(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
関連区域内の異なる場所に位置決めされ、１種又はそれよりも多いガスの存在、濃度、又はその両方を検出する機能を各々が有する複数の多種ガス分析デバイスであって、多種ガス分析デバイスの各々が、該多種ガス分析デバイスから該多種ガス分析デバイスの近くまで延びる複数のサンプリングチューブに流体結合される、多種ガス分析デバイスと、
前記複数の多種ガス分析デバイスの各々に通信的に結合されたデータ及び制御センターと、
を含み、
前記データ及び制御センターは、実行された時に該データ及び制御センターが
前記複数の多種ガス分析デバイスからの示度をモニタし、かつ
いずれかの示度が１種又はそれよりも多い汚染物質の存在を示す場合に、前記複数の多種ガス分析デバイスからの該示度に基づいて該汚染物質の発生源を識別する、
ことを可能にする論理部を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記関連区域に位置決めされ、かつ前記データ及び／又は制御センターに通信的に結合された少なくとも１つの流速計を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各流速計が、対応する多種ガス分析デバイスと対にされることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各流速計が、複数の多種ガス分析デバイスと対にされることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
複数の流速計が、各多種ガス分析デバイスと対にされることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの流速計は、少なくとも空気速度及び方向を測定することができることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの流速計は、空気温度、空気圧、及び湿度を更に測定することができることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記データ及び制御センターは、前記関連区域内のトポロジーに関するデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記関連区域は、屋内であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記データ及び制御センターは、前記関連区域の通気システムに通信的に結合され、かつ該通気システムの作動を制御することができることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの多種ガス分析デバイスが、該多種ガス分析デバイスがフィルタを通って流れる空気をサンプリングすることができるように該フィルタに流体結合されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
各サンプリングチューブが、吸着トラップを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記関連区域は、屋外であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の多種ガス分析デバイスの各々が、前記関連区域内の処理施設の近くに位置決めされることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記データ及び制御センターは、各処理施設に通信的に結合され、かつ該処理施設の作動を制御することができることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの多種ガス分析デバイスが、該多種ガス分析デバイスから関連の前記処理施設内の又はその近くの地点まで延びる１つ又はそれよりも多くのサンプリングチューブに流体結合されることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の多種ガス分析デバイスの少なくとも１つが、
基板と、
流体入口及び流体出口を有し、かつ前記基板に装着されたガスクロマトグラフと、
流体入口及び流体出口を有し、かつ前記基板に装着された検出器アレイであって、該検出器アレイの該流体入口が、前記ガスクロマトグラフの前記流体出口に流体結合された前記検出器アレイと、
前記ガスクロマトグラフと前記検出器アレイとに結合され、該ガスクロマトグラフ及び該検出器アレイと通信することができる制御回路と、
前記検出器アレイと前記制御回路とに結合され、該制御回路及び該検出器アレイと通信することができる読取回路と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
１種又はそれよりも多い指定されたガスの存在、濃度、又はその両方を検出する機能を各々が有する複数の多種ガス分析デバイスを関連区域内の異なる場所に位置決めする段階であって、多種ガス分析デバイスの各々が、該多種ガス分析デバイスから該多種ガス分析デバイスの近くまで延びる複数のサンプリングチューブに流体結合される、段階と、
前記複数の多種ガス分析デバイスの各々にデータ及び制御センターを通信的に結合する段階と、
前記複数の多種ガス分析デバイスの出力をモニタする段階と、
前記複数のガス分析デバイスのうちのいずれかが、指定されたガスの存在及び／又は異常濃度を検出した場合に、該複数の該多種ガス分析デバイスの前記出力に基づいて、前記１種又はそれよりも多い指定されたガスの発生源を識別する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記関連区域に少なくとも１つの流速計を位置決めし、該少なくとも１つの流速計を前記データ及び制御センターに通信的に結合する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各流速計が、対応する多種ガス分析デバイスと対にされることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各流速計が、複数の多種ガス分析デバイスと対にされることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
複数の流速計が、各多種ガス分析デバイスと対にされることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの流速計は、少なくとも空気速度及び方向を測定することができることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記流速計は、空気温度、空気圧、及び湿度を更に測定することができることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記関連区域からのトポロジーデータを前記データ及び制御センターに格納する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記関連区域は、屋内であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記データ及び制御センターが通気システムの作動を制御することができるように、該データ及び制御センターを前記関連区域の該通気システムに通信的に結合する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
