(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022152189
(43)【公開日】2022-10-12
(54)【発明の名称】異常判定装置及び異常判定方法
(51)【国際特許分類】
G01N 5/02 20060101AFI20221004BHJP
G01N 27/12 20060101ALI20221004BHJP
G01N 27/22 20060101ALI20221004BHJP
G01N 27/04 20060101ALI20221004BHJP
【ＦＩ】
G01N5/02 A
G01N27/12 D
G01N27/22 A
G01N27/04 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021054864
(22)【出願日】2021-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000204284
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】服部 将志
(72)【発明者】
【氏名】村井 佑多
(72)【発明者】
【氏名】槇 恒
【テーマコード（参考）】
2G046
2G060
【Ｆターム（参考）】
2G046DB02
2G046DC02
2G046DC03
2G046DC09
2G046DC18
2G060AA01
2G060AB02
2G060AB26
2G060AE19
2G060AF07
2G060AF11
2G060BB08
2G060BB13
2G060HC02
2G060HC04
2G060HC15
(57)【要約】
【課題】異常を高精度に検知することが可能な異常検知方法及び異常検出方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る異常判定装置は、取得部と、判定部とを具備する。取得部は、感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備し、においセンサへ測定対象ガスを供給する測定期間と、感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニング期間を繰り返す検出ユニットから、測定期間における検出値を取得する。判定部は、感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された検出値が閾値を超えた測定期間を第１の測定期間とし、第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、第２の測定期間における検出値が、第１の測定期間における検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る異常判定装置は、取得部と、判定部とを具備する。取得部は、感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備し、においセンサへ測定対象ガスを供給する測定期間と、感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニング期間を繰り返す検出ユニットから、測定期間における検出値を取得する。判定部は、感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された検出値が閾値を超えた測定期間を第１の測定期間とし、第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、第２の測定期間における検出値が、第１の測定期間における検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備し、前記においセンサへ測定対象ガスを供給して測定する測定期間と前記感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニングをするクリーニング期間を繰り返す検出ユニットから、前記測定期間における前記検出値を取得する取得部と、
前記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された前記検出値が閾値を超えた前記測定期間を第１の測定期間とし、前記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、前記第２の測定期間における前記検出値が、前記第１の測定期間における前記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する判定部と
を具備する異常判定装置。
前記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された前記検出値が閾値を超えた前記測定期間を第１の測定期間とし、前記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、前記第２の測定期間における前記検出値が、前記第１の測定期間における前記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する判定部と
を具備する異常判定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の異常判定装置であって、
前記取得部は、前記第１の測定期間において前記第１の測定期間の開始時刻に較正された前記検出値を取得し、前記第２の測定期間において前記第２の測定期間の開始時刻に較正されていない前記検出値を取得する
異常判定装置。
前記取得部は、前記第１の測定期間において前記第１の測定期間の開始時刻に較正された前記検出値を取得し、前記第２の測定期間において前記第２の測定期間の開始時刻に較正されていない前記検出値を取得する
異常判定装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の異常判定装置であって、
前記判定部は、前記第１のピーク値が前記閾値を超えたとき、第１の注意喚起信号を出力し、前記異常と判定したとき、前記第１の注意喚起信号とは異なる第２の注意喚起信号を出力する
異常判定装置。
前記判定部は、前記第１のピーク値が前記閾値を超えたとき、第１の注意喚起信号を出力し、前記異常と判定したとき、前記第１の注意喚起信号とは異なる第２の注意喚起信号を出力する
