JPH0833338B2 - 可搬式禁制品検出・選別装置および禁制品検出・選別方法 - Google Patents
可搬式禁制品検出・選別装置および禁制品検出・選別方法Info
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- JPH0833338B2 JPH0833338B2 JP15249090A JP15249090A JPH0833338B2 JP H0833338 B2 JPH0833338 B2 JP H0833338B2 JP 15249090 A JP15249090 A JP 15249090A JP 15249090 A JP15249090 A JP 15249090A JP H0833338 B2 JPH0833338 B2 JP H0833338B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、爆薬および薬あるいは麻薬などその他の
禁制品の検出選別装置に関し、特に、侵入しない方法に
よって爆薬および禁制品から放出される気体および／ま
たは微粒子を検出するためのサンプル抽出室と、検出装
置と、データ処理装置とからなる禁制品の総合的な検出
選別装置に関する。
禁制品の検出選別装置に関し、特に、侵入しない方法に
よって爆薬および禁制品から放出される気体および／ま
たは微粒子を検出するためのサンプル抽出室と、検出装
置と、データ処理装置とからなる禁制品の総合的な検出
選別装置に関する。
「従来の技術」 近年、薬あるいは麻薬などの禁制品の輸送だけでな
く、爆薬の不法使用が確実に増加している。そして、爆
破工作や薬物の密輸入の進行の全てを防止し、あるい
は、その発生を検出することは不可能である。しかし、
空港や飛行機などのような、人目に付く公共の場所およ
び／または攻撃に非常に弱い場所において、爆薬や禁制
品を検出することは可能である。人が飛行機上に薬や爆
薬を置くための方法は数多くあり、人が飛行機上に薬や
爆薬を隠すことができる場所はさらに多くある。禁制品
は、その物質を人の体に身につけて隠したり、飛行機の
貨物室に置かれた手荷物の中に入れられたりしてその人
が知ってか知らずか飛行機に持ち込まれる。
く、爆薬の不法使用が確実に増加している。そして、爆
破工作や薬物の密輸入の進行の全てを防止し、あるい
は、その発生を検出することは不可能である。しかし、
空港や飛行機などのような、人目に付く公共の場所およ
び／または攻撃に非常に弱い場所において、爆薬や禁制
品を検出することは可能である。人が飛行機上に薬や爆
薬を置くための方法は数多くあり、人が飛行機上に薬や
爆薬を隠すことができる場所はさらに多くある。禁制品
は、その物質を人の体に身につけて隠したり、飛行機の
貨物室に置かれた手荷物の中に入れられたりしてその人
が知ってか知らずか飛行機に持ち込まれる。
爆薬および薬あるいは麻薬などの物質を検出する方法
は、長年研究されてきている。そして、爆薬／薬を嗅ぎ
分ける犬から高度に洗練された気体検出装置までに及ぶ
様々な技術が開発されてきている。上述した物質の検出
は、基本的には、２つの方法、即ち、非気体検出および
気体検出の二つの手法の内の一方によって行うことがで
きる。
は、長年研究されてきている。そして、爆薬／薬を嗅ぎ
分ける犬から高度に洗練された気体検出装置までに及ぶ
様々な技術が開発されてきている。上述した物質の検出
は、基本的には、２つの方法、即ち、非気体検出および
気体検出の二つの手法の内の一方によって行うことがで
きる。
非気体検出方法には、Ｘ線検出、ガンマ線検出、中性
子活性化検出および核磁気共鳴検出が含まれる。この非
気体検出方法は、生物にとって有害であるかも知れない
ので、上述の物質が隠ぺいされて持ち込まれたり、ある
いは、航空機上に持ち込まれる手荷物などの非生命体に
伴われている場合には、有効に適用することができる。
子活性化検出および核磁気共鳴検出が含まれる。この非
気体検出方法は、生物にとって有害であるかも知れない
ので、上述の物質が隠ぺいされて持ち込まれたり、ある
いは、航空機上に持ち込まれる手荷物などの非生命体に
伴われている場合には、有効に適用することができる。
気体検出方法には、電子捕獲検出、ガス・クロマトグ
ラフィ検出、質量分光検出、プラズマ・クロマトグラフ
ィ検出、バイオセンサ検出およびレーザ光音響検出が含
まれる。このような方法は、生き物に隠されて伴われて
いる物質、例えば物質を取り扱った個人に付着した残留
物の例をも含む一般の個人により運ばれる物件などの検
出により適切に応用される。
ラフィ検出、質量分光検出、プラズマ・クロマトグラフ
ィ検出、バイオセンサ検出およびレーザ光音響検出が含
まれる。このような方法は、生き物に隠されて伴われて
いる物質、例えば物質を取り扱った個人に付着した残留
物の例をも含む一般の個人により運ばれる物件などの検
出により適切に応用される。
以上説明したすべての方法は、爆薬および薬を嗅ぎ分
ける犬も含めて現在でも利用されている。
ける犬も含めて現在でも利用されている。
今日、爆薬および薬あるいは麻薬の検出のための装置
や方法の開発に関する多くの民間および政府の研究があ
る。普通の無害の物と偽ることができるプラスティック
爆薬の出現などの爆薬技術の進歩に伴い、これらの物質
を検出することがますます難しくなっている。このよう
な物質の検出において克服しなければならない問題点と
して、次のようなものがある。すなわち、特定の物質か
ら漏れ出た特定の蒸気が低蒸気圧であること、様々な装
置の検索時間およびスループット、特定の物質から放出
される気体あるいは微粒子が低濃度であること、特定の
物質を高信頼性で分離すること、および、システム環境
の安全性を維持することがある。
や方法の開発に関する多くの民間および政府の研究があ
る。普通の無害の物と偽ることができるプラスティック
爆薬の出現などの爆薬技術の進歩に伴い、これらの物質
を検出することがますます難しくなっている。このよう
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して、次のようなものがある。すなわち、特定の物質か
ら漏れ出た特定の蒸気が低蒸気圧であること、様々な装
置の検索時間およびスループット、特定の物質から放出
される気体あるいは微粒子が低濃度であること、特定の
物質を高信頼性で分離すること、および、システム環境
の安全性を維持することがある。
爆薬および薬の検出デバイスの技術と関係する多数の
先行技術がある。サンディア国立研究所のR.L.シェレン
バウムによって著された「個人的な爆薬選別通過口のた
めの気流の研究」という論文が、ジョージア州アトラン
タにおいて開催された安全技術のカーナハン会議（1987
年７月15日）の内容の一部として1987年に出版された。
その論文には、禁制爆薬の検出のための統合された装置
の様々なタイプの一研究が顕されている。３段階の処理
が略述されたその研究は、爆薬から放出される気体の捕
獲と検出のために、気体の収集、濃縮および検出を含ん
でいる。その論文はサンプルを収集するための収集デバ
イスの様々なタイプが著されている。様々な通過口の形
態およびそれぞれの通過口における内部の気流のメカニ
ズムが、いずれによって最良のサンプルが得られるかを
見いだすべく研究されている。アトモステック・エア・
シャワー通過口、改良されたアトモステック・エア・シ
ャワー通過口および円筒の通過口は、様々な気流の形態
と共に研究において用いられた。通過口の床の中の格子
の真下に置かれた直径約12インチの気流吸入式収集通風
筒と結合した体の表面を通り過ぎた下向きの準層流が、
通過口を通過した人から放出される爆薬の気体あるいは
微粒子を収集する最良の方法であったとその研究は結論
づけている。
先行技術がある。サンディア国立研究所のR.L.シェレン
バウムによって著された「個人的な爆薬選別通過口のた
めの気流の研究」という論文が、ジョージア州アトラン
タにおいて開催された安全技術のカーナハン会議（1987
年７月15日）の内容の一部として1987年に出版された。
その論文には、禁制爆薬の検出のための統合された装置
の様々なタイプの一研究が顕されている。３段階の処理
が略述されたその研究は、爆薬から放出される気体の捕
獲と検出のために、気体の収集、濃縮および検出を含ん
でいる。その論文はサンプルを収集するための収集デバ
イスの様々なタイプが著されている。様々な通過口の形
態およびそれぞれの通過口における内部の気流のメカニ
ズムが、いずれによって最良のサンプルが得られるかを
見いだすべく研究されている。アトモステック・エア・
シャワー通過口、改良されたアトモステック・エア・シ
ャワー通過口および円筒の通過口は、様々な気流の形態
と共に研究において用いられた。通過口の床の中の格子
の真下に置かれた直径約12インチの気流吸入式収集通風
筒と結合した体の表面を通り過ぎた下向きの準層流が、
通過口を通過した人から放出される爆薬の気体あるいは
微粒子を収集する最良の方法であったとその研究は結論
づけている。
検出部分についての研究として、イオン・トラック・
インストゥルメント会社によって開発された濃縮機と共
にフェムトーケム社100型イオン移動度分光計を含んだ
様々な検出デバイスが用いられた。イオン移動度分光計
は、大気中のイオン分子反応物を用いているプラズマク
ロマトグラフである。イオン移動度によって解析できる
帯電分子を生み出す。濃縮機は、鋳造金属の容器に内蔵
されていてモータによって回転駆動される円板状の金属
製スクリーンからなっている。そのスクリーンは、気体
を吸着させた後、気体の脱離のために加熱される。この
吸着・脱離処理は、集められた気体サンプル中の気体お
よびまたは微粒子の濃度を増大させるために用いられる
必要な濃縮段階である。
インストゥルメント会社によって開発された濃縮機と共
にフェムトーケム社100型イオン移動度分光計を含んだ
様々な検出デバイスが用いられた。イオン移動度分光計
は、大気中のイオン分子反応物を用いているプラズマク
ロマトグラフである。イオン移動度によって解析できる
帯電分子を生み出す。濃縮機は、鋳造金属の容器に内蔵
されていてモータによって回転駆動される円板状の金属
製スクリーンからなっている。そのスクリーンは、気体
を吸着させた後、気体の脱離のために加熱される。この
吸着・脱離処理は、集められた気体サンプル中の気体お
よびまたは微粒子の濃度を増大させるために用いられる
必要な濃縮段階である。
研究中において通過口の検出装置の使用について遭遇
した大きな問題は、サンプルの空気量の完全を持続する
こと、つまり空気の流出入及び汚染を防ぐことであっ
た。サンプルの空気量の完全を持続することにおいて、
通過口を通る人の流れが停滞するのを防ぐと同時に、サ
ンプルの空気量が周囲の環境によって汚染されることを
防ぐことは必要である。このことは、通常通行量の多い
場合を取り扱うどのタイプの選別装置をも有効に操作す
るということにとって重要である。上述した論文は、サ
ンプルの空気量の完全は、扉を備えない通過口において
は持続されないことを示唆している。もし、例えばエア
コンディショナーあるいはただの歩行者の往来によるよ
うな周囲の隙間風あるいはちょっとした歩行者の往来の
流れなどの周囲の隙間風があるならば、検出の10％の減
少に直面したであろう。通過口に複数のドアを追加する
ことにより、検出率の増加をもたらした。ところが、そ
れは、飛行機によって必要とされる高い処理率の要求を
満たさない。
した大きな問題は、サンプルの空気量の完全を持続する
こと、つまり空気の流出入及び汚染を防ぐことであっ
た。サンプルの空気量の完全を持続することにおいて、
通過口を通る人の流れが停滞するのを防ぐと同時に、サ
ンプルの空気量が周囲の環境によって汚染されることを
防ぐことは必要である。このことは、通常通行量の多い
場合を取り扱うどのタイプの選別装置をも有効に操作す
るということにとって重要である。上述した論文は、サ
ンプルの空気量の完全は、扉を備えない通過口において
は持続されないことを示唆している。もし、例えばエア
コンディショナーあるいはただの歩行者の往来によるよ
うな周囲の隙間風あるいはちょっとした歩行者の往来の
流れなどの周囲の隙間風があるならば、検出の10％の減
少に直面したであろう。通過口に複数のドアを追加する
ことにより、検出率の増加をもたらした。ところが、そ
れは、飛行機によって必要とされる高い処理率の要求を
満たさない。
特許技術において、薬および爆薬の両方を含んだ禁制
品を検出するための様々な方法およびデバイスが著され
ている一群の参考文献がある。これらの参考文献は、す
べて、乗客によって運ばれたのではなく、コンテナある
いは手荷物の中にある爆発物等の検出について述べてい
る。ブリティッシュ・アエロスペース・パブリック株式
会社に付与された米国特許第4,580,440号および第4,71
8,268号は、運送貨物に隠された禁制品を検出するため
の方法および装置を開示している。その方法は、基本的
には、コンテナ内の貨物の密閉、貨物から放出される気
体あるいは微粒子物質を周囲の大気中へ振り落とすため
の貨物の振り動かし、大気のサンプリング、収集された
サンプルの加熱およびガスクロマトグラフィを用いたサ
ンプルの解析とから構成されている。パイ株式会社に付
与された米国特許第4,202,200号は、閉められた容器内
における爆薬を検出するための装置を開示している。基
本的には、手荷物などのものは、入場管理されたトンネ
ルを通過されられ、その中において、循環している気流
によって吹き払われた後、空気のサンプルが収集され、
解析される。また、その特許は、もし、より大きなトン
ネルが組み立てられるならば、ものだけでなく人間もそ
のトンネルを通過させることができることを示唆してい
る。
品を検出するための様々な方法およびデバイスが著され
ている一群の参考文献がある。これらの参考文献は、す
べて、乗客によって運ばれたのではなく、コンテナある
いは手荷物の中にある爆発物等の検出について述べてい
る。ブリティッシュ・アエロスペース・パブリック株式
会社に付与された米国特許第4,580,440号および第4,71
8,268号は、運送貨物に隠された禁制品を検出するため
の方法および装置を開示している。その方法は、基本的
には、コンテナ内の貨物の密閉、貨物から放出される気
体あるいは微粒子物質を周囲の大気中へ振り落とすため
の貨物の振り動かし、大気のサンプリング、収集された
サンプルの加熱およびガスクロマトグラフィを用いたサ
ンプルの解析とから構成されている。パイ株式会社に付
与された米国特許第4,202,200号は、閉められた容器内
における爆薬を検出するための装置を開示している。基
本的には、手荷物などのものは、入場管理されたトンネ
ルを通過されられ、その中において、循環している気流
によって吹き払われた後、空気のサンプルが収集され、
解析される。また、その特許は、もし、より大きなトン
ネルが組み立てられるならば、ものだけでなく人間もそ
のトンネルを通過させることができることを示唆してい
る。
上述した発明は、気体のサンプリングを用いることに
よって禁制品を検出するための手段および方法を提供し
ている。ところが、どの発明も検出手段の感度および選
択性を増加させる濃縮手段の使用については提供も示唆
もしていない。同様なタイプの装置を開示している付加
的な特許文献は、米国特許第3,998,101号および第4,11
1,049号である。
よって禁制品を検出するための手段および方法を提供し
ている。ところが、どの発明も検出手段の感度および選
択性を増加させる濃縮手段の使用については提供も示唆
もしていない。同様なタイプの装置を開示している付加
的な特許文献は、米国特許第3,998,101号および第4,11
1,049号である。
対象となる分子のある時間中の濾過あるいは吸収を含
んでいる濃縮段階を開示しているテストおよびモニタ技
術に関する多数の特許文献がある。フィルタリング／吸
収媒体は、予め決定された期間されされた後、取り去ら
れ、加熱によって脱離されると同時に、新しいフィルタ
／吸収媒体が気流の中におかれる。バリンガー研究所株
式会社に付与された米国特許第3,768,302号は、地質学
上のテスト領域内において用いられる装置を開示してい
る。そして、その装置は、微粒子が含まれた気流を受け
入れる。そのサンプルは、気体サンプルを吸収／脱離段
階からなる２つの通路へ輸送することを含んでいる濃縮
段階を経る。そして、最後に解析される。上述した特許
と同じ出願人に付与された米国特許第4,056,968号に
は、地質学的なテスト領域において用いられる装置がま
た開示されている。この発明においては、収集された分
子は、動いているディスクからだけでなく、動いている
テープからも脱離される。米国特許第4,775,484号に
は、回転の第１段階で微粒子材料を吸収し、更に、次の
別の回転で浄化あるいは掃除される回転式のフィルタ媒
体が開示されている。米国特許第4,127,395号には、一
対の吸収性媒体を用いた普通の吸収／脱離回路が開示さ
れている。この一対の内の１つは、吸収しているときに
は、もう一方は、脱離している。米国特許第3,925,022
号、第3,997,297号および第3,410,663号すべてには、吸
収／脱離タイプの装置が開示されている。
んでいる濃縮段階を開示しているテストおよびモニタ技
術に関する多数の特許文献がある。フィルタリング／吸
収媒体は、予め決定された期間されされた後、取り去ら
れ、加熱によって脱離されると同時に、新しいフィルタ
／吸収媒体が気流の中におかれる。バリンガー研究所株
式会社に付与された米国特許第3,768,302号は、地質学
上のテスト領域内において用いられる装置を開示してい
る。そして、その装置は、微粒子が含まれた気流を受け
入れる。そのサンプルは、気体サンプルを吸収／脱離段
階からなる２つの通路へ輸送することを含んでいる濃縮
段階を経る。そして、最後に解析される。上述した特許
と同じ出願人に付与された米国特許第4,056,968号に
は、地質学的なテスト領域において用いられる装置がま
た開示されている。この発明においては、収集された分
子は、動いているディスクからだけでなく、動いている
テープからも脱離される。米国特許第4,775,484号に
は、回転の第１段階で微粒子材料を吸収し、更に、次の
別の回転で浄化あるいは掃除される回転式のフィルタ媒
体が開示されている。米国特許第4,127,395号には、一
対の吸収性媒体を用いた普通の吸収／脱離回路が開示さ
れている。この一対の内の１つは、吸収しているときに
は、もう一方は、脱離している。米国特許第3,925,022
号、第3,997,297号および第3,410,663号すべてには、吸
収／脱離タイプの装置が開示されている。
上述した装置のすべては、微粒子あるいは気体物質の
吸収およびそれに続く脱離のための装置を開示してい
る。ところが、これらは通過口型のサンプル抽出室につ
いては開示していない。
吸収およびそれに続く脱離のための装置を開示してい
る。ところが、これらは通過口型のサンプル抽出室につ
いては開示していない。
「発明が解決しようとする課題」 以上説明したように、入国あるいは入室することが望
ましくない特定物質の存在を、入国あるいは入室時点に
おいて検出するための各種検討がなされてきたが、検査
にとって好ましくない外気との交換を招くことなく、迅
速かつ正確に当該物質の有無を検出し報告するシステム
は実現されていなかった。
ましくない特定物質の存在を、入国あるいは入室時点に
おいて検出するための各種検討がなされてきたが、検査
にとって好ましくない外気との交換を招くことなく、迅
速かつ正確に当該物質の有無を検出し報告するシステム
は実現されていなかった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、外気との空気の交換が防止され、迅速かつ正確に目
的とする物質の検出を行うことができる爆発物等の禁制
品の検出方法および検出システムを提供することを目的
としている。
り、外気との空気の交換が防止され、迅速かつ正確に目
的とする物質の検出を行うことができる爆発物等の禁制
品の検出方法および検出システムを提供することを目的
としている。
「課題を解決するための手段および作用」 この発明は、爆薬、化学薬品および薬あるいは麻薬な
どの他の禁制品をそれらの気体およびまたは微粒子を検
出することにより発見するための装置について述べてい
る。その装置は、サンプル抽出室と、気体あるいは微粒
子の濃縮機と、解析機並びに制御およびデータ処理装置
より成る。その装置は、特に、上述した物質を検出する
空港などの現場において有用である。そこでは、それは
人が身に付けたりあるいは人の手荷物の中にある上述し
た物質を検出するのに用いることができる。その装置
は、どんな要求されたレベルでも損なわない方法で上述
した物質を検出することと、人々および手荷物の自由な
通行が不当に妨害されないですばやく行うことという必
要条件を満たしている。
どの他の禁制品をそれらの気体およびまたは微粒子を検
出することにより発見するための装置について述べてい
る。その装置は、サンプル抽出室と、気体あるいは微粒
子の濃縮機と、解析機並びに制御およびデータ処理装置
より成る。その装置は、特に、上述した物質を検出する
空港などの現場において有用である。そこでは、それは