少なくとも１つの多種ガス分析デバイスが、該多種ガス分析デバイスがフィルタを通って流れる空気をサンプリングすることができるように該フィルタに流体結合されることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
各サンプリングチューブが、吸着トラップを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項３０】
前記関連区域は、屋外であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記関連区域内に１又は複数の処理施設があり、前記複数の多種ガス分析デバイスの各々が、対応する処理施設の近くに位置決めされることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項３２】
前記データ及び制御センターは、各処理施設に通信的に結合され、かつ該処理施設の作動を制御することができることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも１つの多種ガス分析デバイスが、該多種ガス分析デバイスから前記対応する処理施設内の又はその近くの地点まで延びる１つ又はそれよりも多くのサンプリングチューブに流体結合されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の多種ガス分析デバイスの少なくとも１つが、
基板と、
流体入口及び流体出口を有し、かつ前記基板に装着されたガスクロマトグラフと、
流体入口及び流体出口を有し、かつ前記基板に装着された検出器アレイであって、該検出器アレイの該流体入口が、前記ガスクロマトグラフの前記流体出口に流体結合された前記検出器アレイと、
前記ガスクロマトグラフと前記検出器アレイとに結合され、該ガスクロマトグラフ及び該検出器アレイと通信することができる制御回路と、
前記検出器アレイと前記制御回路とに結合され、該制御回路及び該検出器アレイと通信することができる読取回路と、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権の主張〕
本出願は、２０１３年２月２８日出願の米国特許仮出願第６１／７７０，９７８号及び２０１４年２月２６日出願の米国特許出願第１４／１９０，８１６号に対する「特許協力協定（ＰＣＴ）」の条項８の下での優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般的にガス分析ネットワークに関し、特に、しかし、限定的にではなく、雰囲気モニタリングと能動制御及び対応とのための実時間現場ガス分析ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
図１Ａ〜図１Ｂは、実時間ガス分析のための装置及び方法の実施形態を示している。図１Ａは、多種ガスクロマトグラフィー／質量分析計（ＧＣ／ＭＳ）システムを用いた方法を示している。従来のＧＣ／ＭＳシステムは、直接的なガス分析に向けて現場設置することができず、すなわち、領域１〜４のような着目領域に空気入口を設けるために特殊なガスサンプリングパイプが使用される。各ガスサンプリングパイプは、そのそれぞれの領域からサンプリングされたガスを中央実験室内に留まる対応するＧＣ／ＭＳシステムに搬送する。ＧＣ／ＭＳシステムは、多種ガス分析に優れた検出感度及び特異性を与えることができるが、そのような設定は、維持することがかなり高価である可能性がある。
【０００４】
図１Ｂは、コストを低減するために使用することができる代替方法を示している。直接ガス検出に向けて領域１〜４のような特定の領域において簡単な携帯一種ガス検出器が使用される。検出されたガス濃度は、次いで、データセンターで収集されて格納される。一部の実施形態において、一種ガス検出器は、多種ガスを別々に検出することができず、その場の他のガスの相互干渉に絶えず悩まされる可能性もある。これら及び他の特性は、図示の構成を能動雰囲気モニタリング及び制御に向けて信頼性の高いガス濃度情報を取得するのに不適切なものにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第２００９／０３０８１３６号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２０１１／０００５３００号明細書
【特許文献３】米国特許公開第２０１１／００２３５８１号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２０１１／０２５９０８１号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２０１２／００９０３７８号明細書
【０００６】
別途指定しない限り様々な図を通して類似の参照番号が類似の部分を指す以下の図を参照して本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】ガスモニタリングシステムの実施形態の概略図である。
【図１Ｂ】ガスモニタリングシステムの実施形態の概略図である。
【図２Ａ】屋内ガスモニタリング及び制御システムの実施形態の概略図である。
【図２Ｂ】屋内ガスモニタリング及び制御システムの実施形態の概略図である。
【図２Ｃ】屋内ガスモニタリング及び制御システムの実施形態の概略図である。
【図３Ａ】屋外ガスモニタリング及び制御システムの実施形態の概略図である。
【図３Ｂ】屋外ガスモニタリング及び制御システムの実施形態の概略図である。
【図４】屋内又は屋外ガスモニタリング及び制御システムを設定して作動させるための工程の実施形態の流れ図である。
【図５Ａ】図２〜図３の屋内及び屋外ガスモニタリング及び制御システムに対して使用することができる多種ガス分析システムの実施形態の概略側面図である。
【図５Ｂ】図２〜図３の屋内及び屋外ガスモニタリング及び制御システムに対して使用することができる多種ガス分析システムの実施形態の概略平面図である。
【図６Ａ】図２〜図３の屋内及び屋外ガスモニタリング及び制御システムに対して使用することができる多種ガス分析システムの他の実施形態の概略平面図である。
【図６Ｂ】図２〜図３の屋内及び屋外ガスモニタリング及び制御システムに対して使用することができる多種ガス分析システムの他の実施形態の概略平面図である。
【図７】図２〜図３の屋内及び屋外ガスモニタリング及び制御システムに対して使用することができる多種ガス分析システムの他の実施形態の概略図である。
【図８】図２〜図３の屋内及び屋外ガスモニタリング及び制御システムに対して使用することができる多種ガス分析システムの他の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