異常判定装置。
【請求項4】
請求項１から３のうちいずれか1項に記載の異常判定装置であって、
前記検出ユニットは、前記においセンサを収容するチャンバと、前記チャンバ内へ前記測定対象ガスを供給する第１供給部と、前記チャンバ内へ前記測定対象ガスより前記におい成分の濃度が小さいクリーニングガスを供給する第２供給部を備え、
前記異常判定装置は、前記においセンサ、前記第１供給部及び前記第２供給部を制御し、前記測定期間に前記チャンバ内へ前記測定対象ガスを供給させ、前記クリーニング期間に前記チャンバ内へ前記クリーニングガスを供給させる制御部をさらに具備する
異常判定装置。
前記検出ユニットは、前記においセンサを収容するチャンバと、前記チャンバ内へ前記測定対象ガスを供給する第１供給部と、前記チャンバ内へ前記測定対象ガスより前記におい成分の濃度が小さいクリーニングガスを供給する第２供給部を備え、
前記異常判定装置は、前記においセンサ、前記第１供給部及び前記第２供給部を制御し、前記測定期間に前記チャンバ内へ前記測定対象ガスを供給させ、前記クリーニング期間に前記チャンバ内へ前記クリーニングガスを供給させる制御部をさらに具備する
異常判定装置。
【請求項5】
請求項４に記載の異常判定装置であって、
前記制御部は、前記第２の測定期間の前の前記クリーニング期間を、前記第１の測定期間の前の前記クリーニング期間より短くする
異常判定装置。
前記制御部は、前記第２の測定期間の前の前記クリーニング期間を、前記第１の測定期間の前の前記クリーニング期間より短くする
異常判定装置。
【請求項6】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の異常判定装置であって、
前記第２の測定期間の前の前記クリーニング期間を、前記第１の測定期間の前の前記クリーニング期間より短くする制御部
をさらに具備する異常判定装置。
前記第２の測定期間の前の前記クリーニング期間を、前記第１の測定期間の前の前記クリーニング期間より短くする制御部
をさらに具備する異常判定装置。
【請求項7】
請求項４から６のうちいずれか１項に記載の異常判定装置であって、
前記制御部は、前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値以下である場合、測定を終了する
異常判定装置。
前記制御部は、前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値以下である場合、測定を終了する
異常判定装置。
【請求項8】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の異常判定装置であって、
前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値以下である場合、測定を終了する制御部
をさらに具備する異常判定装置。
前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値以下である場合、測定を終了する制御部
をさらに具備する異常判定装置。
【請求項9】
請求項１から８のうちいずれか１項に記載の異常判定装置であって、
前記判定部は、前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値を超え、かつ前記第２のピーク値が前記閾値を超える前記第２の測定期間が所定回数以上連続したとき、異常と判定する
異常判定装置。
前記判定部は、前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値を超え、かつ前記第２のピーク値が前記閾値を超える前記第２の測定期間が所定回数以上連続したとき、異常と判定する
異常判定装置。
【請求項10】
請求項１から８のうちいずれか１項に記載の異常判定装置であって、
前記判定部は、前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値を超え、かつ前記第２のピーク値が次第に増加するとき、異常と判定する
異常判定装置。
前記判定部は、前記第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値を超え、かつ前記第２のピーク値が次第に増加するとき、異常と判定する
異常判定装置。
【請求項11】
請求項１から８のうちいずれか１項に記載の異常判定装置であって、
前記判定部は、前記第１の測定期間の次の第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する
異常判定装置。
前記判定部は、前記第１の測定期間の次の第２の測定期間における前記検出値のピーク値である第２のピーク値が前記第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する
異常判定装置。
【請求項12】
感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備する検出ユニットにおいて、前記においセンサへ測定対象ガスを供給する測定期間と前記感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニングをするクリーニング期間を繰り返す異常判定方法であって、
前記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された前記検出値が閾値を超えた前記測定期間を第１の測定期間とし、前記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、前記第２の測定期間における前記検出値が、前記第１の測定期間における前記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する
異常判定方法。
前記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された前記検出値が閾値を超えた前記測定期間を第１の測定期間とし、前記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、前記第２の測定期間における前記検出値が、前記第１の測定期間における前記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する
