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(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】P2023026087
(43)【公開日】2023-02-24
(54)【発明の名称】物質検出システム
(51)【国際特許分類】
G01N 5/02 20060101AFI20230216BHJP
【ＦＩ】
G01N5/02 A
【審査請求】有
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021131733
(22)【出願日】2021-08-12
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】592028846
【氏名又は名称】Ｉ－ＰＥＸ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100162259
【弁理士】
【氏名又は名称】末富 孝典
(74)【代理人】
【識別番号】100165489
【弁理士】
【氏名又は名称】榊原 靖
(74)【代理人】
【識別番号】100146916
【弁理士】
【氏名又は名称】廣石 雅紀
(72)【発明者】
【氏名】緒方 健治
(72)【発明者】
【氏名】黒木 省吾
(57)【要約】
【課題】検出結果の精度を安定化させることができる物質検出システムを提供する。
【解決手段】物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と、距離センサ１１と、情報処理部２０と、を備える。物質センサ１０は、発生源２から発せられた物質３を検出する。距離センサ１１は、発生源２と物質センサ１０との距離Ｌを検出する。情報処理部２０は、判定部２１を備える。判定部２１は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが、物質センサ１０の検出結果を有効とする範囲Ｌ１～Ｌ２に入っているか否かを判定する。
【選択図】図１
【解決手段】物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と、距離センサ１１と、情報処理部２０と、を備える。物質センサ１０は、発生源２から発せられた物質３を検出する。距離センサ１１は、発生源２と物質センサ１０との距離Ｌを検出する。情報処理部２０は、判定部２１を備える。判定部２１は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが、物質センサ１０の検出結果を有効とする範囲Ｌ１～Ｌ２に入っているか否かを判定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
を備える物質検出システム。
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
を備える物質検出システム。
【請求項2】
前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が可能であることを報知する報知部を備える、
請求項１に記載の物質検出システム。
請求項１に記載の物質検出システム。
【請求項3】
前記報知部は、
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
請求項２に記載の物質検出システム。
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
請求項２に記載の物質検出システム。
【請求項4】
前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を開始する制御部を備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の物質検出システム。
請求項１から３のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項5】
前記制御部は、
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
請求項４に記載の物質検出システム。
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
請求項４に記載の物質検出システム。
【請求項6】
前記検出対象毎に、前記範囲を記憶する範囲記憶部を備え、
前記判定部は、前記検出対象に対応する前記範囲を前記範囲記憶部から読み出して判定を行う、
請求項１から５のいずれか一項に記載の物質検出システム。
前記判定部は、前記検出対象に対応する前記範囲を前記範囲記憶部から読み出して判定を行う、
請求項１から５のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項7】
前記物質センサの検出結果と、前記距離センサの検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部を備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の物質検出システム。
請求項１から６のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項8】
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第１補正部と、
を備える物質検出システム。
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第１補正部と、
を備える物質検出システム。
【請求項9】
周囲の環境情報を検出する環境センサと、
前記環境センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第２補正部と、
を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
前記環境センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第２補正部と、
を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項10】
前記物質センサと前記距離センサとが一体化している、
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項11】
本体と、
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１０に記載の物質検出システム。
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１０に記載の物質検出システム。
【請求項12】
前記物質センサと前記距離センサとが互いに分離可能である、
請求項１０に記載の物質検出システム。
請求項１０に記載の物質検出システム。
【請求項13】
前記物質センサと、前記距離センサと、前記環境センサとが一体化している、
請求項９に記載の物質検出システム。
請求項９に記載の物質検出システム。
【請求項14】
本体と、
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１３に記載の物質検出システム。
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１３に記載の物質検出システム。
【請求項15】
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとのうち、少なくとも２つが互いに分離可能である、
請求項１３に記載の物質検出システム。
請求項１３に記載の物質検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物質検出システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、物質が吸着又は脱離した時に生じる振動子の共振周波数の変化量に基づいて、発生源から発せられる物質を検出する化学センサデバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２０４５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の化学センサデバイスでは、物質の発生源と化学センサデバイスとの距離によって、物質の検出結果がばらつくという不都合がある。このばらつきを押さえることが、検出結果の精度の安定化につながる。
【0005】
本発明は、上記実情の下になされたものであり、検出結果の精度を安定化させることができる物質検出システム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】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る物質検出システムは、
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
を備える。
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
を備える。
【0007】
この場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が可能であることを報知する報知部を備える、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【0008】
前記報知部は、
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
こととしてもよい。
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
