(57)【要約】【課題】アミノ基を含む探知対象の蒸気圧を大きくし、発生したガスを濃縮して高濃度なガスに変換して高速にその質量を分析すること。【解決手段】収納容器１内に収納された探知対象をハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂで加熱し、探知対象から発生したガスを送気ファン３からの風で吸気部２側へ送り込み、ガスを含む大気ガスをガス導入配管５で過熱しながらバイパス配管１２に送る過程で、フィルタ６１に大気ガスに含まれるガスを付着させ、その後電磁弁１３をオフとしてバイパス配管１２を閉じ、過熱用ヒータ６２をオンにしてフィルタ６１を２００℃まで急速過熱し、フィルタ６１に付着した薬物（ガス）を脱離し、高濃度のガスに変換し、濃縮されたガスをイオン源５０に送り、イオン源５０で正イオン化されたガスを質量分析計でその質量を図り、ガス中に不正薬物が含まれているか否かを判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
探知対象を収納する収納容器と、前記収納容器内の探知対象を加熱する探知対象加熱手段と、前記収納容器内に大気を供給して前記収納容器内に前記大気による上昇流を形成させる送気手段と、前記探知対象から発生したガスを含む大気ガスを前記収納容器から導入して過熱するガス導入配管と、前記ガス導入配管から大気ガスを導入して排出する過程で大気ガスの質量を分析して前記大気ガス中に不正薬物が含まれているか否かを判定する質量分析判定手段と、前記ガス導入配管の管路途中から分岐されたバイパス配管と、前記バイパス配管内に導入された大気ガスを吸気する吸気ポンプと、前記バイパス配管が前記ガス導入配管から分岐された分岐部に挿入されて前記大気ガス中のガスを捕集するフィルタと、ガス分析時に、前記フィルタに捕集されたガスを前記ガス導入配管よりも高い温度で過熱して前記フィルタに付着されたガスを前記フィルタから脱離させるフィルタ過熱手段とを備えてなる不正薬物探知装置。
【請求項２】
探知対象を収納する収納容器と、前記収納容器内の探知対象を加熱する探知対象加熱手段と、前記収納容器内に大気を供給して前記収納容器内に前記大気による上昇流を形成させる送気手段と、前記探知対象から発生したガスを含む大気ガスを前記収納容器から導入して過熱するガス導入配管と、前記ガス導入配管から大気ガスを導入して排出する過程で大気ガスの質量を分析して前記大気ガス中に不正薬物が含まれているか否かを判定する質量分析判定手段と、前記ガス導入配管の管路途中から分岐されて前記質量分析判定手段のガス導入側とガス排出側とをバイパスするバイパス配管と、前記バイパス配管内に導入された大気ガスと前記質量分析判定手段から排出された大気ガスを吸気する吸気ポンプと、前記バイパス配管が前記ガス導入配管から分岐された分岐部に挿入されて前記大気ガス中のガスを捕集するフィルタと、ガス分析時に、前記フィルタに捕集されたガスを前記ガス導入配管よりも高い温度で過熱して前記フィルタに付着されたガスを前記フィルタから脱離させるフィルタ過熱手段とを備えてなる不正薬物探知装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の不正薬物探知装置において、前記ガス分析時に前記バイパス配管の管路を閉じ、それ以外のときには前記バイパス配管の管路を開く開閉弁を備えてなることを特徴とする不正薬物探知装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のうちいずれか１項に記載の不正薬物探知装置において、前記収納容器は、封書または小包を含む郵便物を探知対象として収納可能に構成されてなることを特徴とする不正薬物探知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不正薬物探知装置に係り、特に、封書または小包を含む郵便物などを探知対象として、探知対象に覚醒剤や麻薬などが含まれているか否かを探知するに好適な不正薬物探知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニトロ化合物に代表される爆発物のような危険物の有無を検出するための従来技術としては、例えば、米国特許４，９８７，７６７号や米国特許５，１０９，６９１号に開示されている方法がある。これらの方法では、検査する人や物から蒸気を採取して、電子捕獲検出器を備えたガスクロマトグラフやイオン移動度分析計などの検出器により検出する方法が採用されている。なお、この種の技術に関連するものとしては、例えば、特開平９−１２６９６４号公報が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、電子捕獲検出器の感度が十分でないため、化学的な濃縮過程を経て検出を行っている。しかし、化学的な濃縮過程を設けると、濃縮の程度にもよるが、化学的な濃縮に多大な時間（数分から数十分）を要するとともに、１つの分析に多くの時間を要し、多数の検体を高速に処理することができないという問題点がある。また空港での手荷物や貨物の危険物探知には短時間で処理することが要求されているが、この要求に対処することができない。すなわち手荷物や貨物から如何に試料蒸気を採取するかが課題であった。
