气体采集装置以及检查装置制造方法
【专利摘要】提供一种包括气体采集装置和传感器的检查装置，该传感器检测通过气体采集装置采集到的气体中含有的化学物质。气体采集装置具备：空气供给单元，其形成空气幕，来覆盖包含检查的对象物的区域，形成与外界隔离的空间；采样单元，其采集隔离的空间内的气体；以及扩散气体供给单元，其向隔离的空间供给至少与采样单元的采集量相等的量的扩散用的气体，其中，采样单元包括配置在所隔离的空间内的立体地不同的位置的多个采样喷嘴。
【专利说明】气体采集装置以及检查装置【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种采集气体的装置以及使用它的检查装置。
【背景技术】
[0002]在日本特表2008-508693号公报(国际公开W02006/013396)中，公开了一种测量由每种物质的离子迁移率的差引起的物理现象的装置。在该文献中，特别记载了具备具有多个电极的至少一个离子沟道的形状的离子过滤器的离子迁移率光谱仪。该离子迁移率光谱仪能够根据向导电层施加的随时间变化的电位，向填充剂选择性地加入离子种类。电位具有驱动电场分量和横电场分量，在优选的实施方式中，电极分别参与生成驱动电场和横电场两方的分量。即使没有漂移气流也能够使用器件。在该文献中，还记载了作为光谱仪的各种用途的用于制作微尺度光谱仪的微细加工技术。
【发明内容】
[0003]已知测量离子迁移率的技术、例如FAIMS(FAIMS:Field Asymmetric waveform1n Mobility Spectrometry,场非对称质量分析仪，或DIMS !Differential 1n MobilitySpectrometry)技术。在FAIMS技术中，成为测量对象的化学物质是能够离子化的化合物、组合物、分子、其它生成物，利用每种化学物质的离子迁移率是唯一的性质，一边使其在缓冲气体中移动，一边施加差动型电压(DV:Dispersion Voltage, Vd电压、电场电压、交流电压，以后称为Vf)和补 偿电压(CV Compensation Voltage，补偿电压、直流电压，以后称为Vc)。只要适当地控制Vf和Vc的值，检测目标离子化后的化学物质就能够到达检测器而被检测为电流值。
[0004]因而，为了使用测量离子迁移率的传感器(离子迁移率传感器)，而在适当的条件下向离子迁移率传感器供给分析对象的化学物质是重要的。这在其它气体分析传感器中也是同样的。
[0005]本发明的一个方式是一种气体采集装置，具备:空气供给单元，其形成空气幕，来覆盖包含检查的对象物的区域，形成与外界隔离的空间；采样单元，其采集隔离的空间内的气体；以及扩散气体供给单元，其向隔离的空间内供给至少与采样单元的采集量相等的量的扩散用的气体。采样单元包括配置在隔离的空间内的立体地不同的位置的多个采样喷嘴。
[0006]该气体采集装置通过采样单元来采集包含利用扩散用气体从对象物释放出的化学物质(目标物质)的气体。这时，通过将多个采样喷嘴配置在隔离的空间内的立体地不同的位置，即使利用扩散用气体释放到隔离的空间内的目标物质的浓度存在不均衡，也提高了能够采集包含目标物质的气体的可能性。进而，只要能够采集包含高浓度的目标物质的气体，就能够提高检测精度，还能够缩短检测所需的时间。
[0007]优选的是，气体采集装置还具备第一驱动单元，该第一驱动单元使多个采样喷嘴分别在隔离的空间内随机地或依照规定的算法进行移动。另外，优选的是，气体采集装置还具备第一流量控制单元，该第一流量控制单元随机地或依照规定的算法控制多个采样喷嘴各自的采集量。能够变更多个采样喷嘴各自的采集条件。
[0008]优选的是，空气供给单元包括空气吹出口，该空气吹出口在输送对象物的传送带上形成隔离的空间，扩散气体供给单元包括扩散气体吹出口，该扩散气体吹出口从传送带的下方或沿着传送带的输送面向隔离的空间内供给扩散用的气体。容易使对象物中所含有的目标物质、例如从异物释放出的成分在短时间内到达采样喷嘴。优选的是，气体采集装置还具备温度控制单元，该温度控制单元直接或间接地对隔离的空间内的对象物进行加热。通过对对象物进行加热，能够促进对象物中含有的目标物质的成分的发散。
