KR20150055069A - 샘플 수집 열 탈착기 - Google Patents

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KR20150055069A
KR20150055069A KR1020157010245A KR20157010245A KR20150055069A KR 20150055069 A KR20150055069 A KR 20150055069A KR 1020157010245 A KR1020157010245 A KR 1020157010245A KR 20157010245 A KR20157010245 A KR 20157010245A KR 20150055069 A KR20150055069 A KR 20150055069A
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Abstract

열 탈착 장치는 샘플에서 관심 물질을 검출하도록 구성되고, 장치는 스와브를 지지하도록 구성된 완드 및 관심 물질을 검출하도록 배열된 분석기를 포함하는 검출기를 포함하며, 완드가 검출기에 결합하도록 구성되어, 스와브로부터 샘플의 열 탈착은 분석기에 샘플의 일부를 제공한다.

Description

샘플 수집 열 탈착기{SAMPLE COLLECTION THERMAL DESORBER}
본 발명은 관심 물질의 검출을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 사람들이 모이는 공항과 콘서트 장소와 같은 시설에서, 폭발물 및 불법 마약과 같은 관심 물질의 자취를 검출할 필요가 있다.
본 발명은 분석을 통해 샘플에서 관심 물질을 검출하는 것을 가능하게 하도록 샘플의 열 탈착(thermal desorption)을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 분석은 이온 이동도 분광기 및/또는 질량 분광기와 같은 분광기를 사용하여 수행될 수있다.
본 발명은 샘플에서 관심 물질을 검출하도록 구성된 열 탈착 장치로서, 스와브를 지지하도록 구성된 완드; 및 관심 물질을 검출하도록 배열된 분석기를 포함하는 검출기를 포함하며; 상기 스와브로부터 샘플의 열 탈착이 샘플의 일부를 상기 분석기에 제공하도록, 상기 완드는 상기 검출기에 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
물체에 있는 관심 물질을 검출하도록, 물체는 샘플을 수집하도록 스와빙될(swabbed) 수 있으며, 스와브(swab)로부터 샘플의 부분들의 열 탈착은 샘플에서 관심 물질의 검출을 용이하게 한다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 단지 예의 방식에 의해 지금 설명될 것이다:
도 1, 및 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d는 완드(wand) 및 검출기의 다양한 도면을 도시하며;
도 1a는 제1 구성에서의 샘플 수집 및 분석을 위한 장치의 단면을 도시하며;
도 1b는 장치의 특정 특징부의 상세를 예시하도록 삽화(inset)를 포함하는, 제2 구성으로 도 1a에 도시된 장치를 도시하며;
도 1c는 검출기 내로 완드의 삽입을 나타내는 샘플 수집 및 분석을 위한 장치의 사시도이며;
도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 완드의 사시도이며;
도 2는 샘플 수집 및 분석을 위한 장치의 특정예의 개략도를 도시하며;
도 3a는 도 1 및 도 2에 도시된 장치와 함께 사용하기 위한 완드의 평면도를 도시하며;
도 3b는 도 3a에 지시된 선 B-B를 따르는 완드의 단면을 도시하며;
도 3c는 도 3a에 지시된 선 C-C를 따르는 완드의 단면을 도시하며;
도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 완드를 도시하며;
도 4는 손 파지 검출 장치를 사용하는 작업자를 도시하고;
도 5는 검출기의 하나의 배열을 도시한다.
한 양태에서, 열 탈착 장치는 스와브를 지지하도록 구성된 완드와, 관심 물질을 검출하도록 배열된 분석기를 포함하는 검출기를 포함한다. 완드는 스와브로부터 샘플의 열 탈착이 샘플의 일부를 분석기에 제공하도록 검출기에 결합하도록 구성된다. 샘플의 열 탈착된 부분들은 수집된 샘플에서 관심 물질의 존재를 검출하도록 분석될 수 있다. 그러므로, 완드로부터 스와브를 제거하여 검출기에 그 스와브를 별도로 배열할 필요가 없으며, 이러한 것은 검출 공정을 보다 효율적으로 만들 수 있다.
한 양태에서, 샘플 수집 완드는 완드의 조작을 가능하게 하도록 배열된 완드 몸체, 완드 몸체에 결합되어, 스와브와 스와브 지지부가 완드 몸체로부터 단열되도록 완드 몸체로부터 이격된 스와브를 지지하도록 배열되는 스와브 지지부를 포함한다. 완드 또는 검출기는 히터를 포함할 수 있다.
한 실시예에서, 완드는 완드로부터 스와브를 단열하도록 배열되며, 예를 들어, 완드는 지지된 스와브를 단열하도록 완드로부터 이격된 스와브 지지부를 포함할 수 있다. 단열은 에어 갭을 포함할 수 있는 공간에 의해 제공될 수 있다. 스와브와 완드 사이의 단열은 완드의 몸체로 열의 전달을 방지하고, 그래서 샘플을 열 탈착할 때 가열되는 질량체(mass)의 열용량을 감소시킨다. 이러한 것은 스와브를 가열하도록 사용된 전력을 감소킬 수 있으며, 구성요소들이 접촉하는 시스템과 비교하여 완드의 급속한 가열 및/또는 냉각을 또한 촉진할 수 있다. 가열이 보다 급속하게 수행되는 경우에, 이러한 것은 보다 높은 일시적 농도(예를 들어, 단위 시간당 투여량)로 열 탈착된(예를 들어 휘발된) 샘플을 분석기에 제공할 수 있다. 이러한 것은 배터리 수명을 위태롭게 함이 없이 배터리 작동 검출기가 감도를 개선하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 것은 수동으로 휴대 가능한 검출 장치의 제공을 가능하게 할 수 있으며, 본 발명의 일부 예는 손 파지 검출기를 제공한다.
실시예에서, 스와브 지지부는 공간을 감소시키도록 스와브 지지부가 완드를 향해 가압되는 것을 가능하게 하도록 완드에 대하여 움직일 수 있다. 예를 들어, 스와브 지지부는 가요성이다. 이러한 것은 샘플을 수집하도록 물체 상에 문질러짐으로써 완드의 몸체가 스와브를 위한 추가 지지부를 제공하는 것을 가능하게 할 수 있어서, 경량(및 그러므로 저 열용량)의 스와브 지지부가 사용될 수 있으며, 이러한 것은 급속한 가열을 더욱 촉진할 수 있다.
한 실시예에서, 스와브 지지부는, 스와브 지지부가 공간을 감소시키도록 움직인 후에, 스와브 지지부가 완드로부터 이격되는 위치로 복귀하도록 구성되고, 예를 들어, 스와브 지지부는 탄력적일 수 있다. 그러므로, 작업자는 스와빙될 때 스와브가 적절하게 지지되거나, 또는 가열할 때 적절하게 단열되는 것을 보장하도록 특정 작용을 취할 필요가 없다.
한 실시예에서, 완드는 수집된 샘플을 가열하기 위한 히터를 포함할 수 있다. 완드가 스와브 지지부를 포함하는 경우에, 히터는 스와브 지지부에 포함되거나 또는 지지부로서 기능할 수 있다. 이러한 것은 샘플로의 열 전달을 촉진한다. 일부 실시예에서, 장치는 스와브를 추가로 포함한다.
