JPH04109139A

JPH04109139A - ガスサンプリング装置

Info

Publication number: JPH04109139A
Application number: JP2225424A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Matsutani; 松谷　篤郎; Toshihiko Kashiwai; 柏井　俊彦; Hayami Nagano; 早実長野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 1992-04-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ガス中（または大気中）に微量に存在するガ
ス状物質及び粒子状物質を捕集して、これを分析機器の
検出限界量まで濃縮するガスサンプリング装置に関する
ものである。

（従来の技術）従来、麻薬検知装置等では、ガス中（または大気中）微
量に存在する分析成分（ガス状物質及び粒子状物ｆ）を
濾過法により捕集して、これを次の方法により濃縮した
後２分析計へ導入して２分析している。即ち。

（ｉ）分析成分がガス中にガス状で存在している場合に
は、■ガスをガス採気壜または吸収壜へ導入し、ガス中
に存在するガス状物質を壜中の吸収液（または反応液）
に溶解、吸収させて、捕集するか、■ガス中に存在する
ガス状物質を活性炭。

シリカゲル等の吸収材により吸収、捕集する。また上記
何れかの手段により捕集したガス状物質を加熱、脱着、
溶剤抽出等の操作により、上記■の場合には、ガス状で
取り出し、上記■の場合には。

液状で取り出し、これを分析計へ導入して１分析してい
る。

（ｉｉ）分析成分がガス中に粒子状で存在している場合
には、ガスを吸引して、その中に存在する粒子状物質を
濾紙により捕集し５次いでこの濾紙を取り出して、濾紙
の表面に付着している粒子状物質を振動等の手段により
脱落させ、薬液に入れて。

溶解させるか、濾紙を直接薬液に浸すことにより。

粒子状物質中の測定成分を薬液に溶解させ２次いでこの
薬液の一部または全部を分析計へ導入して。

分析している。

（発明が解決しようとする課題）ガスサンプリング装置では、超微量分析が要求されてい
る。例えば高発ガン性物質や麻薬を検出するガスサンプ
リング装置では、ｐｐ’　レベル以上の超微量分析が要
求されている。このためには。

ガス採取量（濃縮倍率）を上昇させることが必須条件に
なる。また捕集したガス状物質または粒子状物質を分析
機器へ分解、損失、外部からの妨害成分の混入等を生じ
させずに分析機器へ導入させる必要がある。

本発明は前記の必要性に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、ガス採取量（濃縮倍率）を上昇させる
ことができる。また捕集したガス状物質及び粒子状物質
を分析機器へ分解、損失。

外部からの妨害成分の混入等を生じさせずに導入させる
ことができるガスサンプリング装置を提供しようとする
点にある。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために１本発明は、ガス中に微量
に存在するガス状物質及び粒子状物質を捕集して、これ
を分析機器の検出限界量まで濃縮するガスサンプリング
装置において、前記ガス中から粒子状物質を濾紙等によ
り捕集するフィルタと、前記ガス中からガス状物質を活
性炭等により捕集する吸着層部と、これらフィルタ及び
吸着層部により補集したガス状物質及び粒子状物質を受
取りこれを濃縮して分析機器へ送る再濃縮管と。

これらの機器を接続する配管と、同配管に設けた切換弁
と、上記再濃縮管に設けた冷却ユニットとを具えている
。

（作用）本発明のガスサンプリング装置は前記のように構成され
ており、ガスをフィルタ及び吸着層部へ送り、ガス中の
粒子状物質をフィルタの濾紙等により捕集し、ガス中の
ガス状物質を吸着層部の活性炭等により吸着捕集し９次
いでヘリウムガス供給源からのヘリウムガスを再濃縮管
→循環ファン→吸着層部→フィルタ→再濃縮管に循環さ
せ、上記捕集したガス状物質及び粒子状物質を冷却ユニ
ットにより冷却している再濃縮管へ導入して、再濃縮し
た後１分析計機器へ導入して、計算機により分析する。

（実施例）次に本発明のガスサンプリング装置を第１図に示す一実
施例により説明すると、（１）がガス（または大気）を
収容したガス収容ボックス、（４）がガス中から粒子状
物質を濾紙により捕集するフィルタ。

（２ａ）がこれらのガス収容ボックス（１）とフィルタ
（４）とを接続する配管、（３）が同配管（２ａ）に設
けた切換弁、（５）がガス中からガス状物質を活性炭に
より吸着捕集する吸着層部（ハニカム活性炭部）。

（６）が同フィルタ（４）に設けたヒータ、　（２ｃ）
が上記吸着層部（５）に設けた配管、（７）が同配管（
２Ｃ）に設けた切換弁、（８）が同切換弁（７）に配管
（２ｄ）を介して接続したガス採取ブロア、　（１０）
が同ガス採取ブロア（８）に配管（２ｄ）を介して接続
したガスメータ、　（９ａ）が同ガスメータ（１０）の
温度計、　（９ｂ）が同ガスメータ（１０）の圧力計、
　（１１）が同ガスメータ（１０）の排気口、　（２ｂ
）が上記切換弁（３）に接続した配管、　（１３）が同
配管（２ｂ）の途中に設けた切換弁。

