CN1764831A - 蜂窝状结构体的检测方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测包括多孔质隔壁的蜂窝状结构体的检测方法以及检测装置。提供一种具备以形成从一个端面(42)贯通到另一个端面(44)的多个流通路径(3a、3b)的方式配置的多孔质隔壁(2)的蜂窝状结构体的检测装置及装置。其为具备产生水粒子(10)的水粒子产生部(11)、将上述水粒子(10)导入多个流通路径(3a)的水粒子导入部(12)、测定从多个流通路径(3b)排出的水粒子(10)的粒度分布及粒子数的排出粒子测定部(13)的检测装置及检测方法。根据该检测装置及检测方法，能够很容易地检测蜂窝状结构体有无缺陷、及缺陷的大小、数量、和细孔的大小及数量等且后处理也很容易。
Description
技术领域
本发明涉及检测包括多孔质隔壁的蜂窝状结构体的检测方法及检测装置，特别涉及可易于检测隔壁有无缺陷以及缺陷的大小、数量还有细孔的大小和数量等，并且后处理也容易的检测方法及检测装置。
背景技术
蜂窝状结构体多用作过滤器和催化剂载体等，例如用作内燃机等热机或锅炉等燃烧装置的排出气体净化装置、液体燃料或气体燃料的改变质量的装置、上下水的净化装置等。特别地，适于用作用来将从柴油发动机排出的排出气体类含尘流体中所含的粒子状物质捕集去除的柴油微粒过滤器(以下缩写为DPF)和高温气体集尘装置。
此类目的中所使用的蜂窝状结构体在被处理流体通过多孔质隔壁的细孔中时捕集不需要的粒子状物质将其除去，且使催化剂保持在多孔质的隔壁表面和细孔中，并进行使催化剂和被处理流体接触的处理等。
因此，如果存在贯通多孔质隔壁的大孔的话，则成为不能发挥蜂窝状结构体的过滤性能和作为催化剂载体的性能的缺陷，所以检测此类大孔很重要。而且，在作为过滤器等使用时，检测贯通隔壁的细孔的大小和数量在判断过滤器的性能方面也很重要。
作为检测此类改造的过滤器的缺陷的方法，提出了使用一定粒径的粉体，通过由粒子计数器来检测已排出的粉体来检测隔壁中的小孔的方法(例如，参照特开2000-193582号公报)。但是，在该方法中，由于所使用的粉体残存在过滤器中所以必须将其取出。而且，由于如果没有孔洞则该粉体不能从过滤器排出，所以不能用来检测过滤器的细孔径。
此外，提出了通过将微粒子导入被测体内，并用激光照射所排出的微粒子以使微粒子可视化来检测被测体的缺陷的方法(例如，参照国际公开02/082035号小册子)。虽然该方法在指定缺陷位置时有效，但是难以检测缺陷的数量和大小。
发明内容
本发明是鉴于此类事情而提出的，其特征是提供一种可易于检测贯通成为蜂窝状结构体缺陷的隔壁的大孔、及隔壁的细孔的大小和数量等，并且后处理也容易的检测方法及检测装置。
本发明是具备以形成从一个端面贯通到另一个端面的多个流通路径的方式配置的多孔质隔壁的蜂窝状结构体的检测方法，提供一种包括产生水粒子的水粒子产生工序、将上述水粒子导入多个流通路径的水粒子导入工序、测定从多个流通路径排出的水粒子的粒度分布及粒子数的排出粒子测定工序的检测方法。
在本发明中，理想的是还包括在上述水粒子导入工序之前测定导入的水粒子的粒度分布及粒子数的导入粒子测定工序。而且，在上述水粒子导入工序中，导入的水粒子的平均粒径理想的是为3～100μm，在水粒子导入工序中，导入的水粒子的粒径理想的是为1～300μm。此外，上述蜂窝状结构体理想的是上述多个流通路径包含一个端面被封闭的流通路径和另一端面被封闭的流通路径。
本发明还是具备以形成从一个端面贯通到另一个端面的多个流通路径的方式配置的多孔质隔壁的蜂窝状结构体的检测装置，提供一种具备产生水粒子的水粒子产生部、将上述水粒子导入多个流通路径水粒子导入部、测定从多个流通路径排出的水粒子的粒度分布及粒子数的排出粒子测定部的检测装置。
