WO2015145546A1 - 物質検査装置、物質検査システム及び物質検査方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a material inspection apparatus, a material inspection system, and a material inspection method for collecting and analyzing fine particles.
- Patent Document 1 describes an explosives detection screening device characterized by detecting fine particles or vapors of fine particles in order to detect dangerous and harmful substances such as explosives, chemical reagents, narcotics, anesthetics and the like. Yes.
- the practical processing speed required for such a particle inspection system varies depending on the installed public facilities, etc., and cannot be determined unconditionally. For example, in airports and ports, from the viewpoint of combined use with existing security systems. The following values are required: That is, in the case of a security gate or the like whose inspection target is a person, a processing speed per gate is required to be about 3 seconds / person. When a particle inspection system is used for baggage inspection or baggage inspection in the backyard, a processing speed comparable to or higher than that of the security gate may be required depending on the inspection mode.
- the installation space of the particle inspection system can be considered as follows, for example. As an example, when it is assumed that it is installed in a security gate or the like used in an existing public facility, it can be used in combination with an existing security system such as an X-ray inspection apparatus or a metal detector. For this reason, installation with a footprint comparable to that of existing security gates is required.
- a selection means such as a mechanical switching valve in the latter stage of the particulate collection port.
- a particle inspection system can achieve the same effect as the analysis of particles obtained from a plurality of particle inspection systems with a single analyzer.
- the particle analysis system In the analysis of fine particles, the fine particles are heated to vaporize the fine particles. And it is necessary to prevent condensation of the fine particle component vaporized for analysis. Therefore, the particle analysis system needs to be heated and maintained at a temperature of about 200 ° C. at all times. In addition, during the cleaning process such as baking, the particle analysis system is heated to a higher temperature. For this reason, when a mechanical switching valve is used as the selection means, the switching valve itself is required to have high heat resistance. For example, it is difficult to maintain the deterioration of the sealing portion of the switching valve and the durability of the operation parts. It is.
- Patent Document 1 describes a sample collector and a vaporizer for the purpose of collecting a particulate sample from an air flow and vaporizing it.
- the sample collector and vaporizer collect and vaporize fine particles by rotating and moving three filter elements arranged on a circular plate to a collection chamber, a vaporization chamber, and a clean chamber. .
- the sample collector and vaporizer in the technique described in Patent Document 1 need to rotate a circular plate in order to vaporize fine particles, and require mechanical switching means. For this reason, the above-described problem cannot be solved by the technique described in Patent Document 1 for the reason described above.
- the present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to realize space saving and cost reduction in an apparatus for inspecting a substance.
- the present invention concentrates a plurality of collection units that collect a substance to be inspected and a pair connected to each collection unit, and the substances collected by the collection unit. It is characterized by comprising a concentrating unit and a common analyzing unit that is connected to each concentrating unit, acquires the concentrated substances from each of the concentrating units, and analyzes the substances.
- the detection target fine particles are assumed to be explosive fine particles or fine particles caused by explosive substances.
- the fine particles to be detected are not limited to this.
- explosive substances drugs such as stimulants, chemical substances that affect the human body (for example, agricultural chemicals), fine particles caused by dangerous substances that are generally assumed to affect the human body, Microorganisms such as bacteria that affect the human body, viruses, and the like may be used.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a particle inspection system according to the first embodiment.
- the particle inspection system (substance inspection system) 1 includes a particle inspection apparatus (substance inspection apparatus) 100 and a control device 200.
- the particle inspection apparatus 100 has the following configuration.
- the collection port (collection unit) 101 (101a, 101b) collects the fine particles (substances) 10 (10a, 10b) to be detected and collects the fine particles 10 (10a, 106b) collected in the introduction pipe 106 (106a, 106b). 10a, 10b).
- a cyclone centrifuge (hereinafter referred to as a centrifuge 102 (102a, 102b)) as a concentrating unit concentrates and separates the captured fine particles 10 (10a, 10b).
- a centrifuge 102 (102a, 102b)
- Each of the centrifugal separators 102a and 102b is connected in pairs to the collection ports 101a and 101b.
- the particle inspection apparatus 100 will be described by taking a cyclone centrifuge as an example of a means for concentrating and separating the collected particles 10, but instead of the cyclone centrifuge, an impactor is used. Etc. may be used.
- the impactor uses the inertial action to separate the fine particles 10 from the air flow, or charges the fine particles 10 to separate the fine particles 10 from the air flow. Then, the impactor concentrates the fine particles 10 by applying a means for concentrating the fine particles 10 and then collecting dust using static electricity.
- the heating block 104 has a heating filter (heating unit) 103 for heating and vaporizing the fine particles 10 concentrated and separated by the centrifugal separator 102.
- the heating block 104 has a heater 109 for heating the heating filter 103 and a temperature sensor 110 for detecting the temperature of the heating block 104.
- one heating filter 103 is provided on the analyzer 105 side from the point where the fine particles 10a and 10b sent from the centrifugal separators 102a and 102b join.
- the location where the heating filter 103 is provided is not limited to the analysis device 105 side from the point where the fine particles 10a and 10b sent from the centrifugal separators 102a and 102b join.
- the heating filter 103 is used as an example of means for heating and vaporizing the fine particles 10, but is not limited thereto.
- a resistance heater that generates heat when current or voltage is applied may be used, or a heating unit that combines a lamp heater and a filter using infrared rays, ultraviolet rays, or the like may be used.
- a means for heating and vaporizing the fine particles 10 by direct heating with a lamp heater using infrared rays, ultraviolet rays or the like may be used.
- the collection port 101a is connected to the centrifuge 102a, and the collection port 101b is connected to the centrifuge 102b by introduction pipes 106a and 106b (106), respectively.
- Each of the centrifugal separators 102 (102a, 102b) includes an exhaust fan 107 (107a, 107b) for generating a cyclone phenomenon.
- the heating block 104 is connected to each of the centrifugal separators 102 a and 102 b via a branch pipe 108 that is connected to each of the centrifugal separators 102 a and 102 b and merges in the heating block 104.
- the heating filter 103 is installed on the downstream side of the position where the branch pipes 108 extending from the centrifugal separators 102a and 102b join.
- the side of the collection port 101 is the upstream side
- the side of the analyzer 5 is the downstream side.
- the branch pipe 108 is connected to the analyzer 105 by a pipe 111.
- the pipe 111 is provided with a pipe heater 112 on the outer peripheral side for preventing the vaporized particulate 10 component from condensing inside.
- the piping 111 is heated and kept warm by the piping heater 112 (always).
- the analyzer (analyzer) 105 is an apparatus for analyzing the particulate 10 vaporized by the heating block 104 and analyzing the components of the particulate 10. As shown in FIG. 1, the analyzer 105 is common to the centrifuges 102a and 102b.
- the analyzer 105 includes an ion trap mass spectrometer that utilizes a difference in mass of a substance, an ion mobility mass spectrometer that utilizes a difference in ion mobility, a quadrupole mass spectrometer that utilizes the mass-to-charge ratio of the fine particles 10, It is possible to use a magnetic field type mass spectrometer that utilizes the difference in trajectory when passing through a uniform magnetic field.
- the analyzer 105 since the vapor component derived from the fine particles 10 is an analysis target, the analyzer 105 includes a vacuum pump or the like capable of negative pressure suction, and sucks the vapor component of the fine particles 10 as the analysis target. It shall be possible.
- the analyzer 105 does not necessarily need to be a general-purpose analyzer 105, and may be a simple analyzer 105 specialized for detection of vapor components derived from specific fine particles 10.
- the lengths from the centrifuges 102a and 102b to the analyzer 105 are the same lengths due to conductance.
- the control device 200 is for controlling each part of the particle inspection device 100.
- the control device 200 includes a fan control unit 212 (212a, 212b), a temperature control unit 213, a pipe heater control unit 214, and an analysis control unit 215, and further includes a control unit 211 that controls each unit 212 to 215. .
- the control unit 211 and the respective units 212 to 215 are realized by a program stored in the storage device 291 being expanded in the memory 210 and executed by a CPU (Central Processing Unit) 292.
- CPU Central Processing Unit
- the fan control unit 212 (212a, 212b) controls each of the exhaust fans 107 (107a, 107b).
- the temperature adjustment unit 213 controls the temperature of the heating block 104 by controlling the temperature of the heater 109 based on the temperature information obtained from the temperature sensor 110.
- the pipe heater control unit 214 controls the temperature or the heat generation amount of the pipe heater 112.
- the analysis control unit 215 receives the analysis result of the fine particles from the analysis device 105, and determines whether or not the fine particles are explosives based on the analysis result.
- the control device 200 and the particle inspection device 100 may be integrated.
- the fine particles 10a to be detected are separated from the object to which they are attached by some means, conveyed to the vicinity of the collection port 101a, and collected by the collection port 101a.
- a method for peeling the fine particles 10a from the object will be described later.
- the fine particles 10a collected in the collection port 101a are introduced into the centrifuge 102a from the collection port 101a through the introduction pipe 106a together with a large amount of air by the air flow generated by the exhaust fan 107a.
- the fine particles 10a introduced into the centrifugal separator 102a are concentrated by being separated from a large amount of air by the principle of centrifugal separation called a cyclone phenomenon.
- the air flow 121 including the fine particles 10a descends while rotating along the inner wall of the cylindrical portion by the rotating air flow 122 of the centrifugal separator 102a.
- the central air pressure is lowered due to the centrifugal force at the center of the centrifugal separator 102a to generate an updraft 125.
- the exhaust fan 107a is placed outside the centrifugal separator 102a. A large amount of air is exhausted through.
- the fine particles 10a having a large mass are separated outward and collide with the inner wall surface to lose kinetic energy.
- the fine particles 10a that have lost the kinetic energy will sink downward along the wall surface, and as a result, the fine particles 10a will be separated from a large amount of air. In this way, the centrifugal separator 102a separates and concentrates the fine particles 10a from the air.
- the fine particles 10a separated from the air by the centrifugal separator 102a are affected by gravity and suction from the analyzer 105, pass through the branch pipe 108, and reach the heating filter 103 in the heating block 104 (arrow 123). ).
- the heating filter 103 is heated and held at a temperature suitable for heating and vaporizing the particulates 10a to be analyzed.
- a vapor component is generated from the fine particles 10a.
- the generated vapor component is influenced by the suction of the analyzer 105 and is introduced into the analyzer 105 through the pipe 111 (arrow 124).
- the pipe 111 is heated and held at the same temperature as the heating filter 103 by the pipe heater 112 as described above.
- the vapor component of the fine particles 10a is analyzed by the analyzer 105.
- the analyzer 105 For example, when a mass spectrometer is used as the analyzer 105, the component analysis of the fine particles 10a is performed by comparing the profile of the detected substance with the profile of the explosive data input in advance. . The analysis result is sent to the control device 200.
- the centrifuge 102a and the centrifuge 102b can be the same centrifuge 102.
- the single particle inspection apparatus 100 can collect and analyze twice as many particles 10 as before.
- the centrifugal separator 102a and the centrifugal separator 102b have different shapes and inlet flow rates, the sizes of the particulates 10 that are separated and concentrated by the centrifugal separators 102a and 102b are different. Can be selectively collected.
- the fine particles 10 when several nanograms to several micrograms of fine particles 10 are collected at the collection port 101, the fine particles 10 can be analyzed in a time of about 3 seconds or less depending on the type of the fine particles 10. .
- the particle inspection system 1 according to the present embodiment has the following effects.
- (1) The fine particles 10 taken from the respective collection ports 101 (101a, 101b) are separately separated and concentrated by the individual centrifugal separators 102 (102a, 102b).
- the particle inspection apparatus 100 according to the present embodiment does not impair the efficiency of concentrating and collecting the particles 10 at all, and corresponds to a plurality of general particle inspection apparatuses using one analyzer 105.
- the particle inspection apparatus 100 according to the present embodiment is provided with only one relatively expensive analyzer 105. Therefore, the particle inspection apparatus 100 according to the present embodiment can have the same function as that provided by installing a plurality of general particle inspection apparatuses at the cost of one analyzer 105. That is, cost performance can be improved.