こととしてもよい。
【0009】
前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を開始する制御部を備える、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【0010】
前記制御部は、
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
こととしてもよい。
前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
こととしてもよい。
【0011】
前記検出対象毎に、前記範囲を記憶する範囲記憶部を備え、
前記判定部は、前記検出対象に対応する前記範囲を前記範囲記憶部から読み出して判定を行う、
こととしてもよい。
前記判定部は、前記検出対象に対応する前記範囲を前記範囲記憶部から読み出して判定を行う、
こととしてもよい。
【0012】
前記物質センサの検出結果と、前記距離センサの検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部を備える、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【0013】
本発明の第２の観点に係る物質検出システムは、
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第１補正部と、
を備える。
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第１補正部と、
を備える。
【0014】
第１の観点および第２の観点いずれにおいても、
周囲の環境情報を検出する環境センサと、
前記環境センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第２補正部と、
を備える、
こととしてもよい。
周囲の環境情報を検出する環境センサと、
前記環境センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第２補正部と、
を備える、
こととしてもよい。
【0015】
前記物質センサと前記距離センサとが一体化している、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【0016】
本体と、
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサとが、前記アダプタに実装されている、
こととしてもよい。
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサとが、前記アダプタに実装されている、
こととしてもよい。
【0017】
前記物質センサと前記距離センサとが互いに分離可能である、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【0018】
前記物質センサと、前記距離センサと、前記環境センサとが一体化している、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【0019】
本体と、
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとが、前記アダプタに実装されている、
こととしてもよい。
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとが、前記アダプタに実装されている、
こととしてもよい。
【0020】
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとのうち、少なくとも２つが互いに分離可能である、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、検出対象と物質センサとの距離が、物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部を備えている。このため、物質センサの検出結果が有効であるか否かを判定することができる。この結果、物質センサの検出結果の精度を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の実施の形態１に係る物質検出システムの構成を示すブロック図である。
【図4】発生源からの距離と物質センサの検出レベルとの関係を示すグラフである。
【図5】本発明の実施の形態２に係る物質検出システムの構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の実施の形態３に係る物質検出システムの構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施の形態４に係る物質検出システムの構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の実施の形態５に係る物質検出システムの構成を示すブロック図である。
【図12】距離と補正値との関係を示すグラフである。
【図14】本発明の実施の形態６に係る物質検出システムの構成を示すブロック図である。
【図15】本発明の実施の形態７に係る物質検出システムの斜視図である。
【図16】本発明の実施の形態８に係る物質検出システムの斜視図である。
【図17】（Ａ）は、本発明の実施の形態９に係る物質検出システムの斜視図である。（Ｂ）は、（Ａ）の物質検出システムの一部を示す斜視図である。（Ｃ）及び（Ｄ）は、（Ａ）の物質検出システムを構成するアダプタを互いに異なる方向から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分には同一の符号が付される。
【0024】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１について説明する。本実施の形態に係る物質検出システムは、気体中に含まれる物質を検出する。
まず、本発明の実施の形態１について説明する。本実施の形態に係る物質検出システムは、気体中に含まれる物質を検出する。
【0025】
［全体構成］
図１に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ａは、検出対象である発生源２から発せられた物質３を検出する。物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と、距離センサ１１と、情報処理部２０と、を備える。
図１に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ａは、検出対象である発生源２から発せられた物質３を検出する。物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と、距離センサ１１と、情報処理部２０と、を備える。
【0026】
物質センサ１０は、発生源２から発せられた物質３を検出する。発生源２から発せられた物質３は、空気中に漂っている。物質センサ１０は、その空気を取り込む取り込み口１０ａを有している。物質センサ１０は、空気中に漂っている物質３を取り込み口１０ａから取り込む。なお、物質センサ１０には、空気を取り込むためのポンプが設けられていてもよいが、ポンプが設けられていなくてもよい。物質センサ１０は、物質３を取り込み口１０ａから単に取り込むだけのものであってもよい。
【0027】
物質センサ１０の内部には、物質３を吸着する不図示の吸着膜が設けられており、取り込まれた空気は、吸着膜に吸着する。物質センサ１０は、物質３が吸着した吸着膜の重量変化を検出する。重量変化は、例えば吸着膜の振動周波数の変化から求めることができる。例えば、吸着膜を圧電素子で加振可能な梁に搭載し、その梁の振動振幅の変化に基づいて物質３を検出することができる。吸着膜に吸着された物質３の数が多ければ多いほど、物質センサ１０での物質３の検出レベルは大きくなる。
【0028】
なお、検出される物質３は１種類には限られない。発生源２からは、複数種類の物質３が発せられる。物質センサ１０は、各種類の物質３を検出する感応膜をそれぞれ備え、複数種類の物質３を検出するようにすることができる。
【0029】
距離センサ１１は、特定の方向Ｄに存在する物体との距離Ｌを検出する。発生源２を検出対象とするときは、物質検出システム１Ａの使用者は、その特定の方向Ｄに発生源２が存在するように距離センサ１１を向ける。距離センサ１１としては、例えば、赤外線近接センサが用いられる。物質センサ１０と距離センサ１１とは、近接して配置されており、物質センサ１０の取り込み口１０ａは、特定の方向Ｄを向いている。このため、距離センサ１１で検出される物体との距離は、物質センサ１０と物体との距離とみなすことができる。距離センサ１１は、発生源２と物質センサ１０との距離Ｌを検出する。
【0030】
情報処理部２０は、ソフトウエアによる情報処理が、ハードウエア資源を用いて具体的に実現される情報処理装置である。情報処理部２０は、判定部２１と、報知部２２と、制御部２３と、を備える。
【0031】
判定部２１は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが、物質センサ１０の検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する。本実施の形態では、この範囲を、距離Ｌ１以上距離Ｌ２以下であるとする。以下では、この範囲を範囲Ｌ１～Ｌ２と表記する。
【0032】
報知部２２は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２に入ったと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０による物質３の検出が可能であることを報知する。この報知を、検出可能報知という。さらに、報知部２２は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２から外れたと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０による物質３の検出が不可であることを報知する。この報知を、検出不可報知という。
