(57)【要約】【課題】大気圧化学イオン化技術において、試料の微量成分のイオン化を効率的に行える技術の提供。【解決手段】先端にコロナ放電を生じる針電極に対向して設ける対向電極を、該針電極の中心軸との交差部に貫通孔を有する構成とし、該貫通孔を通して試料蒸気が上記針電極側のコロナ放電部に供給されるとき、該針電極の先端部近傍での流速が該貫通孔により局部的に増加して該コロナ放電部に供給されイオン化される構成とする。【選択図】  図１
2004354339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電部に供給される試料蒸気をイオン化して爆発物を探知する爆発物探知装置であって、
電圧印加により先端にコロナ放電を生じる針電極と、
上記針電極に対向して配され、該針電極の中心軸との交差部に貫通孔を有する対向電極と、
を備え、上記貫通孔を通して上記試料蒸気を上記針電極側のコロナ放電部に供給するとき、該貫通孔により該針電極の先端部近傍での流速が局部的に増加した状態で該コロナ放電部に供給され、イオン化されるようにした構成を特徴とする爆発物探知装置。
【請求項２】
上記対向電極は、上記貫通孔の孔径が約１×１０−３ｍ以上、約４×１０−３ｍ以下の範囲とされた構成である請求項１に記載の爆発物探知装置。
【請求項３】
上記対向電極は、上記貫通孔の大きさを、上記コロナ放電による窒素酸化物イオンＮＯ３−の生成量が減少し、酸素イオンＯ２−の生成量が増大する大きさとされた構成である請求項１に記載の爆発物探知装置。
【請求項４】
上記対向電極は、上記貫通孔の大きさを、該貫通孔へ流入される上記試料蒸気の流量を一定とするとき、上記コロナ放電による酸素イオンＯ２−の生成量が最大となるようにされた構成である請求項１に記載の爆発物探知装置。
【請求項５】
上記対向電極は、上記貫通孔の大きさが可変な構成である請求項１に記載の爆発物探知装置。
【請求項６】
大気圧下で試料蒸気をコロナ放電部でイオン化し分析を行う大気圧化学イオン化法であって、
上記試料蒸気を生成する第１のステップと
上記試料蒸気を対向電極の貫通孔を通し、該対向電極と針電極との間のコロナ放電部に、該針電極の先端部近傍での流速を局部的に増加させた状態で供給する第２のステップと、
上記供給された試料蒸気をコロナ放電によりイオン化する第３のステップと、
を経て、上記試料蒸気の分析を行うことを特徴とする大気圧化学イオン化法。
【請求項７】
上記第２のステップでは、上記第３のステップにおいて上記コロナ放電による窒素酸化物イオンＮＯ３−の生成量が減少し、酸素イオンＯ２−の生成量が増大するように、上記貫通孔により上記流速を調整される請求項６に記載の大気圧化学イオン化法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧化学イオン化法（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）（以下、ＡＰＣＩ法という。）を用いた分析技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＰＣＩ法は、大気圧下で行われる化学イオン化法の一種で、高電圧を印加した電極によるコロナ放電で生成される反応イオンと、気化させた試料（蒸気試料）とを化学反応させることで、試料をイオン化する手法である。該ＡＰＣＩ法の技術は、気体や液体中の微量成分をイオン化し、これを質量分析計により高感度に検出することに用いられている。
本発明に関連した従来技術としては、特開平１１−２７３６１５号公報（特許文献１）や特開２００１−９３４６１号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特開平１１−２７３６１５号公報には、針電極と第１電極を有するイオン発生部で１次イオンを発生し、該第１電極と第２電極との間の混合部で該１次イオンと試料ガスを混合して該試料ガスをイオン化し、これを質量分析部に導くようにした構成が記載されている。また、特開２００１−９３４６１号公報には、針電極先端のコロナ放電領域への試料の導入方向とコロナ放電で生じたイオンの引出し方向とを対向させた構成が記載されている。