JP2008513783A - 有害物質への露出を検出する方法および装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの有害物質への露出を検出するための装置（１０）。この装置は、複数の開口部（１４）を有する本体（１２）、および本体と結合しているアタッチメント機構（１６）を含む。各開口部は、少なくとも１つの有害物質の有無を検出するためのカセット（１８）を収容できる大きさを有する。カセットは、疎水性フィルムからできている基層（１４０）と、疎水性フィルムを覆うための比色コーティング（１４２）と、比色コーティングへの特定の物質の露出を制御するための少なくとも１つの疎水性膜（１４４）とを有する測色センサ（１２６）を含むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、有害物質への露出の検出に関し、特に有害物質への露出を検出する方法および装置に関する。

世界中で少なくとも何人かの人々が有害物質への露出の危険にさらされている。例えば、このような人々としては、工場の作業員、軍人および最初に対処した人などがいる。それ故、今日では、危険にさらされているこのような人々に有害物質の存在を検出するためのデバイスを提供するのはごく普通に行われている。このような検出デバイスとしては、比色バッジ、比色チューブおよび電気化学モニタ等があるが、これらに限定されない。しかし、これら周知の検出デバイスの少なくとも１つの欠点は、このようなデバイスが、通常、１つのタイプの化学物質や化学物質の１つのグループしか検出できないことであり、またはこれらの検出デバイスが検出する化学物質について特定的でないことである。例えば、ある人が、比色チューブ技術により５つの異なる化学物質を検出したい場合、５つの異なる比色チューブが必要になる。さらに、これらの周知の検出デバイスのうちの少なくともいくつかは、水中浸漬を含む広い範囲の環境条件に耐えることができない。例えば、少なくともいくつかの周知の比色バッジは、水に浸漬すると故障する。何故なら、センサ材料が機械的に危険にさらされたり、または水にさらされた場合、センサの構成要素が水に溶ける恐れがあるからである。

複数の有害なまたは潜在的に有害な物質を検出するための化学薬品検出デバイスでユーザが身につけることができるものを使用すれば、ユーザは自分の健康をよりよく保護するためにいくつかの安全のための予防措置をとることができる。さらに、ユーザが有害物質にさらされ、ユーザが体調を崩した場合に、このような検出デバイスを身につけていれば、ユーザが受けることができる任意の医療を容易に受けることができ、その結果、ユーザの回復のチャンスが改善する。さらに、複数の環境条件に耐えることができる化学薬品検出デバイスは、デバイスを使用することができる潜在的ユーザの数、または潜在的状況の数が増大する。

ある態様においては、本発明は、少なくとも１つの有害物質への露出を検出する装置を提供する。有害物質検出装置は、本体および本体に収容されている少なくとも１つの取外し可能なカセットを含む。各取外し可能なカセットは、少なくとも１つの所定の有害物質の存在を検出するように構成されている。

他の態様においては、本発明は、少なくとも１つの有害物質への露出を検出するために現場で構成することができる装置を提供する。この装置は、少なくとも１つの開口部を有する本体、および本体内に着脱可能に収容されている少なくとも１つのカセットを含む。各カセットは、開口部のうちの１つ内に位置していて、少なくとも１つの所定の有害物質の存在を検出するように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを含む。

他の態様においては、本発明は、有害物質検出装置内に着脱可能に収容することができる大きさのカセットを提供する。このカセットは、少なくとも１つの所定の有害物質を検出した場合、色が変わるように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを含む。

他の態様においては、本発明は、現場で構成することができる有害物質検出装置を使用する有害物質を検出する方法を提供する。この方法は、現場で構成することができる有害物質検出装置を対象となるエリア内に置くステップと、少なくとも１つの所定の有害物質を検出するように検出装置を構成するステップと、検出装置により有害物質が検出されたか否かを判定するために検出装置を監視するステップとを含む。この検出装置は、少なくとも１つの開口部を有する本体と、本体内に着脱可能に収容されている少なくとも１つのカセットとを含む。各カセットは、開口部のうちの１つ内にあって、少なくとも１つの所定の有害物質の存在を検出するように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを含む。

