試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システム
【課題】多くの被採取対象から迅速、かつ、効率的に危険物質を検出すること。
【解決手段】複数の人物９を順次入れ替わり導入して人物９に付着した物質を試料として採取するためのサンプリング装置１であって、人物９にエアを吹き付けて人物９から試料を吹き落とすエアシャワ２１と、吹き落とされた試料を捕捉するトラップフィルタ２５と、人物９が入れ替わるごとにトラップフィルタ２５を交換する交換機構とを備えるサンプリング装置１を提供する。
【解決手段】複数の人物９を順次入れ替わり導入して人物９に付着した物質を試料として採取するためのサンプリング装置１であって、人物９にエアを吹き付けて人物９から試料を吹き落とすエアシャワ２１と、吹き落とされた試料を捕捉するトラップフィルタ２５と、人物９が入れ替わるごとにトラップフィルタ２５を交換する交換機構とを備えるサンプリング装置１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空港内や公共施設内に危険物が持ち込まれることを防止する危険物検出装置として、採取対象から採取した試料を加熱・気化することにより危険物を検出する技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の検出技術は、試料となる爆発物の粉末等が付着していると考えられる箇所、例えばパソコンのキーボードや鞄のハンドル等を検査片で拭き取ることにより試料を採取し、検査片等ごとに試料を加熱・気化して検出するため、連続で検出をすることができないという不都合が生じる。そのため、検出に労力と時間を要することとなり、大量の検査を短時間で行うことができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、多くの被採取対象から迅速、かつ、効率的に危険物質を検出することができる試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、複数の被採取対象を順次入れ替わり導入して該被採取対象に付着した物質を試料として採取するための試料採取装置であって、前記被採取対象に気流を吹き付けて該被採取対象から前記試料を吹き落とす気流吹出し部と、吹き落とされた前記試料を捕捉する捕捉部と、前記被採取対象が入れ替わるごとに前記捕捉部を交換する交換機構とを備える試料採取装置を提供する。
【０００６】
本発明の試料採取装置によれば、被採取対象に付着した試料が、気流吹出し部により吹き付けられた気流によって吹き落とされ、捕捉部により捕捉される。したがって、簡易な方法で被採取対象から迅速に試料を採取することができる。また、この捕捉部は、交換機構によって被採取対象ごとに交換されるので、各被採取対象から個別に試料を採取することができる。
【０００７】
例えば、人物を被採取対象とした場合、その人物が火薬等の危険物質を扱い、人体や衣服等に火薬粒子等が付着していれば、人物ごとに迅速にその危険物質を採取することができる。なお、被採取対象としては、例えば、人物、衣服、手荷物等が挙げられる。
【０００８】
上記発明においては、前記捕捉部が、フィルタであることとしてもよい。
このように構成することで、被採取対象から吹き落とされた試料が混入する気流がフィルタを通過するだけで、試料を捕捉することができる。
【０００９】
本発明は、上記発明に係る試料採取装置と、該試料採取装置により採取された試料に含まれる前記物質を気化させる気化部と、該気化部により気化された前記物質を分析する物質分析部とを備える物質分析システムを提供する。
【００１０】
本発明の物質分析システムによれば、物質分析部によって得られた分析結果により、被採取対象に付着していた物質が判明する。本発明に係る分析システムは、迅速かつ個別に試料を採取可能な試料採取装置を用いているので、大量の検査を短時間で行うことができる。
【００１１】
本発明は、上記発明に係る物質分析システムと、該物質分析システムにより前記物質が分析された前記被採取対象が通過する開閉制御可能なゲートと、前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報に応じて、前記被採取対象が前記ゲートを通過する前に該ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備える検査システムを提供する。
【００１２】
本発明の検査システムによれば、開閉制御部が、物質分析システムによって検出された物質に基づき、被採取対象のゲート通過の可否を管理する。例えば、物質分析システムにより危険性のある物質が検出されなかった被採取対象はゲートが開放されて通過することができ、火薬等の危険物質が検出された被採取対象はゲートが封鎖されて通過を妨げられる。
【００１３】
本発明に係る検査システムは、物質分析システムとゲートとを離して設置することができる。被採取対象がゲートに到達するまでに物質を検出することにより、物質分析システムにおいて被採取対象の検査が渋滞するのを回避することができる。したがって、被採取対象が多い場合でも短時間で効率よく危険物質等の検査が行われ、ゲート内に不審者が侵入したり不審物が持ち込まれたりするのを防ぐことができる。
【００１４】
上記発明においては、前記被採取対象が個別に有する識別情報を取得する識別情報取得部と、前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報と前記識別情報取得部によって取得された前記識別情報とを関連付けて記憶する記憶部と、前記被採取対象の前記識別情報を再取得する識別情報再取得部とを備え、前記開閉制御部が、前記識別情報再取得部によって再取得された前記識別情報を前記記憶部に記憶されている前記識別情報と照合し、該識別情報に関連付けられている前記物質の分析情報を読み出すこととしてもよい。
【００１５】
このように構成することで、物質分析システムにより検出された分析情報が被採取対象の識別情報と関連付けられて記憶部に記憶される。識別情報再取得部により、記憶部に記憶されている識別情報と一致する識別情報を再取得し、開閉制御部により、その識別情報と関連付けられて記憶されている物質の分析情報に応じてゲートの開閉を制御するので、被採取対象のゲート通過の可否を的確に管理することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多くの被採取対象から迅速、かつ、効率的に危険物質を検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る一実施形態に係る試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る検査システム１００は、例えば、図１に示すように、空港の税関や入場ゲート等の常設された危険物質の検査エリアにおいて用いられるものであり、危険物質等の検査が行われる第１のゲート３と、検査エリアの出口である第２のゲート（ゲート，記憶部）５と、第２のゲート５の開閉を制御するサーバ（開閉制御部）７とを備えている。
【００１８】
なお、危険物質としては、例えば、トリニトロトルエン、トリアセトントリパーオキサイド、ニトログリセリン、へキソーゲン（トリメチレントリニトラミン；ＲＤＸ）、ペンスリット（ペンタエリスリトールテトラナイトレート；ＰＥＴＮ）、ニトロメタン、エチレングリコールジニトラート（ＥＧＤＮ）、オクトーゲン（ＨＭＸ）、５‐ニトロ‐２，４‐ジヒドロ‐１，２，４‐トリアゾール‐３‐オン（ＮＴＯ）、ヘキサメチレントリパーオキサイドジアミン（ＨＭＴＤ）、モノアミノトリニトロベンゼン（ＭＡＴＢ）、ジアミノトリニトロベンゼン（ＤＡＴＢ）、トリアミノトリニトロベンゼン（ＴＡＴＢ）等の爆発物等が挙げられる。