【0033】
制御部２３は、使用者からの操作入力を受け付ける。制御部２３は、操作入力により、物質３の検出が指示されると、物質センサ１０を制御して、物質３の検出を行う。物質３の検出結果は、その物質３の検出量を含んでいる。
【0034】
［ハードウエア構成］
図２には、物質検出システム１Ａのハードウエア構成が示されている。図２に示すように、物質検出システム１Ａの情報処理部２０に係る部分は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０と、メモリ３１と、外部記憶部３２と、入出力部３３と、カードインターフェイス３４と、通信インターフェイス３５と、操作入力部３６と、表示部３７と、を備える。情報処理部２０の各構成要素は、内部バス４０を介して接続されている。
図２には、物質検出システム１Ａのハードウエア構成が示されている。図２に示すように、物質検出システム１Ａの情報処理部２０に係る部分は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０と、メモリ３１と、外部記憶部３２と、入出力部３３と、カードインターフェイス３４と、通信インターフェイス３５と、操作入力部３６と、表示部３７と、を備える。情報処理部２０の各構成要素は、内部バス４０を介して接続されている。
【0035】
ＣＰＵ３０は、ソフトウエアプログラム（以下、単に「プログラム」とする）を実行するプロセッサ（演算装置）である。メモリ３１には、外部記憶部３２からプログラム３９が読み込まれ、ＣＰＵ３０は、メモリ３１に格納されたプログラム３９を実行することにより、情報処理部２０の動作を行う。ＣＰＵ３０はタイマを内蔵しており、時間計測が可能である。
【0036】
メモリ３１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。メモリ３１には、ＣＰＵ３０によって実行されるプログラム３９が格納される他、ＣＰＵ３０によるプログラム３９の実行において必要なデータと、プログラム３９の実行の結果生成されるデータとが記憶される。
【0037】
外部記憶部３２は、例えばハードディスク等である。外部記憶部３２は、ＣＰＵ３０により実行されるプログラム３９が記憶される。また、持ち運び可能なＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体５０にはプログラム３９が記憶されている。外部記憶部３２には、記録媒体５０から転送されたプログラム３９が記憶されている。また、外部記憶部３２は、距離の判定に用いられる範囲Ｌ１～Ｌ２における距離Ｌ１，Ｌ２を記憶している。
【0038】
入出力部３３は、物質センサ１０及び距離センサ１１とのデータ入出力を行うインターフェイスである。物質センサ１０で検出された物質３の情報（振動周波数が変化した吸着膜（物質３の種類）、検出レベル）、距離センサ１１で検出された距離Ｌは、入出力部３３を介してメモリ３１等に記憶される。
【0039】
カードインターフェイス３４は、記録媒体５０とのインターフェイスである。プログラム３９は、このカードインターフェイス３４を介して入力され、外部記憶部３２に記憶される。
【0040】
通信インターフェイス３５は、インターネット等の通信ネットワークに接続するインターフェイスである。この通信インターフェイス３５を介して、外部のサーバコンピュータ等に接続される。
【0041】
操作入力部３６は、使用者によって操作されるマンマシンインターフェイスである。操作入力部３６は、例えばタッチパネル及びマウスなどのポインティングデバイスと、キーボードとを備える。操作入力部３６への操作入力は、ＣＰＵ３０に送られる。ＣＰＵ３０は、操作入力の内容に従ってプログラム３９を実行する。例えば、検出開始の操作入力は、操作入力部３６に入力される。
【0042】
表示部３７は、画像を表示するマンマシンインターフェイスである。表示部３７は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を備える。表示部３７には、検出された匂いの判定結果等が表示される。なお、操作入力部３６及び表示部３７はタッチパネルとして１つにまとめられていてもよい。例えば、検出可能報知及び検出不可報知は、表示部３７に表示される。また、物質３の検出結果は、表示部３７に表示される。
【0043】
操作入力部３６及び表示部３７は、タッチパネルとして一体化されていてもよい。また、物質検出システム１Ａには、音声を入出力する音声入出力部が設けられていてもよい。音声入出力部は、検出開始の操作入力、検出可能報知及び検出不可報知、物質３の検出結果に関する音声の入出力を行うことができる。上述のように、図１の判定部２１、報知部２２及び制御部２３の処理は、ＣＰＵ３０が、入出力部３３を介して物質センサ１０及び距離センサ１１を動作させ、操作入力部３６の操作入力に従って動作し、表示部３７等を動作させることによって実現される。
【0044】
［物質検出処理］
次に、本発明の実施の形態に係る物質検出システム１Ａの動作について説明する。ここでは、情報処理部２０により実行される物質検出処理を中心に説明する。
次に、本発明の実施の形態に係る物質検出システム１Ａの動作について説明する。ここでは、情報処理部２０により実行される物質検出処理を中心に説明する。
【0045】
図３に示すように、まず、情報処理部２０は、距離センサ１１に発生源２との距離Ｌを検出させる（ステップＳ１）。続いて、情報処理部２０の判定部２１は、検出された距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内であるか否か、すなわちＬ１≦Ｌ≦Ｌ２であるか否かを判定する（ステップＳ２）。距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内でない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、情報処理部２０の報知部２２は、検出不可報知を行う（ステップＳ３）。ステップＳ３終了後、情報処理部２０は、再び距離センサ１１に距離Ｌを検出させる（ステップＳ１）。このように、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内でない間は、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３を繰り返すループ処理を行う。
【0046】
一方、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内となった場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０の報知部２２は、検出可能報知を行う（ステップＳ４）。その後、情報処理部２０は、検出開始の操作入力がなされたか否かを判定する（ステップＳ５）。検出開始の操作入力がなされていなければ（ステップＳ５；Ｎｏ）、情報処理部２０は、再び距離センサ１１に距離Ｌを検出させる（ステップＳ１）。このように、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内であり（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、検出開始の操作入力がない（ステップＳ５；Ｎｏ）間は、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５を繰り返すループ処理を繰り返す。この間、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２から外れた場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３のループ処理に戻る。その後、距離Ｌが再び範囲Ｌ１～Ｌ２内に復帰すると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、検出開始の操作入力待ち（ステップＳ５；Ｎｏ）となって、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５を繰り返す。
【0047】
検出開始の操作入力がなされると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０により、気体の取り込みを開始させる（ステップＳ６）。続いて、情報処理部２０は、気体を取り込む時間として予め設定された時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。時間Ｔが経過しない間（ステップＳ７；Ｎｏ）、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にあれば（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０に気体の取り込みを継続させる（ステップＳ６）。すなわち、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７を繰り返すループ処理を行い、所定時間Ｔだけ気体の取り込みを行う。距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内から外れた場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、情報処理部２０は、再び、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３を繰り返すループ処理を行う。距離Ｌが再び範囲Ｌ１～Ｌ２内に復帰すると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７を繰り返す。時間Ｔは気体を取り込んでいる累積時間とすることができる。なお、時間Ｔについては、範囲Ｌ１～Ｌ２に復帰する度に初期化するようにしてもよい。
