特許 7576506 濃縮システム、検査装置及び濃縮方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-23

(45)【発行日】2024-10-31

(54)【発明の名称】濃縮システム、検査装置及び濃縮方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/02 20060101AFI20241024BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

G01N1/02 B

G01N1/00 101R

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021072141

(22)【出願日】2021-04-21

(65)【公開番号】P2022166737

(43)【公開日】2022-11-02

【審査請求日】2024-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】高田 安章

(72)【発明者】

【氏名】熊野 峻

(72)【発明者】

【氏名】師子鹿 司

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 信二

【審査官】野田 華代

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１８３９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／６３７９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／６４８６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／４５６４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１３９４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７３１７９５８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０２２－７５３３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００－１／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気流とともに回収された微粒子を遠心力によって濃縮するサイクロン濃縮部と、
前記サイクロン濃縮部の排気流路に設けられ、前記サイクロン濃縮部の内部空気を排気することで、前記サイクロン濃縮部の内部に渦巻状の気流である渦巻流を発生させる排気部と、
前記サイクロン濃縮部において前記渦巻流を停止させる気流停止部と、
前記サイクロン濃縮部で濃縮された前記微粒子を分析する分析部と、
前記分析部による分析結果に基づいて、前記気流停止部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分の検出によって、前記サイクロン濃縮部の内部気流を停止するよう前記気流停止部を制御する
ことを特徴とする濃縮システム。

【請求項2】

前記気流停止部は、前記排気流路に設けられるバルブであり、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分を検出に伴って、開弁している前記バルブを閉弁させる
ことを特徴とする請求項１に記載の濃縮システム。

【請求項3】

前記排気流路は第１の配管であり、
一方の端部が開放されており、他方の端部が前記第１の配管に接続されている第２の配管を有し、
前記気流停止部として、第１のバルブ及び第２のバルブが設けられ、
前記第１の配管において、前記第２の配管との接続部よりも、前記サイクロン濃縮部に近い側に前記第１のバルブが設けられ、
前記第２の配管に前記第２のバルブが設けられており、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分の検出に伴って、開弁している前記第１のバルブを閉弁すると共に、閉弁している前記第２のバルブを開弁する
ことを特徴とする請求項１に記載の濃縮システム。

【請求項4】

前記気流停止部は、前記分析部による所定の成分の検出に伴って、配管を介して接続されている前記サイクロン濃縮部と、前記排気部との間に間隙を設ける間隙部であり、
前記間隙部によって、前記間隙が設けられることで、前記間隙から前記排気部へ外気が導入される
ことを特徴とする請求項１に記載の濃縮システム。

【請求項5】

前記気流停止部は、前記制御部であり、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分を検出に伴って、前記排気部の駆動を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の濃縮システム。

【請求項6】

検査対象に付着している微粒子を剥離するための圧縮空気を噴射する剥離部と、
前記圧縮空気によって前記検査対象から剥離された前記微粒子を回収する回収部と、
前記回収部によって回収された前記微粒子を濃縮する濃縮部と、
前記濃縮部によって濃縮された前記微粒子を集塵するフィルタ部と、
前記フィルタ部を加熱することで前記微粒子を加熱気化させる加熱部と、
加熱気化した前記微粒子の成分を分析する分析部と、
少なくとも前記濃縮部を制御する制御部と、
を有し、
前記濃縮部は、
気流とともに回収された微粒子を遠心力によって濃縮するサイクロン濃縮部と、
前記サイクロン濃縮部の排気流路に設けられ、前記サイクロン濃縮部の内部空気を排気することで、前記サイクロン濃縮部の内部に渦巻状の気流である渦巻流を発生させる排気部と、
前記サイクロン濃縮部において前記渦巻流を停止させる気流停止部と、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分の検出によって、前記サイクロン濃縮部の内部気流を停止するよう前記気流停止部を制御する
ことを特徴とする検査装置。

【請求項7】

前記気流停止部は、前記排気流路に設けられるバルブであり、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分を検出に伴って、開弁している前記バルブを閉弁させる
ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。

【請求項8】

前記排気流路は第１の配管であり、
一方の端部が開放されており、他方の端部が前記第１の配管に接続されている第２の配管を有し、
前記気流停止部として、第１のバルブ及び第２のバルブが設けられ、
前記第１の配管において、前記第２の配管との接続部より、前記サイクロン濃縮部に近い側に前記第１のバルブが設けられ、
前記第２の配管に前記第２のバルブが設けられており、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分の検出に伴って、開弁している前記第１のバルブを閉弁すると共に、閉弁している前記第２のバルブを開弁する
ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。

【請求項9】

前記気流停止部は、前記分析部による所定の成分の検出に伴って、配管を介して接続されている前記サイクロン濃縮部と、前記排気部との間に間隙を設ける間隙部であり、
前記間隙が設けられることで、前記間隙から前記排気部へ外気が導入される
ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。

【請求項10】

前記気流停止部は、前記制御部であり、
前記制御部は、
前記分析部による所定の成分を検出に伴って、前記排気部の駆動を停止させる
ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置

【請求項11】

気流とともに回収された微粒子を遠心力によって濃縮するサイクロン濃縮部と、
前記サイクロン濃縮部の排気流路に設けられ、前記サイクロン濃縮部の内部空気を排気することで、前記サイクロン濃縮部の内部に渦巻状の気流である渦巻流を発生させる排気部と、
前記サイクロン濃縮部において前記渦巻流を停止させる気流停止部と、
前記サイクロン濃縮部で濃縮された前記微粒子を分析する分析部と、
前記分析部による分析結果に基づいて、前記気流停止部を制御する制御部と、
を有する濃縮システムにおいて、
前記制御部が、
前記分析部による所定の成分の検出を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによって、前記所定の成分が検出されると、前記サイクロン濃縮部の内部気流を停止するよう前記気流停止部を制御する気流停止ステップと、
を実行することを特徴とする濃縮方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濃縮システム、検査装置及び濃縮方法の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

