JP3746517B2 - ガス状物質、液体、エーロゾルまたは微粉状物質を採取して原位置で分析する装置 - Google Patents

Description

本発明はガス状物質、液体、エーロゾルまたは微粉状物質を採取し、これらを原位置で、ガス状成分分析装置によって分析する装置に関するものである。
本発明は特に、化学兵器に使用され、かつガス、微細な小滴または微粉の形で拡散し得るような、相互に分離した毒性の強い物質による汚染を検出せんとするものである。
このような検出を行うために、すでに本出願人のフランス特許第２６１１８９８号および同第２６４８２２７号に記載されているように、分析せんとする物質を採取し、かつ蒸発させる装置と関連する、ガス状成分分析用の可搬装置が提案されている。
フランス特許第２６４８２２７号によれば、試料採取装置は、電熱抵抗を有する可撓性帯片であって、該帯片によって捕集された物質を蒸発させるようになった帯片を含んでいる。
この装置は必然的に、作業員の介在を必要とする：ガス状成分を分析せんとする場合には、この作業員は試料を採取し、続いて採取した液状物質を蒸発せしめ、発生した蒸気が、分析装置によって吸引されるようにせねばならぬ。
本発明によれば、特に前記のような結果は、作業員の助けによることなく、試料採取装置・分析装置の組立体を、一つの地点に置かれた自動ゾンデのように使用し、汚染物質または汚染された大気の存在を、直ちに検出することによって得られる。
このような結果を得るために、本発明による試料採取装置は、検出せんとする汚染物質を含むおそれのある大気にさらされる捕集面を有する捕集器と、縮小された領域において、前記捕集面と接触する試料採取機構と、前記試料採取機構と前記表面の間を、相対的に移動し、該表面が逐次行われる掃引の少なくとも一つの位相において、前記試料採取機構によって掃引されるようになった装置と、前記試料採取装置と関連し、逐次掃引が行われる時に捕集された汚染物質を蒸発させる加熱装置と、ガス状成分分析装置の導入オリフィスに連接されるようになった吸引導管を含み、この導管は加熱装置によって発生した汚染物質の蒸気を吸引するように形成されている。
好ましくは、前記吸引導管は調節弁を有し、次の動作を行うようになっている：
−周囲大気を吸引し、この大気のガス状成分を分析する、
−加熱装置によって発生した蒸気を吸引し、捕集面上に沈殿しかつ試料採取機構によって捕集された固形、または液状汚染物質の存在を検出する。
なお試料採取装置は自動装置を含み、逐次掃引の行われた後に、加熱装置および分析装置を使用し得るようにすることができる。
次に本発明の実施態様を、添付図面によって説明する：
図１は、ガス状成分の分析装置で、本発明による試料採取装置を備えた装置の側面図；
図２は、図１に示された試料採取装置の、拡大立面図；
図３は、試料採取機構と、該機構と関連する吸引導管の部分的断面図；
図４は、捕集器の軸線方向断面図。
この例においては、ガス成分分析装置は可搬装置と、本出願人のフランス特許第８７０２７６２号に記載されている形式の、火炎の分光測光による分析を行うための自動装置から成っている。
この装置は細長い形の本体１、電気接続装置２、分析せんとするガスの吸引ヘッド３を含んでいる。この装置の把持はハンドル４によって行われ、該ハンドルは水素を供給する発生器を収納し、この水素は分析せんとするガスの燃焼を助け、分光器による分析を行うための火炎を発生するようになっている。
本装置は集束光学装置を備えた窓付きバーナを作動し、該光学装置の軸線内には回転チョッパが配置され、このチョッパは、求める各元素に対応する複数の光学フイルタを有し、かつ光の集束領域にはオプトエレクトロニクス・セルが配置されている。
セルから供給される電気信号は、電子処理回路に伝達され、表示器上に求める成分のガス含有量を表示する。本出願の範囲内には、警報装置を始動させる装置、および場合によっては、求める成分の検出に続き、間隔をおいて警報信号を伝達する装置が含まれる。
バーナの内部に対する、分析ガス（通常は大気）の導入は、タービンおよび導入管によって行われ、該導入管は、吸引ヘッド３内に形成されたオリフィス５によって、外部に開口している。
分析装置１と結合された取外し可能試料採取装置６は、図示のように組立装置および固定装置により、装置の吸引ヘッド３上に、容易に取外し得るように形成されている。
試料採取装置は、ほぼ円錐台状のケースを有する捕集器７を含み、円筒形部分９を閉鎖するケースの基礎８は、対称軸線ＸＸ’に対して斜めに延びている。この基礎８には、山形材の形を有する組立部材１０が固定され、該組立部材の一つのフランジは孔１１を有し、この孔の中を、吸引ヘッド３のオリフィス５と係合する口金１２が通っている。
捕集器７のケースは、同軸の電動機１５を含み、該電動機の出力軸２０は、円錐台状部分の頂部を形成する小さな基礎を通っている。
電気エネルギーによる、この電動機１５の付勢は、電気継手２に接続されたケーブルを通して、分析装置１によって行われる。
