JP2003114192A - 粒子状物質測定装置および方法 - Google Patents
粒子状物質測定装置および方法Info
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- 239000008187 granular material Substances 0.000 title abstract 3
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中のＰＭをリアルタイムにかつ高精度
に測定することができ、走行中の自動車から排出される
ガス中に含まれる粒子状物質の測定を簡便かつリアルタ
イムに行うことのできるコンパクトな粒子状物質測定装
置および方法を提供すること。 【解決手段】 自動車１の排気管３の出口側近傍に排気
管３内を流れる排ガスＧに対して斜めかつ前記流れに逆
らう方向に可視光Ｌ1 を投射する投光器５を設けるとと
もに、排気管３の投光器５の設置位置と排気管３を挟ん
で反対側の位置に受光面６ａを排ガスＧに対して斜めか
つ前記流れに逆らう方向に向けた状態で受光器６を設
け、投光器５から排気管３内に向けて投射される可視光
Ｌ1 が排気管３内を流れる排ガスＧ中に含まれるＰＭに
照射したときに生ずる散乱光Ｌ2 を受光器６で受光し、
そのとき得られる散乱光強度信号に基づいて前記排ガス
Ｇ中に含まれるＰＭを測定するようにした。
に測定することができ、走行中の自動車から排出される
ガス中に含まれる粒子状物質の測定を簡便かつリアルタ
イムに行うことのできるコンパクトな粒子状物質測定装
置および方法を提供すること。 【解決手段】 自動車１の排気管３の出口側近傍に排気
管３内を流れる排ガスＧに対して斜めかつ前記流れに逆
らう方向に可視光Ｌ1 を投射する投光器５を設けるとと
もに、排気管３の投光器５の設置位置と排気管３を挟ん
で反対側の位置に受光面６ａを排ガスＧに対して斜めか
つ前記流れに逆らう方向に向けた状態で受光器６を設
け、投光器５から排気管３内に向けて投射される可視光
Ｌ1 が排気管３内を流れる排ガスＧ中に含まれるＰＭに
照射したときに生ずる散乱光Ｌ2 を受光器６で受光し、
そのとき得られる散乱光強度信号に基づいて前記排ガス
Ｇ中に含まれるＰＭを測定するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
排ガス中に含まれる粒子状物質を測定するための粒子状
物質測定装置および方法に関する。
排ガス中に含まれる粒子状物質を測定するための粒子状
物質測定装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、自動車のディーゼルエンジンか
ら排出されるガス中に含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉ
ｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ、以下、ＰＭという）を測
定する手法の一つに、図４に示すように、排ガスＧが流
れる排気管４１の出口にサンプリング用の管路４２を挿
入接続し、この管路４２に、暗箱４３に投光器４４と受
光器４５とを対向配置した測定装置４６とサンプリング
用の吸引ポンプ４７とを直列に設け、吸引ポンプ４７に
よって吸引した排ガスＧの一部を測定装置４６内に導入
して、前記投光器４４からの可視光を暗箱４３に導入し
た排ガスに照射し、そのとき生ずる散乱光を受光器４５
において受光し、そのとき得られる散乱光強度信号に基
づいて前記排ガス中に含まれる粒子状物質の量を測定す
るようにしたものがある。
ら排出されるガス中に含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉ
ｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ、以下、ＰＭという）を測
定する手法の一つに、図４に示すように、排ガスＧが流
れる排気管４１の出口にサンプリング用の管路４２を挿
入接続し、この管路４２に、暗箱４３に投光器４４と受
光器４５とを対向配置した測定装置４６とサンプリング
用の吸引ポンプ４７とを直列に設け、吸引ポンプ４７に
よって吸引した排ガスＧの一部を測定装置４６内に導入
して、前記投光器４４からの可視光を暗箱４３に導入し