[0009]本发明的其它方式之一是一种检查装置，具备:上述气体采集装置；传感器，其检测采样单元所采集到的气体中含有的化学物质的至少一种；以及配管系统，其将气体采集装置与传感器相连接。优选的是，检查装置还具备对配管系统进行加热的加热器单元，能够抑制因配管系统的污染造成的影响。
[0010]另外，优选的是，检查装置还具备混合单元，该混合单元向传感器供给将载气和采样单元所采集到的气体混合所得的混合气体，优选的是，检查装置还具备浓度控制单元，该浓度控制单元将混合气体的一部分作为载气进行反馈来控制浓度。能够简易地浓缩成为传感器的检测对象的成分。
[0011]优选的是，检查装置还具备第一反馈控制单元或者第二反馈控制单元，该第一反馈控制单元根据传感器的检测结果改变多个采样喷嘴各自的位置或动作，该第二反馈控制单元根据传感器的检测结果改变多个采样喷嘴各自的采集量。能够自动地选择传感器的检测灵敏度高的采集条件，或者自动地设置为所选择的采集条件。
[0012]传感器可以是质量分析器、气体色谱仪等，但能够在大气中实时地检测物质(分子)的离子迁移率传感器是适合的。
[0013]本发明的更加不同的方式之一是一种检查装置的控制方法，检查对象物的状态、例如对象物中所含有的异物的有无、包装状态、损伤的有无等。检查装置具备:采样单元，其采集通过覆盖对象物的空气幕与外界隔离的空间内的气体；以及传感器，其检测采样单元所采集到的气体中含有的化学物质的至少一种，其中，采样单元包括配置在隔离的空间内的不同位置的多个采样喷嘴。控制方法包括改变多个采样喷嘴各自的包含采集量、位置以及动作中的至少一个的采集条件的步骤。
[0014]改变采集条件的步骤也可以包括随机地或依照规定的算法改变多个采样喷嘴的采集条件。另外，改变采集条件的步骤也可以包括根据传感器的检测结果改变多个采样喷嘴的采集条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示检查装置的概要结构的框图。
[0016]图2是表示气体采集装置的概要结构的图。
[0017]图3是展开地表示罩子的结构的图。
[0018]图4是表示检查装置所进行的检查的过程的概要的流程图。
[0019]图5是表示气体采集装置的不同例子的图。【具体实施方式】
[0020]在图1中示出了具备离子迁移率传感器的检查装置的概要。该检查装置(检测装置、分析装置)10具备:气体采集装置100，其从上游采集包含从检查对象的物品(对象物)101和102释放出的化学物质(目标物质)105的检查对象的气体(目标气体、采样气体、气体采样)21 ;调制单元300，其调制向离子迁移率传感器(传感器)I供给的检测用气体20 ;传感器I ;气流控制器50，其控制流过传感器I的气体量；以及控制单元60，其控制检查装置10。
[0021]本例子的离子迁移率传感器I的一个例子是FAMS(FAMS:FieldAsymmetricwaveform 1n Mobility Spectrometry,场非对称质量分析仪，或DIMS !Differential 1nMobility Spectrometry)。传感器I包括:离子化单元la,其使目标的化学物质(目标物质、目标化学品)离子化；漂移室lb，其一边向离子化后的目标物质施加电场的影响一边使其移动；以及检测器lc，其检测通过了漂移室Ib的离子化后的测量对象物(测量对象的电荷)。在漂移室Ib中，通过电极Ie生成的被软件控制的电场以特定的周期正/负地变动，通过该电场的过滤效果来选择检测目标的化学物质，在短期间内、例如毫秒级地碰撞到检测器lc，被测量为电流。
[0022]传感器(FAIMS) I的一个例子是Owlstone公司制的传感器,对离子化单元Ia使用了 Ni63 (555MBq的β射线源、0.1 μ Sv/hr)。能够被该离子化单元Ia离子化的化学物质的离子化结合能为67KeV以下，但能够检测并分析广范围的化学物质。作为离子化单元la，研究了使用UV (紫外线)的单元、使用电晕放电的单元等。
[0023]控制单元(控制装置)60既可以是具备包括CPU和存储器的硬件资源的计算机，也可以是系统LSI等半 导体装置。控制装置60包括:驱动器61 (驱动程序，程序产品)，其控制传感器I ;以及解析单元69，其经由驱动器61控制传感器I的测量条件并且对经由驱动器61得到的传感器I的测量结果进行解析。从驱动器61向传感器I发送测量条件。测量条件包含电场电压Vf (以后称为电压Vf)和补偿电压Vc。
