JP2018194524A - 特定物質検知システムおよび特定物質検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定物質の検知能力を向上させることができる特定物質検知技術を提供する。【解決手段】特定物質検知システム１は、検知対象となる対象物Ｔに付着している特定物質Ｓを対象物Ｔから解離させる解離部５と、解離させた特定物質Ｓを対象物Ｔの周囲に存在する気体Ｋとともに吸気する吸気部１９と、吸気された気体Ｋに特定物質Ｓが含まれるか否かを分析する分析部３４とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、危険物または違法薬物などの特定物質を検知する特定物質検知技術に関する。

交通または流通を管理するゲートにおいて、危険物若しくは違法薬物の進入または流通を防止することがセキュリティを確保する上で重要である。従来、危険物または違法薬物などの取扱者が、空港または地下鉄などの施設内に進入することを防止するため、搭乗ゲート、改札、または荷物集配受入口などの外部と施設内との通過点に、検知の対象となる物質（以下、「特定物質」と称する。）を検知する検知器を設置して監視を行っている。そして、人または物を監視した結果、特定物質を検知した場合に、警報を発したり、その移動経路を追跡したりして、危険物または違法薬物を取り締まるようにしている。

このような特定物質を検知するシステムでは、例えば、出入り管理ゲートの部屋内に入域者が入ったときに、入域者に付着している物質を含む気体を吸気部で吸気し、この気体を分析器により分析する。そして、特定物質を検知した場合に、入域者を出入り管理ゲートの部屋内に拘束するようにしている。

特開２００３−３２９６４７号公報

前述したシステムでは、入域者に付着している物質が気化され、この気化された物質を分析器で分析するため、特定物質が、飽和蒸気圧が非常に低い物質、つまり、非常に揮発し難い物質の場合には、特定物質が吸気部に吸気され難くなるので、特定物質の検知が困難になるという課題がある。

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、特定物質の検知能力を向上させることができる特定物質検知技術を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る特定物質検知システムは、検知対象となる対象物に付着している特定物質を前記対象物から解離させる解離部と、前記解離させた特定物質を前記対象物の周囲に存在する気体とともに吸気する吸気部と、前記吸気された気体に前記特定物質が含まれるか否かを分析する分析部と、を備える。

本発明の実施形態により、特定物質の検知能力を向上させることができる特定物質検知技術が提供される。

第１実施形態の特定物質検知システムを示す図。 フィルタにレーザを照射している状態を示す図。 特定物質検知システムを示すブロック図。 フィルタを示す拡大図。 変形例１のフィルタを示す拡大図。 変形例２のフィルタを示す拡大図。 特定物質検知処理を示すフローチャート。 第２実施形態の特定物質検知システムを示す図。 第３実施形態の特定物質検知システムを示す図。

（第１実施形態）
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態の特定物質検知システムについて図１から図７を用いて説明する。図１の符号１は、特定物質検知システムである。

図１に示すように、特定物質検知システム１は、検知対象となる対象者Ｔ（対象物）が通過可能なゲート２を備える。このゲート２は、施設外から施設内に進入するための経路上に設置される。例えば、このゲート２は、空港の搭乗口、鉄道（地下鉄）の改札口、または発電所入退域口などに設置される。

この特定物質検知システム１は、ゲート２を通過する対象者Ｔが、危険物または違法薬物などの特定物質Ｓを隠し持っている場合に、その検知を行うことができる。なお、対象者Ｔの手または衣服などに微量な特定物質Ｓが付着している場合にも、その検知を行うことができる。つまり、対象者Ｔが、特定物質Ｓを持っていなくても、最近、特定物質Ｓを取り扱っている場合に、その検知を行うことができる。

また、危険物としては、例えば、爆発物、液体燃料などを対象としている。さらに、違法薬物としては、例えば、麻薬、覚醒剤などを対象としている。本実施形態では、特定物質検知システム１を用いて、危険物または違法薬物の取り締まりを行うことができる。

