JP6880375B2 - 航空機空気汚染物質分析装置及び使用方法 - Google Patents
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Description
[0085]本実施例は、収集器を通る流量が増えると信号の大きさ(重量測定センサにより測定される周波数の変化)が変化することを明らかにする。
[0093]本実施例は、航空機空気汚染物質分析装置の一実施形態が広範な濃度にわたって機能することを明らかにする。
[0099]本実施例においては、航空機空気汚染物質分析装置をバイパスなしで構成し、疎水性ゼオライト被膜(Z300(Zeochem LLC、Louisville、KY))で被覆された膜を備えた一対の重量測定センサによって、収集器からの脱着を測定する。
[0104]b)ピーク前合算(SB):MFS前のカーブ下側の面積
[0105]c)ピーク後合算(SB):MFS後のカーブ下側の面積
[0106]d)セグメント#5(S5):MFS後の37番目から46番目までの周波数測定結果の平均
[0107]これら4つの特徴を図10に示す。
[0108]本実施例は、パターン認識アルゴリズムによる実施例3に記載の特徴MFSの使用によって汚染物質をどのように識別可能であるかを明らかにする。
1’ 航空機空気汚染物質収集器
3 重量測定センサ
3’ 重量測定センサ
3A 第1の電極
3B 第2の電極
5 バランスキャパシタ
5A 第1のバランスキャパシタ電極
5B 第2のバランスキャパシタ電極(測定電極)
10 基部
10’ 基部
100 多孔質媒体
100’ 多孔質媒体
100A 微細多孔質媒体
100A’ 微細多孔質媒体
101 第1の基板主層
101A 第1の基板上層
101B 第1の基板下層
111 上面
112 下面
115 微細多孔質流通チャネル
120 絶縁層
150 化学選択的被膜
150’ 化学選択的被膜
175 加熱器
175’ 加熱器
190 テザー
195 チャネル
200 航空機空気汚染物質分析装置
201 第2の基板
201’ 第2の基板
201A 上面
201A’ 上面
201B 下面
201B’ 下面
311 第1の支持部
311A 上面
311B 下面
312 第2の支持部
312A 上面
312B 下面
315 スペーサ
500 航空機空気汚染物質分析装置入口
510 入口マニホールド
600 電子機器
601 ケーブル
601’ ケーブル
605 コネクタ
605’ コネクタ
610 測定回路
610A 共振周波数測定装置
620 電気配線
620’ 電気配線
625 ワイヤボンド
625’ ワイヤボンド
630 配線
630’ 配線
640 電気配線
640’ 電気配線
645 ワイヤボンド
645’ ワイヤボンド
650 電気配線
650’ 電気配線
651 ケーブル
651’ ケーブル
655 コネクタ
690 ケーブル
699 パッケージ層
800 流通加熱器
810 温度センサ
850 第1のバルブ
910 圧力センサ
1000A 第1のサンプル部分流路
1000B 第2のサンプル部分流路
1011 第1の基板
1050 第2のバルブ
1075 出口マニホールド
1100A 第1の可調整流量制御器
1100B 第2の可調整流量制御器
2000 バイパスサンプル流路
2001 バイパス部
2002 バイパスチャネルポート
2003 バイパスチャネル
2004 共通入口
2050 第3のバルブ
3003 ポンプ
Claims (11)
- 航空機空気汚染物質を決定して種類により分類する方法であって、
(a)航空機空気を航空機空気汚染物質分析装置の入口並びに流通加熱ブロック及び第1のバルブに通過させるステップであって、前記流通加熱ブロックが、当該流通加熱ブロックを通過する前記航空機空気の温度を制御するように構成され、前記航空機空気のサンプルを第1のサンプル流量及び/又は第1のサンプル流量継続時間で第1のサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びに少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器及び第2のバルブに通過させる一方、航空機空気の別のサンプルを第2のサンプル流量及び/又は第2のサンプル流量継続時間で前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器を迂回する第2のサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びにバイパス部及び第3のバルブに通過させる、ステップであり、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器が、
(i)前記第1のサンプル流路を横切って配置された微細多孔質流通チャネルを備え、化学選択的被膜を有する微細多孔質媒体と、
(ii)捕捉された空気汚染物質を蒸発させる温度まで加熱可能な薄膜抵抗性加熱器であり、前記微細多孔質媒体と接触した、薄膜抵抗性加熱器と、
を備え、前記航空機空気汚染物質分析装置が、空気汚染物質の塊が重量測定センサに追加又は重量測定センサから除去された場合に、比例共振周波数応答を生成して、空気汚染物質の種類を分類するように構成された重量測定センサをさらに具備しており、前記バイパス部が、前記第2のサンプル流路を含むバイパスチャネルを備え、
(a’)前記航空機空気汚染物質分析装置が、
前記第1のサンプル流路及び前記第2のサンプル流路に沿った流れを生成するポンプと、