世界的にテロの脅威が増している。特に爆発物は、日用品を原料とした強力な爆薬の製造方法がインターネットを介して拡散したことから、近年のテロにおいて使用されるケースが増えている。爆発物テロを防止する有効な手段の一つとして、爆発物検査機により隠蔽されている爆発物を発見することが知られている。この爆発物の検査方法として、次の２つが知られている。一方は爆発物の塊を見つけるバルク検査である。他方は微量の爆薬の痕跡を見つけるトレース検査である。

【0003】

バルク検査は、Ｘ線検査に代表される検査方法である。Ｘ線検査では、カバン内部の像が取得され、その形状や大きさ等を基に不審物が判別される。一方、トレース検査では、検査対象に付着している化学物質が化学的な分析手段により分析され、その成分が特定される。具体的には、トレース検査では、カバン等の検査対象に付着している微粒子を気流により剥離・回収し、その微粒子をサイクロンに捕集した後に分析することで爆薬の痕跡の有無が明らかにされる。そして、例えばカバンの表面から爆薬が検出された場合には、カバンの内部に爆薬が隠蔽されている可能性があると判断する。バルク検査とトレース検査は得られる情報が異なるため、その両方の検査方法を併用することによりセキュリティを向上できることが知られている。

【0004】

特許文献１には「認証対象２に付着する検出対象物質のガス及び／又は微粒子を送気部５からの気流で剥離させ、剥離した試料を吸引し、微粒子捕集部１０で濃縮して捕集し、イオン源部２１で試料のイオンを生成し、質量分析部２３で質量分析する。得られた質量スペクトルから検出対象物質に由来する質量スペクトルの有無を判定し、その結果を表示部２７に表示することで、認証対象２に付着した検出対象物質を連続的にリアルタイムで迅速かつ低誤報で検出する」分析装置及び分析方法が開示されている。

【0005】

また、特許文献２には、「筒状の微粒子保持部７と微粒子保持部の上部から吸引し、微粒子保持部内においてサイクロン現象を発生させる吸引配管８０１と、微粒子保持部の側面に接続して微粒子を含む試料を供給する供給配管５と、微粒子保持部の下部に接続し微粒子保持部内への気体流量を制御して、回転運動する微粒子を微粒子保持部内において所定時間保持した後に沈降させる流量制御部１２と、沈降した前記微粒子を捕集し加熱する加熱捕集部９と、加熱捕集部に配管を介して接続し、加熱捕集部による加熱により微粒子から気化した物質を分析する分析部１９と、を含む」物質の分析装置及び分析方法が開示されている。

【0006】

そして、特許文献３には、「ベルトコンベア１２の移動に伴って被検体１０がＸ線検査装置１４の検査領域に入ったことがセンサ１８ａによって検知されると、危険物検知装置１６内のコロナ放電用電源が一定時間オンになり、被検体１０に付着されていた物質を含む気体試料が吸引部２０、気体試料導入配管２２を介して危険物検知装置１６内に導入され、導入された気体試料がイオン化され、イオン化された気体試料が分析器２８ｃで分析され、この分析結果を基にデータ処理装置２４において気体試料に危険物が含まれているか否かの判定が行われ、判定結果が画面上に表示され、被検体１０が出口用センサ１８ｂで検知されると、コロナ放電用電源がオフになる」危険物検知システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１５－１３５３２９号公報

【文献】特開２０１４－１７４０７４号公報

【文献】特開２００４－２８６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

トレース検査では、爆薬の検出後、爆薬由来の信号がしばらく出現し続けるという課題がある。このため、従来のトレース検査を行う危険物検査装置では、次の検査対象の検査を始める前に、爆薬由来の信号が低減するのを待たなければならない。これにより、従来のトレース検査を行う危険物検査装置はスループットの低下が生じるという課題がある。空港等、検査数が多い検査場では、スループットが低いことにより検査待ちの行列等が生じるおそれがある。

【0009】

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、検査効率の向上を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記した課題を解決するため、本発明は、気流とともに回収された微粒子を遠心力によって濃縮するサイクロン濃縮部と、前記サイクロン濃縮部の排気流路に設けられ、前記サイクロン濃縮部の内部空気を排気することで、前記サイクロン濃縮部の内部に渦巻状の気流である渦巻流を発生させる排気部と、前記サイクロン濃縮部において前記渦巻流を停止させる気流停止部と、前記サイクロン濃縮部で濃縮された前記微粒子を分析する分析部と、前記分析部による分析結果に基づいて、前記気流停止部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記分析部による所定の成分の検出によって、前記サイクロン濃縮部の内部気流を停止するよう前記気流停止部を制御することを特徴とする。
その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、検査効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る濃縮部の構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る危険物探知装置の構成を示す図である。

【図3】第１実施形態におけるトレース検査部の構成を示す図である。

【図4】第１実施形態におけるトレース検査部の詳細な構造を示す図である

【図5】第１実施形態におけるトレース検査システムの構成を示す図である。

【図6】第１実施形態に係るトレース検査部の動作手順を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態に係る濃縮部の構成を示す図である。

