(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を受け取るように構成された試料導入口を規定する筐体と、
前記試料導入口に近接して配置され、前記筐体により規定される前記試料導入口と流体連結する導入経路を少なくとも部分的に規定する封止部材と、
前記封止部材に対して着座し、前記導入経路を塞ぐ着座部材と、
前記着座部材を少なくとも、前記封止部材と着座係合する第１の位置と前記封止部材と着座係合しない第２の位置との間で移動させる作動部材と、
前記試料導入口に近接して配置され、前記第１の位置において前記封止部材と着座係合する前記着座部材を付勢するための付勢部材と、を有し、
前記付勢部材は、前記筐体によって規定される試料導入口と流体連結する前記導入経路を少なくとも部分的に規定する、試料検出器。
【請求項２】
流体を受け取るように構成された試料導入口を規定する筐体と、
前記試料導入口に近接して配置され、前記筐体により規定される前記試料導入口と流体連結する導入経路を少なくとも部分的に規定する封止部材と、
前記封止部材に対して着座し、前記導入経路を塞ぐ着座部材と、
前記着座部材を少なくとも、前記封止部材と着座係合する第１の位置と前記封止部材と着座係合しない第２の位置との間で移動させる作動部材と、
前記試料導入口に近接して配置され、前記第１の位置において前記封止部材と着座係合する前記着座部材を付勢するための付勢部材と、を有し、
前記試料導入口から離れて配置され、前記封止部材と着座係合しない前記第２の位置における前記着座部材を付勢するための第２の付勢部材をさらに有する、試料検出器。
【請求項３】
流体を受け取るように構成された試料導入口を規定する筐体と、
前記試料導入口に近接して配置され、前記筐体により規定される前記試料導入口と流体連結する導入経路を少なくとも部分的に規定する封止部材と、
前記封止部材に対して着座し、前記導入経路を塞ぐ着座部材と、
前記着座部材を少なくとも、前記封止部材と着座係合する第１の位置と前記封止部材と着座係合しない第２の位置との間で移動させる作動部材と、
前記試料導入口に近接して配置され、前記第１の位置において前記封止部材と着座係合する前記着座部材を付勢するための付勢部材と、を有し、
前記着座部材と結合され、前記着座部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる保持部をさらに有する、試料検出器。
【請求項４】
請求項３記載の試料検出器において、前記保持部は、前記筐体により規定される、試料検出器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の試料検出器において、前記試料導入口は、ピンホール試料導入口を含み、
前記ピンホール試料導入口は、直径が０．１ｍｍ以上、２ｍｍ未満の開口部からなる、試料検出器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の試料検出器において、前記封止部材は、ガスケット、ワッシャーおよびＯリングシールのうちの少なくとも１つを備える、試料検出器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の試料検出器において、前記付勢部材は、前記着座部材を付勢するための磁石およびばねのうちの少なくとも１つを備える、試料検出器。
【請求項８】
流体を受け取るように構成された導入口を規定する筐体内に配置された封止部材であって、前記筐体により規定される前記導入口と流体連結する導入経路を少なくとも部分的に規定する封止部材と、
前記封止部材に対して着座し、前記導入経路を塞ぐ着座部材と、
前記着座部材を少なくとも、前記封止部材と着座係合する第１の位置と前記封止部材と着座係合しない第２の位置との間で移動させる作動部材と、
前記第１の位置において前記封止部材と着座係合する前記着座部材を付勢するための付勢部材と、を有し、
前記付勢部材は、前記筐体によって規定される導入口と流体連結する前記導入経路を少なくとも部分的に規定する、導入口閉口組立体。
【請求項９】
流体を受け取るように構成された導入口を規定する筐体内に配置された封止部材であって、前記筐体により規定される前記導入口と流体連結する導入経路を少なくとも部分的に規定する封止部材と、
前記封止部材に対して着座し、前記導入経路を塞ぐ着座部材と、
前記着座部材を少なくとも、前記封止部材と着座係合する第１の位置と前記封止部材と着座係合しない第２の位置との間で移動させる作動部材と、
前記第１の位置において前記封止部材と着座係合する前記着座部材を付勢するための付勢部材と、を有し、
前記導入口から離れて配置され、前記封止部材と着座係合しいない前記第２の位置における前記着座部材を付勢するための第２の付勢部材をさらに有する、導入口閉口組立体。
【請求項１０】
流体を受け取るように構成された導入口を規定する筐体内に配置された封止部材であって、前記筐体により規定される前記導入口と流体連結する導入経路を少なくとも部分的に規定する封止部材と、
前記封止部材に対して着座し、前記導入経路を塞ぐ着座部材と、
前記着座部材を少なくとも、前記封止部材と着座係合する第１の位置と前記封止部材と着座係合しない第２の位置との間で移動させる作動部材と、
前記第１の位置において前記封止部材と着座係合する前記着座部材を付勢するための付勢部材と、を有し、
前記着座部材と結合され、前記着座部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる保持部をさらに有する、導入口閉口組立体。
【請求項１１】
