JP2013029395A - Gas analysis apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼排ガスのガス成分を分析するガス分析装置に関するものである。 The present invention relates to a gas analyzer for analyzing a gas component of combustion exhaust gas.
自動車排出ガス中には、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、非メタン炭化水素（ＮＭＨＣ）等の大気汚染の原因となる数多くの有害物質が含まれている。そこで、自動車排出ガスによる大気汚染を軽減するため、日米欧を中心に排出ガス規制が行われ、この規制において、自動車排出ガス中に含まれる大気汚染物質の上限量が定められている。 Automobile exhaust contains many harmful substances that cause air pollution such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO x ), and non-methane hydrocarbons (NMHC). ing. Therefore, in order to reduce air pollution caused by automobile exhaust gas, exhaust gas regulations have been conducted mainly in Japan, the United States, and Europe. In this regulation, the upper limit amount of air pollutants contained in automobile exhaust gas is set.
また、自動車排出ガス規制においては、試験モードが定められており、例えば、日本のＪＣ０８モードや、米国のＬＡ４モード等の試験モードがよく知られている。
そして、排出ガスの測定試験は、車両をシャシ・ダイナモメータ上に載せて、規定の試験モードで走行させ、その試験期間中の排出ガス中の大気汚染物質の量を定められた測定法に基づいて測定することによって実行される。この大気汚染物質の測定は、ガス分析装置を使用して行われる。
Further, in the automobile exhaust gas regulations, test modes are defined, and for example, test modes such as JC08 mode in Japan and LA4 mode in the United States are well known.
The exhaust gas measurement test is based on a measurement method in which the vehicle is placed on a chassis dynamometer and travels in the specified test mode, and the amount of air pollutants in the exhaust gas during the test period is determined. It is executed by measuring. This measurement of air pollutants is performed using a gas analyzer.
ガス分析装置は、基本的に、ガスセルと、ガスセルの入口に接続されたガス導入管と、ガスセルの出口に接続されたガス排出管と、ガス導入管およびガス排出管のうちの少なくとも一方に設けられたポンプと、ガスセル内を通過するサンプルガスに含まれる特定のガス成分を検出する検出器とから構成されている。
そして、サンプルガスがガス導入管の入口から取入れられてガスセル内を通過した後、ガス排出管の出口から排出され、ガスセルにおいて、サンプルガスに含まれる特定のガス成分が検出され、その濃度が測定されるようになっている。
The gas analyzer is basically provided in at least one of a gas cell, a gas introduction pipe connected to the gas cell inlet, a gas discharge pipe connected to the gas cell outlet, and the gas introduction pipe and the gas discharge pipe. And a detector for detecting a specific gas component contained in the sample gas passing through the gas cell.
Then, after the sample gas is taken in from the inlet of the gas introduction pipe and passes through the gas cell, it is discharged from the outlet of the gas discharge pipe, and in the gas cell, a specific gas component contained in the sample gas is detected and its concentration is measured. It has come to be.
したがって、ガス分析装置によってガス成分の正確な濃度測定を行うには、ガスセル内の圧力を一定に維持しておく必要がある。
この場合、ガス分析装置の作動中にガス導入管の入口付近やガス排出管の出口付近の外部圧力が変化すると、ポンプの負荷が変動してガスセル内の圧力が変化する。その結果、ガスセル内のサンプルガスの濃度が変化し、ガス成分の正確な濃度測定が行えなくなる。
Therefore, in order to accurately measure the concentration of the gas component by the gas analyzer, it is necessary to keep the pressure in the gas cell constant.
In this case, if the external pressure near the inlet of the gas inlet pipe or the outlet of the gas outlet pipe changes during the operation of the gas analyzer, the load on the pump changes and the pressure in the gas cell changes. As a result, the concentration of the sample gas in the gas cell changes, making it impossible to accurately measure the gas component concentration.
ところで、シャシ・ダイナモメータを用いた従来の排出ガス測定試験は、車両が路上を走行している状態を建屋内（実験室内）で再現するものであり、試験期間中、外部（大気）圧力が変化することはなく、よって従来のガス分析装置による高精度の測定が可能であった。 By the way, the conventional exhaust gas measurement test using a chassis dynamometer reproduces the state in which the vehicle is traveling on the road (in the laboratory), and the external (atmospheric) pressure is maintained during the test period. There was no change, and therefore high-accuracy measurement with a conventional gas analyzer was possible.
しかし、近年、米国や欧州では、ガス分析装置を搭載した車両を、実際に一般道において試験モードで走行させ、走行時の排出ガス中の大気汚染物質の量を測定することが提案されており、この試験法が自動車排出ガス規制において採用される方向にある。
このように車両を一般道において走行させた場合、車両は地形の高低差をぬって走るので、試験走行中に、ガス分析装置のガス導入管の入口およびガス排出管の出口付近において外部（大気）圧力が刻々と変化する。したがって、上述のようなガス分析装置では、ガス濃度の測定を正確に行えないという問題があった。
However, in recent years, in the United States and Europe, it has been proposed that a vehicle equipped with a gas analyzer is actually run in a test mode on a general road to measure the amount of air pollutants in the exhaust gas during running. This test method is in the direction of being adopted in automobile emission regulations.
When the vehicle travels on a general road in this way, the vehicle travels through the topographical differences in height, so during the test travel, the outside (atmosphere) near the gas inlet pipe inlet and the gas outlet pipe outlet of the gas analyzer. ) Pressure changes every moment. Therefore, the gas analyzer as described above has a problem that the gas concentration cannot be measured accurately.