雰囲気モニタリング、並びに能動制御及び対応のための実時間現場ガス分析ネットワークのための装置、システム、及び方法の実施形態を説明する。これらの実施形態の完全な理解をもたらすために特定の詳細内容を説明するが、当業者は、本発明を説明する詳細内容のうちの１つ又はそれよりも多くを用いずに又は他の方法、構成要素、材料、その他を用いて実施することができることを認識するであろう。一部の事例では、公知の構造、材料、又は作動を示さず又は記載しないが、それにも関わらず、これらは、本発明の範囲に包含されている。
【０００９】
本明細書を通じて「一実施形態」又は「実施形態」への参照は、説明する特徴、構造、又は特性を少なくとも１つの説明する実施形態に含めることができることを意味し、従って、「一実施形態では」又は「実施形態では」の出現は、全てが必ずしも同じ実施形態を参照しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又はそれよりも多くの実施形態にあらゆる適切な方式で組み合わせることができる。
【００１０】
下記では、現場多種ガス分析デバイスのネットワークを任意的な流速計との組合せに用いて、雰囲気品質の実時間モニタリング及び制御の実施形態を開示している。これらの実施形態は、様々な屋内又は屋外の環境設定に適用することができる。例えば、半導体施設では、半導体処理技術が４０ｎｍノードよりも小さいと空気に浮遊分子汚染（ＡＭＣ）がデバイスの収量に影響を及ぼすことで重要になる無塵室のＡＭＣの不在を確実にするために、これらの実施形態を使用することができる。鉄鋼製造施設では、コークス炉ガス副成物の漏れ及び工程の最適化をモニタするために、これらの実施形態を使用することができる。石油化学施設では、漏れガスを識別して漏れ発生源を位置付けることを行うために、これらの実施形態を使用することができ、それによって即時警報及び緊急応答対策を与えることができる。
【００１１】
図２Ａは、半導体製作施設、公共建築物、その他のような屋内用途のための環境モニタリング及び制御システム２００の実施形態を示している。複数のガス分析デバイスと流速計とで構成されるシステムは、ガス濃度及び空気流又は風速及びその方向をモニタするための実時間ガス分析ネットワークを形成するように様々な屋内地点に位置決めされる。ガス分析デバイス及び存在する場合に流速計は、実時間データ通信及び制御に向けて制御／切断／情報センターにリンクされる。
【００１２】
システム２００では、建築物のような閉鎖施設２０２内の地点に１つ又はそれよりも多くの多種ガス分析デバイス（多種ガス検出器又はＭＧＤとも呼ぶ）が設けられる。本明細書では建築物として説明するが、他の実施形態において、施設２０２は、建築物の部分集合、例えば、建築物内の部屋又は閉鎖空間とすることができ、更に他の実施形態において、複数の建築物を含むことができる。建築物２０２は、第１の床面２０４及び第２の床面２０６のような複数の床面を有することができ、各床面は、いずれかのタイプの処理機器又は処理施設を有することができ、図示の実施形態において、第１の床面２０４は処理施設２１０を有し、第２の床面２０６は処理施設２１２を有する。他の実施形態において、当然ながら図示のものよりも多いか又は少ない床面が存在することができ、全ての床面が処理施設を含む必要はなく、各床面は、図示のものよりも多いか又は少ない処理施設を有することができ、処理施設は、図示とは異なって位置決めすることができる。
【００１３】
図示の実施形態において、建築物の異なる床面上にＭＧＤが位置決めされており、ＭＧＤ１〜３が第１の床面２０４上に、ＭＧＤ４〜５が第２の床面２０６上に位置決めされている。これらのＭＧＤが設けられる各床面上では、ＭＧＤを垂直方向に床面から天井までのいずれかの場所に位置決めすることができ、与えられた床面上の全てのＭＧＤは、同じ垂直位置を有することができるが、そうでなくてもよい。ＭＧＤ６のようなＭＧＤは、建築物２０２の屋外、例えば、通気孔の近くに位置決めすることができる。屋内にあるＭＧＤ（ＭＧＤ１〜ＭＧＤ５）が施設の内側で汚染を検出した場合に、屋外ＭＧＤ６は、いずれかの汚染物質が施設から漏れるか又は進入しているかを見極めるのに役立たせることができる。
【００１４】
多種ガス検出器ＭＧＤ１〜ＭＧＤ６は、有機又は無機ガス化合物、並びに現場モニタリングにおいて着目するガスの組合せ（有機又は無機ガス化合物）を検出する機能を有する。一実施形態において、ＭＧＤのうちの１つ又はそれよりも多くは、図５Ａ〜図８に関連付けて以下に説明するマイクロ予備濃縮器（マイクロＰＣ）と、マイクロガスクロマトグラフィー（マイクロＧＣ）と、多種ガス検出のための検出器アレイとの組合せを利用する小型ガス分析システムとすることができる。
【００１５】
任意的に、建築物内の空気の流量、流速、及び流れ方向、並びに温度、湿度、及び圧力のような他の空気特性に関する情報を取得するために、１つ又はそれよりも多くの流速計を建築物２０２内に設置することができる。図示の実施形態において、各ＭＧＤは流速計と対にされ、ＭＧＤと流速計の間に１対１の対応が存在する（すなわち、各ＭＧＤは、対応する流速計を有する）。例えば、ＭＧＤ１は流速計Ａ１と対にされ、ＭＧＤ２は流速計Ａ２と対にされ、以降同じく続く。しかし、システム２００の他の実施形態において、多種ガス検出器と流速計の間の対応は、１対１の代わりに多対１とすることができる。多対１の対応は双方向に適用することができ、一部の実施形態において、各多種ガス検出器は、複数の流速計と対にすることができるが、他の実施形態において、各流速計は、複数の多種ガス検出器と対にすることができる。
【００１６】
図示の実施形態において、各流速計が、それに対応するＭＧＤの直近で空気の速度、方向、その他を測定するように、全てのＭＧＤが隣接の流速計を有する。しかし、他の実施形態において、そうである必要はなく、流速計が存在する場合に、これらの流速計が、建築物内のＭＧＤの直近以外の場所で速度、方向、その他を測定するように、流速計をＭＧＤから離して位置決めすることができる。
【００１７】
多種ガス検出器ＭＧＤ１〜ＭＧＤ６、及び存在する場合に流速計Ａ１〜Ａ６は、有線又は無線の通信を通してデータ／制御センターに通信的に結合される。全てのＭＧＤ及び存在する場合に流速計は、同じ手法でデータ／制御センターに通信的に結合する必要はなく、いくつかを有線で、その他を無線で通信的に結合することができる。ＭＧＤ及び流速計をデータセンターに通信的に結合することにより、これらの計器は、データ及び制御センターに実時間データ及び更新情報を提供することができる。
【００１８】
データ及び制御センター内の１つ又はそれよりも多くのサーバは、ＭＧＤ及び流速計からの示度を収集及び分析し、施設内の異なる地点での現場ガス濃度を決定する。データ及び制御センターは、情報分析、データストレージ、及び対応する末端システムのフィードバック及び制御を提供することができる。制御センターは、ＭＧＤからのガス濃度データを空気流、風速、その他、及び周囲の障害物（又は地勢）と合わせて分析し、着目区域全体の実時間ガス濃度分布マップを導出する。データセンターは、汚染物質の異常増大又はガス漏れがあるか否かを決定することができ、即時警報を発することができ、かつ空気の品質変化をもたらしている可能性がある特定の機械又はパイプのような地点を識別することができる。