請求項１０記載の導入口閉口組立体において、前記保持部は、前記筐体により規定される、導入口閉口組立体。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか一項に記載の導入口閉口組立体において、前記封止部材は、ガスケット、ワッシャーおよびＯリングシールのうちの少なくとも１つを備える、導入口閉口組立体。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか一項に記載の導入口閉口組立体において、前記付勢部材は、前記着座部材を付勢するための磁石およびばねのうちの少なくとも１つを備える、導入口閉口組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導入口閉口機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオン移動度分光計は、分子および原子のようなイオン化された物質の分離および同定に用いられる分析技術を参照している。イオン化された物質は、キャリアバッファガス内での移動度に基づき、気相内で同定される。したがって、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）は、物質をイオン化し、生じるイオンが検出器に到達するのに要する時間を測定することで、関心のある試料から物質を同定することができる。イオンの飛行時間は、イオン化された物質の質量および構造に関連する、そのイオンの移動度と関連付けられる。ＩＭＳ検出器の出力は、ピーク高さ対ドリフト時間のスペクトルとして視覚的に表わされる。ある場合には、ＩＭＳ検出は、高温下で（例えば、セ氏１００℃以上で）行われる。別の場合には、ＩＭＳ検出は、加熱無しに行われる。ＩＭＳ検出は、例えば、麻薬、爆発物の検出など、軍事および保安用途のために用いられる。ＩＭＳ検出はまた、実験的な分析用途のため、および、質量分析および液体クロマトグラフィーなどのような検出技術と相補的に用いられる。
【発明の概要】
【０００３】
周辺環境から空気流のような流体を受け取るように構成された導入口を規定する筐体のための導入口閉口組立体が開示されている。導入口閉口組立体は、筐体によって規定される導入口と流体連結する導入経路を規定する封止部材を含む。導入口閉口組立体は、封止部材に対して着座する着座部材を含む。着座部材は、着座方向に導入経路を塞ぐように構成されている。導入口閉口組立体はまた、着座部材を、封止部材と着座係合し、および、着座係合しないように移動させる作動部材を含む。導入口閉口組立体はさらに、着座部材が導入口を塞ぐ位置にあるときに、封止部材と着座係合する着座部材を付勢する付勢部材を含む。付勢部材は、磁石、ばねなどを用いて実装される。
【０００４】
上述した「発明の概要」は、以下の「発明を実施するための形態」で更に説明される簡単な形態での概念の選択を導入するためのものである。この「発明の概要」は、特許請求の範囲の主題の重要な特徴又は基本的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲の主題の範囲を決定する際の補助として用いることを意図するものでもない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の詳細な説明を添付図面につき説明する。図面では、参照符号の最も左側の数字が、この参照符号が最初に現れる図面の番号を表している。以下の説明及び図面での異なる事例における同じ参照符号の使用により、同様な又は同じ要素を表すことができる。
【０００６】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の実装例に係る、導入口と封止部材との間に配置され、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するためのガスケットリングとして構成された磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本開示の実装例に係る、導入口と封止部材との間に配置され、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するためのＯリングとして構成された磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本開示の実装例に係る、導入口と封止部材との間に配置され、封止部材と着座係合する中空の着座部材を付勢するためのガスケットリングとして構成された磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、導入口および封止部材に隣接して配置され、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するための磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図であり、ここで着座部材は、本開示の実装例に係るおりの中に保持されている。
【図１Ｅ】図１Ｅは、導入口と封止部材との間に配置され、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するための磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図であり、ここで着座部材は、本開示の実装例に係るスライドアームを用いて移動される。
【図１Ｆ】図１Ｆは、導入口と封止部材との間に配置され、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するための磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図であり、ここで着座部材は、本開示の実装例に係る、流体通路からなるスライドアームを用いて移動される。
【図１Ｇ】図１Ｇは、導入口と封止部材との間に配置され、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するための磁性の付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図であり、ここで着座部材は、本開示の実装例に係る、２つの異なる導入口を開閉させるためのレバーアームを用いて移動される。
