空气质量判断系统、空气质量判断方法和传感器模块与流程

1.本发明通常涉及空气质量判断系统、空气质量判断方法和传感器模块。更特别地，本发明涉及如下的空气质量判断系统、空气质量判断方法和传感器模块，其全部被配置或设计为判断样本气体的空气质量状况。


背景技术：

2.专利文献1公开了包括半导体式气体检测元件、电加热控制单元和计算单元的气体检测器。电加热控制单元交替地且反复地呈现第一通电状态和第二通电状态，在该第一通电状态中，通过向气体检测元件施加电压来对气体检测元件进行吹扫加热，在该第二通电状态中，大气气体被吸附到气体检测元件中以维持气体检测元件处于吸附状态。计算单元计算紧挨在从第一通电状态转变为第二通电状态之后的气体检测元件的第一输出与在第二通电状态的结束点时的气体检测元件的第二输出之间的差，并且基于该差来判断是否应发出警报。
3.在气体检测器中，气体检测元件的输出具有温度依赖性，因此在与在第一通电状态中相比温度更低的第二通电状态中，第二输出可能包括由环境温度引起的一些变化分量。在这种情况下，第一输出和第二输出之间的差可能根据环境温度而变化，由此可能导致错误地判断样本气体的空气质量状况。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2001-296265


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的是提供一种空气质量判断系统、空气质量判断方法和传感器模块，其具有降低导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性的能力。
8.根据本发明一方面的空气质量判断方法是一种用于使用感应单元来判断空气质量的方法，所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。所述空气质量判断方法包括温度控制步骤、获取步骤、判断步骤和输出步骤。所述温度控制步骤包括控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的所述感应单元的温度，以使得所述感应单元的温度以如下的温度变化模式而变化，所述温度变化模式包括所述感应单元的温度上升的至少一个温度上升时间段和所述感应单元的温度下降的至少一个温度下降时间段。所述获取步骤包括获取暴露于所述样本气体的所述感应单元的电气特性值。所述判断步骤包括使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况。所述输出步骤包括输出所述判断步骤中所做出的判定。
9.根据本发明另一方面的空气质量判断方法是用于使用感应单元来判断空气质量的方法，所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。所
述空气质量判断方法包括温度控制步骤、获取步骤、判断步骤和输出步骤。所述感应单元包括多个感应模块。所述温度控制步骤包括控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的所述多个感应模块的温度，以使得所述多个感应模块中的各感应模块的温度以如下的温度变化模式而变化，所述温度变化模式包括该感应模块的温度上升的至少一个温度上升时间段和该感应模块的温度下降的至少一个温度下降时间段。所述获取步骤包括获取暴露于所述样本气体的所述多个感应模块中的各感应模块的电气特性值。所述判断步骤包括使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述多个感应模块中的各感应模块的电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况。所述输出步骤包括输出所述判断步骤中所做出的判定。
10.根据本发明又一方面的空气质量判断系统包括感应单元、暴露单元、温度控制元件、控制器、获取部、判断部和输出部。所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。所述暴露单元在预定测量时间段中使所述感应单元暴露于样本气体。所述温度控制元件对所述感应单元进行加热和/或冷却。所述控制器控制所述温度控制元件，以使得在所述预定测量时间段中暴露于所述样本气体的所述感应单元的温度以如下的温度变化模式而变化，所述温度变化模式包括所述感应单元的温度上升的至少一个温度上升时间段和所述感应单元的温度下降的至少一个温度下降时间段。所述获取部获取所述预定测量时间段中的所述感应单元的电气特性值。所述判断部使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况。所述输出部输出所述判断部所做出的判定。
11.根据本发明还一方面的空气质量判断系统包括多个感应模块、暴露单元、温度控制元件、控制器、获取部、判断部和输出部。所述多个感应模块中的各感应模块的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。所述暴露单元在预定测量时间段中使所述多个感应模块暴露于样本气体。所述温度控制元件对所述多个感应模块进行加热和/或冷却。所述控制器控制所述温度控制元件，以使得在所述预定测量时间段中暴露于所述样本气体的所述多个感应模块中的各感应模块的温度以如下的温度变化模式而变化，所述温度变化模式包括该感应模块的温度上升的至少一个温度上升时间段和该感应模块的温度下降的至少一个温度下降时间段。所述获取部获取所述预定测量时间段中的所述多个感应模块的电气特性值。所述判断部使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述多个感应模块的电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况。所述输出部输出所述判断部所做出的判定。
12.根据本发明还一方面的传感器模块包括感应单元和温度控制元件。所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。所述温度控制元件对所述感应单元进行加热和/或冷却。所述温度控制元件使得在预定测量时间段中暴露于样本气体的所述感应单元的温度以如下的温度变化模式而变化，所述温度变化模式包括所述感应单元的温度上升的至少一个温度上升时间段和所述感应单元的温度下降的至少一个温度下降时间段。
附图说明
13.图1例示根据本发明典型实施例的空气质量判断系统的示意系统结构；
14.图2示意性例示空气质量判断系统中所包括的感应单元；
15.图3示意性例示在感应单元吸收要检测的分子之前的感应单元的状态和在感应单元吸收要检测的分子之后的感应单元的状态；
16.图4是示出流经空气质量判断系统中所包括的温度控制元件的电流、容纳空间的温度、负特性感应元件的输出和正特性感应元件的输出的波形图；
17.图5是示出针对空气质量判断系统中所包括的16个感应元件的根据温度而变化的阻抗值的测量结果的图；
18.图6例示空气质量判断系统中所包括的多个感应元件提供输出数据的过程；
19.图7示出在使得感应单元的温度在从25℃到50℃的温度范围内变化时、空气质量判断系统的感应单元的输出数据如何改变；
20.图8示出在使得感应单元的温度在从0℃到250℃的温度范围内变化时、空气质量判断系统的感应单元的输出数据如何改变；
21.图9示出在使得感应单元的温度在从-20℃到5℃的温度范围内变化时、空气质量判断系统的感应单元的输出数据如何改变；
22.图10是示出空气质量判断系统在推理阶段的操作的过程的流程图；
23.图11示出在使得根据第一变形例的空气质量判断系统的感应单元的温度在从25℃到50℃的温度范围内变化的情形中收集到的差数据；
24.图12示出在使得根据第一变形例的空气质量判断系统的感应单元的温度在从0℃到25℃的温度范围内变化的情形中收集到的差数据；
25.图13示出在使得根据第一变形例的空气质量判断系统的感应单元的温度在从-20℃到5℃的温度范围内变化的情形中收集到的差数据；
26.图14是根据第二变形例的空气质量判断系统中所包括的多个感应模块的示意平面图；
27.图15是根据第二变形例的空气质量判断系统中所包括的多个感应模块的温度如何随时间而改变的图；
28.图16是根据第二变形例的空气质量判断系统中所包括的多个感应模块的示意平面图；
29.图17是根据第二变形例的空气质量判断系统中所包括的感应单元的侧视图；
30.图18是根据第二变形例的空气质量判断系统中所包括的多个感应模块的示意平面图；以及
31.图19是根据典型实施例的空气质量判断系统中所包括的传感器模块的示意分解立体图。
具体实施方式
32.现在将根据需要参考附图来说明本发明的实施例。注意，以下要说明的实施例仅是本发明的各种实施例中的典型实施例，并且不应被解释为限制性的。除非另外说明，否则假定各个构成元件在向上、向下、向右和向左方向上的相对位置被定义为如附图所示。在以下对实施例的说明中要参考的附图全部是示意图。因而，在附图上例示的各个组成元件的尺寸(包括厚度)的比并不总是反映它们的实际尺寸比。此外，各个元件的尺寸比不限于附
图上所示的比。
33.关于在以下说明中例示的各个材料，该材料可以单独使用，或者也可以与这些材料中的至少又一个组合使用，无论哪种都是适当的。关于组合物中所包括的各成分的含量，如果在组合物中存在与该成分相对应的多个物质，则该成分的含量意味着组合物中所包括的这些物质的总含量。
34.(实施例)
35.(1)概述
36.图1例示根据典型实施例的空气质量判断系统1的示意系统结构。
37.空气质量判断系统1可以用于例如检测气味分子作为要检测的分子。要检测的气味分子的示例包括可能包括在人体气味成分和氨气中的诸如苯甲醛、壬醛和吡咯等的挥发性有机化合物(voc)。
38.空气质量判断系统1检测作为样本气体(诸如从被检者的身体采集的包括体味的气体或呼气、或者从建筑物房间采集的空气等)中所包括的气味分子的voc。注意，空气质量判断系统1所要检测的分子不必一定是voc，而是还可以是包括voc的多个类型的气味分子。
39.空气质量判断系统1可以用于例如通过使用包括从被检者的身体采集的体味的气体或呼气作为样本气体并判断该样本气体的空气质量状况，来检查被检者的健康状况。如果被检者是诸如汽车、火车、飞机或船只等的运载工具的驾驶员，则空气质量判断系统1可以用于通过判断样本气体的空气质量状况来检查驾驶员的疲劳程度或唤醒程度。可替代地，空气质量判断系统1也可以用于通过判断从被检者采集的样本气体的空气质量状况来进行生物特征认证。还可替代地，空气质量判断系统1也可以用于例如通过检测从躺在灾难现场的瓦砾下方的被营救者呼出的气体或呼气(包括体味)来搜索被营救者。注意，样本气体不必一定是从人体呼出的气体(诸如呼气等)。可替代地，空气质量判断系统1也可以用于通过判断食品是否散发出表明其腐烂的任何气体来进行食品的质量控制。还可替代地，空气质量判断系统1也可以用于通过判断从房间的建筑材料是否散发出voc来判断房间内的空气质量状况。还可替代地，空气质量判断系统1也可以用于判断是否存在火灾所产生的任何气体、从爆炸物或药物散发的任何气体、或者任何有毒气体。
40.如图1所示，空气质量判断系统1包括感应单元2、暴露单元(传感器容纳室10)、温度控制元件3和判断模块5。判断模块5至少包括温度控制器51和判断部55。也就是说，空气质量判断系统1包括感应单元2、暴露单元(传感器容纳室10)、温度控制元件3、温度控制器51和判断部55。
41.如图3所示，感应单元2包括有机组合物21和分散在有机组合物21中的导电颗粒22。感应单元2的电气特性值在与感应单元2具有灵敏度的一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。
42.暴露单元(传感器容纳室10)在预定测量时间段中使感应单元2暴露于样本气体。
43.温度控制元件3对感应单元2进行加热和/或冷却。