한 양태에서, 열 탈착 스와브 지지부는 샘플의 열 탈착을 위하여 스와브 지지부를 가열하도록 배열된 히터를 포함하는 탄성 층상 스트립(resilient laminar strip)을 포함한다. 한 실시예에서, 탄성 층상 스트립은 적어도 하나의 중합체 층을 포함한다. 히터는 중합체 층에 결합된 전도성 트랙(conductive track)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 중합체 층은 폴리이미드를 포함한다. 한 실시예에서, 히터는 중합체 층 사이에 배열된다. 한 실시예에서, 열 탈착 스와브 지지부는, 스와브 지지부가 열 탈착 및 샘플 수집 완드의 제1 및 제2 커플링에 기계적으로 결합되는 것을 가능하게 하는데 적합한 제1 및 제2 커플링을 포함하고, 커플링 중 적어도 하나는 히터에 대한 전기 커플링을 제공하도록 배열된다.
한 양태에서, 검출기는 열 탈착된 샘플에서 관심 물질을 검출하기 위한 분석기, 및 샘플 수집 완드로부터 분석기로의 열 탈착된 샘플을 위한 경로를 제공하도록 샘플 수집 완드에 검출기를 결합하기 위한 완드 커플링을 포함한다. 한 실시예에서, 완드 커플링은 상기 완드와 검출기를 전기적으로 결합하는데 적합한 전기 커플링을 추가로 포함한다. 실시예들에서, 완드 커플링과 전기 커플링은, 상기 샘플 수집 완드가 분석기에 샘플을 제공하도록 위치될 때, 전기 커플링이 상기 샘플 수집 완드의 전기 커플링과의 전기 접촉을 제공하도록 배열된다.
도 1은 샘플을 수집하기 위한 완드(10) 및 수집된 샘플에서 관심 물질을 검출하기 위한 검출기(20)를 포함하는 열 탈착 장치(1)의 예의 개략도를 도시한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 도면들은 완드(10)와 검출기(20)의 2개의 구성에 대응한다. 도 1a는 검출기(20) 내로 삽입된 완드(10)를 도시하고; 도 1b는 검출기(20)로부터 분리된 완드(10)를 도시한다. 도면들에서, 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지시하도록 사용된다.
도 1에 도시된 완드(10)는 완드 몸체(12)와, 스와브를 지지하기 위한 스와브 지지부(16)를 포함한다. 한 실시예에서, 스와브 지지부(16)는 예를 들어 완드 몸체(12)로부터 스와브를 이격시키는 것에 의해 완드 몸체(12)로부터 스와브를 단열하도록 배열된다. 상기 공간은 에어 갭을 포함할 수 있다. 공간을 제공하도록, 스와브 지지부(16)는 완드 몸체(12)로부터 떼어질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스와브 지지부(16)는 몸체(12)로부터 멀리 스와브 지지부(16)를 홀딩하는 스페이서들에 의해 완드 몸체(12)로부터 이격될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 완드 몸체(12)는 스와브 지지부(16)과 완드 몸체(12) 사이에 공간을 제공하도록 스와브 지지부(16) 뒤에 배열된 오목부를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 발포 폴리스티렌, 플리스(fleece), 중합체 포옴(polymeric foam)(예를 들어, 개방 셀 포옴재), 가스의 챔버(예를 들어, 감압된 압력으로 있는 가스), 또는 진공 챔버와 같은 단열재가 스와브 지지부(16)와 완드 몸체(12) 사이에 배치될 수 있다. 다른 단열 재료들이 완드 몸체(12)로부터 스와브 지지부(16)를 단열하도록 사용될 수 있으며, 가열될 필요가 있는 장치의 열용량을 감소시킬 수 있다. 일부 예에서, 완드 몸체(12)는 스와브 지지부(16) 상으로 다시 열을 반사시키도록 스와브 지지부(16) 뒤에 배열된 열반사면(예를 들어, 은 표면)을 포함할 수 있다.
스와브 지지부(16)는 예를 들어 완드 몸체(12)와 일체로 형성된 스와브 지지부(16)에 의해, 또는 완드 몸체(12)에 연결된 별개의 스와브 지지부(16)에 의해 완드 몸체(12)에 결합될 수 있다. 도 1에서, 스와브 지지부(16)는 2개의 위치(15, 15')들에서 완드 몸체(12)에 결합된 것으로서 도시되고, 그러나, 보다 많거나 작은 수의 커플링들이 사용될 수 있다. 스와브 지지부가 히터(13)를 포함하는 경우에, 커플링(15, 15')들은 히터(13)에 대한 전기 커플링을 제공할 수 있다.
도 1에 도시된 스와브 지지부(16)는 사용시에 스와빙되기 위하여 완드 몸체를 향해 편향될 수 있도록(예를 들어, 공간을 폐쇄하는) 완드 몸체(12)에 대해 움직일 수 있다. 예를 들어, 스와브 지지부는 스와브 지지부(16)와 완드 몸체(12) 사이의 단열이 비교적 보다 효과적인 가열 구성과, 완드 몸체에 의해 제공되는 기계식 지지부가 비교적 보다 튼튼한 수집 구성 사이에서 움직일 수 있다. 움직일 수 있는 것은 가요성인 스와브 지지부(16)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 스와브 지지부(16)는 하나 이상의 가요성 부재들을 포함할 수 있고, 및/또는 완드 몸체(12)에 대해 힌지 연결되거나, 선회되거나, 또는 그 밖에 가요성으로 결합될 수 있다.
도 1에 도시된 스와브 지지부(16)는 탄력적일 수 있다. 예를 들어, 이것은 스와빙될 때 완드 몸체를 향해 가압된 후에, 스와브 지지부가 스와브 지지부(16)와 완드 몸체(12) 사이에 공간을 복원하도록 구성될 수 있다. 이러한 기능은 탄성재를 포함하는 스와브 지지부의 적어도 일부에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우에, 탄성은 예를 들어 스와브 지지부가 편향된 후에 공간을 복원하기 위하여 스와브 지지부를 편향시키도록 구성된 별도의 장치를 사용하여 편향시키는 것에 의해 제공될 수 있다. 편향시키기 위한 구조의 예는 스프링, 탄성 부재, 기계, 자석, 또는 전자석 편향을 포함한다.