【図１Ｈ】図１Ｈは、本開示の実装例に係る、封止部材と着座係合する着座部材を付勢するためのばね付勢部材を含む導入口閉口組立体を示す部分等角図である。
【図１Ｊ】図１Ｊは、本開示の実装例に係る、導入口と第１の封止部材との間に配置され、第１の封止部材と着座係合しない着座部材を付勢するための第２の磁性の付勢部材とを含む導入口閉口組立体を示す部分等角図である。
【図２Ａ】図２Ａは、試料検出器の作動モジュールと結合可能な制御器を含むシステムの概略図であり、ここで、制御器は、試料検出器の１以上の導入口を開閉させるために作動モジュールの動作を制御するために用いられる。
【図２Ｂ】図２Ｂは、試料検出器と結合可能な制御器を含むシステムの概略図であり、ここで、制御器は、試料検出器の１以上の導入口を開閉させるために作動モジュールの動作を制御するために用いられる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
多くの試料検出器は、乾燥した、あるいは少なくとも実質的には乾燥した、内部動作環境を用いて動作する検出機器を必要とする試料検出技術を採用している。例えば、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）では一般に、分光分析セル内の空気は、例えば、大気よりも乾燥していることが必要である。したがって、ＩＭＳ装置は一般に、ＩＭＳセル、付随する空気パスなどから水蒸気を除去するための技術を採用している。これらの装置構成は、空気式ポンプや、気体および／または液体の吸収剤として用いられる、均一のサイズの小さな穴を含む物質などの乾燥剤（分子ふるい（molecular sieve）と称する）を含むことがある。別の構成では、ＩＭＳ検出器の試料導入口は、蒸気は浸透させる一方、実質的に水がＩＭＳ検出器セルに入るのを防ぐように構成された薄膜を用いた外気とのインタフェースを提供する。
【０００８】
ある場合には、小さな穴（ピンホール（pinholeと称する））が、外気とのインタフェースを提供するために、ＩＭＳ検出器の試料導入口に用いられている。この構成では、ピンホールは、必要に応じて、少量の外気をＩＭＳセル内に引き込むことができる。ピンホールは、検出動作のために用いられている間、開いたまま（例えば、覆われていない）とすることができるが、ＩＭＳ検出器が使用されていないときは、ピンホールを閉じる（封止する）ことが望ましい。ピンホールを封止することは、内部乾燥剤の吸収の加速をもたらす、比較的湿った空気のセル内への拡散を防ぐことができる。試料導入口のピンホールを閉じる１つの技術は、ＩＭＳデバイスの導入口全体を覆うために用いられる、空気封止ガスケットを有するキャップなどの封鎖部材を用いるものである。キャップは、操作者による使用、例えば、キャップを上げたり下げたりするねじり動作により（例えば、キャップはＩＭＳデバイスの導入口に螺入され、連結されている）、封止および非封止とされる。ある場合には、キャップを上下させるための電動の部品のような、ＩＭＳ検出器の導入口の開閉のための自動化された技術が提供される。しかしながら、結果として生じる機構はかさばり、ＩＭＳセルへの外気の流れを妨げ、開閉のためにかなりの量の電力を消費することがある。「ピンホール」試料導入口は、直径が少なくとも０．１ｍｍ、任意的には少なくとも０．２５ｍｍであり、例えば、２ｍｍ未満、例えば、１ｍｍ未満の開口部からなる。ある「ピンホール」試料導入口は、直径が約０．５ｍｍ、例えば、０．３ｍｍから０．７ｍｍの間の開口部からなる。いくつかの例では、開口部は、これらの直径の１つを有する穴として規定され、深さは約３ｍｍである。本開示の文脈において当業者に理解されるように、ピンホール試料導入口は円形である必要はなく、同じ幅を有する他の形状の開口部、あるいは、これらの直径の円形の開口部と同じ断面積を有する開口を用いることもできる。
【０００９】
ＩＭＳ検出器のためのピンホール導入口のような導入口を開いたり（例えば、覆わないようにしたり）、閉じたり（空気圧で封止したり）するための技術が開示されている。ある場合には、ここで開示されている技術は、自動的な開閉手順を促す、自動化されたおよび／または導入口の遠隔操作で用いられる。本開示による技術は、ＩＭＳデバイスの導入口全体を覆う閉口機構と比べて、比較小さいサイズで、低い質量および／または低電力の器具の使用により実装されうる導入口閉口組立体を採用している。実装では、導入口閉口組立体は、導入口を開閉するときにだけ電力を必要として、導入口を自動的に開いたり（覆われないようにしたり）、閉じたり（封止したり）させ、他の場合は、電力なしに、あるいは、実質的に電力なしに、導入口を開位置および／または閉位置に維持することが求められる。さらに、この方法での閉塞あるいは封止は、機械的な衝撃および／または時効効果に対する抵抗となることもある。例えば、閉口機構は、円形のガスケットおよび円形のガスケット内で着座と非着座とが可能な実質的に球体の閉塞物を用いて実装される自己着座閉口構成を含むことができる。
【００１０】
実装では、導入口閉口組立体は、例えば、両方が全体的に、あるいは、少なくとも部分的には、不活性物質、化学抵抗材料、表面処理などを用いて供給される２つの部品からなる機械的に単純な構成を用いて、閉口あるいは封止を提供する。さらに、導入口閉口組立体の構成要素は、高精度な製造技術を必要とせず、経済的に作製可能な単純で幾何学的な形状で構成される。例えば、複数のフェライトボールベアリング、Ｏリング、ワッシャーおよび／またはガスケットがここで開示される機能を提供するために用いることができる。さらに、小さいサイズおよび／または低い質量の構成要素は、小規模のおよび／またはバッテリを動力源とする実装に望ましい、比較的小さく、低電力の作動技術を用いて、導入口の開閉を可能とする。例えば、小さいあるいは小規模のＩＭＳ検出器では、サイズの低減、低質量および／または低消費電力の特徴は、重要な設計検討事項となりうる。しかしながら、この例は、本開示を限定することを意味するものではない。ここで開示される技術は、大きく、携帯型でないデバイスにも用いることができる。
