JP2008164419A - Particle number measuring system, and control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent back flow from a particle number measuring instrument with simple structure, in a particle number measuring system. <P>SOLUTION: This particle number measuring system is provided with an exhaust gas introducing port PT1 for introducing an exhaust gas from an engine, a main flow line TL with a base end connected to the exhaust gas introducing port PT1, the first suction pump VP1 connected to the main flow line TL to introduce the exhaust gas into the main flow line TL, a measuring flow line ML extended from the main flow line TL, a particle number measuring instrument 3 provided in the measuring flow line ML, and the second suction pump VP2 provided in series in a downstream of the particle number measuring instrument 3, and is constituted to measure the number of particles in the exhaust gas by the particle number measuring instrument 3. In the particle number measuring system, a dummy flow line DL having a fluid resistance part DL1 in its midway is provided in parallel to the measuring flow line ML between the main flow line TL and the second suction pump VP2, and a switching valve 7 for switching-connecting the main flow line TL is provided in either of the measuring flow line ML or the dummy flow line DL. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの排出ガスに含まれるPM等の固体粒子数を計測する粒子数計測システム等に関するものである。   The present invention relates to a particle number measurement system for measuring the number of solid particles such as PM contained in engine exhaust gas.

エンジンからの排出物質の1つである粒子状物質(PM:Particulate Matters)の測定方法としては、フィルタを用いてPMを捕集し、そのPM質量を図るフィルタ質量法が周知である。ところで、PM排出量が微量となり、フィルタ重量法では精度面で厳しい状況となってきている。そのような状況のもと、フィルタ重量法の代替法としてな開発されたものが、排出ガス中のPMの数を計測する手法である。その具体的なシステム構成としては、例えば粒子数計測装置の前段に、エンジンの排出ガスをエア等で希釈する希釈ユニットを設け、その希釈した排出ガスの一部を当該粒子数計測装置に導いて、その中に含まれる粒子数をカウントするようにしたものが知られている(特許文献1参照)。   As a method for measuring particulate matter (PM), which is one of exhaust substances from the engine, a filter mass method is known in which PM is collected using a filter and the PM mass is measured. By the way, the amount of PM emission is very small, and the filter weight method has become severe in terms of accuracy. Under such circumstances, a method developed as an alternative to the filter weight method is a method for measuring the number of PM in exhaust gas. As a specific system configuration, for example, a dilution unit for diluting the exhaust gas of the engine with air or the like is provided in the front stage of the particle number measuring device, and a part of the diluted exhaust gas is led to the particle number measuring device. In addition, there is known one that counts the number of particles contained therein (see Patent Document 1).

このような粒子数計測装置の1つとして、CPC(Condensation Particle Counter)と称されるものが知られている。このCPCは、過飽和のアルコール(ブタノール等)雰囲気中に、粒子状物質を通過させて大きな径に成長させた後、スリットから排出して、出てきた粒子をレーザ光にて計数するものである。   One of such particle number measuring apparatuses is known as a CPC (Condensation Particle Counter). In this CPC, a particulate material is passed through a supersaturated alcohol (butanol, etc.) atmosphere to grow to a large diameter, and then discharged from the slit, and the emitted particles are counted with a laser beam. .

このCPCを用いたシステム構成の一例を簡単に説明すると、図4に示すように、このシステムには、エンジンの排気管に直接又は全流希釈トンネルや分流希釈トンネルなどを介して連通するメイン流路X7が設けられていて、このメイン流路X7の末端部に設けた第1吸引ポンプX4を作動させることにより、当該メイン流路X7にエンジンからの排出ガスが導入されるように構成されている。このメイン流路X7には、その中間に1乃至複数段の希釈ユニットX3が配置されており、前記排出ガスはこの希釈ユニットX3でエアにより希釈される。このようにして希釈された排出ガスは、そのうちの一部が、メイン流路X7から分岐する測定流路X8を介して粒子数計測装置X5に導かれ、粒子数測定に供される。粒子数計測装置X5の下流に設けられている第2吸引ポンプX6は、この測定流路X8へのガス吸引のためのものであり、その吸引流量は粒子数計測装置X5の容量で定められる。
特開2006−194726号公報
An example of a system configuration using this CPC will be briefly described. As shown in FIG. 4, this system has a main flow that communicates with an exhaust pipe of an engine directly or through a full flow dilution tunnel or a diversion dilution tunnel. A passage X7 is provided, and exhaust gas from the engine is introduced into the main passage X7 by operating the first suction pump X4 provided at the end of the main passage X7. Yes. In the main flow path X7, one to a plurality of dilution units X3 are arranged in the middle, and the exhaust gas is diluted with air in the dilution unit X3. A part of the exhaust gas diluted in this way is guided to the particle number measuring device X5 via the measurement channel X8 branched from the main channel X7, and used for particle number measurement. The second suction pump X6 provided downstream of the particle number measuring device X5 is for gas suction into the measurement channel X8, and the suction flow rate is determined by the capacity of the particle number measuring device X5.
JP 2006-194726 A