도 1에 도시된 완드(10)는 스와브 상에 수집된 샘플을 가열하기 위한 히터(13)를 포함한다. 히터(13)는 스와브 지지부(16)의 부분일 수 있다. 한 실시예에서, 히터(13)는 저항성 가열에 의해 가열하도록 배열된 전기 전도체이다. 예를 들어, 히터는 적어도 그 일부를 증기상으로 들어가게 하도록 관심 물질을 가열하기 위하여 선택된 저항성 재료로 형성될 수 있다. 히터(13)는 저항성 가열 소자를 제공하도록 전기 전도성 트랙을 포함할 수 있다. 히터(13)는 한쪽 측부 또는 양쪽 측부 상에 적어도 부분적으로 단열재 및/또는 유전체형 재료(예를 들어, 중합체 층)와 같은 절연체로 덮여질 수 있다. 예를 들어, 전기 전도성 트랙은 전기 절연체/유전체의 2개의 층들 사이에 샌드위치될 수 있다. 유사한 특성을 보이는 다른 적절한 절연체/유전체 재료가 사용될 수 있다. 폴리이미드, 예를 들어, Kapton (RTM)은 그 열적 및 기계적 특성 및 불활성(inertness)으로 인하여 이러한 목적에 적합한 재료의 하나의 예이다. 전기 전도성 트랙은 니켈 및 크롭의 합금, 예를 들어, 니크롬(nichrome)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 전기 전도성 트랙은 절연체/유전체 상에 아교 접착되거나, 침착되거나, 또는 그 밖에 본딩될 수 있거나, 또는 완드 몸체(12)의 일부가 마찰 끼워맞추어지는 칼라의 사용을 통하는 것과 같이, 그 위에 클램핑되거나 또는 놓여져/조립될 수 있다. 슬리브(29)는 완드(10)를 둘러싸고, 스와브 지지부(16)를 부분적으로 덮을 수 있다.
도 1에 도시된 완드(10)는 검출기(20)의 완드 피팅(wand fitting)(24)과 기계적으로 맞물리기 위한 맞물림 특징부(14)를 포함할 수 있다. 맞물림 특징부(14)는 히터(13)와 검출기(20) 사이에 전기 접촉을 제공하는 전기 커플링(11)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 완드 몸체(12)의 일부는 검출기(20)에 완드를 고정하거나 또는 적어도 부분적으로 고정하도록 내부면과 맞물리도록 형상화된다. 다른 예에서, 기계적 맞물림은 적소에서 완드를 홀딩하도록 구성되는 변형 가능한 클램프형 구조와 같은 고정 디바이스를 채택하는 것에 의해 달성되지만, 충분한 외향력이 적용되는 것으로 완드의 인출을 허용한다(예를 들어, 완드는 사용자가 완드를 끌어당길 때 풀린다).
지금 검출기(20)로 전환하여, 도 1에 도시된 검출기(20)는 열 탈착된 샘플에서 관심 물질을 검출하도록 구성된 분석기(30)를 포함한다. 분석기(30)는 분석될 샘플을 수용하기 위하여 입구(26)에 결합된다. 분석기(30)는 도 2를 참조하여 이후에 설명되는 바와 같은 IMS 분광기와 같은 분광기를 포함할 수 있다.
검출기(20)는 완드가 분석기(30)로 샘플을 제공할 수 있게 하도록 완드(1)를 수용하기 위한 포트(22)를 갖는 하우징(18)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 검출기(20)는 완드(10)와 결합하도록 구성된 완드 피팅(24)을 포함한다. 완드 피팅(24)은 적소에서 완드를 분명히 위치시키도록 완드(10)의 맞물림 특징부(14)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 검출기(20)의 완드 피팅(24)은 완드가 선택된 위치, 예를 들어, 분석기(30)에 샘플을 제공하도록 선택된 위치에 위치될 때 완드(10)의 전기 커플링(11)과의 전기 접촉을 제공하도록 구성된 전기 커플링(17)을 포함할 수 있다.
포트(22)는 검출기 내로 완드가 삽입되는 것을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 완드 피팅(24)은 포트의 내부에, 예를 들어, 포트(22)의 입구에 배열될 수 있다. 이러한 것은 완드를 숨기지 않고(완전히든 부분적이든) 샘플 도입을 허용하도록 완드로부터 스와브를 제거함이 없이 스와브로부터 샘플의 도입을 허용한다.
포트(22) 내로 완드를 삽입하는 것은 샘플로부터 분석기로의 경로를 제공하도록 검출기(20)에 완드(10)를 결합하는 하나의 예이다. 완드(10)는 삽입될 필요가 없고, 검출기의 외부에 결합될 수 있으며, 예를 들어, 완드는 하우징(18)에 연결될 수 있으며, 그 안으로 삽입될 필요가 없다.
포트(22)에 관하여 설명된 특징부(및 포트(22)와 결합하여 설명된 그 특징부)는 스와브 지지부(16)로부터 분석기(30)로의 경로를 제공하도록 완드(10)에 검출기(20)를 결합하는 어떠한 커플링에도 적용될 수 있다. 완드의 스와브 지지부와 분석기 사이의 경로는 분석기(30)로부터의 오염물을 차단하도록 배열될 수 있다. 일부 예에서, 분석기(30)로부터의 오염을 차단하는 것을 돕는 필터가 제공된다.
포트(22)와 완드(10) 및/또는 완드 피팅(24)은 완드가 포트(22) 내로 삽입될 때 검출기를 폐쇄하기 위해 서로 협동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 완드 피팅(24)은 완드(10)가 포트(22) 내로 삽입될 때, 돌기가 포트(22)를 폐쇄하는 덮개 또는 캡으로서 작용하도록 배열된 돌기를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 포트와 완드는, 사용 시에, 완드(10)가 포트 내로 삽입될 때, 보완적인 특징부가 검출기에서 스와브 지지부를 봉입하기 위해 협동하도록 배열된 보완적인 특징부를 포함할 수 있다. 이러한 봉입부는 공기가 검출기 내로 흡인될 수 있지만 열 탈착된 샘플이 빠져나가는 것을 방지하도록 배열될 수 있다.
검출기(20)는 전기 커플링(17)을 통하여 검출기의 구성요소 및/또는 완드에 전력을 제공하도록 구성된 전력 공급기(32)를 포함할 수 있다. 검출기(20)는 컨트롤러(34)를 또한 포함할 수 있다. 실시예에서, 컨트롤러(34)는, 컨트롤러가 예를 들어 유선 또는 무선 통신 링크를 통해 원격 디바이스로/로부터 데이터를 전송 및/또는 수신하는 것을 가능하게 하도록 통신 인터페이스(37)에 결합된다. 컨트롤러(34)는 사용자 인터페이스(36)로부터 작업자 입력/명령을 수신하도록, 및/또는 작업자에게 정보를 출력하도록 사용자 인터페이스(36)에 결합될 수 있다.
작업 시에, 스와브가 완드 몸체(12)로부터 이격되도록, 스와브는 스와브 지지부(16) 상에 배치될 수 있다. 완드(10)는, 스와브가 테스트될 물체에 문질러지고 물체에 있는 물질이 스와브 상에 침착될 수 있도록 작업자에 의해 조작될 수 있다. 스와브 지지부(16)가 가요성이면, 물체 상으로 완드를 가압하는 것은 스와브 지지부(16)를 변형시키고 완드(10)의 몸체(12)을 향해 스와브 지지부를 가압할 수 있다. 그러므로, 완드(10)의 몸체(12)는 샘플을 수집하도록 스와브가 물체에 대해 억세게 문질러지는 것을 가능하게 하도록 기계적인 지지부를 제공할 수 있다.
스와빙된 후에, 완드는 스와브 지지부(16)와 스와브가 입구(26)에 샘플을 제공하도록 검출기(20)의 포트(22) 내로 삽입될 수 있다. 완드(10)의 맞물림 특징부(14)는 검출기(20)의 완드 피팅(24)과 맞물릴 수 있다. 적소에 있는 완드와 함께, 검출기(20)의 전기 커플링(17)은 히터(13)에 대한 전력의 제공이 가능하도록 완드(10)의 전기 커플링(11)을 접촉할 수 있다.
