JP2007278897A - Exhaust gas measuring instrument - Google Patents

Exhaust gas measuring instrument Download PDF

Info

Publication number
JP2007278897A
JP2007278897A JP2006106607A JP2006106607A JP2007278897A JP 2007278897 A JP2007278897 A JP 2007278897A JP 2006106607 A JP2006106607 A JP 2006106607A JP 2006106607 A JP2006106607 A JP 2006106607A JP 2007278897 A JP2007278897 A JP 2007278897A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
temperature
gas
flow rate
clean
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.)
Pending
Application number
JP2006106607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Uchida
謙一 内田
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006106607A priority Critical patent/JP2007278897A/en
Publication of JP2007278897A publication Critical patent/JP2007278897A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly purify an exhaust gas introducing passage, when it is necessary to purify the exhaust gas inlet passage. <P>SOLUTION: This exhaust gas measuring instrument 10 is constituted so as to guide a part of exhaust gas into an HC analyzer 14 via the exhaust gas inlet passage 16 for measuring the concentration of the hydrocarbon component of the exhaust gas and equipped with a clean gas supply system 32, equipped with a flow amount regulation means 40, 56, 58 and 60 for regulating the amount of flow of the clean gas supplied to the gas inlet passage 16 and a heating means 38 for heating the clean gas, as necessary, to supply the clean gas regulated in its flow amount and temperature to the gas inlet passage 16 and a control means 48 for controlling the amount of flow regulation means 40, 56, 58 and 60 of the clean gas supply system 32 and the heating means 38 so as to supply a predetermined amount of flow of the clean gas to the gas inlet passage 16 at a predetermined temperature, when the exhaust gas inlet passage 17 containing the gas inlet passage 16 is purified. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスの一部を抽出し、その排気ガスの炭化水素成分濃度を分析測定する排気ガス測定装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas measuring device that extracts a part of exhaust gas of an internal combustion engine and analyzes and measures a hydrocarbon component concentration of the exhaust gas.

自動車の排気ガス中には、未燃燃料などの炭化水素成分(HC)、一酸化炭素、NOx、SOxなどの大気汚染の原因となる数多くの成分が含まれている。環境面などから、これらの成分の成分量をより正確に測定して、これらの成分が大気中に排出されないように対策を講じることが必要である。   The exhaust gas of automobiles contains many components that cause air pollution such as hydrocarbon components (HC) such as unburned fuel, carbon monoxide, NOx, and SOx. From the environmental aspect, it is necessary to measure the amount of these components more accurately and take measures to prevent these components from being discharged into the atmosphere.

例えば、特許文献1には、正確に排出ガス中の成分が定量乃至測定されるように、自動車排出ガス測定装置に測定乃至検査される排出ガスを案内するためのサンプリング導管が開示されている。このものは、排出ガスを案内するチューブ状体の周囲にリボンヒーターを巻き付け、このリボンヒーターによる加熱によりチューブ状体の内部温度を排出ガスの露点温度以上に加熱し、排出ガス中の水分等の凝集を無くすようにしている。   For example, Patent Document 1 discloses a sampling conduit for guiding exhaust gas to be measured or inspected by an automobile exhaust gas measurement device so that components in the exhaust gas can be accurately quantified or measured. In this case, a ribbon heater is wound around the tubular body that guides the exhaust gas, and the internal temperature of the tubular body is heated above the dew point temperature of the exhaust gas by heating with this ribbon heater, Aggregation is eliminated.

また、特許文献2には、ガス分析計に導入される排ガス中から測定成分が損失されないように、サンプルガス源からのサンプルガスをガス分析計に導入するガスサンプリング装置が開示されている。このものは、サンプルガス源から排出されるガスの温度に関係なく、ガス分析計に導入されるサンプルガスの温度を一定の温度になるように、サンプルガス導入管を内管と外管とから構成し、内管を流れるサンプルガスを、内管と外管との間を流れる加熱された恒温水で調温するようにしている。   Patent Document 2 discloses a gas sampling device that introduces a sample gas from a sample gas source into a gas analyzer so that a measurement component is not lost from the exhaust gas introduced into the gas analyzer. This is because the sample gas introduction pipe is connected from the inner pipe and the outer pipe so that the temperature of the sample gas introduced into the gas analyzer becomes a constant temperature regardless of the temperature of the gas discharged from the sample gas source. The sample gas flowing through the inner pipe is adjusted with heated constant temperature water flowing between the inner pipe and the outer pipe.

このような装置においても、排気ガスを導く排気ガス導入通路が汚れていたのでは、正確な排気ガスの分析測定を行うのは困難である。そこで、次回の測定の前に、そのような排気ガス導入通路の浄化を行うことが考えられる。例えば、特許文献3の排気ガス測定装置では、次回の測定に際して正確に排気ガス中のHC濃度を測定するように、上記の如き分析計の一つであるHC濃度計での測定に際して、排気ガス導入通路に洗浄空気を流して、排気ガス導入通路に残留、吸着、脱着するHC成分をパージするようにしている。   Even in such an apparatus, if the exhaust gas introduction passage that guides the exhaust gas is dirty, it is difficult to perform accurate analysis and measurement of the exhaust gas. Therefore, it is conceivable to purify the exhaust gas introduction passage before the next measurement. For example, in the exhaust gas measuring device of Patent Document 3, the exhaust gas is measured in the HC concentration meter, which is one of the analyzers as described above, so that the HC concentration in the exhaust gas is accurately measured in the next measurement. Cleaning air is supplied to the introduction passage to purge the HC components remaining, adsorbed and desorbed in the exhaust gas introduction passage.

特開2005−308710号公報JP 2005-308710 A 実開平5−71750号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-71750 特開平6−207888号公報JP-A-6-207888

ところで、例えば炭化水素成分は、ある程度以上の沸点を有しているので、上記特許文献3のもののように、単に洗浄空気を流すことでは、排気ガス導入通路の十分な浄化(パージ)を図ることが難しい場合がある。   By the way, for example, since the hydrocarbon component has a boiling point of a certain level or more, the exhaust gas introduction passage can be sufficiently purified (purged) by simply flowing the cleaning air as in the above-mentioned Patent Document 3. May be difficult.

そこで、本発明では、排気ガス導入通路の浄化が必要なときに、排気ガス導入通路を適切に浄化可能にする排気ガス測定装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas measuring device that can appropriately purify the exhaust gas introduction passage when the exhaust gas introduction passage needs to be purified.

上記課題を解決するために、本発明に係る排気ガス測定装置は、内燃機関の排気ガスの一部を、ガス導入通路を介してHC分析計に導き、排気ガスの炭化水素成分濃度を測定する排気ガス測定装置であって、前記ガス導入通路に供給する清浄ガスの流量を調節する流量調節手段と、前記清浄ガスを必要に応じて加熱する加熱手段とを備え、流量および温度の調節された清浄ガスを前記ガス導入通路に供給する清浄ガス供給系統と、前記ガス導入通路を含んで形成された排気ガス導入通路の浄化を行う際、所定流量の清浄ガスを所定温度で前記ガス導入通路に供給するように前記清浄ガス供給系統の前記流量調節手段および前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an exhaust gas measuring apparatus according to the present invention guides a part of exhaust gas of an internal combustion engine to an HC analyzer through a gas introduction passage, and measures a hydrocarbon component concentration of the exhaust gas. An exhaust gas measuring device comprising: a flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of a clean gas supplied to the gas introduction passage; and a heating means for heating the clean gas as necessary, wherein the flow rate and the temperature are adjusted. When purifying the clean gas supply system for supplying clean gas to the gas introduction passage and the exhaust gas introduction passage formed including the gas introduction passage, a predetermined amount of clean gas is supplied to the gas introduction passage at a predetermined temperature. And a control means for controlling the flow rate adjusting means and the heating means of the clean gas supply system so as to supply.

上記構成によれば、前記ガス導入通路を含んで形成された排気ガス導入通路の浄化を行う際、所定流量の清浄ガスが所定温度でガス導入通路に供給されるので、その所定流量の清浄ガスが所定温度で排気ガス導入通路に流通することになる。このように、所定流量の清浄ガスが排気ガス導入通路に流通することで、排気ガス導入通路に吸着等した成分が適切に除かれる。加えて、その清浄ガスが所定温度にされているので適切にその吸着等した成分の離脱が促されて、それらが除かれることになる。すなわち、排気ガス導入通路が適切に浄化され得る。   According to the above configuration, when purifying the exhaust gas introduction passage formed including the gas introduction passage, a predetermined flow rate of clean gas is supplied to the gas introduction passage at a predetermined temperature. Circulates in the exhaust gas introduction passage at a predetermined temperature. As described above, when the clean gas having a predetermined flow rate flows through the exhaust gas introduction passage, components adsorbed in the exhaust gas introduction passage are appropriately removed. In addition, since the clean gas is brought to a predetermined temperature, the components adsorbed appropriately are urged to be removed and removed. That is, the exhaust gas introduction passage can be appropriately purified.