ところが、排出ガス全体を吸引する第1吸引ポンプX4は、少量のガスを吸引するだけでよい第2吸引ポンプと比べると、通常は桁違いの吸引性能を有していることから、システム始動時などにおける各部での圧力や流量が安定していない状況やポンプ動作が安定していない状況では、例えば第1吸引ポンプX4による吸引効果が強く発揮されて粒子数計測装置X5の上流側がその下流側よりも負圧になり、粒子数計測装置X5の中の物質がメイン流路側へ逆流する可能性が考えられる。このような逆流が生じると、測定開始のタイミングが安定しないだけでなく、粒子数計測装置X5がCPCの場合には、測定粒子と核凝集反応を生起するブタノールのように流路への排出に注意を要するものが用いられていることもあり、このような逆流現象は避けなければならない。   However, the first suction pump X4 that sucks the entire exhaust gas normally has an order of magnitude of suction performance compared to the second suction pump that only needs to suck a small amount of gas. For example, in the situation where the pressure and flow rate in each part are not stable and the situation where the pump operation is not stable, for example, the suction effect by the first suction pump X4 is exerted strongly, and the upstream side of the particle number measuring device X5 is the downstream side. There is a possibility that the pressure in the particle number measuring device X5 may flow back to the main flow path side. When such a backflow occurs, not only the measurement start timing is stabilized, but also when the particle number measuring device X5 is CPC, it is discharged to the flow path like butanol that causes a nuclear agglutination reaction with the measured particles. Something that requires attention may be used, and such a backflow phenomenon must be avoided.

本発明は、かかる課題に鑑みて行われたものであって、粒子数計測システムにおいて、簡便な構造によって粒子数計測装置からの逆流を防止できるようにすることをその主たる所期課題としたものである。   The present invention has been made in view of such problems, and in the particle number measurement system, the main intended problem is to prevent backflow from the particle number measurement device with a simple structure. It is.

すなわち、本発明に係る粒子数計測システムは、エンジンの排出ガスを導入するための排出ガス導入ポートと、その排出ガス導入ポートに基端を接続されたメイン流路と、そのメイン流路に排出ガスを導入すべく当該メイン流路に接続された第1吸引ポンプと、前記メイン流路から延出する測定流路と、その測定流路上に設けられた粒子数計測装置と、その粒子数計測装置の下流に直列に設けられた第2吸引ポンプと、を備え、前記粒子数計測装置によって排出ガス中の粒子数を計測するように構成したものであって、前記メイン流路及び第2吸引ポンプの間であって前記測定流路と並列に設けられたダミー流路と、前記測定流路又はダミー流路のいずれか一方に、前記メイン流路を切替接続する切替バルブと、を備えていることを特徴とする。   That is, the particle number measurement system according to the present invention includes an exhaust gas introduction port for introducing engine exhaust gas, a main flow path having a base end connected to the exhaust gas introduction port, and a discharge to the main flow path. A first suction pump connected to the main channel for introducing gas, a measurement channel extending from the main channel, a particle number measuring device provided on the measurement channel, and a particle number measurement A second suction pump provided in series downstream of the device, and configured to measure the number of particles in the exhaust gas by the particle number measuring device, wherein the main flow path and the second suction A dummy channel provided between the pump and in parallel with the measurement channel, and a switching valve that switches and connects the main channel to either the measurement channel or the dummy channel. It is characterized by being .

このようなものであれば、システム始動時など、流体環境の安定していない条件下においては、切替バルブを制御して粒子数計測装置への流体流れを閉止し、これと並列に設けられたダミー流路にガスが流れ込むようにすることで、粒子数計測装置からの逆流を防止することができる。   If this is the case, under conditions where the fluid environment is not stable, such as when the system is started, the switching valve is controlled to close the fluid flow to the particle number measuring device, and this is provided in parallel. By allowing the gas to flow into the dummy flow path, it is possible to prevent backflow from the particle number measuring apparatus.