た排ガスに照射し、そのとき生ずる散乱光を受光器４５
において受光し、そのとき得られる散乱光強度信号に基
づいて前記排ガス中に含まれる粒子状物質の量を測定す
るようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＰＭ測定手法においては、排ガスＧをサンプリング
するための管路４２、吸引ポンプ４７の他に、暗箱４３
が必要になり構成が大がかりになるとともに、管路４２
の内壁にＰＭが付着し、測定結果に誤差が生ずるといっ
た課題がある。そして、サンプリングによるハンドリン
グタイムのため、測定結果に時間遅れ（デッドタイム）
が生ずる。なお、前記ＰＭの付着を防止するため、管路
４２を所定温度になるように加熱し保温することが考え
られるが、その場合、ヒータが必要になりサンプリング
系統が大がかりになる。さらに、上記ＰＭ測定手法にお
いては、走行中の自動車におけるＰＭの測定を行うこと
はできなかった。
来のＰＭ測定手法においては、排ガスＧをサンプリング
するための管路４２、吸引ポンプ４７の他に、暗箱４３
が必要になり構成が大がかりになるとともに、管路４２
の内壁にＰＭが付着し、測定結果に誤差が生ずるといっ
た課題がある。そして、サンプリングによるハンドリン
グタイムのため、測定結果に時間遅れ（デッドタイム）
が生ずる。なお、前記ＰＭの付着を防止するため、管路
４２を所定温度になるように加熱し保温することが考え
られるが、その場合、ヒータが必要になりサンプリング
系統が大がかりになる。さらに、上記ＰＭ測定手法にお
いては、走行中の自動車におけるＰＭの測定を行うこと
はできなかった。
【０００４】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、排ガス中のＰＭをリアルタイム
にかつ高精度に測定することができ、走行中の自動車か
ら排出されるガス中に含まれるＰＭの測定を簡便かつリ
アルタイムに行うことのできるコンパクトなＰＭ測定装
置および方法を提供することである。
たもので、その目的は、排ガス中のＰＭをリアルタイム
にかつ高精度に測定することができ、走行中の自動車か
ら排出されるガス中に含まれるＰＭの測定を簡便かつリ
アルタイムに行うことのできるコンパクトなＰＭ測定装
置および方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のＰＭ測定装置は、自動車の排気管の出口
側近傍に前記排気管内を流れる排ガスに対して斜めかつ
前記流れに逆らう方向に可視光を投射する投光器を設け
るとともに、前記排気管の前記投光器の設置位置と排気
管を挟んで反対側の位置に受光面を前記排ガスに対して
斜めかつ前記流れに逆らう方向に向けた状態で受光器を
設け、前記投光器から排気管内に向けて投射される可視
光が排気管内を流れる排ガス中に含まれる粒子状物質に
照射したときに生ずる散乱光を前記受光器で受光し、そ
のとき得られる散乱光強度信号に基づいて前記排ガス中
に含まれる粒子状物質を測定するようにしたことを特徴
としている。
に、この発明のＰＭ測定装置は、自動車の排気管の出口
側近傍に前記排気管内を流れる排ガスに対して斜めかつ
前記流れに逆らう方向に可視光を投射する投光器を設け
るとともに、前記排気管の前記投光器の設置位置と排気
管を挟んで反対側の位置に受光面を前記排ガスに対して
斜めかつ前記流れに逆らう方向に向けた状態で受光器を
設け、前記投光器から排気管内に向けて投射される可視
光が排気管内を流れる排ガス中に含まれる粒子状物質に
照射したときに生ずる散乱光を前記受光器で受光し、そ
のとき得られる散乱光強度信号に基づいて前記排ガス中
に含まれる粒子状物質を測定するようにしたことを特徴
としている。
【０００６】そして、この発明のＰＭ測定方法は、自動
車の排気管の出口側の端部において、投光器から前記排
気管内を流れる排ガスに対して斜めかつ流れに逆らう方
向に可視光を投射し、そのとき生ずる散乱光を受光器で
受光し、そのとき得られる散乱光強度信号に基づいて前
記排ガス中に含まれる粒子状物質を測定するようにした
ことを特徴としている。
車の排気管の出口側の端部において、投光器から前記排
気管内を流れる排ガスに対して斜めかつ流れに逆らう方
向に可視光を投射し、そのとき生ずる散乱光を受光器で
受光し、そのとき得られる散乱光強度信号に基づいて前
記排ガス中に含まれる粒子状物質を測定するようにした