これに対し、従来技術においては、例えば、ガス導入管の入口圧力が変化しても、ガスセル内の圧力が一定に維持されるようにしたガス分析装置（例えば、特許文献１参照）や、ガス排出管の出口圧力が変化しても、ガスセル内の圧力が一定に維持されるようにしたガス分析装置（例えば、特許文献２参照）が知られているが、ガス導入管の入口およびガス排出管の出口付近の外部（大気）圧力が変化した場合に、ガスセル内の圧力変動が生じないような構成を備えたものはなかった。 On the other hand, in the prior art, for example, a gas analyzer (see, for example, Patent Document 1) in which the pressure in the gas cell is kept constant even when the inlet pressure of the gas introduction pipe changes, There is known a gas analyzer (for example, see Patent Document 2) in which the pressure in the gas cell is kept constant even when the outlet pressure of the exhaust pipe changes. None have a configuration that does not cause pressure fluctuations in the gas cell when the external (atmospheric) pressure near the outlet of the tube changes.
したがって、本発明の課題は、ガス導入管の入口およびガス排出管の出口の付近の外部（大気）圧力が変化しても、ガスセル内の圧力を一定に維持することができるガス分析装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas analyzer capable of maintaining the pressure in the gas cell constant even when the external (atmospheric) pressure near the inlet of the gas inlet pipe and the outlet of the gas outlet pipe changes. There is to do.
上記課題を解決するため、本発明によれば、入口および出口を有し、内部をサンプルガスが流れるガスセルと、前記ガスセルの入口に接続されたガス導入管と、前記ガスセルの出口に接続されたガス排出管と、前記ガス導入管に設けられ、前記ガスセルにサンプルガスを供給する第１のポンプと、前記ガス導入管における前記第１のポンプの下流側に接続された分岐管と、前記分岐管に設けられた第１の背圧弁と、前記ガス排出管に設けられ、前記ガスセルからサンプルガスを排出する第２のポンプと、前記ガス排出管における前記第２のポンプの上流側に設けられた第２の背圧弁と、前記ガスセル内を流れるサンプルガスに含まれる特定のガス成分の濃度を検出するための検出ユニットと、を備えており、前記第１の背圧弁が、前記ガス導入管内の前記分岐管との接続部より下流側の圧力が所定のガスセル上流側圧力設定値に維持されるように動作するとともに、前記第２の背圧弁が、前記ガスセル内の圧力、または前記ガス排出管内の前記第２の背圧弁の上流側の圧力が所定のガスセル内圧力設定値に維持されるように動作することによって、前記ガス導入管の入口および前記ガス排出管の出口付近の外部（大気）圧力が変化しても、前記ガスセル内の圧力が一定に維持されるものであることを特徴とするガス分析装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, a gas cell having an inlet and an outlet, in which a sample gas flows, a gas introduction pipe connected to the inlet of the gas cell, and an outlet of the gas cell are connected. A gas discharge pipe; a first pump provided in the gas introduction pipe for supplying a sample gas to the gas cell; a branch pipe connected to a downstream side of the first pump in the gas introduction pipe; and the branch A first back pressure valve provided in a pipe; a second pump provided in the gas discharge pipe for discharging sample gas from the gas cell; and provided upstream of the second pump in the gas discharge pipe. A second back pressure valve, and a detection unit for detecting a concentration of a specific gas component contained in the sample gas flowing in the gas cell, wherein the first back pressure valve includes the gas guide. The pressure downstream of the connecting portion with the branch pipe in the pipe operates so as to be maintained at a predetermined pressure setting value on the gas cell upstream side, and the second back pressure valve is a pressure in the gas cell or the gas By operating so that the pressure on the upstream side of the second back pressure valve in the discharge pipe is maintained at a predetermined pressure setting value in the gas cell, the outside (near the inlet of the gas introduction pipe and the outlet of the gas discharge pipe) A gas analyzer is provided in which the pressure in the gas cell is kept constant even when the atmospheric pressure changes.
本発明の好ましい実施例によれば、前記第１の背圧弁は背圧レギュレータからなっており、前記第１の背圧弁の圧力調節スプリングが、前記ガス導入管内の前記分岐管との接続部より下流側の圧力が前記ガスセル上流側圧力設定値になるように予め調節されている。
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記第１の背圧弁は電動式比例制御バルブからなっており、前記装置は、さらに、前記ガス導入管内の前記分岐管との接続部より下流側の圧力を検出する第１の圧力センサを備えており、前記第１の背圧弁の開度が、前記第１の圧力センサの検出値が前記ガスセル上流側圧力設定値になるように調節される。
According to a preferred embodiment of the present invention, the first back pressure valve comprises a back pressure regulator, and a pressure adjusting spring of the first back pressure valve is connected to the branch pipe in the gas introduction pipe. The downstream pressure is adjusted in advance so as to become the gas cell upstream pressure set value.
According to another preferred embodiment of the present invention, the first back pressure valve comprises an electric proportional control valve, and the device is further downstream of a connection portion with the branch pipe in the gas introduction pipe. A first pressure sensor for detecting the pressure of the first pressure sensor, and an opening degree of the first back pressure valve is adjusted so that a detected value of the first pressure sensor becomes a pressure set value on the upstream side of the gas cell. .
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記第２の背圧弁は背圧レギュレータからなっており、前記第２の背圧弁の圧力調節スプリングが、前記ガスセル内の圧力、または前記ガス排出管内の前記第２の背圧弁の上流側の圧力が前記ガスセル内圧力設定値になるように予め調節されている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記第２の背圧弁は電動式比例制御バルブからなっており、前記装置は、さらに、前記ガス排出管内の前記第２の背圧弁の上流側の圧力、または前記ガスセル内の圧力を検出する第２の圧力センサを備えており、前記第２の背圧弁の開度が、前記第２の圧力センサの検出値が前記ガスセル内圧力設定値になるように調節される。
According to still another preferred embodiment of the present invention, the second back pressure valve is constituted by a back pressure regulator, and a pressure adjusting spring of the second back pressure valve is used for the pressure in the gas cell or the gas discharge. The pressure on the upstream side of the second back pressure valve in the pipe is adjusted in advance so as to become the pressure setting value in the gas cell.
