JPH11352032A - 自然空気流と人の身体からの熱伝達に基づく化学的痕跡の検知入口設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検者の皮膚もしくは着衣に保持されている
ことのある微量の密輸品の検知用検知器で利用するため
に入口設備を提供する。 【解決手段】 この入口設備には皮膚の顕微鏡的鱗片が
被検者から絶えず分離する連続法に頼っている。この入
口設備はすべての被検者に隣接する温風の層からなる人
の熱柱が存在することにも頼っている。この温風はより
冷たい周囲の空気中で上昇して皮膚の顕微鏡的鱗片を一
方向に輸送する。この入口設備は前記被検者の真上に漏
斗状採取器を備える少くとも一部分の囲いを設けること
によりこの現象を利用する。比較的濃厚な冷風の低速流
が前記入口設備に導入され、被検者の熱柱の温風を上方
方向に浮揚させることができ、前記被検者の熱柱により
形成される空気流とその中の皮膚粒子が前記入口設備の
真上の漏斗状採取器にあるトラップに移動する。このト
ラップは検知器と協働して問題の分子の存在を検知す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人の身体が回りの空
気を採取してその中に共存する微量薬品を検出する入口
設備型の試料採取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】世界規模の組織的暴力、特に商業航空輸
送に向けられた組織的暴力の増加は空港旅客の安全確保
ステーションが隠蔽された爆発物ならびに金属製武器に
対する検査を不可欠のものとした。経験では隠蔽された
爆発装置が数多い事例で組織暴力団員により機上に持込
まれたことが分かっており、そのいくつかの事例では旅
客全員の生命を奪う大きな不幸をもたらした。さらに当
世の暴力団員は僅かな量でも航空機を墜落させることが
でき、その検知も極めて困難なプラスチック製爆発物の
入手も使用もやってのけるほどに巧妙になっている。

【０００３】特別に訓練された犬がこのような隠蔽され
た爆発物を事実は爆薬の空気中の濃度が僅か１兆分の何
パーツのような小さなものであっても情況が適切であれ
ば嗅分けできることは公知のことである。正確な感度を
備える化学的検知装置、例えば質量分析法、イオン移動
度分析法もしくはガスクロマトグラフィーの原理に基づ
いて開発された。例えばアンソニー．ジェンキンス（Ａ
ｎｔｈｏｎｙ Ｊｅｎｋｉｎｓ）に発行された米国特許
第５，２００，６１４号と、アンソニー．ジェンキンス
ならびにウィリアム．Ｊ．マックガン（Ｗｉｌｌｉａｍ
Ｊ ＭｃＧａｎｎ）に発行された米国特許第５，４９
１，３３７号に極めて有効な装置が示されている。また
前記米国特許第５，２００，６１４号ならびに米国特許
第５，４９１，３３７号の技術を組入れた市販の検知器
が典型的な例として、例えば微量の問題の組成物を多分
入れていると思われる１個の小型旅行かばんのような物
品の上をワイプ（ｗｉｐｅ）で一擦りすることで役目を
果す。その後前記ワイプを米国特許第５，２００，６１
４号もしくは米国特許第５，４９１，３３７号の技術を
用いた装置に配置すると、空気の流れが前記ワイプを通
って案内され、微量の問題の分子を前記装置に搬送す
る。しかしワイプを旅客の身体全体に亘って実際的に擦
りつけさせることはできない。したがって先行技術に欠
けていたことは、隠蔽された爆発物の検査のために被検
者の皮膚を取り巻くものの試料採取するこのような検知
器にとって迅速で便利で、かつ誰もが容認できる手段で
ある。

【０００４】上述の検知装置の１つに取付けられた手づ
かみ式検知器が先行技術で用いられて人の身体の断層透
視を行った。このような装置は米国マサチューセッツ
州．ウイルミントンのイオン．トラック．インストルメ
ンツ社（Ｉｏｎ ＴｒａｃｋＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，
Ｉｎｃ．）により商品名「ベーパー．トレーサ（ＶＡＰ
ＯＲ ＴＲＡＣＥＲ）」として販売されている。この形
式の装置は特定の爆発物もしくは麻薬の存在検知にはビ
ヒクル、ボーダー．クロッシングス（ｖｅｈｉｃｌｅ
ｂｏｒｄｅｒ ｃｒｏｓｓｉｎｇｓ）では有効に使用で
きる。しかしながらこの先行技術の装置は旅行する日毎
に数千もの航空会社の旅客全部に行う時は、大変な時間
の浪費になるとともに、飛行機に搭乗する極めて多くの
割合の旅客に用いられた場合、おそらく数々の不服を顕
在化させることになるような押付けがましい方法として
認められることになるだろう。

【０００５】隠蔽された爆発物の発見のための旅客検査
をあまり押付けがましくなく行う手段が提案されてき
た。このような装置の１つがショワルター（Ｓｈｏｗａ
ｌｔｅｒ）に発行された米国特許第４，０４５，９９７
号に開示されている。

【０００６】このショワルターの米国特許は２つのキャ
ビネットの間を通る水平「エアカーテン」を開示し、そ
のカーテンを被検者が通過する。このエアカーテンは隠
蔽爆発性の微量蒸気を「剥ぎ取る」のが目的である。こ
の蒸気はこのエアカーテンの収容キャビネットに取付け
られた特定の検知器が検知できるようになっていた。

【０００７】エルソン（Ｅｌｌｓｏｎ）に発行された米
国特許第４，２０２，２００号は長さが１０フィート
（約３００．５ｃｍ）、高さが７フィート（約２１０ｃ
ｍ）、幅が３フィート（約９１ｃｍ）の廊下を備え、こ
の装置の中心にある再循環領域に繋がる空気の水平循環
を生ずる手段を開示する。この入口設備を歩行して通る
被検者にこの再循環空気流が衝突する。その結果エルソ
ンが考えていることは、「爆発性蒸気がこの空気流によ
り人から剥ぎ取れる」ということであった。エルソンが
さらに主張しようとしたのは空気流の循環する性質が爆
発性蒸気をさらに希釈しないことであった。

