]
[0051] 図１を参照すると、前記洗浄気体混合物Ｍｐを調節するための前記システム１８の下流で、前記洗浄気体混合物Ｍｐの流れを調節するためのソレノイドバルブ１９がある。] 図１
[0052] 前記ソレノイドバルブ１９は、所定の値で前記流量を保つように前記洗浄気体混合物Ｍｐの流量を調節するための制御手段２０に接続されている。]
[0053] 前記制御手段２０は、前記測定チャンバ３の上流で前記導管７上に備え付けられた流量計２３に応えて作動する。]
[0054] 前記洗浄気体混合物Ｍｐを供給するための導管５は、前記測定チャンバ３に前記流体を供給する前記導管７に接続され、流体連結されている。]
[0055] 前記流体供給導管７はそれ故、前記中間導管１０の出口に配置され、及び前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃまたは前記標準ガスＧｓのどちらかが通る第１注入口２１、及び前記洗浄気体混合物Ｍｐを供給する導管５の出口に配置された第２注入口２２または接点２２の二つの注入口を有している。]
[0056] この方法において、以下に詳細に述べられるように、前記供給導管７は、前記切り替えソレノイドバルブ９が前記標準ガスＧｓの通路を開けるときは、標準ガスＧｓと洗浄気体混合物Ｍｐで構成された既知の気体混合物Ｍｎを、前記切り替えソレノイドバルブ９が未知の気体混合物Ｍｉｎｃの通路を空けるときは、未知の気体混合物Ｍｉｎｃと洗浄気体混合物Ｍｐで構成されたサンプル気体混合物Ｍｃａｍｐを、前記測定チャンバ３に選択的に供給する。]
[0057] そのようにして、前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐは、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃと前記洗浄気体混合物Ｍｐの混合物の結果である。]
[0058] 前記標準ガスＧｓは、標準ガスＧｓのソース２５から供給される。]
[0059] 前記標準ガスＧｓは、既知の組成を有するガスであり、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃの測定が実施される前に前記電子鼻を較正するために利用される。]
[0060] 図１の実施形態において、標準ガスＧｓのソース２５は、既知の組成及び濃度を有する液体を収容する収容器である。] 図１
[0061] 前記標準ガスＧｓは、前記導管５により供給された前記洗浄気体混合物Ｍｐの一部を前記収容器２５に運ぶこと、及び前記収容器内部の洗浄気体混合物Ｍｐの流体が、前記標準ガスＧｓを形成するための前記標準の蒸発液体を所定の量で吸収するように、前記既知の組成を有する前記液体を（加熱によって）蒸発すること、により形成される。]
[0062] 図示されていない他の可能な実施形態において、前記標準ガスＧｓは、収容器内部で既に気体状態にある。]
[0063] 図２及び３に示されるように、前記調節システム１８は、アルミニウムで作られた収容器２６内に収容され、及び外部環境への熱損失を防ぐために絶縁され、及び蒸発チャンバ２８を備えている第１のモジュール２７及びコンデンサ３０を備えている第２のモジュール２９により定義されている。] 図２
[0064] 前記蒸発チャンバ２８は、前記コンデンサ３０に熱を移動させないように絶縁されたテフロン（登録商標）で裏打ちされたアルミニウム収容器３１を備えている。]
[0065] 前記収容器３１は、加熱要素３３を備えている加熱器３２で加熱される。]
[0066] 前記蒸発チャンバ２８は、無臭の蒸留水Ａｄで部分的に満たされており、及び前記洗浄気体混合物Ｍｐを解放するための導管３４を備えており、同様にテフロン（登録商標）で作られ、及び前記コンデンサと流体連結している。]
[0067] 前記加熱要素３３は、前記水Ａｄの所定の量を蒸発させるために、前記収容器３１の底部で規定の温度まで前記水Ａｄを加熱する。]
[0068] 前記コンデンサ３０は、前記洗浄気体混合物Ｍｐが所定の湿度に達するまで、前記蒸発チャンバ２８からの前記洗浄気体混合物Ｍｐが凝縮される熱交換機３５を備えている。]
[0069] 前記システム１８は同様に、前記コンデンサ３０内の凝縮された水を収集し、及び前記蒸発チャンバ２８へ再循環するための手段を備えている。]
[0070] 添付の図面に図示された実施形態において、前記収集手段は前記凝縮された湿度が前記蒸発チャンバに向かって流れ落ちることを可能にするように成形された上述した導管３４を備えている。]
[0071] より詳細には、前記導管３４は、前記蒸発チャンバ２８に向かう角度で傾けられる。]
[0072] 前記気体混合物の温度及び湿度センサー８は、前記コンデンサ３０内部の温度、それ故、以下で詳細に述べられるように、前記洗浄気体混合物が要求された湿度に達するように前記コンデンサ３０自身内部の前記洗浄気体混合物Ｍｐの凝縮度を調節するために設計されたマイクロプロセッサベースの制御ユニット３６に接続されている。]
