(57)【要約】対象の物質を検出するための分析装置と、検出器インレットとを備える検出器である。前記検出器インレットは、流体の流れを搬送する流路を備え、前記流路はサンプリングボリューム部を備える。前記検出器インレットは、記流体がサンプリングインレットを通過するとき前記サンプリングボリューム部から前記流体の試料を収集し、前記試料を前記分析装置に供給するように構成されたサンプリングインレットを備え、前記流体の流れにより粒子が搬送される。検出器インレットは更に、前記流体により搬送される粒子の空間分布を、前記サンプリングボリューム部に入らずに前記流路に沿って前記サンプリングインレットを通過して搬送される粒子の相対的な割合を増加するように変化させるべく構成されたフローディレクタを備える。
2017509906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の物質を検出するための分析装置と、検出器インレットとを備えた検出器であって、前記検出器インレットは、
流体の流れを搬送する流路を備え、前記流路はサンプリングボリューム部を備え、
前記流体がサンプリングインレットを通過するとき前記サンプリングボリューム部から前記流体の試料を収集し、前記試料を前記分析装置に供給するように構成された該サンプリングインレットを備え、前記流体の流れにより粒子が搬送され、且つ、
前記流体により搬送される粒子の空間分布を、前記サンプリングボリューム部に入らずに前記流路に沿って前記サンプリングインレットを通過して搬送される粒子の相対的な割合を増加するように変化させるべく構成されたフローディレクタを備える、
ことを特徴とする検出器。
【請求項２】
前記フローディレクタは前記流体の流れの一部分を加速させることによって前記分布を変化させるように構成されている、請求項１記載の検出器。
【請求項３】
前記加速は前記流れの方向を変えることで与えられる、請求項２記載の検出器。
【請求項４】
前記フローディレクタは、前記流路に沿って前記サンプリングボリューム部を通過する前記流体の流れの部分の速度が前記サンプリングボリューム部より上流の前記流体の流れの速度より大きくなるように構成されている、請求項１，２、又は３記載の検出器。
【請求項５】
前記フローディレクタは前記流路の方向の変化によって与えられる、請求項１−４の何れかに記載の検出器。
【請求項６】
前記フローディレクタは前記流路の断面の変化を備える、請求項１−５の何れかに記載の検出器。
【請求項７】
前記フローディレクタは前記流路の断面の縮小を備える、請求項６記載の検出器。
【請求項８】
前記フローディレクタは陥凹部を与えるために前記流路の断面の増大を備え、前記サンプリングインレットが前記陥凹部内に配置されている、請求項６又は７記載の検出器。
【請求項９】
前記サンプリングインレットに結合され、前記サンプリングボリュームから前記サンプリングインレットを通して選択した量の流体を引き出すように構成されたサンプラを備え、前記選択した量の流体は前記サンプリングボリューム部より小さい、請求項１−８の何れかに記載の検出器。
【請求項１０】
前記流体の流れを加熱するヒータを備える、請求項１−９の何れかに記載の検出器。
【請求項１１】
前記ヒータは前記サンプリングインレットより上流で前記流体の流れを加熱するように構成されている、請求項１０記載の検出器。
【請求項１２】
前記流路の断面の形状又は面積の少なくとも一つが、前記フローディレクタに起因する前記流体の流れの変化を収容するように、前記フローディレクタの下流で変更されている、請求項１−１１の何れかに記載の検出器。
【請求項１３】
前記分析装置はスペクトロメータ及びクロマトグラフィ装置のうちの少なくとも一つを備える、請求項１−１２の何れかに記載の検出器。
【請求項１４】
前記サンプリングインレットはピンホールインレット、メンブレンインレット及びキャピラリインレットのうちの少なくとも一つを備える、請求項１−１３の何れかに記載の検出器。
【請求項１５】
粒子を搬送する流体の流れから得られた蒸気の試料内の対象の物質を検出する方法であって、該方法は、
前記流体の流れをサンプリングインレットを通過するように方向づけるステップ、
前記流体の流れにより搬送される前記粒子が前記サンプリングインレットの周囲のサンプリングボリューム部を通って流れることが抑制されるように、流れの方向に対して横方向の粒子の分布の形状を前記サンプリングインレットの上流の前記分布の形状に対して変化させるステップ、