[0024]驱动器61从传感器I获取测量出的数据(IMS数据)65。IMS数据65的一个例子是由在特定的电压Vf下的与补偿电压Vc的变动对应地变化的电流(通过检测器Ic检测出的电流)1所表示的谱。頂S数据65既可以是采样(提取)上述谱的特征点所得的数据，也可以包含多个电压Vf的谱。驱动器61还获取传感器I的测量环境信息66。环境信息66包含温度、湿度、压力、流量等，在传感器I中设置有检测它们的传感器lx。
[0025]在本例子中，采集成为检查对象的采样气体(样品气体)21的气体采集装置100从输送一种或多种物品的传送带190采集采样气体21。采样气体21经由调制单元300被输送到传感器1，测量和/或检测采样气体21中含有的目标物质105，由此能够判别通过传送带(带式传送带)190输送的物品101，或判别(检测)物品101有无损伤，或判别(检测)有可能包含在物品101中的异物102。
[0026]该气体采集装置100具备:空气供给单元110，其形成空气幕111，来覆盖包含对象物101和102的区域，形成与外界99隔离的空间(采样空间)115 ;采样单元120，其采集采样空间115内的气体、即采样气体21 ;以及扩散气体供给单元130，其供给至少与采样单元120的采集量Wl相等的量W2的扩散用的气体131。
[0027]空气供给单元110包括:风扇112，其供给空气111 ;以及罩子113，其向采样空间115的周围吹出空气幕用的空气111。罩子113是包括上部外壳113a和下部外壳113b的二重构造，并且经由这些外壳113a与113b之间的空间114向规定的位置供给空气幕用的空气111。
[0028]采样单元120包括:多个采样喷嘴121，其配置在采样空间115内的立体地不同的位置；采样室122，其连接有多个采样喷嘴121 ;采样泵123，其经由采样室122抽吸采样气体21 ;以及采样缓冲器124。采样泵123典型的是进行了特氟龙(注册商标)涂布的隔片式的泵，通过设置采样缓冲器124来抑制采集到的采样气体21的脉动。
[0029]各个采样喷嘴121典型的是在传送带190的输送面191、即用传送带190输送的物品101或102的方向上圆锥状或喇叭状地变宽。多个采样喷嘴121配置在采样空间115内立体地不同的位置。即，多个采样喷嘴121在采样空间115内沿着传送带190的输送面191 二维地配置成矩阵状，通过改变各个采样喷嘴121与输送面191之间的距离，来将多个采样喷嘴121配置在立体地不同的位置。
[0030]各个采样喷嘴121经由采样管125与采样室122连通。气体采集装置100还包括:驱动单元140，其动态地变更各个采样管125的长度；以及流量控制单元150，其控制各个采样管125的压力损失，来控制流过采样管125的采样气体21的流量。
[0031]扩散气体供给单元130包括:扩散气体供给泵132 ;多个供给喷嘴133，其从传送带190的下方向采样空间115内吹出扩散气体131 ;以及加热器135，其对扩散气体131进行加温。如果构成传送带190的输送面191的带192是多孔状、网格状等透气性的，则扩散气体131从带192的下侧被供给到采样空间115内。另一方面，如果带192不是透气性的，则从配置在采样空间115内的输送面191附近的供给喷嘴133朝向输送面191、或沿着输送面191供给扩散气体131。
[0032]在图2中，使用截面示意性地示出形成采样空间115而抽吸采样气体21的情况。在图3中展开地示出罩子113的概要结构。在该气体采集装置100中，从供给泵112供给的空气111经由供给室119被供给到下侧打开些许的四棱锥台状的罩子113。而且，通过罩子113的供给路径114将空气111导至传送带190上，利用由从罩子113吹出的空气111形成的空气幕111a，在传送带190上形成四方与外界99隔离的采样空间115。
[0033]因而，当通过传送带119将对象物101输送到采样空间115时，包含对象物101的区域被屏蔽于外界99之外。因此，在从对象物101释放出成为气味的原因的化学物质、即使无味道也与空气中含有的成分不同的成分的化学物质时，能够将包含它们的采样气体21与外界99的空气相区别地进行采样。