【００１９】
第１のゲート３は、人物９（図２参照）の識別情報を取得するとともに、その人物９に付着している物質を検査するものである。第１のゲート３は、人物９が所持する切符番号を読み取り人物９の識別情報として取得する図示しない識別情報取得機（識別情報取得部）と、危険物質の検査を行う物質分析システム１０とを備えている。
【００２０】
物質分析システム１０は、図２および図３に示すように、例えば、人物９の人体や衣服に付着している火薬粒子等の物質を試料として採取するサンプリング装置（試料採取装置）１と、サンプリング装置１により採取された試料に含まれる物質を気化する気化容器（気化部）１１と、気化容器１１において気化された物質を分析して爆発物等の危険物質を検出する試料分析装置（試料分析部）１３とを備えている。
【００２１】
サンプリング装置１は、ウォークスルータイプの装置であり、床１５と、天井１７と、これら床１５と天井１７とを繋ぐ一対の壁１９とによって角筒状に形成されたエアシャワ（気流吹出し部）２１に人物９を順次入れ替わり導入して試料の採取を行うようになっている。
【００２２】
具体的には、サンプリング装置１は、人物９にエア（気流）を吹き付けて人物９に付着している試料を吹き落とす前記エアシャワ２１と、噴出されたエアが吸入される吸入口２３と、人物９から吹き落とされて、エアとともに吸入口２３に吸い込まれた試料を捕捉するトラップフィルタ（捕捉部，フィルタ）２５と、トラップフィルタ２５を人物９ごとに交換する図示しない交換装置（交換機構）とを備えている。
【００２３】
エアシャワ２１は、天井１７および壁１９に複数のエア噴出口（図示略）を有しており、人物９に対して上方および左右の各エア噴出口からエアを噴出するようになっている。また、エアシャワ２１は、識別情報取得機と関連して作動するようになっている。
【００２４】
具体的には、識別情報取得機により人物９の識別情報が取得されると、エアシャワ２１のエアが所定時間噴出され、その間に人物９がエアシャワ２１を通過することで人物９に付着している試料が吹き落とされるようになっている。なお、エアシャワ２１は、気流により試料を吹き落とすことができればよく、エア噴出口から噴出されるエアをフィルタ等によって浄化する必要はない。
【００２５】
吸入口２３は、床１５にメッシュ状に設けられた複数の穴であり、床１５下で１つの流路３２に接続されている。
トラップフィルタ２５は、床１５下の流路３２に配置されており、図４に示すように、板状の金属フィルタ２９と、金属フィルタ２９上に貼り付けられた吸着材３１とを備えている。
【００２６】
金属フィルタ２９は、例えば、厚みが約５０〜５００μ（例えば、約100μ程度）のステンレス、銅またはアルミ部材である。金属フィルタ２９には、厚み方向に貫通する直径約１μ〜１ｍｍの穴が全面にわたりメッシュ状に設けられており、エアが通過できるようになっている。
【００２７】
吸着材３１は、例えば、厚みが数１０〜１００μ程度（例えば、１００μ）の繊維部材であり、約１μ径の粒子を捕捉することができるようになっている。吸着材３１としては、例えば、フッ素樹脂繊維（ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＤＶＦ（ポリフッ化ビニリデン））やカーボン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
【００２８】
交換装置は、エアシャワ２１のエアが噴出されるたびに、すなわち、人物９が入れ替わるたびに、流路３２に装着されているトラップフィルタ２５とフィルタバッファ（図示略）にストックされている新しいトラップフィルタ２５とを交換するようになっている。また、交換装置は、流路３２に装着されていたトラップフィルタ２５を気化容器１１へ搬送するようになっている。
【００２９】
気化容器１１は、トラップフィルタ２５が搬入される搬入口３３と、搬入されたトラップフィルタ２５を加熱する気化ヒータ３５とを備えている。この気化容器１１は、気化ヒータ３５により、トラップフィルタ２５の吸着材３１に付着している試料を大気圧条件下で加熱して、試料に含まれる物質を気化させるようになっている。
【００３０】
試料分析装置１３は、気化容器１１に流通可能に接続され、気化した物質を吸引する試料導入装置３７と、試料導入装置３７により吸引された物質を分析して爆発物等の危険物質を検出する検出装置３９と、検出装置３９により得られた検出結果から物質を分析する判定装置（図示略）とを備えている。
【００３１】
試料導入装置３７は、気化容器１１に一端が接続された差動排気配管４１と、この差動排気配管４１の他端に接続された差動排気ポンプ４３と、差動排気配管４１および検出装置３９とを接続するキャピラリ管４５とを備えている。
【００３２】
差動排気配管４１は、気化容器１１と差動排気ポンプ４３とが流通可能になるように接続されている。なお、差動排気配管４１は、気化容器１１側の流路（すなわち、上流側の流路）の流路断面積が、差動排気ポンプ４３側の流路（すなわち、下流側の流路）の流路断面積に比べて小さく形成されていることが望ましい。このようにすることで、差動排気ポンプ４３側の流路内部の圧力を低くしても、大気圧条件下の気化容器１１内部との圧力差を保ち易くすることができる。
【００３３】
また、差動排気配管４１には、差動排気配管４１の内壁に熱が伝達するように配管周りに配管用ヒータ４２が配置され、差動排気配管４１全体の内壁が加熱されるようになっている。なお、配管用ヒータ４２は、例えば、公知のリボンヒータであり、試料導入装置３７の作動中において、１００℃以上２００℃以下で加熱されるようになっている。
【００３４】
また、差動排気配管４１の差動排気ポンプ４３側には、差動排気ポンプ４３の排気流量を制御する調整弁４４が設けられている。差動排気配管４１は、石英から形成することとしてもよいし、あるいは、差動排気配管４１の内壁を石英で覆うこととしてもよい。このようにすることで、物質が差動排気配管４１の内壁に付着滞留するのを防止することができる。
【００３５】
差動排気ポンプ４３は、図示しない吸気口と排気口とを備え、吸気口が差動排気配管４１の下流側の端部に流通可能に接続されている。また、差動排気ポンプ４３は、差動排気配管４１内の気体を吸気口から吸引して排気口から外部に排出することにより、差動排気配管４１内を排気して減圧するようになっている。
【００３６】
キャピラリ管４５は、例えば、内径が約０．３ｍｍ、外径が約０．４ｍｍであって、長さが約１０ｃｍからなる石英製の細管である。また、キャピラリ管４５は、一端が差動排気配管４１に接続され、他端が検出装置３９内のイオン化チャンバ（図示略）に直結されている。このキャピラリ管４５は、差動排気配管４１の下流側の配管内部と検出装置３９のイオン化チャンバ内部との圧力差を保ちつつ、これらを流通可能に接続するようになっている。
【００３７】
検出装置３９は、例えば、質量分析法により試料分析を行う質量分析装置である。この検出装置３９は、キャピラリ管４５が接続されるイオン化チャンバ（図示略）と、イオン化チャンバから送られてきた物質のイオンを検出する検出部（図示略）と、検出装置３９内を減圧状態に維持する真空ポンプ４７とを備えている。なお、質量分析法は、分解能が高く、かつ、誤報率が低い。
【００３８】
イオン化チャンバは、キャピラリ管４５を介して送られてきた気流に含まれる物質をイオン化して、イオンを生成させるようになっている。
