JPH09126965A - 爆発物検出スクリーニング装置用ハンドヘルド棒 - Google Patents
爆発物検出スクリーニング装置用ハンドヘルド棒Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 爆発性物質又はその他の規制された物質、例
えば薬物又は麻酔薬を検知するため、爆発物検知スクリ
ーニング装置が用いられる。 【解決手段】 スクリーニング装置は、上記した物質か
らの蒸気(ベーパー)及び/又は粒子状物の放出を検知
するもので、それらが個々の人又は対象物上に存在する
こと及び検知された物質のそれぞれの濃度を知らせるも
のである。そのスクリーニング装置は、放出されている
蒸気及び/又は粒状物を集めるためのサンプリング室
(チャンバー)、集められた蒸気及び/又は粒子状物放
出物を精製し、そしてその後、その放出物を詳細に化学
分析するための濃縮分析装置、そして装置全体をコント
ロールするためのコントロールデータ処理システムから
なっている。
えば薬物又は麻酔薬を検知するため、爆発物検知スクリ
ーニング装置が用いられる。 【解決手段】 スクリーニング装置は、上記した物質か
らの蒸気(ベーパー)及び/又は粒子状物の放出を検知
するもので、それらが個々の人又は対象物上に存在する
こと及び検知された物質のそれぞれの濃度を知らせるも
のである。そのスクリーニング装置は、放出されている
蒸気及び/又は粒状物を集めるためのサンプリング室
(チャンバー)、集められた蒸気及び/又は粒子状物放
出物を精製し、そしてその後、その放出物を詳細に化学
分析するための濃縮分析装置、そして装置全体をコント
ロールするためのコントロールデータ処理システムから
なっている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、爆薬及びその他麻
薬、麻酔薬等管理物質の検出装置に関する。更には、本
発明は試料採取室、検出装置、及び制御、データ処理装
置を有する爆薬及び管理物質に関係する蒸気放出物及び
粒子を、非侵襲的な方法で検出するための集積装置に関
するものである。
薬、麻酔薬等管理物質の検出装置に関する。更には、本
発明は試料採取室、検出装置、及び制御、データ処理装
置を有する爆薬及び管理物質に関係する蒸気放出物及び
粒子を、非侵襲的な方法で検出するための集積装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、爆薬の不法使用、及び麻薬や麻酔
薬といった輸出入規制物質の輸送が確実に増加してい
る。増え続ける爆薬と麻薬の密輸の全てを発見し、又は
防ぐことは不可能であるが、しかし、高い確率で発見さ
れる且つ/又は無防備状態である空港や飛行機内のよう
な特定の場所では、爆薬及び輸出入規制物質の発見も可
能である。人が飛行機内に麻薬や爆薬を置く場所を見つ
ける方法、更に飛行機内に隠す場所を見つける方法は、
数多くある。不法物質をわからないように身に付けて、
或いは飛行機の荷室に入れられる荷物に詰めて、意図的
に或いは気付かずに不法物質が飛行機内に持ち込まれ
る。
薬といった輸出入規制物質の輸送が確実に増加してい
る。増え続ける爆薬と麻薬の密輸の全てを発見し、又は
防ぐことは不可能であるが、しかし、高い確率で発見さ
れる且つ/又は無防備状態である空港や飛行機内のよう
な特定の場所では、爆薬及び輸出入規制物質の発見も可
能である。人が飛行機内に麻薬や爆薬を置く場所を見つ
ける方法、更に飛行機内に隠す場所を見つける方法は、
数多くある。不法物質をわからないように身に付けて、
或いは飛行機の荷室に入れられる荷物に詰めて、意図的
に或いは気付かずに不法物質が飛行機内に持ち込まれ
る。
【0003】爆薬及び麻薬や麻酔薬のような物質の検出
方法が、長年に渡り研究されてきた。そして、爆薬/麻
薬を嗅ぎ取る犬から高度に精巧な蒸気検出装置に至る様
々な技術が開発されてきた。基本的には前述の物質の検
出は、二つの方法:即ち非蒸気検出と蒸気検出の一方に
よって達成される。非蒸気検出方法には、X線検出、ガ
ンマ線検出、中性子放射化検出及び核磁気共鳴検出があ
る。これらの検出方法は、物質が見えないように隠され
ている場合、又運送中である場合、或いは荷物のような
非生命物と一緒に飛行機内に運び込まれる場合に、様々
な物質の検出により広く適用されている。というのもこ
れらの検出方法は、生物を脅かす危険性を持っているの
である。蒸気検出方法には電子捕獲検出(electr
on capture detection)、ガスク
ロマトグラフィー検出、質量分光検出、プラズマクロマ
トグラフィー検出、バイオセンサー検出及びレーザーフ
ォトアコースティック検出(laser photoa
coustic detection)がある。これら
の検出方法は、物質が見えないように隠されている場
合、及び様々な物質を取り扱う人々に付いている残留物
を含む、人によって運ばれうる時のような生物に付随す
る物品の場合に広く適用されている。上述の方法の全て
が、爆薬及び麻薬を嗅ぎ取る犬を含めて現在実用化され
ている。
方法が、長年に渡り研究されてきた。そして、爆薬/麻
薬を嗅ぎ取る犬から高度に精巧な蒸気検出装置に至る様
々な技術が開発されてきた。基本的には前述の物質の検
出は、二つの方法:即ち非蒸気検出と蒸気検出の一方に
よって達成される。非蒸気検出方法には、X線検出、ガ
ンマ線検出、中性子放射化検出及び核磁気共鳴検出があ
る。これらの検出方法は、物質が見えないように隠され
ている場合、又運送中である場合、或いは荷物のような
非生命物と一緒に飛行機内に運び込まれる場合に、様々
な物質の検出により広く適用されている。というのもこ
れらの検出方法は、生物を脅かす危険性を持っているの
である。蒸気検出方法には電子捕獲検出(electr
on capture detection)、ガスク
ロマトグラフィー検出、質量分光検出、プラズマクロマ
トグラフィー検出、バイオセンサー検出及びレーザーフ
ォトアコースティック検出(laser photoa
coustic detection)がある。これら
の検出方法は、物質が見えないように隠されている場
合、及び様々な物質を取り扱う人々に付いている残留物
を含む、人によって運ばれうる時のような生物に付随す
る物品の場合に広く適用されている。上述の方法の全て
が、爆薬及び麻薬を嗅ぎ取る犬を含めて現在実用化され
ている。
【0004】今日、官民多くの研究機関で爆薬及び麻薬
や麻酔薬の検出方法及び、その装置の開発に多くの努力
が払われてきている。日常の物質に見せ掛けることので
きるプラスチック爆薬の出現といった爆薬技術の進歩に
伴い、これらの物質を検出することはますます困難とな
っている。他の物質も含めて、これらの物質の検出方法
に於いて克服しなければならない問題には、特定の物質
から漏れ出る特別な蒸気の蒸気圧の低さ、様々な装置の
行う検査時間とその効率、特定物質から放出される蒸気
又は微粒子の濃度の低さ、高い信頼性を伴った特定物質
の分離、及び装置全体の管理がある。
や麻酔薬の検出方法及び、その装置の開発に多くの努力
が払われてきている。日常の物質に見せ掛けることので
きるプラスチック爆薬の出現といった爆薬技術の進歩に
伴い、これらの物質を検出することはますます困難とな
っている。他の物質も含めて、これらの物質の検出方法
に於いて克服しなければならない問題には、特定の物質
から漏れ出る特別な蒸気の蒸気圧の低さ、様々な装置の
行う検査時間とその効率、特定物質から放出される蒸気
又は微粒子の濃度の低さ、高い信頼性を伴った特定物質
の分離、及び装置全体の管理がある。
【0005】爆薬及び麻薬検出装置の技術を扱う先行技
術がある。「エア・フロー・スタデイズ・フォー・パー
ソネル・エクスプレシブ・スクリーニング・ポータル」
(R.L.Schellenbaum著、スカンジナビ
ア国立研究所、1987年7月15日のジョージア州ア
トランタ市での、安全技術についてのカーナーン会議c
arnahan conferenceの一部として1
987年出版)なる論文には、輸出入規制爆薬検出の様
々のタイプの集積装置の研究が明細に述べられている。
該研究は、爆薬物質から発せられる蒸気の捕集、予備濃
縮、及び検出からなる3段工程の概要を述べている。該
論文には、試料を集める様々なタイプの捕集装置につい
ても述べられている。様々なポータル(portal)
の形状と、ポータル内部の空気流の力学が研究され、良
い試料を供給するものも見られる様になった。アトモス
テック・エア・シャワー・ポータル、改良アトモステッ
クポータル、及び柱状ポータルが、空気流形状の研究に
用いられた。研究の結果、ポータル下面の格子の下方に
置かれる、直径約12インチの真空捕集じょうごに結合
する本体断面の下向き半層流が、ポータルを通過する人
から放出される爆薬の蒸気や微粒子を、捕集する最良の
方法であることがわかった。
術がある。「エア・フロー・スタデイズ・フォー・パー
ソネル・エクスプレシブ・スクリーニング・ポータル」
(R.L.Schellenbaum著、スカンジナビ
ア国立研究所、1987年7月15日のジョージア州ア
トランタ市での、安全技術についてのカーナーン会議c
arnahan conferenceの一部として1
987年出版)なる論文には、輸出入規制爆薬検出の様
々のタイプの集積装置の研究が明細に述べられている。
該研究は、爆薬物質から発せられる蒸気の捕集、予備濃
縮、及び検出からなる3段工程の概要を述べている。該
論文には、試料を集める様々なタイプの捕集装置につい
ても述べられている。様々なポータル(portal)
の形状と、ポータル内部の空気流の力学が研究され、良
い試料を供給するものも見られる様になった。アトモス
テック・エア・シャワー・ポータル、改良アトモステッ
クポータル、及び柱状ポータルが、空気流形状の研究に
用いられた。研究の結果、ポータル下面の格子の下方に
置かれる、直径約12インチの真空捕集じょうごに結合
する本体断面の下向き半層流が、ポータルを通過する人
から放出される爆薬の蒸気や微粒子を、捕集する最良の
方法であることがわかった。
【0006】該研究の検出に関する部分では、イオン・
トラック・インスツルメント社で開発された、予備濃縮
装置を装備したイオン流動性分光器(ion mobi
lity spectrometer)フォトケム10
0を含む様々な検出装置が使用された。イオン流動性分
光器は、イオン流動性によって分析せしめられる荷電分
子を作り出す、空中イオン分子反応器(atmosph
eric ion−molecule reacto
r)を用いたプラズマクロマトグラフィである。予備濃
縮器はモーターで作動回転する被覆金属スクリーンと、
鋳物ケースを有している。スクリーン上のコーティング
が蒸気を吸着し、次に加熱により蒸気を放出する。この
吸着/放出工程が、捕集した空気試料中の蒸気且つ/又
は微粒子の濃度を高める、必要な予備濃縮工程である。
トラック・インスツルメント社で開発された、予備濃縮
装置を装備したイオン流動性分光器(ion mobi
lity spectrometer)フォトケム10
0を含む様々な検出装置が使用された。イオン流動性分
光器は、イオン流動性によって分析せしめられる荷電分
子を作り出す、空中イオン分子反応器(atmosph
eric ion−molecule reacto
r)を用いたプラズマクロマトグラフィである。予備濃
縮器はモーターで作動回転する被覆金属スクリーンと、
鋳物ケースを有している。スクリーン上のコーティング
が蒸気を吸着し、次に加熱により蒸気を放出する。この
吸着/放出工程が、捕集した空気試料中の蒸気且つ/又
は微粒子の濃度を高める、必要な予備濃縮工程である。
【0007】該研究のポータル検出装置の使用中に出会
う大きな問題として、空気試料の体積を一定に維持する
ことがある。これを維持する時には、空気試料が周囲の
環境から汚染されないようにする必要があると同時に、
ポータルを通過する物の量を確実に維持するよう勤めな
ければならない。これは、重量物が載せられることの珍
しくない様々なタイプのスクリーニング装置の効率的操
作に不可欠である。前述の論文では、空気試料の体積を
一定にするには、ポータルに扉が必要であると示唆して
いる。周囲にエアコンや歩行者による風があると、検出
に於いて10%減少してしまう。ポータルに扉を取り付
けると検出比率が上がるが、しかしそうしてしまうと歩
行者を許容できず、空港で必要とされる高い効率が満足
されない。本発明の技術分野には、麻薬及び爆薬の両方
を含む輸出入規制物質を検出する、様々な装置及び方法
を明細に述べている一群の参照文献がある。これらの文
献は全て人によって運ばれるのではなく、コンテナーや
手荷物内の規制品を検出することを目的としている。米
国特許4,580,440号と米国特許4,718,2
68号は、ブリティッシュ・アエロスペース・パブリッ
ク・カンパニー・リミテッド社に譲渡されたもので、航
空貨物に密封された規制品を検出する方法と装置を開示
している。基本的にその方法は、コンテナーの密封、荷
物から発せられる蒸気、或いは微粒子を周囲の大気に放
出させるための荷物の振とう、大気の採集、試料の加
熱、及びガスクロマトグラフィーを用いた試料の分析か
ら成っている。米国特許4,202,200号は、パイ
・リミテッド社に譲渡されたもので、密閉コンテナー内
の爆薬物質を検出する装置を開示している。基本的に
は、手荷物のような対象物を制御された軸トンネル(c
ontrolledaxistunnel)を通過し、
ここで対象物は循環空気流で洗われ、そして空気試料が
捕集、検出される。また、もっと大きなトンネルを作れ
ば、人もそこを通過できると示唆している。上述の発明
は、蒸気採集を用いた輸出入規制物質の検出方法を供給
しているが、しかし発明のどこにも検出の感度及び選択
性を高めるための予備濃縮器手段の使用は、記されてい
ない。更に同じようなタイプの装置を開示した特許に、
米国特許3,998,101号と米国特許4,111,
049号がある。
う大きな問題として、空気試料の体積を一定に維持する
ことがある。これを維持する時には、空気試料が周囲の
環境から汚染されないようにする必要があると同時に、
ポータルを通過する物の量を確実に維持するよう勤めな
ければならない。これは、重量物が載せられることの珍
しくない様々なタイプのスクリーニング装置の効率的操
作に不可欠である。前述の論文では、空気試料の体積を
一定にするには、ポータルに扉が必要であると示唆して
いる。周囲にエアコンや歩行者による風があると、検出
に於いて10%減少してしまう。ポータルに扉を取り付
けると検出比率が上がるが、しかしそうしてしまうと歩
行者を許容できず、空港で必要とされる高い効率が満足
されない。本発明の技術分野には、麻薬及び爆薬の両方
を含む輸出入規制物質を検出する、様々な装置及び方法
を明細に述べている一群の参照文献がある。これらの文
献は全て人によって運ばれるのではなく、コンテナーや
手荷物内の規制品を検出することを目的としている。米
国特許4,580,440号と米国特許4,718,2
68号は、ブリティッシュ・アエロスペース・パブリッ
ク・カンパニー・リミテッド社に譲渡されたもので、航
空貨物に密封された規制品を検出する方法と装置を開示
している。基本的にその方法は、コンテナーの密封、荷
物から発せられる蒸気、或いは微粒子を周囲の大気に放
出させるための荷物の振とう、大気の採集、試料の加
熱、及びガスクロマトグラフィーを用いた試料の分析か
ら成っている。米国特許4,202,200号は、パイ
・リミテッド社に譲渡されたもので、密閉コンテナー内
の爆薬物質を検出する装置を開示している。基本的に
は、手荷物のような対象物を制御された軸トンネル(c
ontrolledaxistunnel)を通過し、
ここで対象物は循環空気流で洗われ、そして空気試料が
捕集、検出される。また、もっと大きなトンネルを作れ
ば、人もそこを通過できると示唆している。上述の発明
は、蒸気採集を用いた輸出入規制物質の検出方法を供給
しているが、しかし発明のどこにも検出の感度及び選択
性を高めるための予備濃縮器手段の使用は、記されてい
ない。更に同じようなタイプの装置を開示した特許に、
米国特許3,998,101号と米国特許4,111,
049号がある。
【0008】試験及び監視技術分野には数多くの参照す
べき特許があり、長時間に渡り目標とする分子の濾過又
は吸着処理することを含む、予備濃縮工程を開示してい
る。予め決められた露出時間の後、濾過/吸着媒体を除
り出し、熱で脱着させる一方で、新しい濾過/吸着媒体
を空気流路に取り付ける。米国特許3,768,302
号は、バリンガー・リサーチ・リミテッド社に譲渡され
たもので、地質調査区域で使用され、そこで装置は微粒
子を含んだ空気流を受け取る。試料は、吸着/脱着工程
を行う二つの経路を試料が通過することを含む濃縮工程
を受け、最終的に分析される。米国特許4,056,9
68号は、同じに譲受人に譲渡されたもので、これもま
た地質調査区域で使用される。この発明では、濃縮され
た分子は可動テープや可動ディスクから脱着される。米
国特許4,775,484号は、回転しながら一定期間
微粒子物質の吸着に用いられる回転フィルター媒体を開
示していて、これは続く第2の回転期間で、微粒子は追
い出され分離せしめられる。米国特許4,127,39
5号はまた一対の吸収性媒体を用いた、一般的な吸着/
脱着回路を開示している。一対のうち一方が吸着してい
る間、他方は脱着を行うものである。米国特許3,92
5,022号、米国特許3,997,297号及び米国
特許3,410,663号は、皆全て吸着/脱着タイプ
の装置を開示している。上述の装置は、全て粒子又は蒸
気を吸着、続いて脱着する装置を開示しているが、しか
しいずれもポータルタイプの試料室については開示して
いない。
べき特許があり、長時間に渡り目標とする分子の濾過又
は吸着処理することを含む、予備濃縮工程を開示してい
る。予め決められた露出時間の後、濾過/吸着媒体を除
り出し、熱で脱着させる一方で、新しい濾過/吸着媒体
を空気流路に取り付ける。米国特許3,768,302
号は、バリンガー・リサーチ・リミテッド社に譲渡され
たもので、地質調査区域で使用され、そこで装置は微粒
子を含んだ空気流を受け取る。試料は、吸着/脱着工程
を行う二つの経路を試料が通過することを含む濃縮工程
を受け、最終的に分析される。米国特許4,056,9
68号は、同じに譲受人に譲渡されたもので、これもま
た地質調査区域で使用される。この発明では、濃縮され
た分子は可動テープや可動ディスクから脱着される。米
国特許4,775,484号は、回転しながら一定期間
微粒子物質の吸着に用いられる回転フィルター媒体を開
示していて、これは続く第2の回転期間で、微粒子は追
い出され分離せしめられる。米国特許4,127,39
5号はまた一対の吸収性媒体を用いた、一般的な吸着/
脱着回路を開示している。一対のうち一方が吸着してい
る間、他方は脱着を行うものである。米国特許3,92
5,022号、米国特許3,997,297号及び米国
特許3,410,663号は、皆全て吸着/脱着タイプ
の装置を開示している。上述の装置は、全て粒子又は蒸
気を吸着、続いて脱着する装置を開示しているが、しか
しいずれもポータルタイプの試料室については開示して
いない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、爆薬、化学
試薬及びその他麻薬や麻酔薬のような管理物質を検出す
るために、これらの物質に関連して付随する微粒子又は
これらの蒸気を検出することを特徴とする装置を目的と
している。
試薬及びその他麻薬や麻酔薬のような管理物質を検出す
るために、これらの物質に関連して付随する微粒子又は
これらの蒸気を検出することを特徴とする装置を目的と
している。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には以下に記載されたような技術
構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける該装
置は、試料採取手段、第1及び第2の試料捕集及び分析
補助装置、及び制御、データ処理装置から成ることを特
徴としている。本装置は、空港のような人に付着した、
或いは人の持物の中にある上述の物質を検出することが
行われうる場所、屋外環境での使用に特に有用である。
いかなる要求のレベルに於いても、上述物質を非侵襲的
な方法で検出する必要性と、及び人と荷物の通過が著し
く妨げられない十分な速さを満足させるものである。試
料採取手段は、試料室ポータル、携帯ワンド(wan
d)及び自動化手荷物/小包試料採取室を有していて、
様々な形態を取る。該試料室ポータルは、その内部の寸
法に長さ約6フィート、高さ約7フィート、及び約3フ
ィートの幅を有するポータルである。ポータルの寸法
は、平均的な大きさの人や車イスの人が、簡単に通り抜
けられる程度のものである。該ポータルは、内部空気流
が普通の歩行速度で歩く、又は通過する人を洗い流し
(sweep)、同時に人から掃き流されてきた空気試
料を、蒸気又は微粒子の分析されうる程度の有意な濃度
を持たせデザインされている。これを達成するために、
試料室又はポータルは独特の形態にデザインされ、且つ
ポータルを通過する人を効果的に掃き流す一方で、周囲
の環境から効率的に内部空気を分離する空気流を供給す
るためのエアーガイド、或いはエアージェットを持つ。
ポータル内部の空気又は試料はポータルの天井部分にあ
る、試料採取口を通して捕集される。空気試料は、第1
及び第2試料捕集分析装置へ分析のために送られる。
達成するため、基本的には以下に記載されたような技術
構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける該装
置は、試料採取手段、第1及び第2の試料捕集及び分析
補助装置、及び制御、データ処理装置から成ることを特
徴としている。本装置は、空港のような人に付着した、
或いは人の持物の中にある上述の物質を検出することが
行われうる場所、屋外環境での使用に特に有用である。
いかなる要求のレベルに於いても、上述物質を非侵襲的
な方法で検出する必要性と、及び人と荷物の通過が著し
く妨げられない十分な速さを満足させるものである。試
料採取手段は、試料室ポータル、携帯ワンド(wan
d)及び自動化手荷物/小包試料採取室を有していて、
様々な形態を取る。該試料室ポータルは、その内部の寸
法に長さ約6フィート、高さ約7フィート、及び約3フ
ィートの幅を有するポータルである。ポータルの寸法
は、平均的な大きさの人や車イスの人が、簡単に通り抜
けられる程度のものである。該ポータルは、内部空気流
が普通の歩行速度で歩く、又は通過する人を洗い流し
(sweep)、同時に人から掃き流されてきた空気試
料を、蒸気又は微粒子の分析されうる程度の有意な濃度
を持たせデザインされている。これを達成するために、
試料室又はポータルは独特の形態にデザインされ、且つ
ポータルを通過する人を効果的に掃き流す一方で、周囲
の環境から効率的に内部空気を分離する空気流を供給す
るためのエアーガイド、或いはエアージェットを持つ。
ポータル内部の空気又は試料はポータルの天井部分にあ
る、試料採取口を通して捕集される。空気試料は、第1
及び第2試料捕集分析装置へ分析のために送られる。
【0011】携帯ワンドは、人又は物体に隣近する特定
の区域からの空気試料を集める試料採取手段であって、
人又は物体から微粒子を取り出し、分析の為の空気試料
に該微粒子を導入し、一方で外部環境からの汚染を防ぐ
試料採取手段である。携帯ワンドは、ワンドの取込口の
位置に回転ブラシを持つ。回転ブラシは、人や物体に付
いたいかなる微粒子も掃き去り、装置主要部の真空ファ
ンにより作り出される真空の流れに掃き入れる。携帯ワ
ンドは、人又は手荷物のような物体によって実質的に気
密性になるようデザインされている。蒸気且つ/又は微
粒子を含んでいる空気試料は、次に第1又は第2試料捕
集分析装置へ分析の為送られる。
の区域からの空気試料を集める試料採取手段であって、
人又は物体から微粒子を取り出し、分析の為の空気試料
に該微粒子を導入し、一方で外部環境からの汚染を防ぐ
試料採取手段である。携帯ワンドは、ワンドの取込口の
位置に回転ブラシを持つ。回転ブラシは、人や物体に付
いたいかなる微粒子も掃き去り、装置主要部の真空ファ
ンにより作り出される真空の流れに掃き入れる。携帯ワ
ンドは、人又は手荷物のような物体によって実質的に気
密性になるようデザインされている。蒸気且つ/又は微
粒子を含んでいる空気試料は、次に第1又は第2試料捕
集分析装置へ分析の為送られる。
【0012】自動化手荷物/小包試料採取室は、荷物の
ような物体の周囲の空気試料を集める試料採取手段であ
って、物体の露出されている表面全体から微粒子を取り
除き、該微粒子を空気試料に導入する試料採取手段であ
る。自動化手荷物/小包試料採取室は、長方形の開口部
がトンネルに続いている。典型的には、自動化手荷物/
小包試料採取室の大きさは、現在空港で使用されている
手荷物走査X線装置とほぼ同程度であろう。それは、ト
ンネル内で手荷物や小包を移動せしむるのに使われるベ
ルトコンベアの上に置かれる。自動化手荷物/小包試料
採取装置は、物体の全ての露出表面にブラシをかける、
少なくとも4つのサンプリングヘッドを持つ。これらの
サンプリングヘッドは、露出表面を掃き落とし、物体か
らの微粒子と蒸気を空気試料へ導入する回転ブラシを有
している。蒸気又は微粒子を含んだ空気試料は、次に第
1及び第2試料捕集分析装置へ分析の為送られる。
ような物体の周囲の空気試料を集める試料採取手段であ
って、物体の露出されている表面全体から微粒子を取り
除き、該微粒子を空気試料に導入する試料採取手段であ
る。自動化手荷物/小包試料採取室は、長方形の開口部
がトンネルに続いている。典型的には、自動化手荷物/
小包試料採取室の大きさは、現在空港で使用されている
手荷物走査X線装置とほぼ同程度であろう。それは、ト
ンネル内で手荷物や小包を移動せしむるのに使われるベ
ルトコンベアの上に置かれる。自動化手荷物/小包試料
採取装置は、物体の全ての露出表面にブラシをかける、
少なくとも4つのサンプリングヘッドを持つ。これらの
サンプリングヘッドは、露出表面を掃き落とし、物体か
らの微粒子と蒸気を空気試料へ導入する回転ブラシを有
している。蒸気又は微粒子を含んだ空気試料は、次に第
1及び第2試料捕集分析装置へ分析の為送られる。
【0013】複数の試料採取手段により、周囲の空気中
1兆分の数部といった低い濃度で存在する場合にも、採
集、及び第1、第2の試料捕集分析装置への送りが可能
となった。第1、第2試料捕集分析装置は、上に述べて
きた物質から発せられる蒸気及びその物質の特定の種に
関連して付随する微粒子を、捕集するのに用いられる装
置である。第1試料捕集分析補助装置は、捕集した微粒
子を分析の為に第1の蒸気試料に変換する、捕集器及び
気化器である。分析の為の第1分析試料は、ガスクロマ
トグラフ/電子捕獲検出器又はイオン流動性分光器のい
ずれか、或いは両方でもよしとする即時反応型の化学分
析器に送られる。操作の基本方針は、フィルターエレメ
ント上の微粒子の捕集及び瞬間的な加熱によって、捕集
した物質を気化することである。第2の試料捕集分析補
助装置は、試料の体積を減じ、試料の濃度を高める一連
の工程を通った濃縮試料を、ガスクロマトグラフ電子捕
獲検出器又はイオン流動性分光器のいずれか、又はその
両方でもよしとする即時反応型の化学分析器に送る捕集
器及び分析補助装置である。この操作の基本方針は、所
定の基質への試料の吸着とそれに続く所定の熱脱着によ
り、分析の為の二次蒸気試料を作り出すことである。本
工程は、試料体積を減じ、試料濃度を高める一連の工程
を通じて繰り返され。この予備濃縮工程を完全なものに
する為に、精製した試料材料を上述の装置で分析した。
この分析は、様々な物質を同定し、その存在量を決定す
る。
1兆分の数部といった低い濃度で存在する場合にも、採
集、及び第1、第2の試料捕集分析装置への送りが可能
となった。第1、第2試料捕集分析装置は、上に述べて
きた物質から発せられる蒸気及びその物質の特定の種に
関連して付随する微粒子を、捕集するのに用いられる装
置である。第1試料捕集分析補助装置は、捕集した微粒
子を分析の為に第1の蒸気試料に変換する、捕集器及び
気化器である。分析の為の第1分析試料は、ガスクロマ
トグラフ/電子捕獲検出器又はイオン流動性分光器のい
ずれか、或いは両方でもよしとする即時反応型の化学分
析器に送られる。操作の基本方針は、フィルターエレメ
ント上の微粒子の捕集及び瞬間的な加熱によって、捕集
した物質を気化することである。第2の試料捕集分析補
助装置は、試料の体積を減じ、試料の濃度を高める一連
の工程を通った濃縮試料を、ガスクロマトグラフ電子捕
獲検出器又はイオン流動性分光器のいずれか、又はその
両方でもよしとする即時反応型の化学分析器に送る捕集
器及び分析補助装置である。この操作の基本方針は、所
定の基質への試料の吸着とそれに続く所定の熱脱着によ
り、分析の為の二次蒸気試料を作り出すことである。本
工程は、試料体積を減じ、試料濃度を高める一連の工程
を通じて繰り返され。この予備濃縮工程を完全なものに
する為に、精製した試料材料を上述の装置で分析した。
この分析は、様々な物質を同定し、その存在量を決定す
る。
【0014】装置全体及び全ての装置工程は、デジタル
コンピューター及び関連するソフトウェアを備えた制
御、データ処理装置により制御される。装置は必要とさ
れる全ての測定を行い、その結果を使用可能な理解でき
る状態にするよう設定及び制御される。制御、データ処
理装置は、蒸気及び微粒子の捕集、捕集した微粒子の気
化、捕集した蒸気の予備濃縮、様々な化学分析工程、及
びデータの分析とその体裁を整えることを制御する。更
にコンピューターは常に、装置全体に対して自己診断、
自己キャリブレーションを行い、何か問題な場合には使
用者に警告を与える。
コンピューター及び関連するソフトウェアを備えた制
御、データ処理装置により制御される。装置は必要とさ
れる全ての測定を行い、その結果を使用可能な理解でき
る状態にするよう設定及び制御される。制御、データ処
理装置は、蒸気及び微粒子の捕集、捕集した微粒子の気
化、捕集した蒸気の予備濃縮、様々な化学分析工程、及
びデータの分析とその体裁を整えることを制御する。更
にコンピューターは常に、装置全体に対して自己診断、
自己キャリブレーションを行い、何か問題な場合には使
用者に警告を与える。
【0015】本発明による爆薬及び他の管理物質の検出
装置は、爆薬、化学試薬、或いは他の麻薬や麻酔薬とい
った管理物質を、蒸気の放出及びこれらの物質に関連す
る粒子を検出することによって、効果的に検出すること
を供給する。蒸気の放出及び粒子は、人が身につけてい
たり、荷物の中に隠している物質からも、又特定物質を
取り扱った人の残留物からも発生する。本発明は、感度
の高さと及び多くの物質に対して、幅広い選択性を装置
に与える。感度の高さと選択性は、独自の試料採取手段
及び試料の体積を減じる一方で、試料の濃度を高める多
段階予備濃縮器と気化器を用いることで達成され、それ
故大きな体積の試料を短い捕集時間で処理することが可
能となった。本装置は、自己キャリブレーション及び自
己診断工程の為に、コンピューター制御、データ処理装
置を使用することによって達成された、高い信頼性を備
えている。更に本装置は、コンピューターのプログラム
を変えることによって、異なる化学的物理的特徴を有す
る爆薬、管理化学薬品及び麻薬、麻酔薬に対する幅広い
検出が可能な点で、高い融通性を備える。装置全体をソ
フトウェア管理のもとに置いているので、更に融通性の
ある装置及び組み替えの容易な装置となった。
装置は、爆薬、化学試薬、或いは他の麻薬や麻酔薬とい
った管理物質を、蒸気の放出及びこれらの物質に関連す
る粒子を検出することによって、効果的に検出すること
を供給する。蒸気の放出及び粒子は、人が身につけてい
たり、荷物の中に隠している物質からも、又特定物質を
取り扱った人の残留物からも発生する。本発明は、感度
の高さと及び多くの物質に対して、幅広い選択性を装置
に与える。感度の高さと選択性は、独自の試料採取手段
及び試料の体積を減じる一方で、試料の濃度を高める多
段階予備濃縮器と気化器を用いることで達成され、それ
故大きな体積の試料を短い捕集時間で処理することが可
能となった。本装置は、自己キャリブレーション及び自
己診断工程の為に、コンピューター制御、データ処理装
置を使用することによって達成された、高い信頼性を備
えている。更に本装置は、コンピューターのプログラム
を変えることによって、異なる化学的物理的特徴を有す
る爆薬、管理化学薬品及び麻薬、麻酔薬に対する幅広い
検出が可能な点で、高い融通性を備える。装置全体をソ
フトウェア管理のもとに置いているので、更に融通性の
ある装置及び組み替えの容易な装置となった。
【0016】本発明は、高いスループットで人を処理す
ることが要求される場所で、幅広く様々な適用性を持
つ。空港では、爆薬及び管理物質の検出は、テロリスト
の攻撃及び麻薬の密輸の発生の為、至上の重要性を持っ
ている。本発明は、空港のような様々な分野環境中に於
いて、非侵襲的な方法で上述の物質を素早く高い信頼性
を持って検出することを可能にする。本発明の装置は、