異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、におい成分により異常を判定する異常判定装置及び異常判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
におい成分の検出により環境中のガス種を判定し、火災や漏電、物質漏洩等の異常発生を検知する異常判定装置が利用されている。このような異常判定装置では、ガス種の判定精度を向上させるため、様々な手法が検討されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、半導体ガスセンサによるＣＯ検知において、本検知の前に予備検知を行い、事前にＣＯの有無を確認する手法が開示されている。また、特許文献２には、ガス検知前に待機時間を設け、周囲環境を安定化させた上でガス検知を行うことにより判定の信頼性を向上させる手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－５４２１３号公報
【特許文献2】特開２０１６－１４５７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、ヒータ加熱条件を変えて間欠動作でのヒータ加熱を行い、所定のヒータ加熱温度に達する前のクリーニング動作の際にＣＯの有無を事前に検知（予備検知）する。予備検知によりＣＯが存在しないと判断した場合にはヒータ加熱を停止し、ＣＯが存在すると判断いた場合にのみヒータ加熱を継続し、本検知を実施する。したがって、特許文献１に記載の手法はＣＯの検知精度向上ではなく、省電力に寄与する手法である。
【0006】
また、特許文献２に記載の手法は、ヒータ加熱を最初に行い、周囲環境の酸素濃度を一定にした上でガス検知を開始することで酸素濃度による測定ばらつきを抑制し、判定精度の向上に寄与する手法である。特許文献１及び２のいずれの手法もガス測定方法を通常から変更することを行っているが、異常検知の精度を向上させる手法ではなく、異常がなくても異常と誤判定してしまう可能性がある。
【0007】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、異常を高精度に検知することが可能な異常判定装置及び異常判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る異常判定装置は、取得部と、判定部とを具備する。
上記取得部は、感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備し、上記においセンサへ測定対象ガスを供給して測定する測定期間と上記感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニングをするクリーニング期間を繰り返す検出ユニットから、上記測定期間における上記検出値を取得する。
上記判定部は、上記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された上記検出値が閾値を超えた上記測定期間を第１の測定期間とし、上記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、上記第２の測定期間における上記検出値が、上記第１の測定期間における上記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する。
上記取得部は、感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備し、上記においセンサへ測定対象ガスを供給して測定する測定期間と上記感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニングをするクリーニング期間を繰り返す検出ユニットから、上記測定期間における上記検出値を取得する。
上記判定部は、上記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された上記検出値が閾値を超えた上記測定期間を第１の測定期間とし、上記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、上記第２の測定期間における上記検出値が、上記第１の測定期間における上記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する。
【0009】
上記取得部は、上記第１の測定期間において上記第１の測定期間の開始時刻に較正された上記検出値を取得し、上記第２の測定期間において上記第２の測定期間の開始時刻に較正されていない上記検出値を取得してもよい。
【0010】
上記判定部は、上記第１のピーク値が上記閾値を超えたとき、第１の注意喚起信号を出力し、上記異常と判定したとき、上記第１の注意喚起信号とは異なる第２の注意喚起信号を出力してもよい。
【0011】
上記検出ユニットは、上記においセンサを収容するチャンバと、上記チャンバ内へ上記測定対象ガスを供給する第１供給部と、上記チャンバ内へ上記測定対象ガスより上記におい成分の濃度が小さいクリーニングガスを供給する第２供給部を備え、
上記異常判定装置は、上記においセンサ、上記第１供給部及び上記第２供給部を制御し、上記測定期間に上記チャンバ内へ上記測定対象ガスを供給させ、上記クリーニング期間に上記チャンバ内へ上記クリーニングガスを供給させる制御部をさらに具備してもよい。
上記異常判定装置は、上記においセンサ、上記第１供給部及び上記第２供給部を制御し、上記測定期間に上記チャンバ内へ上記測定対象ガスを供給させ、上記クリーニング期間に上記チャンバ内へ上記クリーニングガスを供給させる制御部をさらに具備してもよい。
【0012】
上記制御部は、上記第２の測定期間の前の上記クリーニング期間を、上記第１の測定期間の前の上記クリーニング期間より短くしてもよい。
【0013】
上記異常判定装置は、上記第２の測定期間の前の上記クリーニング期間を、上記第１の測定期間の前の上記クリーニング期間より短くする制御部をさらに具備してもよい。
【0014】
上記制御部は、上記第２の測定期間における上記検出値のピーク値である第２のピーク値が上記第１のピーク値以下である場合、測定を終了してもよい。
【0015】
上記異常判定装置は、上記第２の測定期間における上記検出値のピーク値である第２のピーク値が上記第１のピーク値以下である場合、測定を終了する制御部をさらに具備してもよい。