人が身に付けたりあるいは人の手荷物の中にある上述し
た物質を検出するのに用いることができる。その装置
は、どんな要求されたレベルでも損なわない方法で上述
した物質を検出することと、人々および手荷物の自由な
通行が不当に妨害されないですばやく行うことという必
要条件を満たしている。
サンプル抽出室は、長さ約６フィート、高さ約７フィ
ート、幅約３フィートの内径の通過口である。通過口の
寸法は、普通の体格の人が通過することができるのはも
ちろん車いすにすわった人も容易に通過するのを許すも
のである。その通過口は、通常の歩く速度でその通過口
を歩行通過する人の上へ内部の気流が吹きかけられるよ
うに通路が設計されている。そして、同時に、人から吹
き払われた空気のサンプルが分析に使えるだけの濃度の
気体あるいは微粒子物質を含むほど得られるように通路
が設計されている。これを達成するために、サンプル抽
出室すなわち通過口は、特別な形状、寸法に設計されて
いる。また、サンプル抽出室すなわち通過口は、それを
通過している人に効果的に吹きかけるとともに、周囲の
環境から内部の空気量を効果的に分離させるような気流
を供給するための空気の誘導装置あるいは噴射口を備え
ている。通過口の内側の空気量あるいはサンプルは、通
過口の天井部分の内側に置かれた試料収集口を通って収
集される。空気のサンプルは、それから試料収集機およ
び濃縮機（以下、SCAPという）に輸送される。
ート、幅約３フィートの内径の通過口である。通過口の
寸法は、普通の体格の人が通過することができるのはも
ちろん車いすにすわった人も容易に通過するのを許すも
のである。その通過口は、通常の歩く速度でその通過口
を歩行通過する人の上へ内部の気流が吹きかけられるよ
うに通路が設計されている。そして、同時に、人から吹
き払われた空気のサンプルが分析に使えるだけの濃度の
気体あるいは微粒子物質を含むほど得られるように通路
が設計されている。これを達成するために、サンプル抽
出室すなわち通過口は、特別な形状、寸法に設計されて
いる。また、サンプル抽出室すなわち通過口は、それを
通過している人に効果的に吹きかけるとともに、周囲の
環境から内部の空気量を効果的に分離させるような気流
を供給するための空気の誘導装置あるいは噴射口を備え
ている。通過口の内側の空気量あるいはサンプルは、通
過口の天井部分の内側に置かれた試料収集口を通って収
集される。空気のサンプルは、それから試料収集機およ
び濃縮機（以下、SCAPという）に輸送される。
サンプル抽出室すなわち通過口は、気体およびまたは
微粒子物質をそれらが外気により数ppt（兆分率）ほど
の低濃度でしか存在しない時にも、SCAPに収集し、引き
渡すことができる。SCAPは、サンプル量を減少させ、サ
ンプル濃度を増加させる一連の段階を通って、ガス・ク
ロマトグラフィ／電子捕獲検出機あるいはイオン移動度
分光計のどちらかあるいはそれらの両方からなる化学反
応高速解析機へ濃縮されたサンプルを引き渡す。SCAPの
動作原理は、選択された基板の上にサンプルを吸着させ
た後に選択的に加熱脱離させるものである。この処理
は、サンプル量の減少とサンプル濃度の増加を図る一連
の段階を繰り返して行われる。濃縮段階の完了と同時
に、精製されたサンプル材料は、上述した装置によって
解析される。その解析は、様々な材料を識別し、その含
有量を決定することからなる。
微粒子物質をそれらが外気により数ppt（兆分率）ほど
の低濃度でしか存在しない時にも、SCAPに収集し、引き
渡すことができる。SCAPは、サンプル量を減少させ、サ
ンプル濃度を増加させる一連の段階を通って、ガス・ク
ロマトグラフィ／電子捕獲検出機あるいはイオン移動度
分光計のどちらかあるいはそれらの両方からなる化学反
応高速解析機へ濃縮されたサンプルを引き渡す。SCAPの
動作原理は、選択された基板の上にサンプルを吸着させ
た後に選択的に加熱脱離させるものである。この処理
は、サンプル量の減少とサンプル濃度の増加を図る一連
の段階を繰り返して行われる。濃縮段階の完了と同時
に、精製されたサンプル材料は、上述した装置によって
解析される。その解析は、様々な材料を識別し、その含
有量を決定することからなる。
全体の装置およびすべての装置の過程は、ディジタル
コンピュータおよび付属のソフトウェアからなる制御シ
ステムによって制御されている。その装置は、すべての
必要な測定を行いその結果を便利でわかりやすい形式に
作成するように構成され、制御される。その制御装置
は、気体の収集、濃縮および解析段階、データ解析およ
びデータの表示形式設定を制御する。加えて、コンピュ
ータは、継続的に装置全体の自己診断および自己較正手
続を実行し、どんな潜在的な問題があるかを事前に使用
者に警告する。
コンピュータおよび付属のソフトウェアからなる制御シ
ステムによって制御されている。その装置は、すべての
必要な測定を行いその結果を便利でわかりやすい形式に
作成するように構成され、制御される。その制御装置
は、気体の収集、濃縮および解析段階、データ解析およ
びデータの表示形式設定を制御する。加えて、コンピュ
ータは、継続的に装置全体の自己診断および自己較正手
続を実行し、どんな潜在的な問題があるかを事前に使用
者に警告する。
この発明の爆薬および他の禁制品の検出のための装置
は、これらの物質から放出される気体およびまたは微粒
子の検出によって爆薬、化学薬品あるいは薬あるいは麻
薬などの他の禁制品の有効な検出を提供する。気体ある
いは微粒子の放出は、人自身若しくは人の手荷物に隠し
た物質あるいは特別な物質を取り扱った人に着き残され
ている物から生じる。この発明は、広範囲の物質に対す
る高感度および高選択性を持った装置を提供する。この
高感度および高選択性の由来するところは、一つには特
別に工夫した寸法の通過室の設計に、室内の空気と外界
環境の空気の間の相互汚染を防止するような気体力学的
考察を組み合わせたことと、二つには、試料容積を縮小
し試料濃度を最大にする多段式濃縮器を使って大きな試
料容積を取り扱うことにより短い試料収集時間が可能に
なったこと、この二つを使ったシステムを用いたことに
よる。その装置は、自動較正および自己診断手続のため
のコンピュータ制御装置を利用することによって達成さ
れる高い信頼性を提供する。加えて、その装置は、コン
ピュータのプログラミングを変更することによって、異
なっている物理的および化学的性質を持つ広範囲の爆
薬、禁制の化学薬品および薬および麻薬が検出されるこ
とができるという高い融通性を提供する。全体の装置を
ソフトウエア制御の下に置くことによりさらに融通性が
ある装置および簡単に再構成することができる装置を提
供する。
は、これらの物質から放出される気体およびまたは微粒
子の検出によって爆薬、化学薬品あるいは薬あるいは麻
薬などの他の禁制品の有効な検出を提供する。気体ある
いは微粒子の放出は、人自身若しくは人の手荷物に隠し
た物質あるいは特別な物質を取り扱った人に着き残され
ている物から生じる。この発明は、広範囲の物質に対す
る高感度および高選択性を持った装置を提供する。この
高感度および高選択性の由来するところは、一つには特
別に工夫した寸法の通過室の設計に、室内の空気と外界
環境の空気の間の相互汚染を防止するような気体力学的
考察を組み合わせたことと、二つには、試料容積を縮小
し試料濃度を最大にする多段式濃縮器を使って大きな試
料容積を取り扱うことにより短い試料収集時間が可能に
なったこと、この二つを使ったシステムを用いたことに
よる。その装置は、自動較正および自己診断手続のため
のコンピュータ制御装置を利用することによって達成さ
れる高い信頼性を提供する。加えて、その装置は、コン
ピュータのプログラミングを変更することによって、異
なっている物理的および化学的性質を持つ広範囲の爆
薬、禁制の化学薬品および薬および麻薬が検出されるこ
とができるという高い融通性を提供する。全体の装置を
ソフトウエア制御の下に置くことによりさらに融通性が
ある装置および簡単に再構成することができる装置を提
供する。
この発明は、多数の人員の処理が要求される場合にお
いて広い応用範囲を持っている。空港において、爆薬お
よび禁制品の検出は、テロリストの攻撃および麻薬の密
輸入の増加のために最重要である。この発明は、空港な
どの様々な環境において上述した物質に損傷を与えない
方法によって迅速かつ信頼性ある検出を許容する。この
発明の装置は、隠された物質の検出が絶対的に要求され
る場所に応用できる。
いて広い応用範囲を持っている。空港において、爆薬お
よび禁制品の検出は、テロリストの攻撃および麻薬の密
輸入の増加のために最重要である。この発明は、空港な
どの様々な環境において上述した物質に損傷を与えない
方法によって迅速かつ信頼性ある検出を許容する。この
発明の装置は、隠された物質の検出が絶対的に要求され
る場所に応用できる。
この発明の爆薬等の検出選別装置は、これらの物質か
ら放出される気体およびまたは微粒子の検出によって爆
薬、化学薬品あるいは薬あるいは麻薬などの他の禁制品
を検出するために設計されている。これらの物質は、空
港あるいは他の攻撃を受け易い、人目につく公共の環境
において人あるいは個人の手荷物に隠されていると仮定
されている。どんな要求された検出水準でも侵害しない
方法で上述した物質を検出することと、人々および手荷
物の自由な通行が不当に妨害されないですばやく行うこ
ととは、必要である。その装置は、サンプル抽出室と、
気体およびまたは微粒子の濃縮機と、解析機並びに制御
およびデータ処理装置より成る統合された装置である。
ら放出される気体およびまたは微粒子の検出によって爆
薬、化学薬品あるいは薬あるいは麻薬などの他の禁制品
を検出するために設計されている。これらの物質は、空
港あるいは他の攻撃を受け易い、人目につく公共の環境
において人あるいは個人の手荷物に隠されていると仮定
されている。どんな要求された検出水準でも侵害しない
方法で上述した物質を検出することと、人々および手荷
物の自由な通行が不当に妨害されないですばやく行うこ
ととは、必要である。その装置は、サンプル抽出室と、
気体およびまたは微粒子の濃縮機と、解析機並びに制御
およびデータ処理装置より成る統合された装置である。
「実施例」 試料収集室は、歩行者あるいは手荷物が通過する出入
り口を有する室であり、この室を介して待合室あるいは
集合所へと通過する個人あるいは物体から放たれる蒸気
あるいはおよび微粒子を内部で発生させた空気流で収集
する。試料収集室は高い信頼度と確実度で上記の物質の
存在の検出を可能ならしむように、十分に高い濃度の放
射物を捕獲するように設計されている。内部の気体は再
循環されるが、その場合少量が試料抽出時点で取り除か
れる。また、試料抽出時点において、抽出した気体量
が、外部のエアポンプあるいは扇風機によって試料収集
濃縮器（Sample Collector and Preconcentorator:以
下、SCAPと称す）へと送られる。試料収集室は、気体が
外気のわずか数ppt（兆分率）低濃度の場合でもそれを
収集し、SCAPへ送ることができる。
り口を有する室であり、この室を介して待合室あるいは
集合所へと通過する個人あるいは物体から放たれる蒸気
あるいはおよび微粒子を内部で発生させた空気流で収集
する。試料収集室は高い信頼度と確実度で上記の物質の
存在の検出を可能ならしむように、十分に高い濃度の放
射物を捕獲するように設計されている。内部の気体は再
循環されるが、その場合少量が試料抽出時点で取り除か
れる。また、試料抽出時点において、抽出した気体量
が、外部のエアポンプあるいは扇風機によって試料収集
濃縮器（Sample Collector and Preconcentorator:以
下、SCAPと称す）へと送られる。試料収集室は、気体が
外気のわずか数ppt（兆分率）低濃度の場合でもそれを
収集し、SCAPへ送ることができる。
SCAPは、試料気体を減容するとともに、試料濃度を増
加させる処理段階を繰り返して、濃縮された試料を高速
化学分析装置に供給するが、ここで、高速化学分析装置
とは、ガスクロマトグラフ／電子捕獲検出器、あるいは
イオン移動度分光器、あるいはこの両方である。吸着処
理および脱離処理からなる多段階濃縮処理を行うことに
より、より大きな試料気体体積が高い分離感度と選択性
で処理される。収集されたデータは、システム全体を制
御する制御系の一部として設けられたデジタル式電子計
算機によって受理されて解析される。
加させる処理段階を繰り返して、濃縮された試料を高速
化学分析装置に供給するが、ここで、高速化学分析装置
とは、ガスクロマトグラフ／電子捕獲検出器、あるいは
イオン移動度分光器、あるいはこの両方である。吸着処
理および脱離処理からなる多段階濃縮処理を行うことに
より、より大きな試料気体体積が高い分離感度と選択性
で処理される。収集されたデータは、システム全体を制
御する制御系の一部として設けられたデジタル式電子計
算機によって受理されて解析される。
制御系はシステム全体の制御機能およびデータ処理機
能を有し、その最も重要な必要条件は、特定物質の存
在、および必要に応じてその分量を報告する機能であ
る。また、対象とする物質の分量がバックグラウンド程
度のものか警告に値するレベルであるか否かを弁別する
必要がある。このシステムはデジタル電子計算機あるい
はマイクロプロセッサが実行する自動制御プログラムに
従って全体の処理の制御が行われる。この制御システム
は、モジュラー化したプログラムが使ってあるので、容
易にプログラムを書き替えることができ、そのため多様
な対象物の検出を行うことができる。
能を有し、その最も重要な必要条件は、特定物質の存
在、および必要に応じてその分量を報告する機能であ
る。また、対象とする物質の分量がバックグラウンド程
度のものか警告に値するレベルであるか否かを弁別する
必要がある。このシステムはデジタル電子計算機あるい
はマイクロプロセッサが実行する自動制御プログラムに
従って全体の処理の制御が行われる。この制御システム
は、モジュラー化したプログラムが使ってあるので、容
易にプログラムを書き替えることができ、そのため多様
な対象物の検出を行うことができる。
人間用の試料収集室は通過口として設けられたもので
あり、室内を通常のペースで人が歩き抜ける場合に、そ
の者から発する蒸気あるいはおよび微粒子物質のサンプ
ルを解析のための試料集積部へ室内空気流によって運ぶ
ように設計されている。この試料収集室を設計するに当
たり、３つの主要な要求項目がある。第１に、室内を通
過する人あるいは物体の周囲の空気から役に立つ試料が
試料収集室において集められねばならない。この第１の
設計側からの必要条件を考慮するに際して、室内を平均
的な体格の人が難無く通過し得るような大きさであるこ
とを考慮する必要がある。従って、かなり多量な空気が
室内に存在することとなり、その結果、気体または微粒
子は数ppt若しくは更にそれ以下にに希薄化されてしま
う可能性がある。この希薄化の問題は、人あるいは物体
を取り巻く役に立つ試料を集め得るように、室を通過す
る人あるいは物体が室内に充分に長い時間にわたって滞
在するように室の寸法を長くすることで解決される。第
２の要求として、分離感度選択度および解析すべき試料
の好ましからぬ外気との交換を防止するため、収集する
気体試料は可能な限り外的環境から隔離されねばならな
い。この設計側からの第２の要求の解決を考えた場合、
今一度、大きな室を用いることによって引き起こされる
希薄化の問題を考える必要がある。既に提起した希薄化
の問題があるから、内部の空気と外部の空気とを混合す
ることによるなお一層の希薄化および汚染を可能な限り
避けることができるような独自の形状、寸法、および内
部の気体力学的な設計がされねばならない。
あり、室内を通常のペースで人が歩き抜ける場合に、そ
の者から発する蒸気あるいはおよび微粒子物質のサンプ
ルを解析のための試料集積部へ室内空気流によって運ぶ
ように設計されている。この試料収集室を設計するに当
たり、３つの主要な要求項目がある。第１に、室内を通
過する人あるいは物体の周囲の空気から役に立つ試料が
試料収集室において集められねばならない。この第１の
設計側からの必要条件を考慮するに際して、室内を平均
的な体格の人が難無く通過し得るような大きさであるこ
とを考慮する必要がある。従って、かなり多量な空気が
室内に存在することとなり、その結果、気体または微粒
子は数ppt若しくは更にそれ以下にに希薄化されてしま
う可能性がある。この希薄化の問題は、人あるいは物体
を取り巻く役に立つ試料を集め得るように、室を通過す
る人あるいは物体が室内に充分に長い時間にわたって滞
在するように室の寸法を長くすることで解決される。第
２の要求として、分離感度選択度および解析すべき試料
の好ましからぬ外気との交換を防止するため、収集する
気体試料は可能な限り外的環境から隔離されねばならな
い。この設計側からの第２の要求の解決を考えた場合、
今一度、大きな室を用いることによって引き起こされる
希薄化の問題を考える必要がある。既に提起した希薄化
の問題があるから、内部の空気と外部の空気とを混合す
ることによるなお一層の希薄化および汚染を可能な限り
避けることができるような独自の形状、寸法、および内
部の気体力学的な設計がされねばならない。
第３の設計要求として、サンプルは可能な限り短時間
に可能な限り完全な形態で集められねばならない。この
第３の要求の解決するには、以上検討された問題および
解を考慮し、それらのバランスを検討する必要がある。
室内を人あるいは物体が通過するための所要時間は、役
に立つサンプルを集めるのに十分な長さであるべきであ
るが、しかし、不当に歩行者の通行の遅延を引き起こす
ものであってはならない。また、収集室は、希薄化の問
題があるので外的環境との空気の交換の防止が可能な独
自な様式に設計され、しかも、この独自な様式によって
通常の人の出入の流れが妨げられるようなことがあって
はならない。従って、第２の要求を検討する際に議論さ
れた気体力学的な配慮は、役に立つなサンプルを迅速に
集めることを可能にするものでなくてはならない。
に可能な限り完全な形態で集められねばならない。この
第３の要求の解決するには、以上検討された問題および
解を考慮し、それらのバランスを検討する必要がある。
室内を人あるいは物体が通過するための所要時間は、役
に立つサンプルを集めるのに十分な長さであるべきであ
るが、しかし、不当に歩行者の通行の遅延を引き起こす
ものであってはならない。また、収集室は、希薄化の問
題があるので外的環境との空気の交換の防止が可能な独
自な様式に設計され、しかも、この独自な様式によって
通常の人の出入の流れが妨げられるようなことがあって
はならない。従って、第２の要求を検討する際に議論さ
れた気体力学的な配慮は、役に立つなサンプルを迅速に
集めることを可能にするものでなくてはならない。
第１図および第２図は、試料収集室100の側断面図お
よび背後から見た正面図である。試料収集室100は方形
をなし、内部の凡その寸法は、長さが６フィート、高さ
が７フィート、幅が３フィートである。これらの寸法
は、平均的な体格の人が通常のペースで歩行した場合、
人は収集室100内に約２〜３秒滞在させることとなる。
この滞在時間は、上述した役に立つサンプルを集めるの
に十分な長さである。長方形をなす試料収集室100は、
長手方向に沿った壁102a、102b、床104、円錐状に頂部
が絞られて形成された天井106（この重要性については
後述する）および屋根107を有する。収集室100内におけ
る歩行者の阻まれない流れを確保するために、ドアは設
けず、ただ２個の壁102aおよび102bが設けられている。
壁102aおよび102bに各々取り付けられた手摺108aおよび
108bは、歩行者が収集室100を迅速かつ安全に通過する
のを補助する。収集室100の床104は、必須の構成ではな
く、他の実施態様では省略されてもよい。室100は、ア
ルミニウム、プラスティックなどの様々な種類の材料に
よって構成することが可能であるが、人が通過するのを
観測することができるという理由により、プレキシグラ
ス（商品名Roku＆Haasの透明なプラスチック）、ガラス
繊維のように透明な材料が好ましい。加えてビデオカメ
ラ109を使って収集室100内を通過する人のイメージをと
らえることも可能で、この情報が電気的に他の集めたデ
ータと一緒に保存することができる。試料収集室100
は、気流再循環の原理で作動し、内部を循環する大量の
気体のうち、比較的少量の気体のみが、試料抽出口118a
から取り出される。内部の気体は、内部気流導管または
ノズルにより再循環され、円錐状の天井106の中央頂上
部に取り着けられた16″×20″×６″の寸法の方形状の
収集ダクト110に集められ、天井106と屋根107との間の
空間に注がれる。このようにして、大量に循環する空気
の流れにより、約１秒で、室100内のどこからでも蒸気
あるいはおよび微粒子試料が試料抽出口118aへ供給でき
る。
よび背後から見た正面図である。試料収集室100は方形
をなし、内部の凡その寸法は、長さが６フィート、高さ
が７フィート、幅が３フィートである。これらの寸法
は、平均的な体格の人が通常のペースで歩行した場合、
人は収集室100内に約２〜３秒滞在させることとなる。
この滞在時間は、上述した役に立つサンプルを集めるの