【０００８】アクター（ａｃｈｔｅｒ）ほかに発行され
た米国特許第４，８９６，５４７号は立って出入でき、
吸気孔を持ったウォークイン、ウォークアウト式のブー
スで、このブースに入る被検者の回りから空気を「大
量」に水平方向に吸引することを開示する。さらにこの
ブース内にある複数例のエアジェット「パッファー」な
らびに赤外線ストリップ．ヒータが「（爆発性）蒸気を
追い出し、空気を着衣の下から放出し、蒸気を露出した
膚から洗浄し、かつ人の近くの空気の停滞した境界層を
引掻き回す」。前記エルソンの米国特許は非代表試料
（例えば人体のあらゆるところからではない）を収集し
ようとしている。アクターほかの基本は、「必然的に身
体全部位」から試料を採取することである。この米国特
許はさらに、「蒸気」を気相、エアゾールもしくは小固
形粒子爆薬残留物を意味するものと規定している。この
エルソン米国特許はさらに、伝統的金属検知器が爆発物
検知ブースに組込まれることができるとも断言してい
る。

【０００９】ジェンキンス（Ｊｅｎｋｉｎｓ）ほかに発
行された米国特許第４，９６４，３０９号は上記の先行
技術のいくつかを再検討し、前記エアカーテン式の爆発
物検知器が爆発性蒸気を過剰の空気で希釈し、またその
濃度を１００，０００倍も希釈すると結論づけた。ジェ
ンキンスほかの米国特許は、さらに先行技術での課題が
前述の装置の空気流量を減少させることで単純には解決
できないことを、この処置が被検者の体の上を流れる空
気流の「浸出」効果を減少させ、自然の室内の隙間風の
ための損失を増大させ、かつ試料採取に要する時間を容
認できない位に増大させる。したがって前記ジェンキン
スほかの米国特許は異なる種類の入口設備を提案し、そ
の中で被検者にその体との物理的接触をさせ、また吸引
管を取付けて人体の皮膚に近い直接触れるような場所か
らの少量の空気の試料を除去させる自在「サロンドア」
を通過する必要がある。被検者のこれらのドアとの物理
的接触が着衣と試料からの爆発性蒸気を除去する一方、
過剰量の空気でそれを希釈することはない。０．０５〜
０．２リットル／秒（０．１〜０．４ｃｆｍ）の試料採
取の空気の流量は、エアカーテン式の先行技術における
２００リットル／秒（４００ｃｆｍ）と比較すると、直
接の物理的接触のため容易であった。

【００１０】コリガン（Ｃｏｒｒｉｇａｎ）に発行され
た米国特許第４，９８７，７６７号ならびに米国特許第
５，５８５，５７５号は被検者との物理的接触を必要と
しないで、むしろ再循環式のエアカーテン式の構造中に
一列になったエアジェットを必要とする立って通り抜け
のできる入口設備の着想に戻った。

【００１１】これらのエアジェットの配置は「内部の空
気容積を周囲環境から有効に孤立させる」ことが要求さ
れる。入口設備の外面からの「エアジェット」は中心に
向けられ、それを通って被検者が歩行する。このエアジ
ェットは前記入口設備の天井で集められ、その「少量」
が爆発性蒸気検知のため排出された後、エアジェットに
再循環される。先行技術にあるように、長さが６フィー
ト（約１８２．９ｃｍ）高さが７フィート（約２１３．
３ｃｍ）、幅が３フィート（約９１．４ｃｍ）の廊下が
調べられる人の通路として配設され、各被検者は前記入
口設備の内部で２〜３秒間を過すことになる。全部で約
２４００リットル／秒（４８００ｃｆｍ）の空気が再循
環されて、１７ｍ／秒の出口空気速度を生ずる一列のエ
アジェットを通過する。この米国特許ではこれらのエア
ジェットの方向が入口設備の機能性にとって極めて重要
である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述の先行技術は被検
者の皮膚ならびに着衣からの爆発性蒸気および／または
粒子の剥ぎ取り、洗浄、さもなければ追出しの必要性を
認めた。これらの蒸気および／または粒子は停滞性があ
り、十分な信号を爆発物検知分析装置に供給するには活
発な混ぜ返しと除去を必要とすると考えられる。

【００１３】先行技術の「試料採取」、すなわち爆発性
信号を被検者から外し、それを適切な検知器に移す処置
が、強い空気流、連続もしくは間欠的衝撃エアジェッ
ト、赤外線加熱器ならびに自在ドアもしくは同様の装置
による物理的接触を含む様々な押付けがましい手段によ
り達成できる。

【００１４】上述の先行技術に被検者から粒子を排出さ
せるために用いられる空気流れは一般に直立する被検者
の垂直配位に対し水平に配位される。前記コリガンほか
の米国特許においてのみ空気流れの配向は完全には水平
でない（この場合の大部分のエアジェットは水平線に対
し４５°の角度で上方方向に配向される）。

【００１５】物理的接触の発生を防ぐ前述先行技術はそ
の代り人体を取巻く薄い空気層に比して極めて大量の空
気の移動に依存している（以下討議される）。物理的接
触の発生を防ぐ先行技術の実施例に対し、最小空気流量
は前記ショウワルター（Ｓｈｏｗａｌｔｅｒ）の米国特
許の場合、約２００リットル／秒（４００ｃｆｍ）であ
るのに対し前記コリガンの米国特許の場合の最大流量は
２４００リットル／秒（４８００ｃｆｍ）である。これ
は隠蔽された爆発物に対する被検者から剥離された極微
量の薬品の極めて重大な希釈に繋がる。このような希釈
を仮定すれば、大量の空気中にある殆どない位の低い濃
度の爆発物もしくは他の薬品の痕跡を検出する仕事は本
質的に不可能なものとなる。