軸２０はキー２１により、ほぼ円錐形の駆動部材２２を回転せしめ、この駆動部材は円錐台状部分１８と平行に延び、かつこの部分に対して僅かに隔置されている。この時前記二つの部材間の動的密封は、断面がＸ字形の環状継手２３を使用することによって行われる。
駆動部材２２の上には、捕集キャップ２４を配置することができ、該キャップの凸状円錐面は、同心の捕集面を形成し、この捕集面は測定せんとする汚染物を含む大気に露出されるようになっている。
なおこの捕集キャップ２４は、その母線の一つに沿って溝２５を含んでおり、該溝の役割については後述する。
ケースの横円筒面９上には、ねじによって固定部材２６が固定され、該固定部材には、ケースの軸線ＸＸ’と平行な軸線を有する孔２７が設けられ、この孔は、捕集装置７を分析装置１上に組立てた時に、吸引ヘッド３に対して位置する領域内に開口する。
この孔２７内には、図３に示された形式の捕集器・蒸発器２９の、管状部材２８が係合する。
この捕集器・蒸発器２９は採取および加熱斜面３０を含み、該斜面は部材２８の頂端に装架され、かつ樋の形をした支持体３１の内部に、ブラシ３２を有し、該ブラシはキャップ２４の捕集面上に、ほぼその母線の全長に亙って支持されている。
この目的のために、支持体３１およびブラシ３２は、部材２８が孔２７の底部と係合した時に、支持体３１が捕集面と共に、部材２８の内部容積と連通する管路を画定し、かつブラシ３２が、前記捕集面に作用し、場合によっては沈殿した汚染元素を保留するように位置決めされる。
本例の場合はブラシ３２は、吸収層によって覆われた可撓性の帯片として形成され、かつ加熱電気抵抗を有している。この電気抵抗の付勢は、分析装置１の電気エネルギー源によって行われ、かつブラシ３２が溝２５と相対した時に、スイッチによって制御される。
なお継手２８の内端は、Ｔ字形の継手部材３３によって密封的に、装置１の吸引ヘッド５に連接される。
このように、分析の１位相においては装置１は、斜面３０内を相次いで循環する空気の流量を、部材２８および継手３３内に吸引する。
前記試料採取装置の機能は次に示す通りである：
先ず、可搬分析装置１上に装架された試料採取装置６から成る組立体を、電動機１５および捕集キャップ２４の軸線が垂直となるように、監視せんとする位置に置く。キャップはその凸側が上方に向き、求める元素によって汚染された物質にさらされるように位置決めされる。この汚染物はたとえば、空気中に懸垂された微細な水滴の霧から成るものとすることができる。
装置１を始動すれば、次の位相を含む機能サイクルが相次いで実施される：
−捕集キャップ２４が完全に１回転し、最初採取斜面３０に対してまっすぐに位置していた溝２５が、３６０°回転した後は、最初の位置に復帰するようになっており、
−ブラシ３２の加熱位相は、捕集面上に沈殿した汚染された、または毒性を有する物質を蒸発せしめ、かつこれら物質が、キャップ２４の回転時に、ブラシによって捕集されるようにし、
−加熱位相と同時に相次いで分析位相が行われ、この位相が行われる時に分析装置１が、部材２８および継手３３を通して、採取斜面３０内に含まれるガス状大気を吸引し、このガス状大気（場合によっては捕集した汚染または毒性物質の蒸気を含む）の分光測光分析を行う。
この分析によって、求める元素の存在が明らかになった場合には、装置１はたとえば、光線および（または）音響の警報信号を発生し、たとえば電波回路によって警戒メッセージを伝達する。
もちろんこの機能サイクルは、前もって定められた周期性に従って、連続的にまたは非連続的に起こるようにすることができ、場合によっては調節可能である。
円錐形のキャップ２４を使用することによって、降雨時における水、および風によって運ばれてきた固形粒子が流れるようにし得る利点のあることは明らかである。これら物質は装置１の機能を変える惧れがある。
キャップ２４内に形成した溝２５自体は、次のような利点を有している。これによって特に：
−ブラシ３２のレベルで行われる加熱は、キャップ２４を劣化させる傾向を阻止する、
−分析装置１によって吸引される空気の流れを、管状部材２８の方に、より良く導く、
−キャップ２４の回転時に、ブラシ３２によって保留される粒子をなくする、
−ブラシ３２が、その縁の作用によって掃除される（この縁は汚染にさらされたブラシ３２の部分に、掻取り作用を及ぼす）。
好ましくは、管状継手２８および（または）継手部材３３に調節弁を設け、斜面３０を通すことなく、吸引ヘッド３が直接大気と連通するようにし、大気のガス状成分分析の位相、および、空気中に懸垂する液体、または固体の形をした汚染物質存在の検出位相を変え得るようにされる。
もちろん本発明は前述の実施例によって制限されるものではない。
たとえば、捕集面は円錐形キャップとは異なる形を有するものとすることができる：この捕集面は、たとえば平面とし、かつ連続並進運動（フイルムの展開）または他の運動を行うようにすることができる。この捕集面は、場合によっては円筒形とし、吸引ヘッドと同軸的に配置することができる。
同様にブラシ３２は、選択的に吸引を行い得るように形成し、求めんとする生成物が濃縮されるようにすることができる。たとえば表面を沈殿したシリカゲルで覆い、シリコンによって保持し、かつ複数の帯片素子を併置することによって形成することができる。

