ガス混合物の化学濃度を調合・制御する方法および装置
【課題】チャンバ内ガス混合物の不活性化化学薬品の濃度を調合・制御する方法および装置。
【解決手段】ガス混合物には基剤化学薬品である化学成分とともに不活性化化学薬品である化学成分が含まれ、基剤化学薬品は不活性化化学薬品の希釈剤または不活性化化学薬品のビヒクルまたはキャリアとして作用する。コンデンサをガス混合物に曝し、ガス混合物はコンデンサの板間で誘電物を構成する。誘電物の誘電率は化学成分の相対濃度によって影響を受けるので、容量の測定値をガス混合物の多数の化学成分の濃度レベルの決定に使用する。
【解決手段】ガス混合物には基剤化学薬品である化学成分とともに不活性化化学薬品である化学成分が含まれ、基剤化学薬品は不活性化化学薬品の希釈剤または不活性化化学薬品のビヒクルまたはキャリアとして作用する。コンデンサをガス混合物に曝し、ガス混合物はコンデンサの板間で誘電物を構成する。誘電物の誘電率は化学成分の相対濃度によって影響を受けるので、容量の測定値をガス混合物の多数の化学成分の濃度レベルの決定に使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス混合物の化学濃度を調合・制御する方法および装置に関し、特に、チャンバ内ガス混合物の不活性化化学薬品の濃度を調合・制御する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子の極性の大きさは「双極子モーメント」の用語で表現される。分子内の電荷が分離する水などの分子の双極子モーメントはゼロではない。分離した電荷の大きさが等しく符号が反対の場合は、双極子モーメントの大きさは分離した１つの電荷の値と電荷間の分離距離との積となる。双極子モーメントは分子の負の電荷から正の電荷に向かうベクトルである。双極子モーメントは３つの要因、すなわち（１）分子の極性、（２）分離した電荷の大きさ、および（３）分子の形状によって決まる。異なる分子の双極子モーメントは異なることが知られている。例えば、オゾン（Ｏ３）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの不活性化化学薬品の分子と水（Ｈ２Ｏ）の分子とは双極子モーメントが異なる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明はガス混合物の化学成分の濃度を調合・制御する手段として異なる分子で双極子モーメントが異なることを利用する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化する方法が提供される。この方法には（ａ）チャンバに第１の化学成分を導入し、（ｂ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、（ｃ）チャンバに第２の化学成分を導入し、かつ（ｄ）チャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加するステップが含まれる。この場合、（１）第１および第２の板を有する少なくとも１つのコンデンサを、チャンバに導入した第１および第２の化学成分に曝して、（２）少なくとも１つのコンデンサの電気特性の変化を決定することで第１および第２の化学成分の濃度を決定し、この際、前記電気特性の変化は第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化する。
【０００５】
本発明の別の態様によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化する方法が提供される。この方法には、（ａ）チャンバ内で不活性化する少なくとも１つの汚染物質を選択し、（ｂ）前記少なくとも１つの汚染物質を有効に不活性化するために、少なくとも第１の化学成分および第２の化学成分、さらにそれぞれの第１および第２の所定の濃度を決定し、（ｃ）第１の化学成分をチャンバに導入し、（ｄ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、（ｅ）第２の化学成分をチャンバに導入し、（ｆ）チャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加するステップが含まれる。この場合、（１）チャンバ内に導入された第１および第２の化学成分に、第１および第２の板を有する少なくとも１つのコンデンサを曝し、（２）少なくとも１つのコンデンサの電気特性の変化を決定することで第１および第２の化学成分の濃度を決定し、この際、前記電気特性の変化は第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化する。
【０００６】
本発明の別の態様によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化するシステムが提供される。このシステムは（ａ）第１の化学成分および第２の化学成分をチャンバ内に順次導入する手段と、（ｂ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、かつチャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加する流量制御手段と、（ｃ）チャンバ内に順次導入された第１および第２の化学成分に曝され、第１および第２の板を有するコンデンサと、（ｄ）第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化するコンデンサの電気特性の変化を決定する検出手段とを備える。
【０００７】
本発明のさらに別の態様によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化するシステムが提供される。このシステムは（ａ）チャンバで活性化される少なくとも１つの汚染物質を選択する入力手段と、（ｂ）前記少なくとも１つの汚染物質を有効に不活性化するため、少なくとも第１および第２の化学成分、およびそれぞれの第１および第２の所定の濃度を決定する手段と、（ｃ）第１の化学成分および第２の化学成分をチャンバ内に順次導入する手段と、（ｄ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、かつチャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加する流量制御手段と、（ｅ）チャンバ内に順次導入された第１および第２の化学成分に曝され、第１および第２の板を有するコンデンサと、（ｆ）第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化するコンデンサの電気特性の変化を決定する検出手段とを備える。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によると、チャンバ内のガス混合物の複数の化学成分の濃度を制御する方法が提供される。この方法には（ａ）時間の関数としての化学成分濃度に関するコンデンサの電気特性値が含まれ、それぞれが化学薬品の減衰を示す複数のデータセットをメモリーに格納し、（ｂ）複数のデータセットに応じて作動期間経過後に少なくとも１つの化学成分の濃度まで補充するステップが含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の長所はコンデンサの電気特性を使用して検出する化学濃度を調合・制御する方法および装置が提供されることである。
本発明の別の長所は多数の化学成分で構成されたガス混合物の化学濃度を調合・制御する方法および装置が提供されることである。
【００１０】
本発明のさらに別の長所は簡単で安価に実施できる、化学濃度を調合・制御する方法および装置が提供されることである。
これらの長所およびその他の長所は図面および特許請求の範囲とともに記載される次の好ましい実施形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は一定の部分および部分の配置において具体的な形態をとり、その好ましい実施形態は明細書で詳細に記述し、かつ一部を形成する付帯する図面で説明する。
【図１】本発明の好ましい実施形態による化学濃度を調合・制御するシステムのブロックダイヤグラムである。
【図２】検出回路を示す概略ダイヤグラムである。
【図３】第１の別の検出回路を示す概略ダイヤグラムである。
【図４】第２の別の検出回路を示す概略ダイヤグラムである。
【図５】チャンバ内の化学濃度を調合・制御する方法を示すフローダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで使用する用語「ガス」は（ａ）室温においてガス状の化学成分と（ｂ）液体の蒸発により気相となった化学成分とを含む。また、本発明の好ましい実施形態では特にバイオ汚染物質の不活性化に関して述べるが、発明は他の種類の汚染物質、限定はされないが、バイオ戦用物質および化学戦用物質（すなわち、マスタードガス（Ｈ，ＨＤ，ＨＳ）などの有機硫黄物質、タブン（ＧＡ），サリン（ＧＢ）、ソマン（ＧＤ）およびシクロサリン（ＧＦ）などのＧシリーズ神経物質（有機リン酸塩神経物質）、ＶＸ，ＶＥ，ＶＧ，ＶＭおよびＶガスなどのＶシリーズ神経物質、増殖型および内生胞子形成バクテリア（例えば、炭疽菌）、菌、およびビールス）の不活性化にも使用できるものと考えられる。
【００１３】
図面は発明の好ましい実施形態を示す目的のためだけであり、これに限定する目的のためではない。図１は本発明の好ましい実施形態による汚染物質不活性化システム１０を示す。システム１０には化学薬品源７０Ａ−７０Ｃ，弁７２Ａ−７２Ｃ，流量計７４Ａ−７４Ｃ、導管７５Ａ−７５Ｃ、処理チャンバ１００、および化学薬品濃度調合・制御システムが含まれる。化学薬品源７０Ａ−７０Ｃはそれぞれ化学薬品Ａ，ＢおよびＣの源となる。化学薬品Ａ，ＢまたはＣを蒸発処理（例えば、過酸化水素の蒸発）で発生させる場合は、それぞれの弁７２Ａ−７２Ｃはシステム１０から省略することができる。流量計７４Ａ−７４Ｃは本体、変換器および発信器で構成された従来の流量計が好ましい。本体を通過する流体を変換器で検出する。生の変換器信号からの有効な流量信号が発信器で生成される。導管７５Ａ−７５Ｃを流れるガス量は流量計７４Ａ−７４Ｃを使用して正確に制御される。
【００１４】
化学薬品Ａ，ＢおよびＣには「基剤化学薬品」および「前処理化学薬品」とともに「不活性化化学薬品」（限定はされないが、抗菌化学薬品が含まれる）が含まれるものと理解されるべきである。基剤化学薬品は不活性化化学薬品の希釈剤として、または不活性化化学薬品のビヒクルまたはキャリアとして作用する。基剤化学薬品はそれ自体不活性化化学薬品であってもよいし、不活性化特性があってもよい。前処理化学薬品には不活性化化学薬品により汚染物質をより不活性化させ易くする化学薬品が含まれる。プリオンの場合、前処理化学薬品はプリオンの立体配座状態を変化させるように作用して、プリオンをより不活性化させ易くすることができる。また、本発明の好ましい実施形態では３種類の化学薬品Ａ，ＢおよびＣを使用したシステム１０について記載するが、汚染物質不活性化に使用する化学薬品数は３よりも多くても少なくてもよい。
【００１５】
好ましい実施形態では、チャンバ１００内領域において部品、器具、装置およびその他の対象物を複数の不活性化化学薬品に曝し、バイオ汚染物質の不活性化（例えば、汚染除去または滅菌）を行う。図示する実施形態では、チャンバ１００は導管７５Ａ−７５Ｃに連通する入口ポート１１０Ａ−１１０Ｃと出口ポート１２０を備えた「貫流」チャンバである。チャンバ１００の容積は１立方フィート（０．０２８ｍ３）未満から１００万立方フィート（２８３００ｍ３）を超える範囲にすることができる。チャンバ１００内を化学薬品Ａ，ＢおよびＣを容易に通過させるためブロワーまたはファン（図示しない）を設けることができる。フィルタ（例えばバクテリア固定フィルタ）を出口ポート１２０に配置して、汚染物質が出口ポート１２０を介してチャンバ１００内に侵入するのを防止することができる。
【００１６】
化学薬品濃度調合・制御システムには一般に検出回路２０、処理ユニット５０、出力ユニット６２および入力ユニット６４が含まれる。検出回路２０には、詳細は以下に述べるが、チャンバ１００内ガス混合物の化学成分の濃度を検出するコンデンサＣｘが含まれる。理解できるように、化学薬品濃度調合・制御システムにはチャンバ１００の２つ以上の領域の化学成分の濃度を検出するために複数の検出回路２０を含めることができる。