【0048】
時間Ｔが経過すると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０に物質３を検出させる（ステップＳ８）。ここでは、情報処理部２０は、物質センサ１０から出力される物質３の検出レベルを示す電気信号を入力し、入力した電気信号に基づいて、物質３を検出する。物質３の検出結果は、外部出力されるが、内部に記憶されるようにしてもよい。ステップＳ８終了後、物質検出処理が終了する。
【0049】
なお、時間Ｔの経過を待つことなく、物質３を直ちに検出するようにしてもよい。この場合には、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内に入ると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０に物質３を検出させる（ステップＳ８）。ステップＳ８終了後は、情報処理部２０は、物質検出処理を終了する。
【0050】
物質センサ１０の検出レベルは、発生源２からの距離Ｌに左右される。発生源２からの距離Ｌが大きくなるにつれて、次第に物質３の濃度が低くなるためである。本実施の形態に係る物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と物質３の発生源２との距離Ｌが距離Ｌ１以上距離Ｌ２以下の範囲にあるときにのみ、物質３の検出を行う。
【0051】
図４には、距離Ｌと物質センサ１０における物質３の検出レベルとの関係が示されている。このグラフでは、距離Ｌが０のときの検出レベルを１として正規化している。仮に、距離Ｌの大きさに関わらず、物質３の検出を行った場合には、物質３の検出レベルは、図４に示すように、そのときの距離Ｌに大きな影響を受ける。これに対し、物質３の検出時の距離Ｌを距離Ｌ１以上距離Ｌ２以下の範囲内とすれば、距離Ｌに応じた検出レベルの変動は、幅Ｅ程度に収めることができる。これは、物質３を検出する際の距離Ｌを制限した方が、距離Ｌの変動による物質３の検出結果のばらつきを低減することができることを示している。
【0052】
なお、図４では、距離Ｌと物質３の検出レベルとを線形な関係として示している。しかしながら、距離Ｌと物質３の検出レベルとが線形な関係にあるとは限らない。物質３の検出レベルは、物質３の濃度と密接に関連しているため、距離Ｌが大きくなるにつれて検出レベルは低下するが、その変化は非線形である場合もある。この特性は、単調減少の関数ｆ（Ｌ）として表すことができる。すなわち、ｆ（Ｌ）は非線形な関数であり得る。
【0053】
物質センサ１０の検出結果を有効とする範囲Ｌ１～Ｌ２としては、検出レベルの変動が許容できる範囲を選定することができる。例えば、上記関数ｆ（Ｌ）において、検出レベルの変動が少ない範囲を範囲Ｌ１～Ｌ２として決定することができる。この場合、予め、距離Ｌを変えながら発生源２から発せられる物質３を物質センサ１０で検出し、距離Ｌに対する物質３の検出レベルの実測データを得ておき、その実測データに基づいて、関数ｆ（Ｌ）を求め、求められた関数ｆ（Ｌ）に基づいて、範囲Ｌ１～Ｌ２を決定することができる。
【0054】
関数ｆ（Ｌ）は、実測データに基づく統計的な処理を行って用いることができる。例えば最小二乗法等を用いて関数ｆ（Ｌ）を求めることができる。また、機械学習、特に深層学習を行って、関数ｆ（Ｌ）を求めたり、物質３の検出結果のばらつきが最も少ない範囲Ｌ１～Ｌ２を直接求めたりすることができる。
【0055】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１に係る物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と発生源２との距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にある場合に、物質３が検出可能であることを使用者に報知し、使用者の操作入力により、物質センサ１０による物質３の検出を行う。これに対して、本実施の形態２に係る物質検出システムは、物質センサ１０と発生源２との距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にある場合に、物質３の検出を自動的に行う。
本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１に係る物質検出システム１Ａは、物質センサ１０と発生源２との距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にある場合に、物質３が検出可能であることを使用者に報知し、使用者の操作入力により、物質センサ１０による物質３の検出を行う。これに対して、本実施の形態２に係る物質検出システムは、物質センサ１０と発生源２との距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にある場合に、物質３の検出を自動的に行う。
【0056】
図５に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｂは、物質センサ１０と、距離センサ１１と、情報処理部２０と、を備える点は、物質検出システム１Ａと同じである。物質検出システム１Ｂでは、情報処理部２０は、判定部２１と、制御部２４と、を備える。
【0057】
判定部２１の動作は、上記実施の形態１と同じである。すなわち、判定部２１は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが、物質センサ１０の検出結果を有効とする範囲Ｌ１～Ｌ２内に入っているか否かを判定する。
【0058】
制御部２４は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内に入ったと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０での物質３の検出を開始する。一方、制御部２４は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２から外れたと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０での物質３の検出を停止する。
【0059】
次に、本発明の実施の形態に係る物質検出システム１Ｂの動作について説明する。ここでは、情報処理部２０により実行される物質検出処理を中心に説明する。
【0060】
図６に示すように、まず、情報処理部２０は、距離センサ１１に発生源２との距離Ｌを検出させる（ステップＳ１）。続いて、情報処理部２０の判定部２１は、距離センサ１１で検出された距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内であるか否か、すなわちＬ１≦Ｌ≦Ｌ２であるか否かを判定する（ステップＳ２）。距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内でない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、情報処理部２０は、距離センサ１１に再び距離Ｌを検出させる（ステップＳ１）。このように、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内でない間は、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２を繰り返すループ処理を行う。
【0061】
一方、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内となった場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０により、気体の取り込みを開始させる（ステップＳ６）。続いて、情報処理部２０は、気体を取り込む時間として予め設定された時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。時間Ｔが経過しない間（ステップＳ７；Ｎｏ）、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にあれば（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０に気体の取り込みを継続させる（ステップＳ６）。すなわち、情報処理部２０は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ７を繰り返すループ処理を行う。距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内から外れた場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、情報処理部２０は、再び、ステップＳ１→Ｓ２を繰り返すループ処理を行う。その後、距離Ｌが再び範囲Ｌ１～Ｌ２内に復帰すると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、再び、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ７を繰り返し、気体の取り込みを継続する。
【0062】
時間Ｔが経過すると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０に物質３を検出させる（ステップＳ８）。具体的には、情報処理部２０は、物質センサ１０から出力される物質３の検出レベルを示す電気信号を入力し、入力した信号に基づいて、物質３を検出する。検出結果は、外部出力される。ステップＳ８終了後、物質検出処理が終了する。