【００１１】
図１Ａから１Ｊを参照すると、導入口閉口組立体１００が開示されている。実装では、導入口閉口組立体１００は、図２Ａおよび２Ｂに示される試料検出器２０２とともに用いられるように構成されるが、他の実装も考慮される。導入口閉口組立体１００は、例えば、イオン化領域／分光分析システムのチャンバーのような試料検出器具類を収容するために用いられる筐体１０２内に与えられる。しかしながら、分光分析システムは、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、導入口閉口組立体１００は、幅広い他のデバイスで用いることができる。筐体１０２は、導入口閉口組立体１００の近接環境から、大気のような流体を受け取るように構成された導入口１０４を規定する。ある場合には、第２の導入口１０４、第３の導入口、あるいは、３以上の導入口のような、複数の導入口が筐体１０２により定義され、導入口閉口組立体１００に含まれる。それぞれの導入口１０４は、例えば、ＩＭＳ検出セルに含まれ、関心のある試料を含む大気を検出セル内に供給するために用いられる。例えば、１または複数の導入口１０４は、ピンホール試料導入口として構成されうる。ある場合には、導入口閉口組立体１００は、導入口１０４に大気を流入および／または流出させる１以上のファンを含むことがあるが、別の場合には、導入口閉口組立体１００にファンが含まれている必要は必ずしもない。ファンが含まれていない場合には、検出セル内で生成された圧力パルスが、（例えば、５秒ごとに一度）導入口１０４から大気を引き込むに用いられる。別の場合には、圧縮ガスおよび／または真空が、導入口１０４から大気を引き込むために用いられる。
【００１２】
導入口閉口組立体１００は、導入口１０４に近接して（例えば、近接近および／または隣接して）位置する封止部材１０６を含む。封止部材１０６は、筐体１０２によって規定される導入口１０４と流体連結する導入経路１０８を、少なくとも部分的に規定する。実装では、封止部材１０６は、ガスケット（例えば、図１Ａおよび１Ｃから１Ｊに示されるように、ガスケットリングあるいは円形のガスケット）、ワッシャー、（図１Ｂに示すような）Ｏリングなどのような、圧縮下で動作する機械的な封止部材として構成されうる。封止部材１０６は、器具の汚染を避けるために選択されうる、不活性物質、化学的抵抗材料、表面処理、表面仕上げなどを用いて構成されうる。例えば、ガスケットとして構成される封止部材１０６は、合成ゴム、フッ素化エチレンプロピレンでコートされたフッ素重合体エラストマー材料などの、不活性のあるいは少なくとも実質的に不活性の物質から構成される。しかしながら、これらの材料は、例示のためだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、低摩擦材料、非反応性材料などを含む他の材料を用いてもよい。さらに、封止部材１０６は、ある場合には、例えば、筐体１０２とともに成形され、筐体１０２に挿入されて成形されるなどして、筐体１０２により完全に、あるいは、少なくとも部分的に規定されてもよい。例えば、ある場合には、封止部材１０６は、筐体１０２内に形成され、導入口１０４を規定してもよい。
【００１３】
導入口閉口組立体１００はまた、封止部材１０６に対して着座し、導入経路１０８を塞ぐように構成された着座部材（例えば、セルフセンタリング着座部材１１０）を含んでいる。例えば、着座部材１１０は、少なくとも一般的には球体であり、着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合しているときに、方向性に依存しない方法で封止部材１０６に対して封止されるように構成されている。ある場合には、着座部材１１０は、フェライト系ステンレス鋼を用いて形成され、（例えば、化学蒸着ポリマーを用いて）めっき、コーティングされたボールベアリングから成る。さらに、着座部材１１０は、中空でもよく、（例えば、図１Ｃに示すように、）大規模デバイスの場合に、着座部材１１０の質量を減らすための中空の構造体を含む。実装では、着座部材１１０は、直径を少なくとも約２ｍｍから０．５インチとすることができる。しかしながら、この範囲は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、他の構成では、着座部材１１０は、上述した範囲より大きくても、小さくてもよい。さらに、一般的な球体形状は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、着座部材１１０として、ローラー、くさび型、弾丸型、頂部が切断された円錐型、長円（例えば、楕円）型などを含む、他の形状を用いることができる。ある場合には、ローラーとして構成された着座部材は、マッチングチャネル内に配置することができる。この構成では、着座部材は、チャネルの長さ方向に沿って規定される長手方向軸に対して必ずしも中心にある必要はない。したがって、ローラーは、（例えば、チャネル内での位置的な変動を成すために、）その回転軸に一致する方向に、導入口１０４の開口よりも幅が広くてもよい。
【００１４】
着座部材１１０はまた、器具の汚染を避けるために選択されうる、不活性物質、化学的抵抗材料、表面加工、表面仕上げなどを用いて構成されてもよい。例えば、ボールベアリングとして構成された着座部材１１０が、化学蒸着ポリマーおよび／またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような、不活性あるいは少なくとも実質的に不活性な物質でコーティングされてもよい。しかしながら、これらの物質は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、低摩擦材料、非反応性材料などを含む他の材料を用いてもよい。ある場合には、着座部材１１０は、全体的にあるいは部分的に、磁性物質を用いて構成されてもよい。