隠された物質の検出が強く必要とされる場所に適用でき
る。
ることが要求される場所で、幅広く様々な適用性を持
つ。空港では、爆薬及び管理物質の検出は、テロリスト
の攻撃及び麻薬の密輸の発生の為、至上の重要性を持っ
ている。本発明は、空港のような様々な分野環境中に於
いて、非侵襲的な方法で上述の物質を素早く高い信頼性
を持って検出することを可能にする。本発明の装置は、
隠された物質の検出が強く必要とされる場所に適用でき
る。
【0017】
【実施例】本発明を説明する目的で、目下好ましい形態
を図示するが、しかし本発明は、ここに示す図によって
詳細な配列や手段を限定されるものではないことを理解
されたい。本発明の爆薬検出スクリーニング装置は、爆
薬、化学薬品、その他麻薬、麻酔薬等管理物質の検出
を、これらの物質から発せられる蒸気或いは関連する微
粒子を検出することによって行うようデザインされてい
る。これら物質は、空港のような高い確率で発見される
且つ/又は無防備状態である環境中で、人の体に身に付
けられていたり、その人の荷物に入れられたりして隠さ
れていると考えられる。いかなる要求レベルに於いて
も、非侵襲的な方法で、しかも人や荷物の自由な通行を
妨げないように、これらの物質を検出する必要性があ
る。本装置は、試料採取手段、第1、第2試料捕集分析
補助装置、及び制御、データ処理装置から成る集積装置
である。
を図示するが、しかし本発明は、ここに示す図によって
詳細な配列や手段を限定されるものではないことを理解
されたい。本発明の爆薬検出スクリーニング装置は、爆
薬、化学薬品、その他麻薬、麻酔薬等管理物質の検出
を、これらの物質から発せられる蒸気或いは関連する微
粒子を検出することによって行うようデザインされてい
る。これら物質は、空港のような高い確率で発見される
且つ/又は無防備状態である環境中で、人の体に身に付
けられていたり、その人の荷物に入れられたりして隠さ
れていると考えられる。いかなる要求レベルに於いて
も、非侵襲的な方法で、しかも人や荷物の自由な通行を
妨げないように、これらの物質を検出する必要性があ
る。本装置は、試料採取手段、第1、第2試料捕集分析
補助装置、及び制御、データ処理装置から成る集積装置
である。
【0018】第1の態様に於いて、試料採取手段は、そ
の内部で試料室を通り抜ける人や物体から発せられる蒸
気又は関連する微粒子を掃き集め、捕集区域へ送る空気
流を生み出す試料室ポータルである。このポータルにつ
いては、1989年6月9日出願の米国特許出願36
4,663号、1989年12月8日出願の米国特許出
願447,724号により詳細に記述されている。この
試料室ポータルは、高い信用性、信頼度をもって上記物
質の存在を検出することが可能であるように、発散した
蒸気や微粒子を十分な高濃度で捕獲するようデザインさ
れている。試料空気は何度も循環していて、試料採取時
に少量が抜き取られる。試料採取時又は一時的に試料採
取期間とされる更に長い時間に、外部空気ポンプ又はフ
ァン装置が採取した空気試料を第1及び第2の試料捕集
分析装置へ送り込む。
の内部で試料室を通り抜ける人や物体から発せられる蒸
気又は関連する微粒子を掃き集め、捕集区域へ送る空気
流を生み出す試料室ポータルである。このポータルにつ
いては、1989年6月9日出願の米国特許出願36
4,663号、1989年12月8日出願の米国特許出
願447,724号により詳細に記述されている。この
試料室ポータルは、高い信用性、信頼度をもって上記物
質の存在を検出することが可能であるように、発散した
蒸気や微粒子を十分な高濃度で捕獲するようデザインさ
れている。試料空気は何度も循環していて、試料採取時
に少量が抜き取られる。試料採取時又は一時的に試料採
取期間とされる更に長い時間に、外部空気ポンプ又はフ
ァン装置が採取した空気試料を第1及び第2の試料捕集
分析装置へ送り込む。
【0019】第2の態様では、試料採取手段は携帯ワン
ドである。携帯ワンドは、人又は物体の特定の部分(a
rea)から空気試料を採集したり、人や物体から微粒
子を取り除いて、周囲の環境による試料の汚染を防ぎつ
つ、分析のために空気試料へ微粒子物質を導入するため
の試料採取手段である。携帯ワンドは、棒の取り入れ口
にある回転ブラシより成る。回転ブラシは、効果的に人
や対象物に付着しているいかなる微粒子物質も、基本装
置中の真空ファンによって生成された空気流の中に吸い
込む。携帯ワンドは、人や物体と共に実質的に気密を形
成するように、独特にデザインされている。
ドである。携帯ワンドは、人又は物体の特定の部分(a
rea)から空気試料を採集したり、人や物体から微粒
子を取り除いて、周囲の環境による試料の汚染を防ぎつ
つ、分析のために空気試料へ微粒子物質を導入するため
の試料採取手段である。携帯ワンドは、棒の取り入れ口
にある回転ブラシより成る。回転ブラシは、効果的に人
や対象物に付着しているいかなる微粒子物質も、基本装
置中の真空ファンによって生成された空気流の中に吸い
込む。携帯ワンドは、人や物体と共に実質的に気密を形
成するように、独特にデザインされている。
【0020】蒸気及び、又は微粒子を含んでいる空気試
料は、次に第1及び第2の試料捕集分析補助装置に運ば
れる。第3の態様では、試料捕集手段は、自動化された
荷物/小包試料採取室である。自動化された荷物/小包
試料採取室は、物体を取り囲む空気試料を集めたり、物
体の全ての露出表面から微粒子物質を取り除き、空気試
料にその微粒子物質を導入するための試料採取手段であ
る。
料は、次に第1及び第2の試料捕集分析補助装置に運ば
れる。第3の態様では、試料捕集手段は、自動化された
荷物/小包試料採取室である。自動化された荷物/小包
試料採取室は、物体を取り囲む空気試料を集めたり、物
体の全ての露出表面から微粒子物質を取り除き、空気試
料にその微粒子物質を導入するための試料採取手段であ
る。
【0021】自動化荷物/小包試料採取室は、長方形の
終端が開いたトンネル状の形をしている。典型的なもの
は、荷物/小包試料採取室の大きさは、現在空港で使用
されている荷物透視用のX線装置程度の大きさになるで
あろう。自動化荷物/小包試料採取室は、人や物体をト
ンネル内で移動せしめるベルトコンベア、及び物体の全
ての表面上をブラシがけする少なくとも4つのサンプリ
ングヘッドを備える。
終端が開いたトンネル状の形をしている。典型的なもの
は、荷物/小包試料採取室の大きさは、現在空港で使用
されている荷物透視用のX線装置程度の大きさになるで
あろう。自動化荷物/小包試料採取室は、人や物体をト
ンネル内で移動せしめるベルトコンベア、及び物体の全
ての表面上をブラシがけする少なくとも4つのサンプリ
ングヘッドを備える。
【0022】これらのサンプリングヘッドは、露出表面
を掃き、微粒子及び物体から発散するいかなる蒸気をも
サンプル空気の中に導入する。蒸気及び、又は微粒子
は、以後第1及び第2試料捕集分析補助装置に送られ
る。試料手段が複数あることは、短い時間内に、周囲の
空気の一兆分の一くらいの低い濃度の蒸気や微粒子物質
が存在する時、蒸気及び、又は微粒子物質を採集し、第
1、第2試料採取分析補助装置に送ることを可能ならし
める。
を掃き、微粒子及び物体から発散するいかなる蒸気をも
サンプル空気の中に導入する。蒸気及び、又は微粒子
は、以後第1及び第2試料捕集分析補助装置に送られ
る。試料手段が複数あることは、短い時間内に、周囲の
空気の一兆分の一くらいの低い濃度の蒸気や微粒子物質
が存在する時、蒸気及び、又は微粒子物質を採集し、第
1、第2試料採取分析補助装置に送ることを可能ならし
める。
【0023】第1及び第2の試料採取分析補助装置は、
上述の物質の特別なクラスと関係する、発散された蒸気
や微粒子を採集するために用いられる装置である。第1
試料採取分析補助装置は、試料採集器及び、採集された
微粒子を分析のために第1蒸気試料に変換する気化器で
ある。分析の為の第1蒸気試料は、ガスクロマトグラフ
/電子捕獲検出器又はイオン流動性分光器のいずれか、
或いは両方でもよしとする臨時反応型の化学分析器に送
られる。好ましい態様では、イオン流動性分光器を化学
分析器として使用している。第2の試料捕集分析補助装
置は、試料の体積を減じ、試料の濃度を高める一連の工
程を通った濃縮試料を、ガスクロマトグラフ/電子捕獲
検出器又はイオン流動性分光器のいずれか、又はその両
方でもよしとする即時反応型の化学分析器に送る捕集器
及び分析補助装置である。
上述の物質の特別なクラスと関係する、発散された蒸気
や微粒子を採集するために用いられる装置である。第1
試料採取分析補助装置は、試料採集器及び、採集された
微粒子を分析のために第1蒸気試料に変換する気化器で
ある。分析の為の第1蒸気試料は、ガスクロマトグラフ
/電子捕獲検出器又はイオン流動性分光器のいずれか、
或いは両方でもよしとする臨時反応型の化学分析器に送
られる。好ましい態様では、イオン流動性分光器を化学
分析器として使用している。第2の試料捕集分析補助装
置は、試料の体積を減じ、試料の濃度を高める一連の工
程を通った濃縮試料を、ガスクロマトグラフ/電子捕獲
検出器又はイオン流動性分光器のいずれか、又はその両
方でもよしとする即時反応型の化学分析器に送る捕集器
及び分析補助装置である。
【0024】好ましい態様中では、ガスクロマトグラフ
/電子捕獲検出器が、化学分析器として用いられる。こ
の操作の基本方針は、所定の基質への試料の吸着とその
次の所定の熱脱着である。この工程は、空気試料の体積
を減少させ、試料濃度を高める一連の工程を繰り返す。
/電子捕獲検出器が、化学分析器として用いられる。こ
の操作の基本方針は、所定の基質への試料の吸着とその
次の所定の熱脱着である。この工程は、空気試料の体積
を減少させ、試料濃度を高める一連の工程を繰り返す。
【0025】この予備濃縮工程を完全なものにする為
に、精製した試料材料を上述の装置で分析した。この分
析は、様々な物質を同定し、その存在量を決定する。制
御装置は、主な要求が特定物質の存在を報告すること、
そして必要ならばその存在量をも報告する制御データ処
理装置である。本装置はまた、物質のバックグランドと
警戒レベルを区別することができる。
に、精製した試料材料を上述の装置で分析した。この分
析は、様々な物質を同定し、その存在量を決定する。制
御装置は、主な要求が特定物質の存在を報告すること、
そして必要ならばその存在量をも報告する制御データ処
理装置である。本装置はまた、物質のバックグランドと
警戒レベルを区別することができる。
【0026】この装置はまた、マイクロプロセッサー又
はデジタルコンピューターにより駆動する自動制御手段
により、全装置の操作を制御する。この制御装置は、モ
ジュラー化されたプログラミング技法により、いろいろ
な物質を検出するために簡単に再プログラムされる。図
1Aには、本願発明の爆薬検出スクリーニング装置10
のブロックダイヤグラムが示されている。図に示されて
いるように、爆薬検出スクリーニング装置は試料採集手
段20、微粒子採集器及び検出器35から成る第1試料
捕集分析補助装置30、蒸気採集器及び検出器45から
なる第2試料捕集分析補助装置40、及び装置操作の全
てのフェーズを制御する制御、データ処理装置50から
成る。
はデジタルコンピューターにより駆動する自動制御手段
により、全装置の操作を制御する。この制御装置は、モ
ジュラー化されたプログラミング技法により、いろいろ
な物質を検出するために簡単に再プログラムされる。図
1Aには、本願発明の爆薬検出スクリーニング装置10
のブロックダイヤグラムが示されている。図に示されて
いるように、爆薬検出スクリーニング装置は試料採集手
段20、微粒子採集器及び検出器35から成る第1試料
捕集分析補助装置30、蒸気採集器及び検出器45から
なる第2試料捕集分析補助装置40、及び装置操作の全
てのフェーズを制御する制御、データ処理装置50から
成る。
【0027】微粒子採集器及び検出器35、PCADは
サンプル採集器及び蒸気化器SCAV及びガスクロマト
グラフ/電子捕獲検出器又は、イオン移動スペクトロメ
ーター又はその両方でありうる化学分析器を含む。PC
AD35の主要な機能は、目的とする化学化合物の試料
採取手段によって採取した、空気試料の微粒子を採集及
び分析することにある。
サンプル採集器及び蒸気化器SCAV及びガスクロマト
グラフ/電子捕獲検出器又は、イオン移動スペクトロメ
ーター又はその両方でありうる化学分析器を含む。PC
AD35の主要な機能は、目的とする化学化合物の試料
採取手段によって採取した、空気試料の微粒子を採集及
び分析することにある。
【0028】主要な機能は、第1採集及びその微粒子を
SCAV中で蒸気に変換し、以後分析のために化学分析
器にその蒸気を送り込むことによって達成される。微粒
子物質の採集及びその微粒子物質の蒸気化に於いては、
解決されなければならないいろいろな問題がある。第1
の問題は、目的とする微粒子の採集である。
SCAV中で蒸気に変換し、以後分析のために化学分析
器にその蒸気を送り込むことによって達成される。微粒
子物質の採集及びその微粒子物質の蒸気化に於いては、
解決されなければならないいろいろな問題がある。第1
の問題は、目的とする微粒子の採集である。
【0029】いろいろな化合物の微粒子は、いろいろな
大きさを持っており、故に異なった大きさの採集要素が
利用されなければならない。加えてその微粒子は、水蒸
気やほこりの様なより大きな粒子に付着している可能性
がある。特定の空気体積中に、多くのタイプの微粒子が
含まれている可能性があり、採集要素は目的の微粒子だ
けを選択的に吸着するようなものでなければならない。
本発明は、大きさの変化するフィルターメッシュ要素又
はいろいろな微粒子を吸着するためのフィルター要素
に、隣接又はフィルター要素上にある複数の吸着材料を
使用している。
大きさを持っており、故に異なった大きさの採集要素が
利用されなければならない。加えてその微粒子は、水蒸
気やほこりの様なより大きな粒子に付着している可能性
がある。特定の空気体積中に、多くのタイプの微粒子が
含まれている可能性があり、採集要素は目的の微粒子だ
けを選択的に吸着するようなものでなければならない。
本発明は、大きさの変化するフィルターメッシュ要素又
はいろいろな微粒子を吸着するためのフィルター要素
に、隣接又はフィルター要素上にある複数の吸着材料を
使用している。
【0030】第2の問題は、採集された微粒子が蒸気化
されなければならないということである。蒸気化工程
は、非常に重要で複雑な工程である。それぞれ微粒子
は、異なる蒸気化温度を持っており、故に蒸気化温度は
目的の微粒子を効果的に蒸気化し、目標微粒子中の目的
とする分子に過度の熱ダメージを与えないようにするよ
うに、精密に制御されなければならない。
されなければならないということである。蒸気化工程
は、非常に重要で複雑な工程である。それぞれ微粒子
は、異なる蒸気化温度を持っており、故に蒸気化温度は
目的の微粒子を効果的に蒸気化し、目標微粒子中の目的
とする分子に過度の熱ダメージを与えないようにするよ
うに、精密に制御されなければならない。
【0031】遭遇する第3の問題は、濃縮の問題であ
る。最もよい分析の結果をもたらすためには、特定の体
積の空気中の微粒子の濃度をできるだけ高くしなければ
ならない。それ故に、蒸気化工程は、化学分析器に蒸気
化されたサンプルを注入するために利用され、又はキャ
リアガスの利用と結合される。これらの問題の解決と、
及び本発明において解決される他の問題については、S
CAVの詳細な記載の中でより十分に議論される。
る。最もよい分析の結果をもたらすためには、特定の体
積の空気中の微粒子の濃度をできるだけ高くしなければ
ならない。それ故に、蒸気化工程は、化学分析器に蒸気
化されたサンプルを注入するために利用され、又はキャ
リアガスの利用と結合される。これらの問題の解決と、
及び本発明において解決される他の問題については、S
CAVの詳細な記載の中でより十分に議論される。
【0032】蒸気採集器及び検出器45、VCADは、
試料採集器及び予備濃縮器、SCAP、及びガスクロマ
トグラフ/電子捕獲検出器又はイオン流動性分光器のい
ずれか又はその両方である化学分析器を含む。VCAD
45の主要な機能は、サンプル空気を目標の蒸気のため
に採集し、前濃縮し、分析することである。この機能
は、第1の選択的な採集、及びSCAP中の目標分子を
予備濃縮し、次に分析のためにその蒸気を化学分析器に
送ることによって達成される。
試料採集器及び予備濃縮器、SCAP、及びガスクロマ
トグラフ/電子捕獲検出器又はイオン流動性分光器のい
ずれか又はその両方である化学分析器を含む。VCAD
45の主要な機能は、サンプル空気を目標の蒸気のため
に採集し、前濃縮し、分析することである。この機能
は、第1の選択的な採集、及びSCAP中の目標分子を
予備濃縮し、次に分析のためにその蒸気を化学分析器に
送ることによって達成される。
【0033】分析のための蒸気体物質の採集室中で、遭
遇する2つの主要な問題がある。遭遇する第1の問題
は、空気サンプル中の目標蒸気の濃度が低いという問題
である。試料採取室ポータル、携帯ワンド、自動化荷物
/小包試料採取室中で採集されたいかなる特定のサンプ
ル空気中でも、目標の蒸気の濃度は低くなる。それ故
に、1つの濃縮段階中でのSCAPは、目標としない蒸
気を捨てている間、選択的に目標の蒸気を濃縮して濃縮
サンプルとする。
遇する2つの主要な問題がある。遭遇する第1の問題
は、空気サンプル中の目標蒸気の濃度が低いという問題
である。試料採取室ポータル、携帯ワンド、自動化荷物
/小包試料採取室中で採集されたいかなる特定のサンプ
ル空気中でも、目標の蒸気の濃度は低くなる。それ故
に、1つの濃縮段階中でのSCAPは、目標としない蒸
気を捨てている間、選択的に目標の蒸気を濃縮して濃縮
サンプルとする。
【0034】遭遇する第2の問題は、目標蒸気中の分子
に対する熱によるダメージの問題である。濃縮工程は、
目標の蒸気の吸着及びそれに引き続く脱着を伴う。この
工程は、吸収材料から目標の蒸気を脱着するために、あ
る程度の熱を必要とする。もしも必要以上の熱が用いら
れるならば、目標の蒸気中の分子は、破壊又は不当に細
分化されうるし、もしも過度に少量の熱が用いられた場
合、目標の蒸気は脱着されないであろう。他と同様に、
これらの問題の解決は、VCADの詳細な記述中で議論
される。
に対する熱によるダメージの問題である。濃縮工程は、
目標の蒸気の吸着及びそれに引き続く脱着を伴う。この
工程は、吸収材料から目標の蒸気を脱着するために、あ
る程度の熱を必要とする。もしも必要以上の熱が用いら
れるならば、目標の蒸気中の分子は、破壊又は不当に細
分化されうるし、もしも過度に少量の熱が用いられた場
合、目標の蒸気は脱着されないであろう。他と同様に、
これらの問題の解決は、VCADの詳細な記述中で議論
される。
【0035】図1Bは、装置10全体のより詳細なダイ
ヤグラムを描き出す。制御装置50は、装置10の全操
作を制御する格納されたデジタルプログラムを駆動させ
る処理装置51、処理器51と装置10の残りの構成物
との間のインターフェースであるプロセス制御モジュー
ル53、及び採集結果の読み取り及び装置10の状態、
又は現在のステータスを与える表示器55を含む。
ヤグラムを描き出す。制御装置50は、装置10の全操
作を制御する格納されたデジタルプログラムを駆動させ
る処理装置51、処理器51と装置10の残りの構成物
との間のインターフェースであるプロセス制御モジュー
ル53、及び採集結果の読み取り及び装置10の状態、
又は現在のステータスを与える表示器55を含む。
【0036】作動器及びインターフェースユニットモジ
ュール60は、処理装置51からの制御シグナルを装置
10によって用いられる、いろいろな作動器を操作する
電気信号に変換する、複数の制御ユニットの集合体(c
ollection)である。電源装置70は、電源と
して装置10の全ての構成要素によって利用される。電
源装置70は、制御装置50、発動機及びインターフェ
ースユニット60、PCAD35、及びVCAD45に
パワーを供給する。加えて図1Bは、PCAD35及び
VCAD45と共に用いられる、いろいろな分析器80
及び90の使用を描き出す。図1Bに描かれているよう
に、PCAD35はイオン流動性分光器とガスクロマト
グラフ/電子捕獲検出器の結合体80に連結している。
ュール60は、処理装置51からの制御シグナルを装置
10によって用いられる、いろいろな作動器を操作する
電気信号に変換する、複数の制御ユニットの集合体(c
ollection)である。電源装置70は、電源と
して装置10の全ての構成要素によって利用される。電
源装置70は、制御装置50、発動機及びインターフェ
ースユニット60、PCAD35、及びVCAD45に
パワーを供給する。加えて図1Bは、PCAD35及び
VCAD45と共に用いられる、いろいろな分析器80
及び90の使用を描き出す。図1Bに描かれているよう
に、PCAD35はイオン流動性分光器とガスクロマト
グラフ/電子捕獲検出器の結合体80に連結している。
【0037】態様では、イオン流動性分光器のみが用い
られるが、ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器が代わ
りに利用されることも可能であり、その両方の結合した
ものを利用することも可能である。VCAD45は、ガ
スクロマトグラフ/電子捕獲検出器とイオン流動性分光
器の結合体90に連結されている。
られるが、ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器が代わ
りに利用されることも可能であり、その両方の結合した
ものを利用することも可能である。VCAD45は、ガ
スクロマトグラフ/電子捕獲検出器とイオン流動性分光
器の結合体90に連結されている。
【0038】好ましい態様中では、ガスクロマトグラフ
/電子捕獲検出器のみが用いられているが、代わりにイ
オン流動性分光器を利用することも可能であり、又その
2つの結合したものを利用することも可能である。1つ
以上の電子捕獲検出器を1つのガスクロマトグラフと共
に用いることも可能であることを、注意しておくことも
重要である。もしも多数の電子捕獲検出器が用いられる
ならば、それらはカスケードに連結することもできる。
/電子捕獲検出器のみが用いられているが、代わりにイ
オン流動性分光器を利用することも可能であり、又その
2つの結合したものを利用することも可能である。1つ
以上の電子捕獲検出器を1つのガスクロマトグラフと共
に用いることも可能であることを、注意しておくことも
重要である。もしも多数の電子捕獲検出器が用いられる
ならば、それらはカスケードに連結することもできる。
【0039】ガスクロマトグラフは、常に検出のために
揮発性の化合物の分子を分離するのに用いられる装置で
ある。この装置は、固定吸着相を含んでいる体積によっ
て、ガス状移動相の移動を伴う分離技術を用いている。
ガスクロマトグラフィーは、主として定量分析技術とし
て用いられる。ガスクロマトグラフは典型的には、ある
イオンの存在を決定するために用いる、イオン化室であ
る電子捕獲検出器のような最終発見装置と共に用いられ
る。
揮発性の化合物の分子を分離するのに用いられる装置で
ある。この装置は、固定吸着相を含んでいる体積によっ
て、ガス状移動相の移動を伴う分離技術を用いている。
ガスクロマトグラフィーは、主として定量分析技術とし
て用いられる。ガスクロマトグラフは典型的には、ある
イオンの存在を決定するために用いる、イオン化室であ
る電子捕獲検出器のような最終発見装置と共に用いられ
る。
【0040】イオン流動性分光器は、試料分子をイオン
化せしめ、それらが検出器に到達するまでの時間から特
定の分子種を同定する検出装置である。サンプリングチャンバー 人用のサンプリングチャンバーポータルは、人間が本チ
ャンバーを通過して、通常の歩行速度で歩くにつれ、あ
る間隔を置いての空気流で、それからサンプリングポー
トへベーパー(蒸気状)試料及び/又は粒子状の物質を
運び、そのポート部では分析のために収集がされるよう
に設計されたポータルである。そのチャンバーがこうし
た要求にあうように設計されるのに、主に三つの設計上
求められることが存在する。第一に、そのサンプリング
チャンバーポータルは、そのチャンバーを通過する人間
或いは対象物を取り囲んでいる周囲から意味のある試料
(サンプル)を集めるものでなければならない。その第
一の設計上の要求によって出された問題を解決するため
には、そのサンプリングチャンバーは、気持ち良く普通
の大きさの個々の人間がそのチャンバーを通過するに、
充分な大きさでなければならないとすることが必要であ
る。それ故、そのチャンバー内にあるかなりの量の空気
が存在することになり、それは1兆部の大気(空気)当
りほんの二、三部の蒸気状物或いは粒子状物或いはそれ
以下でさえあり得るものである。この希薄であるという
問題に対する解決法は、個々の人又は対象物がそのチャ
ンバーを通過する場合、そのチャンバー中にその周囲の
有意な試料が集められうる時間の間とどまるように、充
分長くそのチャンバーを設計することである。
化せしめ、それらが検出器に到達するまでの時間から特
定の分子種を同定する検出装置である。サンプリングチャンバー 人用のサンプリングチャンバーポータルは、人間が本チ
ャンバーを通過して、通常の歩行速度で歩くにつれ、あ
る間隔を置いての空気流で、それからサンプリングポー
トへベーパー(蒸気状)試料及び/又は粒子状の物質を
運び、そのポート部では分析のために収集がされるよう
に設計されたポータルである。そのチャンバーがこうし
た要求にあうように設計されるのに、主に三つの設計上
求められることが存在する。第一に、そのサンプリング
チャンバーポータルは、そのチャンバーを通過する人間
或いは対象物を取り囲んでいる周囲から意味のある試料
(サンプル)を集めるものでなければならない。その第
一の設計上の要求によって出された問題を解決するため
には、そのサンプリングチャンバーは、気持ち良く普通
の大きさの個々の人間がそのチャンバーを通過するに、
充分な大きさでなければならないとすることが必要であ
る。それ故、そのチャンバー内にあるかなりの量の空気
が存在することになり、それは1兆部の大気(空気)当
りほんの二、三部の蒸気状物或いは粒子状物或いはそれ
以下でさえあり得るものである。この希薄であるという
問題に対する解決法は、個々の人又は対象物がそのチャ
ンバーを通過する場合、そのチャンバー中にその周囲の
有意な試料が集められうる時間の間とどまるように、充
分長くそのチャンバーを設計することである。
【0041】第二に、感度、選択性及び分析される試料
の汚染防止のためには、集められる試料はできうる限り
通常の周囲の環境から分離せしめられなければならな
い。その第二の設計上求められることにより出された問
題を解決するためには、より大きなチャンバーを持つこ
とにより、派生する希薄であるという問題を再度検討す
ることが必要となる。
の汚染防止のためには、集められる試料はできうる限り
通常の周囲の環境から分離せしめられなければならな
い。その第二の設計上求められることにより出された問
題を解決するためには、より大きなチャンバーを持つこ
とにより、派生する希薄であるという問題を再度検討す
ることが必要となる。
【0042】希薄であるという問題はすでにある問題で
あるので、そのチャンバーはできうる限り通常の空気と
内部の空気とが混合することにより、更に希薄になった
り或いは汚染されたりすることを防止するように、独特
の立体的配置或いは内部のエアロダイナミックな点に関
して設計されなければならない。第三の設計上必要とさ
れることは、できるだけ短い時間でできるだけ完全な形
態で、試料を集められなければならない。この第三の設
計上求められることによって与えられた問題を解決する
ためには、上記で考えた問題或いは解決法を考え、そし
てそれらの間のバランスをとることが必要である。個々
の人又は対象物が、そのチャンバー中で過ごす時間は、
意味のある試料を集めうるように充分長いものでなけれ
ばならないが、歩行者等の通行を不当に遅らせるもので
ある程長いものであってはならない。第二に、希薄であ
るという問題があるので、通常の周囲環境で汚染される
ことを防止するため、独特の手法でそのチャンバーを設
計した。そしてこの特徴あるデザイン装置は、通常の通
行の流れを妨げてはならない。それ故、その第二の問題
に対する解決法において述べた空気力学的な点は、意味
のある試料を速やかに集められるようなものでなければ
ならない。
あるので、そのチャンバーはできうる限り通常の空気と
内部の空気とが混合することにより、更に希薄になった
り或いは汚染されたりすることを防止するように、独特
の立体的配置或いは内部のエアロダイナミックな点に関
して設計されなければならない。第三の設計上必要とさ
れることは、できるだけ短い時間でできるだけ完全な形
態で、試料を集められなければならない。この第三の設
計上求められることによって与えられた問題を解決する
ためには、上記で考えた問題或いは解決法を考え、そし
てそれらの間のバランスをとることが必要である。個々
の人又は対象物が、そのチャンバー中で過ごす時間は、
意味のある試料を集めうるように充分長いものでなけれ
ばならないが、歩行者等の通行を不当に遅らせるもので
ある程長いものであってはならない。第二に、希薄であ
るという問題があるので、通常の周囲環境で汚染される
ことを防止するため、独特の手法でそのチャンバーを設
計した。そしてこの特徴あるデザイン装置は、通常の通
行の流れを妨げてはならない。それ故、その第二の問題
に対する解決法において述べた空気力学的な点は、意味
のある試料を速やかに集められるようなものでなければ
ならない。
【0043】図2及び3には、サンプリングチャンバー
ポータル100の側面断面図及び正面図が示されてい
る。そのサンプリングチャンバーポータル100は、長
さ約1.83m(約6フィート)、高さ約2.13m
(約7フィート)、そして幅約0.9m(約3フィー
ト)の内部容量を持つ直方体である。この大きさは、普
通の大きさの個人であって、普通の速度で歩いている人
が上記したような意味のある試料を集めるに、充分な時
間であるところの約2〜3秒間そのチャンバー100中
にとどまることを許容するものである。直方体型のチャ
ンバー100は、二つの壁部102a及び102bを有
しており、その壁部はそのチャンバー100の長さだけ
あり、更にチャンバー100は床部104、集束性又は
円錐型の形をした天井部106(その重要性について
は、後程述べる)及び屋根部107を有している。
ポータル100の側面断面図及び正面図が示されてい
る。そのサンプリングチャンバーポータル100は、長
さ約1.83m(約6フィート)、高さ約2.13m
(約7フィート)、そして幅約0.9m(約3フィー
ト)の内部容量を持つ直方体である。この大きさは、普
通の大きさの個人であって、普通の速度で歩いている人
が上記したような意味のある試料を集めるに、充分な時
間であるところの約2〜3秒間そのチャンバー100中
にとどまることを許容するものである。直方体型のチャ
ンバー100は、二つの壁部102a及び102bを有
しており、その壁部はそのチャンバー100の長さだけ
あり、更にチャンバー100は床部104、集束性又は
円錐型の形をした天井部106(その重要性について
は、後程述べる)及び屋根部107を有している。
【0044】歩行の歩行がそのチャンバー100で妨げ
られないで流れるようにするため、いかなる扉も使用さ
れず、二つの壁102a及び102bのみが使用せしめ
られる。壁102a及び102bにとり付けられた手す
り(hand rail)108a及び108bは、そ
れぞれ速やかに且つ安全にそのチャンバー100を通過
する個々の人を助けるためのものである。チャンバー1
00の床104は、必須の部材ではなく、その他の形態
においては、用いられていない。チャンバー100は、
アルミニウム或いはプラスチック物質をはじめとした各
種の物質を用いて構築することができるが、プレキシー
グラス(plexiglass)又はファイバーグラス
のような透明性の物質が好ましく、そうすればチャンバ
ー100を通行する人を観察することができる。加え
て、ビデオカメラ109或いは静止画用電子カメラさ
え、そのチャンバー100を通行する人の姿をとらえ、
集められたデータと一緒に電子的に保存するのに使用さ
れることができよう。
られないで流れるようにするため、いかなる扉も使用さ
れず、二つの壁102a及び102bのみが使用せしめ
られる。壁102a及び102bにとり付けられた手す
り(hand rail)108a及び108bは、そ
れぞれ速やかに且つ安全にそのチャンバー100を通過
する個々の人を助けるためのものである。チャンバー1
00の床104は、必須の部材ではなく、その他の形態
においては、用いられていない。チャンバー100は、
アルミニウム或いはプラスチック物質をはじめとした各
種の物質を用いて構築することができるが、プレキシー
グラス(plexiglass)又はファイバーグラス
のような透明性の物質が好ましく、そうすればチャンバ
ー100を通行する人を観察することができる。加え
て、ビデオカメラ109或いは静止画用電子カメラさ