【００１９】
ＭＧＤ及び存在する場合に流速計に通信的に結合されるのに加えて、データ及び制御センターは、建築物２０２内の処理施設２１０及び２１２、又はこれらの処理施設内の特定の構成要素に有線又は無線リンクによって通信的に結合することができる。更に、データ及び制御センターは、建築物の通気システム及び緊急対応チームに通信的に結合することができる。
【００２０】
建築物２０２内の処理施設２１０及び２１２、又はこれらの処理施設内の要素に通信的に結合される場合に、データ及び制御システムは、ガス漏れが発生している処理施設又は機械を決定し、漏れを低減するか又は止めるためにシステムを停止することができる。例えば、制御センターは、仕様を外れていると決定された施設又はシステムにリンクすることができ、制御センターは、これらの施設又はシステムを最良の工程収量をもたらす最適な状態に戻すように遠隔的に調節することができる。通気システムにリンクされた場合に、データ及び制御センターは、汚染物質ガスの増大に起因して発生する可能性があるいずれかの破局的な事象又は結果を防止するように、通気システム又はポンプ、送風機、個々の通気孔、ダクト栓、他の通気システム内の特定の要素を制御することができる。
【００２１】
緊急対応システムにリンクされた場合に、データ及び制御センターは、汚染物質検出時に即時警報及び対応する対策を与えることができる。次いで、データ及び制御センターは、対応チームに通知し、このチームを汚染発生サイトに誘導することができる。対応チームは、更に別の検査及び確認に向けて異常ガス発生サイトに人員を送ることができ、かつこれらの検査及び確認の内容を閉ループデータ分析検証及び改善に向けて制御センターにフィードバックすることができる。
【００２２】
図２Ｂは、屋内用途のための環境モニタリング及び制御システムの別の実施形態２２５を示している。システム２２５は、殆どの点において特徴及び機能がシステム２００と同様である。システム２２５と２００の間の主な相違点は、システム２２５では、各ＭＧＤが、建築物の外側からの流入空気又は建築物を出る流出空気をフィルタリングするために使用することができる異なる空気フィルタの出口又はその近くに設けられる点である。一実施形態において、フィルタは、建築物２０２の空気品質／通気システムの一部であるが、他の実施形態において、フィルタは、建築物に関するか否かに関わらず、別のシステムの一部とすることができる。システム２２５では、各フィルタは、ＭＧＤの上方に位置決めされるが、他の実施形態において、フィルタを上方に位置決めする必要はなく、その代わりにＭＧＤの下方又は側面に位置決めすることができる。ＭＧＤ６のようなＭＧＤは、建築物２０２の外面上、例えば、通気孔２０８を通って建築物を出る場所の近くに位置決めすることができる。フィルタＦ６は、建築物２０２を出る空気をフィルタリングするために通気孔２０８の上に位置決めすることができ、ＭＧＤ６は、いずれかの汚染物質が施設から漏れているか否か、その結果、フィルタＦ６が交換を必要とするか否かを見極めるのに役立たせることができる。ＭＧＤ５のようなＭＧＤは、建築物２０２の屋内、例えば、空気が通気制御システムから空気入口を通って建築物２０２に進入する地点又はその近くに位置決めすることができる。フィルタＦ５は、建築物２０２に進入する外側の空気から汚染物質をフィルタリングするように位置決めすることができ、ＭＧＤ５は、いずれかの汚染物質が施設に進入しているか否か、その結果、フィルタＦ５が交換を必要とするか否かを見極めるのに役立たせることができる。
【００２３】
図示の実施形態において、全てのＭＧＤは、対応する空気フィルタに結合され、すなわち、ＭＧＤとフィルタの間に１対１の対応があり、ＭＧＤ１はフィルタＦ１に結合され、ＭＧＤ２はフィルタＦ２に結合され、以降同じく続く。しかし、他の実施形態において、対応は、１対１の代わりに多対１とすることができ、フィルタ毎に１つよりも多いＭＧＤが存在するか又はＭＧＤ毎に１つよりも多いフィルタが存在することができる。システム２００の場合と同様に、システム２２５においても、任意的にＭＧＤは、図示のように１対１対応を有するように、又はＭＧＤ対流速計又は流速計対ＭＧＤの多対１対応を有するように流速計と対にすることができる。
【００２４】
システム２２５では、各ＭＧＤは、対応するフィルタを通過する空気の排出品質をモニタすることができる。汚染物質（例えば、揮発性有機化合物又はＶＯＣ）の濃度がいずれかのＭＧＤ上で閾値よりも大きいと、少なくとも１つのＭＧＤがもはや良好にフィルタリングをしておらず、交換することを必要とする特定のフィルタであると決定することができることになる。この方式は、不要なフィルタ交換を有意に低減し、従って、交換コストを最底限に抑制することになる。
【００２５】
図２Ｃは、屋内用途のための環境モニタリング及び制御システムの別の実施形態２５０を示している。システム２５０は、殆どの点において特徴及び機能がシステム２００と同様である。システム２５０と２００の間の主な相違点は、システム２５０では、各ＭＧＤが、ＭＧＤの個々の領域の異なる地点まで延ばされた複数のサンプリングチューブを含む点である。例えば、ＭＧＤ４は、一端がＭＧＤ４に結合され、空気を引き込むサンプリング端部である他端がＭＧＤ４から離れるように延びる複数のサンプリングチューブ２５２を含む。図示のシステム２５０の実施形態において、各ＭＧＤは、６つのサンプリングチューブに結合されるが、他の実施形態において、各ＭＧＤは、それよりも多いか又は少ないサンプリングチューブに結合することができ、全てのＭＧＤが同数のサンプリングチューブを有する必要はない。
【００２６】
各サンプリングチューブ２５２は、サンプリングチューブによって収集された空気が通って流れることができる吸着トラップ２５４のようなＶＯＣ又はガスサンプリング器を含むことができる。この方式は、より特定性の高い地点においてより高い空間カバレージ密度で空気をサンプリングすることを可能にする。サンプル収集及び分析は、複数のモードとすることができる。ＭＧＤ４では、全てのサンプリングチューブ２５２が吸着トラップを含むが、他の実施形態において、部分的なチューブしか吸着トラップを含まない場合があり、又はいかなるチューブも全く吸着トラップを含まない場合がある。更に、全てのＭＧＤが吸着トラップを含む必要があるわけではなく、ＭＧＤがこれらを含む場合に、他のＭＧＤと同数の吸着トラップを含む必要はない。
【００２７】
吸着トラップ２５４を持たない実施形態において、空気のサンプリングは、全てのチューブから空気を同時に収集することによって行うことができ、サンプルは、ＭＧＤによって分析することができ、それによって１つのＭＧＤによって含まれる区域の全汚染物質濃度が提供されることになる。別のモードでは、空気サンプリング及び分析は、各サンプリングチューブに対して連続して行うことができ（例えば、第１のチューブをサンプリングして分析し、第１のサンプリングチューブの地点での汚染物質濃度を決定し、更に他のサンプリングチューブに対して繰り返す）、それによって各特定の地点でのより詳細な汚染物質濃度が提供されることになる。吸着トラップ２５４を有する実施形態において、空気サンプリングは、同時に行うことができ、汚染物質は、各吸着トラップによって別々に収集される。次いで、個々の分析のための連続分析に向けて、各吸着トラップ内の汚染物質をＭＧＤに脱着させることができる。