According to still another preferred embodiment of the present invention, the second back pressure valve comprises an electric proportional control valve, and the apparatus further includes an upstream side of the second back pressure valve in the gas exhaust pipe. Or a second pressure sensor for detecting the pressure in the gas cell, the opening of the second back pressure valve is set so that the detected value of the second pressure sensor becomes the pressure setting value in the gas cell. Adjusted to be.
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記分岐管における前記第１の背圧弁の下流側に、サンプルガスを排出するための第３のポンプが備えられる。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記分岐管における前記第１の背圧弁の下流側が、前記ガス排出管における前記第２の背圧弁と前記第２のポンプとの間に接続されている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記検出ユニットは、フーリエ変換型赤外分光光度計、または非分散型赤外線検出器、または化学発光検出器、または磁気式検出器、または水素炎イオン検出器、または炎光光度計、または量子カスケード赤外差分吸収分光計、または質量分析計、またはキャビティリングダウン分光計、またはマイクロ波吸収式検出器からなっている。
According to still another preferred embodiment of the present invention, a third pump for discharging the sample gas is provided downstream of the first back pressure valve in the branch pipe.
According to still another preferred embodiment of the present invention, a downstream side of the first back pressure valve in the branch pipe is connected between the second back pressure valve and the second pump in the gas discharge pipe. ing.
According to still another preferred embodiment of the present invention, the detection unit comprises a Fourier transform infrared spectrophotometer, a non-dispersive infrared detector, a chemiluminescence detector, a magnetic detector, or a hydrogen flame. It consists of an ion detector, or flame photometer, or quantum cascade infrared differential absorption spectrometer, or mass spectrometer, or cavity ring-down spectrometer, or microwave absorption detector.
本発明によれば、ガス導入管における第１のポンプの下流側に分岐管を接続し、分岐管に第１の背圧弁を設けるとともに、ガス排出管における第２のポンプの上流側に第２の背圧弁を設け、ガスセル上流側の圧力を第１の背圧弁で制御し、ガスセル内部およびガスセル下流側の圧力を第２の背圧弁で制御するようにした。そして、ガス導入管の入口付近の外部（大気）圧力が変化した場合は、第１のポンプの負荷が変動し、第１のポンプの出口側の圧力が変化するが、この圧力変化は第１の背圧弁により分岐管を通じて迅速に制御され、ガスセル内の圧力に影響を及ぼすことがなく、また、ガス排出管の出口付近の外部（大気）圧力が変化した場合は、第２のポンプの負荷が変動し、第２のポンプの入口側の圧力が変化するが、この圧力変化は第２の背圧弁によって迅速に制御され、ガスセル内の圧力に影響を及ぼすことがない。
そして、本発明によれば、ガス分析装置を車両に搭載し、高度差のある一般路上を走行させながら、排出ガスに含まれる特定のガス成分の濃度測定を高精度で行うことができる。
According to the present invention, the branch pipe is connected to the downstream side of the first pump in the gas introduction pipe, the first back pressure valve is provided to the branch pipe, and the second upstream of the second pump in the gas discharge pipe is provided. The pressure on the upstream side of the gas cell is controlled by the first back pressure valve, and the pressure inside the gas cell and the pressure on the downstream side of the gas cell are controlled by the second back pressure valve. When the external (atmospheric) pressure near the inlet of the gas introduction pipe changes, the load on the first pump fluctuates, and the pressure on the outlet side of the first pump changes. If the external (atmospheric) pressure near the outlet of the gas discharge pipe is changed without being affected by the pressure in the gas cell and quickly controlled through the branch pipe, the load on the second pump And the pressure on the inlet side of the second pump changes, but this pressure change is quickly controlled by the second back pressure valve and does not affect the pressure in the gas cell.
According to the present invention, the concentration of a specific gas component contained in the exhaust gas can be measured with high accuracy while the gas analyzer is mounted on a vehicle and traveling on a general road having a difference in altitude.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例による可搬型排ガス分析装置のブロック図である。図１を参照して、本発明によるガス分析装置は、入口１ａおよび出口１ｂを有し、内部をサンプルガスが流れるガスセル１と、ガスセル１の入口１ａに接続されたガス導入管２と、ガスセル１の出口１ｂに接続されたガス排出管３を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a portable exhaust gas analyzer according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a gas analyzer according to the present invention has an inlet 1a and an outlet 1b, a
そして、ガス導入管２には、ガスセル１にサンプルガスを供給するための第１のポンプ４が設けられる。
また、ガス導入管２における第１のポンプ４の下流側には、分岐管５が接続され、分岐管５には、第１の背圧弁７が設けられる。この実施例では、第１の背圧弁７は背圧レギュレータからなっている。
The
A
ガス排出管３には、ガスセル１からサンプルガスを排出するための第２のポンプ８が設けられる。
また、ガス排出管３における第２のポンプ８の上流側には、第２の背圧弁９が設けられる。この実施例では、第２の背圧弁９は背圧レギュレータからなっている。
The
Further, a second
また、図示はしないが、本発明によるガス分析装置は、ガスセル１内を流れるサンプルガスに含まれる特定のガス成分の濃度を検出するための検出ユニットを備えている。
検出ユニットは、フーリエ変換型赤外分光光度計、または非分散型赤外線検出器、または化学発光検出器、または磁気式検出器、または水素炎イオン検出器、または炎光光度計、または量子カスケード赤外差分吸収分光計、または質量分析計、またはキャビティリングダウン分光計、またはマイクロ波吸収式検出器からなっている。
この場合、検出ユニットの選択は、検出すべきガス成分の種類に依存する。例えば、ＣＯ、ＣＯ２等の検出には非分散型赤外線検出器が使用され、ＮＯＸの検出には化学発光検出器が使用され、Ｏ２の検出には磁気式検出器が使用される。
Although not shown, the gas analyzer according to the present invention includes a detection unit for detecting the concentration of a specific gas component contained in the sample gas flowing in the
The detection unit can be a Fourier transform infrared spectrophotometer, or a non-dispersive infrared detector, or a chemiluminescence detector, or a magnetic detector, or a flame ion detector, or a flame photometer, or a quantum cascade red It consists of an external differential absorption spectrometer, a mass spectrometer, a cavity ring-down spectrometer, or a microwave absorption detector.
