JPH07159304A

JPH07159304A - 匂いセンサ

Info

Publication number: JPH07159304A
Application number: JP30494093A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Santo; 馨山藤; Kiyoshi Toko; 潔都甲; Kenji Hayashi; 健司林; Gen Matsuno; 玄松野; Kenta Mikuriya; 健太御厨
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】多くの匂い物質が検出でき、湿度の影響を受
け難くく、高分子と脂質が分離しない匂いセンサを実現
する。【構成】匂い物質吸着膜への匂い物質の吸着による共
振周波数の変化に基づき前記匂い物質を検出する匂いセ
ンサにおいて、水晶振動子若しくは表面弾性波素子と、
この水晶振動子若しくは表面弾性波素子の一方若しくは
両方の側に形成され、ポリ塩化ビニル、可塑剤及び脂質
から構成される前記匂い物質吸着膜とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気相中に存在する匂い
物質を検出する匂いセンサに関し、特に様々な匂い物質
が検出でき、また、湿度の影響を受け難い匂いセンサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の匂いセンサとしては水晶振動子若
しくは表面弾性波素子等の圧電素子の表面に匂い物質吸
着膜を設け、匂い物質の匂い物質吸着膜への吸着による
質量変化を前記圧電素子の共振周波数変化として取り出
していた。

【０００３】このような従来の匂いセンサは本願出願人
の出願に係る特願平３−２０５８１１に記載されてい
る。

【０００４】前記特願平３−２０５８１１においては、
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の高分子と、ジオクチルフ
ォスフェート(Dioctyl Phosphate )等の脂質とを混合す
ることにより匂い物質吸着膜を形成しているため、製作
が容易であり、応答速度が速く、機械的強度が大きい等
の特徴があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来例では匂い物質中でも検出できない匂い物質が存在
してしまう。また、比較的湿度の影響を受け易く、さら
に、高分子と脂質が分離してしまう場合があると言った
問題点がある。従って本発明の目的は、多くの匂い物質
が検出でき、湿度の影響を受け難くく、高分子と脂質が
分離しない匂いセンサを実現することにある。

【０００６】

【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、本発明では、匂い物質吸着膜への匂い物質の
吸着による共振周波数の変化に基づき前記匂い物質を検
出する匂いセンサにおいて、水晶振動子若しくは表面弾
性波素子と、この水晶振動子若しくは表面弾性波素子の
一方若しくは両方の側に形成され、ポリ塩化ビニル、可
塑剤及び脂質から構成される前記匂い物質吸着膜とを備
えたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】匂い物質吸着膜の構成成分であるポリ塩化ビニ
ル、可塑剤及び脂質の組合せにより多くの匂い物質が検
出でき、一方、検出したい匂い物質を選択的に検出する
ことが可能となる。また、水に対して感度が小さい匂い
センサを用いれば湿度の影響を受け難くなる。

【０００８】

【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る匂いセンサの一実施例を示す正面図
及び側面図である。図１において（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は側面図であり、１は匂いセンサ、２はＡＴカッ
ト水晶基板、３ａ及び３ｂは金電極、４は匂い物質吸着
膜、５ａ及び５ｂは信号取出用の端子である。

【０００９】ＡＴカット水晶基板２は一定の共振周波数
を有するもので、このＡＴカット水晶基板２の両面には
金電極３ａ及び３ｂが形成され、水晶振動子を構成す
る。また、この金電極には端子５ａ及び５ｂがそれぞれ
取り付けられる。

【００１０】さらに、匂い物質吸着膜４が金電極３ａの
側面であってＡＴカット水晶基板２と反対側の面に形成
される。

【００１１】ここで、匂いセンサ１の動作及び匂い物質
吸着膜４の構成成分等を説明する。先ず、図１に示す匂
いセンサ１を図示しない発振器等により共振周波数で発
振させる。

【００１２】次に、検出対象の匂い物質が匂い物質吸着
膜４に吸着すると匂い物質吸着膜４の質量に変動が生じ
て匂いセンサ１の共振周波数に変化が生じる。そして、
この周波数変化を測定することにより匂い物質を検出す
ることができる。