【図8】第２実施形態におけるトレース検査システムの構成を示す図である。

【図9】第２実施形態における制御装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図10】第３実施形態に係る濃縮部の構成を示す図である。

【図11】第３実施形態における制御装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図12】第４実施形態に係る濃縮部の構成を示す図である。

【図13】第４実施形態に係る制御装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図14】第４実施形態における濃縮部の効果を示す図である。

【図15】制御装置のハードウェア構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

【0014】

[第1実施形態]
まず、図１～図６を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

【0015】

（濃縮部１４０）
図１は第１実施形態に係る濃縮部１４０の構成を示す図である。
濃縮部１４０は、吸気口１３１によって回収され、配管１６２を介して導入された微粒子Ｐを濃縮するものである。

【0016】

本実施形態では、濃縮部１４０に内部の渦巻流（内部渦巻流）によって微粒子Ｐの濃縮を行うサイクロン１４１が用いられる。
サイクロン１４１は、排気装置１４２により排気されている。排気装置１４２として、排気ファンや排気ポンプを使用することができる。特に断りがない場合、本実施形態では排気装置１４２として排気ファンが使用されているものとする。配管１６２を介して吸気された外気は、サイクロン１４１の内部で渦巻流を形成した後、排気装置１４２から排気される（図１の白抜き矢印）。外気とともにサイクロン１４１に導入された微粒子Ｐは、遠心力と重力の効果で空気と分離し、フィルタ１５１に落下する。フィルタ１５１に落下し、集塵された微粒子Ｐは加熱装置１５２により加熱されることにより気化する。気化した微粒子Ｐは分析部１５０（図３参照）に送られ、分析される。

【0017】

しかし、微粒子Ｐの粒径や比重によっては、微粒子Ｐがサイクロン１４１の内部を回転し続け、所定時間が経過してからフィルタ１５１に落下する場合がある。つまり、微粒子Ｐがサイクロン１４１の内部を回転し続け、容易にフィルタ１５１に落下しない場合がある。このような場合、吸気口１３１から導入された微粒子Ｐが少しずつフィルタ１５１に落下する。そのため、分析部１５０（図３参照）が微粒子Ｐに爆薬が含まれることを検出した後、爆薬に由来する信号が出現し続けることがある。換言すれば、長い時間をかけて微粒子Ｐがフィルタ１５１に落下し続けるため、爆薬由来の信号が長時間にわたって出力され続けることになる。信号が出力され続けている間は、次の検査ができないため、検査のスループット低下が生じる。

【0018】

そこで、本実施形態では、サイクロン１４１と排気装置１４２とを接続する配管１６４に気流停止部１８０が設けられている。そして、分析部１５０（図３参照）による爆薬（所定の成分）の検出をトリガとして、気流停止部１８０はサイクロン１４１の内部渦巻流を停止するよう動作する。

【0019】

第１実施形態では、気流停止部１８０の一例としてバルブ１８１が設けられている。そして、爆薬の検出をトリガとして、バルブ１８１が閉弁することにより、サイクロン１４１の排気が停止し、サイクロン１４１の内部渦巻流も停止する。そして、サイクロン１４１の内部を回転していた微粒子Ｐの回転が停止し、フィルタ１５１に速やかに落下する。

【0020】

フィルタ１５１は分析部１５０（図３参照）と接続している加熱装置１５２の内部に、落下した微粒子Ｐを捕集可能に設置されている。フィルタ１５１に落下した微粒子Ｐは加熱装置１５２によって２００℃程度に加熱され、気化した後、配管１６３を介して分析部１５０（図３参照）へ送られる。

【0021】

前記したように、爆薬の検出をトリガとして、バルブ１８１が閉弁することにより、サイクロン１４１の内部渦巻流も停止する。この停止にともなって、内部渦巻流による回転エネルギを失った微粒子Ｐは、速やかにフィルタ１５１へ落下する。これにより、爆薬に由来する信号を速やかに低減することができる。この結果、速やかに次の検査対象の検査を行うことができ、検査のスループットを向上させることができる。なお、内部渦巻流の強制停止によってフィルタ１５１に落下しきれなかった微粒子Ｐがサイクロン１４１の内部に付着する可能性がある。しかし、サイクロン１４１の内部傾斜は大きいため、サイクロン１４１の内部に付着する微粒子Ｐの量は極微量であり、検査結果に影響を与えるものではない。
（危険物検査装置１）
図２は、第１実施形態に係る危険物検査装置１の構成を示す図である。
危険物検査装置１は、トレース検査装置１００と、バルク検査装置２０１とを備えている。
まず、検査対象である荷物Ｂが、ベルトコンベアに代表される搬送部２０２の上に載置される。すると、搬送部２０２によって、載置された荷物Ｂが危険物検査装置１の内部へと搬送される。図２に示すように、危険物検査装置１の内部にはトレース検査を行うためのトレース検査装置１００が設けられている。そして、トレース検査装置１００によって荷物Ｂの表面に付着した微粒子Ｐの成分が分析される。トレース検査装置１００の詳細については後記する。

【0022】

また、図２に示す例では、搬送部２０２に載せられた荷物Ｂが搬送される方向に沿って、バルク検査を行うためのバルク検査装置２０１が、トレース検査装置１００と直列に設けられている。バルク検査装置２０１は、例えば、Ｘ線検査装置で構成される。このような構成とすることにより一度の検査で、荷物Ｂに付着した微粒子Ｐのトレース検査と、バルク検査による荷物Ｂの内部の検査とを略同時に行うことができる。なお、トレース検査とバルク検査の順番は、どちらが先に実施されてもよい。つまり、トレース検査装置１００、及び、バルク検査装置２０１の設置順は図２の通りでなくてもよい。また、バルク検査装置２０１はＸ線検査装置に限らない。さらに、バルク検査装置２０１（Ｘ線検査装置）は設置されなくてもよい。