ゲート２は、対象者Ｔの通行経路の左右に設けられた壁部３，４を備える。つまり、対象者Ｔを壁部３，４により左右の２面で囲む。なお、ゲート２は、他の態様であっても良い。例えば、左右および前後に壁部を設けて、対象者Ｔを４面で囲んでも良い。さらに、天井部を設けて、対象者Ｔを６面で囲むようにし、一時的に対象者Ｔを隔離された空間に置いても良い。

第１実施形態では、特定物質Ｓの検知を行う際に、まず、高速の空気Ｋ（気体）を対象者Ｔに吹き付ける。このようにすれば、対象者Ｔに付着している特定物質Ｓを、空気Ｋを吹き付けることで力学的に剥離させることができる。

一方の壁部３には、対象者Ｔに吹き付ける空気Ｋを送るための送風部５と、この空気Ｋの温度を上昇させる昇温部６とが設けられる。送風部５は、ファンを回転させることで空気Ｋを送風する送風機である。昇温部６は、電熱線から成るヒータで構成される。なお、送風部５と昇温部６とにより、特定物質Ｓを対象者Ｔから解離させる解離部が構成される。この解離部により解離された特定物質Ｓは、微粒子であっても良いし、気体であっても良い。

さらに、一方の壁部３には、外部の空気Ｋを取り込む取込口７と、この空気Ｋが通過する送風ダクト８と、空気Ｋを対象者Ｔに向けて吹き出す吹出口９とが設けられる。なお、送風部５および昇温部６は、送風ダクト８に配置される。

吹出口９（ノズル）は、吹き出す空気Ｋの指向性を高めるためにコーン状に形成される。なお、吹出口９は、その他の形状であっても良い。例えば、吹出口９が、パイプ状、ストロー状、スリット状、ラッパ状に形成されても良い。なお、吹出口９は、単一の開口部であっても良いし、複数の開口部が集合したものであっても良い。

この吹出口９から対象者Ｔに向かって高速の空気Ｋが吹き出し、この空気Ｋが対象者Ｔの体表面、衣服、携行品などに当たる。そして、これらに付着した特定物質Ｓが解離し、空気Ｋととともに特定物質Ｓが流れる。特に、空気Ｋが高速で吹き付けられることで、対象者Ｔの髪の毛の間、指の間、衣服の線維の隙間、携行品の凹凸の部分などに付着している特定物質Ｓを、高確率で解離させることができる。

吹出口９から吹き出す空気Ｋは、昇温部６で昇温される。この空気Ｋの温度は、ゲート２が設置される環境温度以上の所定の温度に設定される。なお、この空気Ｋの温度は、検知の対象となる特定物質Ｓの種類に応じて特定の温度に設定しても良い。

このようにすれば、温度の高い空気Ｋ（温風）が対象者Ｔに吹き付けられることで、特定物質Ｓが気化して対象者Ｔから解離し易くなる。つまり、特定物質Ｓが、飽和蒸気圧が非常に低い物質、つまり、気化し難い物質であっても、多くの特定物質Ｓを対象者Ｔから解離させることができる。

他方の壁部４には、対象者Ｔに当たった空気Ｋを吸気する吸気口１０と、この空気Ｋが通過する吸気ダクト１１と、吸気口１０および吸気ダクト１１の温度を高めるための吸気加熱部１２と、対象者Ｔの存在を検知する人感センサ１３とが設けられる。吸気加熱部１２は、電熱線から成るヒータで構成される。

吸気口１０は、多くの空気Ｋを取り込むためにコーン状に形成される。なお、吸気口１０は、その他の形状であっても良い。例えば、吸気口１０が、パイプ状、ストロー状、スリット状、ラッパ状に形成されても良い。なお、吸気口１０は、単一の開口部であっても良いし、複数の開口部が集合したものであっても良い。

吸気口１０および吸気ダクト１１は、吸気加熱部１２により温められることで、その温度が特定物質Ｓの融点温度以上に保持される。例えば、吸気口１０および吸気ダクト１１の温度を７０℃以上に保持する。このようにすれば、気化された特定物質Ｓが吸気口１０および吸気ダクト１１の内面に付着することを防止することができる。

第１実施形態では、吹出口９から対象者Ｔに空気Ｋが高速で吹き付けられ、対象者Ｔから特定物質Ｓが解離される。そして、吸気口１０は、対象者Ｔから解離させた特定物質Ｓを、対象者Ｔの周囲に存在する空気Ｋとともに吸気（回収）する。