【0063】
このように、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２にあるときに外部への報知を行わずに、物質３の検出を行うことができる。
【0064】
本実施の形態でも、時間Ｔの経過を待つことなく、物質３を直ちに検出するようにしてもよい。この場合には、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内に入ると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、情報処理部２０は、物質センサ１０に物質３を検出させる（ステップＳ８）。ステップＳ８終了後は、情報処理部２０は、物質検出処理を終了する。
【0065】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２に係る物質検出システム１Ａ，１Ｂでは、基本的に検出される発生源２は、１種類であり、検出が有効な範囲Ｌ１～Ｌ２も１つである。これに対して、本実施の形態３に係る物質検出システムは、複数種類の発生源２に対応する。一般的に、発生源２の種類が異なれば、検出が有効な範囲Ｌ１～Ｌ２も異なる。そこで、本実施の形態３では、検出される発生源２毎に範囲Ｌ１～Ｌ２を変更する。
次に、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２に係る物質検出システム１Ａ，１Ｂでは、基本的に検出される発生源２は、１種類であり、検出が有効な範囲Ｌ１～Ｌ２も１つである。これに対して、本実施の形態３に係る物質検出システムは、複数種類の発生源２に対応する。一般的に、発生源２の種類が異なれば、検出が有効な範囲Ｌ１～Ｌ２も異なる。そこで、本実施の形態３では、検出される発生源２毎に範囲Ｌ１～Ｌ２を変更する。
【0066】
本実施の形態３に係る物質検出システムにおいて、物質センサ１０は、発生源Ａ，発生源Ｂ，発生源Ｃ、…など、複数種類の発生源２から発せられる物質３を検出可能である。
【0067】
図７に示すように、物質検出システム１Ｃを構成する情報処理部２０は、検出される発生源２毎に、異なる範囲Ｌ１～Ｌ２を記憶する範囲記憶部２５を備える。図８に示すように、範囲記憶部２５には、発生源２と、距離Ｌ１、Ｌ２とが対応づけて記憶されている。例えば、発生源Ａに対応する距離Ｌ１は、Ｌ１Ａであり、距離Ｌ２は、Ｌ２Ａであるとすると、距離Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａが発生源Ａに対応づけて記憶される。Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａは、具体的な数値である。発生源Ｂに対応する距離Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂ、発生源Ｃに対応する距離Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃについても同様である。
【0068】
判定部２１は、検出対象となる発生源２から発せられる物質３に対応する範囲Ｌ１～Ｌ２を範囲記憶部２５から読み出す。判定部２１は、読み出された範囲Ｌ１～Ｌ２を基準として、距離Ｌの判定を行う。範囲Ｌ１～Ｌ２の読み出しは、検出される発生源２が変更される度に行われる。具体的には、判定部２１は、発生源Ａに対しては、範囲Ｌ１Ａ～Ｌ２Ａを判定基準とし、発生源Ｂに対しては、範囲Ｌ１Ｂ～Ｌ２Ｂを判定基準とし、発生源Ｃに対しては、範囲Ｌ１Ｃ～Ｌ２Ｃを判定基準とする。検出対象の発生源２の変更は、使用者の操作入力によって行われる。
【0069】
このようにすれば、検出対象である発生源２毎に、適切な範囲Ｌ１～Ｌ２で、物質３を検出することが可能となる。
【0070】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４について説明する。上記実施の形態１～３に係る物質検出システム１Ａ～１Ｃでは、物質３の検出結果を外部出力している。本実施の形態４に係る物質検出システムは、物質３の検出結果を、距離センサ１１の検出結果と結びつけて記憶する。
本発明の実施の形態４について説明する。上記実施の形態１～３に係る物質検出システム１Ａ～１Ｃでは、物質３の検出結果を外部出力している。本実施の形態４に係る物質検出システムは、物質３の検出結果を、距離センサ１１の検出結果と結びつけて記憶する。
【0071】
図９に示すように、本実施の形態４に係る物質検出システム１Ｄにおいて、情報処理部２０は、判定部２１及び制御部２４に加え、物質センサ１０の検出結果と、距離センサ１１の検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部２６を備える。
【0072】
図１０に示すように、検出結果記憶部２６には、物質センサ１０の物質３の検出結果と、そのときに距離センサ１１で検出された距離Ｌとを対応づけて記憶する。本実施の形態に係る物質検出システム１Ｄは、物質３の検出結果と距離Ｌとの関係を調べたりするのに用いることができる。
【0073】
本実施の形態４では、物質検出システム１Ｄの動作モードとして、データ取得モードと、検出モードとの２つの動作モードが用意される。
【0074】
データ取得モードでは、まだ、範囲Ｌ１～Ｌ２が設定されていない状態である。この状態では、物質検出システム１Ｄの情報処理部２０は、判定部２１による判定を行わず、制御部２４により、距離センサ１１で発生源２との距離Ｌを検出するとともに物質センサ１０で物質３を検出させる。それらの検出結果は検出結果記憶部２６に記憶される。
【0075】
検出結果記憶部２６に記憶されたデータは、例えば、通信ネットワークを介してサーバコンピュータ６０に送られ、サーバコンピュータ６０にてデータ収集される。サーバコンピュータ６０は、収集したデータを教師データとして機械学習を行って、発生源２に対応する範囲Ｌ１～Ｌ２を決定する。サーバコンピュータ６０は、決定された範囲Ｌ１～Ｌ２を物質検出システム１Ｄに送信し、物質検出システム１Ｄは、決定された範囲Ｌ１～Ｌ２を記憶する。範囲Ｌ１～Ｌ２は、発生源２の種別毎に決定される。
【0076】
その後、物質検出システム１Ｄは、検出モードに移行し、距離センサ１１で検出された発生源２との距離Ｌが、範囲Ｌ１～Ｌ２内のときに、物質センサ１０で物質３の検出を行う。
【0077】
また、この物質検出システム１Ｄによれば、例えば、物質３の検出結果が、発生源２と離れた状態で得られたのか、近接した状態で得られたのかを使用者が把握することができる。また、検出結果と距離Ｌとを対応付けて記憶することにより、物質３の検出レベルを、距離センサ１１の距離Ｌで後から補正するなどの処理を行うことができる。
【0078】
また、距離Ｌに関わらず、物質センサ１０で物質３を検出し、距離Ｌと物質３の検出結果を対応づけて検出結果記憶部２６に記憶するようにしてもよい。この場合、検出結果記憶部２６に記憶されたデータのうち、範囲Ｌ１～Ｌ２外にある検出結果は削除するようにしてもよい。
【0079】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５について説明する。上記実施の形態１～４に係る物質検出システム１Ａ～１Ｄは、発生源２との距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２にあるときに物質センサ１０により物質３を検出する。これに対して、本実施の形態５に係る物質検出システムは、距離センサ１１によって検出された発生源２との距離Ｌに基づいて物質３の検出結果を補正する。
本発明の実施の形態５について説明する。上記実施の形態１～４に係る物質検出システム１Ａ～１Ｄは、発生源２との距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２にあるときに物質センサ１０により物質３を検出する。これに対して、本実施の形態５に係る物質検出システムは、距離センサ１１によって検出された発生源２との距離Ｌに基づいて物質３の検出結果を補正する。
【0080】
図１１に示すように、本実施の形態５に係る物質検出システム１Ｅにおいて、情報処理部２０は、第１補正部としての補正部２７を備える。補正部２７は、距離センサ１１の検出結果に基づいて、物質センサ１０の検出結果を補正する。
【0081】
図１２には、距離センサ１１で検出される距離Ｌと補正値ｄＶとの関係が示されている。図１２に示すように、距離Ｌが大きくなればなるほど、補正値ｄＶも大きくなっている。距離Ｌと、補正値ｄＶとの関係は、以下の式で表すことができる。
補正値ｄＶ＝ｇ（Ｌ）
すなわち、補正値ｄＶは、距離Ｌの関数ｇ（Ｌ）となる。
補正値ｄＶ＝ｇ（Ｌ）
すなわち、補正値ｄＶは、距離Ｌの関数ｇ（Ｌ）となる。
【0082】
物質センサ１０の物質３の検出値をＶとする。検出値Ｖは、例えば、以下の変換式を用いて補正することができる。ここで、補正後の物質３の検出値をＶＬとする。
ＶＬ＝Ｖ＋ｄＶ
ＶＬ＝Ｖ＋ｄＶ
【0083】
なお、図１２では、関数ｇ（Ｌ）は、距離Ｌに対して補正値ｄＶが線形に変化するものとした。しかしながら、関数ｇ（Ｌ）は線形である必要はなく、非線形であってもよい。関数ｇ（Ｌ）は、例えば、図４に示す距離Ｌに対する関数ｆ（Ｌ）の変化量に基づいて、求めることができる。
【0084】
また、図１３に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｅは、判定部２１を備えていなくてもよい。すなわち、本実施の形態では、判定部２１による距離Ｌの判定を行わず、範囲Ｌ１～Ｌ２の外であっても、物質センサ１０による物質３の検出が可能となる。
【0085】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６について説明する。上述の実施の形態１～５に係る物質検出システム１Ａ～１Ｅは、物質センサ１０で検出された物質３の検出値をそのまま物質３の検出値とした。これに対し、本実施の形態６に係る物質検出システムは、周囲の環境、例えば、温度又は湿度によって物質３の検出レベルを補正する。