【００１６】上述の先行技術による装置は一般にそれが
発生させる空気流の小さい部分であるに過ぎない。利用
できる爆発物分析装置は極めて小さい試料のサイズ、典
型的例として１リットル／秒より遥かに少ない量に限っ
て引受けできるので、空気の流れの発生量の殆どが極微
量の爆発物の共存に対しても大部分が検査されずに終
る。固体粒子は、とりわけ試料採取されないか、あるい
は採取された場合でも、その後この粒子は気化して逃
げ、化学分析装置に対しては気体試料として現れる。こ
の加熱は捜し求めているその化合物の分解の発生を防ぐ
ため注意深く行われる必要がある。前記コリガン（Ｃｏ
ｒｒｉｇａｎ）の米国特許の場合、「少量」の再循環空
気の流れを爆発性蒸気検知のため引き、化学分析装置に
別の方法で得られると考えられるよりも、高い濃度の可
能性のある微量の爆発物を提供しようとして用いられ
る。

【００１７】先行技術は爆発性蒸気および／または粒子
のいくつかの組合せが、爆発物検知用の入口設備の正し
い機能性に必要であり、また必要となるかも知れない。
このような入口設備がより広汎な用途、すなわち薬物お
よび危険物検知にも用途をもつことがさらに断言されて
いる。最後に爆発物検知と金属検知の機能が、隠蔽武器
に対すると同様、単一形式の装置に組込まれていること
が注目されている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は被検者用の爆発
物検知入口設備の技術が、人の身体を取巻く空気の熱挙
動と、人の外皮膚の連続発散により発生させられる固有
の微粒子の場を適当に考慮に入れることで事実上改良で
きるという前提に一部立っている。下記に示されるよう
に、このような考慮は人の身体の上に隠蔽された爆発物
もしくは他の物質の有効な検知にとっては主要かつ極め
て重要である。さらに、微量爆発物の人体や着衣からの
機械的手段もしくはエアジェットの衝突捕集による積極
的剥取り、洗浄もしくは他の除去は、この機能が人のサ
ーマル．プルーム（熱柱：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｌｕｍ
ｅ）それ自体の固有挙動により自動的に行われる範囲で
はいずれかが不必要であるか、もしくは人体により生ず
る固有信号が余りに弱くて検知できないような情況下で
は必要になるだけである。先行技術で述べられた人体上
もしくは人体に近い爆発性蒸気の「停滞境界層」の考え
方は公知の人のサーマル．プルーム（熱柱）の挙動に関
連しては事実上物理的に可能ではない。先行技術の優位
性にある空気流の水平方向の配向と対照的に、本発明は
直立する人の熱柱の固有の配向を利用するが、それは以
下に論述されるように垂直かつ上方方向である。先行技
術はこのようにして空気流のパターンを人体の回りの対
流的空気流の固有の傾向とまさに矛盾して導入され、空
気の凝縮試料の人体の皮膚に触れる環境からの収集に見
られる全体の非能率に繋がる。

【００１９】前記コリガンの米国特許の場合に生成され
た前記４８００ｃｆｍ再循環は、例えば人の全平熱柱
（３０〜５０リットル／秒、すなわち６０〜１００ｃｆ
ｍ）により生ずる空気流の５０〜８０倍である。

【００２０】本発明は人体の固有の熱および空気力学的
な特徴に、２番目には人体を取囲む空気中の多数の人の
皮膚の鱗片の存在に基づく。人の皮膚は通常周囲大気よ
り数度熱い（室温２４℃に対し皮膚温度は平均して３３
℃）。これは身体から周囲大気に起こる連続熱対流が原
因である。通常の活動レベルでは、身体からの空気に伝
播されるエネルギーの速度は約８０ワットである。廃熱
が身体により拒絶され、身体の温度調節が起こるという
ことはこの仕組みによる。（これらの一般的原則につい
てのさらなる詳細は１９８５年ロンドンのＥ・アーノル
ド出版社刊、Ｒ．Ｐ．クラーク（Ｃｌａｒｋ）ならびに
Ｏ．Ｇ．エドホルム（Ｅｄｈｏｌｍ）による「マン．ア
ンド．ヒズ．サーマル．エンバイロンメント（Ｍａｎ
ａｎｄＨｉｓ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ
ｔ）」と、ニュージャージ州アトランティック．シティ
において１９９６年１１月１２日乃至１５日開催された
エクスプロージヴス．ディテクション．テクノロジー．
アンド．エヴィエーション．セキュリティ．テクノロジ
ー（Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓ ａｎｄ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｓ
ｅｃｕｒｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」についての第
２回ＦＦＡシンポジウムのＷ．Ｈ．マッキの（Ｍａｋｋ
ｙ）編集による議事録第６５乃至７０頁のＧ．Ｓ．セッ
トルス（Ｓｅｔｔｌｅｓ）、Ｈ．Ａ．ゴワディア（Ｇｏ
ｗａｄｉａ）、Ｓ．Ｂ．ストライン（Ｓｔｒｉｎｅ）な
らびにＴ．Ｅ．ジョンソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ）の共著に
なる「ザ．ナチュラル．エアロダイナミック、サンプリ
ング．オヴ．トレース．エクスプローシヴズ．フロム．
ザ．ヒューマン．ボディ（Ｔｈｅ ＮａｔｕｒａｌＡｅ
ｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｏｆ Ｔｒａ
ｃｅ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｈｕ
ｍａｎ Ｂｏｄｙ）」と題する論文に提出される。