[0034]该气体采集装置100包括配置在采样空间115内的九个采样喷嘴121。采样喷嘴121的个数并不限于九个，可以是八个以下，也可以是十个以上。优选的是，根据采样空间115的容积等配置适当个数的采样喷嘴121。九个采样喷嘴121 二维地沿着输送面191配置成3X3的矩阵状(阵列状)。在罩子113的各个外壳113a和113b设置有用于使将各个采样喷嘴121与采样室122连接的采样管125通过的孔113c。
[0035]各个采样喷嘴121与输送面191之间的距离不同，作为整体，各个采样喷嘴121配置在采样空间115内的三维地不同的位置。进而，通过驱动单元140使各个采样管125伸缩，来动态地改变各个采样喷嘴121与输送面191之间的距离。驱动单元140的一个例子是伸缩接头和使伸缩接头伸缩的致动器的组合。致动器的一个例子是汽缸。[0036]因而，能够自由地调整采样空间115内的采样喷嘴121的位置(高度)。控制单元60包括喷嘴位置控制功能64，该喷嘴位置控制功能64经由驱动单元140逐个地控制采样喷嘴121的位置，来控制各采样喷嘴121的采集条件。喷嘴位置控制功能64也能够根据特定的算法使各个采样喷嘴121的位置移动，另外也能够使用随机数随机地使各个采样喷嘴121的位置移动。
[0037]气体采集装置100还具备控制各采样管125的压力损失的流量控制单元150。流量控制单元150的一个例子是流量控制阀，能够动态地自由控制通过各个采样喷嘴121采集的气体21的量。流量控制单元150也能够将采样喷嘴121的任意一个的采集量设为零。
[0038]控制单元60包括喷嘴流量控制功能68，该喷嘴流量控制功能68经由流量控制单元150逐个地控制采样喷嘴121的采集量，来控制各采样喷嘴121的采集条件。喷嘴流量控制功能68也能够根据特定的算法改变各个采样喷嘴121的流量，另外，也能够使用随机数随机地改变各个采样喷嘴121的流量。
[0039]控制单元60例如是包含CPU和存储器的可编程控制装置。在控制单元60中实现的功能能够作为程序(程序产品)记录到适当的记录介质中，或经由网络提供。
[0040]控制单元60还包括扩散气体控制功能63，该扩散气体控制功能63控制成为通过采样喷嘴121采集的采样气体21的源的扩散气体131的流量和温度。扩散气体控制功能63对扩散气体供给泵(供给风扇、供给风机)132进行转速控制来控制流量。也可以使用风挡等其它流量控制单元。在其它流量控制中也同样。另外，也可以对扩散气体131的吹出喷嘴133分别设置流量控制单元，从而控制从各个吹出喷嘴133的吹出量。
[0041]扩散气体控制功能63还控制安装在扩散气体供给线上的加热器135来控制扩散气体131的温度。扩散气体131的典型的例子是空气(大气)。优选的是，扩散气体131的成分几乎不随时间而变动，并且不包含与检查对象的物质101和102关联的化学物质、其它成为干扰的化学物质。因而，优选的是，扩散气体131是经由硅胶、分子筛等适当的吸附材料、碳氢过滤器(Hydrocarbon filter)等供给的干净且干燥的空气。扩散气体131也可以不是大气，也可以是提纯的空气、氮气等惰性气体等。
[0042]调制单元300进行由气体采集装置100采集到的采样气体21的浓度调整。调制单元300包括载气供给单元310、浓度调整单元320、质量流量控制器(MFC) 340以及粒子过滤器345。载气供给单元310包括供给泵(供给风扇)312、碳氢过滤器313a、压力调整器313b以及与后述的反馈气体324进行混合的混合器314。调制单元300包括将由载气供给单元310生成的载气311与从气体采集装置100供给的采样气体21进行混合的气体混合器 315。
[0043]将采样气体21和载气311混合并通过MFC340对稀释气体29的一部分进行流量控制，经由粒子过滤器345将固定流量的检查用气体21供给到传感器I。稀释气体29的剩气(排气)被供给到浓度调整单元320。浓度调整单元320包括:预浓集用的对开三通(split-tee) 321，其对稀释气体29的一部分进行提取(排气)；压力控制器322，其进行排气侧的压力控制；以及旁路控制单元323，其控制进行排气的气体和反馈到载气311的气体(反馈气体)324的流量，来对剩气进行排气。旁路控制单元323也可以将进行排气的气体的全部或一部分供给到预备传感器I'。预备传感器I'是与主要的传感器I相同的结构，具有作为主要的传感器I的镜像传感器、作为备用、作为校准用等的用途。[0044]通过经由浓度调整单元320将稀释气体29的全部或一部分返回到载气311，能够提高稀释气体29内的采样气体21的浓度，进行检查用气体20的浓度调整。在气体采集装置100所采集的采样气体21的量多的情况下，也可以在与载气311进行混合的气体混合器315的上游设置排气系统330，控制向调制单元300供给的采样气体21的量，控制稀释气体29中含有的采样气体21的量。