吸気ダクト１１は、メインダクト１４に接続される。このメインダクト１４の下流側が、第１分岐ダクト１５と第２分岐ダクト１６との２方向に分岐している。一方に分岐された第１分岐ダクト１５には、第１吸気部１７が設けられる。また、他方に分岐された第２分岐ダクト１６には、第２吸気部１８が設けられる。これら第１吸気部１７および第２吸気部１８は、ファンを回転させることで空気Ｋを吸引する送風機であっても良いし、吸引ポンプであっても良い。

なお、第１吸気部１７の吸気量は、送風部５の送風量よりも多くなっている。つまり、吹出口９から吹き出された空気Ｋの殆どが、吸気口１０から吸い込まれて回収される。

第１吸気部１７または第２吸気部１８を駆動することで、吸気口１０から空気Ｋが吸い込まれる。なお、第１吸気部１７を駆動させることで、吸気口１０から吸い込まれた空気Ｋは、第１排気口１９から排気される。また、第２吸気部１８を駆動させることで、吸気口１０から吸い込まれた空気Ｋは、第２排気口２０から排気される。

メインダクト１４と第１分岐ダクト１５との間には、第１弁２１が設けられる。この第１弁２１を開放することで、メインダクト１４から第１分岐ダクト１５に空気Ｋが流通可能となる（図１参照）。また、この第１弁２１を閉鎖することで、メインダクト１４から第１分岐ダクト１５に空気Ｋが流通不能となる（図２参照）。

メインダクト１４と第２分岐ダクト１６との間には、第２弁２２が設けられる。この第２弁２２を開放することで、メインダクト１４から第２分岐ダクト１６に空気Ｋが流通可能となる（図２参照）。また、この第２弁２２を閉鎖することで、メインダクト１４から第２分岐ダクト１６に空気Ｋが流通不能となる（図１参照）。

第２分岐ダクト１６において、第２弁２２の下流側、かつ第２吸気部１８の上流側には、吸気された空気Ｋに特定物質Ｓが含まれるか否かを検知する検知部２３が設けられる。

第１分岐ダクト１５において、メインダクト１４との接続部分、かつ第１弁２１の上流側には、吸気された空気Ｋに含まれる特定物質Ｓを濃縮する濃縮部２４が設けられる。この濃縮部２４には、吸気された空気Ｋが通過するフィルタ２５が設けられる。このようにすれば、空気Ｋに含まれる特定物質Ｓをフィルタ２５により捕まえることができる。

図４（Ａ）に示すように、フィルタ２５は、多数の微細な孔部２６を有する。このフィルタ２５は、気体透過率が５０％以下になるような多孔構造または格子構造を成す。空気Ｋがフィルタ２５を通過するときに、この空気Ｋに含まれる特定物質Ｓは、フィルタ２５の表面（上流側）に付着する。

フィルタ２５を保持する枠の部分は、ペルチェ素子で構成された冷却部２７となっている。なお、ペルチェ素子は、２種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子である。本実施形態ででは、この冷却部２７（ペルチェ素子）に電流を流すことで、フィルタ２５の温度を低下させる。フィルタ２５は、冷却部２７により冷却されることで、その温度が特定物質Ｓの融点未満の温度に保持される。つまり、フィルタ２５は、吸気口１０および吸気ダクト１１の温度よりも低温に保持される。例えば、フィルタ２５の温度を５〜１０℃に保持する。

空気Ｋおよび特定物質Ｓがフィルタ２５に接触すると、その温度が低下される。特定物質Ｓが気化されている場合には、この特定物質Ｓの温度が低下して凝縮され、フィルタ２５に付着するようになる。なお、フィルタ２５の材質には、熱伝導性が良く、かつ腐食し難い金属材料が用いられる。また、フィルタ２５の材質にセラミック材料を用いても良い。

なお、図４では、理解を助けるために、特定物質Ｓおよびフィルタ２５を拡大して図示し、かつ第１分岐ダクト１５の図示を省略している。実際の特定物質Ｓは、肉眼では視認できないほどの微小な物質である。