コロナ放電領域に導入する試料の流速は、該試料の流量を増やすことで増大させる旨記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２７３６１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−９３４６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のうち特開平１１−２７３６１５号公報記載の技術では、１次イオン発生用のガスとしてアルゴンガスやキセノンガス等を用いるため、装置に対するボンベの装着が不可欠となり、このため、装置のコスト、寸法及び重量の増大につながり易く、さらには、装置の保守・点検のための項目も増加してしまうおそれもある。また、特開２００１−９３４６１号公報記載の技術では、コロナ放電領域における試料の所定の流速の確保を、試料の流量の調整で行う必要があり、流速が流量に依存する。このため、例えば試料の流量が少ない場合には上記所定の流速を確保できなくなるおそれもあるし、また、試料の流量を増加させた場合、試料が大気によって希釈され、試料のイオン生成効率が低下するおそれもある。
本発明の課題点は、かかる従来技術の状況に鑑み、大気圧化学イオン化技術において、小型・軽量かつ低コストの装置で試料の微量成分のイオン化を効率的に行い、該イオンを高感度に検出できるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、大気圧化学イオン化技術として、先端にコロナ放電を生じる針電極に対向して設ける対向電極を、該針電極の中心軸との交差部に貫通孔を有する構成とし、該貫通孔を通して試料蒸気が上記針電極側のコロナ放電部に供給されるとき、該針電極の先端部近傍での流速が該貫通孔により局部的に増加して該コロナ放電部に供給されイオン化される構成とする。
具体的には、上記技術に基づく大気圧化学イオン化の方法と、応用装置としての爆発物探知装置を提案する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図１０は、本発明の実施例の説明図である。図１は本発明の大気圧イオン化法技術の原理的説明図、図２〜図４は、大気圧化学イオン化法の実験結果、図５〜図１０は、本発明の実施例としてのワイピング型爆発物探知装置の説明図である。
図１において、６ａはコロナ放電を発生する針電極、６ｃ、６ｄはコロナ放電領域、５は、針電極６ａに対向して配された対向電極、１００は、対向電極５の、針電極６ａの中心軸との交差部に設けられた略円形の貫通孔、ｄは貫通孔１００の孔径である。対象の試料としての蒸気は貫通孔１００を通して針電極６ａ側のコロナ放電領域６ｃ、６ｄに供給される。貫通孔１００の孔径ｄは、針電極６ａの先端部近傍での試料の流速が局部的に増加する大きさとされている。かかる構成において、例えば、針電極６ａの先端には−２ｋＶ、対向電極５には−３００Ｖの電圧を印加することで、針電極６ａの先端にコロナ放電が発生されるものとする。該コロナ放電により、以下の各反応式の反応が行われる。
【０００７】
（１）酸素イオンＯ２−の生成
【０００８】
Ｏ２＋ｅ−→Ｏ２−                                  …（化１）
図１中、６ｃは、該生成される酸素イオンＯ２−の濃度が高いコロナ放電領域（領域Ｉ）である。
（２）ＮＯが生成
上記コロナ放電では、中間体であるＮＯも生成される。
【０００９】
Ｎ２＋Ｏ２→２ＮＯ                                …（化２）
図１中、６ｄは、該生成されるＮＯの濃度が高いコロナ放電領域（領域ＩＩ）である。
（３）ＮＯ３−の生成
上記コロナ放電領域（領域ＩＩ）６ｄではＮＯ３−が生成される。
【００１０】
ＮＯ＋Ｏ２−→ＮＯ３−                              …（化３）
上記化２、化３により、上記化１で生成された酸素イオンＯ２−は減少する。該酸素イオンＯ２−は、検出対象の試料Ｍに対して反応イオンとして働き、該試料Ｍに対し電荷を与える。