検出部は、イオン化チャンバにより生成されたイオンを質量の違いによって分離して検出し、物質の構造および組成等を分析するようになっている。また、検出部は、得られた質量分析のスペクトルを判定装置へ送るようになっている。
【００３９】
真空ポンプ４７は、検出装置３９内、特にイオン化チャンバ内を約１０−３Ｐａの高真空状態に維持するようになっている。これにより、イオン化チャンバにおいて生成されたイオンが、安定かつ分解せずに検出部に送られるようになっている。なお、検出装置３９内の圧力は、キャピラリ管４５と差動排気ポンプ４３との間に設けられた圧力計（図示略）によって測定することができるようになっている。また、検出装置３９の外周周りにはヒータ（図示略）が設けられ、検出装置３９の壁面およびイオン化チャンバが加熱されるようになっている。
【００４０】
判定装置は、予め計測された様々な火薬等の危険物質の質量分析パターン（例えば、強度と質量数の関係等）のデータベースを有している。この判定装置は、図５に示すように、検出部から送られてきた物質の質量分析のスペクトルと、データベース上の火薬の質量分析パターンとを照合し、物質が火薬等の危険物質かどうかを判定するようになっている。判定装置により得られた判定結果は分析情報として出力され、識別情報取得機により取得された識別情報と関連付けられてサーバ７へ送られるようになっている。
【００４１】
第２のゲート５は、第１のゲート３を通過した人物９の識別情報を再取得する識別情報再取得機（識別情報再取得部）４９を備えている。
識別情報再取得機４９は、人物９が所持する切符番号を読み取り、人物９の識別情報を再取得するようになっている（以下、識別情報再取得機４９により取得された情報を「再取得識別情報」という。）。識別情報再取得機４９により取得された再取得識別情報は、サーバ７へ送られるようになっている。
【００４２】
サーバ７は、識別情報取得機および判定装置から関連付けられて送られてくる識別情報および分析情報を記憶するようになっている。また、サーバ７は、識別情報再取得機４９から送られてくる再取得識別情報を、記憶されている識別情報と照合するようになっている。そして、再取得識別情報と一致する識別情報に関連付けられている分析情報に基づいて、第２のゲート５の開閉を制御するようになっている。
【００４３】
具体的には、サーバ７は、識別情報再取得機４９によって取得された人物９の再取得識別情報と一致する識別情報に関連付けられている物質の分析情報が、第１のゲート３において火薬等の危険物質ではないと判定されたものである場合には、第２のゲート５を開放してその人物９を通過させ、一方、第１のゲート３において火薬等の危険物質であると判定されたものである場合には、第２のゲート５を封鎖して人物９を通過させないようになっている。
【００４４】
このように構成された本実施形態に係る試料採取装置１、この試料採取装置１を備える物質分析システム１０およびこの物質分析システム１０を備える検査システム１００の作用について、図６に示すフローチャート図を用いて説明する。
第１のゲート３に人物９が入ると（ステップＳＡ１）、識別情報取得機により切符に付与された切符番号が読み取られ、人物９の識別情報が取得される。続いて、物質分析システム１０のエアシャワ２１において、人物９に所定時間エア（気流）が吹き付けられ、人体や衣服に付着している試料が吹き落とされる（ステップＳＢ１）。
【００４５】
人物９から吹き落とされた試料は気流に乗って床１５へと流され、エアとともに吸入口２３に吸引される。エアが床１５下のトラップフィルタ２５を通過すると、エアに混入している試料が吸着材３１に付着する。これにより、人物９に付着していた試料がトラップフィルタ２５によって捕捉される（ステップＳＢ２）。
【００４６】
エアシャワ２１のエアの噴出が終了すると、交換装置により、流路３２に装着されているトラップフィルタ２５が気化容器１１へと搬送され（ステップＳＢ３）、フィルタバッファにストックされている新しいトラップフィルタ２５が流路３２に装着される（ステップＳＣ１）。
【００４７】
第１のゲート３においては、ウォークスルータイプのサンプリング装置１を用いたことにより、短時間で効率よく試料を採取することができる。具体的には、人物９が第１のゲート３に入ってから通過するまでの約３秒間で識別情報の取得および試料の採取を行うことができる。また、人物９ごとにトラップフィルタ２５を交換するので、個別に試料を捕捉することができる。
【００４８】
続いて、第１のゲート３を通過した人物９は第２のゲート５へと向かい、その間に、試料分析装置１３によりトラップフィルタ２５によって捕捉された試料の分析が行われる。
【００４９】
気化容器１１においては、気化ヒータ３５の作動により、トラップフィルタ２５の吸着材３１に吸着している試料が大気圧条件下で加熱気化される。また、検出装置３９においては、真空ポンプ４７の作動により、イオン化チャンバ内が約１０−３Ｐａの高真空状態に維持される。なお、検出装置３９内の圧力は、キャピラリ管４５と差動排気ポンプ４３との間に設けられた圧力計によって測定することができる。
【００５０】
この状況で、差動排気配管４１においては、差動排気ポンプ４３の作動により差動排気配管４１内が排気されて減圧状態とされ、気化容器１１において気化された物質が気流とともに差動排気配管４１内に吸引される。差動排気配管４１内に吸引された物質を含む気流は、配管用ヒータ４２が１００℃以上２００℃以下に熱せられて差動排気配管４１全体の内部が加熱されることにより、物質が内壁に付着滞留することなく差動排気配管４１内を通過する。この気流の一部は、差動排気配管４１の下流側からキャピラリ管４５を通って検出装置３９に導入される。
【００５１】
ここで、調整弁４４の弁機構を調整して差動排気ポンプ４３の排気流量を制御し、例えば、差動排気配管４１内に約１００ｓｃｃｍの流量で物質を含む気流を吸引する。そして、差動排気配管４１の下流側の配管内の圧力を５０Ｐａ以上７０ｋＰａ以下の減圧状態に維持する。また、差動排気ポンプ４３の作動により、気流を約９８ｓｃｃｍの流量で排気口から外部に排出するとともに、その気流の一部をキャピラリ管４５を介して約２ｓｃｃｍの流量で検出装置３９に導入させる。
【００５２】
このようにすることで、差動排気配管４１の下流側の配管内部と約１０−３Ｐａに維持される検出装置３９のイオン化チャンバ内部との圧力差が、大気圧条件下の気化容器１１内部と検出装置３９のイオン化チャンバ内部との圧力差に比べて小さくなるので、差動排気配管４１の下流側の配管内とイオン化チャンバ内との圧力差を圧力損失の少ない流路を用いて保つことができる。
【００５３】
すなわち、内径が０．３ｍｍ，管長が１０ｃｍのキャピラリ管４５を用いて、差動排気配管４１と検出装置３９との圧力差を保つことができる。これにより、キャピラリ管４５を通過するのに掛かる時間を大幅に削減することができ、気化容器１１において気化された物質を検出装置３９へ短時間で導入することが可能となる。なお、気化容器１１において加熱されたトラップフィルタ２５は、フィルタバッファへと搬送される（ステップＳＣ２）。
【００５４】
検出装置３９においては、質量分析法によって試料分析が行われる。具体的には、イオン化チャンバに導入された物質がイオン化されて、イオンが検出部へと送られる。そして、検出部により、イオンが質量の違いによって分離されて検出され、物質の構造および組成等が分析される。検出部により分析された質量分析のスペクトルは判定装置へと送られる（ステップＳＢ４）。
【００５５】