前記サンプリングインレットにより前記サンプリングボリューム部から少なくとも一つの試料を採取するステップ、及び
前記試料を前記対象の物質を検出するように構成された分析装置に供給するステップ、
を備える方法。
【請求項１６】
前記流れにより前記サンプリングインレットを通過して搬送される粒子が前記サンプリングボリューム部に入る確率を減少させるために前記サンプリングインレットの上流で前記流れの方向を変えるステップを備える、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記採取される試料の量は前記サンプリングボリューム部より小さい、請求項１５又は１６記載の方法。
【請求項１８】
複数の前記試料を採取するステップを備え、前記試料が採取される速度は前記試料の量と前記蒸気が前記流体の流れから前記サンプリングボリューム部内に入る割合とに基づいて選択される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記粒子の少なくとも一部分を蒸発させるために前記サンプリングインレットより上流で前記流体の流れを加熱するステップを備える、請求項１５−１８の何れかに記載の方法。
【請求項２０】
前記分析装置はスペクトロメータ及びクロマトグラフィ装置のうちの少なくとも一つを備える、請求項１５−１９の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検出方法及び装置に関し、より詳しくは検出器のために試料を採取する方法及び装置に関し、更により詳しくは粒子の存在下において蒸気の試料を採取する方法及び装置に関し、これらの方法及び装置は特に分光分析、例えばイオン移動度分光分析及び質量分光分析に用途が見出されている。
【背景技術】
【０００２】
一部の検出器は、対象の物質を検出するために空気等の流体の流れを検出器のインレット内に「吸入」し、その空気を分析装置でサンプリングすることで動作する。この吸入空気流は検出器のインレットからピンホール、キャピラリ又はメンブレンインレット等のサンプリングインレットを用いてサンプリングすることができる。
【０００３】
しばしば、ハンドヘルド又は携帯用装置が例えば軍事要員や保安要員に必要とされ得る。これらの人達は多量の粉塵、砂粒及び他の粒子状物質が存在する厳しい環境内で働くことが多い。このような粒子はサンプリングインレットを詰まらせ、またさもなければ検出器を損傷する可能性がある。場合によっては、気流により運ばれる粒子が検出器の検出可能な物質を構成する可能性もある。これらの粒子が検出器又はそのインレット内に蓄積すると、それらは検出器を汚染することになり、回復時間の問題を生じる可能性がある。
【０００４】
本発明の実施形態を、ほんの一例として、添付図面を参照して以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】検出器インレットを備えた検出器の一例を示す。
【図２】検出器インレットを備えた検出器の別の例を示す。
【図３】図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは検出器インレットの概略図を示し、  図３Ｄ及び図３Ｅは図３の検出器インレットの流路を横切る断面の粒子の空間分布を示す。
【図４】図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは検出器インレットの概略図を示し、  図４Ｄ及び図４Ｅは図４の検出器インレットの流路を横切る断面の粒子の空間分布を示す。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは検出器インレットの概略図を示し、  図５Ｄ及び図５Ｅは図５の検出器インレットの流路を横切る断面の粒子の空間分布を示す。
【図６】図６Ａは別の検出器インレットの概略図を示し、  図６Ｂ及び図６Ｃは図６Ａの検出器インレットの流路を横切る断面の粒子の空間分布を示す。
【図７】図１に示す検出器インレットの可能な変更例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図面において同様の要素は同様の番号で示されている。
【０００７】
本発明の実施形態は対象の物質を検出する検出器に関し、該検出器における分析のために試料を採取するように構成された検出器インレットに関する。
【０００８】