[0073] 前記制御ユニット３６は、前記センサー８からの信号に応じて、前記コンデンサ３０自身の内部の温度を調節することにより、前記コンデンサ３０内部の洗浄気体混合物Ｍｐの凝縮度を調節する手段３７を構成する。]
[0074] 前記装置１の操作は、前記測定チャンバ３内の前記センサーが「応答初期化（レスポンス・リセット）」状態にある装置１自身のスタンバイ状態から始めることで述べられる。この状態は、前記洗浄気体混合物Ｍｐよりなる雰囲気において前記センサーを保つことにより得られる。]
[0075] 前記測定サイクルは前記センサーの較正と共に始まる。]
[0076] センサーの較正は、洗浄気体混合物Ｍｐと標準ガスＧｓから成る上述した既知の気体混合物Ｍｎを前記測定チャンバ３内に供給することにより達成される。]
[0077] 前記切り替えソレノイドバルブ９は、前記標準ガスＧｓが前記標準ガスＧｓ供給導管６から前記中間導管１０に向かって流れることが可能となるように開いている。]
[0078] 前記標準ガスＧｓは、前記中間導管１０に沿って、及び前記流体供給導管７に沿って流れる。]
[0079] 同時に、所定の割合の外部空気Ａｅｓｔは、前記洗浄気体混合物Ｍｐを供給する導管５内に吸引され、及び洗浄及びフィルタリングユニット１５を通過させられる。]
[0080] 前記外部空気Ａｅｓｔはそれから、以下に述べられるように、洗浄気体混合物Ｍｐに変換され、前記システム１８によって調整される。]
[0081] 前記洗浄気体混合物Ｍｐは、前記供給導管５により前記導管７に供給される。]
[0082] 前記入口２２で、前記洗浄気体混合物Ｍｐと前記標準ガスＧｓは、上述した既知の気体混合物Ｍｎを形成するために混合される。]
[0083] 既知の気体混合物Ｍｎの割合を一定に保つために、前記導管７に入る標準ガスＧｓの流れは、前記調節手段１２によって調節され、及び洗浄気体混合物Ｍｐの流れは、それに関連した前記制御手段２０、及び流量計２３によって制御された前記ソレノイドバルブ１９によって調節される。]
[0084] より詳細には、前記流量計２３は既知の気体混合物Ｍｎの全体の流れを検出し、この値に基づいて、洗浄気体混合物Ｍｐの流れを調節する。]
[0085] この詳細な説明で述べられた実施形態において、前記既知の気体混合物Ｍｎは、１０％の標準ガスＧｓと、９０％の洗浄気体混合物Ｍｐで構成されているが、明らかに、これらの値は変えることができ、本発明による装置及び方法の限定されない例によって純粋に提供される。]
[0086] さらに、前記測定チャンバ３に入る前に、既知の気体混合物Ｍｎの状態は、所定の及び所望の値に維持される。]
[0087] より詳細には、本願明細書で用いられるような混合物の状態との用語は、前記装置内で用いられた前記気体混合物の圧力、比体積、温度及び湿度のセットを意味している。]
[0088] この状態は任意であり、要求に応じて選択され及び変化する。前記混合物の具体的な体積及び圧力は、の及びそれ故図示または描写もされていない周知の手段によって調節される。]
[0089] 前記既知の気体混合物Ｍｐの温度及び湿度は、前記調整手段１８によって調節される。]
[0090] 特に、前記湿度及び温度センサー８は、前記既知の気体混合物Ｍｎの湿度及び温度を測定し、及び前記調整システム１８は、前記既知の気体混合物Ｍｎの湿度を一定に保つように前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度を変化させる。前記既知の気体混合物Ｍｎの湿度が所望の状態の固有値より低い場合、前記既知の気体混合物Ｍｎの湿度を増大させるために、前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度が増大される。他方では、前記既知の気体混合物Ｍｎの湿度が所望の状態の固有値より大きい場合、所望の規定値が達成されるまで、前記既知の気体混合物の湿度を減少させるように前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度は減少される。実際に、前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度を調節することは、前記周知の気体混合物Ｍｎの湿度を補償する。]
[0091] 前記既知の気体混合物Ｍｎを前記測定チャンバ３に供給することは、前記センサーを較正し、よってそれらは前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃを測定することができる。]
[0092] 前記フィルタ４０は同様に、前記既知の気体混合物Ｍｎの温度が要求された規定値の温度に一致するまで、前記既知の気体混合物Ｍｎの温度を調節する。]
[0093] 一端前記センサーが較正されると、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃは前記測定チャンバ３から供給される。]