前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブ間に配置された圧力センサと、
前記流通加熱ブロック中の温度を測定するように構成された温度センサと、
をさらに備えた、ステップと、
(b)前記第1のサンプル流路に沿って、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器を通る前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を制御する一方、前記第2のサンプル流路に沿って、前記バイパス部を通る前記第2のサンプル流量及び/又は前記第2のサンプル流量継続時間を独立して制御するステップであり、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間が最初は、応答信号の大きさの第1の測定用の低い値に設定された、ステップと、
(c)前記微細多孔質媒体により空気汚染物質を捕捉するステップと、
(d)前記第1のバルブ及び前記第2のバルブを閉じ、前記圧力センサからの信号に基づいて所望の圧力に達した場合、前記第3のバルブを閉じるとともに、前記第1のサンプル流路に沿った前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器への航空機空気の通過を中断するステップと、
(e)前記捕捉した空気汚染物質を蒸発させて脱着させるのに十分な温度まで前記微細多孔質媒体を加熱するステップと、
(f)空気汚染物質の塊が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に比例共振周波数応答を生成するように構成された前記重量測定センサにおいて、前記脱着された空気汚染物質を受容するステップと、
(g)前記空気汚染物質が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に前記重量測定センサにより生成された前記比例共振周波数応答を測定し、前記比例共振周波数応答から信号の大きさを決定し、前記空気汚染物質の濃度を決定し、前記空気汚染物質の種類を分類し、前記決定した空気汚染物質の濃度及び分類した空気汚染物質の種類を出力するステップと、
(h)コンピュータ可読媒体に格納され、前記測定した信号の大きさ並びに前記第1のサンプル流路に沿った前記第1のサンプル流量及び前記第1のサンプル流量継続時間を用いて、空気汚染物質の濃度を計算することを含む空気汚染物質認識プログラムを実行するステップと、
(i)前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブを開くステップと、
(j)前記信号の大きさの目標レベルを決定し、(b)〜(i)を継続的に繰り返して、応答信号の大きさを測定するとともに、過去に測定した信号の大きさに基づいて、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を調整することにより、
前記信号の大きさが前記目標レベルよりも低い場合に、前記信号の大きさが前記目標レベルを下回る分に比例した量だけ前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を増大させて、前記信号の大きさを前記目標レベルに維持することと、
前記信号の大きさが前記目標レベルよりも高い場合に、前記信号の大きさが前記目標レベルを上回る分に比例した量だけ前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を減少させて、前記信号の大きさを前記目標レベルに維持することと、
を行うステップと、
(k)前記コンピュータ可読媒体に格納され、前記測定した信号の大きさ並びに前記第1のサンプル流路に沿った前記第1のサンプル流量及び前記第1のサンプル流量継続時間を用いて、空気汚染物質の濃度を計算することを含む前記空気汚染物質認識プログラムを実行するステップと、
(l)前記決定した空気汚染物質の濃度及び空気汚染物質の種類を出力するステップと、
を含む、方法。 - 航空機空気汚染物質を決定して種類により分類する方法であって、
(a)航空機空気を航空機空気汚染物質分析装置の入口並びに流通加熱ブロック及び第1のバルブに通過させるステップで、前記流通加熱ブロックが、当該流通加熱ブロックを通過する前記航空機空気の温度を制御するように構成された、ステップであり、
(a’)前記航空機空気汚染物質分析装置が、
少なくとも1つの第1の航空機空気汚染物質収集器及び第2の航空機空気汚染物質収集器と、
第1のサンプル部分流路及び第2のサンプル部分流路を含む第1のサンプル流路であり、前記第1の航空機空気汚染物質収集器が、前記第1のサンプル部分流路に沿って配置され、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記第1のサンプル部分流路と連通した第1の可調整流量制御器を具備しており、前記第2の航空機空気汚染物質収集器が、前記第2のサンプル部分流路に沿って配置され、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記第2のサンプル部分流路と連通した第2の可調整流量制御器を具備しており、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記第1のサンプル部分流路及び前記第2のサンプル部分流路の下流に配置された