In this case, the selection of the detection unit depends on the type of gas component to be detected. For example, CO, for the detection of such CO 2 non-dispersive infrared detector is used, the detection of the NO X is chemiluminescence detector used, the detection of O 2 is magnetic detector is used.
こうして、第１の背圧弁７の圧力調節スプリングが、ガス導入管２内の分岐管５との接続部（分岐点６）より下流側の圧力がガスセル上流側圧力設定値になるように予め調節され、また、第２の背圧弁９の圧力調節スプリングが、ガスセル１内の圧力、またはガス排出管３内の第２の背圧弁９の上流側の圧力がガスセル内圧力設定値になるように予め調節される。
それによって、ガス導入管２の入口およびガス排出管３の出口付近の外部（大気）圧力が変化しても、ガスセル１内の圧力が一定に維持される。
In this way, the pressure adjustment spring of the first
Thereby, even if the external (atmospheric) pressure near the inlet of the
以下、本発明のガス分析装置のこの圧力制御動作を、具体的に説明する。
今、ガス分析装置のガスセル上流側圧力設定値およびガスセル内圧力設定が、それぞれ、１０５０ｈＰａおよび９００ｈＰａである場合を考える。
ガス導入管２の入口およびガス排出管３の出口付近の外部（大気）圧力が１０１３ｈＰａになると、第１のポンプ４については、入口側の圧力が１０１３ｈＰａ、出口側の圧力が１０５０ｈＰａとなり、第２のポンプ８については、入口側の圧力が９００ｈＰａ、出口側の圧力が１０１３ｈＰａとなる。
Hereinafter, this pressure control operation of the gas analyzer of the present invention will be specifically described.
Consider a case where the gas cell upstream pressure setting value and the gas cell internal pressure setting value of the gas analyzer are 1050 hPa and 900 hPa, respectively.
When the external (atmospheric) pressure near the inlet of the
このとき、第１のポンプ４の入口側と出口側の圧力差は３７ｈＰａであり、第２のポンプ８の入口側と出口側の圧力差は１１３ｈＰａであるから、第１のポンプ４の負荷は第２のポンプ８の負荷よりも小さい。その結果、ガスセル１の上流側では、第１のポンプ４を通じてガス導入管２内に流入するサンプルガス流量が増大し、ガス導入管２内の圧力が上昇傾向になるが、それに応答して、第１の背圧弁７の開度が大きくなるので、ガス導入管２内の余剰圧力は、分岐管５を通じて外部に逃がされ、ガスセル上流側圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
同時に、ガスセル１の下流側では、第２のポンプ８の負荷が大きいことから、それに応答して、第２の背圧弁の開度が大きくなり、ガスセル内圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
At this time, the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the
At the same time, on the downstream side of the
外部（大気）圧力が８００ｈＰａになると、第１のポンプ４については、入口側の圧力が８００ｈＰａ、出口側の圧力が１０５０ｈＰａとなり、第２のポンプ８については、入口側の圧力が９００ｈＰａ、出口側の圧力が８００ｈＰａとなる。
このとき、第１のポンプ４の入口側と出口側の圧力差は２５０ｈＰａであり、第２のポンプ８の入口側と出口側の圧力差は−１００ｈＰａであるから、第１のポンプ４の負荷は第２のポンプ８の負荷よりも大きい。その結果、ガスセル１の上流側では、第１のポンプ４を通じてガス導入管２内に流入するサンプルガス流量が減少し、ガス導入管２内の圧力が下降傾向になるが、それに応答して、第１の背圧弁７の開度が小さくなり、ガスセル上流側圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
同時に、ガスセル１の下流側では、第２のポンプ８の負荷が小さいことから、それに応答して、第２の背圧弁の開度が小さくなり、ガスセル内圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
When the external (atmospheric) pressure is 800 hPa, the pressure on the inlet side is 800 hPa and the pressure on the outlet side is 1050 hPa for the
At this time, the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the
At the same time, on the downstream side of the
こうして、ガス導入管２の入口およびガス排出管３の出口付近の外部（大気）圧力が変化しても、ガスセル内の圧力が常に一定に維持され、よって、ガスセル内を流れるサンプルガスの濃度が常に一定に維持される。その結果、ガス導入管２の入口およびガス排出管３の出口付近の外部（大気）圧力が変化する環境においても、ガス分析装置による測定を常に高精度で行うことができる。
In this way, even if the external (atmospheric) pressure near the inlet of the
本発明のガス分析装置を車両に搭載する場合の一例として、ガス分析装置のガスセルおよび検出ユニットを含む主要部が自動車のトランクやトラックの荷台等に置かれ、また、ガス導入管の入口が車両のマフラーの出口から内部に差し込まれ、そして、ガス排出管の出口が車両の外部に向けられるような状態でセットされる。 As an example when the gas analyzer of the present invention is mounted on a vehicle, the main part including the gas cell and the detection unit of the gas analyzer is placed on the trunk of a vehicle, a truck bed, etc. It is set so that the outlet of the gas exhaust pipe is inserted into the inside from the outlet of the muffler and the outlet of the gas exhaust pipe is directed to the outside of the vehicle.