【０００４】
一方、郵便物の封書のような検知対象から不正薬物の蒸気を吸気し、不正薬物が封筒内に含まれているかどうかを探知するには、高速で且つ効率的な蒸気吸気方法と濃縮方法が必要である。
【０００５】
具体的には、ニトロ化合物に代表される危険物の有無を検知するには、この危険物が負のイオンになりやすいことを利用して、負のコロナ放電を用いて測定すべき気体試料をイオン化し、イオン化された負のイオンを質量分析計によってその質量を分析することで、測定すべき気体試料中に危険物が含まれているか否かを測定することができる。この場合、負のコロナ放電による負イオン生成効率は、非常に高いので、検出感度も十分に高く、そのため、従来技術のような煩雑な化学的な濃縮過程は不要となる。
【０００６】
ところが、封書などに隠された不正薬物、例えば、麻薬、覚醒剤などのアミノ基を含むものを検知するためには、正のコロナ放電による正イオン化が必要であり、爆発物のようなイオン化効率の効果を期待することはできない。そのため、飽和蒸気圧が非常に低い覚醒剤などの不正薬物が入った封書などから薬物蒸気（ガス）を探知するには、封書内の薬物の蒸気圧を大きくするとともに、発生した蒸気を濃縮して高濃度な蒸気に変換して高速に質量分析計に供給する必要がある。
【０００７】
本発明の課題は、アミノ基を含む探知対象の蒸気圧を大きくし、発生したガスを濃縮して高濃度なガスに変換して高速にその質量を分析することができる不正薬物探知装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、探知対象を収納する収納容器と、前記収納容器内の探知対象を加熱する探知対象加熱手段と、前記収納容器内に大気を供給して前記収納容器内に前記大気による上昇流を形成させる送気手段と、前記探知対象から発生したガスを含む大気ガスを前記収納容器から導入して過熱するガス導入配管と、前記ガス導入配管から大気ガスを導入して排出する過程で大気ガスの質量を分析して前記大気ガス中に不正薬物が含まれているか否かを判定する質量分析判定手段と、前記ガス導入配管の管路途中から分岐されたバイパス配管と、前記バイパス配管内に導入された大気ガスを吸気する吸気ポンプと、前記バイパス配管が前記ガス導入配管から分岐された分岐部に挿入されて前記大気ガス中のガスを捕集するフィルタと、ガス分析時に、前記フィルタに捕集されたガスを前記ガス導入配管よりも高い温度で過熱して前記フィルタに付着されたガスを前記フィルタから脱離させるフィルタ過熱手段とを備えてなる不正薬物探知装置を構成したものである。
【０００９】
前記不正薬物探知装置を構成するに際しては、バイパス配管としては、前記ガス導入配管の管路途中から分岐されて前記質量分析判定手段のガス導入側とガス排出側とをバイパスする機能を有するもので構成することができるとともに、吸気ポンプとしては、前記バイパス配管内に導入された大気ガスと前記質量分析判定手段から排出された大気ガスを吸気する機能を有するもので構成することができる。
【００１０】
前記各不正薬物探知装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１１】
（１）前記ガス分析時に前記バイパス配管の管路を閉じ、それ以外のときには前記バイパス配管の管路を開く開閉弁を備えてなる。
【００１２】
（２）前記収納容器は、封書または小包を含む郵便物を探知対象として収納可能に構成されてなる。
【００１３】
前記した手段によれば、アミノ基を含む探知対象が収納器内に収納されたときには、探知対象を加熱するとともに収納容器内に大気を供給して収納容器内に大気による上昇流を形成させることで、探知対象（不正薬物）の蒸気圧を大きくすることができるとともに、探知対象からガス（蒸気）を発生しやすくすることができる。そして探知対象から発生したガスを含む大気ガスを収納容器からガス導入配管に導入するとともに導入した大気ガスを過熱し、過熱された大気ガスを吸気ポンプで吸気しながら、大気ガス中のガスをフィルタで捕集し、ガス分析時に、フィルタに捕集されたガスをガス導入配管よりも高い温度で過熱してフィルタに付着されたガスをフィルタから脱離させて高濃度なガス（蒸気）に変換して質量分析判定手段に送り、質量分析判定手段で大気ガス中に不正薬物が含まれているか否かを判定するようにしたため、麻薬、覚醒剤など飽和蒸気圧が低い不正薬物を検知対象としても、この検知対象の有無を高感度に検出することができる。
【００１４】