試料を採取するために、流体を検出器インレットに吸入し、流路に沿ってアウトレットへと流すことができる。流体の試料を分析装置に供給するために流路にサンプリングインレットが結合される。環境内に粒子が存在する場合、粒子が吸入流で搬送され、吸入流全体に空間的に分散される。本発明の実施形態は、流体の流れをフローディレクタによってこの粒子の空間分布が変化するように方向づけることを目的としている。これによりフローディレクタの下流側の流路に空間分布の粒子が空乏化したボリューム部が生じる。サンプリングインレットは、望ましくない粒子状物質による検出器の汚染やサンプリングインレットの単純閉塞のリスクを低減するために、この空乏化したサンプリングボリューム部から試料を採取するように配置することができる。
【０００９】
粒子の分布のこの変更は、例えば流路に沿って流体流の少なくとも一部分を加速する又は減速する又はその方向を変化させることによって達成することができる。
【００１０】
図１はピンホール、キャピラリ又はメンブレンインレット等のサンプリングインレット１４により分析装置６に結合された検出器インレット２と、サンプリングインレット１４の周囲のサンプリングボリューム部１６からサンプリングインレット１４を経て流体の試料を採取するように構成されたサンプラ１０とを備えた検出器１を示す。
【００１１】
図１に示す検出器インレット２は流体の流れ８をサンプリングインレット１４を通過して搬送する流路２０を備える。図に示すように、図１の検出器インレット２は、流体を流路内へ流し、流路２０に沿ってサンプリングインレット１４を通過してアウトレットまで流すように構成されたフロープロバイダ１８を備える。
【００１２】
流路２０はフローディレクタ２１を備え、図１の例ではこのフローディレクタ２１はサンプリングインレット１４より上流で流体の流れの方向を変えるように構成された流路２０のベンド部で与えられる。
【００１３】
サンプリングインレット１４は流路２０に結合され、流路２０内のサンプリングインレット周囲のサンプリングボリューム部１６から流体の試料を収集するように構成することができる。サンプラ１０は試料を分析装置に供給するためにサンプリングボリューム部１６より小さい選択した量の流体をサンプリングインレットを通して引き込むように構成される。サンプラ１０は、蒸気をサンプリングボリューム部１６からサンプリングインレット１４を通して分析装置へ転送するように構成された電気機械アクチュエータ、例えばソレノイド駆動アクチュエータ及び／又は機械ポンプを備え得る。
【００１４】
図１に示す分析装置６は質量スペクトロメータを備える。質量スペクトロメータは、蒸気の試料に質量分光分析を実行するよう構成され、イオン化装置、イオン加速器、ビーム収束器、磁石及びファラデーコレクタを備え得る。図に示すように、コントローラ１２が分析装置、フロープロバイダ、ヒータ及びサンプラを制御するために結合される。コントローラ１２はプロセッサ及び検出器１の動作のための命令を格納するメモリを備え得る。
【００１５】
図１に示す実施形態の動作では、フロープロバイダ１８が流体を流路に沿って流し、流路２０のベンド部が流体の流れの方向をサンプリングインレット１４より上流で変える。このように流れを方向づけることによって、流体流を横切る断面の粒子の空間分布を、サンプリングインレット１４の周囲のボリューム部に入らずにサンプリングインレット１４を通過して流れる粒子の割合が増加するように変化させることができる。図１に示す例では、これは、サンプリングインレットがベンド部の内側に配置され、流体により搬送される粒子はベンド部の外側に沿って流れ、サンプリングインレット１４から離れる傾向があるためである。この分布の変化は図１の差し込み図Ａに示されている。差し込み図Ａは直線Ａに沿った粒子の空間分布のプロット１００を示し、水平軸は流体の流れを横切る方向の位置を示す。図１の差し込み図Ａに示すプロット１００はフローディレクタ２１より上流の粒子の空間分布に相当する。差し込み図Ｂはサンプリングボリューム１６の領域における流体の流れの方向を横切る直線Ｂに沿った粒子の空間分布のプロット１０２を示す。差し込み図Ａと差し込み図Ｂの比較から、流体の流れ８を横切る断面の粒子の空間分布はサンプリングインレット１４の周囲のボリューム部に入らずに流路２０に沿ってサンプリングインレット１４を通過して搬送される粒子の相対的割合を増加するように変化されることが分かる。
【００１６】