【００２８】
図３Ａは、石油化学工場及び鋼鉄コークス炉のような用途に対して有利とすることができる屋外モニタリング及び制御システムの実施形態３００を示している。システム３００は、殆どの点においてシステム２００と同様であり、多種ガス分析デバイス及び流速計が様々な地点に位置決めされ、ガス濃度及び空気流又は風速及びその方向をモニタするための実時間ガス分析ネットワークを形成する。ガス分析デバイス及び／又は流速計は、実時間データ通信及び制御に向けて制御／切断／情報センターにリンクされる。
【００２９】
システム３００では、石油化学工場のような屋外施設を取り囲む着目領域３０２内の地点に１つ又はそれよりも多くの多種ガス分析デバイス（多種ガス検出器又はＭＧＤとも呼ぶ）が設けられる。着目領域３０２内には、処理施設１〜５が位置決めされる。他の実施形態において、当然ながら図示のものよりも多いか又は少ない処理施設が存在することができ、処理施設を図示とは異なって位置決めすることができる。
【００３０】
図示の実施形態において、ＭＧＤは、関連区域又は着目領域３０２内の処理施設の近くに位置決めされ、ＭＧＤ１〜５は処理施設１〜５に近い。何処に設けられる場合にも、ＭＧＤは、垂直方向に床面から処理施設よりも大きいいずれかの高さまでのいずれかの場所に位置決めされ、与えられた領域３０２内の全てのＭＧＤが同じ垂直位置を有することができるが、そうでなくてもよい。ＭＧＤ６のようなＭＧＤは、着目領域３０２の外側に位置決めすることができる。着目領域３０２の内側のＭＧＤ（ＭＧＤ１〜ＭＧＤ５）が着目領域の内側で汚染を検出した場合に、領域外ＭＧＤ６は、いずれかの汚染物質が着目領域から流れ出るか否かを見極めるのに役立たせることができる。システム３００に使用されるＭＧＤは、システム２００に使用されるＭＧＤと同じ特性及び機能を有することができる。
【００３１】
任意的に、関連区域３０２内の空気流量、速度、及び方向、並びに温度、湿度、及び圧力のような他の特性に関する情報を取得するために、１つ又はそれよりも多くの流速計をこの区域内に設置することができる。図示の実施形態において、各ＭＧＤは流速計と対にされ、ＭＧＤと流速計の間の１対１対応がある（すなわち、各ＭＧＤは対応する流速計を有する）。例えば、ＭＧＤ１は流速計Ａ１と対にされ、ＭＧＤ２は流速計Ａ２と対にされ、以降同じく続く。しかし、システム２００の他の実施形態において、多種ガス検出器と流速計の間の対応は、１対１の代わりに多対１とすることができる。多対１対応は、双方向に適用することができ、一部の実施形態において、各ＭＧＤを複数の流速計と対にすることができるが、他の実施形態において、各流速計を複数のＭＧＤと対にすることができる。
【００３２】
図示の実施形態において、各流速計が、それに対応するＭＧＤの直近で空気の速度、方向、その他を測定するように、全てのＭＧＤが隣接の流速計を有する。しかし、他の実施形態において、そうである必要はなく、流速計が存在する場合に、これらの流速計が、ＭＧＤの直近以外の場所で速度、方向、その他を測定するように、流速計をＭＧＤから離して位置決めすることができる。
【００３３】
多種ガス検出器ＭＧＤ１〜ＭＧＤ６、及び存在する場合に流速計Ａ１〜Ａ６は、有線又は無線の通信を通してデータ／制御センターに通信的に結合される。全てのＭＧＤ及び存在する場合に流速計は、同じ手法でデータ／制御センターに通信的に結合する必要はなく、いくつかを有線で、その他を無線で通信的に結合することができる。ＭＧＤ及び流速計をデータセンターに通信的に結合することにより、これらの計器は、データ及び制御センターに実時間データ及び更新情報を提供することができる。
【００３４】
システム２００の場合と同様に、データ及び制御センター内の１つ又はそれよりも多くのサーバは、ＭＧＤ及び流速計からの示度を収集及び分析し、着目領域内の異なる地点での実時間現場ガス濃度を決定し、情報分析、データストレージ、及び対応する末端システムのフィードバック及び制御を提供する。制御センターは、ネットワーク内の分散デバイスからのガス濃度データを空気流又は風速、及び周囲の障害物（又は地勢）と合わせて分析し、着目区域全体の実時間ガス濃度分布マップを導出する。データセンターは、汚染物質の異常増大又はガス漏れがあるか否かを決定することができ、即時警報を発することができ、かつ空気の品質変化をもたらしている可能性がある機械又はパイプのような地点を識別することができる。制御センターは、雰囲気品質を決定することができ、かつガス漏れ地点、及びこの地点が関係区域内にあるか否かを識別することができ、それによってこの場合に不正警報が防止される。
【００３５】
ＭＧＤ及び存在する場合に流速計に通信的に結合されるのに加えて、データ及び制御センターは、区域３０２内の処理施設１〜５に有線又は無線リンクによって通信的に結合することができ、更に、緊急対応チームに通信的に結合することができる。システム２００の場合と同様に、システム３００では、データ及び制御センターは、建築物２０２内の処理施設２１０及び２１２、又はこれらの処理施設内のガス漏れを発生させている構成要素に通信的に結合することができ、漏れを低減又は止めるためにシステムを停止することができる。例えば、制御センターは、仕様外れと決定された施設又はシステムにリンクすることができ、制御センターは、これらの施設又はシステムを最良の工程収量をもたらす最適な状態に戻すように調節することができる（遠隔的に）。
【００３６】
制御センターは、緊急対応システムとリンクし、即時警報及び対応する対策を与えることができる。次いで、データ及び制御センターは、対応チームに通知し、このチームを汚染発生サイトに誘導することができる。対応する対策チームは、更に別の検査及び確認に向けて異常ガス発生サイトに人員を送ることができ、更にこれらの検査及び確認の内容を閉ループデータ分析検証及び改善に向けて制御センターにフィードバックすることができる。
【００３７】
製造工場の異なる地点又は着目地点での実時間現場ガス濃度を用いて、データセンターは、風情報及び建築物／障害物又は周囲の地勢に基づいて同期ガス分布を連続的に決定し、特定のガスのいずれかの異常増大又は有害ガス漏れが存在するか否かを決定することができる。データセンターによって識別される生産効率の低下に対応する可能性がある特定ガスの異常増大に対して、制御センターは、システムが最適な状態に戻ることを確実にするために、特定の施設の作動を直接に制御することができる。有害なガス漏れに対応する可能性がある特定ガスの異常増大に対して、制御センターは、ガス濃度分布データマップに基づいてガス漏れの地点又は発生源を識別し、次いで、必要な警報を与え、対応チームを問題サイトに誘導することができる。
【００３８】