[0094] より詳細には、前記測定チャンバ３に入る前に前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃは、上述したサンプル気体混合物Ｍｃａｍｐを形成するために前記洗浄気体混合物Ｍｐと混合される。]
[0095] 前記ソレノイドバルブ９は、標準ガスＧｓの通過を遮断するため、及び前記導管１０を通して未知の気体混合物Ｍｉｎｃの通路を空けるために切り替えられる。]
[0096] 前記洗浄気体混合物Ｍｐは、前記入口２２のところまで前記導管５によって供給され続ける。]
[0097] 未知の気体混合物Ｍｉｎｃ及び洗浄気体混合物Ｍｐから構成された前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐは、それ故前記入口２２で形成される。]
[0098] 前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐは５０％の未知の気体混合物Ｍｉｎｃ及び５０％の洗浄気体混合物Ｍｐから成るが、明らかに、これらの値は本発明による装置及び方法の限定されない例により単に変化し提供されうる。]
[0099] これらの割合は、上述した既知の気体混合物Ｍｐの割合と同じように一定に保たれ、それ故繰り返しされない。]
[0100] 前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐに存在する洗浄気体混合物Ｍｐの部分は、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃで実施される前記測定の目的のために、前記センサーの応答を変更させない。]
[0101] 実際、前記洗浄気体混合物Ｍｐの目的は、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃ自身の組成を変更することなく、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃの状態が制御されることを可能にすることである。]
[0102] 言い換えると、前記洗浄気体混合物Ｍｐは、前記サンプル混合物Ｍｃａｍｐを形成するために未知の気体混合物Ｍｉｎｃと混合され、このサンプル混合物は、測定される組成を化学的に変更することなく既知の割合で希釈されたシンプルな前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃである。]
[0103] 前記サンプル混合物Ｍｃａｍｐの状態（及びそれ故、同様に前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃの状態）は、前記洗浄気体混合物Ｍｐの状態を調整することにより所定の所望の状態で一定に調節され及び維持される。]
[0104] 再度、前記フィルタ４０は、前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐ（及びそれ故、前記観の気体混合物Ｍｉｎｃ）の温度が必要とされる規定状態の温度に一致するまで前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐの温度を調節する。]
[0105] 前記洗浄気体混合物Ｍｐの状態は、前記調節システム１８によって調節される。]
[0106] より詳細に、前記湿度及び温度センサー８は、前記測定チャンバ３に入る前に前記サンプル混合物Ｍｃａｍｐの湿度及び温度を測定し、及び前記調整システム１８は、前記サンプル混合物Ｍｃａｍｐ（及びそれ故、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃ）の湿度を一定に保つように前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度を変更する。前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐの湿度が前記所望の状態の湿度に一致する湿度値より低い場合、前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度は、前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐの湿度を増加させるために増加される。他方では、前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐの湿度が所望の状態の湿度に一致する湿度値より大きい場合、前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度は、所望の規定値に達するまで前記サンプル気体混合物Ｍｐの湿度を減少するために減少される。]
