特許ウォッチ

公開番号2025123906
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019682
出願日2024-02-13
発明の名称検出器、及び検出方法
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社デンソー
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G01N 5/02 20060101AFI20250818BHJP(測定;試験)
要約【課題】互いに分子量が接近している第1気体と第2気体から構成された混合気体から、第1気体の濃度を精度よく検出する。
【解決手段】検出器1は、互いに分子量が接近している第1気体と第2気体から構成される第1混合気体が導入されるサンプルガス導入口2と、水晶振動子4D上に形成された吸着膜4Aを有する検出素子4と、第1気体を吸着する吸着材3C、及び吸着材3Cに吸着した第1気体を脱着させる脱着装置3Dを含み、第2気体を第1気体との分子量差が異なる第3気体に交換する交換機構3と、を備え、吸着膜4Aに吸着した第3気体の吸着量と、交換機構3によって第2気体を第3気体に交換した後の第1気体と第3気体から構成される第2混合気体の吸着膜4Aへの吸着量との差分に応じて変化する検出素子4の水晶振動子4Dの周波数変化量を第1気体の濃度として検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
濃度の検出対象である第１気体と、前記第１気体との分子量差が予め定めた値未満である第２気体から構成される第１混合気体が導入される導入口と、
水晶振動子上に形成された吸着膜を有する検出素子と、
前記導入口と前記検出素子との間に設けられ、前記導入口から導入された前記第２気体を、前記第１気体を含まず、かつ、前記第１気体との分子量差が前記予め定めた値以上異なる第３気体に交換する交換機構と、
を備え、
前記吸着膜に吸着した前記第３気体の吸着量と、前記交換機構によって前記第２気体を前記第３気体に交換した後の前記第１気体と前記第３気体から構成される第２混合気体の前記吸着膜への吸着量との差分に応じて変化する前記検出素子の水晶振動子の周波数変化量を前記第１気体の濃度として検出する
検出器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記交換機構は、前記第１気体を吸着する吸着材と、
前記第３気体が導入された場合に前記吸着材に吸着した前記第１気体を前記吸着材から脱着させ、前記第２混合気体を生成する脱着装置と、
を備えた請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
前記第１気体がエチレンであり、
前記吸着膜が多孔質材料によって構成された
請求項１又は請求項２に記載の検出器。
【請求項４】
前記多孔質材料が金属有機構造体である
請求項３に記載の検出器。
【請求項５】
前記第２気体が窒素、乾燥空気、及び空気の何れかであり、前記第３気体が二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、及び酸素の何れかである
請求項４に記載の検出器。
【請求項６】
濃度の検出対象である第１気体と、前記第１気体との分子量差が予め定めた値未満である第２気体から構成される第１混合気体が導入される導入口と、
水晶振動子上に形成された吸着膜を有する検出素子と、
前記導入口と前記検出素子との間に設けられた機構であって、前記第１気体を吸着する吸着材、及び前記吸着材に吸着した前記第１気体を前記吸着材から脱着させる脱着装置を含み、前記導入口から導入された前記第１混合気体に含まれる前記第２気体を、前記第１気体を含まず、かつ、前記第１気体との分子量差が前記予め定めた値以上異なる第３気体に交換する交換機構と、
を備えた検出器を用いて、
前記導入口から導入された前記第１混合気体によって前記第１気体が前記吸着材に吸着した後、前記交換機構に導入された前記第３気体が前記吸着膜に接触するように前記交換機構を制御することにより前記第３気体を前記吸着膜に吸着させると共に、前記交換機構への前記第３気体の導入中に前記脱着装置を制御し、前記第１気体を前記吸着材から脱着させることによって前記第１気体と前記第３気体から構成される第２混合気体を生成して前記第２混合気体を前記吸着膜に吸着させ、
前記吸着膜に吸着した前記第３気体の吸着量と、前記吸着膜に吸着した前記第２混合気体の吸着量との差分に応じて変化する前記検出素子の水晶振動子の周波数変化量から、前記第１気体の濃度を検出する処理をコンピュータが実行する
検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、気体の検出器、及び検出方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
複数種類の気体を含む混合気体、例えばにおいを発する第１気体と無臭の第２気体を含む混合気体から第１気体の濃度を検出して、混合気体におけるにおいの強さを測定するにおいセンサが存在する。
【０００３】
例えば特許文献１には、におい成分を捕集管で捕集した後、捕集管をヒーターで加熱してにおい成分を捕集管から脱離させた状態で捕集管にキャリアガスを供給することによって、におい成分をセンサで検出する識別装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－２２６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうしたにおいセンサでは、第１気体の吸着量と混合気体の吸着量との差分から第１気体の濃度、すなわち、におい成分の濃度を測定する。
【０００６】
通常、においセンサは大気中で用いられることから、第２気体として窒素ガスや空気が用いられることが多いが、第１気体と第２気体の分子量差が接近している場合、においセンサにおける第１気体の吸着量と混合気体の吸着量との差分が小さくなってしまい、第１気体の濃度の検出精度が低下することがある。
【０００７】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、互いに分子量が接近している第１気体と第２気体の混合気体のみを用いて第１気体の濃度を検出する場合と比較して、第１気体の濃度を精度よく検出することができる検出器、及び検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１態様に係る検出器は、濃度の検出対象である第１気体と、前記第１気体との分子量差が予め定めた値未満である第２気体から構成される第１混合気体が導入される導入口と、水晶振動子上に形成された吸着膜を有する検出素子と、前記導入口と前記検出素子との間に設けられ、前記導入口から導入された前記第２気体を、前記第１気体を含まず、かつ、前記第１気体との分子量差が前記予め定めた値以上異なる第３気体に交換する交換機構と、を備え、前記吸着膜に吸着した前記第３気体の吸着量と、前記交換機構によって前記第２気体を前記第３気体に交換した後の前記第１気体と前記第３気体から構成される第２混合気体の前記吸着膜への吸着量との差分に応じて変化する前記検出素子の水晶振動子の周波数変化量を前記第１気体の濃度として検出する。
【０００９】
第２態様に係る検出器は、第１態様に係る検出器において、前記交換機構は、前記第１気体を吸着する吸着材と、前記第３気体が導入された場合に前記吸着材に吸着した前記第１気体を前記吸着材から脱着させ、前記第２混合気体を生成する脱着装置と、を備える。
【００１０】
第３態様に係る検出器は、第１態様又は第２態様に係る検出器において、前記第１気体がエチレンであり、前記吸着膜が多孔質材料によって構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許