[0045]通过控制单元60的流量控制功能62主要控制MFC340、旁路控制单元323，从而进行检测用气体20的浓度和流量的控制。质量流量控制器(MFC) 340是测量流体的质量流量来进行流量控制的设备，在该分析装置10中，采用了数字MFC。在流体的流量测量中主要使用了体积流量和质量流量。关于体积流量，成为测量对象的流体由于环境温度、使用压力等的变化而发生体积变化，因此在测量正确的流量的情况下进行与变化量一致的校正。关于质量流量，通过测量流体的质量(重量)，而不需要根据使用条件的变化进行校正。MFC340作为以半导体工艺为代表要求高精度的流量测量/控制的工艺下的流量控制设备而公知。
[0046]该分析装置10还包括对从采样室122至传感器I的配管、即供给采样气体21、稀释气体29以及检查用气体20的配管、供给过滤后的载气311的配管以及供给浓度调整单元320的反馈气体324的配管进行加热的加热器(跟踪加热器(Trace heater)) 7000在图1中用虚线示出电伴热的范围。电伴热的配管例如用特氟龙(注册商标)等涂布，通过加热到30°C?80°C左右，能够防止各种成分附着于配管而成为干扰。控制单元60包括控制电伴热的温度的功能67。
[0047]在大气中进行由物体(商品、产品、生物(动物和人))产生的化学物质的采集和检查的情况下，存在若干个问题。一个是由于各种因素在大气中包含各种化学物质。特别在工厂、其它产业设备内，从机械、地板、墙壁等释放出多种多样的组合物、分子，并且，这些释放出的组合物、分子的量(浓度)由于各种因素而时刻变动。这些化学物质作为背景而存在会成为检测微量的成分时的障碍。
[0048]要求检测微量成分的一个例子是检测有可能混入到食品或污染食品的异物、例如塑料、毛发、农药等的情况。要求检测微量成分的其它例子之一是要检测食品的不合格、例如罐头等的密封不良、封装的食品和标签的记载不一致的情况。并且，要求检测微量成分的不同的其它例子之一是检测包含在输送物中的危险物(爆炸物等)、或检测搭乘飞机等交通工具的人是否持有危险物的情况。在任意一个情况下，优选能够排除背景成分的影响。
[0049]由于大气中的化学物质，背景始终变动，包含很多挥发成分，因此，完全事前获知大气中含有的化学物质几乎是不可能的。而且，这些化学物质成为用离子迁移率传感器检测目标时的背景，妨碍检查的可能性高。这种背景能够通过软件处理进行某种程度的处理，但难以完全消除，在背景少时也容易进行软件处理。
[0050]该检查装置10 包括 RCSS(Real Time Chemical Sampling and BackgroundSuppression System:实时化学采样和背景抑制系统)功能。在RCSS中，首先通过空气幕111将检查对象的物品101和102的周围密封于外界之外，形成采样用的空间(采样空间)115。如果是上述的例子，则在传送带190上形成采样用的顶部空间115。在大气中形成这样的顶部空间115是重要的。通过空气幕111形成不与外界99直接接触的具备某种程度的容量的顶部空间115，由此在该隔离的空间115内对象物质101或102的分子发生反应，或者从对象物质101或102释放出分子，从而使化学物质的浓度高至能够检测的水平。另外，在与外界99隔离的空间115内，环境条件、例如温度、湿度、流量、压力等容易稳定。
[0051]在隔离的空间115内，还能够防止分子进行布朗运动而扩散到广的区域。因而，通过将采样喷嘴121配置在隔离的采样空间115内，能够将由对象物质101或102产生的分子导向采样喷嘴121并进行采集。进而，能够将隔离的采样空间115视为具备固定的容量的空间，因此能够规定浓度。因此，能够从由采样喷嘴121采集到的分子(化学物质)的浓度得到由对象物质101或102产生的分子的浓度，根据由对象物质101或102产生的分子的浓度掌握释放出该分子的原因、例如异物的量、污染物质的浓度、物品的损伤的程度等。