第2のバルブを具備した、第1のサンプル流路と、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第1のサンプル部分流路を迂回するとともに前記第2の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2のサンプル部分流路を迂回するバイパスサンプル流路を提供するとともに、前記バイパスサンプル流路を含むバイパスチャネルを備えたバイパス部であり、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記バイパスサンプル流路の下流に配置された第3のバルブを具備しており、前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器がそれぞれ別個に、
(i)前記サンプル部分流路を横切って配置された微細多孔質流通チャネルを備え、化学選択的被膜を有する微細多孔質媒体と、
(ii)捕捉された空気汚染物質を蒸発させる温度まで加熱可能な薄膜抵抗性加熱器であり、前記微細多孔質媒体と接触した、薄膜抵抗性加熱器と、
を備え、前記航空機空気汚染物質分析装置が、空気汚染物質の塊が重量測定センサに追加又は重量測定センサから除去された場合に、比例共振周波数応答を生成して、空気汚染物質の種類を分類するように構成された各重量測定センサを前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器それぞれの近くにさらに具備した、バイパス部と、
を備え、
(a’’)前記航空機空気汚染物質分析装置が、
前記第1のサンプル部分流路、前記第2のサンプル部分流路、及び前記バイパスサンプル流路に沿った流れを生成するポンプと、
前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブ間に配置された圧力センサと、
前記流通加熱ブロック中の温度を測定するように構成された温度センサと、
をさらに備えた、ステップと、
(b)前記航空機空気の第1のサンプルを第1のサンプル流量及び第1のサンプル流量継続時間で前記第1のサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びに前記第1及び第2の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2のバルブに通過させるステップであって、前記第1のサンプルの第1のサンプル部分を前記第1の航空機空気汚染物質収集器に通過させ、前記第1のサンプルの第2のサンプル部分を前記第2の航空機空気汚染物質収集器に通過させることを含む、ステップであり、前記航空機空気の前記第1のサンプル部分を第1のサンプル部分流量及び第1のサンプル部分流量継続時間で前記第1のサンプル部分流路に沿って通過させ、前記航空機空気の前記第2のサンプル部分を第2のサンプル部分流量及び前記第1のサンプル部分流量継続時間に等しい第2のサンプル部分流量継続時間で前記第2のサンプル部分流路に沿って通過させる一方、航空機空気の別のサンプルをバイパスサンプル流量及びバイパスサンプル流量継続時間で前記第1及び第2の航空機空気汚染物質収集器を迂回する前記バイパスサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びに前記バイパス部及び第3のバルブに通過させる、ステップと、
(b’)前記第1のサンプル部分流量及び前記第2のサンプル部分流量を調整することにより、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサによる測定信号の大きさが前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサによる測定信号の大きさを上回る場合に、前記第1の可調整流量制御器を調整することによって、前記第1のサンプル部分流量を減少させることと、
前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサによる測定信号の大きさが前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサによる測定信号の大きさを上回る場合に、前記第2の可調整流量制御器を調整することによって、前記第2のサンプル部分流量を減少させることと、
を行うステップと、
(c)前記第1のサンプル部分流路に沿って、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を制御する一方、前記バイパスサンプル流路に沿って、前記バイパス部を通る前記バイパスサンプル流量及び/又は前記バイパスサンプル流量継続時間を独立して制御するステップであり、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間が最初は、応答信号の大きさの初期測定用の低い値に設定された、ステップと、
(d)各微細多孔質媒体により空気汚染物質を捕捉するステップと、
(e)前記第1のバルブ及び前記第2のバルブを閉じ、前記圧力センサからの信号に基づいて所望の圧力に達した場合、前記第3のバルブを閉じるとともに、前記第1のサンプル部分流路及び前記第2のサンプル部分流路に沿った前記第1及び第2の航空機空気汚染物質収集器への航空機空気の通過を中断するステップと、
(f)前記捕捉した空気汚染物質を蒸発させて脱着させるのに十分な温度まで各微細多孔質媒体を加熱するステップと、
