JP2006153716A - Exhaust gas analyzer and soot measuring method - Google Patents

Exhaust gas analyzer and soot measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP2006153716A
JP2006153716A JP2004346236A JP2004346236A JP2006153716A JP 2006153716 A JP2006153716 A JP 2006153716A JP 2004346236 A JP2004346236 A JP 2004346236A JP 2004346236 A JP2004346236 A JP 2004346236A JP 2006153716 A JP2006153716 A JP 2006153716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soot
exhaust gas
gas
concentration
dilution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004346236A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4544978B2 (en
Inventor
Takeshi Kusaka
竹史 日下
Teruhiro Taniguchi
彰宏 谷口
Kaoru Okada
薫 岡田
Shige Kumagai
樹 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to JP2004346236A priority Critical patent/JP4544978B2/en
Priority to US11/288,531 priority patent/US7434449B2/en
Priority to EP05026139A priority patent/EP1677107A3/en
Publication of JP2006153716A publication Critical patent/JP2006153716A/en
Priority to US12/203,614 priority patent/US20090003125A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4544978B2 publication Critical patent/JP4544978B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas analyzer which calculates a dilution ratio necessary when the concentration of soot is measured by a simple low cost constitution and can precisely measure the concentration of Soot. <P>SOLUTION: An SOF measuring system capable of continuously measuring the concentration of SOF and a Soot measuring system capable of continuously measuring Soot are connected to an exhaust gas line. The Soot measuring system is equipped with a dilution device for selectively diluting either one of an exhaust gas or a standard gas known in the concentration of hydrocarbon by a diluting gas to lead out the same, a dilution ratio adjusting means capable of adjusting the dilution ratio of the dilution device and a soot detector for continuously measuring soot in the gas diluted by the dilution device while the SOF measuring system is constituted so as to be capable of being connected to the dilution device to measure the concentration of hydrocarbon of the standard gas diluted by the dilution device. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば車両のディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)の連続測定などに用いられる排気ガス分析装置等に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas analyzer used for, for example, continuous measurement of particulate matter (PM) contained in exhaust gas of a diesel engine of a vehicle.

ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中には、環境や人体に悪影響を与える可能性がある微小な粒子状物質(PM:Particulate Matter)が含まれており、PMには、すす(Soot)、可溶性有機溶媒(SOF:Soluble Organic Fraction)等が混在している。   The exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine contains minute particulate matter (PM) that may adversely affect the environment and the human body. PM includes soot, Soluble organic solvent (SOF: Soluble Organic Fraction) etc. are mixed.

このPMを削減すべく内燃機関を改良するには、まずPMの排出量を正しく測定することが必要である。現在公的に規定されている排ガス測定法では、PMをフィルタ捕集して天秤で計測することになっている。   In order to improve the internal combustion engine in order to reduce this PM, it is first necessary to correctly measure the PM emission amount. In the exhaust gas measurement method currently officially defined, PM is collected by a filter and measured with a balance.

ところが、この計測方法では、発生するPMをダイナミックに捉えることができないため、内燃機関の開発研究段階においては、PMのリアルタイム連続測定が可能で簡便な測定装置が望まれている。さらに最近では、内燃機関の改良が進んでPMの排出量もかなり減ってきているため、連続測定に加えて、微量なPMを精度よく正確に測りたいという要求も大きくなってきている。   However, with this measurement method, the generated PM cannot be dynamically captured. Therefore, in the development research stage of the internal combustion engine, a simple measurement device capable of continuous real-time measurement of PM is desired. Furthermore, recently, the improvement of the internal combustion engine has progressed and the amount of PM emission has been considerably reduced. Therefore, in addition to continuous measurement, there is an increasing demand for measuring a minute amount of PM accurately and accurately.

これに対し、近時、SOFに関して言えば、水素炎イオン化検出器(FID)のように、炭化水素に対して高感度な検出器を用いて、ある基準温度(47℃±5℃)において排気ガス中で液化又は固化している粒子状炭化水素(SOF)の濃度を連続的かつ精度よく測定可能な方法が開発されている。
またSootに関して言えば、拡散荷電検出法を利用した連続測定可能で高感度なSoot検出器を本発明者らは開発しつつある。
In contrast, recently, with regard to SOF, exhaust gas is detected at a reference temperature (47 ° C. ± 5 ° C.) by using a highly sensitive detector for hydrocarbons such as a flame ionization detector (FID). A method capable of continuously and accurately measuring the concentration of particulate hydrocarbon (SOF) liquefied or solidified in a gas has been developed.
As for Soot, the present inventors are developing a Soot detector capable of continuous measurement and utilizing a diffusion charge detection method and having high sensitivity.

ところで、このようなSoot検出器は、高感度なだけに、排気ガスを測定に適した濃度にまで適宜希釈する必要がある。また、このようにして測定した希釈排気ガスのSoot濃度から、元の排気ガスのSoot濃度を算出するためには、その希釈比を把握しておく必要がある。   By the way, such a soot detector needs to dilute the exhaust gas appropriately to a concentration suitable for measurement because of its high sensitivity. Further, in order to calculate the soot concentration of the original exhaust gas from the soot concentration of the diluted exhaust gas thus measured, it is necessary to grasp the dilution ratio.

しかしながら、この希釈比を求めるべく、ベンチュリ流量計等を用いて、希釈される前の排気ガスの流量と、希釈後の排気ガスの流量とをそれぞれ計測し、その流量比から算出するといった容易に考えられる構成にすると、装置が大がかりになり、かつコスト的にも不利になる。
特開平9−5299号
However, in order to obtain this dilution ratio, it is easy to measure the flow rate of the exhaust gas before dilution and the flow rate of the exhaust gas after dilution using a venturi flow meter or the like and calculate from the flow rate ratio. The conceivable configuration makes the apparatus large and disadvantageous in terms of cost.
JP-A-9-5299

そこで本発明は、PM測定の際には、SOF濃度及びSoot濃度の双方を測定することに着目してなされたものであって、このSOF測定系を利用することにより、簡単かつ低コストな構成で、Soot濃度測定の際に必要な希釈比を求められるようにすべく図ったものである。   Therefore, the present invention has been made paying attention to measuring both the SOF concentration and the Soot concentration at the time of PM measurement. By using this SOF measurement system, a simple and low-cost configuration is achieved. Thus, it is intended to obtain a necessary dilution ratio when measuring the Soot concentration.

すなわち本発明に係る排気ガス分析装置は、以下に示す要件を備えたものである。
(1)内燃機関から排出される排気ガスの一部又は全部が流れる排気ガスラインに対し、SOF濃度を連続測定可能なSOF測定系と、Sootを連続測定可能なSoot測定系とを接続したものである。
(2)前記Soot測定系が、
a)前記排気ガス又は炭化水素濃度が既知である標準ガスのいずれか一方を選択的に希釈用ガスで希釈して導出する希釈器
b)前記希釈器の希釈比を調整可能な希釈比調整手段
c)前記希釈器で希釈されたガス中のSootを連続測定するSoot検出器
を備えている
(3)前記SOF測定系を、前記希釈器に接続可能に構成して、希釈器で希釈された標準ガスの炭化水素濃度を測定可能なものにし、前記希釈比調整手段をある一定量操作したときの、標準ガスの希釈後の炭化水素濃度から、その状態での希釈器の希釈比を算出可能に構成している。
That is, the exhaust gas analyzer according to the present invention has the following requirements.
(1) An exhaust gas line through which a part or all of exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows is connected to an SOF measurement system capable of continuously measuring SOF concentration and a soot measurement system capable of continuously measuring soot. It is.
(2) The Soot measurement system is
a) A diluter for selectively diluting one of the exhaust gas and the standard gas having a known hydrocarbon concentration with a diluting gas b) Dilution ratio adjusting means capable of adjusting the dilution ratio of the diluter c) A soot detector that continuously measures soot in the gas diluted by the diluter is provided. (3) The SOF measurement system is configured to be connectable to the diluter and diluted by the diluter. Make the hydrocarbon concentration of the standard gas measurable, and the dilution ratio of the diluter in that state can be calculated from the hydrocarbon concentration after dilution of the standard gas when the dilution ratio adjustment means is operated by a certain amount It is configured.