【0023】

（トレース検査装置１００の構成）
図３は、第１実施形態におけるトレース検査装置１００の構成を示す図である。
トレース検査装置１００は、剥離部１１０、圧縮空気供給部１２０、回収部１３０、濃縮部１４０、分析部１５０を有する。
前記したように、荷物Ｂが搬送部２０２に載置されると荷物Ｂがトレース検査装置１００の内部に搬送される。トレース検査装置１００の入り口付近には、荷物Ｂの接近を検知するセンサ１０１ａ，１０１ｂ、が設けられている。なお、本実施形態では、センサ１０１ａ，１０１ｂのいずれか一方が発光部であり他方が受光部である分離型フォトセンサが想定されているが、反射型フォトセンサ等が用いられてもよい。後記するセンサ１０１ｃ、１０１ｄも同様である。

【0024】

センサ１０１ａ，１０１ｂの間に荷物Ｂの先端が到達すると、センサ１０１ａ，１０１ｂが荷物Ｂを検知する。これによって、剥離部１１０に備えられているノズル１１１（図４参照）による圧縮空気Ｗ（図４参照）の噴射が開始される。荷物Ｂの表面に付着した微粒子Ｐ（図１参照）をサンプリングするため、荷物Ｂは剥離部１１０と回収部１３０との間に搬送される。

【0025】

剥離部１１０は、配管１６１を介して、コンプレッサやガス配管等で構成される圧縮空気供給部１２０に接続されている。剥離部１１０は、剥離部１１０に備えられているノズル１１１（図４参照）から荷物Ｂの表面に圧縮空気Ｗを噴射する。これにより荷物Ｂの表面に付着している微粒子Ｐ（図１参照）が吹き飛ばされることにより、剥離される。

【0026】

剥離された微粒子Ｐは、回収部１３０から回収され、配管１６２を介して濃縮部１４０に送られる。濃縮部１４０は送られた微粒子Ｐを濃縮する。ここで、濃縮とは、単位体積当たりに対する微粒子Ｐの割合を増加させることである。具体的には、サイクロン１４１による遠心分離によって単位体積当たりに対する微粒子Ｐの割合が増加される。濃縮部１４０で濃縮された微粒子Ｐは配管１６３を介して分析部１５０に送られ分析される。

【0027】

また、剥離部１１０及び回収部１３０に対して出口側にもセンサ１０１ｃ，１０１ｄが設けられている。荷物Ｂの先端がセンサ１０１ｃ，１０１ｄの間に到達するとノズル１１１による圧縮空気Ｗの噴射が停止される。このようにすることで圧縮空気Ｗの消費量を低減することができる。

【0028】

（トレース検査装置１００）
図４は、第１実施形態におけるトレース検査装置１００の詳細な構造を示す図である
図４はトレース検査装置１００を荷物Ｂの挿入方向から見た図である。なお、図４において、図１及び図３と同様の構成については同一の符号を付している。
図４に示すように、剥離部１１０はノズル１１１を備えている。ノズル１１１は、配管１６１を介して圧縮空気供給部１２０（図３参照）に接続されている。また、回収部１３０は吸気口１３１を備えている。そして、濃縮部１４０はサイクロン１４１、排気装置１４２、気流停止部１８０（第１実施形態ではバルブ１８１）を備えていている。吸気口１３１は配管１６２によってサイクロン１４１と接続している。また、排気装置１４２は配管１６４（図１参照）によってサイクロン１４１と接続し、配管１６４には気流停止部１８０が設けられている。

【0029】

更に、分析部１５０はフィルタ１５１、加熱装置１５２、ヒータ１５３、質量分析計１５４を備えている。加熱装置１５２と質量分析計１５４は配管１６３で接続されている。加熱装置１５２の内部にはフィルタ１５１が設けられている。そして、加熱装置１５２から質量分析計１５４側の配管１６３の周囲にはヒータ１５３が覆設されている。

【0030】

なお、図４に示すように、剥離部１１０と回収部１３０の間の気流が乱れないようドーム状の覆い（ドーム１７１と称する）が設けられている。この場合、図４に示すようにノズル１１１はノズル支持部１７２によりドーム１７１に固定されるのが好ましい。なお、この例では、ドーム１７１は、危険物検査装置１の筐体とは別に設置されているものである。

【0031】

搬送部２０２により、検査対象である荷物Ｂの先端が剥離部１１０と回収部１３０との間に到達すると、剥離部１１０に設けられたノズル１１１から圧縮空気Ｗが噴射される。前記したように、圧縮空気Ｗの噴射は、センサ１０１ａ，１０１ｂ（図３参照）が荷物Ｂを検知することによって行われる。荷物Ｂの上面や取っ手Ｂ１に付着している微粒子Ｐは、圧縮空気Ｗにより吹き飛ばされ、回収部１３０に設けられた吸気口１３１から吸い込まれる。吸い込まれた微粒子Ｐは、配管１６２を介して濃縮部１４０に導入される。濃縮部１４０を構成するサイクロン１４１、排気装置１４２、バルブ１８１（気流停止部１８０）については説明済みであるため、ここでの説明を省略する。同様に、フィルタ１５１、及び、加熱装置１５２についても説明済みであるため、ここでの説明を省略する。