(g)空気汚染物質の塊が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に比例共振周波数応答を生成するように構成された各重量測定センサにおいて、前記脱着された空気汚染物質を受容するステップと、
(h)前記空気汚染物質が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に各重量測定センサにより生成された比例共振周波数応答を測定し、前記比例共振周波数応答から信号の大きさを決定し、前記空気汚染物質の濃度を決定し、前記空気汚染物質の種類を分類し、前記決定した空気汚染物質の濃度及び分類した空気汚染物質の種類を出力するステップと、
(i)コンピュータ可読媒体に格納され、前記測定した信号の大きさ並びに前記第1のサンプル流路に沿った前記第1のサンプル流量及び前記第1のサンプル流量継続時間を用いて、空気汚染物質の濃度を計算することを含む空気汚染物質認識プログラムを実行するステップと、
(j)前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブを開くステップと、
(k)前記信号の大きさの目標レベルを決定し、(d)〜(j)を継続的に繰り返して、応答信号の大きさを測定するとともに、前記第1のサンプル部分流量及び/又は前記第1のサンプル部分流量継続時間を調整することにより、
(iv)前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさの平均、
(v)前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、又は
(vi)前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、
が、前記目標レベルよりも低い場合に、前記測定信号の大きさが前記目標レベルを下回る分に比例した量だけ前記第1のサンプル部分流量及び/又は前記第1のサンプル部分流量継続時間を増大させて、前記信号の大きさを前記目標レベルに維持することと、
(vii)前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさの平均、
(viii)前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、又は
(ix)前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、
が、前記目標レベルよりも高い場合に、前記信号の大きさが前記目標レベルを上回る分に比例した量だけ前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を減少させて、前記信号の大きさを前記目標レベルに維持することと、
を行うステップと、
を含む、方法。 - 航空機空気汚染物質を決定して種類により分類する方法であって、
(a)航空機空気を航空機空気汚染物質分析装置の入口並びに流通加熱ブロック及び第1のバルブに通過させるステップであって、前記流通加熱ブロックが、当該流通加熱ブロックを通過する前記航空機空気の温度を制御するように構成され、前記航空機空気のサンプルを第1のサンプル流量及び/又は第1のサンプル流量継続時間で第1のサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びに少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器及び第2のバルブに通過させる一方、航空機空気の別のサンプルを第2のサンプル流量及び/又は第2のサンプル流量継続時間で前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器を迂回する第2のサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びにバイパス部及び第3のバルブに通過させる、ステップであり、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器が、
(i)前記第1のサンプル流路を横切って配置された微細多孔質流通チャネルを備え、化学選択的被膜を有する微細多孔質媒体と、
(ii)捕捉された空気汚染物質を蒸発させる温度まで加熱可能な薄膜抵抗性加熱器であり、前記微細多孔質媒体と接触した、薄膜抵抗性加熱器と、
を備え、前記航空機空気汚染物質分析装置が、空気汚染物質の塊が重量測定センサに追加又は重量測定センサから除去された場合に、比例共振周波数応答を生成して、空気汚染物質の種類を分類するように構成された重量測定センサをさらに具備しており、前記バイパス部が、前記第2のサンプル流路を含むバイパスチャネルを備え、
(a’)前記航空機空気汚染物質分析装置が、
前記第1のサンプル流路及び前記第2のサンプル流路に沿った流れを生成するポンプと、
前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブ間に配置された圧力センサと、
前記流通加熱ブロック中の温度を測定するように構成された温度センサと、
をさらに備えた、ステップと、