図３Ｂは、屋外用途のための環境モニタリング及び制御システムの別の実施形態３５０を示している。システム３５０は、殆どの点において特徴及び機能がシステム３００と同様である。システム３５０と３００の間の主な相違点は、システム３５０では、各ＭＧＤが、それに関連付けられる処理施設内又はその近くに延びることができる複数のサンプリングチューブを含む点である。例えば、ＭＧＤ２は、一端がＭＧＤ２に結合され、空気を引き込むサンプリング端部である他端が処理施設２内又はその近くに延びる複数のサンプリングチューブ３５２を含む。システム３５０の図示の実施形態において、ＭＧＤ２は、３つのサンプリングチューブに結合されるが、各ＭＧＤは、それよりも多いか又は少ないサンプリングチューブに結合することができ、システム３５０内の全てのＭＧＤが同数のサンプリングチューブを有する必要はない。
【００３９】
各サンプリングチューブ３５２は、サンプリングチューブによって収集された空気が通って流れることができる吸着トラップ３５４のようなＶＯＣサンプリング器を含むことができる。この方式は、より特定性の高い地点においてより高い空間カバレージ密度で空気をサンプリングすることを可能にする。サンプル収集及び分析は、複数のモードとすることができる。ＭＧＤ４では、全てのサンプリングチューブ２５２が吸着トラップを含むが、他の実施形態において、部分的なチューブしか吸着トラップを含まない場合があり、又はいかなるチューブも全く吸着トラップを含まない場合がある。更に、全てのＭＧＤが吸着トラップを含む必要があるわけではなく、ＭＧＤがこれらを含む場合に、他のＭＧＤと同数の吸着トラップを含む必要はない。
【００４０】
吸着トラップ３５４を持たない実施形態において、空気のサンプリングは、全てのチューブから空気を同時に収集することによって行うことができ、ＭＧＤを用いてサンプルが分析され、それによって１つのＭＧＤによって含まれる区域の全汚染物質濃度が提供されることになる。別のモードでは、空気サンプリング及び分析は、各サンプリングチューブに対して連続して行うことができ（例えば、第１のチューブをサンプリングして分析し、第１のサンプリングチューブの地点での汚染物質濃度を決定し、更に他のサンプリングチューブに対して繰り返す）、それによって各特定の地点でのより詳細な汚染物質濃度が提供されることになる。吸着トラップ３５４を有する実施形態において、空気サンプリングは、同時に行うことができ、汚染物質は、各吸着トラップによって別々に収集される。次いで、個々の分析のための連続分析に向けて、各吸着トラップ内の汚染物質をＭＧＤに脱着させることができる。
【００４１】
図４は、システム２００及び３００のようなガス分析システムを設定して作動させるための工程４００の実施形態を示している。そのような設定は、最適な製造効率及び収率産出、並びに過剰な廃棄副成物排出又は有毒ガスの漏れの警報をもたらすためのターゲットを定めた雰囲気モニタリング及び制御に向けて、半導体製造工場、ディスプレイ製造、ＰＣＢ工場、鉄鋼コークス炉プラント、及び石油化学プラントといった業種に適用することができる（しかし、これらの業種によって限定されない）。
【００４２】
工程は、ブロック４０２で始まる。ブロック４０４において、屋内又は屋外に関わらず、着目領域が識別される。ブロック４０６において、工程は、着目区域における可能なガス汚染物質又は関係するガスに関する空間及び地理的な分布情報、並びに着目領域内の障害物及び他の物体に関する地勢情報に対して分析を行う。
【００４３】
ブロック４０８において、工程は、ブロック４０６で実施した分析に基づいて、最適な多種ガス検出器検出仕様、デバイスの個数、及びガス感知ネットワークの配置地点及び構造に関する決定を行う。破線の外形に示す任意的なブロック４１０において、工程は、ブロック４０６で実施した分析を用いて関連区域内での流速計の個数及び配置を決定する。
【００４４】
モニタリングシステムの作動は、ブロック４１２において、制御センターにおける自動実時間モニタリングデータの収集及びストレージによって始まる。ブロック４１４において、デバイス又はデータ通信の作動異常に起因する不正データがないことを確実にするために、各デバイスからのガスモニタリングデータの信頼性に関する自動データ分析が実施される。ブロック４１６において、工程は、ガスデータの分析（流速計が使用される場合に、空気流、風速、方向、その他、及び区域の地勢との組合せでの）に基づいて、異常ガス濃度の発生源地点に関して検索する。ブロック４１８において、工程は、発生源地点が閾値レベルよりも大きいガス濃度を有するか否かを決定し、ブロック４２０において、全てのＭＧＤ及び存在する場合に流速計から利用可能なデータを用いて汚染発生源が識別される。ブロック４２２において、工程は、屋内用途では通気システム及び／又は処理施設を制御すること、屋外用途では処理施設を制御することのような対策を取り、屋内用途又は屋外用途のいずれにおいても必要な対策に向けて対応する関係者に必要な警報を与える。多数の可能なガス漏れ系統の発生源が存在し、その同じ地点にガス漏れを現場で区別するための個々のガスデバイスがない状況では、携帯ガス検出器を用いて各漏れ系統に対して現場検査を実施し、実際に問題を呈する漏れ系統を確認するために人員を送ることができる。
【００４５】
図５Ａ〜図５Ｂは、上述の環境検出及び制御システム内に実施することができる多種ガス検出及び分析デバイスの実施形態を略示している。図示の多種ガス分析デバイスのＭｉＴＡＰとして公知の市販の実施形態は、米国カリフォルニア州サンノゼのＴｒｉｃｏｒｎＴｅｃｈ  Ｔａｉｗａｎ  ＆  ＴｒｉｃｏｒｎＴｅｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって開発されている。ＭｉＴＡＰは、データ分析に向けてより頻度の高いガス濃度分布を与えることができ、それによって対応する現地サイトにおける雰囲気の状態の極めて高速な更新情報が制御センターに与えられる。その結果、半導体生産のような製造工程において極めて重要なものとすることができる一貫して堅固な製造収率に対して、空気品質のより精密な能動制御をもたらすことができる。その一方、有毒ガス漏れのモニタリングに関しては、ＭｉＴＡＰは、製造サイトにおける生死にかかわるシステム障害を防止するのに重要なものとすることができるガス漏れ事象に対して極めて高速な更新情報／警報を与えることができる。
【００４６】
下記で更に説明するように、ＭｉＴＡＰは、例えば、全てが全体で引用によって本明細書に組み込まれている米国特許公開第２００９／０３０８１３６号明細書、第２０１１／０００５３００号明細書、第２０１１／００２３５８１号明細書、第２０１１／０２５９０８１号明細書、及び第２０１２／００９０３７８号明細書に記載されているように、直接空気サンプリング及びガス分析に向けてマイクロ予備濃縮（マイクロＰＣ）技術、マイクロガスクロマトグラフィー（マイクロＧＣ）技術、及び検出器アレイ（ＤＡ）技術を利用する。ＭｉＴＡＰは、高価な実験室ガス供給及び配管構成を必要としない携帯独立型デバイスであるが、従来のＧＣ／ＭＳシステムとは異なり、現場設置することができ、実験室内のＧＣ／ＭＳシステムと類似の性能を有する多種ガス分析に向けて直接ガスサンプリングを実施することができる。このデバイスは、各１５分間の検査において５０タイプよりも多い揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を分離して検出する機能を有し（しかし、ＶＯＣに限定されない）、ガス分析のための従来のＧＣ／ＭＳシステム法と比較してより高速な能動制御及び対応に向けて更に多くの実時間データ点を与えることができる。