- the particle inspection apparatus 100 according to the first embodiment can install the centrifuge 102 independently of the collection port 101. That is, one collection port 101 is provided for each centrifuge 102. Therefore, the particle inspection apparatus 100 according to the present embodiment does not impair the classification performance such as the size of the particles 10 to be concentrated in the individual centrifugal separators 102 at all.
- a plurality of general particle inspection apparatuses are installed using one analyzer 105 without losing the classification performance such as the size of the particles 10 to be concentrated. It can have the same functions as those described above.
- the particle inspection apparatus 100 according to the present embodiment can connect a plurality of collection devices to one analyzer 105 without using a physical switching mechanism. Therefore, the particle inspection apparatus 100 according to the present embodiment can be provided with all of improvement in processing capacity per hour, high durability, long-term maintenance-free property, and the like.
- the particulate filter 100 can be used as a mass analyzer by providing the heating filter 103 on the downstream side of the joining point in the introduction pipe 108. Since the heating filter 103 is provided on the downstream side of the joining point in the introduction pipe 108, it is only necessary to provide one heating filter 103, so that the cost can be suppressed.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance example of the security gate system according to the second embodiment.
- the security gate includes a fine particle peeling portion (peeling portion) 301 (301a, 301b), a card reader 302 (302a, 302b), a collection port 101 (101a, 101b), and a gate flap 303 (303b). Although there is a gate flap on the opposite side of the gate flap 303b, it is not shown in FIG.
- the fine particle peeling unit 301 (301a, 301b) is for peeling fine particles from an IC (Integrated Circuit) card (information recording medium) or the like possessed by the target person 20 to be inspected.
- the card reader 302 (302a, 302b) reads information such as ID (Identification) from an IC card or the like.
- the collection port 101 (101a, 101b) collects fine particles peeled off from the IC card or the like, similar to the collection port 101 (101a, 101b) shown in FIG.
- the gate flap 303 (303b) is closed when the particle inspection system detects an explosive. In the present embodiment, it is assumed that the gate flap 303 is normally closed, but is opened if the particle inspection system does not detect explosives. However, the present invention is not limited to this, and a gate flap 303 that is normally open and closes when the particle inspection system detects an explosive may be used. Moreover, other than that may be used.
- the target person 20 passes through the security gate 300 along the direction indicated by the arrow.
- the security gate 300 reads information from the IC card or the like and collects fine particles from the IC card or the like. It is determined whether or not the collected fine particles are explosives by the fine particle inspection system 1A (FIG. 4).
- FIG. 3 is a diagram showing a part of the AA cross section of the security gate shown in FIG.
- a method for peeling and collecting the fine particles 10a adhering to the IC card 30 will be described.
- the fine particle peeling method by the fine particle peeling portion 301a is described, but the fine particle peeling method by the fine particle peeling portion 301b is also the same, so the description of the fine particle peeling portion 301b is omitted.
- the fine particle peeling part 301a is provided with a compressed air injection nozzle (hereinafter referred to as an injection nozzle 311a) as a peeling part.
- an injection nozzle 311a a compressed air injection nozzle
- pulsed compressed air is injected from the injection nozzle 311a of the fine particle peeling unit 301a for a certain period of time.
- the fine particles 10a adhering to the surface of the IC card 30 are peeled off by the compressed air jetted from the jet nozzle 311a.
- the injection pressure is preferably about 0.05 MPa to 0.1 MPa, for example.
- the injection nozzle 311a desirably injects compressed air at a frequency of about 1 to 5 times / second, but is not limited to these injection pressures and injection frequencies.
- the fine particles 10a peeled from the IC card 30 are transferred toward the collection port 101a by the air flow generated by the compressed air ejected by the ejection nozzle 311a, and are collected by the collection port 101a.
- the substance peeling part 301 in the vicinity of the collection port 101, it is possible to reliably collect the fine particles 10 attached to the inspection object.
- the card reader 302 in the vicinity of the collection port 101, information reading from the IC card 30 and collection of the fine particles 10a derived from the IC card 30 can be performed simultaneously.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the security gate system according to the second embodiment. 4, differences from FIG. 1 will be described, and the same components as those in FIG. 1 will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.
- a security gate system (substance inspection system) 2A shown in FIG. 4 includes two security gates 300a and 300b (300) and a particle inspection system 1A.
- the security gates 300a and 300b have a card reader 302 (302a and 302b) and a gate flap 303 (303a and 303b).
- each part 301-303 (301a-303a, 301b-303b), Moreover, since the injection nozzle 311 (311a, 311b) which comprises the fine particle peeling part 301 (FIG. 2, FIG. 3) has already been demonstrated in FIG. 2, FIG. 3, description is abbreviate
- symbol 321 (321a, 321b) shown in FIG. 4 is an electromagnetic valve which controls the injection
- the control device 200A will be described later. Further, the configuration of the particle inspection apparatus 100 is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a control device according to the second embodiment.
- the control device 200A includes a card reader control unit 221 (221a, 221b), an injection nozzle control unit 222 (222a, 222b), and a gate flap control unit 223 (223a, 223b).
- the card reader control unit 221 (221a, 221b) controls reading of information by the card reader 302 (302a, 302b).
- the injection nozzle controller 222 (222a, 222b) controls the electromagnetic valve 321 (321a, 321b) in the injection nozzle 311 (311a, 311b), and the injection frequency and the number of times of pulsed compressed air injected from the injection nozzle 311.
- the gate flap control unit 223 (223a, 223b) controls opening and closing of the gate flap 303 (303a, 303b).
- the control unit 211A controls the units 212 to 215 and 221 to 223.
- the control unit 211A and each of the units 212 to 215 and 221 to 223 are realized by a program stored in the storage device 291 being expanded in the memory 210 and executed by the CPU 292.
- FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure of the security gate system according to the second embodiment. Reference is made to FIGS. 2 to 5 as appropriate.
- the security gate system 2A according to the present embodiment exclusively operates the two security gates 300a and 300b according to the flowchart shown in FIG. By doing in this way, it becomes possible to specify which security gate 300a, 300b the explosive was detected.
- FIG. 6 the processing in the security gate 300a is mainly described, but the same processing is performed in the security gate 300b.
- the card reader controller 221a of the control device 200A places the card reader 302a on the security gate 300a side in a standby state (S101). At this time, for example, the card reader control unit 221a displays a display unit (not shown) of the card reader 302a in “blue” indicating the standby state. Further, the gate flap controller 223a waits in the “closed” state of the gate flap 303a (S102). Further, the injection nozzle controller 222a controls the electromagnetic valve 321a of the injection nozzle 311a to place the injection nozzle 311a in a standby state (S103).
- the card reader control unit 221a determines whether or not information acquisition is detected in the card reader 302a (S104). As a result of step S104, when the card reader control unit 221a does not detect information acquisition (S104 ⁇ No), the control unit 211A advances the process to step S114.
- step S104 when the card reader control unit 221a detects information acquisition (S104 ⁇ Yes), the card reader control unit 221a informs the control unit 211a that it has detected information acquisition of the IC card 30 on the security gate 300a side. Notification is made (S105).
- the detection of information acquisition in step S104 also means that the control device 200A has detected the collection of the fine particles 10a at the collection port 101a.
- the card reader control unit 221a may prohibit the operation of the card reader 302a.
- the injection nozzle control unit 222a may prohibit the operation of the injection nozzle 311a.
- the gate flap control unit 223a may prohibit the operation of the gate flap 303a.
- the injection nozzle control part 222a injects compressed air from the injection nozzle 311a (S106).
- the fine particles 10a are peeled off from the IC card 30 by jetting compressed air from the jet nozzle 311a.
- the fine particles 10a separated from the IC card 30 are collected by the collection port 101a and transferred to the centrifugal separator 102a.
- the centrifugal separator 102a separates and concentrates the fine particles 10a from the air by centrifuging the transferred fine particles 10a (S107).
- the separated and concentrated fine particles 10a are heated by being brought into contact with the heating filter 103 in the heating block 104 (S108) and are vaporized.
- the analysis device 105 analyzes the vaporized fine particles 10a (S109).
- the analysis device 105 sends the analysis result to the control device 200A, and determines whether or not the analysis control unit 215 of the control device 200A has detected an explosive material (S110).
- the control unit 211A performs a detection process (S111), and returns the process to step S101.
- the gate flap control unit 223a of the control device 200A closes the gate flap 303a and causes a security system (not shown) to give an alarm.
- the control unit 211A associates the information of the IC card 30 read by the card reader 302a with the result of the explosive detection and causes a security system (not shown) to give an alarm. That is, the control unit 211A associates the analysis result of the analysis device 105 with the information read from the IC card 30.
- the association between the analysis result of the analyzer 105 and the information read from the IC card 30 may be performed regardless of whether the explosive is detected or not detected. In this way, it becomes easy to identify the target person 20 (FIG. 2) who owns the explosive.
- step S111 the control unit 211A returns the process to step S101, so that the security gate system 2A continues the normal process even when an explosive is detected. By doing so, it is possible to secure the person in a safe place without noticing the target person 20 (FIG. 2) carrying the explosive. In addition, when it is desired to secure the target person 20 possessing the explosive material on the spot, the control unit 211A may end the process after step S111.
- step S110 If no explosive is detected as a result of step S110 (S110 ⁇ No), the fact that the control unit 211A has completed the inspection on the security gate 300a side indicates that the card reader control unit 221b and the injection nozzle control unit 222b on the security gate 300b side.
- the gate flap control unit 223b is notified (S112). Then, the gate flap controller 221a sets the gate flap 303a to the “open” state (S113).
- control unit 211A determines whether or not an information acquisition notification of the IC card 30 has been received from the card reader control unit 221b on the security gate 300b side (S114). This notification is given in the step S105 on the security gate 300b side. As a result of step S114, when the notification of information acquisition of the IC card 30 is not received from the security gate 300b side (S114 ⁇ No), the control unit 211A returns the process to step S101.
- step S114 when the notification of information acquisition of the IC card 30 is received from the security gate 300b side (S114 ⁇ Yes), the injection nozzle control unit 222a prohibits the injection of compressed air by the injection nozzle 311a (S115). Subsequently, the card reader controller 222a prohibits reading of the card reader 302a on the security gate 300a side (S116). At this time, the card reader control unit 221a displays a display unit (not shown) of the card reader 302a on the security gate 300a side in, for example, “red” which is a prohibited state. Further, the gate flap control unit 223a sets the gate flap 303a to the open prohibited state (prohibited) (S117). By the processing in steps S115 to S117, the collection port 101a is prohibited from collecting the fine particles 10a.
- the control unit 211A determines whether or not an inspection end notification has been received from the security gate 300b side (S118). This notification is the one notified in step S112 on the security gate 300b side. As a result of step S118, when the inspection end notification is not received from the security gate 300b side (S118 ⁇ No), the control unit 211A returns the process to step S115. As a result of step S118, when the inspection end notification is received from the security gate 300b side (S118 ⁇ Yes), the control unit 211A returns the process to step S101.
- control unit 211A cancels the prohibition of injection by the injection nozzle 311a, the prohibition of reading of information by the card reader 302a, and the open prohibition state (prohibition) by the gate flap 303a. This is to prevent the fine particles 10a collected on the security gate 300a side from mixing with the fine particles 10b collected on the security gate 300b side.
- the IC card 30 and the like can be authenticated, and the fine particles 10 attached to the IC card 30 can be inspected.
- the security gate system 2A according to the second embodiment for example, when the security gate 300a detects acquisition of information from the IC card 30, the card reader on the security gate 300b side until the particle inspection on the security gate 300a side is completed. The operation of 302b and the injection nozzle 311b is stopped. The reverse is also true. By doing in this way, the security gate system 2A according to the second embodiment can specify which security gate 300 is the fine particle 10 which is the inspection target.
- the lengths from the centrifugal separators 102a and 102b to the analyzer 105 are the same.
- the security gate system 2A prohibits the operation of the security gate 300 simultaneously with the detection of information acquisition from the IC card 30, and cancels the prohibition of the operation of the security gate 300 when the analysis of the analysis device 105 is completed.
- the fine particles 10 acquired from the two security gates 300 are not mixed and analyzed.
- Such a security gate system 2A can be applied to entrance / exit management in public facilities such as airports, ports, station ticket gates, commercial facilities, office buildings, and amusement facilities that are authenticated by the IC card 30 or the like.
- FIG. 7 is a flowchart showing an operation procedure of the security gate system according to the third embodiment.