[0052]另外，通过在采样空间115中立体地配置多个采样喷嘴121，能够在各种位置采集被裹带到采样空间115的任意一个采样喷嘴的目标分子105，在采样空间115中目标分子105没有均匀地分散的情况下，也存在能够更高效且可靠地进行采集的可能性。
[0053]另外，该检查装置10实时地检查通过传送带190输送的检查对象物(样品)101和102。例如，样品101和102以IOm/分钟?20m/分钟进行移动。如果采样空间115的宽度是20cm，则样品101和102通过采样空间115的时间是约500ms。因而，需要在传感器I中在极短时间内对包含采样气体21的检查用气体20进行分析和检查。因此，在传感器I中，进行优化使得不进行正-负扫描而是进行正-正扫描，一次的检测时间(采样时间)从2毫秒缩短到I毫秒，使Vc值阶段性地变化的步长数(CV步长)从512次减少到50次。
[0054]另外，将扩散气体131从与空气幕用空气111不同的方向注入(供给)到采样空间115是有效的。首先，通过将与由采样单元120采集的气体量Wl相同、或比它多的量W2的扩散气体131导入到采样空间115，采样空间115不成为负压，能够抑制空气幕用空气111被卷入到采样空间115中。例如，空气幕用空气111的供给量是10?20SLPM(标准升/分钟)，采样气体21的采集量Wl是10?2000毫升/分钟。因而，优选的是，扩散气体131的量W2是10?2000毫升/分钟左右。另外，关于采样喷嘴121的个数，以上示出了九个的例子，但10?20个左右更有效。
[0055]扩散气体131还包括置换样品101和102的空洞等中所裹带的成为背景的外部气体的功能。例如，在炸薯片等食品中，即使通过空气幕111a，外部气体也被裹带在重叠的部分、炸薯片的凹凸的部分而成为背景。扩散气体131与裹带的外部气体置换，与样品101和102接触或反应，从而高效地将成为检测的目标的分子105释放到采样空间115中。因而，通过将扩散气体131注入到采样空间115，来提早地进行二次的外部气体释放、或释放其它成为背景的气体，从而减弱其影响，促进成为目标的分子105的释放。因此，能够提高检测装置10的灵敏度，能够进行实时的检测。
[0056]为了提高检查装置10的检测能力，优选扩散气体131是尽量干燥、清洁的空气。另夕卜，在检查由传送带190输送的样品101和102那样的情况下，将扩散气体131的吹出喷嘴133配置成从传送带190的下方、或沿着传送带190的输送面191供给或吹出扩散气体131是有效的。能够利用扩散气体131更加提早地置换传送带190上的样品101和102周围的气体，高效地生成、采集包含由样品101和102产生的分子105的采样气体21。
[0057]进而，能够使采样气体21的气流朝向位于与吹出喷嘴133相反一侧的传送带190的上方的采样喷嘴121，能够高效地采集采样气体21。另外，即使在重叠地输送炸薯片等样品101的情况下，也能够通过沿着输送面191供给扩散气体131、或从带192的相反一侧供给扩散气体131，来利用扩散气体131向采样空间115释放由下侧的样品101产生的分子105、由隐藏在上侧的样品101中而看不到的异物102产生的分子105，利用采样单元120进行回收。
[0058]而且，在检测装置10中，通过驱动单元140使气体采集装置100的多个采样喷嘴121分别在隔离的采样空间115内随机地或依照规定的算法进行移动。通过使立体地配置的多个采样喷嘴121上下移动，能够使采样喷嘴121的立体的图案随着时间的推移而变化。因此，在向采样空间115的较偏的位置吹出成为目标的分子105、或在采样空间115内浓度存在不平衡的情况下，也能够更可靠地采集包含成为目标的分子105的采样气体21。
[0059]喷嘴位置控制功能64也可以包括根据传感器I的检测结果控制驱动单元140使得改变多个采样喷嘴121的位置或动作的功能(第一反馈控制单元)。从解析单元69给出传感器I的检测结果。在采样空间115内产生了固有的流动、分布时，通过将采样喷嘴121设置在成为目标的分子105的浓度高的位置，能够进一步提高分析装置10的检测灵敏度。另外，在无法得到检测灵敏度时，也能够随机地或根据规定的算法改变采样喷嘴121的位置，使得自动发现能够得到高的检测灵敏度的图案。并且，也可以利用图像识别等判断样品101的形状、分布，自动地使多个采样喷嘴121移动使得成为检测灵敏度可能最高的喷嘴配置。