(b)前記第1のサンプル流路に沿って、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器を通る前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を制御する一方、前記第2のサンプル流路に沿って、前記バイパス部を通る前記第2のサンプル流量及び/又は前記第2のサンプル流量継続時間を独立して制御するステップであり、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間が最初は、応答信号の大きさの第1の測定用の低い値に設定された、ステップと、
(c)前記微細多孔質媒体により空気汚染物質を捕捉するステップと、
(d)前記第1のバルブ及び前記第2のバルブを閉じ、前記圧力センサからの信号に基づいて所望の圧力に達した場合、前記第3のバルブを閉じるとともに、前記第1のサンプル流路に沿った前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器への航空機空気の通過を中断するステップと、
(e)前記捕捉した空気汚染物質を蒸発させて脱着させるのに十分な温度まで前記微細多孔質媒体を加熱するステップと、
(f)空気汚染物質の塊が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に比例共振周波数応答を生成するように構成された前記重量測定センサにおいて、前記脱着された空気汚染物質を受容するステップと、
(g)前記空気汚染物質が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に前記重量測定センサにより生成された前記比例共振周波数応答を測定し、前記比例共振周波数応答から信号の大きさを決定し、前記空気汚染物質の濃度を決定し、前記空気汚染物質の種類を分類し、前記決定した空気汚染物質の濃度及び分類した空気汚染物質の種類を出力するステップと、
(h)コンピュータ可読媒体に格納され、前記測定した信号の大きさ並びに前記第1のサンプル流路に沿った前記第1のサンプル流量及び前記第1のサンプル流量継続時間を用いて、空気汚染物質の濃度を計算することを含む空気汚染物質認識プログラムを実行するステップと、
(i)前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブを開くステップと、
(j)前記汚染物質の種類について、前記信号の大きさの上側閾値及び下側閾値を決定し、(b)〜(i)を継続的に繰り返して、応答信号の大きさを測定するとともに、過去に測定した信号の大きさに基づいて、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を調整することにより、
前記信号の大きさが前記下側閾値よりも低い場合に、次の所定の高感度レベルまで前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を増大させて、前記信号の大きさを前記上側閾値と前記下側閾値との間に維持することと、
前記信号の大きさが前記上側閾値よりも高い場合に、次の所定の低感度レベルまで前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を減少させて、前記信号の大きさを前記上側閾値と前記下側閾値との間に維持することと、
を行うステップと、
(k)前記コンピュータ可読媒体に格納され、前記測定した信号の大きさ並びに前記第1のサンプル流路に沿った前記第1のサンプル流量及び前記第1のサンプル流量継続時間を用いて、空気汚染物質の濃度を計算することを含む前記空気汚染物質認識プログラムを実行するステップと、
(l)前記決定した空気汚染物質の濃度及び空気汚染物質の種類を出力するステップと、
を含む、方法。 - 航空機空気汚染物質を決定して種類により分類する方法であって、
(a)航空機空気を航空機空気汚染物質分析装置の入口並びに流通加熱ブロック及び第1のバルブに通過させるステップで、前記流通加熱ブロックが、当該流通加熱ブロックを通過する前記航空機空気の温度を制御するように構成された、ステップであり、
(a’)前記航空機空気汚染物質分析装置が、
少なくとも1つの第1の航空機空気汚染物質収集器及び第2の航空機空気汚染物質収集器と、
第1のサンプル部分流路及び第2のサンプル部分流路を含む第1のサンプル流路であり、前記第1の航空機空気汚染物質収集器が、前記第1のサンプル部分流路に沿って配置され、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記第1のサンプル部分流路と連通した第1の可調整流量制御器を具備しており、前記第2の航空機空気汚染物質収集器が、前記第2のサンプル部分流路に沿って配置され、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記第2のサンプル部分流路と連通した第2の可調整流量制御器を具備しており、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記第1のサンプル部分流路及び前記第2のサンプル部分流路の下流に配置された第2のバルブを具備した、第1のサンプル流路と、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第1のサンプル部分流路を迂回するとともに前記第2の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2のサンプル部分流路を迂回するバイパスサンプル流路を提供するとともに、前記バイパスサンプル流路を含むバイパスチャネルを備えたバイパス部であり、前記航空機空気汚染物質分析装置が、前記バイパスサンプル流路の下流に配置された第3のバルブを具備しており、前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器がそれぞれ別個に、