【００４７】
図５Ａ〜図５Ｂは、合わせて小規模多種ガス分析デバイス５００の実施形態を示している。ＭＧＤ５００は、上部に流体取り扱いアセンブリ５０１が装着された基板５０２と、流体取り扱いアセンブリ５０１内の個々の要素に結合されたコントローラ５２６と、検出器アレイ５１０及びコントローラ５２６に結合された読取及び分析回路５２８とを含む。図に図示の実施形態は、基板５０２上での１つの可能な要素配置を示すが、他の実施形態において、これらの要素は、当然ながら基板上に異なって位置決めすることができる。
【００４８】
基板５０２は、デバイス５００の要素に必要とされる物理的支持及び通信接続を与えるいずれかのタイプの基板、例えば、導電性トレース、又はシリコン又はあらゆる他の半導体で製造されたチップ又はウェーハを有する単層又は多層のプリント回路基板（ＰＣＢ）とすることができる。更に他の実施形態において、基板５０２は、デバイス５００の構成要素間の光通信をサポートするために内部に光導波路を形成することができるチップ又はウェーハとすることができる。
【００４９】
流体取り扱いアセンブリ５０１は、フィルタ及びバルブアセンブリ５０４と、予備濃縮器５０６と、ガスクロマトグラフ５０８と、検出器アレイ５１０と、ポンプ５１２とを含む。要素５０４〜５１２は直列に流体結合され、フィルタ及びバルブアセンブリ５０４は、予備濃縮器５０６に流体接続部５１６によって流体結合され、予備濃縮器５０６は、ガスクロマトグラフ５０８に流体接続部５１８によって流体結合され、ガスクロマトグラフ５０８は、検出器アレイ５１０に流体接続部５２０によって流体結合され、検出器アレイ５１０は、ポンプ５１２に流体接続部５２２によって結合される。デバイス５００の一実施形態において、要素５０４〜５１２は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）要素又はＭＥＭＳを利用した要素とすることができ、すなわち、各デバイスのいくつかの部分をＭＥＭＳとし、他の部分をそうでないとすることができる。デバイス５００の他の実施形態において、要素５０４〜５１２の一部又は全てがＭＥＭＳ又はＭＥＭＳを利用したものである必要はなく、その代わりにいずれかの非ＭＥＭＳチップ規模のデバイスとすることができる。
【００５０】
図内に矢印で示すように、要素５０４〜５１２間の流体接続部は、流体（例えば、１種又はそれよりも多いガス）が、入口５１４を通ってフィルタ及びバルブアセンブリ５０４に進入し、要素５０４〜５１２を通って流れ、最後に出口５２４を通ってポンプ５１２を出ることを可能にする。流体取り扱いアセンブリ５０１は、個々の要素５０４〜５１２を保護するシュラウド又はカバー５１３を更に含む。図示の実施形態において、シュラウド５１３内に形成された溝は、要素間の流体接続部を形成するが、他の実施形態において、要素の間の流体接続部は、配管のような他の手段によって形成することができる。更に他の実施形態において、シュラウド５１３は、割愛することができる。
【００５１】
コントローラ５２６は、流体取り扱いアセンブリ５０１内の個々の要素に制御信号を送り、及び／又はこれらの個々の要素からフィードバック信号を受け入ることができるように、これらの個々の要素にトレース１３０を通して通信的に結合される。一実施形態において、コントローラ５２６は、作業に特化して設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、例えば、処理回路と、揮発性及び／又は不揮発性のストレージ回路と、メモリ回路と、通信回路と、更に様々な回路を制御し、流体取り扱いアセンブリ５０１の要素に外部から通信するための関連の論理部とを含むＣＭＯＳコントローラとすることができる。しかし、他の実施形態において、上述の代わりに、コントローラ５２６は、制御機能がソフトウエアに実施された汎用マイクロプロセッサとすることができる。図示の実施形態において、コントローラ５２６は、流体取り扱いアセンブリ５０１内の個々の要素に基板５０２の面上又はその中の導電性トレース１３０によって電気結合されるが、他の実施形態において、コントローラ５２６は、光学的なもののような他の手段によって要素に結合することができる。
【００５２】
読取及び分析回路５２８は、検出器アレイ５１０内の個々のセンサからデータ信号を受け入れ、これらのデータ信号を処理して分析することができるように、トレース５３２を通して検出器アレイ５１０の出力に結合される。一実施形態において、読取及び分析回路５２８は、作業に特化して設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、例えば、処理回路と、揮発性及び／又は不揮発性のストレージ回路と、メモリ回路と、通信回路と、更に様々な回路を制御し、外部から通信するための関連の論理部とを含むＣＭＯＳコントローラとすることができる。しかし、他の実施形態において、上述の代わりに、読取及び分析回路５２８は、制御機能がソフトウエアに実施された汎用マイクロプロセッサとすることができる。一部の実施形態において、読取及び分析回路５２８は、検出器アレイ５１０から受け入れたデータ信号の前処理と、受け入れたデータから読取及び分析回路５２８によって生成又は抽出されたデータの後処理の両方に向けて、増幅器、フィルタ、アナログ／デジタルコンバータ、他のような信号調整及び処理要素を含むことができる。
【００５３】
デバイス５００の作動時に、最初にシステムが起動され、いずれかの必要な論理部（すなわち、ソフトウエア命令）がコントローラ５２６内にロードされ、読取及び分析回路５２８が初期化される。初期化の後に、フィルタ及びバルブユニット５０４内のバルブが開けられ、ポンプ５１２が、流体取り扱いアセンブリを通る流れを可能にするように設定される。次いで、流体が、ある流量及び／又はある時間量で入口５１４を通して流体取り扱いアセンブリ５０１に投入され、必要な時間量は、通常、予備濃縮器５０６がその存在及び／又は濃度が決定されている特定の化学物質の十分な濃度をもたらすのに必要とされる時間によって決定されることになる。流体が入口５１４を通してシステムに投入されると、この流体は、フィルタ及びバルブアセンブリ５０４によってフィルタリングされ、かつ流体取り扱いアセンブリ５０１内の要素５０４〜５１２をこれらの要素間の流体接続部を通って流れる。要素５０４〜５１２を通って流れた後に、流体は、排出部５２４を通って流体取り扱いアセンブリを出る。
【００５４】
必要な量の流体が入口５１４を通して投入された後に、流体の更に別の投入を防止するために、フィルタ及びバルブアセンブリ５０４内のバルブが閉じられる。バルブが閉じられた後に、予備濃縮器５０６内の加熱器が作動して予備濃縮器を加熱する。この熱は、予備濃縮器によって吸収され、濃縮される化学物質を解放する。予備濃縮器５０６から化学物質が解放されると、ポンプ５１２が作動され、解放された化学物質をガスクロマトグラフ５０８及び検出器アレイ５１０を通して吸引し、排出部５２４を通してこれらの化学物質が排出される。ポンプ５１２の作動は、流体取り扱いアセンブリ５０１を通じた逆流も防止する。
