特許ウォッチ

公開番号2024036986
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-18
出願番号2022141584
出願日2022-09-06
発明の名称ガスセンサシステム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01N 27/00 20060101AFI20240311BHJP(測定;試験)
要約【課題】湿度の影響を抑えた標的物質の検出が可能なガスセンサシステムの提供。
【解決手段】ガスセンサシステムは、検体雰囲気が搬送される第1配管と、検体雰囲気よりも高温且つ高湿度であり、飽和水蒸気圧よりも低い水蒸気圧を有する加湿空気が搬送される第2配管と、第1配管及び第2配管と接続された混合装置であって、検体雰囲気と加湿空気との混合空気の水蒸気圧が飽和水蒸気圧よりも低くなるように、検体雰囲気と加湿空気とを混合する混合装置と、混合装置と接続され、混合空気が搬送される第3配管と、第3配管を搬送される混合空気を冷却し、混合空気の水蒸気圧を飽和水蒸気圧にする冷却装置と、第3配管と接続されたケミカルセンサ装置であって、冷却装置で冷却された混合空気が供給されるセンサ表面を有するケミカルセンサ装置と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
検体雰囲気が搬送される第１配管と、
前記検体雰囲気よりも高温且つ高湿度であり、飽和水蒸気圧よりも低い水蒸気圧を有する加湿空気が搬送される第２配管と、
前記第１配管及び前記第２配管と接続された混合装置であって、前記検体雰囲気と前記加湿空気との混合空気の水蒸気圧が飽和水蒸気圧よりも低くなるように、前記検体雰囲気と前記加湿空気とを混合する混合装置と、
前記混合装置と接続され、前記混合空気が搬送される第３配管と、
前記第３配管を搬送される前記混合空気を冷却し、前記混合空気の水蒸気圧を飽和水蒸気圧にする冷却装置と、
前記第３配管と接続されたケミカルセンサ装置であって、前記冷却装置で冷却された前記混合空気が供給されるセンサ表面を有するケミカルセンサ装置と、
を備えるガスセンサシステム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記センサ表面は、グラフェンを含む請求項１に記載のガスセンサシステム。
【請求項３】
前記センサ表面は、前記グラフェンに形成されたプローブ分子をさらに含む請求項２に記載のガスセンサシステム。
【請求項４】
参照空気が搬送される第４配管と、
前記第１配管と前記混合装置との間を遮断し、前記第４配管と前記混合装置との間を接続させる参照フェーズと、前記第４配管と前記混合装置との間を遮断し、前記第１配管と前記混合装置との間を接続させる検出フェーズとを切り替え可能な切替装置と、
をさらに備える請求項２に記載のガスセンサシステム。
【請求項５】
前記検体雰囲気の温度及び湿度を測定する第１温湿度センサと、
前記第１温湿度センサの測定値から、前記混合装置における前記検体雰囲気と前記加湿空気との混合比を制御する制御装置と、
をさらに備える請求項１～４のいずれか１つに記載のガスセンサシステム。
【請求項６】
前記加湿空気の温度及び湿度を測定する第２温湿度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２温湿度センサの測定値から、前記混合比を制御する請求項５に記載のガスセンサシステム。
【請求項７】
前記冷却装置で冷却される前の前記混合空気の温度及び湿度を測定する第３温湿度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記第３温湿度センサの測定値から、前記混合比を制御する請求項５に記載のガスセンサシステム。
【請求項８】
前記ケミカルセンサ装置を加熱する加熱装置をさらに備える請求項１～４のいずれか１つに記載のガスセンサシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガスセンサシステムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばグラフェンを用いたセンサ素子をガスセンサとして用いる場合、検体雰囲気の湿度の影響により、センサ素子における電気的または化学的な応答が大きく変動しやすい。これは、検体雰囲気中の標的物質の検出精度に影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－７４８７８号公報
国際公開第２０２０／１２１７０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、湿度の影響を抑えた標的物質の検出が可能なガスセンサシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、ガスセンサシステムは、検体雰囲気が搬送される第１配管と、前記検体雰囲気よりも高温且つ高湿度であり、飽和水蒸気圧よりも低い水蒸気圧を有する加湿空気が搬送される第２配管と、前記第１配管及び前記第２配管と接続された混合装置であって、前記検体雰囲気と前記加湿空気との混合空気の水蒸気圧が飽和水蒸気圧よりも低くなるように、前記検体雰囲気と前記加湿空気とを混合する混合装置と、前記混合装置と接続され、前記混合空気が搬送される第３配管と、前記第３配管を搬送される前記混合空気を冷却し、前記混合空気の水蒸気圧を飽和水蒸気圧にする冷却装置と、前記第３配管と接続されたケミカルセンサ装置であって、前記冷却装置で冷却された前記混合空気が供給されるセンサ表面を有するケミカルセンサ装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態のガスセンサシステムの構成を示す概略図である。
（ａ）は実施形態のセンサ素子の模式図であり、（ｂ）はセンサ素子のセンサ表面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、同一または同様の要素には、同じ符号を付している。
【０００８】
図１に示すように、実施形態のガスセンサシステム１は、第１配管１１と、第２配管１２と、第３配管１３と、混合装置２０と、冷却装置４０と、ケミカルセンサ装置３０とを少なくとも備える。
【０００９】
第１配管１１は、第１捕集口１１ａを有する。第１捕集口１１ａから検体雰囲気が第１配管１１に取り込まれる。検体雰囲気は、例えば、空気である。
【００１０】
第２配管１２は、加湿装置９０に接続されている。加湿装置９０から加湿空気が第２配管１２に供給される。加湿空気は、検体雰囲気よりも高温且つ高湿度であり、飽和水蒸気圧よりも低い水蒸気圧を有する。加湿装置９０として、例えば、バブリング装置や噴霧装置を用いることができる。加湿装置９０は、加湿空気を加熱する又は加湿空気を所定温度に維持するヒーターを備えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許