【0032】

加熱装置１５２よって気化された微粒子Ｐの化学物質はヒータ１５３により１８０℃程度に加熱されている配管１６３を介して質量分析計１５４に導入される。質量分析計１５４では、気化した化学物質の分析が行われ、爆薬が検出された場合、制御装置３が発報部１９０（図５参照）にアラームを発報する等の処理を行わせる。

【0033】

（トレース検査システムＺ）
図５は、第１実施形態におけるトレース検査システムＺの構成を示す図である。適宜、図４を参照する。
図５に示すように、トレース検査システムＺにおいて、制御装置３は信号ライン３１を介して、トレース検査装置１００のセンサ１０１ａ～１０１ｄによる荷物Ｂの検出信号を受信する。また、制御装置３は、剥離部１１０、圧縮空気供給部１２０、濃縮部１４０を制御する。また、制御装置３は分析部１５０による分析結果を受け取る。さらに、制御装置３は、気流停止部１８０（第１実施形態ではバルブ１８１）、発報部１９０、搬送部２０２を制御する。

【0034】

制御装置３からの指示により、各部は所望のタイミングで所望の動作をするよう制御されている。
即ち、制御装置３が圧縮空気供給部１２０の制御を行うことで、剥離部１１０を構成するノズル１１１による圧縮空気Ｗの噴射の制御が行われる。例えば、制御装置３は、ノズル１１１に付随するバルブ（不図示）の開閉を制御することで剥離部１１０の制御を行う。
また、制御装置３は排気装置１４２を制御することにより、サイクロン１４１の内部渦巻流の制御を行う。
そして、制御装置３は分析部１５０による微粒子Ｐの成分の分析結果を受け取る。さらに、制御装置３は、微粒子Ｐの成分に爆薬成分（所定の成分）が検出されると、気流停止部１８０（第１実施形態ではバルブ１８１）を制御することで、サイクロン１４１の内部渦巻流を停止する。

【0035】

また、発報部１９０は、分析部１５０が爆薬を検出した場合に、制御装置３の指示により発報を行う。発報部１９０は、光、音、図示しないモニタへの表示等で検査員に爆薬の検出を通知する。
さらに、制御装置３は搬送部２０２の駆動のＯＮ・ＯＦＦ等を制御する。

【0036】

（フローチャート）
図６は、第１実施形態に係るトレース検査装置１００の動作手順を示すフローチャートである。適宜、図１、図４及び図５を参照する。
まず、制御装置３はバルブ１８１が閉弁状態であれば、バルブ１８１を開弁する（Ｓ１０１）。なお、ステップＳ１０１の段階では排気装置１４２は停止している。
そして、搬送部２０２は荷物Ｂを搬送する（Ｓ１０２）。
続いて、制御装置３はセンサ１０１ａ，１０１ｂが荷物Ｂを検知したか否かを判定する。つまり、制御装置３は荷物Ｂが剥離部１１０と回収部１３０との間に接近しているか否かを判定する（Ｓ１０３）。
センサ１０１ａ，１０１ｂが荷物Ｂを検知していない場合（Ｓ１０３→Ｎｏ）、制御装置３はステップＳ１０３へ処理を戻す。

【0037】

センサ１０１ａ，１０１ｂが荷物Ｂを検知した場合（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、制御装置３が排気装置１４２を動作させることで、吸気口１３１による外気の吸気が開始される（Ｓ１０４）。
そして、制御装置３はノズル１１１から圧縮空気Ｗを噴射させる（Ｓ１０５）。なお、ステップＳ１０４とステップＳ１０５は同時に行われてもよいし、どちらかが先に行われてもよい。

【0038】

そして、制御装置３は分析部１５０によって爆薬（所定の成分）が検出されたか否かを判定する（Ｓ１０６）。つまり、制御装置３は、分析部１５０によって微粒子Ｐの成分から爆薬成分が検出されたか否かを判定する。
分析部１５０によって爆薬が検出された場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、制御装置３はバルブ１８１を閉弁する（Ｓ１１１）。ステップＳ１１１の段階で排気装置１４２は駆動したままであってもよいし、排気装置１４２を停止してもよい。

【0039】

ステップＳ１１１と略同時に、制御装置３はノズル１１１による圧縮空気Ｗの噴射を停止させる（Ｓ１１２）。
そして、制御装置３は発報部１９０による発報を行う（Ｓ１１３）。
なお、ステップＳ１１１～Ｓ１１３は略同時に行われることが望ましいが、所定時間の間隔で行われてもよい。また、ステップＳ１１１～Ｓ１１３が行われる順番は図６に示す順番でなくてもよい。

【0040】

その後、作業員は、爆薬が検出された荷物Ｂに対し、再検査、開封検査、隔離等の適切な処理を行う（Ｓ１１４）。例えば、作業員は爆薬が検出された荷物Ｂを頑丈な容器に収容する。
制御装置３は、分析部１５０による爆薬の信号をモニタし、爆薬の信号が所定の値未満となったか否かを判定する（Ｓ１１５）。
爆薬の信号が所定の値以上である場合（Ｓ１１５→Ｎｏ）、制御装置３はステップＳ１１５へ処理を戻す。
爆薬の信号が所定の値未満である場合（Ｓ１１５→Ｙｅｓ）、制御装置３は処理を終了する。これによって、次の荷物Ｂの検査が可能になる。なお、ステップＳ１１５の処理が行われるまでに制御装置３は排気装置１４２を停止する。