そして、車両が一般道を走行し、地形の高低差をぬって走り、ガス分析装置のガス導入管の入口およびガス排出管の出口付近において外部（大気）圧力が刻々と変化しても、ガスセル内の圧力は一定に維持され、それによって、排出ガス中の特定のガス成分の濃度が正確に測定される。 Even if the vehicle travels on a general road, runs through the topography, and the external (atmospheric) pressure changes in the vicinity of the gas inlet and outlet of the gas analyzer, the gas cell The internal pressure is kept constant so that the concentration of a particular gas component in the exhaust gas is accurately measured.
本発明の構成は、図１に示した実施例に限定されない。例えば、図１の実施例では、第１および第２の背圧弁として背圧レギュレータを用いたが、背圧レギュレータの代わりに、電動式比例制御バルブを用いることもできる。 The configuration of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. For example, in the embodiment of FIG. 1, back pressure regulators are used as the first and second back pressure valves, but an electric proportional control valve may be used instead of the back pressure regulator.
図２は、第１および第２の背圧弁として電動式比例制御バルブを用いた場合の装置構成例を示すブロック図である。図２中、図１の実施例と同じ構成要素には同一番号を付し、詳細な説明を省略する。
図２を参照して、この実施例では、第１の背圧弁７’は電動式比例制御バルブからなっている。さらに、ガス導入管２内の分岐管５との接続部（分岐点６）より下流側の圧力を検出する第１の圧力センサ１０が備えられる。そして、第１の背圧弁７’の開度が、第１の圧力センサ１０の検出値がガスセル上流側圧力設定値になるように調節される。
FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus configuration example in the case where an electric proportional control valve is used as the first and second back pressure valves. 2, the same components as those in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
Referring to FIG. 2, in this embodiment, the first
第２の背圧弁９’もまた電動式比例制御バルブからなっており、また、ガス排出管３内の第２の背圧弁９’の上流側の圧力、またはガスセル１内の圧力を検出する第２の圧力センサ１１が備えられる。そして、第２の背圧弁９’の開度が、第２の圧力センサ１１の検出値がガスセル内圧力設定値になるように調節される。
図２の実施例もまた、図１の実施例と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
The second back pressure valve 9 'is also an electric proportional control valve, and detects the pressure upstream of the second back pressure valve 9' in the
It goes without saying that the embodiment of FIG. 2 also has the same operational effects as the embodiment of FIG.
図２の実施例では、第１および第２の背圧弁の両方を電動式比例制御バルブから構成したが、第１および第２の背圧弁のうちの一方を背圧レギュレータから構成し、他方を電動式比例制御バルブから構成することもできる。 In the embodiment of FIG. 2, both the first and second back pressure valves are composed of electric proportional control valves, but one of the first and second back pressure valves is composed of a back pressure regulator and the other is An electric proportional control valve can also be used.
図示はしないが、さらに別の好ましい実施例によれば、分岐管５における第１の背圧弁７の下流側に、サンプルガスを排出するための第３のポンプが備えられ、もしくは、分岐管５における第１の背圧弁７の下流側が、ガス排出管３における第２の背圧弁９と第２のポンプとの間に接続される。この実施例によれば、第３のポンプもしくは第２のポンプ８によって、第２の背圧弁７を通じた分岐管５の排気能力が高められ、ガスセル上流側圧力値を、ガス導入管２の入口およびガス排出管３の出口付近の外部（大気）圧力に対して負圧に設定することができ、それによって、ガスセル１に供給されるサンプルガスの流速を早めることができ、また、ガス導入管２へのサンプルガスの成分吸着を緩和することができる。
Although not shown, according to still another preferred embodiment, a third pump for discharging the sample gas is provided downstream of the first
１ ガスセル
１ａ 入口
１ｂ 出口
２ ガス導入管
３ ガス排出管
４ 第１のポンプ
５ 分岐管
６ 分岐点
７、７’ 第１の背圧弁
８ 第２のポンプ
９、９’ 第２の背圧弁
１０ 第１の圧力センサ
１１ 第２の圧力センサ
DESCRIPTION OF
本発明は、燃焼排ガスのガス成分を分析するガス分析装置に関するものである。 The present invention relates to a gas analyzer for analyzing a gas component of combustion exhaust gas.
自動車排出ガス中には、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、非メタン炭化水素（ＮＭＨＣ）等の大気汚染の原因となる数多くの有害物質が含まれている。そこで、自動車排出ガスによる大気汚染を軽減するため、日米欧を中心に排出ガス規制が行われ、この規制において、自動車排出ガス中に含まれる大気汚染物質の上限量が定められている。 Automobile exhaust contains many harmful substances that cause air pollution such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NO x ), and non-methane hydrocarbons (NMHC). ing. Therefore, in order to reduce air pollution caused by automobile exhaust gas, exhaust gas regulations have been conducted mainly in Japan, the United States, and Europe. In this regulation, the upper limit amount of air pollutants contained in automobile exhaust gas is set.
また、自動車排出ガス規制においては、試験モードが定められており、例えば、日本のＪＣ０８モードや、米国のＬＡ４モード等の試験モードがよく知られている。
そして、排出ガスの測定試験は、車両をシャシ・ダイナモメータ上に載せて、規定の試験モードで走行させ、その試験期間中の排出ガス中の大気汚染物質の量を定められた測定法に基づいて測定することによって実行される。この大気汚染物質の測定は、ガス分析装置を使用して行われる。
Further, in the automobile exhaust gas regulations, test modes are defined, and for example, test modes such as JC08 mode in Japan and LA4 mode in the United States are well known.