【００１５】
導入口閉口組立体１００はさらに、着座部材１１０と結合され、着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合している（例えば、導入口１０４を覆いおよび／または封止している）位置と、着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合していない（例えば、導入口１０４を覆っていない）別の位置との間を、着座部材１１０が移動できるようにする保持部１１２を含んでいてもよい。実装では、保持部１１２は、着座部材１１０を保持するが、着座部材１１０が導入口１０４を覆ったり、覆わなかったりするために移動できるように、おり、バスケット、フォークなどとして構成されてもよい。例えば、着座部材１１０は、（例えば、図１Ｄに示されるように、）封止のために着座部材１１０の十分に自由な移動を可能とするように構成された、おり構成の中でゆるく保持されていてもよい。この場合には、保持部１１２は、筐体１０２により規定されうる。ある場合には、保持部１１２は、器具の汚染を避けるために選択される、１あるいは複数のプラスチック物質などのような、１あるいは複数の物質から構成されうる。
【００１６】
導入口閉口組立体１００はさらに、着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合している（例えば、導入口１０４を覆いおよび／または封止している）位置と、着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合していない（例えば、導入口１０４を覆っていない）別の位置との間を、着座部材１１０を移動させるための作動部材１１４を含んでいてもよい。ある場合には、作動部材１１４は、（例えば、先述した封止位置と非封止位置との間で）着座部材１１０が移動するように保持部１１２を作動させるために、保持部１１２と結合される。実装では、作動部材１１４は、（例えば、図１Ｅおよび図１Ｆに示すように、）直線状の移動のためのスライドアーム、（例えば、図１Ｇに示すように、）回転状の移動のためのレバーアームとして実装されうる。図１Ｆに示す構成では、作動部材１１４は、作動部材１１４が導入口１０４を覆わないように移動されたときに、流体が導入口１０４に入るように、開口部、導管などの流体通路を規定する。他の実装では、作動部材１１４は、着座部材１１０を移動させるために用いられるトラップドアから成る。作動部材１１４は、種々の方法で作動されうる。例えば、ある特定の場合には、作動部材１１４は、温度変化のような入力に基づいて特定の構成をとるように構成された、形状記憶物質（例えば、形状記憶合金、形状記憶ポリマー）から成る。
【００１７】
ある場合には、作動部材１１４は、機械的に、電磁性的に、圧電駆動的に作動されうる。例えば、作動部材１１４は、作動部材１１４を移動させるためのソレノイドに結合されうる。作動部材１１４はまた、例えば、作動部材１１４を移動させるための、線形あるいは回転電磁石モータおよび／または線形あるいは回転圧電駆動モータと、（例えば、線形あるいは回転モータに結合されたギアを介して、）結合されうる。しかしながら、これらの作動技術は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、他の実装では、作動部材１１４を作動させるために、圧電性ビーム作動技術、空気圧作動技術などの他の技術が用いられてもよい。
【００１８】
作動部材１１４の一部は、筐体１０２の外部に延び、および／または、操作者により手動で作動させるための、筐体１０２の外部の機構に接続されうる。しるし、シンボルおよび／または他のマークが、封止部材１０６に対する着座部材１１０の位置を操作者に警告するために、例えば、試料検出器の筐体の外部に含まれうる。加えて、着座部材１１０の位置および／または作動部材１１４の向きを決定するために、位置を決定するための非接触光センサなどの着座部材１１０の位置を決定するためのセンサを用いたフィードバック機構が実装されうる。位置は、例えば、指示器（例えば、図２Ｂで示される指示器２５８）を用いて、表示される。
【００１９】
実装では、導入口閉口組立体１００は、封止部材１０６と着座係合する着座部材１１０を付勢するために、導入口１０４に近接して配置された付勢部材１１６を含む。付勢部材１１６が導入口１０４と封止部材１０６との間に配置された実装では、付勢部材１１６は、筐体１０２により規定される導入口１０４と流体連結する導入経路１０８を少なくとも部分的に（例えば、封止部材１０６との組み合わせにより）規定する。例えば、付勢部材１１６は、リング状の永久磁石（例えば、希土類磁性磁石）などの磁石として実装され、（例えば、図１Ａから図１Ｃおよび図１Ｅから図１Ｊに示すように、）封止部材１０６と導入口１０４との間に配置されうる。他の構成では、磁性の付勢部材１１６は、（例えば、図１Ｄに示すように、）封止部材１０６に対して導入口１０４の反対側に配置されうる。この構成では、作動部材１１４は、（例えば、先述した封止位置と非封止位置との間で）着座部材１１０を移動させるために付勢部材１１６を作動させるために、付勢部材１１６と結合される。ある場合には、付勢部材１１６は、着座部材１１０を引き付けるように構成されうる。他の場合には、付勢部材１１６は、着座部材１１０に反発するように構成されうる。
【００２０】
