JP2003028765A - Analytical device and method of particulate matter in engine exhaust gas - Google Patents

Analytical device and method of particulate matter in engine exhaust gas

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JP2003028765A
JP2003028765A JP2001218303A JP2001218303A JP2003028765A JP 2003028765 A JP2003028765 A JP 2003028765A JP 2001218303 A JP2001218303 A JP 2001218303A JP 2001218303 A JP2001218303 A JP 2001218303A JP 2003028765 A JP2003028765 A JP 2003028765A
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JP
Japan
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gas
exhaust gas
filter
particulate matter
sof
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Application number
JP2001218303A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Fukushima
宏和 福島
Masayuki Adachi
正之 足立
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analytical device and a method of particulate matter in engine exhaust gas capable of measuring highly accurately the trace PM in the engine exhaust gas. SOLUTION: The exhaust gas G flowing in an exhaust pipe 24 linked to an engine 23 is diluted by dilution air A in a dilution pipeline 25. The diluted exhaust gas is introduced into a sampling passage 29, and the particulate matter included in the diluted exhaust gas is collected by a filter 4 installed in the sampling passage 29. When analyzing the particulate matter in the engine exhaust gas for analyzing each component of SOF, a sulfate and soot in the particulate matter 3 collected by the filter, the particulate matter is collected prior to the analysis by using the filter 4 in a state where the exhaust gas is not passed in the exhaust pipe and the dilution pipeline, and each component of the SOF, the sulfate and the soot in the particulate matter is analyzed, respectively. Hereby a background value remaining in the passage of the exhaust pipe or the like is determined, and the values measured by the analysis of each component of the SOF, the sulfate and the soot when passing the exhaust gas G in the exhaust pipe 24 are corrected based on the background value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディーゼ
ルエンジンなどから排出されるガス中に含まれる粒子状
物質(パーティキュレートマター、以下、PMという)
の分析装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to particulate matter (particulate matter, hereinafter referred to as PM) contained in gas discharged from, for example, a diesel engine.
Analysis apparatus and method.

【0002】[0002]

【従来技術】ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる
PMを測定する手法として、ディーゼルエンジンから排
出される高温の排ガスを清浄な空気で希釈し、この希釈
排ガスを定容量吸引してPMをフィルタによって捕集
し、このフィルタを精密天秤などで秤量して、PM捕集
前のフィルタとの重量差に基づいて定量分析するフィル
タ重量法が一般に知られている。
2. Description of the Related Art As a method of measuring PM contained in exhaust gas of a diesel engine, high temperature exhaust gas discharged from a diesel engine is diluted with clean air, and the diluted exhaust gas is sucked in a fixed volume to capture PM with a filter. A filter weight method is generally known in which the filter is collected, weighed with a precision balance or the like, and quantitatively analyzed based on the weight difference from the filter before PM collection.

【0003】しかしながら、上記フィルタ重量法におい
ては、フィルタに吸着した水分が測定誤差として大きく
影響するため、捕集前後のフィルタ中の水分を一定にす
るため定温・定湿処理が必要となる。また、低濃度PM
の排ガスを測定する場合、例えば200mgのフィルタ
の上に捕集された0.1mgのPMを正確に秤量する必
要があり、フィルタそのものの重量の測定誤差がPM重
量の測定誤差に大きな影響を与えるといった問題があ
る。
However, in the above-described filter weight method, the water adsorbed on the filter has a great influence as a measurement error, so that a constant temperature / constant humidity treatment is required to keep the water content in the filter constant before and after the collection. Also, low concentration PM
When measuring the exhaust gas of, for example, 0.1 mg of PM collected on a 200 mg filter needs to be accurately weighed, and the measurement error of the weight of the filter itself greatly affects the measurement error of the PM weight. There is such a problem.

【0004】これに対して、特公平7−58264号公
報に示されるように、PMを捕集したフィルタを加熱炉
において段階的に昇温加熱しPMを酸化してガス分析計
で測定する手法がある。
On the other hand, as disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 7-58264, a method of heating the filter trapping PM stepwise in a heating furnace to oxidize PM and measure it with a gas analyzer There is.

【0005】しかしながら、PMの大部分は、スート
(Soot)と呼ばれる無機炭素(以下、スートとい
う)、SOF(Soluble Organic Fr
action)と呼ばれる炭化水素(以下、SOFとい
う)およびサルフェートと呼ばれる硫酸水和物(以下、
サルフェートという)から構成されており、前記公報に
記載された手法によっては、高沸点SOFの分離および
酸化雰囲気中でのサルフェートの還元が困難であり、こ
のため、PM中の大部分を占めるSOF、サルフェート
およびスートを個々に分別してその濃度または重量を測
定することが困難であった。
However, most of PM is an inorganic carbon called soot (hereinafter referred to as soot) and SOF (Soluble Organic Fr).
A hydrocarbon called "action" (hereinafter referred to as SOF) and a sulfate hydrate called "sulfate" (hereinafter referred to as "SOF")
It is difficult to separate the high-boiling point SOF and reduce the sulfate in an oxidizing atmosphere by the method described in the above publication. Therefore, the SOF occupying most of the PM, It was difficult to separate the sulfate and soot individually and measure their concentration or weight.

【0006】このような従来技術の欠点を解決するもの
として、本願出願人は、平成12年3月29日に、「エ
ンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置」を
特許出願している(特願2000−92283号)。こ
の特許出願の発明内容は、エンジン排ガス中に含まれる
PMを捕集したフィルタを加熱炉内に設け、まず、加熱
炉内に不活性ガスを流しながらフィルタを所定温度で加
熱してPM中のSOFとサルフェートを気化し、気化し
たSOFを酸化してCO2 とする一方、気化したサルフ
ェートを還元してSO2 とし、前記CO2 およびSO2
をガス分析部で分析し、その後、前記加熱炉内に酸素を
流しながら前記フィルタを加熱してこのフィルタ上に残
ったスートを酸化してCO2 を発生させ、このCO2
ガス分析部で分析するというものである。
As a solution to the above-mentioned drawbacks of the prior art, the applicant of the present application has filed a patent application for "Analysis method and apparatus for particulate matter in engine exhaust gas" on March 29, 2000. (Japanese Patent Application No. 2000-92283). The content of the invention of this patent application is that a filter that collects PM contained in engine exhaust gas is provided in a heating furnace, and first, the filter is heated at a predetermined temperature while flowing an inert gas into the heating furnace to remove PM in PM. The SOF and the sulfate are vaporized, and the vaporized SOF is oxidized to CO 2 , while the vaporized sulfate is reduced to SO 2 , and the CO 2 and SO 2
Was analyzed by gas analysis unit, then the while flowing oxygen into the heating furnace and heating the filter to oxidize the remaining soot on the filter to generate CO 2, the CO 2 gas analyzer It is to analyze.

【0007】上記エンジン排ガス中の粒子状物質の分析
方法および装置によれば、エンジン排ガス中に含まれる
PMにおけるSOF、サルフェートおよびスートを、そ
れらが微量であっても、個々に分別して簡便かつ精度よ
く測定することができ、特に、従来のフィルタ重量法や
冒頭に掲げた特公平7−58264号公報に記載された
手法などでは測定できなかったPM中の大部分を占める
SOF、サルフェートおよびスートを個々に分別してそ
の濃度または重量を測定することができるとともに、低
濃度のPMも精度よく測定することができる。
According to the above-described method and apparatus for analyzing particulate matter in engine exhaust gas, SOF, sulfate and soot in PM contained in engine exhaust gas can be individually and easily separated with a small amount even if they are minute amounts. SPM, sulfate, and soot, which can be measured well, and which cannot be measured by the conventional filter weight method or the method described in Japanese Patent Publication No. 7-58264 mentioned at the beginning, account for most of PM. It is possible to separately measure the concentration or weight of each, and it is also possible to accurately measure low-concentration PM.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記エンジ
ン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置において
は、エンジンからの排ガスは、排気管に一旦排出され、
そのうちの全部(または一部)が希釈用管路内に導入さ
れ、この希釈用管路内において清浄な空気で希釈され、
この希釈された排ガスの一部(または全部)がガスサン
プリング流路に定容量吸引され、このガスサンプリング
流路に設けられたフィルタによって希釈排ガス中のPM
を捕集するようにしているが、前記排ガス中のPMの一
部が排気管や希釈用管路あるいはガスサンプリング流路
の内壁に付着し、これが次の分析の際に前記内壁から剥
がれて、排ガス中に混入することが考えられる。
In the method and apparatus for analyzing particulate matter in engine exhaust gas, the exhaust gas from the engine is once discharged to the exhaust pipe,
All (or part) of it is introduced into the diluting line and diluted with clean air in the diluting line,
Part (or all) of this diluted exhaust gas is sucked into the gas sampling flow path in a fixed volume, and PM in the diluted exhaust gas is filtered by the filter provided in this gas sampling flow path.
However, a part of PM in the exhaust gas adheres to the inner wall of the exhaust pipe, the diluting pipe or the gas sampling flow passage, and is separated from the inner wall during the next analysis. It may be mixed in the exhaust gas.