The exhaust gas measurement test is based on a measurement method in which the vehicle is placed on a chassis dynamometer and travels in the specified test mode, and the amount of air pollutants in the exhaust gas during the test period is determined. It is executed by measuring. This measurement of air pollutants is performed using a gas analyzer.
ガス分析装置は、基本的に、ガスセルと、ガスセルの入口に接続されたガス導入管と、ガスセルの出口に接続されたガス排出管と、ガス導入管およびガス排出管のうちの少なくとも一方に設けられたポンプと、ガスセル内を通過するサンプルガスに含まれる特定のガス成分を検出する検出器とから構成されている。
そして、サンプルガスがガス導入管の入口から取入れられてガスセル内を通過した後、ガス排出管の出口から排出され、ガスセルにおいて、サンプルガスに含まれる特定のガス成分が検出され、その濃度が測定されるようになっている。
The gas analyzer is basically provided in at least one of a gas cell, a gas introduction pipe connected to the gas cell inlet, a gas discharge pipe connected to the gas cell outlet, and the gas introduction pipe and the gas discharge pipe. And a detector for detecting a specific gas component contained in the sample gas passing through the gas cell.
Then, after the sample gas is taken in from the inlet of the gas introduction pipe and passes through the gas cell, it is discharged from the outlet of the gas discharge pipe, and in the gas cell, a specific gas component contained in the sample gas is detected and its concentration is measured. It has come to be.
したがって、ガス分析装置によってガス成分の正確な濃度測定を行うには、ガスセル内の圧力を一定に維持しておく必要がある。
この場合、ガス分析装置の作動中にガス導入管の入口付近やガス排出管の出口付近の大気圧が変化すると、ポンプの負荷が変動してガスセル内の圧力が変化する。その結果、ガスセル内のサンプルガスの濃度が変化し、ガス成分の正確な濃度測定が行えなくなる。
Therefore, in order to accurately measure the concentration of the gas component by the gas analyzer, it is necessary to keep the pressure in the gas cell constant.
In this case, if the atmospheric pressure near the inlet of the gas inlet pipe or the outlet of the gas outlet pipe changes during the operation of the gas analyzer, the load on the pump changes and the pressure in the gas cell changes. As a result, the concentration of the sample gas in the gas cell changes, making it impossible to accurately measure the gas component concentration.
ところで、シャシ・ダイナモメータを用いた従来の排出ガス測定試験は、車両が路上を走行している状態を建屋内（実験室内）で再現するものであり、試験期間中、大気圧が変化することはなく、よって従来のガス分析装置による高精度の測定が可能であった。 By the way, the conventional exhaust gas measurement test using a chassis dynamometer reproduces the state in which the vehicle is traveling on the road (in the laboratory), and the atmospheric pressure changes during the test period. Therefore, high-accuracy measurement was possible with a conventional gas analyzer.
しかし、近年、米国や欧州では、ガス分析装置を搭載した車両を、実際に一般道において試験モードで走行させ、走行時の排出ガス中の大気汚染物質の量を測定することが提案されており、この試験法が自動車排出ガス規制において採用される方向にある。
このように車両を一般道において走行させた場合、車両は地形の高低差をぬって走るので、試験走行中に、ガス分析装置のガス導入管の入口およびガス排出管の出口付近において大気圧が刻々と変化する。したがって、上述のようなガス分析装置では、ガス濃度の測定を正確に行えないという問題があった。
However, in recent years, in the United States and Europe, it has been proposed that a vehicle equipped with a gas analyzer is actually run in a test mode on a general road to measure the amount of air pollutants in the exhaust gas during running. This test method is in the direction of being adopted in automobile emission regulations.
When the vehicle travels on a general road in this way, the vehicle travels through a difference in terrain, so that during the test travel, atmospheric pressure is generated near the gas inlet pipe inlet and the gas outlet pipe outlet of the gas analyzer. It changes every moment. Therefore, the gas analyzer as described above has a problem that the gas concentration cannot be measured accurately.
これに対し、従来技術においては、例えば、ガス導入管の入口圧力が変化しても、ガスセル内の圧力が一定に維持されるようにしたガス分析装置（例えば、特許文献１参照）や、ガス排出管の出口圧力が変化しても、ガスセル内の圧力が一定に維持されるようにしたガス分析装置（例えば、特許文献２参照）が知られているが、ガス導入管の入口およびガス排出管の出口付近の大気圧が変化した場合に、ガスセル内の圧力変動が生じないような構成を備えたものはなかった。 On the other hand, in the prior art, for example, a gas analyzer (see, for example, Patent Document 1) in which the pressure in the gas cell is kept constant even when the inlet pressure of the gas introduction pipe changes, There is known a gas analyzer (for example, see Patent Document 2) in which the pressure in the gas cell is kept constant even when the outlet pressure of the exhaust pipe changes. None have a configuration that does not cause pressure fluctuations in the gas cell when the atmospheric pressure near the outlet of the tube changes.
したがって、本発明の課題は、ガス導入管の入口およびガス排出管の出口の付近の大気圧が変化しても、ガスセル内の圧力を一定に維持することができるガス分析装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas analyzer capable of maintaining the pressure in the gas cell constant even when the atmospheric pressure near the inlet of the gas inlet pipe and the outlet of the gas outlet pipe changes. is there.