예들에서, 사용자 인터페이스(36)를 통해 입력된 제어 신호에 응답하여, 컨트롤러(34)는 스와브로부터 샘플의 부분을 열 탈착하기 위해 선택된 온도로 가열하도록 히터(13)를 제어한다. 열 탈착된 샘플은 입구(26)로부터 분석기(30)로 보내진다. 분석기(30)는 샘플에서 존재할 수 있는 관심 물질을 검출하도록 샘플을 분석할 수 있다. 분석을 나타내는 데이터는 분석기로부터 컨트롤러(34)로 보내진다. 관심 물질이 분석기(30)에 의해 검출된 경우에, 컨트롤러(34)는 관심 물질이 검출되었다는 신호로 사용자 인터페이스(36) 및/또는 통신 인터페이스(37)를 제어할 수 있다. 관심 물질이 검출되면, 작업자는 후속의 테스트의 오염을 피하도록 스와브를 교체할 수 있다.
테스트가 완료되면, 컨트롤러(34)는 테스트 후에 스와브 상에 남아있는 잔류물을 기화하도록 선택된 굽기 온도(bake-off temperature)로 샘플을 가열하도록 히터(13)를 제어할 수 있다. 테스트를 위해 선택된 온도, 및 스와브로부터 물질을 굽도록 선택된 온도는 물질이 관심 물질인 것에 기초하여 선택될 수 있다.
컨트롤러(34)는 FPGA, ASIC, 범용 프로세서, 또는 로직 게이트의 적절한 배열과 같은 임의의 적절한 제어 로직에 의해 제공될 수 있다. 검출 장치(1)는 비일시적 데이터 저장소(예를 들어, 휘발성 또는 비휘발성 메모리), 본 명세서에 설명된 임의의 방법에 따라서 작동하기 위해 컨트롤러를 프로그램하도록 구성된 저장 프로그램 명령을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 컨트롤러(34)는 다수의 사전 설정 온도 제어 세팅을 저장하는 메모리를 포함하고, 사용자 인터페이스는 사용자가 특정 세팅을 선택하는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 사용자 인터페이스는 컴파운드, 예를 들어 "Narcotics", 또는 "Explosives"의 특정 그룹 또는 그 서브그룹을 위해 구성된 세팅을 사용자가 선택하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 예들에서, 컨트롤러(34)는, 선택된 세팅에 기초하여 사용자 인터페이스(36)로부터 제어 신호를 수신하고 선택된 세팅에 기초하여 히터(13)의 온도를 제어하도록 구성된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 사용자 인터페이스는 사용자가 온도를 간단히 선택하는 것을 가능하게 하도록 구성될 수 있으며, 컨트롤러(34)는 이러한 선택된 온도로 히터를 가열하도록 구성될 수 있다.
일부 예들에서, 컨트롤러(34)는 물질의 제1 선택된 그룹을 열 탈착하도록 제1 시간 간격 동안 제1 선택된 온도로 샘플을 가열하기 위하여 히터(13)를 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(34)는 그런 다음 제1 그룹과 다른 물질의 제2 그룹을 열 탈착하도록 제2 시간 간격 동안 제2 선택된 온도로 온도를 더욱 상승시키도록 히터(13)를 제어할 수 있다. 이러한 것은 예를 들어 검출기에서 개선된 해상능을 제공하도록 컴파운드의 별개의 그룹이 별개로 테스트되는 것을 가능하게 할 수 있다. 경량(저 열용량)의 스와브 지지부 및 단열의 사용은 이러한 종류의 온도 제어를 가능하게 할 수 있다. 추가의 온도 및 시간 간격이 이러한 사이클에 추가될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는, 그 동안 스와브로부터 잔류물을 열 탈착하도록 선택된 온도로 히터가 가열되는 굽기 간격(bake-off interval)을 개시하도록 구성될 수 있다.
히터를 제어하는 것은 완드에 대한 전력의 제공을 제어하는 것을 포함할 수 있거나, 또는 이것은 히터를 스위칭 온 또는 오프하도록 완드에 제어 신호 및/또는 선택된 온도로의 가열을 유발하도록 온도 제어 신호를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 컨트롤러는 히터의 온도에 기초하여 히터를 제어하도록 구성될 수 있지만, 일부 예에서, 컨트롤러는 완드 자체가 온도 제어를 제공하도록 구성될 수 있음에 따라서 온도 제어를 수행할 필요가 없다.
컨트롤러(34)는 선택된 시간 간격 동안 선택된 온도를 유지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 온도 및/또는 시간 간격은 관심 물질에 기초하여 선택될 수 있다.
사용자 인터페이스(36)는 컨트롤러(34)에 명령을 입력하는 사용자 작업 가능한 제어 및 검출기의 작업에 관하여 사용자에게 표시를 제공하는 출력을 포함할 수 있다. 출력은 디스플레이, 또는 하나 이상의 시각적 표시를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(37)는 이더넷(Ethernet), USB, WI-FI(RTM), IEEE-802.11, GSM, GPRS, HSDPA 또는 정보를 전송 및 수신하기 위한 다른 통신 인터페이스와 같은 유선 및/또는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 검출기는 분석기(30)로부터 통신 인터페이스(36)를 통해 원격 디바이스로 샘플의 분석에 기초한 데이터를 중계하도록 구성될 수 있다.
전력 공급기(32)의 예는 배터리, 연료 전지, 및 캐패시터를 포함한다. 일부 경우에, 전력 공급기는 교류 전류, AC, 주 공급부와 같은 외부 전력 공급부로부터의 전력을 끌어내도록 구성된 변압기 또는 어댑터를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 전력 공급기는 전력 비축부(power store), 및 전력 비축부를 충전/재충전하는데 적합한 충전기를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 완드는 전력 공급기를 포함하며, 컨트롤러는 단지 완드에 제어 신호만을 제공할 필요가 있다. 검출기와 완드 양자가 전력 공급기를 포함하는 경우에, 완드와 검출기의 한쪽 또는 다른 쪽의 전력 공급기는 백업 또는 보조 전력으로서 사용될 수 있다.
도 1c는 검출기(20)의 하우징(18)에 의해 한정된 포트(22) 내로 삽입되도록 구성된 완드의 실시예를 도시한다. 예시된 실시예에서, 완드의 일부는 포트에 수용될 수 있다. 작동시에, 완드(12), 예를 들어 스와브/스와브 지지부(16)를 포함하는 부분의 삽입은 포함된 스와브에서 포획될 수 있는 임의의 관심 물질의 적어도 일부를 가열하도록 완드에 포함된 히터를 기동할 수 있다. 다양한 메커니즘이 히터의 작업을 기동하도록 사용될 수 있으며, 예들은 전기 접촉 시스템, 광학 센서, 물리적 접촉 스위치(예를 들어, 포트(22)의 개구에 인접하여 배치된 토글 스위치와 같은 스위치)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
포트를 한정하고 및/또는 포트에 인접한 하우징(18)의 부분은 관심 물질로부터의 증기가 검출기 내로 흡인될 가능성을 최대화하기 위해 완드를 지지하도록 및/또는 포트와 정렬하여 이를 홀딩하도록 구성될 수 있다. 공압 밀봉이 완드 몸체(12)와 하우징(18) 사이에 형성될 수 있지만, 다른 실시예에서, 완드(10)와 하우징(18)은, 공압형 밀봉의 존재로 인하여 기화된 샘플이 검출기 내로 흡인될 수 없는 베이퍼록(vapour lock) 상황을 피하도록, 포트 및/또는 검출기 내로 적어도 일부 공기가 흡인되도록 구성된다.