【0009】前記混入するPMは、比較的高濃度な測定
レベルではほとんど問題にならなかったが、近時の低エ
ミッション車の排ガス測定においては、PMを非常に低
濃度な領域において精度よく測定することが要求される
ため、前記混入するPMが所謂バックグラウンドとして
測定結果に大きな影響を及ぼすこととなる。
The above-mentioned mixed PM causes almost no problem at a relatively high concentration measurement level, but in recent exhaust gas measurement of low emission vehicles, PM is accurately measured in a very low concentration region. Therefore, the mixed PM has a great influence on the measurement result as a so-called background.

【0010】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、エンジン排ガス中の微量なPM
を高精度に測定することができるエンジン排ガス中のP
Mの分析装置および方法を提供することである。
The present invention has been made with the above matters in mind, and its object is to trace a minute amount of PM in engine exhaust gas.
P in engine exhaust gas that can measure P with high accuracy
M analyzer and method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、エンジンに連なる排気管を流れる排
ガスを希釈用管路内において希釈用空気で希釈し、この
希釈された排ガスをガスサンプリング流路に導入し、こ
のガスサンプリング流路に設けられたフィルタによって
前記希釈された排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集
し、前記フィルタに捕集された粒子状物質中のSOF、
サルフェートおよびスートの各成分を分析するエンジン
排ガス中の粒子状物質の分析装置において、前記分析に
先立って、前記排気管および希釈用管路に排ガスを流さ
ない状態でフィルタを用いて粒子状物質の捕集を行い、
この粒子状物質中のSOF、サルフェートおよびスート
の各成分をそれぞれ分析することにより、前記排気管等
の流路に残留するバックグラウンド値を求め、このバッ
クグラウンド値に基づいて、前記排気管に排ガスを流し
たときのSOF、サルフェートおよびスートの各成分の
分析値を補正するようにしている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, exhaust gas flowing through an exhaust pipe connected to an engine is diluted with dilution air in a dilution pipe, and the diluted exhaust gas is sampled. The particulate matter contained in the diluted exhaust gas is introduced into the flow path, and the filter provided in the gas sampling flow path collects the SOF in the particulate matter collected in the filter,
In an analyzer for particulate matter in engine exhaust gas that analyzes each component of sulfate and soot, prior to the analysis, the particulate matter of the particulate matter using a filter in a state where exhaust gas does not flow to the exhaust pipe and the dilution pipe line is used. Collect,
By analyzing each component of SOF, sulfate and soot in the particulate matter, the background value remaining in the flow path of the exhaust pipe or the like is obtained, and based on this background value, the exhaust gas is exhausted to the exhaust pipe. The analytical value of each component of SOF, sulfate and soot when flowing is corrected.

【0012】より具体的には、エンジンに連なる排気管
を流れる排ガスを希釈用管路内において希釈用空気で希
釈し、この希釈された排ガスをガスサンプリング流路に
導入し、このガスサンプリング流路に設けられたフィル
タによって前記希釈された排ガス中に含まれるPMを捕
集し、このPMを捕集したフィルタを加熱炉内に設け
て、まず、加熱炉内に不活性ガスを流しながら前記フィ
ルタを所定温度で加熱してPM中のSOFおよびサルフ
ェートを気化し、気化した炭化水素を酸化してCO2
する一方、気化したサルフェートを還元してSO2
し、前記CO2 およびSO2 をガス分析部で分析し、そ
の後、前記加熱炉内に酸素を流しながら前記フィルタを
加熱してこのフィルタ上に残ったスートを酸化してCO
2 を発生させ、このCO2 をガス分析部で分析すること
により、前記排ガス中のPMを分析する場合、前記分析
に先立って、前記排気管および希釈用管路に排ガスを流
さない状態でフィルタを用いてPMの捕集を行い、この
PMを捕集したフィルタを加熱炉内に設けて、まず、加
熱炉内に不活性ガスを流しながら前記フィルタを所定温
度で加熱してPM中のSOFおよびサルフェートを気化
し、気化したSOFを酸化してCO2 とする一方、気化
したサルフェートを還元してSO2 とし、前記CO2
よびSO2 をガス分析部で分析し、その後、前記加熱炉
内に酸素を流しながら前記フィルタを加熱してこのフィ
ルタ上に残ったスートを酸化してCO2 を発生させ、こ
のCO2 をガス分析部で分析することにより、前記排気
管等の流路に残留するPMを分析してバックグラウンド
値を求め、前記排気管に排ガスを流したときのフィルタ
によって捕集されたPMの分析値を補正するのである。
More specifically, the exhaust gas flowing through the exhaust pipe connected to the engine is diluted with the diluting air in the diluting pipe, and the diluted exhaust gas is introduced into the gas sampling passage, and the gas sampling passage is formed. The PM provided in the diluted exhaust gas is collected by the filter provided in the heating furnace, and the filter that collects the PM is provided in the heating furnace. Is heated at a predetermined temperature to vaporize SOF and sulfate in PM and oxidize the vaporized hydrocarbon to CO 2 , while reducing the vaporized sulfate to SO 2 and to gasify the CO 2 and SO 2 . After analysis by the analysis unit, the filter is heated while flowing oxygen into the heating furnace to oxidize the soot remaining on the filter to reduce CO 2.
When the PM in the exhaust gas is analyzed by generating 2 and analyzing this CO 2 in the gas analysis unit, a filter is used prior to the analysis without exhaust gas flowing through the exhaust pipe and the dilution pipe. PM is collected by using a filter, and a filter that collects the PM is provided in the heating furnace. First, the filter is heated at a predetermined temperature while flowing an inert gas into the heating furnace to heat the SOF in the PM. and vaporizing sulphate, while the CO 2 by oxidizing SOF vaporized, and SO 2 by reducing vaporized sulfate, the CO 2 and SO 2 was analyzed by a gas analyzer unit, then the heating furnace The filter is heated while flowing oxygen into the soot to oxidize the soot remaining on the filter to generate CO 2 , and the CO 2 is analyzed by the gas analysis section to remain in the flow path of the exhaust pipe or the like. P Analyzing the determined background values, than it corrects the analysis value of the PM trapped by the filter when a current of exhaust gases in the exhaust pipe.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図1および図2は、この発明の第
1の実施の形態を示している。まず、図1は、この発明
のエンジン排ガス中のPMの分析方法(以下、単に分析
方法という)で用いるガス分析装置1の一つの構成例を
概略的に示すもので、この図において、2はエンジン排
ガス中に含まれるPM3を捕集したフィルタ4(PMを
捕集するための構成は後述する)を加熱するための加熱
炉で、例えば電気炉よりなり、加熱用ヒータ5を備えて
いる。この加熱用ヒータ5は、温度調整機構(図示して
いない)によってその発熱状態が制御され、したがっ
て、加熱炉2内の温度は、任意の所定温度になるように
設定される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. First, FIG. 1 schematically shows one configuration example of a gas analyzer 1 used in a method for analyzing PM in engine exhaust gas of the present invention (hereinafter, simply referred to as an analysis method). A heating furnace for heating a filter 4 that collects PM3 contained in engine exhaust gas (a configuration for collecting PM will be described later), which is, for example, an electric furnace, and includes a heater 5 for heating. The heating state of the heating heater 5 is controlled by a temperature adjusting mechanism (not shown), so that the temperature inside the heating furnace 2 is set to an arbitrary predetermined temperature.

