カラー情報の基づくマルチチャンネル型匂いセンサに関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650871
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 大賀 一也 大分大学, 工学部, 教授 (60037992)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 倉内 芳秋 大分大学, 工学部, 助手 (60117398) ; 井上 高教 大分大学, 工学部, 助教授 (40243969)
• Keywords: 匂いセンサ / ソルバトロミズム / アルコールセンサ / ニュートラルネットワーク / RGB色分解 / 光ファイバーセンサ / Reichardtベタイン / 基準臭

Research Abstract

本研究は,ソルバトクロミズムに基づく多チャンネル型光センシングシステムを構築し,そのシステムに匂いセンサとしての基本的機能をもたせることを目的としている.このセンシングシステムは,光ファイバー群に個別にコーティングした種々のソルバトクロミック色素含有感応膜の対象ガスによる色の時間変化をCCDデジタルビデオカメラで取得し,得られたRGB画像を画像解析とニューラルネットワークによるパターン認識によって処理することを原理としている.
ソルバトクロミックな色素として,2,6-ジフェニル-4-(2,4,6-トリフェニルピリジニオ)フェノラート(Relchardtベタイン)を用い,膜素材として初年度は,テトラメトキシシランとアルキルトリメトキシランの混合液を原料とするゾル-ゲル法によってシリカゲル膜を調製した.また,ろ紙及び各種有機ポリマーもセンサ素子として用いた.応答パターンの取得では,まず作製したセンサ素子を種々の基準ガス(ベンゼン,メタノールや酢酸のガス成分)に曝し,その素子の色変化をビデオカメラで取得した.次いで,得られた画像をパソコンに取り込んだ後RGBに色分解し,そのグレーレベルの時間変化を応答パターンとした.応答パターンは,ガスの種類によって大きく異なっており,パターンの形はガス成分分析に,応答の大きさはガス濃度の定量分析に使えることが分かった.そこで,変化量をエタノールの濃度に対して測定したところ,濃度依存性が確認され,アルコールセンサとしても使えることが分かった.また,リモネンやシトラールなどの香水の原料になる匂い成分でも,特異的な応答をすることを見出した.さらに現在,応答パターンをニューラルネットワークで解析し,より精度の高い成分と濃度の定性・定量分析を行っている.