【００２１】皮膚で熱せられ、周囲空気よりも熱く濃度
の低い空気はアルキメデスの原理により当然のことなが
ら上昇する。これが人の境界層を発生させる。直立する
人にとって、この境界層はくるぶしで始まり、足から胴
に上昇し、移動するにしたがって段々と濃度および速度
を増す。上半身の回りでは人の境界層の厚さは数ｃｍと
なり垂直方向、上方方向に向かう０．５／秒もの速度を
もつ。肩と頭部ではこの境界層は身体を離れ、その浮揚
性のある上方への運動を継続して、人の熱柱を形成す
る。この全熱柱の中にある空気流はほぼ３０〜５０リッ
トル／秒もしくは６０〜１００リットル／秒といったと
ころである。人の境界層と熱柱は身長、体重着衣の量も
しくは形などの広汎な変化に拘らず、ほぼ同じ仕方で形
成するものと観察される。

【００２２】したがって本発明にとっては、身体と接触
している空気が決して停滞しないで、上方方向の運動を
絶えず続けている状態にあることが不可欠である。さら
に人の境界層のその運動の性質が身体の表面上のどの部
分を取ってもそれに寄与していることである。したがっ
て爆発物が隠蔽されている可能性のある場所、例えばく
るぶし、脚、腿、ウエスト、腕などあらゆる場所がほぼ
均等（単位皮膚面積当たり）に浮揚空気流に寄与し、結
局身体の真上に上昇して熱柱を形成する。したがって身
体の上のどの部分にも隠蔽された微量の爆発物も自然に
上方方向に移動し、熱柱となって終る。着衣はこのプロ
セスとは、それが微量の粒子の何かを捕捉するか、ある
いはそれが不透質であって、腕、くるぶし、首およびウ
エストで気密封止されるような起こりそうもない場合を
除き、著しく干渉することはない。

【００２３】本発明は試料採取が、隠蔽爆発物の見逃し
を完全に防ぐために人体全部を包囲する必要があるとす
る原則に基づき機能する。人の熱境界層はこの課題を当
然のことながら達成するので、被検者の頭の真上の自然
に上昇する前記熱柱を採取して極めて高い濃度の試料を
身体の上のあらゆる部分から採ることだけを必要とす
る。さらに、この課題が前記人の熱柱により自然に達成
される限り、この熱柱を、この分野におけるあらゆる先
行技術で必然的に行われているように、人為的に誘導さ
れる空気流により希釈および／または拡散させることは
極めて好ましくない。

【００２４】本発明はさらに、非アナログ式医学的なら
びに生理学的技術で公知である特定の事実、すなわち人
はその外皮膚を顕微鏡的鱗片（スケール：ｓｃａｌｅ）
の形で絶えず脱皮していることを利用している（例えば
１９５４年シカゴで刊行されたＳ．ロスマン（Ｒｏｔｈ
ｍａｎ）の「フィジオロジー．アンド．バイオケミスト
リー．オヴ．ザ．スキン（Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎ
ｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｋｉ
ｎ）」を参照のこと）。皮膚の全外皮膚は１日もしくは
２日おきに脱皮されることが分かった。１．８ｍ^２の平
均的な身体表面積と、１４ミクロンの平均皮膚鱗片の直
径に対し、ほぼ数百万という皮膚の鱗片が平均的な人に
より毎分剥落していることが分かる。それどころか家庭
ならびに事務所内の室内環境で発生する塵が人の皮膚か
ら主としてなっていることが示された。

【００２５】表皮により剥離された皮膚鱗片は人の境界
層の上方に向う動作に即座に捉られる。それはその流降
速度が僅かに１ｍｍ／秒、せいぜい１ｃｍ／秒であるか
らである。さらにその平均サイズが殆ど全ての着衣の生
地を編成する孔よりもずっと小さいので、それは着衣を
通り、それが剥離された部位から離れて自由に移動する
（これは人体から皮膚鱗片の上に落とされたバクテリヤ
の数が被検者が着衣しているか裸であるかを問わず、ほ
とんど同じであるという事実により立証される。）。し
たがって被検者は歩行中、ほぼ７百万もの皮膚鱗片をも
含む粒子を多量に載せた流れである。身体のあらゆる部
分はこのような鱗片を発生させ、また体の熱柱も同様に
体のあるゆる部分から起こった無数の皮膚鱗片を含んで
いる。この人の熱柱により輸送された皮膚鱗片の総質量
のざっとした推定値は１／３ｍｇ／秒である。したがっ
てこれらの皮膚鱗片の絶対数と、いたるところにあると
いう性質は、微量の爆発物が上に吸着される極めて大き
い「断面」を間違いなく付与することは真実らしい。隠
蔽された爆発物によりすでに剥離され、そして近くの皮
膚に吸着された爆発成分子は後者の連続発散のため皮膚
鱗片により輸送されることになろう。

【００２６】したがって、前記人の熱柱内で前記ほぼ３
０〜５０リットル／秒の上昇熱風を採取し、それが含ん
でいる固形皮膚鱗片のほぼ１／３ｍｇ／秒を、その上に
微量を吸着させることもできる着衣からの織物繊維と共
に抽出して、それにより空気を拒絶し、前記吸着ずみの
微量の爆発物を含む少量の固形試料だけを保留すること
が極めて望ましい。この極めて高い濃度の試料をその
後、分析と検出のため適切な装置に直接提供する。爆発
物の窒素含有量が高いため、微量の爆発物の十分な濃度
が存在するものとして仮定して、それと前記試料の他の
成分とを区別する技術が既に存在する。（例えば１９９
２年３月２０日刊「サイエンス」第２５５巻第１５３１
乃至１５３７頁のＡ．フェインバーグ（Ｆａｉｎｂｅｒ
ｇ）の論文「エックスプロシヴ．ディテクション．フォ
ー．エヴィエーション．セキュリティー（Ｅｘｐｒｏｓ
ｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ａｖｉａｔｉｏ
ｎＳｅｃｕｒｉｔｙ）」ならびに１９９２年刊 ＡＳＴ
Ｍ ＳＴＰ 第１１２７号第４８〜４９頁のＤ．Ｈ．フ
ァインならびにＥ．Ｋ．アクター（Ａｃｈｔｅｒ）共著
になる論文「ヴェイパー．ディテクション．オヴ．エク
スプローシヴズ（Ｖａｐｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏ
ｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ）」参照。さらに隠蔽された
麻薬や他の危険物もしくは管理物質が同一方法で検知で
きまた人の糸粒体ＤＮＡ試料が捕捉された皮膚鱗片試料
から抽出できる。