ことを特徴としている。
【０００７】この発明によれば、走行中の自動車から排
出されるガス中に含まれるＰＭを精度よく簡便にしかも
リアルタイムに連続的に測定することができる。
出されるガス中に含まれるＰＭを精度よく簡便にしかも
リアルタイムに連続的に測定することができる。
【０００８】
【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〜図３は、この発明の一つの
実施の形態を示す。まず、図１は、この発明の粒子状物
質測定方法が適用される自動車の一例を示すもので、こ
の図において、１は自動車、２は例えばディーゼルエン
ジン、３はこのエンジン２に連なる排気管、４はこの排
気管３の下流側の出口近傍に設けられる粒子状物質測定
装置である。この粒子状物質測定装置４は、主として、
投光器５と受光器６とからなり、図２および図３に示す
ように排気管３の出口側近傍に設けられる。投光器５
は、可視光を発する例えば白色光源よりなり、受光器６
は、例えばフォトダイオードなどの光検出器よりなる。
照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの
実施の形態を示す。まず、図１は、この発明の粒子状物
質測定方法が適用される自動車の一例を示すもので、こ
の図において、１は自動車、２は例えばディーゼルエン
ジン、３はこのエンジン２に連なる排気管、４はこの排
気管３の下流側の出口近傍に設けられる粒子状物質測定
装置である。この粒子状物質測定装置４は、主として、
投光器５と受光器６とからなり、図２および図３に示す
ように排気管３の出口側近傍に設けられる。投光器５
は、可視光を発する例えば白色光源よりなり、受光器６
は、例えばフォトダイオードなどの光検出器よりなる。
【０００９】図２および図３は、前記粒子状物質測定装
置４の取付け構造の一例を示すもので、これらの図にお
いて、７は排気管３に対してその下流側の開口側から着
脱自在に外装される筒状のアタッチメント部材で、排気
管３の下流側の例えば円筒状端部３Ａに対してその外側
から接するように被着される内筒８と、この内筒８より
やや大径で、ブリッジ部材９によって内筒８の外側に適
宜の隙間１０が形成されるように同心円状かつ長さ方向
において一部オーバーラップさせた状態で設けられた外
筒１１とからなり、内筒８の外側に設けられる固定用の
ねじ部材１２によって円筒状下流側管部３Ａに対して着
脱自在に取り付けられている。
置４の取付け構造の一例を示すもので、これらの図にお
いて、７は排気管３に対してその下流側の開口側から着
脱自在に外装される筒状のアタッチメント部材で、排気
管３の下流側の例えば円筒状端部３Ａに対してその外側
から接するように被着される内筒８と、この内筒８より
やや大径で、ブリッジ部材９によって内筒８の外側に適
宜の隙間１０が形成されるように同心円状かつ長さ方向
において一部オーバーラップさせた状態で設けられた外
筒１１とからなり、内筒８の外側に設けられる固定用の
ねじ部材１２によって円筒状下流側管部３Ａに対して着
脱自在に取り付けられている。
【００１０】そして、排気管３の下流側管部３Ａの開口
端よりやや下流側の外筒１１の周壁の相対向する位置
（例えば１８０°対称の位置）に可視光を良好に透過さ
せる光学窓１３，１４が形成されており、一方の光学窓
１３の外部に投光器５が、他方の光学窓１４の外部に受
光器６がそれぞれ設けられている。この場合、投光器５
は、排気管３をその出口方向（下流側）に流れる排ガス
Ｇに対してその流れる方向１５Ｄに対してある角度αを
なすように斜めかつ前記流れに逆らう方向１５Ｕに可視
光Ｌ1 を投射し、観察対象領域１６を照射するように設
けられる。また、受光器６は、その受光面６ａを前記排
ガスＧの流れる方向１５Ｄに斜めかつ前記流れに逆らう
方向１５Ｕに向け、前記観察対象領域１６において生じ
た散乱光Ｌ 2 を受光するように設けられる。なお、図２
において、角度βは受光器６の視野角であり、１７は投
光器５、受光器６を覆うカバー体で、外筒１１に対して
着脱自在に取り付けられる。
端よりやや下流側の外筒１１の周壁の相対向する位置
（例えば１８０°対称の位置）に可視光を良好に透過さ
せる光学窓１３，１４が形成されており、一方の光学窓
１３の外部に投光器５が、他方の光学窓１４の外部に受
光器６がそれぞれ設けられている。この場合、投光器５