44.温度控制器51通过控制温度控制元件3来控制感应单元2的温度。温度控制器51控制温度控制元件3以使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以包括至少一个温度上升时间段和至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化。温度上升时间段是感应单元2的温度上升的时间段。温度下降时间段是感应单元2的温度下降的时间段。
45.判断部55判断样本气体的空气质量状况。判断部55基于在使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以温度变化模式而变化的状态下的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
46.如本文所使用的，感应单元2的电气特性值例如可以是电气阻抗或者与电气阻抗相对应的电流值或电压值。另外，如本文所使用的，判断样本气体的空气质量状况可以指判断在样本气体中是否存在要检测的分子(换句话说，判断要检测的分子是否以比预定浓度大的浓度包括在样本气体中)或者判断存在于样本气体中的要检测的分子的类型。此外，要检测的分子不必一定是单个类型的分子。如果存在多个类型的要检测的分子，则“判断空气质量状况”可以指例如检测多个类型的分子中的各类型的分子的存在或不存在并判断其浓度。还可替代地，判断空气质量状况也可以指判断样本气体的气味质量(诸如令人愉快的气味或令人不快的气味等)。
47.在根据本实施例的空气质量判断系统1中，温度控制器51控制温度控制元件3以使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以包括温度上升时间段和温度下降时间段的温度变化模式而变化。判断部55基于在使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以包括温度上升时间段和温度下降时间段的温度变化模式而变化的状态下的电气特性值的变化模式，来判断样本气体的空气质量状况。在本实施例中，在感应单元2的电气特性值响应于感应单元2具有灵敏度的分子而改变时，温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化模式相对于在不存在感应单元2具有灵敏度的分子的状态下的变化模式而发生改变。这使得判断部55能够基于温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化模式的变动来判断样本气体的空气质量状况。因此，这使得能够降低由于温度引起的变化分量而错误地判断空气质量状况的可能性，由此降低了导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。
48.(2)详情
49.(2.1)结构
50.如图1所示，根据本实施例的空气质量判断系统1包括感应单元2、温度控制元件3和判断模块5。判断模块5包括温度控制器51和包含判断部55的处理器50。另外，空气质量判断系统1还包括温度传感器4和传感器容纳室10。判断模块5还包括存储装置52和显示装置57。
51.感应单元2、温度控制元件3和温度传感器4容纳在传感器容纳室10内部的容纳空间11中。传感器容纳室10具有用于将空气引入到容纳空间11中所经由的入口端口12、以及用于将空气排出到容纳空间11外的出口端口13。样本气体通过入口端口12被引入到容纳空间11中，并且通过出口端口13被排出到外部环境。在本实施例中，用于在预定测量时间段中使感应单元2暴露于样本气体的暴露单元被实现为具有容纳空间11的传感器容纳室10。在预定测量时间段中，通过将样本气体引入到用作暴露单元的传感器容纳室10的容纳空间11中来使容纳空间11中所容纳的感应单元2暴露于样本气体。也就是说，空气质量判断系统1包括作为用于在预定测量时间段中使感应单元2暴露于样本气体的暴露单元的容纳空间11。可选地，空气质量判断系统1可以包括例如用于将样本气体供给到容纳空间11中的送风机。
52.在容纳空间11内部，布置有具有板状的电热元件31作为温度控制元件3，并且在电
热元件31上布置有感应单元2。另外，在容纳空间11内部，在感应单元2的附近布置有诸如热敏电阻等的温度传感器4。温度传感器4是用于检测感应单元2的温度的传感器。在本实施例中，温度传感器4通过检测感应单元2周围的环境中的温度(即，容纳空间的温度)来间接地检测感应单元2的温度。
53.感应单元2的电气特性值在与感应单元2具有灵敏度的一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。在本实施例中，感应单元2包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件ax(其中x是自然数)。在本实施例中，感应单元2包括16个感应元件ax，这16个感应元件ax在下文有时将被称为感应元件a1-a16(参考图2)。这16个感应元件a1-a16以四行四列排列在具有平板形状的基板20上。
54.在这种情况下，如图2和图3所示，各个感应元件ax包括由有机材料形成为盘状的有机组合物21、以及分散在有机组合物21中的导电颗粒22，并且形成为膜状。在使感应元件ax暴露于包括要检测的分子的样本气体时，有机组合物21吸收要检测的分子并且膨胀。在图3中，左侧的部分例示尚未吸收要检测的分子m1的感应元件ax的状态，并且右侧的部分例示吸收了要检测的分子m1的感应元件ax的状态。在感应元件ax吸收要检测的分子m1时，有机组合物21膨胀。因此，在感应元件ax吸收了要检测的分子m1之后，与感应元件ax吸收要检测的分子m1之前的间隔和电气阻抗相比，导电颗粒22之间的间隔变宽并且感应元件ax的电气阻抗增加。在本实施例中，要检测的分子是诸如苯甲醛、壬醛和吡咯等的气味分子。也就是说，感应元件ax包括对气味分子具有灵敏度的有机组合物21。在使感应单元2暴露于包括气味分子的样本气体时，有机组合物21吸附气味分子并且膨胀，由此导致有机组合物21的电气阻抗增加。
55.注意，感应元件ax具有使得其电气特性值(电气阻抗)根据温度而变化的温度依赖性。在这种情况下，存在两个类型的感应元件ax，即，电气阻抗随着温度上升而增加并且具有正阻抗系数的感应元件ax(以下称为“正特性感应元件”)、以及电气阻抗随着温度上升而降低并且具有负阻抗系数的感应元件ax(以下称为“负特性感应元件”)。
56.在本实施例中，感应单元2包括在等于或高于-20℃且等于或低于50℃的温度范围内具有负阻抗系数的负特性感应元件。感应元件a1-a11与负特性感应元件相对应。感应单元2还包括在等于或高于-20℃且等于或低于50℃的温度范围内具有正阻抗系数的正特性感应元件。感应元件a12-a16与正特性感应元件相对应。如图4所示，温度控制器51通过使得电流i1的脉冲流经电热元件31来控制感应单元2的温度。使得电流i1的这种脉冲流经电热元件31使得能够以如下的温度变化模式控制感应单元2的温度，在该温度变化模式中，感应单元2的温度上升的温度上升时间段ut1和感应单元2的温度下降的温度下降时间段dt1反复地彼此交替。在这种情况下，随着感应单元2的温度变化，容纳空间11中的温度t11也以如下的温度变化模式变化，在该温度变化模式中，温度上升的温度上升时间段ut1和温度下降的温度下降时间段dt1反复地彼此交替。注意，温度上升时间段ut1需要足够长的时间来解吸气味分子，并且例如可以是几十秒，但可以适当改变。温度下降时间段dt1需要足够长以使由于气味分子的吸附而引起的电气特性值的变化稳定，并且例如可以是几十秒，但可以适当改变。
57.感应元件a1是阻抗值随着温度上升而减少的负特性感应元件。因此，如果使得感应元件a1的温度以温度变化模式变化，则感应元件a1的阻抗值ra1以如下的模式变化，在该
模式中，在温度上升时间段ut1中，随着温度上升，阻抗值ra1减少，并且在温度下降时间段dt1中，随着温度下降，阻抗值ra1增加。在这种情况下，如果使感应元件a1暴露于包括气味分子的样本气体，则在温度上升时间段ut1中由于气味分子的解吸而导致阻抗值ra1减少，并且在温度下降时间段dt1中由于气味分子的吸收而导致阻抗值ra1增加。因此，感应元件a1的阻抗值ra1以如下的变化模式变化，在该变化模式中，与吸附到感应元件a1中的气味分子的量相对应的变化分量叠加在由温度变化引起的变化分量上。在图4中，在使感应元件a1暴露于不包括气味分子的标准气体(诸如氮气等)的情形中的阻抗值ra1由实曲线表示，并且在使感应元件a1暴露于包括气味分子的样本气体的情形中的阻抗值ra1由虚曲线表示。
58.感应元件a16是阻抗值随着温度上升而增加的正特性感应元件。因此，如果使得感应元件a16的温度以温度变化模式变化，则感应元件a16的阻抗值ra16以如下的模式变化，在该模式中，在温度上升时间段ut1中，随着温度上升，阻抗值ra16增加，并且在温度下降时间段dt1中，随着温度下降，阻抗值ra16减少。在这种情况下，如果使感应元件a16暴露于包括气味分子的样本气体，则在温度上升时间段ut1中由于气味分子的解吸而导致阻抗值ra16减少，并且在温度下降时间段dt1中由于气味分子的吸收而导致阻抗值ra16增加。因此，感应元件a16的阻抗值ra16以如下的变化模式变化，在该变化模式中，与吸附到感应元件a16中的气味分子的量相对应的变化分量叠加在由温度变化引起的(导致在温度上升时间段ut1中增加并且在温度下降时间段dt1中减少的)变化分量上。在图4中，在使感应元件a16暴露于标准气体(诸如氮气等)的情形中的阻抗值ra16由实曲线表示，并且在使感应元件a16暴露于包括气味分子的样本气体的情形中的阻抗值ra16由虚曲线表示。
59.在本实施例中，温度控制元件3是用于对感应单元2进行加热的电热元件31，并且温度控制器51通过控制温度控制元件3来使感应单元2的温度从作为周围温度的第一温度改变为比周围温度高的第二温度，或反之亦然。注意，第二温度被设置为比第一温度高例如约7℃至约35℃的温度。第一温度和第二温度之间的差优选足够宽以使得气味分子被吸附或解吸，并且优选足够窄以使由于温度变化而引起的阻抗值的变化最小。在该示例中，第一温度和第二温度之间的差需要至少等于或大于7℃并且至多等于或小于35℃。另外，第一温度和第二温度之间的差优选等于或大于20℃且等于或小于35℃，并且更优选等于或大于20℃且等于或小于25℃。
60.例如，如果第一温度为25℃，则温度控制器51将感应单元2的温度控制在作为第一温度的25℃和作为第二温度的50℃之间。另一方面，如果第一温度为0℃，则温度控制器51将感应单元2的温度控制在作为第一温度的0℃和作为第二温度的25℃之间。此外，如果第一温度为-20℃，则温度控制器51将感应单元2的温度控制在作为第一温度的-20℃和作为第二温度的5℃之间。注意，温度控制器51不必一定使感应单元2的温度以这样的温度变化模式改变。相反，温度控制器51可以使感应单元2的温度以如下的这种温度变化模式而改变：使得感应单元2的输出的变化模式根据样本气体的空气质量状况而显著改变。
61.下表1示出16个感应元件a1-a16的各个组成。在表1中，在“侧链特征”栏中示出的侧链的百分比表示相对于整个侧链的比例：
62.[表1]
[0063]
感应元件主链侧链特征a1硅氧烷甲基
a2硅氧烷甲基，10％苯基a3硅氧烷甲基，氰丙基(≤20％)a4硅氧烷甲基，20％苯基a5硅氧烷甲基，35％苯基a6硅氧烷甲基，50％苯基a7硅氧烷甲基，7％苯基，7％氰丙基a8硅氧烷甲基，65％苯基a9硅氧烷甲基，75％苯基a10硅氧烷甲基，50％氟丙基a11硅氧烷甲基，25％氰丙基，25％苯基a12硅氧烷甲氧基聚乙二醇丙基，苯基a13用对苯二甲酸改性的peg硝基a14硅氧烷90％氰丙基，10％苯基a15硅氧烷氰丙基a16硅氧烷二氰烯丙基
[0064]
作为负特性感应元件的感应元件a1-a11中所包括的有机组合物21在其主链上包括硅氧烷并且在其侧链上包括甲基基团。感应元件a1-a11中所包括的有机组合物21具有如下的结构：其中由以下的化学式1表示的结构和由以下的化学式2表示的结构彼此偶联(coupled)，使得si和o交替排列。在以下的化学式1和2中，多个r1中的任何r1均包括甲基基团。