ただし、前記所定流量は、前記HC分析計の吸引流量を超えた流量であり、前記所定温度は、前記HC分析計での分析温度を超えた温度であるのが好ましい。これにより、排気ガス導入通路には過剰に清浄空気が流れることになり、排気ガス導入通路全体に清浄空気を確実に行き渡らせることが可能になって、排気ガス導入通路に吸着等した成分の離脱が適切に促されることになる。さらに、清浄空気はHC分析計での分析温度を超えた温度にされて排気ガス導入通路を流れるので、排気ガス導入通路に吸着等した成分の離脱が適切に促されることになる。   However, it is preferable that the predetermined flow rate is a flow rate exceeding the suction flow rate of the HC analyzer, and the predetermined temperature is a temperature exceeding the analysis temperature of the HC analyzer. As a result, excessively clean air flows through the exhaust gas introduction passage, and it is possible to reliably distribute clean air throughout the exhaust gas introduction passage, so that the components adsorbed in the exhaust gas introduction passage can be removed. Will be encouraged appropriately. Furthermore, since the clean air has a temperature exceeding the analysis temperature of the HC analyzer and flows through the exhaust gas introduction passage, the separation of components adsorbed in the exhaust gas introduction passage is appropriately promoted.

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。なお、以下の実施形態で説明する排気ガス測定装置は、エンジンベンチでの排気ガスの直接採取測定に用いられる。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that an exhaust gas measuring device described in the following embodiment is used for directly collecting and measuring exhaust gas on an engine bench.

図1は、本発明の実施形態に係る排気ガス測定装置10の概念図であり、図2は、図1の円A内の模式的な拡大断面図である。なお、図1中、各種通路を区画形成する各種の配管等を実線で表し、電気配線等を点線で表した。   FIG. 1 is a conceptual diagram of an exhaust gas measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view in a circle A of FIG. In FIG. 1, various pipes and the like that partition and form various passages are represented by solid lines, and electrical wiring and the like are represented by dotted lines.

内燃機関(不図示)の排気管12内には排気ガス(図1中の白抜き矢印)が流れ、その排気ガスの炭化水素成分濃度(HC濃度)を分析測定すべく、排気ガス測定装置10が用いられる。排気ガス測定装置10は、内燃機関の排気ガスの一部をHC分析計14に導いて分析することで、内燃機関の排気ガス中の炭化水素成分濃度を測定する。なお、本実施形態では、内燃機関を、燃料に軽油を用いるディーゼルエンジンとしているが、本発明はこれ以外の各種の内燃機関、例えば火花点火式内燃機関に適用されても良い。   An exhaust gas (white arrow in FIG. 1) flows through the exhaust pipe 12 of the internal combustion engine (not shown), and the exhaust gas measuring device 10 is used to analyze and measure the hydrocarbon component concentration (HC concentration) of the exhaust gas. Is used. The exhaust gas measuring apparatus 10 measures the hydrocarbon component concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine by introducing a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the HC analyzer 14 and analyzing it. In the present embodiment, the internal combustion engine is a diesel engine using light oil as a fuel, but the present invention may be applied to various other internal combustion engines, for example, a spark ignition internal combustion engine.

HC分析計14は、図示しないが、検出部と、流量制御部と、ポンプ部と、内部導入通路とを備えている。流量制御部とポンプ部とによりHC分析計14に導かれる排気ガスの吸引流量が規定される。そして、その吸引流量に適合した流量の排気ガスは、ガス導入通路16を介して内部導入通路に導かれて分析に供される。なお、本明細書において、排気ガスの炭化水素成分濃度を測定するために、排気ガスを導く通り路を、総称して「排気ガス導入通路」17と称する。具体的には、この排気ガス導入通路17には、ガス導入通路16と、HC分析計14の内部導入通路が含まれる。   Although not shown, the HC analyzer 14 includes a detection unit, a flow rate control unit, a pump unit, and an internal introduction passage. A suction flow rate of exhaust gas led to the HC analyzer 14 is defined by the flow rate control unit and the pump unit. Then, the exhaust gas having a flow rate suitable for the suction flow rate is guided to the internal introduction passage through the gas introduction passage 16 for analysis. In the present specification, in order to measure the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas, the passage through which the exhaust gas is led is collectively referred to as “exhaust gas introduction passage” 17. Specifically, the exhaust gas introduction passage 17 includes a gas introduction passage 16 and an internal introduction passage of the HC analyzer 14.

ところで、排気ガス中の炭化水素成分は、概ね200℃前後の沸点を有するので、それが気化した状態でHC分析計14に導かれるようにするには、例えば191℃±20℃に排気ガスの温度が保たれることが必要である。そこで、抽出した排気ガスは、後述するように、そのような温度に調節されて分析測定に供される。   By the way, since the hydrocarbon component in the exhaust gas has a boiling point of about 200 ° C., in order to be introduced to the HC analyzer 14 in a vaporized state, the exhaust gas is at 191 ° C. ± 20 ° C., for example. It is necessary that the temperature be maintained. Therefore, the extracted exhaust gas is adjusted to such a temperature and used for analytical measurement, as will be described later.

ガス導入通路16を区画形成するガス導入管18は、HC分析計14に排気ガスの一部を導くべく、排気管12とHC分析計14とを繋げている。ガス導入管18は、温度調節手段としてのヒーター20により加熱される加熱部22と、ヒーター20により加熱されない非加熱部24とからなっている。加熱部22は、排気管12の外表面から下流側のHC分析計14までのところに延在し、この区間にヒーター20が配置されている。ヒーター20は、加熱部22内を通るガスの温度を200℃近傍に調温するように、加熱部22を加熱および保温する。ヒーター20はリボンヒーターであり、ガス導入管18の周囲に巻き付けられるが、本発明はこれ以外の温度調節手段を排除するものではない。   A gas introduction pipe 18 that defines the gas introduction passage 16 connects the exhaust pipe 12 and the HC analyzer 14 in order to introduce a part of the exhaust gas to the HC analyzer 14. The gas introduction pipe 18 includes a heating unit 22 that is heated by a heater 20 as temperature adjusting means, and a non-heating unit 24 that is not heated by the heater 20. The heating unit 22 extends from the outer surface of the exhaust pipe 12 to the HC analyzer 14 on the downstream side, and the heater 20 is disposed in this section. The heater 20 heats and keeps the heating unit 22 so that the temperature of the gas passing through the heating unit 22 is adjusted to around 200 ° C. The heater 20 is a ribbon heater and is wound around the gas introduction pipe 18, but the present invention does not exclude other temperature control means.

ガス導入管18の非加熱部24は、排気ガスの一部を流れに逆らわず、適切に抽出するように排気管12内に位置付けられている。図1から明らかなように、非加熱部24の開口部28は、排気管12の上流側に向けて開口している。それ故、開口部28近傍のガス導入管18の軸線は、排気管12の軸線に概ね平行である。   The non-heating portion 24 of the gas introduction pipe 18 is positioned in the exhaust pipe 12 so as to extract a part of the exhaust gas appropriately without going against the flow. As is apparent from FIG. 1, the opening 28 of the non-heating unit 24 opens toward the upstream side of the exhaust pipe 12. Therefore, the axis of the gas introduction pipe 18 in the vicinity of the opening 28 is substantially parallel to the axis of the exhaust pipe 12.

図2に示すように、ガス導入管18の非加熱部24内には、ガス導入通路16を縮径する縮径部30が設けられている。縮径部30は、いわゆるオリフィスを構成する。縮径部30は、開口部28近傍に位置付けられ、その縮径部30において、開口部28からガス導入通路16に導かれた排気ガスの流速を高めると共に、その圧力を下げるべく機能する。   As shown in FIG. 2, a reduced diameter portion 30 for reducing the diameter of the gas introduction passage 16 is provided in the non-heating portion 24 of the gas introduction pipe 18. The reduced diameter portion 30 constitutes a so-called orifice. The reduced diameter portion 30 is positioned in the vicinity of the opening portion 28, and functions to increase the flow rate of the exhaust gas guided from the opening portion 28 to the gas introduction passage 16 and decrease the pressure thereof.

さらに、HC分析計14に排気ガスをより確実に調温して導くべく、排気ガス測定装置10には、清浄ガス供給系統32が設けられている。清浄ガス供給系統32は、清浄ガス、本実施形態ではタンク34内に蓄えられている炭化水素成分を含まない清浄空気を、必要に応じて、所定流量に調整しつつ、所定温度に加熱して、ガス導入通路16に供給することを可能にする構成を備えている。具体的には、清浄ガス供給系統32は、タンク34と、このタンク34と非加熱部24とを接続する供給管36と、この供給管36を流れる清浄ガスを必要に応じて加熱する加熱手段38と、清浄ガス供給系統30を流れる清浄ガスの流量を調節制御する流量制御手段40とからなっている。清浄ガス供給系統32がガス導入通路16の上流側先端部分に清浄ガスを供給できるように、供給管36は、非加熱部24であって、縮径部30の最大縮径部位30aよりも下流側のガス導入管18に繋げられている。なお、本実施形態では、図2に示すが如く、縮径部30下流直下に、供給管36の開口部36aが位置付けられている。   Further, the exhaust gas measuring device 10 is provided with a clean gas supply system 32 in order to control the temperature of the exhaust gas to the HC analyzer 14 more reliably. The clean gas supply system 32 heats clean gas, that is, clean air that does not contain hydrocarbon components stored in the tank 34 in the present embodiment, to a predetermined temperature while adjusting the flow rate to a predetermined flow as necessary. , A configuration that enables supply to the gas introduction passage 16 is provided. Specifically, the clean gas supply system 32 includes a tank 34, a supply pipe 36 that connects the tank 34 and the non-heating unit 24, and a heating unit that heats the clean gas flowing through the supply pipe 36 as necessary. 38 and a flow rate control means 40 for adjusting and controlling the flow rate of the clean gas flowing through the clean gas supply system 30. The supply pipe 36 is the non-heated part 24 and is downstream of the maximum diameter reduction part 30 a of the diameter reducing part 30 so that the clean gas supply system 32 can supply clean gas to the upstream end part of the gas introduction passage 16. It is connected to the gas introduction pipe 18 on the side. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the opening 36 a of the supply pipe 36 is positioned immediately downstream of the reduced diameter portion 30.

供給管36は、途中で二系統に分かれて再び合流される構造となっている。ここでは、供給管36の内、タンク34に繋がった一系統である上流側の部分を上流部42とし、ガス導入管18の非加熱部24に繋がった一系統である下流側の部分を下流部44とし、そして、上流部42と下流部44とにより挟まれた二系統になっている中間の部分を中流部46とする。上流部42には流量制御手段40が備えられていて、流量制御手段40は後述する制御装置48により制御される。具体的には、流量制御手段40は、いわゆるレギュレータとなっている。中流部46の二系統は、加熱系統50と非加熱系統52とからなり、その加熱系統50には加熱手段38が設けられている。なお、制御装置48により制御される加熱手段38は、上記温度調節手段としてのヒーター20と同様に、リボンヒーターであるが、他の加熱手段であっても良い。さらに、下流部44には、供給管36を閉止、あるいは開通させるための二方制御弁56が設けられている。また、上流部42と中流部46との連結部、および中流部46と下流部44との連結部には、それぞれ三方制御弁58、60が設けられている。これにより、ガス導入通路16には、加熱系統50を経由させることにより加熱された清浄ガス(以下、加熱清浄ガスと称する。)と、非加熱系統52を経由させることにより加熱されない常温の清浄ガス(以下、常温清浄ガスと称する。)が選択的に供給可能にされる。なお、本実施形態では、流量制御手段40、制御弁56、58、60が、流量調節手段を構成する。   The supply pipe 36 has a structure in which it is divided into two systems on the way and merged again. Here, in the supply pipe 36, the upstream part which is one system connected to the tank 34 is the upstream part 42, and the downstream part which is one system connected to the non-heating part 24 of the gas introduction pipe 18 is downstream. The intermediate portion formed of two systems sandwiched between the upstream portion 42 and the downstream portion 44 is referred to as a midstream portion 46. The upstream portion 42 is provided with a flow rate control means 40, and the flow rate control means 40 is controlled by a control device 48 described later. Specifically, the flow control means 40 is a so-called regulator. The two systems of the midstream portion 46 include a heating system 50 and a non-heating system 52, and the heating system 50 is provided with a heating means 38. The heating means 38 controlled by the control device 48 is a ribbon heater as with the heater 20 as the temperature adjusting means, but may be other heating means. Further, the downstream portion 44 is provided with a two-way control valve 56 for closing or opening the supply pipe 36. In addition, three-way control valves 58 and 60 are provided at the connecting portion between the upstream portion 42 and the midstream portion 46 and at the connecting portion between the midstream portion 46 and the downstream portion 44, respectively. As a result, the clean gas heated by passing through the heating system 50 (hereinafter referred to as heated clean gas) and the clean gas at room temperature that is not heated by passing through the non-heated system 52 are introduced into the gas introduction passage 16. (Hereinafter referred to as room temperature clean gas) can be selectively supplied. In the present embodiment, the flow rate control means 40 and the control valves 56, 58, 60 constitute a flow rate adjustment means.

排気ガス測定装置10は、ガス導入通路16に導かれた排気ガスそのものの温度を検出するための温度センサ62を備えている。温度センサ62は、非加熱部24であって、縮径部30よりも下流側且つ、供給管36の接続箇所よりも下流側の部分に設けられている。   The exhaust gas measurement device 10 includes a temperature sensor 62 for detecting the temperature of the exhaust gas itself guided to the gas introduction passage 16. The temperature sensor 62 is the non-heating unit 24 and is provided on the downstream side of the reduced diameter portion 30 and the downstream side of the connection portion of the supply pipe 36.

さらに、排気ガス測定装置10は、供給管36の上流部42にタンク34から供給される清浄ガスの温度を検出するための温度センサ64を備えている。本実施形態では、上流部42の内、流量制御手段40よりも下流側の部分に温度センサ64は設けられている。なお、以下において、ガス導入管18に設けられた温度センサ62を第一温度センサと、供給管36に設けられた温度センサ64を第二温度センサと称する。   Further, the exhaust gas measuring device 10 includes a temperature sensor 64 for detecting the temperature of the clean gas supplied from the tank 34 to the upstream portion 42 of the supply pipe 36. In the present embodiment, the temperature sensor 64 is provided in a portion of the upstream portion 42 on the downstream side of the flow rate control means 40. Hereinafter, the temperature sensor 62 provided in the gas introduction pipe 18 is referred to as a first temperature sensor, and the temperature sensor 64 provided in the supply pipe 36 is referred to as a second temperature sensor.

そして、排気ガス測定装置10は、制御装置48を備えている。制御装置48は、制御手段の機能を含んで構成されている。制御装置48は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、上記HC分析計14、上記第一および第二温度センサ62、64が電気的に接続されている。この第一および第二温度センサ62、64からの出力信号に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって排気ガスの炭化水素成分濃度の測定がなされるように、制御装置48は出力インタフェースから電気的に信号を出力して、ヒーター20、加熱手段38、流量制御手段40、制御弁56、58、60の作動を制御するようになっている。   The exhaust gas measuring device 10 includes a control device 48. The control device 48 is configured to include the function of the control means. The control device 48 includes a computer including a CPU, ROM, RAM, A / D converter, input interface, output interface, and the like. The HC analyzer 14 and the first and second temperature sensors 62 and 64 are electrically connected to the input interface. Based on the output signals from the first and second temperature sensors 62 and 64, the control device 48 is electrically connected from the output interface so that the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas is measured according to a preset program. A signal is output to control the operation of the heater 20, the heating means 38, the flow rate control means 40, and the control valves 56, 58, and 60.

まず、本実施形態における排気ガス中の炭化水素成分濃度の測定について概略的に説明する。ガス導入通路16に導かれた排気ガスの温度ETが所定範囲温度であればそのままHC分析計14に導いて、排気ガス測定装置10は、その炭化水素成分濃度を測定する。一方、ガス導入通路16に導かれた排気ガスの温度ETが所定範囲温度になければ、排気ガス測定装置10は、清浄ガスを清浄ガス供給系統32からガス導入通路16に供給して、その排気ガスを所定範囲温度の温度に調温しつつ、HC分析計14に導き、その炭化水素成分濃度を測定する。つまり、所定範囲温度の上限温度UT以上の温度を排気ガスが有している場合には、上記常温清浄ガスをガス導入通路16に供給して排気ガスに混ぜて調温することが行われる。逆に、所定範囲温度の下限温度DT以下の温度を排気ガスが有している場合には、上記加熱清浄ガスをガス導入通路16に供給して排気ガスに混ぜて調温することが行われる。   First, the measurement of the hydrocarbon component concentration in the exhaust gas in the present embodiment will be schematically described. If the temperature ET of the exhaust gas introduced into the gas introduction passage 16 is within a predetermined range, the exhaust gas is introduced to the HC analyzer 14 as it is, and the exhaust gas measurement device 10 measures the hydrocarbon component concentration. On the other hand, if the temperature ET of the exhaust gas led to the gas introduction passage 16 is not within the predetermined range, the exhaust gas measurement device 10 supplies the clean gas from the clean gas supply system 32 to the gas introduction passage 16 and the exhaust gas thereof. While adjusting the temperature of the gas to a predetermined range temperature, the gas is led to the HC analyzer 14 and the concentration of the hydrocarbon component is measured. That is, when the exhaust gas has a temperature equal to or higher than the upper limit temperature UT of the predetermined range temperature, the room temperature clean gas is supplied to the gas introduction passage 16 and mixed with the exhaust gas to adjust the temperature. On the contrary, when the exhaust gas has a temperature equal to or lower than the lower limit temperature DT of the predetermined range temperature, the heated clean gas is supplied to the gas introduction passage 16 and mixed with the exhaust gas to adjust the temperature. .

以下に、上記構成である排気ガス測定装置10による排気ガス中の炭化水素成分濃度の測定について、図3のフローチャートに基づいて説明する。ただし、排気ガス測定装置10においては、詳述しないが、HC分析計14での分析は、試験者などにより排気ガス測定装置10の電源がONにされている間、継続的に行われ、HC分析計14からの分析値は制御装置48に送られる。そして、図3のフローチャートにて表しているのは、HC分析計14に調温した排気ガスを導くための制御についてである。なお、制御装置48は、HC分析計14から送られてくる分析値を必要に応じて補正をして、排気ガスの炭化水素成分濃度の測定値とする。   Below, the measurement of the hydrocarbon component concentration in the exhaust gas by the exhaust gas measuring device 10 having the above configuration will be described based on the flowchart of FIG. However, in the exhaust gas measuring device 10, although not described in detail, the analysis by the HC analyzer 14 is continuously performed while the power source of the exhaust gas measuring device 10 is turned on by a tester or the like. The analysis value from the analyzer 14 is sent to the control device 48. Then, what is represented in the flowchart of FIG. 3 is the control for introducing the temperature-controlled exhaust gas to the HC analyzer 14. The control device 48 corrects the analysis value sent from the HC analyzer 14 as necessary to obtain a measured value of the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas.

HC分析計14では、上述の如く、ガス導入通路16を介しての排気ガスの吸引流量は概ね一定にされていて、所定流量の排気ガスがガス導入通路16を介して抽出されてHC分析計14での分析に供されている。その状態において、ステップS301では、ガス導入通路16に導かれた排気ガスの温度ETが検出される。この排気ガスの温度ETの検出は、第一温度センサ62により行われる。ここでは、検出された排気ガスの温度ETが、200℃であったとして以下の説明を続ける。   In the HC analyzer 14, as described above, the exhaust gas suction flow rate through the gas introduction passage 16 is substantially constant, and a predetermined flow rate of exhaust gas is extracted through the gas introduction passage 16 to be extracted. 14 for analysis. In this state, in step S301, the temperature ET of the exhaust gas guided to the gas introduction passage 16 is detected. The detection of the exhaust gas temperature ET is performed by the first temperature sensor 62. Here, the following description will be continued assuming that the detected exhaust gas temperature ET is 200 ° C.

次いで、ステップS303では、タンク34内に蓄えられている清浄ガスの温度CTが検出される。この清浄ガスの温度CTの検出は、第二温度センサ64により行われる。ここでは、検出された清浄ガスの温度CTが、25℃であったとして以下の説明を続ける。   Next, in step S303, the temperature CT of the clean gas stored in the tank 34 is detected. The detection of the temperature CT of the clean gas is performed by the second temperature sensor 64. Here, the following description will be continued assuming that the detected temperature CT of the clean gas is 25 ° C.

そして、ステップS305へ進み、ステップS301で検出された排気ガスの温度ETが、HC分析計14での分析温度と称すべき、所定範囲温度内の温度か否かが判定される。本実施形態では、この所定範囲温度は、191℃±20℃であり、その境界の温度である上限温度UTおよび下限温度DTを含まないように規定されている。なお、上限温度UTは211℃、下限温度DTは171℃である。ステップS305では、検出した排気ガスの温度ETが上限温度UT以上か否かが判定される。ここでは、排気ガスの温度ETが200℃であるので、否定されて、ステップS307へ進む。   Then, the process proceeds to step S305, and it is determined whether or not the temperature ET of the exhaust gas detected in step S301 is a temperature within a predetermined range temperature that should be referred to as an analysis temperature in the HC analyzer 14. In the present embodiment, the predetermined range temperature is 191 ° C. ± 20 ° C., and is defined so as not to include the upper limit temperature UT and the lower limit temperature DT, which are the temperatures at the boundary. The upper limit temperature UT is 211 ° C., and the lower limit temperature DT is 171 ° C. In step S305, it is determined whether or not the detected exhaust gas temperature ET is equal to or higher than the upper limit temperature UT. Here, since the exhaust gas temperature ET is 200 ° C., the determination is negative, and the process proceeds to step S307.

ステップS307では、検出した排気ガスの温度ETが下限温度DT以下か否かが判定される。ここでは、排気ガスの温度ETが200℃であるので、否定されて、ステップS309へ進む。ステップS309では、清浄ガス供給系統32からガス導入通路16への清浄ガスの供給を停止させるべく、流量制御手段40に清浄ガス供給量を「0」にするように作動信号が出力されると共に、制御弁56、58、60が閉弁するようにそれらを作動させる不図示のアクチュエータに作動信号が出力される。なお、少なくとも、制御弁56が閉弁されて、清浄ガスの供給が停止されれば良い。   In step S307, it is determined whether or not the detected exhaust gas temperature ET is equal to or lower than the lower limit temperature DT. Here, since the temperature ET of the exhaust gas is 200 ° C., the determination is negative and the process proceeds to step S309. In step S309, in order to stop the supply of the clean gas from the clean gas supply system 32 to the gas introduction passage 16, an operation signal is output to the flow rate control means 40 so as to set the clean gas supply amount to "0". An operation signal is output to an actuator (not shown) that operates the control valves 56, 58, and 60 so as to be closed. It is sufficient that at least the control valve 56 is closed and the supply of clean gas is stopped.

以上、排気ガスの温度ETが所定範囲温度の温度であれば、上記の如く、抽出された排気ガスがそのままHC分析計14に導かれて、その炭化水素成分濃度が分析されることになる。そして、この分析値は、そのまま制御装置48に送られて排気ガスの炭化水素成分濃度として記録乃至使用されることになる。   As described above, if the exhaust gas temperature ET is a temperature within the predetermined range, the extracted exhaust gas is directly introduced to the HC analyzer 14 as described above, and the hydrocarbon component concentration is analyzed. Then, the analysis value is sent to the control device 48 as it is and recorded or used as the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas.

一方、例えば、排気ガスの温度ETが所定範囲温度外であり、上限温度UT以上の場合について次に説明する。具体的には、以下、第一温度センサ62により検出された排気ガスの温度ETが700℃であるとして説明する。なお、第二温度センサ64により検出された清浄ガスの温度CTは25℃であるとする。   On the other hand, for example, the case where the temperature ET of the exhaust gas is outside the predetermined range temperature and is equal to or higher than the upper limit temperature UT will be described below. Specifically, the following description will be made assuming that the exhaust gas temperature ET detected by the first temperature sensor 62 is 700 ° C. It is assumed that the temperature CT of the clean gas detected by the second temperature sensor 64 is 25 ° C.

上記ステップS301では排気ガスの温度ETが検出され、ステップS303では清浄ガスの温度CTが検出されて、ステップS305で排気ガスの温度ETが上限温度UT以上と判定されて、ステップS311へ進む。そして、ステップS311に至ると、制御装置48は、ガス導入通路16に導かれた排気ガスの温度ETを下げて所定範囲温度に調温するべく、常温清浄ガスを流す制御を行うことになる。まず、ステップS311に至ると、制御装置48は、ステップS301で検出した排気ガスの温度ETおよびステップS303で検出した清浄ガスの温度CTに基づいて、予め実験により求めてROMに記憶されているマップを検索して、常温清浄ガスの流量を導出する。そして、この流量の常温清浄ガスを供給管36の中流部46の非加熱系統52を介してガス導入通路16に供給するように、制御弁56が開かれ、上流部42と中流部46の非加熱系統52とが連通されるように制御弁58が開かれ、下流部44と中流部46の非加熱系統52とが連通されるように制御弁60が開かれ、そしてその常温清浄ガスの流量が調整されるように流量制御手段40が制御される。この結果、所定流量の常温清浄ガスがガス導入通路16に供給されることになる。   In step S301, the exhaust gas temperature ET is detected. In step S303, the clean gas temperature CT is detected. In step S305, the exhaust gas temperature ET is determined to be equal to or higher than the upper limit temperature UT, and the process proceeds to step S311. When step S311 is reached, the control device 48 performs control to flow the normal temperature clean gas so as to lower the temperature ET of the exhaust gas guided to the gas introduction passage 16 and adjust the temperature to a predetermined range temperature. First, at step S311, the control device 48 obtains an experiment in advance based on the exhaust gas temperature ET detected at step S301 and the clean gas temperature CT detected at step S303, and stores the map in the ROM. To derive the flow rate of the room temperature clean gas. Then, the control valve 56 is opened so that the normal temperature clean gas of this flow rate is supplied to the gas introduction passage 16 via the non-heating system 52 of the midstream portion 46 of the supply pipe 36, and the upstream portion 42 and the midstream portion 46 are not connected. The control valve 58 is opened so that the heating system 52 is communicated, the control valve 60 is opened so that the downstream part 44 and the non-heating system 52 of the midstream part 46 are communicated, and the flow rate of the normal temperature clean gas The flow rate control means 40 is controlled so as to be adjusted. As a result, a room temperature clean gas having a predetermined flow rate is supplied to the gas introduction passage 16.

ここで、供給される常温清浄ガスの流量について説明する。ガス導入通路16において、排気ガスとそこに供給される常温清浄ガスとが混ざり、HC分析計14にて分析される排気ガスの温度が上記所定範囲温度に調温されるように、常温清浄ガスの流量は求められる。例えば、上記の如く、排気ガスの温度ETが700℃であり、常温清浄ガスの温度が25℃である場合には、常温清浄ガスの流量と排気ガスの流量の比が約3:1(清浄ガスの流量:排気ガスの流量)になるように常温清浄ガスの流量が求められる。そして、この常温清浄ガスの流量が実現されるように、上記の如く流量制御手段40などが制御装置48により制御されることで、例えば排気ガスは194℃にされる。   Here, the flow rate of the supplied room temperature clean gas will be described. In the gas introduction passage 16, the normal temperature clean gas is mixed so that the exhaust gas and the normal temperature clean gas supplied to the exhaust gas are mixed and the temperature of the exhaust gas analyzed by the HC analyzer 14 is adjusted to the temperature within the predetermined range. The flow rate of is required. For example, as described above, when the exhaust gas temperature ET is 700 ° C. and the normal temperature clean gas temperature is 25 ° C., the ratio of the normal temperature clean gas flow rate to the exhaust gas flow rate is about 3: 1 (clean The flow rate of the normal temperature clean gas is determined so that the gas flow rate is equal to the exhaust gas flow rate. Then, the flow rate control means 40 and the like are controlled by the control device 48 as described above so that the flow rate of the room temperature clean gas is realized, so that the exhaust gas is set at 194 ° C., for example.

なお、上記の如く、ガス導入管18の非加熱部24に縮径部30が設けられ、その縮径部30の最大縮径部位30aよりも下流側の非加熱部24の部分に常温清浄ガスが供給されるので、常温清浄ガスが低圧になった排気ガスによるエゼクタ(霧吹き)効果によって適切にガス導入通路16に吸引される(図4参照)。さらに、縮径部30を通過した排気ガスが断面積の大きいガス導入通路16に広がることに伴って、ガス導入通路16に吸引された常温清浄ガスが適切に排気ガス中に拡散されて、先端部24において排気ガスと常温清浄ガスとは確実に混合されるという混合効果が発揮される。そして、混合された排気ガスは適切に第一温度センサ62によりその温度が検出されることが可能になり、制御装置48は流量制御手段40などをフィードバック制御可能となる。そして、混合された排気ガスは、均一組成となって、HC分析装置14に至ることになる。なお、上記の如き、エゼクタ効果や混合効果により、常温清浄ガスが、排気管12内に逆流して至ることは防止されるので、常温清浄ガスは排気ガスの調温に有効に用いられることになる。   As described above, the reduced diameter portion 30 is provided in the non-heated portion 24 of the gas introduction pipe 18, and the room temperature clean gas is provided in the non-heated portion 24 downstream of the maximum reduced diameter portion 30 a of the reduced diameter portion 30. Therefore, the normal temperature clean gas is appropriately sucked into the gas introduction passage 16 by the ejector (mist spraying) effect by the exhaust gas whose pressure has become low (see FIG. 4). Furthermore, as the exhaust gas that has passed through the reduced diameter portion 30 spreads to the gas introduction passage 16 having a large cross-sectional area, the room temperature clean gas sucked into the gas introduction passage 16 is appropriately diffused into the exhaust gas, The mixing effect that the exhaust gas and the room temperature clean gas are reliably mixed in the portion 24 is exhibited. Then, the temperature of the mixed exhaust gas can be appropriately detected by the first temperature sensor 62, and the control device 48 can feedback control the flow rate control means 40 and the like. The mixed exhaust gas has a uniform composition and reaches the HC analyzer 14. Since the ejector effect and the mixing effect as described above prevent the normal temperature clean gas from flowing back into the exhaust pipe 12, the normal temperature clean gas is effectively used for adjusting the temperature of the exhaust gas. Become.

他方、例えば、排気ガスの温度ETが所定範囲温度外であり、下限温度DT以下の場合について次に説明する。具体的には、以下、第一温度センサ62により検出された排気ガスの温度ETが、25℃であるとして説明する。なお、第二温度センサ64により検出された清浄ガスの温度CTは25℃であるとする。   On the other hand, for example, the case where the temperature ET of the exhaust gas is outside the predetermined range temperature and below the lower limit temperature DT will be described below. Specifically, the following description will be made assuming that the exhaust gas temperature ET detected by the first temperature sensor 62 is 25 ° C. It is assumed that the temperature CT of the clean gas detected by the second temperature sensor 64 is 25 ° C.

上記ステップS301では排気ガスの温度ETが検出され、上記ステップS303では清浄ガスの温度CTが検出され、ステップS305で排気ガスの温度ETが上限温度UT以上でないとして否定されて、ステップS307へ進み、排気ガスの温度ETが下限温度DT以下であると判定されて、ステップS313へ進む。そして、ステップS313では、ガス導入通路16に導かれた排気ガスの温度ETを上げて所定範囲温度に調温するべく、加熱清浄ガスが流されることになる。まず、ステップS313に至ると、制御装置48は、ステップS301で検出した排気ガスの温度ETおよびステップS303で検出した清浄ガスの温度CTに基づいて、予め実験により求めてROMに記憶されているマップ(上記ステップS311に至ったときに用いた上記マップとは異なるマップ)を検索して、加熱清浄ガスの温度および流量を導出する。そして、この温度および流量の加熱清浄ガスを供給管36の中流部46の加熱系統50を介してガス導入通路16に供給するように、制御弁56が開かれ、上流部42と中流部46の加熱系統50とが連通されるように制御弁58が開かれ、下流部44と中流部46の加熱系統50とが連通されるように制御弁60が開かれ、その加熱清浄ガスの流量が調整されるように流量制御手段40が制御され、そしてその加熱清浄ガスの温度が調整されるように加熱手段38が制御される。この結果、所定流量および所定温度の加熱清浄ガスがガス導入通路16に供給されることになる。   In step S301, the exhaust gas temperature ET is detected. In step S303, the clean gas temperature CT is detected. In step S305, it is denied that the exhaust gas temperature ET is not equal to or higher than the upper limit temperature UT, and the process proceeds to step S307. It is determined that the exhaust gas temperature ET is equal to or lower than the lower limit temperature DT, and the process proceeds to step S313. In step S313, the heated clean gas is flowed in order to raise the temperature ET of the exhaust gas guided to the gas introduction passage 16 and adjust the temperature to a predetermined range temperature. First, at step S313, the control device 48 obtains an experiment in advance based on the exhaust gas temperature ET detected at step S301 and the clean gas temperature CT detected at step S303, and stores the map in the ROM. (A map different from the map used when step S311 is reached) is searched to derive the temperature and flow rate of the heated clean gas. Then, the control valve 56 is opened so that the heated clean gas having this temperature and flow rate is supplied to the gas introduction passage 16 via the heating system 50 of the midstream portion 46 of the supply pipe 36, and the upstream portion 42 and the midstream portion 46. The control valve 58 is opened so that the heating system 50 communicates, and the control valve 60 is opened so that the downstream system 44 communicates with the heating system 50 of the midstream part 46, and the flow rate of the heated clean gas is adjusted. Thus, the flow rate control means 40 is controlled, and the heating means 38 is controlled so that the temperature of the heated clean gas is adjusted. As a result, the heated clean gas having a predetermined flow rate and a predetermined temperature is supplied to the gas introduction passage 16.

ここで、供給される加熱清浄ガスの温度および流量について説明する。ガス導入通路16において、排気ガスとそこに供給される加熱清浄ガスとが混ざり、排気ガスの温度が上記所定範囲温度に調温されるように、加熱清浄ガスの流量および温度は求められる。例えば、上記の如く、排気ガスの温度ETおよび清浄ガスの温度が共に25℃である場合には、加熱清浄ガスの温度として、250℃という温度が求められる。そして、加熱清浄ガスの流量と排気ガスの流量の比が約3:1(清浄ガスの流量:排気ガスの流量)になるように加熱清浄ガスの流量が求められる。そして、この加熱清浄ガスの流量および温度が実現されるように、上記の如く、流量制御手段40や加熱手段38などが制御装置48により制御される。なお、このような流量および温度に調節された加熱清浄ガスは、上記の如く、ガス導入通路16において、排気ガスと混ざり合い、例えば194℃となって、適切にHC分析計14に至ることになる。   Here, the temperature and flow rate of the supplied heated clean gas will be described. In the gas introduction passage 16, the flow rate and temperature of the heated clean gas are determined so that the exhaust gas and the heated clean gas supplied thereto are mixed and the temperature of the exhaust gas is adjusted to the predetermined range temperature. For example, when the exhaust gas temperature ET and the clean gas temperature are both 25 ° C. as described above, a temperature of 250 ° C. is required as the heated clean gas temperature. The flow rate of the heated clean gas is determined so that the ratio between the flow rate of the heated clean gas and the flow rate of the exhaust gas is about 3: 1 (clean gas flow rate: exhaust gas flow rate). Then, as described above, the flow rate control means 40, the heating means 38, and the like are controlled by the control device 48 so that the flow rate and temperature of the heated clean gas are realized. Note that the heated clean gas adjusted to such a flow rate and temperature mixes with the exhaust gas in the gas introduction passage 16 as described above, for example, reaches 194 ° C. and reaches the HC analyzer 14 appropriately. Become.

このように、排気ガスの温度が所定範囲温度でない場合には、清浄ガスを常温清浄ガスあるいは加熱清浄ガスとしてガス導入通路16に供給して、排気ガスに混ぜて分析することにしている。しかしながら、このように清浄ガスを排気ガスに混ぜて排気ガスを希釈して炭化水素成分濃度を分析しているのであるから、その分析値は、排気ガスそのものに対する値ではない。そこで、制御装置48は、供給された清浄ガスの供給量に対応させて、HC分析計14からの分析値を補正して測定値を導き出すことにしている。   As described above, when the temperature of the exhaust gas is not within the predetermined range, the clean gas is supplied to the gas introduction passage 16 as a normal temperature clean gas or a heated clean gas and mixed with the exhaust gas for analysis. However, since the clean gas is mixed with the exhaust gas and the exhaust gas is diluted to analyze the hydrocarbon component concentration, the analysis value is not a value for the exhaust gas itself. Therefore, the control device 48 corrects the analysis value from the HC analyzer 14 in accordance with the supply amount of the supplied clean gas and derives the measurement value.

上記した如く、清浄ガスを供給するときには、清浄ガスの流量と排気ガスの流量との比が、例えば3:1の如く、所定比率になるように流量制御手段40を制御することにしている。そこで、制御装置48は、その所定比率に基づいて、予め実験により求めてROMに記憶されているデータを検索して補正係数を導出して、その補正係数に基づいてHC分析計14からの分析値を補正することにしている。なお、清浄ガスの供給箇所はガス導入管18の上流側端部分である加熱部24であり、HC分析計14から離れているので、清浄ガス供給系統32からの清浄ガスの供給時期と、HC分析計14での分析時期とには時間差が生じる。そこで、詳述しないが、予め実験により求めた結果をもとに、その時間差を解消して、制御装置48は分析値の補正をすることにしている。したがって、あらゆる運転条件下で、内燃機関の排気ガスを適切に分析することが可能になる。すなわち、全運転条件において連続的に精度良く、排気ガスの炭化水素成分濃度を測定することが可能になる。   As described above, when supplying the clean gas, the flow rate control means 40 is controlled so that the ratio of the flow rate of the clean gas and the flow rate of the exhaust gas becomes a predetermined ratio such as 3: 1. Therefore, based on the predetermined ratio, the control device 48 retrieves data previously obtained through experiments and stored in the ROM, derives a correction coefficient, and analyzes from the HC analyzer 14 based on the correction coefficient. The value is to be corrected. The clean gas supply point is the heating unit 24 that is the upstream end portion of the gas introduction pipe 18 and is away from the HC analyzer 14, so that the supply timing of the clean gas from the clean gas supply system 32 and the HC There is a time difference from the analysis time in the analyzer 14. Therefore, although not described in detail, the control device 48 corrects the analysis value by eliminating the time difference based on the results obtained in advance by experiments. Therefore, it becomes possible to appropriately analyze the exhaust gas of the internal combustion engine under all operating conditions. That is, the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas can be measured continuously and accurately under all operating conditions.

このように、HC分析計14へ排気ガスを調温して導き、必要に応じて分析値を補正して測定値を導き出すことで、図1に示す如く、ガス導入通路16の長さを所定の長さにすることができる。清浄ガス供給系統32が無ければ、あらゆる温度の排気ガスを分析可能にすべく、例えば、排気管12から続くガス導入管18のある程度の長さの部分が冷却路とされ、この冷却路に加えて、その冷却路で十分に冷却された排気ガスを分析温度にまで加熱すべく加熱手段を備えた加熱路をさらに備えることが必要であった。しかしながら、本発明を適用することで、少なくともそのような冷却路を備えることが必要でなくなり、HC分析計14に至るガス導入通路16の長さを短く出来るようになる。   In this way, the exhaust gas is temperature-controlled and guided to the HC analyzer 14, and the measured value is derived by correcting the analytical value as necessary, so that the length of the gas introduction passage 16 is predetermined as shown in FIG. Can be of length. If the clean gas supply system 32 is not provided, in order to make it possible to analyze exhaust gas at any temperature, for example, a portion of a certain length of the gas introduction pipe 18 continuing from the exhaust pipe 12 is used as a cooling path. In addition, it is necessary to further include a heating path provided with heating means for heating the exhaust gas sufficiently cooled in the cooling path to the analysis temperature. However, by applying the present invention, it is not necessary to provide at least such a cooling path, and the length of the gas introduction passage 16 reaching the HC analyzer 14 can be shortened.

排気ガス測定装置10における排気ガスの分析測定について、実施形態に基づいて上記したが、本発明はそれに限定されない。例えば、排気ガスに清浄ガスを供給するか否かを、排気ガスの温度がある幅を持つ所定範囲温度の温度でないか否かで判定したが、その所定範囲温度は、幅を持たない温度、例えば200℃であっても良い。この場合には、排気ガスの温度が200℃を超えているときには常温清浄ガスを供給し、一方、排気ガスの温度が200℃を下回っているときには加熱清浄ガスを供給するようにすると良い。そのときの清浄ガスの供給は、上記ステップS311およびステップS313に関して説明したのと同様に行われるのが好ましい。また、上記実施形態では、ガス導入管18は非加熱部のみとしても良い、すなわちヒーター20といった温度調節手段によりガス導入管18は全く加熱されなくても良い。上記の如く、常温清浄ガスあるいは加熱清浄ガスの供給により、適切に排気ガスが分析温度に調温されるからである。ただし、HC分析計14に排気ガスをより適切に調温して導くために、上記の如く温度調節手段が備えられることを排除するものではない。さらに、上記実施形態では、清浄ガス供給系統32の供給管を途中で二系統に分けて、その一方に加熱手段38を備えて、常温清浄ガスと加熱清浄ガスとを選択的に供給可能にしたが、供給管は一系統からなっても良い。この場合には、その一系統の供給管の途中に加熱手段を設け、加熱清浄ガスを供給したいときのみに加熱手段による加熱を行うことで、加熱清浄ガスと常温清浄ガスとの選択的な供給が可能になる。   Although the exhaust gas analysis measurement in the exhaust gas measurement device 10 has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited thereto. For example, whether or not to supply clean gas to the exhaust gas is determined by whether or not the temperature of the exhaust gas is not a predetermined range temperature having a certain width, the predetermined range temperature is a temperature having no width, For example, it may be 200 ° C. In this case, it is preferable to supply a normal temperature clean gas when the temperature of the exhaust gas exceeds 200 ° C., and supply a heated clean gas when the temperature of the exhaust gas is lower than 200 ° C. The supply of the clean gas at that time is preferably performed in the same manner as described with respect to steps S311 and S313. Moreover, in the said embodiment, the gas introduction pipe 18 is good also as only a non-heating part, ie, the gas introduction pipe 18 does not need to be heated at all by the temperature control means such as the heater 20. This is because the exhaust gas is appropriately adjusted to the analysis temperature by supplying the room temperature clean gas or the heated clean gas as described above. However, it is not excluded that the temperature adjusting means is provided as described above in order to adjust the temperature of the exhaust gas to the HC analyzer 14 more appropriately. Further, in the above embodiment, the supply pipe of the clean gas supply system 32 is divided into two systems in the middle, and one of them is provided with the heating means 38 so that the normal temperature clean gas and the heated clean gas can be selectively supplied. However, the supply pipe may consist of one system. In this case, a heating means is provided in the middle of the one supply pipe, and heating by the heating means is performed only when it is desired to supply the heated clean gas, thereby selectively supplying the heated clean gas and the room temperature clean gas. Is possible.

ところで、排気ガスを調べる内燃機関を別のものに交換したときや、同一内燃機関において異なる運転条件下で排気ガスの分析測定を行うときに、そのまま継続して排気ガスの炭化水素成分濃度を分析測定しようとすると、前回の分析測定の影響が次回以降の測定値に生じないとも限らない。そこで、そのようなときには、前回の分析測定の影響を極めて低減するべく、ガス導入通路16を含んで形成された排気ガス導入通路17の浄化、すなわちパージを行うことにしている。排気ガス導入通路17の浄化について、以下に説明する。   By the way, when the internal combustion engine that examines the exhaust gas is replaced with another one, or when analyzing and measuring the exhaust gas under different operating conditions in the same internal combustion engine, the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas is continuously analyzed. When attempting to measure, the influence of the previous analysis measurement does not necessarily have to occur in the measurement values after the next time. Therefore, in such a case, the exhaust gas introduction passage 17 formed including the gas introduction passage 16 is purified, that is, purged, in order to greatly reduce the influence of the previous analysis measurement. The purification of the exhaust gas introduction passage 17 will be described below.

上記の如く、排気ガスの炭化水素成分濃度を測定するときにはガス導入通路16において排気ガスは200℃近傍の温度にまで加熱等されるので、概ね排気ガス中の炭化水素成分は気化していて、その大部分はHC分析計14での分析に供されることになる。しかしながら、排気ガス導入通路17、例えばガス導入管18内壁面には、排気ガス中の炭化水素成分などが吸着することがある。吸着した炭化水素成分などは、その分析測定中に一部が脱離することもあるが、次回の排気ガスの分析測定のときにまでガス導入管18内壁面に吸着し続ける場合もある。   As described above, when the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas is measured, the exhaust gas is heated to a temperature close to 200 ° C. in the gas introduction passage 16, so that the hydrocarbon component in the exhaust gas is generally vaporized. Most of them will be subjected to analysis by the HC analyzer 14. However, hydrocarbon components in the exhaust gas may be adsorbed on the exhaust gas introduction passage 17, for example, the inner wall surface of the gas introduction pipe 18. Some of the adsorbed hydrocarbon components may be desorbed during the analytical measurement, but may continue to be adsorbed on the inner wall surface of the gas introduction pipe 18 until the next analytical measurement of the exhaust gas.

そこで、吸着した炭化水素成分などが次回の分析測定時に悪影響を及ぼさないように、加熱清浄ガスを排気ガス導入通路17に供給してその通路17の浄化を行うことにしている。制御装置48の清浄ガス供給系統32の流量制御手段40や加熱手段38などに対する制御により、所定流量の清浄ガスは所定温度で供給される。   Therefore, the heated clean gas is supplied to the exhaust gas introduction passage 17 to purify the passage 17 so that the adsorbed hydrocarbon components do not adversely affect the next analysis measurement. By the control of the flow rate control means 40 and the heating means 38 of the clean gas supply system 32 of the control device 48, the clean gas with a predetermined flow rate is supplied at a predetermined temperature.

ここでいう「所定流量」は、HC分析計の吸引流量を超えた流量であり、予めROMに記憶されている。したがって、ガス導入管18内に供給された清浄ガスは、オーバーフローして、HC分析計14側ばかりでなく、縮径部30を超えて排気管12側へも流れることになる(図5参照)。したがって、ガス導入通路16を含んで構成される排気ガス導入通路17全体の浄化が適切に行われることになる。   The “predetermined flow rate” here is a flow rate that exceeds the suction flow rate of the HC analyzer, and is stored in advance in the ROM. Therefore, the clean gas supplied into the gas introduction pipe 18 overflows and flows not only to the HC analyzer 14 side but also to the exhaust pipe 12 side beyond the reduced diameter portion 30 (see FIG. 5). . Therefore, the entire exhaust gas introduction passage 17 including the gas introduction passage 16 is appropriately purified.

さらに、その「所定温度」は、HC分析計14での分析温度、すなわち上記所定範囲温度を超えた温度であり、予めROMに記憶されている。したがって、排気ガス導入通路17に供給される清浄ガスは加熱清浄ガスであり、吸着した炭化水素成分などの脱離が促されることになる。ただし、この所定温度は、200℃以上且つ250℃以下の範囲の温度であるのが好ましい。なお、制御装置48から加熱手段38へのこのときの制御は、第二温度センサ64により検出された清浄ガスの温度CTに基づいて行われると良い。   Further, the “predetermined temperature” is an analysis temperature in the HC analyzer 14, that is, a temperature exceeding the predetermined range temperature, and is stored in the ROM in advance. Therefore, the clean gas supplied to the exhaust gas introduction passage 17 is a heated clean gas, which promotes desorption of adsorbed hydrocarbon components and the like. However, this predetermined temperature is preferably in the range of 200 ° C. or more and 250 ° C. or less. The control from the control device 48 to the heating unit 38 at this time may be performed based on the clean gas temperature CT detected by the second temperature sensor 64.

以上のように、分析温度である所定範囲温度を超えた所定温度の加熱清浄ガスが、HC分析計14の吸引流量を超える所定流量で、ガス導入通路16に供給され、排気ガス導入通路17を流通するので、加熱清浄ガスの有する力学的な力と、加熱清浄ガスの熱による化学的作用とにより、排気ガス導入通路17、例えばガス導入管18内壁面に吸着した炭化水素成分などは適切に除去されることになる。したがって、次回での排気ガスの炭化水素成分濃度の分析測定は、より正確に行えることになる。   As described above, the heated clean gas having a predetermined temperature exceeding the predetermined temperature range that is the analysis temperature is supplied to the gas introduction passage 16 at a predetermined flow rate that exceeds the suction flow rate of the HC analyzer 14, and the exhaust gas introduction passage 17 is passed through the exhaust gas introduction passage 17. The hydrocarbon components adsorbed on the exhaust gas introduction passage 17, for example, the inner wall surface of the gas introduction pipe 18, are appropriately generated by the dynamic force of the heated clean gas and the chemical action by the heat of the heated clean gas. Will be removed. Therefore, the next analysis and measurement of the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas can be performed more accurately.

なお、上記の如き浄化により、ガス導入管18内などの浄化が完全になされなくても、そのように加熱清浄ガスにより排気ガス導入通路17の浄化を行ったことで、HC分析計14での分析温度に調温された排気ガスが排気ガス導入通路17に至っても、残留している炭化水素成分の脱離は最小限に抑制される。したがって、排気ガスの炭化水素成分濃度の分析測定が適切に行えることになる。   Even if the purification of the gas introduction pipe 18 and the like is not completely performed by the purification as described above, the exhaust gas introduction passage 17 is purified by the heated clean gas so that the HC analyzer 14 Even when the exhaust gas adjusted to the analysis temperature reaches the exhaust gas introduction passage 17, the desorption of the remaining hydrocarbon components is suppressed to the minimum. Therefore, the analytical measurement of the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas can be performed appropriately.

また、上記の如き浄化により、ガス導入管18内壁面などにおける吸着した炭化水素成分などが十分に除けず、その吸着した炭化水素成分が次回以降の分析測定に際して脱離するような場合には、清浄ガスを分析温度に加熱してガス供給管18内に供給して、その清浄ガスの炭化水素成分濃度をHC分析計14で分析測定し、その分析した分析値を基準値として補正することとしても良い。例えば、そのような分析値(以下、基準分析値と称する)を次回の分析測定前に求めておき、その後の排気ガスの分析測定における分析値から、その基準分析値分を除く補正を行うことで、排気ガス中の炭化水素成分濃度を適切に測定することが可能になる。   In addition, when the hydrocarbon components adsorbed on the inner wall surface of the gas introduction pipe 18 are not sufficiently removed by the purification as described above, and the adsorbed hydrocarbon components are desorbed in the subsequent analysis measurement, The clean gas is heated to the analysis temperature and supplied into the gas supply pipe 18, the hydrocarbon component concentration of the clean gas is analyzed and measured by the HC analyzer 14, and the analyzed value is corrected as a reference value. Also good. For example, such an analytical value (hereinafter referred to as a standard analytical value) is obtained before the next analytical measurement, and correction is performed by excluding the standard analytical value from the analytical value in the subsequent exhaust gas analytical measurement. Thus, the hydrocarbon component concentration in the exhaust gas can be appropriately measured.