【0016】
上記判定部は、上記第２の測定期間における上記検出値のピーク値である第２のピーク値が上記第１のピーク値を超え、かつ上記第２のピーク値が上記閾値を超える上記第２の測定期間が所定回数以上連続したとき、異常と判定してもよい。
【0017】
上記判定部は、上記第２の測定期間における上記検出値のピーク値である第２のピーク値が上記第１のピーク値を超え、かつ上記第２のピーク値が次第に増加するとき、異常と判定してもよい。
【0018】
上記判定部は、上記第１の測定期間の次の第２の測定期間における上記検出値のピーク値である第２のピーク値が上記第１のピーク値を超えるとき、異常と判定してもよい。
【0019】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る異常判定方法は、感応膜を有し検出値を出力するにおいセンサを具備する検出ユニットにおいて、上記においセンサへ測定対象ガスを供給する測定期間と上記感応膜へ吸着したにおい成分を脱離させるクリーニングをするクリーニング期間を繰り返す異常判定方法であって、
上記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された上記検出値が閾値を超えた上記測定期間を第１の測定期間とし、上記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、上記第２の測定期間における上記検出値が、上記第１の測定期間における上記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する。
上記感応膜の周囲の湿度及び温度に応じて補正された上記検出値が閾値を超えた上記測定期間を第１の測定期間とし、上記第１の測定期間の後の測定期間を第２の測定期間とすると、上記第２の測定期間における上記検出値が、上記第１の測定期間における上記検出値のピーク値である第１のピーク値を超えるとき、異常と判定する。
【発明の効果】
【0020】
以上のように本発明によれば、異常を高精度に検知することが可能な異常検知方法及び異常検出方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施形態に係る異常判定装置の模式図である。
【図2】上記異常判定装置が備える検出ユニットの測定フローを示す模式図である。
【図3】上記検出ユニットのクリーニングフローを示す模式図である。
【図4】上記検出ユニットの第１ポンプ及び第２ポンプの動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図5】上記検出ユニットの通常時の動作を示すタイミングチャートである。
【図6】上記検出ユニットの動作の変更を示すタイミングチャートである。
【図7】上記異常判定装置が備える制御ユニットの動作をフローチャートである。
【図8】上記検出ユニットが備えるにおいセンサの出力と検出ユニットの動作を示す模式図である。
【図9】上記検出ユニットが備えるにおいセンサの出力と検出ユニットの動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の実施形態に係る異常判定装置について説明する。
【0023】
［異常判定装置の構成］
図１は本実施形態に係る異常判定装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように異常判定装置１００は、検出ユニット１１０と制御ユニット１２０を備える。
図１は本実施形態に係る異常判定装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように異常判定装置１００は、検出ユニット１１０と制御ユニット１２０を備える。
【0024】
検出ユニット１１０は、チャンバ１１１、においセンサ１１２、湿度センサ１１３、温度センサ１１４、第1ポンプ１１５、第２ポンプ１１６及びフィルタ１１７を備える。
【0025】
チャンバ１１１は、においセンサ１１２、湿度センサ１１３及び温度センサ１１４を収容する。チャンバ１１１には第１吸入口１１１ａ、第２吸入口１１１ｂ及び排出口１１１ｃが設けられている。
【0026】
においセンサ１１２はチャンバ１１１内に収容され、におい成分が吸着する感応膜を備え、感応膜へのにおい成分の吸着量を示す検出値を出力する。具体的には、においセンサ１１２は、一定の共振周波数で振動する振動子と、振動子表面に設けられた感応膜を備えるものとすることができる。感応膜ににおい成分が吸着すると、その質量に応じて振動子の共振周波数が下がるため、この共振周波数の変動量を感応膜へのにおい成分の吸着量を示す検出値とすることができる。
【0027】
においセンサ１１２は、例えば、ＱＣＭ(Quartz Crystal Microbalance：水晶振動子マイクロバランス)センサとすることができる。ＱＣＭセンサは、水晶振動子の電極表面ににおい成分を吸着するための感応膜が設けられた構成を有し、感応膜へのにおい成分の吸着量を共振周波数の変動量によって検出することがきる。また、においセンサ１１２はＱＣＭセンサ以外にも、セラミック振動子、表面弾性波素子、カンチレバー又はダイヤフラム等の振動子を備え、感応膜へのにおい成分の吸着による重量増加や膨張応力増加といった物理変化を電気信号に変換するものであってもよい。さらに、においセンサ１１２は、感応膜として半導体材料を用いて、におい成分が吸着する事で抵抗値変化する半導体式センサであってもよい。
【0028】
検出するにおい成分は、典型的には高分子化合物等の空気中において比較的重い分子であるが、特に限定されない。においセンサ１１２が検出するにおい成分は人間が嗅覚で感知可能な成分に限られず、気体中に存在する化学種であればよい。
【0029】
図１に示すように検出ユニット１１０は、チャンネル１（ｃｈ１）からチャンネル１６（ｃｈ１６）まで１６個のにおいセンサ１１２を備える。各においセンサ１１２は、それぞれが異なる感応膜を備え、それぞれに異なるにおい成分が吸着するものとすることができる。検出ユニット１１０が備えるにおいセンサ１１２の数は特に限定されず、１つ以上であればよい。
【0030】