[0065][0066][0067]
正特性感应元件包括第一感应元件至第四感应元件中的至少一个。
[0068]
作为第一感应元件的感应元件a12包括在其主链上具有硅氧烷且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有聚乙二醇基团(具体地，在其侧链上具有甲氧基聚乙二醇丙基基团和苯基基团)的有机组合物21。注意，感应元件a12具有由以下的化学式3表示的结构，其中m例如可以等于或大于2且等于或小于1000，并且n例如可以等于或大于2且等于或小于1000。
[0069]
[化学式3]
[0070][0071]
作为第二感应元件的感应元件a13包括在其主链上具有用对苯二甲酸改性的聚乙二醇(peg)并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有硝基基团的有机组合物21。注意，感应元件a13具有由以下的化学式4表示的结构，其中m例如可以等于或大于2且等于
或小于1000，并且n例如可以等于或大于2且等于或小于1000。
[0072]
[化学式4]
[0073][0074]
作为第三感应元件的感应元件a14、a15各自包括在其主链上具有硅氧烷并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有氰丙基基团的有机组合物21。感应元件a14具有由以下的化学式5表示的结构。感应元件a14的有机组合物21在其侧链上具有90％的氰丙基基团和10％的苯基基团。感应元件a15具有由以下的化学式6表示的结构。感应元件a15的有机组合物21在其侧链上具有100％的氰丙基基团。
[0075]
[化学式5]
[0076][0077]
[化学式6]
[0078][0079]
作为第四感应元件的感应元件a16包括在其主链上具有硅氧烷并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有氰烯丙基基团(具体为二氰烯丙基基团)的有机组合物21。感应元件a16具有由以下的化学式7表示的结构。
[0080]
[化学式7]
[0081][0082]
图5示出在使16个感应元件a1-a16暴露于标准气体(诸如氮气等)的状态下测量的
这些感应元件a1-a16的各个阻抗值的示例性结果。在图5中，在使用20℃时的阻抗值作为基准值的情况下，针对各个感应元件a1-a16，将温度为-20℃、-10℃、0℃、10℃、30℃、40℃和50℃时的阻抗值表示为百分比。测量的这些结果表明：各个感应元件a14-a16在20℃至50℃的温度范围内所引起的根据温度的阻抗值的变化很小。因此，使得感应元件a14-a16的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内变化，这使得能够基于感应元件a14-a16的阻抗值的变化模式来准确地判断空气质量状况。
[0083]
在本实施例中，感应单元2包括第一感应元件至第四感应元件a12-a16作为正特性感应元件。然而，感应单元2不必一定包括所有的第一感应元件至第四感应元件a12-a16，而是可以包括第一感应元件至第四感应元件a12-a16中的一个或多于一个。
[0084]
温度控制器51通过响应于从处理器50供给的控制信号控制诸如加热器等的作为电热元件31的温度控制元件3来控制感应单元2的温度。温度控制器51基于在利用温度控制元件3开始加热之前的温度传感器4的检测结果来获取环境温度，并使用如此获取到的环境温度作为第一温度。另外，温度控制器51还使用比第一温度高了预定温度(例如，25℃)的温度作为第二温度。然后，温度控制器51基于温度传感器4的检测结果来控制温度控制元件3，使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以如下的温度变化模式而变化，该温度变化模式包括至少一个温度上升时间段ut1(其中温度上升到第二温度)和至少一个温度下降时间段dt1(其中温度下降到第一温度)。在本实施例中，温度控制器51通过响应于从处理器50供给的控制信号而重复包括一个温度上升时间段ut1和一个温度下降时间段dt1的温度变化模式来重复地使感应单元2的温度升高和降低。在这种情况下，在使感应单元2暴露于包括感应单元2具有灵敏度的分子m1的样本气体的情形中，随着在温度上升时间段ut1中感应单元2的温度上升，吸收到有机组合物21中的分子m1解吸，由此导致作为感应单元2的电气特性值的电气阻抗下降。之后，随着在温度下降时间段dt1中有机组合物21的温度下降，有机组合物21吸附分子m1，由此导致作为感应单元2的电气特性值的阻抗值增加。
[0085]
存储装置52包括一个或多于一个存储装置。存储装置的示例包括ram、rom和eeprom。存储装置52例如存储用于判断样本气体的空气质量状况的经学习模型md1。经学习模型md1是通过使用在第一条件和第二条件改变时的感应单元2的输出的变化模式作为学习数据来学习感应单元2的输出的变化模式与样本气体的空气质量状况之间的关系而生成的。第一条件是与感应单元2暴露于的气体有关的条件。第二条件是与感应单元2的温度升高和降低的温度变化模式有关的条件。经学习模型md1可以由空气质量判断系统1生成。可替代地，经学习模型md1也可以由除空气质量判断系统1以外的学习系统生成。
[0086]
显示装置57例如可以包括诸如液晶显示器等的显示装置。显示装置57显示由处理器50提供的判定。例如，显示装置57指示在样本气体中是否存在任何气味分子，并且在存在任何气味分子的情况下，还指示气味分子的数量和质量。
[0087]
处理器50是用于控制空气质量判断系统1的操作的控制电路。处理器50可以被实现为包括一个或多于一个处理器(微处理器)和一个或多于一个存储器的计算机系统。也就是说，通过使一个或多于一个处理器执行一个或多于一个存储器中所存储的一个或多于一个程序(应用)来实现处理器50的功能。在本实施例中，程序预先存储在处理器50的存储器或者存储装置52中。可替代地，程序也可以经由诸如因特网等的电信线路进行下载，或者在已存储在诸如存储卡等的非暂态存储介质之后进行分发。
[0088]
如图1所示，处理器50包括获取部53、学习部54、判断部55和输出部56。在图1中，获取部53、学习部54、判断部55和输出部56中没有一个具有实质配置，而且这些单元53-56中的各单元仅代表由处理器50进行的功能。
[0089]
获取部53在温度控制器51正在向温度控制元件3供给电流脉冲的状态下，获取与温度传感器4所检测到的感应单元2的温度变化模式有关的数据、以及包括一个温度上升时间段ut1和一个温度下降时间段dt1的一个周期的感应元件a1-a16的脉冲输出pl1-pl16(参考图6)。注意，将恒定的dc电压施加到各个感应元件a1-a16，并且获取部53获取到各个感应元件a1-a16的电气阻抗的变化作为流经感应元件a1-a16的电流的变化。因而，脉冲输出pl1-pl16分别变为大小根据感应元件a1-a16的电气阻抗而变化的电流信号。
[0090]
在获取到与感应单元2的温度变化模式有关的数据以及一个周期的感应元件a1-a16的脉冲输出pl1-pl16时，获取部53获取脉冲输出pl1-pl16按预定顺序彼此连接的脉冲串作为感应单元2的输出数据ps(即，电气特性值的变化模式)。图6所示的输出数据ps1-ps3是在使感应单元2暴露于具有相互不同组成的三个类型的样本气体的状态下的输出数据ps的示例。16个感应元件a1-a16针对要检测的分子表现出相互不同的灵敏度。因而，输出数据ps1-ps3是具有电气特性值的相互不同的变化模式的脉冲串。
[0091]
图7至图9示出在使感应单元2暴露于包括三个类型的气味分子的三个类型的样本气体以及标准气体的状态下将获得的感应单元2的示例性输出数据。ps0表示暴露于标准气体的感应单元2的标准输出数据。ps11表示在使感应单元2暴露于包括2ppm的苯甲醛的样本气体的状态下获得的输出数据。ps12表示在使感应单元2暴露于包括2ppm的壬醛的样本气体的状态下获得的输出数据。ps13表示在使感应单元2暴露于包括2ppm的吡咯的样本气体的状态下获得的输出数据。具体地，图7示出在使得感应单元2的温度在等于或高于25℃且等于或低于50℃的温度范围内变化的情况下收集的输出数据。图8示出在使得感应单元2的温度在等于或高于0℃且等于或低于25℃的温度范围内变化的情况下收集的输出数据。图9示出在使得感应单元2的温度在等于或高于-20℃且等于或低于5℃的温度范围内变化的情况下收集的输出数据。
[0092]
从图7可以看出，如果使得感应单元2的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内变化，则与在负特性感应元件(即，感应元件a1-a11)中相比，在正特性感应元件(即，感应元件a12-a16)中，在使得感应单元2暴露于标准气体时收集的输出数据与在使得感应单元2暴露于包括气味分子的样本气体时收集的输出数据之间的差变得更加显著。因而，如果使得感应单元2的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内变化，则可以基于从正特性感应元件(即，感应元件a12-a16)收集的输出数据来更容易地判断样本气体的空气质量状况。也就是说，温度控制器51优选使正特性感应元件的温度以包括温度上升时间段ut1和温度下降时间段dt1的温度变化模式而改变，在该温度上升时间段ut1中，正特性感应元件的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内升高，在该温度下降时间段dt1中，正特性感应元件的温度在该温度范围内降低。
[0093]
从图8和图9可以看出，如果使得感应单元2的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内变化，则与在正特性感应元件(即，感应元件a12-a16)中相比，在负特性感应元件(即，感应元件a1-a11)中，在使感应单元2暴露于标准气体时收集的输出数据与在使感应单元2暴露于包括气味分子的样本气体时收集的输出数据之间的差变得更加显
著。因而，如果使得感应单元2的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内变化，则可以基于从负特性感应元件(即，感应元件a1-a11)收集的输出数据来更容易地判断样本气体的空气质量状况。也就是说，温度控制器51优选使负特性感应元件的温度以包括温度上升时间段ut1和温度下降时间段dt1的温度变化模式而改变，在该温度上升时间段ut1中，负特性感应元件的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内升高，在该温度下降时间段dt1中，负特性感应元件的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内降低。
[0094]
从前述说明可以看出，根据本实施例的感应单元2包括感应元件a1-a11(其中在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内由于气味分子的吸附或解吸而导致阻抗值显著变化)和感应元件a12-a16(其中在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内由于气味分子的吸附或解吸而导致阻抗值显著变化)。因而，如果感应单元2的温度改变，则在感应单元2的温度变化范围内由于气味分子的吸附或解吸而导致阻抗值显著变化。也就是说，这使得能够基于对气味分子具有高灵敏度的感应元件的脉冲输出来判断样本气体的空气质量状况。因此，空气质量判断系统1可以准确地判断样本气体的空气质量状况。
[0095]