コントローラ１２はサンプリングボリューム部１６から試料を吸引するようにサンプラ１０を制御することができる。その後、図１に示す分析装置６が試料に質量分析を実行することによって試料を分析することができる。
【００１７】
明らかなように、本発明の検出器インレット２は他の種類の検出器、例えば移動度スペクトロメータ、飛行時間型移動度スペクトロメータ、クロマトグラフィ装置及び対象の物質を検出する他の種類の分析装置で使用することもできる。
【００１８】
図２は、分析装置がイオン移動度スペクトロメータ６’を備える検出器１を示すが、そうでなければ分析装置は図１に示す装置と同一である。図２のイオン移動度スペクトロメータは検出器インレット２にサンプリングインターネットレット１４によって結合される。サンプラ１０はサンプリングインレット１４を通して流体の試料を採取し、それらの試料をイオン移動度スペクトロメータ６’に供給するよう構成されている。図１に示す例と同様に、コントローラ１２はプロセッサと、検出器１の動作のための命令を格納するメモリを備える。図１にも示すように、サンプラ１０は蒸気をサンプリングボリューム１６からサンプリングインレット１４を通して分析装置へ転送するよう構成された電子機械アクチュエータ、例えばソレノイド駆動アクチュエータ及び／又は機械ポンプを備えることができる。
【００１９】
図２において、イオン移動度スペクトロメータ６’は反応領域３６を備え、この反応領域内で試料をイオン化装置３４によりイオン化することができる。サンプラ１０はサンプリングボリューム部１６からサンプリングインレットを通して試料を採取し、その試料を反応領域３６に供給するよう動作し得る。サンプリングインレット１４のいくつかの例は「ピンホール」インレットを含み、このピンホールは直径約０．７ｍｍとすることができ、例えばその直径は０．４ｍｍ以上、例えば０．６ｍｍ以上、例えば１．０ｍｍ以下、例えば０．８ｍｍ以下とし得る。
【００２０】
ゲート電極３０は反応領域３６をドリフトチャンバ３８から分離することができる。ゲート電極３０は少なくとも２つの電極のアセンブリで構成することができ、ブラッドバリー−ニールセン型ゲートを提供するように構成することができる。ドリフトチャンバ３８は、ドリフトチャンバ３８のゲート電極３０とは反対側の端にイオン検出用のコレクタ３２を備えることができる。ドリフトチャンバ３８は、イオンコレクタ３２からゲート３０に向けてイオンチャンバ３０に沿ってドリフトガスの流れを供給するように構成されたドリフトガスインレット４４及びドリフトガスアウトレット４６も備える。サンプラ１０はサンプリングインレット１４を通してサンプリングボリューム１６から流体を採取するようにコントローラ１２により制御され得る。サンプラ１０は採取した試料をスペクトロメータ６'の反応領域３６内に供給するように動作し得る。図２に示す反応領域は試料をイオン化するイオン化装置３４を備える。イオン化装置３４はコロナ放電イオン化装置としてもよい。ドリフトチャンバ３８は、イオンをドリフトガスの流れに逆らってコレクタ３２に向けて移動させるために、ドリフトチャンバ３８に沿って電界を供給するドリフト電極４０，４２を備えることができる。図２の装置は２つのドリフト電極４０，４２を備えるものとして示されているが、いくつかの実施形態は２以上のドリフト電極を備えてもよい。
【００２１】
動作状態において、フロープロバイダ１８は流体の流れ８を流路２０内のフローディレクタ２１を通過した後サンプリングインレット１４を通過するように方向づけることができる。流体がフローディレクタ２１を通過して流れるとき、その方向の変化によって流体の流れの方向に対して横方向の粒子の分布がそのベンド部の上流側の前記分布に対して変化する。これは流路２０の断面の一部分に比較的少数の粒子が流れる空乏化領域を与え、粒子の大部分は流路の断面の他の部分を通って搬送される。この空乏化領域は流路２０に沿ってある距離に亘り存続し、粒子の数（例えば単位容積当たりの数）が流路の他の領域よりも比較的少ないサンプリングボリューム部１６を規定することができる。
【００２２】
サンプラ１０は、サンプリングインレット１４によりこのサンプリングボリューム部１６から流体の試料を採取するように動作し得る。得られた流体の試料は分析装置に供給することができる。図２の例では、分析装置はイオン移動度スペクトロメータ６’を備える。
【００２３】