その後、ダミー流路での逆流現象などが生じない、流体環境の安定した状態が確立した後で、切替バルブを駆動し、粒子数計測装置へ排出ガスが流れ込むようにすれば、粒子数計測装置からの逆流などが生じることなく、スムーズに粒子数測定を開始することができるようになる。   After that, after establishing a stable state of the fluid environment that does not cause a reverse flow phenomenon in the dummy flow path, the switching valve is driven so that the exhaust gas flows into the particle number measuring device. Thus, the particle number measurement can be started smoothly without any backflow from the nozzle.

ダミー流路と測定流路との切替時において、流体環境の安定を保ち、より確実に逆流防止を図れるようにするには、ダミー流路が途中に流体抵抗部を有するものであり、その前記流体抵抗部の流体に対する特性を、粒子数計測装置の流体に対する特性と近似するように構成しておくことが望ましい。   In order to maintain the stability of the fluid environment at the time of switching between the dummy flow channel and the measurement flow channel and to more reliably prevent the back flow, the dummy flow channel has a fluid resistance part on the way, It is desirable that the characteristics of the fluid resistance portion with respect to the fluid be configured to approximate the characteristics of the particle number measuring device with respect to the fluid.

切替を自動で行うためのより具体的な構成としては、前記切替バルブが、外部からの切替信号によってリモート駆動可能なものとする一方、メイン流路の流体環境に関する所定条件が満たされた場合にはメイン流路と測定流路とを連通させ、所定条件が満たされていない場合には、メイン流路とダミー流路と連通させるように前記切替バルブを制御するバルブ制御部をさらに設けたものを挙げることができる。   As a more specific configuration for automatically performing switching, the switching valve is capable of being remotely driven by an external switching signal, while a predetermined condition regarding the fluid environment of the main flow path is satisfied. Is provided with a valve control unit for controlling the switching valve so that the main flow path and the measurement flow path are communicated, and the predetermined flow condition is not satisfied, and the main flow path and the dummy flow path are communicated with each other. Can be mentioned.

所定条件が満たされたかどうかを簡単に判断できるようにするためには、例えば、前記所定条件を、排出ガスの導入開始から一定時間を経過したこととしておけばよい。   In order to be able to easily determine whether or not the predetermined condition is satisfied, for example, the predetermined condition may be determined as that a certain time has elapsed from the start of the introduction of the exhaust gas.

どのような系にも対応して、より確実に逆流防止できるようにするためには、前記所定条件を、メイン流路の流体環境が所定範囲で安定していることとしたものが望ましい。   In order to be able to prevent backflow more reliably for any system, it is desirable that the predetermined condition is that the fluid environment of the main flow path is stable within a predetermined range.

バルブ切替やその切替時の判断を必ずしも自動で行う必要はなく、オペレータやコンピュータが、メイン流路の流体環境に関する所定条件が満たされた場合にはメイン流路と測定流路とを連通させ、所定条件が満たされていない場合には、メイン流路とダミー流路と連通させるように前記切替バルブを制御すればよい。   It is not always necessary to automatically perform valve switching and determination at the time of switching, and when a predetermined condition regarding the fluid environment of the main flow path is satisfied, an operator or a computer communicates the main flow path with the measurement flow path. When the predetermined condition is not satisfied, the switching valve may be controlled so as to communicate with the main flow path and the dummy flow path.

このように構成した本発明によれば、切替バルブとダミー流路を設け、この切替バルブを適宜制御するだけの簡単な構成で、システム始動時など、流体環境の安定していない条件下において生じ得る粒子数計測装置からの逆流現象を回避することができ、粒子数計測装置内の物質の漏洩やそれによる測定流路、メイン流路等の汚染を確実に防止することができる。   According to the present invention configured as described above, the switching valve and the dummy flow path are provided, and the switching valve and the dummy flow path are simply configured so as to be appropriately controlled. The backflow phenomenon from the obtained particle number measuring apparatus can be avoided, and the leakage of the substance in the particle number measuring apparatus and the resulting contamination of the measurement flow path, the main flow path, etc. can be reliably prevented.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態に係る粒子数計測システム100の全体概要を示す。この粒子数計測システム100は、排出ガス導入ポートPT1から内部に設けたメイン流路TLにエンジンの排出ガスを導びいて、それに希釈や気化等を施した後、メイン流路TLの最終端部に設けた粒子数計測装置3で前記排出ガス中の固体粒子であるPMを測定するものである。   FIG. 1 shows an overall outline of a particle number measurement system 100 according to the present embodiment. This particle number measurement system 100 introduces engine exhaust gas from an exhaust gas introduction port PT1 to a main flow path TL provided therein, and performs dilution, vaporization, etc., and then the final end of the main flow path TL. The PM, which is a solid particle in the exhaust gas, is measured by the particle number measuring device 3 provided in the above.