上記課題を解決するため、本発明によれば、入口および出口を有し、内部をサンプルガスが流れるガスセルと、一端が前記ガスセルの入口に接続され、他端が大気開放されたガス導入管と、一端が前記ガスセルの出口に接続され、他端が大気開放されたガス排出管と、前記ガス導入管に設けられ、前記ガスセルにサンプルガスを供給する第１のポンプと、前記ガス導入管における前記第１のポンプの下流側に接続された分岐管と、前記分岐管に設けられた、電動式比例制御バルブからなる第１の背圧弁と、前記ガス導入管内の前記分岐管との接続部より下流側の圧力を検出する第１の圧力センサと、前記ガス排出管に設けられ、前記ガスセルからサンプルガスを排出する第２のポンプと、前記ガス排出管における前記第２のポンプの上流側に設けられた、電動式比例制御バルブからなる第２の背圧弁と、前記ガス排出管内の前記第２の背圧弁の上流側の圧力、または前記ガスセル内の圧力を検出する第２の圧力センサと、前記ガスセル内を流れるサンプルガスに含まれる特定のガス成分の濃度を検出するための検出ユニットと、を備えており、前記第１の背圧弁の開度が、前記第１の圧力センサの検出値がガスセル上流側圧力設定値になるように調節されるとともに、前記第２の背圧弁の開度が、前記第２の圧力センサの検出値がガスセル内圧力設定値になるように調節されることによって、前記ガス導入管の他端の開口付近および前記ガス排出管の他端の開口付近の大気圧が変化しても、前記ガスセル内の圧力が一定に維持されるものであることを特徴とするガス分析装置が提供される。 To solve the above problems, the present invention has an inlet and an outlet, and a gas cell flows inside the sample gas, one end connected to an inlet of said gas cell, a gas inlet tube and the other end is opened to the atmosphere one end connected to the outlet of the gas cell, the other end and a gas discharge pipe open to the atmosphere, is provided in the gas introduction pipe, a first pump for supplying the sample gas to the gas cell, in the gas inlet pipe A branch pipe connected to the downstream side of the first pump, a first back pressure valve including an electric proportional control valve provided in the branch pipe, and a connection portion between the branch pipe in the gas introduction pipe A first pressure sensor for detecting a downstream pressure; a second pump provided in the gas discharge pipe for discharging a sample gas from the gas cell; and an upstream side of the second pump in the gas discharge pipe In Vignetting and a second back pressure valve consisting of electric proportional control valve, a second pressure sensor for detecting the pressure upstream of the second back-pressure valve or the pressure in the gas cell, the gas discharge tube And a detection unit for detecting a concentration of a specific gas component contained in the sample gas flowing in the gas cell, wherein the opening of the first back pressure valve is detected by the first pressure sensor. The value is adjusted so as to become the gas cell upstream pressure set value, and the opening degree of the second back pressure valve is adjusted so that the detected value of the second pressure sensor becomes the gas cell internal pressure set value. Thus, even if the atmospheric pressure around the opening at the other end of the gas introduction pipe and the opening at the other end of the gas exhaust pipe changes, the pressure in the gas cell is maintained constant. Provided by gas analyzer It is.
本発明の好ましい実施例によれば、前記分岐管における前記第１の背圧弁の下流側に、サンプルガスを排出するための第３のポンプが備えられる。
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記分岐管における前記第１の背圧弁の下流側が、前記ガス排出管における前記第２の背圧弁と前記第２のポンプとの間に接続されている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記検出ユニットは、フーリエ変換型赤外分光光度計、または非分散型赤外線検出器、または化学発光検出器、または磁気式検出器、または水素炎イオン検出器、または炎光光度計、または量子カスケード赤外差分吸収分光計、または質量分析計、またはキャビティリングダウン分光計、またはマイクロ波吸収式検出器からなっている。
According to a preferred embodiment of the present invention, a third pump for discharging the sample gas is provided downstream of the first back pressure valve in the branch pipe.
According to another preferred embodiment of the present invention, a downstream side of the first back pressure valve in the branch pipe is connected between the second back pressure valve and the second pump in the gas discharge pipe. Yes.
According to still another preferred embodiment of the present invention, the detection unit comprises a Fourier transform infrared spectrophotometer, a non-dispersive infrared detector, a chemiluminescence detector, a magnetic detector, or a hydrogen flame. It consists of an ion detector, or flame photometer, or quantum cascade infrared differential absorption spectrometer, or mass spectrometer, or cavity ring-down spectrometer, or microwave absorption detector.