- the configuration of the security gate system 2A according to the third embodiment is the same as that shown in FIGS. 2 to 5, and a description thereof will be omitted here.
- the same processes as those in FIG. 6 are denoted by the same step numbers and description thereof is omitted.
- the processing shown in FIG. 7 is different from the processing shown in FIG. 6 in that after step S117, the control unit 211A determines whether or not the prohibition time on the security gate 300a side has ended (S118A). .
- the prohibition time is a time during which the operation of the ejection nozzle 311a, the card reader 302a, and the gate flap 303a is prohibited after receiving the information acquisition notification from the security gate 300b side.
- the prohibited time is set as a predetermined time in advance by a method described later.
- step S118A when the prohibition time has not ended (S118A ⁇ No), the control unit 211A returns the process to step S115. As a result of step S118A, when the prohibited time has expired (S118A ⁇ Yes), the control unit 211A returns the process to step S101.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation time chart in the security gate system according to the third embodiment. Reference is made to FIGS. 4 and 5 as appropriate.
- FIG. 8A shows a time chart of detection of information acquisition by the card reader 302a, injection of compressed air from the injection nozzle 311a, and detection of explosives derived from the security gate 300a in order from the top.
- FIG. 8B shows time charts of detection of information acquisition by the card reader 302b, injection of compressed air from the injection nozzle 311b, and detection of explosives derived from the security gate 300b in order from the top.
- the analysis control unit 215 detects an explosive material derived from the security gate 300a at time T104.
- the time from the detection by the card reader 302a to the end of the injection of compressed air by the injection nozzle 311a is Ta101.
- the card reader 302a When the card reader 302a recognizes the IC card 30, the card reader 302b on the security gate 300b side and the injection nozzle 311b are prohibited from operating. At this time, although not shown in FIG. 8, the gate flap 303b is also prohibited from operating (open prohibited).
- the time (prohibited time) Tb111 during which the operation of the card reader 302b, the injection nozzle 311b, and the gate flap 303b is prohibited is the time between time T101 and T103, that is, Ta101 in FIG.
- the gate flap 303a is also prohibited from operating (open prohibited).
- the time (prohibited time) Ta111 during which the operation of the card reader 302b, the injection nozzle 311b, and the gate flap 303b is prohibited is the time between times T111 and T113 in FIG. 8, that is, Tb101.
- the time from the end of the injection of compressed air by the injection nozzle 311a to the time when the analysis control unit 215 detects the explosive is defined as an inspection waiting time Ta102. That is, the inspection waiting time Ta102 is from time T103 to T104.
- the inspection waiting time Ta102 varies depending on the type of explosive particles 10 to be inspected. For example, the detection waiting time Ta102 can be predicted to be about 2 seconds for TNT (Trinitrotoluene) fine particles, and about 5 seconds for military explosives.
- a change in the detection time T104 on the security gate 300a side is assumed as a detection expected time Ta103.
- the expected detection time Ta103 is an expected time required for analyzing the substance in the analyzer 105. Since the expected detection time Ta103 can be set in advance, the expected inspection time Ta103 can be handled as a fixed time of about several seconds. That is, the expected inspection time Ta103 can be set in advance as a predetermined period.
- the inspection waiting time on the security gate 300b side is Tb102, and the expected detection time is Tb103.
- Such expected detection times Ta103 and Tb103 and prohibited times Ta111 and Tb111 are stored and set in the storage device 291 in advance.
- the security gate system 2A according to the second embodiment for example, when the security gate 300a detects acquisition of information, it is desirable to disable the operations of the units 221b to 223b of the security gate 300b until the inspection on the security gate 300a side is completed.
- the security gate system 2A according to the third embodiment only needs to prohibit the operations of the units 221b to 223b of the security gate 300b for the set prohibition time Tb111. Therefore, the security gate 2A according to the third embodiment can shorten the prohibition time, and can realize an efficient operation of the security gate system 2A.
- the prohibited times Ta111 and Tb111 depend on the length of the expected detection time. That is, it is only necessary that the expected detection time Ta103 on the security gate 300a side and the expected detection time Tb103 on the security gate 300b side do not overlap.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the prohibited time when the expected detection time is longer than the authentication / injection time.
- FIG. 9A shows time charts of detection of information acquisition by the card reader 302a, injection of compressed air from the injection nozzle 311a, and detection of explosives derived from the security gate 300a in order from the top.
- time T201 is the time when the card reader 302a detects information acquisition.
- Time T202 is a time at which the injection of compressed air by the injection nozzle 311a starts, and time T203 is a time at which the injection of compressed air ends.
- Ta203 is the expected detection time.
- the time when the explosives derived from the security gate 300a are detected is not shown.
- FIG. 9B shows time charts of detection of information acquisition by the card reader 302b, injection of compressed air from the injection nozzle 311b, and detection of explosives derived from the security gate 300b in order from the top.
- Tb201 is a prohibited time on the security gate 300b side when the security gate 300a receives the information from the IC card 30.
- the prohibition time Tb201 on the security gate 300b side also becomes long in order to prevent the detection expectation times on the security gate 300b side from overlapping.
- the prohibited times Ta111 and Tb111 are set so that the expected detection times Ta103 and Tb103 (FIG. 8) do not overlap between the security gate 300a side and the security gate 300b side.
- the analyzer 105 does not simultaneously analyze the fine particles 10a acquired on the security gate 300a side and the fine particles 10b acquired on the security gate 300b side. . Therefore, when an explosive is detected within the expected detection times Ta103 and Tb103 (FIG. 8), the analysis control unit 105 determines whether the explosive is derived from the security gate 300a side or the security gate 300b side. Can be determined.
- the security gate system 2A if the prohibition time ends even if the inspection of the fine particles 10 derived from the security gate 300 on the side where the information acquisition is detected does not end.
- the operation prohibition of the security gate 300 on the side where the information acquisition is not detected can be canceled. Therefore, the operation prohibition time of the security gate 300 on the side where information acquisition is not detected can be shortened, and the inspection efficiency can be improved.
- the security gate system 2A according to the present embodiment can be provided with the existing authentication system and the particle inspection system 1A.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the security gate system according to the fourth embodiment.
- the security gate system (substance inspection system) 2B in FIG. 10 the same components as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. That is, in FIG. 10, the particle inspection apparatus 100 of the particle inspection system 1B is the same as the particle inspection apparatus 100 shown in FIG. 1, and the security gate 300a has the same configuration as the security gate 300a of FIG.
- the configuration of the baggage inspection unit 400 and the control device 200B will be described.
- the baggage inspection unit 400 includes a belt conveyor 401, a fine particle peeling unit 301 c (301), and a line sensor 402.
- the belt conveyor 401 conveys the baggage 411 and is driven by the driving unit 403.
- the injection nozzle 311c (301) of the fine particle peeling unit 301c (301) is one in which pulsed compressed air is injected by the electromagnetic valve 321c (321) for a certain period of time.
- the line sensor 402 detects baggage 411 on the belt conveyor 401.
- the collection port 101c (101) collects the fine particles 10c peeled from the baggage 411 and introduces the collected fine particles into the introduction tube 106b.
- the control device 200B will be described later.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a control device according to the fourth embodiment.
- the control device 200B includes a card reader control unit 221 (221a), an injection nozzle control unit 222 (222a, 222c), a gate flap control unit 223 (223a), a belt A conveyor control unit 231 and a line sensor detection control unit 232 are included.
- the card reader control unit 221a, the injection nozzle control unit 222a, and the gate flap control unit 223a are the same as the card reader control unit 221a, the injection nozzle control unit 222a, and the gate flap control unit 223a of the second embodiment, and will be described here. Is omitted.
- the belt conveyor control unit 231 controls the operation of the belt conveyor 401 by controlling the driving unit 403 of the belt conveyor 401.
- the injection nozzle control unit 222c controls the electromagnetic valve 321c (321) of the injection nozzle 311c (311) in the baggage inspection unit 400, and controls the injection frequency and frequency of the pulsed compressed air injected from the injection nozzle 311c.
- the line sensor detection control unit 232 processes a signal sent from the line sensor 402.
- the control unit 211B and each of the units 212 to 215, 221 to 223, 231 and 232 are realized by a program stored in the storage device 291 being expanded in the memory 210 and executed by the CPU 292.
- the baggage 411 moves to a position where pulsed compressed air generated by the injection nozzle 311c is injected.
- the injection nozzle control unit 222c operates the electromagnetic valve 321c at a timing necessary for efficiently separating the fine particles 10c from the baggage 411, and injects pulsed compressed air to the injection nozzle 311c.
- the control unit 211B can calculate the time required for the baggage 411 to move to a position where pulsed compressed air is injected. Based on the time required for this movement, the control unit 211B obtains the time when the baggage 411 passes through the area where the pulsed compressed air is injected, and further determines the injection timing of the compressed air based on this time. . Thereby, the fine particles 10c attached to the baggage 411 are peeled off.
- the fine particles 10c peeled off from the baggage 411 are transferred in the direction of the collection port 101c by the air flow caused by the compressed air injected from the injection nozzle 311c, and are collected in the collection port 101c. That is, the collection port 101c is disposed in the vicinity of the injection nozzle 311c.
- FIG. 10 for explanation, it is assumed that one line sensor 402 and one injection nozzle 311 c are installed. However, since the size of the baggage 411 varies, it is desirable that a plurality of line sensors 402 and injection nozzles 311c are combined as shown in FIGS.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an arrangement configuration example of the line sensor.
- the line sensor 402 includes a plurality of light emitting units 421a to 421d and a plurality of light receiving units 422a to 422d.
- the light emitting units 421a to 421d irradiate the infrared laser 423, for example.
- the light emitting units 421a to 421d and the light receiving units 422a to 422d are arranged in the vertical direction with respect to the baggage 411.
- the line sensor 402 allows the control unit 211B (FIG. 11) to control the baggage 411 according to whether the light receiving units 422a to 422d detect the infrared laser 423 emitted from the light emitting units 421a to 422d.
- the size (height) can be detected.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an arrangement configuration example of injection nozzles.
- the injection nozzle 311c is composed of a plurality of injection nozzles 311c-1 to 311c-4.
- the injection nozzles 311c-1 to 311c-4 are arranged in the vertical direction with respect to the baggage 411.
- a collection port 101c is installed to face each of the injection nozzles 311c-1 to 311c-4.
- the injection nozzle control unit 222c (FIG. 11) injects compressed air from any or a plurality of the injection nozzles 311c-1 to 311c-4 based on the height information of the baggage 411 detected by the line sensor 402. Thereby, the fine particles 10c adhering to the baggage 411 are collected in the collection port 101c.
- FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure in the security gate system according to the fourth embodiment.
- the security gate 300a and the baggage inspection unit 400 are operated exclusively. By doing in this way, it becomes possible for control device 200B to specify whether explosives were detected by security gate 300a or baggage inspection part 400.
- the method will be described with reference to a flowchart, but the processing of the security gate 300a is the same as the processing in step S114 of FIG. 6 except that the control unit 211B receives a baggage detection notification from the baggage inspection unit 400. This is the same as the processing of 6. Therefore, the description of the process of the security gate 300a is omitted, and the process of the baggage inspection unit 400 will be mainly described.
- the injection nozzle control unit 222c of the control device 200B sets the injection nozzle 311c in a standby state (S201).
- the belt conveyor 401 has already moved, but an infrared sensor (not shown) may be provided in the belt conveyor 401 so that the belt conveyor 401 starts to move when a person approaches.
- the line sensor 402 control unit 232 determines whether or not the baggage 411 is detected by the line sensor 402 (S202).
- the line sensor detection control unit 232 determines whether or not the detection of the infrared laser 423 (FIG. 12) in the light receiving units 422a to 422d (FIG. 12) in the line sensor 402 is detected, thereby determining step S202. Do.
- step S202 when the baggage 411 is not detected (S202 ⁇ No), the control unit 211B advances the process to step S211.
- step S202 When the baggage 411 is detected as a result of step S202 (S202 ⁇ Yes), the line sensor detection control unit 232 notifies the control unit 211B that the baggage 411 has been detected (S203).
- the control unit 211B notified of the detection of the baggage 411 notifies the card reader control unit 221a, the injection nozzle control unit 222a, and the gate flap control unit 223a on the security gate 300a side that the baggage 411 has been detected.