以下にこの粒子数計測システム100について詳述する。   The particle number measuring system 100 will be described in detail below.

前記排出ガス導入ポートPT1は、図示しないエンジンからの排気ラインに接続されており、この排出ガス導入ポートPT1に、例えばエンジンからの直接の排出ガスもしくは全流希釈トンネルや分流希釈トンネルで希釈された排出ガスが導かれるように構成している。なお、以下で排出ガスというときは、上述したような希釈された排出ガスも含む意味で用いることとする。   The exhaust gas introduction port PT1 is connected to an exhaust line from an engine (not shown). The exhaust gas introduction port PT1 is diluted with, for example, a direct exhaust gas from the engine or a full-flow dilution tunnel or a diversion dilution tunnel. The exhaust gas is guided. In the following description, the exhaust gas is used to include the diluted exhaust gas as described above.

この排出ガス導入ポートPT1から内部に導入された排出ガスは、ダスト除去器CLを経て、一部はバイパス路BLから排出され、その残りが、直列に設けた複数段(2段)の希釈ユニット21、22に導かれて希釈ガスであるエアによって希釈される。なお、エアは、希釈ガス導入ポートPT2からレギュレータRGを介してアキュムレータACに一旦蓄積され、このアキュムレータACから内部エア流路ALを経て、メイン流路TLの各所に供給されるように構成してある。   The exhaust gas introduced into the inside from the exhaust gas introduction port PT1 is partly exhausted from the bypass passage BL via the dust remover CL, and the remainder is a multi-stage (two-stage) dilution unit provided in series. It is led to 21 and 22 and diluted with air which is a dilution gas. The air is temporarily accumulated in the accumulator AC from the dilution gas introduction port PT2 via the regulator RG, and is supplied from this accumulator AC to the various locations of the main flow path TL via the internal air flow path AL. is there.

各希釈ユニット21、22は、上流から流入する排出ガスのうちの一部をバイパス路BL1、BL2に分けて流すフロースプリッタFS1、FS2と、メイン流路TLと内部エア流路ALとの接続点又はその下流近傍に設けた混合器MX1、MX2と、その混合器MX1、MX2に導入される被希釈ガスである排出ガスの質量流量を測定するための流量測定機構211、221と、混合器MX1、MX2に同じく導入されるエアの質量流量を制御するエア流量制御部MFC1、MFC2と、被希釈ガスである排出ガスの質量流量を可変させる排出ガス流量制御部MFC3、MFC4と、を備えている。そして、この希釈ユニット21、22に流れ込んでくる排出ガスの流量を、前記流量測定部211、221で測定するとともに排出ガス流量制御部MFC3、MFC4で制御して、所望の希釈比を実現するように構成されている。   Each of the dilution units 21 and 22 is a connection point between the flow splitters FS1 and FS2 for flowing a part of the exhaust gas flowing in from upstream to the bypass passages BL1 and BL2, and the main flow path TL and the internal air flow path AL. Alternatively, mixers MX1 and MX2 provided in the vicinity thereof, flow rate measuring mechanisms 211 and 221 for measuring the mass flow rate of the exhaust gas that is the dilution gas introduced into the mixers MX1 and MX2, and the mixer MX1 In addition, air flow control units MFC1 and MFC2 that control the mass flow rate of air that is also introduced into MX2, and exhaust gas flow rate control units MFC3 and MFC4 that change the mass flow rate of the exhaust gas that is to be diluted are provided. . The flow rate of the exhaust gas flowing into the dilution units 21 and 22 is measured by the flow rate measuring units 211 and 221 and controlled by the exhaust gas flow rate control units MFC3 and MFC4 so as to realize a desired dilution ratio. It is configured.

