JP2018500535A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 検出すべきサンプルをサンプリングするためのサンプリング装置と、
   前記サンプリング装置からのサンプルを前処理するように配置されているサンプル前処理装置と、
   前記サンプル前処理装置からの前処理されたサンプルを分離させて、分離後のサンプルを分析するためのサンプル分析装置と、
   を含む検出デバイス。
2. 前記サンプリング装置は、チャンバーを含み、前記チャンバーは、その第１の端に位置してサンプルを吸入するサンプル入口と、前記第１の端に対向する第２の端近傍に位置してサンプルを排出するためのサンプル出口とを有し、前記チャンバーは、その壁内に位置するガス充填入口及び排気口をさらに含み、
   前記ガス充填入口が、前記チャンバー内へ気流を吹き込むように配置され、前記排気口が、前記ガス充填入口とともに前記チャンバー内でサイクロン式気流を形成するためにガスを排出するように配置され、前記サイクロン式気流は前記チャンバーの第１の端から第２の端まで螺旋的に前進し、
   前記チャンバーの一部の内壁は、円錐台形状に形成され、この円錐台形内壁の小径円形端が前記チャンバーの前記サンプル入口に近接し、かつ、前記円錐台形内壁の大径円形端が前記サンプル出口に近接し、
   前記ガス充填入口は、前記ガス充填入口の軸方向ガス充填方向が前記チャンバーの内壁の内表面にほぼ相接するとともに、前記ガス充填入口の軸方向ガス充填方向が前記サンプル出口側へ傾斜するように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
3. 前記排気口は、前記チャンバー内に形成された前記サイクロン式気流の外周ガスを排出するように配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の検出デバイス。
4. 前記サンプリング装置は、前記チャンバーの第２の端に設けられた混合チャンバー部分をさらに含み、サンプルが前記混合チャンバー部分に送入されて前記サンプル導入口を介して検出システムに送入され、
   前記混合チャンバー部分は半透膜により前記チャンバーのその他の部分から仕切られており、
   前記混合チャンバー部分には、キャリアガスを前記混合チャンバー部分に注入することでサンプルと混合するようにキャリアガス通路が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の検出デバイス。
5. 前記サンプル前処理装置は、
   前記サンプリング装置に連通可能である吸着チャンバーを含むピストン式吸着器であって、該吸着チャンバーは前記サンプリング装置によりサンプリングされたサンプルを吸着するように配置されているピストン式吸着器と、
   前記ピストン式吸着器を収容し且つ前記吸着チャンバーに連通されるためのピストンチャンバーを形成するピストンシリンダと、
   前記吸着チャンバー及び前記ピストンチャンバーに連通され、前記吸着チャンバー内に吸着されているサンプルを熱解析するように配置されている熱解析チャンバーと、
   パイプを介して前記ピストンチャンバーに連通され、サンプリング構造によって環境ガスに漏れたサンプルを前記吸着チャンバーへ吸引するように配置されているポンプと、
   を含み、
   前記ピストン式吸着器は、サンプリング位置とサンプル解析位置との間に前記ピストンチャンバー内で移動可能であるように構成され、前記サンプリング位置である場合、前記吸着チャンバーが前記熱解析チャンバーの外に位置決められて前記サンプリング構造に連通されることで、前記サンプリング構造からサンプリングされたサンプルを吸着し、前記サンプル解析位置である場合、前記吸着チャンバーが前記熱解析チャンバー内に位置決められることで、吸着されたサンプルが前記熱解析チャンバー内で熱解析される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
6. 前記ピストン式吸着器は、ピストンレバーと、前記ピストンレバーの末端に接続されている前記吸着チャンバーと、を含み、かつ、
   前記吸着チャンバーは、吸着剤が内部に充填されている網状構造を含み、
   前記吸着チャンバーは吸着通路を含み、該吸着通路は、前記ピストン式吸着器が前記サンプリング位置に位置する時に、前記サンプリング装置に連通されてサンプリングされたサンプルを受け取るように構成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の検出デバイス。
7. 前記ピストンレバーは、冷却通路と、前記ピストンレバーの下部に形成されている複数の貫通孔と、を含み、
   前記冷却通路は、前記ピストン式吸着器が前記サンプリング位置に位置する時に環境ガスに直接に連通され、かつ前記ピストン式吸着器が前記サンプル解析位置に位置する時に前記ピストンシリンダに形成された冷却孔を介して環境ガスに連通されるように構成され、かつ、
   前記複数の貫通孔は、前記冷却通路と前記ピストンチャンバーに連通されるように構成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の検出デバイス。