【００２７】下記の詳細な説明は隠蔽された爆発物の検
知の点を骨格としているが、本発明は広汎にしてさらに
一般的な用途も備えていることを確認することが重要で
ある。詳述すれば、本明細書で開示される原理も同様に
使用されて、人の体の上に、あるいは体内に隠蔽された
他の非合法的および／または危険物質、例えば密輸薬
品、焼夷物質、貨幣ならびに化学／細菌戦薬品を検知で
きる。さらに、本明細書で開示された入口設備を用いる
と、それを通過する被検者により発散された人の皮膚鱗
片小試料を採取し、それから人のＤＮＡ試料も個人のＤ
ＮＡの型の検査のために抽出できる。現在開示されてい
る本発明の一実施例は人の身体により送られた微量生物
学的信号の検出に用い、その信号を被検者の健康状態の
検索表にかけることができ、それにより直接の物理的接
触がなくても広範な種類の病気のどのようなものでも診
断できる。最後に本発明は管理された核物質、例えば伝
統的放射能検知装置での検知が困難な微量のウラニウム
の検知にも使用できる。

【００２８】外側にある空気による希釈なしに人の熱柱
の採取は、オーバーヘッド採取装置が付設された開放型
の歩行して連れる入口設備により達成でき、この採取装
置の真下を被検者が数秒間立止めることを要求される。
この採取装置は濾過装置、トラップもしくは粒子分離装
置と、熱柱の空気を前記採取装置を通して抜く単一のフ
ァンもしくはブロアーで終端する人体にぴったりの輪郭
をつけた逆漏斗の形状を呈している。前記濾過装置、ト
ラップもしくは分離装置は、メッシュ濾過器型分離装
置、サイクロン分離装置、衝撃／粒子一慣性型分離
装置、静電集塵器、冷却トラップもしくは先行技術
に公知ではあるが、本明細書では特に扱われていないい
くつかの他の装置を含むいくつかの異なる装置のどの１
つであってもよい。同様に得られた試料を提出する爆発
物、麻薬もしくは他の薬品用検出器は先行技術の検出
器、例えば米国特許第５，２００，６１４号もしくは米
国特許第５，４９１，３３７号に開示されている装置で
あっても差支えなく、この開示も本明細書では参考とし
て取入れてある。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の入口設備は本明細書で本
発明者により確認され、また図１に概略的に示された物
理的かつ生理的現象を利用している。詳述すれば、図１
はほぼ水平の床下に直立する被検者Ｓを示す。この被検
者Ｓは典型的例として、体温をもち、それは被検者Ｓに
隣接する周囲空気の温度を上回る。前記被検者Ｓの体熱
はこの被検者Ｓに隣接する周囲空気の加温の原因にな
る。この加温された空気は冷却空気より密度が低い。そ
の結果として温風は冷風に対し上昇する。この公知の物
理的現象は被検者Ｓに隣接する温風境界層が徐々に上方
方向に、また冷風を通して被検者Ｓからさらに距離を採
って流れさせる。この上方方向に流れる空気は図１の矢
印Ａで示され、それにより人の熱柱が集合的に形成され
る。

【００３０】前記人の熱柱は上にいわれている別の生理
学的現象と協働する。詳述すれば、被検者Ｈは死んだ皮
膚の顕微鏡的粒子を上述の皮膚再生法の一部として絶え
ず放出している。これらの死んだ皮膚の顕微鏡的粒子が
上方方向に流れる空気Ａ内に連行され、図１に概略図で
示された人の熱柱を形成する。

【００３１】隠蔽された爆発物、麻薬や他の感応性物質
もしくは危険物質の検知用、あるいは人のＤＮＡの試料
の可能な採取用、または被検者の健康状態に関する空気
電送信号の試料採取用の歩行で通るスクリーニング用の
入口設備が図２に１０で総体的に示されている。この入
口設備は２つのほぼ垂直の側壁１２と１４を備え、それ
らは互いに十分に間隔をおいて被検者が具合良く通れる
だけの開放通路１６を形成する。前記側壁を互いに間隔
をおいて、それによりほぼ３ｆｔ（約９１．４ｃｍ）の
全幅Ｗが形成されることが好ましい。さらにこの側壁１
２と１４により約３ｆｔ（約９１．４ｃｍ）の奥行Ｌが
形成される。前記入口設備１０は天井１８をさらに備え
る。この天井は床または前記入口設備１０の支持面の真
上に約７〜１０ｆｔ（約２１３．４〜３０４．８ｃｍ）
の全入口設備の高さＨが形成されるよう十分な距離をと
って配置される。これらの寸法は大抵の被検者に入口設
備１０の通路１６を容易に通過させる。

【００３２】前記側壁１２と１４および／または前記天
井１８には安全を必要とする空港ならびに他の場所で通
常用いられる市場で入手できる金属検知器と匹敵する金
属検知器をさらに配設できる。したがって前記入口設備
１０の密輸品検知の機能が本明細書で説明されるよう
に、現在採用されている金属検知器に寸法上匹敵する装
置における金属検知の機能と同時に行われる。