【0014】6は加熱炉1に対して不活性ガス(例えば
窒素ガス)または酸素を択一的に供給するガス供給部
で、流量測定および流量制御の機能を備えたマスフロー
コントローラなどの流量制御装置7、8をそれぞれ備え
た窒素ガス供給路9および酸素供給路10と、これらの
供給路9,10の下流側および加熱炉2への接続流路1
1がそれぞれ接続される三方電磁弁12とから構成され
ている。
Reference numeral 6 denotes a gas supply section for selectively supplying an inert gas (for example, nitrogen gas) or oxygen to the heating furnace 1, which is a flow rate control device such as a mass flow controller having functions of flow rate measurement and flow rate control. A nitrogen gas supply passage 9 and an oxygen supply passage 10 respectively provided with 7 and 8, and a connecting passage 1 to the downstream side of these supply passages 9 and 10 and the heating furnace 2.
1 is connected to each of the three-way solenoid valves 12.

【0015】13は加熱炉2において生じたガスが流れ
るガス流路で、その下流側は二つの互いに並列的なガス
流路14,15に分岐している。そして、これらのガス
流路14,15の下流側には、酸化・還元処理部16お
よびガス分析部17がこの順に直列に設けられている。
Reference numeral 13 is a gas flow passage through which the gas generated in the heating furnace 2 flows, and its downstream side is branched into two mutually parallel gas flow passages 14 and 15. An oxidation / reduction processing unit 16 and a gas analysis unit 17 are provided in series in this order on the downstream side of these gas flow paths 14 and 15.

【0016】より詳しくは、一方のガス流路14には、
マスフローメータなどの流量計18、例えばCuOなど
の酸化触媒が設けられ、酸素を供給するための酸素供給
路19が接続された酸化処理部16AおよびCO2 分析
計17Aがこの順に設けられている。そして、他方のガ
ス流路15には、前記流量計18と同様の流量計20、
例えばカーボンなどの還元触媒が設けられた還元処理部
16BおよびSO2 分析計17Bがこの順に設けられて
いる。ここで用いるCO2 分析計17AおよびSO2
析計17Bは、例えば非分散型赤外線ガス分析計(ND
IRガス分析計)である。つまり、酸化・還元処理部1
6においては、酸化処理部16Aと還元処理部16Bと
が互いに並列的に配置され、ガス分析部17において
は、CO2分析計17AとSO2 分析計17Bとが互い
に並列的に配置されている。
More specifically, one gas passage 14 has
A flow meter 18 such as a mass flow meter, for example, an oxidation catalyst such as CuO is provided, and an oxidation processing unit 16A and a CO 2 analyzer 17A, which are connected to an oxygen supply path 19 for supplying oxygen, are provided in this order. Then, in the other gas flow path 15, a flow meter 20 similar to the flow meter 18,
For example, a reduction processing unit 16B provided with a reduction catalyst such as carbon and an SO 2 analyzer 17B are provided in this order. The CO 2 analyzer 17A and SO 2 analyzer 17B used here are, for example, a non-dispersive infrared gas analyzer (ND).
IR gas analyzer). That is, the oxidation / reduction processing unit 1
6, the oxidation processing unit 16A and the reduction processing unit 16B are arranged in parallel with each other, and in the gas analysis unit 17, the CO 2 analyzer 17A and SO 2 analyzer 17B are arranged in parallel with each other. .

【0017】なお、図示していないが、ガス流路11,
13およびガス流路14,15のガス分析部17までの
部分(酸化処理部16Aおよび還元処理部16Bも含
む)は、例えばヒータによって適宜の温度になるように
加熱・保温できるように構成されている。これは、加熱
炉2において生じたガスに含まれる成分の変化を防止す
るとともに、酸化および還元処理が確実に行われるよう
にするためである。
Although not shown, the gas flow paths 11,
13 and portions of the gas flow paths 14 and 15 up to the gas analysis unit 17 (including the oxidation treatment unit 16A and the reduction treatment unit 16B) are configured so that they can be heated and kept at a proper temperature by a heater, for example. There is. This is to prevent changes in the components contained in the gas generated in the heating furnace 2 and to ensure that the oxidation and reduction processes are performed.

【0018】そして、21は装置各部からの信号(流量
信号Qや濃度信号Cなど)に基づいて演算を行ったり、
この演算結果に基づいて装置各部に対して制御信号を送
出する演算制御部で、例えばパソコンよりなる。
Reference numeral 21 denotes an operation based on signals (flow rate signal Q, concentration signal C, etc.) from various parts of the apparatus,
An arithmetic control unit that sends a control signal to each unit of the device based on the arithmetic result, and is composed of, for example, a personal computer.

【0019】ところで、前記フィルタ4は、不純物の少
ない素材、例えば石英からなり、このフィルタ4にエン
ジン排ガス中に含まれるPMを捕集させるには、例え
ば、図2に示すように構成され、エンジンからの排ガス
を定流量流すことができるガスサンプリング装置22が
用いられる。
By the way, the filter 4 is made of a material having a small amount of impurities, for example, quartz. To collect PM contained in the engine exhaust gas, the filter 4 is constructed as shown in FIG. A gas sampling device 22 is used which is capable of flowing a constant flow rate of the exhaust gas from.

【0020】すなわち、図2において、23は例えば自
動車に搭載されるディーゼルエンジンである。24はエ
ンジン23に連なる排気管で、その下流端24aは希釈
用管路(希釈用トンネルともいう)25に接続されてい
る。この希釈用管路25は、排気管24内に排出され、
管路25内に導入されるエンジン排ガスGの全量を清浄
な空気Aによって希釈するとともに、流れるガスが一定
流量となるようにするもので、上流側にはフィルタ26
を備えた空気導入部25aが形成されるとともに、下流
側には例えばCFV(Critical Flow V
enturi)27および吸引ポンプ28が設けられて
いる。
That is, in FIG. 2, reference numeral 23 is a diesel engine mounted in, for example, an automobile. An exhaust pipe 24 is connected to the engine 23, and a downstream end 24 a thereof is connected to a diluting pipe line (also referred to as a diluting tunnel) 25. The dilution pipe line 25 is discharged into the exhaust pipe 24,
The whole amount of the engine exhaust gas G introduced into the pipe 25 is diluted with clean air A, and the flowing gas has a constant flow rate.
And an air introduction portion 25a including a CFV (Critical Flow V) on the downstream side.
enturi) 27 and suction pump 28 are provided.

【0021】29は希釈用管路25に対してCFV27
よりもやや上流側の点において接続されるガスサンプリ
ング流路で、そのサンプリングプローブ29aが希釈用
管路25内に挿入接続されており、希釈用管路25にお
いて空気Aによって希釈されたガスGの一部をサンプル
ガスSとしてサンプリングするものである。このガスサ
ンプリング流路29の下流側は、二つの流路30,31
に分岐され、それぞれの流路30,31にサンプルガス
S中に含まれるPMを捕集するためのフィルタ装置3
2,33を設けて、一方の流路30はPM採取時の排気
ガスを流すためのサンプルガス流路に、また、他方の流
路31はPM非採取時の排気ガスを流すためのバイパス
流路にそれぞれ構成されている。なお、フィルタ装置3
2,33のうち、一方のフィルタ装置32が測定用であ
り、他方のフィルタ装置33はダミーである。
29 is a CFV 27 with respect to the dilution pipe line 25.
The sampling probe 29a is inserted and connected in the diluting pipe 25 in the gas sampling flow passage connected at a point slightly upstream of the gas G of the gas G diluted with the air A in the diluting pipe 25. A part is sampled as the sample gas S. The downstream side of the gas sampling flow path 29 has two flow paths 30, 31.
And a filter device 3 for collecting PM contained in the sample gas S into the respective flow channels 30 and 31.
2, 33 are provided, one flow path 30 is a sample gas flow path for flowing exhaust gas during PM collection, and the other flow path 31 is a bypass flow for flowing exhaust gas during PM non-collection. Each is configured on the road. The filter device 3
One of the filter devices 32 and 33 is for measurement, and the other filter device 33 is a dummy.