え、そのチャンバー100を通行する人の姿をとらえ、
集められたデータと一緒に電子的に保存するのに使用さ
れることができよう。
【0045】そのサンプリングチャンバーポータル10
0は、空気循環式で操作せしめられ、その循環している
内部から取り出された唯一の空気は、サンプリングポー
ト118aによるかなりわずかな量の残された空気であ
る。内部の空気は、内部の空気流用ガイド又はジェット
を通して循環せしめられ、円錐型の天井106の中心部
に接続されている40.6cm(約16インチ)×5
0.8cm(約20インチ)×15.2cm(約6イン
チ)の直方型のダクトで、天井106と屋根部107と
の間に設けられた空間に導かれているところの、収集用
ダクト110により集められる。これにより、そのチャ
ンバー100のあらゆる所からおおよそ瞬間、例えば1
秒程でベーパー(蒸気)及び又は粒子状の試料をサンプ
リングポート118aに運ぶことができる、制御された
大量の循環空気流にすることができる。
0は、空気循環式で操作せしめられ、その循環している
内部から取り出された唯一の空気は、サンプリングポー
ト118aによるかなりわずかな量の残された空気であ
る。内部の空気は、内部の空気流用ガイド又はジェット
を通して循環せしめられ、円錐型の天井106の中心部
に接続されている40.6cm(約16インチ)×5
0.8cm(約20インチ)×15.2cm(約6イン
チ)の直方型のダクトで、天井106と屋根部107と
の間に設けられた空間に導かれているところの、収集用
ダクト110により集められる。これにより、そのチャ
ンバー100のあらゆる所からおおよそ瞬間、例えば1
秒程でベーパー(蒸気)及び又は粒子状の試料をサンプ
リングポート118aに運ぶことができる、制御された
大量の循環空気流にすることができる。
【0046】円錐型の天井106は、サンプル空気のた
めの逆ロート型の形状を形成して試料を集めるのに役立
ち、そのロート型の形状は、サンプルを集めるためのよ
り小さな断面部を横切る比較的大量の空気を濃縮するの
に役立つ。低い圧力の動的な帯域が、四つの排気用ファ
ン(そのうち二つは図2に114及び114aとして示
されている)により、その空気は収集用ダクト110を
通して天井部の集合室(プレヌム、plenum)に集
められた時、収集ダクト110の部分に形成せしめられ
る。チャンバー100の各コーナーには、約15cm
(6インチ)の直径のカラム112a−dがある。四つ
のカラム112a−dのそれぞれは、チャンバー100
中に垂直に設けられ、床104から天井106まで伸び
ている。各カラム112a−dは、チャンバー100の
中心に向けて空気流を45度の角度で導くため、長さ約
30cm(1フィート)で、幅約1cm(半インチ)
で、内部の案内用の空間(図示されていない)は、約4
cm(1インチ半)である、六個のスロットを有してい
る。
めの逆ロート型の形状を形成して試料を集めるのに役立
ち、そのロート型の形状は、サンプルを集めるためのよ
り小さな断面部を横切る比較的大量の空気を濃縮するの
に役立つ。低い圧力の動的な帯域が、四つの排気用ファ
ン(そのうち二つは図2に114及び114aとして示
されている)により、その空気は収集用ダクト110を
通して天井部の集合室(プレヌム、plenum)に集
められた時、収集ダクト110の部分に形成せしめられ
る。チャンバー100の各コーナーには、約15cm
(6インチ)の直径のカラム112a−dがある。四つ
のカラム112a−dのそれぞれは、チャンバー100
中に垂直に設けられ、床104から天井106まで伸び
ている。各カラム112a−dは、チャンバー100の
中心に向けて空気流を45度の角度で導くため、長さ約
30cm(1フィート)で、幅約1cm(半インチ)
で、内部の案内用の空間(図示されていない)は、約4
cm(1インチ半)である、六個のスロットを有してい
る。
【0047】カラム112a−dを通しての空気の流れ
は、四個の独立のファン(そのうちの二つは、図2にフ
ァン114及び114aとして示してある)によって作
り出される。四つのファンは、円錐型の天井106の上
側で外側の屋根107の下側のチャンバー中に設けられ
ている。各ファンは、カラム112a−dのうちの一つ
に接続され、各カラム112a−dに1000CFMの
空気を送っている。そのファンの吸入部は、そのファン
が場所を占めているところと同じ空間中に設けられてい
る、共通の集合室(プレヌム)に向けて開けられてい
る。これらの内側に向けての垂直な空気ジェット113
a−dに加えて、床104に沿い、そして壁102a及
び102bに対向して設けられている、側面の空気流用
パイプ116a及び116bに局在化せしめられている
二つの上側に向いた空気ガイド、或いはジェットがあ
る。この側部の空気流用パイプ116a及び116b
は、カラム112a−dに接続せしめられ、それから空
気を受け取っている。それぞれの側部空気流用パイプ1
16a及び116bには、図2に示されているように4
5度の角度でチャンバーの中心部に向けてあり、且つ各
パイプの中心部に設けられている約1cm(半インチ)
×約30cm(12インチ)の空気用スロット(そのう
ちの一つは、117aとして示されている)がある。カ
ラム112a−d及び側部空気流用パイプ116a及び
116bにより作り出される空気流の効果が合わさっ
て、チャンバー100の中心部に動的な高い圧力領域が
作り出される。収集用ダクト110を通して空気を吸引
する循環用ファンは、チャンバー100内で動的な低い
圧力の帯域を作り出し、それは収集用ダクト110に対
して、正味の空気の流れを作り出す。この空気の流れ
は、チャンバーを通過する人又は対象物を取り抜けてき
た流れである。空気サンプルを円錐型の天井106を通
し、且つその収集用ダクト110中へ排出することによ
り作り出される高い圧力領域と低い圧力領域は、大気状
態をバランスさせる作用を持ち、それは外部からの空気
がチャンバー100中に入ってきたり、或いは残るのを
大変少なくする。基本的には、高い圧力領域は空気がチ
ャンバー100中に入ってくることを防止している。動
いている空気の大部分は、収集用ダクト110を通し、
且つ共通のプレヌム中に行き、そのプレヌム中で再度四
つのファンによって、チャンバー100の内部空気とし
て再循環せしめられる。再循環せしめられる空気の一部
は、サンプリングポート118aを通して集められ、そ
のサンプリングポート118aは、パイプ118の開い
た末端部であり、そのパイプ118はチャンバーから次
の処理状能へ選択された試料を移動せしめるために用い
られている;即ち、前もって濃縮し、気化することであ
り、それは後程説明する。現在用いられているパイプ1
18は、ABSプラスチックから作られているが、ステ
ンレススチールのようないかなる適切なパイプ用物質も
使用することができる。
は、四個の独立のファン(そのうちの二つは、図2にフ
ァン114及び114aとして示してある)によって作
り出される。四つのファンは、円錐型の天井106の上
側で外側の屋根107の下側のチャンバー中に設けられ
ている。各ファンは、カラム112a−dのうちの一つ
に接続され、各カラム112a−dに1000CFMの
空気を送っている。そのファンの吸入部は、そのファン
が場所を占めているところと同じ空間中に設けられてい
る、共通の集合室(プレヌム)に向けて開けられてい
る。これらの内側に向けての垂直な空気ジェット113
a−dに加えて、床104に沿い、そして壁102a及
び102bに対向して設けられている、側面の空気流用
パイプ116a及び116bに局在化せしめられている
二つの上側に向いた空気ガイド、或いはジェットがあ
る。この側部の空気流用パイプ116a及び116b
は、カラム112a−dに接続せしめられ、それから空
気を受け取っている。それぞれの側部空気流用パイプ1
16a及び116bには、図2に示されているように4
5度の角度でチャンバーの中心部に向けてあり、且つ各
パイプの中心部に設けられている約1cm(半インチ)
×約30cm(12インチ)の空気用スロット(そのう
ちの一つは、117aとして示されている)がある。カ
ラム112a−d及び側部空気流用パイプ116a及び
116bにより作り出される空気流の効果が合わさっ
て、チャンバー100の中心部に動的な高い圧力領域が
作り出される。収集用ダクト110を通して空気を吸引
する循環用ファンは、チャンバー100内で動的な低い
圧力の帯域を作り出し、それは収集用ダクト110に対
して、正味の空気の流れを作り出す。この空気の流れ
は、チャンバーを通過する人又は対象物を取り抜けてき
た流れである。空気サンプルを円錐型の天井106を通
し、且つその収集用ダクト110中へ排出することによ
り作り出される高い圧力領域と低い圧力領域は、大気状
態をバランスさせる作用を持ち、それは外部からの空気
がチャンバー100中に入ってきたり、或いは残るのを
大変少なくする。基本的には、高い圧力領域は空気がチ
ャンバー100中に入ってくることを防止している。動
いている空気の大部分は、収集用ダクト110を通し、
且つ共通のプレヌム中に行き、そのプレヌム中で再度四
つのファンによって、チャンバー100の内部空気とし
て再循環せしめられる。再循環せしめられる空気の一部
は、サンプリングポート118aを通して集められ、そ
のサンプリングポート118aは、パイプ118の開い
た末端部であり、そのパイプ118はチャンバーから次
の処理状能へ選択された試料を移動せしめるために用い
られている;即ち、前もって濃縮し、気化することであ
り、それは後程説明する。現在用いられているパイプ1
18は、ABSプラスチックから作られているが、ステ
ンレススチールのようないかなる適切なパイプ用物質も
使用することができる。
【0048】四つのカラム112a−d及び二つの側面
空気流用パイプ116a及び116bは、四つの独立し
たファンにより供給された空気を、別々のそして一定の
方向に向けられた空気ジェットの流れとして送るための
一つの実施態様を示すものである。そのファンは、ガイ
ド用の空隙又はノズルを備えた種々の形態のプレヌム又
はエアーダクトに接続され、そこに存在する空気をジェ
ット流にすることができる。加えて、ガイド用空隙又は
ノズルをも備えた区画化された中空の壁部は、ファンか
らの空気を別々で且つ一定の方向に向けられた空気のジ
ェット流にするための、それとは異なるやり方として用
いることができる。
空気流用パイプ116a及び116bは、四つの独立し
たファンにより供給された空気を、別々のそして一定の
方向に向けられた空気ジェットの流れとして送るための
一つの実施態様を示すものである。そのファンは、ガイ
ド用の空隙又はノズルを備えた種々の形態のプレヌム又
はエアーダクトに接続され、そこに存在する空気をジェ
ット流にすることができる。加えて、ガイド用空隙又は
ノズルをも備えた区画化された中空の壁部は、ファンか
らの空気を別々で且つ一定の方向に向けられた空気のジ
ェット流にするための、それとは異なるやり方として用
いることができる。
【0049】空気流をガイド手段に供給する方法、及び
ジェット流を形成せしめる方法は、特に問題のあること
ではないが、そのジェット流の具体的な方向というもの
は大きな意味を持っている。そのサンプリングチェンバ
ー装置100中の空気の容積をそのまま保ちながら、こ
のサンプリングチェンバー装置100を通過する人又は
対象物を取り過ぎて来ることのできる正味の空気流を作
り出すよう、正しくジェット流の角度及び方向を保つこ
とは重要である。
ジェット流を形成せしめる方法は、特に問題のあること
ではないが、そのジェット流の具体的な方向というもの
は大きな意味を持っている。そのサンプリングチェンバ
ー装置100中の空気の容積をそのまま保ちながら、こ
のサンプリングチェンバー装置100を通過する人又は
対象物を取り過ぎて来ることのできる正味の空気流を作
り出すよう、正しくジェット流の角度及び方向を保つこ
とは重要である。
【0050】手持ち式ワンド(wand) 手持ち式ワンド(ハンドヘルド棒)は、個々の人又は対
象物の特定の場所からサンプル用空気を集めるため、及
び人又は対象物から粒子状物質を取り除くか、或いは粒
子状物質をサンプル用空気に入れるための装置であり、
それはサンプル用空気が通常の周囲環境からの不適切な
汚染を受けることを防止しながらされるものである。サ
ンプリングチャンバーポータルは、個々の人の周囲を取
り巻くベーパーを集めたり、人からの粒子を掃き寄せる
一方、手持ち式ワンドは、個人又は対象体の特定のとこ
ろからベーパー或いは粒子状の物質を含んでいる、より
濃縮せしめられたサンプル用空気を集めるものである。
象物の特定の場所からサンプル用空気を集めるため、及
び人又は対象物から粒子状物質を取り除くか、或いは粒
子状物質をサンプル用空気に入れるための装置であり、
それはサンプル用空気が通常の周囲環境からの不適切な
汚染を受けることを防止しながらされるものである。サ
ンプリングチャンバーポータルは、個々の人の周囲を取
り巻くベーパーを集めたり、人からの粒子を掃き寄せる
一方、手持ち式ワンドは、個人又は対象体の特定のとこ
ろからベーパー或いは粒子状の物質を含んでいる、より
濃縮せしめられたサンプル用空気を集めるものである。
【0051】図4を見ると、そこには手持ち式ワンド2
00の底面図が示してある。手持ち式ワンドは、基本的
には二つの主要な部分、頭部210とハンドル部240
からなるものである。頭部210及びハンドル部240
は、回転式ジイント部223によって結合せしめられて
おり、そのジイント部は、頭部210が到達し難いとこ
ろ、或いは困難性のある角度に回転することができるよ
うになしている。頭部210は、その頭部210の入口
ポート部214の中に配置された回転ブラシ212を備
えている。回転ブラシ212は、人又は対象物に付着し
ている粒子状物を掃き集め、取り去るために用いられ
る。その回転式ブラシ212は、駆動用ベルト218に
よりエアータービン216でもって動かされている。エ
アータービン216は、頭部210の出口端に対して配
置せしめられており、タービン216のタービンのハネ
上の空気の流れで駆動されている。タービン216を駆
動する空気の流れは、第二のサンプル収集及び分析用サ
ブシステムに配置された吸引用ファンによって、生起せ
しめられている。この吸引ファンは、試料採取の間サン
プル空気を吸引するのに用いられる。試料採取の詳しい
説明は、後程詳しく説明する。サンプル空気の採取及び
吸引は、ベーパー及び粒子状物質の両方を含有している
サンプル空気を作り出すために一緒になされる。
00の底面図が示してある。手持ち式ワンドは、基本的
には二つの主要な部分、頭部210とハンドル部240
からなるものである。頭部210及びハンドル部240
は、回転式ジイント部223によって結合せしめられて
おり、そのジイント部は、頭部210が到達し難いとこ
ろ、或いは困難性のある角度に回転することができるよ
うになしている。頭部210は、その頭部210の入口
ポート部214の中に配置された回転ブラシ212を備
えている。回転ブラシ212は、人又は対象物に付着し
ている粒子状物を掃き集め、取り去るために用いられ
る。その回転式ブラシ212は、駆動用ベルト218に
よりエアータービン216でもって動かされている。エ
アータービン216は、頭部210の出口端に対して配
置せしめられており、タービン216のタービンのハネ
上の空気の流れで駆動されている。タービン216を駆
動する空気の流れは、第二のサンプル収集及び分析用サ
ブシステムに配置された吸引用ファンによって、生起せ
しめられている。この吸引ファンは、試料採取の間サン
プル空気を吸引するのに用いられる。試料採取の詳しい
説明は、後程詳しく説明する。サンプル空気の採取及び
吸引は、ベーパー及び粒子状物質の両方を含有している
サンプル空気を作り出すために一緒になされる。
【0052】問題の各種の物質のいくらかは、これらの
物質と一緒になってやって来る人又は対象物に、「付着
性残留物(sticky residue)」又は「付
着性粒子物(sticky particulat
e)」を残しているということは、重要なことである。
それ故にそれらを取り除くため、物理的にそれを個々の
人又は対象物から集めることが必要である。
物質と一緒になってやって来る人又は対象物に、「付着
性残留物(sticky residue)」又は「付
着性粒子物(sticky particulat
e)」を残しているということは、重要なことである。
それ故にそれらを取り除くため、物理的にそれを個々の
人又は対象物から集めることが必要である。
【0053】「付着性粒子物」とは、特定の群の標的物
質からのものである、即ちプラスチック性の爆発性のも
の、例えば軍事用の高い爆発物C4、DM−12及びS
EMTEXといったものである。これらの粒子状物は、
非常に低い蒸気圧を示すことから蒸気検出器では検知で
きないので、それらを集めることは重要である。代表的
には、これらの爆発性物は通常の爆発性のものより、1
0,000〜1,000,000倍低い蒸気圧を持って
いる。それ故、もしその粒子状物それ自体が収集せしめ
られないなら、これらの爆発性のものの存在を検知する
ことは、事実上不可能である。これら特殊な爆発物は、
その爆発物と接触した場合、何であろうとそこに残って
いる粘着性残留物を残さずに扱うことはできない。これ
らの現象の詳しい説明は、分析の項で記載する。
質からのものである、即ちプラスチック性の爆発性のも
の、例えば軍事用の高い爆発物C4、DM−12及びS
EMTEXといったものである。これらの粒子状物は、
非常に低い蒸気圧を示すことから蒸気検出器では検知で
きないので、それらを集めることは重要である。代表的
には、これらの爆発性物は通常の爆発性のものより、1
0,000〜1,000,000倍低い蒸気圧を持って
いる。それ故、もしその粒子状物それ自体が収集せしめ
られないなら、これらの爆発性のものの存在を検知する
ことは、事実上不可能である。これら特殊な爆発物は、
その爆発物と接触した場合、何であろうとそこに残って
いる粘着性残留物を残さずに扱うことはできない。これ
らの現象の詳しい説明は、分析の項で記載する。
【0054】サンプル空気を吸い取るために用いられる
吸入用ファンは、70〜85CFMの流速にすることが
できる。この速度の流れは、手持ち式ワンド200が、
荷物の一部の横に対して押し受けられた時、約292c
m〜約356cm(115インチ〜140インチ)の水
を持ち上げることのできる減圧度になり、手持ち式ワン
ド200が約2.5cm(1インチ)の口部を通して、
通常の周囲の環境に開かれた時、約84cm〜約102
cm(33インチ〜40インチ)の水を持ち上げること
のできる減圧度になる。実験によれば、この減圧度は、
手持ち式ワンド200が布製又はビナル(vinal)
スーツケスを通して、並びに爆発物を隠すプラスチック
製のバッグの側面を通して、ベーパーを吸引することが
できることが判明した。意味のあるサンプル蒸気が集め
られるか否かは、当初のサンプルの濃度及び特定の容器
の孔の存否に依存している。
吸入用ファンは、70〜85CFMの流速にすることが
できる。この速度の流れは、手持ち式ワンド200が、
荷物の一部の横に対して押し受けられた時、約292c
m〜約356cm(115インチ〜140インチ)の水
を持ち上げることのできる減圧度になり、手持ち式ワン
ド200が約2.5cm(1インチ)の口部を通して、
通常の周囲の環境に開かれた時、約84cm〜約102
cm(33インチ〜40インチ)の水を持ち上げること
のできる減圧度になる。実験によれば、この減圧度は、
手持ち式ワンド200が布製又はビナル(vinal)
スーツケスを通して、並びに爆発物を隠すプラスチック
製のバッグの側面を通して、ベーパーを吸引することが
できることが判明した。意味のあるサンプル蒸気が集め
られるか否かは、当初のサンプルの濃度及び特定の容器
の孔の存否に依存している。
【0055】入口部214は、固い物質、例えば硬質プ
ラスチック又は金属から形成されたエッジ部220から
なっている。これらのエッジ部220が、人又は対象物
上の裂け目に押しつけられることができるようなスプリ
ングが取り付けられた機構で、入口ポート部214に取
り付けられている。これは、エッジ部220の外側の突
出部(ペリメーター,perimeter)上に配置せ
しめられた柔らかい弾性物質からなる、シール用エッジ
222が対象物と接触せしめられ、シールされて減圧状
態を与え、周囲の雰囲気によりサンプル空気が汚染され
ることを防ぐことを可能にする。
ラスチック又は金属から形成されたエッジ部220から
なっている。これらのエッジ部220が、人又は対象物
上の裂け目に押しつけられることができるようなスプリ
ングが取り付けられた機構で、入口ポート部214に取
り付けられている。これは、エッジ部220の外側の突
出部(ペリメーター,perimeter)上に配置せ
しめられた柔らかい弾性物質からなる、シール用エッジ
222が対象物と接触せしめられ、シールされて減圧状
態を与え、周囲の雰囲気によりサンプル空気が汚染され
ることを防ぐことを可能にする。
【0056】頭部210は、導管224及び回転自在の
ジョイント部223を介して、ハンドル部240に接続
されている。前に述べたように、このジョイント部はあ
る所への頭部210が容易に接近できるようにするよう
な回転自在の結合部である。導管部224は、ハンドル
部240の長さを突き抜けて通っており、そこの次はフ
レキシブルになっている。それは、手持ち式ワンド20
0を第一及び第二の試料採取、並びに分析用サブシステ
ムに接続しており、集められたサンプル空気を予め濃縮
及び/又は蒸気化(これは前記したように、後程説明す
る)するための、これらサブシステムに移送する中ので
ある。パイプ224とハンドル部242の接続部もま
た、回転自在式の接続で動きが自由になるようにされて
てよい。
ジョイント部223を介して、ハンドル部240に接続
されている。前に述べたように、このジョイント部はあ
る所への頭部210が容易に接近できるようにするよう
な回転自在の結合部である。導管部224は、ハンドル
部240の長さを突き抜けて通っており、そこの次はフ
レキシブルになっている。それは、手持ち式ワンド20
0を第一及び第二の試料採取、並びに分析用サブシステ
ムに接続しており、集められたサンプル空気を予め濃縮
及び/又は蒸気化(これは前記したように、後程説明す
る)するための、これらサブシステムに移送する中ので
ある。パイプ224とハンドル部242の接続部もま
た、回転自在式の接続で動きが自由になるようにされて
てよい。
【0057】図5を見てみると、手持ち式ワンド200
の側面図が示されており、ハンドル部240の形状が良
くわかるようにされている。ハンドル部240は、パイ
プ224がそれを通して通っている主要部242と、使
用者がそれでもって持つグリップ部244とからなって
いる。コントロール用ケーブル246は、グリップ部2
44を通って通っており、コントロール及びデータ処理
システム(後程説明される)から手持ち式ワンド200
のコントロール部及び、表示部へコントロール及びシグ
ナル表示ワイヤーの全てを導いている。図6は、手持ち
式ワンド200の上面図を示すもので、コントロールパ
ネル248及び表示パネル250をも示している。コン
トロールパネル及び表示パネルは、離れた位置から検知
スクリーニングシステムを操作するために用いられう
る。
の側面図が示されており、ハンドル部240の形状が良
くわかるようにされている。ハンドル部240は、パイ
プ224がそれを通して通っている主要部242と、使
用者がそれでもって持つグリップ部244とからなって
いる。コントロール用ケーブル246は、グリップ部2
44を通って通っており、コントロール及びデータ処理
システム(後程説明される)から手持ち式ワンド200
のコントロール部及び、表示部へコントロール及びシグ
ナル表示ワイヤーの全てを導いている。図6は、手持ち
式ワンド200の上面図を示すもので、コントロールパ
ネル248及び表示パネル250をも示している。コン
トロールパネル及び表示パネルは、離れた位置から検知
スクリーニングシステムを操作するために用いられう
る。
【0058】コントロールパネル248は、単一サイク
ルの機能、連続的なサイクルの機能、間隔(ポウズ)の
ある機能及び検知及びスクリーニングシステムをリセッ
トする機能を操作するために用いられるコントロールス
イッチを持っている。単一サイクル、連続サイクル及び
ポウズの機能は、標的物質を集めることと連動せしめら
れている。リセット機能は、アラーム状態後システムを
再度最初の状態に戻すために用いられる。表示パネル2
50は、アラーム表示領域と数字表示領域とからなって
いる。アラーム表示領域は、標的物質が第一のサンプル
収集及び分析用サブシステムによって、或いは第二のサ
ンプル収集及び分析用サブシステム、或いはその両方に
よって検知されているのか否かを示すのに用いられる。
加えて、アラーム表示部は、標的化合物が検知されたこ
とをシステムの使用者に示すオーディオアラームを有し
ている。数字表示領域は、通常採取された試料と関連づ
けられた同定された数値を表示するために用いられる
が、アラームを発する試料の同定された数値を表示する
のに使いられてもよい。自動荷物/小包サンプリングチャンバー 自動荷物/小包サンプリングチャンバーは、対象物を取
り巻いている空気のサンプルを集めるための装置、又は
対象物の表面から粒子状物を取り出し、そしてサンプル
空気中に粒子状物を導入するための装置である。手持ち
式ワンドのように、自動荷物/小包サンプリングチャン
バーは、サンプリングチャンバーポータルよりベーパ
ー、或いは粒子状物を含んでいる空気からより濃縮され
たサンプルを集めるものである。手持ち式ワンドでの場
合のように、自動荷物/小包サンプリングチャンバー
は、対象物から直接空気のサンプルを集めるための手段
を有している。
ルの機能、連続的なサイクルの機能、間隔(ポウズ)の
ある機能及び検知及びスクリーニングシステムをリセッ
トする機能を操作するために用いられるコントロールス
イッチを持っている。単一サイクル、連続サイクル及び
ポウズの機能は、標的物質を集めることと連動せしめら
れている。リセット機能は、アラーム状態後システムを
再度最初の状態に戻すために用いられる。表示パネル2
50は、アラーム表示領域と数字表示領域とからなって
いる。アラーム表示領域は、標的物質が第一のサンプル
収集及び分析用サブシステムによって、或いは第二のサ
ンプル収集及び分析用サブシステム、或いはその両方に
よって検知されているのか否かを示すのに用いられる。
加えて、アラーム表示部は、標的化合物が検知されたこ
とをシステムの使用者に示すオーディオアラームを有し
ている。数字表示領域は、通常採取された試料と関連づ
けられた同定された数値を表示するために用いられる
が、アラームを発する試料の同定された数値を表示する
のに使いられてもよい。自動荷物/小包サンプリングチャンバー 自動荷物/小包サンプリングチャンバーは、対象物を取
り巻いている空気のサンプルを集めるための装置、又は
対象物の表面から粒子状物を取り出し、そしてサンプル
空気中に粒子状物を導入するための装置である。手持ち
式ワンドのように、自動荷物/小包サンプリングチャン
バーは、サンプリングチャンバーポータルよりベーパ
ー、或いは粒子状物を含んでいる空気からより濃縮され
たサンプルを集めるものである。手持ち式ワンドでの場
合のように、自動荷物/小包サンプリングチャンバー
は、対象物から直接空気のサンプルを集めるための手段
を有している。
【0059】図7を見てみると、自動荷物/小包サンプ
リングチャンバー300の基本構造が示されている。自
動荷物/小包サンプリングチャンバー300は、直方体
型で末端が開口したトンネル構造のものである。しかし
ながら、チャンバー300の大きさは、種々の大きさと
してよいが、今日空港において用いられている荷物検査
用X線装置の大きさに適合するように選ぶのが便利であ
る。
リングチャンバー300の基本構造が示されている。自
動荷物/小包サンプリングチャンバー300は、直方体
型で末端が開口したトンネル構造のものである。しかし
ながら、チャンバー300の大きさは、種々の大きさと
してよいが、今日空港において用いられている荷物検査
用X線装置の大きさに適合するように選ぶのが便利であ
る。
【0060】この具体例では、自動荷物/小包サンプリ
ングチャンバーはおおよそ長さ1.8m(6フィー
ト)、幅96.5cm(38インチ)、高さ81cm
(32インチ)のものである。自動荷物/小包サンプリ
ングチャンバー300は、コンベヤーベルト350上に
設置され、そのコンベヤーベルトは、約3〜7秒(この
範囲は所望により、延長されてよい)の範囲の間試料採
取されうるように、荷物又は小包を移動する速度でその
チャンバー300を通過せしめて、荷物又は小包を運搬
するのに用いられるものである。自動荷物/小包サンプ
リングチャンバー300は、また少なくとも四つの自動
サンプリングヘッド310、320、330及び340
からなっており、そのヘッドはサンプル空気を集めるの
に用いられる。
ングチャンバーはおおよそ長さ1.8m(6フィー
ト)、幅96.5cm(38インチ)、高さ81cm
(32インチ)のものである。自動荷物/小包サンプリ
ングチャンバー300は、コンベヤーベルト350上に
設置され、そのコンベヤーベルトは、約3〜7秒(この
範囲は所望により、延長されてよい)の範囲の間試料採
取されうるように、荷物又は小包を移動する速度でその
チャンバー300を通過せしめて、荷物又は小包を運搬
するのに用いられるものである。自動荷物/小包サンプ
リングチャンバー300は、また少なくとも四つの自動
サンプリングヘッド310、320、330及び340
からなっており、そのヘッドはサンプル空気を集めるの
に用いられる。
【0061】四つの自動サンプリングヘッド310、3
20、330及び340は、それぞれ問題の荷物、その
他の対象物から「付着性(sticky)」粒子状物を
取り出すのに用いられる回転ブラシを有している。第一
の自動サンプリングヘッド310は、図8に示されてい
るように、コンベヤーベルト350の直前のチャンバー
300入口部に配置せしめられている。第一の自動サン
プリングヘッド310の入口部は、チャンバー300の
幅全体に広がっており、回転式ブラシが穏やかに荷物又
は小包302の底部からベーパー又は粒子状物を掃き集
め、吸引することを、コンベヤーベルト350の上に押
されているようにしながらなすようにセットされてい
る。前でも述べたように、各種の問題とされる物質は、
それが接触した対象物の上に「付着性残留物(stic
ky residue)」を残しており、それ故対象物
から粒状物を掃き集めることが必要である。第一の自動
サンプリングヘッド310は、パイプ又は導管312を
通して、カラムプレヌム(図示されていない)にバルブ
で結合されている。第二の自動サンプリングヘッド32
0は、チャンバー300の入口部の内側にサンプリング
チャンバー300のルーフにヒンジで結合せしめられて
いる。典型的なサンプリングヘッド320の代表例は、
図9に示してある。第二の自動サンプリングヘッド32
0の入口部は、サンプリングチャンバー300の幅全体
に広がっており、荷物又は小包302がサンプリングチ
ャンバー300を通って移動するにつれ、その第二のサ
ンプリングヘッド320は、荷物又は小包302の上部
からベーパーを掃き集め、吸引する。第二の自動サンプ
リングヘッド320は、サンプリングチャンバー300
のルーフ部にパラレーバー(paralever)アー
ム321及び323の二つの対のものによって、結合せ
しめられている。第一及び第二のオフセットスプリング
325及び327は、荷物の通路にサンプリングヘッド
を押し付けるために、パラレバーアーム321及び32
3のそれぞれのセットの間に取り付けられている。そし
てそれは、荷物がチャンバーを通過していくにつれて、
サンプリングヘッド320と荷物又は小包302の間に
ぴったりとくっつく。オフセットスプリング325及び
327は、パラレバーアーム321及び323が上方に
押されると、荷物又は小包302に強く接触するように
第二の自動サンプリングヘッド320を保つものであ
る。第二の自動サンプリングヘッド320は、パイプ又
は導管322を通った共通プレヌムにバルブで結合して
いる。
20、330及び340は、それぞれ問題の荷物、その
他の対象物から「付着性(sticky)」粒子状物を
取り出すのに用いられる回転ブラシを有している。第一
の自動サンプリングヘッド310は、図8に示されてい
るように、コンベヤーベルト350の直前のチャンバー
300入口部に配置せしめられている。第一の自動サン
プリングヘッド310の入口部は、チャンバー300の
幅全体に広がっており、回転式ブラシが穏やかに荷物又
は小包302の底部からベーパー又は粒子状物を掃き集
め、吸引することを、コンベヤーベルト350の上に押
されているようにしながらなすようにセットされてい
る。前でも述べたように、各種の問題とされる物質は、
それが接触した対象物の上に「付着性残留物(stic