このようなものであれば、希釈器から配管を分岐させて既存のSOF測定系に接続したり、標準ガス源を接続するための配管を希釈器に接続したり、あるいはそれら配管上に開閉弁を設けたりするだけの、簡単な流体経路を構成するだけで、Soot測定時における希釈器の希釈比を、Soot測定前又はSoot測定後に、標準ガスを用いて求めることができ、その希釈比とSoot検出器で検出された希釈排気ガスのSoot濃度とから、希釈前の排気ガス中のSoot濃度を算出することができる。   If this is the case, branch the pipe from the diluter and connect it to the existing SOF measurement system, connect the pipe for connecting the standard gas source to the diluter, or open / close valves on these pipes The dilution ratio of the diluter at the time of soot measurement can be obtained by using a standard gas before or after the soot measurement, by configuring a simple fluid path. The soot concentration in the exhaust gas before dilution can be calculated from the soot concentration of the diluted exhaust gas detected by the soot detector.

希釈器にはSootが流されるため、その内部の流体経路が複雑な形状をなしていると、Sootが詰まって不具合を生じることがある。また、希釈の際に流量に脈動等があると、Soot検出器での測定誤差の原因にもなる。そこで構造が簡単で希釈時に脈動等も生じない希釈器にするためには、希釈器が、流路径が途中から狭まる狭小部を備えてなり、その狭小部に希釈用ガスを通過させることによってこれを加速して負圧にし、その負圧によって排気ガス又は標準ガスを吸い込み、当該希釈用ガスと混合させるものであることが好ましい。狭小部にはその下流に直列させて拡開部を設けておくと混合の点からなおよい。   Since the soot flows through the diluter, if the fluid path inside the diluter has a complicated shape, the soot may become clogged and cause a problem. Further, if there is a pulsation or the like in the flow rate during dilution, it may cause a measurement error in the Soot detector. Therefore, in order to make a diluter that has a simple structure and does not cause pulsation or the like during dilution, the diluter is provided with a narrow portion whose flow path diameter is narrowed from the middle, and this is achieved by passing dilution gas through the narrow portion. It is preferable that the gas is accelerated to a negative pressure, and the exhaust gas or the standard gas is sucked by the negative pressure and mixed with the dilution gas. It is better from the point of mixing if the narrow portion is provided with an expanded portion in series downstream of the narrow portion.

希釈比調整手段の具体的実施態様としては、希釈器に導入される希釈用ガスの圧力を調整する圧力調整器を用いたものを挙げることができる。   As a specific embodiment of the dilution ratio adjusting means, there may be mentioned one using a pressure regulator for adjusting the pressure of the dilution gas introduced into the diluter.

高感度かつ連続測定可能なSoot検出器としては、Sootに対して電荷を与える電荷付与部と、そのSootの電荷量を測定する電荷測定部とを備えたものが挙げられる。   As a soot detector capable of continuous measurement with high sensitivity, a soot detector provided with a charge imparting section for applying a charge to the soot and a charge measuring section for measuring a charge amount of the soot can be cited.

本発明によるSoot測定に適したSOF測定系としては、導入されたガスを2分岐する分岐部と、2分岐された一方のガスをSOF測定のための基準温度にし、その基準温度にしたガス中の粒子成分を除去する粒子成分除去ラインと、2分岐された他方のガスをそのまま(温度を変化させる場合はある)通過させる通過ラインと、各ラインを通過して送出されるガス中の炭化水素濃度をそれぞれ連続検出する炭化水素濃度検出器とを備えており、各検出器で検出された炭化水素濃度の差によって排気ガス中のSOFの濃度を算出可能に構成したものを挙げることができる。ここで粒子成分とは、主としてガス中で液化又は固化している炭化水素粒子のことである。   The SOF measuring system suitable for the Soot measurement according to the present invention includes a branched portion that divides the introduced gas into two branches, and one of the two branched gases is used as a reference temperature for SOF measurement. A particle component removal line for removing the particle component of the gas, a passage line for allowing the other branched gas to pass through as it is (the temperature may be changed), and hydrocarbons in the gas sent through each line And a hydrocarbon concentration detector that continuously detects the concentration, and the concentration of SOF in the exhaust gas can be calculated based on the difference in the hydrocarbon concentration detected by each detector. Here, the particle component refers to hydrocarbon particles that are mainly liquefied or solidified in a gas.

特に好ましくは、前記炭化水素濃度検出器が、水素炎イオン化検出器であればよい。この水素炎イオン化検出器を用いてSOF測定系を構成した場合、通過ライン側の水素炎イオン化検出器の出力を時系列グラフにすると、Sootがスパイク状のピークとなって検出されるため、例えば前記Soot測定系で測定したSoot濃度の検証を行うことができる。   Particularly preferably, the hydrocarbon concentration detector may be a flame ionization detector. When the SOF measurement system is configured using this flame ionization detector, if the output of the flame ionization detector on the passage line side is converted to a time series graph, soot is detected as a spike-like peak. The soot concentration measured by the soot measurement system can be verified.

本発明に係る排気ガス分析装置を利用して、排気ガス中のSoot濃度を測定するには、SOF測定系により、希釈された標準ガスの炭化水素濃度を測定し、その濃度と希釈前の標準ガスの炭化水素濃度との比によって、希釈器での希釈比を算出し、そのときの希釈比調整手段の操作量に基づいて、希釈比と操作量との相関関係を求めるとともに、Soot測定時において所望の希釈比となるように、希釈比調整手段を前記相関関係から求められる操作量だけ操作し、または、Soot測定時において設定した希釈比調整手段の操作量と前記相関関係とからそのときの希釈比を求め、その希釈比とSoot検出器での測定結果とに基づいて、排気ガス中のSoot濃度を算出するようにすればよい。   In order to measure the soot concentration in the exhaust gas using the exhaust gas analyzer according to the present invention, the hydrocarbon concentration of the diluted standard gas is measured by the SOF measurement system, and the concentration and the standard before dilution are measured. The dilution ratio in the diluter is calculated based on the ratio to the hydrocarbon concentration of the gas, and the correlation between the dilution ratio and the operation amount is obtained based on the operation amount of the dilution ratio adjusting means at that time. The dilution ratio adjusting means is operated by the operation amount obtained from the correlation so as to obtain a desired dilution ratio in step 1, or from the correlation between the operation amount of the dilution ratio adjusting means set at the time of the soot measurement and the correlation. The soot concentration in the exhaust gas may be calculated based on the dilution ratio and the measurement result of the soot detector.