以下に複数の有害なまたは潜在的に有害な物質の検出を容易にする方法および装置の例示としての実施形態について詳細に説明する。本明細書で化学薬品検出デバイスと呼ぶこの装置は、２つ以上のカセットを挿入することができる再使用可能な本体を使用する。各カセットは、危険にさらされた場合に色を変えることにより、有毒な工業化学薬品、化学兵器、生物学的脅威または放射線のような特定の危険の有無を検出する。ユーザは、再使用可能な本体内に各カセットを挿入したり、この本体から各カセットを取り出すことができるので、ユーザの特定のニーズに対してデバイスを容易に構成することができる。例えば、ユーザがホスゲン、塩素、硫化水素にさらされている場合には、ユーザはこれらの化学物質を検出することができるカセットを再使用可能な本体内に挿入する。後で、同じ人が一酸化炭素だけに露出する場合には、ユーザは、本体内に一酸化炭素カセットを挿入することによりデバイスを再構成することができる。

このシステムおよびプロセスは、本明細書に記載する特定の実施形態だけに限定されない。さらに、各システムの構成要素および各プロセスは、本明細書に記載する他の構成要素およびプロセスから独立してまた別々に使用することができる。各構成要素およびプロセスは、また他の組立体パッケージおよびプロセスと組み合わせて使用することもできる。

図１は、４つのカセット構成に配置されている化学薬品検出デバイス１０の例示としての実施形態の斜視図である。化学薬品検出デバイス１０は、複数の開口部１４を有する本体１２と、ストラップ１６とを含む。一実施形態では、本体１２は再使用することができ、ストラップ１６は調整することができる。代替実施形態では、例えば、クリップ、固定具、タイ等のような任意の適切なアタッチメント機構をストラップ１６の代わりに使用することができる。各開口部１４は、その中にカセット１８を収容できる大きさを有する。各カセット１８は、危険が存在する場合に色を変えることにより、有毒な工業化学薬品、化学兵器、生物学的脅威または放射線のような特定の危険の有無を検出する。ユーザは、本体１２にカセット１８を挿入したり、および／またはこの本体１２からカセットを取り出すことができるので、ユーザの特定のニーズに対してデバイスを容易に構成することができる。

図２は、化学薬品検出デバイス５０のもう１つの実施形態の斜視図である。化学薬品検出デバイス５０は、１０個のカセット構成に配置されている。化学薬品検出デバイス５０は、複数の開口部５４を有する本体５２と、少なくとも１つのストラップ５６とを含む。一実施形態の場合には、本体５２は再使用することができ、ストラップ５６は調整することができる。各開口部５４は、その中にカセット５８を収容できる大きさを有する。各カセット５８は、危険にさらされた場合に色を変えることにより、有毒な工業化学薬品、化学兵器、生物学的脅威または放射線のような特定の危険の有無を検出する。ユーザは、本体５２内に各カセット挿入したり、この本体５２から各カセットを取り出すことができるので、ユーザの特定のニーズに対してデバイスを容易に構成することができる。図６は、ユーザの腕１５０に取り付けられた化学薬品検出デバイス５０の斜視図である。

図３は、化学薬品検出デバイス１０（図１に示す）と一緒に使用する２つのカセット１００の斜視図である。カセット１００は、第１のカセット１０２および第２のカセット１０４を含む。例示としての実施形態の場合には、カセット１０２は、化学薬品に露出する前のカセットの様子を示す。対照的に、カセット１０４は、化学薬品に露出した後のカセットの様子を示す。より詳細に説明すると、例示としての実施形態の場合には、カセット１０４は、窓１０８の一部内の色の変化１０６により化学的な危険にさらされていることを示す。化学薬品への露出を示すために本明細書に記載する方法（すなわち、色の変化）は、例示としてのものであり、そのため、カセットが化学薬品に露出したことを示すために、本明細書に記載していない他のパターンまたは技術も使用することができることに留意されたい。