【００１７】
チャンバ１００のガス混合物には抗菌化学薬品（例えば、汚染除去剤および滅菌剤）、「基剤」化学薬品および空気などの、バイオ汚染物質を不活性化する不活性化化学薬品である化学成分（これに限定はしないが）を含めることができる。発明者が意図するところによると、ガス混合物には異なる双極子モーメントを有する化学薬品を含むバイオ汚染物質不活性化処理に無関係の化学成分に加え、ここで特定しない化学成分を含めることができる。
【００１８】
好ましい実施形態では、処理ユニット５０は検出回路２０とともに作動して、流量計７４Ａ−７４Ｃから流量データ信号を入力し、制御信号を弁７２Ａ−７２Ｃに出力する。さらに、処理ユニット５０は源７０Ａ−７０Ｃでガスの生成（例えば蒸発システム）を制御する制御手段（図示しない）など他のシステム要素の操作用に他の制御信号を出力することができる。また処理ユニット５０は出力ユニット６２に信号を出力し、オペレータ情報を音声および／または映像形態で供給することができる。したがって、出力ユニット６２は音声スピーカおよび／または映像表示ユニットの形態をとることができる。入力ユニット６４は処理ユニット５０に情報を入力する手段を備える。この場合、入力ユニット６４はキーボード、キーパッド、スイッチなどの形態にすることができる。好ましい実施形態では、処理ユニット５０はデータ格納用メモリー５２を含むマイクロコンピュータまたはマイクロコントローラの形態にすることができる。
【００１９】
図２に典型的な検出回路の詳細概略図を示す。検出回路２０は「ブリッジ回路」の形態をとる。当該技術分野の通常の技術を有する者には周知のように、ブリッジ回路は、未知の１つのインピーダンス値を、その他の既知のインピーダンス値によって決定するのに使用される。未知のインピーダンスを決定するのにゼロ条件を使用するので、非常に正確な測定が可能となる。ブリッジ回路はチャンバ内の化学成分の濃度を示すコンデンサ容量を決定するのに使用する。図２に示す実施形態では、検出回路２０は一般に、電源２２、ゼロ検出器３０、電子式電位差計４０、既知容量のコンデンサＣ１、およびコンデンサＣｘで構成される。コンデンサＣ１はチャンバ１００の外側に配置した従来のコンデンサとするか、またはチャンバ１００内でガス混合物から分離したコンデンサとする。
【００２０】
コンデンサＣｘはチャンバ１００内のガス混合物に直接曝され、ガス混合物がコンデンサＣｘの電導板間の隙間に満たされるので、ガス混合物はコンデンサＣｘの絶縁物または「誘電物」として作用する。検出回路２０で、化学薬品濃度に対応するコンデンサＣｘのデータ表示が与えられる。この場合、コンデンサＣｘはチャンバ１００内の化学成分の濃度の変化にしたがって変化する。
【００２１】
理解されるように、ガス混合物はコンデンサＣｘの電導板間の隙間に対する唯一の誘電物ではない。この場合、限定はされないが、有機または無機材料を含む１つ以上の固体誘電材料を隙間に挿入することができる。さらに、理解されるように、コンデンサＣｘの電導板は結露を最小限にするため加熱することができる。
【００２２】
好ましい実施形態では、コンデンサＣｘは平行板コンデンサである。しかし、理解されるように、コンデンサＣｘは異なる形状で作ることができる。例えば、Ｃｘは円筒状または球状のコンデンサとすることもできる。球状コンデンサをコンデンサＣｘに使用する場合は、ガス混合物がコンデンサに出入りできるようにコンデンサの外殻に孔をあける必要がある。
【００２３】
電子式電位差計４０は機械式電位差計と同じように機能する。この場合電子式電位差計４０は３端子装置である。２つの端子間に抵抗要素がある。「ワイパー」として知られる第３の端子は抵抗要素に沿う種々の点に接続される。ワイパーは処理ユニット５０（図１参照）によりデジタル的に制御される。ワイパーで抵抗要素は２つの抵抗器ＲＢＣおよびＲＡＣに分割される。電子式電位差計４０はカリホルニア、サニベールのケータリスト・セミコンダクタ会社から入手できる、デジタルでプログラム可能な電位差計（ＤＰＰＴＭ）の形態をとることができる。
【００２４】
好ましい実施形態では、電源２２は正弦波またはパルス波などのＡＣ電圧信号を供給する。ゼロ検出器３０は検流計、電圧計、周波数選択増幅器などのゼロ状態（すなわち短絡回路）を検出する計器である。
【００２５】
次に検出回路２０の操作について詳細に述べる。ブリッジ回路の要素は接点間ＡＣ，ＢＣ，ＡＤおよびＢＤで接続される。電子式電位差計４０は処理ユニット５０で操作され、接点ＡおよびＢ間の電位差（ＶＡＢ）がゼロになるまで抵抗ＲＢＣおよびＲＡＣを変化させる。この状態になったとき、ブリッジはバランスした、または「ゼロ」になったといわれる。そのとき主なブランチの電圧の間には次の関係式が成り立つ。
【００２６】
ＶＡＣ＝ＶＢＣ、および ＶＡＤ＝ＶＢＤ
ここで、ＶＡＣは接点ＡおよびＣ間の電圧であり、ＶＢＣは接点ＢおよびＣ間の電圧であり、ＶＡＤは接点ＡとＤ間の電圧であり、かつＶＢＤは接点ＢとＤ間の電圧である。したがって、
ＶＡＤ／ＶＡＣ＝ＶＢＤ／ＶＢＣ
ＶＡＤ＝ＶＢＤ／（ＶＡＣ／ＶＢＣ）
コンデンサ容量Ｃｘは接点ＡとＤの間に接続され、一方既知のコンデンサ容量Ｃ１は接点ＢとＤの間に接続される。接点Ａから接点Ｃに、さらに接点Ｂに接続された電子式電位差計４０は電圧ＶＡＣおよびＶＢＣを変化させるよう処理ユニット５０で調整される。
【００２７】
ゼロ検出器でゼロが検出されると、電流Ｉ１は接点Ｃから接点Ａにさらに接点Ｄに流れ、また電流Ｉ２は接点Ｃから接点Ｂにさらに接点Ｄに流れる。接点ＡとＣの間の電圧ＶＡＣ、および接点ＢとＣの間の電圧ＶＢＣは
ＶＡＣ＝Ｉ１ＲＡＣ および ＶＢＣ＝Ｉ２ＲＢＣ
となる。
【００２８】
容量Ｃをもつコンデンサの電圧は、電流をＩ、周波数をｆとして
Ｖ＝Ｉ／（２πｆＣ）
で表されるので、電圧ＶＡＤおよびＶＢＤは次のように表される。
【００２９】
ＶＡＤ＝Ｉ１／（２πｆＣＸ）
ＶＢＤ＝Ｉ２／（２πｆＣ１）
前述のように、ＶＡＤ＝ＶＢＤ／（ＶＡＣ／ＶＢＣ）、ＶＡＣ＝Ｉ１ＲＡＣ、 およびＶＢＣ＝Ｉ２ＲＢＣであるので、
Ｃｘ＝Ｃ１（ＲＢＣ／ＲＡＣ）
となる。
【００３０】
この関係から、ゼロ状態が検出されると、未知のコンデンサ容量値ＣＸを決定するため、ＲＢＣおよびＲＡＣの抵抗値は既知のコンデンサ容量値Ｃ１とともに使用できる。
ガス混合物の化学成分濃度を決定するため異なる分子の双極子モーメントの差を利用する。この場合、コンデンサの比誘電率は電子の「分極率」に依存する。分極は電界のもとで双極子を形成する分子の能力であり、また水分子などの固有の双極子を整列または回転させる電界の能力である。ガス混合物中に測定可能な双極子モーメントを有する化学成分が１つしかない場合は、化学成分の濃度は決定される。
【００３１】
前述のように、ガス混合物はコンデンサＣＸの電導板間の隙間に満たされるのでコンデンサＣＸの誘電物として作用する。コンデンサＣＸをブリッジ回路の一要素として構成すると、ブリッジがバランスしてゼロになったとき、抵抗値ＲＡＣおよびＲＢＣを測定することでコンデンサ容量ＣＸが決定できる。それぞれの誘電物の誘電率はガス混合物の化学成分の濃度に影響されるので、コンデンサ容量ＣＸはチャンバ１００の化学成分の濃度を表示する。
【００３２】
平行板コンデンサの容量は、Ｃ＝（ｋε０）（Ａ／ｄ）＝（ε）（Ａ／ｄ）であることは周知であり、ここで、Ｃは容量、ｋは比誘電率、ε０は自由空間の誘電率（８．８５×１０−１２Ｆ／ｍ）、εはコンデンサ誘電物の誘電率（Ｆ／ｍ）、Ａはコンデンサプレートの面積（ｍ２）、およびｄはコンデンサプレート間の分離距離（ｍ）である。εが増加すると、容量Ｃも増加する。コンデンサが直径Ｄの円板を有する平行板コンデンサの場合、Ｃ＝（πＤ２ε）／（４ｄ）となる。
【００３３】
一般にコンデンサの比誘電率ｋは次式によって決定される。
ｋ＝４ｄＣ／（πＤ２ε０-）
ここで容量値Ｃは前述のように決定される。コンデンサの比誘電率ｋは電導板間に誘電物のある容量（Ｃｄ）を決定し、次にその場所の誘電物のない容量（Ｃ０）を決定ことによっても決定できる。２つの容量Ｃの比は比誘電率に等しい。
【００３４】
ｋ＝Ｃｄ／Ｃｏ
コンデンサの応答はここに印加されたＡＣ波形の特性（例えば、周波数）で影響される。この場合、容量リアクタンス（ＸＣ）は周波数の関数である。容量リアクタンスは交流においては容量の反対となり、オームで表現される（ＸＣ＝１／（２πｆＣ））。したがって、電源２２で発生した波形の周波数はコンデンサの応答に影響する。このように、電源２２に選択された周波数は、チャンバ１００内の化学成分の濃度が変化するときコンデンサに対して一般に線形応答をする周波数であることが好ましい。これにより、以下に述べるように容量値に対する内挿法および外挿法の使用が容易となる。適当な直線応答が得られないときは、拡張された１組のデータポイントをメモリー５２に格納する。
【００３５】
本発明の１つの実施形態ではブリッジ回路の形態で検出回路２０が含まれるが、当分野の専門家に知られたその他の種類の回路および技術（その他の種類のブリッジ回路および容量要素を含む）を容量測定に適宜使用することができる。例えば、図３は別の検出回路２０Ａを示す。検出回路２０Ａはチャンバ１００の外側に配置された（またはチャンバ１００の内側でガス混合物から分離された）可変コンデンサＣＡを有するＬＣ共振回路であり、コンデンサＣＸはガス混合物に直接曝される。この場合、コンデンサＣＸはチャンバ１００に配置され、ガス混合物はコンデンサＣＸの電導板間の隙間に満たされるのでコンデンサＣＸの絶縁物または「誘電物」として作用する。共振周波数はωＯ＝［Ｌ（ＣＡ＋ＣＸ）］−１／２であるので、未知のコンデンサ容量ＣＸは決定できる。
【００３６】
図４は本発明に関する使用に適したさらに別の検出回路２０Ｂである。検出回路２０Ｂは「電荷移動」検出回路である。電荷移動検出回路はフェムトファラッドオーダーの分析ができるものと認識されている。電荷移動検出回路では検出電子の未知の容量は検出電子を固定電位に荷電して、その電荷を既知のコンデンサ容量を備えた電荷検出器に移動することによって決定される。検出回路２０Ｂで未知のコンデンサ容量Ｃｘはチャンバ内に配置され、ガス混合物がコンデンサＣｘの電導板間の隙間に満たされるので、コンデンサＣｘの絶縁物または「誘電物」として作用する。最初は、コンデンサスイッチＳ１を介してＤＣ規準電圧（Ｖｒ）に接続される。スイッチＳ１はＣｘが電位Ｖｒに十分荷電された後で再びオフにする。その後、コンダクタンスで生じる漏洩影響を最小にするようにできるだけ遅延を短縮したあと、スイチイＳ２をオンにしてＣｘに存在する電荷（Ｑ）をコンデンサＣｓ（すなわち、電荷検出器）に移動させる。電荷ＱがコンデンサＣｓに十分移動すると、スイッチＳ２を再びオフにする。電圧Ｖｓを読み取ることで、コンデンサ容量Ｃｘを決定することができる。デジタル処理のため有効な電圧範囲を有するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を提供するのに必要なスケーリングを備えるためＶｓを増幅器に入力することができる。スイッチＳ３は電荷移動サイクル間に電荷をリセットするリセット手段として作用するので、各電荷移動サイクルの初期状態は一貫する。スイッチＳ１，Ｓ２およびＳ３は電気機械式スイッチまたはトランジスタにすることができる。スイッチＳ１，Ｓ２およびＳ３を制御するのにデジタル制御ロジックを使用するのが好ましい。好ましい実施形態では、ＣｓはＣｘよりかなり大きくなるよう選択するのが好ましい。
【００３７】
検知回路２０Ｂを支配する方程式は次のようになる。
Ｖｓ＝Ｖｒ［Ｃｘ／（Ｃｘ＋Ｃｓ）］、したがって
Ｃｘ＝ＶｓＣｓ／［Ｖｒ−Ｖｓ］
ある場合には、チャンバ１００に配置されガス混合物に曝されるコンデンサの容量はサブフェムトファラッドから低いピコファラッドまでの容量の範囲（例えば、０．１ｆＦから１００ｐＦまで）にすることができ、またガス混合物の化学成分の濃度の変化は低いピコファラッド容量またはフェムトファラッド容量にまで至る範囲の容量変化となる結果になるだけであることが認識されている。したがって、容量測定に使用される検出回路には、小さい容量値が測定できる高感度のものが必要となる。高感度の検出回路の１つは前記した電荷移動検出回路である。その他の高感度の回路設計は英国チェシアのプロセストモグラフィ会社のＰＴＬ１００キャパシタンストランスジューサなどの計器で提供される。