(i)前記サンプル部分流路を横切って配置された微細多孔質流通チャネルを備え、化学選択的被膜を有する微細多孔質媒体と、
(ii)捕捉された空気汚染物質を蒸発させる温度まで加熱可能な薄膜抵抗性加熱器であり、前記微細多孔質媒体と接触した、薄膜抵抗性加熱器と、
を備え、前記航空機空気汚染物質分析装置が、各微細多孔質媒体の近くに配置され、空気汚染物質の塊が重量測定センサに追加又は重量測定センサから除去された場合に、比例共振周波数応答を生成して、空気汚染物質の種類を分類する重量測定センサをさらに具備した、バイパス部と、
を備え、
(a’’)前記航空機空気汚染物質分析装置が、
前記第1のサンプル部分流路、前記第2のサンプル部分流路、及び前記バイパスサンプル流路に沿った流れを生成するポンプと、
前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブ間に配置された圧力センサと、
前記流通加熱ブロック中の温度を測定するように構成された温度センサと、
をさらに備えた、ステップと、
(b)前記航空機空気の第1のサンプルを第1のサンプル流量及び第1のサンプル流量継続時間で前記第1のサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びに前記第1及び第2の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2のバルブに通過させるステップで、前記第1のサンプルの第1のサンプル部分を前記第1の航空機空気汚染物質収集器に通過させ、前記第1のサンプルの第2のサンプル部分を前記第2の航空機空気汚染物質収集器に通過させることを含む、ステップであり、前記航空機空気の前記第1のサンプル部分を第1のサンプル部分流量及び第1のサンプル部分流量継続時間で前記第1のサンプル部分流路に沿って通過させ、前記航空機空気の前記第2のサンプル部分を第2のサンプル部分流量及び前記第1のサンプル部分流量継続時間に等しい第2のサンプル部分流量継続時間で前記第2のサンプル部分流路に沿って通過させる一方、航空機空気の別のサンプルをバイパスサンプル流量及びバイパスサンプル流量継続時間で前記第1及び第2の航空機空気汚染物質収集器を迂回する前記バイパスサンプル流路に沿って前記航空機空気汚染物質分析装置並びに前記バイパス部及び第3のバルブに通過させる、ステップと、
(b’)前記第1のサンプル部分流量及び前記第2のサンプル部分流量を調整することにより、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器の測定信号の大きさが前記第2の航空機空気汚染物質収集器の測定信号の大きさを上回る場合に、前記第1の可調整流量制御器を調整することによって、前記第1のサンプル部分流量を減少させることと、
前記第2の航空機空気汚染物質収集器の測定信号の大きさが前記第1の航空機空気汚染物質収集器の測定信号の大きさを上回る場合に、前記第2の可調整流量制御器を調整することによって、前記第2のサンプル部分流量を減少させることと、
を行うステップと、
(c)前記第1のサンプル部分流路に沿って、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を制御する一方、前記バイパスサンプル流路に沿って、前記バイパス部を通る前記バイパスサンプル流量及び/又は前記バイパスサンプル流量継続時間を独立して制御するステップであり、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間が最初は、応答信号の大きさの初期測定用の低い値に設定された、ステップと、
(d)各微細多孔質媒体により空気汚染物質を捕捉するステップと、
(e)前記第1のバルブ及び前記第2のバルブを閉じ、前記圧力センサからの信号に基づいて所望の圧力に達した場合、前記第3のバルブを閉じるとともに、前記第1のサンプル部分流路及び前記第2のサンプル部分流路に沿った前記第1及び第2の航空機空気汚染物質収集器への航空機空気の通過を中断するステップと、
(f)前記捕捉した空気汚染物質を蒸発させて脱着させるのに十分な温度まで各微細多孔質媒体を加熱するステップと、
(g)空気汚染物質の塊が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に比例共振周波数応答を生成するように構成された各重量測定センサにおいて、前記脱着された空気汚染物質を受容するステップと、
(h)前記空気汚染物質が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に各重量測定センサにより生成された比例共振周波数応答を測定し、前記比例共振周波数応答から信号の大きさを決定し、前記空気汚染物質の濃度を決定し、前記空気汚染物質の種類を分類し、前記決定した空気汚染物質の濃度及び分類した空気汚染物質の種類を出力するステップと、
(i)コンピュータ可読媒体に格納され、前記測定した信号の大きさ並びに前記第1のサンプル流路に沿った前記第1のサンプル流量及び前記第1のサンプル部分流量継続時間を用いて、空気汚染物質の濃度を計算することを含む空気汚染物質認識プログラムを実行するステップと、
(j)前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブを開くステップと、