【００３３】前記開放型通路１６を覆う天井１８の部分
により逆向きとなった漏斗２０が形成され、それは通路
１６のさらに真上の箇所でより小さい断面寸法になるよ
う徐々にテーパーをつけてある。この漏斗２０は上述の
人体により発生させられた上昇熱柱の採取に効果をもた
らす。前記漏斗２０の小さくなっている断面部分に図２
に２２により総体的に示された濾過器、トラップもしく
は分離器を配設する。説明を容易にするため、前記濾過
器、トラップもしくは分離器２２をこの明細書では単純
に総称的な用語として「トラップ」ということにする。
しかしながら、この総称的用語は構造的もしくは機能的
な限定を意図していない。それどころか、このトラップ
２２は人の熱柱から粒子、例えばその上に化合物を吸着
させた皮膚の鱗片もしくは蒸気の形になった空気で選ば
れた微量薬品の試料を抽出する能力を備える公知の構造
ならば何でもよい。比較できるトラップはイオン．トラ
ック．インストルメンツ社（Ｉｏｎ Ｔｒａｃｋ Ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ）の市販する密輸品検知器
で用いられている。

【００３４】ファン２４もしくは他の空気循環発生器を
配設して前記人の熱柱を前記トラップ２２を通して案内
する。

【００３５】上記で説明され、また図２で示された入口
設備１０はその上に形成されるプレナム３２を備える床
３０の上に配置される。このプレナム３２は複数の小さ
い空気口３４を通過して前記開放通路１６と連通でき
る。このプレナム３２はさらに、図３に概略図で示さ
れ、また３６で総体的に示された空気流発生器と連通で
きる。この空気流発生器３６は冷風を前記プレナム３２
を均一にまた前記空気口３４を上方方向に通して前記開
口通路１６に最大ほぼ０．５ｍ／秒の速度で流入させる
よう機能的に作用できる。この冷風の最大０．５ｍ／秒
の低速での流れでは被検者の洗浄に有効に機能しない
し、また漏斗２０に提出された空気の量を著しく増大さ
せないだろう。反って前記プレナム３２を通って案内さ
れた冷風は単に、温かい人の熱柱Ａの自然的な垂直方向
運動を増大、促進させる。それは前記プレナム３２を通
って通路１６に案内される冷風の上に乗っている人の熱
柱を含む空気の温境界層の浮揚効果のためである。前記
プレナムを通って案内される空気の温度は、周囲温度よ
り数度低くすることが好ましいが、入口設備１０に入っ
ている被検者に不快を起こさせるほど冷たくする必要は
ない。前記プレナムを通る約６０°Ｆ（約１５．６℃）
の空気の温度は所望の浮揚効果を付与するだけの十分な
温度であろう。

【００３６】他の入口設備が図４に４０で総体的に示さ
れ、上記しまた図２に示された入口設備１０と構造的に
も機能的にも類似している。しかしながら、入口設備４
０に通路４２を、この通路４２からの出口に透明プラス
チック製引戸を備えて配設する。この引戸４４は室内の
空気流に影響を与え得る室外空気の通気を妨害する。さ
らに前記引戸４４は被検者の入口設備４０の通過のさら
に効率のよい、また正確な整理を行わせ、それにより被
検者との検知データのさらに正確な調和を保証する。

【００３７】室外空気流の影響力は入口設備の一部品と
しての機械的な引戸を配設しなくても最小限に止めるこ
とができる。このことに関して、図５は上流ならびに下
流バッフル板４６と４８を組合せて用いられる図２の入
口設備１０を示す。このバッフル板は室内空気流のため
室外空気の通気を有効に阻止し、また前記入口設備を通
る適切な調和と、検知データの被検者との有効な調和に
さらに寄与する。このバッフル板４６と４８は前記入口
設備１０から３〜６ｆｔ（約９１．４ｃｍ〜１８２．９
ｃｍ）間隔をおくことが好ましい。

【００３８】本発明の入口設備は市場で入手できる金属
検知器に寸法的に匹敵する必要はない。反って図６は細
長い廊下状の入口設備を示し、５０で総体的に示され
る。この廊下状入口設備５０は好ましくは幅が約３ｆｔ
（約９１．４ｃｍ）、高さが７〜１０ｆｔ（約２１３．
４ｃｍ〜３００．５ｃｍ）で、その双方が上述の入口設
備１０の幅と高さに匹敵する。しかしながら、図６に示
された入口設備５０はほぼ６〜１０ｆｔ（約１８２．９
ｃｍ〜３００．５ｃｍ）の長さＬ^１をもつことが好まし
い。したがって入口設備５０は長さで上述の入口設備１
０の少なくとも２〜３倍大きいものである。この入口設
備５０にさらに透明プラスチック製材料で形成された側
壁５２と５４を設ける。この透明プラスチック製側壁は
前記入口設備５０を通る人の閉所恐怖症を除去する。先
の実施例にあるように、前記入口設備５０にその内面に
形成された逆漏斗状採取器５８を備える天井５６を配設
する。しかしながらこの入口設備５０の漏斗５８はさら
に細長い。

【００３９】この透明プラスチック製側壁５２と５４は
さらに、前記入口設備５０の近くで作業する警備員によ
り被検者の観察を可能にする。この被検者を観察する能
力は不審な動作の目視観察に繋がってさらに詳細な調査
ができる。

【００４０】図７は入口設備６０の断面図であって、上
記に説明され、また図示された入口設備１０に構造的に
も機能的にも類似もしくは同一である。しかしながら入
口設備６０にそれを通過する被検者の着衣に適当なレベ
ルの空気伝播運動エネルギーをぶつけるよう設計され、
かつ配置された渦状の輪発生装置６２が前記着衣を揺動
させてそれに吸着した物質の微量固形物を除去するため
に設けられている。しかしながらこの渦状輪発生器６２
は主として局部空気流の妨害だけを付与し、前記人の熱
中に３０〜５０リットル／秒の自然空気流量を著しく変
えさせないし、また上記図１に概略図で示されたように
人の熱柱の自然にできる流れの上方に向く方向も変えさ
せない。