このＰＴＬ１１０は小さい容量値（１０ピコファラッド以下）を１フェムトファラッドの分解能で測定する。ニューヨーク、ウエストベリのＩＥＴラボ会社の１６１６精密キャパシタンスブリッジは１０−７ｐＦから１０μＦの範囲で容量の測定が可能である。テクトロニクス社は０．３ｐＦから３ｐＦまでの容量が測定できるテクトロニクス１３０ＬＣメートルを製造している。最新のオペアンプおよびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣｓ）を使用する容量検出回路では容易に０．０１ｐＦの分解能が得られるということは先行技術文献でも認識されている。
【００３８】
理解されるように、本発明の好ましい実施形態では濃度を決定するのにコンデンサ容量を手段として使用しているが、電圧、電流、抵抗、リアクタンス、電荷、誘電率、比誘電率または他の電気特性、限定はしないが、を含むコンデンサの他の電気特性を濃度決定の手段として使用することもできる。
【００３９】
図１および５を参照して、化学濃度調合・制御システムの好ましい実施形態の操作を詳細に説明する。図５に調合・制御方法を記載したフローダイヤグラムを示す。図１で述べたように、チャンバ１００は「貫流」チャンバである。したがって、チャンバ１００に流入した不活性化化学薬品は引き続き維持され、出口ポート１２０を通ってチャンバ１００から流出する。
【００４０】
本発明の好ましい実施形態の操作を、「バイオ汚染」を不活性化する「不活性化化学薬品」に関して述べるが、本発明の範囲をこれに限定する意図はない。前に示したように、化学薬品Ａ，ＢおよびＣは、限定はしないが、不活性化化学薬品、基剤化学薬品、および前処理化学薬品を含む化学薬品から選択することができる。また前に述べたように、不活性化する汚染物質としては、限定はしないが、バイオ汚染物質、化学戦用物質またはバイオ戦用物質が含まれる。
【００４１】
最初のステップとして、コンデンサ容量Ｃｘと濃度に関するデータセット（容量対濃度のグラフを表すデータ表）を使用対象の不活性化化学薬品毎に決定して（ステップ２１０）、メモリー５２に格納する（ステップ２２０）。この場合、個々の不活性化化学薬品の雰囲気を作り出し（例えば、チャンバ１００内に）、コンデンサ容量Ｃｘを濃度の関数として測定する。例えば、コンデンサＣｘを第１の不活性化化学薬品（例えば、オゾン）の検証済み濃度に曝して第１の不活性化化学薬品に関係するデータセットを決定する。チャンバ１００を空にした後、コンデンサＣｘを第２の不活性化化学薬品（例えば、エチレンオキシド）の検証済み濃度に曝して第２の不活性化化学薬品に関係するデータセットを決定する。このステップを繰り返して、その他の不活性化化学薬品（例えば、二酸化塩素および気化過酸化水素）のデータセットを追加取得する。
【００４２】
理解されるように、不活性化化学薬品の濃度は周知の分析器具を使用して検証することができる。分析器具は濃度範囲、領域のサイズ、所望の応答時間、および測定時間によって選択するのが好ましい。化学成分の濃度を測定する周知の分析器具の例としては、限定はしないが、フーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）分光器および高精度近赤外線（ＮＩＲ）分光器が含まれる。
【００４３】
データセットを使用対象の各不活性化化学薬品に対してメモリー５２に格納した後で、処理ユニット５０で「決定」操作を開始することができる。図５のステップ２３０に示すように、ユーザーは入力ユニット６４を使用して処理すべき１つ以上のバイオ汚染物質（例えば、胞子、菌、ビールス、バクテリヤ、プリオンおよびその他のバイオ汚染物質）を選択する。次に、処理ユニット５０で、１つ以上の選択した汚染物質を不活性化する不活性化化学薬品の調合を正確に決定する（ステップ２４０）。この場合、処理ユニット５０はブレンドした不活性化化学薬品の適正な濃度を決定するデータで予めプログラム化されており、選択したバイオ汚染物質は正確に不活性化される。例えば、胞子をバイオ汚染物質として選択した場合は、胞子の不活性化に最も有効な不活性化化学薬品のブレンド（例えば、Ｘｐｐｍの気化過酸化水素とＹｐｐｍのオゾン）が決定される。気化過酸化水素で処理する濃度の範囲は一般的には７０ｐｐｍから９０００ｐｐｍである。しかし、７０ｐｐｍ以下の気化過酸化水素の濃度を検出することはチャンバから気化過酸化水素が空になったことを確認するのに重要となることがある。ある種の汚染物質（例えばプリオン）では他のものよりも不活性化が難しくなるが、処理ユニット５０は汚染物質の階層を認識するようプログラム化される。したがって、処理ユニット５０で、汚染物質を不活性化するのにより難しいものを不活性化する不活性化化学が決定され、これは汚染物質を不活性化するのにそれほど難しくないものにも同様に有効となる。例えば、プリオンを不活性化するのに有効な不活性化化学は胞子およびバクテリヤを不活性化するのにも有効となる。したがって、処理ユニット５０は選択した複数の汚染物質を不活性化する最適な不活性化化学を決定するようにプログラムされる。
【００４４】
処理ユニット５０で不活性化化学薬品のブレンドにおける各化学成分の濃度が決定された後、各化学成分はそれぞれの濃度でチャンバ１００に連続して加えられて、組み合わされた不活性化化学薬品のガス混合物が形成される（ステップ２５０）。例えば、不活性化化学薬品の決定されたブレンドが化学薬品Ａ（例えば、オゾン）Ｘｐｐｍおよび化学薬品Ｂ（例えば、二酸化塩素）Ｙｐｐｍから成るものとすると、処理ユニットで弁７２Ｂおよび７２Ｃを閉鎖位置に保持し、弁７２Ａを開放して化学薬品Ａをチャンバ１００内に放出する。前述したように、導管７５Ａ−７５Ｃを通るガス量は流量計７４Ａ−７４Ｃによって正確に制御される。化学薬品Ａの濃度は検出回路２０および予め格納したデータセットを使用して決定される。コンデンサ容量Ｃｘが予め格納したデータにないときは、格納データを内挿または外挿して測定コンデンサ容量Ｃｘに対応する濃度を得ることができる。
【００４５】
化学薬品ＡのＸｐｐｍの所望の濃度レベルが検出回路２０で検出されると、化学薬品Ａの流量はその所望の濃度レベルを維持するように制御される。次に、処理ユニット５０で弁７２Ｂを開いて化学薬品Ｂをチャンバ１００内に放出する。検出回路２０が（１）Ｘｐｐｍの化学薬品Ａに対応する容量値と（２）Ｙｐｐｍの化学薬品Ｂに対応する容量値との合計に等しい容量値を示すまで、化学薬品Ｂの濃度をチャンバ１００内で増加させるが、ここでステップ２２０に関連して前述したように（１）および（２）の容量値はメモリー５２に予め格納されている。
【００４６】
異なる化学薬品の様々な濃度に対応する容量値は下記分析に基づき加法的であると考えられる。室温以上で不変の双極子モーメントｐを有するガスに対して、比誘電率（ｋ）は ｋ＝１＋４πｎｐ２／３ＫＴ
で概略表されることが知られている。ここで、ｎは単位容積当たりの分子の数、ｋはボルツマン定数（ｋ＝１．３８×１０−１６ｅｒｇ／Ｋ）、Ｔはケルビン単位における温度である。注目されるように、与えられた温度において、比誘電率は単位容積当たりのガス分子の数ｎとともに直線的に増加する。そして誘電率は次のように計算される。
【００４７】
ε＝ｋε０
この式の結果、特定の極性ガスの濃度の関数として測定される容量（平行板コンデンサの場合、Ｃ＝εＡ／ｄ）は濃度とともに直線的に増加する。感度を良好にするためには２つ以上のコンデンサを検出回路２０で並列に接続することもできる。異なる双極子モーメントのガスに対して容量対濃度の曲線を表すデータセットはそれぞれ傾斜が異なるものと考えられる。実際、双極子モーメントが不変のガスでは、この式で計算した比誘電率は、分子を電界に置いて双極子モーメントを余分に誘導したときの実験値よりも多少小さい。
【００４８】
単独の極性ガスおよび極性ガスの混合物においては、ガス間に双極子相互作用が存在する。単独の極性ガスの場合、この双極子相互作用は取得したデータ、すなわち、容量対濃度のデータに固有のものである。異なる極性ガスの混合物の場合、容量対濃度を混合物に対して測定しない限り双極子相互作用はデータに固有のものではない。しかし、ガスの混合物においては、双極子−双極子相互作用は次の理由により無視できると考えられる。すなわち、双極子−双極子相互作用の力は各双極子モーメントの積の一定倍（すなわち３）を、異なる双極子モーメントを分離する距離の４乗で除して、さらに様々な角度の正弦および余弦の積からなる方向量で乗じて得られる。簡単に述べると次のようになる。
【００４９】
Ｆ∝ｐ１ｐ２（方向計数）／ｒ４
双極子−双極子力はｒ４で下降するので、異なる双極子が互いに影響を及ぼすには非常に接近する必要がある。この関係式において、ガス分子は急速に移動するという事実およびガス分子はいくぶん希釈するという事実を考慮すると、容量対濃度曲線に与える双極子−双極子相互作用の影響は無視できると考えられる。しかし、この相互作用は存在するので、２つ以上の異なる極性ガス分子を一緒に混合して不活性化雰囲気を形成した場合、分離して相互作用をしないガスとしてガスを取り扱うことは近似の取扱いであると理解される。しかし、これまでに示したように、混合物の異なる極性ガス間に発生する双極子−双極子相互作用が容量対濃度曲線に与える影響は本発明の精神から逸脱することなしに無視できるものと考えられる。
【００５０】
次にステップ２６０を参照すると、チャンバ１００内の濃度レベルを適当な時間、所望のレベルに維持するため、検出回路２０で検出された容量値を処理ユニット５０で監視し続ける。この場合、処理ユニット５０は、チャンバ１００内の物品または装置に関連したバイオ汚染物質を適切に不活性化するため露出時間を適正にするようプログラムされる。
【００５１】
チャンバ１００には、反応を起こして別の化学成分（またはそれ自体の）濃度およびバイオ汚染物質の不活性化有効性を減少する化学成分を加えない方が好ましい。しかし、ある混合した化学成分が反応する場合でも、チャンバ内への流入速度が反応速度よりも速いと、チャンバ内のガス混合物はバイオ汚染物質を依然不活性化する作動を行うことができる。また、データセットをステップ２１０で決定するときの温度はステップ２５０および２６０で不活性化処理の間に使用するときと一般に同じ温度にするべきである。
【００５２】
蒸発したこれら不活性化化学薬品には蒸発した不活性化化学薬品をチャンバ１００内に搬入するキャリアガスが必要となる。このようなキャリアガスの例には、限定はされないが、窒素、ヘリウム、アルゴンおよび酸素が含まれる。
【００５３】
また、処理ユニット５０はプログラムされて、ガスの生成（例えば、蒸発処理）を制御する制御信号などその他の信号を出力することができる。また処理ユニット５０は、所望の濃度が許容範囲にないとき、または不活性化処理が完了したとき、出力ユニット６２に信号を出力して、音声および／または可視表示を行う。可視表示には濃度レベルを表示することが含まれオペレータを支援することができる。
【００５４】
不活性化化学薬品には危険の可能性があることを認識するべきである。したがって、チャンバ１００から出口ポートを通して排出される不活性化化学薬品を破壊するのに周知の従来手段が使用できることを理解するべきである。従来の手段には、限定はされないが、加熱、洗浄、および触媒による変換が含まれる。
【００５５】
前述のように、コンデンサの応答は印加するＡＣ波形の特性（例えば、周波数）によって影響される。したがって、コンデンサＣｘに加えるＡＣ波形の周波数はステップ２１０−２６０全体を通して同一にしなければならない。
【００５６】
異なる化学薬品の様々な濃度に対応する容量値は前述のように加法的であると考えられる。しかし、ガス混合物で組み合わされた２つ以上の化学成分の濃度に関連する容量値は化学成分の濃度が変わるとコンデンサＣｘの容量を測定することによっても決定できる。
この場合、コンデンサＣｘは２つ以上の化学成分からなるガス混合物に曝される。コンデンサＣｘの容量は各化学成分の濃度が変化すると、化学成分の濃度の関数として決定される。このように、２つ以上の化学成分濃度のいくつかの異なる組合せに対してコンデンサＣｘの容量に関する大量のデータセットがメモリー５２に集められて予め格納される。化学成分の濃度が調合されるとき、処理ユニット５０は予め格納されたデータにアクセスして、ガス混合物の２つ以上の化学成分の濃度が決定される。
【００５７】