【0022】34はサンプルガス流路30、バイパス流
路31の下流側に設けられる流路切換え手段としての三
方電磁弁で、その下流側はガス流路35に接続され、こ
のガス流路35には、回転数制御によって吸引能力を変
えることができる吸引ポンプ、例えばルーツブロアポン
プ36と、測定精度の高い流量計、例えばベンチュリ計
37とがこの順に設けられている。
Reference numeral 34 is a three-way solenoid valve as a flow path switching means provided on the downstream side of the sample gas flow path 30 and the bypass flow path 31, the downstream side of which is connected to the gas flow path 35. Is provided with a suction pump, such as a roots blower pump 36, whose suction capacity can be changed by controlling the number of revolutions, and a flow meter with high measurement accuracy, such as a Venturi meter 37, in this order.

【0023】次に、前記分析装置を用いた分析方法につ
いて、図3および図4をも参照しながら説明する。図4
は、加熱炉2内の雰囲気およびフィルタ4の加熱温度の
時間的変化と、各雰囲気における出力の状態を示すもの
である。符号a,cはCO2濃度出力、bはSO2 濃度
出力である。
Next, an analysis method using the analysis device will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Figure 4
Shows temporal changes in the atmosphere in the heating furnace 2 and the heating temperature of the filter 4, and the output state in each atmosphere. Reference numerals a and c are CO 2 concentration outputs, and b is an SO 2 concentration output.

【0024】なお、説明の便宜上、エンジン23から排
ガスGを流した状態での測定を先に説明する。
For convenience of explanation, the measurement with the exhaust gas G flowing from the engine 23 will be described first.

【0025】図2に示したガスサンプリング装置22を
用いて、図3(B)に示すように、エンジン23からの
排ガスGを定流量サンプリングして、この排ガスG中の
PM38をフィルタ4に捕集する。このとき、希釈用管
路25の内壁25aに付着しているPM39が内壁25
aから離れて、前記排ガスGに混ざり、これもフィルタ
4に捕集される。
Using the gas sampling device 22 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3B, the exhaust gas G from the engine 23 is sampled at a constant flow rate, and the PM 38 in the exhaust gas G is collected by the filter 4. To gather. At this time, the PM 39 adhering to the inner wall 25 a of the diluting pipe 25 is not covered
Apart from a, it mixes with the exhaust gas G and is also collected by the filter 4.

【0026】前記PM3を捕集したフィルタ4を、内部
が予め1000℃になるように加熱されている加熱炉2
内に載置する。そして、ガス供給部6の電磁弁12を動
作させて窒素ガス供給路9を加熱炉2と連通させ、流量
制御装置7を介して加熱炉2内に窒素ガスを供給する。
このときの窒素ガスの流量は、流量制御装置7によって
測定され、その結果は流量信号Qとしてパソコン21に
送られる。
The heating furnace 2 in which the filter 4 which has collected the PM 3 is preheated to 1000 ° C.
Place it inside. Then, the solenoid valve 12 of the gas supply unit 6 is operated to connect the nitrogen gas supply passage 9 to the heating furnace 2, and nitrogen gas is supplied into the heating furnace 2 via the flow rate control device 7.
The flow rate of nitrogen gas at this time is measured by the flow rate control device 7, and the result is sent to the personal computer 21 as a flow rate signal Q.

【0027】前記加熱炉2内においては、窒素ガス雰囲
気下においてフィルタ4が1000℃で加熱されること
により、フィルタ4に捕集されたPM3中のSOFおよ
びサルフェートがガス化し、これらが窒素ガスとともに
ガス流路13に流れ出る。
In the heating furnace 2, by heating the filter 4 at 1000 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, the SOF and the sulfate in the PM 3 collected by the filter 4 are gasified, and these are gasified together with the nitrogen gas. It flows out into the gas flow path 13.

【0028】前記ガス流路13を流れ出たガス(ガス化
したSOFおよびサルフェートや他の発生ガスを含んで
いる)は、二分された状態でガス流路14,15を流れ
る。そして、一方のガス流路14を流れるガスは、流量
計18を経て酸化・還元処理部16の酸化処理部16A
に流れ込む。この酸化処理部16Aには酸素が供給され
ており、ガス化したSOFおよびサルフェートのうちの
SOFが酸化触媒および酸素によって酸化されて、CO
2 およびH2 Oになり、他のガスとともにガス分析部1
7のCO2 分析計17Aに送られ、CO2 濃度が測定さ
れる。また、他方のガス流路15を流れるガスは、流量
計20を経て酸化・還元処理部16の還元処理部16B
に流れ込み、ガス化したSOFおよびサルフェートのう
ちのサルフェートが還元触媒によって還元されて、SO
2 になり、他のガスとともにガス分析部17のSO2
析計17Bに送られ、SO2 濃度が測定される。
The gas flowing out of the gas flow path 13 (containing the gasified SOF, sulfate and other generated gas) flows through the gas flow paths 14 and 15 in a bisected state. Then, the gas flowing through one of the gas flow paths 14 passes through the flowmeter 18 and the oxidation / reduction processing unit 16A
Flow into. Oxygen is supplied to the oxidation treatment unit 16A, and SOF of the gasified SOF and the sulfate is oxidized by the oxidation catalyst and oxygen, and CO
2 and H 2 O, and together with other gases, gas analyzer 1
It is sent to the CO 2 analyzer 17A of No. 7 and the CO 2 concentration is measured. In addition, the gas flowing through the other gas flow path 15 passes through the flow meter 20 and the reduction processing unit 16B of the oxidation / reduction processing unit 16
Of the gasified SOF and sulfate, the sulfate is reduced by the reduction catalyst, and SO
It becomes 2 and is sent to the SO 2 analyzer 17B of the gas analysis unit 17 together with other gas, and the SO 2 concentration is measured.

【0029】そして、前記ガス分析部17からは、例え
ば図4において符号a,bで示すような形状のCO2
度およびSO2 濃度信号が出力され、これがパソコン2
1に入力される。パソコン21には、窒素ガスの流量を
表す信号が入力されているので、この窒素ガス流量とC
2 濃度およびSO2 濃度とに基づいて、フィルタ4に
捕集されたPM3中のSOFおよびサルフェートの重量
がそれぞれ求められる。
Then, the gas analyzer 17 outputs CO 2 concentration and SO 2 concentration signals having the shapes shown by reference characters a and b in FIG.
Input to 1. Since a signal indicating the flow rate of nitrogen gas is input to the personal computer 21, this nitrogen gas flow rate and C
Based on the O 2 concentration and the SO 2 concentration, the weights of SOF and sulfate in the PM3 captured by the filter 4 are obtained, respectively.

【0030】次いで、前記ガス供給部6の電磁弁12を
切り換えて、酸素供給路10を加熱炉2と連通させ、流
量制御装置8を介して加熱炉2内に酸素を供給する。こ
のときの酸素の流量は、流量制御装置8によって測定さ
れ、その結果はパソコン21に流量信号として送られ
る。
Next, the solenoid valve 12 of the gas supply unit 6 is switched to connect the oxygen supply passage 10 to the heating furnace 2, and oxygen is supplied into the heating furnace 2 via the flow rate control device 8. The flow rate of oxygen at this time is measured by the flow control device 8, and the result is sent to the personal computer 21 as a flow signal.