일부 예에서, 검출기 구성요소로부터의 폐열은 샘플 등의 기화를 돕도록 실행될 수 있다. 예를 들어, 검출기의 구성요소를 냉각하도록 사용되는 팬은 샘플 도입시에 간섭없이 포트의 내부를 주위 온도보다 높도록 할 수 있다.
도 1d는 완드의 도면을 도시한다. 완드는 히터에 전원을 결합하기 위한 전기 커플링(11a, 11b)을 포함할 수 있으며, 커플링은 완드가 검출기에 결합될 때 검출기와 전기적으로 결합하도록 배열된다. 예시된 실시예에서, 전기 커플링들은 예를 들어 링 형상의 전기 커플링(11a, 11b)들이며, 완드로부터 외향하여 대면한다. 전기 커플링들은 포트(22)와 같은 포트의 내부면 상에 배치된 대응하는 전기 접촉부와 맞물리도록 구성된다. 전기 커플링(11a 및 11b)들을 포함하는 완드는, 완드가 포트에 삽입됨으로써, 전기 커플링들이 예를 들어, 히터를 위한 전력을 제공할 수 있고 및/또는 포트(22)에 완드를 물리적으로 고정할 수 있는 대응 전기 접촉부와 접촉하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전기 접촉부는 링 형상의 전기 커플링들이 스냅 또는 마찰 끼워맞추어질 수 있는 전기 전도성 재료의 플랩 또는 밴드이다. 외부 대면 링으로서 전기 커플링들을 형성하는 것에 의해, 완드는 전기 커플링들이 완드의 측부 상에 배치되는 시스템과 비교할 때 정렬될 필요가 없다.
실시예에서, 슬리브(29)는 완드(10)의 단부의 적어도 일부에 걸쳐서 연장한다. 슬리브(29)는 스와브 지지부를 보호하도록 또는 완드에 스와브(51)를 적어도 부분적으로 고정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 슬리브(29)는 적소에서 스와브를 홀딩하도록 사용되는 핑거형 구조를 단속하도록 필요한 것에 나사 결합될 수 있다. 이러한 것은 스와브들을 변경할 때 스와브 홀더 상에 스와브의 효율적인 배치를 허용하는 한편, 샘플 수집 동안 및/또는 샘플 도입 동안 스와브를 단단히 홀딩할 수 있다.
도 2는 이온 이동도 분광기를 포함할 수 있는 분석기(30)(도 1에 도시된 것과 같은 분석기(30))를 포함하는 검출기(20)를 도시한다. 다른 장치 및 방법들이 분석기(30)를 제공하도록 적용될 수 있다. 예를 들어, TOFMS, DMS, 하이브리드 IMS 질량 분광기, 및/또는 다른 분석 방법 및/또는 장치가 사용될 수 있다.
이온 이동도 분광기는 열 탈착된 샘플을 이온화하도록 구성된 이온화 장치(40)를 포함할 수 있다. 이온화 장치(40)는 입구 내로 보내진 샘플이 드리프트 챔버(39)에 도달하기 위해 이온화 장치(40)를 통해 유동할 수 있도록 입구(26)와 드리프트 챔버(39) 사이에 배열될 수 있다. 필터(27)는 분석기(30)의 입구(26)와 이온화 장치(40) 사이에 제공될 수 있다.
전기장 인가 장치(44)는 이온 검출기(46)를 향해 드리프트 챔버(39)를 따라서 이온을 가속하도록 드리프트 챔버(39)에 전기장을 인가하도록 전력 공급기(32)에 결합될 수 있다. 실시예에서, 드리프트 가스 공급부(42)는 드리프트 챔버(39)를 따라서 가스 배기부(43)에 드리프트 가스의 유동을 제공하도록 결합된다. 가스 배기부(43)는 드리프트 가스가 드리프트 챔버(39) 외부로 유동하는 것을 가능하게 하도록 가스 공급부로부터 드리프트 챔버(43)의 다른 단부를 향해 배열될 수 있다. 실시예에서, 드리프트 가스의 유동은 이온화 장치(40)로부터의 이온 검출기(46)를 향한 이온의 유동에 반대일 수 있다.
스와빙된 샘플은 도 1을 참조하여 상기된 바와 같은 완드(10)의 스와브 지지부(16) 상에 제공될 수 있다. 적소에 있는 완드(10)와 함께, 검출기(20)의 전기 커플링(17)은 히터(13)에 전기 공급을 가능하게 하도록 완드(10)의 전기 커플링(11)과의 전기 접촉을 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스(36)로부터의 제어 신호는 선택된 유량으로 드리프트 챔버(39)를 따르는 가스의 유동을 제공하기 위해 컨트롤러(34)가 드리프트 가스 공급부(42)를 제어하도록 할 수 있다. 컨트롤러(34)는 그런 다음 선택된 온도로 샘플을 가열하도록 완드(10) 상의 히터(13)를 제어할 수 있다. 실시예들에서, 열 탈착된 샘플은 입구(26) 내로 보내지고 필터(27)를 통해 이온화 장치(40)로 보내질 수 있다. 이온화 장치(40)는 분석을 위해 열 탈착된 샘플을 이온화할 수 있다.
컨트롤러(34)는 드리프트 가스의 유동에 거슬러 이온 검출기(46)를 향하여 드리프트 챔버(39)를 따라서 이온을 가속하도록 드리프트 챔버(39)를 따라서 선택된 전위차를 인가하도록 전기장 인가 장치(44)를 제어할 수 있다. 예측되는 바와 같이, 드리프트 가스의 유량에 기초하여, 이러한 제2 실시예의 드리프트 챔버(39)를 따라서 인가되는 전기장, 드리프트 챔버(39)의 길이, 검출기(46)에서의 이온의 도달 시간은 이온의 특성의 표시를 제공할 수 있다. 이러한 것은 관심 물질(폭발물 또는 제어된 약제)이 이러한 물질의 공지된 특징에 기초하여 샘플에서 확인되는 것을 가능하게 할 수 있다. 확인은 컨트롤러(34)에서 수행될 수 있거나, 또는 데이터는 컨트롤러(34)로부터 사용자 인터페이스(36)를 통하여 작업자에게, 또는 통신 인터페이스(37)를 통해 원격 디바이스로 중계될 수 있다.