8. 前記サンプル前処理装置は、吸気ポンプ、吸着器、ピストンシリンダ体及び解析シリンダ体を含み、前記解析シリンダ体は解析チャンバーを有し、前記解析シリンダ体には前記解析チャンバーに連通されているキャリアガス入口、キャリアガススイープ／分流出口、及び分析機器に接続される接続口が設けられており、前記解析シリンダ体の外壁には、加熱膜及び温度センサが設けられており、前記ピストンシリンダ体にはピストンチャンバーが２つ設けられており、前記ピストンチャンバーのそれぞれには１つの前記吸着器が取り付けられており、前記ピストンシリンダ体が前記解析シリンダ体の上に取付られており、かつ、２つの前記ピストンチャンバーがいずれも前記解析チャンバーに連通されており、前記ピストンシリンダ体には２つの前記ピストンチャンバーに連通されているサンプルガス充填入口及び吸気ポンプエアポートが設けられており、前記サンプルガス充填入口が前記サンプリング装置に接続されており、前記吸気ポンプエアポートが前記吸気ポンプに接続されてり、前記吸着器は、互いに接続する吸着篩筒とピストンレバーを含み、前記吸着篩筒が吸着剤を保存するためであり、前記ピストンレバーは前記ピストンチャンバーに摺動可能に取り付けられており、前記吸着篩筒を前記ピストンチャンバーに沿って摺動するように連動させて前記解析チャンバーに突き込むことができ、かつ、前記吸着篩筒は前記サンプルガス充填入口と吸気ポンプエアポートに同時に連通可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
9. 前記ピストンチャンバーのそれぞれに１つの冷却エアポートが設けられており、前記冷却エアポートには入口バルブが設けられており、前記ピストンレバーには冷却チャンバーが設けられており、前記冷却チャンバーは前記冷却エアポートに連通可能であり、かつ、前記ピストンレバーの側壁には、前記冷却チャンバーに接続されている通風孔が設けられており、前記通風孔は前記吸気ポンプエアポートに連通可能である、ことを特徴とする請求項８に記載の検出デバイス。
10. 前記サンプル分析装置は、サンプル導入装置を含み、前記サンプル導入装置は、非金属材料から形成された複数のキャピラリーカラムから構成されて入口端及び出口端を有する集束キャピラリーカラムと、前記集束キャピラリーカラムと結合して前記集束キャピラリーカラム内の温度を制御するための温度制御システムと、を含み、
    前記サンプル分析装置は、イオン移動度スペクトル分析装置をさらに含み、前記イオン移動度スペクトル分析装置は、前記サンプル導入装置から導入されたサンプルを分析するためであり、前記イオン移動度スペクトル分析装置は、ガス反応用のチャンバーを含み、前記チャンバーはサンプル導入用のサンプル導入口を有し、
    非金属材料から形成された前記集束キャピラリーカラムの出口端は、前記イオン移動度スペクトル分析装置のサンプル導入口を介して前記イオン移動度スペクトル分析装置のチャンバー内に直接に挿入されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
11. 前記サンプル分析装置は、前記サンプル導入装置と前記イオン移動度スペクトル分析装置との間に前記サンプル導入装置及び前記イオン移動度スペクトル分析装置を接続できるように配置されているとともに、前記サンプル導入装置と前記イオン移動度スペクトル分析装置との間の熱伝導を遮断することで、前記サンプル導入装置及び前記イオン移動度スペクトル分析装置を別々に独立して温度制御するための断熱位置決め装置をさらに含み、
    前記断熱位置決め装置は、前記サンプル導入装置の出口端に接続されている第１の接続端と、前記イオン移動度スペクトル分析装置に接続されている第２の接続端とを含み、前記第１の接続端は前記集束キャピラリーカラムの一方の端部を封止し、前記第２の接続端の形状が前記イオン移動度スペクトル分析装置のチャンバーの開口の形状と相補である、ことを特徴とする請求項１０に記載の検出デバイス。
12. 前記サンプル導入装置は、前記集束キャピラリーカラムを囲んで保護するように配置されている金属円形カバーをさらに含み、前記集束キャピラリーカラムの前記金属円形カバーの長さは、前記集束キャピラリーカラムが前記イオン移動度スペクトル分析装置のチャンバー内に挿入されるとき、前記金属円形カバーが前記イオン移動度スペクトル分析装置のサンプル導入口に入らないように配置されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の検出デバイス。
13. 前記サンプル導入装置の温度制御システムは、前記集束キャピラリーカラムを囲む金属円形カバーに直接接触するように配置されている熱伝導体と、前記熱伝導体内に嵌め込んだ少なくとも１つのヒータ及び少なくとも１つのセンサとを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の検出デバイス。
14. 前記熱伝導体は、前記熱伝導体の外周にある複数の突起を含み、前記複数の突起間には、流体通路又は流体が流れる空間が形成されており、
    熱媒流体管路は、前記熱媒流体管路と前記熱伝導体との間の熱伝導のために、前記複数の突起を蛇行する又は前記熱伝導体を螺旋的に囲むように前記複数の突起間を通過する、ことを特徴とする請求項１３に記載の検出デバイス。
15. 前記サンプル導入装置はハウジングをさらに含み、前記ハウジングは温度制御システムを囲んでおり、
    前記サンプル導入装置は保温層をさらに含み、前記保温層は前記ハウジングと熱伝導体との間に配置されており、
    前記保温層は、前記熱伝導体の複数の突起によって支持されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の検出デバイス。