【００４１】図８は入口設備のさらに別の実施例で、９
０で総体的に示されている。この入口設備９０は第１と
第２の沿おう語に間隔をおいた側壁９２と９４を備え、
それを通る通路９６を形成する。この入口設備９０は上
述のものと、天井に漏斗状の採取器を備えていないとい
う点で相違している。すなわち漏斗状の空気流採取器１
００が前記側壁９４上に配設されている。この漏斗状採
取器１００が前記入口設備１００を通過する被検者の後
方につくられている熱跡を利用できるよう配置構成され
ている。トラップ１０２が前記漏斗１００の狭い部分に
配設され、人の熱跡から、例えば吸着された配合物を上
に吸着した皮膚の鱗片もしくは蒸気の形になった空気搬
送微量薬品のいずれかの粒子抽出の作用をする。したが
ってこのトラップ１０２は図２の実施例に関して述べら
れたトラップ２２と構造上にも機能的にも類似してい
る。ブロワー１０４が前記トラップ１０２の近くに配設
され、低速空気流を発生させて人の熱跡をこのトラップ
１０２を通して吸込み、かつ残余の空気流を大気に排出
する。先行の実施例にあるように運搬手段が配設され
て、捕捉した試料を前記入口設備９０を通過する被検者
用の物質検知器に提供する。先の実施例にあるように前
記検知器は問題の分子の存在の検知に機能的に作用す
る。

【００４２】図９は図４の実施例に構造上にも機能上に
も類似した本発明の実施例を示す。詳述すれば図９は側
壁１１２と１１４を備え、その各々が共通軸の回りに同
一の半径でほぼ円筒状に形成された入口設備である。こ
の側壁１１２と１１４は互いに間隔をおき、それにより
前記入口設備１１０への入口とそれから出る出口が形成
される。回転ドア１１６が前記側壁１１２と１１４の間
の中心に回転自在に配置されている。この入口設備１１
０は漏斗状採取器１２０を備えた天井１１８を有する。
しかしながらこの漏斗状採取器１２０は前記側壁１１２
の入口と出口端部の間に伸びる部分だけの上に重なるよ
うに構成されている。したがって前記漏斗１１８は周囲
環境から継続的には吸込まれないし、また前記入口設備
１１０の前記側壁１１４に隣接する部分から少くとも部
分的に間隔をおいている。前記入口設備１１０はプレナ
ム１２２を備え、事実上前記漏斗状採取器１２０と位置
合せするように構成配置されている。しかしながらこの
プレナム１２２は前記入口設備１１０の下端の床に配置
されている。前記プレナム１２２は被検者の熱柱を促進
する低流の冷風の流れを発生させることで、ほぼ図３の
実施例にあるプレナムとして機能させ、それにより被検
者の熱柱が形成される密度の低い温風の浮揚効果のため
上方方向に浮遊する。図９に示された入口設備はその他
の実施例のトラップ、このトラップを検知器に供給する
搬送手段と、問題の特定の分子の同定のため機能する検
知器とを含むすべての他の構造上ならびに機能上の構成
部品を備える。

【００４３】本発明は好ましい実施例に関し述べられて
きたが、明白なことは様々な変更が特許請求の範囲によ
り規定される本発明の範囲から逸脱することなく行うこ
とができることである。

【００４４】

【発明の効果】したがって、本発明の主たる効果は隠蔽
爆発物のあまりでしゃばることない検知手段を提供する
ことである。

【００４５】本発明のもう１つの効果は人の身体の上お
よび／または内部に隠蔽された非合法および／または危
険物質、例えば密輸薬物、焼夷物質、貨幣ならびに化学
／生物戦用化学品などを検知することである。

【００４６】本明細書に開示された入口設備が人の皮膚
鱗片の小試料の採取がさらに可能で、それから人のＤＮ
Ａの試料が個人のＤＮＡ型検者のため抽出できることで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】人の熱境界層と熱柱の概略図である。

【図２】本発明による入口設備の斜視図である。

【図３】図２に示された入口設備の断面図であり、また
その床に冷風プレナムを備えていることを示す図であ
る。

【図４】透明の引き出口ドアを備える入口設備の斜視図
である。

【図５】外部空気流の抑止用の２つの別々のバッフル板
を備える入口設備の平面図である。

【図６】天井採取器を備えた長い歩行して通り抜ける入
口設備を示す図である。

【図７】渦巻き輪衝突捕集器を用いる入口設備の断面図
である。

【図８】人の熱跡から試料を採取する入口設備の平面図
である。

【図９】容積型試料採取入口設備の回転ドア形式の斜視
図である。

【符号の説明】

Ａ 上方方向に流れる空気 Ｆ 水平床 Ｈ 入口設備の高さ Ｓ 被検者 １０ 入口設備 １２ 垂直側壁 １４ 垂直側壁 １６ 開放通路 １８ 天井 ２０ 漏斗 ２２ フィルタ、トラップもしくは分離器 ２４ ファン ２６ コンベヤー ２８ 物質検知器 ３０ 床 ３２ プレナム ３４ 空気口 ３６ 空気流発生器 ４０ 代替入口設備 ４２ 通路 ４４ ドア ４６ 上流バッフル板 ４８ 下流バッフル板 ５０ 廊下式入口設備 ５２ 側壁 ５４ 側壁 ５６ 天井 ５８ 漏斗 ６０ 入口設備 ６２ 渦巻き輪発生器 ９０ 入口設備 ９２ 側壁 ９４ 側壁 ９６ 通路 １００ 漏斗状空気流採取器 １０２ トラップ １０４ ブロアー １１０ 入口設備 １１２ 側壁 １１４ 側壁 １１６ 回転ドア １１８ 天井 １２０ 漏斗状採取器 １２２ プレナム