図１に示すように、第１弁２１を開放し、かつ第１吸気部１７を駆動させると、吸気口１０から吸気された空気Ｋが第１分岐ダクト１５に流れる。そして、この空気Ｋとともに特定物質Ｓが濃縮部２４のフィルタ２５に到達する。ここで、この空気Ｋは、フィルタ２５を通過して第１排気口１９から排気される。

一方、特定物質Ｓは、フィルタ２５に捕まって蓄積される。この第１吸気部１７による吸気を所定時間継続することで、特定物質Ｓが濃縮部２４で濃縮される。このようにすれば、吸気された空気Ｋに含まれる特定物質Ｓが微量であっても、特定物質Ｓを検知部２３で分析可能な濃度になるまで濃縮することができる。以下の説明にて、第１吸気部１７による吸気を継続する時間を濃縮時間と称する。

図２に示すように、濃縮時間が経過した後に、第１弁２１を閉鎖し、かつ第１吸気部１７を停止する。そして、第２弁２２を開放し、かつ第２吸気部１８を駆動させる。すると、吸気口１０から吸気された空気Ｋが第２分岐ダクト１６に流れる。ここで、この空気Ｋは、検知部２３を通過して第２排気口２０から排気される。

メインダクト１４において、フィルタ２５に対応する部分には、レーザＬが透過可能な光透過窓２８が設けられる。この光透過窓２８の近傍には、レーザＬを出力するレーザ部２９が設けられる。レーザ部２９から出力されたレーザＬは、光透過窓２８を介してフィルタ２５に向けて照射される。

図４（Ｂ）に示すように、フィルタ２５にレーザＬが当たると、フィルタ２５が加熱される。このようにすれば、フィルタ２５に付着した特定物質Ｓを気化させることができる。なお、フィルタ２５は、金属材料またはセラミック材料で構成されるので、レーザＬによるアブレーションを起こし難くなっている。

このフィルタ２５から離れた特定物質Ｓは、空気Ｋの流れに沿って第２分岐ダクト１６に流れる。そして、特定物質Ｓが検知部２３で検知される。なお、レーザＬを照射するときには、冷却部２７によるフィルタ２５の冷却を停止する。

第１実施形態では、レーザ部２９が、濃縮部２４（フィルタ２５）に有る特定物質Ｓを気化させる気化部となっている。このようにすれば、濃縮部２４に有る特定物質が、飽和蒸気圧が非常に低い物質であっても、レーザ部２９により気化させることで検知部２３に送ることができる。また、レーザ部２９を用いることで、濃縮部２４を局所的に加熱して特定物質Ｓのみを気化させることができる。

レーザ部２９は、フィルタ２５に付着した特定物質Ｓをアブレーションして気化させることができる高出力パルスエネルギー密度のパルスレーザーである。例えば、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いると良い。また、特定物質Ｓのアブレーション効率を高く設定できるように、周波数１ｋＨｚ程度の高繰り返しであると良い。

また、光透過窓２８は、レーザＬの透過率が高い材質を用いる。例えば、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの場合は、反射防止膜コーティングを施した合成石英基板などを用いると良い。なお、レーザＬは、その照射領域がフィルタ２５の表面全体を一度にカバーするように、レンズ系で拡大して照射しても良い。さらに、フィルタ２５の一部を照射するレーザＬの照射位置を高速にスキャンし、短時間に実効的にフィルタ２５の表面全体をアブレーションさせるようにしても良い。

なお、フィルタの構成は、その他の態様であっても良い。例えば、図５（Ａ）に示す変形例１のように、濃縮部２４に設けられるフィルタ３０の表面に、特定物質Ｓを吸着（固着）する粘着層３１（粘着フィルム）を設ける。なお、このフィルタ３０に設けられる複数の孔部３２は、特定物質Ｓが通過可能な大きさであっても良い。

このフィルタ３０の表面側に空気Ｋが当たると、粘着層３１に特定物質Ｓが付着する。なお、空気Ｋは、孔部３２を通過して下流に流れる。さらに、フィルタ３０は、冷却部２７により冷却されている。そして、図５（Ｂ）に示すように、このフィルタ３０にレーザＬを当てることで、粘着層３１に付着した特定物質Ｓを気化させることができる。