上述したように、本発明の検出器インレットは粉塵や汚染物質が蔓延している厳しい環境で使用される携帯装置に特定の用途がある。これらの検出器インレットは様々な分析装置、例えば図１の質量スペクトロメータ及び図２のイオン移動度スペクトロメータ、他の種類の分析装置、スペクトロメータ及び／又はクロマトグラフィ装置とともに使用することができる。更に、検出器インレット２は異なる構造にしてもよい。
【００２４】
図３、図４及び図５に示すように、検出器インレット２は異なる構造形態のフローディレクタを備えてもよい。これらのフローディレクタの各々は流体の流れ８内の粒子の分布を変化させて比較的低い粒子濃度（例えば低い単位容積当たりの質量又は低い単位容積当たりの粒子数）を有するサンプリングボリューム部１６を与えることができる。いくつかの実施形態では、フローディレクタ２１によってサンプリングボリューム部を与えることができ、このサンプルボリューム部における流体流は流路に沿ってサンプリングボリューム部１６を通過する流体の流れ８に比較して遅い。これは、遅い流れの領域を与えることによって及び／又は流れの一部分を加速することによって達成することができる。
【００２５】
加速は流体の流れ８の少なくとも一部分の方向を変化させることによって又はその速度を増加させることによって又はその両方によって達成することができる。遅い流れは図５に示すように溝又は凹部又は遮蔽部を設けることによって与えることができる。
【００２６】
図３は、フローディレクタ、サンプリングインレット１４及び流路を備える検出器インレット２を示す。図３は検出器インレット２の３つの図、図３Ａ，３Ｂ及び３Ｃ、を含む。図３Ａは図３ＣにＸ−Ｘとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。図３Ｂは図３ＡにＹ−Ｙとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。図３Ｃは図３ＢにＺ−Ｚとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂに見られるように、図３に示す実施形態では、フローディレクタ２１は流路の壁から流路２０内へ突出する。フローディレクタ２１は流体の流れをフローディレクタの片側のみへ流れるように方向付ける。フローディレクタ２１は、フローディレクタの上流端よりも下流端に向って流路内に突出させることができる。例えば、フローディレクタ２１は斜面を与えるために傾斜した表面を有することができ、その表面は直線表面、湾曲表面又は段階的表面にすることができる。図３Ａに示すように、サンプリングインレット１４は遮蔽されたサンプリングボリューム部１６から試料を採取するためにフローディレクタ２１の下流に配置することができる。サンプリングボリューム部１６における流体流の速度はサンプリングボリューム部１６を通過する流体流の速度より低くなり得る。サンプリングボリューム部１６を通過する流体流の速度はフローディレクタより上流の流体流の速度より高くなり得る。
【００２８】
図３Ｄは、フローディレクタより上流の流路２０を横切る断面の粒子の空間分布の一例を示す。図３Ｄから明らかなように、流体流により搬送される粒子は流れの幅に亘って比較的均等に分散される。本開示の文脈から明らかのように、図３Ｄに示す分布は単なる一例であり、異なる状態において異なり、例えば、重力が装置の向きに応じて分布を一方向又は別方向に歪ませ得る。図３Ｅに示すように、フローディレクタより下流では、流体の流れの方向を横切る断面の粒子の空間分布はフローディレクタにより変更され得る。例えば、図３Ｅに示すように、粒子の空間分布はフローディレクタの上流よりも下流でより不均等になり得る。図３Ｅに示すように、フローディレクタの下流では粒子がサンプリングボリューム部内よりもサンプリングボリューム部外に集中される。この分布の不均等の結果として、粒子はサンプリングボリューム部１６内に入らずにサンプリングインレットを通過して流れる可能性が高い。
【００２９】