図４は、化学薬品検出デバイス１０（図１に示す）のカセット１２０の一実施形態を示す。カセット１２０は、頂部フレーム１２２と、底部フレーム１２４と、頂部フレーム１２２および底部フレーム１２４の間に位置する測色センサ１２６とを含む。図５に示す例示としての実施形態の場合には、測色センサ１２６は、疎水性フィルムでできている基層１４０と、疎水性フィルムを覆っている比色コーティング１４２と、比色コーティング１４２内に浸透する対象ガスの量を制御する少なくとも１つの疎水性膜１４４とを含む。

頂部フレーム１２２は開口部１３０を含み、底部フレーム１２４は開口部１３２を含む。例示としての実施形態の場合には、頂部フレーム１２２および底部フレーム１２４は、カセット１２０の外縁の近くで頂部および底部フレーム１２２および１２４を超音波で溶接することにより外側で密封されている。他の実施形態の場合には、開口部１３０および１３２の周囲の密封は、ガスケットを備えているか、または備えていない溝構成の舌状体により行われる。

他の実施形態の場合には、カセット１２０は、比色コーティング１４２内に侵入する対象ガスの量を正確に制御するための１つの疎水性膜１４４、または複数の類似のまたは異なる疎水性膜１４４を含む。また、他の実施形態の場合には、疎水性膜１４４は、肉眼で見える水が比色コーティング１４２に接触できないように構成されている。他の代替実施形態の場合には、疎水性膜１４４は、所定の制御された量の水または水蒸気が比色コーティング１４２と接触することができるように構成されている。比色コーティング１４２に疎水性膜を取り付ける１つの例示としての方法は、溶着を使用する方法である。

例示としての実施形態の場合には、カセット１００（図３に示す）を含む化学薬品検出デバイス１０（図１に示す）は、実質的に防水タイプである。一実施形態の場合には、デバイス１０は、雨または１気圧を若干超える水への浸漬のような環境に露出した場合、実質的に水を侵入させない。他の実施形態の場合には、デバイス１０は、約１気圧以上の気圧で水に浸漬しても実質的に水の侵入を許さない。化学薬品検出デバイス１０は、下記の特徴、すなわち、（１）薄い疎水性フィルム１４０でコーティングした比色材料１４２、（２）水中へ浸漬しても僅かな影響しか受けないように、または影響を全然受けないように配合されている比色コーティング１４２、（３）制御された量の対象ガスの侵入は許すが、肉眼で見える水が侵入するのを許さない疎水性膜１４４で覆われている比色コーティング１４２、（４）水の浸透を防止するために、比色コーティング１４２および／または疎水性フィルム１４０に密封状態で取り付けられている疎水性膜１４４、および（５）潜在的な水の浸透の任意のエリアの周囲にシールを含むカセット１００のうちの１つまたは複数により実質的に水が浸透できないように構成されている。

図７は、化学薬品検出デバイス１０（図１に示す）のカセット１５０の他の実施形態を示す。カセット１５０は、頂部フレーム１５２と、底部フレーム１５４と、頂部フレーム１５２および底部フレーム１５４の間に位置する収集媒体１５６とを含む。この例示としての実施形態の場合には、収集媒体１５６は、有害物質を収集するように構成されている。次に、収集した有害物質は実験室で分析することができる。収集媒体１５６は、例えば、ポリマー、ゼオライト、炭素を含浸させた布材のような任意の適切な固体の吸収材、およびこの材料を収集するために有害物質と反応するポリマー・マトリックスであってもよい。固体の吸収材は、吸着または吸収により機能することができる。

頂部フレーム１５２は開口部１６０を含み、底部フレーム１５４は開口部１６２を含む。例示としての実施形態の場合には、頂部フレーム１５２および底部フレーム１５４は、カセット１５０の外縁の近くで頂部フレーム１５２および底部フレーム１５４を超音波で溶接することにより外側で密封されている。他の実施形態の場合には、開口部１５０および１５２の周囲の密封は、ガスケットを備えているか、または備えていない溝構成の舌状体により行われる。