このように本発明によれば、PM測定の際にSoot測定系と併用されるSOF測定系を巧み利用することにより、簡単な流体経路を構成するだけで、Soot濃度を高精度で測定する際に必要な、排気ガスの希釈比を精度よく求めることができる。   As described above, according to the present invention, by using the SOF measurement system used in combination with the soot measurement system in the PM measurement, it is possible to measure the soot concentration with high accuracy only by configuring a simple fluid path. The exhaust gas dilution ratio required for the above can be obtained accurately.

以下、本発明の一実施形態に係る排気ガス分析装置を図面を参照して説明する。   Hereinafter, an exhaust gas analyzer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)排気ガス分析装置の全体構成
本実施形態に係る排気ガス分析装置1は、内燃機関であるディーゼルエンジン(図示しない)の排気ガス中に含まれるSOF及びSootの質量濃度を測定するものであり、図1に示すように、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの一部又は全部が流れる排気ガスライン(図示しない)に対し、SOF濃度を連続測定可能なSOF測定系2と、Sootを連続測定可能なSoot測定系3とを並列に接続してなるものである。
(1) Overall Configuration of Exhaust Gas Analyzer The exhaust gas analyzer 1 according to the present embodiment measures mass concentrations of SOF and Soot contained in exhaust gas of a diesel engine (not shown) that is an internal combustion engine. Yes, as shown in FIG. 1, an SOF measurement system 2 capable of continuously measuring SOF concentration and soot continuously for an exhaust gas line (not shown) through which part or all of exhaust gas discharged from a diesel engine flows. A soot measurement system 3 that can be measured is connected in parallel.

(2)SOF測定系
まずSOF測定系2について説明する。
SOF測定系2は、図1に示すように、排気ガスラインから導入される排気ガスを2分岐する分岐部21と、その分岐部21で2分岐された排気ガスがそれぞれ導入される通過ライン22及び粒子成分除去ライン23と、それら各ライン22、23の終端にポンプPa、Pbを介してそれぞれ接続した水素炎イオン化検出器24a、24bとを備えたものである。
(2) SOF measurement system First, the SOF measurement system 2 will be described.
As shown in FIG. 1, the SOF measurement system 2 includes a branch portion 21 that divides exhaust gas introduced from an exhaust gas line into two branches, and a passage line 22 into which exhaust gas branched into two at the branch portion 21 is introduced. And a particle component removal line 23 and hydrogen flame ionization detectors 24a and 24b connected to the ends of the lines 22 and 23 via pumps Pa and Pb, respectively.

分岐部21は、内部で2分岐する流体経路を有したマニホールドブロック25を利用して形成したものであり、その入口であるガス導入ポートPT1には、前記排気ガスラインを、所定温度(約191℃)に保温したホットホース等の温調配管Lや粒子状物質除去フィルタF等を介して接続している。このマニホールドブロック25には、温度調節可能なヒータ等の温調器H1を取り付け、例えば前記所定温度(約191℃)に保温している。   The branch portion 21 is formed by using a manifold block 25 having a fluid path that branches into two inside, and the exhaust gas line is connected to a predetermined temperature (about 191) at a gas introduction port PT1 that is an inlet thereof. And a temperature control pipe L such as a hot hose, a particulate matter removal filter F, etc. A temperature controller H1 such as a temperature-adjustable heater is attached to the manifold block 25, and is kept at the predetermined temperature (about 191 ° C.), for example.

粒子成分除去ライン23は、内部を流れる排気ガスを、2007年のEPAの規制で定められている測定基準温度である47℃±5℃にし、その温度で液化または固化する炭化水素(SOF)を除去し、除去後の排気ガスを水素炎イオン化検出器24bに送出するものである。   The particulate component removal line 23 changes the exhaust gas flowing inside to 47 ° C. ± 5 ° C., which is a measurement reference temperature defined by the EPA regulations in 2007, and hydrocarbon (SOF) that is liquefied or solidified at that temperature. The exhaust gas after removal is sent to the flame ionization detector 24b.

具体的にこのものは、ガス導入ポートPT1にマニホールドブロック25を介して接続され、測定基準温度に保温された第1温調配管L1と、その第1温調配管L1の終端に接続したフィルタF1と、そのフィルタF1を通過したガスを、一方の水素炎イオン化検出器24bに導く第2温調配管L2とから構成されている。第2温調配管L2は、例えば前記所定温度(約191℃)に保温されている。   Specifically, this is connected to the gas introduction port PT1 via the manifold block 25, the first temperature control pipe L1 kept at the measurement reference temperature, and the filter F1 connected to the end of the first temperature control pipe L1. And the 2nd temperature control piping L2 which guides the gas which passed the filter F1 to one hydrogen flame ionization detector 24b. The second temperature control pipe L2 is kept at the predetermined temperature (about 191 ° C.), for example.

通過ライン22は、測定基準温度よりも高温の所定温度、具体的には191℃にした排気ガスをそのまま水素炎イオン化検出器24aに送出するもので、前記ガス導入ポートPT1にマニホールドブロック25を介して接続した第3温調配管L3を備えている。この第3温調配管L3は、前記所定温度(約191℃)に保たれ、他方の水素炎イオン化検出器24aに接続してある。   The passage line 22 sends exhaust gas having a predetermined temperature higher than the measurement reference temperature, specifically 191 ° C., directly to the flame ionization detector 24a. The passage line 22 is connected to the gas introduction port PT1 via a manifold block 25. And a third temperature control pipe L3 connected thereto. The third temperature control pipe L3 is maintained at the predetermined temperature (about 191 ° C.) and is connected to the other hydrogen flame ionization detector 24a.

水素炎イオン化検出器24a、24bは、サンプルガス(上述の場合であれば排気ガス)を流しながら、その中に含まれる炭化水素の濃度を連続的かつリアルタイムに検出するものであり、水素炎中にサンプルガス(ここでは排気ガス)を流すことにより、サンプルガス中の炭化水素をイオン化し、そのイオン電流を検出して出力する。出力される検出信号の値は炭化水素濃度を示す。   The hydrogen flame ionization detectors 24a and 24b detect the concentration of hydrocarbons contained in the sample gas (exhaust gas in the above-described case) continuously and in real time. By flowing a sample gas (exhaust gas in this case), hydrocarbons in the sample gas are ionized, and the ion current is detected and output. The value of the output detection signal indicates the hydrocarbon concentration.

このような構成によれば、通過ライン22に接続された水素炎イオン化検出器24aの検出信号のベースライン値は、前記所定温度(191℃)にて気体状態になっている炭化水素の濃度を示し、粒子成分除去ライン23に接続された水素炎イオン化検出器24bの検出信号のベースライン値は、前記測定基準温度(47℃±5℃)で気化している炭化水素の濃度を示すため、各水素炎イオン化検出器24a、24bからの検出信号の値の差分をとることにより、191℃から47℃±5℃の間に気体から液体又は固体に凝縮した炭化水素の濃度、つまり排気ガス中のSOF濃度を測定することができる。   According to such a configuration, the baseline value of the detection signal of the flame ionization detector 24a connected to the passage line 22 is the concentration of hydrocarbon in a gaseous state at the predetermined temperature (191 ° C.). The baseline value of the detection signal of the flame ionization detector 24b connected to the particle component removal line 23 indicates the concentration of hydrocarbon vaporized at the measurement reference temperature (47 ° C. ± 5 ° C.). By taking the difference in the value of the detection signal from each flame ionization detector 24a, 24b, the concentration of hydrocarbon condensed from gas to liquid or solid between 191 ° C. and 47 ° C. ± 5 ° C., that is, in the exhaust gas The SOF concentration can be measured.