なお、前記流量測定機構211、221は、流体抵抗となるオリフィス部O1、O2と、そのオリフィス部O1、O2の差圧を測定する圧力センサP12、P22と、上流側の絶対圧を測定する圧力センサP11、P21と、流体の温度を調整する温調器TC1、TC2とを備えており、オリフィス部O1、O2の上下流の圧力情報及び温調器TC1、TC2からの温度情報に基づいて、別に設けた情報処理装置5(特に図2参照)が、混合器MX1、MX2に導入される排出ガスの質量流量を算出できるように構成されたものである。情報処理装置5は、CPU、メモリ、入力手段、ディスプレイ等を備え、メモリに格納した所定プログラムにしたがってCPUや周辺機器が協働して動作する汎用乃至専用のいわゆるコンピュータである。   The flow rate measuring mechanisms 211 and 221 include orifices O1 and O2 that are fluid resistances, pressure sensors P12 and P22 that measure a differential pressure between the orifices O1 and O2, and pressures that measure an upstream absolute pressure. Sensors P11 and P21 and temperature controllers TC1 and TC2 for adjusting the temperature of the fluid are provided. Based on pressure information on the upstream and downstream of the orifices O1 and O2 and temperature information from the temperature controllers TC1 and TC2, The information processing apparatus 5 (see FIG. 2 in particular) provided separately is configured to be able to calculate the mass flow rate of the exhaust gas introduced into the mixers MX1 and MX2. The information processing apparatus 5 is a general-purpose or dedicated so-called computer that includes a CPU, a memory, input means, a display, and the like, and in which the CPU and peripheral devices operate in cooperation according to a predetermined program stored in the memory.

各流量制御部MFC1〜MFC4は、前記情報処理装置5から目標流量データを与えられると、内部に設けた流量センサ(図示しない)で測定される実流量が、目標流量データの値(以下、目標流量とも言う)となるように、内部のバルブ(図示しない)を調整してローカルで流量制御するものである。この目標流量は、前記情報処理装置5によって、希釈比から算出される。   When each of the flow rate control units MFC1 to MFC4 is provided with target flow rate data from the information processing device 5, the actual flow rate measured by a flow sensor (not shown) provided therein is the value of the target flow rate data (hereinafter referred to as target flow rate data). The flow rate is controlled locally by adjusting an internal valve (not shown) so that the flow rate is also referred to. This target flow rate is calculated from the dilution ratio by the information processing device 5.

さて、前述した2段の希釈ユニット21、22で希釈された排出ガスの一部が粒子数計測装置3に導かれる。この実施形態での粒子数計測装置3は、アルコールやブタノールなどの有機ガスを過飽和状態で混入させて排出ガス中のPMを大きな径に成長させ、成長したPMをレーザ光によって計数するタイプのものである。したがって、所定流量以上の大量のガスを流すことはできない。この粒子数計測装置3で測定された計数データは、前記情報処理装置5に出力されて適宜処理される。   Now, part of the exhaust gas diluted by the two-stage dilution units 21 and 22 described above is guided to the particle number measuring device 3. The particle number measuring device 3 in this embodiment is of a type in which organic gas such as alcohol or butanol is mixed in a supersaturated state to grow PM in exhaust gas to a large diameter, and the grown PM is counted by laser light. It is. Therefore, a large amount of gas exceeding a predetermined flow rate cannot be flowed. Count data measured by the particle number measuring device 3 is output to the information processing device 5 and appropriately processed.

なお、図1中、符号EUは後段希釈ユニット22内に設けられたエバポレーションユニットである。符号VPmは、バイパス路BL、BL1、BL2等を負圧にするためのメインバキュームポンプであり、符号VCはその前段に設けられたバキュームチャンバである。バイパス路BL、BL1、BL2に設けられた符号CO1〜CO3は、ここを流れる流量を一定に保つ、クリティカルオリフィス等の定流量器である。粒子数計測装置3の後段に設けられた符号VPsは、この粒子数計測装置3内に排出ガスを導くためのローカルバキュームポンプである。粒子数計測装置3と並列に設けられた符号FMはフローメータであり、バルブを切り替えることで、その後段に設けたフィルタでPMを除去しエアーを測定装置に導くことができるように構成してある。符号HTは、ヒータなどの加熱手段を有する温度調節器であり、温度をある程度高めておくことにより、配管内壁へのPMの付着や凝集等を防止して、計数誤差を抑制するために設けてある。   In FIG. 1, the symbol EU is an evaporation unit provided in the rear dilution unit 22. Reference sign VPm is a main vacuum pump for making the bypass passages BL, BL1, BL2 and the like have a negative pressure, and reference sign VC is a vacuum chamber provided in the preceding stage. Reference numerals CO1 to CO3 provided in the bypass paths BL, BL1, and BL2 are constant flow devices such as critical orifices that keep the flow rate flowing therethrough constant. Reference numeral VPs provided at the subsequent stage of the particle number measuring device 3 is a local vacuum pump for introducing exhaust gas into the particle number measuring device 3. The symbol FM provided in parallel with the particle number measuring device 3 is a flow meter, and is configured so that PM can be removed by a filter provided in the subsequent stage and air can be guided to the measuring device by switching the valve. is there. The symbol HT is a temperature controller having a heating means such as a heater, and is provided in order to prevent the PM from adhering to or agglomerating on the inner wall of the pipe by increasing the temperature to some extent, thereby suppressing the counting error. is there.