ユーザ（図６参照）が着用することができる化学薬品検出デバイスは、複数の有害なまたは潜在的に有害な物質を検出するように構成されている。化学薬品検出デバイスは、また対象となるエリア内に検出デバイスを位置させるために、例えば、無人車両、ロボット・アーム等のような無人マニピュレータに取り付けることもできる。また、化学薬品検出デバイスは、例えば、壁、ドアまたは天井のような構造の表面に直接取り付けることもできる。化学薬品検出デバイスを使用すれば、ユーザは、自分の健康をよりよく保護するために、いくつかの安全のための予防措置をとることができる。さらに、ユーザが有害物質にさらされて体調を崩した場合に、このような化学薬品検出デバイスを身につけていれば、ユーザが受けることができる任意の医療を容易に受けることができ、その結果、ユーザの回復のチャンスが改善する。さらに、化学薬品検出デバイスは、防水タイプであり、複数の環境条件に耐えることができるように構成されている。

種々の特定の実施形態により本発明を説明してきたが、当業者であれば、特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなしに本発明を修正することができることを理解することができるだろう。

４つのカセット構成に配置されている化学薬品検出デバイスの例示としての実施形態の斜視図である。 １０個のカセット構成に配置されている化学薬品検出デバイスのもう１つの実施形態の斜視図である。 図１および図２に示す化学薬品検出デバイスと一緒に使用する２つのカセットの斜視図である。この場合、左側に示すカセットは、化学物質にさらされていないで、右側に示すカセットは化学物質にさらされている。 図１に示す化学薬品検出デバイスのカセットの一実施形態を示す。 図１に示す化学薬品検出デバイスの測色センサの概略断面図である。 ユーザの腕に結合されている、図２に示す化学薬品検出デバイスの斜視図である。 図１に示す化学薬品検出デバイスのカセットのもう１つの実施形態を示す。

符号の説明

１０ 化学薬品検出デバイス
１２ 本体
１４ 開口部
１６ ストラップ
１８ カセット

Claims (22)