本発明の実施の形態６について説明する。上述の実施の形態１～５に係る物質検出システム１Ａ～１Ｅは、物質センサ１０で検出された物質３の検出値をそのまま物質３の検出値とした。これに対し、本実施の形態６に係る物質検出システムは、周囲の環境、例えば、温度又は湿度によって物質３の検出レベルを補正する。
【0086】
上述のように、物質センサ１０は、物質３の吸着により感応膜の重量変化を検出する。感応膜への物質３の吸着状態は、周囲の環境、例えば気体に含まれる水蒸気に影響を受ける。本実施の形態に係る物質検出システムは、感応膜への物質３の吸着に影響を与える周囲の環境情報を検出し、検出した環境情報で、物質センサ１０で検出された物質３の検出値を補正する。
【0087】
図１４に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｆは、環境センサ１２を備える。環境センサ１２は、周囲の環境情報を検出する。検出される環境情報は、周囲の空気に含まれる水蒸気量と相関性のある温度又は湿度とすることができる。
【0088】
本実施の形態に係る物質検出システム１Ｆにおいて、情報処理部２０は、第２の補正部としての補正部２８を備える。補正部２８は、環境センサ１２の検出結果に基づいて、物質センサ１０の検出結果を補正する。
【0089】
補正部２８は、環境情報の基準値を記憶している。さらに、補正部２８は、環境センサ１２で検出された環境情報と基準値との差分と、物質センサ１０の物質３の検出レベルの補正値との対応関係を示すデータを記憶している。このデータは、例えば、差分を入力としたときに補正値を出力する関数であってもよいし、差分と補正値との対応関係を示すデータ群であってもよい。
【0090】
補正部２８は、環境センサ１２で検出された環境情報と基準値との差分を求める。そして、差分と補正値との対応関係を示すデータから、その差分に対応する補正値を求める。そして、補正部２８は、物質センサ１０で検出された物質３の検出値を、補正値で補正する。
【0091】
なお、環境センサ１２で検出される環境情報は、温度及び湿度に限られない。気体に含まれる水蒸気量を直接検出するようにしてもよい。また、気体に含まれる物質であって、感応膜への物質３の吸着を促進または阻害する物質３の量を検出するものを用いることもできる。すなわち、環境センサ１２は、物質センサ１０での物質３の検出レベルに影響を与える環境情報を検出するものであればよい。
【0092】
環境センサ１２の検出結果による補正は、距離センサ１１の検出結果による補正と組み合わせることができる。物質センサ１０で検出された物質３の検出値を、環境センサ１２で検出された環境情報で補正し、さらに、環境情報で補正された検出値を、距離センサ１１で検出された距離Ｌで補正するようにしてもよい。物質センサ１０の検出値を、先に環境センサ１２の検出結果で補正するか、先に距離センサ１１の検出結果で補正するかは、適宜決定することができる。また、環境センサ１２の検出結果と、距離センサ１１の検出結果とを引数とする単一の関数の出力を補正値として用いるようにしてもよい。
【0093】
実施の形態７．
本発明の実施の形態７について説明する。上述の実施の形態１～６では、物質検出システムの機能的な内部構成について説明している。本実施の形態７では、物質検出システムの物理的な構造について説明する。
本発明の実施の形態７について説明する。上述の実施の形態１～６では、物質検出システムの機能的な内部構成について説明している。本実施の形態７では、物質検出システムの物理的な構造について説明する。
【0094】
図１５に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｇの外観は、全体として平板状であり、同じ面に物質センサ１０と、距離センサ１１とが設けられている。物質センサ１０の取り込み口１０ａは、距離センサ１１の距離Ｌの検出方向を向いており、距離センサ１１によって検出される距離Ｌが、物質センサ１０と発生源２との距離と同等であるとみなせる程度に物質センサ１０と距離センサ１１とが近接配置されている。
【0095】
この物質検出システム１Ｇでは、物質センサ１０と距離センサ１１とが同じ筐体４内に収納されており、一体化している。情報処理部２０は、その筐体４内に収納されている。このようにすれば、システム全体をコンパクトなものとすることができる。
【0096】
なお、環境センサ１２（図示無し）については、物質センサ１０及び距離センサ１１と一体化するようにしてもよい。物質センサ１０及び距離センサ１１と、環境センサ１２とが、脱着可能に構成されていてもよい。
【0097】
実施の形態８．
本発明の実施の形態８について説明する。上記実施の形態７に係る物質検出システム１Ｇでは、物質センサ１０と距離センサ１１とが一体化している。これに対し、本実施の形態に係る物質検出システムは、物質センサ１０と距離センサ１１とを、それぞれ別のユニットに収容している。
本発明の実施の形態８について説明する。上記実施の形態７に係る物質検出システム１Ｇでは、物質センサ１０と距離センサ１１とが一体化している。これに対し、本実施の形態に係る物質検出システムは、物質センサ１０と距離センサ１１とを、それぞれ別のユニットに収容している。
【0098】
具体的には、図１６に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｈは、ユニット５と、ユニット６と、を備える。ユニット５には、物質センサ１０が収容されており、ユニット６には、距離センサ１１が収容されている。情報処理部２０は、ユニット５又はユニット６、もしくはユニット５，６の両方に収容されている。
【0099】
ユニット６は、ユニット５の周囲を囲む形でユニット５に装着される。ユニット６がユニット５に装着されると、物質センサ１０の取り込み口１０ａが、距離センサ１１において距離Ｌを検出する方向を向いた状態となり、距離センサ１１によって検出される距離Ｌが、物質センサ１０と発生源２との距離Ｌと同等であるとみなせるようになる。
【0100】
このように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｈでは、物質センサ１０と距離センサ１１とが互いに分離可能である。このようにすれば、物質センサ１０と距離センサ１１とのいずれかが故障した場合でも、距離センサ１１を備えるユニット６と、物質センサ１０とを備えるユニット５とを、容易に取り換えることができる。
【0101】
なお、環境センサ１２を備える場合、環境センサ１２は、ユニット５に収容されるようにしてもよいし、ユニット６に収容されるようにしてもよい。また、環境センサ１２は、ユニット５，６とは異なり、ユニット５，６と脱着可能な別のユニットに収容されるようにしてもよい。
【0102】
実施の形態９．
本発明の実施の形態９について説明する。上記実施の形態７，８に係る物質検出システム１Ｇ，１Ｈでは、物質センサ１０及び距離センサ１１は、情報処理部２０が収容された筐体４、ユニット５，６に収容されるようにしている。これに対し、本実施の形態に係る物質検出システムは、物質センサ１０及び距離センサ１１を、情報処理部２０が収容された本体とは別のアダプタに収容している。
本発明の実施の形態９について説明する。上記実施の形態７，８に係る物質検出システム１Ｇ，１Ｈでは、物質センサ１０及び距離センサ１１は、情報処理部２０が収容された筐体４、ユニット５，６に収容されるようにしている。これに対し、本実施の形態に係る物質検出システムは、物質センサ１０及び距離センサ１１を、情報処理部２０が収容された本体とは別のアダプタに収容している。
【0103】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る物質検出システム１Ｉは、本体７と、本体７に脱着可能なアダプタ８と、を備える。物質センサ１０と距離センサ１１とが、アダプタ８に実装されている。物質センサ１０の取り込み口１０ａは、距離センサ１１において距離Ｌを測定する方向を向いた状態となっている。また、距離センサ１１によって検出される距離Ｌが、物質センサ１０と発生源２との距離Ｌと同等であるとみなせるように物質センサ１０と距離センサ１１とが近接配置されている。
【0104】
図１７（Ｃ）及び図１７（Ｄ）には、カバーが外されたアダプタ８が示されている。図１７（Ｃ）及び図１７（Ｄ）に示すように、アダプタ８では、物質センサ１０及び距離センサ１１に加え、環境センサ１２が設けられている。環境センサ１２は、物質センサ１０の周囲の環境情報を検出する。また、情報処理部２０は、本体７に実装されている。
【0105】
アダプタ８は、検出する発生源２毎に複数用意されている。この場合、アダプタ８に搭載される物質センサ１０は、検出する物質３の種類が、アダプタ８毎に異なっている。例えば、発生源Ａ検出用、発生源Ｂ検出用、発生源Ｃ検出用のアダプタ８がそれぞれ用意される。発生源Ａを検出対象とする場合には、発生源Ａ検出用のアダプタ８が本体７に装着されて使用される。
【0106】
このようにすれば、アダプタ８を交換するだけで、検出する発生源２を容易に変更することができる。
【0107】
以上詳細に説明したように、上記実施の形態に係る物質検出システム１Ａ～１Ｉによれば、発生源２と物質センサ１０との距離Ｌが、物質センサ１０の検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部２１を備えている。このため、上記距離Ｌがその範囲Ｌ１～Ｌ２に入っている場合の物質センサ１０の検出結果を有効とすることができる。この結果、検出結果の精度を安定化させることができる。
【0108】