に十分な長さである。長方形をなす試料収集室100は、
長手方向に沿った壁102a、102b、床104、円錐状に頂部
が絞られて形成された天井106（この重要性については
後述する）および屋根107を有する。収集室100内におけ
る歩行者の阻まれない流れを確保するために、ドアは設
けず、ただ２個の壁102aおよび102bが設けられている。
壁102aおよび102bに各々取り付けられた手摺108aおよび
108bは、歩行者が収集室100を迅速かつ安全に通過する
のを補助する。収集室100の床104は、必須の構成ではな
く、他の実施態様では省略されてもよい。室100は、ア
ルミニウム、プラスティックなどの様々な種類の材料に
よって構成することが可能であるが、人が通過するのを
観測することができるという理由により、プレキシグラ
ス（商品名Roku＆Haasの透明なプラスチック）、ガラス
繊維のように透明な材料が好ましい。加えてビデオカメ
ラ109を使って収集室100内を通過する人のイメージをと
らえることも可能で、この情報が電気的に他の集めたデ
ータと一緒に保存することができる。試料収集室100
は、気流再循環の原理で作動し、内部を循環する大量の
気体のうち、比較的少量の気体のみが、試料抽出口118a
から取り出される。内部の気体は、内部気流導管または
ノズルにより再循環され、円錐状の天井106の中央頂上
部に取り着けられた16″×20″×６″の寸法の方形状の
収集ダクト110に集められ、天井106と屋根107との間の
空間に注がれる。このようにして、大量に循環する空気
の流れにより、約１秒で、室100内のどこからでも蒸気
あるいはおよび微粒子試料が試料抽出口118aへ供給でき
る。
円錐状天井106の形状は試料気流のために漏斗を逆さ
にした形を作っていて、試料収集の目的のため大量の気
体を小さな断面を通して空気を集中させることを助け
る。４個の排気ファンにより、空気が収集ダクト110を
介して天井の高圧部へと流入する時、収集ダクト110内
の領域に、低い動圧の領域が生じる。図２には、４個あ
る排気ファンのうち、２個の排気ファン114および114a
が示されている。収集室100の四隅には、直径６インチ
の円管112a〜112dが設けられている。これらの円管112a
〜112dは、収集室100内に垂直に設置され、床104から天
井106に走っている。第３図は収集室100を上から見た状
態を示したものである。この図に示すように、円管112a
〜112dは、長さ１フィート、幅1/2インチの６個のスロ
ット（溝穴）113a〜113dを有している。円管112a〜112d
は、空気が矢印115a〜115dによって示すように収集室10
0の中央に向って45度の角度で流れるように、方向付け
を行うための１インチ半のガイド翼（図示せず）が内部
に設けられている。円管112a〜112dを介した空気流は、
独立した４個のファン（内２個はファン114、114a）に
よってなされる。これら４個のファンは収集室100の円
錐形の天井106の上で外屋根107の下に設置されている。
各ファンは円管112a〜112dの各々の一端に接続されてお
り、各円管112a〜112dに1000CFM（立法フィート／分）
の空気を与える。この結果、第３図に示すように、各円
管112a〜112dのガイド翼から、速度が17m/secであり、
矢印115a〜115dによって方向の示された空気流が発生す
る。４個のファンの吸い込み側は共に各ファンが設置さ
れているのと同じ空間に開口している。内部へ向けられ
たエアジェット113a〜113dのほかに２個のエアガイド11
7aおよび117b、あるいは床104に沿って、かつ、壁102a
と102bに接して設けられたサイドフローパイプ116aおよ
び116bからのジェットによって上方へと方向付けられ
る。サイドフローパイプ116aおよび116bは円管112a〜11
2dに接続され、それらからの空気を受け取る。各サイド
フローパイプ116aおよび116bは、その中央部に長さ12.5
インチ幅0.5インチの吹き抜け溝117aおよび117bを有し
ており、第４図に示すように、これらの溝117aおよび11
7bを介し、収集室100の中央に向って45度の角度で空気
が射出されるようになっている。サイドフローパイプ11
6aおよび116bを発する時の空気の速度は15m/secであ
り、向きは矢印119aおよび119bによって示す通りであ
る。円管112a〜112dと、サイドフローパイプ116aおよび
116bとによって発生される空気流により、収集室100の
中央部に動圧の高い領域が生じる。収集ダクト110を介
して空気を引き込む循環用のファンは、収集室100内に
動圧の低い領域を生成し、収集ダクト110へ向って上昇
する空気の流れが生じる。この空気の流れが収集室を通
過する人あるいは物体を吹き流すものである。このよう
に、サンプル気体を天井106を介して収集ダクト110に流
入することによって生じる動圧の高い領域と低い領域と
が生じ、その結果として、空気状態の平衡が保たれ、収
集室100ではごく少量の外気の流入あるいは外部への空
気の漏れしか生じない。簡単に云えば動圧の高い領域が
空気が収集室100に入るのを抑制する。移動する空気の
ほとんど全部は、収集ダクト110を介し共通空間に戻っ
て来て、そこで４個のファンによって空気の再循環が行
なわれる。循環した空気の一部は、選択されたサンプル
を室100から第２段の処理ステージへ輸送するためのス
テンレス鋼製パイプ108の開口端であるサンプリングポ
ート108aを介して補集される。
にした形を作っていて、試料収集の目的のため大量の気
体を小さな断面を通して空気を集中させることを助け
る。４個の排気ファンにより、空気が収集ダクト110を
介して天井の高圧部へと流入する時、収集ダクト110内
の領域に、低い動圧の領域が生じる。図２には、４個あ
る排気ファンのうち、２個の排気ファン114および114a
が示されている。収集室100の四隅には、直径６インチ
の円管112a〜112dが設けられている。これらの円管112a
〜112dは、収集室100内に垂直に設置され、床104から天
井106に走っている。第３図は収集室100を上から見た状
態を示したものである。この図に示すように、円管112a
〜112dは、長さ１フィート、幅1/2インチの６個のスロ
ット（溝穴）113a〜113dを有している。円管112a〜112d
は、空気が矢印115a〜115dによって示すように収集室10
0の中央に向って45度の角度で流れるように、方向付け
を行うための１インチ半のガイド翼（図示せず）が内部
に設けられている。円管112a〜112dを介した空気流は、
独立した４個のファン（内２個はファン114、114a）に
よってなされる。これら４個のファンは収集室100の円
錐形の天井106の上で外屋根107の下に設置されている。
各ファンは円管112a〜112dの各々の一端に接続されてお
り、各円管112a〜112dに1000CFM（立法フィート／分）
の空気を与える。この結果、第３図に示すように、各円
管112a〜112dのガイド翼から、速度が17m/secであり、
矢印115a〜115dによって方向の示された空気流が発生す
る。４個のファンの吸い込み側は共に各ファンが設置さ
れているのと同じ空間に開口している。内部へ向けられ
たエアジェット113a〜113dのほかに２個のエアガイド11
7aおよび117b、あるいは床104に沿って、かつ、壁102a
と102bに接して設けられたサイドフローパイプ116aおよ
び116bからのジェットによって上方へと方向付けられ
る。サイドフローパイプ116aおよび116bは円管112a〜11
2dに接続され、それらからの空気を受け取る。各サイド
フローパイプ116aおよび116bは、その中央部に長さ12.5
インチ幅0.5インチの吹き抜け溝117aおよび117bを有し
ており、第４図に示すように、これらの溝117aおよび11
7bを介し、収集室100の中央に向って45度の角度で空気
が射出されるようになっている。サイドフローパイプ11
6aおよび116bを発する時の空気の速度は15m/secであ
り、向きは矢印119aおよび119bによって示す通りであ
る。円管112a〜112dと、サイドフローパイプ116aおよび
116bとによって発生される空気流により、収集室100の
中央部に動圧の高い領域が生じる。収集ダクト110を介
して空気を引き込む循環用のファンは、収集室100内に
動圧の低い領域を生成し、収集ダクト110へ向って上昇
する空気の流れが生じる。この空気の流れが収集室を通
過する人あるいは物体を吹き流すものである。このよう
に、サンプル気体を天井106を介して収集ダクト110に流
入することによって生じる動圧の高い領域と低い領域と
が生じ、その結果として、空気状態の平衡が保たれ、収
集室100ではごく少量の外気の流入あるいは外部への空
気の漏れしか生じない。簡単に云えば動圧の高い領域が
空気が収集室100に入るのを抑制する。移動する空気の
ほとんど全部は、収集ダクト110を介し共通空間に戻っ
て来て、そこで４個のファンによって空気の再循環が行
なわれる。循環した空気の一部は、選択されたサンプル
を室100から第２段の処理ステージへ輸送するためのス
テンレス鋼製パイプ108の開口端であるサンプリングポ
ート108aを介して補集される。
４本の円管112a〜112dおよび２本のサイドフローパイ
プ116a、116bは４個の独立したファンによって供給され
る空気をそれぞれ方向性を持った空気のジェット気流に
変換するための、１つの態様である。ファンは、様々な
型の空気ダクト、あるいはガイド翼またはノズルを有し
た空間に接続して出て来る空気をジェット気流に変える
ことが可能である。ガイド翼あるいはノズルを有する間
仕切りされた中空の壁も、ファンからの空気を独立し方
向付けられたジェット気流を得るための代替手段として
有用である。空気流をガイド手段に供給する方式、およ
びジェット気流を発生する方式は、特定の方向のジェッ
ト気流が得られるものであれば良く、上述したものに限
定されるものではない。要は試料収集室100内の空気の
完全さが保たれている限り、試料収集室100を通過する
人あるいは物体を吹き払うような適度な方向の引き込む
ような適度な方向のジェット気流が持続するようにすれ
ばよい。
プ116a、116bは４個の独立したファンによって供給され
る空気をそれぞれ方向性を持った空気のジェット気流に
変換するための、１つの態様である。ファンは、様々な
型の空気ダクト、あるいはガイド翼またはノズルを有し
た空間に接続して出て来る空気をジェット気流に変える
ことが可能である。ガイド翼あるいはノズルを有する間
仕切りされた中空の壁も、ファンからの空気を独立し方
向付けられたジェット気流を得るための代替手段として
有用である。空気流をガイド手段に供給する方式、およ
びジェット気流を発生する方式は、特定の方向のジェッ
ト気流が得られるものであれば良く、上述したものに限
定されるものではない。要は試料収集室100内の空気の
完全さが保たれている限り、試料収集室100を通過する
人あるいは物体を吹き払うような適度な方向の引き込む
ような適度な方向のジェット気流が持続するようにすれ
ばよい。
第５図において、破線によって囲まれた範囲の気体12
0は収集ダクト110および第２図の試料抽出口118aへ向か
って移動する空気の全体量を示したものである。収集室
の床104の周囲から約１フィートの所から空気の上方へ
の流れが始まる。第５図は、上部へと空気が流れる様子
を示しているが、他の空気の流れの存在を否定するもの
ではない。それば、他の流れはあるけれども、それらの
向きは上方向ではないのである。第５図から明らかなよ
うに、内部から生じた空気流を天井106（第２図）の形
状と合わせた効果は、上部へ向かって流れる体積の大き
な気体を小さなより濃縮された体積の空気に収束もしく
は圧縮する結果をもたらす。矢印122a〜122c、124a〜12
4c、126a〜126cは流れに沿った各位置での空気のかたま
りの体積速度を示している。下部から中部にかけての領
域では空気の流速は２〜3m/secであり、気体が低圧領域
に進むと、速度は４〜5m/secに増加する。
0は収集ダクト110および第２図の試料抽出口118aへ向か
って移動する空気の全体量を示したものである。収集室
の床104の周囲から約１フィートの所から空気の上方へ
の流れが始まる。第５図は、上部へと空気が流れる様子
を示しているが、他の空気の流れの存在を否定するもの
ではない。それば、他の流れはあるけれども、それらの
向きは上方向ではないのである。第５図から明らかなよ
うに、内部から生じた空気流を天井106（第２図）の形
状と合わせた効果は、上部へ向かって流れる体積の大き
な気体を小さなより濃縮された体積の空気に収束もしく
は圧縮する結果をもたらす。矢印122a〜122c、124a〜12
4c、126a〜126cは流れに沿った各位置での空気のかたま
りの体積速度を示している。下部から中部にかけての領
域では空気の流速は２〜3m/secであり、気体が低圧領域
に進むと、速度は４〜5m/secに増加する。
第６図は収集室100の側面の概略構成を示したもので
ある。破線128および130によって示される領域は内部の
空気と外部の空気との交換が生じる領域である。矢印13
2a〜132cによって示すように、周囲を取り巻く外的環境
から収集室100に0.5m/secの速度で空気が入ってくる。
このような外側からの空気の流入は、内部の空気の流れ
によって気体力学的に引き起こされる。この空気が収集
室100に入り込む結果、内側の空気の半分が約30秒で外
側の空気と交換される。試料収集は約１秒しか要しない
ので、その間の空気の内外部相互汚染の量は極めて少な
い。内部の空気の完全さを絶対に保つための唯一の方法
は、密封シール付回転ドアを利用する方法であるが、こ
の方法は、好ましくない通行の遅延を伴う。
ある。破線128および130によって示される領域は内部の
空気と外部の空気との交換が生じる領域である。矢印13
2a〜132cによって示すように、周囲を取り巻く外的環境
から収集室100に0.5m/secの速度で空気が入ってくる。
このような外側からの空気の流入は、内部の空気の流れ
によって気体力学的に引き起こされる。この空気が収集
室100に入り込む結果、内側の空気の半分が約30秒で外
側の空気と交換される。試料収集は約１秒しか要しない
ので、その間の空気の内外部相互汚染の量は極めて少な
い。内部の空気の完全さを絶対に保つための唯一の方法
は、密封シール付回転ドアを利用する方法であるが、こ
の方法は、好ましくない通行の遅延を伴う。
SCAPは本システムの一部をなすものであり、システム
全体の分離感度を決定するサブシステムである。SCAP
は、多段階の処理により、目的とする分子を選択し、不
要な気体分子を捨て去らねばならない。SCAPの処理にお
いて、目的物は分離用吸着材に吸着され、選択的に取り
去られる。この処理が一連のステップを通して繰り返さ
れ、それによりサンプルの体積は減少し、濃度は増加す
る。
全体の分離感度を決定するサブシステムである。SCAP
は、多段階の処理により、目的とする分子を選択し、不
要な気体分子を捨て去らねばならない。SCAPの処理にお
いて、目的物は分離用吸着材に吸着され、選択的に取り
去られる。この処理が一連のステップを通して繰り返さ
れ、それによりサンプルの体積は減少し、濃度は増加す
る。
第７図において、強力吸引ファン202は、吸引側がパ
イプ118に接続され、排出側が通気孔あるいは排気系を
通して外部環境に接続されている。サンプリング周期の
間、強力吸引ファン202により、試料収集室100から試料
抽出口118aを介して気体のサンプルが引き込まれ、この
気体のサンプルは、パイプ118を介してSCAP200内に供給
される。
イプ118に接続され、排出側が通気孔あるいは排気系を
通して外部環境に接続されている。サンプリング周期の
間、強力吸引ファン202により、試料収集室100から試料
抽出口118aを介して気体のサンプルが引き込まれ、この
気体のサンプルは、パイプ118を介してSCAP200内に供給
される。
濃縮処理の第１段階を行うものとして、回転フィルタ
部204を有する第１濃縮部201が設けられている。試料収
集室100から取り出された空気のサンプルはフィルタ部2
04を介して吸引される。フィルタ部204は互いに接続さ
れた２個のフィルタ206および208を有している。フィル
タ206および208は吸着性物質を備えた金網である。各フ
ィルタ206および208は、２つの位置のいずれへも回転す
る。第１のポジションはパイプ118の線に延び、第２の
ポジションは第２濃縮器203の真向かいにある。フィル
タ206および208の位置は、制御系、すなわち、本実施例
の場合には水圧式作動器210によって変更される。さら
に詳述すると、フィルタ206および208は可動プラットフ
ォーム212によって上記第１および第２のポジションの
密封した接続部に移動するようになっており、可動プラ
ットフォーム212を持ち上げるシャフト211が上記水圧式
作動器210に接続されている。また、濃縮制御器214が、
シャフト216によってフィルタ部204に接続されている。
水圧式作動器210は、水圧制御ユニット210aおよび水圧
ポンプ210bを有しており、保持部材205および207を、下
方におよび上方に操作し、ロック解除状態（下方）およ
びロック状態（上方）にすることが可能である。フィル
タ206および208を回転する時点になると水圧式作動器21
0が保持部材207および205を降下させてフィルタ206は20
7に、208は205にそれぞれ接続される。電子計算機によ
り制御されたステッパモータによって実現される濃縮制
御ユニット214は、フィルタ206および208を第１および
第２のポジションの間でシャフト216によって回転する
ことが可能である。水圧式アクチュエータ210および濃
縮制御ユニット214の制御は後述する制御系によってな
される。
部204を有する第１濃縮部201が設けられている。試料収
集室100から取り出された空気のサンプルはフィルタ部2
04を介して吸引される。フィルタ部204は互いに接続さ
れた２個のフィルタ206および208を有している。フィル
タ206および208は吸着性物質を備えた金網である。各フ
ィルタ206および208は、２つの位置のいずれへも回転す
る。第１のポジションはパイプ118の線に延び、第２の
ポジションは第２濃縮器203の真向かいにある。フィル
タ206および208の位置は、制御系、すなわち、本実施例
の場合には水圧式作動器210によって変更される。さら
に詳述すると、フィルタ206および208は可動プラットフ
ォーム212によって上記第１および第２のポジションの
密封した接続部に移動するようになっており、可動プラ
ットフォーム212を持ち上げるシャフト211が上記水圧式
作動器210に接続されている。また、濃縮制御器214が、
シャフト216によってフィルタ部204に接続されている。
水圧式作動器210は、水圧制御ユニット210aおよび水圧
ポンプ210bを有しており、保持部材205および207を、下
方におよび上方に操作し、ロック解除状態（下方）およ
びロック状態（上方）にすることが可能である。フィル
タ206および208を回転する時点になると水圧式作動器21
0が保持部材207および205を降下させてフィルタ206は20
7に、208は205にそれぞれ接続される。電子計算機によ
り制御されたステッパモータによって実現される濃縮制
御ユニット214は、フィルタ206および208を第１および
第２のポジションの間でシャフト216によって回転する
ことが可能である。水圧式アクチュエータ210および濃
縮制御ユニット214の制御は後述する制御系によってな
される。
第２の例として、内部において接続された３個のフィ
ルタ206、208、209を有するフィルタ部204を第８図に示
す。フィルタ206、208と同様、フィルタ209は目的とす
る物質を捕獲する金網によって実現される。各フィルタ
206、208および209は、３つの位置のいずれかに移動可
能である。第１の位置はパイプ118に対応しており、第
２の位置は第２濃縮部203に対応しており、第３の位置
は第１および第２の位置の丁度中央に対応している。第
９図にその平面図を示すように、フィルタ206、208およ
び209は、可動プラットフォーム211に互いに120度ずつ
離れて配置されている。フィルタ206、208および209の
位置は制御系、すなわち、本実施例の場合は水圧式作動
器210によって変更される。さらに詳述すると、フィル
タ206および208は可動プラットフォーム212によって上
記第１、第２および第３の位置に移動するようになって
おり、可動プラットフォーム212を持ち上げるシャフト2
12が上記水圧式作動器210によって回動される。また、
濃縮制御部214が、シャフト216によってフィルタ部204
に接続されている。水圧式アクチュエータ210は、水圧
制御ユニット210aおよび水圧ポンプ210bを有しており、
保持部材205、207および215を、下方におよび上方に操
作し、ロック解除状態およびロック状態にすることが可
能である。フィルタ206,208および209を回転する時点に