なお、この実施形態では、図示しない情報処理装置が各水素炎イオン化検出器24a、24bからの炭化水素検出信号をそれぞれ受信し、それら炭化水素検出信号の示す値の差分をとることにより、SOF濃度を算出し、これをディスプレイ等に出力するようにしている。   In this embodiment, the information processing device (not shown) receives the hydrocarbon detection signals from the respective flame ionization detectors 24a and 24b, and takes the difference between the values indicated by the hydrocarbon detection signals to obtain the SOF concentration. Is calculated and output to a display or the like.

(3)Soot測定系
次にSoot測定系3について説明する。
(3) Soot Measurement System Next, the soot measurement system 3 will be described.

Soot測定系3は、図1に示すように、排気ガスを希釈用ガスであるエアーで希釈して導出する希釈器4と、希釈されたガスのSootを検出するSoot検出器5とを備えたものである。   As shown in FIG. 1, the soot measurement system 3 includes a diluter 4 that extracts exhaust gas by diluting it with air that is a dilution gas, and a soot detector 5 that detects the soot of the diluted gas. Is.

希釈器4は、詳細を図2、図3に示すように、希釈用ガスが流れる内部の主経路41上に、ガスの流れ方向に沿って流路径が狭まる狭小部であるノズル42及びガスの流れ方向に沿って流路径が拡がる拡開部であるデフューザ43をこの順に直列に設け、希釈用ガスが増速されて負圧になる負圧領域4Sを形成するとともに、その負圧領域4Sに連通させた連通路44を介してサンプルガスを吸い込み、前記希釈用ガスに混合して導出するエジェクタタイプのものである。なお、この実施形態では、狭小部及び拡開部にノズルとデフューザを用いているが、例えばオリフィスやベンチュリなど、種々のもので代用可能である。   As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the diluter 4 has a nozzle 42 that is a narrow portion in which the flow path diameter narrows along the gas flow direction on the internal main path 41 through which the dilution gas flows, and the gas A diffuser 43, which is an expanded portion in which the flow path diameter expands along the flow direction, is provided in series in this order to form a negative pressure region 4S in which the dilution gas is accelerated and becomes negative pressure, and in the negative pressure region 4S This is an ejector type that sucks a sample gas through the communicating passage 44 and communicates it with the dilution gas. In this embodiment, the nozzle and the diffuser are used for the narrow portion and the widened portion, but various types such as an orifice and a venturi can be substituted.

より具体的にこの希釈器4は、前記主経路41及び負圧領域4Sに連通する連通路44を設けた配管ブロック体4aと、主経路41に嵌入されてノズル42及びデフューザ43を形成するノズル部材42a及びデフューザ部材43aと、主経路41の入口である導入ポートPT2、出口である導出ポートPT3、及び前記連通路44の入口であるサンプルガス導入ポートPT4にそれぞれ設けた配管接続用の継手C2、C3、C4とを主に備えている。   More specifically, the diluter 4 includes a pipe block body 4a provided with a communication path 44 communicating with the main path 41 and the negative pressure region 4S, and a nozzle that is fitted into the main path 41 to form the nozzle 42 and the diffuser 43. The pipe connection joint C2 provided in the member 42a and the diffuser member 43a, the introduction port PT2 that is the inlet of the main path 41, the outlet port PT3 that is the outlet, and the sample gas introduction port PT4 that is the inlet of the communication path 44, respectively. , C3, and C4.

そして、図1に示すように、前記導入ポートPT2には、希釈用ガスが流れる希釈用ガスライン6を接続し、希釈用ガスであるエアが導入されるようにするとともに、サンプルガス導入ポートPT4には、前記排気ガスラインを接続するようにしている。また導出ポートPT3には、配管L4を介して後述するSoot検出器5を接続し、希釈されたガスをSoot検出器5に送出することができるように構成している。   As shown in FIG. 1, a dilution gas line 6 through which a dilution gas flows is connected to the introduction port PT2, so that air as a dilution gas is introduced, and a sample gas introduction port PT4 is provided. Is connected to the exhaust gas line. In addition, a soot detector 5 (to be described later) is connected to the outlet port PT3 via a pipe L4 so that the diluted gas can be sent to the soot detector 5.

前記希釈用ガスライン6には、その始端にコンプレッサやボンベ等の希釈用ガス源(図示しない)が接続してあり、またそのライン6上には、希釈比調整手段である圧力調整器7を設けて、導入ポートPT2に流れ込むエアー圧力を制御し、希釈比を調整できるように構成している。   A dilution gas source (not shown) such as a compressor or a cylinder is connected to the dilution gas line 6 at its starting end, and a pressure regulator 7 as dilution ratio adjusting means is provided on the line 6. It is provided so that the air pressure flowing into the introduction port PT2 can be controlled to adjust the dilution ratio.

具体的には、図4に示すように、前記圧力調整器7の操作範囲、すなわち圧力調整範囲を、その圧力調整によって希釈器4に導入される希釈用ガスの流量が変わっても、希釈器4におけるサンプルガスの吸い込み流量がほぼ一定に保たれる範囲となるように制限している。   Specifically, as shown in FIG. 4, the operation range of the pressure adjuster 7, that is, the pressure adjustment range is changed even if the flow rate of the dilution gas introduced into the diluter 4 is changed by the pressure adjustment. 4 is limited so that the suction flow rate of the sample gas is kept in a substantially constant range.

また、希釈器4は、複数段(2段)直列に接続してあり、後段希釈器4のサンプルガス導入ポートPT4に前段希釈器4の導出ポートPT3を接続し、複数段階の希釈ができるように構成している。このことにより、どの希釈器4の導出ポートPT3を用いるかで、オーダレベルでの希釈率を変えることができる。   Further, the diluter 4 is connected in a plurality of stages (two stages) in series, and the outlet port PT3 of the pre-stage diluter 4 is connected to the sample gas introduction port PT4 of the post-stage diluter 4 so that a multi-stage dilution can be performed. It is configured. This makes it possible to change the dilution rate at the order level depending on which diluter 4 outlet port PT3 is used.

さらに、少なくとも初段希釈器4の連通路44には、特に図3に示すように、流量制限部材であるオリフィスリング44aを交換可能に取り付けている。   Further, as shown in FIG. 3 in particular, an orifice ring 44a as a flow restricting member is attached to at least the communication passage 44 of the first stage diluter 4 in a replaceable manner.