ky residue)」を残しており、それ故対象物
から粒状物を掃き集めることが必要である。第一の自動
サンプリングヘッド310は、パイプ又は導管312を
通して、カラムプレヌム(図示されていない)にバルブ
で結合されている。第二の自動サンプリングヘッド32
0は、チャンバー300の入口部の内側にサンプリング
チャンバー300のルーフにヒンジで結合せしめられて
いる。典型的なサンプリングヘッド320の代表例は、
図9に示してある。第二の自動サンプリングヘッド32
0の入口部は、サンプリングチャンバー300の幅全体
に広がっており、荷物又は小包302がサンプリングチ
ャンバー300を通って移動するにつれ、その第二のサ
ンプリングヘッド320は、荷物又は小包302の上部
からベーパーを掃き集め、吸引する。第二の自動サンプ
リングヘッド320は、サンプリングチャンバー300
のルーフ部にパラレーバー(paralever)アー
ム321及び323の二つの対のものによって、結合せ
しめられている。第一及び第二のオフセットスプリング
325及び327は、荷物の通路にサンプリングヘッド
を押し付けるために、パラレバーアーム321及び32
3のそれぞれのセットの間に取り付けられている。そし
てそれは、荷物がチャンバーを通過していくにつれて、
サンプリングヘッド320と荷物又は小包302の間に
ぴったりとくっつく。オフセットスプリング325及び
327は、パラレバーアーム321及び323が上方に
押されると、荷物又は小包302に強く接触するように
第二の自動サンプリングヘッド320を保つものであ
る。第二の自動サンプリングヘッド320は、パイプ又
は導管322を通った共通プレヌムにバルブで結合して
いる。
【0062】図10に示されているように、第三及び第
四の自動サンプリングヘッド330及び340は、第二
の自動サンプリングヘッド320で邪魔されないよう
に、サンプリングチャンバー300の反応の側にヒンジ
を介して接続されている。第三及び第四のサンプリング
ヘッド330及び340は、スプリングの力で或いはセ
ンサー又はサーボ(図示されていない)を用いることに
より、荷物又は小包302の側面をサンプリングヘッド
によって、優しく掃き集めるようにして自動的に荷物又
は小包302の幅に調節されている。第三及び第四のサ
ンプリングヘッド330及び340は、パイプ又は導管
332及び342を介して、共通のマニホールドにバル
ブで結合している。
四の自動サンプリングヘッド330及び340は、第二
の自動サンプリングヘッド320で邪魔されないよう
に、サンプリングチャンバー300の反応の側にヒンジ
を介して接続されている。第三及び第四のサンプリング
ヘッド330及び340は、スプリングの力で或いはセ
ンサー又はサーボ(図示されていない)を用いることに
より、荷物又は小包302の側面をサンプリングヘッド
によって、優しく掃き集めるようにして自動的に荷物又
は小包302の幅に調節されている。第三及び第四のサ
ンプリングヘッド330及び340は、パイプ又は導管
332及び342を介して、共通のマニホールドにバル
ブで結合している。
【0063】荷物又は小包のサンプリング処理は、三つ
のサンプリング処理工程からなっている。先ず第一に、
荷物又は小包302はサンプリングチャンバー300の
入口部に配置された、第一の自動サンプリングヘッド3
10を通って動いて行く。この工程の間、吸引ファンで
あって、第二のサンプル収集及び分析用サブシステム中
に配置されているファンによって形成せしめられた吸引
処理及び空気流は、このサンプリングヘッド310に全
体的に委ねられる。このサンプリング工程でのバルブシ
ステム(図示されていない)は、残りのサンプリングヘ
ッド320、330及び340に対するバルブを閉じて
いる間、サンプリングヘッド310用のバルブを共通の
マニホールドに対して、オープン状態にしている。第二
のサンプリング工程において、第二の自動サンプリング
ヘッド320は、働くようにせしめられる。荷物又は小
包は、サンプリングチャンバー300中のセットポイン
トまで到達した時、第二のサンプリングヘッド320は
そのセンサーで作動を始められる。共通するマニホール
ドへの空気流をコントロールするバルブ(図示されてい
ない)は、オープンにせしめられ、第二の自動サンプリ
ングヘッド320に導くバルブは、残りのサンプリング
ヘッド310、330及び340と接続したバルブが閉
じられている間、オープンにせしめられている。空気流
及び吸引処理は、第二の自動サンプリングヘッド320
に全体的に委ねられている。第三及び最終の工程におい
て、第三、及び第四のサンプリングヘッド330及び3
40は、その作動が開始せしめられる。荷物302又は
小包が、サンプリングチャンバー300の別のセットポ
イントに到達すると、第三及び第四のサンプリングヘッ
ド330及び340は、その委ねられたセンサーによっ
て、その作動を開始せしめられる。この最終工程におい
て、そのバルブシステムは、これら二つの自動サンプリ
ングヘッド330及び340からのみ空気流及び吸引物
を与える。荷物302又は小包がコンベヤーベルト35
0上に乗って進行して動いていくと、第三及び第四のサ
ンプリングヘッド330及び340が、荷物302の側
面側に閉じ、ゆるやかにベーパー及び粒状物をブラッシ
ングして引き寄せる。サンプル空気を吸引するために用
いられるバキュームファンは、それぞれのサンプリング
ヘッドのところで70〜85CFMの流速で回転するこ
とができるものであり、それはそのサンプリングヘッド
が荷物の継ぎ目、或いは閉じ金具からベーパーを吸引す
ることを可能にしている。それはまた、爆発物を包み隠
しているのに用いられるプラスチック物質並びに、布製
又はビナル製スーツケースからベーパーを吸引するであ
ろう。意味のあるベーパー試料が集められるか否かは、
当初のサンプルの濃度及び特定の容器の穴の有無によっ
て異なる。
のサンプリング処理工程からなっている。先ず第一に、
荷物又は小包302はサンプリングチャンバー300の
入口部に配置された、第一の自動サンプリングヘッド3
10を通って動いて行く。この工程の間、吸引ファンで
あって、第二のサンプル収集及び分析用サブシステム中
に配置されているファンによって形成せしめられた吸引
処理及び空気流は、このサンプリングヘッド310に全
体的に委ねられる。このサンプリング工程でのバルブシ
ステム(図示されていない)は、残りのサンプリングヘ
ッド320、330及び340に対するバルブを閉じて
いる間、サンプリングヘッド310用のバルブを共通の
マニホールドに対して、オープン状態にしている。第二
のサンプリング工程において、第二の自動サンプリング
ヘッド320は、働くようにせしめられる。荷物又は小
包は、サンプリングチャンバー300中のセットポイン
トまで到達した時、第二のサンプリングヘッド320は
そのセンサーで作動を始められる。共通するマニホール
ドへの空気流をコントロールするバルブ(図示されてい
ない)は、オープンにせしめられ、第二の自動サンプリ
ングヘッド320に導くバルブは、残りのサンプリング
ヘッド310、330及び340と接続したバルブが閉
じられている間、オープンにせしめられている。空気流
及び吸引処理は、第二の自動サンプリングヘッド320
に全体的に委ねられている。第三及び最終の工程におい
て、第三、及び第四のサンプリングヘッド330及び3
40は、その作動が開始せしめられる。荷物302又は
小包が、サンプリングチャンバー300の別のセットポ
イントに到達すると、第三及び第四のサンプリングヘッ
ド330及び340は、その委ねられたセンサーによっ
て、その作動を開始せしめられる。この最終工程におい
て、そのバルブシステムは、これら二つの自動サンプリ
ングヘッド330及び340からのみ空気流及び吸引物
を与える。荷物302又は小包がコンベヤーベルト35
0上に乗って進行して動いていくと、第三及び第四のサ
ンプリングヘッド330及び340が、荷物302の側
面側に閉じ、ゆるやかにベーパー及び粒状物をブラッシ
ングして引き寄せる。サンプル空気を吸引するために用
いられるバキュームファンは、それぞれのサンプリング
ヘッドのところで70〜85CFMの流速で回転するこ
とができるものであり、それはそのサンプリングヘッド
が荷物の継ぎ目、或いは閉じ金具からベーパーを吸引す
ることを可能にしている。それはまた、爆発物を包み隠
しているのに用いられるプラスチック物質並びに、布製
又はビナル製スーツケースからベーパーを吸引するであ
ろう。意味のあるベーパー試料が集められるか否かは、
当初のサンプルの濃度及び特定の容器の穴の有無によっ
て異なる。
【0064】共通のマニホールド(図示されていない)
は、第一及び第二サンプル収集及び分析用サブシステム
に結合せしめられている。一つの具体的態様において、
各自動サンプリングヘッド310、320、330及び
340によって集められたサンプル空気は、直接に第一
及び第二のサンプル収集及び分析用サブシステムに送ら
れ、かくして三つの別々の分析が特定の荷物302にな
される。一つの具体的な態様においては、四つの自動サ
ンプリングヘッド310、320、330及び340の
全てで集められたサンプル空気は集められ、次に単一の
分析のための第一及び第二のサンプル収集及び分析用サ
ブシステムに送られる。第一のサンプル収集及び分析用サブシステム 第一のサンプル収集及び分析用サブシステム400(こ
れは図11Aに示されている)は、粒子状物の収集及び
検出器である。それは、サンプリング装置(これはサン
プリングチャンバーポータルを介しての歩行者の歩行
部、手持ち式ワンド或いは自動荷物/小包サンプリング
チャンバーのいずれかである)と、第二のサンプル収集
及び分析用サブシステム500との間のライン中に設け
られている。PCAD400は、サンプルコレクター及
び気化装置410及び化学分析装置460(これは、ガ
スクロマトグラフィー/電子捕獲検知器、GC/EC
D、又はイオン移動度スペクトロメーターIMS又はそ
れらの両方であってよい)からなっている。PCAD4
00は、問題の化学物質をサンプリングする三つの装置
のうちの一つにおいて、集められたサンプル空気中の粒
子状物を収集分析するために用いられる。これは先ず、
SCAV410中で集した粒子状物をベーパーに変換
し、次に分析のためそのベーパーを化学的分析器460
に送るものである。化学的分析器460の二つのタイプ
と一緒に操作するところのSCAV410の詳しい説明
は、次の項で行う。サンプルコレクター及び気化器(SCAV) SCAVは、三つのサンプリング装置及び第二のサンプ
ル収集及び分析用サブシステム500のいずれかの間の
ライン上に配置されている。SCAV410は、PCA
D400を介して三つのサンプリング装置のうちの一つ
から、第二のサンプル収集及び分析用サブシステムまで
動くにつれ、空気流から粒子状サンプルを集め、それを
気化せしめるために用いられる。SCAV410は、三
つのサンプリング装置のいずれかまでのびて、且つそれ
に連結しているパイプ402によって空気流を供給され
ている。サンプリング中の間、高い吸引力のあるファン
404は、三つのサンプリング装置のうちの一つからサ
ンプル空気を吸引し、それにより空気流をSCAV41
0に流させている。吸引ファン404は、吸引側のパイ
プ402に連結され、そのファン404の出口は、普通
の周囲環境に向けられたベントあるいは排気システムに
接続せしめられている。
は、第一及び第二サンプル収集及び分析用サブシステム
に結合せしめられている。一つの具体的態様において、
各自動サンプリングヘッド310、320、330及び
340によって集められたサンプル空気は、直接に第一
及び第二のサンプル収集及び分析用サブシステムに送ら
れ、かくして三つの別々の分析が特定の荷物302にな
される。一つの具体的な態様においては、四つの自動サ
ンプリングヘッド310、320、330及び340の
全てで集められたサンプル空気は集められ、次に単一の
分析のための第一及び第二のサンプル収集及び分析用サ
ブシステムに送られる。第一のサンプル収集及び分析用サブシステム 第一のサンプル収集及び分析用サブシステム400(こ
れは図11Aに示されている)は、粒子状物の収集及び
検出器である。それは、サンプリング装置(これはサン
プリングチャンバーポータルを介しての歩行者の歩行
部、手持ち式ワンド或いは自動荷物/小包サンプリング
チャンバーのいずれかである)と、第二のサンプル収集
及び分析用サブシステム500との間のライン中に設け
られている。PCAD400は、サンプルコレクター及
び気化装置410及び化学分析装置460(これは、ガ
スクロマトグラフィー/電子捕獲検知器、GC/EC
D、又はイオン移動度スペクトロメーターIMS又はそ
れらの両方であってよい)からなっている。PCAD4
00は、問題の化学物質をサンプリングする三つの装置
のうちの一つにおいて、集められたサンプル空気中の粒
子状物を収集分析するために用いられる。これは先ず、
SCAV410中で集した粒子状物をベーパーに変換
し、次に分析のためそのベーパーを化学的分析器460
に送るものである。化学的分析器460の二つのタイプ
と一緒に操作するところのSCAV410の詳しい説明
は、次の項で行う。サンプルコレクター及び気化器(SCAV) SCAVは、三つのサンプリング装置及び第二のサンプ
ル収集及び分析用サブシステム500のいずれかの間の
ライン上に配置されている。SCAV410は、PCA
D400を介して三つのサンプリング装置のうちの一つ
から、第二のサンプル収集及び分析用サブシステムまで
動くにつれ、空気流から粒子状サンプルを集め、それを
気化せしめるために用いられる。SCAV410は、三
つのサンプリング装置のいずれかまでのびて、且つそれ
に連結しているパイプ402によって空気流を供給され
ている。サンプリング中の間、高い吸引力のあるファン
404は、三つのサンプリング装置のうちの一つからサ
ンプル空気を吸引し、それにより空気流をSCAV41
0に流させている。吸引ファン404は、吸引側のパイ
プ402に連結され、そのファン404の出口は、普通
の周囲環境に向けられたベントあるいは排気システムに
接続せしめられている。
【0065】SCAV410は、回転している円型のプ
レート412、収集用チャンバー414、気化用チャン
バー416、クリーン化のためのチャンバー418から
なっている。収集チャンバー、気化チャンバー及びクリ
ーン用チャンバー414、416及び418は、第一及
び第二の固定化されたSCAVプレート420及び、4
22の結合により形成せしめられる。第一及び第二の固
定化SCAVプレートの各々は、三つのチャンバー41
4、416及び418の各々のおおよそ半分の容量から
なっている。第一及び第二の固定化SCAVプレート4
20及び422は、収集チャンバー414、気化用チャ
ンバー416及びクリーン用チャンバー418が、互い
に離れて120°となるように配置せしめられる。回転
している円型のプレート412は、第一及び第二の固定
化されたプレート420及び422の間に置かれてお
り、それらの間で回転可能に取り付けられている。回転
している円型プレート412は、三つの円型の穴412
a、412b及び412cを有し、その三つの穴は12
0°ずつ等しい間隔で離して置かれ、3メッシュのフィ
ルターエレメント426a、426b及び426cで覆
われている。回転している円型プレート412上の三つ
のフィルターエレメント426a、b及びcの配置は、
図12に示してある。回転式の円型のプレート412
は、モーター428により各サンプリング時間の間12
0°の回転をして、メッシュのフィルターエレメント4
26a、b及びcの各々は、収集チャンバー414、気
化チャンバー416あるいはクリーン用チャンバー41
8のいずれか一つの位置を、いかなるサンプリング時間
の間も占めている。回転式円型プレート412を回転す
るのに用いられるモーター428は、ギアーヘッドモー
ターであり、それはPCADアクチュエーターユニット
によってコントロールされており、そのユニットは後程
詳しく説明されるコントロール、並びにデータ処理シス
テムの構成の一部をなすものである。ステッパーモータ
ー(stepper motor)もまた用いることが
できる。それぞれの回転が完了すると、レバー機構43
2(これはソレノイド430により駆動される)は、第
一及び第二の固定SCAVプレート420及び422を
一緒に引張り、その結果三つのフィルターエレメント4
26a、b、cのうちの各々は、特定のサンプリング期
間の間、三つのチャンバー414、416及び418の
いずれかの中で密封されていることになる。ソレノイド
430及びレバー機構432は、PCADアクチュエー
ターユニットによりコントロールされている。三つのフ
ィルターエレメント426a、b及びcは、空気に関し
て、三つのチャンバー414、416及び418のそれ
ぞれにおいて完全に密封される。空気に関しての密封性
は、三つのチャンバー414、416及び418のそれ
ぞれを取り囲んでいる、O−リングシールによって達成
されている。O−リングシールは、チャンバーのペリメ
ーターの周囲に置かれており、より正確には第一及び第
二の固定SCAVプレート420及び422のそれぞれ
の中の、ハーフチャンバーのそれぞれの周囲に置かれて
いる。SCAV410の構造操作法を完全に説明するた
め、回転式円型プレート412の360°全部の回転を
説明する。
レート412、収集用チャンバー414、気化用チャン
バー416、クリーン化のためのチャンバー418から
なっている。収集チャンバー、気化チャンバー及びクリ
ーン用チャンバー414、416及び418は、第一及
び第二の固定化されたSCAVプレート420及び、4
22の結合により形成せしめられる。第一及び第二の固
定化SCAVプレートの各々は、三つのチャンバー41
4、416及び418の各々のおおよそ半分の容量から
なっている。第一及び第二の固定化SCAVプレート4
20及び422は、収集チャンバー414、気化用チャ
ンバー416及びクリーン用チャンバー418が、互い
に離れて120°となるように配置せしめられる。回転
している円型のプレート412は、第一及び第二の固定
化されたプレート420及び422の間に置かれてお
り、それらの間で回転可能に取り付けられている。回転
している円型プレート412は、三つの円型の穴412
a、412b及び412cを有し、その三つの穴は12
0°ずつ等しい間隔で離して置かれ、3メッシュのフィ
ルターエレメント426a、426b及び426cで覆
われている。回転している円型プレート412上の三つ
のフィルターエレメント426a、b及びcの配置は、
図12に示してある。回転式の円型のプレート412
は、モーター428により各サンプリング時間の間12
0°の回転をして、メッシュのフィルターエレメント4
26a、b及びcの各々は、収集チャンバー414、気
化チャンバー416あるいはクリーン用チャンバー41
8のいずれか一つの位置を、いかなるサンプリング時間
の間も占めている。回転式円型プレート412を回転す
るのに用いられるモーター428は、ギアーヘッドモー
ターであり、それはPCADアクチュエーターユニット
によってコントロールされており、そのユニットは後程
詳しく説明されるコントロール、並びにデータ処理シス
テムの構成の一部をなすものである。ステッパーモータ
ー(stepper motor)もまた用いることが
できる。それぞれの回転が完了すると、レバー機構43
2(これはソレノイド430により駆動される)は、第
一及び第二の固定SCAVプレート420及び422を
一緒に引張り、その結果三つのフィルターエレメント4
26a、b、cのうちの各々は、特定のサンプリング期
間の間、三つのチャンバー414、416及び418の
いずれかの中で密封されていることになる。ソレノイド
430及びレバー機構432は、PCADアクチュエー
ターユニットによりコントロールされている。三つのフ
ィルターエレメント426a、b及びcは、空気に関し
て、三つのチャンバー414、416及び418のそれ
ぞれにおいて完全に密封される。空気に関しての密封性
は、三つのチャンバー414、416及び418のそれ
ぞれを取り囲んでいる、O−リングシールによって達成
されている。O−リングシールは、チャンバーのペリメ
ーターの周囲に置かれており、より正確には第一及び第
二の固定SCAVプレート420及び422のそれぞれ
の中の、ハーフチャンバーのそれぞれの周囲に置かれて
いる。SCAV410の構造操作法を完全に説明するた
め、回転式円型プレート412の360°全部の回転を
説明する。
【0066】回転式円型プレート412の360°の一
つの回転に対応する、三つのサンプリング時間を説明す
るため、フィルターエレメント426aは収集チャンバ
ー414の内側にあり、フィルターエレメント426b
は気化用チャンバー416の内側にあり、フィルターエ
レメント426cはクリーン用チャンバー418の内側
に、そのシステムをスタートした時にあるものとする。
この位置では、フィルターエレメント426a及び穴4
12aは、パイプ402を持つラインに直接位置し、フ
ィルターエレメント426aは選択的捕集、より正確に
はサンプリング時間の間、三つのサンプリング装置のい
ずれかから吸引した、物理的にトラップされた標的粒子
状物を捕集することができる。この吸い込まれた粒子状
物は、フィルターエレメント426a上に物理的にトラ
ップ又は吸着せしめられる。フィルターエレメント42
6a、b及びcのより詳しい説明は、後程なす。三つの
サンプリング装置のいずれかによって集められたベーパ
ーは、フィルターエレメント426aを通過せしめら
れ、濃縮のため第二のサンプル収集及び分析用サブシス
テム500に直接導かれる。フィルターエレメント42
6a、b及びcは、特定の大きさの粒子を収集し、ベー
パーは容易にそれを通過させることができるような、メ
ッシュサイズのもの種々用いることができる。この第一
のサンプリング時間が終了すると、ソレノイド430は
コントロール及びデータ処理システムによって駆動さ
れ、レバー機構432で第一及び第二固定SCAVプレ
ート420及び422を分離せしめる。一旦第一及び第
二の固定SCAVプレート420及び422の分離が終
了すると、ギアヘッドモーター428はコントロール及
びデータ処理システムの、PCADアクチュエーターユ
ニットによって作動せしめられる。そしてモーターは、
フィルターエレメント426aの置かれているところ
へ、120°回転して円型のプレート412を回し、気
化チャンバー416の内側にトラップされた粒子状物を
移動せしめ、一方フィルターエレメント426bはクリ
ーニングチャンバー418の内側に置かれ、フィルター
エレメント426cは収集用チャンバー414の内側に
配置せしめられる。
つの回転に対応する、三つのサンプリング時間を説明す
るため、フィルターエレメント426aは収集チャンバ
ー414の内側にあり、フィルターエレメント426b
は気化用チャンバー416の内側にあり、フィルターエ
レメント426cはクリーン用チャンバー418の内側
に、そのシステムをスタートした時にあるものとする。
この位置では、フィルターエレメント426a及び穴4
12aは、パイプ402を持つラインに直接位置し、フ
ィルターエレメント426aは選択的捕集、より正確に
はサンプリング時間の間、三つのサンプリング装置のい
ずれかから吸引した、物理的にトラップされた標的粒子
状物を捕集することができる。この吸い込まれた粒子状
物は、フィルターエレメント426a上に物理的にトラ
ップ又は吸着せしめられる。フィルターエレメント42
6a、b及びcのより詳しい説明は、後程なす。三つの
サンプリング装置のいずれかによって集められたベーパ
ーは、フィルターエレメント426aを通過せしめら
れ、濃縮のため第二のサンプル収集及び分析用サブシス
テム500に直接導かれる。フィルターエレメント42
6a、b及びcは、特定の大きさの粒子を収集し、ベー
パーは容易にそれを通過させることができるような、メ
ッシュサイズのもの種々用いることができる。この第一
のサンプリング時間が終了すると、ソレノイド430は
コントロール及びデータ処理システムによって駆動さ
れ、レバー機構432で第一及び第二固定SCAVプレ
ート420及び422を分離せしめる。一旦第一及び第
二の固定SCAVプレート420及び422の分離が終
了すると、ギアヘッドモーター428はコントロール及
びデータ処理システムの、PCADアクチュエーターユ
ニットによって作動せしめられる。そしてモーターは、
フィルターエレメント426aの置かれているところ
へ、120°回転して円型のプレート412を回し、気
化チャンバー416の内側にトラップされた粒子状物を
移動せしめ、一方フィルターエレメント426bはクリ
ーニングチャンバー418の内側に置かれ、フィルター
エレメント426cは収集用チャンバー414の内側に
配置せしめられる。
【0067】気化用チャンバー416は、その特定のフ
ィルターエレメントが気化用チャンバー416を占有し
た時、フィルターエレメント426aに接続している一
対の電気ターミナル413を含んでいる、密封されたチ
ャンバーである。その一対の電気ターミナル413は、
特定量の抵抗熱を生成させ、収集した粒子状物を効率的
に気化せしめるため、そのフィルターエレメント426
aに直接コンピューター制御電流を供給する。電流は、
コントロール及びデータ処理システムによってコントロ
ールされている。
ィルターエレメントが気化用チャンバー416を占有し
た時、フィルターエレメント426aに接続している一
対の電気ターミナル413を含んでいる、密封されたチ
ャンバーである。その一対の電気ターミナル413は、
特定量の抵抗熱を生成させ、収集した粒子状物を効率的
に気化せしめるため、そのフィルターエレメント426
aに直接コンピューター制御電流を供給する。電流は、
コントロール及びデータ処理システムによってコントロ
ールされている。
【0068】実験によれば、250ミリ秒の瞬間的加熱
で標的物質は気化せしめられ、その気化用チャンバー4
16に非常な短時間のうちにガスの圧力を瞬間的に上昇
せしめ、それはサンプルのコントロールされた量を化学
的分析器460中に蒸気化し、注入するのを助けるよう
に作用することがわかった。瞬間的な加熱及び気化処理
がなされると、ガス供給装置434から少量のキャリヤ
ーガスが連続的にガスライン436を通して、気化チャ
ンバー416中に供給される。そのガスの流れは、化学
的分析器460に気化せしめられた粒子状物からの分子
を掃き集める、又は運搬するのに用いられる。好ましい
具体例においては、使用されるガスは不活性ガスであ
る。しかしながら、他の非反応性のガスも使用すること
ができる。一つの具体的な態様においては、気化用チャ
ンバー416は、化学的分析器460に直接接続せしめ
られ、キャリアーガスは化学的分析器460中に直接気
化せしめられた物質、又は第一のサンプルを吹き払うも
のであり、そして第二の具体的態様においては、三方バ
ルブ438が気化チャンバー416と化学的分析器46
0との間のインターフェイスとして利用される。パイプ
437は、サンプルを気化チャンバー416から化学的
分析器460へ、直接に又は三方バルブ438を通して
運搬するものである。
で標的物質は気化せしめられ、その気化用チャンバー4
16に非常な短時間のうちにガスの圧力を瞬間的に上昇
せしめ、それはサンプルのコントロールされた量を化学
的分析器460中に蒸気化し、注入するのを助けるよう
に作用することがわかった。瞬間的な加熱及び気化処理
がなされると、ガス供給装置434から少量のキャリヤ
ーガスが連続的にガスライン436を通して、気化チャ
ンバー416中に供給される。そのガスの流れは、化学
的分析器460に気化せしめられた粒子状物からの分子
を掃き集める、又は運搬するのに用いられる。好ましい
具体例においては、使用されるガスは不活性ガスであ
る。しかしながら、他の非反応性のガスも使用すること
ができる。一つの具体的な態様においては、気化用チャ
ンバー416は、化学的分析器460に直接接続せしめ
られ、キャリアーガスは化学的分析器460中に直接気
化せしめられた物質、又は第一のサンプルを吹き払うも
のであり、そして第二の具体的態様においては、三方バ
ルブ438が気化チャンバー416と化学的分析器46
0との間のインターフェイスとして利用される。パイプ
437は、サンプルを気化チャンバー416から化学的
分析器460へ、直接に又は三方バルブ438を通して
運搬するものである。
【0069】図20は、PCADユニットの好ましい具
体的態様のための分析器460を、図式で示すものであ
る。イオン移動度スペクトロメーター460は、コレク
タープレート461、シャッターグリッド462及びリ
ペラ−プレート463を備え、それは3,000ボルト
のバイアス源464により負荷が与えられている。IM
S装置は、通常の方法でドリフト領域465を横切って
の電流の勾配を与える、一連の導電及び絶縁リングから
作られている。ニッケル63のリンのリング466は、
反応チャンバー467の中間のイオン化源として提供さ
れる。ニッケル63は、PCADユニット中で気化され
た問題の分子を、イオン化するための低エネルギー電子
を放出するベータエミッターである。
体的態様のための分析器460を、図式で示すものであ
る。イオン移動度スペクトロメーター460は、コレク
タープレート461、シャッターグリッド462及びリ
ペラ−プレート463を備え、それは3,000ボルト
のバイアス源464により負荷が与えられている。IM
S装置は、通常の方法でドリフト領域465を横切って
の電流の勾配を与える、一連の導電及び絶縁リングから
作られている。ニッケル63のリンのリング466は、
反応チャンバー467の中間のイオン化源として提供さ
れる。ニッケル63は、PCADユニット中で気化され
た問題の分子を、イオン化するための低エネルギー電子
を放出するベータエミッターである。
【0070】図20に図示されたイオン移動度スペクト
ロメーター460は、新しいサンプルを4〜6秒ごとに
分析しうるように設計された、高い効率のサイクル装置
である。通常のマススペクトロメーターは、低効率サイ
クルでPCAD分析器に適したものであるが、イオン移
動度スペクトロメーターは、高い効率のサイクルにとっ
てよりよい選択を示している。PCAD装置は、プラス
チック爆発物、例えばC4、DM12及びSemtex
の微細粒子を分析及び検知することを意図されており、
その爆発物はそのうちに含まれるRDX及びPETNに
よって分析して、同定されうるものである。しかしなが
ら、プラスチック性爆発物粒子は、ポリマー類、油状物
及び可塑剤の実質的な量を爆発性結晶物に加えて含有し
ており、高い効率サイクル環境下で、通常のGC/MS
検出器は、望まれない汚染物でもって満たされることに
なるかも知れない。加えて、通常のMS/MS及びAP
I/MS装置(これは操作するには、高い減圧度を必要
とする)は、高い効率サイクルから飽和されることにな
り、それらの正確性が損なわれることになるかも知れな
い。本発明のイオン移動度スペクトロメーターにおいて
は、気化された粒子状物はフラッシュ気化チャンバー4
16から、反応チャンバー467中へチューブ437を
通して導入される。ドリフトガスは、装置のコレクター
端でポート部468を通して導入され、そしてプラスチ
ック性爆発物の粒子によって導入された、望ましくない
汚染物を伴って排出ポート部469を通して排出され
る。反応域467においては、気化されたサンプルはニ
ッケル63リングによってイオン化され、イオン化され
た分子は次にシャッターグリッド462によって、ドリ
フト領域465中に送られる。全ての非イオン化分子
(望ましくない大部分の汚染物を含んでいる)は、排出
部469を通して排出される。これは、イオン化された
分子のみがドリフト領域に導入されているので、ドリフ
ト領域465の壁部は高い効率サイクルにより、比較的
クリーンで汚染されていないように維持していることを
意味している。
ロメーター460は、新しいサンプルを4〜6秒ごとに
分析しうるように設計された、高い効率のサイクル装置
である。通常のマススペクトロメーターは、低効率サイ
クルでPCAD分析器に適したものであるが、イオン移
動度スペクトロメーターは、高い効率のサイクルにとっ
てよりよい選択を示している。PCAD装置は、プラス
チック爆発物、例えばC4、DM12及びSemtex
の微細粒子を分析及び検知することを意図されており、
その爆発物はそのうちに含まれるRDX及びPETNに
よって分析して、同定されうるものである。しかしなが
ら、プラスチック性爆発物粒子は、ポリマー類、油状物
及び可塑剤の実質的な量を爆発性結晶物に加えて含有し
ており、高い効率サイクル環境下で、通常のGC/MS
検出器は、望まれない汚染物でもって満たされることに
なるかも知れない。加えて、通常のMS/MS及びAP
I/MS装置(これは操作するには、高い減圧度を必要
とする)は、高い効率サイクルから飽和されることにな
り、それらの正確性が損なわれることになるかも知れな
い。本発明のイオン移動度スペクトロメーターにおいて
は、気化された粒子状物はフラッシュ気化チャンバー4