（４）試料イオンＭ−の生成
【００１１】
Ｍ＋Ｏ２−→Ｍ−＋Ｏ２                              …（化４）
試料イオンＭ−は、−３００Ｖの電圧が印加された対向電極５による電界により引き出され、質量分析計へと入り込み、質量フィルタリングされる。
【００１２】
上記のように、上記領域Ｉ６ｃに対する試料の導入方向と、電界によりイオンを引き出す方向とを対向させることにより、領域Ｉ６ｃにおける中間体ＮＯの存在時間が短くなり、その結果、上記化２、化３の反応がそれぞれ抑制され、Ｏ２−が増加し、化４による対象とする試料ＭのイオンＭ−の生成効率が向上する。
本発明では、対象とする試料が、吸引される大気により希釈されないように試料の導入流量を一定に保ちながら、対向電極５の貫通孔１００によりすなわち該貫通孔１００の大きさ（孔径ｄ）を適正値に選ぶことにより、針電極６ａの近傍での流速を局部的に増加させて、上記化２及びか３の反応を効率的に抑制し、試料Ｍのイオン生成量を向上させるようにしている。
【００１３】
図２〜図４は、上記化１、化３、化４についての実験結果を示す。図２は、化１による酸素イオンＯ２−生成の実験結果例、図３は、化３によるＮＯ３−イオン生成の実験結果例、図４は、化４による試料ＭのイオンＭ−についての実験結果例である。それぞれ、横軸に試料の導入流量をとり、縦軸にイオン強度信号値をとり、パラメータとして、対向電極５（図１）の貫通孔１００（図１）の孔径ｄを、１×１０−３ｍから４×１０−３ｍの間で変化させてある。試料Ｍには、爆発性を有するニトロ化合物であるＤＮＴ（Ｄｉｎｉｔｒｏｔｏｌｕｅｎｅ）（ジニトロトルエン）を用いた。以下、図２〜図４の説明中で各要素には図１の構成における符号を用いるとする。
【００１４】
図３の実験結果から明らかなように、試料導入流量を増加させていくと、ＮＯ３−イオンの生成量は減少する。また、試料導入流量を一定にしながら、対向電極５の貫通孔１００の孔径を、４×１０−３ｍ、３×１０−３ｍ、２×１０−３ｍと小さくすると、針電極６ａの近傍での流速が局部的に増大し、上記化２と上記化３の反応が抑制され、その結果として、ＮＯ３−イオンの生成量が減少する。しかしながら、貫通孔１００の孔径が２×１０−３ｍより小さい範囲では、ＮＯ３−イオン生成量の抑制効果が低下する傾向にある。該現象は、該貫通孔１００の孔径の縮小化によって、針電極６ａ先端と対向電極５の貫通孔１００の孔の偏心によるイオン透過率が劣化することと、針電極６ａ近傍での流速の局部的増大により、ＮＯ３−イオンの流体としての動きが支配的になることとの両方に起因する。
【００１５】
また、図２及び図４の実験結果から明らかなように、Ｏ２−イオン生成量とＭ−イオン生成量に関しては、ともに低流量域では増加する傾向にあり、その後の中流量域では各イオン生成量がある一定のピーク値を保ち、高流量域では減少する傾向にある。各イオン生成量の低流量域、中流量域、高流量域における各値は、対向電極５の貫通孔１００の孔径によって異なり、貫通孔１００の孔径を、４×１０−３ｍ、３×１０−３ｍ、２×１０−３ｍと小さくすると、イオン生成量が一定ピーク値である中流量域は低流量側にシフトしていき、Ｏ２−イオン生成量とＭ−イオン生成量のピーク値は増加する。これは、試料導入流量を増すと、ＮＯ３−イオンの生成が抑制されて、対象とする試料Ｍのイオン生成効率が増加するとともに、試料が大気によって希釈されるため、試料Ｍのイオン生成効率が低下していることによる。低流量域では、試料Ｍが大気によって希釈されることよりもＮＯ３−イオンの生成が抑制されないことが支配的であるため、試料Ｍのイオン生成効率が低下する。中流量域では、ＮＯ３−イオン生成が抑制され、Ｏ２−イオン生成量が最大となり、かつ、試料Ｍが大気によって希釈されていく効果が少ないため、試料Ｍのイオン生成効率が向上している。さらに、中流量域において、対向電極５の貫通孔１００の孔径を小径化していくと、ＮＯ３−イオンの生成が抑制され、かかる両効果から、さらにＭ−イオンが効率良く生成される。また、高流量域では、ＮＯ３−イオンの生成が抑制されることよりも、試料Ｍが大気によって希釈されていくことが支配的なため、試料Ｍのイオン生成効率が低下している。しかしながら、実験結果によると、対向電極５の貫通孔１００の孔径を１×１０−３ｍとすると、Ｏ２−イオンの生成量とＭ−イオンの生成量のピーク値が急激に減少する。これは、貫通孔１００の孔径の減少化によって、針電極６ａ先端と対向電極５の貫通孔１００の孔の偏心によりイオン透過率が減少することと、針電極６ａ近傍における流速の局部的増加により、Ｏ２−イオンとＭ−イオンの流体としての動きが支配的になることの両方に起因する。