付勢部材１１６のために用いられうる磁性材料は、ネオジム鉄ボロン、サマリウムコバルトなどが含まれるが、これに限られるものではない。さらに、ある実装では、動作温度に基づいて磁性材料が選択され、めっき、コーティングなどされる。これらの磁性材料は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。付勢部材１１６は、電磁石として実装される磁石のような、着座部材１１０と相互作用するための磁界を生成するように構成された、他の構成および／または他の技術を用いて与えられてもよい。しかしながら、磁性の付勢部材は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、他の実装では、付勢部材１１６は、（例えば、図１Ｈに示すように、）ばねとして実装されてもよい。この方法では、着座部材１１０は、着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合している状態であるときに、例えば、付勢部材１１６により与えられる磁気力および／またはスプリング力により保持される。したがって、導入口閉口組立体１００に電力が供給されていないとき、導入口１０４は、付勢閉口されうる。付勢部材１１６はまた、着座部材１１０を適所に保持し、突然の移動のショックおよび／または衝撃に抗するために用いられうる。付勢部材１１６により与えられる封止力は乗り越えられ、着座部材１１０は、所望のときに、導入口１０４を非封止とし、導入口１０４に流体（例えば、蒸気試料）を送るために用いられるように、異なる位置に移動させられうる。
【００２１】
ある実装では、導入口閉口組立体１００はさらに、（例えば、図１Ｊに示すように）着座部材１１０が封止部材１０６と着座係合していない別の位置で着座部材１１０を付勢するために、導入口１０４から離れて配置された第２の付勢部材１１８を含む。これらの構成では、導入口閉口組立体１００は、導入口１０４を覆うおよび覆わないときに着座部材１１０を移動させるためだけに電力が必要とされるので、双安定となりうる。さらに、（図１Ｇに示すように、）例えば、作動部材１１４が概ねその中心で旋回するレバーアームとして構成され、２あるいはそれ以上の導入口１０４が別の導入口の鏡像のように構成された機械的リンク機構を用いることで、２つあるいはそれ以上の離れた導入口１０４を同時に覆いおよび覆わないようにすることができる。
【００２２】
図２は、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）システム２００のような分光計システムの説明図である。ここではＩＭＳ検出技術で説明しているが、多様な別の分光計が、本開示の構成、技術およびアプローチから利益を受けうることに留意すべきである。そのような変更を網羅し、含むことが、開示の意図である。ＩＭＳシステム２００は、非加熱（例えば、環境（大気あるいは室内）温度）検出技術を採用する分光計装置を含みうる。例えば、ＩＭＳ２００は、軽量の爆発物検出器として構成されうる。しかしながら、爆発物検出器は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。したがって、本開示の技術は、他の分光計構成に用いられてもよい。例えば、ＩＭＳシステム２００は、化学物質検出器として構成されうる。ＩＭＳシステム２００は、関心のある試料からの物質をイオン化領域／チャンバーに導入するための試料受けポートを有する試料検出器２０２のような、検出デバイスを含む。例えば、試料検出器２０２は、サンプルとされる空気が試料検出器２０２に収容される導入口１０４を含む。例示的な実装では、導入口１０４は、先述したように、筐体１０２により規定されうる。ある実装では、試料検出器２０２は、ＩＭＳ導入口１０４に一列に接続された、ガスクロマトグラフ（不図示）のような別のデバイスを有しうる。
【００２３】
導入口１０４は、様々な試料導入アプローチを採用することができる。ある場合には、空気流が用いられる。別の場合には、ＩＭＳシステム２００は、物質を導入口１０４に引き込むために、様々な流体および／または気体を用いることができる。導入口１０４から物質を引き込むためのアプローチは、ファン、圧縮気体、ドリフト領域／チャンバーを通って流れるドリフトガスにより作りだされた真空などの使用が含まれる。例えば、試料検出器２０２は、周辺環境から空気（例えば、室内空気）がファンを用いて引き込まれるサンプリングラインに接続されうる。空気あるいは他の流体の流れが試料物質のイオン化領域への導入に用いられるが、ＩＭＳシステム２００は、実質的に環境気圧で動作しうる。他の場合には、ＩＭＳシステム２００は、より低い気圧（例えば、環境気圧より低い気圧）で動作しうる。さらに、ＩＭＳシステム２００は、試料源からの物質の導入を成すための他の構成を含みえる。試料の少なくとも一部を蒸発させて（すなわち、その気相に入らせて）、試料の一部を導入口に引き込むことができるように、例えば、ヒータのような脱着装置が、ＩＭＳシステム２００に含まれうる。例えば、試料探針、スワブ、ワイプなどが、表面から関心のある試料を得るために用いられうる。この場合、試料探針は、ＩＭＳシステム２００の導入口１０４に試料を運ぶために用いられうる。ＩＭＳシステム２００は、イオン化領域に入れるために、物質を濃縮するあるいは物質の塊を生成するための事前濃縮器を含みうる。
【００２４】
試料の一部は、小さな開口導入口（すなわち、ピンホール）として構成された導入口１０４を通って、試料検出器２０２の室内容積と流体連結する隔壁を用いて、試料検出器２０２に引き込まれる。例えば、室内容積の内部圧が隔壁の動きにより減少すると、試料の一部が導入口１０４からピンホールを介して試料検出器２０２に運ばれる。ピンホールを通過した後、試料の一部は検出モジュール２０６に入る。検出モジュール２０６は、コロナ放電イオン発生器のような（つまり、コロナ放電点を有する）イオン化源を用いて試料がイオン化されるイオン化領域を含みうる。しかしながら、コロナ放電イオン発生器は、例示のためにだけに与えられたものであり、本開示を限定することを意味するものではない。他のイオン化源の例としては、光イオン化源、エレクトロスプレーイオン化源、マトリックス支援レーザ脱離イオン化源（ＭＡＬＤＩ）、ニッケル６３（Ｎｉ６３）イオン化源などの、放射性および電気的イオン化源を含むが、これに限られるものではない。ある場合には、イオン化源は、関心のある試料から複数のステップで物質をイオン化させることができる。例えば、イオン化源は、次に関心のある物質のイオン化に用いられる、イオン化領域内の気体をイオン化させるコロナを生成することができる。ガスの例には、窒素、水蒸気、空気を含むガスなどを含むが、これに限られるものはない。