（１２）が同切換弁（１３）に接続したフラッシュ管。

（１８）が同配管（２ｂ）の他端部に設けた切換弁、　
（１６）が再濃縮管、　（２ｇ）が上記切換弁（１８）
と上記再濃縮管（１６）とを接続する配管、　（１９）
がヘリウムガス供給源、　（２ｆ）が同ヘリウムガス供
給源（１９）と上記切換弁（１８）とを接続する配管、
　（２ｈ）　（２ｅ）が上記再濃縮管（１６）と上記切
換弁（７）とを接続する配管。

（１５）が同配管（２ｅ）の途中に設けた循環ファン。

（２０）がガスクロ−質量分析計、　（２ｉ）が同ガス
クロ−質量分析針（２０）と上記配管（２ｈ）　（２ｅ
）とを接続する配管、　（２１）が計算機、（２Ｄが同
計算機（２１）と上記ガスクロ−質量分析計（２０）と
を接続する配管。

（１４）が上記配管（２ｂ）　（２ｃ）　（２ｅ）　（
２ｇ）　（２ｈ）　（２ｉ）の周りに捲回した螺旋状ヒ
ータである。

次に前記第１図に示すガスサンプリング装置の作用を具
体的に説明する。このガスサンプリング装置では、ガス
をフィルタ（４）及び吸着層部（５）へ送り、ガス中の
粒子状物質をフィルタ（４）の濾紙により捕集し、ガス
中のガス状物質を吸着層部（５）の活性炭により吸着捕
集し１次いでヘリウムガスを吸着層部（４）→フィルタ
（５）→再濃縮管（１６）→吸着層部（５）に循環させ
、上記捕集したガス状物質及び粒子状物質を冷却ユニッ
）　（１７）により冷却している再濃縮管（１６）へ導
入し、ここで凝縮、捕集して、再濃縮した後１分析計（
２０）へ導入して、計算機（２１）により分析する。即
ち。

切換弁（３）により配管（２ａ）とフィルタ（４）とを
接続し、切換弁（７）によりフィルタ（４）と配管（２
ｄ）とを接続し、ガス採取ブロア（８）を起動し。

ガスをガス収容ボックス（１）→配管（２ａ）→フィル
タ（４）の吸着層部（５）→配管（２ｃ）→切換弁（７
）→配管（２ｄ）→ガス採取プロア（８）→ガスメータ
（１０）→排気口（１１）へ送って、ガス中に微量に存
在するガス状物質または粒子状物質をフィルタ（４）の
吸着層部（ハニカム活性炭部）（５）により捕集する。

次いで切換弁（３）　（７）　（１３）　（１８）を切
り換えて、切換弁（３）より配管（２ａ）　（２ｂ）を
接続し、切換弁（７）により配管（２ｃ）　（２ｅ）を
接続し、切換弁（１３）により配管（２ｂ）とフラッシ
ュ管（１２）とを接続し１切換弁（１８）により配管（
２ｆ）　（２ｇ）を接続し、一定量のヘリウムガスをヘ
リウムガス供給源（１９）→配管（２ｆ）→切換弁（１
８）→配管（２ｇ）→再濃縮管（１６）→配管（２ｈ）
→循環ファン（１５）→配管（２ｅ）→切換弁（７）→
配管（２ｃ）→フィルタ（４）→切換弁（３）→配管（
２ｂ）→切換弁（１３）→フラッシュ管（１２）→外部
へ送って、系内の空気を徐々にヘリウムガスに置換して
ゆく。

このとき、配管（２ｈ）からのヘリウムガスを配管（２
１）→ガスクロー質量分析計（２０）へ送って、この部
分の空気もヘリウムガスに置換してゆく。次いで切換弁
（１３）　（１８）を切り換えて、配管（２ｂ）　（２
ｇ）を接続し、再濃縮管（１６）を冷却ユニット（１７
）により冷却し、配管（２ｂ）　（２ｃ）　（２ｅ）　
（２ｇ）　（２ｈ）　（２ｉ）を螺旋状ヒータ（１４）
により加熱し、フィルタ（４）の吸着層部（５）をヒー
タ（６）により加熱し１次いで循環ファン（１５）を起
動し、系内ヘリウムガスをフィルタ（４）→切換弁（３
）→配管（２ｂ）→切換弁（１３）→配管（２ｇ）→再
濃縮管（１６）→配管（２ｈ）→循環ファン（１５）→
配管（２ｅ）→切換弁（７）→配管（２ｃ）→フィルタ
（４）に循環させ、フィルタ（４）の吸着層部（５）に
捕集しているガス状物質または粒子状物質をそこから脱
離、脱着して、これを上記循環流により低温下の再循環
管（１６）へ移送して、同再循環管（１６）に充填して
いるＭＳ−５Ａまたはシリカビーズ表面上に凝縮、捕集
して、再濃縮する。