16から、反応チャンバー467中へチューブ437を
通して導入される。ドリフトガスは、装置のコレクター
端でポート部468を通して導入され、そしてプラスチ
ック性爆発物の粒子によって導入された、望ましくない
汚染物を伴って排出ポート部469を通して排出され
る。反応域467においては、気化されたサンプルはニ
ッケル63リングによってイオン化され、イオン化され
た分子は次にシャッターグリッド462によって、ドリ
フト領域465中に送られる。全ての非イオン化分子
(望ましくない大部分の汚染物を含んでいる)は、排出
部469を通して排出される。これは、イオン化された
分子のみがドリフト領域に導入されているので、ドリフ
ト領域465の壁部は高い効率サイクルにより、比較的
クリーンで汚染されていないように維持していることを
意味している。
【0071】CPU475がプロセスコントロール47
3を始動し、フラッシ気化サイクルを始動した時、それ
はまたサンプル及びホールド回路472をリセットし、
それはグリッドパルスジェネレーター470を始動せし
める。次にグリッドパルスジェネレーター470は、次
に25ミリ秒毎に一連のトリガーグリッド462にパル
スを与え、ドリフト領域465に新しいイオンサンプル
を入れる。コレクタープレート461の出力は増巾さ
れ、アナローグ−デジタルコンバーター471によって
デジタル形態に変換され、その出力はサンプル及びホー
ルド回路472に出される。サンプル及びホールド回路
は、PCADユニット中のフラシュ気化処理と同調し
た、プロセスコントロール473によって初期化せしめ
られる。
3を始動し、フラッシ気化サイクルを始動した時、それ
はまたサンプル及びホールド回路472をリセットし、
それはグリッドパルスジェネレーター470を始動せし
める。次にグリッドパルスジェネレーター470は、次
に25ミリ秒毎に一連のトリガーグリッド462にパル
スを与え、ドリフト領域465に新しいイオンサンプル
を入れる。コレクタープレート461の出力は増巾さ
れ、アナローグ−デジタルコンバーター471によって
デジタル形態に変換され、その出力はサンプル及びホー
ルド回路472に出される。サンプル及びホールド回路
は、PCADユニット中のフラシュ気化処理と同調し
た、プロセスコントロール473によって初期化せしめ
られる。
【0072】その操作下、代表的な効率サイクルは図2
0には図示されていないが、少なくとも収集サイクル、
気化サイクル及び好ましくはクリーンサイクルを含んで
いる。図20に図示されているように、フィルター46
6及び467は、収集チャンバー414及びフラッシュ
気化チャンバー416の間で回転する。フィルターユニ
ット466が収集チャンバー内にその位置を占めると、
前記したような事態の中で粒子状物が優先的に残留す
る。
0には図示されていないが、少なくとも収集サイクル、
気化サイクル及び好ましくはクリーンサイクルを含んで
いる。図20に図示されているように、フィルター46
6及び467は、収集チャンバー414及びフラッシュ
気化チャンバー416の間で回転する。フィルターユニ
ット466が収集チャンバー内にその位置を占めると、
前記したような事態の中で粒子状物が優先的に残留す
る。
【0073】フィルター手段467が、フラシュ気化チ
ャンバー416のうちに位置を占めると、キャリアーガ
スの供給が、導管476を通してフラシュ気化チャンバ
ー416中に入れられる。プロセスコントロール473
は次に、直流電流をフィルター467に与え、フラシュ
気化処理を作動せしめ、前記したようにフィルターを抵
抗熱で加熱する。フラシュ気化処理はおおよそ250ミ
リ秒なされ、同時に導管476を通してチャンバー中に
入ってきた周りのキャリアーガスを加熱しながら、スク
リーン467上に存在する収集粒子状物を気化せしめ
る。ガス及びフラシュ気化チャンバーが加熱されると、
高エネルギーの加熱ガスのパルスがそこに含まれている
問題の分子と共に作り出され、そのパルスは次に注入装
置437を通して分析器460の反応チャンバー467
に動いていく。この領域において、問題の分子は25ミ
リ秒毎にイオン化され、別のサンプルがドリフト領域2
65に付与される。グリッドパルスジェネレーター47
0は、連続的にトリガーグリッド462にパルスを与え
るが、スクリーン467は与えられた効率化サイクルに
おいて、ほんの一度だけ加熱されるか、又は4〜6秒毎
に1度だけ加熱される。
ャンバー416のうちに位置を占めると、キャリアーガ
スの供給が、導管476を通してフラシュ気化チャンバ
ー416中に入れられる。プロセスコントロール473
は次に、直流電流をフィルター467に与え、フラシュ
気化処理を作動せしめ、前記したようにフィルターを抵
抗熱で加熱する。フラシュ気化処理はおおよそ250ミ
リ秒なされ、同時に導管476を通してチャンバー中に
入ってきた周りのキャリアーガスを加熱しながら、スク
リーン467上に存在する収集粒子状物を気化せしめ
る。ガス及びフラシュ気化チャンバーが加熱されると、
高エネルギーの加熱ガスのパルスがそこに含まれている
問題の分子と共に作り出され、そのパルスは次に注入装
置437を通して分析器460の反応チャンバー467
に動いていく。この領域において、問題の分子は25ミ
リ秒毎にイオン化され、別のサンプルがドリフト領域2
65に付与される。グリッドパルスジェネレーター47
0は、連続的にトリガーグリッド462にパルスを与え
るが、スクリーン467は与えられた効率化サイクルに
おいて、ほんの一度だけ加熱されるか、又は4〜6秒毎
に1度だけ加熱される。
【0074】プロセスコントロール473がサンプルの
気化処理を作動せしめると、次にそれはAからDへのコ
ンバーター471の出力をサンプリングする前に、約2
秒間サンプル及びホールド回路472を遅延させる。そ
のサンプル及びホールド回路は、約1/2秒の間作動せ
しめられ、1秒間コレクタープレート461及びA→D
コンバーター471から、約20のスペクトラムスウィ
ープ又はプラスマグラムを受け入れる。サンプル及びホ
ールド回路472が、周期的間隔を置いてコレクタープ
レート461において増巾された出力信号をサンプリン
グし、それを平均化して収集され、且つ平均値化された
信号の代表的デジタルパターンを形成せしめる。平均化
処理時間の終わりに収集されたデジタルパターンは、次
にメモリー中に保存された他のデジタルパターンとCP
U475によって比較される。もしサンプル及びホール
ド回路472中のデジタルパターンとCPUメモリーに
おけるパターンの一つとがマッチすると、CPUはアラ
ーム状態を活性化せしめる。
気化処理を作動せしめると、次にそれはAからDへのコ
ンバーター471の出力をサンプリングする前に、約2
秒間サンプル及びホールド回路472を遅延させる。そ
のサンプル及びホールド回路は、約1/2秒の間作動せ
しめられ、1秒間コレクタープレート461及びA→D
コンバーター471から、約20のスペクトラムスウィ
ープ又はプラスマグラムを受け入れる。サンプル及びホ
ールド回路472が、周期的間隔を置いてコレクタープ
レート461において増巾された出力信号をサンプリン
グし、それを平均化して収集され、且つ平均値化された
信号の代表的デジタルパターンを形成せしめる。平均化
処理時間の終わりに収集されたデジタルパターンは、次
にメモリー中に保存された他のデジタルパターンとCP
U475によって比較される。もしサンプル及びホール
ド回路472中のデジタルパターンとCPUメモリーに
おけるパターンの一つとがマッチすると、CPUはアラ
ーム状態を活性化せしめる。
【0075】好ましい具体的態様においては、RDX及
びPETN分子からのスペクトルに対するデジタルパタ
ーンは、CPUメモリ475中に保存されている。もし
ガスクロマトグラフィー/電子捕獲検出器が化学的分析
器460として用いられるなら、6ポートバルブ600
は図11Cに図示されているように、気化チャンバー4
16と化学的分析器460の間のインターフェースとし
て用いられる。具体的な態様において、気化工程は前に
記載したものと一致する。しかし、キャリアーガスは気
化せしめられた物質を6ポートバルブ600中に、直接
化学的分析器460へ或いは三方バルブ438を通す代
わりに掃き出す。6ポートバルブは、気化せしめられた
サンプルからより大きな揮発性或いはより小さな揮発性
のベーパーを発散させるため、及びGCによる分離処理
に関し、問題のサンプル蒸気を残留させるために用いら
れる。不要な蒸気の排出は、GCをつまらさないように
するため望ましいか、あるいは不当にサイクル時間を延
長せしめないため望ましい。
びPETN分子からのスペクトルに対するデジタルパタ
ーンは、CPUメモリ475中に保存されている。もし
ガスクロマトグラフィー/電子捕獲検出器が化学的分析
器460として用いられるなら、6ポートバルブ600
は図11Cに図示されているように、気化チャンバー4
16と化学的分析器460の間のインターフェースとし
て用いられる。具体的な態様において、気化工程は前に
記載したものと一致する。しかし、キャリアーガスは気
化せしめられた物質を6ポートバルブ600中に、直接
化学的分析器460へ或いは三方バルブ438を通す代
わりに掃き出す。6ポートバルブは、気化せしめられた
サンプルからより大きな揮発性或いはより小さな揮発性
のベーパーを発散させるため、及びGCによる分離処理
に関し、問題のサンプル蒸気を残留させるために用いら
れる。不要な蒸気の排出は、GCをつまらさないように
するため望ましいか、あるいは不当にサイクル時間を延
長せしめないため望ましい。
【0076】図13A及び13Bには6ポートバルブの
作動状態が図示されており、その6ポートバルブ600
が占めている二つの位置を表している。インターフェイ
スコントロールユニット(それはコントロール及びデー
タ処理システムの一部である)は、ステッパーモーター
からなっており、二つの位置の間で6ポートバルブ60
0をスイッチすることができる。
作動状態が図示されており、その6ポートバルブ600
が占めている二つの位置を表している。インターフェイ
スコントロールユニット(それはコントロール及びデー
タ処理システムの一部である)は、ステッパーモーター
からなっており、二つの位置の間で6ポートバルブ60
0をスイッチすることができる。
【0077】いずれの位置においても、ポート部の対の
みが直接せしめられる。位置1においては(図13Bに
おいて図示されている)、ポート部1及び2、3及び4
そして5及び6は接続せしめられており、位置2におい
ては(図13Aに図示されている)、ポート部2及び
3、4及び5、そして6及び1が接続せしめられてい
る。位置2は、負荷位置中に吸着−脱着チューブ604
を配置している。図11Bに示されているガス流のライ
ン436は、図13A中で610で示されるポート部6
へ内部通路608を通して、そのガスが自動的に流され
るところのバルブ600の図13Aで、606で示され
たポート部1へ気化された標的物質及びいくらかの存在
しうる汚染物質を含有するガスを運搬する。
みが直接せしめられる。位置1においては(図13Bに
おいて図示されている)、ポート部1及び2、3及び4
そして5及び6は接続せしめられており、位置2におい
ては(図13Aに図示されている)、ポート部2及び
3、4及び5、そして6及び1が接続せしめられてい
る。位置2は、負荷位置中に吸着−脱着チューブ604
を配置している。図11Bに示されているガス流のライ
ン436は、図13A中で610で示されるポート部6
へ内部通路608を通して、そのガスが自動的に流され
るところのバルブ600の図13Aで、606で示され
たポート部1へ気化された標的物質及びいくらかの存在
しうる汚染物質を含有するガスを運搬する。
【0078】ポート部6とポート部3の間で、外的な吸
着/脱着用のチューブ604は接続せしめられ、そのチ
ューブのところを標的物質及びいくらかの少量の汚染物
質を含有するガスは通される。チューブ604の内側の
吸収用物質は、気体状態の標的分子に特異的に向けられ
たものである。それ故、キャリアーガス及び汚染物質が
チューブ604を通って、ポート3(612で示してあ
る)を通ると一方で、標的物質はチューブ604内で吸
着される。キャリアーガス及び汚染物質は、ポート3
(図13Aでは612で示してある)からポート2(図
13Aでは614で示してある)まで内部通路616を
通って流れ、排出ライン618を通って外界へ排出され
る。第二のガス供給装置620から供給された純粋なキ
ャリアーガスは、ライン624を通ってポート4(62
2で示してある)中に供給される。純粋なキャリアーガ
スは、ポート4(622で示される)からポート5(6
26で示される)まで、内部通路628を通って自動的
に流される。次にキャリアーガスはポート5(626で
示される)から、化学的分析器460へライン630を
通って流される。化学的分析器460(これはガスクロ
マトグラフィーを含有している)は、連続的なガス流を
操作性を維持するために要求する。6ポートバルブ60
0を使用すると、純粋なキャリアーガスが、吸着/脱着
チューブ604が吸着サイクルにある場合にも、連続的
に化学的分析器460中に供給されることが可能とな
る。
着/脱着用のチューブ604は接続せしめられ、そのチ
ューブのところを標的物質及びいくらかの少量の汚染物
質を含有するガスは通される。チューブ604の内側の
吸収用物質は、気体状態の標的分子に特異的に向けられ
たものである。それ故、キャリアーガス及び汚染物質が
チューブ604を通って、ポート3(612で示してあ
る)を通ると一方で、標的物質はチューブ604内で吸
着される。キャリアーガス及び汚染物質は、ポート3
(図13Aでは612で示してある)からポート2(図
13Aでは614で示してある)まで内部通路616を
通って流れ、排出ライン618を通って外界へ排出され
る。第二のガス供給装置620から供給された純粋なキ
ャリアーガスは、ライン624を通ってポート4(62
2で示してある)中に供給される。純粋なキャリアーガ
スは、ポート4(622で示される)からポート5(6
26で示される)まで、内部通路628を通って自動的
に流される。次にキャリアーガスはポート5(626で
示される)から、化学的分析器460へライン630を
通って流される。化学的分析器460(これはガスクロ
マトグラフィーを含有している)は、連続的なガス流を
操作性を維持するために要求する。6ポートバルブ60
0を使用すると、純粋なキャリアーガスが、吸着/脱着
チューブ604が吸着サイクルにある場合にも、連続的
に化学的分析器460中に供給されることが可能とな
る。
【0079】吸着サイクルの終わりでは、コントロール
及びデータ処理システムのインターフェイスコントロー
ルユニットは、次に自動的に6ポートバルブ600を位
置1(これは図13Bに示されているように、脱着モー
ドである)に、スイッチ切り換えをなす。ポート1(図
13Bでは606で示されている)は、依然としてライ
ン436を通して、ガス供給装置434からガスを受け
入れている。しかしながら、ポート1(606で示され
ている)からポート2(614で示されている)までの
内部通路632を通ってガスは流れ、排出ライン618
を通って大気中に排出される。ポート4(622で示さ
れている)は、純粋なキャリアーガスを供給器620か
らライン624(それはポート3(612で示される)
へ内部通路634を通って流れる)を介して注入する。
前記したように、ポート3(612で示される)及びポ
ート6(610で示される)は、外部の吸着/脱着チュ
ーブ604を通って接続せしめられているが、この位置
ではキャリアーガスは反対方向にチューブ604を通っ
て流れている。それ故チューブ604が脱着温度まで加
熱されると、ガスは脱着された標的物質を吹き払い、そ
れをポート6(610として示される)へ、実質的に汚
染物のない状態で送る。ポート6(610で示される)
から、標的物質はポート5(626で示される)へ、内
部通路636を通ってそして化学的分析器460へライ
ン630を通って流される。外部吸着/脱着チューブ6
04は、弁本体から電気絶縁され、気化した標的物質を
吸着する最善の特性を有する吸着用材料の選択された量
を含有する。このチューブ604の末端に高電流の接続
が行われ、図13A及び13B中電気ライン640及び
642として示される。ライン640及び642は、コ
ントロールされた電流源644に他の末端に接続され
る。コントロールされた電流源644は、インターフェ
イスコントロールユニットによってコントロールされ
る。熱電対646が図13A及び13B中チューブ60
4に付けられて示される。前述したこの熱電対646
は、吸着のため正しい温度を達成するようにチューブ6
04の温度の上昇を監視する。標的物質、汚染物質及び
過剰のガスを含有するガス試料は、チューブ604を通
り、それは冷たく、そして吸着剤物質は標的物質に対し
て強い吸着剤であるように選択されているので、試料の
大部分はポート6に近い末端において吸着される。汚染
物質はそれより弱く吸着され、その故にそれらの吸着は
チューブ604の長さ全体にわたる。また、汚染物質は
強くは吸着されないので、それらの大部分はチューブを
通過して排気孔618に至り、棄てられる。
及びデータ処理システムのインターフェイスコントロー
ルユニットは、次に自動的に6ポートバルブ600を位
置1(これは図13Bに示されているように、脱着モー
ドである)に、スイッチ切り換えをなす。ポート1(図
13Bでは606で示されている)は、依然としてライ
ン436を通して、ガス供給装置434からガスを受け
入れている。しかしながら、ポート1(606で示され
ている)からポート2(614で示されている)までの
内部通路632を通ってガスは流れ、排出ライン618
を通って大気中に排出される。ポート4(622で示さ
れている)は、純粋なキャリアーガスを供給器620か
らライン624(それはポート3(612で示される)
へ内部通路634を通って流れる)を介して注入する。
前記したように、ポート3(612で示される)及びポ
ート6(610で示される)は、外部の吸着/脱着チュ
ーブ604を通って接続せしめられているが、この位置
ではキャリアーガスは反対方向にチューブ604を通っ
て流れている。それ故チューブ604が脱着温度まで加
熱されると、ガスは脱着された標的物質を吹き払い、そ
れをポート6(610として示される)へ、実質的に汚
染物のない状態で送る。ポート6(610で示される)
から、標的物質はポート5(626で示される)へ、内
部通路636を通ってそして化学的分析器460へライ
ン630を通って流される。外部吸着/脱着チューブ6
04は、弁本体から電気絶縁され、気化した標的物質を
吸着する最善の特性を有する吸着用材料の選択された量
を含有する。このチューブ604の末端に高電流の接続
が行われ、図13A及び13B中電気ライン640及び
642として示される。ライン640及び642は、コ
ントロールされた電流源644に他の末端に接続され
る。コントロールされた電流源644は、インターフェ
イスコントロールユニットによってコントロールされ
る。熱電対646が図13A及び13B中チューブ60
4に付けられて示される。前述したこの熱電対646
は、吸着のため正しい温度を達成するようにチューブ6
04の温度の上昇を監視する。標的物質、汚染物質及び
過剰のガスを含有するガス試料は、チューブ604を通
り、それは冷たく、そして吸着剤物質は標的物質に対し
て強い吸着剤であるように選択されているので、試料の
大部分はポート6に近い末端において吸着される。汚染
物質はそれより弱く吸着され、その故にそれらの吸着は
チューブ604の長さ全体にわたる。また、汚染物質は
強くは吸着されないので、それらの大部分はチューブを
通過して排気孔618に至り、棄てられる。
【0080】固体又は液体基材上ガス又は蒸気の熱脱着
の望ましい特性は、この方法が高度に熱感受性であり、
そして熱依存性であることができることである。特定の
温度において脱着される物質の量は、その物理的及び化
学的特性及び吸着用物質の物理的及び化学的特性に関連
する。汚染物質が標的物質より低い操作可能な温度にお
いて脱着されるように、吸着用物質を選ぶことが可能で
ある。
の望ましい特性は、この方法が高度に熱感受性であり、
そして熱依存性であることができることである。特定の
温度において脱着される物質の量は、その物理的及び化
学的特性及び吸着用物質の物理的及び化学的特性に関連
する。汚染物質が標的物質より低い操作可能な温度にお
いて脱着されるように、吸着用物質を選ぶことが可能で
ある。
【0081】慎重な熱プログラム化によって、これらの
特性を利用することができる。一例は、位置2において
6ポート型弁(6ポートバルブ)600によりコントロ
ールされる方式で、脱着体チューブ600を加熱するこ
とである。汚染物質、例えば水蒸気等は強くは吸着され
ず、低温によってそれらの主要部分が吸着剤を離れ、排
気孔を通って系から送り出される。同時に、標的物質は
脱着されず、吸着剤チューブ604に隣接するポート6
に残留する。6ポート型弁600中回転子の位置をここ
で位置1に変えた場合には、2つの重要な変化が行われ
る。吸着剤チューブ604はここで順次次の段階に接続
され、純粋なキャリアーガスは、前のガス流の方向と逆
の方向に吸着剤チューブ604を通って流れる。温度の
急速なコントロールされた上昇によって、ここで短時間
で試料が脱着される。この結果として、この方法中次の
段階に送られる前述した吸着及び脱着過程によって精製
された試料が、最少量のキャリアーガス中に含まれる。
即ち、試料は汚染物質から2倍精製され、はるかに減少
した容量の純不活性キャリアーガス中に濃縮される。
特性を利用することができる。一例は、位置2において
6ポート型弁(6ポートバルブ)600によりコントロ
ールされる方式で、脱着体チューブ600を加熱するこ
とである。汚染物質、例えば水蒸気等は強くは吸着され
ず、低温によってそれらの主要部分が吸着剤を離れ、排
気孔を通って系から送り出される。同時に、標的物質は
脱着されず、吸着剤チューブ604に隣接するポート6
に残留する。6ポート型弁600中回転子の位置をここ
で位置1に変えた場合には、2つの重要な変化が行われ
る。吸着剤チューブ604はここで順次次の段階に接続
され、純粋なキャリアーガスは、前のガス流の方向と逆
の方向に吸着剤チューブ604を通って流れる。温度の
急速なコントロールされた上昇によって、ここで短時間
で試料が脱着される。この結果として、この方法中次の
段階に送られる前述した吸着及び脱着過程によって精製
された試料が、最少量のキャリアーガス中に含まれる。
即ち、試料は汚染物質から2倍精製され、はるかに減少
した容量の純不活性キャリアーガス中に濃縮される。
【0082】気化過程の間、図11Cに例示されるよう
に、フィルター部材426aは気化室416内にあり、
フィルター部材(エレメント)426cは収集室(チャ
ンバー)414中にあって粒子状物の次の試料を収集
し、そしてフィルター部材426bはクリーニング室
(チャンバー)418にある。この第二の試料採取期が
完了すると、ソレノイド430は、コントロール及びデ
ータ処理システムのPCAD作動器(アクチュエータ
ー)コントロールユニットによって作動され、それによ
ってレバー機構432が第一及び第二の固定SCAVプ
レート420及び422を分離させる。第一及び第二の
固定SCAVプレート420及び422の分離が完了す
ると、ステッパーモーター428がコントロール及びデ
ータ処理システムのPCAD作動器ユニットによってか
み合わされ、円形プレート412を120度回転し、フ
ィルター部材426aをクリーニング室418の内側
に、フィルター部材426bを収集室414の中に、そ
してフィルター部材426cを捕集された粒子状物と共
に、気化室416内に置く。
に、フィルター部材426aは気化室416内にあり、
フィルター部材(エレメント)426cは収集室(チャ
ンバー)414中にあって粒子状物の次の試料を収集
し、そしてフィルター部材426bはクリーニング室
(チャンバー)418にある。この第二の試料採取期が
完了すると、ソレノイド430は、コントロール及びデ
ータ処理システムのPCAD作動器(アクチュエータ
ー)コントロールユニットによって作動され、それによ
ってレバー機構432が第一及び第二の固定SCAVプ
レート420及び422を分離させる。第一及び第二の
固定SCAVプレート420及び422の分離が完了す
ると、ステッパーモーター428がコントロール及びデ
ータ処理システムのPCAD作動器ユニットによってか
み合わされ、円形プレート412を120度回転し、フ
ィルター部材426aをクリーニング室418の内側
に、フィルター部材426bを収集室414の中に、そ
してフィルター部材426cを捕集された粒子状物と共
に、気化室416内に置く。
【0083】クリーニング室418は、気化室416と
似たシールされた室である。この室418にいては、こ
の特定のフィルター部材がクリーニング室418を占め
た時、第二の対の電気端子415がフィルター部材42
6aに接続される。フィルター部材の各々がこの特定の
室418を占めた時、フィルター部材a,b及びcの各
々に第二の対の電気端子415が接続される。この第二
の対の電気端子415はコンピューターでコントロール
された電流を提供して、特定量の抵抗熱エネルギーを発
生し、フィルター部材426a上残留する残留粒子状物
を気化させる。クリーニング吸引ファン450は、第二
の試料収集及び分析サブシステム500中に配置され、
フィルター部材426a及び収集室418から残留気化
物質を吸引し、それを外部環境に排気する。クリーニン
グ吸引ファン450は、パイプ452を経てクリーニン
グ室418に接続される。一実施態様においては、パイ
プ451はクリーニング室418及び第二の試料収集、
及び分析サブシステム500のフラッシング室518に
共に接続される。この実施態様においては、第二の試料
収集及び分析サブシステム500中の蒸気は、クリーニ
ング室418中フィルター部材426aを直接通過し、
外部環境に排気されることになっている。第二の実施態
様においては、パイプ454は主パイプ452から分枝
し、その故にクリーニングサイクルのための別の平行経
路を提供する。この実施態様においては、弁453を用
いて真空流の方向をコントロールする。ただし、クリー
ニング処理の間、フィルター部材426bは収集室41
4の内側にあって次の試料を収集し、フィルター部材4
26aは気化室(チャンバー)416の内側にある。こ
のことにより1つの360度の回転が完了し、この過程
を再び開始することができる。
似たシールされた室である。この室418にいては、こ
の特定のフィルター部材がクリーニング室418を占め
た時、第二の対の電気端子415がフィルター部材42
6aに接続される。フィルター部材の各々がこの特定の
室418を占めた時、フィルター部材a,b及びcの各
々に第二の対の電気端子415が接続される。この第二
の対の電気端子415はコンピューターでコントロール
された電流を提供して、特定量の抵抗熱エネルギーを発
生し、フィルター部材426a上残留する残留粒子状物
を気化させる。クリーニング吸引ファン450は、第二
の試料収集及び分析サブシステム500中に配置され、
フィルター部材426a及び収集室418から残留気化
物質を吸引し、それを外部環境に排気する。クリーニン
グ吸引ファン450は、パイプ452を経てクリーニン
グ室418に接続される。一実施態様においては、パイ
プ451はクリーニング室418及び第二の試料収集、
及び分析サブシステム500のフラッシング室518に
共に接続される。この実施態様においては、第二の試料
収集及び分析サブシステム500中の蒸気は、クリーニ
ング室418中フィルター部材426aを直接通過し、
外部環境に排気されることになっている。第二の実施態
様においては、パイプ454は主パイプ452から分枝
し、その故にクリーニングサイクルのための別の平行経
路を提供する。この実施態様においては、弁453を用
いて真空流の方向をコントロールする。ただし、クリー
ニング処理の間、フィルター部材426bは収集室41
4の内側にあって次の試料を収集し、フィルター部材4
26aは気化室(チャンバー)416の内側にある。こ
のことにより1つの360度の回転が完了し、この過程
を再び開始することができる。
【0084】SCAV410は、円形プレート412の
運動が各配置においてフィルター部材426a、b及び
cをシールされた位置に置くので、外部の空気による汚
染がないように設計されている。ステッパーモーター4
28を経ての回転する円形プレート412の厳密な運
動、並びに第一及び第二の固定プレート420及び42
2の運動は、PCAD作動器ユニットによってコントロ
ールされる。3方向型弁(三方弁、三方バルブ)438
及び6ポート型弁600の厳密なコントロール、並びに
ガス流はインターフェイスコントロールユニットによっ
てコントロールされる。PCADコントロールユニット
及びインターフェイスコントロールユニットは共に、後
で詳述されるコントロール及びデータ処理システムの一
部である。
運動が各配置においてフィルター部材426a、b及び
cをシールされた位置に置くので、外部の空気による汚
染がないように設計されている。ステッパーモーター4
28を経ての回転する円形プレート412の厳密な運
動、並びに第一及び第二の固定プレート420及び42
2の運動は、PCAD作動器ユニットによってコントロ
ールされる。3方向型弁(三方弁、三方バルブ)438
及び6ポート型弁600の厳密なコントロール、並びに
ガス流はインターフェイスコントロールユニットによっ
てコントロールされる。PCADコントロールユニット
及びインターフェイスコントロールユニットは共に、後
で詳述されるコントロール及びデータ処理システムの一
部である。
【0085】図14a、b及びcは、本発明の独特なフ
ィルター構成の種々の図を例示する。例示の目的で試料
フィルター又はフィルター部材なる用語は、3つのフィ
ルター部材426a、b及びcのいずれかを意味するも
のとする。試料フィルターは、第二の試料収集及び分析
システム500への蒸気試料の送りを容易にしながら、
試料粒子状物を収集することができるように独特に設計
されている。それらはまた、熱分解及び真空処理を通し
て、粒子状物の気化及び後のクリーニングを容易にする
ように独特に設計されている。
ィルター構成の種々の図を例示する。例示の目的で試料
フィルター又はフィルター部材なる用語は、3つのフィ
ルター部材426a、b及びcのいずれかを意味するも
のとする。試料フィルターは、第二の試料収集及び分析
システム500への蒸気試料の送りを容易にしながら、
試料粒子状物を収集することができるように独特に設計
されている。それらはまた、熱分解及び真空処理を通し
て、粒子状物の気化及び後のクリーニングを容易にする
ように独特に設計されている。
【0086】図12を参照すると、3つの取外し可能な
フィルター部材を持つ回転可能なプレートが例示されて
いる。フィルター部材は、回転プレート412の辺縁中
に挿入され、例示されている通りフィルター部材中の穴
はフィルターユニットの穴と整列になっている。各フィ
ルターキャビティへの入口は、回転する円形フィルター
412の周辺からである。試料フィルター部材a、b又
はcの各々は、電流伝導、並びにガスの締りばめを容易
にし、一方尚容易な挿入及び取外しができるように独特
に設計されている。
フィルター部材を持つ回転可能なプレートが例示されて
いる。フィルター部材は、回転プレート412の辺縁中
に挿入され、例示されている通りフィルター部材中の穴
はフィルターユニットの穴と整列になっている。各フィ
ルターキャビティへの入口は、回転する円形フィルター
412の周辺からである。試料フィルター部材a、b又
はcの各々は、電流伝導、並びにガスの締りばめを容易
にし、一方尚容易な挿入及び取外しができるように独特
に設計されている。
【0087】図11a〜c中例示されている通り、試料
フィルターの枠427は、陽極酸化アルミニウムから構
成され、次に硬質陽極酸化されている。硬質陽極酸化コ
ーティングは、装置の設計において用いることができる
電気絶縁品質を与える。このことは、鋳造によるか又は
機械加工による製作を容易にする。枠427は、図14
Aに示される通り各末端に取り付けられている電気導体
429を含む。各導体429は、円形、矩形又は正方形
であってよい穴412a、b又はc上に確実な電気接続
状態で、正しい位置にニッケル又はステンレススチール
の網目(メッシュ)を支持するように働く取付け片又は
安全プレート433を有している。電気導体429は、
枠427を通して延長され、電気端子435として終わ
っている。操作の際には、フィルター426a、b又は
cの1つが気化室又はクリーニング/パージング室中に
回転した時、電気端子435は、室の各々に備えられて
いるコミュテーター接点とかみ合う。図12は、コミュ
テーター上に配置された接触点を例示する。接触点90
0及び902は、クリーニング室のためであり、接触点
904及び906は気化室のためである。図に示されて