しかしてこの実施形態では、図1に示すように、粒子数計測装置3内のガスが上流側に逆流することを防止する逆流防止機構6を設けている。   However, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a backflow prevention mechanism 6 for preventing the gas in the particle number measuring device 3 from flowing back to the upstream side is provided.

この逆流防止機構6は、前記メイン流路RMと第2吸引ポンプVP2との間で、測定流路MLと並列に設けられたダミー流路DLと、メイン流路TLから測定流路MLへの分岐点近傍に設けられて前記測定流路ML又はダミー流路DLのいずれか一方に、前記メイン流路を選択的に切替接続する切替バルブ7と、この切替バルブ7を制御する制御部(図示しない)と、を備えている。   The backflow prevention mechanism 6 includes a dummy flow path DL provided in parallel with the measurement flow path ML between the main flow path RM and the second suction pump VP2, and the main flow path TL to the measurement flow path ML. A switching valve 7 that is provided near the branch point and selectively switches and connects the main channel to either the measurement channel ML or the dummy channel DL, and a control unit (not shown) that controls the switching valve 7 Not).

ダミー流路DLは、その中間部位に流体抵抗部DL1を有するもので、この流体抵抗部DL1は例えばオリフィスやチョークから構成されている。そしてこの流体抵抗部DL1の流体に対する特性である流路抵抗が、粒子数計測装置3の流路抵抗と近似するように設定されている。   The dummy flow path DL has a fluid resistance portion DL1 at an intermediate portion thereof, and the fluid resistance portion DL1 is composed of, for example, an orifice or a choke. And the flow path resistance which is the characteristic with respect to the fluid of this fluid resistance part DL1 is set so that the flow path resistance of the particle number measuring apparatus 3 may be approximated.

切替バルブ7は、外部からの切替信号によってリモート駆動可能な、例えば電磁駆動式3方弁である。   The switching valve 7 is, for example, an electromagnetically driven three-way valve that can be remotely driven by a switching signal from the outside.

制御部は、メイン流路TLの流体環境に関する所定条件が満たされた場合にはメイン流路TLと測定流路MLとを連通させ、所定条件が満たされていない場合には、メイン流路TLとダミー流路DLと連通させるようにバルブ駆動信号を出力して前記切替バルブ7を制御するものである(図2参照)。この実施形態では、この制御部としての機能を発揮するプログラムを、前記情報処理装置5に搭載し、当該情報処理装置5がこの制御部としての機能を兼備するようにしている。   The control unit causes the main channel TL and the measurement channel ML to communicate with each other when a predetermined condition regarding the fluid environment of the main channel TL is satisfied, and when the predetermined condition is not satisfied, the main channel TL. The switching valve 7 is controlled by outputting a valve driving signal so as to communicate with the dummy flow path DL (see FIG. 2). In this embodiment, a program that exhibits the function as the control unit is installed in the information processing apparatus 5 so that the information processing apparatus 5 also has the function as the control unit.

ところで、ここで言う流体環境とは、メイン流路TLを流れる排出ガスの希釈比や流量、圧力などのことであり、所定条件が満たされるとは、その流体環境がある範囲で安定である、という意味である。この実施形態では、直接的に流体環境が安定であるかどうかは判断せず、システム作動初期時、つまり排出ガスの導入初期時は、ポンプ動作の不安定や環境変化などに起因して、前記流体環境が不安定であって所定条件が満たされないと擬制している。   By the way, the fluid environment here refers to the dilution ratio, flow rate, pressure, and the like of the exhaust gas flowing through the main flow path TL, and satisfying the predetermined condition is stable within a certain range of the fluid environment. It means that. In this embodiment, it is not directly determined whether the fluid environment is stable, and at the initial stage of system operation, that is, at the initial stage of introduction of exhaust gas, due to instability of pump operation, environmental change, etc. It is assumed that the fluid environment is unstable and the predetermined condition is not satisfied.