- the fact that the baggage 411 has been detected in step S202 also means that the control device 200B has detected the collection of the fine particles 10c at the collection port 101c.
- the belt conveyor control unit 231 and the ejection nozzle control unit 222c prohibit the operation of the belt conveyor 401 and the ejection nozzle 311c until the analysis of the collected fine particles 10c is completed. May be.
- the injection nozzle control unit 222c injects compressed air from the injection nozzle 311c in a pulse shape (S204).
- the fine particles 10c are peeled off from the baggage 411 by jetting compressed air from the jet nozzle 311c.
- the control unit 211B calculates the injection timing by the injection nozzle 311c from the moving speed of the belt conveyor 401, the detection time of the baggage 411, and the like.
- the fine particles 10c peeled off from the baggage 411 are collected by the collection port 101c and transferred to the centrifugal separator 102b.
- the centrifugal separator 102b separates and concentrates the fine particles 10c from the air by centrifuging the transferred fine particles 10c (S205).
- the separated and concentrated fine particles 10c are heated by the heating filter 103 in the heating block 104 (S206) and are vaporized.
- the analysis device 105 analyzes the vaporized fine particles 10c (S207).
- the analysis device 105 sends the analysis result to the control device 200B, and the analysis control unit 215 determines whether or not an explosive is detected (S208).
- the control unit 211B performs a detection process (S209), and returns the process to step S201.
- the control unit 211B causes the gate flap control unit 223a of the control device 200B to close the gate flap 302a and cause a security system (not shown) to issue an alarm.
- the belt conveyor control unit 231 forcibly stops the belt conveyor 401.
- control unit 211B links the information of the IC card 30 read by the card reader 302a with the result of the explosive detection, and causes a security system (not shown) to give an alarm. That is, the control unit 211B associates the analysis result of the analysis device 105 with the information read from the IC card 30. Information on the IC card 30 at this time may be read within a predetermined time from the detection of the baggage 411.
- step S209 the control unit 211B returns the process to step S201 so that the security gate system 2B continues the normal process even when the explosive is detected.
- the nickname person 20 and the baggage 411 can be secured in a safe place without being noticed by the target person 20 (FIG. 2) carrying the explosive. If it is desired to secure the baggage 411 carrying explosives on the spot, the control unit 211B may end the process after step S209.
- step S208 If no explosives are detected as a result of step S208 (S208 ⁇ No), the fact that the control unit 211B has completed the inspection on the baggage inspection unit 400 side, the card reader control unit 621a on the security gate 300a side, and the injection nozzle control unit 222a notifies the gate flap controller 223a (S210).
- the control unit 211B determines whether or not the information acquisition notification of the IC card 30 (FIG. 3) has been received from the card reader control unit 221a on the security gate 300a side (S211). This notification is given at the stage of step S105 in FIG. 6 on the security gate 300a side.
- the control unit 211B returns the process to step S201.
- step S211 when the information acquisition notification of the IC card 30 is received from the security gate 300a side (S211 ⁇ Yes), the injection nozzle control unit 222c prohibits the injection by the injection nozzle 311c (S212). Subsequently, the belt conveyor control unit 231 forcibly stops the belt conveyor 401 (S213). By the processing in steps S212 and S213, the collection port 101c is prohibited from collecting the fine particles 10c.
- the control unit 211B determines whether or not an inspection end notification has been received from the security gate 300a side (S214). This notification is given at the stage of step S112 in FIG. 6 on the security gate 300b side. As a result of step S214, when the inspection end notification is not received from the security gate 300a side (S214 ⁇ No), the control unit 211B returns the process to step S211. As a result of step S214, when the inspection end notification is received from the security gate 300a side (S214 ⁇ Yes), the control unit 211B returns the process to step S201. That is, the control unit 211B cancels the ejection prohibition by the ejection nozzle 311a and the forced stop state of the belt conveyor 401.
- the fine particle 10a attached to the IC card 30 (FIG. 3) is inspected.
- the inspection of the fine particles 10 c attached to the baggage 411 can be performed using the same analyzer 105. That is, according to the security gate system 2B according to the present embodiment, entrance / exit management in public facilities such as airports, harbors, station ticket gates, commercial facilities, office buildings, amusement facilities, and the target person 20 (FIG. 2) possesses. Simultaneous inspection with baggage 411 is possible. Alternatively, entrance / exit management and parallel inspection of parcels can be performed.
- the operation of the injection nozzle 311c and the belt conveyor 401 is prohibited until the inspection on the security gate 300a side is completed.
- the predetermined prohibition time ends after the operation of the injection nozzle 311 c and the belt conveyor 401 is prohibited, the injection nozzle can be used even if the inspection on the security gate 300 a side does not end. 311c, the prohibition of operation of the belt conveyor 401 may be canceled.
- the control unit 211B determines whether or not the prohibition time on the security gate 300a baggage inspection unit 400 side has ended (S214A).
- the prohibition time is a time during which the operation of the injection nozzle 311c and the belt conveyor 401 is prohibited after the information acquisition notification is received from the security gate 300a side.
- the prohibition time is set as a predetermined time in advance by a method similar to the method shown in FIGS. That is, the prohibited time is set so that the expected detection time on the security gate 300a side and the expected detection time on the baggage inspection unit 400 side do not overlap.
- step S214A when the prohibition time has not ended (S214A ⁇ No), the control unit 211B returns the process to step S211.
- Step S214A when the prohibition time has expired (S214A ⁇ Yes), the control unit 211B returns the process to Step S201.
- Other processes in FIG. 15 are the same processes as in FIG.
- the processing on the security gate 300a side is the same as the processing in FIG. 7 except that in the processing in step S114 in FIG. 7, the control unit 211B is a baggage detection notification from the baggage inspection unit 400.
- the operation prohibition time of the security gate 300 on the side where information acquisition is not detected can be shortened, and the inspection efficiency can be improved.
- a tag reader (not shown) may be installed in the vicinity of the belt conveyor 401 so that information can be read from an IC tag attached to the baggage 411 or the like.
- FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the appearance of a security station according to the fifth embodiment.
- the security station (substance inspection system) 3 shown in the fifth embodiment includes four security checkers 500.
- each security checker 500 includes a fine particle peeling unit 301 (301d to 301g), a card reader 302 (302d and 302e), an imaging device (image acquisition unit) 501 (501d and 501e), and a collection port 101 (101d to 101d). 101g).
- the imaging device 501 (501d, 501e) captures an image of a person to be inspected.
- the imaging device 501 is a digital camera, a digital video camera, or the like. As shown in FIG. 16, each imaging device 501 is provided at a position where a person using the card reader 302 can be imaged.
- the imaging device 501 may be provided at any location as long as it can capture a person using the card reader 302.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the security station according to the fifth embodiment.
- the security station 3 in the present embodiment is configured by the four security checkers 500.
- the number of security checkers 500 is not limited to four.
- the configuration of each security checker 500 (500d to 500g) is the same as that of the security gate 300 shown in FIG. 4 except that the imaging device 501 (501d to 501g) is provided and the gate flap 303 (FIG. 4) is not provided. Since it is the same, description is abbreviate
- the imaging device 501 (501d to 501g) captures an image of a person to be inspected.
- Each part of the security station 3 is controlled by the control device 200C (FIG. 19), but details of the control device 200C will be described later and are not shown here.
- the other configurations 101 to 111 of the particle inspection apparatus 100C are the configurations 101 to 111 shown in FIG.
- the branch pipe 108 ⁇ / b> D extending from the centrifuge device 102 connected to each security checker 500 is different in the distance from the individual centrifuge device 102 because of the schematic diagram. Since the individual centrifuges 102 are arranged concentrically around the point 601, the distance between each centrifuge 102 and the branch point is equal.
- a plurality of branch points 611 to 613 may be provided in one branch pipe 108E.
- the branch pipe 108E having a plurality of branch points 611 to 613 even when the number of the centrifugal separators 102 is large, the distance from each of the centrifugal separators 102d to 102e to the heating filter 103 is made equal. Is possible. By doing so, it is possible to minimize variations in conditions such as the time for the fine particles 10 separated by the centrifugal separator 102 to reach the heating filter 103 and the analyzer 105.
- FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of a control device according to the fifth embodiment.
- the control device 200C includes a card reader controller 221, an injection nozzle controller 222, a fan controller 212, a temperature controller 213, a pipe heater controller 214, an analysis controller 215, and an imaging controller 241.
- the card reader control unit 221 is the same as the card reader control unit 221 in the second to fourth embodiments except for controlling the four card readers 302d to 302g.
- the injection nozzle control unit 222 is the same as the card reader control unit 221 in the second to fourth embodiments except that the electromagnetic valves 321d to 321g of the four injection nozzles 311d to 311g are controlled.
- the fan control unit 212 is the same as the fan control unit 212 in the first to fourth embodiments except for controlling the four fans 107d to 107g.
- the temperature adjustment unit 213, the pipe heater control unit 214, and the analysis control unit 215 are the same as the pipe heater control unit 214 and the analysis control unit 215 in the first to fourth embodiments.
- the imaging control unit 241 controls each of the imaging devices 501d to 501g (501), and acquires images captured by the imaging devices 501d to 501g (501).
- FIG. 20 is a flowchart showing an operation procedure of the security station according to the fifth embodiment.
- the processing different from the second embodiment (FIG. 6) is the following processing.
- steps S102, S113, and S117 related to the gate flap in FIG. 6 are omitted.
- the imaging control unit 241 causes the imaging device 501 of the security checker 500 that has detected the information acquisition to capture the images of the target persons 20a and 20b (S301).
- the control unit 211C performs a detection process (S302) and returns the process to step S101.
- the control unit 211C performs processing such as sending the image captured in step S301 to a security system (not shown).
- the control unit 211 ⁇ / b> C links the explosive detection, the captured image, and the information of the IC card 30 (FIG. 3) read by the card reader 302 and stores them in the storage device 291. That is, the control unit 211C associates the image captured by the imaging device 501 with the analysis result by the analysis device 105. This association may be performed regardless of detection / non-detection of explosives. Further, the control unit 211C associates the image captured by the imaging device 501 with the analysis result by the analysis device 105 and the information of the IC card 30 read by the card reader 302.
- step S114B the control unit 211C determines whether or not the information of the IC card 30 (FIG. 3) has been acquired from a security checker 500 different from the security checker 500 to be processed.
- step S302 After the detection process in step S302 ends, the control unit 211C returns the process to step S101, so that the security station 3 continues the normal process even when an explosive is detected. By doing so, it is possible to secure the person in a safe place without noticing the target person 20 (FIG. 2) carrying the explosive. If it is desired to secure the target person 20 possessing the explosive material on the spot, the control unit 211C may end the process after step S302.
- the security station 3 according to the fifth embodiment enables detection of explosives attached to the IC card 30 (FIG. 3) or the like by a plurality of security checkers 500.
- the security station 3 according to the fifth embodiment can link the detection of explosives and captured images (persons) by providing the imaging device 501, and can specify the person who possessed the explosives. Can be easily.
- step S118 of FIG. 20 may be set to step S118C, which is a process for determining whether or not the prohibition time of the security checker 500 that is the processing target of the control unit 211C has ended. it can.
- the security station 3 can perform the next processing without waiting for the completion of all the inspection processes in the security checker 500 that has detected the information acquisition of the IC card 30 (FIG. 3), as in the third embodiment.
- the particle inspection can be started.
- FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of a security gate system according to the sixth embodiment.
- the distance from each centrifugal separator 102 to the heating filter 103 is equal in the branch rods 108 (FIG. 6), 108D (FIG. 17), and 108E (FIG. 18).
- the distance from the branch point 621 to each centrifugal separator 102 (102a, 102d) may be different in the branch pipe 108F. That is, the distance from each centrifuge 102 (102a, 102d) to the heating filter 103 may be different.
- FIG. 6 the distance from each centrifugal separator 102 to the heating filter 103 is equal in the branch rods 108 (FIG. 6), 108D (FIG. 17), and 108E (FIG. 18).