図４はフローディレクタの別の例を示す。図４は検出器インレットの３つの図、図４Ａ，４Ｂ及び４Ｃ、を含む。図４Ａは図４ＣにＸ−Ｘとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。図４Ｂは図４ＡにＹ−Ｙとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。図４Ｃは図４ＢにＺ−Ｚとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂから分かるように、フローディレクタ２１は流体流をフローディレクタにより分離された少なくとも２つの別個の流路に分離するように配置することができる。例えば、図３Ｂのフローディレクタ２１は流路の途中に流路を横切って配置され、流路の両側壁に結合される。図４Ｂに示すフローディレクタ２１は、下流側よりも上流側に向って先細になるようにテーパをつけてもよい。図４Ａ及び４Ｃに示すように、フローディレクタ２１はその下流側に遮蔽されたサンプリングボリューム部１６を与え、サンプリングインレット１４はフローディレクタの下流側に配置することができる。このフローディレクタ２１の両側の流体流の通路は粒子がサンプリングインレット１４の周囲に蓄積する傾向を軽減することができる。
【００３１】
図４Ｄは、フローディレクタより上流の流路を横切る断面の粒子の空間分布の一例を示す。上記の図３Ｄの説明が図４Ｄにもあてはまる。図４Ｅはサンプリングボリューム部１６の領域における流体流の方向を横切る断面の粒子の分布の形状を示す。図４Ｅから、フローディレクタ２１は粒子がサンプリングボリューム部１６内を流れるよりもその周囲を流れる確率を増加し得ることが分かる。
【００３２】
図５は検出器インレットの別の例を示す。図５は検出器インレットの３つの図、図５Ａ、図５Ｂ  ５Ｃ、を含む。図５Ａは図５ＣのＸ−Ｘとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。図５Ｂは図５ＡのＹ−Ｙとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。図５Ｃは図５ＢのＺ−Ｚとして示す線から見た検出器インレット２の断面図を示す。
【００３３】
図５において、フローディレクタ２１は流路の断面の変形によって与えられる。この実施形態では、フローディレクタ２１は流路の壁の陥凹部よりなり、サンプリングインレット１４はこの陥凹部内に配置される。例えば、サンプリングインレット１４は、流体流がサンプリングインレットから離れる方へ向うように、陥凹部の上流壁に配置することができる。従って、流体流は陥凹部（及びサンプリングボリューム部）を通り過ぎるように方向づけられ、それによって流体の流れによって搬送される粒子がサンプリングボリューム部１６内に入る確率を低減することができる。
【００３４】
図５Ｄはフローディレクタより上流の流路２０を横切る断面の粒子の空間分布の一例を示す。上記の図３Ｄの説明が図５Ｄにもあてはまる。図５Ｅは流体流が陥凹部を通過するフローディレクタ２１より下流における流れの方向を横切る断面の粒子の空間分布を示す。図５Ｅは陥凹部を通過して流れる流体部分より陥凹部内の方が粒子の数が少ないことを示し、よって粒子の空間分布の形状をフローディレクタにより変化させることができる一つの方法を示している。図５Ｅから明らかなように、フローディレクタ２１が陥凹部よりなる場合、いくつかの他の例では流路２０の幅及び／又は形状をフローディレクタにより変化させることができ、よって粒子の分布の一部分は比較的不変にし得るが、分布の形状は依然としてフローディレクタの上流のその形状と異なったままになる。
【００３５】
図６Ａはフローディレクタの別の例を示す。図６Ａの例では、フローディレクタ２１は一連のフォイル５０，５３，５４，５６，５８，６０，６２を備える。これらのフォイル５０−６２はリング形状にすることができ、共通の軸に配列することができる。各フォイル５０−６２はエアロフォイル形の外形を有するものとすることができ、またさもなければ粒子を流体より優先的にフォイル内部へ流し込むように構成された、例えば成形され、輪郭加工され、及び／又は傾けられたものとし得る。一実施形態では、フォイル５０−６２は、例えば流体流を優先的にフォイルの外側に向けるように構成された、例えば成形され、輪郭加工され、及び／又は傾けられたものとし得る。
【００３６】
フォイル５０−６２は流体の流れる方向に間隔を置いて配置することができる。フローディレクタ２１の上流端のフォイル５０のスパンは流路のほぼ全幅とし得る。下流フォイル５２，５４，５６，５８，６０のスパンはテーパ構造を与えるために連続的に小さくし得る。フォイルの各々は流路２０に沿って流体の流れ方向に対して（例えば鋭角に）傾斜させることができる。これらのフォイルはすべて同じピッチにしても、異なるピッチにしてもよい。フローディレクタの下流端のフォイル６２は他のフォイルより小さくすることができる。図６に示すサンプリングインレット１４は、一連のフォイルのこの最終、即ち最も下流、のフォイルより下流のサンプリングボリューム部１６から流体の試料を採取するように配置される。これらのフォイルはフォイル上への物質の蓄積を抑制するために及び／又は検出器インレットに沿って空気流により搬送される汚染物質を蒸発させるために加熱することができる。