判定装置においては、検出部から送られてきた物質の質量分析のスペクトルが、データベース上の火薬等の危険物質の質量分析パターンと照合され（ステップＳＢ５）、物質が火薬等の危険物質かどうか判定される（ステップＳＢ６）。この判定結果は、判定装置から分析情報として出力され、識別情報取得機により取得された識別情報と関連付けられてサーバ７へと送られる。
【００５６】
検出装置３９へ物質を短時間で導入させることが可能な試料導入装置３７を備える物質分析システム１０を採用したことにより、気化容器１１において気化された物質が差動排気配管４１内に吸引されてから、約１秒後に検出装置３９においてイオンの検出信号を得ることができる。したがって、人物９が第１のゲート３から第２のゲート５へと移動する間に、人物９の識別情報および物質の分析情報をサーバ７に記憶させることが可能となる。
【００５７】
第２のゲート５においては、識別情報再取得機４９により、人物９の切符番号が再度読み取られ、再取得識別情報としてサーバ７へ送られる。サーバ７においては、識別情報再取得機４９から送られてきた再取得識別情報が、記憶されている識別情報と照合される。そして、再取得識別情報と一致する識別情報に関連付けられている物質の分析情報に基づいて第２のゲート５の開閉が制御される。
【００５８】
例えば、物質の分析情報が、火薬等の危険物質ではないと判定されたものである場合には（ステップＳＢ６「ＯＫ」）、第２のゲート５が開放され（ステップＳＡ２）、人物９のゲート通過が可能となる。一方、分析情報が、火薬等の危険物質であると判定されたものである場合には、第２のゲート５が封鎖され（ステップＳＡ３）、人物９のゲート通過が妨げられる。この場合、人物９は職務質問等を受けることとなる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係るサンプリング装置１、このサンプリング装置１を備える物質分析システム１０およびこの物質分析システム１０を備える検査システム１００によれば、試料の採取および物質の分析が行われる第１のゲート３と、検査エリアの通過の可否が行われる第２のゲート５とを離して設置することができる。人物９が第２のゲート５に到達するまでに物質が検出されることにより、物質分析システム１０において人物９の検査が渋滞するのを回避することができる。したがって、乗客等が大勢いる場合でも短時間で効率よく危険物質の検査を行い、第２のゲート５より先や輸送手段に不審者が侵入したり不審物が持ち込まれたりするのを防ぐことができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、エアシャワ２１として、床１５、天井１７および一対の壁１９からなる角筒状のものを例示して説明したが、これに代えて、例えば、床および一対の壁からなる電車の改札機のようなものを採用してもよい。この場合、一対の壁に配置されたエア噴出口により、人物９に対して横方向からエアを吹き付けることとすればよい。また、本実施形態においては、被採取対象として、人物９を例示して説明したが、例えば、手荷物等の物品に付着している物質を検査することとしてもよい。
【００６１】
また、本実施形態においては、検出装置３９として質量分析装置を採用して質量分析法により危険物質を検出することを例示して説明したが、これに代えて、イオンモビリティースペクトル分析法（ＩＭＳ）、ルミノール化学蛍光反応分析、ラマン分光分析またはガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ‐ＭＳ）等により危険物質を検出することとしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態に係るサンプリング装置１、このサンプリング装置１を備える物質分析システム１０およびこの物質分析システム１０を備える検査システム１００は、以下のように変形することができる。
例えば、図７に示すように、サンプリング装置２０１が、更に、ミリ波の電磁波を用いた透視装置を備えることとしてもよい。この場合、エアシャワ２１の壁１９にミリ波発信アンテナ，受信アンテナ２２１を配置することとすればよい。このようにすることで、人物９が爆発物等の危険物質を扱ったかどうかに加えて、その危険物質を所有しているかどうかを判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査システムの全体を示す概略図である。
【図２】図１の検査システムの物質分析システムが備えるサンプリング装置の縦断面図である。
【図３】図１の検査システムの物質分析システムが備える気化容器および試料分析装置を示す該略図である。
【図４】図２のサンプリング装置が備えるトラップフィルタの横断面図である。
【図５】判定装置における物質の質量分析のスペクトルとデータベース上の火薬の質量分析パターンとの照合を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る検査システムの作用を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例に係る検査システムのサンプリング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ サンプリング装置（試料採取装置）
５ 第２のゲート（ゲート，記憶部）
７ サーバ（開閉制御部）
９ 人物（被採取対象）
１０ 物質分析システム
１１ 気化容器（気化部）
１３ 試料分析装置（試料分析部）
２１ エアシャワ（気流吹出し部）
２５ トラップフィルタ（捕捉部，フィルタ）
４９ 識別情報再取得機（識別情報再取得部）
１００ 検査システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空港内や公共施設内に危険物が持ち込まれることを防止する危険物検出装置として、採取対象から採取した試料を加熱・気化することにより危険物を検出する技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の検出技術は、試料となる爆発物の粉末等が付着していると考えられる箇所、例えばパソコンのキーボードや鞄のハンドル等を検査片で拭き取ることにより試料を採取し、検査片等ごとに試料を加熱・気化して検出するため、連続で検出をすることができないという不都合が生じる。そのため、検出に労力と時間を要することとなり、大量の検査を短時間で行うことができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、多くの被採取対象から迅速、かつ、効率的に危険物質を検出することができる試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、複数の被採取対象を順次入れ替わり導入して該被採取対象に付着した物質を試料として採取するための試料採取装置であって、前記被採取対象に気流を吹き付けて該被採取対象から前記試料を吹き落とす気流吹出し部と、吹き落とされた前記試料を捕捉する捕捉部と、前記被採取対象が入れ替わるごとに前記捕捉部を交換する交換機構とを備える試料採取装置を提供する。
【０００６】
本発明の試料採取装置によれば、被採取対象に付着した試料が、気流吹出し部により吹き付けられた気流によって吹き落とされ、捕捉部により捕捉される。したがって、簡易な方法で被採取対象から迅速に試料を採取することができる。また、この捕捉部は、交換機構によって被採取対象ごとに交換されるので、各被採取対象から個別に試料を採取することができる。
【０００７】