いる通り、接触点900〜906は回転の方向のばね負
荷型の直接電気接触が準備されている。プロセスコント
ロールがフラッシュ加熱を開始した時、電流が端末43
5の各々に送られる。通過する電流によって抵抗加熱さ
れるステンレススチール、又はニッケルの網目スクリー
ンによって導体429の間の回路が完成される。
フィルターの枠427は、陽極酸化アルミニウムから構
成され、次に硬質陽極酸化されている。硬質陽極酸化コ
ーティングは、装置の設計において用いることができる
電気絶縁品質を与える。このことは、鋳造によるか又は
機械加工による製作を容易にする。枠427は、図14
Aに示される通り各末端に取り付けられている電気導体
429を含む。各導体429は、円形、矩形又は正方形
であってよい穴412a、b又はc上に確実な電気接続
状態で、正しい位置にニッケル又はステンレススチール
の網目(メッシュ)を支持するように働く取付け片又は
安全プレート433を有している。電気導体429は、
枠427を通して延長され、電気端子435として終わ
っている。操作の際には、フィルター426a、b又は
cの1つが気化室又はクリーニング/パージング室中に
回転した時、電気端子435は、室の各々に備えられて
いるコミュテーター接点とかみ合う。図12は、コミュ
テーター上に配置された接触点を例示する。接触点90
0及び902は、クリーニング室のためであり、接触点
904及び906は気化室のためである。図に示されて
いる通り、接触点900〜906は回転の方向のばね負
荷型の直接電気接触が準備されている。プロセスコント
ロールがフラッシュ加熱を開始した時、電流が端末43
5の各々に送られる。通過する電流によって抵抗加熱さ
れるステンレススチール、又はニッケルの網目スクリー
ンによって導体429の間の回路が完成される。
【0088】枠427は、回転円形面412の周辺に形
成される平面部分に対して取り付けられているリップを
有している。リップ上には、キャビティ中に挿入された
時には、支持ピン(図示せず)によって正しい位置中に
びったり合わされた時、ガス締りばめになるように、ヴ
ィトンその他の適当なローリングを支持する溝がある。
支持ピンは、単一スクリューを回すと試料フィルターを
正しい位置に保全シールするように、安全ノッチ中に挿
入することによって回転円形面412の周辺の上端及び
下端辺縁に対して心張りされている。フィルターの取外
しは、支持ピン上のスクリューを外し、そしてそれを安
全ノッチから取り外すことによって容易に行われる。次
に電気端子435の突起末端において、特殊工具をスロ
ット中にはね入れ、試料フィルターをキャビティから引
き出す。図14Bは、図14Aに示されるフィルター部
材426a、b又はcの上端側上に取り付けられている
上端プレート443を例示する。図14Cは、フィルタ
ー部材a、b又はcの下側を例示する。
成される平面部分に対して取り付けられているリップを
有している。リップ上には、キャビティ中に挿入された
時には、支持ピン(図示せず)によって正しい位置中に
びったり合わされた時、ガス締りばめになるように、ヴ
ィトンその他の適当なローリングを支持する溝がある。
支持ピンは、単一スクリューを回すと試料フィルターを
正しい位置に保全シールするように、安全ノッチ中に挿
入することによって回転円形面412の周辺の上端及び
下端辺縁に対して心張りされている。フィルターの取外
しは、支持ピン上のスクリューを外し、そしてそれを安
全ノッチから取り外すことによって容易に行われる。次
に電気端子435の突起末端において、特殊工具をスロ
ット中にはね入れ、試料フィルターをキャビティから引
き出す。図14Bは、図14Aに示されるフィルター部
材426a、b又はcの上端側上に取り付けられている
上端プレート443を例示する。図14Cは、フィルタ
ー部材a、b又はcの下側を例示する。
【0089】この3フィルター型SCAV410を2フ
ィルター型SCAV410で、又は単一フィルター型S
AAV410でさえ置き換えることが可能であることに
注目することは重要である。2フィルター実施態様にお
いては、クリーニング室418がなくなる。このSCA
V410は、試料採取期あたり連続2工程過程のため
に、収集室412及び気化室414のみを有することに
なる。単一フィルター部材実施態様においては、どちら
か一方の室が試料採取及び気化過程のために充分である
か、又は単一のフィルター部材が2つの位置の間を回転
又は往復運動する。第二の試料採取及び分析サブシステム 第二の試料収集及び分析サブシステム500は、図11
Bに示され、蒸気収集器及び検出器である。それは、第
一の試料収集及び分析サブシステム400と主吸引ファ
ン404及び、クリーニング吸引ファン450との間に
合わせて配置されている。VCAD500は、試料収集
器及びプレ濃縮器510、SCAP、並びに好ましい実
施態様においては、ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出
器、GC/ECDである第二の化学分析器560よりな
る。第二の実施態様においては、化学分析器560は、
イオン移動度分光計(スペクトロメーター)、又はガス
クロマトグラフ/電子捕獲検出器及びイオン移動度分光
計の組合せである。VCAD500は、標的分子状蒸気
についてある試料容量の空気を収集、濃縮及び分析する
のに使用される。このことは、SCAP510中分子状
蒸気を最初に選択的に収集、濃縮し、次に分析のために
この蒸気を第二の化学分析器560にかけることによっ
て行われる。第二の化学分析器560の両型に関して操
作されるSCAP510の説明は、次のパラグラフに示
される。試料収集器及びプレ濃縮器(SCAP) SCAP510は、全系の感度及び選択性を強化するた
めに全系の一部として使用される。一般的には、SCA
P510は、興味のある標的分子を失うことなしに、多
工程の過程において、不要の分子を棄てるだけでなくて
はならない。試料収集及び濃縮工程においては、標的分
子は選択された基材上に吸着され、次に選択的に脱着さ
れて、分析のため小さく濃縮された容量となる。
ィルター型SCAV410で、又は単一フィルター型S
AAV410でさえ置き換えることが可能であることに
注目することは重要である。2フィルター実施態様にお
いては、クリーニング室418がなくなる。このSCA
V410は、試料採取期あたり連続2工程過程のため
に、収集室412及び気化室414のみを有することに
なる。単一フィルター部材実施態様においては、どちら
か一方の室が試料採取及び気化過程のために充分である
か、又は単一のフィルター部材が2つの位置の間を回転
又は往復運動する。第二の試料採取及び分析サブシステム 第二の試料収集及び分析サブシステム500は、図11
Bに示され、蒸気収集器及び検出器である。それは、第
一の試料収集及び分析サブシステム400と主吸引ファ
ン404及び、クリーニング吸引ファン450との間に
合わせて配置されている。VCAD500は、試料収集
器及びプレ濃縮器510、SCAP、並びに好ましい実
施態様においては、ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出
器、GC/ECDである第二の化学分析器560よりな
る。第二の実施態様においては、化学分析器560は、
イオン移動度分光計(スペクトロメーター)、又はガス
クロマトグラフ/電子捕獲検出器及びイオン移動度分光
計の組合せである。VCAD500は、標的分子状蒸気
についてある試料容量の空気を収集、濃縮及び分析する
のに使用される。このことは、SCAP510中分子状
蒸気を最初に選択的に収集、濃縮し、次に分析のために
この蒸気を第二の化学分析器560にかけることによっ
て行われる。第二の化学分析器560の両型に関して操
作されるSCAP510の説明は、次のパラグラフに示
される。試料収集器及びプレ濃縮器(SCAP) SCAP510は、全系の感度及び選択性を強化するた
めに全系の一部として使用される。一般的には、SCA
P510は、興味のある標的分子を失うことなしに、多
工程の過程において、不要の分子を棄てるだけでなくて
はならない。試料収集及び濃縮工程においては、標的分
子は選択された基材上に吸着され、次に選択的に脱着さ
れて、分析のため小さく濃縮された容量となる。
【0090】SCAP510は、空気流が3つの試料採
取装置の1つからSCAV410を通って、SCAP5
10に移動するに従って、それから蒸気試料を収集、濃
縮するために使用される。SCAP510に、SCAV
410からSCAP510に延長されているパイプ40
2によって、試料容量の空気が供給される。試料採取期
の間、高吸引ファン404は、3つの試料採取装置の1
つから試料容量の空気を引出し、それによって空気流を
SCAV410中に流入させる。SCAV410中フィ
ルター部材は、ある種の標的物質のみを物理的に捕集
し、蒸気をSCAP510上に連続させるように設計さ
れている。蒸気はSCAV410を容易に通過し、SC
AP510に至り、そこでそれらは物理的に捕集又は吸
着される。
取装置の1つからSCAV410を通って、SCAP5
10に移動するに従って、それから蒸気試料を収集、濃
縮するために使用される。SCAP510に、SCAV
410からSCAP510に延長されているパイプ40
2によって、試料容量の空気が供給される。試料採取期
の間、高吸引ファン404は、3つの試料採取装置の1
つから試料容量の空気を引出し、それによって空気流を
SCAV410中に流入させる。SCAV410中フィ
ルター部材は、ある種の標的物質のみを物理的に捕集
し、蒸気をSCAP510上に連続させるように設計さ
れている。蒸気はSCAV410を容易に通過し、SC
AP510に至り、そこでそれらは物理的に捕集又は吸
着される。
【0091】SCAP510は、回転する円形プレート
512、試料採取室514、脱着室516及びフラッシ
ング室518よりなる。試料採取、脱着及びフラッシン
グ室514、516及び518は、第一及び第二の固定
SCAPプレート520及び522のユニオンから形成
される。第一及び第二の固定SCAPプレート520及
び522は、各々3つの室514、516及び518の
容量の約1/2よりなる。脱着室516は、わずかに異
なった設計のものであり、後のパラグラフにおいて更に
詳細に説明される。第一及び第二のSCAP固定プレー
ト520及び522は、試料採取室514、脱着室51
6及びフラッシング室518が互いに120度離れた構
造になるように整列されている。回転する円形面512
は、第一及び第二の固定SCAPプレート520及び5
22の間に置かれ、その間で回転することができる。回
転する円形面512は、120度離れて等しい間隔が開
けられ、3つの網目フィルター526a、b及びcでカ
バーされている。回転する円形面512上の3つのフィ
ルター部材526a、b及びcは、SCAV410中で
用いられ、そして図12に示されている回転する円形面
412と同じである。回転する円形面512は、モータ
ー528によって作動され、試料採取期の間に試料採取
室514、脱着室516又はフラッシング室518を網
目フィルター部材526a、b又はcの各々が占めるよ
うに、試料採取期毎に120度回転される。回転する円
形面512を回転させるために用いられるモーター52
8は、コントロール及びデータ処理系の不可分の部分で
あるVCAD作動器によって、コントロールされるステ
ッパーモーターである。各回転が完了すると、ソレノイ
ド530によって作動されるレバー機構532は、ある
特定の試料採取期の間、3つのフィルター部材526
a、b及びcの各々が3つの室514、516及び51
8のいずれか1つの中でシールされるように、第一及び
第二の固定プレート520及び522を一緒に引く。ソ
レノイド530及びレバー機構532は、VCAD作動
器ユニットによってコントロールされる。3つのフィル
ター部材526a、b及びcは、3つの室514、51
6及び518の各々において気密に完全にシールされ
る。気密のシールはレバー機構532によって、供給さ
れる力によって行われ、3つの室514、516及び5
18の各々は、ローリングシールを有する。ローリング
シールは、室の周辺の周りに、又は更に正確には、第一
及び第二の固定プレートの各々中半室内に置かれる。S
CAP510の設計及び操作を完全に例示するために、
回転する円形面512の完全な360度の回転が説明さ
れる。
512、試料採取室514、脱着室516及びフラッシ
ング室518よりなる。試料採取、脱着及びフラッシン
グ室514、516及び518は、第一及び第二の固定
SCAPプレート520及び522のユニオンから形成
される。第一及び第二の固定SCAPプレート520及
び522は、各々3つの室514、516及び518の
容量の約1/2よりなる。脱着室516は、わずかに異
なった設計のものであり、後のパラグラフにおいて更に
詳細に説明される。第一及び第二のSCAP固定プレー
ト520及び522は、試料採取室514、脱着室51
6及びフラッシング室518が互いに120度離れた構
造になるように整列されている。回転する円形面512
は、第一及び第二の固定SCAPプレート520及び5
22の間に置かれ、その間で回転することができる。回
転する円形面512は、120度離れて等しい間隔が開
けられ、3つの網目フィルター526a、b及びcでカ
バーされている。回転する円形面512上の3つのフィ
ルター部材526a、b及びcは、SCAV410中で
用いられ、そして図12に示されている回転する円形面
412と同じである。回転する円形面512は、モータ
ー528によって作動され、試料採取期の間に試料採取
室514、脱着室516又はフラッシング室518を網
目フィルター部材526a、b又はcの各々が占めるよ
うに、試料採取期毎に120度回転される。回転する円
形面512を回転させるために用いられるモーター52
8は、コントロール及びデータ処理系の不可分の部分で
あるVCAD作動器によって、コントロールされるステ
ッパーモーターである。各回転が完了すると、ソレノイ
ド530によって作動されるレバー機構532は、ある
特定の試料採取期の間、3つのフィルター部材526
a、b及びcの各々が3つの室514、516及び51
8のいずれか1つの中でシールされるように、第一及び
第二の固定プレート520及び522を一緒に引く。ソ
レノイド530及びレバー機構532は、VCAD作動
器ユニットによってコントロールされる。3つのフィル
ター部材526a、b及びcは、3つの室514、51
6及び518の各々において気密に完全にシールされ
る。気密のシールはレバー機構532によって、供給さ
れる力によって行われ、3つの室514、516及び5
18の各々は、ローリングシールを有する。ローリング
シールは、室の周辺の周りに、又は更に正確には、第一
及び第二の固定プレートの各々中半室内に置かれる。S
CAP510の設計及び操作を完全に例示するために、
回転する円形面512の完全な360度の回転が説明さ
れる。
【0092】回転する円形面512の1つの360度の
回転に対応する、3つの試料採取期を例示するために、
系の始動時においてフィルター部材526aは、試料採
取室514の内側にあり、フィルター部材526bは脱
着室516の内側にあり、そしてフィルター部材518
はフラッシング室518の内側にあると、記述又は過程
することが必要である。この位置においては、フィルタ
ー部材526a及び穴512aは、パイプ402と直接
合わされ、その故にフィルター部材526aは、試料採
取期の間3つの試料採取装置のいずれかから引き出して
よい→標的蒸気分子を選択的に収集することができる。
フィルター部材526a、b及びcの完全な説明は、後
のパラグラフに示される。第一の試料採取期が完了する
と、ソレノイド530がコントロール及びデータ処理系
によって始動され、それによってレバー機構532が第
一及び第二の固定SCAPプレート520及び522を
分離する。第一及び第二のSCAPプレート520及び
522の分離が完了すると、ステッパーモーター528
がコントロール及びデータ処理システムによってかみ合
わされ、円形面512を120度回転させて吸着された
蒸気と共に、フィルター部材516の内側に入れ、一方
フィルター部材526bはクリーニング室518の中に
置かれ、フィルター部材526cは試料採取室514の
中に置かれる。
回転に対応する、3つの試料採取期を例示するために、
系の始動時においてフィルター部材526aは、試料採
取室514の内側にあり、フィルター部材526bは脱
着室516の内側にあり、そしてフィルター部材518
はフラッシング室518の内側にあると、記述又は過程
することが必要である。この位置においては、フィルタ
ー部材526a及び穴512aは、パイプ402と直接
合わされ、その故にフィルター部材526aは、試料採
取期の間3つの試料採取装置のいずれかから引き出して
よい→標的蒸気分子を選択的に収集することができる。
フィルター部材526a、b及びcの完全な説明は、後
のパラグラフに示される。第一の試料採取期が完了する
と、ソレノイド530がコントロール及びデータ処理系
によって始動され、それによってレバー機構532が第
一及び第二の固定SCAPプレート520及び522を
分離する。第一及び第二のSCAPプレート520及び
522の分離が完了すると、ステッパーモーター528
がコントロール及びデータ処理システムによってかみ合
わされ、円形面512を120度回転させて吸着された
蒸気と共に、フィルター部材516の内側に入れ、一方
フィルター部材526bはクリーニング室518の中に
置かれ、フィルター部材526cは試料採取室514の
中に置かれる。
【0093】脱着室516は、コントロール及びデータ
処理系の出力源に接続されている、ガス加熱部材(図示
せず)よりなるシールされた室である。ガス供給源から
のパイプ536によって運ばれる外部担体ガス流は、第
2の固定SCAPプレート522中の取付け部品を通っ
て脱着室516に入る。ガス流はガス加熱部材上を通
り、そこで所定の温度に加熱されて、ガス流が吸着質の
上及び中を通るに従って、吸着質から目標物質を脱着さ
せる。好ましい実施態様においては、用いられるガスは
不活性ガスである。しかし、それより反応性のガスを用
いることができる。加熱部材は、硬質陽極酸化アルミニ
ウム枠中に取り付けられたステンレススチールのスクリ
ーン、又はタングステン又はワイヤーが巻かれたセラミ
ックの枠でよいことが、実験によって見出されている。
第一の固定SCAPプレート520上の取付け部品52
1は、できるだけ小さい面積に蒸気試料と共に、担体ガ
スを集めて試料の濃縮を強化し、且つ固定された熱を熱
絶縁して保持して、脱着室516の本体への熱の移動を
最小にするように設計されている。好ましい実施態様に
おいては、取付け部品521は、円錐形であり、セラミ
ックのブッシングの挿入によって第一の固定プレート5
20から絶縁されている。取付け部品521は、取付け
部品521の壁上の吸着なしに、次のプレ濃縮段階への
担体ガス中試料の自由通過を容易にするように、所定の
温度に保たれる。担体ガスは、所望の温度に達すると、
脱着室516からライン519を経て、次の濃縮器段階
中に脱着された物質を掃引する。
処理系の出力源に接続されている、ガス加熱部材(図示
せず)よりなるシールされた室である。ガス供給源から
のパイプ536によって運ばれる外部担体ガス流は、第
2の固定SCAPプレート522中の取付け部品を通っ
て脱着室516に入る。ガス流はガス加熱部材上を通
り、そこで所定の温度に加熱されて、ガス流が吸着質の
上及び中を通るに従って、吸着質から目標物質を脱着さ
せる。好ましい実施態様においては、用いられるガスは
不活性ガスである。しかし、それより反応性のガスを用
いることができる。加熱部材は、硬質陽極酸化アルミニ
ウム枠中に取り付けられたステンレススチールのスクリ
ーン、又はタングステン又はワイヤーが巻かれたセラミ
ックの枠でよいことが、実験によって見出されている。
第一の固定SCAPプレート520上の取付け部品52
1は、できるだけ小さい面積に蒸気試料と共に、担体ガ
スを集めて試料の濃縮を強化し、且つ固定された熱を熱
絶縁して保持して、脱着室516の本体への熱の移動を
最小にするように設計されている。好ましい実施態様に
おいては、取付け部品521は、円錐形であり、セラミ
ックのブッシングの挿入によって第一の固定プレート5
20から絶縁されている。取付け部品521は、取付け
部品521の壁上の吸着なしに、次のプレ濃縮段階への
担体ガス中試料の自由通過を容易にするように、所定の
温度に保たれる。担体ガスは、所望の温度に達すると、
脱着室516からライン519を経て、次の濃縮器段階
中に脱着された物質を掃引する。
【0094】図21を参照すると、脱着室516の更に
詳細な図が示される。フィルター部材526a共に回転
する円形プレート512は、第一の固定プレート520
と第二の固定プレート522との間に位置している。2
つのローリングシール550及び552が、第一の固定
プレート520と回転する円形プレートとの間、及び回
転する円形プレート512と第二の固定プレート522
との間に示されている。セラミックの加熱スクリーン保
持器554が示され、加熱部材556を支持する。担体
ガスは、ガスライン536を通って室516に入り、加
熱部材556上上方に移行し、そこでフィルター部材5
26a上蒸気を脱着する高さの温度に加熱される。室5
16の上半分の方が小さい容量のものである。図に示さ
れる通り、この上半分は円錐形である。この上半分は、
ステンレススチールのジャケット558及び絶縁のため
のセラミックのブッシングを有している。濃縮された試
料は、スチールジャケット558の一部である取付け部
品521を通って、脱着室516に現れる。
詳細な図が示される。フィルター部材526a共に回転
する円形プレート512は、第一の固定プレート520
と第二の固定プレート522との間に位置している。2
つのローリングシール550及び552が、第一の固定
プレート520と回転する円形プレートとの間、及び回
転する円形プレート512と第二の固定プレート522
との間に示されている。セラミックの加熱スクリーン保
持器554が示され、加熱部材556を支持する。担体
ガスは、ガスライン536を通って室516に入り、加
熱部材556上上方に移行し、そこでフィルター部材5
26a上蒸気を脱着する高さの温度に加熱される。室5
16の上半分の方が小さい容量のものである。図に示さ
れる通り、この上半分は円錐形である。この上半分は、
ステンレススチールのジャケット558及び絶縁のため
のセラミックのブッシングを有している。濃縮された試
料は、スチールジャケット558の一部である取付け部
品521を通って、脱着室516に現れる。
【0095】二次プレ濃縮器538は、第一の試料収集
及び分析系中用いられるものと同一の6ポート型弁であ
る。脱着室516からの濃縮された試料は、担体ガス流
を経ていくらかの望ましくない物質と共に、6ポート型
弁538中に掃引される。パイプ519はある程度加熱
されて、パイプ519の壁上への蒸気の可能性がある吸
収を防止する。6ポート型弁538の内側に入ると、試
料は試料ループを通って、6ポート型弁538の位置に
よって、外部環境への排気孔にか又は化学分析器560
に送られる。試料ループは、図13A及び13B中示さ
れる脱着チューブ604である。6ポート型弁538の
操作は、第一の試料収集及び分析サブシステム400に
よって用いられる6ポート型弁538の操作と同一であ
る。
及び分析系中用いられるものと同一の6ポート型弁であ
る。脱着室516からの濃縮された試料は、担体ガス流
を経ていくらかの望ましくない物質と共に、6ポート型
弁538中に掃引される。パイプ519はある程度加熱
されて、パイプ519の壁上への蒸気の可能性がある吸
収を防止する。6ポート型弁538の内側に入ると、試
料は試料ループを通って、6ポート型弁538の位置に
よって、外部環境への排気孔にか又は化学分析器560
に送られる。試料ループは、図13A及び13B中示さ
れる脱着チューブ604である。6ポート型弁538の
操作は、第一の試料収集及び分析サブシステム400に
よって用いられる6ポート型弁538の操作と同一であ
る。
【0096】前述した方法のわずかの変法においては、
より純粋な目標物質の試料が化学分析器560に供給さ
れるように、担体ガス流の経路及び時期を処理すること
を通して、望ましくない物質を外部大気に排気すること
によって、試料容量を更に精製することができることが
見出されている。普通は、図13A及び13B中、ガス
供給源様ガス供給源620から純粋なガスを化学分析器
560に供給し、そして脱着室516から担体ガス及び
試料を受取り、試料ループを通し、次に6ポート型弁5
38に戻し、そして外部環境に送り出すように6ポート
型弁538を位置させる。望ましくない物質を含有する
揮発性の方の蒸気は、脱着処理において最初に脱着さ
れ、脱着室中運ばれ、そして最初に6ポート型弁538
に到着する。6ポート型弁538が試料ループ中蒸気を
移動させるように位置させる時機は、試料が化学分析器
560中に供給される前に、望ましくない軽い方の蒸気
が既に試料ループを通過しており、そして排気されてい
るようにすることである。
より純粋な目標物質の試料が化学分析器560に供給さ
れるように、担体ガス流の経路及び時期を処理すること
を通して、望ましくない物質を外部大気に排気すること
によって、試料容量を更に精製することができることが
見出されている。普通は、図13A及び13B中、ガス
供給源様ガス供給源620から純粋なガスを化学分析器
560に供給し、そして脱着室516から担体ガス及び
試料を受取り、試料ループを通し、次に6ポート型弁5
38に戻し、そして外部環境に送り出すように6ポート
型弁538を位置させる。望ましくない物質を含有する
揮発性の方の蒸気は、脱着処理において最初に脱着さ
れ、脱着室中運ばれ、そして最初に6ポート型弁538
に到着する。6ポート型弁538が試料ループ中蒸気を
移動させるように位置させる時機は、試料が化学分析器
560中に供給される前に、望ましくない軽い方の蒸気
が既に試料ループを通過しており、そして排気されてい
るようにすることである。
【0097】フィルター部材526aが脱着室516に
ある脱着過程の間、フィルター部材526bはクリーニ
ング室518にあり、フィルター部材526cは試料採
取室514にあって、次の蒸気の試料を収集する。第二
の試料採取期が完了すると、ソレノイド530がコント
ロール及びデータ処理系によって作動され、それによっ
てレバー機構532が第一及び第二の固定プレート52
0及び522を分離し、そして第一及び第二の固定プレ
ート520及び522の分離が完了すると、ステッパー
モーター528がコントロール及びデータ処理系によっ
て噛み合わされ、円形面512を120度回転させて、
フィルター部材526aをクリーニング室518の内側
に、フィルター部材526bを試料採取室514内に、
そして吸着された蒸気と共にフィルター部材526cを
脱着室516内に入れる。
ある脱着過程の間、フィルター部材526bはクリーニ
ング室518にあり、フィルター部材526cは試料採
取室514にあって、次の蒸気の試料を収集する。第二
の試料採取期が完了すると、ソレノイド530がコント
ロール及びデータ処理系によって作動され、それによっ
てレバー機構532が第一及び第二の固定プレート52
0及び522を分離し、そして第一及び第二の固定プレ
ート520及び522の分離が完了すると、ステッパー
モーター528がコントロール及びデータ処理系によっ
て噛み合わされ、円形面512を120度回転させて、
フィルター部材526aをクリーニング室518の内側
に、フィルター部材526bを試料採取室514内に、
そして吸着された蒸気と共にフィルター部材526cを
脱着室516内に入れる。
【0098】濃縮された試料容量は、脱着室516又は
6ポート型弁538からガスクロマトグラフ/電子捕獲
検出器組合せ中へ掃引される。ガスクロマトグラフィー
の過程は、分別クロマトグラフィー、変えられる度合い
の吸着クロマトグラフィー及び気化成分の変えられる相
対揮発性の組合せによる気化成分の分離よりなる。興味
のある化合物を含有する濃縮された試料容量は、一定の
高温コンパートメント中コイルされている、長いガスク
ロマトグラフカラム中に掃引される。カラムには、1種
又はそれ以上の非揮発性有機コーティングで被覆され
た、不活性有機固体支持体が詰められている。有機コー
ティングを持つ支持体は、ガス液体分配クロマトグラフ
系の静止相を構成する。揮発された成分がカラムを通過
するに従って、それらはカラム中物理を静止相と揮発相
との間に分配し、揮発相は不活性担体ガスの流れであ
る。この分配は、気化された成分の相対揮発性を反映す
る。低い揮発性を示す化合物の方が静止相に対する親和
性が小さく、従ってガスクロマトグラフから最初に出
る。濃縮された蒸気試料は、空間的に分離される変動す
る揮発性の化合物を持つ連続流として、ガスクロマトグ
ラフを出る。次にこの連続流は、電子捕獲検出器に入
る。
6ポート型弁538からガスクロマトグラフ/電子捕獲
検出器組合せ中へ掃引される。ガスクロマトグラフィー
の過程は、分別クロマトグラフィー、変えられる度合い
の吸着クロマトグラフィー及び気化成分の変えられる相
対揮発性の組合せによる気化成分の分離よりなる。興味
のある化合物を含有する濃縮された試料容量は、一定の
高温コンパートメント中コイルされている、長いガスク
ロマトグラフカラム中に掃引される。カラムには、1種
又はそれ以上の非揮発性有機コーティングで被覆され
た、不活性有機固体支持体が詰められている。有機コー
ティングを持つ支持体は、ガス液体分配クロマトグラフ
系の静止相を構成する。揮発された成分がカラムを通過
するに従って、それらはカラム中物理を静止相と揮発相
との間に分配し、揮発相は不活性担体ガスの流れであ
る。この分配は、気化された成分の相対揮発性を反映す
る。低い揮発性を示す化合物の方が静止相に対する親和
性が小さく、従ってガスクロマトグラフから最初に出
る。濃縮された蒸気試料は、空間的に分離される変動す
る揮発性の化合物を持つ連続流として、ガスクロマトグ
ラフを出る。次にこの連続流は、電子捕獲検出器に入
る。
【0099】電子捕獲検出器は、ガスクロマトグラフカ
ラムからの流出液中の、電子捕獲性の化学種を測定する
ために用いられる装置である。ECDはアミン、アルコ
ール及び炭化水素に非感受性であるが、ハロゲン、無水
物、過酸化物、ケテン及びニトロ基にきわめて感受性で
あり、その故にこの特定の応用に特に向いている。電子
捕獲検出器は、典型的には放射性源により、伝導電子が
既知の速度で生じ、ガスクロマトグラフから出てくる試
料内の電気陰性種によって捕獲されるガスイオン化室で
ある。この室の電極においてなされる電気測定は、自由
電子密度を求め、次に電子捕獲性化合物の濃度を求める
ために行われる。電気測定の結果、その振動数が試料中
に存在する化合物の濃度と直接関係があるパルス列を生
じる。
ラムからの流出液中の、電子捕獲性の化学種を測定する
ために用いられる装置である。ECDはアミン、アルコ
ール及び炭化水素に非感受性であるが、ハロゲン、無水
物、過酸化物、ケテン及びニトロ基にきわめて感受性で
あり、その故にこの特定の応用に特に向いている。電子
捕獲検出器は、典型的には放射性源により、伝導電子が
既知の速度で生じ、ガスクロマトグラフから出てくる試
料内の電気陰性種によって捕獲されるガスイオン化室で
ある。この室の電極においてなされる電気測定は、自由
電子密度を求め、次に電子捕獲性化合物の濃度を求める
ために行われる。電気測定の結果、その振動数が試料中
に存在する化合物の濃度と直接関係があるパルス列を生
じる。
【0100】コントロール及びデータ処理システムのコ
ンピューターは、後のセクションにおいて説明される
が、いくつかのサイン分子(signature mo
lecule)を検出するようにプレプログラムされて
おり、このものも後のセクションにおいて論述される。
初期の注入から電子捕獲検出器による捕獲に至る移行の
時間は、特定の化合物によって求められる。実験によっ
て、ダイナマイト及びニトログリセリンの場合、サイン
化合物の移行の時間は約1.5秒で始まり、そして2.
5秒で終わり、ピークは約2秒であることが求められて
いる。従って、コンピューターは2秒で25msの窓を
開いて、サイン分子が存在するか否かを求める。その
外、パルス列の振動数は種々の化合物の濃度と共に変動
するので、ダイナマイト及びニトログリセリンの場合の
特定のサイン化合物の濃度は、得られるパルス列の振動
数を記録することによって求めてもよい。
ンピューターは、後のセクションにおいて説明される
が、いくつかのサイン分子(signature mo
lecule)を検出するようにプレプログラムされて
おり、このものも後のセクションにおいて論述される。
初期の注入から電子捕獲検出器による捕獲に至る移行の
時間は、特定の化合物によって求められる。実験によっ
て、ダイナマイト及びニトログリセリンの場合、サイン
化合物の移行の時間は約1.5秒で始まり、そして2.