学习部54生成经学习模型md1。也就是说，学习部54负责学习阶段。在学习部54中，累积了获取部53所获取到的与温度变化模式有关的数据以及感应元件a1-a16的输出数据ps作为用于生成经学习模型md1的学习数据。学习部54基于如此收集的学习数据来生成经学习模型md1。也就是说，学习部54使用空气质量判断系统1所获取到的机器学习数据来使人工智能程序(算法)学习感应元件a1-a16的电气特性值的变化模式(输出数据ps)与样本气体的空气质量状况之间的关系。人工智能程序是机器学习模型，并且例如可以是作为一种分层模型的神经网络。学习部54使神经网络使用学习数据进行机器学习(诸如深度学习等)，由此生成经学习模型md1并将经学习模型md1存储在存储装置52中。可选地，学习部54可以试图通过在生成了经学习模型md1之后使用获取部53新收集的学习数据进行再学习来提高经学习模型md1的性能。
[0096]
判断部55负责所谓的“推理阶段”。判断部55使用存储装置52中所存储的经学习模型md1来基于获取部53所获取到的输出数据ps判断样本气体的空气质量状况。具体地，判断部55向通过机器学习所生成的经学习模型输入在温度控制器51控制温度控制元件3以使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以温度变化模式而变化的状态下的感应单元2的电气特性值，由此判断样本气体的空气质量状况。在本实施例中，感应单元2包括多个感应元件ax(即，感应元件a1-a16)。因而，判断部55基于在使得暴露于样本气体的多个感应元件ax的温度以温度变化模式而变化的状态下的多个感应元件ax的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。此外，判断部55将由温度传感器4检测到然后由获取部53获取到的温度变化模式的测量数据以及输出数据ps输入到经学习模型md1。经学习模型md1基于在感应单元2的温度以温度变化模式变化时的输出数据ps进行推理，由此判断样本气体的空气质量状况。如上所述，在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内，与在正特性感应元件中相比，在负特性感应元件中，阻抗值在与气味分子发生反应时更显著地变化。因而，判断部55更多地取决于感应元件a1-a11的输出数据来判断空气质量状况。另一方面，在从20℃到50℃的温度范围内，与在负特性感应元件中相比，在正特性感应元件中，阻抗值在与气味分子发生反应时更显著地变化。因而，判断部55更多地取决于感应元件a12-a16的输
出数据来判断空气质量状况。
[0097]
在本实施例中，判断部55判断样本气体是否包括气味分子作为样本气体的空气质量状况，并且如果回答为“是”，则还判断样本气体中所包括的气味分子的量是否等于或大于阈值。可选地，在判定为气味分子包括在样本气体中的情况下，判断部55可以进一步判断样本气体中的气味分子的浓度。
[0098]
注意，空气质量判断系统1不必一定包括学习部54。可替代地，判断部55也可以使用外部计算机系统所生成的经学习模型md1来进行推理阶段。
[0099]
输出部56输出判断部55所做出的判定。具体地，输出部56将判断部55所做出的判定输出到显示装置57以使显示装置57显示判断部55所做出的判定。注意，输出部56所输出的判定不必一定显示在显示装置57上。可替代地，也可以使用蜂鸣器或扬声器将与气味分子的存在或不存在有关的判定作为声音输出。
[0100]
在本实施例中，空气质量判断系统1中所包括的感应单元2和温度控制元件3可以作为单个组件(传感器模块6)来实现。图19示意性例示传感器模块6的外观。传感器模块6通过将温度控制元件3(其包括主表面上形成有加热器电路33的基板32)和感应单元2(其包括主表面上形成有多个感应元件ax的基板20)以一个在另一个之上的方式堆叠而被形成为单个组件。换句话说，传感器模块6包括电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变的感应单元2、以及对感应单元2进行加热和/或冷却的温度控制元件3。温度控制元件3例如通过由判断模块5通电而生成热，由此对感应单元2进行加热。温度控制元件3使得在预定测量时间段期间暴露于样本气体的感应单元2的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应单元2的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应单元2的温度下降的至少一个温度下降时间段。
[0101]
可以看出，包括感应单元2和温度控制元件3的传感器模块6被实现为通过将感应单元2的基板20和温度控制元件3的基板30以一个在另一个之上的方式堆叠所形成的多层堆。因而，提供多个不同目的所用的多个类型的传感器模块6使得能够通过在容纳空间11中布置任何期望的预期用途所用的单个或多个传感器模块6来将空气质量判断系统1用于单个或多个目的。
[0102]
(2.2)操作的说明
[0103]
接着，将参考图10所示的流程图来说明根据本实施例的空气质量判断系统1在推理阶段如何操作。注意，图10的流程图仅示出根据本实施例的示例性空气质量判断方法。因而，图10所示的处理步骤可以视情况而定按不同顺序进行，可以视情况而定进行附加的处理步骤，或者可以视情况而定省略处理步骤中的至少一个。
[0104]
空气质量判断系统1的用户例如可以将电源开关接通(on)以激活处理器50并使空气质量判断系统1开始进行用于判断样本气体的空气质量的操作。空气质量判断系统1的用户将样本气体通过入口端口12引入到容纳空间11中，并由此使感应单元2暴露于样本气体(在暴露步骤st1中)。
[0105]
在处理器50开始进行判断空气质量的操作之后，处理器50控制温度控制器51，由此控制感应单元2的温度以使得感应单元2的温度以温度上升时间段ut1和温度下降时间段dt1反复彼此交替的温度变化模式而变化(在温度变化步骤st2中)。
[0106]
此时，获取部53获取在感应单元2的温度正在以上述的温度变化模式变化的状态
下的感应单元2的电气特性值的变化模式(在获取步骤st3中)。注意，获取部53优选自温度变化步骤st2开始起，在感应单元2经过了数个温度变化周期(各自包括一个温度上升时间段ut1和一个温度下降时间段dt1)的定时获取感应单元2的电气特性值的变化模式。这使得获取部53能够在感应单元2的电气特性值的变化模式稳定的状态下获取感应单元2的电气特性值的变化模式。
[0107]
然后，在由获取部53获取到电气特性值的变化模式之后，判断部55向经学习模型md1输入获取部53所获取到的与电气特性值的变化模式有关的数据以及与温度传感器4所检测到的感应单元2的温度变化模式有关的数据，由此判断样本气体的空气质量状况(在判断步骤st4中)。
[0108]
在由判断部55判断了样本气体的空气质量状况之后，输出部56将判断部55所做出的判定输出到显示装置57(在输出步骤st5中)。换句话说，输出步骤st5包括输出判断步骤中所做出的判定。这使得空气质量判断系统1的用户能够通过确认显示装置57上所显示的信息来检查样本气体的空气质量状况。可替代地，输出步骤st5可以包括将判断步骤中所做出的判定输出到外部系统，由此使得外部系统能够使用判断步骤中所做出的判定。
[0109]
由于温度而引起的电气特性值的变化与在与要检测的分子发生反应时的电气特性值的变化相比相对显著，因此感应单元2周围的环境中的温度对该判定的影响是不可忽略的。根据本实施例的空气质量判断系统1使用由适合引起对感应单元2的温度变化模式的感应材料所制成的感应元件ax来放大在与分子发生反应时的电气特性值的变化。这使得能够更准确地判断空气质量状况。另外，根据本实施例的空气质量判断系统1通过计算与要检测的分子发生反应时的电气特性值的变化模式和与标准气体发生反应时的电气特性值的变化模式之间的差，来获取由于温度而引起的电气特性值的变化减少的电气特性值的变化模式。这使得能够基于该变化模式来更准确地判断空气质量状况。
[0110]
(3)变形例
[0111]
注意，上述实施例仅是本发明的各种实施例中的典型实施例，并且不应被解释为限制性的。相反，在没有背离本发明的范围的情况下，可以根据设计选择或任何其他因素以各种方式容易地修改该典型实施例。另外，空气质量判断系统1的功能也可以被实现为例如空气质量判断方法、计算机程序或存储有程序的非暂态存储介质。根据一方面的空气质量判断方法包括暴露步骤、温度变化步骤和判断步骤。暴露步骤包括使感应单元2暴露于样本气体。感应单元2包括有机组合物21和分散在有机组合物21中的导电颗粒22。感应单元2的电气特性值在与感应单元2具有灵敏度的一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。温度变化步骤包括使暴露于样本气体的感应单元2的温度以包括至少一个温度上升时间段ut1和至少一个温度下降时间段dt1的温度变化模式而变化。温度上升时间段ut1是感应单元2的温度上升的时间段。温度下降时间段dt1是感应单元2的温度下降的时间段。判断步骤包括基于在使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以温度变化模式变化的状态下的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。根据另一方面的(计算机)程序被设计为使得计算机系统进行暴露步骤、温度变化步骤和判断步骤。
[0112]
接着，将逐个列举典型实施例的变形例。注意，可以视情况而定组合地采用以下要说明的变形例。
[0113]
根据本发明的空气质量判断系统1例如在其处理器50中包括计算机系统。该计算
机系统可以包括处理器和存储器作为其主要硬件组件。根据本发明的空气质量判断系统1的功能可以通过使处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行。程序可以预先存储在计算机系统的存储器中。可替代地，程序也可以通过电信线路进行下载，或者在已记录在诸如存储卡、光盘或硬盘驱动器(其中的任何对于计算机系统均是可读的)等的一些非暂态存储介质中之后进行分发。计算机系统的处理器可以由包括半导体集成电路(ic)或大规模集成电路(lsi)的单个或多个电子电路构成。如本文所使用的，诸如ic或lsi等的“集成电路”根据其集成的程度而被称为不同的名称。集成电路的示例包括系统lsi、超大规模集成电路(vlsi)和特大规模集成电路(ulsi)。可选地，还可以采用在制造了lsi之后要编程的现场可编程门阵列(fpga)或者允许重新配置lsi内部的连接或电路区段的重新配置的逻辑器件作为处理器。这些电子电路可以一起集成在单个芯片上或分布在多个芯片上，无论哪种都是适当的。这些多个芯片可以一起聚集在单个装置中或者分布在多个装置中，而没有限制。如本文所使用的，“计算机系统”包括包含一个或多于一个处理器和一个或多于一个存储器的微控制器。因此，微控制器也可以被实现为包括半导体集成电路或大规模集成电路的单个或多个电子电路。
[0114]
另外，在上述实施例中，空气质量判断系统1的多个功能一起集成在单个壳体中。然而，这不是空气质量判断系统1的必要配置。可替代地，空气质量判断系统1的这些构成元件可以分布在多个不同的壳体中。还可替代地，空气质量判断系统1的至少一些功能(例如，空气质量判断系统1的一些功能)也可以被实现为云计算系统。
[0115]
(3.1)第一变形例
[0116]
在根据第一变形例的空气质量判断系统1中，判断部55基于第一变化模式和第二变化模式之间的差来判断样本气体的空气质量状况，这是与上述典型实施例的不同之处。具体地，第一变化模式是在使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以温度变化模式变化的状态下的电气特性值的变化模式(输出数据ps)。第二变化模式是在使得暴露于标准气体的感应单元2的温度以温度变化模式变化的状态下的感应单元2的电气特性值的变化模式(标准输出数据ps0)。除判断部55的配置以外，第一变形例与上述典型实施例相同。因而，在以下的说明中，该第一变形例的具有与上述实施例的对应部分相同的功能的任何构成元件将由与该对应部分相同的附图标记指定，并且本文中将省略其说明。
[0117]