は水圧式作動器が保持部材207,205および215を降下して
フィルタ206は207に、208は205に、そして209は215に接
続される。電子計算機制御されたステップモータによっ
て実現される濃縮制御ユニット214は、フィルタ206、20
8および209を第１、第２および第３の位置の間でシャフ
ト216によって回転することが可能である。
ルタ206、208、209を有するフィルタ部204を第８図に示
す。フィルタ206、208と同様、フィルタ209は目的とす
る物質を捕獲する金網によって実現される。各フィルタ
206、208および209は、３つの位置のいずれかに移動可
能である。第１の位置はパイプ118に対応しており、第
２の位置は第２濃縮部203に対応しており、第３の位置
は第１および第２の位置の丁度中央に対応している。第
９図にその平面図を示すように、フィルタ206、208およ
び209は、可動プラットフォーム211に互いに120度ずつ
離れて配置されている。フィルタ206、208および209の
位置は制御系、すなわち、本実施例の場合は水圧式作動
器210によって変更される。さらに詳述すると、フィル
タ206および208は可動プラットフォーム212によって上
記第１、第２および第３の位置に移動するようになって
おり、可動プラットフォーム212を持ち上げるシャフト2
12が上記水圧式作動器210によって回動される。また、
濃縮制御部214が、シャフト216によってフィルタ部204
に接続されている。水圧式アクチュエータ210は、水圧
制御ユニット210aおよび水圧ポンプ210bを有しており、
保持部材205、207および215を、下方におよび上方に操
作し、ロック解除状態およびロック状態にすることが可
能である。フィルタ206,208および209を回転する時点に
は水圧式作動器が保持部材207,205および215を降下して
フィルタ206は207に、208は205に、そして209は215に接
続される。電子計算機制御されたステップモータによっ
て実現される濃縮制御ユニット214は、フィルタ206、20
8および209を第１、第２および第３の位置の間でシャフ
ト216によって回転することが可能である。
次に第７図を参照し、２個のフィルタを用いた処理の
場合の動作を説明する。制御系によって制御される試料
抽出期間中、ファン202によって収集室100から空気のサ
ンプルが取り出され、第１位置に配置されたフィルタ20
6を通過する。そして、空気のサンプルに含まれる蒸気
あるいはおよび微粒子物質は、フィルタ206における吸
着基板に捕獲される。ここで、フィルタ206は、目的と
する物質を選択的に捕獲し不要物質は効果的に捕獲しな
い吸着部材を有している。従って、空気のサンプルが吸
着部材を有するフィルタ206を通過する時、目的とする
物質のサンプルが吸着部材によって選択され、他の不純
物は通過してファン202によって通気孔あるいは排出系
へ排出される。サンプリング期間が終了し、目的物質の
フィルタ206への捕獲が終わると、予備濃縮制御ユニッ
ト214によって第２位置に移動し、水圧式作動器210によ
って駆動されてロック位置に移動し、目的物質の脱離が
行われる。
場合の動作を説明する。制御系によって制御される試料
抽出期間中、ファン202によって収集室100から空気のサ
ンプルが取り出され、第１位置に配置されたフィルタ20
6を通過する。そして、空気のサンプルに含まれる蒸気
あるいはおよび微粒子物質は、フィルタ206における吸
着基板に捕獲される。ここで、フィルタ206は、目的と
する物質を選択的に捕獲し不要物質は効果的に捕獲しな
い吸着部材を有している。従って、空気のサンプルが吸
着部材を有するフィルタ206を通過する時、目的とする
物質のサンプルが吸着部材によって選択され、他の不純
物は通過してファン202によって通気孔あるいは排出系
へ排出される。サンプリング期間が終了し、目的物質の
フィルタ206への捕獲が終わると、予備濃縮制御ユニッ
ト214によって第２位置に移動し、水圧式作動器210によ
って駆動されてロック位置に移動し、目的物質の脱離が
行われる。
この目的物質を取り出す処理において、純ガス流が目
的物質および僅かに残っている不純物が付着している吸
着部材を通過する。ここで、純ガスとしては、通常、イ
ナートガス（不活性ガス）が用いられ、本実施例の場
合、ガス供給源218から供給されてガス流路220を介し、
フィルタ部204における第２位置へと送給される。この
純ガス流は収集室100において使用される空気の体積よ
り極めて少量である。吸着部材の温度が第13図に示す制
御系によって制御されつつ上昇する。目的物質を脱離す
る期間中におけるフィルタの温度は熱交換装置213ある
いはガス供給源218からの純ガスの温度によって高めら
れる。純ガスを用いてフィルタの温度を高める場合に
は、ガス流を図示してない熱源に転向して加熱し、適切
な温度にする。目的物質の脱離にとって適切な温度に到
達すると、温度は一定値に保たれ、純ガス流は濃縮処理
における目的物質脱離ステージに切り換えられる。そし
て、熱されたガスは目的物質を吸収し、目的物質を含ん
だガス流は、後続の処理、すなわち、第２濃縮器203あ
るいはインターフェースユニットにガス流路222を介し
て送られる。この脱離処理が迅速に行われるため、ごく
少量のガスが送給され、従って、目的物質が濃縮された
形で後続処理に引き渡されることとなる。
的物質および僅かに残っている不純物が付着している吸
着部材を通過する。ここで、純ガスとしては、通常、イ
ナートガス（不活性ガス）が用いられ、本実施例の場
合、ガス供給源218から供給されてガス流路220を介し、
フィルタ部204における第２位置へと送給される。この
純ガス流は収集室100において使用される空気の体積よ
り極めて少量である。吸着部材の温度が第13図に示す制
御系によって制御されつつ上昇する。目的物質を脱離す
る期間中におけるフィルタの温度は熱交換装置213ある
いはガス供給源218からの純ガスの温度によって高めら
れる。純ガスを用いてフィルタの温度を高める場合に
は、ガス流を図示してない熱源に転向して加熱し、適切
な温度にする。目的物質の脱離にとって適切な温度に到
達すると、温度は一定値に保たれ、純ガス流は濃縮処理
における目的物質脱離ステージに切り換えられる。そし
て、熱されたガスは目的物質を吸収し、目的物質を含ん
だガス流は、後続の処理、すなわち、第２濃縮器203あ
るいはインターフェースユニットにガス流路222を介し
て送られる。この脱離処理が迅速に行われるため、ごく
少量のガスが送給され、従って、目的物質が濃縮された
形で後続処理に引き渡されることとなる。
二つのフィルタ206および208がいずれも吸着物質を有
しているので、目的物質の濃縮は連続的な２段階の処理
により行われる。フィルタ206が目的物質の吸着を行う
時、フィルタ208では目的物質の脱離が行われる。フィ
ルタ208の脱離処理が終了すると、フィルタ208は目的物
質およびその他の不純物を含んでいない状態に浄化さ
れ、第１位置における目的物質の吸着に用いることが可
能になる。第７図に示すようにフィルタ206および208の
交替を行う他、吸着位置と脱離位置との間を移動する１
回使用用（繰り返し使用しない）の吸着離脱媒体テープ
を用いることも可能であるし、フィルタの位置は固定
し、サンプル気体および熱された純ガスを交互にフィル
タを通過させ、目的物質の吸着および脱離を交互に行う
ことも可能である。
しているので、目的物質の濃縮は連続的な２段階の処理
により行われる。フィルタ206が目的物質の吸着を行う
時、フィルタ208では目的物質の脱離が行われる。フィ
ルタ208の脱離処理が終了すると、フィルタ208は目的物
質およびその他の不純物を含んでいない状態に浄化さ
れ、第１位置における目的物質の吸着に用いることが可
能になる。第７図に示すようにフィルタ206および208の
交替を行う他、吸着位置と脱離位置との間を移動する１
回使用用（繰り返し使用しない）の吸着離脱媒体テープ
を用いることも可能であるし、フィルタの位置は固定
し、サンプル気体および熱された純ガスを交互にフィル
タを通過させ、目的物質の吸着および脱離を交互に行う
ことも可能である。
次に第８図を参照し、３個のフィルタによって行われ
る濃縮処理について説明する。この場合第１濃縮部201
の第２の実施態様として、第３のフィルタ209が付加さ
れている。従って、３個のフィルタ206、208および209
について、三つのフィルタ206,208および209は皆吸着剤
を含有しているから、目的物質の濃縮処理は３段階の連
続した処理によってなされる。すなわち、フィルタ206
において目的物質の吸着が行われる時、フィルタ208で
は目的物質の脱離が行われ、フィルタ209は第３位置に
おいて加熱され、第２位置における脱離処理を経た後ま
だ残っている蒸気あるいは微粒子が取り出される。各フ
ィルタがフィルタ204における第３位置に位置する時、
この第３位置にガス供給源218が発生する純ガスがガス
流路220を介して供給される。ガス流が各フィルタを通
過し、各フィルタの吸着材が他の不純物質を含んでいな
い状態に浄化される。不純物質を含んだガスは、外部に
排出される。ガス流路220の途中にはバルブ（弁）217が
設けられており、ガス流を第２位置から第３ポジション
へおよびその逆に切り換えることができる。
る濃縮処理について説明する。この場合第１濃縮部201
の第２の実施態様として、第３のフィルタ209が付加さ
れている。従って、３個のフィルタ206、208および209
について、三つのフィルタ206,208および209は皆吸着剤
を含有しているから、目的物質の濃縮処理は３段階の連
続した処理によってなされる。すなわち、フィルタ206
において目的物質の吸着が行われる時、フィルタ208で
は目的物質の脱離が行われ、フィルタ209は第３位置に
おいて加熱され、第２位置における脱離処理を経た後ま
だ残っている蒸気あるいは微粒子が取り出される。各フ
ィルタがフィルタ204における第３位置に位置する時、
この第３位置にガス供給源218が発生する純ガスがガス
流路220を介して供給される。ガス流が各フィルタを通
過し、各フィルタの吸着材が他の不純物質を含んでいな
い状態に浄化される。不純物質を含んだガスは、外部に
排出される。ガス流路220の途中にはバルブ（弁）217が
設けられており、ガス流を第２位置から第３ポジション
へおよびその逆に切り換えることができる。
粒子およびガス状の物質の振舞いは濃縮の第１ステッ
プにおいては僅かに異なる。粒子は、目的物質の小粒の
粒子あるいは小滴であることもあるし、微粒子あるいは
蒸気の粒が付着したごみの粒子あるいはその他の小滴で
あることもある。微粒子の場合は、第１ステージは収集
室100からのサンプル空気流の中に位置した選択的吸着
性を有するフィルタである。粒子はこのフィルタに物理
的に捕獲あるいは吸着され、フィルタあるいはその一部
が物理的に移動され、その移動した位置において、目的
微粒子を分解することなく気化させるのに適当なな温度
に加熱される。キャリアとしての少量の純ガスがこの空
間に導入され、新たに気化した物質を後続の処理に引き
渡す媒体となる。前述したように、熱されたガスは気化
のための熱の供給元として使用される。
プにおいては僅かに異なる。粒子は、目的物質の小粒の
粒子あるいは小滴であることもあるし、微粒子あるいは
蒸気の粒が付着したごみの粒子あるいはその他の小滴で
あることもある。微粒子の場合は、第１ステージは収集
室100からのサンプル空気流の中に位置した選択的吸着
性を有するフィルタである。粒子はこのフィルタに物理
的に捕獲あるいは吸着され、フィルタあるいはその一部
が物理的に移動され、その移動した位置において、目的
微粒子を分解することなく気化させるのに適当なな温度
に加熱される。キャリアとしての少量の純ガスがこの空
間に導入され、新たに気化した物質を後続の処理に引き
渡す媒体となる。前述したように、熱されたガスは気化
のための熱の供給元として使用される。
通常の場合として、空気流から微粒子物質を試料とし
て吸着するフィルタはガス状物質をも吸着する。従っ
て、第７図に示すように、単一の第１濃縮器207は粒子
状の物質およびガス状の物質が共に捕獲される。しか
し、目的物質は粒子として捕らえることが必要である。
何故ならば、ある種の目的物質は室温では極めて蒸気圧
が低いので、ガスあるいは蒸気の試料として取り扱うこ
とが不可能であるし、それに加えて蒸気圧上の考慮とは
別に目的物質自身が試料体積中に微粒子に吸着されてい
る可能性も無視できない。
て吸着するフィルタはガス状物質をも吸着する。従っ
て、第７図に示すように、単一の第１濃縮器207は粒子
状の物質およびガス状の物質が共に捕獲される。しか
し、目的物質は粒子として捕らえることが必要である。
何故ならば、ある種の目的物質は室温では極めて蒸気圧
が低いので、ガスあるいは蒸気の試料として取り扱うこ
とが不可能であるし、それに加えて蒸気圧上の考慮とは
別に目的物質自身が試料体積中に微粒子に吸着されてい
る可能性も無視できない。
その後の濃縮ステージにおいて、選択的吸着部材は金
属チューブ内に閉じ込められた状態で固定されている。
サンプルおよびキャリアガス流は電子計算機制御された
切換弁によって操作される。Fig.7において、第１濃縮
器201は、ガス流路222を介してインタフェース203に接
続される。このインタフェース203は、第２濃縮器224お
よびマルチポートバルブ226を有する。ここで、マルチ
ポートバルブ226は、ガス供給源228によってガスが供給
されるガス流路230と、濃縮器230の吸着チューブと、第
１濃縮器201からのガス流路222と、化学分析を行う化学
分析装置234および236に接続されたガス流路232との間
の接続を切り換えるために設けられたものである。要す
るにマルチポートバルブ226は開閉回路網である。第２
濃縮器224は一連の吸着チューブによって構成されてい
る。マルチポートバルブ226はインタフェース制御ユニ
ット238によって駆動される。すなわち、インタフェー
ス制御ユニット238は簡単なステッパモータによって構
成されており、ステッパモータがコンピュータからの指
令に従って回転駆動されることにより、マルチポートバ
ルブ226のバルブの開閉操作が行われる。インターフェ
イス203は第２段濃縮器ブロックの総括名であって、一
連のマルチポートバルブと吸着管を何個でも縦つなぎし
て試料の純度をさらに上げることができる。吸着チュー
ブは金属管の周囲を加熱することによってかなり急激に
加熱されて予め設定された温度に保たれる。これは、通
常、チューブに電流が通電され、チューブ自体がヒータ
として用いることによってなされる。長大な吸着チュー
ブの場合、数十〜二、三百msecの加熱時間をかければ、
消費電流は数百Ａになるであろう。温度はチューブに微
少な熱電対あるいはサーミスタを溶接することにより測
定が可能である。熱電対はチューブに影響を与えないよ
うに十分に小さなものである必要があり、また、迅速に
反応するものが必要である。熱電対によって測定された
温度の情報は制御系のコンピュータに送られ、コンピュ
ータによって測定温度に基づいてチューブに流す電流の
制御が行われる。要するにコンピュータはアナログのル
ープをデジタル的にしめくくる役を演じている。目的物
質を取り出すための温度設定はしばしば非常に微妙であ
り、目的物質にとって適切な熱が与えられるように、コ
ンピュータによって、常時、温度が監視制御される。サ
ンプルを含んだガスの体積が徐々に小さくなるにともな
ってチューブのサイズは後段の方になる程小さくなる。
最終的にチューブの内径は毛髪位の太さのクロマトグラ
フィ分析管の太さ位になる。
属チューブ内に閉じ込められた状態で固定されている。
サンプルおよびキャリアガス流は電子計算機制御された
切換弁によって操作される。Fig.7において、第１濃縮
器201は、ガス流路222を介してインタフェース203に接
続される。このインタフェース203は、第２濃縮器224お
よびマルチポートバルブ226を有する。ここで、マルチ
ポートバルブ226は、ガス供給源228によってガスが供給
されるガス流路230と、濃縮器230の吸着チューブと、第
１濃縮器201からのガス流路222と、化学分析を行う化学
分析装置234および236に接続されたガス流路232との間
の接続を切り換えるために設けられたものである。要す
るにマルチポートバルブ226は開閉回路網である。第２
濃縮器224は一連の吸着チューブによって構成されてい
る。マルチポートバルブ226はインタフェース制御ユニ
ット238によって駆動される。すなわち、インタフェー
ス制御ユニット238は簡単なステッパモータによって構
成されており、ステッパモータがコンピュータからの指
令に従って回転駆動されることにより、マルチポートバ
ルブ226のバルブの開閉操作が行われる。インターフェ
イス203は第２段濃縮器ブロックの総括名であって、一
連のマルチポートバルブと吸着管を何個でも縦つなぎし
て試料の純度をさらに上げることができる。吸着チュー
ブは金属管の周囲を加熱することによってかなり急激に
加熱されて予め設定された温度に保たれる。これは、通
常、チューブに電流が通電され、チューブ自体がヒータ
として用いることによってなされる。長大な吸着チュー
ブの場合、数十〜二、三百msecの加熱時間をかければ、
消費電流は数百Ａになるであろう。温度はチューブに微
少な熱電対あるいはサーミスタを溶接することにより測
定が可能である。熱電対はチューブに影響を与えないよ
うに十分に小さなものである必要があり、また、迅速に
反応するものが必要である。熱電対によって測定された
温度の情報は制御系のコンピュータに送られ、コンピュ
ータによって測定温度に基づいてチューブに流す電流の
制御が行われる。要するにコンピュータはアナログのル
ープをデジタル的にしめくくる役を演じている。目的物
質を取り出すための温度設定はしばしば非常に微妙であ
り、目的物質にとって適切な熱が与えられるように、コ
ンピュータによって、常時、温度が監視制御される。サ
ンプルを含んだガスの体積が徐々に小さくなるにともな
ってチューブのサイズは後段の方になる程小さくなる。
最終的にチューブの内径は毛髪位の太さのクロマトグラ
フィ分析管の太さ位になる。
マルチポートバルブシステム226は、その名の示す通
り多数のポートを有するスイッチ網であり、本実施例の
場合、マルチポートバルブシステム226は６ポートのバ
ルブである。第10図ａおよび第10図ｂに６ポートのバル
ブ226の２つの状態が示されている。ステッパモータに
よって実現されるインタフェース制御ユニット238は、
６ポートのバルブを２つのポジションに切り換えること
が可能である。各々のポジションにおいて、一対のポー
トが接続される。すなわち、第１ポジションにおいて
は、第10図ｂに示すように、第１ポートと第２ポート、
第３ポートと第４ポート、第５ポートと第６ポートが相
互に接続され、第２ポジションにおいては、第10図ａに
示すように、第２ポートと第３ポート、第４ポートと第
５ポート、第６ポートと第１ポートが相互に接続され
る。第２ポジションにおいて、吸着／脱離チューブ248
がロードポジション（試料を受ける位置）に配置され
る。第７図におけるガス流路222を介して不純物質およ
び若干の不純物を含んだガスが運ばれて第１ポート（第
10図ａにおける符号242）に入力され、ガス流は内部流
路224を介して第６ポート（第10図ａの符号246）に到達
する。ここで、第６ポートと第３ポート（第10図の符号
250）が吸着／脱離チューブ248によって外部で接続され
ており、このチューブ248を目的物質と若干の不純物を
含んだガス流が通過する。チューブ248の内壁の吸着材
は特別にこの目的物質を吸着する材料を選んであり、キ
ャリアガスと不要物がチューブ248を介して第３ポート
に送られるが目的物質はチューブ内に吸着される。キャ
リアガスおよび不純物質は、第３ポートから内部流路25
4を介して第２ポート（符号252）に流れ込み、排気孔25
6を介して外部に排気される。キャリアとなる純ガスは
ガス供給源228（第７図）からガス流路230を介して第４
ポート（符号230）に供給される。そして、純ガスは第
４ポートから内部流路262を介して第５ポート（符号26
0）に自動的に流れる。そして、純ガスは第５ポートか
ら流路264を介して化学分析装置234あるいは236のどち
らかに供給される。化学分析装置234および236が作動し
続けるためにはは処理を遂行するために連続的なガス流
の供給を必要とする。このようにマルチポートバルブシ
ステムが用いられることにより、吸着／脱離チューブ24
8が吸着を行っている期間中においても純ガスが化学分
析装置234、236に供給される。
り多数のポートを有するスイッチ網であり、本実施例の
場合、マルチポートバルブシステム226は６ポートのバ
ルブである。第10図ａおよび第10図ｂに６ポートのバル
ブ226の２つの状態が示されている。ステッパモータに
よって実現されるインタフェース制御ユニット238は、
６ポートのバルブを２つのポジションに切り換えること
が可能である。各々のポジションにおいて、一対のポー
トが接続される。すなわち、第１ポジションにおいて
は、第10図ｂに示すように、第１ポートと第２ポート、