また、変形例１の粘着層３１は、フィルタ３０の表面に粘着塗料を塗布したものであっても良い。このような粘着層３１に用いる粘着フィルムまたは粘着塗料には、レーザＬの吸収率が低い吸収スペクトル特性のものを選定すると良い。なお、粘着層３１がレーザＬの照射によって特定物質Ｓとともに気化しても良い。

なお、フィルタの特定物質Ｓを気化させる構成は、その他の態様であっても良い。例えば、図６（Ａ）に示す変形例２のように、濃縮部２４に設けられるフィルタ３３が、ニクロム線などの通電時に発熱を生じる細い電熱線を格子状に編み込んで形成される。つまり、フィルタ３３が金属製のメッシュとなっている。

このフィルタ３３の表面側に空気Ｋが当たると、特定物質Ｓが付着する。なお、空気Ｋは、メッシュ状のフィルタ３３を通過して下流に流れる。さらに、フィルタ３３は、冷却部２７により冷却されている。そして、図６（Ｂ）に示すように、フィルタ３３を構成する電熱線に直流電圧を印加して通電する。すると、フィルタ３３の全体が発熱し、その温度が高まることで、フィルタ３３に付着した特定物質Ｓを気化させることができる。なお、この変形例２では、レーザ部２９を用いないで済む。

変形例２では、フィルタ３３自体が、濃縮部２４に有る特定物質Ｓを気化させる気化部となっている。つまり、フィルタ３３自体が、濃縮部２４を加熱するヒータ部となっている。このようにすれば、濃縮部２４を局所的に加熱して特定物質Ｓのみを気化させることができる。

図２に示すように、特定物質検知システム１は、ゲート２およびレーザ部２９などの各種機器を管理する管理コンピュータ３４を備える。なお、検知部２３が出力する検知信号は、管理コンピュータ３４に送られる。

検知部２３は、大気圧条件下で直接サンプリングされたものを前処理なく計測可能なリアルタイム性の高い分析原理を用いたものである。例えば、吸光度計、光音響分光計、ラマン分光計、分光器、イオン移動度計、質量分析計、高速クロマトグラフなどの少なくともいずれかを用いると良い。

本実施形態では、光吸収スペクトルを用いた分析方法、光音響スペクトルを用いた分析方法、ラマンスペクトルを用いた分析方法、発光スペクトルを用いた分析方法、イオン移動度スペクトルを用いた分析方法、質量スペクトルを用いた分析方法、クロマトグラムを用いた分析方法の少なくともいずれかを用いる。

検知部２３は、特定物質Ｓを検知したときに特定物質Ｓの各種類に応じて異なるパターンの検知信号を出力する。検知部２３が出力する検知信号のパターンは、光吸収スペクトル、光音響スペクトル、ラマンスペクトル、発光スペクトル、イオン移動度スペクトル、質量スペクトル、クロマトグラムの少なくともいずれかに関するパターンとなっている。このようにすれば、特定物質Ｓの各種類に応じて異なるパターンの検知信号が出力されるので、特定物質Ｓの分析精度を向上させることができる。

次に、特定物質検知システム１のシステム構成を図３に示すブロック図を参照して説明する。図３に示すように、管理コンピュータ３４は、管理者が各種情報を入力する入力部３５と、時間の経過を測るための時計部３６と、検知部２３から送られた検知信号に基づいて吸気口１０から吸気された空気Ｋに特定物質Ｓが含まれるか否かを分析する分析部３７と、分析結果および報知出力を行う出力部３８と、各種機器を制御する制御部３９とを備える。

制御部３９には、人感センサ１３から対象者Ｔの存在を検知した旨を示す信号が入力される。さらに、制御部３９は、送風部５と昇温部６と吸気加熱部１２と冷却部２７とレーザ部２９と第１弁２１と第２弁２２と第１吸気部１７と第２吸気部１８と検知部２３とを制御する。