さらに配管ブロック体4aには、温度調節可能なヒータ等の温調器H2を取り付け、希釈器4を所定温度(約191℃)に保持するようにしている。これは、排気ガス中に含まれるSOFなど(特にSootに付着しているSOF)を揮発させ、後述するSoot検出器5でのSoot測定への悪影響を防止するためである。また、このSoot検出器5は、高温ガスを導入することができないタイプであるため、希釈器4の導出ポートPT3からSoot検出器5に至る配管L4の通過中に、希釈排気ガスの温度を下げるようにしているが、一旦揮発したSOFは、温度を下げても希釈されているため、測定に影響を及ぼす粒子として再析出することはない。   Furthermore, a temperature controller H2 such as a heater capable of adjusting the temperature is attached to the piping block body 4a so that the diluter 4 is maintained at a predetermined temperature (about 191 ° C.). This is for volatilizing SOF and the like (especially SOF adhering to the soot) contained in the exhaust gas to prevent an adverse effect on the soot measurement by the soot detector 5 described later. In addition, since the soot detector 5 is of a type that cannot introduce high-temperature gas, the temperature of the diluted exhaust gas is lowered during passage through the pipe L4 from the outlet port PT3 of the diluter 4 to the soot detector 5. However, once volatilized SOF is diluted even if the temperature is lowered, it does not reprecipitate as particles that affect the measurement.

また、希釈用ガスライン6における導入ポートPT2に直接接続される部分には、第4の温調配管L5を用いて前記所定温度(約191℃)に保持し、供給されるエアー流量の安定化を図っている。   Further, the portion directly connected to the introduction port PT2 in the dilution gas line 6 is maintained at the predetermined temperature (about 191 ° C.) using the fourth temperature control pipe L5, and the supplied air flow rate is stabilized. I am trying.

Soot検出器5は、模式図を図4に示すように、サンプルガスに含まれるSootに対して電荷を与える電荷付与部51と、そのSootの電荷量を測定する電荷測定部52とを備えたものであり、サンプルガスとして導入された希釈排気ガス中のSootを連続かつリアルタイムで計測する。   As shown in the schematic diagram of FIG. 4, the soot detector 5 includes a charge imparting unit 51 that gives a charge to the soot contained in the sample gas, and a charge measuring unit 52 that measures the charge amount of the soot. The soot in the diluted exhaust gas introduced as the sample gas is measured continuously and in real time.

電荷付与部51は、導入された希釈排気ガスの流路53上に設けられたもので、例えば、数千ボルト(5000〜7000ボルト)程度の電位差を生じさせた正電極511と負電極512とで構成されている。これら電極511、512間にはその電位差からコロナ放電が生じ、このコロナ放電中を希釈排気ガスが通過することにより、希釈排気ガス中のSoot粒子にその表面積に比例した電荷が付与される。図に一例を示すように、正電極511はピン型の細い形状のもので流路53の中心に位置し、負電極512はこの正電極511を取り囲むように配置した筒状の網目部材である。なお、紫外線照射によって電荷を付与するなど、この電荷付与部を他の構成にしても構わない。   The charge imparting unit 51 is provided on the flow path 53 of the introduced diluted exhaust gas. For example, a positive electrode 511 and a negative electrode 512 that generate a potential difference of about several thousand volts (5000 to 7000 volts) It consists of Corona discharge is generated between the electrodes 511 and 512 due to the potential difference, and when the diluted exhaust gas passes through the corona discharge, the Soot particles in the diluted exhaust gas are given a charge proportional to the surface area. As shown in the figure, the positive electrode 511 is a pin-shaped, thin shape located at the center of the flow path 53, and the negative electrode 512 is a cylindrical mesh member disposed so as to surround the positive electrode 511. . In addition, you may make this charge provision part another structure, such as providing a charge by ultraviolet irradiation.

電荷測定部52は、前記流路53における電荷付与部51よりも下流に配置した金属板等の捕捉部材521と、その捕捉部材521にSootが捕捉されて流れる電流量を測定し、その値を示すSoot検出信号を出力する電流検出器522とを備えている。このSoot検出信号の値は、Soot電荷量がSoot粒子の表面積に比例することから、Soot粒子の表面積を表すものとなる。またSoot表面積とSoot質量との間には所定の関係式があることから、この検出信号の値からSoot質量、ひいては希釈排気ガス中のSoot濃度を算出できる。   The charge measuring unit 52 measures a capture member 521 such as a metal plate disposed downstream of the charge imparting unit 51 in the flow channel 53 and the amount of current that flows when the soot is captured by the capture member 521 and the value is measured. And a current detector 522 that outputs a soot detection signal. The value of the soot detection signal represents the surface area of the soot particle because the soot charge amount is proportional to the surface area of the soot particle. Further, since there is a predetermined relational expression between the soot surface area and the soot mass, the soot mass and thus the soot concentration in the diluted exhaust gas can be calculated from the value of this detection signal.

ところで最終的に必要なのは、希釈前の排気ガスのSoot濃度であり、これを測定するには、希釈排気ガス中のSoot濃度の測定データに加えて、希釈器4での希釈比を把握しなければならない。   By the way, what is ultimately required is the soot concentration of the exhaust gas before dilution, and in order to measure this, in addition to the measurement data of the soot concentration in the diluted exhaust gas, the dilution ratio in the diluter 4 must be grasped. I must.

そこでこの実施形態では、図1に示すように、希釈器4のサンプルガス導入ポートPT4に、炭化水素濃度が既知の標準ガス(例えばC含有エアー)が流れる標準ガスライン8を、排気ガスラインと切り替えて接続できるようにするとともに、SOF測定系2のガス導入ポートPT1に、希釈器4の導出ポートPT3を、排気ガスラインと切り替えて接続できるように構成している。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the standard gas line 8 in which a standard gas having a known hydrocarbon concentration (for example, C 3 H 8 containing air) flows into the sample gas introduction port PT4 of the diluter 4 is exhausted. In addition to being able to be switched and connected to the gas line, the outlet port PT3 of the diluter 4 is configured to be switched and connected to the gas introduction port PT1 of the SOF measurement system 2 and the exhaust gas line.

より具体的には、希釈器4のサンプルガス導入ポートPT4に対する標準ガスライン8の配管L6上に、開閉弁V2を設けることで、標準ガスライン8と排気ガスラインとの、サンプルガス導入ポートPT4に対する接続を切り替えられるようにしている。なお、標準ガスライン8には、その入口に標準ガス源(ボンベ等)を接続してあり、そのライン8上に、圧力調整器81を設けてそれより下流のライン圧力を一定に保つと共に、流量計82を設けてサンプルガス導入ポートPT4に導入される標準ガスの流量をモニタできるようにしてある。   More specifically, by providing an on-off valve V2 on the pipe L6 of the standard gas line 8 for the sample gas introduction port PT4 of the diluter 4, the sample gas introduction port PT4 between the standard gas line 8 and the exhaust gas line. The connection to can be switched. The standard gas line 8 is connected to a standard gas source (cylinder or the like) at the inlet, and a pressure regulator 81 is provided on the line 8 to keep the downstream line pressure constant, A flow meter 82 is provided so that the flow rate of the standard gas introduced into the sample gas introduction port PT4 can be monitored.

また、SOF測定系2のガス導入ポートPT1に対する希釈器4の導出ポートからの接続配管L7上に、開閉弁V3を設け、かつ前記ガス導入ポートPT1に対する排気ガスラインの接続配管上に開閉弁V4を設け、これら開閉弁V3、V4の択一的な開放により、希釈器4の導出ポートPT3と排気ガスラインとのいずれかを、ガス導入ポートPT1に切替接続できるようにしている。   Further, an open / close valve V3 is provided on the connection pipe L7 from the outlet port of the diluter 4 to the gas introduction port PT1 of the SOF measurement system 2, and the open / close valve V4 is provided on the connection pipe of the exhaust gas line to the gas introduction port PT1. By selectively opening these on-off valves V3 and V4, either the outlet port PT3 of the diluter 4 or the exhaust gas line can be switched and connected to the gas introduction port PT1.