多くの不活性化化学薬品は化学活性および環境条件（例えば、熱およびフォート・デグラデーション）のため時間と共に減衰する。例えば、オゾンはオゾン分子（Ｏ３）が酸素分子（Ｏ２）に分解して急速に減衰することが知られ、また蒸発した過酸化水素は水と酸素分子に分解することが知られている。したがって、不活性化システムではシステムで使用される化学成分の濃度は減衰の結果として不活性化処理サイクルの進行につれて減衰することが見られる。本発明によると、コンデンサ容量Ｃｘと濃度に関するデータセット（すなわち、容量対濃度の時間減衰グラフを表すデータテーブル）が各不活性化化学薬品に対して決定され（ステップ２１０）、各不活性化化学薬品に対して時間の関数として（すなわち１組の時間減衰データ）コンデンサ容量Ｃｘに関する追加データが得られる。この場合、減衰による不活性化化学薬品の濃度の変化を示すデータが得られる。
【００５８】
不活性化化学薬品の減衰を監視する方法として容量の変化（例えば、減少または増加）の検出に関して以下に述べるが、不活性化化学薬品の減衰を監視する方法としては、これに代わって、電圧、電流、リアクタンス、電荷、比誘電率の変化、またはコンデンサの他の電気特性の変化を検出することによっても実施することができる。
【００５９】
複数の不活性化化学薬品の場合は、データセットの各時間減衰の容量値を合計して、時間の関数として合計容量（すなわち、すべての不活性化化学薬品が寄与する容量の合計）の時間減衰グラフまたは曲線を表すデータセットを決定することができる。
【００６０】
不活性化処理が進行すると、各不活性化化学薬品の濃度の損失は時間減衰データセットを参照して決定できる。例えば、不活性化処理を行う際、２つの不活性化化学薬品ＡおよびＢがある場合、作動期間が経過すると、各不活性化化学薬品の減衰により、検出回路２０で測定される合計容量は減少することになる。本発明は不活性化化学薬品が１つしか使用されない場合の減衰の監視にも使用できるものと理解するべきである。
【００６１】
作動期間は、所定の時間間隔を選択するか、不活性化化学薬品ＡおよびＢの閾値以下への減衰による合計容量の減少を検出するか、または合計容量の所定の減少パーセンテージを検出するかによって決めることができる。また、各不活性化化学薬品の時間減衰データセットは各不活性化化学薬品が減衰する速度を示すものと理解されるべきである。この減衰速度データは、限定はされないが、適切な所定時間間隔、閾値、または減少パーセンテージを選択することを含む様々な目的に使用される。
【００６２】
２つの不活性化化学薬品ＡおよびＢを十分な濃度レベルに補充するため、各不活性化化学薬品に対して時間の関数としての容量に関する時間減衰データセットが参照される。これらの時間減衰データセットは作動期間中にどれだけの合計容量の減少が各不活性化化学薬品ＡおよびＢの減衰に帰するかを決定する手段を与える。したがって、その後、各不活性化化学薬品ＡおよびＢの濃度を適当量増加することで、各不活性化化学薬品ＡおよびＢをもとの濃度に戻すことができる。時間減衰データセットの容量値は前述の容量対濃度データを使用する特定の濃度値に関係する。このように、各不活性化化学薬品は補充され、各不活性化化学薬品に対する個々の容量対時間の曲線を参照することで決定されるように、付与された時間間隔に対する容量損失が回復する。
【００６３】
第１の不活性化化学薬品の濃度が第２の不活性化薬品の濃度よりもより急速に減少する場合においては、第１の作動時間間隔が経過すると、第１の不活性化化学薬品のみを補充する必要がある。次いで、第２の作動時間間隔が経過すると、第１および第２の不活性化化学薬品の両方を補充する必要がある。
【００６４】
実際の不活性化処理で使用する不活性化化学薬品の１つ以上の特定の濃度に対して格納された時間減衰データセットはないが、同一の不活性化化学薬品の他の濃度に対してデータが格納されている場合は、利用可能なデータを補間して実際に使用する不活性化化学薬品の各濃度に対する時間減衰データセットを作ることができる。さらに、不活性化処理の間に得られたデータを格納されたデータに追加することも可能であるので、同一の化学薬品を使用する以後の不活性化処理を一層精度良く制御することができる。
【００６５】
データ履歴はコンデンサの電気特性を時間の関数（例えば、容量＝ｆ（ｔ））として表現された式の展開に使用できるものと理解されるべきである。同様に、式は展開でき、コンデンサの電気特性の変化が時間の変化の関数（例えば、Δ容量＝ｆ（Δｔ））として表現できる。例えば、特定の不活性化化学薬品に対するコンデンサの電気特性の時間減衰曲線の一部分を測定することができる。データのこの部分が一旦取得できると、従来の曲線作成方法が使用できコンデンサの電気特性の時間関数としての変化に関する式が展開される。コンデンサの各電気特性値が不活性化化学薬品の１つの濃度に対応するので、格納された式により不活性化化学薬品の０％から１００％までの濃度範囲に対応するコンデンサの電気特性値が与えられる。このように、全時間減衰データセットは１つの式に含まれる。一般的な曲線の作成または回帰解析が使用できる。例えば、最小２乗法が使用されて取得されたデータ部分に対応する式が与えられる。最小２乗法では、与えられた種類の最も適切な曲線は付与された１組のデータから得られた偏差の２乗の合計が最小となる（最小２乗誤差）曲線であると推定される。例えば、実際の不活性化処理サイクルの間において不活性化化学薬品の最初の濃度がコンデンサの測定電気特性Ｘに対応するとし、かつ作動開始後に時間間隔Ｔが経過しているとすると、格納された式がシステムで使用されて、時間間隔Ｔが経過したときの電気特性値が決定される。不活性化化学薬品は補充されて、コンデンサの元の電気特性Ｘが再格納される。さらに、前述のように、本式の時間導関数により、時間の変化に対するコンデンサの電気特性の変化に関する式が与えられる。
【００６６】
前述のように、濃度検出用の１つ以上のコンデンサを有する検出回路２０を１つ以上設けることができる。減衰による濃度変化を検出するためのコンデンサは、チャンバ１００の低流速領域、またはチャンバ１００に形成され流速がほとんどゼロに近い「デッドゾーン」領域などにおいてガス分子の滞留時間が長くなるチャンバ１００の領域に配置するのが好ましい。
【００６７】
本発明の好ましい実施形態の作動について不活性化化学薬品である化学成分（例えば、化学薬品Ａ，ＢおよびＣ）を参照して説明したが、チャンバ１００に導入する化学成分は、限定はされないが、不活性化化学薬品（例えば、抗菌剤）、基剤化学薬品（すなわち、不活性化化学薬品の希釈剤、または不活性化化学薬品用のビヒクルまたはキャリア）、前処理化学薬品、およびそれらの組合せたものが含まれる。例えば、化学薬品Ａは前処理化学薬品とし、化学薬品ＢおよびＣは不活性化化学薬品としてもかまわない。
【００６８】
不活性化化学薬品には、限定はされないが、次亜塩素酸塩、ヨードフォア、第四級塩化アンモニウム、酸性消毒剤、アルデヒド（ホルムアルデヒドおよびグルタルアルデヒド）、アルコール、フェノール、過酢酸（ＰＡＡ）、二酸化塩素からなる群から選択された化学薬品が含まれる。不活性化薬品の特定の例としては、限定はされないが、気化過酸化水素、気化漂白剤、気化過酸、気化過酢酸、オゾン、エチレンオキシド、二酸化塩素、ハロゲン含有化合物、アンモニアガス、他のガス状オキシダント、およびそれらの混合物がある。ハロゲン含有化合物のハロゲンには、限定はされないが、塩素、フッ素および臭素がある。
【００６９】
基剤化学薬品の例としては、限定はされないが、脱イオン化水蒸気、蒸留水蒸気、気化アルコール（例えば、第三級アルコール）、およびそれらの混合物が含まれる。前述したように、基剤化学薬品はそれ自体不活性化化学薬品である。したがって、また、基剤化学薬品は上に列挙した不活性化化学薬品のいずれか１つであってもかまわない。
【００７０】
チャンバ１００内で作られる雰囲気のいくつかの例としては、限定はされないが、オゾン、気化過酸化水素と水蒸気、エチレンオキシド、気化過酸化水素と水蒸気とオゾン、気化過酸化水素と水蒸気とエチレンオキシド、オゾンとエチレンオキシド、および気化過酸化水素と水蒸気とオゾンとエチレンオキシドが含まれる。
【００７１】
本明細書を検討、理解するに際して、その他の修正および変更が生じ得る。特許請求の範囲内またはそれと同等のものである限りこのような修正および変更はすべて本発明に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス混合物の化学濃度を調合・制御する方法および装置に関し、特に、チャンバ内ガス混合物の不活性化化学薬品の濃度を調合・制御する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子の極性の大きさは「双極子モーメント」の用語で表現される。分子内の電荷が分離する水などの分子の双極子モーメントはゼロではない。分離した電荷の大きさが等しく符号が反対の場合は、双極子モーメントの大きさは分離した１つの電荷の値と電荷間の分離距離との積となる。双極子モーメントは分子の負の電荷から正の電荷に向かうベクトルである。双極子モーメントは３つの要因、すなわち（１）分子の極性、（２）分離した電荷の大きさ、および（３）分子の形状によって決まる。異なる分子の双極子モーメントは異なることが知られている。例えば、オゾン（Ｏ３）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの不活性化化学薬品の分子と水（Ｈ２Ｏ）の分子とは双極子モーメントが異なる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明はガス混合物の化学成分の濃度を調合・制御する手段として異なる分子で双極子モーメントが異なることを利用する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化する方法が提供される。この方法には（ａ）チャンバに第１の化学成分を導入し、（ｂ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、（ｃ）チャンバに第２の化学成分を導入し、かつ（ｄ）チャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加するステップが含まれる。この場合、（１）第１および第２の板を有する少なくとも１つのコンデンサを、チャンバに導入した第１および第２の化学成分に曝して、（２）少なくとも１つのコンデンサの電気特性の変化を決定することで第１および第２の化学成分の濃度を決定し、この際、前記電気特性の変化は第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化する。
【０００５】
本発明の別の態様によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化する方法が提供される。この方法には、（ａ）チャンバ内で不活性化する少なくとも１つの汚染物質を選択し、（ｂ）前記少なくとも１つの汚染物質を有効に不活性化するために、少なくとも第１の化学成分および第２の化学成分、さらにそれぞれの第１および第２の所定の濃度を決定し、（ｃ）第１の化学成分をチャンバに導入し、（ｄ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、（ｅ）第２の化学成分をチャンバに導入し、（ｆ）チャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加するステップが含まれる。この場合、（１）チャンバ内に導入された第１および第２の化学成分に、第１および第２の板を有する少なくとも１つのコンデンサを曝し、（２）少なくとも１つのコンデンサの電気特性の変化を決定することで第１および第２の化学成分の濃度を決定し、この際、前記電気特性の変化は第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化する。
【０００６】
本発明の別の態様によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化するシステムが提供される。このシステムは（ａ）第１の化学成分および第２の化学成分をチャンバ内に順次導入する手段と、（ｂ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、かつチャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加する流量制御手段と、（ｃ）チャンバ内に順次導入された第１および第２の化学成分に曝され、第１および第２の板を有するコンデンサと、（ｄ）第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化するコンデンサの電気特性の変化を決定する検出手段とを備える。
【０００７】
本発明のさらに別の態様によると、貫流チャンバ内の汚染物質を不活性化するシステムが提供される。このシステムは（ａ）チャンバで活性化される少なくとも１つの汚染物質を選択する入力手段と、（ｂ）前記少なくとも１つの汚染物質を有効に不活性化するため、少なくとも第１および第２の化学成分、およびそれぞれの第１および第２の所定の濃度を決定する手段と、（ｃ）第１の化学成分および第２の化学成分をチャンバ内に順次導入する手段と、（ｄ）チャンバ内の第１の化学成分の濃度を第１の所定の濃度に増加し、かつチャンバ内の第２の化学成分の濃度を第２の所定の濃度に増加する流量制御手段と、（ｅ）チャンバ内に順次導入された第１および第２の化学成分に曝され、第１および第２の板を有するコンデンサと、（ｆ）第１および第２の化学成分の濃度の変化に応じて変化するコンデンサの電気特性の変化を決定する検出手段とを備える。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によると、チャンバ内のガス混合物の複数の化学成分の濃度を制御する方法が提供される。この方法には（ａ）時間の関数としての化学成分濃度に関するコンデンサの電気特性値が含まれ、それぞれが化学薬品の減衰を示す複数のデータセットをメモリーに格納し、（ｂ）複数のデータセットに応じて作動期間経過後に少なくとも１つの化学成分の濃度まで補充するステップが含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の長所はコンデンサの電気特性を使用して検出する化学濃度を調合・制御する方法および装置が提供されることである。
本発明の別の長所は多数の化学成分で構成されたガス混合物の化学濃度を調合・制御する方法および装置が提供されることである。
【００１０】
本発明のさらに別の長所は簡単で安価に実施できる、化学濃度を調合・制御する方法および装置が提供されることである。
これらの長所およびその他の長所は図面および特許請求の範囲とともに記載される次の好ましい実施形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は一定の部分および部分の配置において具体的な形態をとり、その好ましい実施形態は明細書で詳細に記述し、かつ一部を形成する付帯する図面で説明する。
【図１】本発明の好ましい実施形態による化学濃度を調合・制御するシステムのブロックダイヤグラムである。
【図２】検出回路を示す概略ダイヤグラムである。
【図３】第１の別の検出回路を示す概略ダイヤグラムである。
【図４】第２の別の検出回路を示す概略ダイヤグラムである。
【図５】チャンバ内の化学濃度を調合・制御する方法を示すフローダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで使用する用語「ガス」は（ａ）室温においてガス状の化学成分と（ｂ）液体の蒸発により気相となった化学成分とを含む。また、本発明の好ましい実施形態では特にバイオ汚染物質の不活性化に関して述べるが、発明は他の種類の汚染物質、限定はされないが、バイオ戦用物質および化学戦用物質（すなわち、マスタードガス（Ｈ，ＨＤ，ＨＳ）などの有機硫黄物質、タブン（ＧＡ），サリン（ＧＢ）、ソマン（ＧＤ）およびシクロサリン（ＧＦ）などのＧシリーズ神経物質（有機リン酸塩神経物質）、ＶＸ，ＶＥ，ＶＧ，ＶＭおよびＶガスなどのＶシリーズ神経物質、増殖型および内生胞子形成バクテリア（例えば、炭疽菌）、菌、およびビールス）の不活性化にも使用できるものと考えられる。
【００１３】
図面は発明の好ましい実施形態を示す目的のためだけであり、これに限定する目的のためではない。図１は本発明の好ましい実施形態による汚染物質不活性化システム１０を示す。システム１０には化学薬品源７０Ａ−７０Ｃ，弁７２Ａ−７２Ｃ，流量計７４Ａ−７４Ｃ、導管７５Ａ−７５Ｃ、処理チャンバ１００、および化学薬品濃度調合・制御システムが含まれる。化学薬品源７０Ａ−７０Ｃはそれぞれ化学薬品Ａ，ＢおよびＣの源となる。化学薬品Ａ，ＢまたはＣを蒸発処理（例えば、過酸化水素の蒸発）で発生させる場合は、それぞれの弁７２Ａ−７２Ｃはシステム１０から省略することができる。流量計７４Ａ−７４Ｃは本体、変換器および発信器で構成された従来の流量計が好ましい。本体を通過する流体を変換器で検出する。生の変換器信号からの有効な流量信号が発信器で生成される。導管７５Ａ−７５Ｃを流れるガス量は流量計７４Ａ−７４Ｃを使用して正確に制御される。
【００１４】
化学薬品Ａ，ＢおよびＣには「基剤化学薬品」および「前処理化学薬品」とともに「不活性化化学薬品」（限定はされないが、抗菌化学薬品が含まれる）が含まれるものと理解されるべきである。基剤化学薬品は不活性化化学薬品の希釈剤として、または不活性化化学薬品のビヒクルまたはキャリアとして作用する。基剤化学薬品はそれ自体不活性化化学薬品であってもよいし、不活性化特性があってもよい。前処理化学薬品には不活性化化学薬品により汚染物質をより不活性化させ易くする化学薬品が含まれる。プリオンの場合、前処理化学薬品はプリオンの立体配座状態を変化させるように作用して、プリオンをより不活性化させ易くすることができる。また、本発明の好ましい実施形態では３種類の化学薬品Ａ，ＢおよびＣを使用したシステム１０について記載するが、汚染物質不活性化に使用する化学薬品数は３よりも多くても少なくてもよい。
【００１５】
好ましい実施形態では、チャンバ１００内領域において部品、器具、装置およびその他の対象物を複数の不活性化化学薬品に曝し、バイオ汚染物質の不活性化（例えば、汚染除去または滅菌）を行う。図示する実施形態では、チャンバ１００は導管７５Ａ−７５Ｃに連通する入口ポート１１０Ａ−１１０Ｃと出口ポート１２０を備えた「貫流」チャンバである。チャンバ１００の容積は１立方フィート（０．０２８ｍ３）未満から１００万立方フィート（２８３００ｍ３）を超える範囲にすることができる。チャンバ１００内を化学薬品Ａ，ＢおよびＣを容易に通過させるためブロワーまたはファン（図示しない）を設けることができる。フィルタ（例えばバクテリア固定フィルタ）を出口ポート１２０に配置して、汚染物質が出口ポート１２０を介してチャンバ１００内に侵入するのを防止することができる。
【００１６】
化学薬品濃度調合・制御システムには一般に検出回路２０、処理ユニット５０、出力ユニット６２および入力ユニット６４が含まれる。検出回路２０には、詳細は以下に述べるが、チャンバ１００内ガス混合物の化学成分の濃度を検出するコンデンサＣｘが含まれる。理解できるように、化学薬品濃度調合・制御システムにはチャンバ１００の２つ以上の領域の化学成分の濃度を検出するために複数の検出回路２０を含めることができる。
【００１７】
チャンバ１００のガス混合物には抗菌化学薬品（例えば、汚染除去剤および滅菌剤）、「基剤」化学薬品および空気などの、バイオ汚染物質を不活性化する不活性化化学薬品である化学成分（これに限定はしないが）を含めることができる。発明者が意図するところによると、ガス混合物には異なる双極子モーメントを有する化学薬品を含むバイオ汚染物質不活性化処理に無関係の化学成分に加え、ここで特定しない化学成分を含めることができる。
【００１８】
好ましい実施形態では、処理ユニット５０は検出回路２０とともに作動して、流量計７４Ａ−７４Ｃから流量データ信号を入力し、制御信号を弁７２Ａ−７２Ｃに出力する。さらに、処理ユニット５０は源７０Ａ−７０Ｃでガスの生成（例えば蒸発システム）を制御する制御手段（図示しない）など他のシステム要素の操作用に他の制御信号を出力することができる。また処理ユニット５０は出力ユニット６２に信号を出力し、オペレータ情報を音声および／または映像形態で供給することができる。したがって、出力ユニット６２は音声スピーカおよび／または映像表示ユニットの形態をとることができる。入力ユニット６４は処理ユニット５０に情報を入力する手段を備える。この場合、入力ユニット６４はキーボード、キーパッド、スイッチなどの形態にすることができる。好ましい実施形態では、処理ユニット５０はデータ格納用メモリー５２を含むマイクロコンピュータまたはマイクロコントローラの形態にすることができる。
【００１９】
図２に典型的な検出回路の詳細概略図を示す。検出回路２０は「ブリッジ回路」の形態をとる。当該技術分野の通常の技術を有する者には周知のように、ブリッジ回路は、未知の１つのインピーダンス値を、その他の既知のインピーダンス値によって決定するのに使用される。未知のインピーダンスを決定するのにゼロ条件を使用するので、非常に正確な測定が可能となる。ブリッジ回路はチャンバ内の化学成分の濃度を示すコンデンサ容量を決定するのに使用する。図２に示す実施形態では、検出回路２０は一般に、電源２２、ゼロ検出器３０、電子式電位差計４０、既知容量のコンデンサＣ１、およびコンデンサＣｘで構成される。コンデンサＣ１はチャンバ１００の外側に配置した従来のコンデンサとするか、またはチャンバ１００内でガス混合物から分離したコンデンサとする。
【００２０】
コンデンサＣｘはチャンバ１００内のガス混合物に直接曝され、ガス混合物がコンデンサＣｘの電導板間の隙間に満たされるので、ガス混合物はコンデンサＣｘの絶縁物または「誘電物」として作用する。検出回路２０で、化学薬品濃度に対応するコンデンサＣｘのデータ表示が与えられる。この場合、コンデンサＣｘはチャンバ１００内の化学成分の濃度の変化にしたがって変化する。
【００２１】
理解されるように、ガス混合物はコンデンサＣｘの電導板間の隙間に対する唯一の誘電物ではない。この場合、限定はされないが、有機または無機材料を含む１つ以上の固体誘電材料を隙間に挿入することができる。さらに、理解されるように、コンデンサＣｘの電導板は結露を最小限にするため加熱することができる。
【００２２】
好ましい実施形態では、コンデンサＣｘは平行板コンデンサである。しかし、理解されるように、コンデンサＣｘは異なる形状で作ることができる。例えば、Ｃｘは円筒状または球状のコンデンサとすることもできる。球状コンデンサをコンデンサＣｘに使用する場合は、ガス混合物がコンデンサに出入りできるようにコンデンサの外殻に孔をあける必要がある。
【００２３】
電子式電位差計４０は機械式電位差計と同じように機能する。この場合電子式電位差計４０は３端子装置である。２つの端子間に抵抗要素がある。「ワイパー」として知られる第３の端子は抵抗要素に沿う種々の点に接続される。ワイパーは処理ユニット５０（図１参照）によりデジタル的に制御される。ワイパーで抵抗要素は２つの抵抗器ＲＢＣおよびＲＡＣに分割される。電子式電位差計４０はカリホルニア、サニベールのケータリスト・セミコンダクタ会社から入手できる、デジタルでプログラム可能な電位差計（ＤＰＰＴＭ）の形態をとることができる。
【００２４】
好ましい実施形態では、電源２２は正弦波またはパルス波などのＡＣ電圧信号を供給する。ゼロ検出器３０は検流計、電圧計、周波数選択増幅器などのゼロ状態（すなわち短絡回路）を検出する計器である。
【００２５】
次に検出回路２０の操作について詳細に述べる。ブリッジ回路の要素は接点間ＡＣ，ＢＣ，ＡＤおよびＢＤで接続される。電子式電位差計４０は処理ユニット５０で操作され、接点ＡおよびＢ間の電位差（ＶＡＢ）がゼロになるまで抵抗ＲＢＣおよびＲＡＣを変化させる。この状態になったとき、ブリッジはバランスした、または「ゼロ」になったといわれる。そのとき主なブランチの電圧の間には次の関係式が成り立つ。
【００２６】
ＶＡＣ＝ＶＢＣ、および ＶＡＤ＝ＶＢＤ
ここで、ＶＡＣは接点ＡおよびＣ間の電圧であり、ＶＢＣは接点ＢおよびＣ間の電圧であり、ＶＡＤは接点ＡとＤ間の電圧であり、かつＶＢＤは接点ＢとＤ間の電圧である。したがって、
ＶＡＤ／ＶＡＣ＝ＶＢＤ／ＶＢＣ
ＶＡＤ＝ＶＢＤ／（ＶＡＣ／ＶＢＣ）
コンデンサ容量Ｃｘは接点ＡとＤの間に接続され、一方既知のコンデンサ容量Ｃ１は接点ＢとＤの間に接続される。接点Ａから接点Ｃに、さらに接点Ｂに接続された電子式電位差計４０は電圧ＶＡＣおよびＶＢＣを変化させるよう処理ユニット５０で調整される。
【００２７】