이온화 장치(40)는 방전 아크 또는 이온화 방사선의 또 다른 소스를 포함할 수 있다. 전기장 인가 장치(44)는 하나 이상의 전극, 예를 들어 드리프트 챔버(39)의 주변 주위에 배치되고 그 길이를 따라서 분포된 일련의 전기 전도성 프레임 또는 링들을 포함할 수 있다. 그러므로, 전기장 인가 장치(44)에 전위차를 인가하는 것은 드리프트 챔버를 따르는 전기장을 설정한다. 예의 방식에 의해, 도 2에 도시된 장치는 단일 드리프트 챔버(39)를 가지는 것으로서 도시된다. 그러나, 일부 경우에, 2개의 드리프트 챔버들이 사용될 수 있으며, 하나는 양으로 하전된 이온을 분석하는 것이며, 제2 챔버는 음으로 하전된 이온을 분석하는 것이다. 컨트롤러(34)는 단일 챔버가 양 및 음 이온들 모두의 분석을 위하여 사용될 수 있도록 드리프트 챔버에서의 전기장 상태를 변화시키도록 전기장 인가 장치(44)에 교류 전압을 인가하도록 구성될 수 있다.
필터(27)는 물질의 선택된 그룹이 분석기로 보내지는 것을 허용하지만 다른 것은 차단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 입자 크기에 기초한다. 예를 들어, 필터(27)는 예를 들어 증기가 입구 내로 보내지는 것을 허용하지만, 먼지와 같은 선택된 크기 이상의 입자는 차단하도록 선택적으로 침투 가능하도록 구성될 수 있다. 필터는 선택적으로 침투 가능한 재료, 예를 들어, 멤브레인 및/또는 메쉬를 포함할 수 있다.
도 3은 완드(10)의 실시예의 3개의 도면을 도시한다. 도 3a는 스와브 지지부(16)에서 완드로 아래로 본 평면도를 도시한다. 도 3b는 도 3a에 지시된 선 B-B를 따르는 단면을 도시하며, 도 3c는 도 3a에 지시된 선 C-C를 따르는 완드의 단면을 도시한다. 도 3에 도시된 완드(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 완드에 대응하고, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시하도록 사용된다.
도 3에서, 완드(10)의 몸체는 사용자에 의한 조작을 용이하게 하도록 가늘고 길며, 이러한 것은 도 1 및도 2에 도시된 검출기(20)와 같은 검출기의 포트(22) 내로 완드(10)가 삽입되는 것을 가능하게 할 수 있다. 스와브 지지부(16)는 그 그 팁(12') 위에서 완드 몸체(12)의 측면 상의 커플링(15)으로부터 제2 커플링(15')으로 연장하는 탄성 층상 스트립을 포함할 수 있다. 스트립의 길이는 스와브 지지부(16)가 도 1을 참조하여 상기된 바와 같이 몸체(12)의 팁(12')로부터 이격되도록 선택될 수 있다.
도 3에 도시된 슬리브(29)는 스와브 지지부(16)를 노출시키도록 완드의 팁(12') 위에 배열된 구멍(29')을 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬리브(29)는 스와브의 주변부를 포획하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 슬리브는 완드에 스와브를 고정하도록 완드 몸체 상의 대응 나사와 맞물리고 및/또는 스와브 지지부 등을 적어도 부분적으로 보호하는 암나사를 포함한다. 실시예들에서, 스와브는 스와브 지지부에 순응하도록 컵 형상 또는 부분적인 컵 형상(곡선으로 형성된 스와브와 같은)으로 형성된다. 이러한 형태에서, 스와브는 샘플 수집 및/또는 열 탈착 동안과 같이 스와브 지지부와 접촉하고 있을 수 있다. 실시예들에서, 완드는, 사용자가 스와브 지지부 상에 스와브를 물리적으로 배치함이 없이, 스와브가 완드 상에 배치될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 완드의 삽입이 스와브 지지부 상에 배치되는 스와브를 유발할 수 있도록, 디스펜서(dispenser)가 제공된다. 이러한 것은 오염을 유발함이 없이 사용자가 스와브를 배치하도록 "글로브-업(glove-up)"하지 않고 스와브의 배치를 가능하게 한다. 구멍에서, 스와브 지지부(16)의 측부 가장자리들은 융기부(52)들에 의해 제한될 수 있다. 완드(10)는, 스와브 지지부(16)와 열접촉하고 컨트롤러에, 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 검출기(20)의 컨트롤러(34)에 온도의 표시를 제공하도록 전기 커플링(11)에 결합되는 온도 센서(50)를 포함할 수 있다.
도 3에서, 완드(10)는 온도 센서(50)를 포함한다. 써모커플 또는 써미스터 또는 임의의 다른 온도 감지 요소가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 스와브 지지부와 스와브의 저항 및 열용량이 미리 알려짐으로써, 일부 예에서, 컨트롤러(34)(도 1 및 도 2에 있는)는 선택된 기간 동안 선택된 전력을 제공하는 것에 의해 스와브 지지부(16)의 온도를 간단히 제어할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컨트롤러(34)는 히터(13)의 임피던스(예를 들어, 전기 저항)에 기초하여 스와브 지지부(16)의 온도를 감지하고 감지된 온도에 기초하여 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 온도 감지 및 제어의 다른 방법이 적용될 수 있다.
도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 완드(10)의 다양한 구성요소를 도시한다. 스와브 지지부(16)는 완드 몸체(12)의 단부에 배치된다. 도시된 바와 같이, 핑거 구조(48)가 스와브 지지부(16)에 인접하여 있다. 예에서, 2개의 대체로 마주한 핑거 구조들이 스와브 지지부의 마주한 측부에 배치된다.
핑거 구조는 지지부로부터 멀리 각을 이룬 나팔 모양 단부를 포함할 수 있다. 나팔 모양 단부는 완드 상에 스와브를 배치할 때 디스펜서로부터 분배된 것과 같은 스와브를 포획하는 것을 도울 수 있다. 예들에서, 핑거 구조는 스와브를 포획하는 동안 변형하지만 스와브를 단단히 홀딩하도록 적어도 부분적으로 변형 가능하다. 물론, 스와브 배치는 사용자가 수동으로 이를 픽업함이 없이 달성될 수 있다. 핑거 구조는 샘플 수집 동안 스와브 구조를 지지하고 및/또는 움직이는 것을 방지하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 물체를 스와빙할 때, 핑거는 스와브 지지부가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 핑거 구조는 마찰 끼워맞춤, 나사 결합, 멈춤쇠/캐치 볼 구조 또는 동일한 고정 구성을 통해 완드 몸체(12)와 맞물리는 슬리브에 의해 적소에서 홀딩될 수 있다. 핑거 구조는 샘플 도입 동안 열접촉하지 않도록 스와브 지지부(16)로부터 멀리 이격될 수 있다.
도 3d를 계속 참조하여, 가스켓(50)이 완드에 포함될 수 있다. 실시예들에서, 가스켓(50)은 반강성 고무형 재료로 형성되는 것과 같은 변형 가능한 가스켓이거나, 또는 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 가스켓은 완드 몸체(12)에 스와브 지지부(16)를 고정하는 것을 돕도록 포함될 수 있다. 예를 들어, 가스켓은 스와브 지지부와, 완드 몸체(12)에 스와브 지지부를 고정하도록 사용되는 클립의 단부를 포획하도록 사용된다. 이러한 방식으로, 클립들은 각각의 스크루를 통하는 것과 같이 고정될 수 있으며, 클립의 고정되지 않은 단부와 스와브 지지부는 대체로 가스켓과 고정된다. 가스켓은 또한 다른 목적에 기여할 수 있으며, 예를 들어, 가스켓은 완드 몸체에 슬리브를 정렬할 수 있다. 가스켓은 샘플 수집 동안 슬리브의 비고정 단부가, 약간 굽어지지만 스와브 및/또는 스와브 지지부가 너무 많이 편향하는 것을 고정하는 것을 허용할 수 있다. 가스켓은 스와브 지지부 상에 스와브를 배치하는 것을 또한 도울 수 있다. 실시예들에서, 가스켓은 사용 동안 스와브를 포획하는 것 및/또는 이를 고정하는 것을 돕는 원통형 또는 절단된 원뿔형 형상을 가질 수 있다.