湿度センサ１１３はチャンバ１１１内に収容され、チャンバ１１１内の湿度を検出する。湿度センサ１１３は、例えば、容量型や抵抗型を採用できる。前者は、二つの電極の間に感応膜が設けられ、におい成分の着脱により、感応膜の誘電率が変化し、それを例えば、周波数または電圧変化として検出するものである。また、抵抗式は、対向した櫛歯電極の覆うように感応膜が設けられ、におい成分の着脱により変化する感応膜の抵抗値変化をとらえて、検出するものである。温度センサ１１４はチャンバ１１１内に収容され、チャンバ１１１内の温度を検出する。温度センサ１１４の種類は特に限定されない。
【0031】
第１ポンプ１１５は、第１吸入口１１１ａに接続され、第１吸入口１１１ａを介してチャンバ１１１内に気体を送出する。第１ポンプ１１５は例えばダイアフラムポンプとすることができるが他のポンプであってもよい。第１ポンプ１１５は、測定対象ガスをチャンバ１１１内に供給する第１供給部として機能する。なお、第１ポンプ１１５に替えてファンを用いてもよい。
【0032】
第２ポンプ１１６は、第２吸入口１１１ｂに接続され、第２吸入口１１１ｂを介してチャンバ１１１内に気体を送出する。第２ポンプ１１６は例えばダイアフラムポンプとすることができるが他のポンプであってもよい。なお、第２ポンプ１１６に替えてファンを用いてもよい。
【0033】
フィルタ１１７は、第２吸入口１１１ｂに接続され、第２吸入口１１１ｂを介してチャンバ１１１内に流入する気体からにおい成分を除去し、クリーニングガスを生成する機能を有する。フィルタ１１７は少なくとも各においセンサ１１２の検出対象であるにおい成分を除去可能な構成を有する。また、フィルタ１１７は水分子を除去可能なものが好適である。第２ポンプ１１６及びフィルタ１１７は、チャンバ１１１内にクリーニングガスを供給する第２供給部として機能する。なお、検出ユニット１１０はフィルタ１１７を有さず、クリーニングガスの供給源からチャンバ１１１内にクリーニングガスを供給するものであってもよい。
【0034】
制御ユニット１２０は、検出ユニット１１０と接続され、検出ユニット１１０の出力を演算処理する。図１に示すように制御ユニット１２０は、取得部１２１、演算部１２２、判定部１２３、記憶部１２４及び制御部１２５を備える。
【0035】
取得部１２１は、図１に示すように各においセンサ１１２、湿度センサ１１３及び温度センサ１１４と接続され、各センサの出力を取得する。取得部１２１と各センサの接続は有線でも無線でもよい。取得部１２１は、取得した各センサの出力を演算部１２２に供給する。
【0036】
演算部１２２は、取得部１２１から供給された各センサの出力を用いて、後述するように補正演算処理を実行し、算出結果を判定部１２３に供給する。
【0037】
判定部１２３は、演算部１２２から供給された算出結果を用いて異常の判定を行う。また、判定部１２３は、異常の判定に加え、におい成分の有無、におい成分の濃度、においの種類及びにおいの強度のうち少なくともいずれか一つを判定してもよい。判定部１２３は判定結果と検出ユニット１１０による測定結果を記憶部１２４に供給する。記憶部１２４は、判定部１２３による判定結果と検出ユニット１１０による測定結果を記憶する。
【0038】
制御部１２５は、判定部１２３による判定結果に基づいて検出ユニット１１０を制御する。具体的には制御部１２５は第１ポンプ１１５、第２ポンプ１１６、においセンサ１１２、湿度センサ１１３及び温度センサ１１４に接続され、これらの動作開始や動作停止を制御することができる。また、制御部１２５は、これらの一部のみ、例えば第１ポンプ１１５と第２ポンプ１１６のみを制御するものであってもよい。
【0039】
上述した制御ユニット１２０の各構成は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアとプログラム等のソフトウェアの協働により実現される機能的構成であり、その実現態様は特に限定されない。即ち制御ユニット１２０は、検出ユニット１１０と一体的に構成された情報処理ユニットによって実現されてもよく、検出ユニット１１０とは独立した情報処理ユニットによって実現されてもよい。また、制御ユニット１２０の各機能的構成はネットワークを介して接続された複数の情報処理ユニットによって実現されてもよい。
【0040】
異常判定装置１００は以上のような構成を有する。なお、検出ユニット１１０は制御部１２５に替えてユーザが制御してもよい。この場合、制御ユニット１２０は制御部１２５を備えないものであってもよい。
【0041】
［検出ユニットの動作］
検出ユニット１１０の動作について説明する。図２及び図３は検出ユニット１１０の動作を示す模式図である。検出ユニット１１０は、におい検出用の第１の状態とクリーニング用の第２の状態をとる。図２は第１の状態を示し、図３は第２の状態を示す。
検出ユニット１１０の動作について説明する。図２及び図３は検出ユニット１１０の動作を示す模式図である。検出ユニット１１０は、におい検出用の第１の状態とクリーニング用の第２の状態をとる。図２は第１の状態を示し、図３は第２の状態を示す。
【0042】
第１の状態では、第１ポンプ１１５を駆動し、第２ポンプ１１６を停止させる。図２に矢印Ｆ１で示すように、第１ポンプ１１５により検出ユニット１１０の近傍の外気が第１吸入口１１１ａからチャンバ１１１内に流入し、チャンバ１１１から排出口１１１ｃを通過して排出される。以下、この第１の状態での気体の流れを「測定フロー」とし、測定フローにおいてチャンバ１１内に流入する気体を「測定対象ガス」とする。
【0043】
第２の状態では、第１ポンプ１１５を停止させ、第２ポンプ１１６を駆動する。図３に矢印Ｆ２で示すように、第２ポンプ１１６により検出ユニット１１０の近傍の外気が第２吸入口１１１ｂからチャンバ１１１の室内に流入し、チャンバ１１１から排出口１１１ｃを通過して排出される。第２吸入口１１１ｂにはフィルタ１１７が設けられているため、チャンバ１１１にはにおい成分が除去された外気が流入する。以下、この第２の状態での気体の流れを「クリーニングフロー」とし、クリーニングフローにおいてチャンバ１１１内に流入する気体を「クリーニングガス」とする。換言すれば、クリーニングガスは測定対象ガスよりにおい成分の濃度が小さいガスである。
【0044】
図４は、検出ユニット１１０における第１ポンプ１１５及び第２ポンプ１１６の動作状態を示すタイミングチャートである。同図に示すように、検出ユニット１１０では、「測定」及び「クリーニング」が実行される。
【0045】