また、質量分析判定手段のガス導入側とガス排出側とをバイパス配管でバイパスし、バイパス配管内に導入された大気ガスと質量分析判定手段から排出された大気ガスを吸気ポンプで吸気することで、１台の吸気ポンプで大気ガスを吸気することができる。
【００１５】
また、ガス導入配管内に導入された大気ガスのうち、例えば、９９％以上の大気ガスをバイパス配管を介して流すことで、検知対象から大量のガスを吸気することができ、より高速に大気ガスを出力分析判定手段に供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す不正薬物探知装置の全体構成図である。図１において、不正薬物探知装置は、封書または小包などを含む郵便物や手荷物を探知対象として、この探知対象を収納する収納容器１を備えており、この収納容器１は略円筒状に形成され、上部側には略円錐状に形成された吸気部２が設けられ、底部側には、送気ファン３を中心にその両側にハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂが設置されている。ハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂは、収納容器１内を均一に加熱し、収納容器１内の探知対象を高速に加熱する探知対象加熱手段として構成されている。なお、ハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂを２個設置しているが、ハロゲンヒータとしては、数個でも、１個でも可能である。
【００１７】
送気ファン３は、収納容器１内に大気を供給して、収納容器１内に大気による上昇流を形成させる送気手段として構成されており、探知対象から発生するガス（蒸気）が送気ファン３の回転によって吸気部２側へ送り込まれるようになっている。すなわち、探知対象内の不正薬物の蒸気圧を大きくし、不正薬物から発生するガス（蒸気）の量を増大させるとともに、発生したガスを送気ファン３からの風によって吸気部２側へ送り込むようになっている。
【００１８】
吸気部２には、ガス導入配管５が接続されており、ガス導入配管５の端部はイオン源５０に接続され、ガス導入配管５の管路途中には、処理装置１００のガス導入側とガス排出側とをバイパスするバイパス配管１２が接続されている。吸気部２は、不正薬物によるガスの吸着を避けるために、１５０℃以上にヒータなどにより過熱されているとともに、ガス導入配管５も大気ガスが付着するのを防止するために、１５０℃以上に過熱されている。すなわち、ガス導入配管５は、探知対象から発生したガスを含む大気ガスを収納容器１から導入して過熱するようになっている。
【００１９】
ガス導入配管５のうちバイパス配管１２がガス導入配管５から分岐されたガス分岐部６０にはフィルタ６１が設置されているとともに、フィルタ過熱手段としての過熱用ヒータ６２が設置されている。過熱用ヒータ６２は、処理装置１００から出力されるヒータ過熱信号１２０によって作動し、フィルタ６１を２００℃まで急速過熱するようになっている。ガス導入配管５内に導入された大気ガスは、ガス分岐部６０でイオン源側とバイパス配管側に分かれて流れるようになっている。ここで、ガス導入配管５内に導入された大気ガスの流量を１００としたとき、大気ガスはガス分岐部６０で１の流量の大気ガスがイオン源側に分岐して流れ、９９の流量の大気ガスがバイパス配管１２側に分岐して流れるようになっている。すなわち、収納容器１内の容積を数１０リットルと大きい場合を想定し、収納容器１内の大気ガスを高速に吸気するために、バイパス配管１２内に多量の大気ガスを流し、処理の高速化を図ることとしている。
【００２０】
大気ガスがガス分岐部６０、フィルタ６１を介してバイパス配管１２内に導入される過程では、大気ガスに含まれる不正薬物がフィルタ６１に吸着されるようになっている。すなわちフィルタ６１は大気ガス中のガスを捕集するようになっている。
【００２１】
バイパス配管１２の管路途中には、開閉弁としての電磁弁１３が配置されているとともに、バイパス流量コントローラ３０が設置されている。電磁弁１３は、処理装置１００から出力される開閉制御信号に応答してバイパス配管１２の管路を開閉するようになっている。例えば、ガス分析時に、バイパス配管１２の管路を閉じ、それ以外のときにはバイパス配管１２の管路を開くようになっている。バイパス流量コントローラ３０はバイパス配管１２内を流れる大気ガスの流量を設定流量に自動的に制御するようになっている。さらにバイパス配管１２の管路途中には、ユニオンティ（三叉継手）２０が設置されており、このユニオンティ２０にはイオン源５０のガス排出側に接続された配管１１が接続されており、この配管１１の管路途中にはガス流量コントローラ４０が設置されている。ガス流量コントローラ４０はイオン源５０から排出される大気ガスの流量を設定流量に自動的に制御するようになっている。イオン源５０から排出される余剰ガスとバイパス配管１２内に導入された大気ガスは真空ポンプ１０によって吸気されるようになっている。すなわち、イオン源５０から排出される余剰ガスとバイパス配管１２内に導入された大気ガスがユニオンティ２０で合流し、合流した大気ガスが真空ポンプ１０によって吸気されるようになっている。