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中を通過する被験者から問題物質を採取
   するための入口設備であって、該入口設備はその間に伸
   びる通路を形成するよう互いに間隔をおき、かつ前記通
   路の入る入口とそれから出る出口を形成する側壁と、該
   側壁の頂点部分を横切って結合し、かつ前記通路を覆う
   天井とからなり、前記入口、出口および通路が被験者が
   通過できるような寸法を有し、前記通路に隣接する天井
   部分は前記通路に隣接する大きい断面と、前記通路から
   離れた場所で小さい断面を有する漏斗状採取器を形成す
   ることを特徴とする入口設備。
2. 【請求項２】 前記漏斗状の小断面部分に取外し自在に
   配置され、空気の通過を可能にするが、前記空気中の問
   題の粒子と物質を捕捉する材料から選択されたトラップ
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の入口設
   備。
3. 【請求項３】 前記トラップを検知器に定期的に転送す
   る手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の
   入口設備。
4. 【請求項４】 前記通路の真下に配置されたプレナム
   と、前記通路と周囲空気より冷たい温度で冷却空気源と
   連通している前記プレナムとの間で該プレナムから前記
   通路に空気を流入させる孔あき床と、前記被験者に隣接
   する温風を漏斗状採取器に向って浮揚するように上昇さ
   せる前記プレナムからの冷風を前記通路に案内させるブ
   ロアーとからさらになることを特徴とする請求項１記載
   の入口設備。
5. 【請求項５】 前記ブロアーが前記冷風を約０．５ｍ／
   秒以下の速度で案内するよう動作することを特徴とする
   請求項４記載の入口設備。
6. 【請求項６】 前記冷風の温度が約５０°Ｆ（約１０
   ℃）であることを特徴とする請求項５記載の入口設備。
7. 【請求項７】 前記通路の外部で被験者が前記通路に対
   し前記入口と出口における入場と退場を可能にするだけ
   の十分な距離をおいた少くとも１つのバッフル板をさら
   に有し、このバッフル板は外部の空気流を前記入口設備
   への流入をほぼ閉塞させるような寸法を有することを特
   徴とする請求項１記載の入口設備。
8. 【請求項８】 外部の空気流が前記入口設備と通る流れ
   を妨げる選択的に開放できるドアをさらに有することを
   特徴とする請求項１記載の入口設備。
9. 【請求項９】 前記側壁が共通軸の回りで事実上円筒状
   に設けられ、該側壁間に回転ドアが設けられ、漏斗状採
   取器が前記側壁の中心軸と前記側壁の片方との間に配置
   されたことを特徴とする請求項８記載の入口設備。
10. 【請求項１０】 前記側壁の少くとも１つが透明材料で
    形成されていることを特徴とする請求項１記載の入口設
    備。
11. 【請求項１１】 前記側壁が選択された距離により互い
    に間隔をおき、各側壁により該側壁間の前記距離よりほ
    ぼ大きい前記天井とほぼ平行に測定された距離が決まる
    ことを特徴とする請求項１記載の入口設備。
12. 【請求項１２】 少くとも１つの前記側壁に取付けら
    れ、前記通路と前記入口設備を通る通路と連通する第１
    端部と、前記通路から離隔した第２端部を備える少くと
    も１つの渦巻きチューブと、該渦巻きチューブの第２端
    部と連通して選択的に渦巻き輪を生成して空気伝播運動
    エネルギーを通過する被験者に搬送して、この被験者の
    着衣を揺動させそれに吸着させられた物質の微量固形物
    を前記被験者に隣接する自然空気流を著しく変化させな
    いで取除く圧縮空気を供給する手段とをさらに有するこ
    とを特徴とする請求項１記載の入口設備。
13. 【請求項１３】 被験者から微量の密輸品を採取する方
    法であって、 ・少くとも１組の間隔をおいて床から上方方向に伸びる
    側壁と、該側壁の前記床から間隔をおいた部分と交差し
    て伸びる天井とを備え、前記側壁と前記天井がその間に
    形成され、前記通路を被験体がそれを通って歩行できる
    ような寸法を有する入口設備を設ける工程と、 ・前記被験者から剥離した皮膚の粒子を捕捉できる材料
    で形成されたトラップを前記天井に近接させ、前記通路
    と連通させて配置する工程と、 ・前記通路から前記トラップを通る空気の流れを発生さ
    せる工程と、 ・前記被験者を前記通路を通して案内する工程と、 ・前記トラップを前記被験者が前記通路を通って通過し
    てから密輸品検知器に搬送する工程と、 からなることを特徴とする密輸品を採取する方法。
14. 【請求項１４】 前記床を通る冷風の流れを前記通路に
    向けてより温かい空気を上方方向で前記トラップの方向
    に浮揚させる工程からさらになることを特徴とする請求
    項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記冷風を前記通路の前記床を通して
    案内する工程は前記空気を約０．５ｍ／秒以下の速度で
    案内することからなることを特徴とする請求項１４記載
    の方法。
16. 【請求項１６】 前記方法が前記空気を約６０°Ｆ（約
    １６．６℃）の温度に冷却する工程からなることを特徴
    とする請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 中を通過する被験者から問題物質を採
    取するための入口設備であって、その間に伸びる通路が
    形成されるよう互いに十分に間隔をおき、かつ前記通路
    に入る入口とそれから出る出口が形成される側壁と、該
    側壁の頂点部分を横切って結合し、かつ前記通路を覆う
    天井と、前記通路を通って歩行する前記被験者から分離
    した皮膚鱗片を採取する箇所に形成され、前記通路から
    間隔をおいた小断面部分を備える漏斗状採取器と、該漏
    斗状採取器の小断面部分に移動自在に配置されたトラッ
    プと、空気が約０．５ｍ／秒以下の速度で前記通路から
    濾過器を通る流れを発生させるブロアーと、前記トラッ
    プを分析するため前記採取器から選択的に移動させるコ
    ンベヤーとからなることを特徴とする入口設備。
18. 【請求項１８】 前記漏斗状採取器が前記天井内に形成
    されることを特徴とする請求項１７記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記漏斗状採取器が前記側壁内に形成
    されて前記通路を通って移動する前記被験者により起こ
    される空気の痕跡に連行される皮膚鱗片を採取すること
    を特徴とする請求項１７記載の装置。