- the distance from the branch point 621 to each centrifugal separator 102 (102a, 102d) may be different in the branch pipe 108F. That is, the distance from each centrifuge
- the configuration other than the branch pipe 108F is the same as the configuration shown in FIG. Further, although the control device 200 (FIG. 4) is not shown, the configuration of the control device 200 is the same as that of FIG. In FIG. 22, the configuration of the security gates 300a and 300b is not shown.
- Such a security gate system 2C can perform processing as shown in the second embodiment and the third embodiment.
- the prohibition time is set as shown in FIG.
- FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the prohibition time in the security gate system according to the sixth embodiment.
- FIG. 23 shows an example in which the length of the branch pipe 108F connected to the centrifuge 102a is short and the length of the branch pipe 108F connected to the centrifuge 102b is long as shown in FIG.
- detection of information acquisition by the card reader 302a in order from the top injection of compressed air from the injection nozzle 311a, detection of explosives originating from the security gate 300a, acquisition of information by the card reader 302b.
- Detection, injection of compressed air from the injection nozzle 311b, and detection of explosives originating from the security gate 300b are shown.
- time T301 is the time when the card reader 302b detects information acquisition.
- Time T302 is the time when the injection of compressed air by the injection nozzle 311b starts, and time T303 is the time when the injection of compressed air ends.
- Tb301 is the expected detection time.
- the time when the distance explosive to the heating filter 103 is detected is not shown. In such a case, the prohibition time in the security gate 300a is a period of Ta301.
- detection of information acquisition by the card reader 302a in order from the top injection of compressed air from the injection nozzle 311a, detection of explosives originating from the security gate 300a, acquisition of information by the card reader 302b. Detection, injection of compressed air from the injection nozzle 311b, and detection of explosives originating from the security gate 300b are shown.
- time T401 is the time when the card reader 302a detects information acquisition.
- Time T402 is the time when the injection of compressed air by the injection nozzle 311a has started, and time T403 is the time when the injection of compressed air has ended.
- Ta401 is an expected detection time.
- the time when the explosive is detected is not shown. In such a case, the prohibition time in the security gate 300b is a period of Tb401.
- the prohibition time Tb401 is a time before the information acquisition detection time T401 of the security gate 300a. That is, in the example of FIG. 23, the prohibition time on the security gate 300b side need not be set.
- the set time of the prohibition time depends on the length of the branch pipe 108F. That is, if the length of the branch pipe 108F is short, the set time of the prohibited time is set to a later time. Further, if the length of the branch pipe 108F is long, the set time of the prohibition time is set to an early time. As described above, according to the security gate system according to the present embodiment, even when the lengths from the centrifugal separators 102 to the heating filter 103 (or the analysis device 105) are different, the prohibition time can be set. . Further, as shown in FIG. 23, when the other branch pipe 108F is extremely long with respect to one branch pipe 108F, the security gate 300 connected to the branch pipe 108F does not set the prohibition time. There are cases where it is good.
- FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration example of a particle inspection system according to the seventh embodiment.
- the particle inspection system 1D shown in FIG. 24 is different from the particle inspection system 1 shown in FIG. 1 in that the branch point 701 of the branch pipe 108 is arranged outside the heating block 104 in the particle inspection apparatus 100D. . More specifically, the branch point 701 of the branch pipe 108 is disposed upstream of the heating block 104.
- the particle inspection apparatus 100D can be used as a mass analyzer as in the first embodiment. Since the heating filter 103 is provided on the downstream side of the junction (the branching point 701) in the branch pipe 108, only one heating filter 103 needs to be provided, so that the cost can be reduced.
- FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration example of a particle inspection system according to the eighth embodiment.
- the particle inspection system 1E shown in FIG. 25 is different from the particle inspection system 1 shown in FIG. 1 in that the branch point 702 of the branch pipe 108 is arranged outside the heating blocks 104a and 104b in the particle inspection apparatus 100E. It is. More specifically, the branch point 702 of the branch pipe 108 is disposed downstream of the heating blocks 104a and 104b.
- the fine particle inspection apparatus 100E includes a heating block 104a corresponding to the centrifuge 102a and a heating block 104b corresponding to the centrifuge 102b. That is, it has the heating blocks 104a and 104b corresponding to the plurality of centrifuges 102a and 102b, respectively. In other words, in the particle inspection apparatus 100E, the heating blocks 104a and 104b are installed in pairs with the respective collection ports 101a and 102b.
- the heating block 104a includes a heating filter 103a, a heater 109a, and a temperature sensor 110a (110).
- the heating block 104b includes a heating filter 103b, a heater 109b, and a temperature sensor 110b.
- the heating filters 103a and 103b, the heaters 109a and 109b, and the temperature sensors 110a and 110b are the same as the heating filter 103, the heater 109, and the temperature sensor 110 in FIG.
- the pipe heater 112 in the particle inspection apparatus 100E covers the outer periphery of the branch pipe 108 and the pipe 111 from the outlets of the heating blocks 104a and 104b to the branch point 702 and the analyzer 105.
- the heating filters 103a and 103b heat and vaporize the fine particles 10a and 10b sent from the centrifuges 102a and 102b to which the heating filters 103a and 103b are connected, respectively.
- a vapor component is generated from the fine particles 10a.
- the vapor component is influenced by the suction of the analyzer 105 and is introduced into the analyzer 105 through the branch pipe 108 and the pipe 111.
- a vapor component is generated from the fine particles 10b.
- the vapor component is influenced by the suction of the analyzer 105 and is introduced into the analyzer 105 through the branch pipe 108 and the pipe 111.
- control device 200E is different from the control device 200 of FIG. 1 in that temperature control units 213a and 213b for controlling the two heating blocks 104a and 104b are provided.
- the particle inspection system 1E of the seventh embodiment has the following two effects.
- the temperatures of the individual heating blocks 104a and 104b can be set to different temperatures. By doing so, it becomes possible to vaporize more explosive fine particles at an optimum heating temperature.
- the relatively volatile fine particles 10 typified by TNT are efficiently heated and vaporized (vaporized) at about 200 ° C. However, if the temperature is too high, the thermal decomposition proceeds too much and the detection efficiency is high. descend.