在本发明中，理想的是还包括测定导入到多个流通路径中的水粒子的粒度分布及粒子数的导入粒子测定部。而且，上述水粒子产生部理想的是产生3～100μm的平均粒径的水粒子，且理想的是产生粒径为1～300μm的水粒子。
附图说明
图1是图解地展示了本发明的检测装置的一个实例的剖面模式图。
图2(a)是图解地展示了本发明的蜂窝状结构体的一个实例的立体图，图2(b)是展示了图2(a)的b部分的部分放大图。
图3是展示了本发明所测定的结果的一个实例的曲线图。
图4是展示了本发明所测定的结果的另一个实例的曲线图。
图5是展示了在本发明中测定导入前的水粒子的粒径分布的结果的一个实例。
图6是展示了本发明所测定的结果的又一个实例的曲线图。
图7是展示了本发明所测定的结果的另一个实例的曲线图。
具体实施方式
下面将根据具体实施方式来详细说明本发明的检测方法及检测装置，但本发明并不限定于以下的实施方式。
使用图1中所示的检测蜂窝状结构体1作为检测对象来进行检测的实例来说明本发明的检测方法，该蜂窝状结构体包括具备以形成从一个端面42贯通到另一端面44的多个流通路径3a、3b的方式配置的多孔质隔壁2，夹持隔壁2的相邻流通路径3a、3b在相对的端面被封闭。
首先，产生具有所定的平均粒径和粒径分布的水粒子10，再将其从蜂窝状结构体1的端面42导入到在该端面42开口的多个流通路径3a。如果在隔壁2上存在贯通隔壁的孔，例如成为缺陷部21的大孔及细孔22，则被导入的水粒子10之内的可通过各孔的大小的水粒子从流通路径3a通过各孔移向流通路径3b并通过流通路径3b从端面44排出。当孔径与缺陷部21一般大时，排出的水粒子的数量增多且可更多地排出粒径更大的水粒子。只有细小水粒子可从细微孔例如细孔22排出。
因此，排出的水粒子的粒度分布和数量根据贯通隔壁的孔径分布和数量而变化，通过测定从多个流路排出的水粒子的粒度分布及粒子数，可检测测定对象的隔壁有无缺陷及缺陷的大小和数量还有细孔径分布。
根据该方法，理想的是通过以蜂窝状结构体的全部隔壁为对象来使用该方法，可一次在短时间内很容易判断蜂窝状结构体整体的性能，而且，由于使用水粒子，所以后处理容易或不需要。因此，在检测蜂窝状结构体的不良产品的质量检测等中非常有用。而且，由于使用水，可在蜂窝状结构体的检测中很容易以低成本产生适当范围的平均粒径、粒径分布及浓度的粒子。再有，由于通过从蜂窝状结构体外部目视等难以检测隔壁的缺陷，所以该方法特别有用。
再有，测定的粒度分布也可以作为粒子大小的指标，可举出例如粒径分布、体积分布、重量分布等作为适宜的指标。而且，粒子数量不需要测定排出的全部粒子的数量，作为浓度，通常可通过测定特定时间内所排出的每单位体积的粒子数来获得需要的信息。
其次对本发明的检测方法中的各工序进行说明。水粒子产生工序是在所定的平均粒径、粒径分布及浓度下产生水粒子的工序。所产生的水粒子的平均粒径、粒径分布及浓度(每单位体积的粒子数)没有特别的限制，可根据预计的多孔质体的孔径、孔径分布、数量来进行适当变化。水粒子的平均粒径，在以检测DPF用的蜂窝状结构体等的缺陷为主时，理想的是在3～300μm的范围内，在以检测DPF用的蜂窝状结构体等的细孔径为主时，理想的是在3～100μm的范围内。而且，粒径理想的是在1～300μm范围内，即具有最小粒径为1μm或其以上且最大粒径为300μm或其以下分布的水粒子。水粒子浓度理想的是1～1000cc/m3的范围。
本发明中的水粒子是指含水50重量％或其以上，理想的是70重量％或其以上，更好的是90重量％或其以上的粒子，虽然也可含有其它成分，但如果考虑后处理的容易性，则理想的是水粒子通常除去所含的不纯物质且大体上只为由水构成的粒子。