また、上記実施の形態１に係る物質検出システム１Ａによれば、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２に入ったと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０による物質３の検出が可能であることを報知する報知部２２を備える。このようにすれば、物質検出システム１Ａを使用する使用者が、距離Ｌを適切なものとした状態であることを知り、その状態で物質３の検出を行うことが可能となる。
【0109】
また、上記実施の形態１に係る物質検出システム１Ａによれば、報知部２２は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２から外れたと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０による物質３の検出が不可であることを報知する。このようにすれば、物質検出システム１Ａを使用する使用者が、距離Ｌを検出に適切な範囲から外れたことを知り、距離Ｌを範囲内に戻すことを促すことが可能となる。
【0110】
また、上記実施の形態２に係る物質検出システム１Ｂによれば、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２に入ったと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０での物質３の検出を開始する制御部２４を備える。このようにすれば、距離Ｌを適切な範囲Ｌ１～Ｌ２に入った場合にのみ自動的に物質３の検出を行うことが可能となる。
【0111】
また、上記実施の形態２に係る物質検出システム１Ｂによれば、制御部２４は、距離センサ１１で検出される距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２から外れたと判定部２１が判定した場合に、物質センサ１０での物質３の検出を停止する。このようにすれば、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２から外れた場合には、物質３の検出を自動的に停止させることができる。
【0112】
また、上記実施の形態３に係る物質検出システム１Ｃによれば、検出対象となる発生源２毎に、範囲Ｌ１～Ｌ２を記憶する範囲記憶部２５を備える。判定部２１は、発生源２に対応する範囲Ｌ１～Ｌ２を範囲記憶部２５から読み出して判定を行う。このようにすれば、発生源２毎に異なる適切な範囲Ｌ１～Ｌ２で、物質３を検出することができる。
【0113】
また、上記実施の形態４に係る物質検出システム１Ｄによれば、物質センサ１０の検出結果と、距離センサ１１の検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部２６を備える。このようにすれば、物質センサ１０の検出結果と発生源２との距離Ｌとの関係を明らかにすることができる。
【0114】
また、上記実施の形態５に係る物質検出システム１Ｅによれば、発生源２から発せられた物質３を検出する物質センサ１０と、発生源２と物質センサ１０との距離Ｌを検出する距離センサ１１と、距離センサ１１の検出結果に基づいて、物質センサ１０の検出結果を補正する補正部２７と、を備える。このようにすれば、物質３の検出結果における距離Ｌの影響をなくし、物質３の高精度な検出が可能となる。
【0115】
また、上記実施の形態６に係る物質検出システム１Ｆによれば、周囲の環境情報を検出する環境センサ１２を備える。補正部２８は、環境センサ１２の検出結果に基づいて、物質センサ１０の検出結果を補正する。このようにすれば、周囲の環境に影響を受けずに、物質３を検出することが可能となる。
【0116】
また、上記実施の形態７に係る物質検出システム１Ｇによれば、物質センサ１０と距離センサ１１とが一体化している。このようにすれば、物質センサ１０と距離センサ１１との位置関係を固定することができるので、常に同じ条件で、物質３の検出結果を得ることができる。
【0117】
また、上記実施の形態８に係る物質検出システム１Ｈによれば、物質センサ１０と距離センサ１１とが互いに分離可能なものとすることができる。このようにすれば、例えば距離センサ１１が故障した場合に、距離センサ１１を容易に交換することができる。
【0118】
また、上記実施の形態９に係る物質検出システム１Ｉによれば、本体７と、本体７に脱着可能なアダプタ８と、を備えるものとし、物質センサ１０と距離センサ１１とが、アダプタ８に実装されている。このようにすれば、アダプタ８を交換するだけで検出対象となる発生源２を変更することができる。
【0119】
また、図１５に示す物質検出システム１Ｇのように、環境センサ１２については、物質センサ１０及び距離センサ１１と一体化しているものとしてもよい。また、環境センサ１２が、物質センサ１０と距離センサ１１とは、別ユニットに実装されているものとしてもよい。さらに、物質センサ１０と距離センサ１１と環境センサ１２とのうち、少なくとも２つが互いに分離可能となっていてもよい。
【0120】
なお、上記実施の形態では、報知部２２は、距離Ｌが範囲Ｌ１～Ｌ２内にあるときの検出可能報知と範囲Ｌ１～Ｌ２外にあるときの検出不可報知とを両方行っている。しかしながら、本発明はこれには限られない。どちらか一方を報知するだけでもよい。
【0121】
なお、上記実施の形態では、物質センサ１０を、吸着膜の振動周波数の変化で物質３を検出するものとしている。しかしながら、本発明はこれには限られない。例えば、吸着膜への物質３の吸着を、その吸着膜に流れる電流、電圧、抵抗の変化、容量の変化で検出するものであってもよいし、他の原理で検出するものであってもよい。本発明は、物質３の検出方法には限定されない。
【0122】
このように、物質検出システム１Ａ～１Ｉのハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【0123】
ＣＰＵ３０、メモリ３１、外部記憶部３２、入出力部３３、カードインターフェイス３４、通信インターフェイス３５、操作入力部３６、表示部３７及び内部バス４０などから構成される物質検出システム１Ａ～１Ｉの処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。コンピュータシステムは、例えば、スマートフォン、タブレット、携帯電話、パソコン、モバイルコンピュータなどである。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する物質検出システム１Ａ～１Ｉを構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで物質検出システム１Ａ～１Ｉを構成してもよい。
【0124】
物質検出システム１Ａ～１Ｉの機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【0125】
搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【0126】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【0127】
本発明は、発生源から発せられる物質の検出に適用することができる。
【符号の説明】
【0128】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ 物質検出システム、２ 発生源、３ 物質、４ 筐体、５，６ ユニット、７ 本体、８ アダプタ、１０ 物質センサ、１０ａ 取り込み口、１１ 距離センサ、１２ 環境センサ、２０ 情報処理部、２１ 判定部、２２ 報知部、２３，２４ 制御部、２５ 範囲記憶部、２６ 検出結果記憶部、２７，２８ 補正部、３０ ＣＰＵ、３１ メモリ、３２ 外部記憶部、３３ 入出力部、３４ カードインターフェイス、３５ 通信インターフェイス、３６ 操作入力部、３７ 表示部、３９ プログラム、４０ 内部バス、５０ 記録媒体、６０ サーバコンピュータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【手続補正書】
【提出日】2021-11-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る物質検出システムは、
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
前記物質センサの検出結果と、前記距離センサの検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部と、
データ取得モードで動作する場合、前記判定部による判定を行わず、前記距離センサで前記距離を検出するとともに前記物質センサで物質を検出させて、それらの検出結果を前記検出結果記憶部に記憶させる一方、検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出された前記距離が前記判定部で前記範囲に入っていると判定された場合に、前記物質センサでの物質の検出を可能とする制御部と、
を備える。
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
前記物質センサの検出結果と、前記距離センサの検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部と、
データ取得モードで動作する場合、前記判定部による判定を行わず、前記距離センサで前記距離を検出するとともに前記物質センサで物質を検出させて、それらの検出結果を前記検出結果記憶部に記憶させる一方、検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出された前記距離が前記判定部で前記範囲に入っていると判定された場合に、前記物質センサでの物質の検出を可能とする制御部と、
を備える。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が可能であることを報知する報知部を備える、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