(k)前記汚染物質の種類について、前記信号の大きさの上側閾値及び下側閾値を決定し、(d)〜(j)を継続的に繰り返して、応答信号の大きさを測定するとともに、前記第1のサンプル部分流量及び/又は前記第1のサンプル部分流量継続時間を調整することにより、
(iv)前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさの平均、
(v)前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、又は
(vi)前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、
が、前記下側閾値よりも低い場合に、次の所定の高感度レベルまで前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を増大させて、前記信号の大きさを前記下側閾値と前記上側閾値との間に維持することと、
(vii)前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさの平均、
(viii)前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、又は
(ix)前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、
が、前記上側閾値よりも高い場合に、次の所定の低感度レベルまで前記第1のサンプル部分流量及び/又は前記第1のサンプル部分流量継続時間を減少させて、前記信号の大きさを前記上側閾値と前記下側閾値との間に維持することと、
を行うステップと、
を含む、方法。 - 前記ステップ(d)が、前記ポンプの動作を停止させることを含む、請求項1又は3に記載の方法。
- 前記ステップ(e)が、前記ポンプの動作を停止させることを含む、請求項2又は4に記載の方法。
- 前記空気汚染物質が、エアロゾルを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記空気汚染物質が、微粒子を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記空気汚染物質が、気体を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- (a)少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器であって、
(i)微細多孔質流通チャネル及び化学選択的被膜を備えた微細多孔質媒体であって、制御期間にわたって加熱されている間、機能を維持するとともに捕捉された空気汚染物質を脱着させる、微細多孔質媒体であり、当該少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器が、第1のサンプル流路を提供し、当該微細多孔質媒体が、前記第1のサンプル流路を横切って配置された、微細多孔質媒体と、
(ii)捕捉された空気汚染物質を蒸発させる温度まで加熱可能な薄膜抵抗性加熱器であり、前記微細多孔質媒体と接触した、薄膜抵抗性加熱器と、
を備えた、少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器と、
(b)第2のサンプル流路を含み、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器を迂回するバイパスチャネルを備えたバイパス部と、
(c)上面及び下面を有する第1の基板であり、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器が関連付けられ、前記微細多孔質媒体及び前記薄膜抵抗性加熱器が熱的に絶縁された、第1の基板と、
(d)空気汚染物質の塊が重量測定センサに追加又は重量測定センサから除去された場合に、比例共振周波数応答を生成して、空気汚染物質の種類を分類するように構成された重量測定センサと、
(e)上面及び下面を有する第2の基板であり、前記重量測定センサが前記上面と関連付けられ、前記重量測定センサが、一定距離だけ前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器から分離され、前記重量測定センサが、加熱された膜から脱着された空気汚染物質を受容するように構成された、第2の基板と、
(f)上面及び下面を有する支持部であり、前記上面及び前記下面を通過する共通入口ポートを備え、前記第2の基板の前記下面が当該支持部の前記上面と関連付けられた、支持部と、
(g)前記共通入口ポートの上流に配置された航空機空気汚染物質入口ポート、流通加熱ブロック、及び第1のバルブと、前記少なくとも1つの航空機空気汚染物質収集器の下流で、前記第1のサンプル流路に沿って配置された第2のバルブと、前記第2のサンプル流路に沿って配置された第3のバルブと、前記第1のサンプル流路及び前記第2のサンプル流路に沿った流れを生成するように構成されたポンプと、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び前記第3のバルブ間に配置された圧力センサと、前記流通加熱ブロック中の温度を測定するように構成された温度センサと、を備える航空機空気汚染物質分析装置と、
(h)前記空気汚染物質が前記重量測定センサに追加又は前記重量測定センサから除去された場合に前記重量測定センサにより生成された前記比例共振周波数応答を測定するように構成された共振周波数測定装置と、