「測定」では、検出ユニット１１０を第１の状態とし、即ち第１ポンプ１１５を駆動し、第２ポンプ１１６を停止させる。これにより、上記測定フロー（図２参照）が発生し、チャンバ１１１に測定対象ガスが流入する。測定対象ガスに含まれるにおい成分はにおいセンサ１１２の感応膜に吸着し、においセンサ１１２により検出される。同時に湿度センサ１１３によりチャンバ１１１内の湿度が測定され、温度センサ１１４によりチャンバ１１１内の温度が測定される。図４に示すように測定が実行されている時間を測定期間Ｔｍとする。
【0046】
また、「クリーニング」では、検出ユニット１１０を第２の状態とし、即ち第１ポンプ１１５を停止させ、第２ポンプ１１６を駆動させる。これにより、上記クリーニングフロー（図３参照）が発生し、チャンバ１１１にクリーニングガスが流入する。これにより、各においセンサ１１２の感応膜に吸着していたにおい成分が脱離する。図４に示すようにクリーニングが実行されている時間をクリーニング期間Ｔｃとする。図４に示すようにクリーニング期間Ｔｃの間ではアイドリングが実行される。アイドリングでは、第１ポンプ１１５及び第２ポンプ１１６は共に停止される。
【0047】
検出ユニット１１０は、においセンサ１１２の検出値に基づいてその動作を変更する。図５は、検出ユニット１１０の通常時の動作を示すタイミングチャートである。同図に示すように、通常時では、検出ユニット１１０は「クリーニング」、「測定」、「クリーニング」を順に実行する。このときの測定が実行されている時間を第１測定期間Ｔｍ１とし、クリーニングが実行されている時間を第１クリーニング期間Ｔｃ１とする。検出ユニット１１０は一定時間のアイドリングの後、再び「クリーニング」、「測定」、「クリーニング」を順に実行し、以下このサイクルを繰り返す。
【0048】
図６は、検出ユニット１１０の動作の変更を示すタイミングチャートである。同図に示すように検出ユニット１１０が第１クリーニング期間Ｔｃ１の「クリーニング」及び第１測定期間Ｔｍ１の「測定」を実行している。この測定においてにおいセンサ１１２の検出値が閾値Ｓ以上であると、検出ユニット１１０は短時間のクリーニングを実行する。
【0049】
図６に示すように、このクリーニングが実行されている時間を第２クリーニング期間Ｔｃ２とする。第２クリーニング期間Ｔｃ２は第１クリーニング期間Ｔｃ１より短い時間であり、例えば、第１クリーニング期間Ｔｃ１の１／１０の時間である。また、においセンサ１１２の検出値が一定値以上となった第１測定期間Ｔｍ１以降の測定期間を第２測定期間Ｔｍ２とする。第２測定期間Ｔｍ２は第１測定期間Ｔｍ１と同等の時間とすることができる。検出ユニット１１０はにおいセンサ１１２の検出値が一定値以上となると、図６に示すように第２クリーニング期間Ｔｃ２のクリーニングと第２測定期間Ｔｍ２の測定を交互に繰り返し実行する。
【0050】
［制御ユニットの動作］
制御ユニット１２０の動作について説明する。図７は制御ユニット１２０の動作を示すフローチャートである。図８及び図９は、検出ユニット１１０における各においセンサ１１２の検出値（ＣＨ１～ＣＨ１６）を示すグラフと、検出ユニット１１０の動作のタイミングチャートを示す図である。各においセンサ１１２の検出値は、上記のように感応膜へのにおい成分の吸着量を示す値であり、ここでは共振周波数の周波数変動（単位はＨｚ）である。
制御ユニット１２０の動作について説明する。図７は制御ユニット１２０の動作を示すフローチャートである。図８及び図９は、検出ユニット１１０における各においセンサ１１２の検出値（ＣＨ１～ＣＨ１６）を示すグラフと、検出ユニット１１０の動作のタイミングチャートを示す図である。各においセンサ１１２の検出値は、上記のように感応膜へのにおい成分の吸着量を示す値であり、ここでは共振周波数の周波数変動（単位はＨｚ）である。
【0051】
検出ユニット１１０が通常時の動作（図５参照）を開始すると、図７に示すように検出ユニット１１０において、第１クリーニング期間Ｔｃ１のクリーニングが開始（Ｓｔ１０１）される。第１クリーニング期間Ｔｃ１の終了後、検出ユニット１１０において第１測定期間Ｔｍ１の測定が開始（Ｓｔ１０２）され、測定対象ガスに含まれるにおい成分はにおいセンサ１１２の感応膜に吸着する。また、検出ユニット１１０は第１測定期間Ｔｍ１の開始時に回路的なゼロ較正（Ｓｔ１０３）を実行し、図８に示すように、各においセンサ１１２の検出値は第１測定期間Ｔｍ１の開始時刻（図中Ｒ）にゼロになるように較正される。
【0052】
続いて、取得部１２１は、各においセンサ１１２の検出値を取得する（Ｓｔ１０４）。また、取得部１２１は、湿度センサ１１３からチャンバ１１１内の湿度を取得し、温度センサ１１４からチャンバ１１１内の温度を取得する（Ｓｔ１０５）。取得部１２１は、取得した各においセンサ１１２の検出値、湿度及び温度を演算部１２２に供給する。
【0053】
第１測定期間Ｔｍ１が終了すると、演算部１２２は、各においセンサ１１２の検出値を湿度及び温度を用いて補正する（Ｓｔ１０６）。においセンサ１１２は、チャンバ１１１内の湿度及び温度により検出値に影響が生じるが、演算部１２２は湿度センサ１１３及び温度センサ１１４の出力を用いて湿度及び温度の影響をキャンセルすることができる。演算部１２２は、補正した各においセンサ１１２の検出値を判定部１２３に供給する。
【0054】
判定部１２３は、補正された各においセンサ１１２の検出値の、第１測定期間Ｔｍ１におけるピーク値（以下、第１ピーク値）を特定し、第１ピーク値と閾値を比較する（Ｓｔ１０７）。図８において閾値Ｓを示す。閾値Ｓは予め定められ、記憶部１２４に記憶されているものとすることができる。また、閾値Ｓは後述するように、判定部１２３が各においセンサ１１２の検出値に基づいて決定したものであってもよい。
【0055】
以下、図８に示すようににおいセンサ１１２のうち「ＣＨ７」のにおいセンサ１１２の検出値を例にとって説明する。同図に示すように、第１ピーク値Ｐ１が閾値Ｓを超えた場合（Ｓｔ１０７；Ｙｅｓ）、検出ユニット１１０は図６に示す動作を実行する。即ち検出ユニット１１０は、第２クリーニング期間Ｔｃ２のクリーニングを実行した後、第２測定期間Ｔｍ２の測定を実行する（Ｓｔ１０８）。このとき検出ユニット１１０は、各においセンサ１１２の検出値のゼロ較正を実行しない。また、判定部１２３は、第１ピーク値Ｐ１が閾値Ｓを超えたという判定履歴を記憶部１２４に供給し、記憶させることができる。
【0056】