【0041】

一方、ステップＳ１０６において、分析部１５０で爆薬が検出されない場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、制御装置３は、センサ１０１ｃ，１０１ｄが荷物Ｂを検出したか否かを判定する。つまり、制御装置３は、荷物Ｂが剥離部１１０と回収部１３０との間を通過したか否かを判定する（Ｓ１２１）。
センサ１０１ｃ，１０１ｄが荷物Ｂを検出していない場合（Ｓ１２１→Ｎｏ）、制御装置３はステップＳ１２１へ処理を戻す。
センサ１０１ｃ，１０１ｄが荷物Ｂを検出した場合（Ｓ１２１→Ｙｅｓ）、制御装置３は吸気口１３１による吸気を停止する（Ｓ１２２）。具体的には制御装置３が排気装置１４２の動作を停止させる。
そして、制御装置３はノズル１１１による圧縮空気Ｗの噴射を停止する（Ｓ１２３）。ステップＳ１２２，Ｓ１２３は同時に行われてもよいし、どちらかが先に行われてもよい。
その後、荷物Ｂの所有者が搬送部２０２から荷物Ｂを取り出す（Ｓ１２４）。そして、制御装置３は処理を終了する。

【0042】

第１実施形態によれば、分析部１５０が爆薬を検出すると、気流停止部１８０によってサイクロン１４１の内部渦巻流が停止される。サイクロン１４１の内部渦巻流が停止することにより、サイクロン１４１の内部を回転している微粒子Ｐが回転エネルギを失い、フィルタ１５１に速やかに落下する。従って、爆薬検出後、微粒子Ｐに由来する信号が速やかに減衰する。これにより、第１実施形態に係るトレース検査装置１００は、荷物Ｂの検査間の時間を短縮することができ、検査のスループット（即ち、検査効率）を大幅に向上することができる。

【0043】

さらに、第１実施形態によれば、サイクロン１４１と排気装置１４２とを接続する配管１６４に備えられているバルブ１８１が気流停止部１８０として設けられている。このような構成とすることで、既存のトレース検査装置１００に対し容易に気流停止部１８０を追加することができる。

【0044】

［第２実施形態］
次に、図７～図９を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図７は、第２実施形態に係る濃縮部１４０ａの構成を示す図である。
図７において、図１と同様の構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図７において、図１と異なる点は配管１６４にバルブ１８１が設けられていない点である。
第２実施形態における濃縮部１４０ａの動作については、図８及び図９を参照して説明する。

【0045】

（トレース検査システムＺａ）
図８は、第２実施形態におけるトレース検査システムＺａの構成を示す図である。なお、図８において、図５と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図８に示すトレース検査システムＺａにおいて、図５と異なる点は、制御装置３ａが気流停止部１８０の機能を有し、制御装置３ａの制御対象としての気流停止部１８０が省略されている点である。
第２実施形態のトレース検査装置１００ａでは、分析部１５０によって爆薬が検出されると、気流停止部１８０としての制御装置３ａが排気装置１４２の駆動を強制停止する。

【0046】

（フローチャート）
図９は第２実施形態における制御装置３ａの動作手順を示すフローチャートである。図９において、図６と同様の処理については同一の符号を付して説明を省略する。また、適宜、図５及び図８を参照する。
まず、図９に示すフローチャートはステップＳ１０１が省略されている点が図６に示すフローチャートと異なっている。
そして、分析部１５０が爆薬を検出すると（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、この検出をトリガとして制御装置３ａは速やかに排気装置１４２を強制停止する（Ｓ１１１ａ）。具体的には、排気装置１４２の電源をＯＦＦにする等の方法で排気ファンを停止させる。排気装置１４２が排気ポンプで構成されている場合、制御装置３ａは排気ポンプの電源をＯＦＦにする。その他の処理は図６と同様である。

【0047】

第２実施形態の濃縮部１４０によれば、第１実施形態と比較して部品数を減らすことができる。これにより、第１実施形態における濃縮部１４０よりも堅牢性、生産コストに優れた濃縮部１４０ａを提供することができる。

【0048】

排気装置１４２の排気ファン（不図示）は駆動停止しても、すぐに回転速度が０にならない。そこで、制御装置３ａは排気装置１４２の排気ファンの駆動停止を行った後、排気ファンに対して逆向きの弱い回転力を加えることで速やかに排気ファンが停止するような構成としてもよい。また、排気ファンを駆動させるモータを発電機として機能させることで排気ファンを停止させてもよい。この際、発電した電力は電池に蓄電するか抵抗で熱として消費するようにしてもよい。

【0049】

［第３実施形態］
次に、図１０及び図１１を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
図１０は、第３実施形態に係る濃縮部１４０ｂの構成を示す図である。
図１０において、図１と同様の構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

【0050】

図１０に示す濃縮部１４０ｂでは気流停止部１８０として第１バルブ１８２ａが配管１６４に備えられている。また、配管１６５は一方の端部が開口しており、他方の端部が配管１６４に合流している。そして、配管１６５には気流停止部１８０である第２バルブ１８２ｂが備えられている。配管１６５は第１バルブ１８２ａよりも下流側（排気装置１４２側）で配管１６４に合流している。なお、図１０に示す第１バルブ１８２ａは、図１に示すバルブ１８１に相当するものである。

【0051】

第１実施形態では、爆薬の信号が検出された際、分析部１５０による爆薬の検出をトリガとして、サイクロン１４１と排気装置１４２とを接続する配管１６４に設けられているバルブ１８１が閉弁する。また、第２実施形態では、分析部１５０による爆薬の検出をトリガとして、排気装置１４２が強制停止される。このようにすることで、爆薬の信号を迅速に低減することができる。