【0031】前記加熱炉2内においては、酸素雰囲気下
においてフィルタ4が1000℃で加熱されることによ
り、前記フィルタ4に残ったスートが燃焼(酸化)して
CO 2 およびCO(これはほとんど微量)が発生し、こ
れらが酸素とともにガス流路13に流れ出る。
In the heating furnace 2, under an oxygen atmosphere.
By heating the filter 4 at 1000 ° C.
The soot remaining in the filter 4 burns (oxidizes)
CO 2And CO (which is almost trace amount) are generated,
These flow out into the gas flow path 13 together with oxygen.

【0032】前記ガス流路13に流れ出たガス(前記燃
焼によって生じたCO2 およびCOや他の発生ガスを含
んでいる)は、ガス流路14,15に分岐して流れる。
そして、一方のガス流路14を流れるガスは、流量計1
8を経て酸化・還元処理部16の酸化処理部16Aに流
れ込む。この酸化処理部16Aには酸素が供給されてい
るので、前記ガス中に含まれているCOが酸化されてC
2 となり、前記ガス中のCO2 と混ざり、他のガスと
ともにガス分析部17のCO2 分析計17Aに送られ、
CO2 濃度が測定される。また、他方のガス流路15を
流れるガスは、流量計20を経て酸化・還元処理部16
の還元処理部16Bに流れ込むが、この場合、なんら処
理されることなくガス分析部17のSO2 分析計17B
に送られ、濃度測定されることなく廃棄される。
The gas flowing out to the gas flow path 13 (including CO 2 and CO generated by the combustion and other generated gas) branches into the gas flow paths 14 and 15.
The gas flowing through one of the gas flow paths 14 is the flow meter 1
8 and flows into the oxidation / reduction processing unit 16A of the oxidation / reduction processing unit 16. Since oxygen is supplied to the oxidation treatment section 16A, CO contained in the gas is oxidized to form C
It becomes O 2 , is mixed with CO 2 in the gas, and is sent to the CO 2 analyzer 17A of the gas analysis unit 17 together with other gas,
The CO 2 concentration is measured. In addition, the gas flowing through the other gas flow path 15 passes through the flowmeter 20 and is subjected to the oxidation / reduction processing unit 16
Of the SO 2 analyzer 17B of the gas analyzer 17 without any treatment.
Sent to and discarded without measuring the concentration.

【0033】そして、前記ガス分析部17からは、図4
において符号cで示すような形状のCO2 濃度を表す信
号が出力され、これがパソコン21に入力される。パソ
コン21には、酸素流量を表す信号が入力されているの
で、この酸素流量とCO2 濃度とに基づいて、フィルタ
4に捕集されたPM3中のスートの重量が求められる。
Then, from the gas analysis section 17, as shown in FIG.
At, a signal representing the CO 2 concentration having a shape as indicated by the symbol c is output, and this is input to the personal computer 21. Since the signal indicating the oxygen flow rate is input to the personal computer 21, the weight of the soot in the PM3 trapped by the filter 4 is obtained based on the oxygen flow rate and the CO 2 concentration.

【0034】この実施の形態においては、フィルタ4に
よるPM3の捕集に際して、エンジン23からの排ガス
Gを希釈しているので、この希釈率を考慮に入れて、前
記スート、SOFおよびサルフェートの重量に基づいて
演算を行うことにより、前記排ガスG中のスート、SO
Fおよびサルフェートの重量を得ることができる。
In this embodiment, since the exhaust gas G from the engine 23 is diluted when collecting the PM3 by the filter 4, the weight of the soot, SOF and sulfate is taken into consideration in consideration of this dilution rate. By performing calculations based on the soot and SO in the exhaust gas G,
The weights of F and sulfate can be obtained.

【0035】上述のようにして、排ガスG中のPMを、
SOF、サルフェートおよびスートというように、個々
に弁別した状態でそれらの重量を得ることができるが、
この排ガスG中のPMには、元々、希釈用管路25の内
壁25aに付着していたPM39も含まれている。
As described above, the PM in the exhaust gas G is
SOF, sulphate and soot can be individually weighted to obtain their weight,
The PM in the exhaust gas G also includes the PM 39 originally attached to the inner wall 25a of the diluting conduit 25.

【0036】そこで、前記排ガスGの定量分析(本測
定)を行う前に、図3(A)に示すように、前記排気管
24および希釈用管路25に排ガスGを流さない状態
で、別のフィルタ4を用いてPM39を捕集し、このP
M39を捕集したフィルタ4を、前記本測定と同様の手
順で分析に供するのである。
Therefore, before carrying out the quantitative analysis (main measurement) of the exhaust gas G, as shown in FIG. 3 (A), the exhaust gas G is not passed through the exhaust pipe 24 and the diluting pipe line 25. PM39 is collected using the filter 4 of
The filter 4 that has collected M39 is subjected to analysis in the same procedure as in the main measurement.

【0037】すなわち、前記PM39の捕集に際して
は、希釈用管路25には,空気Aを所定量流すととも
に、希釈用管路25の温度を前記排ガスGを流すときと
同じ温度になるように適宜加熱・保温を行い、サンプリ
ングの条件を等しくする。なお、排気管24を希釈用管
路25から分離するようにしてもよい。
That is, at the time of collecting the PM 39, a predetermined amount of air A is flown through the dilution pipe line 25, and the temperature of the dilution pipe line 25 is set to the same temperature as when the exhaust gas G is flowed. Perform heating and heat retention as appropriate to equalize the sampling conditions. The exhaust pipe 24 may be separated from the diluting pipe line 25.

【0038】そして、上述のようにしてPM39を捕集
したフィルタ4を、図1に示すガス分析装置1を用い
て、上述した排ガス分析における手順と同様の手順(条
件)で分析し、SOF、サルフェートおよびスートを個
々に定量分析(バックグラウンド測定)するのである。
この定量分析によって得られた数値は、SOF、サルフ
ェートおよびスートの所謂バックグラウンド値である。
Then, the filter 4 which has collected PM39 as described above is analyzed by the same procedure (conditions) as the procedure in the above-mentioned exhaust gas analysis using the gas analyzer 1 shown in FIG. The sulfate and soot are individually analyzed quantitatively (background measurement).
The numerical values obtained by this quantitative analysis are so-called background values of SOF, sulfate and soot.

【0039】したがって、前記排ガスGの定量分析によ
って得られたSOF、サルフェートおよびスートの重量
測定値から前記SOF、サルフェートおよびスートのバ
ックグラウンド値を個々に引き算することにより、排ガ
スGに含まれるPM38におけるSOF、サルフェート
およびスートの真の重量値を得ることができる。そし
て、排ガスGに含まれるPM38の真の重量値を得るこ
とができるのは言うまでもない。
Therefore, by subtracting the background values of the SOF, the sulfate and the soot individually from the weight measurement values of the SOF, the sulfate and the soot obtained by the quantitative analysis of the exhaust gas G, the PM38 contained in the exhaust gas G can be obtained. The true weight values of SOF, sulphate and soot can be obtained. It goes without saying that the true weight value of PM38 contained in the exhaust gas G can be obtained.

【0040】上述のように、この発明の分析方法におい
ては、希釈用管路25およびガスサンプリング流路29
に排ガスGを流して、ガスサンプリング流路29に設け
たフィルタ4にPMを捕集させ、このフィルタ4を加熱
炉2内に収容して上述した所定の手順で分析を行う本測
定に先立って、希釈用管路25およびガスサンプリング
流路29に排ガスGを流さないで、ガスサンプリング流
路29に設けたフィルタ4にPMを捕集させ、このフィ
ルタ4を加熱炉2内に収容して上述した所定の手順で分
析を行うバックグラウンド測定を行うようにして、バッ
クグラウンド値を補正するようにしているので、エンジ
ン23の排ガスG中に含まれるPM38におけるSO
F、サルフェートおよびスートを、個々に分別して簡便
かつ精度よく測定することができる。
As described above, in the analysis method of the present invention, the dilution pipe 25 and the gas sampling flow path 29 are provided.
Before the main measurement in which the exhaust gas G is caused to flow, PM is collected in the filter 4 provided in the gas sampling flow path 29, the filter 4 is housed in the heating furnace 2 and analyzed by the above-described predetermined procedure. Without letting the exhaust gas G flow into the dilution pipe line 25 and the gas sampling flow path 29, PM is collected in the filter 4 provided in the gas sampling flow path 29, and the filter 4 is housed in the heating furnace 2 and described above. Since the background value is corrected by performing the background measurement for performing the analysis in the predetermined procedure described above, the SO in the PM 38 contained in the exhaust gas G of the engine 23 is reduced.
F, sulphate and soot can be individually separated and measured easily and accurately.