第３ポートと第４ポート、第５ポートと第６ポートが相
互に接続され、第２ポジションにおいては、第10図ａに
示すように、第２ポートと第３ポート、第４ポートと第
５ポート、第６ポートと第１ポートが相互に接続され
る。第２ポジションにおいて、吸着／脱離チューブ248
がロードポジション（試料を受ける位置）に配置され
る。第７図におけるガス流路222を介して不純物質およ
び若干の不純物を含んだガスが運ばれて第１ポート（第
10図ａにおける符号242）に入力され、ガス流は内部流
路224を介して第６ポート（第10図ａの符号246）に到達
する。ここで、第６ポートと第３ポート（第10図の符号
250）が吸着／脱離チューブ248によって外部で接続され
ており、このチューブ248を目的物質と若干の不純物を
含んだガス流が通過する。チューブ248の内壁の吸着材
は特別にこの目的物質を吸着する材料を選んであり、キ
ャリアガスと不要物がチューブ248を介して第３ポート
に送られるが目的物質はチューブ内に吸着される。キャ
リアガスおよび不純物質は、第３ポートから内部流路25
4を介して第２ポート（符号252）に流れ込み、排気孔25
6を介して外部に排気される。キャリアとなる純ガスは
ガス供給源228（第７図）からガス流路230を介して第４
ポート（符号230）に供給される。そして、純ガスは第
４ポートから内部流路262を介して第５ポート（符号26
0）に自動的に流れる。そして、純ガスは第５ポートか
ら流路264を介して化学分析装置234あるいは236のどち
らかに供給される。化学分析装置234および236が作動し
続けるためにはは処理を遂行するために連続的なガス流
の供給を必要とする。このようにマルチポートバルブシ
ステムが用いられることにより、吸着／脱離チューブ24
8が吸着を行っている期間中においても純ガスが化学分
析装置234、236に供給される。
吸着が終了すると、制御系のコンピュータにより、６
ポートバルブ226が第10図ｂに示す第１ポジションに切
り換えられ、脱離モードとされる。依然として第１ポー
ト（符号242）には第１濃縮部201からガス流路230を介
してガスが送られる。しかし、ガスは第１ポートから内
部流路268を介して第２ポートに流れ、通気孔256から外
部に排気される。第４ポートはガス供給源228からガス
流路230を介し純キャリアガスが注入され、この純ガス
は内部流路270を介して第３ポートに流れる。前述した
ように、第３ポートは第６ポートと吸着／脱離チューブ
248を介して外部接続されているが、しかし、このポジ
ションの場合、キャリアガスは前述とは逆向きにチュー
ブ248を流れる。そして、チューブ248が加熱されて適度
な温度になった時、脱離された目的物質を含むガスは第
６ポートへ運ばれる。そして、第６ポートから内部流路
272を介して第５ポートに流れ、ガス流路264を介して化
学分析装置234および236へ供給される。
ポートバルブ226が第10図ｂに示す第１ポジションに切
り換えられ、脱離モードとされる。依然として第１ポー
ト（符号242）には第１濃縮部201からガス流路230を介
してガスが送られる。しかし、ガスは第１ポートから内
部流路268を介して第２ポートに流れ、通気孔256から外
部に排気される。第４ポートはガス供給源228からガス
流路230を介し純キャリアガスが注入され、この純ガス
は内部流路270を介して第３ポートに流れる。前述した
ように、第３ポートは第６ポートと吸着／脱離チューブ
248を介して外部接続されているが、しかし、このポジ
ションの場合、キャリアガスは前述とは逆向きにチュー
ブ248を流れる。そして、チューブ248が加熱されて適度
な温度になった時、脱離された目的物質を含むガスは第
６ポートへ運ばれる。そして、第６ポートから内部流路
272を介して第５ポートに流れ、ガス流路264を介して化
学分析装置234および236へ供給される。
外部の吸着／脱離チューブ248は弁の本体から電気的
に絶縁されており、目的物質に対して最良な吸着特性を
有し、かつ、適量に選ばれた吸着部材を内部に有してい
る。吸着／脱離チューブ248の一端には大電流用給電線2
80および282が各一端接続されており、これらの給電線2
08および282の各々の他端は制御電流源281に接続されて
いる。第10図ａおよび第10図ｂに示すように、熱電対28
3がチューブ248に取り付けられている。この熱電対283
は、チューブ248の温度を目的物質の脱離に適した温度
に上昇させるのに用いられる。目的物質、不純物および
余分な気体を含んだガスのサンプルはチューブ248を通
過する。この時、チューブ248が低温であるため、吸着
部材として目的物質のために特に協力な材質が選択され
ているため、ほとんど全部の目的物質が吸着／脱離チュ
ーブ248における第６ポート側端部の付近に吸着され
る。また、不純物質はほとんど吸着されることがなく、
チューブ248を通り抜け、排気孔256から外部へ搬出され
る。
に絶縁されており、目的物質に対して最良な吸着特性を
有し、かつ、適量に選ばれた吸着部材を内部に有してい
る。吸着／脱離チューブ248の一端には大電流用給電線2
80および282が各一端接続されており、これらの給電線2
08および282の各々の他端は制御電流源281に接続されて
いる。第10図ａおよび第10図ｂに示すように、熱電対28
3がチューブ248に取り付けられている。この熱電対283
は、チューブ248の温度を目的物質の脱離に適した温度
に上昇させるのに用いられる。目的物質、不純物および
余分な気体を含んだガスのサンプルはチューブ248を通
過する。この時、チューブ248が低温であるため、吸着
部材として目的物質のために特に協力な材質が選択され
ているため、ほとんど全部の目的物質が吸着／脱離チュ
ーブ248における第６ポート側端部の付近に吸着され
る。また、不純物質はほとんど吸着されることがなく、
チューブ248を通り抜け、排気孔256から外部へ搬出され
る。
ガスあるいは蒸気の固体あるいは液体基板上からの熱
的脱離の好ましい特性として、そのプロセスが熱に極め
て強く依存するということがある。特定の温度では各物
質が脱離する量はその物質の物理的化学的特性と、吸着
材の物理的化学的特性とに関係する。従って、目的物質
よりも低い温度において他の不要な物質が脱離するよう
な吸着材を選択することにより、目的物質を選択的に吸
着／脱離することが可能であり、また、そのような吸着
材を選択することも可能である。
的脱離の好ましい特性として、そのプロセスが熱に極め
て強く依存するということがある。特定の温度では各物
質が脱離する量はその物質の物理的化学的特性と、吸着
材の物理的化学的特性とに関係する。従って、目的物質
よりも低い温度において他の不要な物質が脱離するよう
な吸着材を選択することにより、目的物質を選択的に吸
着／脱離することが可能であり、また、そのような吸着
材を選択することも可能である。
細心な加熱計画を組むことによって、上記のような特
性を利用することを可能にする。その一例が、バルブ２
が第２ポジションにあるときにチューブ248をプログラ
ムにより計画的に加熱するときである。水蒸気等の不要
物は、強くは吸着されず、温度が低いため、それらの大
部分は吸着材に吸着されずにシステムの外へ排出され
る。同時に目的物質は脱離されず、第６ポート近くのチ
ューブ248の端部に残る。６ポートバルブのポジション
が第１ポジションに変更になると、２つの重要な変化が
生じる。チューブ248は後続処理を行う部位に接続さ
れ、純ガスがチューブ内をそれまでとは反対方向に流れ
る。そして、温度制御による急速加熱により、短時間で
サンプルの脱離が行われる。そして、吸着／脱離によっ
て浄化されたサンプルは、最小量の純ガスに運ばれて後
続処理に引き渡される。サンプルは２回に亙って不要物
が除去され、純度の高いイナートガスをキャリアとする
より小さな体積のサンプルに濃縮される。
性を利用することを可能にする。その一例が、バルブ２
が第２ポジションにあるときにチューブ248をプログラ
ムにより計画的に加熱するときである。水蒸気等の不要
物は、強くは吸着されず、温度が低いため、それらの大
部分は吸着材に吸着されずにシステムの外へ排出され
る。同時に目的物質は脱離されず、第６ポート近くのチ
ューブ248の端部に残る。６ポートバルブのポジション
が第１ポジションに変更になると、２つの重要な変化が
生じる。チューブ248は後続処理を行う部位に接続さ
れ、純ガスがチューブ内をそれまでとは反対方向に流れ
る。そして、温度制御による急速加熱により、短時間で
サンプルの脱離が行われる。そして、吸着／脱離によっ
て浄化されたサンプルは、最小量の純ガスに運ばれて後
続処理に引き渡される。サンプルは２回に亙って不要物
が除去され、純度の高いイナートガスをキャリアとする
より小さな体積のサンプルに濃縮される。
浄化および濃縮処理における次のステップとして、さ
らに直径の小さな脱離チューブの接続された他の６ポー
トバルブを使うこともできる。最終的な脱離チューブの
直径は一方の化学分析装置例えば234の入力端の直径と
合っていなければならない。234はガスクロマトグラフ
である。これができれば（内径が合っていれば）ガスク
ロマトグラフへの理想的な試料注入となる。細心な設計
および製造技術により、チューブの内径をガスクロマト
グラフのコラムの内径と同一になるように加工すること
が可能である。２個の６ポートバルブを接続するのに脱
離チューブを用い、浄化および濃縮を行うことも可能で
ある。また、内部に吸着材を設けると共に外部にヒータ
および温度測定用の熱電対を設けても良い。
らに直径の小さな脱離チューブの接続された他の６ポー
トバルブを使うこともできる。最終的な脱離チューブの
直径は一方の化学分析装置例えば234の入力端の直径と
合っていなければならない。234はガスクロマトグラフ
である。これができれば（内径が合っていれば）ガスク
ロマトグラフへの理想的な試料注入となる。細心な設計
および製造技術により、チューブの内径をガスクロマト
グラフのコラムの内径と同一になるように加工すること
が可能である。２個の６ポートバルブを接続するのに脱
離チューブを用い、浄化および濃縮を行うことも可能で
ある。また、内部に吸着材を設けると共に外部にヒータ
および温度測定用の熱電対を設けても良い。
目的物質を濃縮する各ステージにおいて用いられる吸
着材は、テナックス（Tenax）およびカーボトラップ（C
arbotrap）を含む蒸気を吸着するのに普通よく使用され
る一連の材質中から各種のものが用いられる。これらの
他にもこの発明に使うことができる吸着材はあり、それ
らは、検出し隔離すべき粒子状の物質に応じ、使用され
る。
着材は、テナックス（Tenax）およびカーボトラップ（C
arbotrap）を含む蒸気を吸着するのに普通よく使用され
る一連の材質中から各種のものが用いられる。これらの
他にもこの発明に使うことができる吸着材はあり、それ
らは、検出し隔離すべき粒子状の物質に応じ、使用され
る。
SCAP200には、第11図ａに示す可搬式試料収集装置292
の付属品がある。パイプ223はバルブ221を介し第７図お
よび第８図に示すパイプ118に接続される。パイプ118は
ステンレス鋼でも良く、アルミニウムあるいはABSプラ
スティックであっても良い。通常、ファン202は空気の
サンプルを収集室100から取り出すが、しかし、バルブ2
99により収集室100が切り離され、バルブ221が開いてい
る時、ファン202はワンド292から空気のサンプルを引き
出す。ワンド292は人あるいは物体の特定の部分から蒸
気あるいはおよび微粒子放射物を抽出することが可能で
ある。ここで、ワンド292は収集室100から得られる結果
が決定的でない時にさらに厳重な検査を個人に行うのに
使用される。
の付属品がある。パイプ223はバルブ221を介し第７図お
よび第８図に示すパイプ118に接続される。パイプ118は
ステンレス鋼でも良く、アルミニウムあるいはABSプラ
スティックであっても良い。通常、ファン202は空気の
サンプルを収集室100から取り出すが、しかし、バルブ2
99により収集室100が切り離され、バルブ221が開いてい
る時、ファン202はワンド292から空気のサンプルを引き
出す。ワンド292は人あるいは物体の特定の部分から蒸
気あるいはおよび微粒子放射物を抽出することが可能で
ある。ここで、ワンド292は収集室100から得られる結果
が決定的でない時にさらに厳重な検査を個人に行うのに
使用される。
第２の用法として、携帯ワンド292は、これから航空
機の貨物倉に載置されようとする手荷物が発する蒸気あ
るいはおよび粒子放射物に用いられる。携帯ワンド292
を有するシステムは、小包および手荷物における爆発物
の蒸気の検出手段として、試験結果は極めて効果的であ
った。試験中、携帯ワンド292は、ボール箱等による小
包あるいはその他多様な手荷物に対向して保持され、１
本の棒状のダイナマイトの３分の１に等しい微量な爆発
物の蒸気の存在の肯定的確証が得られる。加えて、携帯
ワンド292は、第11図ｂに示すように手荷物を覆って配
置されたサンプリングボックス294に取り付けられ、こ
れにより、検出効率を高めることができ、コンベアベル
ト298を含んだ手荷物検査自動化手段が供せられる。こ
こで、携帯ワンド292は結合手段296を介してサンプリン
グボックス294に取り付けられる。
機の貨物倉に載置されようとする手荷物が発する蒸気あ
るいはおよび粒子放射物に用いられる。携帯ワンド292
を有するシステムは、小包および手荷物における爆発物
の蒸気の検出手段として、試験結果は極めて効果的であ
った。試験中、携帯ワンド292は、ボール箱等による小
包あるいはその他多様な手荷物に対向して保持され、１
本の棒状のダイナマイトの３分の１に等しい微量な爆発
物の蒸気の存在の肯定的確証が得られる。加えて、携帯
ワンド292は、第11図ｂに示すように手荷物を覆って配
置されたサンプリングボックス294に取り付けられ、こ
れにより、検出効率を高めることができ、コンベアベル
ト298を含んだ手荷物検査自動化手段が供せられる。こ
こで、携帯ワンド292は結合手段296を介してサンプリン
グボックス294に取り付けられる。
携帯ワンド292の第２の態様として微粒子収集検出装
置（PCAD）400を加ることができる。この微粒子収集検
出装置400は、第12図ａに示すように、バルブ221と可曲
性のホース290との間を接続するステンレス鋼パイプ223
の途中に設けられ、回転プレート402、収集室404、脱離
室406、浄化室408、ステッパモータ410、６ポートバル
ブ412、ガス供給源414aおよび416b、化学分析装置416よ
りなっている。回転プレート402には、120度おきに一個
ずつ合計３個の円形孔418、420および422があり、これ
らの孔はステンレス鋼による金網状の遮へい物424、426
および428によって覆われている。回転プレート402はス
テッパモータ402によって駆動され、各孔418、420、422
の各々が、順次、収集室404、脱離室406、浄化室408を
占めるように、サンプリング周期に同期して120度ずつ
回転する。
置（PCAD）400を加ることができる。この微粒子収集検
出装置400は、第12図ａに示すように、バルブ221と可曲
性のホース290との間を接続するステンレス鋼パイプ223
の途中に設けられ、回転プレート402、収集室404、脱離
室406、浄化室408、ステッパモータ410、６ポートバル
ブ412、ガス供給源414aおよび416b、化学分析装置416よ
りなっている。回転プレート402には、120度おきに一個
ずつ合計３個の円形孔418、420および422があり、これ
らの孔はステンレス鋼による金網状の遮へい物424、426
および428によって覆われている。回転プレート402はス
テッパモータ402によって駆動され、各孔418、420、422
の各々が、順次、収集室404、脱離室406、浄化室408を
占めるように、サンプリング周期に同期して120度ずつ
回転する。
ここで、粒子収集検出装置400の動作を円板402の360
度回転について説明する。まず、スクリーン424を有す
る孔418が収集室404内に最初の起動時にあったとする。
この位置において、孔418とスクリーン424はステンレス
鋼パイプ223一直線上にあり、従って、サンプリング期
間中、携帯ワンド292から送られてくる粒子は、孔418を
覆うスクリーン424によって収集される。この粒子は、
目的物質それ自身の小さな粒子あるいは小滴であること
もあるし、塵あるいは他の蒸気滴に付着してなる小さな
粒子あるいは小滴であることもある。ワンド292によっ
て吸い込まれた粒子はスクリーン424に物理的に捕獲あ
るいは吸着される。粒子でスクリーン424に捕獲されな
いものは直接に標準の濃縮処理のためSCAP200に送られ
る。ステンレス鋼のスクリーンの網目のサイズは、捕獲
しようとする目的粒子のサイズに応じて変更する。サン
プリング周期が終了すると、後述する制御系によってス
テッパモータ410が駆動され、ステッパモータ410によっ
て回転翼が120度回転駆動され、孔418およびスクリーン
424は脱離室406の内側に移動する。
度回転について説明する。まず、スクリーン424を有す
る孔418が収集室404内に最初の起動時にあったとする。
この位置において、孔418とスクリーン424はステンレス
鋼パイプ223一直線上にあり、従って、サンプリング期
間中、携帯ワンド292から送られてくる粒子は、孔418を
覆うスクリーン424によって収集される。この粒子は、
目的物質それ自身の小さな粒子あるいは小滴であること
もあるし、塵あるいは他の蒸気滴に付着してなる小さな
粒子あるいは小滴であることもある。ワンド292によっ
て吸い込まれた粒子はスクリーン424に物理的に捕獲あ
るいは吸着される。粒子でスクリーン424に捕獲されな
いものは直接に標準の濃縮処理のためSCAP200に送られ
る。ステンレス鋼のスクリーンの網目のサイズは、捕獲
しようとする目的粒子のサイズに応じて変更する。サン
プリング周期が終了すると、後述する制御系によってス
テッパモータ410が駆動され、ステッパモータ410によっ
て回転翼が120度回転駆動され、孔418およびスクリーン
424は脱離室406の内側に移動する。
脱離室406は密閉室であり、１組の電極端子430を有し
ており、スクリーン424が脱離室406内にある期間、電極
端子430がスクリーン424に接続される。電極端子430に
はスクリーン424において収集した微りゅし物質を効果
的に脱着するために必要な量の熱を発生するための電流
がコンピュータ制御によって与えられる。脱離に必要な
温度に達すると、ガス供給源414aからの少量のキャリア
ガスによって脱離物質が脱離室406から吹き払われて搬
送され、ガス流路401を介し、６ポートバルブ412へ送ら
れる。６ポートバルブ412の機能については注入位置と
試料受理位置につき前述したマルチポートバルブシステ
ム226と同様である。注入サイクルの間、濃縮されたサ
ンプルは６ポートバルブ412を介して化学分析装置416に
送られる。この実施態様では、化学分析装置416はガス
クロマトグラフである。孔418およびスクリーン418が脱
離室406が内部にある脱離サイクル中においては、孔420
およびスクリーン426は収集室404内にあって次の試料収
集として粒子の捕獲が行われている。粒子の脱離が終了
すると、ステッパモータ410によって回転翼402が120度
回転駆動され、孔418およびスクリーン424は浄化室408
内に、孔420および遮蔽物426は脱離室406内に、孔422お
よび遮蔽物428は収集室404内に移動する。
ており、スクリーン424が脱離室406内にある期間、電極
端子430がスクリーン424に接続される。電極端子430に
はスクリーン424において収集した微りゅし物質を効果
的に脱着するために必要な量の熱を発生するための電流
がコンピュータ制御によって与えられる。脱離に必要な
温度に達すると、ガス供給源414aからの少量のキャリア
ガスによって脱離物質が脱離室406から吹き払われて搬
送され、ガス流路401を介し、６ポートバルブ412へ送ら
れる。６ポートバルブ412の機能については注入位置と
試料受理位置につき前述したマルチポートバルブシステ
ム226と同様である。注入サイクルの間、濃縮されたサ
ンプルは６ポートバルブ412を介して化学分析装置416に
送られる。この実施態様では、化学分析装置416はガス
クロマトグラフである。孔418およびスクリーン418が脱
離室406が内部にある脱離サイクル中においては、孔420
およびスクリーン426は収集室404内にあって次の試料収
集として粒子の捕獲が行われている。粒子の脱離が終了
すると、ステッパモータ410によって回転翼402が120度
回転駆動され、孔418およびスクリーン424は浄化室408
内に、孔420および遮蔽物426は脱離室406内に、孔422お
よび遮蔽物428は収集室404内に移動する。
浄化室408は、脱離室406と同様な密閉室である。この
位置においても、もう一対の正負１組の電極端子432が
スクリーン424である。そして、コンピュータ制御によ
り、電極端子432を介してスクリーン424に適度な電流が