は、排気管３をその出口方向（下流側）に流れる排ガス
Ｇに対してその流れる方向１５Ｄに対してある角度αを
なすように斜めかつ前記流れに逆らう方向１５Ｕに可視
光Ｌ1 を投射し、観察対象領域１６を照射するように設
けられる。また、受光器６は、その受光面６ａを前記排
ガスＧの流れる方向１５Ｄに斜めかつ前記流れに逆らう
方向１５Ｕに向け、前記観察対象領域１６において生じ
た散乱光Ｌ 2 を受光するように設けられる。なお、図２
において、角度βは受光器６の視野角であり、１７は投
光器５、受光器６を覆うカバー体で、外筒１１に対して
着脱自在に取り付けられる。
【００１１】そして、前記排気管３の内周壁面部、特
に、下流側管部３Ａの内周壁３ａには、排ガスＧの一
部、主として黒煙が付着しており、光学的に見て反射率
が低い黒体となっている。したがって、エンジン２から
の排ガスＧが排気管３を流れている状態で、投光器５か
ら発せられた可視光Ｌ1 は、前記排ガスＧを斜め横断し
下流側管部３Ａの内周壁３ａで吸収されるが、前記排ガ
スＧを斜め横断する際、排ガスＧ中に含まれるＰＭによ
り散乱（回折）が生じ、この散乱光Ｌ2 が受光器６に受
光される。この受光器６からは、ＰＭの濃度に応じた信
号が出力されるので、この出力信号を信号処理部（図示
していない）によって処理することにより、ＰＭ濃度を
得ることができる。
に、下流側管部３Ａの内周壁３ａには、排ガスＧの一
部、主として黒煙が付着しており、光学的に見て反射率
が低い黒体となっている。したがって、エンジン２から
の排ガスＧが排気管３を流れている状態で、投光器５か
ら発せられた可視光Ｌ1 は、前記排ガスＧを斜め横断し
下流側管部３Ａの内周壁３ａで吸収されるが、前記排ガ
スＧを斜め横断する際、排ガスＧ中に含まれるＰＭによ
り散乱（回折）が生じ、この散乱光Ｌ2 が受光器６に受
光される。この受光器６からは、ＰＭの濃度に応じた信
号が出力されるので、この出力信号を信号処理部（図示
していない）によって処理することにより、ＰＭ濃度を
得ることができる。
【００１２】そして、前記受光器６は、散乱光Ｌ2 以外
に、前記内周壁３ａまでの光も受光するが、上述したよ
うに、内周壁３ａは黒体であるので、内周壁３ａ自体か
らの発光や外部からの迷光が受光器６に入射することは
ない。つまり、上記構成によれば、外乱光の影響を受け
ることなく、排ガスＧ中のＰＭに基づく散乱光Ｌ2 のみ
を確実に検出することができるので、精度よくＰＭの測
定を行うことができる。
に、前記内周壁３ａまでの光も受光するが、上述したよ
うに、内周壁３ａは黒体であるので、内周壁３ａ自体か
らの発光や外部からの迷光が受光器６に入射することは
ない。つまり、上記構成によれば、外乱光の影響を受け
ることなく、排ガスＧ中のＰＭに基づく散乱光Ｌ2 のみ
を確実に検出することができるので、精度よくＰＭの測
定を行うことができる。
【００１３】また、前記粒子状物質測定装置４は、これ
を構成する投光器５および受光器６は、排気管３の下流
側にアタッチメント部材７を介して排気管３に着脱自在
に取り付けられているので、走行中の自動車１からの排
ガスＧに含まれるＰＭをリアルタイムに連続的に測定す
ることができる。
を構成する投光器５および受光器６は、排気管３の下流
側にアタッチメント部材７を介して排気管３に着脱自在
に取り付けられているので、走行中の自動車１からの排
ガスＧに含まれるＰＭをリアルタイムに連続的に測定す
ることができる。
【００１４】さらに、前記アタッチメント部材７は、排
気管３の下流側管部３Ａに密着して被着される内管８
と、この内管８との間に所定の隙間１０を形成するよう
に同心円状に配置される外管１１とからなるものであ
り、前記隙間１０には外部の空気Ａが流れ込み、この隙
間１０を流れる空気Ａによって下流側管部３Ａ内を流れ
る排ガスＧが層流となり、したがって、ＰＭの測定結果
に乱流に起因するノイズがが混入することがない。
気管３の下流側管部３Ａに密着して被着される内管８
と、この内管８との間に所定の隙間１０を形成するよう
に同心円状に配置される外管１１とからなるものであ
り、前記隙間１０には外部の空気Ａが流れ込み、この隙
間１０を流れる空気Ａによって下流側管部３Ａ内を流れ
る排ガスＧが層流となり、したがって、ＰＭの測定結果