【００２５】
実装では、検出モジュール２０６は、ポジティブモード、ネガティブモード、ポジティブモードとネガティブモードとの間で切り換えでの動作が可能である。例えば、ポジティブモードでは、イオン化源は、関心のある試料から正イオンを生成し、一方、ネガティブモードでは、負イオンを生成する。ポジティブモード、ネガティブモード、あるいはポジティブモードとネガティブモードとの間で切り換えでの検出モジュール２０６の動作は、予想される試料のタイプ（例えば、爆発物、麻薬、中毒性工業化学物質）などの、実装上の優先事項に依存する。さらに、イオン化源は、（例えば、試料の導入、ゲートの開放、イベントの発生などに基づき）周期的にパルスを発生されうる。
【００２６】
次に、試料イオンは、電界を用いてゲーティンググリッドに向けられる。ゲーティンググリッドは、試料イオンの小さい塊がドリフト領域に入ることができるように、一瞬開放される。例えば、検出モジュール２０６は、ドリフト領域の導入口の終わりに、電気的シャッターあるいはゲートを含みうる。実装では、ゲートがイオンのドリフト領域の入り口を制御する。例えば、ゲートは、電気的なポテンシャルの差が与えられたあるいは取り除かれたワイヤのメッシュを含みうる。ドリフト領域は、ドリフト領域に沿ってイオンを引き込みための、および／または、通常、ドリフト領域内でゲートの反対側に設けられた検出器にイオンを向けるための電界を印加するために、その長さに沿って間隔を空けて配置された電極（例えば、焦点リング）を有している。ドリフト領域に含まれる電極は、例えば、ドリフト領域内に実質的に均一な電界を印加することができる。試料イオンは、様々なイオンの飛行時間を分析するための分析装置に接続された集電極に収集される。例えば、ドリフト領域の遠端にある収集板が、ドリフト領域を通過したイオンを収集することができる。
【００２７】
ドリフト領域は、ドリフト領域に入れられたイオンを各イオンのイオン移動度に基づいて分離するために用いられうる。イオン移動度は、イオンの電荷、イオンの質量、形状などにより決定される。この方法では、ＩＭＳシステム２００は、飛行時間に基づいてイオンを分離する。ドリフト領域は、ゲートから収集器に伸びる実質的に均一な電界を有する。収集器は、イオンが接触した際にその電荷に基づきイオンを検出する収集板（例えば、ファラデープレート）としうる。実装では、収集板に向かうイオンの進行経路とは一般に反対方向にドリフト領域を流れる、ドリフトガスが供給されうる。例えば、ドリフトガスは、収集板に隣接する位置からゲートに向かって流れることができる。ドリフトガスの例としては、窒素、ヘリウム、大気、再循環された空気（例えば、清浄および／または乾燥された空気）を含みうるが、これに限られるものではない。例えば、イオンの流れの方向とは反対にドリフト領域に沿って空気を循環させるために、ポンプが用いられうる。空気は、例えば、分子篩パックを用いて、乾燥および清浄される。
【００２８】
実装では、試料検出器２０２は、関心のある物質の同定を促進するための様々な構成を含みうる。例えば、試料検出器２０２は、検量体および／またはドーパント成分を含む１あるいはそれ以上のセルを含みうる。検量体は、イオン移動度の測定を校正するために用いられる。ドーパントは、選択的に分子をイオン化するために用いられうる。ドーパントはまた、試料物質と混ぜ合わされ、試料物質だけに対応するイオンよりも効果的に検出することができるイオンを形成するためにイオン化される。ドーパントは、１あるいはそれ以上の導入口１０４、イオン化領域および／またはドリフト領域に供給されうる。試料検出器２０２は、ドーパントを異なる位置に、場合によっては試料検出器２０２の動作中の異なる時点で供給するように構成されうる。試料検出器２０２は、ＩＭＳシステム２００の他の構成要素の動作とドーパントの配送とが連動するように構成されうる。
【００２９】
制御器２５０は、イオンが収集板に到達した際の収集板の電荷の変化を検出する。そして、制御器２５０は、対応するイオンから物質を同定することができる。実装では、制御器２５０はまた、ドリフト領域に沿った異なるイオンの飛行時間のスペクトルを生成するために、ゲートの開放を制御するために用いられる。例えば、制御器２５０は、ゲートに印加される電圧を制御するために用いられる。ゲートの動作は、イベントの発生に応じてなどのように、周期的に起こるように制御される。例えば、制御器２５０は、イベント（コロナ放電）の発生に基づき、また、周期的に、ゲートをどれだけ開閉するかの調整を行うことができる。さらに、制御器２５０は、イオン化源のモード（例えば、検出モジュール２０６がポジティブモードであるか、ネガティブモードであるか）に基づき、ゲートに印加する電気ポテンシャルを切り替えることができる。ある場合には、制御器２５０は、爆発物および／または化学物質の存在を検出し、警告あるいはそのような物質の印を指示器２５８に供給することができるように構成されうる。
【００３０】