ゼロ検出器でゼロが検出されると、電流Ｉ１は接点Ｃから接点Ａにさらに接点Ｄに流れ、また電流Ｉ２は接点Ｃから接点Ｂにさらに接点Ｄに流れる。接点ＡとＣの間の電圧ＶＡＣ、および接点ＢとＣの間の電圧ＶＢＣは
ＶＡＣ＝Ｉ１ＲＡＣ および ＶＢＣ＝Ｉ２ＲＢＣ
となる。
【００２８】
容量Ｃをもつコンデンサの電圧は、電流をＩ、周波数をｆとして
Ｖ＝Ｉ／（２πｆＣ）
で表されるので、電圧ＶＡＤおよびＶＢＤは次のように表される。
【００２９】
ＶＡＤ＝Ｉ１／（２πｆＣＸ）
ＶＢＤ＝Ｉ２／（２πｆＣ１）
前述のように、ＶＡＤ＝ＶＢＤ／（ＶＡＣ／ＶＢＣ）、ＶＡＣ＝Ｉ１ＲＡＣ、 およびＶＢＣ＝Ｉ２ＲＢＣであるので、
Ｃｘ＝Ｃ１（ＲＢＣ／ＲＡＣ）
となる。
【００３０】
この関係から、ゼロ状態が検出されると、未知のコンデンサ容量値ＣＸを決定するため、ＲＢＣおよびＲＡＣの抵抗値は既知のコンデンサ容量値Ｃ１とともに使用できる。
ガス混合物の化学成分濃度を決定するため異なる分子の双極子モーメントの差を利用する。この場合、コンデンサの比誘電率は電子の「分極率」に依存する。分極は電界のもとで双極子を形成する分子の能力であり、また水分子などの固有の双極子を整列または回転させる電界の能力である。ガス混合物中に測定可能な双極子モーメントを有する化学成分が１つしかない場合は、化学成分の濃度は決定される。
【００３１】
前述のように、ガス混合物はコンデンサＣＸの電導板間の隙間に満たされるのでコンデンサＣＸの誘電物として作用する。コンデンサＣＸをブリッジ回路の一要素として構成すると、ブリッジがバランスしてゼロになったとき、抵抗値ＲＡＣおよびＲＢＣを測定することでコンデンサ容量ＣＸが決定できる。それぞれの誘電物の誘電率はガス混合物の化学成分の濃度に影響されるので、コンデンサ容量ＣＸはチャンバ１００の化学成分の濃度を表示する。
【００３２】
平行板コンデンサの容量は、Ｃ＝（ｋε０）（Ａ／ｄ）＝（ε）（Ａ／ｄ）であることは周知であり、ここで、Ｃは容量、ｋは比誘電率、ε０は自由空間の誘電率（８．８５×１０−１２Ｆ／ｍ）、εはコンデンサ誘電物の誘電率（Ｆ／ｍ）、Ａはコンデンサプレートの面積（ｍ２）、およびｄはコンデンサプレート間の分離距離（ｍ）である。εが増加すると、容量Ｃも増加する。コンデンサが直径Ｄの円板を有する平行板コンデンサの場合、Ｃ＝（πＤ２ε）／（４ｄ）となる。
【００３３】
一般にコンデンサの比誘電率ｋは次式によって決定される。
ｋ＝４ｄＣ／（πＤ２ε０-）
ここで容量値Ｃは前述のように決定される。コンデンサの比誘電率ｋは電導板間に誘電物のある容量（Ｃｄ）を決定し、次にその場所の誘電物のない容量（Ｃ０）を決定ことによっても決定できる。２つの容量Ｃの比は比誘電率に等しい。
【００３４】
ｋ＝Ｃｄ／Ｃｏ
コンデンサの応答はここに印加されたＡＣ波形の特性（例えば、周波数）で影響される。この場合、容量リアクタンス（ＸＣ）は周波数の関数である。容量リアクタンスは交流においては容量の反対となり、オームで表現される（ＸＣ＝１／（２πｆＣ））。したがって、電源２２で発生した波形の周波数はコンデンサの応答に影響する。このように、電源２２に選択された周波数は、チャンバ１００内の化学成分の濃度が変化するときコンデンサに対して一般に線形応答をする周波数であることが好ましい。これにより、以下に述べるように容量値に対する内挿法および外挿法の使用が容易となる。適当な直線応答が得られないときは、拡張された１組のデータポイントをメモリー５２に格納する。
【００３５】
本発明の１つの実施形態ではブリッジ回路の形態で検出回路２０が含まれるが、当分野の専門家に知られたその他の種類の回路および技術（その他の種類のブリッジ回路および容量要素を含む）を容量測定に適宜使用することができる。例えば、図３は別の検出回路２０Ａを示す。検出回路２０Ａはチャンバ１００の外側に配置された（またはチャンバ１００の内側でガス混合物から分離された）可変コンデンサＣＡを有するＬＣ共振回路であり、コンデンサＣＸはガス混合物に直接曝される。この場合、コンデンサＣＸはチャンバ１００に配置され、ガス混合物はコンデンサＣＸの電導板間の隙間に満たされるのでコンデンサＣＸの絶縁物または「誘電物」として作用する。共振周波数はωＯ＝［Ｌ（ＣＡ＋ＣＸ）］−１／２であるので、未知のコンデンサ容量ＣＸは決定できる。
【００３６】
図４は本発明に関する使用に適したさらに別の検出回路２０Ｂである。検出回路２０Ｂは「電荷移動」検出回路である。電荷移動検出回路はフェムトファラッドオーダーの分析ができるものと認識されている。電荷移動検出回路では検出電子の未知の容量は検出電子を固定電位に荷電して、その電荷を既知のコンデンサ容量を備えた電荷検出器に移動することによって決定される。検出回路２０Ｂで未知のコンデンサ容量Ｃｘはチャンバ内に配置され、ガス混合物がコンデンサＣｘの電導板間の隙間に満たされるので、コンデンサＣｘの絶縁物または「誘電物」として作用する。最初は、コンデンサスイッチＳ１を介してＤＣ規準電圧（Ｖｒ）に接続される。スイッチＳ１はＣｘが電位Ｖｒに十分荷電された後で再びオフにする。その後、コンダクタンスで生じる漏洩影響を最小にするようにできるだけ遅延を短縮したあと、スイチイＳ２をオンにしてＣｘに存在する電荷（Ｑ）をコンデンサＣｓ（すなわち、電荷検出器）に移動させる。電荷ＱがコンデンサＣｓに十分移動すると、スイッチＳ２を再びオフにする。電圧Ｖｓを読み取ることで、コンデンサ容量Ｃｘを決定することができる。デジタル処理のため有効な電圧範囲を有するアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を提供するのに必要なスケーリングを備えるためＶｓを増幅器に入力することができる。スイッチＳ３は電荷移動サイクル間に電荷をリセットするリセット手段として作用するので、各電荷移動サイクルの初期状態は一貫する。スイッチＳ１，Ｓ２およびＳ３は電気機械式スイッチまたはトランジスタにすることができる。スイッチＳ１，Ｓ２およびＳ３を制御するのにデジタル制御ロジックを使用するのが好ましい。好ましい実施形態では、ＣｓはＣｘよりかなり大きくなるよう選択するのが好ましい。
【００３７】
検知回路２０Ｂを支配する方程式は次のようになる。
Ｖｓ＝Ｖｒ［Ｃｘ／（Ｃｘ＋Ｃｓ）］、したがって
Ｃｘ＝ＶｓＣｓ／［Ｖｒ−Ｖｓ］
ある場合には、チャンバ１００に配置されガス混合物に曝されるコンデンサの容量はサブフェムトファラッドから低いピコファラッドまでの容量の範囲（例えば、０．１ｆＦから１００ｐＦまで）にすることができ、またガス混合物の化学成分の濃度の変化は低いピコファラッド容量またはフェムトファラッド容量にまで至る範囲の容量変化となる結果になるだけであることが認識されている。したがって、容量測定に使用される検出回路には、小さい容量値が測定できる高感度のものが必要となる。高感度の検出回路の１つは前記した電荷移動検出回路である。その他の高感度の回路設計は英国チェシアのプロセストモグラフィ会社のＰＴＬ１００キャパシタンストランスジューサなどの計器で提供される。
このＰＴＬ１１０は小さい容量値（１０ピコファラッド以下）を１フェムトファラッドの分解能で測定する。ニューヨーク、ウエストベリのＩＥＴラボ会社の１６１６精密キャパシタンスブリッジは１０−７ｐＦから１０μＦの範囲で容量の測定が可能である。テクトロニクス社は０．３ｐＦから３ｐＦまでの容量が測定できるテクトロニクス１３０ＬＣメートルを製造している。最新のオペアンプおよびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣｓ）を使用する容量検出回路では容易に０．０１ｐＦの分解能が得られるということは先行技術文献でも認識されている。
【００３８】
理解されるように、本発明の好ましい実施形態では濃度を決定するのにコンデンサ容量を手段として使用しているが、電圧、電流、抵抗、リアクタンス、電荷、誘電率、比誘電率または他の電気特性、限定はしないが、を含むコンデンサの他の電気特性を濃度決定の手段として使用することもできる。
【００３９】
図１および５を参照して、化学濃度調合・制御システムの好ましい実施形態の操作を詳細に説明する。図５に調合・制御方法を記載したフローダイヤグラムを示す。図１で述べたように、チャンバ１００は「貫流」チャンバである。したがって、チャンバ１００に流入した不活性化化学薬品は引き続き維持され、出口ポート１２０を通ってチャンバ１００から流出する。
【００４０】
本発明の好ましい実施形態の操作を、「バイオ汚染」を不活性化する「不活性化化学薬品」に関して述べるが、本発明の範囲をこれに限定する意図はない。前に示したように、化学薬品Ａ，ＢおよびＣは、限定はしないが、不活性化化学薬品、基剤化学薬品、および前処理化学薬品を含む化学薬品から選択することができる。また前に述べたように、不活性化する汚染物質としては、限定はしないが、バイオ汚染物質、化学戦用物質またはバイオ戦用物質が含まれる。
【００４１】
最初のステップとして、コンデンサ容量Ｃｘと濃度に関するデータセット（容量対濃度のグラフを表すデータ表）を使用対象の不活性化化学薬品毎に決定して（ステップ２１０）、メモリー５２に格納する（ステップ２２０）。この場合、個々の不活性化化学薬品の雰囲気を作り出し（例えば、チャンバ１００内に）、コンデンサ容量Ｃｘを濃度の関数として測定する。例えば、コンデンサＣｘを第１の不活性化化学薬品（例えば、オゾン）の検証済み濃度に曝して第１の不活性化化学薬品に関係するデータセットを決定する。チャンバ１００を空にした後、コンデンサＣｘを第２の不活性化化学薬品（例えば、エチレンオキシド）の検証済み濃度に曝して第２の不活性化化学薬品に関係するデータセットを決定する。このステップを繰り返して、その他の不活性化化学薬品（例えば、二酸化塩素および気化過酸化水素）のデータセットを追加取得する。
【００４２】
理解されるように、不活性化化学薬品の濃度は周知の分析器具を使用して検証することができる。分析器具は濃度範囲、領域のサイズ、所望の応答時間、および測定時間によって選択するのが好ましい。化学成分の濃度を測定する周知の分析器具の例としては、限定はしないが、フーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）分光器および高精度近赤外線（ＮＩＲ）分光器が含まれる。
【００４３】
データセットを使用対象の各不活性化化学薬品に対してメモリー５２に格納した後で、処理ユニット５０で「決定」操作を開始することができる。図５のステップ２３０に示すように、ユーザーは入力ユニット６４を使用して処理すべき１つ以上のバイオ汚染物質（例えば、胞子、菌、ビールス、バクテリヤ、プリオンおよびその他のバイオ汚染物質）を選択する。次に、処理ユニット５０で、１つ以上の選択した汚染物質を不活性化する不活性化化学薬品の調合を正確に決定する（ステップ２４０）。この場合、処理ユニット５０はブレンドした不活性化化学薬品の適正な濃度を決定するデータで予めプログラム化されており、選択したバイオ汚染物質は正確に不活性化される。例えば、胞子をバイオ汚染物質として選択した場合は、胞子の不活性化に最も有効な不活性化化学薬品のブレンド（例えば、Ｘｐｐｍの気化過酸化水素とＹｐｐｍのオゾン）が決定される。気化過酸化水素で処理する濃度の範囲は一般的には７０ｐｐｍから９０００ｐｐｍである。しかし、７０ｐｐｍ以下の気化過酸化水素の濃度を検出することはチャンバから気化過酸化水素が空になったことを確認するのに重要となることがある。ある種の汚染物質（例えばプリオン）では他のものよりも不活性化が難しくなるが、処理ユニット５０は汚染物質の階層を認識するようプログラム化される。したがって、処理ユニット５０で、汚染物質を不活性化するのにより難しいものを不活性化する不活性化化学が決定され、これは汚染物質を不活性化するのにそれほど難しくないものにも同様に有効となる。例えば、プリオンを不活性化するのに有効な不活性化化学は胞子およびバクテリヤを不活性化するのにも有効となる。したがって、処理ユニット５０は選択した複数の汚染物質を不活性化する最適な不活性化化学を決定するようにプログラムされる。
【００４４】
処理ユニット５０で不活性化化学薬品のブレンドにおける各化学成分の濃度が決定された後、各化学成分はそれぞれの濃度でチャンバ１００に連続して加えられて、組み合わされた不活性化化学薬品のガス混合物が形成される（ステップ２５０）。例えば、不活性化化学薬品の決定されたブレンドが化学薬品Ａ（例えば、オゾン）Ｘｐｐｍおよび化学薬品Ｂ（例えば、二酸化塩素）Ｙｐｐｍから成るものとすると、処理ユニットで弁７２Ｂおよび７２Ｃを閉鎖位置に保持し、弁７２Ａを開放して化学薬品Ａをチャンバ１００内に放出する。前述したように、導管７５Ａ−７５Ｃを通るガス量は流量計７４Ａ−７４Ｃによって正確に制御される。化学薬品Ａの濃度は検出回路２０および予め格納したデータセットを使用して決定される。コンデンサ容量Ｃｘが予め格納したデータにないときは、格納データを内挿または外挿して測定コンデンサ容量Ｃｘに対応する濃度を得ることができる。