通電され、脱離室406において脱離されず、未だスクリ
ーン424に残っている粒子が脱離される。ガス供給源414
aからのガスによって脱離物質が搬送され、室408に設け
られた排気口を介して外部に排気される。以上の浄化処
理期間中、孔420およびスクリーン426は脱離室406内に
あって脱離処理が行われており、また、孔422およびス
クリーン428は収集室404内にあって新たな微粒子状のサ
ンプルの捕獲が行われる。
位置においても、もう一対の正負１組の電極端子432が
スクリーン424である。そして、コンピュータ制御によ
り、電極端子432を介してスクリーン424に適度な電流が
通電され、脱離室406において脱離されず、未だスクリ
ーン424に残っている粒子が脱離される。ガス供給源414
aからのガスによって脱離物質が搬送され、室408に設け
られた排気口を介して外部に排気される。以上の浄化処
理期間中、孔420およびスクリーン426は脱離室406内に
あって脱離処理が行われており、また、孔422およびス
クリーン428は収集室404内にあって新たな微粒子状のサ
ンプルの捕獲が行われる。
化学分析装置416としてイオン移動度分析装置を用い
た粒子収集検出装置400の別の態様例を第12図ｂに示
す。この粒子収集検出装置は、６ポートバルブ412に代
えて三方弁434を用いた点のみが第12図ａの構成と異な
る。この構成において、脱離処理は前述と同様に行われ
るが、しかし、脱離物質を搬送するキャリアガスが６ポ
ートバルブ412ではなく、三方弁434に流入する。三方弁
434は簡単な構成であり、ガス供給源414aからの流入ガ
スを外部あるいは分析装置416に振り分けて出力する。
た粒子収集検出装置400の別の態様例を第12図ｂに示
す。この粒子収集検出装置は、６ポートバルブ412に代
えて三方弁434を用いた点のみが第12図ａの構成と異な
る。この構成において、脱離処理は前述と同様に行われ
るが、しかし、脱離物質を搬送するキャリアガスが６ポ
ートバルブ412ではなく、三方弁434に流入する。三方弁
434は簡単な構成であり、ガス供給源414aからの流入ガ
スを外部あるいは分析装置416に振り分けて出力する。
このように、粒子収集検出装置400においては、回転
翼402が回転して孔418、420および422はそれぞれの位置
で密に封じた位置に回転され、外部との間の好ましくな
い空気交換を生じることがない。回転翼402の正確な動
作は、後述する制御系の自動制御下、ステッパモータ41
0によって駆動されることにより行われる。
翼402が回転して孔418、420および422はそれぞれの位置
で密に封じた位置に回転され、外部との間の好ましくな
い空気交換を生じることがない。回転翼402の正確な動
作は、後述する制御系の自動制御下、ステッパモータ41
0によって駆動されることにより行われる。
精練された目標物質の分析は、物質の種類の確認およ
びその物質の存在量の決定とからなる。採取したままの
空気中の目的物質の最初の濃度は他の通常大気中に含ま
れる物質の濃度に比べて極めて低いため、最良の精練お
よび濃縮システムの下でも、目標物質と同様の特性を有
するいくらかの不純物を残すこともあり得る。そのた
め、分析システムは混入している不純物質による反応と
目的物質によるものとを分離できる能力がなければなら
ない。
びその物質の存在量の決定とからなる。採取したままの
空気中の目的物質の最初の濃度は他の通常大気中に含ま
れる物質の濃度に比べて極めて低いため、最良の精練お
よび濃縮システムの下でも、目標物質と同様の特性を有
するいくらかの不純物を残すこともあり得る。そのた
め、分析システムは混入している不純物質による反応と
目的物質によるものとを分離できる能力がなければなら
ない。
分析システムの２つの方式は、両方別々に若しくは両
方を組み合わせて用いられる。この二つのシステムとは
イオン移動分光器（IMS）236およびガスクロマトグラフ
（GC）234に基づくシステムである。GC234の最終段階の
検出器は通常電子捕獲検出器（ECD）であるが、IMS236
も望むならば検出器として用いることができる。応用の
種類によっては光電離検出器若しくは窒化リン検出器若
しくは他のいくつかの検出器も最終段階に用いられる。
GC234は梱包柱タイプあるいは毛管柱タイプのものであ
る。分析器234、236とも単独あるいは組み合わせて用い
ることができる。弁235は集められ、精練されたサンプ
ルを分析器の何れかあるいは両方に導くものとして使用
される。PCAD400で用いられる分析器416はガスクロマト
グラフかイオン移動分光器の何れかであり、SCAP200の
分析器から独立した単位として存在しているが、その操
作は上述の分析器と全く同じである。分析に用いられる
どの分析システムを使うにしても人間や荷物や手荷物の
自由な流れを不当に妨害しないようなごく短い時間で完
成しなければならない。これは、また同じく濃縮および
精練のための時間が短いことを前提条件としている。
方を組み合わせて用いられる。この二つのシステムとは
イオン移動分光器（IMS）236およびガスクロマトグラフ
（GC）234に基づくシステムである。GC234の最終段階の
検出器は通常電子捕獲検出器（ECD）であるが、IMS236
も望むならば検出器として用いることができる。応用の
種類によっては光電離検出器若しくは窒化リン検出器若
しくは他のいくつかの検出器も最終段階に用いられる。
GC234は梱包柱タイプあるいは毛管柱タイプのものであ
る。分析器234、236とも単独あるいは組み合わせて用い
ることができる。弁235は集められ、精練されたサンプ
ルを分析器の何れかあるいは両方に導くものとして使用
される。PCAD400で用いられる分析器416はガスクロマト
グラフかイオン移動分光器の何れかであり、SCAP200の
分析器から独立した単位として存在しているが、その操
作は上述の分析器と全く同じである。分析に用いられる
どの分析システムを使うにしても人間や荷物や手荷物の
自由な流れを不当に妨害しないようなごく短い時間で完
成しなければならない。これは、また同じく濃縮および
精練のための時間が短いことを前提条件としている。
システムのすべてのバルブがモータ駆動あるいはソレ
ノイド駆動バルブであれば、流れ方向やタイミングおよ
び大きさを制御し、変えることができる。時間および温
度のパラメータは制御され、変えられる。そのため、シ
ステム全体の物理的特性は多種類の目標物質の検出のた
めに調整され、感度はこのシステムを使用する一当局の
判断に従い広範な脅威危険度に対応するように調節でき
る。収集および濃縮に関与するすべての処理および、集
められた物質の最後の分析は、制御およびデータ処理シ
ステムのコンピュータによって制御され、以下のセクシ
ョンで充分に説明される。
ノイド駆動バルブであれば、流れ方向やタイミングおよ
び大きさを制御し、変えることができる。時間および温
度のパラメータは制御され、変えられる。そのため、シ
ステム全体の物理的特性は多種類の目標物質の検出のた
めに調整され、感度はこのシステムを使用する一当局の
判断に従い広範な脅威危険度に対応するように調節でき
る。収集および濃縮に関与するすべての処理および、集
められた物質の最後の分析は、制御およびデータ処理シ
ステムのコンピュータによって制御され、以下のセクシ
ョンで充分に説明される。
本検出システムの制御およびデータ処理のための第１
の要求は、特殊な物質の存在及び必要に応じてはその分
量を報告することである。これは、必要な測定を行うた
めに設備が形づくられ、制御されることを意味するとと
もに、結果がユーザに使用可能な形式で提供されること
を意味する。問題の物質あるいは目標物質はシステムの
周囲にもいろいろの分量で存在しており、それ故にシス
テムはその物質のバックグラウンドレベル（自然存在
量）と警報レベル（警戒すべき分量の存在）とを区別で
きる能力がなければならない。このバックグラウンドレ
ベルの情報も場合によっては必要とされることがある。
の要求は、特殊な物質の存在及び必要に応じてはその分
量を報告することである。これは、必要な測定を行うた
めに設備が形づくられ、制御されることを意味するとと
もに、結果がユーザに使用可能な形式で提供されること
を意味する。問題の物質あるいは目標物質はシステムの
周囲にもいろいろの分量で存在しており、それ故にシス
テムはその物質のバックグラウンドレベル（自然存在
量）と警報レベル（警戒すべき分量の存在）とを区別で
きる能力がなければならない。このバックグラウンドレ
ベルの情報も場合によっては必要とされることがある。
システム全体における制御およびデータ処理機能に対
する第２の要求は、自己診断、すなわち警報間の時間間
隔は大きいであろうから、制御およびデータ処理システ
ムはいつでもオペレータの要求があり次第満足すべき信
頼チェック（試験）を実行する能力がなければならな
い。また、制御およびデータ処理システムによってシス
テム全体に較正手続および自己チェックの能力もなけれ
ばならない。要するにこれにより良いにしろ悪いにしろ
試験結果が信頼できることを保証する。
する第２の要求は、自己診断、すなわち警報間の時間間
隔は大きいであろうから、制御およびデータ処理システ
ムはいつでもオペレータの要求があり次第満足すべき信
頼チェック（試験）を実行する能力がなければならな
い。また、制御およびデータ処理システムによってシス
テム全体に較正手続および自己チェックの能力もなけれ
ばならない。要するにこれにより良いにしろ悪いにしろ
試験結果が信頼できることを保証する。
制御およびデータ処理システムのための第３の要求
は、再構成の容易なことおよび多用途性である。目標物
質の範囲は時々変えられ、システムはプログラム制御に
より、その内部操作のパラメータを変えてこれらの物質
を検出する能力がなければならない。
は、再構成の容易なことおよび多用途性である。目標物
質の範囲は時々変えられ、システムはプログラム制御に
より、その内部操作のパラメータを変えてこれらの物質
を検出する能力がなければならない。
時間的な制限、検出できる物質の数と種類の点から測
定の厳密さは、いつでも迅速な仕方で変更できることが
望まれる。物質の種類および脅威のレベルの点でユーザ
の要求は、急激に変化し、設備はこれらの変化要求に応
じなければならない。
定の厳密さは、いつでも迅速な仕方で変更できることが
望まれる。物質の種類および脅威のレベルの点でユーザ
の要求は、急激に変化し、設備はこれらの変化要求に応
じなければならない。
制御およびデータ処理システムのための最後の要求
は、試料収集室およびSCAPのパラメータおよび操作がモ
ニタされ、制御されなければならないことである。これ
は全ての内部タイミング、及び温度、機械的要素が制御
およびデータ処理システムによって制御可能でなければ
ならないことを意味する。
は、試料収集室およびSCAPのパラメータおよび操作がモ
ニタされ、制御されなければならないことである。これ
は全ての内部タイミング、及び温度、機械的要素が制御
およびデータ処理システムによって制御可能でなければ
ならないことを意味する。
これらの要求を達成する主方法は、プログラム記憶方
式のデジタルコンピュータによる制御の下に全体のシス
テムを置くことである。このコンピュータはモジュラー
化された（一連の組み立てられた）ソフトウエアのルー
チンを使ってデータ分析を実行し、ユーザの要求する方
式で結果を提供する。コンピュータは他のモジュラー化
された（一連の組み立てられた）ソフトウエアのルーチ
ンを使って連続的に全システムの自己診断および自己較
正の手順を実行し、ユーザにいかなる潜在的な問題も警
報する。コンピュータは、さらに他のモジュラー化され
たソフトウエアセットのルーチンを通して全システムの
すべてのプロセッサの制御を行い、これは次の項でより
詳しく説明される。
式のデジタルコンピュータによる制御の下に全体のシス
テムを置くことである。このコンピュータはモジュラー
化された（一連の組み立てられた）ソフトウエアのルー
チンを使ってデータ分析を実行し、ユーザの要求する方
式で結果を提供する。コンピュータは他のモジュラー化
された（一連の組み立てられた）ソフトウエアのルーチ
ンを使って連続的に全システムの自己診断および自己較
正の手順を実行し、ユーザにいかなる潜在的な問題も警
報する。コンピュータは、さらに他のモジュラー化され
たソフトウエアセットのルーチンを通して全システムの
すべてのプロセッサの制御を行い、これは次の項でより
詳しく説明される。
この制御システムの主な利益は、信頼性があることで
ある。これらの構成要素自身は頑丈で信頼性があり、故
障を起こさない。しかしながら、いかなるシステムでも
多くの部品からなるものでは、周囲の変化や時間によっ
てドリフトが発生する。全ての構成要素をプログラム制
御下に置くこと、およびシステムへ目標物質あるいは目
標模擬物の制御注入のような既知の入力をすることを取
り計らうことにより、較正および自己診断のプログラム
が可能となる。このプログラムの機能はシステム全体を
較正し、必要な時間、温度、パラメータ等を決定し記憶
することである。これらのパラメータが何らかの理由で
設計値内にないならば、プログラムはユーザに警報を発
する。維持用プログラムによる診断にしたってユーザの
反応の範囲としては、「即座の運転停止」から「後日に
予定修理」更に「ただ事情に注目する」まである。モデ
ムを用いることによって、この情報は世界中、どこへで
も容易に電送できる。この種のシステムにおける信頼性
の他の面は、ユーザがシステムを信頼できるということ
を知っている必要があることである。実際の警報を発す
る事態間には非常に長い間隔があるのが理想的である。
しかしながら、較正および自己診断プログラム、さらに
は実物と同様な試料を注入するためのハードウエアがあ
るならば、ユーザはいつでも信用チェックとして実際／
模擬の警報を発生させることができる。
ある。これらの構成要素自身は頑丈で信頼性があり、故
障を起こさない。しかしながら、いかなるシステムでも
多くの部品からなるものでは、周囲の変化や時間によっ
てドリフトが発生する。全ての構成要素をプログラム制
御下に置くこと、およびシステムへ目標物質あるいは目
標模擬物の制御注入のような既知の入力をすることを取
り計らうことにより、較正および自己診断のプログラム
が可能となる。このプログラムの機能はシステム全体を
較正し、必要な時間、温度、パラメータ等を決定し記憶
することである。これらのパラメータが何らかの理由で
設計値内にないならば、プログラムはユーザに警報を発
する。維持用プログラムによる診断にしたってユーザの
反応の範囲としては、「即座の運転停止」から「後日に
予定修理」更に「ただ事情に注目する」まである。モデ
ムを用いることによって、この情報は世界中、どこへで
も容易に電送できる。この種のシステムにおける信頼性
の他の面は、ユーザがシステムを信頼できるということ
を知っている必要があることである。実際の警報を発す
る事態間には非常に長い間隔があるのが理想的である。
しかしながら、較正および自己診断プログラム、さらに
は実物と同様な試料を注入するためのハードウエアがあ
るならば、ユーザはいつでも信用チェックとして実際／
模擬の警報を発生させることができる。
この制御システムの第２の利益は、多機能ということ
である。システムにとっての利益は爆発物の広い範囲、
制御された化学的薬剤の範囲、薬、麻薬等にわたって検
出できる能力があることである。全てのこれらの物質
は、異なる物理的および化学的特性を持っている。これ
らの特性により各物質はそれぞれ最適の検出のためには
当該装置のパラメータの一組が存在する。しかしなが
ら、これらの装置パラメータは他のある物質に対しては
最適ではない。ところが、これらのパラメータが全て制
御可能で、単純な読込みによってあるいはコンピュータ
メモリに保持してある異なったプログラムを作動するか
によって容易に変えることができるならば、ユーザはそ
の時点で脅威を判断されるものと対応するため効率的に
システムを何のハードウエアの変更なしに変えることが
できる。
である。システムにとっての利益は爆発物の広い範囲、
制御された化学的薬剤の範囲、薬、麻薬等にわたって検
出できる能力があることである。全てのこれらの物質
は、異なる物理的および化学的特性を持っている。これ
らの特性により各物質はそれぞれ最適の検出のためには
当該装置のパラメータの一組が存在する。しかしなが
ら、これらの装置パラメータは他のある物質に対しては
最適ではない。ところが、これらのパラメータが全て制
御可能で、単純な読込みによってあるいはコンピュータ
メモリに保持してある異なったプログラムを作動するか
によって容易に変えることができるならば、ユーザはそ
の時点で脅威を判断されるものと対応するため効率的に
システムを何のハードウエアの変更なしに変えることが
できる。
第13図を参照すると、制御およびデータ処理システム
300およびそれらに関連する周辺機器のブロックダイア
グラムが図示されている。デジタルコンピュータ302あ
るいはプロセッサは10MHzで動作するATタイプのパーソ
ナルコンピュータであり、標準的なビデオディスプレイ
端子304を有している。コンピュータ302はプロセス制
御、データ獲得、データ分析および結果表示を行う。加
えて、上述したようにコンピュータ302は自己診断およ
び自己較正の手順のためのソフトウエアのルーチンを含
んでいる。また、コンピュータ302は電力分配ユニット3
06から電力を受け、電力分配ユニット306は試料収集室1
00、水圧制御ユニット210aに水圧を供給している水圧ポ
ンプ210bおよびプロセス制御ユニット308にも電力を供
給している。コンピュータ302の制御下にあるプロセス
・制御ユニット308は水圧制御ユニット210a、濃縮器制
御ユニット214およびインターフェース制御ユニット238
に接続され、これらの駆動のために必要な信号を供給し
ている。
300およびそれらに関連する周辺機器のブロックダイア
グラムが図示されている。デジタルコンピュータ302あ
るいはプロセッサは10MHzで動作するATタイプのパーソ
ナルコンピュータであり、標準的なビデオディスプレイ
端子304を有している。コンピュータ302はプロセス制
御、データ獲得、データ分析および結果表示を行う。加
えて、上述したようにコンピュータ302は自己診断およ
び自己較正の手順のためのソフトウエアのルーチンを含
んでいる。また、コンピュータ302は電力分配ユニット3
06から電力を受け、電力分配ユニット306は試料収集室1
00、水圧制御ユニット210aに水圧を供給している水圧ポ
ンプ210bおよびプロセス制御ユニット308にも電力を供
給している。コンピュータ302の制御下にあるプロセス
・制御ユニット308は水圧制御ユニット210a、濃縮器制
御ユニット214およびインターフェース制御ユニット238
に接続され、これらの駆動のために必要な信号を供給し
ている。
プロセス・制御ユニット308はコンピュータ302と他の
様々なアクチュエータとの間の標準的なインターフェー
スユニットである。水圧制御ユニット210aは、図７に示
すように、第１濃縮器201のフィルタ206、208をロック
あるいはアンロックするために上下方向に移動する水圧
ピストンの駆動方向を決定し、そのため前項で述べたよ
うに第１位置から第２位置に回転することができる。ソ
フトウエアの制御下、プロセス制御ユニット308は二方
向のソレノイドである水圧制御ユニット210aに命令を出
力し、このソレノイド（図示略）は水圧ピストンを接続
したりあるいは接続を解除する。濃縮器アクチュエータ
ユニット214はステッパモータであり、ステッパモータ
はフィルタ206と208が水圧制御ユニット210aによって固
定されていなくなったところで、フィルタ206、208を回
転させる。ステッパモータはソフトウエアによる制御で
動く。インターフェースアクチュエータユニット238も
ステッパモータであり、これは第２濃縮器203に使われ
るマルチポートバルブ226をピストン１からピストン２
に叉はその逆方向に回転するために用いられる。PCADア
クチュエータユニットは２つのステッパモータから成
り、１つは円板プレイン402の回転のためであり、他の
１つは６ポートバルブ412あるいは三方弁434の作動のた
めである。分析器234、236からのデータは処理のために
直接にコンピュータ302に取り込まれる。ガスクロマト
グラフ/ECDシステム234からのデータは可変周波数（つ
まり変調した周波数として）でコンピュータ302に取り
込まれ、IMSシステム236からのデータはアナログ電圧の
変化としてコンピュータ302に取り込まれる。コンピュ
ータ302へのデータ入力はプロセッサ302によってプロセ
ッサ制御モジュール308と互いに関係付けられ、プロセ
ッサ制御モジュール308はプロセッサ302のために必要な
中断を行い、したがって、データは適当な時間間隔で入
力される。
様々なアクチュエータとの間の標準的なインターフェー
スユニットである。水圧制御ユニット210aは、図７に示
すように、第１濃縮器201のフィルタ206、208をロック
あるいはアンロックするために上下方向に移動する水圧
ピストンの駆動方向を決定し、そのため前項で述べたよ
うに第１位置から第２位置に回転することができる。ソ
フトウエアの制御下、プロセス制御ユニット308は二方