【0041】上述の実施の形態においては、加熱炉2の
下流側に設けられるガス流路13をガス流路14,15
に二分し、一方のガス流路14に酸化処理部16Aおよ
びCO2 分析計17Aを設け、他方のガス流路15に還
元処理部16BおよびSO2分析計17Bを設けていた
ため、加熱炉2において発生したガスが1/2ずつにな
り、ガス分析の際に得られる出力信号が小さくならざる
をえない。この点を解消する構成を、第2の実施の形態
として、図5を参照しながら説明する。
In the above-described embodiment, the gas flow passage 13 provided on the downstream side of the heating furnace 2 is replaced with the gas flow passages 14 and 15.
In the heating furnace 2, since the oxidation treatment section 16A and the CO 2 analyzer 17A are provided in one gas flow path 14 and the reduction treatment section 16B and the SO 2 analysis meter 17B are provided in the other gas flow path 15, The generated gas is halved, and the output signal obtained during gas analysis must be small. A configuration that solves this point will be described as a second embodiment with reference to FIG.

【0042】図5において、40は加熱炉2の下流側の
ガス流路13に設けられる流量計で、第1の実施の形態
における流量計18,20と同様のものである。そし
て、この流量計40の下流側に設けられる酸化・還元処
理部16には、白金(Pt)を主成分とする酸化・還元
触媒が設けられるとともに、酸素供給路19が接続され
ている。また、この酸化・還元処理部16の下流側に設
けられるガス分析部17は、CO2 分析計17AとSO
2 分析計17Bとが直列的に配置されている。
In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a flow meter provided in the gas flow path 13 on the downstream side of the heating furnace 2, which is similar to the flow meters 18 and 20 in the first embodiment. Then, in the oxidation / reduction processing unit 16 provided on the downstream side of the flow meter 40, an oxidation / reduction catalyst containing platinum (Pt) as a main component is provided, and an oxygen supply passage 19 is connected. The gas analysis unit 17 provided on the downstream side of the oxidation / reduction processing unit 16 includes a CO 2 analyzer 17A and an SO 2 analyzer.
2 The analyzer 17B is arranged in series.

【0043】上記図5に示されるガス分析装置を用いた
PMの分析方法について説明すると、まず、図2に示し
たガスサンプリング装置22を用いて、エンジン23か
らの排ガスGを定流量サンプリングして、この排ガスG
中のPM38をフィルタ4に捕集する。
The PM analysis method using the gas analyzer shown in FIG. 5 will be described. First, the exhaust gas G from the engine 23 is sampled at a constant flow rate using the gas sampling device 22 shown in FIG. , This exhaust gas G
The PM 38 therein is collected by the filter 4.

【0044】前記PM38を捕集したフィルタ4を、内
部が予め1000℃になるように加熱されている加熱炉
2内に載置する。そして、まず、ガス供給部6の電磁弁
12を動作させて窒素ガス供給路9を加熱炉2と連通さ
せ、流量制御装置7を介して加熱炉2内に窒素ガスを供
給する。このときの窒素ガスの流量は、流量制御装置7
によって測定され、その結果は流量信号としてパソコン
21に送られる。
The filter 4 which has collected the PM 38 is placed in the heating furnace 2 whose inside is heated to 1000 ° C. in advance. Then, first, the solenoid valve 12 of the gas supply unit 6 is operated to connect the nitrogen gas supply passage 9 to the heating furnace 2, and nitrogen gas is supplied into the heating furnace 2 via the flow rate control device 7. The flow rate of the nitrogen gas at this time is determined by the flow rate control device 7
The measurement result is sent to the personal computer 21 as a flow rate signal.

【0045】前記加熱炉2内においては、窒素ガス雰囲
気下においてフィルタ4が1000℃で加熱されること
により、フィルタ4に捕集されたPM中のSOFおよび
サルフェートがガス化し、これらが他の発生ガスや窒素
ガスとともにガス流路13に流れ出る。
In the heating furnace 2, by heating the filter 4 at 1000 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, the SOF and the sulfate in the PM collected in the filter 4 are gasified, and these are generated. It flows out into the gas flow path 13 together with the gas and the nitrogen gas.

【0046】前記ガス流路13に流れ出たガス(ガス化
したSOFおよびサルフェートを含んでいる)は、流量
計40を経て酸化・還元処理部16に流れ込む。この酸
化・還元処理部16には酸素が供給されているので、ガ
ス化したSOFおよびサルフェートのうちのSOFが酸
化・還元触媒および酸素によって酸化されて、CO2
よびH2 Oとなる一方、前記サルフェートが酸化・還元
触媒によって還元されて、SO2 になる。これらのCO
2 、H2 OおよびSO2 は、その状態で、ガス分析部1
7に送られる。
The gas (containing the gasified SOF and sulfate) flowing out to the gas flow path 13 flows into the oxidation / reduction processing unit 16 via the flow meter 40. Since oxygen is supplied to the oxidation / reduction processing unit 16, SOF of gasified SOF and sulfate is oxidized by the oxidation / reduction catalyst and oxygen to become CO 2 and H 2 O, while The sulfate is reduced to SO 2 by the oxidation / reduction catalyst. These CO
2 , H 2 O and SO 2 are in that state,
Sent to 7.

【0047】そして、前記ガス分析部17に流れ込んだ
ガスは、まず、CO2 分析計17AにおいてCO2 の濃
度が測定され、次いで、SO2 分析計17BにおいてS
2濃度が測定され、ガス分析部17からはCO2 濃度
およびSO2 濃度信号が出力され、これがパソコン21
に入力される。パソコン21には、窒素ガスの流量を表
す信号が入力されているので、この窒素ガス流量とCO
2 濃度およびSO2 濃度とに基づいて、フィルタ4に捕
集されたPM中のSOFおよびサルフェートの重量がそ
れぞれ求められる。
The concentration of CO 2 in the gas flowing into the gas analyzer 17 is first measured by the CO 2 analyzer 17A, and then S 2 is measured by the SO 2 analyzer 17B.
The O 2 concentration is measured, and the CO 2 concentration and SO 2 concentration signals are output from the gas analysis unit 17, which is the personal computer 21.
Entered in. Since a signal representing the flow rate of nitrogen gas is input to the personal computer 21, this nitrogen gas flow rate and CO
Based on the 2 concentration and the SO 2 concentration, the weights of SOF and sulfate in the PM collected in the filter 4 are obtained, respectively.

【0048】次いで、前記ガス供給部6の電磁弁12を
切り換えて、酸素供給路10を加熱炉2と連通させ、流
量制御装置8を介して加熱炉2内に酸素を供給する。こ
のときの酸素の流量は、流量制御装置8によって測定さ
れ、その結果はパソコン21に流量信号として送られ
る。
Next, the solenoid valve 12 of the gas supply unit 6 is switched to connect the oxygen supply passage 10 to the heating furnace 2, and oxygen is supplied into the heating furnace 2 via the flow rate control device 8. The flow rate of oxygen at this time is measured by the flow control device 8, and the result is sent to the personal computer 21 as a flow signal.