[0107] 前記洗浄気体混合物Ｍｐの湿度を変化させることは、前記既知の気体混合物Ｍｎの湿度、または前記サンプル気体混合物Ｍｃａｍｐの湿度のどちらかを変化させるためになされ、前記洗浄気体混合物Ｍｐは、無臭の蒸留水Ａｄが底部にある前記蒸発チャンバ２８を通して流される。]
[0108] 前記水Ａｄは、加熱素子３３によって加熱され、蒸発し、及び前記洗浄期待混合物Ｍｐにより吸収され、その湿度を、前記制御ユニット３６によって計算された、前記コンデンサ３０から離れるとき有していなければならない前記洗浄気体混合物の値より大きな値まで上昇させる。]
[0109] 前記加湿された洗浄気体混合物Ｍｐは、内部温度が前記既知の気体混合物Ｍｎまたは前記サンプル混合物Ｍｃａｍｐの温度及び湿度に関連している前記センサー８からのフィードバックに基づいて前記制御ユニット３６により調節され、及び前記制御ユニット３６により処理されている前記コンデンサ３０内まで前記導管３４を通って流れる。]
[0110] 前記既知の気体混合物Ｍｎ及び前記サンプル混合物Ｍｃａｍｐ（及びそれ故、前記未知の気体混合物Ｍｉｎｃ）の両方が調整される上述した所望の状態は、任意に選択される。]
[0111] 本明細書において述べられた実施形態において、この状態は、前記センサーが較正される前に測定された未知の気体混合物Ｍｉｎｃの状態に一致する。]
[0112] あるいは、この状態は、前記装置１が利用されるとき、前記装置１の外側の大気の状態に一致していてもよい。]
[0113] 図４は、本発明による前記装置の第２の実施形態を示している。] 図４
[0114] この実施形態において、前記未知の気体混合物はサンプルの空気Ａｃから成り、前記既知の気体混合物は基準空気Ａｒから成る。]
[0115] 前記測定チャンバ３は、介在切り替えバルブ３９と共に、前記サンプルＡｃを供給するための導管４５に、及び前記基準空気Ａｒを供給するための導管３８に接続される。]
[0116] 図４において矢印Ｆで示された方向に関連して、チャンバ３の上流で取り付けられた切り替えバルブ３９は、前記チャンバ３内部に、前記基準空気Ａｒ及び前記サンプル空気Ａｃを選択的に運ぶ。] 図４
[0117] 前記フィルタ４０は、前記切り替えバルブ３９及び前記測定チャンバ３の間に介在される。前記フィルタは、アルミニウム被覆で区切られ、及び図示されていないが、そのアルミニウム壁を加熱するために設計された加熱手段に接続される。]
[0118] 前記基準空気Ａｒを調整するためのシステム１８は、前記基準空気Ａｒを供給する前記導管３８上に、前記チャンバ３の上流で配置される。]
[0119] 前記サンプル空気Ａｃを供給する前記導管４５は、前記サンプル空気Ａｃの温度及び湿度を測定するためのセンサー４１に付随する。]
[0120] 前記調整システム１８は同様に、前記センサー４１に付随するマイクロプロセッサに基づく制御ユニット４２を備えており、前記コンデンサ３０の内部の温度、及びそれ故、前記コンデンサ３０自身の内部の前記基準空気Ａｒの凝縮度を調節するために設計される。]
[0121] 前記制御ユニット４２は、前記センサー４１からの信号に応えて、前記コンデンサ３０の内部の温度を調節することにより、前記コンデンサ３０内部の前記基準空気Ａｒの濃縮度を調節するための手段４３を構成する。]
[0122] 図４に図示された実施形態において、前記装置１は、図４における矢印Ｆの方向に関連して、前記調整システム１８の上流に配置され、及び前記システム１８自身の内部に流れる前記基準空気Ａｒを洗浄するために設計された活性炭素フィルタ４４を備えている。] 図４
[0123] 図示されていない別の実施形態において、基準空気Ａｒとして利用する代わりに、前記活性炭素フィルタ４４によって洗浄された大気、前記基準空気Ａｒは制御された無臭の空気の収容器から直接供給されてもよい。]
[0124] 利用において、サンプル空気Ａｃの所定の量は、前記センサー４１が前記サンプルＡｃの温度及び湿度のパーセンテージを測定するところの供給導管４５内に吸引される。]
[0125] これらの測定に基づいて、前記制御ユニット４２は、前記サンプル空気Ａｃに一致した露天のセルシウス温度の値を決定する。]
[0126] 同時に、基準空気Ａｒの所定の量は、前記基準空気Ａｒを供給する導管３８内に吸引される。]
[0127] 前記空気Ａｒは、不純物を取り除く活性炭素フィルタ４４を通って流れる。]
[0128] 前記活性炭素フィルタを通過した後、前記基準空気Ａｒは前記調整システム１８内に流れる。]
[0129] 前記基準空気Ａｒは、無臭の蒸留水Ａｄが底部にある前記蒸発チャンバ２８を通して流される。]
[0130] 前記水Ａｄは、前記加熱要素３３によって加熱され、蒸発し、及び前記基準空気Ａｒによって吸収され、その湿度を前記制御ユニット４２によって計算された、前記コンデンサ３０から離れるとき有していなければならない前記基準空気Ａｒの値より大きな値まで上昇させる。]
[0131] 加湿された基準空気Ａｒは、内部温度が前記サンプル空気Ａｃの温度及び湿度に関連している前記センサー４１からのフィードバックに基づいて前記制御ユニット４２によって調節され、及び前記制御ユニット４２自身によって処理されている前記コンデンサ３０内まで前記導管３４を通って流れる。]