5秒で終わり、ピークは約2秒であることが求められて
いる。従って、コンピューターは2秒で25msの窓を
開いて、サイン分子が存在するか否かを求める。その
外、パルス列の振動数は種々の化合物の濃度と共に変動
するので、ダイナマイト及びニトログリセリンの場合の
特定のサイン化合物の濃度は、得られるパルス列の振動
数を記録することによって求めてもよい。
【0101】クリーニング室518は、脱着室516と
似たシールされた室である。それは脱着過程の後、残留
することがある蒸気又は粒子状物の熱クリーニングを準
備する。フィルター部材526a又はいずれかのフィル
ター部材526a、b又はcがクリーニング室518中
にある時、ガス供給装置534からの純粋なガス流は、
図示されていない第二の加熱部材上、フィルター部材5
26への径路を取る。コンピューターでコントロールさ
れた電流が、熱エネルギーを発生して残留する蒸気及び
粒子状物をフィルター部材526aから脱着させる。こ
のガス流は、取付け部品523を通り、そして異物をク
リーニング室から引き出して、それを外部環境中へ排出
する真空クリーニングファン450に接続されているパ
イプ452中へ掃引するために使用される。このクリー
ニング過程の間、フィルター部材526bは、試料採取
室514の内側にあって次の試料を収集し、フィルター
部材526cは脱着室516の内側にある。
似たシールされた室である。それは脱着過程の後、残留
することがある蒸気又は粒子状物の熱クリーニングを準
備する。フィルター部材526a又はいずれかのフィル
ター部材526a、b又はcがクリーニング室518中
にある時、ガス供給装置534からの純粋なガス流は、
図示されていない第二の加熱部材上、フィルター部材5
26への径路を取る。コンピューターでコントロールさ
れた電流が、熱エネルギーを発生して残留する蒸気及び
粒子状物をフィルター部材526aから脱着させる。こ
のガス流は、取付け部品523を通り、そして異物をク
リーニング室から引き出して、それを外部環境中へ排出
する真空クリーニングファン450に接続されているパ
イプ452中へ掃引するために使用される。このクリー
ニング過程の間、フィルター部材526bは、試料採取
室514の内側にあって次の試料を収集し、フィルター
部材526cは脱着室516の内側にある。
【0102】SCAP510は、回転する円形面512
の運動がフィルター部材526a、b及びcを各配置に
おいて密にシールされた位置に置くので、外気による汚
染がないように設計されている。ステッパーモーター5
28を経る回転円形面512の厳密な運動、並びに第一
及び第二の固定SCAPプレート520及び522の運
動は、VCAD作動器ユニットによってコントロールさ
れる。6ポート型弁及びすべてのガス流は、インターフ
ェイスコントロールユニットによってコントロールされ
る。VCADコントロールユニット及びインターフェイ
スコントロールユニットは共に、後で詳細説明されるコ
ントロール及びデータ処理系の一部である。
の運動がフィルター部材526a、b及びcを各配置に
おいて密にシールされた位置に置くので、外気による汚
染がないように設計されている。ステッパーモーター5
28を経る回転円形面512の厳密な運動、並びに第一
及び第二の固定SCAPプレート520及び522の運
動は、VCAD作動器ユニットによってコントロールさ
れる。6ポート型弁及びすべてのガス流は、インターフ
ェイスコントロールユニットによってコントロールされ
る。VCADコントロールユニット及びインターフェイ
スコントロールユニットは共に、後で詳細説明されるコ
ントロール及びデータ処理系の一部である。
【0103】図15A及びBを参照すると、SCAP5
10のための独特なフィルター部材設計の2つの図が示
されている。例示の目的で、試料フィルター又はフィル
ター部材なる用語は、3つのフィルター部材526a、
b又はcのいずれかを意味するものとする。試料フィル
ター526a、b及びcは、各々2つのステンレススチ
ールスクリーン529及び531の間に、キャビティが
形成されるようにスクリーンを支持する枠527よりな
る。キャビティは、標的物質の分子を吸着する親和性を
持つ吸着剤材料の測定量で充たされる。2つのフィルタ
ースクリーン529及び531は、フレーム527上に
取り付けられ、そして4つのボルト537によって締め
られているプレート533によって正しい位置に保たれ
る。フレーム527は、回転円形板512上に配置され
ているキャビティ中にフィルター526a、b又はcが
挿入される時、シールされた面を与えるようにO−リン
グシール537が、その上に取付けられているリップを
有する。
10のための独特なフィルター部材設計の2つの図が示
されている。例示の目的で、試料フィルター又はフィル
ター部材なる用語は、3つのフィルター部材526a、
b又はcのいずれかを意味するものとする。試料フィル
ター526a、b及びcは、各々2つのステンレススチ
ールスクリーン529及び531の間に、キャビティが
形成されるようにスクリーンを支持する枠527よりな
る。キャビティは、標的物質の分子を吸着する親和性を
持つ吸着剤材料の測定量で充たされる。2つのフィルタ
ースクリーン529及び531は、フレーム527上に
取り付けられ、そして4つのボルト537によって締め
られているプレート533によって正しい位置に保たれ
る。フレーム527は、回転円形板512上に配置され
ているキャビティ中にフィルター526a、b又はcが
挿入される時、シールされた面を与えるようにO−リン
グシール537が、その上に取付けられているリップを
有する。
【0104】試料フィルター枠527は、アルミニウム
から構成され、アルミニウムは次に硬質陽極酸化され
る。このことは、この型の作業に必要とされる不活性表
面及び熱品質を与えることが見出されている。普通ステ
ンレススチール、ニッケル又はセラミック材料、例えば
Maycorがこの目標を達成するために使用されるこ
ともある。硬質陽極酸化アルミニウムを使用してよいこ
とが、実験によって見出されている。このことは、鋳造
か又は機械加工による製作を容易にする。
から構成され、アルミニウムは次に硬質陽極酸化され
る。このことは、この型の作業に必要とされる不活性表
面及び熱品質を与えることが見出されている。普通ステ
ンレススチール、ニッケル又はセラミック材料、例えば
Maycorがこの目標を達成するために使用されるこ
ともある。硬質陽極酸化アルミニウムを使用してよいこ
とが、実験によって見出されている。このことは、鋳造
か又は機械加工による製作を容易にする。
【0105】標的物質の濃縮の種々の段階において使用
される吸着剤材料は、Tenax及びCarbotra
pを含む、蒸気試料採取のため普通使用される材料の大
きい群から選択してよい。検出、単離されるべき特定の
物質により、本発明の場合に使用することができる他の
吸着性物質がある。3フィルター型SCAP510は、
2フィルター型SCAP510又は単一フィルター型S
CAP510に置き換えることができる。2フィルター
型実施態様においては、クリーニング室518がなくな
る。このSCAP510は、試料採取期あたり連続2工
程過程のための試料採取室512及び脱着室514のみ
を有する。単一フィルター部材の実施態様においては、
試料採取及び脱着過程のため1つの室が十分であるか、
又は単一のフィルターが2つの位置の間でスイッチされ
る。分 析 精製された標的物質の分析は、物質を同定し、その存在
する量を決定することによりなる。多くの他の普通の外
界の物質に関しては、原濃度が非常に低いので、精製及
び濃縮系の最良のもののもとであってさえ、標的物質に
似た特性を持つ物質のいくらかの残留不純物がそこにあ
る可能性がある。即ち分析系は、妨害物質のための応答
から標的物質の応答を分離することができなければなら
ない。
される吸着剤材料は、Tenax及びCarbotra
pを含む、蒸気試料採取のため普通使用される材料の大
きい群から選択してよい。検出、単離されるべき特定の
物質により、本発明の場合に使用することができる他の
吸着性物質がある。3フィルター型SCAP510は、
2フィルター型SCAP510又は単一フィルター型S
CAP510に置き換えることができる。2フィルター
型実施態様においては、クリーニング室518がなくな
る。このSCAP510は、試料採取期あたり連続2工
程過程のための試料採取室512及び脱着室514のみ
を有する。単一フィルター部材の実施態様においては、
試料採取及び脱着過程のため1つの室が十分であるか、
又は単一のフィルターが2つの位置の間でスイッチされ
る。分 析 精製された標的物質の分析は、物質を同定し、その存在
する量を決定することによりなる。多くの他の普通の外
界の物質に関しては、原濃度が非常に低いので、精製及
び濃縮系の最良のもののもとであってさえ、標的物質に
似た特性を持つ物質のいくらかの残留不純物がそこにあ
る可能性がある。即ち分析系は、妨害物質のための応答
から標的物質の応答を分離することができなければなら
ない。
【0106】第一及び第二の試料収集及び分析サブシス
テム400及び500においては共に、2つの形の分析
システムが別々にか又は組み合わせて使用される。第一
の試料収集及び分析サブシステム400は、イオン移動
度分光計、ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器、又は
両方を用いる。ガスクロマトグラフの場合、最後の検出
器は通常電子捕獲検出器であるが、所望の場合には第二
の検出器としてイオン移動度分光計も使用することがで
きる。応用によっては、フォトイオン化検出器又は窒素
−燐検出器又は何か別の検出器を、ガスクロマトグラフ
に続いて使用してもよい。ガスクロマトグラフは、「充
填式カラム」型のものでも又は毛細管カラム型のもので
もよい。ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器及びイオ
ン移動度分光計が共に用いられる場合には、それらは別
々に又は組合せ方式で使用することができる。収集精製
された試料を分析器の一方又は双方に向けるために、弁
を使用することができる。第二の試料収集及び分析サブ
システム500もガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器
及び(又は)イオン移動度分析器を用いる。第一及び第
二の試料収集及び分析サブシステム400及び500
は、同時又は別々に運転することができ、その故に化学
分析器の両セットを同時又は別々に運転することができ
る。
テム400及び500においては共に、2つの形の分析
システムが別々にか又は組み合わせて使用される。第一
の試料収集及び分析サブシステム400は、イオン移動
度分光計、ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器、又は
両方を用いる。ガスクロマトグラフの場合、最後の検出
器は通常電子捕獲検出器であるが、所望の場合には第二
の検出器としてイオン移動度分光計も使用することがで
きる。応用によっては、フォトイオン化検出器又は窒素
−燐検出器又は何か別の検出器を、ガスクロマトグラフ
に続いて使用してもよい。ガスクロマトグラフは、「充
填式カラム」型のものでも又は毛細管カラム型のもので
もよい。ガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器及びイオ
ン移動度分光計が共に用いられる場合には、それらは別
々に又は組合せ方式で使用することができる。収集精製
された試料を分析器の一方又は双方に向けるために、弁
を使用することができる。第二の試料収集及び分析サブ
システム500もガスクロマトグラフ/電子捕獲検出器
及び(又は)イオン移動度分析器を用いる。第一及び第
二の試料収集及び分析サブシステム400及び500
は、同時又は別々に運転することができ、その故に化学
分析器の両セットを同時又は別々に運転することができ
る。
【0107】好ましい実施態様においては、イオン移動
度分光計が第一の試料収集及び分析サブシステム400
のための分析器460である。第一の試料収集及び分析
サブシステム400は、粒子状物を収集し、そして化学
分析のためにこれらの粒子状物を気化するために使用さ
れる。関心のある粒子状物は、プラスチック爆薬(pl
astique explositive)、例えばC
4、DM−12及びSEMTEXに随伴されている。前
述したように、プラスチック爆薬は、常用の爆薬、例え
ばダイナマイト、ニトログリセリン及びトリニトロトル
エンより10,000〜1,000,000倍の範囲小
さい極度に低い蒸気圧を有する。これらの粒子状物の分
析は、いくつかのサイン分子の検出に基づく。プラスチ
ック爆薬の場合には、これらのサイン分子はシクロトリ
メチレントリニトラミン、RDX又はペンタエリスリト
ールテトラナイトレート、PETNである。イオン移動
度分光計は、それらの各々に対して試料窓を作り出すこ
とによって、これらのサイン分子を検出するようにセッ
トされる。サイン分子の純粋な試料を期待することがで
きないので、窓は直接の整合を開発する試みと正反対に
利用される。分析された特定の化合物が上の窓のうち1
つに適合する場合には、採取された試料はプラスチック
爆薬と接触していたとされる。
度分光計が第一の試料収集及び分析サブシステム400
のための分析器460である。第一の試料収集及び分析
サブシステム400は、粒子状物を収集し、そして化学
分析のためにこれらの粒子状物を気化するために使用さ
れる。関心のある粒子状物は、プラスチック爆薬(pl
astique explositive)、例えばC
4、DM−12及びSEMTEXに随伴されている。前
述したように、プラスチック爆薬は、常用の爆薬、例え
ばダイナマイト、ニトログリセリン及びトリニトロトル
エンより10,000〜1,000,000倍の範囲小
さい極度に低い蒸気圧を有する。これらの粒子状物の分
析は、いくつかのサイン分子の検出に基づく。プラスチ
ック爆薬の場合には、これらのサイン分子はシクロトリ
メチレントリニトラミン、RDX又はペンタエリスリト
ールテトラナイトレート、PETNである。イオン移動
度分光計は、それらの各々に対して試料窓を作り出すこ
とによって、これらのサイン分子を検出するようにセッ
トされる。サイン分子の純粋な試料を期待することがで
きないので、窓は直接の整合を開発する試みと正反対に
利用される。分析された特定の化合物が上の窓のうち1
つに適合する場合には、採取された試料はプラスチック
爆薬と接触していたとされる。
【0108】好ましい実施態様においては、ガスクロマ
トグラフ/電子捕獲検出器が、第二の試料収集及び分析
サブシステム500の場合の分析器560である。第二
の試料収集及び分析計500は、蒸気を収集し、そして
化学分析のためにそれらを濃縮するために使用される。
関心のある蒸気は、上に列挙した常用の爆薬に随伴され
る。これらの蒸気の分析もいくつかのサイン分子の検出
に基づく。ダイナマイトの場合には、サイン分子はエチ
レングリコールジナイトレート又はEGDNである。ニ
トログリセリンの場合には、サイン分子はニトログリセ
リン又はNGである。トリニトロトルエン又はTNTの
場合には、サイン分子はジニトロトルエン又はDNTで
ある。イオン移動度分光計と同様に、ガスクロマトグラ
フ/電子捕獲検出器はこれらのサイン分子の各々に対し
て、試料窓を作り出すことによってそれらを検出するよ
うにセットされる。
トグラフ/電子捕獲検出器が、第二の試料収集及び分析
サブシステム500の場合の分析器560である。第二
の試料収集及び分析計500は、蒸気を収集し、そして
化学分析のためにそれらを濃縮するために使用される。
関心のある蒸気は、上に列挙した常用の爆薬に随伴され
る。これらの蒸気の分析もいくつかのサイン分子の検出
に基づく。ダイナマイトの場合には、サイン分子はエチ
レングリコールジナイトレート又はEGDNである。ニ
トログリセリンの場合には、サイン分子はニトログリセ
リン又はNGである。トリニトロトルエン又はTNTの
場合には、サイン分子はジニトロトルエン又はDNTで
ある。イオン移動度分光計と同様に、ガスクロマトグラ
フ/電子捕獲検出器はこれらのサイン分子の各々に対し
て、試料窓を作り出すことによってそれらを検出するよ
うにセットされる。
【0109】現在爆薬を一層容易に検出することができ
るように、全ての爆薬に追加されるべき特定の目標につ
いて作業又は決定しようとしている種々の国際グルー
プ、例えば国家安全機関、軍隊及び国際爆薬製造業者が
ある。決定される目標は、爆薬スクリーニング過程の分
析相において探索されるサイン分子の1つになる。現在
試験されているサイン分子のリストは、下記の表1に示
される。この表は、各化合物の名称、符号、式及び使用
を示す。爆薬は、エネルギー入力に対する感度低下の順
に、一次、二次及び高爆薬及び発射薬として分類され
る。換言すれば、一次爆薬は、例えば二次爆薬より熱に
敏感である。
るように、全ての爆薬に追加されるべき特定の目標につ
いて作業又は決定しようとしている種々の国際グルー
プ、例えば国家安全機関、軍隊及び国際爆薬製造業者が
ある。決定される目標は、爆薬スクリーニング過程の分
析相において探索されるサイン分子の1つになる。現在
試験されているサイン分子のリストは、下記の表1に示
される。この表は、各化合物の名称、符号、式及び使用
を示す。爆薬は、エネルギー入力に対する感度低下の順
に、一次、二次及び高爆薬及び発射薬として分類され
る。換言すれば、一次爆薬は、例えば二次爆薬より熱に
敏感である。
【0110】
【表1】
【0111】どの分析系が使用されても、人、手荷物の
自由な流れが不当に阻止されない、短時間で分析が完了
しなければならない。このことは又、濃縮及び精製過程
のための時間も同じく短いことを意味する。 系中の弁
が全てモーター駆動又はソレノイド駆動型弁である場合
には、流れの方向の時機及び大きさをコントロールし、
変動させることができる。時間及び温度パラメーターが
コントロールされ、変えられる。即ち完全系の物理的特
性は、広範囲の標的物質を検出するように調整すること
ができ、感度は系を使用する機関によって認められる広
範囲の脅威に適応するように調整される。
自由な流れが不当に阻止されない、短時間で分析が完了
しなければならない。このことは又、濃縮及び精製過程
のための時間も同じく短いことを意味する。 系中の弁
が全てモーター駆動又はソレノイド駆動型弁である場合
には、流れの方向の時機及び大きさをコントロールし、
変動させることができる。時間及び温度パラメーターが
コントロールされ、変えられる。即ち完全系の物理的特
性は、広範囲の標的物質を検出するように調整すること
ができ、感度は系を使用する機関によって認められる広
範囲の脅威に適応するように調整される。
【0112】収集及び濃縮に関係する過程のすべて、並
びに収集された物質の最終分析は、コントロール及びデ
ータ処理系のコンピューターによってコントロールさ
れ、次のセクションにおいて十分説明される。制御及びデータ処理 スクリーニングシステムの制御及びデータ処理システム
にとって第一の条件は、もし必要なら、あるレベルの特
定物質の存在を報ずることである。このことは、必要な
測定をするよう、装置が構成され制御されねばならず、
又結果がユーザーに利用できる形で提供されねばならな
いことを意味する。問題又は目標物質は、システムの環
境にさまざまな量存在する、それ故システムは、このバ
ックグラウンドレベルと警報レベルとの間の区別が可能
でなければならない。このバックグラウンドレベルにつ
いて、報じることも必要であろう。
びに収集された物質の最終分析は、コントロール及びデ
ータ処理系のコンピューターによってコントロールさ
れ、次のセクションにおいて十分説明される。制御及びデータ処理 スクリーニングシステムの制御及びデータ処理システム
にとって第一の条件は、もし必要なら、あるレベルの特
定物質の存在を報ずることである。このことは、必要な
測定をするよう、装置が構成され制御されねばならず、
又結果がユーザーに利用できる形で提供されねばならな
いことを意味する。問題又は目標物質は、システムの環
境にさまざまな量存在する、それ故システムは、このバ
ックグラウンドレベルと警報レベルとの間の区別が可能
でなければならない。このバックグラウンドレベルにつ
いて、報じることも必要であろう。
【0113】総合したシステムの制御及びデータ処理シ
ステムにとって第二の条件は、自己診断であり、警報間
にかなりの時間があろうから、制御及びデータ処理シス
テムは、要求あり次第オペレーターに申し分のない信頼
チェックをすることが可能でなければならない。又、制
御及びデータ処理システムにより、全システムに行うル
ーチン自己チェックや検定操作もなければならない。基
本的にこのことは、正であれ負であれ、テスト結果を信
頼できるものにする。
ステムにとって第二の条件は、自己診断であり、警報間
にかなりの時間があろうから、制御及びデータ処理シス
テムは、要求あり次第オペレーターに申し分のない信頼
チェックをすることが可能でなければならない。又、制
御及びデータ処理システムにより、全システムに行うル
ーチン自己チェックや検定操作もなければならない。基
本的にこのことは、正であれ負であれ、テスト結果を信
頼できるものにする。
【0114】制御及びデータ処理システムにとって第三
の条件は、再構成の容易さと多面性である。目標物質の
範囲が時々変わり、これら物質の検出のため、プログラ
ム制御下その内部操作パラメータの変化が可能でなけれ
ばならない。時間の制約や検出される物質の数や種類の
点から、測定の精度はいつでも迅速な様式で、変更でき
るのが望ましい。おどしの程度や物質の種類の点から、
ユーザーの要求は即座に変わり、この変化するニーズに
装置は答えなければならない。
の条件は、再構成の容易さと多面性である。目標物質の
範囲が時々変わり、これら物質の検出のため、プログラ
ム制御下その内部操作パラメータの変化が可能でなけれ
ばならない。時間の制約や検出される物質の数や種類の
点から、測定の精度はいつでも迅速な様式で、変更でき
るのが望ましい。おどしの程度や物質の種類の点から、
ユーザーの要求は即座に変わり、この変化するニーズに
装置は答えなければならない。
【0115】制御及びデータ処理システムにとって最後
の条件は、サンプリング室や第一及び第二試料捕集や分
析サブシステムの全てのパラメータや操作がモニターさ
れ、制御されなければならないことである。これは、内
部のタイミング、温度、機械的要素が、制御及びデータ
処理システムにより制御されなければならないことを意
味する。
の条件は、サンプリング室や第一及び第二試料捕集や分
析サブシステムの全てのパラメータや操作がモニターさ
れ、制御されなければならないことである。これは、内
部のタイミング、温度、機械的要素が、制御及びデータ
処理システムにより制御されなければならないことを意
味する。
【0116】これらの条件を達成する第一の方法は、蓄
積されたプログラムデジタルコンピュータの制御下に全
システムを置くことである。一連の変調されたソフトウ
ェアルーチンを経たコンピュータは、データ分析を行
い、その結果を望む形でユーザーに提供する。他の変調
されたソフトウェアルーチンを経たコンピュータは、絶
えず自己診断や検定操作を全システムに行い、問題があ
ればユーザーに警報を発する。また別の変調されたソウ
トウェアルーチンを経たコンピュータは、全システムの
プロセスすべてを制御し、後の章で更に十分説明される
だろう。
積されたプログラムデジタルコンピュータの制御下に全
システムを置くことである。一連の変調されたソフトウ
ェアルーチンを経たコンピュータは、データ分析を行
い、その結果を望む形でユーザーに提供する。他の変調
されたソフトウェアルーチンを経たコンピュータは、絶
えず自己診断や検定操作を全システムに行い、問題があ
ればユーザーに警報を発する。また別の変調されたソウ
トウェアルーチンを経たコンピュータは、全システムの
プロセスすべてを制御し、後の章で更に十分説明される
だろう。
【0117】この制御のシステムの第一の利点は、信頼
度である。それ自体要素は頑強で、信頼でき、不足しが
ちでない。しかし、多くの項目から成るシステムはいず
れも、とりまく変化や時間のために流されやすい。全要
素をプログラム制御下に置くことにより、又目標物質又
は目標刺激物の対照注入のような、システムへの既知の
入力に対して整えることにより、検定及び自己診断プロ
グラムがあるだろう。
度である。それ自体要素は頑強で、信頼でき、不足しが
ちでない。しかし、多くの項目から成るシステムはいず
れも、とりまく変化や時間のために流されやすい。全要
素をプログラム制御下に置くことにより、又目標物質又
は目標刺激物の対照注入のような、システムへの既知の
入力に対して整えることにより、検定及び自己診断プロ
グラムがあるだろう。
【0118】このプログラムの機能は、全システムを検
定し、求める時間、温度、パラメータ等を測定し蓄積す
ることである。もし、これらのパラメータが何かの理由
で制限内でないならば、そのプログラムはユーザーに警
報を発することができる。サービスプログラムに導かれ
て、ユーザーの応答は、後日にサービスを予定しての即
座の操作停止から、ただ状況を記すだけまで変化でき
る。モデムの利用により、この情報は容易に世界のどこ
へでも伝えることができる。この種のシステムにおける
信頼度の他の面は、そのシステムが信頼できるとユーザ
ーが知らなければならないことである。幸い、現実の警
報事件間には非常に長い期間があるだろう。しかし、も
し現実の試料注入に対する、検定及び自己診断プログラ
ムや関連したハードウェアがあれば、ユーザーはいつで
も信頼チェックとして、現実の/まねた警報事件を起こ
すことができる。
定し、求める時間、温度、パラメータ等を測定し蓄積す
ることである。もし、これらのパラメータが何かの理由
で制限内でないならば、そのプログラムはユーザーに警
報を発することができる。サービスプログラムに導かれ
て、ユーザーの応答は、後日にサービスを予定しての即
座の操作停止から、ただ状況を記すだけまで変化でき
る。モデムの利用により、この情報は容易に世界のどこ
へでも伝えることができる。この種のシステムにおける
信頼度の他の面は、そのシステムが信頼できるとユーザ
ーが知らなければならないことである。幸い、現実の警
報事件間には非常に長い期間があるだろう。しかし、も
し現実の試料注入に対する、検定及び自己診断プログラ
ムや関連したハードウェアがあれば、ユーザーはいつで
も信頼チェックとして、現実の/まねた警報事件を起こ
すことができる。
【0119】この制御のシステムの第二の利点は、多面
性である。広範囲の爆発物、対照化学薬品、薬物、麻薬
等の検出能力を持つことがこのシステムの利点である。
これら物質のすべては異なる物理的、化学的特性を持
つ。これらの特性は、至適検出のための内部パラメータ
の一組となる。しかしこれらのパラメータは他の物質に
はあまり適さない。が、もしこれらのパラメータが簡単
に読み取られたり、コンピュータメモリー中の異なるプ
ログラムを働かせる等して、全て制御でき容易に変えら
れるならば、ユーザーは効果的にシステムを変え、ハー
ドウェアを変えることなく、その時おどしと考えられる
物に出会うことができる。
性である。広範囲の爆発物、対照化学薬品、薬物、麻薬
等の検出能力を持つことがこのシステムの利点である。
これら物質のすべては異なる物理的、化学的特性を持
つ。これらの特性は、至適検出のための内部パラメータ
の一組となる。しかしこれらのパラメータは他の物質に
はあまり適さない。が、もしこれらのパラメータが簡単
に読み取られたり、コンピュータメモリー中の異なるプ
ログラムを働かせる等して、全て制御でき容易に変えら
れるならば、ユーザーは効果的にシステムを変え、ハー
ドウェアを変えることなく、その時おどしと考えられる
物に出会うことができる。
【0120】図16を参照すると、制御及びデータ処理
システム700とその関連周辺要素のプロック図表示が
見られる。デジタルコンピュータ702又はプロセッサ
ーは、10MHzで動くAT型パーソナルコンピュータ
で、標準ビデオディスプレイ端末704を持つ。コンピ
ュータ702は、プロセス制御、データ捕捉、データ分
析、分析結果の表示に応答できる。更にすでに述べたよ
うに、コンピュータ702は又、自己診断及び自己検定
操作のためのソフトウェアルーチンを持つ。コンピュー
タ702は分電ユニット706から動力を得、サンプリ
ング室入口100、取手棒200、自動手荷物/小荷物
サンプリング室300、プロセス制御ユニット708も
同様である。プロセス及び制御ユニット708は、コン
ピュータ702の制御下、サンプリングアクチュエータ
ユニット710、インターフェースアクチュエータユニ
ット712、PCADアクチュエータユニット714、
VCADアクチュエータユニット716をインターフェ
ースし、それらを動かすのに必要な信号を出す。
システム700とその関連周辺要素のプロック図表示が
見られる。デジタルコンピュータ702又はプロセッサ
ーは、10MHzで動くAT型パーソナルコンピュータ
で、標準ビデオディスプレイ端末704を持つ。コンピ
ュータ702は、プロセス制御、データ捕捉、データ分
析、分析結果の表示に応答できる。更にすでに述べたよ
うに、コンピュータ702は又、自己診断及び自己検定
操作のためのソフトウェアルーチンを持つ。コンピュー
タ702は分電ユニット706から動力を得、サンプリ
ング室入口100、取手棒200、自動手荷物/小荷物
サンプリング室300、プロセス制御ユニット708も
同様である。プロセス及び制御ユニット708は、コン
ピュータ702の制御下、サンプリングアクチュエータ
ユニット710、インターフェースアクチュエータユニ
ット712、PCADアクチュエータユニット714、
VCADアクチュエータユニット716をインターフェ
ースし、それらを動かすのに必要な信号を出す。
【0121】プロセス及び制御ユニット708は、コン
ピュータ702と種々のアクチュエータとの間の標準的
インターフェースユニットである。サンプリングアクチ
ュエータユニット710は、サンプリング室入口10
0、取手棒200、自動手荷物/小荷物サンプリング室
300からの空気の試料量の捕集に含まれる全プロセス
を制御し、又は動かす。ソフトウェア制御下、プロセス
制御ユニット708はサンプリングアクチュエータユニ
ット710に指令を出して、種々のサンプリング手段か
らの空気の吸い込みと、回転ブラシの動きを制御する。
インターフェースアクチュエータユニット712は、6
口バルブの操作を制御するステッパーモータと、試料を
化学分析器へとはくのに用いられるガス供給手段を持
つ。ステッパーモータ及びガス供給手段は、ソフトウェ
ア制御下動かされる。インターフェースアクチュエータ
ユニット712は、吸着と脱着位置に6口バルブを回
し、種々のガスの流れを規制するのに用いられる。PC
ADアクチュエータユニット714は、回転円板を回す
ステッパーモータを持ち、第一と第二の固定板を合わせ
たり離したりするレバーメカニズムを操作するのに用い
られる、ソレノイドの制御のための信号を出す。VCA
Dアクチュエータユニット716は、第二の回転円板を
回すステッパーモータを持ち、第一、第二固定板の二番
目の組を合わせたり離したりする二番目のレバーメカニ
ズムを操作するのに用いられる、二番目のソレノイドの
制御のための信号を出す。化学分析器460、560か
らのデータは、直接コンピュータ702にもたらされ、
データ捕捉プラグを経てカードに処理される。ガスクロ
マトグラフ/ECDシステムからのデータは、変化する
周波数としてコンピュータ702に入り、IMSシステ
ムからのデータは、変化するアナログ電圧としてコンピ
ュータ702に入る。制御及びデータ処理システム70
0に入力されたデータは、プロセッサー702のために
必要な割り込みをさせるプロセス制御モジュール708
に、プロセッサー702により関係づけられ、データは
適当な時間間隔で入力できる。
ピュータ702と種々のアクチュエータとの間の標準的
インターフェースユニットである。サンプリングアクチ
ュエータユニット710は、サンプリング室入口10
0、取手棒200、自動手荷物/小荷物サンプリング室
300からの空気の試料量の捕集に含まれる全プロセス
を制御し、又は動かす。ソフトウェア制御下、プロセス
制御ユニット708はサンプリングアクチュエータユニ
ット710に指令を出して、種々のサンプリング手段か
らの空気の吸い込みと、回転ブラシの動きを制御する。
インターフェースアクチュエータユニット712は、6
口バルブの操作を制御するステッパーモータと、試料を
化学分析器へとはくのに用いられるガス供給手段を持
つ。ステッパーモータ及びガス供給手段は、ソフトウェ
ア制御下動かされる。インターフェースアクチュエータ
ユニット712は、吸着と脱着位置に6口バルブを回
し、種々のガスの流れを規制するのに用いられる。PC
ADアクチュエータユニット714は、回転円板を回す
ステッパーモータを持ち、第一と第二の固定板を合わせ
たり離したりするレバーメカニズムを操作するのに用い
られる、ソレノイドの制御のための信号を出す。VCA
Dアクチュエータユニット716は、第二の回転円板を
回すステッパーモータを持ち、第一、第二固定板の二番
目の組を合わせたり離したりする二番目のレバーメカニ
ズムを操作するのに用いられる、二番目のソレノイドの
制御のための信号を出す。化学分析器460、560か
らのデータは、直接コンピュータ702にもたらされ、
データ捕捉プラグを経てカードに処理される。ガスクロ
マトグラフ/ECDシステムからのデータは、変化する
周波数としてコンピュータ702に入り、IMSシステ
ムからのデータは、変化するアナログ電圧としてコンピ
ュータ702に入る。制御及びデータ処理システム70
0に入力されたデータは、プロセッサー702のために
必要な割り込みをさせるプロセス制御モジュール708
に、プロセッサー702により関係づけられ、データは
適当な時間間隔で入力できる。
【0122】コンピュータ702は、全てのタイミング
の連続のための対照時計を供給する内部時計を持つ。そ
れ故バルブや機械的動作の全てがコンピュータにより動
かされるので、装置内のガスや試料の流れの全てが動作
時間に関連して制御できる。動作の適当な順序やタイミ
ングは、コンピュータの記憶中に蓄積されたプログラム
の単なるステップである。更に装置内の温度全てがコン
ピュータに読み取られ、加熱機能のすべてがコンピュー
ターにより動く。それ故、温度やその時々の大きさや時
間に関する変化の割合の全てが、プログラム制御下にあ
る。第一及び第二の試料捕集及び分析サブシステムの両
方からの化学分析器から出たデータは、必要に応じて処
理され、求める情報が抽出され、同じコンピュータによ
って表示される。
の連続のための対照時計を供給する内部時計を持つ。そ
れ故バルブや機械的動作の全てがコンピュータにより動
かされるので、装置内のガスや試料の流れの全てが動作
時間に関連して制御できる。動作の適当な順序やタイミ
ングは、コンピュータの記憶中に蓄積されたプログラム
の単なるステップである。更に装置内の温度全てがコン
ピュータに読み取られ、加熱機能のすべてがコンピュー
ターにより動く。それ故、温度やその時々の大きさや時
間に関する変化の割合の全てが、プログラム制御下にあ
る。第一及び第二の試料捕集及び分析サブシステムの両
方からの化学分析器から出たデータは、必要に応じて処
理され、求める情報が抽出され、同じコンピュータによ
って表示される。
【0123】本発明のユニークなところは、関連及び検
出システムの利用である。空港のような高い通過環境で
は、試料捕捉と分析時間に重なりがあって、試料に目標
分子が含まれる場合には、試料を採る時に試料採取した
人又は物を明確にする手段の必要がある。好例では、試
料が採られた後分析に約12秒かかり、手荷物又は人の
速い動きの中では不可能ではなくても同定は難しい。そ
れ故、ビデオ影像カメラ、動又は静のいずれかが、試料
採取した人又は手荷物の影像を記録するために供給され
る。この影像はその後コンピュータ702により得た試
料の結果と関係づけられる。このビデオ影像手段又は影
像捕獲手段は、サンプリング区域内で試料採取したもの
は何でもその影像を捕えられるような位置に置かれる。
例えば、図3に示されるビデオカメラ109に例示され
るように、サンプリング室入口100の内側に影像手段
を置くことができ、又は自動手荷物/小荷物サンプリン
グ室300に入る又は出る手荷物又は他の物体の影像を
捕えるのに便利な所に、又図4から6に示される取手棒
200により試料採取される人又は物体の影像を捕える
のに便利な所に置くことができる。
出システムの利用である。空港のような高い通過環境で
は、試料捕捉と分析時間に重なりがあって、試料に目標
分子が含まれる場合には、試料を採る時に試料採取した
人又は物を明確にする手段の必要がある。好例では、試
料が採られた後分析に約12秒かかり、手荷物又は人の
速い動きの中では不可能ではなくても同定は難しい。そ
れ故、ビデオ影像カメラ、動又は静のいずれかが、試料
採取した人又は手荷物の影像を記録するために供給され
る。この影像はその後コンピュータ702により得た試
料の結果と関係づけられる。このビデオ影像手段又は影
像捕獲手段は、サンプリング区域内で試料採取したもの
は何でもその影像を捕えられるような位置に置かれる。
例えば、図3に示されるビデオカメラ109に例示され
るように、サンプリング室入口100の内側に影像手段
を置くことができ、又は自動手荷物/小荷物サンプリン
グ室300に入る又は出る手荷物又は他の物体の影像を
捕えるのに便利な所に、又図4から6に示される取手棒
200により試料採取される人又は物体の影像を捕える
のに便利な所に置くことができる。
【0124】種々のサンプリング手段の一つにより、試
料採取される人又は物体の影像を捕えるような所に、影