【００２２】
イオン源５０には、大気ガスが１リットル／分程度の大気ガスが導入されるようになっており、導入された大気ガスは、高電圧が印加される針電極と引出電極から構成されるコロナ放電領域に導入され、このコロナ放電領域内で正にイオン化され、イオン化されたガスが、処理装置１００内の質量分析計（図示省略）に送り込まれるようになっている。この質量分析計として、例えば、イオンを内部に貯め込むことができるイオントラップ型質量分析計を用いると、ガスの高倍率濃縮を行うことができ、不正薬物のように蒸気圧が極めて低い場合でも、確実にその質量分析を行うことができる。なお、質量分析計としては、四重極質量分析計や磁場型質量分析計を用いることも可能である。そして質量分析計の分析結果は処理装置１００の表示画面上に表示されるようになっている。すなわちイオン源５０、質量分析計を含む処理装置１００は質量分析判定手段として構成されている。
【００２３】
次に、上記構成による不正薬物探知装置の作用について説明する。まず、開閉制御信号１１０をオンにして電磁弁１３を開き、ヒータ過熱信号１２０をオフとし、真空ポンプ１０により、探知対象が収納された収納容器１内から１分間大気ガスを吸引する。この場合、大部分の大気ガスは、ガス導入配管５、ガス分岐部６０、フィルタ６１、バイパス配管１２、電磁弁１３、バイパス流量コントローラ３０、ユニオンティ２０を介して真空ポンプ１０に吸気される。そのあと電磁弁１３をオフにしてバイパス配管１２の管路を閉じ、過熱用ヒータ６２をオンにしてフィルタ６１を過熱する。フィルタ６１には大気ガスに含まれていた不正薬物などのガスが吸着されており、電磁弁１３をオフにしてバイパス配管１２の管路を閉じた状態で、フィルタ６１を急速に２００℃まで過熱すると、フィルタ６１に吸着された不正薬物などのガスがフィルタから脱離し、濃度の高いガスに変化する。ガス分析時に、高濃度の薬物ガスがイオン源５０に供給され、高濃度のガスに対する質量分析が質量分析計によって行われる。この濃縮過程を経たガスが質量分析計に送り込まれると、覚醒剤のような蒸気圧の低いものでも高感度に不正薬物の有無を分析することができる。この濃縮過程は、バイパス配管１２へ大気ガスを流す時間と過熱ヒータ６２の急速加熱の程度に依存するので、探知対象と探知対象に含まれるガスを探知できるまでの時間とを考慮して決めることになる。
【００２４】
例えば、郵便物などのように１００通もの大量の塊の中から不正薬物を探知する場合には、収納容器１内への郵便物のセットを１０秒、収納容器１からの大気ガスの吸気に１分間、フィルタ６１の過熱および質量分析計での分析に１０秒間要するとした場合、合計７０秒となるので、１通当たりの探知時間は０．７秒と非常に短い結果となり、封書などから覚醒剤などの不正薬物を探知する場合でも非常に有効である。
【００２５】
一方、不正薬物が探知されたあとは、フィルタ６１の過熱温度を通常２００℃までの過熱で運用しているが、さらに２５０℃以上に過熱することで、フィルタ６１に付着した不正薬物ガスを完全に脱離させることができ、次の探知対象に対する処理に移行することができる。
【００２６】
本実施形態においては、ハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂ、送気ファン３が探知対象から発生するガスで汚染されるのを避けるために、ハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂ、送気ファン３を吸気部２とは反対側に設置しているため、ハロゲンヒータ４Ａ、４Ｂ、送気ファン３がガスによって汚染されるのを防止することができるとともに、メンテナンスが容易になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、麻薬、覚醒剤など飽和蒸気圧が低い不正薬物を検知対象としても、この検知対象の有無を高感度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す不正薬物探知装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１  収納箱
２  吸気部
３  送気ファン
４Ａ、４Ｂ  ハロゲンヒータ
５  ガス導入配管
１０  真空ポンプ
１２  バイパス配管
１３  電磁弁
５０  イオン源
６０  ガス分岐部
６１  フィルタ
６１  過熱用ヒータ
１００  処理装置
【図１】
2004184304.tif 000003