一方、第１ピーク値が閾値Ｓ以下の場合（Ｓｔ１０７；Ｎｏ）、検出ユニット１１０は、図５に示すように第１クリーニング期間Ｔｃ１のクリーニングを実行した後、アイドリングを実行する（Ｓｔ１０９）。以降、検出ユニット１１０は、図５に示すサイクルを繰り返す。このサイクルにおいて第１ピーク値が閾値Ｓを超えた場合、図６に示す異常動作を実行し、即ち第２クリーニング期間Ｔｃ２のクリーニングを実行した後、第２測定期間Ｔｍ２の測定を実行する（Ｓｔ１０８）。
【0057】
第２測定期間Ｔｍ２の測定が終了すると制御ユニット１２０は、上記Ｓｔ１０４～Ｓｔ１０６を再度実行する（Ｓｔ１０８）。即ち、取得部１２１が各においセンサ１１２の検出値を取得し（Ｓｔ１０４）、さらに湿度及び温度を取得する（Ｓｔ１０５）。演算部１２２は、各においセンサ１１２の検出値を湿度及び温度を用いて補正する（Ｓｔ１０６）。演算部１２２は、補正した各においセンサ１１２の検出値を判定部１２３に供給する。
【0058】
続いて、判定部１２３は、補正された各においセンサ１１２の検出値の、第２測定期間Ｔｍ２におけるピーク値（以下、第２ピーク値）を特定し、第２ピーク値と第１ピーク値を比較する（Ｓｔ１１０）。図８に示すように、第２ピーク値Ｐ２が第１ピーク値Ｐ１を超える場合（Ｓｔ１１０；Ｙｅｓ）、検出ユニット１１０及び制御ユニット１２０は、上記Ｓｔ１０８を繰り返し実行する（Ｓｔ１１１）。即ち、検出ユニット１１０は、図６に示すように第２クリーニング期間Ｔｃ２のクリーニングと第２測定期間Ｔｍ２の測定を繰り返し実行する。
【0059】
制御ユニット１２０は第２測定期間Ｔｍ２毎に上記Ｓｔ１０４～Ｓｔ１０６を再度実行し、演算部１２２が温度及び湿度を用いて補正した各においセンサの検出値を判定部１２３に供給する。なお、図８及び図９では最初の第２測定期間Ｔｍ２における第２ピーク値Ｐ２のみを示すが、判定部１２３は各第２測定期間Ｔｍ２における第２ピーク値を特定する。
【0060】
続いて、判定部１２３は、第２ピーク値を用いて異常か否かを判定する（Ｓｔ１１２）。判定部１２３は、第２ピーク値が閾値Ｓを超える第２測定期間Ｔｍ２が所定回数以上連続した場合、異常と判定することができる。図８では、全ての第２測定期間Ｔｍ２での第２ピーク値が閾値Ｓを超えている例を示すがこれに限られず、判定部１２３は一部の第２ピーク値が閾値Ｓを超えている場合に異常と判定してもよい。
【0061】
一方、図９に示すように、第２ピーク値Ｐ２が第１ピーク値Ｐ１以下の場合（Ｓｔ１１０；Ｎｏ）、検出ユニット１１０は、図５に示すように第１クリーニング期間Ｔｃ１クリーニングを実行した後、アイドリングを実行する（Ｓｔ１０９）。以降、検出ユニット１１０は、図５に示すサイクルを繰り返す。このサイクルにおいて第１ピーク値が閾値Ｓを超えた場合、図６に示す異常検出用の動作を実行し、Ｓｔ１０８以降のステップを再度実行する。
【0062】
異常判定装置１００は以上のようにして動作する。なお、検出ユニット１１０の制御（第1ポンプ１１５及び第２ポンプ１１６の駆動、停止等）はユーザが行ってもよく、制御ユニット１２０の制御部１２５が行ってもよい。また、制御ユニット１２０の動作についても一部又は全部をユーザが行ってもよい。また、上記説明では、においセンサ１１２のうち一つ（ＣＨ７）について説明したが、他のにおいセンサ１１２についても同様の手法で異常を判定することができる。
【0063】
また、異常判定装置１００は、上記Ｓｔ１０７において、第１ピーク値Ｐ１に替えて第１測定期間Ｔｍ１における検出値を用いてもよい。また、上記Ｓｔ１１０において第２ピーク値Ｐ２に替えて第２測定期間Ｔｍ２における検出値を用いてもよい。
【0064】
［異常判定装置による効果］
異常判定装置１００による効果について説明する。上記のように異常判定装置１００では、第１測定期間Ｔｍ１においてにおいセンサ１１２の検出値のピーク値（第１ピーク値）が閾値を超え（Ｓｔ１０７；Ｙｅｓ）ても、それだけでは異常と判定せず、続く第２測定期間Ｔｍ２においてにおいセンサ１１２の検出値のピーク値（第２ピーク値）が第１ピーク値を超えた場合（Ｓｔ１１０；Ｙｅｓ）に異常と判定する。
異常判定装置１００による効果について説明する。上記のように異常判定装置１００では、第１測定期間Ｔｍ１においてにおいセンサ１１２の検出値のピーク値（第１ピーク値）が閾値を超え（Ｓｔ１０７；Ｙｅｓ）ても、それだけでは異常と判定せず、続く第２測定期間Ｔｍ２においてにおいセンサ１１２の検出値のピーク値（第２ピーク値）が第１ピーク値を超えた場合（Ｓｔ１１０；Ｙｅｓ）に異常と判定する。
【0065】
このため、異常判定装置１００は、環境中に一過性のにおい成分が発生した場合には異常と判定せず、環境中に一定時間にわたってにおい成分が存在している場合にのみ異常と判断することができ、異常を確実に判定することが可能である。また、異常判定装置１００は、第１ピーク値が閾値以下（Ｓｔ１０７；Ｎｏ）又は第２ピーク値が第１ピーク値以下（Ｓｔ１１０；Ｎｏ）の場合は、通常時の測定サイクル（図５参照）を実行する。通常時の測定サイクルはアイドリング時間を有し、省電力で実行可能である。したがって、異常判定装置１００は、省電力性と異常検知の精度向上を共に実現可能である。
【0066】
さらに、異常判定装置１００は、第２クリーニング期間Ｔｃ２を第１クリーニング期間Ｔｃ１より短くすることができる。（図６参照）。これによりクリーニングと測定のサイクル（図６参照）を短時間で多く繰り返すことが可能となり、異常判定を迅速に行うことができる。また、ポンプ駆動時間が短縮できるので、省電力化も可能である。なお、異常判定装置１００は第２クリーニング期間Ｔｃ２を第１クリーニング期間Ｔｃ１と同等とすることも可能である。また、異常判定装置１００は第２測定期間Ｔｍ２の前にはゼロ較正を実施しない。これにより、軽微なにおいでも精度よく異常と判定することが可能となる。
【0067】
［閾値について］
判定部１２３が異常判定に用いる閾値Ｓ（図８参照）は、予め定められているものであってもよく、各においセンサ１１２が検出するにおい成分の種類毎に異なるものであってもよい。例えば、異常検知の重要性が高いにおい成分は閾値を低くすることも可能である。また、判定部１２３は時間帯や設備の稼働状況等に応じて閾値Ｓを変更してもよく、例えば夜間の無人の時間帯は閾値を低くして、異常を早めに判定することも可能である。