【００５５】
予備濃縮器５０６から解放された化学物質がポンプ５１２によってガスクロマトグラフ５０８を通して吸引されると、クロマトグラフは、異なる化学物質を時間領域で互いから分離し、すなわち、異なる時点で異なる化学物質がガスクロマトグラフから排出される。異なる化学物質がガスクロマトグラフ５０８を時間分離されて出ると、各化学物質は検出アレイ５１０に進入し、検出アレイ内のセンサが、各化学物質の存在及び／又は濃度を検出する。ガスクロマトグラフ５０８内に実施される時間領域分離は、多くの化学物質が検出アレイに同時に進入するのを防止し、従って、アレイ内のセンサにおける相互汚染及び潜在的な干渉を防止するので、検出アレイ５１０の精度及び感度を大きく改善する。
【００５６】
検出アレイ５１０内の個々のセンサが、進入する時間領域分離された化学物質と相互作用すると、検出アレイは、この相互作用を感知して読取及び分析回路５２８に信号を出力し、次いで、読取及び分析回路５２８は、化学物質の存在及び／又は濃度を決定するためにこの信号を使用することができる。読取及び分析回路５２８は、全ての着目化学物質の存在及び／又は濃度を決定し終えると、存在する化学物質の特定の組合せ及びこれらの濃度からいずれかの意味を抽出するために、相関付け及びパターン照合のような様々な分析技術を使用することができる。
【００５７】
図６Ａは、多種ガス分析システム又は検出器６００の実施形態を示している。ＭＧＤ６００は、殆どの点においてデバイス５００と同様である。デバイス６００とデバイス５００の間の主な相違点は、デバイス６００における基板６０２上に装着された無線送受信機回路６０４及びアンテナ６０６の存在である。無線送受信機回路６０４は、データを送信すること（Ｔｘ）及びデータを受信すること（Ｒｘ）の両方を行うことができ、かつ読取及び分析回路５２８及びアンテナ６０６に結合される。ＭＧＤ６００の一実施形態において、システム２００又は３００のデータ及び制御センター内に設けることができ、かつ上述のデータセンターの機能を実施することができるコンピュータ６０８に読取及び分析回路５２８からデータを無線送信するために、送受信機６０４を使用することができる。
【００５８】
図６Ｂは、多種ガス分析デバイス６５０の代替実施形態を示している。ＭＧＤ６５０は、殆どの点においてＭＧＤ６００と同様である。ＭＧＤ６５０と６００の間の主な相違点は、無線送受信機回路６０４及びアンテナ６０６が、読取及び分析回路５２８に結合されたハードウエアデータインタフェース６５４で置換されている点である。一実施形態において、ハードウエアデータインタフェース６５４は、ネットワークインタフェースカードとすることができるが、他の実施形態において、ハードウエアデータインタフェースは、イーサネット（登録商標）カード、簡単なケーブルプラグ等とすることができる。デバイス６５０には、ケーブルのような従来手段を通して外部デバイスを接続することができる。デバイス６５０は、異なる通信インタフェースを有するが、ＭＧＤ６５０と６００は、全て同じ機能を有する。システム５００の場合と同様に、システム６００では、ガス分析デバイス６０２は、システム２００又は３００のデータ及び制御センター内に設けることができるコンピュータ６０８の一方又は両方にデータを送信し、そこからデータを受信することができ、上述のデータセンターの機能を実施することができる。
【００５９】
図７は、多種ガス分析デバイスの代替実施形態７００を示している。ＭＧＤ７００は、殆どの点においてデバイス５００と同様である。ＭＧＤ７００とデバイス５００の間の主な相違点は、ＭＧＤ７００が、読取及び分析回路５２８によって実施された分析の結果をユーザに伝達するための搭載型ディスプレイ７０２を含む点である。図示の実施形態は、搭載型テキストディスプレイ７０２、例えば、テキスト情報をユーザに伝達することができるＬＥＤスクリーン又はＬＣＤスクリーンを使用する。別の実施形態において、どのライトが点灯されているかに依存して正の結果、負の結果、又は不確立な結果を示す３つのライトを有するもののようなより単純なディスプレイを使用することができる。例えば、汚染物質の検出に応答して、調査するための検査チームを送る必要がある場合に、デバイスは、情報を検査者に提供することができる。
【００６０】
図８は、多種ガス分析デバイスの代替実施形態８００を示している。ＭＧＤ８００は、殆どの点においてデバイス５００と同様である。デバイス８００とデバイス５００の間の主な相違点は、デバイス８００では、流体取り扱いアセンブリ５０１の１つ又はそれよりも多くの要素が交換可能である点である。図示の実施形態において、これらの要素は、ソケットを用いてこれらの要素を基板５０２上に装着することによって交換可能にされ、フィルタ及びバルブアセンブリ５０４は、ソケット８０４によって基板５０２に装着され、予備濃縮器は、ソケット８０６によって基板５０２に装着され、ガスクロマトグラフ５０８は、ソケット８０８によって基板５０２に装着され、検出器アレイ５１０は、ソケット８１０によって基板５０２に装着され、ポンプ５１２は、ソケット８１２によって基板５０２に装着される。一実施形態において、ソケット８０４〜８１２は、ユーザによる容易な交換を可能にするゼロ挿入力（ＺＩＦ）ソケットのようなソケットであるが、他の実施形態において、他のタイプのソケットを使用することができる。図示の実施形態は、流体取り扱いアセンブリ５０１の全ての構成要素が交換可能であることを示すが、他の実施形態において、ポンプ５１２及び検出器アレイ５１０のような構成要素のうちの一部のものだけを交換可能にすることができる。交換可能な流体処理要素を有する利点は、ＭＧＤが破損した場合にそれを容易に修理することができる点、又はＭＧＤをその全体を交換する必要なく異なるガス又はガスの組合せを検出するように容易に変換することができる点である。
【００６１】
要約に記載しているものを含む例示した本発明の実施形態の以上の説明は、網羅的であること又は開示した厳密な形態に本発明を限定するように意図したものではない。本発明の特定の実施形態及び実施例を例示目的で記述したが、当業者が認識されるように、特許請求の範囲で様々な均等な修正が可能である。これらの修正は、上述の詳細説明を踏まえて行うことができる。
【００６２】
以下の特許請求の範囲に使用する用語は、本発明を本明細書及び特許請求の範囲に開示する特定の実施形態に限定するものと解釈すべきではない。これらの実施形態への限定ではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲の解釈の確立された教義に従って解釈されるものである以下に続く特許請求の範囲によって完全に決定されることになる。
【符号の説明】
【００６３】
２００  環境モニタリング及び制御システム
２０２  閉鎖施設
２１０、２１２  処理施設
Ａ１  流速計
ＭＧＤ  多種ガス検出器
【図１Ａ】
0006438416.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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