【００４５】
化学薬品ＡのＸｐｐｍの所望の濃度レベルが検出回路２０で検出されると、化学薬品Ａの流量はその所望の濃度レベルを維持するように制御される。次に、処理ユニット５０で弁７２Ｂを開いて化学薬品Ｂをチャンバ１００内に放出する。検出回路２０が（１）Ｘｐｐｍの化学薬品Ａに対応する容量値と（２）Ｙｐｐｍの化学薬品Ｂに対応する容量値との合計に等しい容量値を示すまで、化学薬品Ｂの濃度をチャンバ１００内で増加させるが、ここでステップ２２０に関連して前述したように（１）および（２）の容量値はメモリー５２に予め格納されている。
【００４６】
異なる化学薬品の様々な濃度に対応する容量値は下記分析に基づき加法的であると考えられる。室温以上で不変の双極子モーメントｐを有するガスに対して、比誘電率（ｋ）は ｋ＝１＋４πｎｐ２／３ＫＴ
で概略表されることが知られている。ここで、ｎは単位容積当たりの分子の数、ｋはボルツマン定数（ｋ＝１．３８×１０−１６ｅｒｇ／Ｋ）、Ｔはケルビン単位における温度である。注目されるように、与えられた温度において、比誘電率は単位容積当たりのガス分子の数ｎとともに直線的に増加する。そして誘電率は次のように計算される。
【００４７】
ε＝ｋε０
この式の結果、特定の極性ガスの濃度の関数として測定される容量（平行板コンデンサの場合、Ｃ＝εＡ／ｄ）は濃度とともに直線的に増加する。感度を良好にするためには２つ以上のコンデンサを検出回路２０で並列に接続することもできる。異なる双極子モーメントのガスに対して容量対濃度の曲線を表すデータセットはそれぞれ傾斜が異なるものと考えられる。実際、双極子モーメントが不変のガスでは、この式で計算した比誘電率は、分子を電界に置いて双極子モーメントを余分に誘導したときの実験値よりも多少小さい。
【００４８】
単独の極性ガスおよび極性ガスの混合物においては、ガス間に双極子相互作用が存在する。単独の極性ガスの場合、この双極子相互作用は取得したデータ、すなわち、容量対濃度のデータに固有のものである。異なる極性ガスの混合物の場合、容量対濃度を混合物に対して測定しない限り双極子相互作用はデータに固有のものではない。しかし、ガスの混合物においては、双極子−双極子相互作用は次の理由により無視できると考えられる。すなわち、双極子−双極子相互作用の力は各双極子モーメントの積の一定倍（すなわち３）を、異なる双極子モーメントを分離する距離の４乗で除して、さらに様々な角度の正弦および余弦の積からなる方向量で乗じて得られる。簡単に述べると次のようになる。
【００４９】
Ｆ∝ｐ１ｐ２（方向計数）／ｒ４
双極子−双極子力はｒ４で下降するので、異なる双極子が互いに影響を及ぼすには非常に接近する必要がある。この関係式において、ガス分子は急速に移動するという事実およびガス分子はいくぶん希釈するという事実を考慮すると、容量対濃度曲線に与える双極子−双極子相互作用の影響は無視できると考えられる。しかし、この相互作用は存在するので、２つ以上の異なる極性ガス分子を一緒に混合して不活性化雰囲気を形成した場合、分離して相互作用をしないガスとしてガスを取り扱うことは近似の取扱いであると理解される。しかし、これまでに示したように、混合物の異なる極性ガス間に発生する双極子−双極子相互作用が容量対濃度曲線に与える影響は本発明の精神から逸脱することなしに無視できるものと考えられる。
【００５０】
次にステップ２６０を参照すると、チャンバ１００内の濃度レベルを適当な時間、所望のレベルに維持するため、検出回路２０で検出された容量値を処理ユニット５０で監視し続ける。この場合、処理ユニット５０は、チャンバ１００内の物品または装置に関連したバイオ汚染物質を適切に不活性化するため露出時間を適正にするようプログラムされる。
【００５１】
チャンバ１００には、反応を起こして別の化学成分（またはそれ自体の）濃度およびバイオ汚染物質の不活性化有効性を減少する化学成分を加えない方が好ましい。しかし、ある混合した化学成分が反応する場合でも、チャンバ内への流入速度が反応速度よりも速いと、チャンバ内のガス混合物はバイオ汚染物質を依然不活性化する作動を行うことができる。また、データセットをステップ２１０で決定するときの温度はステップ２５０および２６０で不活性化処理の間に使用するときと一般に同じ温度にするべきである。
【００５２】
蒸発したこれら不活性化化学薬品には蒸発した不活性化化学薬品をチャンバ１００内に搬入するキャリアガスが必要となる。このようなキャリアガスの例には、限定はされないが、窒素、ヘリウム、アルゴンおよび酸素が含まれる。
【００５３】
また、処理ユニット５０はプログラムされて、ガスの生成（例えば、蒸発処理）を制御する制御信号などその他の信号を出力することができる。また処理ユニット５０は、所望の濃度が許容範囲にないとき、または不活性化処理が完了したとき、出力ユニット６２に信号を出力して、音声および／または可視表示を行う。可視表示には濃度レベルを表示することが含まれオペレータを支援することができる。
【００５４】
不活性化化学薬品には危険の可能性があることを認識するべきである。したがって、チャンバ１００から出口ポートを通して排出される不活性化化学薬品を破壊するのに周知の従来手段が使用できることを理解するべきである。従来の手段には、限定はされないが、加熱、洗浄、および触媒による変換が含まれる。
【００５５】
前述のように、コンデンサの応答は印加するＡＣ波形の特性（例えば、周波数）によって影響される。したがって、コンデンサＣｘに加えるＡＣ波形の周波数はステップ２１０−２６０全体を通して同一にしなければならない。
【００５６】
異なる化学薬品の様々な濃度に対応する容量値は前述のように加法的であると考えられる。しかし、ガス混合物で組み合わされた２つ以上の化学成分の濃度に関連する容量値は化学成分の濃度が変わるとコンデンサＣｘの容量を測定することによっても決定できる。
この場合、コンデンサＣｘは２つ以上の化学成分からなるガス混合物に曝される。コンデンサＣｘの容量は各化学成分の濃度が変化すると、化学成分の濃度の関数として決定される。このように、２つ以上の化学成分濃度のいくつかの異なる組合せに対してコンデンサＣｘの容量に関する大量のデータセットがメモリー５２に集められて予め格納される。化学成分の濃度が調合されるとき、処理ユニット５０は予め格納されたデータにアクセスして、ガス混合物の２つ以上の化学成分の濃度が決定される。
【００５７】
多くの不活性化化学薬品は化学活性および環境条件（例えば、熱およびフォート・デグラデーション）のため時間と共に減衰する。例えば、オゾンはオゾン分子（Ｏ３）が酸素分子（Ｏ２）に分解して急速に減衰することが知られ、また蒸発した過酸化水素は水と酸素分子に分解することが知られている。したがって、不活性化システムではシステムで使用される化学成分の濃度は減衰の結果として不活性化処理サイクルの進行につれて減衰することが見られる。本発明によると、コンデンサ容量Ｃｘと濃度に関するデータセット（すなわち、容量対濃度の時間減衰グラフを表すデータテーブル）が各不活性化化学薬品に対して決定され（ステップ２１０）、各不活性化化学薬品に対して時間の関数として（すなわち１組の時間減衰データ）コンデンサ容量Ｃｘに関する追加データが得られる。この場合、減衰による不活性化化学薬品の濃度の変化を示すデータが得られる。
【００５８】
不活性化化学薬品の減衰を監視する方法として容量の変化（例えば、減少または増加）の検出に関して以下に述べるが、不活性化化学薬品の減衰を監視する方法としては、これに代わって、電圧、電流、リアクタンス、電荷、比誘電率の変化、またはコンデンサの他の電気特性の変化を検出することによっても実施することができる。
【００５９】
複数の不活性化化学薬品の場合は、データセットの各時間減衰の容量値を合計して、時間の関数として合計容量（すなわち、すべての不活性化化学薬品が寄与する容量の合計）の時間減衰グラフまたは曲線を表すデータセットを決定することができる。
【００６０】
不活性化処理が進行すると、各不活性化化学薬品の濃度の損失は時間減衰データセットを参照して決定できる。例えば、不活性化処理を行う際、２つの不活性化化学薬品ＡおよびＢがある場合、作動期間が経過すると、各不活性化化学薬品の減衰により、検出回路２０で測定される合計容量は減少することになる。本発明は不活性化化学薬品が１つしか使用されない場合の減衰の監視にも使用できるものと理解するべきである。
【００６１】
作動期間は、所定の時間間隔を選択するか、不活性化化学薬品ＡおよびＢの閾値以下への減衰による合計容量の減少を検出するか、または合計容量の所定の減少パーセンテージを検出するかによって決めることができる。また、各不活性化化学薬品の時間減衰データセットは各不活性化化学薬品が減衰する速度を示すものと理解されるべきである。この減衰速度データは、限定はされないが、適切な所定時間間隔、閾値、または減少パーセンテージを選択することを含む様々な目的に使用される。
【００６２】
２つの不活性化化学薬品ＡおよびＢを十分な濃度レベルに補充するため、各不活性化化学薬品に対して時間の関数としての容量に関する時間減衰データセットが参照される。これらの時間減衰データセットは作動期間中にどれだけの合計容量の減少が各不活性化化学薬品ＡおよびＢの減衰に帰するかを決定する手段を与える。したがって、その後、各不活性化化学薬品ＡおよびＢの濃度を適当量増加することで、各不活性化化学薬品ＡおよびＢをもとの濃度に戻すことができる。時間減衰データセットの容量値は前述の容量対濃度データを使用する特定の濃度値に関係する。このように、各不活性化化学薬品は補充され、各不活性化化学薬品に対する個々の容量対時間の曲線を参照することで決定されるように、付与された時間間隔に対する容量損失が回復する。
【００６３】
第１の不活性化化学薬品の濃度が第２の不活性化薬品の濃度よりもより急速に減少する場合においては、第１の作動時間間隔が経過すると、第１の不活性化化学薬品のみを補充する必要がある。次いで、第２の作動時間間隔が経過すると、第１および第２の不活性化化学薬品の両方を補充する必要がある。
【００６４】
実際の不活性化処理で使用する不活性化化学薬品の１つ以上の特定の濃度に対して格納された時間減衰データセットはないが、同一の不活性化化学薬品の他の濃度に対してデータが格納されている場合は、利用可能なデータを補間して実際に使用する不活性化化学薬品の各濃度に対する時間減衰データセットを作ることができる。さらに、不活性化処理の間に得られたデータを格納されたデータに追加することも可能であるので、同一の化学薬品を使用する以後の不活性化処理を一層精度良く制御することができる。
【００６５】
データ履歴はコンデンサの電気特性を時間の関数（例えば、容量＝ｆ（ｔ））として表現された式の展開に使用できるものと理解されるべきである。同様に、式は展開でき、コンデンサの電気特性の変化が時間の変化の関数（例えば、Δ容量＝ｆ（Δｔ））として表現できる。例えば、特定の不活性化化学薬品に対するコンデンサの電気特性の時間減衰曲線の一部分を測定することができる。データのこの部分が一旦取得できると、従来の曲線作成方法が使用できコンデンサの電気特性の時間関数としての変化に関する式が展開される。コンデンサの各電気特性値が不活性化化学薬品の１つの濃度に対応するので、格納された式により不活性化化学薬品の０％から１００％までの濃度範囲に対応するコンデンサの電気特性値が与えられる。このように、全時間減衰データセットは１つの式に含まれる。一般的な曲線の作成または回帰解析が使用できる。例えば、最小２乗法が使用されて取得されたデータ部分に対応する式が与えられる。最小２乗法では、与えられた種類の最も適切な曲線は付与された１組のデータから得られた偏差の２乗の合計が最小となる（最小２乗誤差）曲線であると推定される。例えば、実際の不活性化処理サイクルの間において不活性化化学薬品の最初の濃度がコンデンサの測定電気特性Ｘに対応するとし、かつ作動開始後に時間間隔Ｔが経過しているとすると、格納された式がシステムで使用されて、時間間隔Ｔが経過したときの電気特性値が決定される。不活性化化学薬品は補充されて、コンデンサの元の電気特性Ｘが再格納される。さらに、前述のように、本式の時間導関数により、時間の変化に対するコンデンサの電気特性の変化に関する式が与えられる。