像手段が置かれる。影像手段はサンプリング区域にきわ
めて近接して、又は所望により、より容易に隠せる遠隔
位置に置くことができる。用いられる影像手段の種類が
何であれ、捕えた影像は保管されねばならない。捕えた
影像は、ビデオカセットレコーダー又は分離保管装置の
いずれかに保管される。分離保管装置に保管されるなら
ば、ビデオ信号は標準デジタル化回線のいずれかにより
デジタル化されねばならない。試料採取した人又は物体
の影像の捕獲と分析との間に遅れがあるので、各々の保
管影像は、制御及びデータ処理シテスムにより同定コー
ドを与えられる。もし図11A−11Cに示される第一
及び第二の試料捕集及び、分析サブシステム400及び
500のいずれか又は両方が目標物質のいずれかの存在
を検出したら、警報がセットされる。制御及びデータ処
理システムはその後、ビデオカセットレコーダー又は分
離保管装置のいずれかから、その同定番号により、特定
の保管影像に関連した影像を求める。それから制御及び
データ処理システムは、その特定の保管影像に化学分析
の結果を関係づける。通常の操作では、影像は分析が終
わるまでとっておかれる。警報の場合には、関連する影
像は抹消しないように旗を立てる。更に関連及び検出シ
ステムは、ビデオディスプレイを持ち、人が影像を見
て、警報をならせた物体又は人の同定ができる。
料採取される人又は物体の影像を捕えるような所に、影
像手段が置かれる。影像手段はサンプリング区域にきわ
めて近接して、又は所望により、より容易に隠せる遠隔
位置に置くことができる。用いられる影像手段の種類が
何であれ、捕えた影像は保管されねばならない。捕えた
影像は、ビデオカセットレコーダー又は分離保管装置の
いずれかに保管される。分離保管装置に保管されるなら
ば、ビデオ信号は標準デジタル化回線のいずれかにより
デジタル化されねばならない。試料採取した人又は物体
の影像の捕獲と分析との間に遅れがあるので、各々の保
管影像は、制御及びデータ処理シテスムにより同定コー
ドを与えられる。もし図11A−11Cに示される第一
及び第二の試料捕集及び、分析サブシステム400及び
500のいずれか又は両方が目標物質のいずれかの存在
を検出したら、警報がセットされる。制御及びデータ処
理システムはその後、ビデオカセットレコーダー又は分
離保管装置のいずれかから、その同定番号により、特定
の保管影像に関連した影像を求める。それから制御及び
データ処理システムは、その特定の保管影像に化学分析
の結果を関係づける。通常の操作では、影像は分析が終
わるまでとっておかれる。警報の場合には、関連する影
像は抹消しないように旗を立てる。更に関連及び検出シ
ステムは、ビデオディスプレイを持ち、人が影像を見
て、警報をならせた物体又は人の同定ができる。
【0125】本発明の検出及びふるい分けシステムを動
かすのに用いられるコンピュータプログラムは、目標蒸
気及び目標粒子のパラメータ窓を定義する段階を含み、
その各々の窓腕木でシステムは、目標物質を暗示する興
味ある分子の各々に応答する。プログラムは又、少なく
とも1サンプリング期間で持つサンプリングの順序を定
義し、アクチュエーションの順序を定義し、システム操
作を可能にし、システムからデータを得、得たデータを
目標蒸気及び目標粒子に関し、以前に展開したパラメー
タと関係づけ又はつき合わせる段階も含む。プログラム
はその後、得たデータと目標パラメータとの間のつき合
わせ又は関係づけによって検出信号を可能にする。更に
コンピュータプログラムは、得たデータをうつし出され
た物体又は人の影像と関係づけ、得たデータと目標パラ
メータとの間に関係がある時、物体又は人の正の同定が
できる。
かすのに用いられるコンピュータプログラムは、目標蒸
気及び目標粒子のパラメータ窓を定義する段階を含み、
その各々の窓腕木でシステムは、目標物質を暗示する興
味ある分子の各々に応答する。プログラムは又、少なく
とも1サンプリング期間で持つサンプリングの順序を定
義し、アクチュエーションの順序を定義し、システム操
作を可能にし、システムからデータを得、得たデータを
目標蒸気及び目標粒子に関し、以前に展開したパラメー
タと関係づけ又はつき合わせる段階も含む。プログラム
はその後、得たデータと目標パラメータとの間のつき合
わせ又は関係づけによって検出信号を可能にする。更に
コンピュータプログラムは、得たデータをうつし出され
た物体又は人の影像と関係づけ、得たデータと目標パラ
メータとの間に関係がある時、物体又は人の正の同定が
できる。
【0126】目標蒸気及び目標粒子のパラメータ窓を定
義する段階は、化学分析器に取り付けたCPU記憶に特
定の印づけ分子のプロフィール又は信号パターンを積み
込むことを含む。サンプリングの順序を定義する段階
は、第一及び第二の試料捕集及び分析サブシステムに関
連したパラメータをイニシャル化することを含む。アク
チュエーションの順序を定義する段階及び、システム操
作を可能にする段階は、これまですでに述べたように、
検出ふるい分けシステムの操作に含まれる、捕集、蒸気
化、脱着プロセスに関連した種々の操作の配列を含む。
データを得、得たデータを目標蒸気及び目標粒子のパラ
メータに関係づける段階は、分析をし、出たデータを集
め、集まったデータを窓パラメータと比較して、もし合
うものがあれば決める段階を含む。第一及び第二サブシ
ステムで異なる検出器が用いられると、興味ある−特定
目標分子へのその検出器の応答の表示が、異なるプロフ
ィール又は信号パターンを展開する。
義する段階は、化学分析器に取り付けたCPU記憶に特
定の印づけ分子のプロフィール又は信号パターンを積み
込むことを含む。サンプリングの順序を定義する段階
は、第一及び第二の試料捕集及び分析サブシステムに関
連したパラメータをイニシャル化することを含む。アク
チュエーションの順序を定義する段階及び、システム操
作を可能にする段階は、これまですでに述べたように、
検出ふるい分けシステムの操作に含まれる、捕集、蒸気
化、脱着プロセスに関連した種々の操作の配列を含む。
データを得、得たデータを目標蒸気及び目標粒子のパラ
メータに関係づける段階は、分析をし、出たデータを集
め、集まったデータを窓パラメータと比較して、もし合
うものがあれば決める段階を含む。第一及び第二サブシ
ステムで異なる検出器が用いられると、興味ある−特定
目標分子へのその検出器の応答の表示が、異なるプロフ
ィール又は信号パターンを展開する。
【0127】図17は、制御及びデータ処理システムに
よりなされ、デジタルコンピュータ702により動かさ
れるような、全プロセス制御を示すフローチャート80
0である。フローチャート800のブロック802はた
だ出発点又は全ソフトウェアパッケージへの入口であ
る。ランダイアグノスティクス(Run Diagno
stics)ブロック804は、自己診断及び自己検定
に応答できるソフトウェアのブロックを表す。基本的に
このソフトウェアのブロックは、検出と分析のルーチン
の種々の面を訓練するために、種々のプログラムを動か
す。サンプル空気(Sample Air)及びエネー
ブルカメラ(Enable Camera)ブロック8
06は、空気試料を入口、取手棒、又は自動手荷物/小
荷物サンプリング室から引込み、第一及び第二の試料捕
集及び分析サブシステムへと引き込むソフトウェアのブ
ロックを表す。このソフトウェアは、図16に示される
サンプリングアクチュエータユニット710の操作を制
御する。Sample Air及びEnable Ca
meraブロック806は又、試料採取された物体又は
人の影像を捕えるためのカメラ操作に応答できるソフト
ウェアのブロックを表す。捕えた影像はその後、人又は
物体から引き込まれた試料に関連した化学分析データと
関係づけられ、同定手段として用いられるよう保管所の
記録としてメモリにとっておかれる。典型的には人又は
物体の影像は、目標物質の一又はそれ以上が検出されな
ければ、最新の3〜6サンプリング期間の間とっておか
れる。Sample Air及びEnable Cam
eraブロック806の後、フローチャート800は同
時に進む二つの道に分かれる。一つの道は第一の試料捕
集及び分析サブシステムの操作を表し、第二の道は第二
の試料捕集及び分析サブシステムの操作を表す。
よりなされ、デジタルコンピュータ702により動かさ
れるような、全プロセス制御を示すフローチャート80
0である。フローチャート800のブロック802はた
だ出発点又は全ソフトウェアパッケージへの入口であ
る。ランダイアグノスティクス(Run Diagno
stics)ブロック804は、自己診断及び自己検定
に応答できるソフトウェアのブロックを表す。基本的に
このソフトウェアのブロックは、検出と分析のルーチン
の種々の面を訓練するために、種々のプログラムを動か
す。サンプル空気(Sample Air)及びエネー
ブルカメラ(Enable Camera)ブロック8
06は、空気試料を入口、取手棒、又は自動手荷物/小
荷物サンプリング室から引込み、第一及び第二の試料捕
集及び分析サブシステムへと引き込むソフトウェアのブ
ロックを表す。このソフトウェアは、図16に示される
サンプリングアクチュエータユニット710の操作を制
御する。Sample Air及びEnable Ca
meraブロック806は又、試料採取された物体又は
人の影像を捕えるためのカメラ操作に応答できるソフト
ウェアのブロックを表す。捕えた影像はその後、人又は
物体から引き込まれた試料に関連した化学分析データと
関係づけられ、同定手段として用いられるよう保管所の
記録としてメモリにとっておかれる。典型的には人又は
物体の影像は、目標物質の一又はそれ以上が検出されな
ければ、最新の3〜6サンプリング期間の間とっておか
れる。Sample Air及びEnable Cam
eraブロック806の後、フローチャート800は同
時に進む二つの道に分かれる。一つの道は第一の試料捕
集及び分析サブシステムの操作を表し、第二の道は第二
の試料捕集及び分析サブシステムの操作を表す。
【0128】フローチャート800の第一の道は次の通
りである。ローテートPCADフィルター(Rotat
e PCAD Filters)ブロック808は、回
転円板の回転及び第一、第二固定板の離合に応答できる
ソフトウェアのブロックを表す。基本的にこのソフトウ
ェアのブロックは、図15に示されるPCADアクチュ
エータユニット714を制御する。ヒートコレクティド
パーテキュレイトマター(Heat Collecte
d Particulate Matter)ブロック
810は、蒸気化プロセスの制御に応答できるソフトウ
ェアのブロックを表す。このソフトウェアのブロック
は、フラッシュ加熱プロセス同様、化学分析器へ蒸気化
した試料を注入するのに用いられるガスの流れを制御す
る。このソフトウェアのブロックは、図16に示される
インターフェースアクチュエータユニット712を制御
する。アクアイアデータ(Acquire Data)
ブロック812は、化学分析器からのデータの捕捉及び
その結果のデータ表示のため、続けて行う分析と準備に
応答できるソフトウェアのブロックを表す。更にこのソ
フトウェアのブロックは、集めたデータをカメラ手段に
よって捕えた人又は物体の影像に関係づける。
りである。ローテートPCADフィルター(Rotat
e PCAD Filters)ブロック808は、回
転円板の回転及び第一、第二固定板の離合に応答できる
ソフトウェアのブロックを表す。基本的にこのソフトウ
ェアのブロックは、図15に示されるPCADアクチュ
エータユニット714を制御する。ヒートコレクティド
パーテキュレイトマター(Heat Collecte
d Particulate Matter)ブロック
810は、蒸気化プロセスの制御に応答できるソフトウ
ェアのブロックを表す。このソフトウェアのブロック
は、フラッシュ加熱プロセス同様、化学分析器へ蒸気化
した試料を注入するのに用いられるガスの流れを制御す
る。このソフトウェアのブロックは、図16に示される
インターフェースアクチュエータユニット712を制御
する。アクアイアデータ(Acquire Data)
ブロック812は、化学分析器からのデータの捕捉及び
その結果のデータ表示のため、続けて行う分析と準備に
応答できるソフトウェアのブロックを表す。更にこのソ
フトウェアのブロックは、集めたデータをカメラ手段に
よって捕えた人又は物体の影像に関係づける。
【0129】フローチャート800の第二の道は次の通
りである。ローテートVCADフィルターブロック81
4は、第二の回転円板の回転及び第一、第二固定板の二
番目の組の離合に応答できるソフトウェアのブロックを
表す。このソフトウェアのブロックは図16に示される
VCADアクチュエータユニット716を制御する。デ
ソーブベーパー(Desorb Vapor)ブロック
816は、加熱手段及び脱着プロセス中の純粋なガスの
流れの制御に応答できるソフトウェアのブロックを表
す。ローテート6−ポートバルブ(Rotate Si
x−Port Valve)ブロック818は、VCA
DとVCADの化学分析器との間のインターフェースと
して用いられる、6口バルブの制御に応答できるソフト
ウェアのブロックを表し、空気の濃縮された試料量が適
当に分析器へと導かれる。デソーブベーパーブロック8
16とローテート6−ポートバルブブロック818は共
に、図16に示されるインターフェースアクチュエータ
ユニット712の操作を制御する。アクアイアデータブ
ロック820は、化学分析器560からのデータの捕捉
及びその結果のデータ表示のため、続いて行う分析と準
備に応答できるソフトウェアのブロックを表す。更にこ
のソフトウェアのブロックは、集めたデータをカメラ手
段によって捕えた人又は物体の影像に関係づける。
りである。ローテートVCADフィルターブロック81
4は、第二の回転円板の回転及び第一、第二固定板の二
番目の組の離合に応答できるソフトウェアのブロックを
表す。このソフトウェアのブロックは図16に示される
VCADアクチュエータユニット716を制御する。デ
ソーブベーパー(Desorb Vapor)ブロック
816は、加熱手段及び脱着プロセス中の純粋なガスの
流れの制御に応答できるソフトウェアのブロックを表
す。ローテート6−ポートバルブ(Rotate Si
x−Port Valve)ブロック818は、VCA
DとVCADの化学分析器との間のインターフェースと
して用いられる、6口バルブの制御に応答できるソフト
ウェアのブロックを表し、空気の濃縮された試料量が適
当に分析器へと導かれる。デソーブベーパーブロック8
16とローテート6−ポートバルブブロック818は共
に、図16に示されるインターフェースアクチュエータ
ユニット712の操作を制御する。アクアイアデータブ
ロック820は、化学分析器560からのデータの捕捉
及びその結果のデータ表示のため、続いて行う分析と準
備に応答できるソフトウェアのブロックを表す。更にこ
のソフトウェアのブロックは、集めたデータをカメラ手
段によって捕えた人又は物体の影像に関係づける。
【0130】二つのアクアイアデータブロック812と
820の完了で、フローチャート800は再び一つにな
る。ディスプレーデータ/カメラピクチャー(Disp
lay Data/Camera Picture)ブ
ロック822は、標準CRT上に即座に表示され、容易
に理解されるようなフォーマットで、得た化学分析デー
タをフォーマッティングするのに応答できるソフトウェ
アのブロックを表す。捕らえた影像または画像も、標準
ディスプレィ技術を用いて表示できる。図17に示され
た全ソフトウェア構造は循環するプロセスで、ブロック
822の段階に続いて、サンプル空気及びエネーブルカ
メラブロック806へ帰り、止めるまで続く。ソフトウ
ェアはシステムを単一サイクルモードで、連続サイクル
モードで、又は一時休止モードで動かせる。すでに述べ
たように、ソフトウェアルーチンが変調され、それ故容
易に変え、最新式にし、除いたり加えたりできる。
820の完了で、フローチャート800は再び一つにな
る。ディスプレーデータ/カメラピクチャー(Disp
lay Data/Camera Picture)ブ
ロック822は、標準CRT上に即座に表示され、容易
に理解されるようなフォーマットで、得た化学分析デー
タをフォーマッティングするのに応答できるソフトウェ
アのブロックを表す。捕らえた影像または画像も、標準
ディスプレィ技術を用いて表示できる。図17に示され
た全ソフトウェア構造は循環するプロセスで、ブロック
822の段階に続いて、サンプル空気及びエネーブルカ
メラブロック806へ帰り、止めるまで続く。ソフトウ
ェアはシステムを単一サイクルモードで、連続サイクル
モードで、又は一時休止モードで動かせる。すでに述べ
たように、ソフトウェアルーチンが変調され、それ故容
易に変え、最新式にし、除いたり加えたりできる。
【0131】図18は、図17のフローチャート800
と一つの例外を除き、同じプロセスを示すフローチャー
ト800’である。フローチャート800’では、ヒー
トコレクティドパーテキュレイトマターブロック810
と、アクアイアデータブロック812との間にもう一
つ、ローテート6−ポートバルブブロック824が挿入
される。ローテート6−ポートバルブブロック824
は、ガスクロマトグラフ分析器が用いられる時、インタ
ーフェースとして用いられる6口バルブの制御に応答で
きるソフトウェアのブロックを表す。
と一つの例外を除き、同じプロセスを示すフローチャー
ト800’である。フローチャート800’では、ヒー
トコレクティドパーテキュレイトマターブロック810
と、アクアイアデータブロック812との間にもう一
つ、ローテート6−ポートバルブブロック824が挿入
される。ローテート6−ポートバルブブロック824
は、ガスクロマトグラフ分析器が用いられる時、インタ
ーフェースとして用いられる6口バルブの制御に応答で
きるソフトウェアのブロックを表す。
【0132】ふるい分けプロセスに基本的に三つの概念
が存在する。第一の概念は、蒸気及び粒子の捕集とその
後の分析を含む。それ故第一の概念は、第一及び第二の
試料捕集と分析サブシステムとを利用する。第二の概念
は、粒子の捕集とその後の分析のみを含む。それ故第二
の概念は、第一の試料捕集と分析サブシステムのみを利
用する。第三の概念は、蒸気の捕集とその後の分析だけ
を含む。それ故第三の概念は、第二の試料捕集と分析サ
ブシステムのみを利用する。ふるい分けのための三つの
概念の全てが、個別に又は同時に進もうとも終わるのに
約11.0秒かかるように、ソフトウェアは設計されて
いる。最初の待機がPCADサイクルにあり、PCAD
システムの分析は、PCADシステムの分析が終わるの
と同時に終わる。このことが、システムが連続モードで
進む時、テスト結果の混乱を防いでいる。連続モードで
進む時、第一ふるい分けサイクルの終わりと第二ふるい
分けサイクルの始めとの間にオーバーラップがあり、各
々7秒後に次のふるい分けサイクルの各々が来る。この
オーバーラップは、第一のふるい分けサイクルの分析、
ディスプレイ期間と、第二サイクルの試料空気が蒸気化
/脱着を通る期間との間に起きる。このオーバーラップ
は、ふるい分けプロセス中のソフトウェアタスクがマル
チタスキング環境でなされることを求めている。マルチ
タスキング環境では、ソフトウェアルーチンは、真のイ
ンターラプトモードでフォアグラウンド/バックグラウ
ンドシナリオでなされる。ソフトウェア制御下、機械的
操作はバックグラウンドでなされるが、分析とデータ処
理機能はフォアグラウンドでなされる。図17、18の
フローチャートはソフトウェアの一般的表現であって、
ちょうどよい図と解釈すべきでない。下に書く表2は、
このマルチタスキング環境を利用するふるい分け法に含
まれる時間に関連した必要な段階を例示する。
が存在する。第一の概念は、蒸気及び粒子の捕集とその
後の分析を含む。それ故第一の概念は、第一及び第二の
試料捕集と分析サブシステムとを利用する。第二の概念
は、粒子の捕集とその後の分析のみを含む。それ故第二
の概念は、第一の試料捕集と分析サブシステムのみを利
用する。第三の概念は、蒸気の捕集とその後の分析だけ
を含む。それ故第三の概念は、第二の試料捕集と分析サ
ブシステムのみを利用する。ふるい分けのための三つの
概念の全てが、個別に又は同時に進もうとも終わるのに
約11.0秒かかるように、ソフトウェアは設計されて
いる。最初の待機がPCADサイクルにあり、PCAD
システムの分析は、PCADシステムの分析が終わるの
と同時に終わる。このことが、システムが連続モードで
進む時、テスト結果の混乱を防いでいる。連続モードで
進む時、第一ふるい分けサイクルの終わりと第二ふるい
分けサイクルの始めとの間にオーバーラップがあり、各
々7秒後に次のふるい分けサイクルの各々が来る。この
オーバーラップは、第一のふるい分けサイクルの分析、
ディスプレイ期間と、第二サイクルの試料空気が蒸気化
/脱着を通る期間との間に起きる。このオーバーラップ
は、ふるい分けプロセス中のソフトウェアタスクがマル
チタスキング環境でなされることを求めている。マルチ
タスキング環境では、ソフトウェアルーチンは、真のイ
ンターラプトモードでフォアグラウンド/バックグラウ
ンドシナリオでなされる。ソフトウェア制御下、機械的
操作はバックグラウンドでなされるが、分析とデータ処
理機能はフォアグラウンドでなされる。図17、18の
フローチャートはソフトウェアの一般的表現であって、
ちょうどよい図と解釈すべきでない。下に書く表2は、
このマルチタスキング環境を利用するふるい分け法に含
まれる時間に関連した必要な段階を例示する。
【0133】 表 2 段 階 PCAD VCAD 空気を採集 2.0 2.0 フィルターを回転 1.0 1.0 蒸気化/脱着 0.25−0.5 2.0 注 入 0.25−0.5 1.0 分析及びディスプレイ 1.0及び0.75 5.0 表2に書かれた時間が、プロセスの各々絶対時間を反映
し、−サンプリングサイクルの合計時間を反映していな
いことに注目するのが重要である。図19は、サンプリ
ングサイクル又は期間の各々のプロセスに対する種々の
時間のパラメータをより良く例示する順序/タイミング
図である。0.0から2.0秒、空気の試料量が、サン
プリング室入口、取手棒、自動手荷物/小荷物サンプリ
ング室のいずれかから集められる。2.0から3.0
秒、集めた物質を処理の次の場面へ運んでフィルターが
回る。3.0から5.0秒、VCADは集めた蒸気を濃
縮する。この時間中PCADは用がない。集めた粒子の
蒸気化及び注入は、6.0から6.25−6.50秒で
終わる。5.0から6.0秒でVCADからの濃縮され
た蒸気が、化学分析器に注入される。6.0から11.
0秒でVCAD試料の分析及びディスプレイが終わる。
8.0から9.0秒でPCAD試料の分析が終わり、1
0.25から11.0秒でPCAD試料のディスプレイ
が終わる。それ故、PCADとVCADの両操作は同時
に完了する。第2サイクル又はサンプリング期間は7.
0秒に始まるよう示されている。第2サイクルは第1サ
イクルと同じである。最も実際的で良い例と信じられる
もので示し、書いたが、書かれた特定の方法、設計から
離れたものがその技術に熟練した者に示唆され、本発明
の精神、範囲から離れずに用いられることは明らかであ
る。本発明は、書かれた特定の構造に限定されず、添付
のクレームの範囲に入る全ての変更をおおって組立られ
るべきである。
し、−サンプリングサイクルの合計時間を反映していな
いことに注目するのが重要である。図19は、サンプリ
ングサイクル又は期間の各々のプロセスに対する種々の
時間のパラメータをより良く例示する順序/タイミング
図である。0.0から2.0秒、空気の試料量が、サン
プリング室入口、取手棒、自動手荷物/小荷物サンプリ
ング室のいずれかから集められる。2.0から3.0
秒、集めた物質を処理の次の場面へ運んでフィルターが
回る。3.0から5.0秒、VCADは集めた蒸気を濃
縮する。この時間中PCADは用がない。集めた粒子の
蒸気化及び注入は、6.0から6.25−6.50秒で
終わる。5.0から6.0秒でVCADからの濃縮され
た蒸気が、化学分析器に注入される。6.0から11.
0秒でVCAD試料の分析及びディスプレイが終わる。
8.0から9.0秒でPCAD試料の分析が終わり、1
0.25から11.0秒でPCAD試料のディスプレイ
が終わる。それ故、PCADとVCADの両操作は同時
に完了する。第2サイクル又はサンプリング期間は7.
0秒に始まるよう示されている。第2サイクルは第1サ
イクルと同じである。最も実際的で良い例と信じられる
もので示し、書いたが、書かれた特定の方法、設計から
離れたものがその技術に熟練した者に示唆され、本発明
の精神、範囲から離れずに用いられることは明らかであ
る。本発明は、書かれた特定の構造に限定されず、添付
のクレームの範囲に入る全ての変更をおおって組立られ
るべきである。
【図1】図1Aは、本発明による爆薬検出スクリーニン
グ装置の高次のブロックダイヤグラムであり、図1B
は、本発明による爆薬検出スクリーニング装置の詳細な
ブロックダイヤグラムである。
グ装置の高次のブロックダイヤグラムであり、図1B
は、本発明による爆薬検出スクリーニング装置の詳細な
ブロックダイヤグラムである。
【図2】図2は、本発明による試料室ポータルの側面断
面図である。
面図である。
【図3】図3は、本発明による試料室ポータルの後部断
面図であり、図2中のZ−Z’に相当する。
面図であり、図2中のZ−Z’に相当する。
【図4】図4は、本発明による携帯ワンドの下面図であ
る。
る。
【図5】図5は、本発明による携帯ワンドの側面図であ
る。
る。
【図6】図6は、本発明による携帯ワンドの上面図であ
る。
る。
【図7】図7は、本発明による自動化手荷物/小包試料
採取室の概略図である。
採取室の概略図である。
【図8】図8は、本発明による自動化手荷物/小包試料
採取室及び第1の自動化サンプリングヘッドの概略図で
ある。
採取室及び第1の自動化サンプリングヘッドの概略図で
ある。
【図9】図9は、本発明による自動化手荷物/小包試料
採取室及び第2の自動化サンプリングヘッドの概略図で
ある。
採取室及び第2の自動化サンプリングヘッドの概略図で
ある。
【図10】図10は、本発明による自動化手荷物/小包
試料採取室及び第3、第4の自動化サンプリングヘッド
の概略図である。
試料採取室及び第3、第4の自動化サンプリングヘッド
の概略図である。
【図11】図11Aは、本発明による第1の試料捕集分
析補助装置の概略図であり、図11Bは、本発明による
第2の試料捕集分析補助装置の概略図であり、図11C
は、本発明による第1の試料捕集分析補助装置の概略図
である。ここで補助装置は六ッ口バルブを配置してい
る。
析補助装置の概略図であり、図11Bは、本発明による
第2の試料捕集分析補助装置の概略図であり、図11C
は、本発明による第1の試料捕集分析補助装置の概略図
である。ここで補助装置は六ッ口バルブを配置してい
る。
【図12】図12は、本発明による第1の試料捕集分析
補助装置に用いた、フィルターエレメント配置の概略図
である。
補助装置に用いた、フィルターエレメント配置の概略図
である。
【図13】図13Aは、本発明に用いた六ッ口バルブの
概略図であり、六ッ口バルブはロード(load)位置
にあり、図13Bは、本発明に用いた六ッ口バルブの概
略図であり、六ッ口バルブはインジェクション(inj
ection)位置にある。
概略図であり、六ッ口バルブはロード(load)位置
にあり、図13Bは、本発明に用いた六ッ口バルブの概
略図であり、六ッ口バルブはインジェクション(inj
ection)位置にある。
【図14】図14Aは、本発明による第1の試料捕集分
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの上部概略
図であり、図14Bは、本発明による第1の試料捕集分
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの上面概略
図であり、図14Cは、本発明による第1の試料捕集分
析補助装置に用いたフィルターエレメントの底部概略図
である。
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの上部概略
図であり、図14Bは、本発明による第1の試料捕集分
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの上面概略
図であり、図14Cは、本発明による第1の試料捕集分
析補助装置に用いたフィルターエレメントの底部概略図
である。
【図15】図15Aは、本発明による第2の試料捕集分
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの上部概略
図であり、図15Bは、本発明による第2の試料捕集分
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの側部概略
図である。
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの上部概略
図であり、図15Bは、本発明による第2の試料捕集分
析補助装置に用いた、フィルターエレメントの側部概略
図である。
【図16】図16は、本発明による制御、データ処理装
置のブロックダイヤグラムである。
置のブロックダイヤグラムである。
【図17】図17は、本発明の作動を制御する為に使用
したソフトウェアルーチンのフローチャートである。
したソフトウェアルーチンのフローチャートである。
【図18】図18は、本発明の作動を制御する為に使用
した別のソフトウェアルーチンのフローチャートであ
る。
した別のソフトウェアルーチンのフローチャートであ
る。
【図19】図19は、本発明の様々な工程の為の様々な
時間パラメーターを示すタイミングチャートである。
時間パラメーターを示すタイミングチャートである。
【図20】図20は、本発明による第1の試料捕集分析
補助装置に用いた化学分析器である。
補助装置に用いた化学分析器である。
【図21】図21は、本発明による脱離室の概略図であ
る。
る。
200…ハンドヘルド棒、手持ちワンド 210…頭部 212…回転ブラシ 214…入口部 216…エアタービン 218…駆動ベルト 222…シールエッジ部 223…回転式ジョイント部 224…導管部 240…ハンドル部 250…パネル部 300…チャンバー部、サンプリング室 310、320、330、340…サンプリングヘッド 350…コンベアベルト 402…パイプ 404…吸引ファン 412…回転プレート 414…収集用チャンバー 416…気化チャンバー 418…クリーン用チャンバー 420…第1プレート 422…第2プレート 426…フィルターエレメント 428…モーター 434…ガス供給装置 436…ガスライン 460…分析器 538…マルチポート弁
フロントページの続き (72)発明者 ローレンス ブイ ハーレイ カナダ国オンタリオ州 ケイ2イー 8ビ ー9 ユニット ディ ネピアン トリス タン コート 11
Claims (15)
- 【請求項1】 爆発物、化学剤、医薬又は麻酔薬を含む
目標物質から出る分子状蒸気又は当該目標物質を含む粒
状物を検出するための検出及びスクリーニングシステム
で使用されるハンドヘルド棒において、当該検出及びス
クリーニングシステムは、 当該目標物質から発生する蒸気或いは目標物質の微粒子
を含む所定のサンプル量のサンプル空気を所定のサンプ
リング期間内に収集するサンプリング手段、 当該サンプリング手段により採取されたサンプル空気か
ら、検出すべき蒸気或いは微粒子を抽出するサンプル抽
出手段、 当該サンプル抽出手段から抽出された当該蒸気或いは該
微粒子から蒸発された蒸気を分析して、所定の被検出成
分が検出された場合に警報を発生する蒸気成分分析手
段、 とから構成されており、該サンプル抽出手段は、更に少
なくとも、それぞれ独立的に且つ固定されて配置され
た、サンプル空気収集処理部、サンプル蒸発処理部及び
クリーニング処理部とが設けられていると共に、 フィルター要素をそれぞれ内蔵する複数個の互いに同期
的に移動可能なチャンバー部とが設けられており、 当該それぞれのチャンバー部は、第1の時間に於いて
は、当該サンプル空気収集処理部、サンプル蒸発処理部
及びクリーニング処理部のそれぞれ異なる部位に個別に
配置せしめられると共に、第2の時間に於いては、当該
それぞれのチャンバー部は、隣接する他の処理部に移動
し、第3の時間には当該それぞれのチャンバー部は、隣
接する更に他の処理部に移動すると言う様に、所定のタ
イミングに従って、当該それぞれのチャンバー部が、循
環的に該当該サンプル空気収集処理部、サンプル蒸発処
理部及びクリーニング処理部のそれぞれを巡回する様に
構成されており、 当該サンプル空気収集処理部は、その一端部が、サンプ
リング手段と接続されると共にその他端部が外気に接続
されており、該サンプル蒸発処理部は、その一端部が第
1の気体供給手段と接続され又その他端部が当該蒸気成
分分析手段とに接続され且つ該クリーニング処理部は、
第2の気体供給手段と外気とに接続されており、当該ハ
ンドヘルド棒は、 (a)(i)所定のサンプル量の空気を入れるための入
口部、及び(ii)検査されるべき物体の当接させて該
入口部をシールするための前記の入口部の周りを取り囲
む様に設けられているたわみ性のシール、とを含む、該
目標物質の検査の為に個人或いは固体に当接されて、そ
してそれから所定のサンプル量の空気を収集するための
ポータブル真空ヘッド、 (b)前記のサンプル量の空気中に存在する目標物質の
全ての分子状蒸気を収集し且つ検出するための検出及び
スクリーニングシステム、 (c)前記のポータブル真空ヘッドから前記の検出及び
スクリーニングシステムへ前記のサンプル量の空気を引
き込むための真空手段、及び (d)前記のポータブル真空ヘッド及び前記の検出及び
スクリーニングシステムを結合するたわみ性の導管を含
むハンドヘルド棒。 - 【請求項2】 前記の検出及びスクリーニングシステム
は、前記のサンプル量中の該目標物質の分子状蒸気を優
先して濃縮するための予備濃縮器並びに該目標物質から
の分子状蒸気に応答する蒸気検出器手段を含む請求項第
1項に記載の検出及びスクリーニングシステムに使用さ
れるハンドヘルド棒。 - 【請求項3】 前記の検出及びスクリーニングシステム
は、該目標物質を含む粒状物を収集し且つフラッシュ蒸
発させるための手段並びに該目標物質からの分子状蒸気
に応答する蒸気検出器手段を含む請求項第1項に記載の
検出及びスクリーニングシステムに使用されるハンドヘ
ルド棒。 - 【請求項4】 前記の検出及びスクリーニングシステム
は、前記のサンプル量の空気から粒状物を収集し且つ分
離し、次に前記のサンプル量の空気中に存在する粒状物
と全ての分子状蒸気を別々に分析するものである請求項
第1項に記載の検出及びスクリーニングシステムで使用
されるハンドヘルド棒。 - 【請求項5】 前記のたわみ性のシールは、その上に設
けられた柔軟性の弾性体状シールを有する可動性フレー
ムを更に含む請求項第1項乃至第3項の何れかに記載の
検出及びスクリーニングシステムに使用されるハンドヘ
ルド棒。 - 【請求項6】 前記の可動性フレームは、前記の真空ヘ
ッドに設けられ、そして該ヘッドから外側に向けて弾性
的なバイアス力が印加されている請求項第5項に記載の
検出及びスクリーニングシステムに使用されるハンドヘ
ルド棒。 - 【請求項7】 該真空ヘッドは、検査されている物体か
ら残留している粒状物を分離するための回転ブラッシュ
を更に含む請求項第3項または第4項に記載の検出及び
スクリーニングシステムに使用されるハンドヘルド棒。 - 【請求項8】 該回転ブラッシュは、タービンにより回
転し、該タービンは、当該空気量のサンプルが、該入口
中に引き込まれる時、該空気量のサンプルにより駆動さ
れる請求項第7項に記載の検出及びスクリーニングシス
テムに使用されるハンドヘルド棒。 - 【請求項9】 該真空ヘッドは、前記のたわみ性の導管
と前記の真空ヘッドとの間に位置する回転可能なハンド
ル部材を更に含む請求項第2項乃至第4項の何れかに記
載の検出及びスクリーニングシステムに使用されるハン
ドヘルド棒。 - 【請求項10】 該真空手段は、該入口を通して70−
85cfmの率で前記の空気量サンプルを引き込む請求
項第2項乃至第4項の何れかに記載の検出及びスクリー
ニングシステムに使用されるハンドヘルド棒。 - 【請求項11】 該真空ヘッドは、該検出及びスクリー
ニングシステムを起動するためのコントロールパネルを
更に含む請求項第2項乃至第4項の何れかに記載の検出
及びスクリーニングシステムに使用されるハンドヘルド
棒。 - 【請求項12】 該コントロールパネルは、ディスプレ
イ手段を更に含む請求項第11項に記載の検出及びスク
リーニングシステムに使用されるハンドヘルド棒。 - 【請求項13】 該検出及びスクリーニングシステム
は、単一のサイクルモード、連続サイクルモード又は休
止モードで操作でき、そして該モードは、該コントロー
ルパネルから選択できる請求項第11項に記載の検出及
びスクリーニングシステムに使用されるハンドヘルド
棒。 - 【請求項14】 該検出及びスクリーニングシステム
は、分析される各サンプルにコントロール番号を割り当
て、そして該コントロール番号は、該ディスプレイ手段
にディスプレイされる請求項第11項に記載の検出及び
スクリーニングシステムに使用されるハンドヘルド棒。 - 【請求項15】 該ディスプレイ手段は、警報指示器を
更に含み、そして該検出及びスクリーニングシステム
は、目標物質が前記のサンプル量の空気中で確認された
時、該ディスプレイ手段に警戒信号及び該コントロール
番号を伝達するための手段を含む請求項第14項に記載
の検出及びスクリーニングシステムに使用されるハンド
ヘルド棒。
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