判定部１２３が異常判定に用いる閾値Ｓ（図８参照）は、予め定められているものであってもよく、各においセンサ１１２が検出するにおい成分の種類毎に異なるものであってもよい。例えば、異常検知の重要性が高いにおい成分は閾値を低くすることも可能である。また、判定部１２３は時間帯や設備の稼働状況等に応じて閾値Ｓを変更してもよく、例えば夜間の無人の時間帯は閾値を低くして、異常を早めに判定することも可能である。
【0068】
また、判定部１２３は、検出ユニット１１０による事前の測定により閾値Ｓを決定してもよい。判定部１２３は例えば、異常判定装置１００の環境に異常が生じていない一定期間にわたって各においセンサ１１２の検出値をモニタリングし、その間の検出値の変動幅を算出することができる。一定期間は例えば１週間とすることができる。判定部１２３は、その変動幅に基づいて閾値Ｓを決定することができ、例えば変動幅の３倍を閾値Ｓとすることができる。
【0069】
［他の異常判定方法について］
上記説明において判定部１２３は、第２ピーク値が閾値Ｓを超える第２測定期間Ｔｍ２が所定回数以上連続した場合、異常と判定する（Ｓｔ１１２）としたが判定部１２３は他の方法によって異常と判定することも可能である。
上記説明において判定部１２３は、第２ピーク値が閾値Ｓを超える第２測定期間Ｔｍ２が所定回数以上連続した場合、異常と判定する（Ｓｔ１１２）としたが判定部１２３は他の方法によって異常と判定することも可能である。
【0070】
例えば判定部１２３は、第１測定期間Ｔｍ１の次の１つの第２測定期間Ｔｍ２において第２ピーク値が閾値Ｓを超えた場合、異常と判定してもよい。また、判定部１２３は、第２ピーク値が第１ピーク値を超えると共に、第２測定期間Ｔｍ２毎に次第に増加するとき、異常と判定することも可能である。
【0071】
［注意喚起信号について］
判定部１２３は、上記のように第２ピーク値が第１ピーク値を超えた場合（Ｓｔ１１０；Ｙｅｓ）に異常と判定する。この際、判定部１２３は、注意喚起信号を出力することができる。注意喚起信号は、警告音声や警告表示、電子メール送付等のユーザに異常発生を通知する信号である。判定部１２３は、第１ピーク値が閾値を超えた場合（Ｓｔ１０７；Ｙｅｓ）には、注意喚起信号を出力せず、第１ピーク値が閾値を超えたという判定履歴を記憶部１２４に記憶させることができる。これによりユーザは、異常発生を注意喚起信号により把握することができ、記憶部１２４に記憶された判定履歴を参照することもできる。
判定部１２３は、上記のように第２ピーク値が第１ピーク値を超えた場合（Ｓｔ１１０；Ｙｅｓ）に異常と判定する。この際、判定部１２３は、注意喚起信号を出力することができる。注意喚起信号は、警告音声や警告表示、電子メール送付等のユーザに異常発生を通知する信号である。判定部１２３は、第１ピーク値が閾値を超えた場合（Ｓｔ１０７；Ｙｅｓ）には、注意喚起信号を出力せず、第１ピーク値が閾値を超えたという判定履歴を記憶部１２４に記憶させることができる。これによりユーザは、異常発生を注意喚起信号により把握することができ、記憶部１２４に記憶された判定履歴を参照することもできる。
【0072】
また、判定部１２３は、第１ピーク値が閾値を超えた場合（Ｓｔ１０７；Ｙｅｓ）に第１の注意喚起信号を出力し、第２ピーク値が第１ピーク値を超えた場合（Ｓｔ１１０；Ｙｅｓ）に第２の注意喚起信号を出力することも可能である。この場合、第２の注意以喚起信号は第１の注意喚起信号とは異なる注意喚起信号とすることができ、例えば第１の注意喚起信号よりも音量が大きい、あるいは点滅速度が大きい等、注意喚起の程度が大きいものとすることができる。これにより、ユーザは第１の注意喚起信号により異常の兆候を把握し、第２の注意喚起信号により異常の発生を把握することができる。
【0073】
［測定終了について］
検出ユニット１１０は、第２ピーク値が第１ピーク値以下の場合（Ｓｔ１１０；Ｎｏ）、通常の動作状態（図５参照）に戻る（Ｓｔ１０９）としたが、通常の動作状態（図５参照）に戻らずに測定を終了してもよい。これにより、異常の恐れがない場合に測定を終了できるので、さらなる省電力化を図ることができる。また、検出ユニット１１０は、第１ピーク値が閾値以下の場合（Ｓｔ１０７；Ｎｏ）も、通常の動作状態（図５参照）に戻らずに測定を終了してもよい。この場合もさらなる省電力化を図ることができる。
検出ユニット１１０は、第２ピーク値が第１ピーク値以下の場合（Ｓｔ１１０；Ｎｏ）、通常の動作状態（図５参照）に戻る（Ｓｔ１０９）としたが、通常の動作状態（図５参照）に戻らずに測定を終了してもよい。これにより、異常の恐れがない場合に測定を終了できるので、さらなる省電力化を図ることができる。また、検出ユニット１１０は、第１ピーク値が閾値以下の場合（Ｓｔ１０７；Ｎｏ）も、通常の動作状態（図５参照）に戻らずに測定を終了してもよい。この場合もさらなる省電力化を図ることができる。
【0074】
［異常判定装置の適用例］
異常判定装置１００は上記のように、異常を確実に判定することでき、かつ省電力で動作可能である。これにより、異常判定装置１００は、環境モニタリングなどの無人環境で定期的に異常の有無をセンシングしているような用途において好適に利用可能である。異常判定装置１００の判定対象となるにおい成分は特に限定されないが、過電流や火災により発生するにおい成分や、洩漏により絶縁不良の原因となる絶縁油のにおい成分等が挙げられる。
異常判定装置１００は上記のように、異常を確実に判定することでき、かつ省電力で動作可能である。これにより、異常判定装置１００は、環境モニタリングなどの無人環境で定期的に異常の有無をセンシングしているような用途において好適に利用可能である。異常判定装置１００の判定対象となるにおい成分は特に限定されないが、過電流や火災により発生するにおい成分や、洩漏により絶縁不良の原因となる絶縁油のにおい成分等が挙げられる。
【符号の説明】
【0075】
１００…異常判定装置
１１０…検出ユニット
１１１…チャンバ
１１２…においセンサ
１１３…湿度センサ
１１４…温度センサ
１１５…第１ポンプ
１１６…第２ポンプ
１１７…フィルタ
１２０…制御ユニット
１２１…取得部
１２２…演算部
１２３…判定部
１２４…記憶部
１２５…制御部
１１０…検出ユニット
１１１…チャンバ
１１２…においセンサ
１１３…湿度センサ
１１４…温度センサ
１１５…第１ポンプ
１１６…第２ポンプ
１１７…フィルタ
１２０…制御ユニット
１２１…取得部
１２２…演算部
１２３…判定部
１２４…記憶部
１２５…制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】