水粒子导入工序是将由水粒子产生工序所产生的水粒子导入到所定量或所定的多个流通路径的工序。虽然导入方法没有特别限制，但理想的是以一定浓度、一定压力、一定速度来导入。具体地可举出将水粒子以所定压力进行加压的方法、及以所定负压从相反侧端面吸引的方法等，但是，如图1所示，使流通路径纵向为上下方向配置蜂窝状结构体，通过从上侧端面自然落下或施加所定压力以将水粒子导入流通路径的方法，从水粒子的粒径分布、导入速度等的稳定性、成本等方面来看较理想。
排出粒子测定工序是测定通过隔壁的孔、从多个流通路径排出的水粒子的粒度分布及粒子数的工序。测定方法没有特别限制，可举出例如激光衍射/散射法、动态光散射法、离心沉淀法、重力沉淀法、图像处理法、X射线穿透法等。通过这些方法可测定粒度分布和粒子数。
在本发明的测定方法中，虽然导入的水粒子的平均粒径、粒径分布、浓度主要由粒子产生工序中的产生条件决定，但是产生条件的若干差异及从产生到导入中的粒子变化可使这些值发生变化。因此，理想的是包括在水粒子导入工序之前，测定导入的水粒子的粒度分布及粒子数的导入粒子测定工序，这样，可将导入的水粒子的粒度分布等与排出的水粒子的粒度分布等进行更正确的比较。测定方法理想的是与在排出粒子测定工序中所用的方法相同。
作为本发明的检测对象的蜂窝状结构体，如图2(a)、(b)，具备以形成从一个端面42贯通到另一端面44的多个流通路径3的方式配置的多孔质隔壁2，且理想的是所定流通路径3b在一个端面42被封闭，另一所定流通路径3a在另一端面44被封闭。更理想的是相隔一个隔壁而相邻的流通路径在相反的端面被封闭。如果是此类构造则材质、大小、形状、及用途没有特别限制。通常，没被封闭的蜂窝状结构体用作催化剂载体等，被封闭的蜂窝状结构体用作过滤器。再有，在以没被封闭的蜂窝状结构体作为检测对象时，通过将所定的流通路径暂时遮蔽而可使用本发明。
其次，根据图1来说明本发明的检测装置。本发明的检测装置中的水粒子产生部11适宜使用例如喷洒器或喷雾器等雾化装置、加湿器等。此类装置有利用超声波的装置或利用压力的装置。产生的水粒子的平均粒径、粒径分布、粒子数可通过改变水粒子产生条件例如在超声波的雾化装置的情况下改变超声波的频率、水的流量等条件来作适宜的变化，虽然可产生期望的平均粒径、粒径分布及粒子数的水粒子，但适宜使用产生平均粒径为3～100μm的水粒子的装置。此外，理想的是产生粒径为1～300μm范围内的水粒子的装置。
水粒子导入部12将水粒子导入所定的多个流通路径。而且，该导入部理想的是，以水粒子不会漏过的方式使所定的多个流通路径、更好是所有一个端面开口的流通路径与水粒子产生部11连接。水粒子导入部可备有加压装置。而且，为了利用自然下落来将水粒子导入流通路径，理想的是将该导入部配置于蜂窝状结构体的上方。
排出粒子测定部13测定从所定多个流通路径排出的水粒子的粒度分布及粒子数，且只要能测定水粒子的粒度分布则没有特别限制。可举出例如，激光衍射/散射方式的粒子计数器、离心沉淀式、重力沉淀式的粒度分布测定装置、图像处理装置等，但理想的是用激光衍射/散射方式的粒子计数器来进行水粒子的测定。为了测定利用自然下落而排出的水粒子，理想的是将排出粒子测定部13配置于蜂窝状结构体的下方。
而且，为了尽可能正确地测量从多个流通路径排出的全部水粒子的粒度分布，理想的是将排出粒子收集部14配备于蜂窝状结构体1和排出粒子测定部13之间。排出粒子收集部14理想的是将排出水粒子的全部流通路径和排出粒子测定部13连通以不使水粒子漏出。
为了更正确地把握导入的水粒子的粒度分布及浓度，本发明的测定装置理想的是还配备了导入粒子测定部(未示出)。导入粒子测定部理想的是配备在水粒子导入部12上，且可适于使用与排出粒子测定部13同样的装置。
(实施例)
下面将根据实施例来更详细地说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。再有，下面的实施例中，用直径150mm、长度150mm的圆筒形、且隔室密度(每单位剖面面积的流通路径的数量)为40个/cm2、作为DPF使用的蜂窝状结构体(以下略作过滤器)来进行评价。