도 4는 관심 물질을 검출하는 방법(400)을 도시한다. 방법은 샘플을 수집하도록 물체가 스와빙되는 스와빙 단계(401)를 포함할 수 있다. 스와브는 스와브 지지부를 포함할 수 있는 완드 상에 홀딩될 수 있다. 스와브 지지부는 완드로부터 단열되도록 스와브를 지지하기 위해 배열될 수 있다.
스와브는 검출기에 제공될 수 있다(403). 검출기에 스와브를 제공하는 단계는 예를 들어, 검출기 내로 완드를 삽입하는 것에 의해 검출기에 완드를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에서, 방법은 스와브를 가열하는 것에 의해 샘플이 스와브로부터 열탈착되는 열 탈착 단계(405)를 포함한다. 열 탈착 단계는 스와브가 검출기로부터 및/또는 완드로부터 단열되는 단열 단계를 또한 포함할 수 있다. 방법은 관심 물질이 열 탈착된 샘플에서 검출될 수 있는 검출 단계(407)를 추가로 포함할 수 있다.
도 5는 히터(613)가 검출기(620)에 제공되는 예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 히터(613)는 마운트(616) 상에 배치된다. 검출기(620)는 테스트될 샘플(63)을 수용하기 위한 샘플 수용기(61)를 추가로 포함할 수 있다. 샘플 수용기(61)는 분석기(30)의 입구(26)에 인접하여 배열될 수 있다. 히터(613)는 분석기에 의한 분석을 위하여 입구(26)에 샘플을 제공하도록 샘플로부터 물질을 열 탈착하도록 샘플 수용기(61)에서 샘플(63)을 가열하기 위해 배열될 수 있다. 히터(613)는 마운트(616)로부터 히터(613)를 이격시키는 것에 의해 마운트(616)로부터 단열되도록 배열될 수 있다.
작동 시에, 샘플(63)을 지닌 스와브는 샘플 수용기(61)에 의해 봉입될 수 있다. 전력 공급기(32)는 샘플을 열 탈착하도록 히터(613)에 전력을 제공할 수 있다. 분석기(30)는 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기된 바와 같이 열 탈착된 샘플을 분석할 수 있다.
히터(613)는 도 1, 도 2 및 도 3에서 스와브 지지부(16)를 참조하여 상기된 바와 같은 층상 구조를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 용어 열 탈착(및 열 탈착하는)은 예를 들어 증기, 가스 또는 입자 분산으로 고체 및/또는 액체를 분산시키는 것에 의해 이것들의 분산을 촉진하도록 가열하는 것을 포함한다. 열 탈착의 예는 기화, 증발, 휘발 및 승화를 포함한다.
일부 분석 방법은 설명되었다. 그러나, 본 발명은 보다 넓은 타당성을 가진다. 샘플은 이온 이동도 분광기, IMS, 비행시간형 질량 분광기(time of flight mass spectrometry), TOFMS, 차등 이온 이동도 분광기, DMS, 하이브리드 이온 이동도 분광기/질량 분석 방법 및/또는 이러한 방법의 조합과 같은 분석 방법을 포함하는 임의의 분석 방법을 사용하여 관심 물질을 검출하도록 구성된 분석기(30)로 분석될 수 있다.
이전의 개시로부터 예측되는 바와 같이, 완드, 검출기 및 히터의 다수의 특징부들은 조합하여 사용될 수 있다. 이러한 특징부 중 많은 것이 분리 가능하고 그것들 자체로 유용하며, 이는 본 발명에 내포된다. 다음의 번호가 붙은 실시예들은 이러한 특징부의 조합의 예를 제공한다. 이러한 조합들은 단지 예의 방식으로 제공되며, 다른 조합이 가능하다.
제1 실시예에서, 히터를 포함하는 스와브 지지부는 완드로부터의 단열 공간을 제공하며, 움직일 수 있고 탄력적이다.
제2 실시예에서, 열 탈착 장치는, 검출기에 완드를 결합하는 것이 분석기에 열 탈착된 샘플을 제공하기 위해 스와브 지지부를 배열하도록, 배열된다. 제2 실시예는 제1 실시예의 특징부를 포함할 수 있다.
제3 실시예에서, 완드는 검출기에 완드를 결합하도록 배열된 맞물림 특징부를 포함한다. 제3 실시예는 제1 및/또는 제2 실시예의 특징부들을 포함할 수 있다.
제4 실시예에서, 검출기는 검출기에 맞물림 특징부를 결합하는 것이 히터에 전력의 공급을 가능하게 하도록 배열된 완드 피팅을 포함한다. 제4 실시예는 제1, 제2 및 제 3 실시예 중 하나 이상의 특징부들을 포함할 수 있다.
제5 실시예에서, 검출기는 검출기에 완드를 결합하는 것이 히터에 전력의 공급을 기동하도록 구성된다. 제5 실시예는 제1 내지 제4 실시예 중 하나 이상의 특징부들을 포함할 수 있다. 제6 실시예에서, 컨트롤러는 스와브 지지부의 온도에 기초하여 히터를 제어하도록 구성된다. 제6 실시예는 제1 내지 제5 실시예 중 하나 이상의 특징부들을 포함할 수 있다.
명백한 바와 같이, 위에서 설정된 예들은 단지 본 발명의 원리를 예시하도록 의도되며, 한정으로서 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 예들은 도 1, 도 2, 도 3, 또는 도 5를 참조하여 설명된 임의의 장치의 하나 이상의 구성요소들을 포함하는 부분의 키트를 포함한다. 예를 들어, 한 양태에서, 완드 몸체; 및 스와브 지지부의 일부가 공간에 의해 완드 몸체로부터 분리되도록, 완드 몸체에 결합되도록 구성된 층상 스트립을 포함하는 스와브 지지부를 포함하는, 열 탈착 완드를 위한 부분들의 키트가 제공된다. 스와브 지지부는 히터를 포함할 수 있다. 키트는 다수의 스와브 지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 예들은 첨부된 특허청구범위에서 한정된다.