【0049】前記加熱炉2内においては、酸素雰囲気下
においてフィルタ4が1000℃で加熱されることによ
り、前記フィルタ4に残ったスートが燃焼(酸化)して
CO 2 およびCO(これはほとんど微量)が発生し、こ
れらが酸素とともにガス流路13に流れ出る。
In the heating furnace 2, under an oxygen atmosphere.
By heating the filter 4 at 1000 ° C.
The soot remaining in the filter 4 burns (oxidizes)
CO 2And CO (which is almost trace amount) are generated,
These flow out into the gas flow path 13 together with oxygen.

【0050】前記ガス流路13に流れ出たガス(前記燃
焼によって生じたCO2 およびCOを含んでいる)は、
流量計40を経て酸化・還元処理部16に流れ込む。こ
の酸化・還元処理部16には酸素が供給されているの
で、前記ガス中に含まれているCOが酸化されてCO2
となり、前記ガス中のCO2 とともにガス分析部17の
CO2 分析計17Aに送られ、CO2 濃度が測定され、
この濃度信号はパソコン21に入力される。そして、C
2 分析計17Aを出たガスは、SO2 分析計17Bに
送られるが、濃度測定されることなく廃棄される。
The gas (including CO 2 and CO generated by the combustion) flowing out to the gas flow path 13 is
It flows into the oxidation / reduction processing unit 16 via the flow meter 40. Since oxygen is supplied to the oxidation / reduction processing unit 16, CO contained in the gas is oxidized to generate CO 2
And is sent to the CO 2 analyzer 17A of the gas analysis unit 17 together with the CO 2 in the gas to measure the CO 2 concentration,
This density signal is input to the personal computer 21. And C
The gas leaving the O 2 analyzer 17A is sent to the SO 2 analyzer 17B, but is discarded without measuring the concentration.

【0051】前記パソコン21には、酸素の流量を表す
信号が入力されているので、この酸素ガス流量と前記C
2 濃度とに基づいて、フィルタ4に捕集されたPM中
のスートの重量が求められる。
Since a signal indicating the flow rate of oxygen is input to the personal computer 21, this oxygen gas flow rate and C
Based on the O 2 concentration, the weight of soot in the PM collected by the filter 4 can be obtained.

【0052】そして、この第2の実施の形態において
も、第1の実施の形態と同様に、前記本測定に先立って
バックグラウンド測定を行い、このバックグラウンド測
定によって得られた測定結果を用いて、前記本測定にお
ける測定結果を補正するのである。なお、フィルタ4に
よるPMの捕集に際して、エンジン23からの排ガスG
を希釈しているので、上述の第1の実施の形態と同様
に、希釈率を考慮に入れて、前記SOF、サルフェート
およびスートの重量に基づいて演算を行うことにより、
前記排ガスG中のSOF、サルフェートおよびスートの
重量を得ることができる。
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the background measurement is performed prior to the main measurement, and the measurement result obtained by the background measurement is used. The measurement result in the main measurement is corrected. When collecting PM by the filter 4, exhaust gas G from the engine 23
Therefore, by performing the calculation based on the weights of the SOF, the sulfate and the soot in consideration of the dilution rate, as in the first embodiment described above,
The weights of SOF, sulfate and soot in the exhaust gas G can be obtained.

【0053】上述のように、第2の実施の形態によって
も、エンジン23の排ガスG中に含まれるPM38にお
けるSOF、サルフェートおよびスートを、個々に分別
して簡便かつ精度よく測定することができる。
As described above, according to the second embodiment as well, the SOF, the sulfate and the soot in the PM 38 contained in the exhaust gas G of the engine 23 can be individually separated and measured easily and accurately.

【0054】そして、上述した第2の実施の形態におい
ては、加熱炉2において生じたガスを途中で二分せず、
また、ガス分析部17においては、直列に配置されたC
2分析計17AおよびSO2 分析計17Bを順次通過
させるようにしているので、CO2 やSO2 の濃度信号
として大きなものが得られる。また、装置の全体構成が
シンプルであるといった利点もある。
Then, in the above-described second embodiment, the gas generated in the heating furnace 2 is not divided into two in the middle,
Further, in the gas analysis unit 17, the Cs arranged in series are arranged.
Since the O 2 analyzer 17A and the SO 2 analyzer 17B are sequentially passed, a large concentration signal of CO 2 or SO 2 can be obtained. In addition, there is an advantage that the entire configuration of the device is simple.

【0055】上述各実施の形態においては、エンジン2
3からの排ガスGの全部を希釈し、その後、この希釈排
ガスの一部をサンプリングしてサンプルガスSとしてい
るが、この発明は、エンジン23からの排ガスGの一部
を採取し、その後、この採取した排ガスの全部を希釈し
て、この希釈排ガスの全部をサンプルガスSとする部分
採取全量希釈方式のガスサンプリング装置にも適用する
ことができる。
In the above embodiments, the engine 2 is used.
Although the exhaust gas G from the exhaust gas No. 3 is all diluted and then a part of the diluted exhaust gas is sampled to obtain the sample gas S, the present invention collects a part of the exhaust gas G from the engine 23 and then It can also be applied to a gas sampling apparatus of the partial sampling total amount dilution method in which all of the collected exhaust gas is diluted and all of the diluted exhaust gas is used as the sample gas S.

【0056】図6は、前記部分採取全量希釈方式のガス
サンプリング装置の構成の一例を概略的に示すもので、
41は排気管24に挿入接続されるサンプルプローブ
で、排気管24を流れる排ガスGの一部を採取するもの
である。42は希釈用管路で、前記サンプルプローブ4
1の下流側が挿入接続されるとともに、その上流側には
希釈用空気43を導入する希釈空気導入管44が接続さ
れている。そして、この希釈用管路42の下流側は、ガ
スサンプリング流路29に接続され、希釈用管路42に
おいて希釈された排ガスの全てがガスサンプリング流路
29に流れ込むようにしてある。
FIG. 6 schematically shows an example of the construction of the gas sampling apparatus of the partial sampling and total dilution type.
Reference numeral 41 is a sample probe that is inserted and connected to the exhaust pipe 24, and collects a part of the exhaust gas G flowing through the exhaust pipe 24. 42 is a diluting pipe, which is the sample probe 4
The downstream side of 1 is inserted and connected, and the upstream side thereof is connected to a dilution air introducing pipe 44 for introducing the dilution air 43. The downstream side of the diluting pipe 42 is connected to the gas sampling passage 29 so that all the exhaust gas diluted in the diluting pipe 42 flows into the gas sampling passage 29.

【0057】この発明は、上述の各実施の形態に限られ
るものではなく、種々に変形して実施することができ
る。例えば、加熱炉2として、高周波加熱炉や赤外イメ
ージ炉を用いてもよい。そして、加熱炉2に供給される
不活性ガスとして、窒素ガスのほかに、アルゴンガスな
ど適宜のものを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways. For example, as the heating furnace 2, a high frequency heating furnace or an infrared image furnace may be used. Then, as the inert gas supplied to the heating furnace 2, besides nitrogen gas, an appropriate gas such as argon gas may be used.

【0058】また、窒素ガス雰囲気下においてフィルタ
4を所定温度で加熱した際に生ずるガス化したSOFを
酸化処理部16A、あるいは、酸化・還元処理部16に
おいて酸化した場合、CO2 とともにH2 Oが生ずる
が、このH2 Oは、CO2 やSO2 の測定に干渉成分と
なることがある。そこで、ガス分析部15に供給する前
にこれを除去するようにしたり、また、ガス分析部17
に設けられるCO2 分析計17AやSO2 分析計17B
として、干渉成分の影響を補償できるような構成のガス
分析計を用いてもよい。
When the gasified SOF produced when the filter 4 is heated at a predetermined temperature in a nitrogen gas atmosphere is oxidized in the oxidation treatment section 16A or the oxidation / reduction treatment section 16, H 2 O is emitted together with CO 2. However, this H 2 O may become an interference component in the measurement of CO 2 and SO 2 . Therefore, the gas analyzer 15 may be removed before it is supplied to the gas analyzer 15, or the gas analyzer 17 may be removed.
CO 2 analyzer 17A and SO 2 analyzer 17B installed in
Alternatively, a gas analyzer having a configuration capable of compensating for the influence of interference components may be used.