実装では、その構成要素のいくつかのあるいは全てを含むＩＭＳシステム２００は、コンピュータのコントロール下で動作することができる。例えば、プロセッサが、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（例えば、固定論理電気回路）、手動処理あるいはそれらの組み合わせを用いて、ここで説明したＩＭＳシステム２００の構成要素および機能を制御するために、ＩＭＳシステム２００に、あるいは、ＩＭＳシステム２００内に含まれうる。ここで用いた「制御器」、「機能」、「サービス」および「論理」という語句は一般的に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、あるいは、ＩＭＳシステム２００の制御に関連するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアの組み合わせを表わす。ソフトウェア実装の場合、モジュール、機能あるいは論理は、プロセッサ（例えば、１または複数のＣＰＵ）上で特定のタスクを実行させるプログラムコードを表わす。プログラムコードは、１あるいはそれ以上のコンピュータ読み取り可能な記憶デバイス（例えば、内部メモリおよび／または１あるいはそれ以上の有形的表現媒体）に記憶されてもよい。ここで説明した構造、機能アプローチおよび技術は、多様なプロセッサを有する市販の多様なコンピュータプラットフォーム上で実装可能である。
【００３１】
例えば、図２Ｂに示すように、試料検出器２０２は、導入口１０４の開閉を制御するために制御器２５０に結合されてもよい。例えば、制御器２５０は、１あるいはそれ以上のソレノイド、線形電磁石モータ、回転電磁石モータ、線形圧電モータ、回転圧電モータ、圧電ビームアクチュエータ、空気圧力アクチュエータなどを含む、作動部材１１４を移動させ、導入口１０４を開閉させるための作動モジュール２０８と結合されてもよい。制御器２５０は、処理モジュール２５２と、通信モジュール２５４と、記憶モジュール２５６とを含んでいてもよい。処理モジュール２５２は、制御器２５０のための処理機能を提供し、プロセッサ、マイクロコントローラあるいは他の処理システムと、制御器２５０により生成あるいはアクセスされるデータおよび他の情報を記憶するための常駐メモリあるいは外部メモリとを含んでいてもよい。処理モジュール２５２は、ここで述べた技術を実装した、１または複数のソフトウェアプログラムを実行する。処理モジュール２５２は、形成される物質により、あるいは、ここで述べた処理メカニズムにより限定されるものではなく、（例えば、電気集積回路（ＩＣ）部品を用いて、）半導体および／またはトランジスタなどにより実装されてもよい。通信モジュール２５４は、試料検出器２０２の構成要素と通信可能となるように構成される。通信モジュール２５４はまた、（例えば、試料検出器２０２から処理モジュール２５２への入力を通信するために、）処理モジュール２５２と通信可能に結合されている。通信モジュール２５４および／または処理モジュール２５２はまた、インターネット、セルラー電話ネットワーク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線ネットワーク、公衆電話ネットワーク、イントラネットなどの様々な異なるネットワークにより通信できるように構成されうるが、これらに限られるものではない。
【００３２】
記憶モジュール２５６は、ここで述べた処理を実行するために、処理モジュール２５２および可能性のある制御器２５０の他の構成要素に指示するためのソフトウェアプログラムおよび／またはコードセグメント、あるいは、他のデータなどの、制御器２５０の動作に付随する様々なデータを記憶する記憶機能を提供する有形のコンピュータ読み取り可能媒体の一例である。したがって、メモリは、ＩＭＳシステム２００（その構成要素を含む）を操作するための指示プログラム、スペクトルデータなどのデータを記憶することができる。単一の記憶モジュールが示されているが、種々のタイプのメモリ（例えば、有形メモリ、固定メモリ）とその組み合わせとが採用可能である。記憶モジュール２５６は、処理モジュール２５２と集積されてもよく、単独型メモリから構成されてもよく、これらの組み合わせでもよい。
【００３３】
記憶モジュール２５６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ（例えば、ＳＤメモリカード、ミニＳＤメモリカードおよび／またはマイクロＳＤメモリカード）、磁気メモリ、光メモリ、ＵＳＢメモリデバイス、ハードディスクメモリ、外部メモリおよび他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むが、これらに限られない。実装では、試料検出器２０２および／または記憶モジュール２５６は、ＳＩＭカード、ＵＳＩＭカード、ＵＩＣＣカードなどにより与えられる、読み取り可能な集積回路カード（ＩＣＣ）メモリを含んでもよい。
【００３４】
実装では、種々の分析デバイスが、ここで開示された構成、技術、アプローチなどを利用することが可能である。したがって、ここではＩＭＳシステム２００を例として説明したが、種々の分析装置が、開示した技術、アプローチ、構成などを利用することができる。これらのデバイスは、制限機能（例えば、薄いデバイス）を備えた、あるいは、頑強な機能（例えば、厚いデバイス）を備えて構成されてもよい。したがって、デバイスの機能は、例えば、処理パワー、メモリ（例えば、データ記憶容量）、分析能力などの、デバイスのソフトウェアあるいはハードウェア資源に関連する。
【００３５】
本発明を、構造上の特徴と方法論的作用との双方又は何れか一方に特有の言語で説明したが、特許請求の範囲に規定した本発明は必ずしも上述した特有の特徴又は作用に限定されるものではない。種々の構成が説明されているが、装置、システム、サブシステム、コンポーネントなどは、この開示から逸脱することなく種々の方法で構成することができる。むしろ、これらの特徴及び作用は、特許請求の範囲に開示した発明を実行する例示的形態として開示したものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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