Claims (30)

  1. 샘플에서 관심 물질을 검출하도록 구성된 열 탈착 장치로서,
    스와브를 지지하도록 구성된 완드; 및
    관심 물질을 검출하도록 배열된 분석기를 포함하는 검출기를 포함하며;
    상기 스와브로부터 샘플의 열 탈착이 샘플의 일부를 상기 분석기에 제공하도록, 상기 완드는 상기 검출기에 결합되도록 구성되는 열 탈착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 완드는 상기 완드로부터 상기 스와브를 단열하도록 상기 스와브와 상기 완드 사이에 공간을 제공하도록 구성된 스와브 지지부를 포함하는 열 탈착 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스와브 지지부는 상기 공간을 감소시키도록 상기 완드에 대하여 움직일 수 있는 열 탈착 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스와브 지지부는 탄력적인, 열 탈착 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 임의의 항에 있어서, 상기 완드는 수집된 샘플을 가열하기 위한 히터를 포함하는 열 탈착 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 완드는 상기 히터에 전력을 결합하기 위한 전기 커플링을 포함하며, 상기 커플링은 상기 완드가 상기 검출기에 결합될 때 상기 검출기와 전기 결합하도록 구성되는 열 탈착 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전기 커플링에 맞물리도록 구성된 전기 접촉부를 추가로 포함하고, 상기 전기 접촉부는 상기 검출기를 위한 하우징의 내부에 배치되고, 상기 하우징의 내부는 상기 완드의 적어도 일부를 수용하는 포트를 형성하는 열 탈착 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 완드는 상기 스와브 지지부 상으로 상기 스와브의 물리적 조작없이 상기 스와브를 포획하도록 추가로 구성되는 열 탈착 장치.
  9. 샘플 수집 완드로서,
    상기 완드의 조작을 가능하게 하도록 배열된 완드 몸체;
    상기 완드 몸체에 결합되는 스와브 지지부;
    수집된 샘플에 제공되는 열이 상기 완드 몸체로부터 단열되도록 상기 스와브 지지부와 상기 완드 몸체 사이에 배치되는 단열부를 포함하는 샘플 수집 완드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스와브 지지부는, 상기 단열부가 상기 완드 몸체과 상기 스와브 지지부 사이의 공간에 의해 제공되는 가열 위치로부터, 상기 공간이 상기 가열 위치에 대하여 감소되는 샘플 수집 위치로 상기 완드에 대하여 움직일 수 있는 샘플 수집 완드.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 스와브 지지부는 탄력적인, 샘플 수집 완드.
  12. 제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 완드는 상기 스와브 지지부로 열을 반사시키도록 배열된 열 반사면을 포함하는 샘플 수집 완드.
  13. 제9항 내지 제12항 중 임의의 항에 따른 샘플 수집 완드를 위한 부분들의 키트.
  14. 샘플의 열 탈착을 위하여 스와브 지지부를 가열하도록 배열된 히터를 포함하는 탄성 층상 스트립을 포함하는 샘플 수집 및 열 탈착 스와브 지지부.
  15. 제14항에 있어서, 상기 히터는 전기 전도성 저항 가열 소자, 및 상기 가열 소자로부터 상기 스와브 지지부의 표면을 전기적으로 절연하도록 배열된 전기 절연재의 적어도 하나의 층을 포함하는 샘플 수집 및 열 탈착 스와브 지지부.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 스와브 지지부가 열 탈착 및 샘플 수집 완드의 제1 및 제2 커플링에 기계적으로 결합되는 것을 가능하게 하는데 적합한 제1 및 제2 커플링을 가지며, 상기 커플링 중 적어도 하나는 히터에 전기 커플링을 제공하도록 배열되는 열 탈착 스와브 지지부.
  17. 관심 물질을 검출하도록 물체를 테스트하는 방법으로서,
    샘플을 수집하도록 완드로 물체를 스와빙하는 단계;
    샘플에서 관심 물질을 검출하도록 구성된 분석기를 포함하는 검출기에 상기 완드를 결합하는 단계;
    샘플의 적어도 일부를 열 탈착하도록 열을 제공하는 단계; 및
    샘플의 열 탈착된 부분을 분석하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 검출기에 완드를 결합하는 단계는 샘플의 열 탈착이 상기 분석기에 샘플을 제공하도록 수집된 샘플을 위치시키는 방법.
  19. 검출기로서,
    열 탈착된 샘플에서 관심 물질을 검출하기 위한 분석기,
    샘플 수집 완드로부터 상기 분석기로의 열 탈착된 샘플을 위한 경로를 제공하도록 상기 샘플 수집 완드를 결합하기 위한 완드 커플링을 포함하는 검출기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 완드 커플링은 전기 커플링을 추가로 포함하며, 상기 완드 커플링과 전기 커플링은 상기 샘플 수집 완드가 상기 분석기에 샘플을 제공하도록 위치될 때, 상기 전기 커플링이 상기 샘플 수집 완드의 전기 커플링과 전기 접촉을 제공하도록 배열되는 검출기.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 검출기는 히터 마운트와 히터를 포함하며, 상기 히터는 상기 마운트에 결합되고 상기 마운트로부터 상기 히터를 단열하도록 상기 마운트로부터 이격되어 배열되는 검출기.
  22. 제19항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 샘플 수집 완드를 추가로 포함하는 검출기.
  23. 샘플에서 관심 물질을 검출하도록 구성된 열 탈착 장치로서,
    스와브를 지지하기 위한 샘플 수집 수단,
    관심 물질을 검출하기 위한 분석 수단을 포함하는 검출 수단, 및
    상기 스와브로부터 샘플의 열 탈착이 상기 분석기에 샘플의 일부를 제공하도록 상기 샘플 수집 수단에 상기 검출 수단을 결합하기 위한 완드 커플링 수단을 포함하는 열 탈착 장치.
  24. 샘플 수집 완드로서,
    상기 완드를 조작하기 위한 핸들링 수단;
    스와브를 지지하고 상기 핸들링 수단에 결합되는 지지 수단;
    상기 핸들링 수단으로부터 상기 샘플을 단열하기 위한 단열 수단을 포함하는 샘플 수집 완드.
  25. 관심 물질을 검출하는 방법으로서,
    샘플을 수집하도록 완드에 부착된 스와브로 물체를 스와빙하는 단계;
    상기 완드를 분리하거나 상기 완드로부터 상기 스와브를 제거함이 없이 검출기에 증기상으로 샘플의 적어도 일부를 도입하도록 상기 검출기에, 상기 스와브를 포함하는 상기 완드를 결합하는 단계를 포함하는 관심 물질 검출 방법.
  26. 물체로부터 관심 물질을 수집하기 위한 완드로서,
    실질적으로 완드 몸체의 단부에 배치되고, 샘플 수집을 위해 적어도 부분적으로 굽어지도록 구성되는 스와브 지지부;
    상기 스와브 지지부에 스와브를 고정하도록 상기 완드 몸체의 적어도 일부와 맞물리도록 구성된 슬리브를 포함하는 완드.
  27. 제26항에 있어서, 상기 스와브 지지부는 상기 스와브에 존재하는 샘플의 적어도 일부를 가열하도록 작동할 수 있는 히터를 포함하는 완드.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 완드는 상기 스와브 지지부 상으로 사용자에 의한 물리적 조작없이 상기 스와브를 포획하도록 구성되는 완드.
  29. 제26항, 제27항, 또는 제28항에 있어서, 상기 완드 몸체에 상기 슬리브를 고정하기 위한 수단을 추가로 포함하는 완드.
  30. 제26항, 제27항, 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 완드는 상기 완드로부터 상기 스와브의 분리 또는 제거없이 상기 스와브 상에 수집된 샘플의 열 탈착을 허용하도록 구성된 완드.
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