【００１３】一方、匂い物質吸着膜４は平均膜厚が約
０．２μｍであり、高分子であるポリ塩化ビニル（以
下、ＰＶＣと呼ぶ。）と、ジオクチルフェニルフォスフ
ェート(Dioctylphenylphosphate：以下、ＤＯＰＰと呼
ぶ。)，ニトロフェニルオクチルエーテル(o-Nitropheny
l octyl ether：以下、ＮＰＯＥと呼ぶ。)及びフタル酸
ジオクチル(Dioctyl Phthalate：以下、ＤＯＰと呼
ぶ。)等の可塑剤と、ジオクチルフォスフェート(Diocty
l Phosphate )，トリオクチルメチルアンモニウムクロ
リド(Trioctylmetylammonium Chloride)及びデシルアル
コール(Decyl Alcohol )等の脂質とを混合することによ
り形成される。

【００１４】具体的には、図２に示す５つの組合せによ
る匂いセンサであり、図２は匂い物質吸着膜４を構成す
る高分子、可塑剤及び脂質の組合せを示す図である。

【００１５】図２中の匂いセンサＳ１はＰＶＣ、ＤＯＰ
Ｐ及びジオクチルフォスフェートの混合による匂い物質
吸着膜４を用いており、図２中の匂いセンサＳ２はＰＶ
Ｃ、ＮＰＯＥ及びジオクチルフォスフェートの混合によ
る匂い物質吸着膜４を用いている。

【００１６】また、図２中の匂いセンサＳ３はＰＶＣ、
ＤＯＰ及びトリオクチルメチルアンモニウムクロリドの
混合による匂い物質吸着膜４を用いており、図２中の匂
いセンサＳ４はＰＶＣ、ＤＯＰ及びデシルアルコールの
混合による匂い物質吸着膜４を用いている。

【００１７】さらに、図２中の匂いセンサＳ５はＰＶ
Ｃ、ＮＰＯＥ及びトリオクチルメチルアンモニウムクロ
リドの混合による匂い物質吸着膜４を用いている。

【００１８】また、図３は図１に示した実施例を評価す
る評価装置の一例を示す構成ブロック図である。ここ
で、１は図１と同一符号を付してあり、図３において６
は測定セル、７は標準ガス発生器、８は発振器、９は周
波数カウンタ、１０は記録計、１１は配管である。ま
た、１２及び１３はそれぞれ測定セル６の吸気口及び排
気口である。

【００１９】匂いセンサ１は測定セル６内に配置され、
匂いセンサ１の出力は発振器８に接続される。また、発
振器８の出力は周波数カウンタ９に接続され、周波数カ
ウンタ９の出力は記録計１０に接続される。さらに、標
準ガス発生器７は配管１１により測定セル６の吸気口１
２に接続され、測定セル６の排気口１３は大気に開放さ
れている。

【００２０】ここで、図３に示す評価装置の動作を説明
する。標準ガス発生器７は匂い物質を含むガス若しくは
匂い物質を含まないガスを選択的に発生させることがで
きるものである。

【００２１】第１に、標準ガス発生器７は匂い物質を含
まないガスを発生させ、配管１１及び吸気口１２を介し
て前記匂い物質を含まないガスを測定セル６に供給す
る。

【００２２】この時、測定セル６内には匂い物質が存在
しないため、匂いセンサ１は発振器８により本来の共振
周波数で発振する。また、この発振周波数は周波数カウ
ンタ９によりカウントされ、記録計１０において記録さ
れる。

【００２３】第２に、標準ガス発生器７は匂い物質を含
むガスを発生させ、配管１１及び吸気口１２を介して前
記匂い物質を含むガスを測定セル６に供給する。

【００２４】この時、測定セル６内には匂い物質が存在
するので、前述の様に匂いセンサ１の匂い物質吸着膜に
匂い物質が吸着して匂いセンサ１の発振周波数が変化す
る。この発振周波数変化が周波数カウンタ９によりカウ
ントされ、記録計１０において記録される。

【００２５】第３に、標準ガス発生器７により再び匂い
物質を含まないガスを発生させ、測定セル６に供給する
ことにより、匂いセンサ１の匂い物質吸着膜から匂い物
質が脱着して匂いセンサ１の発振周波数が前記共振周波
数に戻る。また、この発振周波数は同様に周波数カウン
タ９でカウントされ、記録計１０において記録される。