- the relatively low volatility particles 10 represented by military explosives are efficiently heated and vaporized (vaporized) at about 250 ° C. However, if the temperature is low, the vaporization takes time and inspection is required. Affects throughput.
- the heating blocks 104a and 104b can be separately heated at temperatures suitable for the fine particles 10a and 10b.
- the other heat blocks 104a and 104b can be used. Can continue. That is, the robustness of the particle inspection system 1E can be improved.
- the failure in this case includes, for example, a problem due to disconnection of the heaters 109a and 109b and the temperature sensors 110a and 110b, a problem due to clogging of the heating filters 103a and 103b, and the like.
- this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included.
- the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to having all the configurations described.
- a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment.
- the fine particles 10 attached to the IC card 30 are inspected.
- the present invention is not limited to the IC card 30, and a path incorporating an IC tag, IC microchip, Alternatively, the fine particles 10 attached to the bus port or the like may be inspected.
- a fingerprint authentication device may be combined with the security gate systems 2A and 2B and the security station 3 shown in the present embodiment.
- the inspection of the fine particles 10 from the IC card 30 or the baggage 411 is described.
- the fingerprint authentication device includes the fine particle peeling unit 301 and the collection port 101.
- a security gate system that inspects the fine particles 10 adhering to a human finger may be used. Or it is good also as a security gate system which test
- the security gate systems 2A and 2B and the security station 3 may inspect the fine particles 10 adhering to specific portions of the human body such as feet and hair, shoes, bags, and the like.
- an infrared camera that acquires an image based on the amount of heat generated by a living body
- an imaging device that can apply an image filter for reading specific information such as a breast chapter, or the like may be used. .
- each of the above-described configurations, functions, control devices 200, 200A, 200B, 200C, storage device 291 and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit.
- Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by a processor such as the CPU 292.
- control lines and information lines are those that are considered necessary for explanation, and not all control lines and information lines are necessarily shown on the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are connected to each other.
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Abstract
Description
(システム構成)
図1は、第1実施形態に係る微粒子検査システムの構成例を示す図である。
微粒子検査システム(物質検査システム)1は、微粒子検査装置(物質検査装置)100及び制御装置200を有している。
微粒子検査装置100は以下の構成を有する。
捕集口(捕集部)101(101a,101b)は、検出対象である微粒子(物質)10(10a,10b)を捕集し、導入管106(106a,106b)に捕集した微粒子10(10a,10b)を導入する。
濃縮部としてのサイクロン遠心分離装置(以下、遠心分離装置102(102a,102b)と称する)は、取り込んだ微粒子10(10a,10b)を濃縮して分離する。遠心分離装置102a,102bのそれぞれは、捕集口101a,101bに対で接続されている。
分岐管108は、配管111によって分析装置105に接続されている。この配管111は蒸気化した微粒子10の成分がその内部に凝縮することを防止するための配管ヒータ112を外周側に備えている。この配管ヒータ112によって配管111は(常時)加熱保温されている。
分析装置105は、物質の質量の差異を利用するイオントラップ質量分析装置、イオンの移動度の差異を利用するイオンモビリティ質量分析装置、微粒子10の質量電荷比を利用する四重極質量分析装置、一様磁場を通過する際の軌道の違いを利用する磁場型質量分析装置等の使用が可能である。なお、本実施形態では、微粒子10に由来の蒸気成分を分析対象とするため、分析装置105は、負圧吸引が可能な真空ポンプ等を内蔵し、分析対象である微粒子10の蒸気成分を吸引できるものとする。分析装置105は、必ずしも汎用型の分析装置105である必要はなく、特定の微粒子10に由来の蒸気成分の検出に特化した簡易型の分析装置105でもよい。
制御装置200は、ファン制御部212(212a,212b)、温調部213、配管ヒータ制御部214、分析制御部215を有し、さらに各部212~215を制御する制御部211を有している。
制御部211及び各部212~215は、記憶装置291に格納されているプログラムが、メモリ210に展開され、CPU(Central Processing Unit)292によって実行されることで具現化する。
温調部213は、温度センサ110から得られる温度情報を基に加熱ヒータ109の温度を制御することで加熱ブロック104の温度制御を行う。
配管ヒータ制御部214は、配管ヒータ112の温度又は発熱量を制御する。
分析制御部215は、分析装置105から微粒子の分析結果を受け取り、その分析結果に基づいて微粒子が爆発物であるか否かの判定等を行う。
なお、制御装置200と、微粒子検査装置100とが一体となっていてもよい。
次に、微粒子検査装置100が微粒子10を検出、分析するまでの手順を説明する。
ここでは、捕集口101aで捕集された微粒子10aが検出されるまでの手順を説明し、捕集口101aで捕集された微粒子10aが検出されるまでの手順の説明を省略する。これは、捕集口101bで捕集された微粒子10bが検出されるまでの手順は、捕集口101aで捕集された微粒子10aが検出されるまでの手順と同様であるためである。
そして、捕集口101aに捕集された微粒子10aは、排気ファン107aにより発生された気流により、大量の空気と共に、捕集口101aから導入管106aを通って遠心分離装置102aに導入される。
なお、図1における微粒子10aを含んだ空気の流れを矢印121で示す。遠心分離装置102aに導入された微粒子10aは、サイクロン現象と呼ばれる遠心分離の原理により大量の空気から分離されることで濃縮される。
この時、遠心分離装置102aの中心では、中心圧力が遠心力の影響を受けて低くなることで上昇気流125を生じており、この上昇気流125により、遠心分離装置102aの外部に排気ファン107aを通って大量の空気が排出される。
このような回転気流122が発生している遠心分離装置102a内部では、質量が大きい微粒子10aは外方へ分離されて内壁面と衝突することで運動エネルギを失う。運動エネルギを失った微粒子10aは壁面にそって下方へ沈降していくことになり、結果として、微粒子10aは大量の空気から分離されることとなる。
このようにして、遠心分離装置102aは微粒子10aを空気から分離するとともに濃縮する。
加熱フィルタ103は分析する微粒子10aを加熱気化(蒸気化)させるために好適な温度に加熱保持されている。この加熱フィルタ103と微粒子10aが接触等することによって、微粒子10aから蒸気成分が発生する。発生した蒸気成分は分析装置105の吸引の影響を受けることで、配管111を通って分析装置105へ導入される(矢印124)。
本実施形態に係る微粒子検査システム1は以下のような効果を有する。
(1)それぞれの捕集口101(101a,101b)から取り込まれた微粒子10は、個々の遠心分離装置102(102a,102b)で別々に分離濃縮される。このため、本実施形態による微粒子検査装置100は、微粒子10を濃縮して捕集する効率を全く損なうことがなく、一つの分析装置105を用いて、複数の、一般的な微粒子検査装置に相当する機能を有することができる。これにより、本実施形態に係る微粒子検査装置100は省スペース化を実現することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態における微粒子検査システム1を適用したセキュリティゲートシステム2A(図4)について説明する。
(外観)
図2は、第2実施形態に係るセキュリティゲートシステムの外観例を示す図である。
セキュリティゲートは、微粒子剥離部(剥離部)301(301a,301b)、カードリーダ302(302a,302b)、捕集口101(101a,101b)、ゲートフラップ303(303b)を有する。なお、ゲートフラップ303bの反対側にもゲートフラップが存在するが、図2では図示省略してある。
カードリーダ302(302a,302b)は、ICカード等からID(Identification)等の情報を読み取るものである。
捕集口101(101a,101b)は、図1に示す捕集口101(101a,101b)と同様、ICカード等から剥離された微粒子を捕集するものである。
ゲートフラップ303(303b)は、微粒子検査システムが爆発物を検知すると閉じるものである。本実施形態では、ゲートフラップ303は、通常時は閉じているが、微粒子検査システムが爆発物を検知しなければ開くものを想定している。しかしながら、これに限らず、通常時は開いており、微粒子検査システムが爆発物を検知すると閉じるゲートフラップ303が用いられてもよい。また、それ以外でもよい。
図3は、図2に示すセキュリティゲートのA-A断面の一部を示した図である。
図3において、ICカード30に付着している微粒子10aを剥離、捕集する手法を説明する。ここでは、微粒子剥離部301aによる微粒子の剥離手法について説明しているが、微粒子剥離部301bによる微粒子剥離手法も同様であるので、微粒子剥離部301bについては説明を省略する。
図3に示すように、微粒子剥離部301aは、剥離部としての圧縮空気噴射ノズル(以下、噴射ノズル311aと称する)が備えられている。
対象人物20(図2)がICカード30をカードリーダ302aに接近させると、カードリーダ302aはICカード30の近接を検知して、ICカード30から情報を非接触で読み取る。
このように、捕集口101の近傍に物質剥離部301を設けることで、検査対象物に付着している微粒子10の捕集を確実に行うことができる。
また、捕集口101の近傍にカードリーダ302を配置することにより、ICカード30の情報読取と、ICカード30由来の微粒子10aの捕集を同時に行うことができる。
図4は、第2実施形態に係るセキュリティゲートシステムの詳細な構成例を示す図である。
図4では、図1と異なる点について説明し、図1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図4に示すセキュリティゲートシステム(物質検査システム)2Aは、2つのセキュリティゲート300a,300b(300)と、微粒子検査システム1Aとを有する。
セキュリティゲート300a,300bは、カードリーダ302(302a,302b)、ゲートフラップ303(303a,303b)を有している。各部301~303(301a~303a,301b~303b)、
また、微粒子剥離部301(図2、図3)を構成する噴射ノズル311(311a,311b)は、図2、図3で説明済みであるので、ここでは説明を省略する。
なお、図4に示す符号321(321a,321b)は、噴射ノズル311(311a,311a)の噴射を制御する電磁弁であり、微粒子剥離部301(301a,301b)(図2、図3)を構成するものである。
制御装置200Aについては後記する。
また、微粒子検査装置100の構成は第1実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
制御装置200Aは、図1の制御装置200に示す構成に加えて、カードリーダ制御部221(221a,221b)、噴射ノズル制御部222(222a,222b)、ゲートフラップ制御部223(223a,223b)を有している。
カードリーダ制御部221(221a,221b)は、カードリーダ302(302a,302b)による情報の読み取りを制御する。
噴射ノズル制御部222(222a,222b)は、噴射ノズル311(311a,311b)における電磁弁321(321a,321b)を制御し、噴射ノズル311から噴射されるパルス状の圧縮空気の噴射頻度や回数を制御する。
ゲートフラップ制御部223(223a,223b)はゲートフラップ303(303a,303b)の開閉を制御する。
また、制御部211Aは、各部212~215,221~223を制御する。
なお、制御部211A及び各部212~215,221~223は、記憶装置291に格納されているプログラムが、メモリ210に展開され、CPU292によって実行されることで具現化する。
図6は、第2実施形態に係るセキュリティゲートシステムの動作手順を示すフローチャートである。適宜、図2~図5を参照する。
本実施形態に係るセキュリティゲートシステム2Aは、図6に示すフローチャートに従い、2つのセキュリティゲート300a,300bを排他的に動作させる。このようにすることで、どちらのセキュリティゲート300a,300bにて爆発物が検知されたかを特定することが可能となる。
図6では、セキュリティゲート300aにおける処理を中心に説明しているが、セキュリティゲート300bでも同様の処理が行われる。
また、ゲートフラップ制御部223aはゲートフラップ303aを「閉」状態で待機させる(S102)。
さらに、噴射ノズル制御部222aは噴射ノズル311aの電磁弁321aを制御することで噴射ノズル311aを待機状態にする(S103)。
ステップS104の結果、カードリーダ制御部221aが情報取得を検知していない場合(S104→No)、制御部211AはステップS114に処理を進める。
なお、ステップS104で情報取得が検知されたことは、制御装置200Aが捕集口101aにおける微粒子10aの捕集を検知したことにもなる。
また、ステップS104で情報取得が検知された後、カードリーダ制御部221aはカードリーダ302aの動作を禁止してもよい。同様に、噴射ノズル制御部222aは噴射ノズル311aの動作を禁止してもよい。さらに、ゲートフラップ制御部223aはゲートフラップ303aの動作を禁止してもよい。
そして、噴射ノズル制御部222aは噴射ノズル311aから圧縮空気を噴射させる(S106)。噴射ノズル311aから圧縮空気が噴射されることにより、微粒子10aがICカード30から剥離される。
遠心分離装置102aは、移送された微粒子10aを遠心分離することで、空気から微粒子10aを分離し、濃縮する(S107)。
分離、濃縮された微粒子10aは、加熱ブロック104における加熱フィルタ103に接触等することによって加熱され(S108)、蒸気化される。
分析装置105は、分析結果を制御装置200Aへ送り、制御装置200Aの分析制御部215が、爆発物を検知したか否かを判定する(S110)。
ステップS110の結果、爆発物を検知した場合(S110→Yes)、制御部211Aは検知処理を行い(S111)、ステップS101へ処理を戻す。検知処理において、例えば、制御装置200Aのゲートフラップ制御部223aがゲートフラップ303aを閉じ、図示しないセキュリティシステムに警報させる。この際、制御部211Aが、カードリーダ302aで読み込まれたICカード30の情報と爆発物検知の結果とを結びつけて、図示しないセキュリティシステムに警報させる。つまり、制御部211Aは、分析装置105の分析結果と、ICカード30から読み取った情報とを関連付ける。なお、分析装置105の分析結果と、ICカード30から読み取った情報との関連付けは、爆発物の検知・不検知にかかわらず行われてもよい。
このようにすることで、爆発物を所有している対象人物20(図2)の特定が容易となる。
なお、爆発物を所持している対象人物20をその場で確保したい場合、ステップS111の後、制御部211Aが処理を終了するようにしてもよい。
そして、ゲートフラップ制御部221aは、ゲートフラップ303aを「開」状態とする(S113)。
ステップS114の結果、セキュリティゲート300b側からICカード30の情報取得の通知を受信していない場合(S114→No)、制御部211AはステップS101に処理を戻す。
続いて、カードリーダ制御部222aはセキュリティゲート300a側のカードリーダ302aを読込を禁止する(S116)。このとき、カードリーダ制御部221aはセキュリティゲート300a側のカードリーダ302aの図示しない表示部を、例えば禁止状態である「赤」で表示させる。
さらに、ゲートフラップ制御部223aはゲートフラップ303aを開禁止状態(禁止)とする(S117)。
ステップS115~S117の処理により、捕集口101aは微粒子10aの捕集が禁止される。
ステップS118の結果、セキュリティゲート300b側から検査終了通知を受信していない場合(S118→No)、制御部211AはステップS115に処理を戻す。
ステップS118の結果、セキュリティゲート300b側から検査終了通知を受信した場合(S118→Yes)、制御部211AはステップS101に処理を戻す。すなわち、制御部211Aは、噴射ノズル311aによる噴射の禁止、カードリーダ302aによる情報読込の禁止、ゲートフラップ303aによる開禁止状態(禁止)を解除する。これは、セキュリティゲート300a側で捕集された微粒子10aと、セキュリティゲート300b側で捕集された微粒子10bとが混合しないようにするためである。
また、第2実施形態に係るセキュリティゲートシステム2Aは、例えば、セキュリティゲート300aがICカード30からの情報取得を検知すると、セキュリティゲート300a側の微粒子検査が終了するまで、セキュリティゲート300b側のカードリーダ302bや、噴射ノズル311bの動作を停止する。逆も同様である。このようにすることで、第2実施形態に係るセキュリティゲートシステム2Aは、検査対象となっている微粒子10がどちらのセキュリティゲート300で取得された微粒子10なのかを特定することができる。
(フローチャート)
図7は、第3実施形態に係るセキュリティゲートシステムの動作手順を示すフローチャートである。
なお、第3実施形態に係るセキュリティゲートシステム2Aの構成は、図2~図5に示されているものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
また、図7において、図6と同様の処理については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
図7に示される処理において、図6で示される処理と異なる点は、ステップS117の後、制御部211Aがセキュリティゲート300a側の禁止時間が終了したか否かを判定する(S118A)点である。禁止時間とは、セキュリティゲート300b側から情報取得の通知を受信してから噴射ノズル311a、カードリーダ302a、ゲートフラップ303aの動作を禁止する時間である。禁止時間は、後記する方法によって予め一定時間として設定されている。
ステップS118Aの結果、禁止時間が終了している場合(S118A→Yes)、制御部211AはステップS101へ処理を戻す。
前記した第2実施形態では、例えば、セキュリティゲート300aがICカード30からの情報を取得すると、セキュリティゲート300bは、セキュリティゲート300a側の微粒子検査が完了するまで、噴射ノズル311b、カードリーダ302b、ゲートフラップ303bの動作を禁止する。
これに対して、第3実施形態では、禁止時間が終了すれば、情報を取得したセキュリティゲート300a側の微粒子検査が完了していなくても、噴射ノズル311b、カードリーダ302b、ゲートフラップ303bの動作禁止を解除するものである。
以下、このことを説明する。
図8(a)では、上段から順にカードリーダ302aによる情報取得の検知、噴射ノズル311aからの圧縮空気の噴射、セキュリティゲート300aに由来する爆発物検知のタイムチャートをそれぞれ示している。
図8(b)では、上段から順にカードリーダ302bによる情報取得の検知、噴射ノズル311bからの圧縮空気の噴射、セキュリティゲート300bに由来する爆発物検知のタイムチャートをそれぞれ示している。
このカードリーダ302aによる検知から噴射ノズル311aによる圧縮空気の噴射が終了するまでの時間をTa101とする。
このカードリーダ302bによる検知から噴射ノズル311bによる圧縮空気の噴射が終了するまでの時間をTb101とする。
そして、カードリーダ302bがICカード30を認識すると、セキュリティゲート300a側のカードリーダ302aと、噴射ノズル311aが動作禁止となる。このとき、図8では図示していないがゲートフラップ303aも動作禁止(開禁止)となる。カードリーダ302b、噴射ノズル311b、ゲートフラップ303bの動作が禁止される時間(禁止時間)Ta111は、図8では時刻T111~T113までの間の時間、すなわちTb101となる。
検知期待時間Ta103は、予め設定しておくことができるので、検査期待時間Ta103は数秒程度の定まった時間として扱うことができる。つまり、検査期待時間Ta103は、所定の期間として、予め設定しておくことができる。
しかしながら、第3実施形態に係るセキュリティゲートシステム2Aは、設定された禁止時間Tb111のみセキュリティゲート300bの各部221b~223bを動作禁止とすればよい。そのため、第3実施形態に係るセキュリティゲート2Aは、禁止時間を短縮することができ、効率的なセキュリティゲートシステム2Aの動作を実現することができる。
ここで、図9(a)では、上段から順にカードリーダ302aによる情報取得の検知、噴射ノズル311aからの圧縮空気の噴射、セキュリティゲート300a由来の爆発物検知のタイムチャートをそれぞれ示している。
そして、図9(a)において、時刻T201はカードリーダ302aが情報取得を検知した時刻である。そして、時刻T202は噴射ノズル311aによる圧縮空気の噴射が始まった時刻であり、時刻T203は圧縮空気の噴射が終了した時刻である。そして、Ta203は検知期待時間である。図9(a)において、セキュリティゲート300a由来の爆発物を検知した時刻は図示省略してある。
ここで、Tb201は、セキュリティゲート300aがICカード30からの情報を取得したことを受けたことによるセキュリティゲート300b側の禁止時間である。
次に、図10~図15を参照して、本発明の第4実施形態を説明する。第4実施形態では、荷物に付着した微粒子10の検査を行うことができるセキュリティゲートシステムについて説明する。
(システム構成)
図10は、第4実施形態に係るセキュリティゲートシステムの詳細な構成例を示す図である。
なお、図10のセキュリティゲートシステム(物質検査システム)2Bにおいて、図1、図4と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。すなわち、図10において、微粒子検査システム1Bの微粒子検査装置100は図1に示す微粒子検査装置100と同様であり、セキュリティゲート300aは図4のセキュリティゲート300aと同様の構成であるため、説明を省略し、手荷物検査部400及び制御装置200Bの構成について説明を行う。
ベルトコンベア401は、手荷物411を搬送するものであり、駆動部403により駆動するものである。
微粒子剥離部301c(301)の噴射ノズル311c(301)は、電磁弁321c(321)によって、パルス状の圧縮空気が一定時間噴射されるものである。
ラインセンサ402は、ベルトコンベア401上の手荷物411を検出するものである。
捕集口101c(101)は、手荷物411から剥離された微粒子10cを捕集し、導入管106bに捕集した微粒子を導入するものである。
制御装置200Bについては後記する。
制御装置200Bは、第1実施形態の制御装置200に示す構成に加えて、カードリーダ制御部221(221a)、噴射ノズル制御部222(222a,222c)、ゲートフラップ制御部223(223a)、ベルトコンベア制御部231及びラインセンサ検知制御部232を有する。
ベルトコンベア制御部231は、ベルトコンベア401の駆動部403を制御することによって、ベルトコンベア401の動作を制御する。
噴射ノズル制御部222cは、手荷物検査部400における噴射ノズル311c(311)の電磁弁321c(321)を制御し、噴射ノズル311cから噴射されるパルス状の圧縮空気の噴射頻度や回数を制御する。
また、ラインセンサ検知制御部232は、ラインセンサ402から送られる信号を処理する。
次に、図10を参照して、第4実施形態に係るセキュリティゲートシステムの手荷物検査部400の動作概要を説明する。セキュリティゲートシステム2Bの詳細な動作については後記する。
まず、図10の矢印441の方向に動いているベルトコンベア401に手荷物411が乗せられると、手荷物411はラインセンサ402に位置まで移動する。
手荷物411がラインセンサ402を通過する際に、制御装置200Bは、ラインセンサ402によって手荷物411の大きさを測定する。ベルトコンベア401の移動速度が既知であれば、制御装置200Bは、ラインセンサ402を通過する時間を基に、手荷物411の大きさを求めることができる。
なお、図10では、説明のためラインセンサ402、噴射ノズル311cがそれぞれ1つずつ設置されているものとしている。しかし、手荷物411の大きさは様々であるため、ラインセンサ402及び噴射ノズル311cは、例えば図12、図13に示すように複数組み合わせたものであることが望ましい。
図12は、ラインセンサの配置構成例を示す図である。
図12に示す例では、ラインセンサ402は、複数の発光部421a~421d、及び複数の受光部422a~422dによって構成されている。発光部421a~421dは、例えば赤外線レーザ423を照射する。各発光部421a~421d及び各受光部422a~422dは、手荷物411に対して縦方向に配置されている。このような構成とすることで、ラインセンサ402は発光部421a~422dから照射される赤外線レーザ423を受光部422a~422dが検知するか否かにより、制御部211B(図11)は手荷物411の大きさ(高さ)を検知することが可能となる。
図13は、噴射ノズルの配置構成例を示す図である。
図13に示す例では、噴射ノズル311cは、複数の噴射ノズル311c-1~311c-4で構成されている。各噴射ノズル311c-1~311c-4は、手荷物411に対して縦方向に配置されている。また、各噴射ノズル311c-1~311c-4に対向して捕集口101cが設置されている。
噴射ノズル制御部222c(図11)は、ラインセンサ402で検知された手荷物411の高さ情報を基に、噴射ノズル311c-1~311c-4の何れか又は複数から圧縮空気を噴射させる。これにより、手荷物411に付着していた微粒子10cが捕集口101cに捕集される。
図14は、第4実施形態に係るセキュリティゲートシステムにおける処理手順を示すフローチャートである。適宜、図10、図11、図13を参照する。
本実施形態では、セキュリティゲート300a、手荷物検査部400を排他的に動作させる。このようにすることで、制御装置200Bがセキュリティゲート300a及び手荷物検査部400のどちらで爆発物が検知されたかを特定することが可能となる。
以下、フローチャートを参照してその手法を説明するが、セキュリティゲート300aの処理は、図6のステップS114の処理において、制御部211Bが手荷物検査部400から手荷物検知通知であることを除けば、図6の処理と同様である。そのため、セキュリティゲート300aの処理については説明を省略し、手荷物検査部400の処理を中心に説明する。
続いて、ラインセンサ402制御部232は、ラインセンサ402で手荷物411を検知したか否かを判定する(S202)。ラインセンサ検知制御部232は、ラインセンサ402における受光部422a~422d(図12)での赤外線レーザ423(図12)の不検知を検知したか否かは判定することによって、ステップS202の判定を行う。
ステップS202の結果、手荷物411を検知していない場合(S202→No)、制御部211BはステップS211へ処理を進める。
なお、ステップS202で手荷物411が検知されたことは、制御装置200Bが捕集口101cにおける微粒子10cの捕集を検知したことにもなる。
また、ステップS202で手荷物411が検知された後、ベルトコンベア制御部231、噴射ノズル制御部222cは、捕集された微粒子10cの分析が完了するまで、ベルトコンベア401、噴射ノズル311cの動作を禁止してもよい。
なお、前記したように、噴射ノズル311cによる噴射タイミングは、ベルトコンベア401の移動速度と、手荷物411の検知時刻等から制御部211Bが算出する。
遠心分離装置102bは、移送された微粒子10cを遠心分離することで、空気から微粒子10cを分離し、濃縮する(S205)。
分離、濃縮された微粒子10cは、加熱ブロック104における加熱フィルタ103によって加熱され(S206)、蒸気化される。
分析装置105は、分析結果を制御装置200Bへ送り、分析制御部215が、爆発物を検知したか否かを判定する(S208)。
ステップS208の結果、爆発物を検知した場合(S208→Yes)、制御部211Bは検知処理を行い(S209)、ステップS201へ処理を戻す。検知処理において、制御部211Bは、例えば、制御装置200Bのゲートフラップ制御部223aがゲートフラップ302aを閉じ、図示しないセキュリティシステムに警報させる。また、ベルトコンベア制御部231はベルトコンベア401を強制停止させる。この際、制御部211Bが、カードリーダ302aで読み込まれたICカード30の情報と爆発物検知の結果とを結びつけて、図示しないセキュリティシステムに警報させる。つまり、制御部211Bは、分析装置105の分析結果と、ICカード30から読み取った情報とを関連付ける。このときのICカード30の情報は、手荷物411の検知から所定時間内に読みこまれたものとしてもよい。
なお、爆発物を所持している手荷物411をその場で確保したい場合、ステップS209の後、制御部211Bが処理を終了するようにしてもよい。
次に、制御部211Bはセキュリティゲート300a側のカードリーダ制御部221aからICカード30(図3)の情報取得の通知を受信したか否かを判定する(S211)。この通知は、セキュリティゲート300a側における図6のステップS105の段階で通知されたものである。
ステップS211の結果、セキュリティゲート300a側からICカード30の情報取得の通知を受信していない場合(S211→No)、制御部211BはステップS201に処理を戻す。
続いて、ベルトコンベア制御部231はベルトコンベア401を強制的に停止する(S213)。
ステップS212,S213の処理により、捕集口101cは微粒子10cの捕集が禁止される。
ステップS214の結果、セキュリティゲート300a側から検査終了通知を受信していない場合(S214→No)、制御部211BはステップS211に処理を戻す。
ステップS214の結果、セキュリティゲート300a側から検査終了通知を受信した場合(S214→Yes)、制御部211BはステップS201に処理を戻す。すなわち、制御部211Bは、噴射ノズル311aによる噴射禁止、ベルトコンベア401の強制停止状態を解除する。