次に、具体的な切替バルブの制御方法につき説明する。   Next, a specific switching valve control method will be described.

まず情報処理装置5は、デフォルト、すなわちシステムが作動していない状態では、切替バルブ7を制御し、メイン流路TLとダミー流路DLとが連通するように維持している(ステップS1)。   First, the information processing apparatus 5 controls the switching valve 7 in the default state, that is, in a state where the system is not operated, and maintains the main flow path TL and the dummy flow path DL in communication (step S1).

一方で、この情報処理装置5は、システム100が作動開始したかどうかを監視しており(ステップS2)、作動開始したことを検知した場合には、その開始時点から、メイン流路TLの希釈比や流量、圧力などが安定するための所定時間が経過したかどうかを判断する(ステップS3)。そして、所定時間経過後は、メイン流路TLが測定流路MLに連通するように切替バルブを制御する(ステップS4)。   On the other hand, the information processing apparatus 5 monitors whether or not the system 100 has started operating (step S2), and when it detects that the system 100 has started operating, the dilution of the main flow path TL is started from that starting time. It is determined whether a predetermined time for stabilizing the ratio, flow rate, pressure, etc. has elapsed (step S3). Then, after a predetermined time has elapsed, the switching valve is controlled so that the main channel TL communicates with the measurement channel ML (step S4).

なお、前記所定時間は、ここでは予め定めた一定期間であるが、メイン流路TLの希釈比や流量、圧力などを情報処理装置5で自動モニタしておいて、それらが所期の一定範囲で安定していることを条件に切替バルブ7を切り替えるようにしてもよい。   The predetermined time is a predetermined period here, but the information processing device 5 automatically monitors the dilution ratio, flow rate, pressure, etc. of the main channel TL, and these are within a predetermined predetermined range. The switching valve 7 may be switched on the condition that it is stable.

このような構成によれば、システム始動時など、流体環境の安定していない条件下においては、粒子数計測装置3への流体流れが閉止され、これと並列に設けられたダミー流路DLにガスが流れ込む。そしてこのダミー流路DLでの逆流現象などが解消し、流体環境の安定した状態が確立した後で、切替バルブ7が駆動されて、こんどは粒子数計測装置3へ排出ガスが流れ込むこととなる。しかして、粒子数計測装置3とダミー流路DLに設けられた流体抵抗部DL1との流れ特性が類似しているため、このときの切替によって流体環境がほとんど乱されることはなく、そのままの安定した状態、すなわち粒子数計測装置3からの逆流などが生じることなく、スムーズに粒子数測定を開始することができるようになる。   According to such a configuration, under conditions where the fluid environment is not stable, such as when the system is started, the fluid flow to the particle number measuring device 3 is closed, and the dummy flow path DL provided in parallel with this is closed. Gas flows in. Then, after the reverse flow phenomenon in the dummy flow path DL is solved and a stable state of the fluid environment is established, the switching valve 7 is driven, and the exhaust gas flows into the particle number measuring device 3 this time. . Since the flow characteristics of the particle number measuring device 3 and the fluid resistance portion DL1 provided in the dummy channel DL are similar, the fluid environment is hardly disturbed by the switching at this time. The particle number measurement can be started smoothly without a stable state, that is, without backflow from the particle number measuring device 3.

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、前記実施形態では、切替バルブを情報処理装置が自動制御していたが、オペレータが流体環境を判断して手動でこの切替バルブを操作しても構わない。   For example, in the above-described embodiment, the information processing apparatus automatically controls the switching valve. However, the operator may manually operate the switching valve after determining the fluid environment.

加えて、流路系など、その構成は図示例に限られず、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能である。   In addition, the configuration of the flow path system and the like is not limited to the illustrated example, and the present invention can be variously modified without departing from the spirit thereof.

本発明の一実施形態における粒子数計測システムを示す模式的概略全体図。1 is a schematic overall view showing a particle number measurement system according to an embodiment of the present invention. 同実施形態における情報の流れを示す情報伝達図。The information transmission figure which shows the flow of the information in the embodiment. 同実施形態における逆流防止手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the backflow prevention procedure in the embodiment. 従来の粒子数計測システムを示す模式的概略全体図。The typical schematic whole figure which shows the conventional particle number measurement system.