に乱流に起因するノイズがが混入することがない。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、排ガス中のＰＭをリアルタイムにかつ高精度に測定
することができ、走行中の自動車から排出されるガス中
に含まれるＰＭを簡便かつリアルタイムに測定すること
ができる。
ば、排ガス中のＰＭをリアルタイムにかつ高精度に測定
することができ、走行中の自動車から排出されるガス中
に含まれるＰＭを簡便かつリアルタイムに測定すること
ができる。
【図１】この発明の粒子状物質測定装置を自動車の排気
管に取り付けた状態を概略的に示す図である。
管に取り付けた状態を概略的に示す図である。
【図２】前記粒子状物質測定装置の排気管における取付
け部分を拡大して示す断面図である。
け部分を拡大して示す断面図である。
【図３】前記図２のII−II線断面図である。
【図４】従来技術を説明するための図である。
１…自動車、３…排気管、４…粒子状物質測定装置、５
…投光器、６…受光器、６ａ…受光面、１５Ｄ…排ガス
の流れる方向、１５Ｕ…排ガスの流れに逆らう方向、Ｇ
…排ガス、Ｌ1 …可視光、Ｌ2 …散乱光。
…投光器、６…受光器、６ａ…受光面、１５Ｄ…排ガス
の流れる方向、１５Ｕ…排ガスの流れに逆らう方向、Ｇ
…排ガス、Ｌ1 …可視光、Ｌ2 …散乱光。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G059 BB01 BB02 CC19 EE02 GG10
HH02 KK01 LL04 NN01
2G087 AA27 BB28
Claims (2)
- 【請求項１】 自動車の排気管の出口側近傍に前記排気
管内を流れる排ガスに対して斜めかつ前記流れに逆らう
方向に可視光を投射する投光器を設けるとともに、前記
排気管の前記投光器の設置位置と排気管を挟んで反対側
の位置に受光面を前記排ガスに対して斜めかつ前記流れ
に逆らう方向に向けた状態で受光器を設け、前記投光器
から排気管内に向けて投射される可視光が排気管内を流
れる排ガス中に含まれる粒子状物質に照射したときに生
ずる散乱光を前記受光器で受光し、そのとき得られる散
乱光強度信号に基づいて前記排ガス中に含まれる粒子状
物質を測定するようにしたことを特徴とする粒子状物質
測定装置。 - 【請求項２】 自動車の排気管の出口側の端部におい
て、投光器から前記排気管内を流れる排ガスに対して斜
めかつ流れに逆らう方向に可視光を投射し、そのとき生
ずる散乱光を受光器で受光し、そのとき得られる散乱光
強度信号に基づいて前記排ガス中に含まれる粒子状物質
を測定するようにしたことを特徴とする粒子状物質測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307844A JP3851531B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 粒子状物質測定装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307844A JP3851531B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 粒子状物質測定装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003114192A true JP2003114192A (ja) | 2003-04-18 |
| JP3851531B2 JP3851531B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=19127244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001307844A Expired - Fee Related JP3851531B2 (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 粒子状物質測定装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3851531B2 (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
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