在使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以温度变化模式变化的状态下从16个感应元件a1-a16获取脉冲输出pl1-pl16时，获取部53通过将脉冲输出pl1-pl16彼此连接来获得输出数据(作为第一变化模式)。存储装置52预先存储标准输出数据ps0(作为第二变化模式)，该标准输出数据ps0是在使感应单元2暴露于标准气体的状态下使得感应单元2的温度以多个不同的温度变化模式变化的情况下所收集的。获取部53基于从温度传感器4获取到的温度的检测结果来从存储装置52获取与感应单元2的温度变化模式相对应的标准输出数据ps0，获得表示第一变化模式的输出数据和第二变化模式的标准输出数据ps0之间的差的差数据，并将该差数据输出到判断部55。
[0118]
在第一变形例中，将使用差数据作为学习数据所生成的经学习模型md1存储在存储装置52中。这使得判断部55能够通过将表示第一变化模式的输出数据和第二变化模式的标准输出数据ps0之间的差的差数据输入到经学习模型md1来判断样本气体的空气质量状况。
[0119]
在图11至图13中示出差数据的示例性计算结果。具体地，图11所示的差数据d1-d3是基于在使得感应单元2的温度在等于或高于25℃且等于或低于50℃的温度范围内变化的状态下的输出数据ps11-ps13和标准输出数据ps0计算出的。图12所示的差数据d1-d3是基于在使得感应单元2的温度在等于或高于0℃且等于或低于25℃的温度范围内变化的状态下的输出数据ps11-ps13和标准输出数据ps0计算出的。图13所示的差数据d1-d3是基于在使得感应单元2的温度在等于或高于-20℃且等于或低于5℃的温度范围内变化的状态下的输出数据ps11-ps13和标准输出数据ps0计算出的。
[0120]
在图11至图13中，通过从在使感应单元2暴露于包括2ppm的苯甲醛的样本气体的情形下的输出数据ps11中减去标准输出数据ps0来获得差数据d1。另外，在图11至图13中，通过从在使感应单元2暴露于包括2ppm的壬醛的样本气体的情形下的输出数据ps12中减去标准输出数据ps0来获得差数据d2。在图11至图13中，通过从在使感应单元2暴露于包括2ppm的吡咯的样本气体的情形下的输出数据ps13中减去标准输出数据ps0来获得差数据d3。
[0121]
在第一变形例中，通过从在使得感应单元2暴露于包括气味分子的样本气体的情形下的输出数据中减去标准输出数据ps0来获得差数据d1-d3。由于感应单元2的温度变化而对阻抗值引起的变化分量已从差数据d1-d3中去除，并且仅使由于气味分子的存在而对阻抗值引起的变化分量残留在差数据d1-d3中。这使得判断部55能够基于差数据d1-d3来准确地判断样本气体的空气质量状况。
[0122]
注意，在差数据d1-d3中，与负特性感应元件(即，各个感应元件a1-a11)相对应的脉冲信号的差值在等于或高于-20℃且等于或低于10℃的温度范围内增大。这使得对于等于或高于-20℃且等于或低于10℃的温度范围，判断部55能够基于差数据d1-d3中的与负特性感应元件(即，各个感应元件a1-a11)相对应的脉冲信号的差值来准确地判断样本气体的空气质量。
[0123]
另外，在差数据d1-d3中，与正特性感应元件(即，各个感应元件a12-a16)相对应的脉冲信号的差值在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内增大。这使得对于等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围，判断部55能够基于差数据d1-d3中的与正特性感应元件(即，各个感应元件a12-a16)相对应的脉冲信号的差值来准确地判断样本气体的空气质量。
[0124]
(3.2)第二变形例
[0125]
接着，将参考图14和图15来说明根据第二变形例的空气质量判断系统1。
[0126]
在第二变形例中，感应单元2包括多个感应模块，这是与上述典型实施例的不同之处。在其他方面，第二变形例与典型实施例相同。因而，在以下的说明中，该第二变形例的具有与上述实施例的对应部分相同的功能的任何构成元件将由与该对应部分相同的附图标记指定，并且本文中将省略其说明。
[0127]
感应单元2包括布置在传感器容纳室10的容纳空间11中的多个感应模块。在图14中，感应单元2包括三个感应模块2a-2c。另外，根据第二变形例的空气质量判断系统1包括用于单独控制三个感应模块2a-2c的各个温度的温度控制元件3。
[0128]
在这种情况下，空气质量判断方法包括温度控制步骤、获取步骤和判断步骤。温度控制步骤包括控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的多个感应模块2a-2c的温度，以
使得多个感应模块2a-2c中的各感应模块的温度以包括至少一个温度上升时间段和至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化。获取步骤包括获取暴露于样本气体的多个感应模块2a-2c中的各感应模块的电气特性值。判断步骤包括使用用以判断样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于多个感应模块2a-2c中的各感应模块的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。
[0129]
另外，根据第二变形例的空气质量判断系统1包括多个感应模块2a-2c、用作暴露单元的传感器容纳室10、温度控制元件3、温度控制器51、获取部53、判断部55以及输出部56。多个感应模块2a-2c中的各感应模块的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。暴露单元在预定测量时间段中使多个感应模块2a-2c暴露于样本气体。温度控制元件3对多个感应模块2a-2c进行加热和/或冷却。控制器51控制温度控制元件3，以使得在预定测量时间段中暴露于样本气体的多个感应模块2a-2c中的各感应模块的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应模块2a-2c的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应模块2a-2c的温度下降的至少一个温度下降时间段。获取部53获取预定测量时间段中的多个感应模块2a-2c的电气特性值。判断部55使用用以判断样本气体的空气质量状况的经学习模型md1，基于多个感应模块2a-2c的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。输出部56输出判断部55所做出的判定。
[0130]
在该变形例中，多个感应模块2a-2c中的各感应模块包括：具有相互不同灵敏度的多个感应元件；以及形成有多个感应元件的基板。多个感应模块2a-2c的各个基板是相互不同的基板。换句话说，多个感应模块2a-2c至少包括第一感应模块和第二感应模块，并且第一感应模块中所包括的基板和第二感应模块中所包括的基板是两个不同的基板。具体地，感应模块2a包括设置有多个感应元件a1-a16的基板20a。感应模块2b包括设置有多个感应元件a1-a16的基板20b。感应模块2c包括设置有多个感应元件a1-a16的基板20c。注意，这些基板20a-20c中的各基板设置有温度控制元件3，并且各个感应模块2a-2c的温度由单独针对感应模块2a-2c设置的温度控制元件3控制。
[0131]
此外，在图14所示的示例中，多个(例如，在第二变形例中为三个)感应模块2a-2c中的各感应模块包括感应元件的相同组合。具体地，多个感应模块2a-2c中的各感应模块包括16个感应元件a1-a16的相同组合。温度控制步骤包括使得多个感应模块2a-2c的温度以包括至少一个温度上升时间段和至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化。在该变形例中，多个感应模块2a-2c中的各感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段相对于多个感应模块2a-2c中的任何其他感应模块的该对应时间段在时间上偏移。换句话说，多个感应模块2a-2c至少包括第一感应模块和第二感应模块，并且温度控制步骤包括使第一感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段相对于第二感应模块的该对应时间段在时间上偏移。图15是示出三个感应模块2a-2c的各个温度变化的图。温度控制步骤包括使得三个感应模块2a-2c中的各感应模块的温度以包括温度上升时间段ut1和温度下降时间段dt1的周期时间ct1而变化。另外，温度控制步骤还包括使得三个感应模块2a-2c的各个温度按与时间差(ct1/3)(其是包括温度上升时间段ut1和温度下降时间段dt1的一个周期时间ct1的三分之一)相对应的规则间隔而变化。这使得能够在判断步骤中在每次与时间差(ct1/3)相对应的时间经过时判断空气质量状况。因而，尽管在仅提供一个感应模块的情况下需要一个完整的周期时间ct1来进行判断，但提供n个
感应模块(其中n是等于或大于2的整数)使得能够将进行判断步骤所需的时间缩短为一个周期时间ct1的n/1(＝ct1/n)。
[0132]
注意，多个感应模块2a-2c不必一定设置在三个不同的基板20a-20c上。可替代地，如图16和图17所示，多个(例如，三个)感应模块2a-2c也可以设置在单个基板20上。具体地，多个感应模块2a-2c中的各感应模块包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件a1-a4，并且多个感应模块2a-2c中的各感应模块中所包括的多个感应元件a1-a4形成在同一基板20上。换句话说，多个感应模块2a-2c至少包括第一感应模块和第二感应模块。第一感应模块和第二感应模块各自包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件a1-a4。另外，第一感应模块中所包括的多个感应元件a1-a4和第二感应模块中所包括的多个感应元件a1-a4全部形成在单个基板20上。
[0133]
在该变形例中，在基板20的第一面上，感应模块2a的感应元件a1-a4、感应模块2b的感应元件a1-a4和感应模块2c的感应元件a1-a4按三列配置。另一方面，在基板20的第二面(即，与第一面相对的反面)上，在感应模块2a的感应元件a1-a4所配置的区域的相对侧布置有用于使得感应模块2a的温度变化的温度控制元件3a。另外，在基板20的第二面上，在感应模块2b的感应元件a1-a4所配置的区域的相对侧布置有用于使得感应模块2b的温度变化的温度控制元件3b。此外，在基板20的第二面上，在感应模块2c的感应元件a1-a4所配置的区域的相对侧布置有用于使得感应模块2c的温度变化的温度控制元件3c。
[0134]
可以看出，在基板20的第二面上，设置了用于使得感应模块2a-2c的各个温度变化的温度控制元件3a-3c。这使得能够单独控制感应模块2a-2b的温度。
[0135]
注意，在该第二变形例中，感应单元2包括三个感应模块2a-2c。然而，所提供的感应模块的数量不必一定是三个。相反，感应单元2仅需要包括多个感应模块。所提供的感应模块的数量也可以是两个或者甚至四个或多于四个。
[0136]
可选地，在第二变形例中，多个感应模块中的各感应模块中所包括的感应元件的组合可以不同于多个感应模块中的任何其他感应模块中所包括的感应元件的组合。换句话说，如果多个感应模块至少包括第一感应模块和第二感应模块，则第一感应模块中所包括的感应元件的组合可以不同于第二感应模块中所包括的感应元件的组合。在这种情况下，不是第一感应模块中所包括的所有感应元件都必须不同于第一感应模块中所包括的感应元件，而是第一感应模块所包括的感应元件中的至少一个感应元件需要不同于第二感应模块中所包括的感应元件中的任何感应元件。图18例示感应单元2中所包括的三个感应模块2d-2f的示例。感应模块2d包括16个感应元件a1-a16以及这16个感应元件a1-a16配置于的基板20d。感应模块2e包括16个感应元件a17-a32以及这16个感应元件a17-a32配置于的基板20e。感应模块2f包括16个感应元件a33-a48以及这16个感应元件a33-a48配置于的基板20f。另外，空气质量判断系统1还包括用于单独控制感应模块2d-2f的各个温度的温度控制元件3。
[0137]
在该变形例中，多个感应模块2d-2f中的各感应模块中所包括的感应元件的组合不同于多个感应模块2d-2f中的任何其他感应模块中所包括的感应元件的组合。因而，多个感应模块2d-2f中的各感应模块优选包括适合其目的的感应元件的适当组合。多个感应模块2d-2f的预期用途的示例包括：判断从人体发出的气体(诸如呼气等)的气味；通过判断食品是否发出表明其腐烂的任何气体或者在回答为“是”的情况下判断气体的种类来进行食
品的质量控制；判断房间内的空气质量状况；判断是否存在火灾所产生的任何气体、从爆炸物或药物散发的任何气体、或者任何有毒气体。在容纳空间11中配置适合多个不同目的的多个感应模块，这使得空气质量判断系统1能够进行适合这些目的的多个类型的判断处理。
[0138]
由于多个感应模块2d-2f分别包括感应元件的不同组合，因此用于使得多个感应模块2d-2f的温度变化的温度变化模式可以彼此相同或彼此不同，无论哪种都是适当的。例如，用于使得多个感应模块2d-2f的温度变化的温度变化模式可以彼此在时间上偏移或者彼此同步，无论哪种都是适当的。
[0139]
换句话说，如果多个感应模块2d-2f至少包括第一感应模块和第二感应模块，则用于使得第一感应模块的温度变化的第一温度变化模式和用于使得二感应模块的温度变化的温度变化模式可以彼此相同或彼此不同，无论哪种都是适当的。如本文所使用的，如果第一温度变化模式和第二温度变化模式彼此相同，则这意味着第一温度变化模式的温度上升时间段和温度下降时间段与第二温度变化模式的温度上升时间段和温度下降时间段彼此一致，并且使得温度在相同范围内变化。另一方面，如本文所使用的，如果第一温度变化模式和第二温度变化模式彼此不同，则第一温度变化模式的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段可以不同于第二温度变化模式的该对应时间段，或者在第一温度变化模式的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段中相对于在第二温度变化模式的该对应时间段中温度可以在不同范围内变化。可替代地，如本文所使用的，如果第一温度变化模式和第二温度变化模式彼此不同，则第一温度变化模式的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段可以不同于第二温度变化模式的该对应时间段，并且在第一温度变化模式的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段中相对于在第二温度变化模式的该对应时间段中温度可以在不同范围内变化。
[0140]
(3.3)其他变形例
[0141]
在根据上述典型实施例的空气质量判断系统1中，温度控制元件3被实现为电热元件31。然而，这仅是示例并且不应被解释为限制性的。可替代地，温度控制元件3也可以是可进行感应单元2的温度的升高和降低这两者的珀尔帖元件。可替代地，温度控制元件3可以包括珀尔帖元件和电热元件中的至少一个。此外，在上述典型实施例中，温度控制元件3是电热元件31，由此与使用珀尔帖元件作为温度控制元件3的情形相比，使得能够缩小温度控制元件3的大小并削减电力消耗。
[0142]
另外，在根据上述典型实施例的空气质量判断系统1中，感应单元2包括16个感应元件ax。然而，可以视情况而定改变所提供的感应元件ax的数量。感应单元2包括负特性感应元件和正特性感应元件。然而，这仅是示例并且不应被解释为限制性的。可替代地，感应单元2可以包括仅负特性感应元件或仅正特性感应元件。此外，在根据上述典型实施例的空气质量判断系统1中，16个感应元件ax按四列四行配置。然而，多个感应元件ax不必一定按照针对典型实施例所述的配置模式配置。可替代地，多个感应元件也可以呈线状配置。还可替代地，多个感应元件也可以按间隔布置以形成单个圆形图案或多个同心圆图案。
[0143]
此外，在根据上述典型实施例的空气质量判断系统1中，温度控制器51控制温度控制元件3以使得感应元件a1-a16的温度以相同的温度变化模式变化。可替代地，也可以使得感应元件a1-a16的各个温度以多个不同的温度变化模式变化。例如，在等于或高于-20℃且等于或低于25℃的温度范围内对气味分子的灵敏度增加的感应元件a1-a11优选使它们的
温度在等于或高于-20℃且等于或低于25℃的温度范围内变化。另一方面，在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内对气味分子的灵敏度增加的感应元件a12-a16优选使它们的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内变化。
[0144]
在上述的空气质量判断方法中，获取步骤可以包括经由网络获取感应单元2的电气特性值。
[0145]
在根据上述典型实施例的空气质量判断系统1中，将经学习模型md1存储在空气质量判断系统1的存储装置52中。可替代地，空气质量判断系统1可以使用位于云计算系统上的经学习模型md1来判断空气质量状况。具体地，在这种情况下，空气质量判断系统1的判断部55向云计算系统上的经学习模型输入表示在使得暴露于样本气体的感应单元2的温度以上述的温度变化模式而变化的状态下的电气特性值(阻抗值)的变化模式的输出数据。也就是说，云计算系统上的经学习模型使用经由网络获取到的感应单元2的电气特性值进行判断处理，并将判定发送到判断部55。以这种方式，判断部55可以通过从云计算系统上的经学习模型获取判定来判断样本气体的空气质量状况。
[0146]
可替代地，具有判断模块5的功能的服务器可以经由网络从感应单元2获取电气特性值，并且判断部55可以使用如此获取到的感应单元2的电气特性值进行判断处理。在这种情况下，具有判断模块5的功能的服务器可以通过实时地获取感应单元2的电气特性值来进行判断处理。可替代地，服务器可以通过例如从用于存储感应单元2的电气特性值的时间序列数据的数据服务器获取感应单元2的电气特性值的时间序列数据来进行判断处理。
[0147]
(概括)
[0148]
从前述说明可以看出，根据第一方面的空气质量判断方法是用于使用电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变的感应单元(2)来判断空气质量的方法。该空气质量判断方法包括温度控制步骤、获取步骤、判断步骤和输出步骤。温度控制步骤包括控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的感应单元(2)的温度，以使得感应单元(2)的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应单元(2)的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应单元(2)的温度下降的至少一个温度下降时间段。获取步骤包括获取暴露于样本气体的感应单元(2)的电气特性值。判断步骤包括使用用以判断样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。输出步骤包括输出判断步骤中所做出的判定。
[0149]
根据该方面，在感应单元(2)的电气特性值响应于感应单元(2)具有灵敏度的分子而改变时，温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化模式相对于在不存在感应单元(2)具有灵敏度的分子的状态下的变化模式而发生改变。这使得能够在判断步骤中基于温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。因此，这使得能够降低由于温度引起的变化分量而错误地判断空气质量状况的可能性，由此降低了导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。
[0150]
在可以结合第一方面来实现的根据第二方面的空气质量判断方法中，判断步骤包括基于第一变化模式和第二变化模式之间的差来判断样本气体的空气质量状况。第一变化模式是在使得暴露于样本气体的感应单元(2)的温度以温度变化模式变化的状态下的电气特性值的变化模式。第二变化模式是在使得暴露于标准气体的感应单元(2)的温度以温度变化模式变化的状态下的电气特性值的变化模式。
[0151]
该方面使得能够通过计算第一变化模式和第二变化模式之间的差，来减少在使得感应单元(2)的温度以温度变化模式变化时将在电气特性值中引起的变化分量。这使得能够在判断步骤中基于第一变化模式和第二变化模式之间的差来准确地判断样本气体的空气质量状况。
[0152]
在可以结合第一方面或第二方面来实现的根据第三方面的空气质量判断方法中，感应单元(2)包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件(ax)。判断步骤包括基于在使得暴露于样本气体的多个感应元件(ax)的温度以温度变化模式变化的状态下的多个感应元件(ax)的电气特性值的各个变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0153]
根据该方面，基于多个感应元件(ax)的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。这使得与在提供仅一个感应元件(ax)的情形相比，能够判断包括更多类型的分子的样本气体的空气质量。
[0154]
在可以结合第一方面至第三方面中任一方面来实现的根据第四方面的空气质量判断方法中，感应单元(2)包括在等于或高于-20℃且等于或低于50℃的温度范围内具有负阻抗系数的负特性感应元件(a1-a11)。
[0155]
该方面使得能够基于包括负特性感应元件(a1-a11)的感应单元(2)的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0156]
在可以结合第四方面来实现的根据第五方面的空气质量判断方法中，温度控制步骤包括使得负特性感应元件(a1-a11)的温度以包括如下的温度上升时间段和如下的温度下降时间段的温度变化模式变化，在该温度上升时间段中，负特性感应元件(a1-a11)的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内升高，在该温度下降时间段中，负特性感应元件(a1-a11)的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内降低。
[0157]
该方面使得能够基于在负特性感应元件(a1-a11)的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内升高和降低时的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0158]
在可以结合第四方面或第五方面来实现的根据第六方面的空气质量判断方法中，负特性感应元件(a1-a11)包括有机组合物(21)和分散在有机组合物(21)中的导电颗粒(22)。负特性感应元件(a1-a11)中所包括的有机组合物(21)在其主链上具有硅氧烷并且在其侧链上具有甲基基团。
[0159]
该方面使得能够基于包括负特性感应元件(a1-a11)的感应单元(2)的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0160]
在可以结合第一方面至第六方面中任一方面来实现的根据第七方面的空气质量判断方法中，感应单元(2)包括在等于或高于-20℃且等于或低于50℃的温度范围内具有正阻抗系数的正特性感应元件(a12-a16)。
[0161]
该方面使得能够基于包括正特性感应元件(a12-a16)的感应单元(2)的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0162]
在可以结合第七方面来实现的根据第八方面的空气质量判断方法中，温度控制步骤包括使得正特性感应元件(a12-a16)的温度以包括如下的温度上升时间段和如下的温度下降时间段的温度变化模式变化，在该温度上升时间段中，正特性感应元件(a12-a16)的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内升高，在该温度下降时间段中，正特
性感应元件(a12-a16)的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内降低。
[0163]
该方面使得能够基于在正特性感应元件(a12-a16)的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内升高和降低时的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0164]
在可以结合第七方面或第八方面来实现的根据第九方面的空气质量判断系统(1)中，正特性感应元件(a12-a16)包括有机组合物(21)和分散在有机组合物(21)中的导电颗粒(22)。正特性感应元件(a12-a16)包括第一感应元件至第四感应元件(a12-a16)中的至少一个。第一感应元件(a12)包括在其主链上具有硅氧烷并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有聚乙二醇基团的有机组合物(21)。第二感应元件(a13)包括在其主链上具有聚乙二醇并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有硝基基团的有机组合物(21)。第三感应元件(a14,a15)包括在其主链上具有硅氧烷并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有氰丙基基团的有机组合物(21)。第四感应元件(a16)包括在其主链上具有硅氧烷并且在其侧链上不具有甲基基团但在其侧链上具有氰烯丙基基团的有机组合物(21)。
[0165]
该方面使得能够基于包括正特性感应元件(a12-a16)的感应单元(2)的电气特性值的变化模式来判断样本气体的空气质量状况。
[0166]
在可以结合第一方面至第九方面中任一方面来实现的根据第十方面的空气质量判断方法中，温度控制步骤包括通过控制用于对感应单元(2)进行加热和/或冷却的温度控制元件(3)来控制感应单元(2)的温度。温度控制元件(3)包括珀尔帖元件和电热元件中的至少一个。
[0167]
该方面使得能够使用珀尔帖元件和电热元件中的至少一个来使感应单元(2)的温度以温度变化模式变化。
[0168]
在可以结合第一方面至第十方面中任一方面来实现的根据第十一方面的空气质量判断方法中，获取步骤包括经由网络获取感应单元(2)的电气特性值。
[0169]
该方面使得判断步骤能够由在云计算系统上实现的判断部进行。
[0170]
根据第十二方面的空气质量判断方法是用于使用电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变的感应单元(2)来判断空气质量的方法。该空气质量判断方法包括温度控制步骤、获取步骤、判断步骤和输出步骤。感应单元(2)包括多个感应模块(2a-2f)。温度控制步骤包括控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的多个感应模块(2a-2f)的温度，以使得多个感应模块(2a-2f)中的各感应模块的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应模块(2a-2f)的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应模块(2a-2f)的温度下降的至少一个温度下降时间段。获取步骤包括获取暴露于样本气体的多个感应模块(2a-2f)中的各感应模块的电气特性值。判断步骤包括使用用以判断样本气体的空气质量状况的学习模型，基于多个感应模块(2a-2f)中的各感应模块的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。输出步骤包括输出判断步骤中所做出的判定。
[0171]
该方面使得能够降低由于温度引起的变化分量而错误地判断空气质量状况的可能性，由此降低导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。另外，该方面还使得能够针对多个感应模块(2a-2f)中的各感应模块，基于从多个感应模块(2a-2f)中的各感应模
块获取到的电气特性值的变化来判断空气质量状况。
[0172]
在可以结合第十二方面来实现的根据第十三方面的空气质量判断方法中，多个感应模块(2a-2c)中的各感应模块包括：具有相互不同灵敏度的多个感应元件(ax)；以及形成有多个感应元件(ax)的基板(20a-20f)。多个感应模块(2a-2c)的各个基板(20a-20f)是相互不同的基板。
[0173]
根据该方面，多个感应模块(2a-2c)的基板(20a-20c)是相互不同的基板，由此使得多个感应模块(2a-2c)的各个温度能够以它们期望的温度变化模式变化。
[0174]
在可以结合第十三方面来实现的根据第十四方面的空气质量判断方法中，多个感应模块(2a-2c)中的各感应模块包括与多个感应模块(2a-2c)中的任何其他感应模块相同的多个感应元件(ax)的组合。
[0175]
该方面使得能够通过使多个感应模块(2a-2c)的各个测量时间段在时间轴上彼此重叠，来与用单个感应模块连续判断空气质量状况的情形相比缩短判断空气质量状况的时间间隔。
[0176]
在可以结合第十三方面来实现的根据第十五方面的空气质量判断方法中，多个感应模块(2d-2f)中的各感应模块包括与多个感应模块(2d-2f)中的任何其他感应模块不同的多个感应元件的组合。
[0177]
该方面使得能够通过使用用于多个不同目的的多个感应模块(2d-2f)来针对多个不同目的判断空气质量。
[0178]
在可以结合第十二方面来实现的根据第十六方面的空气质量判断方法中，多个感应模块(2a-2c)中的各感应模块包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件(a1-a4)。多个感应模块(2a-2c)中的各感应模块中所包括的多个感应元件(a1-a4)形成在单个基板(20)上。
[0179]
该方面使得能够削减所需的部件的数量。
[0180]
在可以结合第十二方面至第十六方面中任一方面来实现的根据第十七方面的空气质量判断方法中，多个感应模块(2a-2c)至少包括第一感应模块和第二感应模块。温度控制步骤包括使第一感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个至少相对于第二感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的相应时间段在时间上偏移。
[0181]
该方面使得能够通过使第一感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段相对于第二感应模块的该时间段在时间上偏移，来与利用单个感应模块连续判断空气质量状况的情形相比缩短判断空气质量状况的时间间隔。
[0182]
根据第十八方面的空气质量判断系统(1)包括感应单元(2)、暴露单元(10)、温度控制元件(3)、控制器(51)、判断部(55)和输出部(56)。感应单元(2)的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。暴露单元(10)在预定测量时间段中使感应单元(2)暴露于样本气体。温度控制元件(3)对感应单元(2)进行加热和/或冷却。控制器(51)控制温度控制元件(3)，以使得在预定测量时间段中暴露于样本气体的感应单元(2)的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应单元(2)的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应单元(2)的温度下降的至少一个温度下降时间段。获取部(53)获取预定测量时间段中的感应单元(2)的电气特性值。判断部(55)使用用以判断样本气体的空气质量状况的经学习模型(md1)，基于电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。输出部(56)输出判断部(55)所做出的判定。
[0183]
根据该方面，在感应单元(2)的电气特性值响应于感应单元(2)具有灵敏度的分子而改变时，温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化模式相对于在不存在感应单元(2)具有灵敏度的分子的状态下的变化模式而发生改变。这使得判断部(55)能够基于温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。因此，这使得能够降低由于温度引起的变化分量而错误地判断空气质量状况的可能性，由此降低导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。
[0184]
根据第十九方面的空气质量判断系统(1)包括多个感应模块(2a-2c)、暴露单元(10)、温度控制元件(3)、控制器(51)、判断部(55)以及输出部(56)。多个感应模块(2a-2c)中的各感应模块的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。暴露单元(10)在预定测量时间段中使多个感应模块(2a-2c)暴露于样本气体。温度控制元件(3)对多个感应模块(2a-2c)进行加热和/或冷却。控制器(51)控制温度控制元件(3)，以使得在预定测量时间段中暴露于样本气体的多个感应模块(2a-2c)中的各感应模块的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应模块(2a-2c)的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应模块(2a-2c)的温度下降的至少一个温度下降时间段。获取部(53)获取预定测量时间段中的多个感应模块(2a-2c)的电气特性值。判断部(55)使用用以判断样本气体的空气质量状况的经学习模型(md1)，基于多个感应模块(2a-2c)的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。输出部(56)输出判断部(55)所做出的判定。
[0185]
该方面降低了由于温度引起的变化分量而错误地判断空气质量状况的可能性，由此降低了导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。另外，判断部(55)还可以针对多个感应模块(2a-2f)中的各感应模块，基于从多个感应模块(2a-2f)中的各感应模块获取到的电气特性值的变化来判断空气质量状况。
[0186]
根据第二十方面的传感器模块(6)包括感应单元(2)和温度控制元件(3)。感应单元(2)的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变。温度控制元件(3)对感应单元(2)进行加热和/或冷却。温度控制元件(3)使得在预定测量时间段中暴露于样本气体的感应单元(2)的温度以如下的温度变化模式变化，该温度变化模式包括感应单元(2)的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应单元(2)的温度下降的至少一个温度下降时间段。
[0187]
该方面使得能够基于温度上升时间段和温度下降时间段中的电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况，由此使得能够降低由于温度引起的变化分量而错误地判断空气质量状况的可能性，并由此降低导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。
[0188]
注意，这些不是本发明的唯一方面，而是根据上述典型实施例的空气质量判断系统(1)的各种配置(包括变形例)也可以被实现为例如空气质量判断方法、(计算机)程序或存储有该程序的非暂态存储介质。
[0189]
注意，根据第二方面至第十二方面和第十三方面至第十七方面的特征不是空气质量判断方法的必要特征，而是可以适当地省略。
[0190]
附图标记说明
[0191]
1空气质量判断系统
[0192]
2感应单元
[0193]
3温度控制元件
[0194]
10传感器容纳室(暴露单元)
[0195]
21 有机组合物
[0196]
22 导电颗粒
[0197]
51温度控制器(控制器)
[0198]
55 判断部
[0199]
ax 感应元件
[0200]
a1
–
a11负特性感应元件
[0201]
a12正特性感应元件(第一感应元件)
[0202]
a13正特性感应元件(第二感应元件)
[0203]
a14,a15正特性感应元件(第三感应元件)
[0204]
a16正特性感应元件(第四感应元件)
[0205]
md1经学习模型。

技术特征：
1.一种空气质量判断方法，用于使用感应单元来判断空气质量，所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变，所述空气质量判断方法包括：温度控制步骤，用于控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的所述感应单元的温度，以使得所述感应单元的温度以包括所述感应单元的温度上升的至少一个温度上升时间段和所述感应单元的温度下降的至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化；获取步骤，用于获取暴露于所述样本气体的所述感应单元的电气特性值；判断步骤，用于使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况；以及输出步骤，用于输出所述判断步骤中所做出的判定。2.根据权利要求1所述的空气质量判断方法，其中，所述判断步骤用于基于第一变化模式和第二变化模式之间的差来判断所述样本气体的空气质量状况，所述第一变化模式是在使得暴露于所述样本气体的所述感应单元的温度以所述温度变化模式而变化的状态下的所述电气特性值的变化模式，所述第二变化模式是在使得暴露于标准气体的所述感应单元的温度以所述温度变化模式而变化的状态下的所述电气特性值的变化模式。3.根据权利要求1或2所述的空气质量判断方法，其中，所述感应单元包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件，以及所述判断步骤用于基于在使得暴露于所述样本气体的所述多个感应元件的温度以所述温度变化模式而变化的状态下的所述多个感应元件的电气特性值的各个变化模式，来判断所述样本气体的空气质量状况。4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气质量判断方法，其中，所述感应单元包括在等于或高于-20℃且等于或低于50℃的温度范围内具有负阻抗系数的负特性感应元件。5.根据权利要求4所述的空气质量判断方法，其中，所述温度控制步骤用于使得所述负特性感应元件的温度以包括如下的温度上升时间段和如下的温度下降时间段的所述温度变化模式而变化，在该温度上升时间段中，所述负特性感应元件的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内升高，在该温度下降时间段中，所述负特性感应元件的温度在等于或高于-20℃且等于或低于20℃的温度范围内降低。6.根据权利要求4或5所述的空气质量判断方法，其中，所述负特性感应元件包括有机组合物和分散在所述有机组合物中的导电颗粒，以及所述负特性感应元件中所包括的有机组合物在主链上具有硅氧烷并且在侧链上具有甲基基团。7.根据权利要求1至6中任一项所述的空气质量判断方法，其中，所述感应单元包括在等于或高于-20℃且等于或低于50℃的温度范围内具有正阻抗系数的正特性感应元件。8.根据权利要求7所述的空气质量判断方法，其中，所述温度控制步骤用于使得所述正特性感应元件的温度以包括如下的温度上升时间
段和如下的温度下降时间段的所述温度变化模式而变化，在该温度上升时间段中，所述正特性感应元件的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内升高，在该温度下降时间段中，所述正特性感应元件的温度在等于或高于20℃且等于或低于50℃的温度范围内降低。9.根据权利要求7或8所述的空气质量判断方法，其中，所述正特性感应元件包括有机组合物和分散在所述有机组合物中的导电颗粒，以及所述正特性感应元件包括以下项中的至少一个：第一感应元件，其包括在主链上具有硅氧烷并且在侧链上不具有甲基基团但在侧链上具有聚乙二醇基团的有机组合物；第二感应元件，其包括在主链上具有聚乙二醇并且在侧链上不具有甲基基团但在侧链上具有硝基基团的有机组合物；第三感应元件，其包括在主链上具有硅氧烷并且在侧链上不具有甲基基团但在侧链上具有氰丙基基团的有机组合物；以及第四感应元件，其包括在主链上具有硅氧烷并且在侧链上不具有甲基基团但在侧链上具有氰烯丙基基团的有机组合物。10.根据权利要求1至9中任一项所述的空气质量判断方法，其中，所述温度控制步骤用于通过控制被配置为对所述感应单元进行加热和/或冷却的温度控制元件来控制所述感应单元的温度，以及所述温度控制元件包括珀尔帖元件和电热元件中的至少一个。11.根据权利要求1至10中任一项所述的空气质量判断方法，其中，所述获取步骤用于经由网络获取所述感应单元的电气特性值。12.一种空气质量判断方法，用于使用感应单元来判断空气质量，所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变，所述感应单元包括多个感应模块，所述空气质量判断方法包括：温度控制步骤，用于控制在预定测量时间段中暴露于样本气体的所述多个感应模块的温度，以使得所述多个感应模块中的各感应模块的温度以包括该感应模块的温度上升的至少一个温度上升时间段和该感应模块的温度下降的至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化；获取步骤，用于获取暴露于所述样本气体的所述多个感应模块中的各感应模块的电气特性值；判断步骤，用于使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述多个感应模块中的各感应模块的电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况；以及输出步骤，用于输出所述判断步骤中所做出的判定。13.根据权利要求12所述的空气质量判断方法，其中，所述多个感应模块中的各感应模块包括：具有相互不同灵敏度的多个感应元件；以及形成有所述多个感应元件的基板，以及所述多个感应模块的各个基板是相互不同的基板。14.根据权利要求13所述的空气质量判断方法，其中，
所述多个感应模块中的各感应模块包括与所述多个感应模块中的任何其他感应模块相同的所述多个感应元件的组合。15.根据权利要求13所述的空气质量判断方法，其中，所述多个感应模块中的各感应模块包括与所述多个感应模块中的任何其他感应模块不同的所述多个感应元件的组合。16.根据权利要求12所述的空气质量判断方法，其中，所述多个感应模块中的各感应模块包括具有相互不同灵敏度的多个感应元件，以及所述多个感应模块中的各感应模块中所包括的多个感应元件形成在单个基板上。17.根据权利要求12至16中任一项所述的空气质量判断方法，其中，所述多个感应模块至少包括第一感应模块和第二感应模块，以及所述温度控制步骤用于使所述第一感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的至少一个时间段至少相对于所述第二感应模块的温度上升时间段和温度下降时间段中的相应时间段在时间上偏移。18.一种空气质量判断系统，包括：感应单元，所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变；暴露单元，其被配置为在预定测量时间段中使所述感应单元暴露于样本气体；温度控制元件，其被配置为对所述感应单元进行加热和/或冷却；控制器，其被配置为控制所述温度控制元件，以使得在所述预定测量时间段中暴露于所述样本气体的所述感应单元的温度以包括所述感应单元的温度上升的至少一个温度上升时间段和所述感应单元的温度下降的至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化；获取部，其被配置为获取所述预定测量时间段中的所述感应单元的电气特性值；判断部，其被配置为使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况；以及输出部，其被配置为输出所述判断部所做出的判定。19.一种空气质量判断系统，包括：多个感应模块，所述多个感应模块中的各感应模块的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变；暴露单元，其被配置为在预定测量时间段中使所述多个感应模块暴露于样本气体；温度控制元件，其被配置为对所述多个感应模块进行加热和/或冷却；控制器，其被配置为控制所述温度控制元件，以使得在所述预定测量时间段中暴露于所述样本气体的所述多个感应模块中的各感应模块的温度以包括该感应模块的温度上升的至少一个温度上升时间段和该感应模块的温度下降的至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化；获取部，其被配置为获取所述预定测量时间段中的所述多个感应模块的电气特性值；判断部，其被配置为使用用以判断所述样本气体的空气质量状况的经学习模型，基于所述多个感应模块的电气特性值的变化来判断所述样本气体的空气质量状况；以及输出部，其被配置为输出所述判断部所做出的判定。20.一种传感器模块，包括：
感应单元，所述感应单元的电气特性值在与一个或多于一个类型的分子发生反应时改变；以及温度控制元件，其被配置为对所述感应单元进行加热和/或冷却，所述温度控制元件被配置为使得在预定测量时间段中暴露于样本气体的所述感应单元的温度以包括所述感应单元的温度上升的至少一个温度上升时间段和所述感应单元的温度下降的至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化。

技术总结
本发明所要克服的问题是降低导致所判断的空气质量状况的准确度下降的可能性。根据本发明的空气质量判断方法包括温度控制步骤、获取步骤、判断步骤和输出步骤。温度控制步骤用于控制暴露于样本气体的感应单元(2)的温度，以使得感应单元(2)的温度以包括感应单元(2)的温度上升的至少一个温度上升时间段和感应单元(2)的温度下降的至少一个温度下降时间段的温度变化模式而变化。获取步骤用于获取暴露于样本气体的感应单元(2)的电气特性值。判断步骤用于使用用以判断样本气体的空气质量状况的经学习模型(MD1)，基于电气特性值的变化来判断样本气体的空气质量状况。输出步骤用于输出判断步骤中所做出的判定。输出判断步骤中所做出的判定。输出判断步骤中所做出的判定。


技术研发人员：新家俊辉 中尾厚夫 花井阳介 野上贵裕
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2023/7/22