【0052】

しかし、第１実施形態では、バルブ１８１を閉弁する際に排気装置１４２の一次側（サイクロン１４１側）の圧力が急に低下する（負圧になる）。これにより、排気装置１４２の部品であるポンプやモータに大きな負荷がかかるおそれがある。また、第２実施形態のように、排気装置１４２を急停止すると、排気装置１４２の部品であるポンプやモータを痛めるおそれがある。

【0053】

そこで、排気装置１４２の寿命を長くするため、第３実施形態では図１０に示すように、第１バルブ１８２ａと排気装置１４２との間に外気取り入れ制御用の第２バルブ１８２ｂが設けられる。第１バルブ１８１ａ及び第２バルブ１８２ｂの動作については、図１１のフローチャートで説明する。

【0054】

（フローチャート）
図１１は、第３実施形態に係る制御装置３の動作手順を示すフローチャートである。
図１１において、図６と同様の処理については同一のステップ番号を付して説明を省略する。適宜、図５及び図１０を参照する。
まず、制御装置３は、第１バルブ１８２ａが閉弁しており、第２バルブ１８２ｂが開弁している場合、第１バルブ１８２ａ開弁すると共に、第２バルブ１８２ｂを閉弁する（Ｓ１０１ｂ）
そして、制御装置３は、分析部１５０による爆薬の検出をトリガとして第１バルブ１８２ａを閉弁すると同時に第２バルブ１８２ｂを開弁する（Ｓ１１１ｂ）。第１バルブ１８２ａが閉弁することによりサイクロン１４１内の空気が排気装置１４２によって吸引されることがなくなるため、サイクロン１４１の内部渦巻流が停止する。サイクロン１４１の内部渦巻流が停止することにより、サイクロン１４１の内部を回転していた微粒子Ｐが回転エネルギを失い、フィルタ１５１に落下する。

【0055】

また、第１バルブ１８２ａが閉弁するとともに第２バルブ１８２ｂが開弁する。これにより、第２バルブ１８２ｂを介して外気が排気装置１４２に送られるため、排気装置１４２の一次側（サイクロン１４１側）が負圧になることを防止する。このようにすることで、排気装置１４２の部品に与える負荷の変動を小さくすることができる。従って、排気装置１４２の寿命の向上を期待することができる。

【0056】

［第４実施形態］
次に、図１２～図１４を参照して本発明の第４実施形態について説明する。
図１２は、第４実施形態に係る濃縮部１４０ｃの構成を示す図である。図１２において図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１２に示すように、気流停止部１８０として、排気装置側フランジ１８３ａ、サイクロン側フランジ１８３ｂを有している。さらに、気流停止部１８０は、さらに、サイクロン側フランジ１８３ｂを上下方向に駆動可能（白抜き矢印）な駆動部１８４を有する。排気装置側フランジ１８３ａ、及び、サイクロン側フランジ１８３ｂは、サイクロン１４１と排気装置１４２とを接続する配管１６４ｃに設けられている。また、配管１６４ｃは、蛇腹状となっていることで長さの調節が可能なフレキシブル管が用いられるとよい。ただし、長さの調節が可能であれば、配管１６４ｃは必ずしも蛇腹状となっていなくてもよい。また、駆動部１８４にはエアーシリンダやモータを用いることができる。

【0057】

駆動部１８４がサイクロン側フランジ１８３ｂを下方（サイクロン１４１側）に下げることで、排気装置１４２と、サイクロン１４１との間に間隙Ｇが生じる。この際、排気装置１４２を駆動している状態とすることで、間隙Ｇから排気装置１４２に外気が導入される。そして、サイクロン１４１の内部の空気が排気装置１４２によって吸引されることがなくなるため、サイクロン１４１の内部渦巻流が停止する。これにより、サイクロン１４１の内部を回転していた微粒子Ｐは回転エネルギを失い、速やかにフィルタ１５１へと落下する。

【0058】

（フローチャート）
図１３は第４実施形態に係る制御装置３の動作手順を示すフローチャートである。適宜、図５及び図１２を参照する。
図１３について、図６と同様の処理については同一の符号を付して説明を省略する。
まず、制御装置３は、駆動部１８４を排気装置側フランジ１８３ａとサイクロン側フランジ１８３ｂとが離間しているか否かをチェックする。そして、排気装置側フランジ１８３ａとサイクロン側フランジ１８３ｂとが離間している場合、駆動部１８４を制御して排気装置側フランジ１８３ａとサイクロン側フランジ１８３ｂとを着接させる着接処理を行う（Ｓ１０１ｃ）
そして、分析部１５０が爆薬を検出すると（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、この検出をトリガとして、制御装置３は駆動部１８４を駆動させ、サイクロン側フランジ１８３ｂを下方へ移動させる。これによって、排気装置側フランジ１８３とサイクロン側フランジ１８３ｂとを離間させる離間処理が行われる（Ｓ１１１ｃ）。この際、排気装置１４２は駆動したままである。このようにすることで排気装置側フランジ１８３ａ及びサイクロン側フランジ１８３ｂの周囲に存在する外気が、排気装置側フランジ１８３ａとサイクロン側フランジ１８３ｂとの間から吸気される。これにより、サイクロン１４１の内部の空気が排気装置１４２によって排気されることがなくなるため、サイクロン１４１内の内部渦巻流が停止する。第４実施形態の場合でも、第３実施形態と同様に、サイクロン１４１の内部気流を停止しても排気装置１４２の負荷が変わらないので、排気装置１４２の寿命の向上が期待できる。