【００１６】
以上の実験結果から、中流量域において、針電極６ａと対向電極５の貫通孔１００の孔径を小径化することにより、針電極６ａの近傍での流速が局部的に増大し、化２と化３の反応が効率良く抑制されることと、試料Ｍが希釈されないこととの相乗的効果によりＭ−イオン生成効率が向上する。例えば、図２、図３に示すように、試料の導入流量を、０．５Ｌ／ｍｉｎ付近の中流量域とし、対向電極５の貫通孔１００の孔径を２×１０−３ｍと小さくすると、ＮＯ３−イオン生成量は少なくなり、かつ、Ｏ２−イオン生成量のピーク値が最大となるため、図４のようにＭ−イオンの生成効率が最大となる。
【００１７】
図５〜図１０は、上記図１〜図４で説明した大気圧化学イオン化法の技術を用いた本発明の実施例としてのワイピング型爆発物探知装置の説明図である。図５は本発明の実施例としてのワイピング型爆発物探知装置の構成例図、図６は、図５の構成における電圧印加状態を示す図、図７は、爆発物の質量電荷比（ｍ／ｚ）のデータベース作成方法の説明図、図８は、爆発物の探知閾値のデータベース作成方法の説明図、図９は、図５のワイピング型爆発物探知装置の外観図、図１０は、図５のワイピング型爆発物探知装置の運用例を示す図である。
【００１８】
本発明の実施例としてのワイピング型爆発物探知装置は、微粒子状の爆発物をワイプ材１ａで拭取ることにより、試料１ｃが濃縮され、爆発物の中でも比較的低蒸気圧成分であるＲＤＸ（Ｃｙｃｌｏｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｒｉｎｉｔｒｏａｍｉｎｅ）（シクロトリメチレントリニトロアミン）も検出可能な構成になっている。
図５、図６のワイピング型爆発物探知装置では、対向電極５の貫通孔１００（図１）の孔径は約２×１０−３ｍとしてある。
【００１９】
図５において、被検体１ｂに微量付着した試料１ｃを、ワイプ材１ａにより拭取り採取する。試料１ｃの付着したワイプ材１ａは、ランプ２ａとガラス２ｂとリミットスイッチ３から成る試料導入部に挿入される。ワイプ材１ａの挿入は、リミットスイッチ３によりモニタされ、挿入トリガ信号が計算機１６に送信される。挿入トリガ信号を受けた計算機１６は、リミットスイッチ３を閉じ、ランプ２ａに対して数ｓ間通電する。ランプ２ａからの輻射熱により、ワイプ材１ａに付着した試料１ｃは、急速に１００゜Ｃ付近まで加熱されて効率良く気化される。気化された試料１ｃは、排気管７とダイヤフラムポンプ９とマスフローコントローラ８により試料導入流量を低流量の０．５Ｌ／ｍｉｎ程度に制御されながら吸引される。吸引された試料１ｃは、大気中に含まれる塵埃を除去するためのフィルタ４を通過する。塵埃は、第１細孔電極１０ａの細孔詰まりの原因となるため、フィルタ４での塵埃除去は装置の保守間隔を長くするのに有効である。一般に、ニトロ系化合物は飽和蒸気圧が低いため、金属壁面に吸着し易い特性を有している。このため、フィルタ４をカートリッジヒータ等で約１５０゜Ｃにまで過熱することにより試料の吸着を防止する。
【００２０】
フィルタ４を通過した試料１ｃは、大気圧室２４を通過し、−３００Ｖの電圧が印加された対向電極５に到達する。対向電極５を通過した試料１ｃは、−２ｋＶの電圧が印加されコロナ放電を発生している針電極６ａと対向する方向に流れる。電極ホルダ６ｂにより絶縁固定された針電極６ａの近傍では、上記化１の反応が発生し、反応イオンである酸素イオンＯ２−の濃度が高くなっている。また、対向電極５の貫通孔１００の孔径は約２×１０−３ｍとされ、針電極６ａの近傍での流速が最適範囲となるようにされているため、試料のイオンは効率的に生成される。反応イオンである酸素イオンＯ２−を電荷キャリアとして電子を受け取った試料１ｃは、上記化４の反応によりイオン化される。