このような構成によれば、前記各開閉弁V3、V4の操作によって、希釈器4で希釈した標準ガスをSOF測定系2に流すことにより、希釈された標準ガスの炭化水素濃度を、SOF測定系2のいずれかの水素炎イオン化検出器24a、24bで測定することができる。そしてそこで測定された炭化水素濃度と、元々の既知である標準ガスの炭化水素濃度とから、希釈器4のそのときの希釈比を求めることができ、その希釈比と前述した希釈排気ガスのSoot濃度とから排気ガスのSoot濃度を算出できる。   According to such a configuration, the hydrocarbon concentration of the diluted standard gas is measured by SOF measurement by flowing the standard gas diluted by the diluter 4 to the SOF measurement system 2 by operating the on-off valves V3 and V4. It can be measured by any of the flame ionization detectors 24a, 24b of the system 2. Then, from the measured hydrocarbon concentration and the originally known hydrocarbon concentration of the standard gas, the dilution ratio at that time of the diluter 4 can be obtained. The dilution ratio and the soot of the diluted exhaust gas described above can be obtained. The soot concentration of the exhaust gas can be calculated from the concentration.

この実施形態では、図示しない情報処理装置が、前記Soot検出信号と、希釈した標準ガスを流したときの水素炎イオン化検出器24a(24b)から出力される炭化水素検出信号とを受信し、それらの値と予めメモリ記憶させた標準ガスの既知濃度データの値とに基づいて、Soot濃度を自動算出してディスプレイ等に出力するようにしている。また、前記開閉弁V2〜V4は電磁駆動式のものであり、情報処理装置からの弁駆動信号で開閉駆動するようにしている。   In this embodiment, an information processing device (not shown) receives the soot detection signal and the hydrocarbon detection signal output from the flame ionization detector 24a (24b) when the diluted standard gas is flowed, Based on this value and the value of the known concentration data of the standard gas stored in advance in the memory, the Soot concentration is automatically calculated and output to a display or the like. The on-off valves V2 to V4 are electromagnetically driven, and are opened / closed by a valve drive signal from the information processing apparatus.

(4)排気ガス分析装置の使用方法
次にこの排気ガス分析装置1を利用したSoot濃度測定方法について、その一例をより具体的に説明する。ここでは情報処理装置がプログラムにしたがって全自動でSoot濃度を測定する場合について、図6、図7を参照しながら述べる。
(4) Usage Method of Exhaust Gas Analyzer Next, an example of the soot concentration measuring method using the exhaust gas analyzer 1 will be described more specifically. Here, the case where the information processing apparatus measures the Soot concentration automatically in accordance with a program will be described with reference to FIGS.

(検量線の作成)
まず、各開閉弁V2〜V4に弁駆動信号を出力してこれらを開閉操作し、標準ガスを、希釈器4を介してSOF測定系2に導入する(図6ステップS1)。
その一方で、圧力調整器7に駆動信号を与え、希釈器4に導入されるエアーが所定の圧力に保たれるようにしておく(ステップS2)。
このような状態で、水素炎イオン化検出器24a(24b)で、希釈された標準ガスの炭化水素濃度を測定する(ステップS3)。
そしてその濃度と希釈前の標準ガスの炭化水素濃度との比によって、希釈器4での希釈比を算出し(ステップS4)、その希釈比とエアー圧力とを対にして記録しておく(ステップS5)。
次に圧力調整器7に対する駆動信号値を変えて圧力設定値を変え、ステップS3〜S5を複数回(n回)繰り返す(ステップS7)。
このようにして測定した複数ポイントでの圧力値と希釈比との関係から、圧力と希釈比との検量線(相対関係)を作成し、メモリの所定領域に格納する(ステップS8)。
(Create a calibration curve)
First, valve drive signals are output to the on-off valves V2 to V4 to open and close them, and the standard gas is introduced into the SOF measurement system 2 through the diluter 4 (step S1 in FIG. 6).
On the other hand, a drive signal is given to the pressure regulator 7 so that the air introduced into the diluter 4 is kept at a predetermined pressure (step S2).
In such a state, the hydrocarbon ion concentration of the diluted standard gas is measured by the flame ionization detector 24a (24b) (step S3).
Then, the dilution ratio in the diluter 4 is calculated by the ratio between the concentration and the hydrocarbon concentration of the standard gas before dilution (step S4), and the dilution ratio and the air pressure are recorded as a pair (step S4). S5).
Next, the drive signal value for the pressure regulator 7 is changed to change the pressure set value, and steps S3 to S5 are repeated a plurality of times (n times) (step S7).
A calibration curve (relative relationship) between pressure and dilution ratio is created from the relationship between pressure values and dilution ratios measured at a plurality of points in this way, and stored in a predetermined area of the memory (step S8).

(Soot濃度測定)
まず、各開閉弁V2〜V4を開閉操作し、排気ガスをSoot測定系3に導入する(図7ステップS10)。
排気ガスのSoot濃度が未知のため、Soot検出器5からのSoot検出信号の値を参照しつつ、圧力調整器7への駆動信号値を変化させて、希釈用ガスライン6がSoot測定に適した圧力となるように設定する(ステップS11、S12)。
その時の希釈比を、設定された圧力値と前記検量線とから算出する(ステップS13)。
Soot検出信号の値に、メモリに格納してある所定の関係式をあてはめ、希釈された排気ガス中のSoot濃度を求める(ステップS14)。
最後に、そのSoot濃度と前記希釈比とに基づいて、排気ガス中のSoot濃度を算出する(ステップS15)。
(Soot concentration measurement)
First, the on-off valves V2 to V4 are opened and closed to introduce exhaust gas into the soot measurement system 3 (step S10 in FIG. 7).
Since the soot concentration of the exhaust gas is unknown, the drive signal value to the pressure regulator 7 is changed while referring to the value of the soot detection signal from the soot detector 5, and the dilution gas line 6 is suitable for soot measurement. The pressure is set so as to be the same pressure (steps S11 and S12).
The dilution ratio at that time is calculated from the set pressure value and the calibration curve (step S13).
A predetermined relational expression stored in the memory is applied to the value of the soot detection signal to determine the soot concentration in the diluted exhaust gas (step S14).
Finally, the Soot concentration in the exhaust gas is calculated based on the Soot concentration and the dilution ratio (Step S15).

以上が、Soot濃度測定方法であるが、その他に、例えば、検量線を作成せず、Soot測定の都度、標準ガスを用いてその時の希釈用ガスの圧力設定値での希釈比を算出し、その希釈比に基づいてSoot濃度を算出するようにしてもよい。   The above is the Soot concentration measurement method. In addition, for example, without creating a calibration curve, the dilution ratio at the pressure setting value of the dilution gas at that time is calculated using the standard gas each time the Soot measurement is performed. The Soot concentration may be calculated based on the dilution ratio.

また以上の動作を、全てオペレータが手動で行っても構わないし、一部を自動、一部を手動にしてもよい。   Further, all of the above operations may be performed manually by an operator, or a part of the operations may be performed automatically and a part of the operations may be performed manually.