以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明はそれに限定されない。例えば、上記実施形態では、排気ガス測定装置を、エンジンベンチでの排気ガスの直接採取測定に用いるものとしたが、走行車両に搭載して同様に排気ガスを分析測定するために用いても良い。そして、その測定値を用いて、走行中の車両の内燃機関の制御を行うようにしても良い。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to it. For example, in the above-described embodiment, the exhaust gas measuring device is used for directly collecting and measuring exhaust gas on an engine bench. However, the exhaust gas measuring device may be mounted on a traveling vehicle and similarly used for analyzing and measuring exhaust gas. . Then, the measured value may be used to control the internal combustion engine of the running vehicle.

なお、上記実施形態では、清浄ガスとして炭化水素成分を含まない清浄空気を用いたが、他に窒素ガスなどでも良い。また、清浄ガスとして、炭化水素成分を含むガスを用いる場合には、その炭化水素成分濃度を予め測定しておき、それを測定値から差し引くことで排気ガスの炭化水素成分濃度を求めるようにしても良い。また、上記実施形態では、清浄ガスをタンク34内に蓄えておくことにしたが、排気ガス測定装置10周囲の空気を清浄ガスとして用いても良い。さらに、上記実施形態では、供給管36に導かれる清浄ガスの温度を検出して、その検出した温度に基づいて清浄ガス供給系統32を制御することにしたが、清浄ガスの温度に基づかずに制御されても良い。この場合には第二温度センサ64を省くことができる。   In the above embodiment, clean air containing no hydrocarbon component is used as the clean gas, but nitrogen gas or the like may be used. In addition, when a gas containing a hydrocarbon component is used as the clean gas, the hydrocarbon component concentration is measured in advance, and the hydrocarbon component concentration of the exhaust gas is obtained by subtracting it from the measured value. Also good. In the above embodiment, the clean gas is stored in the tank 34. However, the air around the exhaust gas measuring device 10 may be used as the clean gas. Furthermore, in the above embodiment, the temperature of the clean gas guided to the supply pipe 36 is detected and the clean gas supply system 32 is controlled based on the detected temperature. However, the temperature is not based on the temperature of the clean gas. It may be controlled. In this case, the second temperature sensor 64 can be omitted.

本発明に係る一実施形態の排気ガス測定装置の概念図である。1 is a conceptual diagram of an exhaust gas measuring device according to an embodiment of the present invention. 図1の円A内の拡大断面図である。It is an expanded sectional view in the circle A of FIG. 排気ガスを調温するための、フローチャートの一例である。It is an example of the flowchart for adjusting temperature of exhaust gas. 排気ガス分析中の、清浄ガスの流れを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the flow of the clean gas during exhaust gas analysis. 排気ガス導入通路浄化中の、清浄ガスの流れを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the flow of the clean gas during exhaust gas introduction channel | path purification.

符号の説明Explanation of symbols

10 排気ガス測定装置
12 排気管
14 HC分析計
16 ガス導入通路
17 排気ガス導入通路
18 ガス導入管
20 ヒーター
22 加熱部
24 非加熱部
26 排気通路
28 開口部
30 縮径部
32 清浄ガス供給系統
34 タンク
36 供給管
38 加熱手段
40 流量制御手段
48 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exhaust gas measuring device 12 Exhaust pipe 14 HC analyzer 16 Gas introduction path 17 Exhaust gas introduction path 18 Gas introduction pipe 20 Heater 22 Heating part 24 Non-heating part 26 Exhaust path 28 Opening part 30 Reduced diameter part 32 Clean gas supply system 34 Tank 36 Supply pipe 38 Heating means 40 Flow rate control means 48 Control device

Claims (2)

内燃機関の排気ガスの一部を、ガス導入通路を介してHC分析計に導き、排気ガスの炭化水素成分濃度を測定する排気ガス測定装置であって、
前記ガス導入通路に供給する清浄ガスの流量を調節する流量調節手段と、前記清浄ガスを必要に応じて加熱する加熱手段とを備え、流量および温度の調節された清浄ガスを前記ガス導入通路に供給する清浄ガス供給系統と、
前記ガス導入通路を含んで形成された排気ガス導入通路の浄化を行う際、所定流量の清浄ガスを所定温度で前記ガス導入通路に供給するように前記清浄ガス供給系統の前記流量調節手段および前記加熱手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする排気ガス測定装置。
An exhaust gas measuring device for guiding a part of exhaust gas of an internal combustion engine to an HC analyzer through a gas introduction passage and measuring a hydrocarbon component concentration of the exhaust gas,
A flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the clean gas supplied to the gas introduction passage; and a heating means for heating the clean gas as required. The clean gas having the flow rate and temperature adjusted is supplied to the gas introduction passage. A clean gas supply system to supply;
When purifying the exhaust gas introduction passage formed including the gas introduction passage, the flow rate adjusting means of the clean gas supply system and the flow rate adjusting means of supplying a predetermined flow rate of clean gas to the gas introduction passage at a predetermined temperature, and Control means for controlling the heating means;
An exhaust gas measuring device comprising:
前記所定流量は、前記HC分析計の吸引流量を超えた流量であり、
前記所定温度は、前記HC分析計での分析温度を超えた温度であることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス測定装置。
The predetermined flow rate is a flow rate exceeding the suction flow rate of the HC analyzer,
The exhaust gas measuring device according to claim 1, wherein the predetermined temperature is a temperature exceeding an analysis temperature in the HC analyzer.
JP2006106607A 2006-04-07 2006-04-07 Exhaust gas measuring instrument Pending JP2007278897A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006106607A JP2007278897A (en) 2006-04-07 2006-04-07 Exhaust gas measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006106607A JP2007278897A (en) 2006-04-07 2006-04-07 Exhaust gas measuring instrument

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007278897A true JP2007278897A (en) 2007-10-25

Family

ID=38680483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006106607A Pending JP2007278897A (en) 2006-04-07 2006-04-07 Exhaust gas measuring instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007278897A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112955740A (en) * 2018-11-15 2021-06-11 霍尔辛姆科技有限公司 Method and apparatus for analyzing gas samples in rotary cement kilns
WO2023120015A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 株式会社堀場製作所 Exhaust gas analysis device, exhaust gas analysis method, and exhaust gas analysis program

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112955740A (en) * 2018-11-15 2021-06-11 霍尔辛姆科技有限公司 Method and apparatus for analyzing gas samples in rotary cement kilns
WO2023120015A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 株式会社堀場製作所 Exhaust gas analysis device, exhaust gas analysis method, and exhaust gas analysis program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102316606B1 (en) Method of operating an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine having a three-way precatalytic converter and an exhaust gas aftertreatment system
CN102338740B (en) Adsorptive gas analyzer
KR101574499B1 (en) Method and device for the diagnosis of an nox sensor for an internal combustion engine
US6694243B2 (en) Method and apparatus for determining oxygen storage capacity time of a catalytic converter
US8516908B2 (en) Sample system for gaseous emission measurement
JP4413160B2 (en) Exhaust gas component analyzer
US20060243026A1 (en) Particulate sampling system having flow check device
DE112009002558T5 (en) Particle sampling system and method for reducing over-sampling during transitions
CN112412597B (en) Catalyst degradation diagnosis system and catalyst degradation diagnosis method
CN108226268B (en) Gas analysis device, gas sampling device, and gas analysis method
US5221517A (en) Methane analyzer with improved sample preparation
US10408166B2 (en) Gas analysis device, gas sampling device and gas analysis method
JP4925489B1 (en) Gas analyzer
JP2011242194A (en) Exhaust gas measuring instrument and method for collecting exhaust gas
JP2007278897A (en) Exhaust gas measuring instrument
JP2010276473A (en) Exhaust gas measurement system
JP2004225695A (en) Method and apparatus for operating metering unit of catalyst
JP2010139340A (en) Exhaust gas measuring device
JP4550645B2 (en) Vehicle-mounted exhaust gas analyzer
KR100929585B1 (en) Performance tester of vehicle post-processing device using burner
US4116053A (en) Thermal reactor/catalytic converter efficiency determination method
US7832199B2 (en) Exhaust purification system for internal combustion engine
JP2006284502A (en) Gas analysis apparatus, and control method of hydrogen flame ionization detector
CN108368791B (en) Method for testing a humidity sensor of a diesel engine
US8554444B2 (en) Method for operating an internal combustion engine