【００６６】
前述のように、濃度検出用の１つ以上のコンデンサを有する検出回路２０を１つ以上設けることができる。減衰による濃度変化を検出するためのコンデンサは、チャンバ１００の低流速領域、またはチャンバ１００に形成され流速がほとんどゼロに近い「デッドゾーン」領域などにおいてガス分子の滞留時間が長くなるチャンバ１００の領域に配置するのが好ましい。
【００６７】
本発明の好ましい実施形態の作動について不活性化化学薬品である化学成分（例えば、化学薬品Ａ，ＢおよびＣ）を参照して説明したが、チャンバ１００に導入する化学成分は、限定はされないが、不活性化化学薬品（例えば、抗菌剤）、基剤化学薬品（すなわち、不活性化化学薬品の希釈剤、または不活性化化学薬品用のビヒクルまたはキャリア）、前処理化学薬品、およびそれらの組合せたものが含まれる。例えば、化学薬品Ａは前処理化学薬品とし、化学薬品ＢおよびＣは不活性化化学薬品としてもかまわない。
【００６８】
不活性化化学薬品には、限定はされないが、次亜塩素酸塩、ヨードフォア、第四級塩化アンモニウム、酸性消毒剤、アルデヒド（ホルムアルデヒドおよびグルタルアルデヒド）、アルコール、フェノール、過酢酸（ＰＡＡ）、二酸化塩素からなる群から選択された化学薬品が含まれる。不活性化薬品の特定の例としては、限定はされないが、気化過酸化水素、気化漂白剤、気化過酸、気化過酢酸、オゾン、エチレンオキシド、二酸化塩素、ハロゲン含有化合物、アンモニアガス、他のガス状オキシダント、およびそれらの混合物がある。ハロゲン含有化合物のハロゲンには、限定はされないが、塩素、フッ素および臭素がある。
【００６９】
基剤化学薬品の例としては、限定はされないが、脱イオン化水蒸気、蒸留水蒸気、気化アルコール（例えば、第三級アルコール）、およびそれらの混合物が含まれる。前述したように、基剤化学薬品はそれ自体不活性化化学薬品である。したがって、また、基剤化学薬品は上に列挙した不活性化化学薬品のいずれか１つであってもかまわない。
【００７０】
チャンバ１００内で作られる雰囲気のいくつかの例としては、限定はされないが、オゾン、気化過酸化水素と水蒸気、エチレンオキシド、気化過酸化水素と水蒸気とオゾン、気化過酸化水素と水蒸気とエチレンオキシド、オゾンとエチレンオキシド、および気化過酸化水素と水蒸気とオゾンとエチレンオキシドが含まれる。
【００７１】
本明細書を検討、理解するに際して、その他の修正および変更が生じ得る。特許請求の範囲内またはそれと同等のものである限りこのような修正および変更はすべて本発明に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス混合物の化学成分の濃度変化に応答し、ガス混合物にさらされた第１と第２の導電体を有するコンデンサを含む検出手段であって、前記ガス混合物は導電体の間に誘電体として存在し、ガス混合物の化学成分の濃度によって変化する電気特性を有する前記コンデンサを含む検出手段と、
（ａ）電気特性に関連付けられた特性値、および（ｂ）ガス混合物の化学特性の濃度を示す前記特性値に一致する濃度値を含む１組のデータを蓄積するメモリーと、
検出手段からデータを受信し、メモリーに蓄積されたデータ組をアクセスしてガス混合物の化学成分の濃度を決定する処理手段と、
を備えたことを特徴とする、ガス混合物の化学成分の濃度を決定する化学濃度検知システム。
【請求項２】
前記コンデンサは、平行板コンデンサ、円筒コンデンサおよび球面コンデンサからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項３】
前記処理手段は、前記メモリーに蓄積された対応する濃度値を決定するために、前記特性値を用い、ガス混合物の化学成分の濃度を決定することを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項４】
前記処理手段は、ガス混合物の化学成分の濃度決定に、前記データ組を内挿または外挿することを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項５】
前記化学成分は、抗菌化学薬品であることを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項６】
前記抗菌化学薬品は、ガス状オキシダントであることを特徴とする請求項５に記載の化学濃度検知システム。
【請求項７】
前記抗菌化学薬品は、気化過酸化水素、気化過酸、気化過酢酸、気化漂白剤、オゾン、エチレンオキシド、アンモニアガス、ハロゲン含有化合物およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項５に記載の化学濃度検知システム。
【請求項８】
化学成分の濃度により変化する前記電気特性は、抵抗、電圧、電流、リアクタンス、電荷、誘電率、比誘電率からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項９】
第１および第２の導電体を有し、ガス混合物の化学成分の濃度に従って変化する電気特性を有するコンデンサを、電極の間に誘電体として存在するガス混合物にさらし、
前記コンデンサの前記電気特性に関連付けられた電気特性値と、前記ガス混合物の化学成分の濃度を示す前記電気特性値に一致する濃度値を含むデータをあらかじめメモリーへ蓄積し、
コンデンサに関連付けられた電気特性値を決定し、
ガス混合物の化学成分の濃度を決定する為に、前記電気特性値を用い前記メモリーへアクセスする
ことを特徴とするガス混合物の化学成分の濃度を決定する方法。
【請求項１０】
前記ガス混合物の化学成分の相対濃度を決定するために前記メモリーへのアクセスにおいて、
対応する濃度値を決定するために、前記電気特性値を用いることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガス混合物の化学成分の濃度決定に、前もって記録されたデータを内挿または外挿する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記化学成分は抗菌化学薬品であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記抗菌化学薬品はガス状オキシダントであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記抗菌化学薬品は、気化過酸化水素、気化過酸、気化過酢酸、気化漂白剤、オゾン、エチレンオキシド、アンモニアガス、ハロゲン含有化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
化学成分の濃度により変化する前記電気特性は、抵抗、電圧、電流、リアクタンス、電荷、誘電率、比誘電率からなるグループから選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１】
ガス混合物の化学成分の濃度変化に応答し、ガス混合物にさらされた第１と第２の導電体を有するコンデンサを含む検出手段であって、前記ガス混合物は導電体の間に誘電体として存在し、ガス混合物の化学成分の濃度によって変化する電気特性を有する前記コンデンサを含む検出手段と、
（ａ）電気特性に関連付けられた特性値、および（ｂ）ガス混合物の化学特性の濃度を示す前記特性値に一致する濃度値を含む１組のデータを蓄積するメモリーと、
検出手段からデータを受信し、メモリーに蓄積されたデータ組をアクセスしてガス混合物の化学成分の濃度を決定する処理手段と、
を備えたことを特徴とする、ガス混合物の化学成分の濃度を決定する化学濃度検知システム。
【請求項２】
前記コンデンサは、平行板コンデンサ、円筒コンデンサおよび球面コンデンサからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項３】
前記処理手段は、前記メモリーに蓄積された対応する濃度値を決定するために、前記特性値を用い、ガス混合物の化学成分の濃度を決定することを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項４】
前記処理手段は、ガス混合物の化学成分の濃度決定に、前記データ組を内挿または外挿することを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項５】
前記化学成分は、抗菌化学薬品であることを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項６】
前記抗菌化学薬品は、ガス状オキシダントであることを特徴とする請求項５に記載の化学濃度検知システム。
【請求項７】
前記抗菌化学薬品は、気化過酸化水素、気化過酸、気化過酢酸、気化漂白剤、オゾン、エチレンオキシド、アンモニアガス、ハロゲン含有化合物およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項５に記載の化学濃度検知システム。
【請求項８】
化学成分の濃度により変化する前記電気特性は、抵抗、電圧、電流、リアクタンス、電荷、誘電率、比誘電率からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化学濃度検知システム。
【請求項９】
第１および第２の導電体を有し、ガス混合物の化学成分の濃度に従って変化する電気特性を有するコンデンサを、電極の間に誘電体として存在するガス混合物にさらし、
前記コンデンサの前記電気特性に関連付けられた電気特性値と、前記ガス混合物の化学成分の濃度を示す前記電気特性値に一致する濃度値を含むデータをあらかじめメモリーへ蓄積し、
コンデンサに関連付けられた電気特性値を決定し、
ガス混合物の化学成分の濃度を決定する為に、前記電気特性値を用い前記メモリーへアクセスする
ことを特徴とするガス混合物の化学成分の濃度を決定する方法。
【請求項１０】
前記ガス混合物の化学成分の相対濃度を決定するために前記メモリーへのアクセスにおいて、
対応する濃度値を決定するために、前記電気特性値を用いることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガス混合物の化学成分の濃度決定に、前もって記録されたデータを内挿または外挿する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記化学成分は抗菌化学薬品であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記抗菌化学薬品はガス状オキシダントであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記抗菌化学薬品は、気化過酸化水素、気化過酸、気化過酢酸、気化漂白剤、オゾン、エチレンオキシド、アンモニアガス、ハロゲン含有化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
化学成分の濃度により変化する前記電気特性は、抵抗、電圧、電流、リアクタンス、電荷、誘電率、比誘電率からなるグループから選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２５８１３７（Ｐ２００９−２５８１３７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６１８４（Ｐ２００９−１８６１８４）
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【分割の表示】特願２００６−５１４８８５（Ｐ２００６−５１４８８５）の分割
【原出願日】平成１６年５月１７日（２００４．５．１７）
【出願人】（５０７１８２６９０）ステリス コーポレーション (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【分割の表示】特願２００６−５１４８８５（Ｐ２００６−５１４８８５）の分割
【原出願日】平成１６年５月１７日（２００４．５．１７）
【出願人】（５０７１８２６９０）ステリス コーポレーション (4)
【Ｆターム（参考）】
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