【００２１】
イオン化された試料１ｃは、−３００Ｖの電圧が印加された引出電極５による電界によって引き出され、さらに−４０Ｖの電圧が印加された第１細孔電極１０ａに向かって加速される。第１細孔電極１０ａの孔径は数百ミクロン、孔の長さは約８×１０−３ｍであり、スプリットフロー型ターボ分子ポンプ１８とダイヤフラムポンプ１９の性能と到達真空度仕様とで一義的に決まる孔径及び孔長である。第１細孔電極１０ａはヒータによって約１５０゜Ｃにまで局部的に加熱される。該加熱によって、上記ニトロ系化合物の吸着が防止されるとともに、水分子のクラスタイオンによるノイズイオン成分も除去される。
【００２２】
第１細孔電極１０ａを通過した試料１ｃのイオンは、差動排気室２２に入る。差動排気室２２は、スプリットフロー型ターボ分子ポンプ１８とダイヤフラムポンプ１９により、差動排気ポート２０から真空排気されて約１０ｐａに到達している。差動排気室２２を通過した試料１ｃのイオンは、−２０Ｖが印加された第２細孔電極１０ｂに向かってさらに加速される。第２細孔電極１０ｂの孔径は数百ミクロン、孔長は約５００×１０−６ｍであり、第１細孔電極１０ａと同様、スプリットフロー型ターボ分子ポンプ１８とダイヤフラムポンプ１９の性能と到達真空度仕様で一義的に決まる孔径と孔長である。第２細孔電極１０ｂを通過した試料１ｃのイオンは、高真空室２３に入る。高真空室２３は、スプリットフロー型ターボ分子ポンプ１８とダイヤフラムポンプ１９により、真空排気ポート２１から真空排気されて約１０Ｍｐａに達する。ターボ分子ポンプの粗引きポンプとしては、オイルフリーのダイヤフラムポンプ１９をターボ分子ポンプの粗引きポンプとして用いる。
【００２３】
高真空室２３に入った試料１ｃのイオン軌道は、静電レンズ１１によって収束され、四重極ポール１２の中心軸に入射する。静電レンズ１１は３枚の電極から構成されるＥｉｎｚｅｌ  Ｌｅｎｓ方式などを用いる。Ｅｉｎｚｅｌ  Ｌｅｎｓは、両端の電極には＋３００Ｖの電圧を、中心の電極には＋２０Ｖの電圧を印加することで、イオン軌道を収束させ、イオン透過率を向上させるようにしている。四重極ポール１２の中心軸に入射した試料１ｃのイオンは、四重極ポール１２に印加された高周波電圧によって、ある一定の質量数のイオンが螺旋軌道で通過するように高周波電圧が制御されることにより質量フィルタリングされて、コンバージョンダイノード１３ａに到達する。コンバージョンダイノード１３ａは、イオン数を電子数に変換する。イオンはコンバージョンダイノード１３ａによって電子に変換され、さらに２次電子増倍管１３ｂにより、電子数が約１０６倍で増倍され、発生した微弱電流信号がアンプ１４により増幅される。電流出力は、ＡＤコンバータ１５によりデジタル値に変換され、計算機１６にイオン強度信号値として記録される。
【００２４】
計算機１６には、ワイピング型爆発物探知装置２９で計測される爆発物の質量電荷比（ｍ／ｚ）と探知閾値のデータベースが記録されている。計算機１６は、データベースに記録されている質量数のイオンが検出されるように、四重極ポール１２に印加する高周波電圧を順次制御しながらイオン強度信号値を記録する。また、計算機１６は、計測されたイオン強度信号値が設定された探知閾値を越えた場合に、警告アラームを音声的もしくは視覚的に発する機能を具備している。
【００２５】
図７は、爆発物の質量電荷比（ｍ／ｚ）のデータベース作成方法の説明図、図８は、爆発物の探知閾値のデータベース作成方法の説明図である。
図７は、爆発性のニトロ化合物であるＴＮＴ（Ｔｒｉｎｉｔｒｏｔｏｌｕｅｎｅ）（トリニトロトルエン）の微粒子をランプで過熱させたときのマススペクトラムを示す。２２７ｍ／ｚと１８１ｍ／ｚに有意なスペクトルが測定される。２２７ｍ／ｚスペクトラムは、ＴＮＴ分子から電子１個が脱離したＴＮＴ分子の親イオン［Ｃ６Ｈ２（ＣＨ３）（ＮＯ２）３］−である。１８１ｍ／ｚスペクトラムは、ＴＮＴ分子からニトロ基１個が脱離した分子から電子１個が脱離したフラグメンテーションイオン［Ｃ６Ｈ２（ＣＨ３）（ＮＯ２）２］−である。かかる両イオンのスペクトラムから、ＴＮＴの質量電荷比（ｍ／ｚ）データベースとして、２２７（ｍ／ｚ）と１８１（ｍ／ｚ）が登録される。