【0059】さらに、ガス分析部17に設けられるガス
分析計として、フーリエ変換赤外分光光度計を用いたガ
ス分析装置(FTIRガス分析装置)を設けてもよい。
このFTIRガス分析装置は、これ1台でCO2 および
SO2 の濃度を同時に測定することができるとともに、
NOX なども測定できるので、PM中に含まれるSO
F、サルフェートおよびスートは勿論のこと、他の成分
の濃度も一挙に測定することができる。また、ガス分析
部17に設けられるガス分析計として、マススペクトロ
メータ(質量分析計)を用いてもよい。このマススペク
トロメータにおいても、これ1台でCO2 、SO2 、N
X などの測定を同時に行うことができる。したがっ
て、これらのFTIRガス分析装置あるいはマススペク
トロメータをガス分析部17に設けた場合、装置全体の
構成が簡略化される。
Further, as the gas analyzer provided in the gas analysis section 17, a gas analyzer using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR gas analyzer) may be provided.
This FTIR gas analyzer is capable of simultaneously measuring the concentrations of CO 2 and SO 2 by itself,
Since NO x, etc. can also be measured, SO contained in PM
Not only F, sulfate and soot but also the concentrations of other components can be measured all at once. Further, a mass spectrometer (mass spectrometer) may be used as the gas analyzer provided in the gas analyzer 17. Even in this mass spectrometer, CO 2 , SO 2 , N
It is possible to simultaneously measure O x and the like. Therefore, when these FTIR gas analyzers or mass spectrometers are provided in the gas analyzer 17, the configuration of the entire device is simplified.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、エンジン排ガス中の微量なPMを高精度に測定する
ことができ、PM中のSOF、サルフェートおよびスー
トを簡単かつ精度よく測定することができる。特に、従
来のフィルタ重量法や冒頭に掲げた公報に開示された手
法などでは測定できなかったPM中の大部分を占めるS
OF、サルフェートおよびスートを個々に分別してその
濃度または重量を測定することができるとともに、低濃
度のPMも精度よく測定することができる。そして、こ
の発明は、特に、低エミッション車の排ガス測定および
低エミッション車の開発に大きく貢献することができ
る。
As described above, according to the present invention, a very small amount of PM in engine exhaust gas can be measured with high accuracy, and SOF, sulfate, and soot in PM can be easily and accurately measured. You can In particular, S that occupies most of PM that cannot be measured by the conventional filter weight method or the method disclosed in the above-mentioned publication.
OF, sulphate, and soot can be individually separated to measure their concentration or weight, and low-concentration PM can also be accurately measured. And this invention can greatly contribute to the exhaust gas measurement of a low emission vehicle and the development of a low emission vehicle in particular.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のエンジン排ガス中の粒子状物質の分
析装置の一例を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an apparatus for analyzing particulate matter in engine exhaust gas according to the present invention.

【図2】フィルタにPMを捕集させるためのガスサンプ
リング装置の一例を概略的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a gas sampling device for collecting PM on a filter.

【図3】この発明の動作説明のための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図4】この発明の動作説明のための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図5】前記分析装置の他の例を概略的に示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram schematically showing another example of the analyzer.

【図6】前記ガスサンプリング装置の他の例を概略的に
示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing another example of the gas sampling device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…捕集されたPM、4…フィルタ、17…ガス分析
部、23…エンジン、24…排気管、25…希釈用管
路、29…ガスサンプリング流路、42…希釈用管路、
A…希釈用空気、G…排ガス。
3 ... Collected PM, 4 ... Filter, 17 ... Gas analysis part, 23 ... Engine, 24 ... Exhaust pipe, 25 ... Diluting pipe, 29 ... Gas sampling passage, 42 ... Diluting pipe,
A ... Diluting air, G ... Exhaust gas.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G052 AA02 AB05 AB08 AD04 AD42 BA14 CA04 CA12 EA03 HB08 JA09 3G091 AA02 AA18 AB02 AB13 BA31   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2G052 AA02 AB05 AB08 AD04 AD42                       BA14 CA04 CA12 EA03 HB08                       JA09                 3G091 AA02 AA18 AB02 AB13 BA31

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンに連なる排気管を流れる排ガス
を希釈用管路内において希釈用空気で希釈し、この希釈
された排ガスをガスサンプリング流路に導入し、このガ
スサンプリング流路に設けられたフィルタによって前記
希釈された排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集し、前
記フィルタに捕集された粒子状物質中のSOF、サルフ
ェートおよびスートの各成分を分析するエンジン排ガス
中の粒子状物質の分析装置において、前記分析に先立っ
て、前記排気管および希釈用管路に排ガスを流さない状
態でフィルタを用いて粒子状物質の捕集を行い、この粒
子状物質中のSOF、サルフェートおよびスートの各成
分をそれぞれ分析することにより、前記排気管等の流路
に残留するバックグラウンド値を求め、このバックグラ
ウンド値に基づいて、前記排気管に排ガスを流したとき
のSOF、サルフェートおよびスートの各成分の分析値
を補正することを特徴とするエンジン排ガス中の粒子状
物質の分析装置。
1. An exhaust gas flowing through an exhaust pipe connected to an engine is diluted with dilution air in a dilution pipe line, the diluted exhaust gas is introduced into a gas sampling flow passage, and the diluted exhaust gas is provided in the gas sampling flow passage. A particulate matter contained in the diluted exhaust gas is collected by a filter, and each component of SOF, sulfate and soot in the particulate matter collected by the filter is analyzed. In the analyzer, prior to the analysis, the particulate matter is collected using a filter in a state where the exhaust gas does not flow through the exhaust pipe and the diluting pipeline, and SOF, sulfate and soot in the particulate matter are collected. By analyzing each component respectively, the background value remaining in the flow path of the exhaust pipe etc. is obtained, and based on this background value An apparatus for analyzing particulate matter in engine exhaust gas, which corrects the analytical values of SOF, sulfate, and soot components when exhaust gas is passed through the exhaust pipe.
【請求項2】 エンジンに連なる排気管を流れる排ガス
を希釈用管路内において希釈用空気で希釈し、この希釈
された排ガスをガスサンプリング流路に導入し、このガ
スサンプリング流路に設けられたフィルタによって前記
希釈された排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集し、前
記フィルタに捕集された粒子状物質中のSOF、サルフ
ェートおよびスートの各成分を分析するエンジン排ガス
中の粒子状物質の分析方法において、前記分析に先立っ
て、前記排気管および希釈用管路に排ガスを流さない状
態でフィルタを用いて粒子状物質の捕集を行い、この粒
子状物質中のSOF、サルフェートおよびスートの各成
分をそれぞれ分析することにより、前記排気管等の流路
に残留するバックグラウンド値を求め、このバックグラ
ウンド値に基づいて、前記排気管に排ガスを流したとき
のSOF、サルフェートおよびスートの各成分の分析値
を補正することを特徴とするエンジン排ガス中の粒子状
物質の分析方法。
2. An exhaust gas flowing through an exhaust pipe connected to an engine is diluted with dilution air in a dilution pipe, the diluted exhaust gas is introduced into a gas sampling passage, and the diluted exhaust gas is provided in the gas sampling passage. A particulate matter contained in the diluted exhaust gas is collected by a filter, and each component of SOF, sulfate and soot in the particulate matter collected by the filter is analyzed. In the analysis method, prior to the analysis, particulate matter is collected using a filter in a state where exhaust gas does not flow through the exhaust pipe and the dilution pipe line, and SOF, sulfate and soot in the particulate matter are collected. By analyzing each component respectively, the background value remaining in the flow path of the exhaust pipe etc. is obtained, and based on this background value A method for analyzing particulate matter in engine exhaust gas, which comprises correcting the analytical values of SOF, sulfate, and soot components when exhaust gas is passed through the exhaust pipe.
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