【0059】

なお、第４実施形態では、サイクロン側フランジ１８３ｂが下方に移動することによって、排気装置側フランジ１８３とサイクロン側フランジ１８３ｂとが離間している。しかし、これに限らず、排気装置側フランジ１８３ａが上方に移動することによって、排気装置側フランジ１８３とサイクロン側フランジ１８３ｂとが離間してもよい。

【0060】

（効果）
図１４は、第４実施形態における濃縮部１４０ｃの効果を示す図である。
図１４において、実線Ｌ１はこれまでの（第１～第４実施形態のいずれも適用されていない）危険物検査装置で取得したデータである。図１４において、時刻ｔ０は圧縮空気Ｗ（図４参照）が噴射された時刻であり、時刻ｔ１は爆薬が検出された時刻である。なお、時刻ｔ０，ｔ１は実線Ｌ１、破線Ｌ２に対し共通である。

【0061】

実線Ｌ１は、気流停止部１８０を備えていない危険物検査装置で荷物Ｂに爆薬の微粒子Ｐを付着させて、爆薬成分の検出試験を行った結果である。すると、実線Ｌ１に示すように圧縮空気Ｗの噴射（時刻ｔ０）から約２秒で爆薬に由来する信号が得られた（時刻ｔ１）。そして、実線Ｌ１に示すように信号は、約５秒間、強い状態が続き、その後、徐々に弱くなった。

【0062】

一方、破線Ｌ２は、第４実施形態で示す濃縮部１４０ｃを備えた危険物検査装置１で取得したデータである。時刻ｔ０で分析部１５０が爆薬を検出した直後に駆動部１８４により排気装置側フランジ１８３ａと、サイクロン側フランジ１８３ｂとが離間された。破線Ｌ２でも、実線Ｌ１と略同様、圧縮空気Ｗの噴射（時刻ｔ０）から約２秒後に爆薬に由来する信号が得られた（時刻ｔ１）。
しかし、時刻ｔ１における爆薬に由来する信号が得られた時刻の約２秒後から信号強度が下がっており、実線Ｌ１に示す、気流停止部１８０を備えない危険物検査装置よりも迅速に信号を低減できた。つまり、濃縮部１４０ｃを備える危険物検査装置１は、次の荷物Ｂ（検査対象）の検査を速やかに開始することができ、検査全体のスループットを向上させることができる。

【0063】

なお、図１４は、第４実施形態で示す濃縮部１４０ｃを備える危険物検査装置１による結果を示している。しかし、第１～第３実施形態で示す濃縮部１４０，１４０ａ，１４０ｂを備える危険物検査装置１でも同様の結果が得られる。

【0064】

なお、本実施形態の検査対象は荷物Ｂに限らない。本実施形態の濃縮部１４０，１４０ａ～１４０ｃは、例えば人を検査する場合には、エアーシャワーのような機構により人に風を当て、人や服に付着している微粒子Ｐを剥離・回収して検査する装置に適用されてもよい。検出対象も爆薬に限らない。密輸される違法薬物等が検出対象でもよい。

【0065】

［ハードウェア構成］
図１５は、制御装置３，３ａのハードウェア構成を示す図である。
制御装置３，３ａはメモリ３０１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２、通信装置３０３、ＨＤ（Hard Disk）等の記憶装置３０４を有している。
そして、記憶装置３０４に格納されているプログラムがメモリ３０１にロードされ、ＣＰＵ３０２によって実行されることで、制御装置３，３ａの各機能が具現化する。そして、制御装置３，３ａは、通信装置３０３を介して、センサ１０１ａ～１０１ｄや、分析部１５０から信号を受信したり、気流停止部１８０への制御指示を行ったりする。

【0066】

なお、第１～第４実施形態に示す危険物検査装置１はクラウドサーバによる制御が行われてもよい。

【0067】

本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0068】

また、前記した各構成、機能、各部、記憶装置３０４等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図１５に示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ３０２等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤに格納すること以外に、メモリ３０１や、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 危険物検査装置（検査装置）
３，３ａ 制御装置（制御部）
１００，１００ａ トレース検査装置
１０１ａ～１０１ｄ センサ
１１０ 剥離部
１１１ ノズル
１２０ 圧縮空気供給部
１３０ 回収部
１３１ 吸気口
１４０，１４０ａ～１４０ｃ 濃縮部
１４１ サイクロン（サイクロン濃縮部）
１４２ 排気装置（排気部）
１５０ 分析部
１５１ フィルタ（フィルタ部）
１５２ 加熱装置（加熱部）
１５３ ヒータ
１５４ 質量分析計
１６１～１６３ 配管
１６４ 配管（排気流路、第１の配管）
１６５ 配管（第２の配管）
１８０ 気流停止部
１８１ バルブ
１８２ａ 第１バルブ（第１のバルブ）
１８２ｂ 第２バルブ（第２のバルブ）
１８３ａ 排気装置側フランジ（間隙部）
１８３ｂ サイクロン側フランジ（間隙部）
１８４ 駆動部（間隙部）
１９０ 発報部
１６１～１６５ 配管
２０１ バルク検査装置
２０２ 搬送部
Ｂ 荷物
Ｇ 間隙
Ｐ 微粒子
Ｗ 圧縮空気
Ｚ，Ｚａ トレース検査システム（濃縮システム）
Ｓ１０６ 爆薬が検出されたか否か（判定ステップ）
Ｓ１１１ バルブ閉弁（気流停止ステップ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】