例えば、人物を被採取対象とした場合、その人物が火薬等の危険物質を扱い、人体や衣服等に火薬粒子等が付着していれば、人物ごとに迅速にその危険物質を採取することができる。なお、被採取対象としては、例えば、人物、衣服、手荷物等が挙げられる。
【０００８】
上記発明においては、前記捕捉部が、フィルタであることとしてもよい。
このように構成することで、被採取対象から吹き落とされた試料が混入する気流がフィルタを通過するだけで、試料を捕捉することができる。
【０００９】
本発明は、上記発明に係る試料採取装置と、該試料採取装置により採取された試料に含まれる前記物質を気化させる気化部と、該気化部により気化された前記物質を分析する物質分析部とを備える物質分析システムを提供する。
【００１０】
本発明の物質分析システムによれば、物質分析部によって得られた分析結果により、被採取対象に付着していた物質が判明する。本発明に係る分析システムは、迅速かつ個別に試料を採取可能な試料採取装置を用いているので、大量の検査を短時間で行うことができる。
【００１１】
本発明は、上記発明に係る物質分析システムと、該物質分析システムにより前記物質が分析された前記被採取対象が通過する開閉制御可能なゲートと、前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報に応じて、前記被採取対象が前記ゲートを通過する前に該ゲートの開閉を制御する開閉制御部とを備える検査システムを提供する。
【００１２】
本発明の検査システムによれば、開閉制御部が、物質分析システムによって検出された物質に基づき、被採取対象のゲート通過の可否を管理する。例えば、物質分析システムにより危険性のある物質が検出されなかった被採取対象はゲートが開放されて通過することができ、火薬等の危険物質が検出された被採取対象はゲートが封鎖されて通過を妨げられる。
【００１３】
本発明に係る検査システムは、物質分析システムとゲートとを離して設置することができる。被採取対象がゲートに到達するまでに物質を検出することにより、物質分析システムにおいて被採取対象の検査が渋滞するのを回避することができる。したがって、被採取対象が多い場合でも短時間で効率よく危険物質等の検査が行われ、ゲート内に不審者が侵入したり不審物が持ち込まれたりするのを防ぐことができる。
【００１４】
上記発明においては、前記被採取対象が個別に有する識別情報を取得する識別情報取得部と、前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報と前記識別情報取得部によって取得された前記識別情報とを関連付けて記憶する記憶部と、前記被採取対象の前記識別情報を再取得する識別情報再取得部とを備え、前記開閉制御部が、前記識別情報再取得部によって再取得された前記識別情報を前記記憶部に記憶されている前記識別情報と照合し、該識別情報に関連付けられている前記物質の分析情報を読み出すこととしてもよい。
【００１５】
このように構成することで、物質分析システムにより検出された分析情報が被採取対象の識別情報と関連付けられて記憶部に記憶される。識別情報再取得部により、記憶部に記憶されている識別情報と一致する識別情報を再取得し、開閉制御部により、その識別情報と関連付けられて記憶されている物質の分析情報に応じてゲートの開閉を制御するので、被採取対象のゲート通過の可否を的確に管理することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多くの被採取対象から迅速、かつ、効率的に危険物質を検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る一実施形態に係る試料採取装置、この試料採取装置を備える物質分析システムおよびこの物質分析システムを備える検査システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る検査システム１００は、例えば、図１に示すように、空港の税関や入場ゲート等の常設された危険物質の検査エリアにおいて用いられるものであり、危険物質等の検査が行われる第１のゲート３と、検査エリアの出口である第２のゲート（ゲート，記憶部）５と、第２のゲート５の開閉を制御するサーバ（開閉制御部）７とを備えている。
【００１８】
なお、危険物質としては、例えば、トリニトロトルエン、トリアセトントリパーオキサイド、ニトログリセリン、へキソーゲン（トリメチレントリニトラミン；ＲＤＸ）、ペンスリット（ペンタエリスリトールテトラナイトレート；ＰＥＴＮ）、ニトロメタン、エチレングリコールジニトラート（ＥＧＤＮ）、オクトーゲン（ＨＭＸ）、５‐ニトロ‐２，４‐ジヒドロ‐１，２，４‐トリアゾール‐３‐オン（ＮＴＯ）、ヘキサメチレントリパーオキサイドジアミン（ＨＭＴＤ）、モノアミノトリニトロベンゼン（ＭＡＴＢ）、ジアミノトリニトロベンゼン（ＤＡＴＢ）、トリアミノトリニトロベンゼン（ＴＡＴＢ）等の爆発物等が挙げられる。
【００１９】
第１のゲート３は、人物９（図２参照）の識別情報を取得するとともに、その人物９に付着している物質を検査するものである。第１のゲート３は、人物９が所持する切符番号を読み取り人物９の識別情報として取得する図示しない識別情報取得機（識別情報取得部）と、危険物質の検査を行う物質分析システム１０とを備えている。
【００２０】
物質分析システム１０は、図２および図３に示すように、例えば、人物９の人体や衣服に付着している火薬粒子等の物質を試料として採取するサンプリング装置（試料採取装置）１と、サンプリング装置１により採取された試料に含まれる物質を気化する気化容器（気化部）１１と、気化容器１１において気化された物質を分析して爆発物等の危険物質を検出する試料分析装置（試料分析部）１３とを備えている。
【００２１】
サンプリング装置１は、ウォークスルータイプの装置であり、床１５と、天井１７と、これら床１５と天井１７とを繋ぐ一対の壁１９とによって角筒状に形成されたエアシャワ（気流吹出し部）２１に人物９を順次入れ替わり導入して試料の採取を行うようになっている。
【００２２】
具体的には、サンプリング装置１は、人物９にエア（気流）を吹き付けて人物９に付着している試料を吹き落とす前記エアシャワ２１と、噴出されたエアが吸入される吸入口２３と、人物９から吹き落とされて、エアとともに吸入口２３に吸い込まれた試料を捕捉するトラップフィルタ（捕捉部，フィルタ）２５と、トラップフィルタ２５を人物９ごとに交換する図示しない交換装置（交換機構）とを備えている。
【００２３】
エアシャワ２１は、天井１７および壁１９に複数のエア噴出口（図示略）を有しており、人物９に対して上方および左右の各エア噴出口からエアを噴出するようになっている。また、エアシャワ２１は、識別情報取得機と関連して作動するようになっている。
【００２４】
具体的には、識別情報取得機により人物９の識別情報が取得されると、エアシャワ２１のエアが所定時間噴出され、その間に人物９がエアシャワ２１を通過することで人物９に付着している試料が吹き落とされるようになっている。なお、エアシャワ２１は、気流により試料を吹き落とすことができればよく、エア噴出口から噴出されるエアをフィルタ等によって浄化する必要はない。
【００２５】
吸入口２３は、床１５にメッシュ状に設けられた複数の穴であり、床１５下で１つの流路３２に接続されている。
トラップフィルタ２５は、床１５下の流路３２に配置されており、図４に示すように、板状の金属フィルタ２９と、金属フィルタ２９上に貼り付けられた吸着材３１とを備えている。
【００２６】
金属フィルタ２９は、例えば、厚みが約５０〜５００μ（例えば、約100μ程度）のステンレス、銅またはアルミ部材である。金属フィルタ２９には、厚み方向に貫通する直径約１μ〜１ｍｍの穴が全面にわたりメッシュ状に設けられており、エアが通過できるようになっている。