つまり、本実施形態に係るセキュリティゲートシステム2Bによれば、空港、港湾、駅改札、商業施設、オフィスビル、アミューズメント施設等の公共施設における入退管理と、対象人物20(図2)が所持する手荷物411との同時検査が可能である。あるいは、入退管理と宅配荷物の並行検査等も可能となる。
ステップS214Aの結果、禁止時間が終了している場合(S214A→Yes)、制御部211BはステップS201へ処理を戻す。
図15におけるその他の処理は、図14と同様の処理である。また、セキュリティゲート300a側の処理は、図7のステップS114の処理において、制御部211Bが手荷物検査部400から手荷物検知通知であることを除けば、図7の処理と同様である。
次に、図16~図21を参照して、本発明の第5実施形態を説明する。
(システム構成)
図16は、第5実施形態に係るセキュリティステーションの外観例を示す図である。
第5実施形態に示すセキュリティステーション(物質検査システム)3は、4つのセキュリティチェッカ500を備えている。
ここで、個々のセキュリティチェッカ500は、微粒子剥離部301(301d~301g)、カードリーダ302(302d,302e)、撮像装置(画像取得部)501(501d,501e)、捕集口101(101d~101g)を有している。
撮像装置501(501d,501e)は検査対象である人の画像を撮像する。撮像装置501は、デジタルカメラや、デジタルビデオカメラ等である。図16に示すように、それぞれの撮像装置501はカードリーダ302を使用した人物を撮像できる位置に備えられている。カードリーダ302を使用した人物を撮像できる位置であれば、撮像装置501は、どのような場所に備えられてもよい。
前記したように、本実施形態におけるセキュリティステーション3は4つのセキュリティチェッカ500で構成されている。なお、セキュリティチェッカ500の数は4つに限らない。
個々のセキュリティチェッカ500(500d~500g)の構成は、撮像装置501(501d~501g)が設けられ、ゲートフラップ303(図4)が設けられていないこと以外は、図4に示すセキュリティゲート300と同様であるので、ここでは説明を省略する。
前記したように撮像装置501(501d~501g)は検査対象である人の画像を撮像する。
また、セキュリティステーション3の各部は制御装置200C(図19)によって制御されているが、制御装置200Cの詳細は後記することにして、ここでは図示省略している。
微粒子検査装置100Cのその他の構成101~111は、図1に示す構成101~111の構成が4つになったものであるので、説明を省略する。
制御装置200Cは、カードリーダ制御部221、噴射ノズル制御部222、ファン制御部212、温調部213、配管ヒータ制御部214、分析制御部215及び撮像制御部241を有している。
カードリーダ制御部221は、4つのカードリーダ302d~302gを制御すること以外は、第2~4実施形態におけるカードリーダ制御部221と同様である。
また、噴射ノズル制御部222は、4つの噴射ノズル311d~311gそれぞれの電磁弁321d~321gを制御すること以外は、第2~4実施形態におけるカードリーダ制御部221と同様である。
そして、ファン制御部212は、4つのファン107d~107gを制御すること以外は、第1~4実施形態におけるファン制御部212と同様である。
撮像制御部241は、撮像装置501d~501g(501)のそれぞれを制御し、それぞれの撮像装置501d~501g(501)が撮像した画像を取得する。
図20は、第5実施形態に係るセキュリティステーションの動作手順を示すフローチャートである。
図20に示すフローチャートにおいて、第2実施形態(図6)と異なる処理は以下の処理である。
まず、図6におけるゲートフラップに関するステップS102,S113,S117の処理が省略されている。
そして、ステップS105において、カードリーダ302における情報取得を検知したのち、撮像制御部241が情報取得を検知したセキュリティチェッカ500の撮像装置501に対象人物20a,20bの画像を撮像させる(S301)。
また、ステップS110で爆発物が検知された場合(S110→Yes)、制御部211Cが検知処理を行い(S302)ステップS101へ処理を戻す。この検知処理において、制御部211CはステップS301で撮像した画像を、図示しないセキュリティシステムへ送る等といった処理を行う。あるいは、制御部211Cは爆発物検知と撮像した画像と、カードリーダ302が読み取ったICカード30(図3)の情報とをリンクして記憶装置291に記憶する。つまり、制御部211Cは撮像装置501が撮像した画像と、分析装置105による分析結果と、を関連付ける。なお、この関連付けは、爆発物の検知・不検知をかかわらず行われてもよい。さらに、制御部211Cは、撮像装置501が撮像した画像と、分析装置105による分析結果と、カードリーダ302が読み取ったICカード30の情報とを関連付ける。
このようにすることで、爆発物を所有している対象人物40の特定が容易となる。
そして、ステップS114Bにおいて、制御部211Cは処理対象となっているセキュリティチェッカ500とは別のセキュリティチェッカ500からICカード30(図3)の情報を取得したか否かを判定する。
なお、爆発物を所持している対象人物20をその場で確保したい場合、ステップS302の後、制御部211Cが処理を終了するようにしてもよい。
また、第5実施形態に係るセキュリティステーション3は、撮像装置501を設けることで、爆発物検知と撮像した画像(人物)等をリンクさせることができ、爆発物を所持していた人物の特定を容易にすることができる。
図22は、第6実施形態に係るセキュリティゲートシステムの構成例を示す図である。
第1~5実施形態では、分岐菅108(図6),108D(図17),108E(図18)において、各遠心分離装置102から加熱フィルタ103までの距離が等しいものであった。
しかしながら、図22のセキュリティゲートシステム2Cの微粒子検査装置100Dに示すように、分岐管108Fにおいて、分岐点621から各遠心分離装置102(102a,102d)までの距離が異なっていてもよい。つまり、各遠心分離装置102(102a,102d)から加熱フィルタ103までの距離が異なっていてもよい。
なお、図22において、分岐管108F以外の構成は図4に示す構成と同様である。また、制御装置200(図4)は図示省略してあるが、制御装置200の構成は図5と同様である。また、図22において、セキュリティゲート300a,300bの構成は図示省略してある。
ただし、第3実施形態のように、所定の禁止時間を設定する手法では、例えば、図23に示すように禁止時間が設定される。
図23では、図22に示すように遠心分離装置102aに接続される分岐管108Fの長さが短く、遠心分離装置102bに接続される分岐管108Fの長さが長い場合についての例である。
ここで、図23(a)では、上段から順にカードリーダ302aによる情報取得の検知、噴射ノズル311aからの圧縮空気の噴射、セキュリティゲート300aに由来する爆発物の検知、カードリーダ302bによる情報取得の検知、噴射ノズル311bからの圧縮空気の噴射、セキュリティゲート300bに由来する爆発物の検知を示している。
このような場合、セキュリティゲート300aにおける禁止時間はTa301の期間となる。
このような場合、セキュリティゲート300bにおける禁止時間はTb401の期間となる。
すなわち、図23の例では、セキュリティゲート300b側の禁止時間は設定不要となる。
このように、本実施形態に係るセキュリティゲートシステムによれば、それぞれの遠心分離装置102から加熱フィルタ103(あるいは分析装置105)までの長さが異なっていても、禁止時間の設定が可能となる。
また、図23に示すように、一方の分岐管108Fに対して、他方の分岐管108Fが極端に長い場合、この分岐管108Fに接続されるセキュリティゲート300では、禁止時間の設定を行わなくてもよい場合がある。
次に、図24を参照して、本発明の第7実施形態を説明する。
(システム構成)
図24は、第7実施形態に係る微粒子検査システムの構成例を示す図である。なお、図24において、図1と同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図24に示す微粒子検査システム1Dが、図1に示す微粒子検査システム1と異なる点は、微粒子検査装置100Dにおいて、分岐管108の分岐点701が加熱ブロック104の外部に配置されている点である。より具体的には、分岐管108の分岐点701が加熱ブロック104より上流側に配置されている。
次に、図25を参照して、発明の第7実施形態を説明する。
(システム構成)
図25は、第8実施形態に係る微粒子検査システムの構成例を示す図である。なお、図25において、図1と同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図25に示す微粒子検査システム1Eが、図1に示す微粒子検査システム1と異なる点は、微粒子検査装置100Eにおいて、分岐管108の分岐点702が加熱ブロック104a,104bの外部に配置されている点である。より具体的には、分岐管108の分岐点702が加熱ブロック104a,104bより下流側に配置されている。
(1)個々の加熱ブロック104a,104bの温度を異なる温度に設定することができる。このようにすることで、より多くの爆発物質微粒子を最適な加熱温度で蒸気化することが可能となる。具体的には、TNTに代表される比較的揮発性の高い微粒子10は、200℃程度で効率よく加熱気化(蒸気化)されるが、温度が高すぎると熱分解が進み過ぎて検出効率が低下する。これに対し、軍用爆薬に代表される比較的揮発性の低い微粒子10は、250℃程度で効率よく加熱気化(蒸気化)されるが、温度が低いと蒸気化に時間を要してしまい検査スループットに影響を与える。
また、本実施形態では、ICカード30や、手荷物411から微粒子10を検査するものを記載しているが、これに限らず、例えば、指紋認証装置に微粒子剥離部301、捕集口101を備えることで、人の指に付着している微粒子10を検査するセキュリティゲートシステムとしてもよい。
あるいは、人の全身に圧縮空気を噴射する装置に、捕集口101を備えさせることで人の服等に付着した微粒子を検査するセキュリティゲートシステムとしてもよい。
また、セキュリティゲートシステム2A,2Bや、セキュリティステーション3は、足や、頭髪等人体の特定の箇所や、靴や、かばん等に付着している微粒子10を検査するものであってもよい。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
2,2A,2B セキュリティゲートシステム(物質検査システム)
3 セキュリティステーション(物質検査システム)
10,10a~10c 微粒子(物質)
30 ICカード(情報記録媒体)
100,100C,100D,100E 微粒子検査装置
101,101a~101g 捕集口(捕集部)
102,102a,102b,102d~102g 遠心分離装置(濃縮部)
103 加熱フィルタ(加熱部)
104,104a,104b 加熱ブロック
105 分析装置(分析部)
106,106a,106b,106d~106g 導入管
107,107a,107b,107d~107g 排気ファン
108,108D,108E,108F 分岐管
200,200A,200B,200C 制御装置
211,211A,211B,211C 制御部
212,212a,212b ファン制御部
213,213a,213b 温調部
214 配管ヒータ制御部
215 分析制御部
221,221a,221b カードリーダ制御部
222,222a,222b,222c 噴射ノズル制御部
223,223a,223b ゲートフラップ制御部
231 ベルトコンベア制御部
232 ラインセンサ検知制御部
300,300a,300b セキュリティゲート
301,301a,301b 微粒子剥離部(剥離部)
302,302a,302b カードリーダ
303,303a,303b ゲートフラップ
311,311a~311c 噴射ノズル(剥離部)
321,321a~321c 電磁弁
400 手荷物検査部
401 ベルトコンベア
402 ラインセンサ
500,500d~500g セキュリティチェッカ
501,501d~501g 撮像装置(画像取得部)
Ta103,Tb103,Ta203,Tb301,Tb401 検知期待時間
Ta111、Tb111,Tb201,Ta301,Tb401 禁止時間
Claims (15)
- 検査対象となる物質を捕集する複数の捕集部と、
それぞれの捕集部に対で接続され、前記捕集部で捕集された前記物質を濃縮する濃縮部と、
それぞれの前記濃縮部に接続しており、前記濃縮部の各々から濃縮された前記物質を取得し、該物質の分析を行う共通の分析部を備える
ことを特徴とする物質検査装置。 - 前記物質を蒸気化するために加熱する加熱部
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の物質検査装置。 - 前記加熱部は、前記それぞれの捕集部と対で設置される
ことを特徴とする請求項2に記載の物質検査装置。 - 前記各々の濃縮部から前記分析部までの長さがそれぞれ同じである
ことを特徴とする請求項1に記載の物質検査装置。 - 検査対象となる物質を捕集する複数の捕集部と、
それぞれの捕集部に対で接続され、前記捕集部で捕集された前記物質を濃縮する濃縮部と、
それぞれの前記濃縮部に接続しており、前記濃縮部の各々から濃縮された前記物質を取得し、該物質の分析を行う共通の分析部を備える物質検査装置を有するとともに、
前記物質の捕集の許可及び禁止を制御する制御装置を有し、
前記制御装置は、
前記複数の捕集部のうちのある捕集部が、前記物質を捕集すると、
他の前記捕集部が前記物質を捕集することを禁止する
ことを特徴とする物質検査システム。 - 前記それぞれの濃縮部から送られた前記物質が合流する地点より前記分析部側に前記物質を蒸気化するために加熱する加熱部
をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の物質検査システム。 - 前記制御装置は、前記分析部における物質の分析に要する期待時間である検知期待時間に関する情報を記憶部に有しており、
前記制御装置は、
前記各々の濃縮部における前記検知期待時間が重複しないよう、前記物質を捕集することを禁止する時間である禁止時間を設定し、
前記複数の捕集部のうちのある捕集部が、前記物質を捕集すると、
前記禁止時間、他の前記捕集部が前記物質を捕集することを禁止する
ことを特徴とする請求項5に記載の物質検査システム。 - 前記各々の濃縮部から前記分析部までの長さがそれぞれ同じである
ことを特徴とする請求項5に記載の物質検査システム。 - 前記捕集部の近傍に、検査対象物から物質を剥離する物質剥離部
をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の物質検査システム。 - 前記捕集部の近傍に、情報が記録されている情報記録媒体の情報を読み取る情報読取部
をさらに有し、
前記制御装置は、
前記情報読取部が読み取った情報記録媒体の情報と、前記分析部による分析結果とを関連付ける
ことを特徴とする請求項5に記載の物質検査システム。 - 画像を取得する画像取得部を
さらに有し、
前記制御装置は、
前記画像取得部が取得した画像と、前記分析部による分析結果とを関連付ける
ことを特徴する請求項5に記載の物質検査システム。 - 前記捕集部の近傍に、手荷物に付着した物質を剥離する剥離部を、さらに有する
ことを特徴とする請求項5に記載の物質検査システム。 - 検査対象となる物質を捕集する複数の捕集部と、
それぞれの捕集部に対で接続され、前記捕集部で捕集された前記物質を濃縮する濃縮部と、
それぞれの前記濃縮部に接続しており、前記濃縮部の各々から濃縮された前記物質を取得し、該物質の分析を行う共通の分析部を備える物質検査装置を有するとともに、
前記物質の捕集の許可及び禁止を制御する制御装置を有する物質検査システムの前記制御装置が、
前記複数の捕集部のうちのある捕集部が、前記物質を捕集すると、他の前記捕集部が前記物質を捕集することを禁止する
ことを特徴とする物質検査方法。 - 前記制御装置は、前記分析部における物質の分析に要する期待時間である検知期待時間に関する情報を記憶部に有しており、
前記制御装置が、
前記各々の濃縮部における前記検知期待時間が重複しないよう、前記物質を捕集することを禁止する時間である禁止時間を設定し、
前記複数の捕集部のうちのある捕集部が、前記物質を捕集すると、前記禁止時間、他の前記捕集部が前記物質を捕集することを禁止する
ことを特徴とする請求項13に記載の物質検査方法。 - 前記捕集部の近傍に、情報が記録されている情報記録媒体の情報を読み取る情報読取部
をさらに有し、
前記制御装置が、
前記情報読取部が読み取った情報記録媒体の情報と、前記分析部による分析結果とを関連付ける
ことを特徴とする請求項13に記載の物質検査方法。
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