Claims (10)

1. ガス状物質、液体、エールゾルまたは微粉状物資を、原位置で試料採取する装置であって、ガス状成分の分析装置（１）に連接し得るように形成されている試料採取装置において、
   検出せんとする汚染物を含むおそれのある、大気にさらされる捕集面（２４）を有する捕集器（７）と、前記捕集面（２４）に、該捕集面が小さくなった接触領域において、接触する試料採取機構（３０、３１、３２）と、前記試料採取機構（３０、３１、３２）と前記表面の間で、相対的に移動し、少なくとも一つの掃引位相において前記表面が、前記試料採取機構によって掃引されるようにする装置（１５）と、前記試料採取装置（３０、３１、３２）と関連し、逐次掃引の行われる時に、捕集された汚染物質を蒸発させる加熱装置と、分析装置（１）の導入オリフィス（５）に連接されるようになった吸引導管（２８）を含み、該導管（２８）が、加熱装置によって発生された汚染物質のガスを吸引するように形成されていることを特徴とする試料採取装置。
2. 捕集面（２４）が回転し得ることを特徴とする請求項１記載の試料採取装置。
3. 前記捕集器が、回転し得る捕集キャップ（２４）を含み、かつその円錐形凸面が、前記捕集面を形成していることを特徴とする請求項２記載の試料採取装置。
4. 捕集面（２４）が、溝（２５）を含み、該溝がその母線の一つに沿って延びていることを特徴とする請求項３記載の試料採取装置。
5. 前記吸引導管（２８）が、樋の形をした支持体（３１）と連通し、該支持体がブラシ（３２）を含み、このブラシが捕集面（２４）上に、その軸線に沿って支持されるように配置され、このブラシが前記試料採取機構を形成していることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の試料採取装置。
6. 前記ブラシ（３２）が、可撓性帯片の形を呈し、電熱抵抗を有していることを特徴とする請求項５記載の試料採取装置。
7. 前記帯片が、複数の帯片素子を併置することにによって形成されていることを特徴とする請求項６記載の試料採取装置。
8. 前記帯片が、吸収層によって被覆されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載されている試料採取装置。
9. ブラシ（３２）が、検出せんとする物質を選択的に吸収するように形成されていることを特徴とする請求項８記載の試料採取装置。
10. 導入オリフィス（５）を大気、または前記吸引導管に連結する調節弁を含むことを特徴とする請求項１から請求項９までの何れか一項に記載されている試料採取装置。

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