吸着条件、脱着条件等は極めて多いが、その−例を示す
と次の通りである。なおＬｖはガス線速度である。

吸着条件　Ｌｖ　０．２ｍ／ｓ、３ｍ１ｎ　−０，５ａ
＋２接触時間１．５ｓｅｃハニカム・１００”　Ｘ３００　ＬＳＡ４６１１”ｔ（
厚み）１．０　　　（外皮温度）舅、５、・７゜・□。

脱着条件　Ｌ　ｖ　０．０１−／ｓ、２ｍ１ｎ−０，０
０１ｍ”温度昇温ＲＴ７３５０’　Ｃａｔ　Ｎ、ｏｒＨ
ｅ再濃縮条件２０φ／ＭＳ−５八　１００　Ｌａｔ−３
０’　Ｃ（充填層長）また上記のように再濃縮管（１６）に凝縮、捕集して、
再濃縮したガス状物質または粒子状物質をガスクロ−質
量分析計（２０）へ導入して、計算機（２１）により分
析する。

分析の結果を次に例示する。

ガス状物質または　　メタンフェタミン粒子状物質の種
類　　　（ヒロポン）原料ガス中の濃度Ｉ　Ｘ　１０−　’　ｚ、／　ｆ〜３
　Ｘｌ０−”ｇ／ｉ。

分析値の変動計数（６回分析の平均）２７χなおフィル
タ（４）の吸着層部（５）のハニカム活性炭の使用例を
次に示す。

（吸着剤）　ＡＶ１８〜２１Ａ　’ （平均孔径）〜１２００ｍ”／ｇ４５０〜６００°ＣでＡｇｉｎｇ　Ｌ＋ｗｉｃｒｏｐｏ
ｒｅ安定化ＡＰ−Ｌ吸着表面脱着→安定化（発明の効果）本発明のガスサンプリング装置は前記のようにガスをフ
ィルタ及び吸着層部へ送り、ガス中の粒子状物質をフィ
ルタの濾紙等により捕集し、ガス中のガス状物質を吸着
層部の活性炭等により吸着捕集し９次いでヘリウムガス
供給源からのヘリウムガスを再濃縮管→循環ファン→吸
着層部→フィルタ→再濃縮管に循環させ、上記捕集した
ガス状物質及び粒子状物質を冷却ユニットにより冷却し
ている再濃縮管へ導入して、再濃縮した後１分析計機器
へ導入して、計算機により分析するので。

大量濃縮が可能で、ガス採取量（濃縮倍率）を上昇させ
ることができる。また捕集１分析時、ガスサンプリング
装置の全体を閉ループとしており。

捕集したガス状物質及び粒子状物質を分析機器へ分解、
損失、外部からの妨害成分の混入等を生じさせずに導入
させることができる効果がある。

なお上記効果の実証データ例を次に示す。測定条件は、
麻薬等の種類：メタンフエタミン、原料ガス：約０．５
ｇの綿ダストにメタンフェタミン標準溶液を所定量添加
、ヒータ加熱温度：ヒータ（６）＝２６０〜３２０°Ｃ
，ヒータ（１４）　＝　１５０°Ｃ，Ｈｅガス置換：１
０分（約管路の１０倍容積）、循環ファンの流速：パル
ス流で約１０ｍ／ｓの管路流速、再濃縮管の温度：再濃
縮時＝−１８０°Ｃ１脱着時＝−１８０メ３２０゛Ｃ昇
温１分析計：ＧＣ−ＭＳ　　ＱＰ１００Ｏ型である。

実証データ（例）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるガスサンプリング装置の一実施
例を示す系統図、第２図は活性炭ミクロポアの抑制を示
す説明図である。（１）・・・ガス収容ボックス、　（２ａ）　（２ｂ）
　（２ｃ）　（２ｅ）（２ｇ）　（２ｈ）　（２ｉ）　
（２ｊ）・・・配管、　（３）　（７）　（１３）　（
１Ｂ）　　・・・切換弁、（４）・・・フィルタ、（５
）・・・吸着層部、（６）・・・ヒータ、（８）・・・
ガス採取ブロア。（９ａ）・・・温度計、　（９ｂ）・・・圧力針、　（
１０）・・・ガスメータ、　（１１）　　・・・排気口
、　（１２）・・・フラッシュ管、　（１４）　　・・
・ヒータ、　（１５）　　・・・循環ファン、　（１６
）　　・・・再濃縮管、　（１９）・・・ヘリウムガス
供給源、　（２０）　　・・・ガスクロ−質量分析針。（２１）・・・計算機。

Claims

【特許請求の範囲】

ガス中に微量に存在するガス状物質及び粒子状物質を捕
集して、これを分析機器の検出限界量まで濃縮するガス
サンプリング装置において、前記ガス中から粒子状物質
を濾紙等により捕集するフィルタと、前記ガス中からガ
ス状物質を活性炭等により捕集する吸着層部と、これら
フィルタ及び吸着層部により捕集したガス状物質及び粒
子状物質を受取りこれを濃縮して分析機器へ送る再濃縮
管と、これらの機器を接続する配管と、同配管に設けた
切換弁と、上記再濃縮管に設けた冷却ユニットとを具え
ていることを特徴としたガスサンプリング装置。