[0060]另外，检查装置10的气体采集装置100还具备流量控制单元150，该流量控制单元150控制多个采样喷嘴121各自的采集量。因而，增多从立体地配置的采样喷嘴121中采集成为目标的分子105的浓度高的气体21的喷嘴121的采集量，减少其它喷嘴121的采集量，从而能够采集检测效率更高的采样气体21。
[0061]喷嘴流量控制功能65能够随机或依照规定的算法控制多个采样喷嘴121各自的采集量，来控制各喷嘴121的采集量使得最高效地采集浓度高的采样气体21。另外，喷嘴流量控制功能65也可以具备以下功能(第二反馈控制单元)，即根据传感器I的检测结果，控制流量控制单元150使得自动地改变多个采样喷嘴121的采集量。
[0062]通过与采样喷嘴121的立体配置图案一起改变采样喷嘴121的采集量，能够增多从采样空间115内采集采样气体21的图案的选择项，进而自动地发现最优的采样图案(采集条件)，或根据经验发现或预测最优的采样图案。另外，也可以与喷嘴配置一起或分别地利用图像识别等判断样品101的形状、分布，自动地使检测灵敏度可能最高的喷嘴流量的平衡变动。
[0063]另外，气体采集装置100具备加热扩散气体131的加热器135，经由扩散气体131间接地加热采样空间115的样品101和102，促进由样品101或102产生的分子105释放到采样空间115中。也可以通过加热器等加热传送带190的带192,从而更直接或积极地加热样品101和102。
[0064]加热的温度为不对样品的品质造成影响的范围。由于温度的不同而有可能从正常的样品101释放出的化学物质成为背景，例如在将从异物102释放出的化学物质作为目标分子105时检测灵敏度降低。扩散气体控制功能63也可以包括根据传感器I的检测结果控制加热样品101和102的温度的功能。
[0065]另外，检查装置10的调制单元300具备混合单元315，该混合单元315向传感器供给将采样单元120所采集到的气体21和载气311混合所得的混合气体29。因而，在由传感器I检测出的气体流量不足或浓度过高那样的情况下，能够通过载气311来进行调整。另夕卜，调制单元300具备浓度调整单元320，能够将混合气体29的一部分作为载气311进行反馈来控制浓度。离子迁移率传感器I当浓度过高时，电流值过载，因此检测灵敏度有可能降低，另外，当浓度过低时，有可能无法检测。因而，能够进行向传感器I供给的检测用气体20的浓度调整在通过传感器I提高检测灵敏度方面是有效的。
[0066]在图4中，通过流程图示出利用检查装置10检查对象物的流程的概要。在步骤601中，当确定空气幕111的流量、确定扩散气体131的流量等开始检查的初始条件齐备时，在步骤602中使带式传送带190动作而开始检查。在步骤603中，如果采集条件是固定的，则在步骤604中将喷嘴位置、采集量等采集条件设定为预先设定的值(条件)来采集采样气体21。在步骤605中，如果采集条件是变动的，则在步骤606中以适当的周期随机地或依照规定的算法使喷嘴位置、采集量等变动来采集采样气体21。另一方面，如果采集条件是自动的，在步骤607中，解析单元69经由喷嘴位置控制功能64和喷嘴流量控制功能65，根据传感器I的检测结果自动地变更喷嘴位置和采集量等使得采集条件成为最优。
[0067]当在步骤608中传感器I在采样气体21中检测出被判断为异常的分子105时，在步骤609中，能够通过输出警告、或紧急停止传送带190，来确定或排除被检测出异常的对象物101。
[0068]在图5中示出气体采集装置100的不同的例子。该气体采集装置100被安装在传送带190的中途成为盆状的位置195，在盆195上配置有用于形成采样空间115的罩子170。罩子170兼作供给用于形成空气幕Illa的空气111的路径171。在罩子170的端部设置有空气幕111的吹出口 173，形成将采样空间115与外界99隔离的空气幕111a。并且，罩子170还兼作将扩散空气131作为扩散气体来进行供给的路径，在罩子170的内侧形成有沿着盆195的斜面196向采样空间115释放扩散空气131的喷嘴175。并且，在盆195的下侧设置有用于加热盆195内的样品193的加热器180。