時計部３６（リアルタイムクロック）は、所定の経過時間を制御部３９に出力する。第１実施形態では、時計部３６を用いて濃縮時間をカウントする。なお、時計部３６は、現在時刻を示す時刻情報と、日付と曜日とを示すカレンダ情報とを制御部３９に出力しても良い。

分析部３７は、検知部２３から送られる検知信号を取得する信号取得部４０と、検知信号の各パターンが予め取得され、これらのパターンと特定物質Ｓの各種類とを対応付けて記憶するデータベース４１と、信号取得部４０で取得した検知信号のパターンとデータベース４１に記憶された各パターンとを比較して特定物質Ｓの有無を判定する判定部４２とを備える。

本実施形態では、予め様々な種類の特定物質Ｓを検知部２３で検知させておき、それぞれに対応して出力される検知信号のパターンをデータベース４１に記憶させておく。このデータベース４１は、実際に様々な人に微量の特定物質Ｓを付着させて収集した情報に基づいて構築しても良い。また、微量の特定物質Ｓのみを検知部２３で検知させて収集した情報に基づいて構築しても良い。

このようにすれば、予め特定物質Ｓの各種類に応じた検知信号の各パターンをデータベース４１に記憶しておくことで、いずれの種類の特定物質Ｓであっても、即座に分析することができる。

なお、判定部４２は、少なくとも特定物質Ｓの有無を判定するものであっても良い。また、特定物質Ｓの量を測定できるものであっても良い。さらに、複数種類の特定物質Ｓのうちのいずれであるかを識別できるものであっても良い。

また、判定部４２には、検知信号に基づいて取得された所定の値と比較するための判定値（閾値）が設定されるものであっても良い。そして、所定の値が判定値以上である場合は、特定物質Ｓが有ると判定される。

本実施形態の管理コンピュータ３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどのハードウェア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の特定物質検知方法は、プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。

次に、管理コンピュータ３４が実行する特定物質検知処理について図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図１、図２および図３を適宜参照する。以下のフローチャートの各ステップの説明にて、例えば「ステップＳ１１」と記載する箇所を「Ｓ１１」と略記する。

この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、特定物質検知システム１で特定物質検知方法が実行される。なお、管理コンピュータ３４の制御部３９が他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。

図７に示すように、まず、管理コンピュータ３４の制御部３９は、人感センサ１３から入力される信号に基づいて、対象者Ｔがゲート２に入ったか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、対象者Ｔがゲート２に入っていない場合（Ｓ１１がＮＯ）は、処理を終了する。一方、対象者Ｔがゲート２に入った場合（Ｓ１１がＹＥＳ）は、Ｓ１２に進む。

Ｓ１２にて制御部３９は、第１弁２１を開放するとともに第２弁２２を閉鎖する。次に、冷却部２７を駆動してフィルタ２５を冷却する（Ｓ１３）。次に、第１吸気部１７を駆動させて吸気口１０から空気Ｋを吸気する（Ｓ１４）。なお、第２吸気部１８は停止される。

次に、送風部５および昇温部６を駆動させることで、対象者Ｔに空気Ｋを吹き付ける（図１参照）。この空気Ｋが高速で吹き付けられることで、特定物質Ｓを対象者Ｔから解離させる（Ｓ１５）。なお、解離された特定物質Ｓは、対象者Ｔの周囲に存在する空気Ｋとともに吸気口１０から吸気される。

次に、制御部３９は、第１吸気部１７による吸気を開始した時点からの濃縮時間を、時計部３６を用いてカウントし、この濃縮時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１６）。ここで、濃縮時間が経過していない場合（Ｓ１６がＮＯ）は、前述のＳ１３に戻る。一方、濃縮時間が経過した場合（Ｓ１６がＹＥＳ）は、Ｓ１７に進む。

Ｓ１７にて制御部３９は、第１弁２１を閉鎖するとともに第２弁２２を開放する（図２参照）。次に、第２吸気部１８を駆動させる（Ｓ１８）。なお、第１吸気部１７は停止される。さらに、冷却部２７も停止される。

次に、レーザ部２９がレーザＬを出力する。このレーザＬによりフィルタ２５が加熱される（Ｓ１９）。そして、フィルタ２５（濃縮部２４）に有る特定物質Ｓが気化される（図２参照）。