【００２７】
吸着材３１は、例えば、厚みが数１０〜１００μ程度（例えば、１００μ）の繊維部材であり、約１μ径の粒子を捕捉することができるようになっている。吸着材３１としては、例えば、フッ素樹脂繊維（ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＤＶＦ（ポリフッ化ビニリデン））やカーボン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
【００２８】
交換装置は、エアシャワ２１のエアが噴出されるたびに、すなわち、人物９が入れ替わるたびに、流路３２に装着されているトラップフィルタ２５とフィルタバッファ（図示略）にストックされている新しいトラップフィルタ２５とを交換するようになっている。また、交換装置は、流路３２に装着されていたトラップフィルタ２５を気化容器１１へ搬送するようになっている。
【００２９】
気化容器１１は、トラップフィルタ２５が搬入される搬入口３３と、搬入されたトラップフィルタ２５を加熱する気化ヒータ３５とを備えている。この気化容器１１は、気化ヒータ３５により、トラップフィルタ２５の吸着材３１に付着している試料を大気圧条件下で加熱して、試料に含まれる物質を気化させるようになっている。
【００３０】
試料分析装置１３は、気化容器１１に流通可能に接続され、気化した物質を吸引する試料導入装置３７と、試料導入装置３７により吸引された物質を分析して爆発物等の危険物質を検出する検出装置３９と、検出装置３９により得られた検出結果から物質を分析する判定装置（図示略）とを備えている。
【００３１】
試料導入装置３７は、気化容器１１に一端が接続された差動排気配管４１と、この差動排気配管４１の他端に接続された差動排気ポンプ４３と、差動排気配管４１および検出装置３９とを接続するキャピラリ管４５とを備えている。
【００３２】
差動排気配管４１は、気化容器１１と差動排気ポンプ４３とが流通可能になるように接続されている。なお、差動排気配管４１は、気化容器１１側の流路（すなわち、上流側の流路）の流路断面積が、差動排気ポンプ４３側の流路（すなわち、下流側の流路）の流路断面積に比べて小さく形成されていることが望ましい。このようにすることで、差動排気ポンプ４３側の流路内部の圧力を低くしても、大気圧条件下の気化容器１１内部との圧力差を保ち易くすることができる。
【００３３】
また、差動排気配管４１には、差動排気配管４１の内壁に熱が伝達するように配管周りに配管用ヒータ４２が配置され、差動排気配管４１全体の内壁が加熱されるようになっている。なお、配管用ヒータ４２は、例えば、公知のリボンヒータであり、試料導入装置３７の作動中において、１００℃以上２００℃以下で加熱されるようになっている。
【００３４】
また、差動排気配管４１の差動排気ポンプ４３側には、差動排気ポンプ４３の排気流量を制御する調整弁４４が設けられている。差動排気配管４１は、石英から形成することとしてもよいし、あるいは、差動排気配管４１の内壁を石英で覆うこととしてもよい。このようにすることで、物質が差動排気配管４１の内壁に付着滞留するのを防止することができる。
【００３５】
差動排気ポンプ４３は、図示しない吸気口と排気口とを備え、吸気口が差動排気配管４１の下流側の端部に流通可能に接続されている。また、差動排気ポンプ４３は、差動排気配管４１内の気体を吸気口から吸引して排気口から外部に排出することにより、差動排気配管４１内を排気して減圧するようになっている。
【００３６】
キャピラリ管４５は、例えば、内径が約０．３ｍｍ、外径が約０．４ｍｍであって、長さが約１０ｃｍからなる石英製の細管である。また、キャピラリ管４５は、一端が差動排気配管４１に接続され、他端が検出装置３９内のイオン化チャンバ（図示略）に直結されている。このキャピラリ管４５は、差動排気配管４１の下流側の配管内部と検出装置３９のイオン化チャンバ内部との圧力差を保ちつつ、これらを流通可能に接続するようになっている。
【００３７】
検出装置３９は、例えば、質量分析法により試料分析を行う質量分析装置である。この検出装置３９は、キャピラリ管４５が接続されるイオン化チャンバ（図示略）と、イオン化チャンバから送られてきた物質のイオンを検出する検出部（図示略）と、検出装置３９内を減圧状態に維持する真空ポンプ４７とを備えている。なお、質量分析法は、分解能が高く、かつ、誤報率が低い。
【００３８】
イオン化チャンバは、キャピラリ管４５を介して送られてきた気流に含まれる物質をイオン化して、イオンを生成させるようになっている。
検出部は、イオン化チャンバにより生成されたイオンを質量の違いによって分離して検出し、物質の構造および組成等を分析するようになっている。また、検出部は、得られた質量分析のスペクトルを判定装置へ送るようになっている。
【００３９】
真空ポンプ４７は、検出装置３９内、特にイオン化チャンバ内を約１０−３Ｐａの高真空状態に維持するようになっている。これにより、イオン化チャンバにおいて生成されたイオンが、安定かつ分解せずに検出部に送られるようになっている。なお、検出装置３９内の圧力は、キャピラリ管４５と差動排気ポンプ４３との間に設けられた圧力計（図示略）によって測定することができるようになっている。また、検出装置３９の外周周りにはヒータ（図示略）が設けられ、検出装置３９の壁面およびイオン化チャンバが加熱されるようになっている。
【００４０】
判定装置は、予め計測された様々な火薬等の危険物質の質量分析パターン（例えば、強度と質量数の関係等）のデータベースを有している。この判定装置は、図５に示すように、検出部から送られてきた物質の質量分析のスペクトルと、データベース上の火薬の質量分析パターンとを照合し、物質が火薬等の危険物質かどうかを判定するようになっている。判定装置により得られた判定結果は分析情報として出力され、識別情報取得機により取得された識別情報と関連付けられてサーバ７へ送られるようになっている。
【００４１】
第２のゲート５は、第１のゲート３を通過した人物９の識別情報を再取得する識別情報再取得機（識別情報再取得部）４９を備えている。
識別情報再取得機４９は、人物９が所持する切符番号を読み取り、人物９の識別情報を再取得するようになっている（以下、識別情報再取得機４９により取得された情報を「再取得識別情報」という。）。識別情報再取得機４９により取得された再取得識別情報は、サーバ７へ送られるようになっている。
【００４２】
サーバ７は、識別情報取得機および判定装置から関連付けられて送られてくる識別情報および分析情報を記憶するようになっている。また、サーバ７は、識別情報再取得機４９から送られてくる再取得識別情報を、記憶されている識別情報と照合するようになっている。そして、再取得識別情報と一致する識別情報に関連付けられている分析情報に基づいて、第２のゲート５の開閉を制御するようになっている。
【００４３】
具体的には、サーバ７は、識別情報再取得機４９によって取得された人物９の再取得識別情報と一致する識別情報に関連付けられている物質の分析情報が、第１のゲート３において火薬等の危険物質ではないと判定されたものである場合には、第２のゲート５を開放してその人物９を通過させ、一方、第１のゲート３において火薬等の危険物質であると判定されたものである場合には、第２のゲート５を封鎖して人物９を通過させないようになっている。
【００４４】
このように構成された本実施形態に係る試料採取装置１、この試料採取装置１を備える物質分析システム１０およびこの物質分析システム１０を備える検査システム１００の作用について、図６に示すフローチャート図を用いて説明する。