したがって、このような排気ガス分析装置1によれば、希釈器4から配管を分岐させて既存のSOF測定系2に接続したり、標準ガス源を接続するための配管を希釈器4に接続したり、あるいはそれら配管上に開閉弁V2〜V4を設けたりするという簡単な流体経路を構成するだけで、Soot測定時における希釈器4の希釈比を、Soot測定前又はSoot測定後に、標準ガスを用いて求めることができ、その希釈比とSoot検出器で検出された希釈排気ガスのSoot濃度とから、希釈前の排気ガスのSoot濃度を算出することができる。   Therefore, according to such an exhaust gas analyzer 1, a pipe is branched from the diluter 4 and connected to the existing SOF measurement system 2, or a pipe for connecting a standard gas source is connected to the diluter 4. Or by providing a simple fluid path such as providing on-off valves V2 to V4 on the pipes, the dilution ratio of the diluter 4 at the time of soot measurement can be changed to the standard gas before the soot measurement or after the soot measurement. The soot concentration of the exhaust gas before dilution can be calculated from the dilution ratio and the soot concentration of the diluted exhaust gas detected by the soot detector.

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、炭化水素検出器やSoot検出器は、他の原理を利用したもので構わないし、排気ガスラインには、フルトンネルで希釈された排気ガスを導いてもよい。
また希釈器は1段希釈構造にしてもよいし、3段以上の希釈構造にしてもよい。なんとなればエジェクタタイプのものに限らず、回転ポンプ型など他のタイプのものでもよい。
さらに希釈比調整手段は、圧力調整器のみならず、バルブなどの流量調整弁を利用するようにしてもよい。
その他、開閉弁を三方弁にするなど、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the hydrocarbon detector and the soot detector may use other principles, and exhaust gas diluted by a full tunnel may be introduced to the exhaust gas line.
Further, the diluter may have a one-stage dilution structure or a three-stage or more dilution structure. In other words, not only the ejector type but also other types such as a rotary pump type may be used.
Further, the dilution ratio adjusting means may use not only a pressure regulator but also a flow rate adjusting valve such as a valve.
In addition, it goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention, such as a three-way valve.

本発明によって、簡単かつコンパクトな構成で、排気ガス中のSoot濃度を高精度かつ連続的に測定可能になり、自動車等の内燃機関の研究開発をより容易にすることができるようになる。   According to the present invention, the concentration of soot in exhaust gas can be measured continuously with high accuracy with a simple and compact configuration, and the research and development of an internal combustion engine such as an automobile can be facilitated.

本発明の一実施形態に係る排気ガス分析装置の全体流体回路図。1 is an overall fluid circuit diagram of an exhaust gas analyzer according to an embodiment of the present invention. 同実施形態における希釈器の内部構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the internal structure of the diluter in the embodiment. 同実施形態における希釈器のノズル、デフューザ、オリフィスを主として示す拡大部分断面図。The expanded partial sectional view which mainly shows the nozzle of the diluter, the diffuser, and the orifice in the same embodiment. 同実施形態における希釈器の内部構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the internal structure of the diluter in the embodiment. 同実施形態における希釈器の特性を示すグラフ。The graph which shows the characteristic of the diluter in the embodiment. 同実施形態における排気ガス分析装置を利用したSoot測定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the Soot measuring method using the exhaust-gas analyzer in the same embodiment. 同実施形態における排気ガス分析装置を利用したSoot測定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the Soot measuring method using the exhaust-gas analyzer in the same embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2・・・SOF測定系
21・・・分岐部
22・・・通過ライン
23・・・粒子成分除去ライン
24a、24b・・・SOF濃度検出器
3・・・Soot測定系
4・・・希釈器
42・・・ノズル
43・・・デフューザ
5・・・Soot検出器
51・・・電荷付与部
52・・・電荷測定部
7・・・希釈比調整手段(圧力調整器)
2 ... SOF measurement system 21 ... branching part 22 ... passage line 23 ... particle component removal lines 24a, 24b ... SOF concentration detector 3 ... Soot measurement system 4 ... diluter 42 ... Nozzle 43 ... Diffuser 5 ... Soot detector 51 ... Charge application unit 52 ... Charge measurement unit 7 ... Dilution ratio adjusting means (pressure regulator)

Claims (6)

内燃機関から排出される排気ガスの一部又は全部が流れる排気ガスラインに対し、SOF濃度を測定可能なSOF測定系と、Sootを測定可能なSoot測定系とを接続したものであって、
前記Soot測定系を、前記排気ガス又は炭化水素濃度が既知である標準ガスのいずれか一方を選択的に希釈用ガスで希釈して導出する希釈器と、前記希釈器の希釈比を調整可能な希釈比調整手段と、前記希釈器で希釈されたガス中のSootを測定するSoot検出器とを備えたものにするとともに、
前記SOF測定系を、前記希釈器に接続可能に構成して当該希釈器で希釈された標準ガスの炭化水素濃度を測定可能なものにし、
前記希釈比調整手段をある一定量操作したときの、標準ガスの希釈後の炭化水素濃度から、その状態での希釈器の希釈比を算出可能に構成していることを特徴とする排気ガス分析装置。
An exhaust gas line through which part or all of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows is connected to an SOF measurement system capable of measuring the SOF concentration and a soot measurement system capable of measuring the soot,
The Soot measurement system can adjust the dilution ratio of the diluter and the diluter for selectively diluting either the exhaust gas or the standard gas having a known hydrocarbon concentration with a diluting gas. A dilution ratio adjusting means and a soot detector for measuring soot in the gas diluted by the diluter are provided.
The SOF measurement system is configured to be connectable to the diluter so that the hydrocarbon concentration of the standard gas diluted by the diluter can be measured.
Exhaust gas analysis characterized in that the dilution ratio of the diluter in that state can be calculated from the hydrocarbon concentration after dilution of the standard gas when the dilution ratio adjusting means is operated by a certain amount apparatus.
前記希釈器が、流路径が狭まる狭小部とその狭小部に直列して設けられ流路径が拡がる拡開部とを備えてなり、その狭小部及び拡開部に希釈用ガスを通過させることによってこれを加速して負圧にし、その負圧によって排気ガス又は標準ガスを吸い込み、当該希釈用ガスと混合させるものである請求項1記載の排気ガス分析装置。   The diluter includes a narrow portion where the flow path diameter is narrowed and a widened portion which is provided in series with the narrow portion and the flow path diameter is widened, and by passing dilution gas through the narrow portion and the widened portion. The exhaust gas analyzer according to claim 1, wherein the exhaust gas analyzer is accelerated to a negative pressure, and the negative pressure sucks exhaust gas or standard gas and mixes it with the dilution gas. 前記希釈比調整手段が、希釈器に導入される希釈用ガスの圧力を調整する圧力調整器である請求項2記載の排気ガス分析装置。   3. The exhaust gas analyzer according to claim 2, wherein the dilution ratio adjusting means is a pressure adjuster that adjusts the pressure of the dilution gas introduced into the diluter. 前記Soot検出器が、Sootに対して電荷を与える電荷付与部と、そのSootの電荷量を測定する電荷測定部とを備えたものである請求項1乃至3いずれかに記載の排気ガス分析装置。   The exhaust gas analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the soot detector includes a charge imparting unit that applies a charge to the soot and a charge measuring unit that measures a charge amount of the soot. . 前記SOF測定系が、
導入されたガスを2分岐する分岐部と、
2分岐された一方のガスをSOF測定のための測定基準温度にし、その測定基準温度にしたガス中の粒子成分を除去する粒子成分除去ラインと、
2分岐された他方のガスを通過させる通過ラインと、
各ラインを通過して送出されるガス中の炭化水素濃度をそれぞれ連続検出する炭化水素濃度検出器とを備えており、
各検出器で検出された炭化水素濃度の差によって前記排気ガス中のSOFの濃度を算出可能に構成したものである請求項1乃至4いずれかに記載の排気ガス分析装置。
The SOF measurement system is
A branching portion for branching the introduced gas into two branches;
A particle component removal line for setting one of the two branched gases to a measurement reference temperature for SOF measurement and removing the particle component in the gas at the measurement reference temperature;
A passage line through which the other branched gas passes,
A hydrocarbon concentration detector for continuously detecting the hydrocarbon concentration in the gas sent through each line,
The exhaust gas analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust gas analyzer is configured to be able to calculate the concentration of SOF in the exhaust gas based on a difference in hydrocarbon concentration detected by each detector.
請求項1乃至5いずれかに記載の排気ガス分析装置を利用したSoot測定方法であって、
SOF測定系により、希釈された標準ガスの炭化水素濃度を測定し、
その濃度と希釈前の標準ガスの炭化水素濃度との比によって、希釈器での希釈比を算出し、
そのときの希釈比調整手段の操作量に基づいて、希釈比と操作量との相関関係を求めるとともに、
Soot測定時において所望の希釈比となるように、希釈比調整手段を前記相関関係から求められる操作量だけ操作し、または、Soot測定時において設定した希釈比調整手段の操作量と前記相関関係とからそのときの希釈比を求め、
その希釈比とSoot検出器での測定結果とに基づいて、排気ガスのSoot濃度を算出することを特徴とするSoot測定方法。
A soot measurement method using the exhaust gas analyzer according to any one of claims 1 to 5,
Measure the hydrocarbon concentration of the diluted standard gas with the SOF measurement system,
Based on the ratio between the concentration and the hydrocarbon concentration of the standard gas before dilution, calculate the dilution ratio in the diluter.
Based on the operation amount of the dilution ratio adjusting means at that time, while obtaining the correlation between the dilution ratio and the operation amount,
Operate the dilution ratio adjusting means by an operation amount obtained from the correlation so as to obtain a desired dilution ratio at the time of soot measurement, or the operation amount of the dilution ratio adjusting means set at the time of soot measurement and the correlation. To obtain the dilution ratio at that time,
A soot measurement method, wherein a soot concentration of exhaust gas is calculated based on the dilution ratio and a measurement result by a soot detector.
JP2004346236A 2004-11-30 2004-11-30 Exhaust gas analyzer and soot measurement method Expired - Fee Related JP4544978B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004346236A JP4544978B2 (en) 2004-11-30 2004-11-30 Exhaust gas analyzer and soot measurement method
US11/288,531 US7434449B2 (en) 2004-11-30 2005-11-29 Exhaust gas analyzer
EP05026139A EP1677107A3 (en) 2004-11-30 2005-11-30 Exhaust gas analyzer
US12/203,614 US20090003125A1 (en) 2004-11-30 2008-09-03 Exhaust gas analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004346236A JP4544978B2 (en) 2004-11-30 2004-11-30 Exhaust gas analyzer and soot measurement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006153716A true JP2006153716A (en) 2006-06-15
JP4544978B2 JP4544978B2 (en) 2010-09-15