次に、フィルタ２５から離れた特定物質Ｓが検知部２３で検知される。すると、検知部２３が検知信号を出力する。この検知信号が分析部３７の信号取得部４０により取得される（Ｓ２０）。

次に、分析部３７の判定部４２は、信号取得部４０で取得した検知信号のパターンとデータベース４１に記憶された各パターンとを比較して特定物質Ｓの有無、つまり、検知部２３により特定物質Ｓが検知されたか否かを判定（分析）する（Ｓ２１）。ここで、特定物質Ｓが検知されていない場合（Ｓ２１がＮＯ）は、処理を終了する。一方、特定物質Ｓが検知された場合（Ｓ２１がＹＥＳ）は、Ｓ２２に進む。

Ｓ２２にて制御部３９は、出力部３８を用いて所定の報知態様で特定物質Ｓが検知された旨を報知する出力を行う。そして、処理を終了する。なお、報知出力により管理者が、対象者Ｔが危険物または違法薬物の所持または取り扱いをしている旨を把握することができる。また、特定物質Ｓが検知されていない場合に、その旨を報知するようにしても良い。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の特定物質検知システム１Ａについて図８を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図８に示すように、第２実施形態のゲート２Ａにおいて、左右の壁部３，４には、対象者Ｔに向かって赤外線Ｒを照射する照射加熱部４３が設けられる。照射加熱部４３は、複数のハロゲンランプを備えるハロゲンヒータから成る。なお、この照射加熱部４３により、特定物質Ｓを対象者Ｔから解離させる解離部が構成される。また、カーボンヒータまたはセラミックヒータで照射加熱部４３を構成しても良い。

照射加熱部４３は、対象者Ｔの全体に赤外線Ｒを照射する。この照射加熱部４３から照射される赤外線Ｒにより対象者Ｔを加熱する。すると、対象者Ｔに付着している特定物質Ｓを気化させることができる。このようにすれば、特定物質Ｓを気化させて対象者Ｔから解離させることができる。なお、解離された特定物質Ｓは、対象者Ｔの周囲に存在する空気Ｋとともに吸気口１０から吸気（回収）される。そして、前述の第１実施形態と同様の手順で特定物質Ｓの検知が行われる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の特定物質検知システム１Ｂについて図９を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図９に示すように、第３実施形態では、対象者が所持している衣服または携行品などの対象物Ｕに特定物質Ｓが付着しているか否かの検知を行う。第３実施形態の特定物質検知システム１Ｂは、対象物Ｕを収容するボックス４４を備える。このボックス４４の上面には、蓋４５が設けられる。対象物Ｕをボックス４４の内部に配置して蓋４５を閉じると、対象物Ｕが隔離された空間に置かれる。

ボックス４４の一方の壁部４６には、送風部５と昇温部６とで構成される解離部が設けられる。さらに、他方の壁部４７には、対象物Ｕに当たった空気Ｋを吸気する吸気口１０および吸気ダクト１１が設けられる。

第３実施形態では、吹出口９から対象物Ｕに空気Ｋが高速で吹き付けられ、対象物Ｕから特定物質Ｓが解離される。そして、吸気口１０は、対象物Ｕから解離させた特定物質Ｓを、対象物Ｕの周囲に存在する空気Ｋとともに吸気（回収）する。そして、前述の第１実施形態と同様の手順で特定物質Ｓの検知が行われる。

なお、第３実施形態では、衣服または携行品などの対象物Ｕに特定物質Ｓが付着しているか否かを検知しているが、その他のものに特定物質Ｓが付着しているか否かを検知しても良い。例えば、蓋４５を開けた状態で、対象者の手のみをボックス４４の内部に挿入し、この手に特定物質Ｓが付着しているか否かを検知しても良い。

第３実施形態では、対象者の衣服または携行品などを対象物Ｕとする場合を例としたが、対象者が対象物Ｕを帯同する場合だけでなく、対象者が対象物Ｕを貨物や荷物などとして送付する場合にも、第３実施形態を適用可能である。この場合、対象者から集荷された貨物や荷物などに貼付された送付状により対象者を特定し、これらの集荷された貨物や荷物などに付着した特定物質Ｓを検知システム１Ｂにより判定する構成とすればよい。