[0132] より詳細には、前記コンデンサ３０内部の温度は、前記サンプル空気Ａｃに対して計算された露天に等しく、それ故、前記コンデンサ３０に残る前記基準空気Ａｒは、前記サンプル空気Ａｃの露店に一致する温度で１００％水飽和した空気であり、及びそれ故、前記基準空気Ａｒの絶対湿度は、前記サンプル空気Ａｃの絶対湿度に等しい。]
[0133] この点で第一に、切り替えバルブ３９は、前記センサーが前記空気Ａｒで測定を実施するところの前記測定チャンバ３内部に前記基準空気Ａｒが流れることを可能にする。]
[0134] 次に、前記切り替えバルブ３９は、前記サンプル空気Ａｃが前記測定チャンバ３内部に流れることを可能にし、前記センサーは前記空気Ａｃの特性を検出し、及び前記鼻２は前記基準空気Ａｒで実施された測定と、前記サンプル空気Ａｃで実施された測定の間の差を計算することにより臭気を検出する。]
[0135] 前記基準空気Ａｒ及び前記サンプル空気Ａｃは、それらが前記加熱されたアルミニウムフィルタ４０を通り、及び一定温度で熱調節された前記測定チャンバ内へ流れるとき、同じ温度に達し、それ故、前記チャンバ３内部で、前記サンプル空気Ａｃ及び前記基準空気Ａｒは、同一の温度及び湿度（絶対及び相対）を有している。]
[0136] 上で述べられた実施形態によると、前記基準空気Ａｒの温度及び湿度に応じて前記サンプル空気Ａｃの状態を調節することは可能である。]
[0137] 本発明は、重要な利点を有している。]
[0138] 前記センサーを較正するための既知の気体混合物の状態、及び前記未知の気体混合物の状態を調節することにより、状態システムを利用して、前記二つの混合物を所望の任意の状態に持っていくこと、及びそれらを維持することが可能となる。]
[0139] それは、前記未知の気体混合物の組成が、極度に正確に、及び高い再現性を有して測定されうることを意味している。]
[0140] さらに、有利的に、前記既知の気体混合物の状態は、間接的に、すなわち、前記洗浄気体混合物の状態の補償的な変化を通して所望の状態に変化され、及び至らされる。]
[0141] このようにして、前記センサー自身が取る測定への前記センサーの応答は、決して変更されず、及び正確で再現性の有る結果を得ることを可能にしている。]
[0142] １ 装置
２電子鼻
３測定チャンバ
４供給導管
５ 供給導管
６導管
７ 供給導管
８湿度及び温度センサー
９ソレノイドバルブ
１０中間導管
１１ ソレノイドバルブ
１２ 調節手段
１３流量計
１４制御装置
１５フィルタリングユニット
１６触媒
１７活性炭素フィルタ
１８調整システム
１９ ソレノイドバルブ
２０ 制御手段
２２ 入口
２３ 流量計
２５ソース
２６収容器
２８蒸発チャンバ
３０コンデンサ
３１アルミニウム収容器
３２加熱器
３３加熱素子
３４ 導管
３５熱交換機
３６制御ユニット
３７ 調節手段
３８ 導管
３９切り替えバルブ
４０アルミニウムフィルタ
４１センサー
４２ 制御ユニット
４３ 手段
４４ 活性炭素フィルタ
４５ 供給導管
４５ 導管]

权利要求:

請求項1
少なくとも一つのセンサーを収容した測定チャンバ（３）を備えた電子鼻（２）を通して未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の組成を検出するための方法であって、−既知の気体混合物（Ｍｎ）を前記測定チャンバ（３）に供給することにより少なくとも一つのセンサーを較正する段階と、−前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を所定の所望の状態に保つと同時に、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を前記チャンバ（３）に供給する段階と、−前記少なくとも一つのセンサーにより前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の組成を検出する段階と、を備えた方法。
請求項2
既知の気体混合物（Ｍｎ）を前記チャンバ（３）に供給することにより少なくとも一つのセンサーを較正する段階は、前記既知の気体混合物（Ｍｎ）を前記所定の所望の状態に保つ段階をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項3
サンプル気体混合物（Ｍｃａｍｐ）を形成するために、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を洗浄気体混合物（Ｍｐ）と混合する段階と、前記サンプル気体混合物（Ｍｃａｍｐ）、及びそれ故前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を前記所定の所望の状態に保つために、前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態を調節する段階と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