[0069]在该气体采集装置100中，也具备立体地配置在采样空间115内的多个采样喷嘴121,通过驱动单元140使这些采样喷嘴121上下移动，另外通过流量控制单元150自动地调节采集量。因而，在该气体采集装置100中，也与上述的气体采集装置同样地，能够从采样空间115内采集气体21。
[0070]此外，在上文中，以使用离子迁移率传感器作为分析采样气体21的传感器I的检查装置为例子进行了说明，但也能够使用离子色谱仪、气体色谱仪、其它的使用了光、振动等的气体传感器。
【权利要求】
1.一种气体采集装置，具备: 空气供给单元，其形成空气幕，来覆盖包含检查的对象物的区域，形成与外界隔离的空间； 采样单元，其采集上述隔离的空间内的气体；以及 扩散气体供给单元，其向上述隔离的空间内供给至少与上述采样单元的采集量相等的量的扩散用的气体， 其中，上述采样单元包括配置在上述隔离的空间内的立体地不同的位置的多个采样喷嘴。
2.根据权利要求1所述的气体采集装置，其特征在于， 还具备第一驱动单元，该第一驱动单元使上述多个采样喷嘴分别在上述隔离的空间内随机地或依照规定的算法移动。
3.根据权利要求1或2所述的气体采集装置，其特征在于， 还具备第一流量控制 单元，该第一流量控制单元随机地或依照规定的算法控制上述多个采样喷嘴各自的采集量。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的气体采集装置，其特征在于， 上述空气供给单元包括空气吹出口，该空气吹出口在输送上述对象物的传送带上形成上述隔离的空间， 上述扩散气体供给单元包括扩散气体吹出口，该扩散气体吹出口从上述传送带的下方或沿着传送带的输送面向上述隔离的空间内供给上述扩散用的气体。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的气体采集装置，其特征在于， 还具备温度控制单元，该温度控制单元直接或间接地对上述隔离的空间内的上述对象物进行加热。
6.一种检查装置，具备: 根据权利要求1~5中的任一项所述的气体采集装置； 传感器，其检测上述采样单元所采集到的气体中含有的化学物质的至少一种；以及 配管系统，其将上述气体采集装置与上述传感器相连接。
7.根据权利要求6所述的检查装置，其特征在于， 还具备加热器单元，该加热器单元对上述配管系统进行加热。
8.根据权利要求6或7所述的检查装置，其特征在于， 还具备混合单元，该混合单元向上述传感器供给将载气和上述采样单元所采集到的气体混合所得的混合气体。
9.根据权利要求8所述的检查装置，其特征在于， 还具备浓度控制单元，该浓度控制单元将上述混合气体的一部分作为上述载气进行反馈来控制浓度。
10.根据权利要求6~9中的任一项所述的检查装置，其特征在于， 还具备第一反馈控制单元，该第一反馈控制单元根据上述传感器的检测结果改变上述多个采样喷嘴各自的位置或动作。
11.根据权利要求6~10中的任一项所述的检查装置，其特征在于， 还具备第二反馈控制单元，该第二反馈控制单元根据上述传感器的检测结果改变上述多个采样喷嘴各自的采集量。
12.根据权利要求6~11中的任一项所述的检查装置，其特征在于， 上述传感器是离子迁移率传感器。
13.一种检查装置的控制方法，检查对象物的状态， 上述检查装置具备: 采样单元，其采集通过覆盖上述对象物的空气幕与外界隔离的空间内的气体；以及 传感器，其检测上述采样单元所采集到的气体中含有的化学物质的至少一种， 其中，上述采样单元包括配置在上述隔离的空间内的不同位置的多个采样喷嘴， 该控制方法包括改变上述多个采样喷嘴各自的包含采集量、位置以及动作中的至少一个的采集条件的步骤。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于， 改变上述采集条件的步骤包括:随机地或依照规定的算法改变上述多个采样喷嘴的采集条件。
15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于， 改变上述采集条件的步 骤包括:根据上述传感器的检测结果改变上述多个采样喷嘴的采集条件。
【文档编号】G01N1/22GK103998914SQ201280054527
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年9月6日
【发明者】柏拉卡斯·斯里达尔·穆尔蒂, 今井彰 申请人:Atonarp株式会社