本実施形態に係る特定物質検知システムを第１実施形態から第３実施形態に基づいて説明したが、いずれか一の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。例えば、変形例１または変形例２のフィルタの構成を、第２実施形態または第３実施形態に適用しても良い。

なお、本実施形態の所定の値と判定値との判定は、「判定値以上か否か」の判定でも良いし、「判定値を超えているか否か」の判定でも良いし、「判定値以下か否か」の判定でも良いし、「判定値未満か否か」の判定でも良い。また、判定値に幅を持たせても良く、一定の範囲に収まる数値を判定値としても良い。

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。

本実施形態の管理コンピュータ３４は、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信Ｉ／Ｆとを、備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。

なお、本実施形態の管理コンピュータ３４で実行されるプログラムは、ＲＯＭなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。

また、管理コンピュータ３４で実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、この管理コンピュータ３４は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。

以上説明した実施形態によれば、検知対象となる対象物に付着している特定物質を対象物から解離させる解離部を備えることにより、特定物質の検知能力を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、各実施形態において、特定物質Ｓとして、爆発物や液体燃料などの危険物、または麻薬や覚醒剤などの違法薬物を例示して説明したが、これに限らず危険物や違法薬物以外の各物質を特定物質Ｓとすることも可能である。

１（１Ａ，１Ｂ）…特定物質検知システム、２（２Ａ）…ゲート、３，４…壁部、５…送風部、６…昇温部、７…取込口、８…送風ダクト、９…吹出口、１０…吸気口、１１…吸気ダクト、１２…吸気加熱部、１３…人感センサ、１４…メインダクト、１５…第１分岐ダクト、１６…第２分岐ダクト、１７…第１吸気部、１８…第２吸気部、１９…第１排気口、２０…第２排気口、２１…第１弁、２２…第２弁、２３…検知部、２４…濃縮部、２５…フィルタ、２６…孔部、２７…冷却部、２８…光透過窓、２９…レーザ部、３０…フィルタ、３１…粘着層、３２…孔部、３３…フィルタ、３４…管理コンピュータ、３５…入力部、３６…時計部、３７…分析部、３８…出力部、３９…制御部、４０…信号取得部、４１…データベース、４２…判定部、４３…照射加熱部、４４…ボックス、４５…蓋、４６，４７…壁部、Ｋ…空気、Ｌ…レーザ、Ｒ…赤外線、Ｓ…特定物質、Ｔ…対象者、Ｕ…対象物。

Claims (6)

1. 検知対象となる対象物に付着している特定物質を前記対象物から解離させる解離部と、
   前記解離させた特定物質を前記対象物の周囲に存在する気体とともに吸気する吸気部と、
   前記吸気された気体に前記特定物質が含まれるか否かを分析する分析部と、
   を備える特定物質検知システム。
2. 前記吸気された気体に含まれる前記特定物質を濃縮する濃縮部を備える請求項１に記載の特定物質検知システム。
3. 前記解離部は、前記対象物に気体を吹き付けて前記特定物質を剥離させる送風部を備える請求項１または請求項２に記載の特定物質検知システム。
4. 前記解離部は、前記対象物に吹き付ける気体の温度を上昇させる昇温部を備える請求項３に記載の特定物質検知システム。
5. 前記分析部は、
   検知部が前記特定物質を検知したときに前記特定物質の各種類に応じて異なるパターンの検知信号を出力し、この検知信号を取得する信号取得部と、
   前記検知信号の各パターンが予め取得され、これらのパターンと前記特定物質の各種類とを対応付けて記憶するデータベースと、
   前記信号取得部で取得した前記検知信号のパターンと前記データベースに記憶された各パターンとを比較して前記特定物質の有無を判定する判定部と、
   を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の特定物質検知システム。
6. 検知対象となる対象物に付着している特定物質を前記対象物から解離させるステップと、
   前記解離させた特定物質を前記対象物の周囲に存在する気体とともに吸気するステップと、
   前記吸気された気体に前記特定物質が含まれるか否かを分析するステップと、
   を含む特定物質検知方法。

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