請求項4
前記既知の気体混合物（Ｍｎ）を形成するため、わずかの標準ガス（Ｇｓ）及びわずかの前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を混合する段階をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
請求項5
前記既知の気体混合物（Ｍｎ）で前記少なくとも一つのセンサーを較正する段階は、前記既知の気体混合物（Ｍｎ）を前記所望の状態に保つような方法で前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態を調節する段階を備えていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
請求項6
前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態は、調整システム（１８）によって調節されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載の方法。
請求項7
前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態を調節する段階は、加熱器（３２，３３）によって加熱された水が底部にある蒸発チャンバ内に前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を運ぶ段階を備えており、前記水は蒸発し、及びそれ故、前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の湿度を増加させることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の方法。
請求項8
前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態を調節する段階は、前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の湿度を規定値まで下げるような方法で、前記蒸発チャンバ（２８）から出てコンデンサデバイス（３０）内にいく前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を運ぶ段階を備えている請求項７に記載の方法。
請求項9
前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）で混合する前に、前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を触媒（１６）に流させる段階を備えたことを特徴とする請求項３ないし８のいずれか一項に記載の方法。
請求項10
前記既知の気体混合物（Ｍｎ）を形成するために前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を前記標準ガス（Ｇｓ）で混合する前に、前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を触媒に流させる段階を備えたことを特徴とする請求項２ないし９のいずれか一項に記載の方法。
請求項11
前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）及び前記標準ガス（Ｇｓ）で混合する前に前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を活性炭素フィルタ（１７）に流させる段階を備えたことを特徴とする請求項３ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
請求項12
前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の組成を検出する段階は、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の臭気化合物を検出する段階を備えたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
請求項13
前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）が未知の臭気を有するサンプル空気（Ａｃ）であり、前記既知の気体混合物（Ｍｎ）が基準空気（Ａｒ）であり、−前記基準空気（Ａｒ）で前記センサーを較正する段階と、−わずかな前記サンプル空気（Ａｃ）を前記チャンバ（３）に運ぶ段階と、−前記サンプル空気（Ａｃ）内の臭気を検出する段階と、−前記サンプル空気（Ａｃ）及び前記基準空気（Ａｒ）が前記チャンバ（３）内に流れる前に、前記基準空気（Ａｒ）または前記サンプル空気（Ａｃ）のどちらか一つの状態を調節する段階と、を備えている請求項１に記載の方法。