符号の説明Explanation of symbols

100・・・粒子数計測システム
3・・・粒子数計測装置
5・・・制御部(情報処理装置)
7・・・切替バルブ
PT1・・・排出ガス導入ポート
PT2・・・希釈ガス導入ポート
TL・・・メイン流路
ML・・・測定流路
DL・・・ダミー流路
DL1・・・流体抵抗部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Particle number measuring system 3 ... Particle number measuring device 5 ... Control part (information processing apparatus)
7 ... Switching valve PT1 ... Exhaust gas introduction port PT2 ... Dilution gas introduction port TL ... Main passage ML ... Measurement passage DL ... Dummy passage DL1 ... Fluid resistance section

Claims (6)

エンジンの排出ガスを導入するための排出ガス導入ポートと、その排出ガス導入ポートに基端を接続されたメイン流路と、そのメイン流路に排出ガスを導入すべく当該メイン流路に接続された第1吸引ポンプと、前記メイン流路から延出する測定流路と、その測定流路上に設けられた粒子数計測装置と、その粒子数計測装置の下流に直列に設けられた第2吸引ポンプと、を備え、前記粒子数計測装置によって排出ガス中の粒子数を計測するように構成したものであって、
前記メイン流路及び第2吸引ポンプの間であって前記測定流路と並列に設けられたダミー流路と、
前記測定流路又はダミー流路のいずれか一方に、前記メイン流路を切替接続する切替バルブと、を備えている粒子数計測システム。
An exhaust gas introduction port for introducing engine exhaust gas, a main passage connected to the exhaust gas introduction port at the base end, and a main passage connected to the main passage for introducing exhaust gas into the main passage A first suction pump, a measurement channel extending from the main channel, a particle number measuring device provided on the measurement channel, and a second suction provided in series downstream of the particle number measuring device A pump, and configured to measure the number of particles in the exhaust gas by the particle number measuring device,
A dummy channel provided between the main channel and the second suction pump and in parallel with the measurement channel;
A particle number measurement system comprising: a switching valve that switches and connects the main channel to either the measurement channel or the dummy channel.
ダミー流路が途中に流体抵抗部を有するものであり、その流体抵抗部の流体に対する特性が、粒子数計測装置の流体に対する特性と近似するように構成されている請求項1記載の粒子数計測システム。   2. The particle number measurement according to claim 1, wherein the dummy channel has a fluid resistance part in the middle, and the characteristic of the fluid resistance part with respect to the fluid approximates to the characteristic of the particle number measuring device with respect to the fluid. system. 前記切替バルブが、外部からの切替信号によってリモート駆動可能なものであり、その切替バルブを制御するバルブ制御部をさらに備えたものであって、
前記制御部が、メイン流路の流体環境に関する所定条件が満たされた場合にはメイン流路と測定流路とを連通させ、所定条件が満たされていない場合には、メイン流路とダミー流路と連通させるように前記切替バルブを制御するものである請求項1又は2記載の粒子数計測システム。
The switching valve can be remotely driven by a switching signal from the outside, and further includes a valve control unit that controls the switching valve,
When the predetermined condition regarding the fluid environment of the main flow path is satisfied, the control unit communicates the main flow path with the measurement flow path. When the predetermined condition is not satisfied, the control section communicates with the main flow path and the dummy flow path. The particle number measuring system according to claim 1 or 2, wherein the switching valve is controlled so as to communicate with a road.
前記所定条件が、排出ガスの導入開始時点から一定時間を経過したことである請求項3記載の粒子数計測システム。   The particle number measuring system according to claim 3, wherein the predetermined condition is that a predetermined time has elapsed from the start of introduction of exhaust gas. 前記所定条件が、メイン流路の流体環境が所定範囲で安定していることである請求項3記載の粒子数計測システム。   The particle number measurement system according to claim 3, wherein the predetermined condition is that a fluid environment of the main channel is stable within a predetermined range. 請求項1又は2記載の粒子数計測システムに適用される制御方法であって、メイン流路の流体環境に関する所定条件が満たされた場合にはメイン流路と測定流路とを連通させ、所定条件が満たされていない場合には、メイン流路とダミー流路と連通させるように前記切替バルブを制御する粒子数計測システムの制御方法。
A control method applied to the particle number measurement system according to claim 1 or 2, wherein when a predetermined condition relating to a fluid environment of the main flow path is satisfied, the main flow path and the measurement flow path are communicated with each other. A control method of a particle number measurement system that controls the switching valve so that a main channel and a dummy channel communicate with each other when a condition is not satisfied.
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