前記報知部は、
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
こととしてもよい。
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
こととしてもよい。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を開始する、
こととしてもよい。
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を開始する、
こととしてもよい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
こととしてもよい。
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
こととしてもよい。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
前記検出結果記憶部に記憶されたデータに基づいて機械学習を行って、前記範囲を決定する機械学習部を備え、
前記機械学習部で決定された前記範囲を、前記範囲記憶部に記憶する、
こととしてもよい。
前記機械学習部で決定された前記範囲を、前記範囲記憶部に記憶する、
こととしてもよい。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
前記距離センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第１補正部を備える、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0020】
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとのうち、少なくとも２つが互いに分離可能である、
こととしてもよい。
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記検出結果記憶部に記憶されたデータのうち、前記範囲外であることを示す前記距離センサの検出結果と、対応する前記物質センサの検出結果とを削除する、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記検出結果記憶部に記憶されたデータのうち、前記範囲外であることを示す前記距離センサの検出結果と、対応する前記物質センサの検出結果とを削除する、
こととしてもよい。
【手続補正9】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検出対象から発せられた物質を検出する物質センサと、
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
前記物質センサの検出結果と、前記距離センサの検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部と、
データ取得モードで動作する場合、前記判定部による判定を行わず、前記距離センサで前記距離を検出するとともに前記物質センサで物質を検出させて、それらの検出結果を前記検出結果記憶部に記憶させる一方、検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出された前記距離が前記判定部で前記範囲に入っていると判定された場合に、前記物質センサでの物質の検出を可能とする制御部と、
を備える物質検出システム。
前記検出対象と前記物質センサとの距離を検出する距離センサと、
前記距離センサで検出される距離が、前記物質センサの検出結果を有効とする範囲に入っているか否かを判定する判定部と、
前記物質センサの検出結果と、前記距離センサの検出結果とを対応付けて記憶する検出結果記憶部と、
データ取得モードで動作する場合、前記判定部による判定を行わず、前記距離センサで前記距離を検出するとともに前記物質センサで物質を検出させて、それらの検出結果を前記検出結果記憶部に記憶させる一方、検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出された前記距離が前記判定部で前記範囲に入っていると判定された場合に、前記物質センサでの物質の検出を可能とする制御部と、
を備える物質検出システム。
【請求項2】
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が可能であることを報知する報知部を備える、
請求項１に記載の物質検出システム。
請求項１に記載の物質検出システム。
【請求項3】
前記報知部は、
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
請求項２に記載の物質検出システム。
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサによる物質の検出が不可であることを報知する、
請求項２に記載の物質検出システム。
【請求項4】
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を開始する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の物質検出システム。
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲に入ったと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を開始する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項5】
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
請求項４に記載の物質検出システム。
前記検出モードで動作する場合、前記距離センサで検出される距離が前記範囲から外れたと前記判定部が判定した場合に、前記物質センサでの物質の検出を停止する、
請求項４に記載の物質検出システム。
【請求項6】
前記検出対象毎に、前記範囲を記憶する範囲記憶部を備え、
前記判定部は、前記検出対象に対応する前記範囲を前記範囲記憶部から読み出して判定を行う、
請求項１から５のいずれか一項に記載の物質検出システム。
前記判定部は、前記検出対象に対応する前記範囲を前記範囲記憶部から読み出して判定を行う、
請求項１から５のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項7】
前記検出結果記憶部に記憶されたデータに基づいて機械学習を行って、前記範囲を決定する機械学習部を備え、
前記機械学習部で決定された前記範囲を、前記範囲記憶部に記憶する、
請求項６に記載の物質検出システム。
前記機械学習部で決定された前記範囲を、前記範囲記憶部に記憶する、
請求項６に記載の物質検出システム。
【請求項8】
前記距離センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第１補正部を備える、
請求項１に記載の物質検出システム。
請求項１に記載の物質検出システム。
【請求項9】
周囲の環境情報を検出する環境センサと、
前記環境センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第２補正部と、
を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
前記環境センサの検出結果に基づいて、前記物質センサの検出結果を補正する第２補正部と、
を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項10】
前記物質センサと前記距離センサとが一体化している、
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
請求項１から８のいずれか一項に記載の物質検出システム。
【請求項11】
本体と、
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１０に記載の物質検出システム。
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１０に記載の物質検出システム。
【請求項12】
前記物質センサと前記距離センサとが互いに分離可能である、
請求項１０に記載の物質検出システム。
請求項１０に記載の物質検出システム。
【請求項13】
前記物質センサと、前記距離センサと、前記環境センサとが一体化している、
請求項９に記載の物質検出システム。
請求項９に記載の物質検出システム。
【請求項14】
本体と、
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１３に記載の物質検出システム。
前記本体に脱着可能なアダプタと、を備え、
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとが、前記アダプタに実装されている、
請求項１３に記載の物質検出システム。
【請求項15】
前記物質センサと前記距離センサと前記環境センサとのうち、少なくとも２つが互いに分離可能である、
請求項１３に記載の物質検出システム。
請求項１３に記載の物質検出システム。
【請求項16】
前記制御部は、
前記検出モードで動作する場合、前記検出結果記憶部に記憶されたデータのうち、前記範囲外であることを示す前記距離センサの検出結果と、対応する前記物質センサの検出結果とを削除する、
請求項１に記載の物質検出システム。
前記検出モードで動作する場合、前記検出結果記憶部に記憶されたデータのうち、前記範囲外であることを示す前記距離センサの検出結果と、対応する前記物質センサの検出結果とを削除する、
請求項１に記載の物質検出システム。