第１のゲート３に人物９が入ると（ステップＳＡ１）、識別情報取得機により切符に付与された切符番号が読み取られ、人物９の識別情報が取得される。続いて、物質分析システム１０のエアシャワ２１において、人物９に所定時間エア（気流）が吹き付けられ、人体や衣服に付着している試料が吹き落とされる（ステップＳＢ１）。
【００４５】
人物９から吹き落とされた試料は気流に乗って床１５へと流され、エアとともに吸入口２３に吸引される。エアが床１５下のトラップフィルタ２５を通過すると、エアに混入している試料が吸着材３１に付着する。これにより、人物９に付着していた試料がトラップフィルタ２５によって捕捉される（ステップＳＢ２）。
【００４６】
エアシャワ２１のエアの噴出が終了すると、交換装置により、流路３２に装着されているトラップフィルタ２５が気化容器１１へと搬送され（ステップＳＢ３）、フィルタバッファにストックされている新しいトラップフィルタ２５が流路３２に装着される（ステップＳＣ１）。
【００４７】
第１のゲート３においては、ウォークスルータイプのサンプリング装置１を用いたことにより、短時間で効率よく試料を採取することができる。具体的には、人物９が第１のゲート３に入ってから通過するまでの約３秒間で識別情報の取得および試料の採取を行うことができる。また、人物９ごとにトラップフィルタ２５を交換するので、個別に試料を捕捉することができる。
【００４８】
続いて、第１のゲート３を通過した人物９は第２のゲート５へと向かい、その間に、試料分析装置１３によりトラップフィルタ２５によって捕捉された試料の分析が行われる。
【００４９】
気化容器１１においては、気化ヒータ３５の作動により、トラップフィルタ２５の吸着材３１に吸着している試料が大気圧条件下で加熱気化される。また、検出装置３９においては、真空ポンプ４７の作動により、イオン化チャンバ内が約１０−３Ｐａの高真空状態に維持される。なお、検出装置３９内の圧力は、キャピラリ管４５と差動排気ポンプ４３との間に設けられた圧力計によって測定することができる。
【００５０】
この状況で、差動排気配管４１においては、差動排気ポンプ４３の作動により差動排気配管４１内が排気されて減圧状態とされ、気化容器１１において気化された物質が気流とともに差動排気配管４１内に吸引される。差動排気配管４１内に吸引された物質を含む気流は、配管用ヒータ４２が１００℃以上２００℃以下に熱せられて差動排気配管４１全体の内部が加熱されることにより、物質が内壁に付着滞留することなく差動排気配管４１内を通過する。この気流の一部は、差動排気配管４１の下流側からキャピラリ管４５を通って検出装置３９に導入される。
【００５１】
ここで、調整弁４４の弁機構を調整して差動排気ポンプ４３の排気流量を制御し、例えば、差動排気配管４１内に約１００ｓｃｃｍの流量で物質を含む気流を吸引する。そして、差動排気配管４１の下流側の配管内の圧力を５０Ｐａ以上７０ｋＰａ以下の減圧状態に維持する。また、差動排気ポンプ４３の作動により、気流を約９８ｓｃｃｍの流量で排気口から外部に排出するとともに、その気流の一部をキャピラリ管４５を介して約２ｓｃｃｍの流量で検出装置３９に導入させる。
【００５２】
このようにすることで、差動排気配管４１の下流側の配管内部と約１０−３Ｐａに維持される検出装置３９のイオン化チャンバ内部との圧力差が、大気圧条件下の気化容器１１内部と検出装置３９のイオン化チャンバ内部との圧力差に比べて小さくなるので、差動排気配管４１の下流側の配管内とイオン化チャンバ内との圧力差を圧力損失の少ない流路を用いて保つことができる。
【００５３】
すなわち、内径が０．３ｍｍ，管長が１０ｃｍのキャピラリ管４５を用いて、差動排気配管４１と検出装置３９との圧力差を保つことができる。これにより、キャピラリ管４５を通過するのに掛かる時間を大幅に削減することができ、気化容器１１において気化された物質を検出装置３９へ短時間で導入することが可能となる。なお、気化容器１１において加熱されたトラップフィルタ２５は、フィルタバッファへと搬送される（ステップＳＣ２）。
【００５４】
検出装置３９においては、質量分析法によって試料分析が行われる。具体的には、イオン化チャンバに導入された物質がイオン化されて、イオンが検出部へと送られる。そして、検出部により、イオンが質量の違いによって分離されて検出され、物質の構造および組成等が分析される。検出部により分析された質量分析のスペクトルは判定装置へと送られる（ステップＳＢ４）。
【００５５】
判定装置においては、検出部から送られてきた物質の質量分析のスペクトルが、データベース上の火薬等の危険物質の質量分析パターンと照合され（ステップＳＢ５）、物質が火薬等の危険物質かどうか判定される（ステップＳＢ６）。この判定結果は、判定装置から分析情報として出力され、識別情報取得機により取得された識別情報と関連付けられてサーバ７へと送られる。
【００５６】
検出装置３９へ物質を短時間で導入させることが可能な試料導入装置３７を備える物質分析システム１０を採用したことにより、気化容器１１において気化された物質が差動排気配管４１内に吸引されてから、約１秒後に検出装置３９においてイオンの検出信号を得ることができる。したがって、人物９が第１のゲート３から第２のゲート５へと移動する間に、人物９の識別情報および物質の分析情報をサーバ７に記憶させることが可能となる。
【００５７】
第２のゲート５においては、識別情報再取得機４９により、人物９の切符番号が再度読み取られ、再取得識別情報としてサーバ７へ送られる。サーバ７においては、識別情報再取得機４９から送られてきた再取得識別情報が、記憶されている識別情報と照合される。そして、再取得識別情報と一致する識別情報に関連付けられている物質の分析情報に基づいて第２のゲート５の開閉が制御される。
【００５８】
例えば、物質の分析情報が、火薬等の危険物質ではないと判定されたものである場合には（ステップＳＢ６「ＯＫ」）、第２のゲート５が開放され（ステップＳＡ２）、人物９のゲート通過が可能となる。一方、分析情報が、火薬等の危険物質であると判定されたものである場合には、第２のゲート５が封鎖され（ステップＳＡ３）、人物９のゲート通過が妨げられる。この場合、人物９は職務質問等を受けることとなる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係るサンプリング装置１、このサンプリング装置１を備える物質分析システム１０およびこの物質分析システム１０を備える検査システム１００によれば、試料の採取および物質の分析が行われる第１のゲート３と、検査エリアの通過の可否が行われる第２のゲート５とを離して設置することができる。人物９が第２のゲート５に到達するまでに物質が検出されることにより、物質分析システム１０において人物９の検査が渋滞するのを回避することができる。したがって、乗客等が大勢いる場合でも短時間で効率よく危険物質の検査を行い、第２のゲート５より先や輸送手段に不審者が侵入したり不審物が持ち込まれたりするのを防ぐことができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、エアシャワ２１として、床１５、天井１７および一対の壁１９からなる角筒状のものを例示して説明したが、これに代えて、例えば、床および一対の壁からなる電車の改札機のようなものを採用してもよい。この場合、一対の壁に配置されたエア噴出口により、人物９に対して横方向からエアを吹き付けることとすればよい。また、本実施形態においては、被採取対象として、人物９を例示して説明したが、例えば、手荷物等の物品に付着している物質を検査することとしてもよい。