Family

ID=36632198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004346236A Expired - Fee Related JP4544978B2 (en) 2004-11-30 2004-11-30 Exhaust gas analyzer and soot measurement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4544978B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010515018A (en) * 2006-12-21 2010-05-06 株式会社堀場製作所 Solid particle counting system with flow meter upstream of the evaporation unit
WO2011111584A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 いすゞ自動車株式会社 Dpf failure detection method and dpf failure detection device
CN104364630A (en) * 2012-06-01 2015-02-18 株式会社堀场制作所 Exhaust gas dilution device
EP3499214A1 (en) 2017-12-14 2019-06-19 HORIBA, Ltd. Exhaust gas analysis system and exhaust gas analysis method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62185165A (en) * 1986-02-10 1987-08-13 Horiba Ltd Particulate analyser
JPH11508368A (en) * 1996-02-23 1999-07-21 ホーリバ インスツルメンツ インコーポレイテッド Method and apparatus for supplying diluted exhaust gas to an exhaust emission analyzer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62185165A (en) * 1986-02-10 1987-08-13 Horiba Ltd Particulate analyser
JPH11508368A (en) * 1996-02-23 1999-07-21 ホーリバ インスツルメンツ インコーポレイテッド Method and apparatus for supplying diluted exhaust gas to an exhaust emission analyzer

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010515018A (en) * 2006-12-21 2010-05-06 株式会社堀場製作所 Solid particle counting system with flow meter upstream of the evaporation unit
WO2011111584A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 いすゞ自動車株式会社 Dpf failure detection method and dpf failure detection device
US8770016B2 (en) 2010-03-10 2014-07-08 Isuzu Motors Limited DPF failure detection method and DPF failure detection device
CN104364630A (en) * 2012-06-01 2015-02-18 株式会社堀场制作所 Exhaust gas dilution device
US10156500B2 (en) 2012-06-01 2018-12-18 Horiba, Ltd. Exhaust gas dilution device
EP3499214A1 (en) 2017-12-14 2019-06-19 HORIBA, Ltd. Exhaust gas analysis system and exhaust gas analysis method
JP2019105640A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 株式会社堀場製作所 Exhaust gas analysis system and exhaust gas analysis method
JP7038037B2 (en) 2017-12-14 2022-03-17 株式会社堀場製作所 Exhaust gas analysis system and exhaust gas analysis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4544978B2 (en) 2010-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7434449B2 (en) Exhaust gas analyzer
US7281440B2 (en) Particulate sampling system having flow check device
US6200819B1 (en) Method and apparatus for providing diluent gas to exhaust emission analyzer
JP4156517B2 (en) Control method of dilution air supply, sampling method of exhaust particles
US8516908B2 (en) Sample system for gaseous emission measurement
US6370936B1 (en) Sampling apparatus for exhaust gas
CN104364630A (en) Exhaust gas dilution device
JP4652786B2 (en) Exhaust gas analyzer and mixing system
JPH07260644A (en) Sampler for gas analysis
JP2003130782A (en) Apparatus for measuring exhaust gas particle
US10132785B2 (en) Gas analysis apparatus
US10996144B2 (en) Process and device for diluting an aerosol
JP4544978B2 (en) Exhaust gas analyzer and soot measurement method
JP2013032959A (en) Gas analyzer
EP0973080A2 (en) Gas flow rate control apparatus
JPH075084A (en) Device and method for capturing substance mixed in exhaust gas
JPH11230869A (en) Exhaust gas analyzing device and modal mass analytical method by gas trace method using the same
JPH08226879A (en) Gas-sampling apparatus
JP3334778B2 (en) Exhaust gas measurement device
JP4300350B2 (en) Exhaust gas measuring device and exhaust gas measuring method
JP3992121B2 (en) Exhaust gas dilution sampling device
JPS586903B2 (en) Sampling method
JPH11211631A (en) Apparatus for diluting sampling exhaust gas
JP2001264223A (en) Sampling device for exhaust gas
JP2005091297A (en) Total hydrocarbon analyzing system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070410

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100430

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100622

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100629

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees