JP2010506150A - マルチ検出器によるガス同定システム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2006年9月28日に出願の米国仮特許出願第60/847,660号の優先権を主張し、その内容を参照により組み込む。
6つの単独のTGSのMOセンサを使用する。MOセンサアレイによって実施される機能は、以下の通りである。
・DSTABLE条件を満足するdVi/dt(および試料クリアダウン後、VBASE条件を満足するVi)に基づく「Ready」表示
・DTHRESH1条件を満足するSUM(ΔVi)に基づく「Detect」表示。
・別の検出器出力によるアレイ処理、およびその後の複合化に基づく「Identity」
・DSTABLE=0.011
・TIME1=10.0秒
・TSTABLE=30.0秒
・VHEATi=5.0V(6つのセンサすべて対して)
・DTHRESH1=1.0
・TVALVE1=10.0秒
・TVALVE2=1.0秒
・VBASE=0.3ボルト
1つの10.6eVのPIDセンサが使用される。PIDによって実施される機能は、以下の通りである。
・順調な立ち上げに基づく「Ready」表示
・ベースラインPID0を上回るPIDTHRESHである信号の上昇に基づく「Detect」表示
・試料を同定する前の「PPMIsobutylene」
・試料が同定されて、CFがシステムコンピュータから呼び戻された後の「PPM[sample]」
PIDGAIN=1
ユニットごとに設定されたPIDCAL=ボルト/ppm
CF=1.0(イソブチレン)
PIDTHRESH=0.002ボルト
システムは、1つのIMS検出器(Smiths Detection)を含むことができ、この検出器は、メーカーによって設定された通りに作動する。
・正常な立ち上げ(IMSによって報告される状態)に基づく「Ready」表示
・正および/または負のモードにおける1つのピークまたは複数のピークの有無に基づく「Detect」表示
・試料ウィンドウに対するk0の表の処理、ならびにMOSおよびPIDの出力によるこの情報の複合化に基づく「Identity」
この実施例では、周囲温度での、アセトン蒸気の「未知」のサンプルを、50ppm(1/50IDLH)かつ50%R.H.で測定する。計器を蒸気に暴露させると、PIDおよびMOS検出器だけが応答する。これらの検出事象に基づいて、図7のデータ融合アルゴリズムが開始される。PIDが応答してからその後に、21の候補TICのうち12は、第1のフィルタステップでふるい落とされるが、これは12のTICのイオン化電位(I.P.)が10.6eVのPIDバルブエネルギーより大きいからである。したがって、9つのTICが第1のフィルタリング候補リスト中に残る。これらの化合物のなかには、IMSの応答がなくとも、IMSで活性のあるTICが検出可能な濃度未満で存在する可能性があるので、第2のフィルタではなにもふるい落とされない。これにより第2のフィルタリング候補リストの中に9つのTICが残る。
アクリロニトリル蒸気の「未知の」試料は、8ppm(1/10IDLH)かつ50%R.Hにおいても測定される。このとき、MOS検出器だけが応答する。PID応答の欠如が、PID活性の化合物(I.P.<10.6eVで)が、検出限界より下で存在していることを意味する可能性があったので、逐次フィルタリングに基づくデータ融合アルゴリズムに従えば、第1のフィルタではどの候補物質もふるい落とされない。IMSフィルタについても同じことが言えるので、すべての候補物質が第2のフィルタリングリストにとどまる。したがって、試料のMOSパターンは、参照パターンのすべてに対して比較され、4つの候補物質、アクリロニトリル、ジボラン、エタノール、および硫化水素が残る。これらの4つの可能性のあるものを識別するために、様々な検出器の応答の大きさを、ケースバイケースで相互に関連付ける。
Claims (21)
- 複数のガス分析ユニットおよびコンピュータシステムを含むガス分析システムであって、
前記複数のガス分析ユニットが単一のガス試料と流体接触し、
前記複数のガス分析ユニットがPID、化学センサアレイ、および1つまたは複数イオン移動度スペクトロメータを含み、
それぞれの前記ガス分析ユニットによって生成されたデータが個々にかつ並行して分析され、前記データは検体の特性を示し、
それぞれの前記ガス分析ユニットからの前記データが、前記検体を同定するために複合化される、ガス分析システム。 - 前記コンピュータシステムが、それぞれの前記ガス分析ユニットによって生成された前記データを受け取り、前記検体を同定するために前記データを複合化するように構成される、請求項1に記載のガス分析システム。
- 前記単一のガス試料の流路に配置され、前記単一のガス試料の試料流から前記化学センサアレイを切り離すように配列される1つまたは複数の弁をさらに含む、請求項1に記載のガス分析システム。
- コンピュータシステムが、前記ガス分析ユニットからの信号に基づき、候補検体を逐次フィルタリングすることによって、前記データを複合化するように構成される、請求項2に記載のガス分析システム。
- コンピュータシステムが、前記化学センサアレイの応答と、複数の候補検体のそれぞれに一致するライブラリ応答との適合の確率を計算することによって、前記データを複合化するように構成される、請求項2に記載のガス分析システム。
- 単一のガス試料の検体を同定する方法であって、
PID、化学センサアレイ、および1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータを含み前記単一のガス試料と流体接触する複数のガス分析ユニットを用いて、前記単一のガス試料を監視する工程と、
前記検体を同定する検体同定手法を実施する工程とを含み、
前記検体同定手法が、
それぞれの前記ガス分析ユニットによって生成された、前記検体の特性のデータを個々にかつ並行して分析する工程と、
前記検体を同定するためにそれぞれの前記ガス分析ユニットからの前記データを複合化する工程とを含む、方法。 - 前記検体同定手法が、1つまたは複数の前記ガス分析ユニットがしきい値に達する前記検体を検出すると開始される、請求項6に記載の方法。