【００２６】
図８は、ＴＮＴの質量電荷比ｍ／ｚデータベースである２２７ｍ／ｚと１８１ｍ／ｚに質量フィルタリング命令値を固定し、ＴＮＴの微粒子をランプ過熱させたときのクロマトグラム計測結果である。Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｓｔａｒｔ前の大気吸引時のバックグランドデータ５０点を各質量電荷比ｍ／ｚで計測し、標準偏差値σと平均値Ａを計算する。σとＡから探知閾値を以下の数１によって計算する。
【００２７】
閾値＝Ａ＋ｎσ                                    …（数１）
ここで、ｎは閾値高さで、通常探知では５以上とする。
上記数１の計算結果を探知閾値のデータベースとして登録する。探知感度を上げる必要がある場合、ｎの値を減少させる。ただし、ｎの値を減少させると、イオン強度信号値が閾値を越える回数が確率的に増加するため、探知誤報が増加する。探知誤報を減少させるには、複数回連続で閾値を越えた場合に探知警報を出すようにしたり、親イオンとフラグメンテーションイオンが同時に閾値を越えた場合に探知警報を出すようにしたりすると有効である。
【００２８】
図９は、図５のワイピング型爆発物探知装置２９の外観例を示す図である。
ワイピング型爆発物探知装置２９は航空貨物分別、搭乗客の検査、各重要施設などでの使用が想定されため、容易に移動・設置・機器立上げ・機器立下げができることが好ましい。一般に質量分析装置は重量が大きくなる傾向にある。従って、大人一人で持ち運びが可能なように、専用台車方式、キャスター方式、分割筐体方式などを採用すると有効である。
【００２９】
図１０は、図５のワイピング型爆発物探知装置の運用例を示す図である。本発明のワイピング型爆発物探知装置は、航空貨物分別、搭乗客の検査、各重要施設などで用いられることが想定される。本運用例は、特に空港での搭乗客の手荷物検査に、本発明のワイピング型爆発物探知装置２９を適用した場合である。
図１０において、例えば、手荷物のような被検体１ｂを所持した披検者２５が、金属探知ゲート等のゲート型探知装置２６を通過する前に、被検体１ｂを検査者２７に手渡す。被検者２５はゲート型探知装置２６を通過し、身に着けた所持品の検査を受ける。その間に検査者２７は、被検体１ｂに対してワイプ材１ａを用いて拭取りを行う。拭取りに際して、取っ手部分など頻繁に被検者２５が触れる部分を拭取る。次に、検査者２７は、拭取り後のワイプ材１ａをワイピング型爆発物探知装置２９の挿入口に挿入する。挿入後、自動的に探知が開始され、検査者２７は計算機１６のアラーム表示または音声アラームを確認する。本図１０に示したように、探知スループットを向上させるため、ワイピング型爆発物探知装置２９を２台以上とし、検査者を２名以上として、並行して探知作業を行うと有効である。ワイピング型爆発物探知装置２９に関して、１回の探知時間（拭取行為、ワイプ材挿入行為、ランプ加熱、探知操作終了までの合計時間）として、約３０ｓが予想されるため、ワイピング型爆発物探知装置２９を２台以上として、検査者を２名以上とし場合、探知スループットが大幅に向上する見通しである。
【００３０】
上記本発明の実施例によれば、大気圧化学イオン化法を用いる試料の分析技術において、分析する試料が希釈されないように試料の導入流量を変えないでも、対向電極の貫通孔の大きさにより針電極近傍のコロナ放電領域での試料の流速を局部的に増加させることができ、その結果、ＮＯ３−イオンの生成を抑制することで、試料Ｍのイオン生成効率を一層向上させることが可能となる。このため、小型・軽量かつ低コストの装置で試料の微量成分のイオン化を効率的に行い、該イオンを高感度に検出することができ、爆発物などを容易かつ確実に探知することが可能となる。
【００３１】