【００６１】
また、本実施形態においては、検出装置３９として質量分析装置を採用して質量分析法により危険物質を検出することを例示して説明したが、これに代えて、イオンモビリティースペクトル分析法（ＩＭＳ）、ルミノール化学蛍光反応分析、ラマン分光分析またはガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ‐ＭＳ）等により危険物質を検出することとしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態に係るサンプリング装置１、このサンプリング装置１を備える物質分析システム１０およびこの物質分析システム１０を備える検査システム１００は、以下のように変形することができる。
例えば、図７に示すように、サンプリング装置２０１が、更に、ミリ波の電磁波を用いた透視装置を備えることとしてもよい。この場合、エアシャワ２１の壁１９にミリ波発信アンテナ，受信アンテナ２２１を配置することとすればよい。このようにすることで、人物９が爆発物等の危険物質を扱ったかどうかに加えて、その危険物質を所有しているかどうかを判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査システムの全体を示す概略図である。
【図２】図１の検査システムの物質分析システムが備えるサンプリング装置の縦断面図である。
【図３】図１の検査システムの物質分析システムが備える気化容器および試料分析装置を示す該略図である。
【図４】図２のサンプリング装置が備えるトラップフィルタの横断面図である。
【図５】判定装置における物質の質量分析のスペクトルとデータベース上の火薬の質量分析パターンとの照合を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る検査システムの作用を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例に係る検査システムのサンプリング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ サンプリング装置（試料採取装置）
５ 第２のゲート（ゲート，記憶部）
７ サーバ（開閉制御部）
９ 人物（被採取対象）
１０ 物質分析システム
１１ 気化容器（気化部）
１３ 試料分析装置（試料分析部）
２１ エアシャワ（気流吹出し部）
２５ トラップフィルタ（捕捉部，フィルタ）
４９ 識別情報再取得機（識別情報再取得部）
１００ 検査システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被採取対象を順次入れ替わり導入して該被採取対象に付着した物質を試料として採取するための試料採取装置であって、
前記被採取対象に気流を吹き付けて該被採取対象から前記試料を吹き落とす気流吹出し部と、
吹き落とされた前記試料を捕捉する捕捉部と、
前記被採取対象が入れ替わるごとに前記捕捉部を交換する交換機構と
を備える試料採取装置。
【請求項２】
前記捕捉部が、フィルタである請求項１に記載の試料採取装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の試料採取装置と、
該試料採取装置により採取された試料に含まれる前記物質を気化させる気化部と、
該気化部により気化された前記物質を分析する物質分析部と
を備える物質分析システム。
【請求項４】
請求項３に記載の物質分析システムと、
該物質分析システムにより前記物質が分析された前記被採取対象が通過する開閉制御可能なゲートと、
前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報に応じて、前記被採取対象が前記ゲートを通過する前に該ゲートの開閉を制御する開閉制御部と
を備える検査システム。
【請求項５】
前記被採取対象が個別に有する識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報と前記識別情報取得部によって取得された前記識別情報とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記被採取対象の前記識別情報を再取得する識別情報再取得部と
を備え、
前記開閉制御部が、前記識別情報再取得部によって再取得された前記識別情報を前記記憶部に記憶されている前記識別情報と照合し、該識別情報に関連付けられている前記物質の分析情報を読み出す請求項４に記載の検査システム。
【請求項１】
複数の被採取対象を順次入れ替わり導入して該被採取対象に付着した物質を試料として採取するための試料採取装置であって、
前記被採取対象に気流を吹き付けて該被採取対象から前記試料を吹き落とす気流吹出し部と、
吹き落とされた前記試料を捕捉する捕捉部と、
前記被採取対象が入れ替わるごとに前記捕捉部を交換する交換機構と
を備える試料採取装置。
【請求項２】
前記捕捉部が、フィルタである請求項１に記載の試料採取装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の試料採取装置と、
該試料採取装置により採取された試料に含まれる前記物質を気化させる気化部と、
該気化部により気化された前記物質を分析する物質分析部と
を備える物質分析システム。
【請求項４】
請求項３に記載の物質分析システムと、
該物質分析システムにより前記物質が分析された前記被採取対象が通過する開閉制御可能なゲートと、
前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報に応じて、前記被採取対象が前記ゲートを通過する前に該ゲートの開閉を制御する開閉制御部と
を備える検査システム。
【請求項５】
前記被採取対象が個別に有する識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記物質分析システムによって検出された前記物質の分析情報と前記識別情報取得部によって取得された前記識別情報とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記被採取対象の前記識別情報を再取得する識別情報再取得部と
を備え、
前記開閉制御部が、前記識別情報再取得部によって再取得された前記識別情報を前記記憶部に記憶されている前記識別情報と照合し、該識別情報に関連付けられている前記物質の分析情報を読み出す請求項４に記載の検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２０４５４５（Ｐ２００９−２０４５４５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４８７９２（Ｐ２００８−４８７９２）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度文部科学省科学技術総合研究委託業務、「重要課題解決型研究等の推進 テロ対策のための爆発物検出・処理統合システムの開発」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度文部科学省科学技術総合研究委託業務、「重要課題解決型研究等の推進 テロ対策のための爆発物検出・処理統合システムの開発」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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