- 1つまたは複数の前記ガス分析ユニットがしきい値に達する前記検体を検出すると、検出アラームが発動される、請求項7に記載の方法。
- 前記データを前記複合化する工程が、前記ガス分析ユニットからの信号に基づき候補検体を逐次フィルタリングする工程を含む、請求項6に記載の方法。
- 候補検体を前記逐次フィルタリングする工程が、前記PIDからの信号に基づき候補検体の第1のフィルタリングリストを提供する工程を含む、請求項9に記載の方法。
- 候補検体を前記逐次フィルタリングする工程が、前記第1のフィルタリングリスト、および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータからの信号に基づき、候補検体の第2のフィルタリングリストを提供する工程をさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 候補検体を前記逐次フィルタリングする工程が、前記第2のフィルタリングリスト、および前記化学センサアレイからの信号に基づき、候補検体の第3のフィルタリングリストを提供する工程をさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記データを前記複合化する工程が、前記第3のフィルタリングリスト、および前記化学センサアレイ、前記PID、および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータからの前記信号を相互に関連付けることに基づき最終検体候補物質を提供する工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記データを前記複合化する工程が、
フィルタリングリストを提供するために、前記ガス分析ユニットからの信号に基づき、候補検体を逐次フィルタリングする工程と、
前記フィルタリングリスト、および前記化学センサアレイ、前記PID、および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータからの前記信号を相互に関連付けることに基づき最終検体候補物質を提供する工程とを含む、請求項6に記載の方法。 - 前記データを前記複合化する工程が、前記化学センサアレイの応答と、複数の候補検体のそれぞれに一致するライブラリ応答との適合の確率を計算する工程を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記データを前記複合化する工程が、
前記化学センサアレイの前記応答に基づき、候補検体のPID応答を予測する工程と、
前記予測PID応答および実測PID応答に基づき、前記複数の候補検体のそれぞれの適合の確率を計算する工程とをさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記データを前記複合化する工程が、
前記化学センサアレイの前記応答に基づき、候補検体の前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの応答を予測する工程と、
前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの前記予測応答、および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの実測応答に基づき、前記複数の候補検体のそれぞれの適合の確率を計算する工程とをさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記データを前記複合化する工程が、
前記化学センサアレイの前記応答に基づき、候補検体に対する前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの応答を予測する工程と、
前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの前記予測応答、および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの実測応答に基づき、前記複数の候補検体のそれぞれの適合の確率を計算する工程とをさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 前記データを前記複合化する工程が、前記化学センサアレイの前記応答の前記計算された適合の確率と、前記予測PID応答および前記実測PID応答に基づいて計算された前記適合の確率とに基づき前記候補検体の範囲の組み合わせた適合の確率を計算する工程をさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記データを前記複合化する工程が、前記化学センサアレイの前記応答に対する前記計算された適合の確率と、前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの前記予測応答、および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの前記実測応答に基づいて計算された前記適合の確率とに基づき前記候補検体の範囲の組み合わせた適合の確率を計算する工程をさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記データを前記複合化する工程が、前記化学センサアレイの前記応答に対する前記計算された適合の確率と、前記予測PID応答および前記実測PID応答に基づいて計算された前記適合の確率と、前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの前記予測応答および前記1つまたは複数のイオン移動度スペクトロメータの前記実測応答に基づいて計算された前記適合の確率とに基づき前記候補検体の範囲の組み合わせた適合の確率を計算する工程をさらに含む、請求項18に記載の方法。
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