(实施例1)
准备在一个过滤器中分别具有0、2、4、6、8个直径0.15mm的缺陷的过滤器，并配置在图1所示的装置中，且由超声波喷洒器产生图5所示的所定的平均粒径、粒径分布及浓度的水粒子并从端面42将其导入流通路径，然后测定排出的水粒子的粒径分布及粒子数。测定结果表示在图3中。由于缺陷数量增加，排出的粒子数有增加的趋势。
(实施例2)
分别准备在一个过滤器中具有直径0.15mm的缺陷的过滤器、具有直径0.4mm的缺陷的过滤器、具有直径0.6mm的缺陷的过滤器，并进行与实施例1同样的检测。测定结果表示在图4中。随着缺陷直径增大，排出的粒子数也增加，且较大粒径的粒子比例也比实施例1时更高。
(实施例3)
准备具有图6的细孔径分布A所示的细孔径的细孔的过滤器及具有图7的细孔径分布B所示的细孔径的细孔的过滤器，进行与实施例1同样的检测。这时，导入前的水粒子的粒径分布也已测定。将导入前的水粒子的粒径分布表示在图5中，且将排出的水粒子的粒径分布、分别检测的DPF的细孔径分布一同在图6及图7中显示。这样，从排出的水粒子分布可推定细孔径分布。再有，不需要检测后的后处理。
如上所述，根据本发明的检测方法及检测装置，能够很容易地检测蜂窝状结构体有无缺陷，及缺陷的大小、数量、还有细孔的大小和数量等，且后处理也容易，并可用于DPF等蜂窝状结构体的质量检测等。
Claims (9)
1.一种蜂窝状结构体的检测方法，具备以形成从一个端面贯通到另一个端面的多个流通路径的方式配置的多孔质隔壁，其特征在于，包括：
产生水粒子的水粒子产生工序；
将所述水粒子导入多个流通路径的水粒子导入工序；
测定从多个流通路径排出的水粒子的粒度分布及粒子数的排出粒子测定工序。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：
还包括在所述水粒子导入工序之前测定导入的水粒子的粒度分布及粒子数的导入粒子测定工序。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于：
在所述水粒子导入工序中，导入的水粒子的平均粒径是3～100μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的检测方法，其特征在于：
在水粒子导入工序中，导入的水粒子的粒径是1～300μm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的检测方法，其特征在于：
所述蜂窝状结构体包含所述多个流通路径在一个端面被封闭的流通路径和在另一端面被封闭的流通路径。
6.一种蜂窝状结构体的检测装置，具备以形成从一个端面贯通到另一个端面的多个流通路径的方式配置的多孔质隔壁，其特征在于，包括：
产生水粒子的水粒子产生部；
将所述水粒子导入多个流通路径的水粒子导入部；
测定从多个流通路径排出的水粒子的粒度分布及粒子数的排出粒子测定部。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于：
还包括测定导入到多个流通路径中的水粒子的粒度分布及粒子数的导入粒子测定部。
8.根据权利要求6或7所述的检测装置，其特征在于：
所述水粒子产生部产生平均粒径为3～100μm的水粒子。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的检测装置，其特征在于：
水粒子产生部产生粒径为1～300μm的水粒子。
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