【００３７】
これらのフォイルはリングであるとして記載したが、これらのフォイルは円形リングである必要はなく、非円形リング、例えば楕円リング、テーパ付きリング、長方形リング、方形リング又は他の形状のリングとしてもよい。これらのフォイルは共通の軸、例えば流路に沿う流体の流れ方向と整列する軸を中心に対称に配置することができる。例えば、これらのフォイルの一つ以上をらせん状にしてもよく、またすべての円形フォイルを単一のらせんフォイルと置換してもよい。例えば、らせんフォイルは下流端より上流端で大きな直径を有するように流路に沿って内側にらせん状を呈するものとし得る。
【００３８】
図６Ｂは、図６Ａのフローディレクタフォイル５０−６２より上流の流路を横切る断面の粒子の空間分布の一例を示す。上記の図３Ｄの記載が図６Ｂにもあてはまる。図６Ｃは、流体がインレット１４を通り過ぎるフローディレクタフォイル５０−６２の下流の流れの方向を横切る断面の粒子の空間分布を示す。図６Ｃに示すように、フォイル５０−６２より下流のこの領域では、粒子は流路の狭い領域に集中する。
【００３９】
いくつかのフローディレクタ（例えば図３、図４及び図６Ａ）は流体が流れることができる流路２０の断面積の縮小を与えることができる。いくつかの実施形態では、フローディレクタは流路の一部分に望ましくない粒子の集中及び／又は蓄積を生じさせる流体流の方向の変化を生じさせる可能性がある。
【００４０】
図７は、検出器インレットのいくつかの実施形態を示し、本実施形態では、フローディレクタ２１に起因する流れの変化を収容するために流路２０はその断面の形状及び／又は面積の変化部６０を備える。これらの断面の変化部６０は少なくとも部分的にフローディレクタ２１の下流に配置することができ、例えば断面の変化部６０の少なくとも一部分はフローディレクタ２１の上流端より下流に配置することができる。例えば、これらの断面の変化部はフローディレクタを通り過ぎる流体の層流を促進するように構成することができる。いくつかの実施形態では、変化部６０は流路の少なくとも一つの壁の膨らみにより構成する。この膨らみは、フローディレクタにより生じる流体流の変化を収容するように構成された湾曲部分、傾斜部分又は段階的部分で構成することができる。
【００４１】
以上の開示は特定のタイプの装置について言及したが、上記の実施形態の特徴は機能的に等価な要素と置き換えることができる。例えば、装置のコントローラ１２はＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、汎用プロセッサ又は論理ゲートの適切な配列等の適切な処理装置で提供し得る。更に、フロープロバイダ１８はポンプ又はファン又は流体流を流路に沿って吸入し得る他の任意の装置を備えてもよい。別の例として、サンプリングインレット１４より上流で流体流を加熱するために図１につき述べたヒータ４を上述した他の検出器インレットの何れかに配置してもよい。このようなヒータ４は抵抗ヒータ、例えばテープ又は膜ヒータとしても、また赤外光源のような放射熱源、例えばレーザで与えてもよい。いくつかの例では、ヒータは加熱された空気ジェットとしてもよい。分析装置の特定の例は例えば質量スペクトロメータ及びイオン移動度スペクトロメータであるとしたが、他の種類の分析装置を使用してもよい。他の例及び変形例は本開示の文脈において当業者に明らかであろう。また、各図について記載した実施形態の各々の特徴は他の実施形態の特徴のいくつか又はすべて又は何れかの特徴と個別に或いは別の方法で組み合わせてもよいこと明らかである。方法の特徴は適切に構成された装置で実施することができ、特定のタイプの装置について記載した操作方法は方法自体の独立した開示として意図されている。
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図１】
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【国際調査報告】
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