1. 本体と、
   前記本体に収容されていて、それぞれが所定の有害物質の存在を検出するように構成されている少なくとも１つの着脱可能なカセットとを含む有害物質検出装置。
2. 前記本体と結合している少なくとも１つのアタッチメント機構をさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記本体が少なくとも１つの開口部を有し、前記各開口部が、着脱可能なカセットを収容できる大きさを有する、請求項１に記載の装置。
4. 前記各カセットが、所定の有害物質を検出した場合に色が変わるように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記測色センサが、
   疎水性フィルムを有する基層と、
   前記基層の少なくとも１つの表面上に堆積されている比色コーティングと、
   前記比色コーティングに隣接して位置している少なくとも１つの疎水性膜であって、前記膜を浸透し、前記比色コーティングと接触することができるガスの量を制御するように構成されている少なくとも１つの疎水性膜とを有する、請求項４に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つの疎水性膜が、前記比色コーティングおよび前記疎水性フィルムのうちの少なくとも一方に密封状態で取り付けられ、前記疎水性膜が、巨視的水が前記比色コーティングと接触できないように、または所定の制御された量の水または水蒸気が前記比色コーティングと接触することができるように構成される、請求項５に記載の装置。
7. 前記各カセットが、フレームと、前記フレーム内に位置する前記測色センサおよび前記収集媒体のうちの少なくとも１つとを有する、請求項４に記載の装置。
8. 少なくとも１つの有害物質への露出を検出するための現場で構成することができる装置であって、
   少なくとも１つの開口部を有する本体と、
   前記本体内に着脱可能に収容されている少なくとも１つのカセットであって、それぞれが、前記１つの開口部内に位置し、少なくとも１つの所定の有害物質の存在を検出するように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを有する着脱可能に収容されている少なくとも１つのカセットとを含む装置。
9. 前記各測色センサが、少なくとも１つの所定の有害物質を検出した場合に色が変わるように構成される、請求項８に記載の装置。
10. 前記測色センサが、
    疎水性フィルムを有する基層と、
    前記基層の少なくとも１つの表面上に堆積されている比色コーティングと、
    前記比色コーティングに隣接して位置している少なくとも１つの疎水性膜であって、前記膜を浸透し、前記比色コーティングと接触することができるガスの量を制御するように構成されている少なくとも１つの疎水性膜とを含む、請求項９に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つの疎水性膜が、前記比色コーティングおよび前記疎水性フィルムのうちの少なくとも一方に密封状態で取り付けられ、前記疎水性膜が、巨視的水が前記比色コーティングと接触できないように、または所定の制御された量の水または水蒸気が前記比色コーティングと接触することができるように構成される、請求項１０に記載の装置。
12. 前記各カセットが、フレームと、前記フレーム内に位置する前記測色センサおよび前記収集媒体のうちの少なくとも１つとを有する、請求項９に記載の装置。
13. 複数のカセットを有し、１つのカセットが、前記装置内の少なくとも１つの他のカセットから異なる有害物質の存在を検出するように構成される、請求項８に記載の装置。
14. 前記本体と結合している少なくとも１つのアタッチメント機構をさらに備える、請求項８に記載の装置。
15. 有害物質検出装置内に着脱可能に収容できる大きさのカセットであって、
    少なくとも１つの所定の有害物質を検出した場合に色を変えるように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを備えるカセット。
16. 前記カセットが、約１気圧以上の気圧で水中への浸漬に耐えるように構成される、請求項１５に記載のカセット。
17. 前記測色センサが、
    疎水性フィルムを有する基層と、
    前記基層の少なくとも１つの表面上に堆積されている比色コーティングと、
    前記比色コーティングに隣接して位置している少なくとも１つの疎水性膜であって、前記膜を浸透し、前記比色コーティングと接触することができるガスの量を制御するように構成されている少なくとも１つの疎水性膜とを有する、請求項１５に記載のカセット。
18. 前記少なくとも１つの疎水性膜が、前記比色コーティングおよび前記疎水性フィルムのうちの少なくとも一方に密封状態で取り付けられ、前記疎水性膜が、巨視的水が前記比色コーティングと接触できないように、または所定の制御された量の水または水蒸気が前記比色コーティングと接触することができるように構成される、請求項１６に記載のカセット。
19. 前記各カセットが、フレームと、前記フレーム内に位置する前記測色センサおよび前記収集媒体のうちの少なくとも１つとを含む、請求項１５に記載のカセット。
20. 現場で構成することができる有害物質検出装置を使用する有害物質を検出するための方法であって、
    現場で構成することができる有害物質検出装置を対象となるエリア内に位置させるステップと、
    少なくとも１つの所定の有害物質を検出するように前記検出装置を構成するステップと、
    前記検出装置により有害物質が検出されたか否かを判定するために前記検出装置を監視するステップとを含み、
    前記検出装置が、
    少なくとも１つの開口部を有する本体と、
    前記本体内に着脱可能に収容されている少なくとも１つのカセットであって、前記各カセットが、前記１つの開口部内に位置し、所定の有害物質の存在を検出するように構成されている測色センサ、および有害物質を収集するように構成されている収集媒体のうちの少なくとも１つを備える着脱可能に収容されている少なくとも１つのカセットと
    を備える方法。
21. 各測色センサが、
    疎水性フィルムを有する基層と、
    前記基層の少なくとも１つの表面上に堆積されている比色コーティングと、
    前記比色コーティングに隣接して位置している少なくとも１つの疎水性膜であって、前記膜を浸透し、前記比色コーティングと接触することができるガスの量を制御するように構成されている少なくとも１つの疎水性膜とを含み、
    少なくとも１つの所定の有害物質を検出するように前記検出装置を構成する前記ステップが、検出中にユーザが関心を有した所定の各有害物質のために前記本体内に少なくとも１つのカセットを挿入するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
22. 対象となるエリア内に現場で構成することができる有害物質検出装置を位置させる前記ステップが、ユーザ、無人装置マニピュレータ、または構造の表面に前記現場で構成することができる有害物質検出装置を取り付けるステップを含む、請求項２０に記載の方法。

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