向のソレノイドである水圧制御ユニット210aに命令を出
力し、このソレノイド（図示略）は水圧ピストンを接続
したりあるいは接続を解除する。濃縮器アクチュエータ
ユニット214はステッパモータであり、ステッパモータ
はフィルタ206と208が水圧制御ユニット210aによって固
定されていなくなったところで、フィルタ206、208を回
転させる。ステッパモータはソフトウエアによる制御で
動く。インターフェースアクチュエータユニット238も
ステッパモータであり、これは第２濃縮器203に使われ
るマルチポートバルブ226をピストン１からピストン２
に叉はその逆方向に回転するために用いられる。PCADア
クチュエータユニットは２つのステッパモータから成
り、１つは円板プレイン402の回転のためであり、他の
１つは６ポートバルブ412あるいは三方弁434の作動のた
めである。分析器234、236からのデータは処理のために
直接にコンピュータ302に取り込まれる。ガスクロマト
グラフ/ECDシステム234からのデータは可変周波数（つ
まり変調した周波数として）でコンピュータ302に取り
込まれ、IMSシステム236からのデータはアナログ電圧の
変化としてコンピュータ302に取り込まれる。コンピュ
ータ302へのデータ入力はプロセッサ302によってプロセ
ッサ制御モジュール308と互いに関係付けられ、プロセ
ッサ制御モジュール308はプロセッサ302のために必要な
中断を行い、したがって、データは適当な時間間隔で入
力される。
コンピュータ302は内部クロックを有し、内部クロッ
クは全てのタイミング制御のための基準クロックとな
る。したがって、全ての弁および機械的作動はコンピュ
ータによって操作されている故に、設備内における全て
のガスおよびサンプルの流れは操作のタイミングに準じ
て制御可能である。作動の相対順序およびタイミングは
コンピュータのメモリに記憶されたプログラムの命令系
統に他ならない。また、機械内における全ての温度はコ
ンピュータに読み込まれ、全ての加熱処理はコンピュー
タによって操作される。それ故に、全ての温度およびそ
の刻々の大きさ及びその時間的変化はプログラム制御の
下に置かれる。ECD234およびIMS236からの出力データは
必要により処理され、その必要とされる情報は取り出さ
れ、同じコンピュータによって表示される。
クは全てのタイミング制御のための基準クロックとな
る。したがって、全ての弁および機械的作動はコンピュ
ータによって操作されている故に、設備内における全て
のガスおよびサンプルの流れは操作のタイミングに準じ
て制御可能である。作動の相対順序およびタイミングは
コンピュータのメモリに記憶されたプログラムの命令系
統に他ならない。また、機械内における全ての温度はコ
ンピュータに読み込まれ、全ての加熱処理はコンピュー
タによって操作される。それ故に、全ての温度およびそ
の刻々の大きさ及びその時間的変化はプログラム制御の
下に置かれる。ECD234およびIMS236からの出力データは
必要により処理され、その必要とされる情報は取り出さ
れ、同じコンピュータによって表示される。
第14図ａは全体にわたるフローチャート500を示し、
このフローチャートは制御およびデータ処理システムに
よって達成され、コンピュータ302によって実行され
る。フローチャート500のブロック502は開始点あるいは
全てのソフトウエアパッケージへの入り口であるに過ぎ
ない。自己診断実行ブロック504では自己診断および自
己較正を行うソフトウェアを示している。サンプル気体
ブロック506では試料収集室の試料抽出口からSCAP内に
気体のサンプルを引かせるための一連の命令群を示す。
サンプル気体ブロック506を経ると、次いでフローチャ
ート500は２つのパスに分かれ、これらは同時に進行で
きる。１つのパスは通常のSCAP200の操作に対応し、第
２のパスはPCAD400の操作に対応する。第１のパスは次
のように実行される。フィルタ取外しブロック508は水
圧制御ユニットの制御を行う一連のソフトウェアであ
り、フィルタ回転ブロック510は濃縮器制御ユニットの
制御を行うソフトウェアを表す。次いで、フィルタロッ
クブロック512は水圧制御ユニットの制御つまり保持手
段にフィルタをロックする命令を実行する一連のソフト
ウエアを表している。脱離蒸気ブロック514は加熱手段
および脱離プロセスへの純粋ガスの流れの制御を行う一
連のソフトウェアを示す。マルチポートバルブ回転ブロ
ック516では第２濃縮器のマルチポートバルブの回転制
御を行い、濃縮したサンプルが適当に分析器に送られる
ようにする一連のソフトウェアを表す。データ獲得ブロ
ック518では分析器からのデータを獲得し、その後の分
析および結果データを表示するブロックのソフトウェア
を示す。このソフトウエアは巡回型でプロセスが繰り返
され、ステップ518からサンプリングステップ506に戻
り、停止されるまで再び続けられる。第２のパスは次の
通りである。PCADフィルタ回転ブロック520では円板の
回転の制御を行う一連のソフトウェアを表す。PCAD微粒
子物質加熱ブロック522では、脱離プロセスの期間中ス
テンレス鋼の金網の電気加熱を行う一連のソフトウェア
を表す。PCAD6ポートバルブ回転ブロック524では、６ポ
ートバルブの回転制御を行い、濃縮したサンプルをまち
がいなく分析器に送る一連のソフトウェアを表す。PCAD
データ獲得ブロック526では分析器からのデータを獲得
し、その後の分析および結果データを表示する。このソ
フトウエアはプロセスが繰り返され、ステップ526から
サンプリングステップ506に戻り、停止されるまで再び
続けられる。上述したようにソフトウエアのルーチンは
モジュール化され、したがって、容易に変更したり更新
したり取り除いたり、付け加えたりできる。
このフローチャートは制御およびデータ処理システムに
よって達成され、コンピュータ302によって実行され
る。フローチャート500のブロック502は開始点あるいは
全てのソフトウエアパッケージへの入り口であるに過ぎ
ない。自己診断実行ブロック504では自己診断および自
己較正を行うソフトウェアを示している。サンプル気体
ブロック506では試料収集室の試料抽出口からSCAP内に
気体のサンプルを引かせるための一連の命令群を示す。
サンプル気体ブロック506を経ると、次いでフローチャ
ート500は２つのパスに分かれ、これらは同時に進行で
きる。１つのパスは通常のSCAP200の操作に対応し、第
２のパスはPCAD400の操作に対応する。第１のパスは次
のように実行される。フィルタ取外しブロック508は水
圧制御ユニットの制御を行う一連のソフトウェアであ
り、フィルタ回転ブロック510は濃縮器制御ユニットの
制御を行うソフトウェアを表す。次いで、フィルタロッ
クブロック512は水圧制御ユニットの制御つまり保持手
段にフィルタをロックする命令を実行する一連のソフト
ウエアを表している。脱離蒸気ブロック514は加熱手段
および脱離プロセスへの純粋ガスの流れの制御を行う一
連のソフトウェアを示す。マルチポートバルブ回転ブロ
ック516では第２濃縮器のマルチポートバルブの回転制
御を行い、濃縮したサンプルが適当に分析器に送られる
ようにする一連のソフトウェアを表す。データ獲得ブロ
ック518では分析器からのデータを獲得し、その後の分
析および結果データを表示するブロックのソフトウェア
を示す。このソフトウエアは巡回型でプロセスが繰り返
され、ステップ518からサンプリングステップ506に戻
り、停止されるまで再び続けられる。第２のパスは次の
通りである。PCADフィルタ回転ブロック520では円板の
回転の制御を行う一連のソフトウェアを表す。PCAD微粒
子物質加熱ブロック522では、脱離プロセスの期間中ス
テンレス鋼の金網の電気加熱を行う一連のソフトウェア
を表す。PCAD6ポートバルブ回転ブロック524では、６ポ
ートバルブの回転制御を行い、濃縮したサンプルをまち
がいなく分析器に送る一連のソフトウェアを表す。PCAD
データ獲得ブロック526では分析器からのデータを獲得
し、その後の分析および結果データを表示する。このソ
フトウエアはプロセスが繰り返され、ステップ526から
サンプリングステップ506に戻り、停止されるまで再び
続けられる。上述したようにソフトウエアのルーチンは
モジュール化され、したがって、容易に変更したり更新
したり取り除いたり、付け加えたりできる。
第14図ｂはフローチャート500′を示し、このフロー
チャートは１つの箇所を除いては第14図ａのものと同様
である。フローチャート500′では、第14図ａにおけるP
CAD6のポートバルブ回転ブロック524がPCAD三方弁作動
ブロック528に置き換えられている。PCAD三方弁作動ブ
ロック528では、イオン移動態様における三方弁の操作
を行い、濃縮したサンプルを適当に分析器に送る。
チャートは１つの箇所を除いては第14図ａのものと同様
である。フローチャート500′では、第14図ａにおけるP
CAD6のポートバルブ回転ブロック524がPCAD三方弁作動
ブロック528に置き換えられている。PCAD三方弁作動ブ
ロック528では、イオン移動態様における三方弁の操作
を行い、濃縮したサンプルを適当に分析器に送る。
スクリーニングシステムには２つの機構が存在する。
順序機構は１つのスクリーニングサイクルを完成させる
のにほぼ14.0秒を必要とし、同時機構は１つのスクリー
ニングサイクルを完成させるのにほぼ3.6秒を必要とす
る。これらの機構は第14図a,bに示すフローチャート50
0、500′を用いて実施される。しかしながら、名称が暗
示するように、同時機構はオーバラップあるいはマルチ
タスク環境でスクリーニングシステムに含まれる操作の
確実な実行を含んでいる。基本的には、同時機構ではソ
フトウエアルーチンは正確な中断モードの中でフォアグ
ランド／バックグランドシナリオで実行される。この種
の機械的操作のシナリオはバックグランドで実行され、
分析器およびデータ処理はフォアグランドで実行され
る。第14図a,bは一般的なソフトウエアの代表例であ
り、タイミングダイアグラムとしては解釈されない。以
下に示すテーブル１は、順序機構に用いられるスクリー
ニング手順に含まれる関連ステップおよび時間を示すも
のである。
順序機構は１つのスクリーニングサイクルを完成させる
のにほぼ14.0秒を必要とし、同時機構は１つのスクリー
ニングサイクルを完成させるのにほぼ3.6秒を必要とす
る。これらの機構は第14図a,bに示すフローチャート50
0、500′を用いて実施される。しかしながら、名称が暗
示するように、同時機構はオーバラップあるいはマルチ
タスク環境でスクリーニングシステムに含まれる操作の
確実な実行を含んでいる。基本的には、同時機構ではソ
フトウエアルーチンは正確な中断モードの中でフォアグ
ランド／バックグランドシナリオで実行される。この種
の機械的操作のシナリオはバックグランドで実行され、
分析器およびデータ処理はフォアグランドで実行され
る。第14図a,bは一般的なソフトウエアの代表例であ
り、タイミングダイアグラムとしては解釈されない。以
下に示すテーブル１は、順序機構に用いられるスクリー
ニング手順に含まれる関連ステップおよび時間を示すも
のである。
テーブル１ サンプル収集 5.0秒 第１濃縮段階 3.0秒 第２濃縮段階 2.0秒 分析 3.0秒 データ処理／報告 1.0秒 全スクリーニング時間 2.0秒 次に、第15図はシーケンスダイアグラム600、すなわ
ち同時サンプリング機構の各々に付与される様々な時間
パラメータを表すために与えられるタイミングチャート
を示す図である。各時間の区切りはプロセス内で様々な
ステップを示す５つのボックスを有している。ボックス
602は空気サンプリングステップ時間、ボックス604はサ
ンプルの収集に含まれる機械的ステップのための時間、
ボックス606は濃縮されたサンプルを化学的分析器に注
入するための関連時間、ボックス610は分析時間を表し
ている。入口を通過する時間はほぼ2.5秒であるから、
２人では5.0秒を要し、そのためにタイミングチャート6
00は２人の人間に対応して示されている。１人のための
総合時間を算出するには、その答はほぼ3.6秒である
が、最初の２人がスクリーニングされる総合時間は14.4
秒であるので。これから次の２人から試料を収集し抽出
する時間を減ずると、ほぼ7.2秒となり、それで２人の
ための時間は7.2秒、１人のための時間は3.6秒となる。
タイミングチャート600に示したように、同時処理では
サンプリングおよび収集期間がオーバラップしている。
３つの残り時間線（の横枠）はダッシュ（プライム符
号）、二重ダッシュ、三重ダッシュが付けられた同じ数
字である。
ち同時サンプリング機構の各々に付与される様々な時間
パラメータを表すために与えられるタイミングチャート
を示す図である。各時間の区切りはプロセス内で様々な
ステップを示す５つのボックスを有している。ボックス
602は空気サンプリングステップ時間、ボックス604はサ
ンプルの収集に含まれる機械的ステップのための時間、
ボックス606は濃縮されたサンプルを化学的分析器に注
入するための関連時間、ボックス610は分析時間を表し
ている。入口を通過する時間はほぼ2.5秒であるから、
２人では5.0秒を要し、そのためにタイミングチャート6
00は２人の人間に対応して示されている。１人のための
総合時間を算出するには、その答はほぼ3.6秒である
が、最初の２人がスクリーニングされる総合時間は14.4
秒であるので。これから次の２人から試料を収集し抽出
する時間を減ずると、ほぼ7.2秒となり、それで２人の
ための時間は7.2秒、１人のための時間は3.6秒となる。
タイミングチャート600に示したように、同時処理では
サンプリングおよび収集期間がオーバラップしている。
３つの残り時間線（の横枠）はダッシュ（プライム符
号）、二重ダッシュ、三重ダッシュが付けられた同じ数
字である。
上記は最も実用的で好ましい実施例を示していると信
じられるが、本発明の精神および範囲から逸脱しない限
り当業者にとって他の特別な方法、設計が可能であるこ
とは明らかである。また、本発明は示され、かつ開示さ
れた特別の構成に限定されず、示されたクレームの範囲
内にある全ての変形態様もここに属すると解釈すべきで
ある。
じられるが、本発明の精神および範囲から逸脱しない限
り当業者にとって他の特別な方法、設計が可能であるこ
とは明らかである。また、本発明は示され、かつ開示さ
れた特別の構成に限定されず、示されたクレームの範囲
内にある全ての変形態様もここに属すると解釈すべきで
ある。
以上説明したように、この発明によれば、サンプリン
グされた試料を可搬式の抽出手段に取り込み、回転軌跡
上の第１の位置で吸着させ、第２の位置で脱離して検出
を行うから、吸着媒体の回転によって吸着および離脱を
繰り返すことにより、効率的に検出を行うことができ
る。また、吸着手段の移動経路中にさらに一つの位置を
追加することにより、前記吸着、離脱に加えて、吸着手
段を熱的に浄化し、不純物も混入を確実に排除すること
ができる。さらに、外気との好ましくない交換を防止
し、目的とする物質を迅速かつ正確に検出することがで
きる禁制品の検出・選別装置、および、禁制品の検出・
選別方法を実現することができるという効果がある。
グされた試料を可搬式の抽出手段に取り込み、回転軌跡
上の第１の位置で吸着させ、第２の位置で脱離して検出
を行うから、吸着媒体の回転によって吸着および離脱を
繰り返すことにより、効率的に検出を行うことができ
る。また、吸着手段の移動経路中にさらに一つの位置を
追加することにより、前記吸着、離脱に加えて、吸着手
段を熱的に浄化し、不純物も混入を確実に排除すること
ができる。さらに、外気との好ましくない交換を防止
し、目的とする物質を迅速かつ正確に検出することがで
きる禁制品の検出・選別装置、および、禁制品の検出・
選別方法を実現することができるという効果がある。
第１図はこの発明の試料収集室の横断面図。 第２図は第１図のＺ−Ｚ′矢視図。 第３図はの発明の試料収集室の上面図。 第４図はこの発明の試料収集室の後面図。 第５図はこの発明の試料収集室内の気流の概略図。 第６図はこの発明の試料収集室の後にある内部／外部の
空気の境界の概略図。 第７図はこの発明のサンプル収集機および濃縮機の概略
ブロック図。 第８図は３つのフィルタの形状を持ったこの発明のサン
プル収集機および濃縮機の概略ブロック図。 第９図はこの発明の主濃縮機の３つのフィルタの形状の
平面図。 第10図ａは負荷位置におけるバルブを持ったこの発明に
用いられるマルチポートバルブの概略図。 第10図ｂは注入位置におけるバルブを持ったこの発明に
用いられるマルチポートバルブの概略図。 第11図ａはこの発明の携帯用のサンプル収集機の概略
図。 第11図ｂは手荷物サンプリング手段の概略図。 第12図ａは６ポートバルブの構成を利用するこの発明の
微粒子収集機および検出手段の概略図。 第12図ｂは三方弁の形状を利用するこの発明の微粒子収
集機および検出手段の概略図。 第13図はこの発明の制御およびデータ処理装置のブロッ
ク図。 第14図ａは微粒子収集機および検出手段のための６ポー
トバルブの構成を利用するこの発明において用いられる
コンピュータプログラムのフローチャート。 第14図ｂは微粒子収集機および検出手段のための三方弁
構成を利用するこの発明において用いられるコンピュー
タプログラムのフローチャート。 第15図は選別処理に関連した処理の様々な時間持続を示
すタイム図。 100……試料収集室、200……SCAP 206……フィルタ、208……フィルタ 209……フィルタ、210……水圧式アクチュエータ 216……シャフト、218……ガス供給源 226……マルチポートバルブ、230……ガス流路 234、236……化学分析装置、400……微粒子収集検出装
置 402……回転プレート、404……収集室 406……脱離室、408……浄化室 416……化学分析装置
空気の境界の概略図。 第７図はこの発明のサンプル収集機および濃縮機の概略
ブロック図。 第８図は３つのフィルタの形状を持ったこの発明のサン
プル収集機および濃縮機の概略ブロック図。 第９図はこの発明の主濃縮機の３つのフィルタの形状の
平面図。 第10図ａは負荷位置におけるバルブを持ったこの発明に
用いられるマルチポートバルブの概略図。 第10図ｂは注入位置におけるバルブを持ったこの発明に
用いられるマルチポートバルブの概略図。 第11図ａはこの発明の携帯用のサンプル収集機の概略
図。 第11図ｂは手荷物サンプリング手段の概略図。 第12図ａは６ポートバルブの構成を利用するこの発明の
微粒子収集機および検出手段の概略図。 第12図ｂは三方弁の形状を利用するこの発明の微粒子収
集機および検出手段の概略図。 第13図はこの発明の制御およびデータ処理装置のブロッ
ク図。 第14図ａは微粒子収集機および検出手段のための６ポー
トバルブの構成を利用するこの発明において用いられる
コンピュータプログラムのフローチャート。 第14図ｂは微粒子収集機および検出手段のための三方弁
構成を利用するこの発明において用いられるコンピュー
タプログラムのフローチャート。 第15図は選別処理に関連した処理の様々な時間持続を示
すタイム図。 100……試料収集室、200……SCAP 206……フィルタ、208……フィルタ 209……フィルタ、210……水圧式アクチュエータ 216……シャフト、218……ガス供給源 226……マルチポートバルブ、230……ガス流路 234、236……化学分析装置、400……微粒子収集検出装
置 402……回転プレート、404……収集室 406……脱離室、408……浄化室 416……化学分析装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス ピー ミーナ カナダ国 Ｋ２Ｅ ７Ｙ４ オンタリオ ナピーン ユニット 108 アンタレス ドライブ 42 (56)参考文献 特開 昭50−113291（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−33894（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−83957（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−204157（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−21692（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4202200（ＵＳ，Ａ) 米国特許4111049（ＵＳ，Ａ) 米国特許4775484（ＵＳ，Ａ)
Claims (56)
- 【請求項１】ａ）人若しくは目的物における所定の領域
から、これらより発生する蒸気あるいは微粒子状発散物
を補集すべく所定のサンプル量の空気を集める可搬式補
集手段と、 ｂ）蒸気あるいは微粒子物を補集すべく集められた前記
のサンプル量の空気を集めるものであって、前記可搬式
補集手段により集められた微粒子状発散物の補集および
その気化を行う微粒子状発散物補集手段を有するサンプ
ル抽出手段と、 ｃ）前記サンプル抽出手段によって集められた蒸気、あ