請求項14
前記調節段階の間に、前記基準空気（Ａｒ）の状態が調節されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
請求項15
前記基準空気（Ａｒ）の状態を調節する段階は、前記基準空気（Ａｒ）の温度及び湿度を調節する段階を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
請求項16
前記基準空気（Ａｒ）の状態を調節する段階は、加熱器（３２，３３）により加熱され水が底部にある蒸発チャンバ（２８）内に前記基準空気（Ａｒ）を運ぶ段階を備えており、前記水は、蒸発し、及びそれ故前記基準空気（Ａｒ）の湿度を増加させることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
請求項17
前記基準空気（Ａｒ）を調節する段階は、前記基準空気（Ａｒ）の湿度を規定値に下げるようにして、前記蒸発チャンバ（２８）から離れてコンデンサ装置（３０）に前記基準空気（Ａｒ）を運ぶ段階を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
請求項18
前記空気（Ａｃ）を前記測定チャンバ（３）内に流す前に、前記サンプル空気（Ａｃ）の温度及び湿度のパーセンテージを測定する段階を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
請求項19
前記基準空気（Ａｒ）の状態を調節する段階は、前記サンプル空気（Ａｃ）の温度及び湿度を測定する段階に作用すること特徴とする請求項１８に記載の方法。
請求項20
前記コンデンサデバイス（３０）内部の前記基準空気（Ａｒ）の凝縮度を調節する段階は、前記基準空気（Ａｒ）の絶対湿度が前記サンプル空気（Ａｃ）の絶対湿度と実質的に同じとなるように、前記サンプル空気（Ａｃ）の前記測定された温度及び相対湿度に作用することを特徴とする請求項１８または１９に記載の方法。
請求項21
前記基準空気（Ａｒ）の温度及び前記サンプル空気（Ａｃ）の温度を、前記二つのタイプの空気を前記測定チャンバ（３）に流す前に等しくさせる段階を備えていることを特徴とする請求項１３ないし２０のいずれか一項に記載の方法。
請求項22
未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の少なくとも一つの化合物の組成を検出するための装置であって、前記未知の気体混合物の組成を検出するための少なくとも一つのセンサーを収容した測定チャンバ（３）に備えられた電子鼻（２）と、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）で混合されうる洗浄混合物（Ｍｐ）を調整するためのシステムであって、所望の所定の状態に達成させるような方法で前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態を調節するために設計されたシステムと、を備えている装置。
請求項23
前記測定チャンバ（３）の上流に配置され、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）で混合するための接点（２２）と、前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）を所望の所定の状態に保つような方法で前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の状態を調節するために設計されている前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）を調整するための前記システム（１８）と、を備えている請求項２２に記載の装置。
請求項24
前記調節システム（１８）は、前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の湿度を規定値に増加させるために設計された蒸発チャンバ（２８）を備えていることを特徴とする請求項２２または２３に記載の装置。
請求項25
前記調節システム（１８）は、前記蒸発チャンバ（２８）と流体連結しており、及び前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の湿度を規定値に低下させるために設計されていることを特徴とする請求項２２ないし２４のいずれか一項に記載の装置。
請求項26
前記未知の気体混合物（Ｍｉｎｃ）の温度及び湿度を測定するためのセンサー（８）を備えていることを特徴とする請求項２２ないし２５のいずれか一項に記載の装置。
請求項27
前記センサー（８）からの信号への応答において、前記コンデンサ（３０）内部の前記洗浄気体混合物（Ｍｐ）の凝縮度を調節する手段（３７）を備えていることを特徴とする請求項２６に記載の装置。