なお、上記実施例では、対向電極５の貫通孔１００（図１）は略円形であって、その孔径は約２×１０−３ｍとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば約１×１０−３ｍ〜約４×１０−３ｍの範囲の他の値であってもよい。また、該貫通孔１００は、該孔径を変えるなどその大きさを変えられる構造としてもよい。さらに、貫通孔１００の形状は略円形に限定されない。
【００３２】
また、本発明のイオン化法技術は、オンライン型爆発探知装置に応用することも可能である。被検体に微量付着した爆発物からは室温においても、微量が気化しており、これを直接吸引することにより、探知を行うことも可能となる。オンライン型爆発探知装置においては、上記ワイピング型爆発物探知装置２９で必要な拭取り、ワイプ材挿入、ランプ加熱が不要となるため、リアルタイムの高速探知が可能であり、高スループットの探知が可能となる。また、フレキシブル性のあるホース式の吸引機構を併せて具備することにより、移動が困難な被検体へは該吸引機構を近づけることで探知作業が容易となる。また、該オンライン型爆発探知装置は、上記実施例のワイピング型爆発物探知装置２９と同様に、航空貨物分別、搭乗客の検査、各重要施設などで用いられることが想定され、かかる場で運用された場合にもリアルタイム探知により、例えば約５ｓ／１被検体以上の高スループットを発揮できる見通しである。該該オンライン型爆発探知装置と上記実施例のワイピング型爆発物探知装置２９とを組合わせて併用する運用形態も考えられる。この場合、例えばオンライン型爆発探知装置により、一次探知を行い、該一次探知にて爆発物が検出された被検体につき、さらに、ワイピング型爆発物探知装置２９により高感度の二次探知を実施する。該一次、二次の一連の探知により、探知の信頼性向上を図ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、大気圧化学イオン化法を用いて、小型・軽量かつ低コストの装置で試料の微量成分のイオン化を効率的に行い、該イオンを高感度に検出できる結果、爆発物などを容易かつ確実に探知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の大気圧イオン化法技術の原理的説明図である。
【図２】酸素イオンＯ２−生成の実験結果例を示す図である。
【図３】ＮＯ３−イオン生成の実験結果例を示す図である。
【図４】試料Ｍのイオンについての実験結果例を示す図である。
【図５】本発明の実施例としてのワイピング型爆発物探知装置の構成例を示す図である。
【図６】図５の構成における電圧印加状態を示す図である。
【図７】爆発物の質量電荷比のデータベース作成方法の説明図である。
【図８】爆発物の探知閾値のデータベース作成方法の説明図である。
【図９】図５のワイピング型爆発物探知装置の外観例を示す図である。
【図１０】図５のワイピング型爆発物探知装置の運用例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ…ワイプ材、  １ｂ…被検体、  １ｃ…試料、  ２ａ…ランプ、  ３…リミットスイッチ、  ４…フィルタ、  ５…対向電極、６ａ…針電極、  ６ｃ、６ｄ…コロナ放電領域、  ８…マスフローコントローラ、  ９…ダイヤフラムポンプ、  １０ａ…第１細孔電極、  １０ｂ…第２細孔電極、  １１…静電レンズ、１２…四重極ポール、  １３ａ…コンバージョンダイノード、  １３ｂ…２次電子増倍管、  １４…アンプ、  １５…ＡＤコンバータ、  １６…計算機、  １７…真空チャンバ、  １８…スプリットフロー型ターボ分子ポンプ、  １９…ダイヤフラムポンプ、  ２０…差動排気ポート、  ２１…真空排気ポート、  ２２…差動排気室、  ２３…高真空室、  ２４…大気圧室、  ２５…被検者、  ２６…ゲート型探知器、  ２７、２８…検査者、  ２９…ワイピング型爆発物探知装置、  １００…対向電極の貫通孔、  ｄ…貫通孔の孔径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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