るいは、微粒子状発散物から発散した蒸気を精製するも
のであって、前記蒸気あるいは微粒子状発散物を吸着媒
体に吸着させる第１の手段と、前記吸着媒体を脱離のた
めの領域へ移動せしめる移送手段、および前記吸着媒体
から吸着物質を前記脱離のための領域に脱離させる第２
の手段を有する蒸気あるいは微粒子状発散物の精製手段
と、 ｄ）前記脱離領域において吐き出された蒸気を検知して
最初の信号および警報を発する第１の検知器を有する検
出手段と、 を備えてなり、 前記精製手段に設けられた吸着媒体は、回転可能な回転
プレートにこの回転プレートの回転中心からの距離を等
しくしてかつ回転方向に沿って互いに間隔をおいて複数
設けられ、前記第１の手段および第２の手段は、前記回
転プレートの回転における前記吸着媒体の軌跡と重なる
位置に設けられた 隠された爆発的、化学剤および、薬あるいは麻薬のよう
な他の禁制品の検出を、蒸気あるいは微粒子状発散物の
検知により行うことを特徴とする可搬式禁制品検出・選
別装置。 - 【請求項２】前記サンプル抽出手段は、 さらに、前記可搬式補集手段からの前記所定量の空気を
集めて、該所定量の空気を前記微粒子状発散物の収集・
検出手段に移送する移送管を有し、 該収集・検出手段は、前記精製手段に接続されているこ
とを特徴とする請求項１記載の可搬式禁制品検出・選別
装置。 - 【請求項３】前記可搬式補集手段は、手で保持されるも
のであって前記移送管に接続される棒状部材と、前記可
搬式補集手段から所定の回数にわたって前記所定量の空
気を吸引する吸引ファンとを有し、前記棒状部材は柔軟
なパイプを介して前記移送管に接続されていることを特
徴とする請求項２記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項４】前記吸着媒体は、前記回転プレートに設け
られた少なくとも２つの開口部のそれぞれに設けられた
ステンレス鋼のメッシュスクリーンであり、また、 前記移送管と直列にかつ回転プレートに近接する位置に
収集チャンバが設けられて、この収集チャンバ内で前記
ステンレス鋼のメッシュスクリーンのいずれかが露出す
ることにより、前記可搬式収集手段によって集められた
蒸気および微粒子状発散物を吸着し、 さらに、回転プレートの近傍に脱離チャンバが設けら
れ、この脱離チャンバにおいて、前述の吸着された発散
物を気化させるとともに、吸着された蒸気を脱離すべく
前記ステンレス鋼のメッシュスクリーンが加熱されるこ
とを特徴とする請求項３記載の可搬式禁制品検出・選別
装置。 - 【請求項５】前記可搬式禁制品検出・選別装置は、さら
に、微粒子発散物補集手段に、前記サンプル周期毎に前
記回転プレートを所定距離だけ回転させるアクチュエー
タ手段を備えることを特徴とする請求項４記載の可搬式
禁制品検出・選別装置。 - 【請求項６】前記脱離チャンバは、前記ステンレス鋼の
メッシュスクリーンに接続された一対の第１の電極を有
し、 該電極は、前記スクリーンに電流を流して急激に熱する
ことにより、集められた微粒子状発散物を脱離させ、さ
らには気化させることを特徴とする請求項６記載の可搬
式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項７】前記第１の検知器は、化学的分析手段を有
することを特徴とする請求項６記載の可搬式禁制品検出
・選別装置。 - 【請求項８】前記可搬式禁制品検出・選別装置は、さら
に、６ポートバルブを有し、該６ポートバルブは、前記
脱離チャンバと化学分析手段の間に接続されることを特
徴とする請求項７記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項９】前記可搬式禁制品検出・選別装置は、さら
に三方弁を有し、該三方弁は、前記脱離チャンバと化学
的解析手段の間に接続されることを特徴とする請求項７
記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項１０】前記アクチュエータ手段は、ステッパー
モータを有することを特徴とする請求項５記載の可搬式
禁制品検出・選別装置。 - 【請求項１１】前記化学的分析手段はガスクロマトグラ
フを有することを特徴とする請求項７記載の可搬式禁制
品検出・選別装置。 - 【請求項１２】前記化学的分析手段は、イオン移動分光
器を有することを特徴とする請求項７記載の可搬式禁制
品検出・選別装置。 - 【請求項１３】前記吸着媒体は、前記回転プレートに設
けられた少なくとも３つの開口部のそれぞれに設けられ
たステンレス鋼のメッシュスクリーンであり、また、 前記微粒子状発散物補集手段は、 前記移送管と直列にかつ回転プレートに近接する位置に
収集チャンバーが設けられて、この収集チャンバ内で前
記ステンレス鋼製のメッシュスクリーンのいずれかが露
出することにより、前記可搬式収集手段に収集された蒸
気および微粒子発散物質が受けられ、 前記回転プレートの近傍に脱離チャンバーが設けられ
て、この脱離チャンバーにおいて、吸着された発散物を
気化させるとともに、吸着された蒸気を脱離すべく前記
ステンレス鋼のメッシュスクリーンが加熱され、 前記回転プレートの近傍に浄化チャンバが設けられて、
この浄化チャンバーにおいて、前記ステンレス鋼のメッ
シュスクリーンは、残存するすべての吸着された成分を
脱離すべく熱せられるとともに、吐き出された成分が周
囲の環境に発散させられることを特徴とする請求項３記
載の可搬式禁制品検出・選別システム。 - 【請求項１４】前記微粒子状発散物収集・検出手段は、
さらに、複数のサンプリング周期信号を発生する制御手
段と、このサンプリング周期毎に前記回転プレートを所
定距離だけ回転させるアクチュエータ手段を有すること
を特徴とする請求項13記載の可搬式禁制品検出・選別装
置。 - 【請求項１５】前記脱離チャンバは、さらに、前記ステ
ンレス鋼のメッシュスクリーンに接続された一対の電極
を有し、 該電極は、前記スクリーンに電流を流し急激に熱するこ
とにより、吸着された蒸気および微粒子状発散物の蒸気
を脱離させることを特徴とする請求項14記載の可搬式禁
制品検出・選別装置。 - 【請求項１６】前記浄化チャンバは、さらに、前記ステ
ンレス鋼のメッシュスクリーンに接続された一対の第２
の電極を有し、 該電極は、前記スクリーンに電流を流し急激に熱するこ
とにより、吸着された成分を脱離させることを特徴とす
る請求項13記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項１７】前記精製手段は、第１の予備精製器を有
することを特徴とする請求項３記載の可搬式禁制品検出
・選別装置。 - 【請求項１８】前記蒸気あるいは微粒子状発散物成分を
吸着する第１の手段および脱離させる第２の手段は、移
動可能なプラットフォームに取り付けられた複数のフィ
ルター手段を有し、前記プラットフォームは吸着チャン
バーから脱離チャンバーへ移動することを特徴とする請
求項17記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項１９】前記複数のフィルタ手段は、吸着位置と
脱離位置との間で移動可能であり、各フィルター手段
は、前記吸着位置において前記所定量の空気に含まれる
蒸気および／叉は微粒子状発散物を吸着すべく前記吸い
込みファンと直列に配置され、前記吸着位置における空
気に含まれる蒸気および／叉は微粒子状発散物成分が脱
離されるとき、接続手段と直列にされるとともに、第２
の予備精製器と直列に配置されることを特徴とする請求
項18記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項２０】前記第１の予備精製器は、さらに、前記
プラットフォームに取り付けられた直列配置の３つのフ
ィルタ手段を有することを特徴とする請求項19記載の可
搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項２１】前記直列配置のフィルタ手段は、前記吸
着位置、脱離位置および熱浄化位置の間にそれぞれ移動
可能に取り付けられ、 各フィルタ手段は、前記吸い込みファンと直列に所定配
列で配置され、前記吸着位置において前記空気に含まれ
る蒸気および／叉は微粒子状発散物成分を吸収し、 前記各フィルター手段は、前記吸着された蒸気および／
叉は微粒子状発散物が脱離されるときに第２の予備精製
器に直列に連続して配置され、 さらに、他のフィルタ手段が吸着および脱離されると
き、熱浄化手段と直列に連続して配置されていることを
特徴とする請求項20記載の可搬式禁制品検出・選別装
置。 - 【請求項２２】前記第１の予備精製器は、それぞれのフ
ィルタが前記脱離位置にあるとき、前記一連の第１、第
２、第３のフィルタ手段にクリーンガスを供給するガス
供給手段を備え、 前記クリーンガスの流れは、集められた蒸気および／叉
はフィルタ手段が脱離位置にあるとき、前記接続手段内
にある微粒子状発散物物質から発している蒸気を脱離さ
せて除去するために使用されるとともに、 前記各フィルターが前記熱浄化の位置にあるとき、残留
物を熱的に浄化して周囲の環境へ向けて除去するために
使用されることを特徴とする請求項21に記載の可搬式禁
制品検出・選別装置。 - 【請求項２３】前記クリーンガスは不活性ガスであるこ
とを特徴とする請求項22に記載の可搬式禁制品検出・選
別装置。 - 【請求項２４】前記一連のフィルタ手段は、選択的な吸
着物質が表面にコーティングされたワイヤースクリーン
を有することを特徴とする請求項23記載の可搬式禁制品
検出・選別装置。 - 【請求項２５】前記選択的な吸着物質は、爆発性の蒸
気、爆発性の微粒子物質を選択的に吸着することを特徴
とする請求項24記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項２６】前記選択的な吸着物質は、麻薬の蒸気、
麻薬性の微粒子物質を選択的に吸着することを特徴とす
る請求項24記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項２７】前記最初の予備集中器は、さらに前記各
フィルタ手段が脱離および熱浄化位置にあるとき、蒸気
および／叉は微粒子状発散物成分の脱離を助けるように
各フィルタ手段に熱を供給する熱交換器を有することを
特徴とする請求項24記載の可搬式禁制品検出・選別装
置。 - 【請求項２８】隠された爆発的、化学剤および、薬ある
いは麻薬のような他の禁制品の検出を、蒸気あるいは微
粒子状発散物の検知により行う可搬式禁制品検出・選別
装置であって、 ａ）人若しくは目的物における所定の領域から、これら
より発生する蒸気あるいは微粒子状発散物を補集すべく
所定のサンプル量の空気を集めるものであって、上記装
置に柔軟な移送管を介して接続され、吸引ファンによっ
て吸引された上記所定量のサンプル量の空気をサンプリ
ングする可搬式補集手段と、 ｂ）前記所定のサンプル量の空気中の蒸気または微粒子
状発散物を選択的に吸収するものであって、第１、第
２、および第３のフィルター手段を有し、各フィルター
手段は、吸着位置、脱離位置、および熱浄化位置の間を
連続的に移動可能な構成とされ、前記第２のフィルター
手段は、前記第１のフィルター手段が脱離位置にありか
つ前記第３のフィルター手段が前記熱浄化位置にあると
きに前記脱離位置に配置され、前記脱離位置には前記フ
ィルターを熱して前記蒸気を脱離させあるいは前記微粒
子状発散物を気化させる加熱手段が設けられた第１の予
備精製手段と、 ｃ）第２の予備精製器から脱離された蒸気に対して反応
可能な第１の検出器を少なくとも有する検出手段と、 を備え、 隠された爆発的、化学剤および、薬あるいは麻薬のよう
な他の禁制品の検出を、蒸気あるいは微粒子状発散物の
検知により行うことを特徴とする可搬式禁制品検出・選
別装置。 - 【請求項２９】前記第１、第２、および第３のフィルタ
ー手段は、回転可能なターンテーブルに搭載され、か
つ、制御システムにより動かされることを特徴とする請
求項28記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３０】前記制御システムは、油圧制御ユニット
および堅固なシャフトによって前記回転可能なプラット
フォームに接続されたポンプを有し、 該油圧制御ユニットは、プラットフォームをロック位置
からアンロック位置に移動させることが可能であるとと
もに、 さらに、予備集中器制御ユニットを有し、 該予備集中器制御ユニットは、プラットフォームがアン
ロック位置にあるとき、これを回転させることが可能で
あることを特徴とする請求項29記載の記載の可搬式禁制
品検出・選別装置。 - 【請求項３１】前記予備集中器制御ユニットは、ステッ
パモータであることを特徴とする請求項30記載の可搬式
禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３２】前記接続手段は、さらに、マルチポート
バルブシステムを有する第２の予備精製器を有すること
を特徴とする請求項28記載の可搬式禁制品検出・選別装
置。 - 【請求項３３】前記マルチポートバルブシステムは、６
ポートバルブを有し、 該６ポートバルブは、前記６ポートの２つに選択的かつ
連続的に連結される吸収／脱離管を有することを特徴と
する請求項32記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３４】前記６ポートバルブは、電気接続制御ユ
ニットによって回転させられることを特徴とする請求項
33記載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３５】前記電気接続制御ユニットは、ステッパ
ーモータを含むことを特徴とする請求項34記載の可搬式
禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３６】前記６ポートバルブは、前記第１の予備
精製器中の蒸気および微粒子物質からの発散物がさらな
る精製のために前記脱離管を通過するときに、前記吸収
位置にあることを特徴とする請求項33記載の可搬式禁制
品検出・選別装置。 - 【請求項３７】前記６ポートバルブは、前記精製された
蒸気が脱離されかつ前記検出手段へ掃気されるときに前
記脱離位置にあることを特徴とする請求項33記載の可搬
式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３８】前記吸着／脱離管は、制御された電流源
に電気的に接続され、 該電流源は、脱離処理に際して前記管を所定温度に熱す
るように制御されることを特徴とする請求項33記載の可
搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項３９】前記第２の予備精製手段は、さらなる精
製を受けた蒸気を前記検出手段へ掃気するためのガス供
給手段をさらに有することを特徴とする請求項38記載の
可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項４０】前記検出手段は、イオン移動分光器（IM
S）を有し、 該イオン移動分光器は、前述のさらなる精製を受けた蒸
気を分析して、目的物が検知された場合に第１の信号を
発生することを特徴とする請求項39記載の可搬式禁制品
検出・選別装置。 - 【請求項４１】前記検出手段は、ガスクロマトグラフ／
電子捕獲検出器を有し、 該ガスクロマトグラフ／電子捕獲検出器は、前述のさら
なる精製を受けた蒸気を分析して、目的物が検知された
場合に第１の信号を発することを特徴とする請求項39記
載の可搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項４２】前記検出手段は、光電離検出器を有する
ことを特徴とする請求項37記載の可搬式禁制品検出・選
別装置。 - 【請求項４３】前記検出手段は窒化リン検出器を有する
ことを特徴とする請求項39記載の可搬式禁制品検出・検
出装置。 - 【請求項４４】前記検出手段は、イオン移動分光器およ
びガスクロマトグラフ／電子捕獲検出器を有し、 該イオン移動分光器およびガスクロマトグラフ／電子捕
獲検出器は、前記さらなる精製を受けた蒸気を分析し
て、目的物が検知された場合に第１の信号を出力するこ
とを特徴とする請求項39記載の可搬式禁制品検出・選別
装置。 - 【請求項４５】前記装置は、さらに制御およびデータ処
理手段を有し、 該データ処理手段は、装置の制御のために記憶されたデ
ジタルプログラムを有するデジタルコンピュータと、 該デジタルコンピュータと前記インターフェイス制御ユ
ニットとの間、および前記予備精製器制御ユニットと前
記制御ユニットとの間を接続するプロセスコントロール
モジュールを有することを特徴とする請求項44記載の可
搬式禁制品検出・選別装置。 - 【請求項４６】前記記憶されたデジタルプログラムは、
自己診断用および自己較正用のプロセッサを含む複数の
プロセッサの制御、前記サンプル収集物の制御および前
記検出手段から集めたデータの処理の制御が可能である
ことを特徴とする請求項45記載の可搬式禁制品検出・選
別装置。 - 【請求項４７】ａ）人若しくは目的物における所定領域
から所定のサンプル量の空気を集めることにより、前記
人若しくは目的物から蒸気または微粒子発散物を補集す
る工程と、 ｂ）前記微粒子状発散物を補集して気化させる微粒子状
発散物補集器を有するサンプル抽出手段により、前記の
サンプル量の空気に含まれる蒸気または微粒子発散物を
集める工程と、 ｃ）前記蒸気または微粒子状発散物から抽出された蒸気
を第１の手段により吸着し、第２の手段により脱離する
ことにより精製する工程と、 ｄ）前記第２の手段から脱離された蒸気を検出する工程
と、 からなり、 前記精製工程では、吸着のための複数の手段が同一の回
転軌跡上で互いに回転方向へ沿って間隔を置いて移動さ
せることにより、前記第１の手段および第２の手段と重
なる位置に選択的に配置されてなる、 隠された爆発的、化学剤および、薬あるいは麻薬のよう
な他の禁制品の検出を、蒸気あるいは微粒子状発散物の
検知により行うことを特徴とする禁制品検出・選別方
法。 - 【請求項４８】前記補集の工程は、さらに、吸引ファン
手段によって前記所定のサンプル量の空気を精製手段へ
掃気することを特徴とする請求項47記載の禁制品検出・
選別方法。 - 【請求項４９】前記精製された蒸気を脱離する工程は、 前記吸着された蒸気を所定の脱離温度に加熱する工程
と、 前記蒸気不活性ガスにより掃気する工程と、 を有することを特徴とする請求項48記載の禁制品検出・
選別方法。 - 【請求項５０】前記検出の工程は、検出手段へ前記蒸気
および不活性ガスを掃気する工程を有することを特徴と
する請求項48記載の禁制品検出・選別方法。 - 【請求項５１】前記検出の工程は、前記蒸気を化学的に
分析する工程を有することを特徴とする請求項49記載の
禁制品検出・選別方法。 - 【請求項５２】前記補集の制御およびデータ処理をデジ
タルコンピュータに記憶された所定のプログラムに従っ
て行うことを特徴とする請求項51記載の禁制品検出・選
別方法。 - 【請求項５３】前記吸着および脱離における残留物質を
熱的に浄化する熱浄化工程を有する精製工程を有するこ
とを特徴とする請求項51に記載の禁制品検出・選別方
法。 - 【請求項５４】前記熱浄化工程は、 前記残留物質を所定温度まで加熱して気化させる工程
と、 前記加熱および気化された残留物質を周囲の環境へ掃気
する工程と、 を有することを特徴とする請求項53に記載の禁制品検出
・選別方法。 - 【請求項５５】ａ）目的物から発生する蒸気あるいは微
粒子状発散物を補集すべく所定のサンプル量の空気を集
める補集手段と、 ｂ）前記所定のサンプル量の空気に含まれている微粒子
状発散物を精製するものであって、前記微粒子状発散物
を第１の位置の吸着媒体に補集させる手段と、前記吸着
媒体を第２の位置に移送する手段と、前記蒸気または微
粒子状発散物の蒸気を前記第２の位置で脱離させる手段
とを有する精製手段と、 ｃ）前記微粒子状発散物を検出するものであって、前記
微粒子状発散物に反応して信号を発生する検出手段と、 を備え、 前記精製手段では、複数の吸着媒体を同一の回転軌跡上
に互いに回転方向へ沿って間隔を置いて回転移動させる
ことにより、前記第１の手段および第２の手段に重なる
位置に前記吸着媒体が選択的に配置されてなる、 隠された爆発的、化学剤および、薬あるいは麻薬のよう
な他の禁制品の検出のための禁制品検出・選別装置。 - 【請求項５６】ａ）対象物が収容された領域からのガス
の流れによって微粒子状発散物または蒸気を補集する工
程と、 ｂ）補集された微粒子状発散物または蒸気を補集領域に
おいて吸着媒体に吸着する工程と、 ｃ）前記吸着媒体を脱離位置へ移送する工程と、 ｄ）前記脱離位置において前記蒸気を脱離させる工程
と、 ｅ）前記脱離された蒸気または微粒子状発散物の蒸気を
検出する工程と、 前記移送は、複数の吸着媒体を同一の回転軌跡上に互い
に回転方向へ沿って間隔を置いて回転移動させることに
より、前記第１の手段および第２の手段と重なる位置に
前記吸着媒体を選択的に配置することにより行われる、 ことを特徴とする対象物の検査方法。
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