(i)空気汚染物質認識プログラム及び校正データを有するコンピュータ可読媒体と、
(j)前記空気汚染物質を種類により分類するとともに、前記重量測定センサにより生成された前記比例共振周波数応答からの応答信号の大きさを測定するように構成されたモジュールと、前記信号の大きさとの比較に前記校正データを用いて、空気汚染物質の濃度を計算するようにプログラムされたモジュールと、を含む前記空気汚染物質認識プログラムを実行することと、
前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び/若しくは前記第3のバルブ、並びに/又は前記ポンプを制御して、
前記信号の大きさが所定の目標レベル又は所定の下側閾値を下回る場合に、第1のサンプル流量及び/又は第1のサンプル流量継続時間を増大させることと、
前記比例共振周波数応答が前記所定の目標レベル又は所定の上側閾値を上回る場合に、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を減少させることと、
を行うことにより、前記信号の大きさを前記所定の目標レベル又は前記所定の上側閾値と前記所定の下側閾値との範囲内に維持するように構成されたモジュールを含む感度制御プログラムを実行することと、
を行うように構成されたプロセッサと、
を備えた航空機空気汚染物質分析装置。 - 当該航空機空気汚染物質分析装置が、第1の航空機空気汚染物質収集器及び第2の航空機空気汚染物質収集器を備えるように、付加的な航空機空気汚染物質収集器をさらに備え、
前記第1のサンプル流路が、第1のサンプル部分流路及び第2のサンプル部分流路を含み、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器が、前記第1のサンプル部分流路に沿って配置され、当該航空機空気汚染物質分析装置が、前記第1のサンプル部分流路と連通した第1の可調整流量制御器を具備しており、
前記第2の航空機空気汚染物質収集器が、前記第2のサンプル部分流路に沿って配置され、当該航空機空気汚染物質分析装置が、前記第2のサンプル部分流路と連通した第2の可調整流量制御器を具備しており、
当該航空機空気汚染物質分析装置が、前記第1のサンプル部分流路及び前記第2のサンプル部分流路の下流に配置された前記第2のバルブを具備しており、
前記第2のサンプル流路を提供する前記バイパス部が、前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第1のサンプル部分流路を迂回するとともに前記第2の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2のサンプル部分流路を迂回し、前記第3のバルブが、前記第2のサンプル流路の下流に配置されており、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器がそれぞれ別個に、
(i)前記サンプル部分流路を横切って配置された微細多孔質流通チャネルを備え、化学選択的被膜を有する微細多孔質媒体と、
(ii)捕捉された空気汚染物質を蒸発させる温度まで加熱可能な薄膜抵抗性加熱器であり、前記微細多孔質媒体と接触した、薄膜抵抗性加熱器と、
を備え、
当該航空機空気汚染物質分析装置が、各航空機空気汚染物質収集器の近くに配置され、空気汚染物質の塊が重量測定センサに追加又は重量測定センサから除去された場合に、比例共振周波数応答を生成して、空気汚染物質の種類を分類する重量測定センサをさらに具備しており、
前記ポンプが、前記第1のサンプル部分流路、前記第2のサンプル部分流路、及び前記第2のサンプル流路に沿った流れを生成し、
前記空気汚染物質認識プログラムが、各航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより生成された前記比例共振周波数応答からの応答信号の大きさを測定するように構成されたモジュールと、一方又は両方の信号の大きさを用いて空気汚染物質の濃度を計算するモジュールと、を含み、
前記感度制御プログラムが、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、及び/若しくは前記第3のバルブ、並びに/又は前記ポンプを制御して、
前記信号の大きさが所定の目標レベル又は所定の下側閾値を下回る場合に、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を増大させることと、
前記信号の大きさが前記所定の目標レベル又は所定の上側閾値を上回る場合に、前記第1のサンプル流量及び/又は前記第1のサンプル流量継続時間を減少させることと、
を行うことにより、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器及び前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさの平均、
前記第1の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、又は
前記第2の航空機空気汚染物質収集器の近くの前記重量測定センサにより過去に測定した信号の大きさ、
を前記所定の目標レベル又は前記所定の上側閾値と前記所定の下側閾値との範囲内に維持するように構成されたモジュールを含む、請求項10に記載の航空機空気汚染物質分析装置。
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