【００２６】図４は図３に示す評価装置により、図２に
示す５組の匂いセンサＳ１〜Ｓ５の６種類の匂い物質に
対する感度を示す特性図である。

【００２７】図４において（Ａ）はアミルアセテート、
（Ｂ）はエタノール、（Ｃ）は酢酸、（Ｄ）は水、
（Ｅ）はシトラール、（Ｆ）はネロールの各匂い物質に
おける匂いセンサＳ１〜Ｓ５の感度を示している。但
し、比較の為に各匂い物質においての最大感度を”１”
として相対的な値をプロットしている。

【００２８】図４（Ａ）から分かるようにアミルアセテ
ートに関して匂いセンサＳ１〜Ｓ５は共に高い感度を示
している。図４（Ｂ）から分かるようにエタノールに関
して匂いセンサＳ３及びＳ４は高い感度があるものの、
匂いセンサＳ１，Ｓ２及びＳ５は感度が低い。

【００２９】また、図４（Ｃ）から分かるように酢酸に
関して匂いセンサＳ１，Ｓ３及びＳ４は高い感度がある
が、匂いセンサＳ２及びＳ５は感度が低い。図４（Ｄ）
から分かるように水に関して匂いセンサＳ３及びＳ４は
高い感度で、匂いセンサＳ１は中程度の感度で、匂いセ
ンサＳ２及びＳ５は低い感度である。

【００３０】さらに、図４（Ｅ）から分かるようにシト
ラールに関して匂いセンサＳ３〜Ｓ５は高い感度、匂い
センサＳ１及びＳ２は中程度の感度である。図４（Ｆ）
から分かるようにネロールに関して匂いセンサＳ３は高
い感度、匂いセンサＳ１及びＳ４は中程度の感度、匂い
センサＳ２及びＳ５は低い感度である。

【００３１】この結果、例えば匂いセンサＳ３は上記６
種類のどの匂い物質に対しても高い感度を有しており、
匂いセンサＳ５はアミルアセテート及びシトラールに対
しては高い感度を有するもののエタノール，酢酸，水及
びネロールに対しては感度が低いこと等が分かる。

【００３２】即ち、匂い物質吸着膜４の構成成分である
ＰＶＣ、可塑剤及び脂質の組合せにより多くの匂い物質
が検出でき、一方、検出したい匂い物質を選択的に検出
することが可能となる。

【００３３】また、例えば匂いセンサＳ５のような水に
対して感度が低い匂いセンサを用いれば湿度の影響を受
け難い匂いセンサが実現できることになる。

【００３４】さらに、可塑剤を用いているためＰＶＣと
脂質が分離してしまうことを防止できる。

【００３５】なお、図１に示す実施例ではＡＴカット水
晶基板を用いているが、表面弾性波素子等を用いてもよ
い。

【００３６】

【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。匂い物質吸着膜
の構成成分であるＰＶＣ、可塑剤及び脂質の組合せによ
り多くの匂い物質が検出でき、湿度の影響を受け難く
く、ＰＶＣと脂質が分離しない匂いセンサが実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る匂いセンサの一実施例を示す正面
図及び側面図である。

【図２】匂い物質吸着膜４を構成する高分子、可塑剤及
び脂質の組合せを示す図である。

【図３】実施例を評価する評価装置の一例を示す構成ブ
ロック図である。

【図４】５組の匂いセンサＳ１〜Ｓ５の６種類の匂い物
質に対する感度を示す特性図である。

【符号の説明】

１匂いセンサ２ＡＴカット水晶基板３ａ，３ｂ金電極４匂い物質吸着膜５ａ，５ｂ端子６測定セル７標準ガス発生器８発振器９周波数カウンタ１０記録計１１配管１２吸気口１３排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000006507 横河電機株式会社東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 (72)発明者山藤馨福岡県福岡市中央区草香江１丁目６番21号 (72)発明者都甲潔福岡県福岡市東区美和台２丁目８番32号− ２ (72)発明者林健司鹿児島県鹿児島市下伊敷町3315伊敷東住宅１−503 (72)発明者松野玄東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内 (72)発明者御厨健太東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】匂い物質吸着膜への匂い物質の吸着による
共振周波数の変化に基づき前記匂い物質を検出する匂い
センサにおいて、水晶振動子若しくは表面弾性波素子と、この水晶振動子若しくは表面弾性波素子の一方若しくは
両方の側に形成され、ポリ塩化ビニル、可塑剤及び脂質
から構成される前記匂い物質吸着膜とを備えたことを特
徴とする匂いセンサ。