本発明によれば、入口が大気開放されたガス導入管の第１のポンプよりも下流側に分岐管を接続し、分岐管に電動式比例制御バルブからなる第１の背圧弁を設け、また、ガス導入管内の分岐管との接続部より下流側の圧力を検出する第１の圧力センサを配置するとともに、出口が大気開放されたガス排出管の第２のポンプよりも上流側に電動式比例制御バルブからなる第２の背圧弁を設け、また、ガス排出管内の第２の背圧弁の上流側の圧力、またはガスセル内の圧力を検出する第２の圧力センサを配置した。そして、第１の背圧弁の開度を、第１の圧力センサの検出値がガスセル上流側圧力設定値になるように調節するとともに、第２の背圧弁の開度を、第２の圧力センサの検出値がガスセル内圧力設定値になるように調節するようにした。それによって、ガス導入管の入口付近の大気圧が変化した場合は、第１のポンプの負荷が変動し、第１のポンプの出口側の圧力が変化するが、この圧力変化は第１の背圧弁により分岐管を通じて迅速に制御され、ガスセル内の圧力に影響を及ぼすことがなく、また、ガス排出管の出口付近の大気圧が変化した場合は、第２のポンプの負荷が変動し、第２のポンプの入口側の圧力が変化するが、この圧力変化は第２の背圧弁によって迅速に制御され、ガスセル内の圧力に影響を及ぼすことがない。
そして、本発明によれば、ガス分析装置を車両に搭載し、高度差のある一般路上を走行させながら、排出ガスに含まれる特定のガス成分の濃度測定を高精度で行うことができる。
According to the present invention, the inlet connects the branch pipe downstream of the first pump open to the atmosphere gas inlet pipe is provided with a first back pressure valve consisting of electric proportional control valve in the branch pipe, also , first with placing pressure sensor, electric upstream of the second pump of the gas exhaust pipe outlet is opened to the atmosphere for detecting the pressure downstream from the connection of the branch pipe of the gas introduction pipe A second back pressure valve comprising a proportional control valve was provided, and a second pressure sensor for detecting the pressure upstream of the second back pressure valve in the gas discharge pipe or the pressure in the gas cell was disposed. The opening of the first back pressure valve is adjusted so that the detected value of the first pressure sensor becomes the gas cell upstream pressure set value, and the opening of the second back pressure valve is adjusted to the second pressure sensor. Was adjusted so that the detected value of the gas became the pressure setting value in the gas cell . As a result, when the atmospheric pressure near the inlet of the gas introduction pipe changes, the load on the first pump fluctuates, and the pressure on the outlet side of the first pump changes. When the pressure is controlled quickly through the branch pipe without affecting the pressure in the gas cell and the atmospheric pressure near the outlet of the gas discharge pipe changes, the load of the second pump fluctuates, Although the pressure on the inlet side of the
According to the present invention, the concentration of a specific gas component contained in the exhaust gas can be measured with high accuracy while the gas analyzer is mounted on a vehicle and traveling on a general road having a difference in altitude.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例による可搬型排ガス分析装置のブロック図である。図１を参照して、本発明によるガス分析装置は、入口１ａおよび出口１ｂを有し、内部をサンプルガスが流れるガスセル１と、一端がガスセル１の入口１ａに接続され、他端が大気開放されたガス導入管２と、一端がガスセル１の出口１ｂに接続され、他端が大気開放されたガス排出管３を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a portable exhaust gas analyzer according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the gas analyzer according to the present invention has an inlet 1a and an outlet 1b, a
そして、ガス導入管２には、ガスセル１にサンプルガスを供給するための第１のポンプ４が設けられる。
また、ガス導入管２における第１のポンプ４の下流側には、分岐管５が接続され、分岐管５には、第１の背圧弁７が設けられる。この実施例では、第１の背圧弁７は背圧レギュレータからなっている。
The
A
ガス排出管３には、ガスセル１からサンプルガスを排出するための第２のポンプ８が設けられる。
また、ガス排出管３における第２のポンプ８の上流側には、第２の背圧弁９が設けられる。この実施例では、第２の背圧弁９は背圧レギュレータからなっている。
The
Further, a second
また、図示はしないが、本発明によるガス分析装置は、ガスセル１内を流れるサンプルガスに含まれる特定のガス成分の濃度を検出するための検出ユニットを備えている。
検出ユニットは、フーリエ変換型赤外分光光度計、または非分散型赤外線検出器、または化学発光検出器、または磁気式検出器、または水素炎イオン検出器、または炎光光度計、または量子カスケード赤外差分吸収分光計、または質量分析計、またはキャビティリングダウン分光計、またはマイクロ波吸収式検出器からなっている。
この場合、検出ユニットの選択は、検出すべきガス成分の種類に依存する。例えば、ＣＯ、ＣＯ２等の検出には非分散型赤外線検出器が使用され、ＮＯＸの検出には化学発光検出器が使用され、Ｏ２の検出には磁気式検出器が使用される。
Although not shown, the gas analyzer according to the present invention includes a detection unit for detecting the concentration of a specific gas component contained in the sample gas flowing in the
The detection unit can be a Fourier transform infrared spectrophotometer, or a non-dispersive infrared detector, or a chemiluminescence detector, or a magnetic detector, or a flame ion detector, or a flame photometer, or a quantum cascade red It consists of an external differential absorption spectrometer, a mass spectrometer, a cavity ring-down spectrometer, or a microwave absorption detector.
In this case, the selection of the detection unit depends on the type of gas component to be detected. For example, CO, for the detection of such CO 2 non-dispersive infrared detector is used, the detection of the NO X is chemiluminescence detector used, the detection of O 2 is magnetic detector is used.
こうして、第１の背圧弁７の圧力調節スプリングが、ガス導入管２内の分岐管５との接続部（分岐点６）より下流側の圧力がガスセル上流側圧力設定値になるように予め調節され、また、第２の背圧弁９の圧力調節スプリングが、ガスセル１内の圧力、またはガス排出管３内の第２の背圧弁９の上流側の圧力がガスセル内圧力設定値になるように予め調節される。
それによって、ガス導入管２の入口（他端の開口）付近およびガス排出管３の出口（他端の開口）付近の大気圧が変化しても、ガスセル１内の圧力が一定に維持される。
In this way, the pressure adjustment spring of the first
Thereby, even if the atmospheric pressure around the inlet (opening at the other end) of the
以下、本発明のガス分析装置のこの圧力制御動作を、具体的に説明する。
今、ガス分析装置のガスセル上流側圧力設定値およびガスセル内圧力設定が、それぞれ、１０５０ｈＰａおよび９００ｈＰａである場合を考える。
ガス導入管２の入口付近およびガス排出管３の出口付近の大気圧が１０１３ｈＰａになると、第１のポンプ４については、入口側の圧力が１０１３ｈＰａ、出口側の圧力が１０５０ｈＰａとなり、第２のポンプ８については、入口側の圧力が９００ｈＰａ、出口側の圧力が１０１３ｈＰａとなる。
Hereinafter, this pressure control operation of the gas analyzer of the present invention will be specifically described.
Consider a case where the gas cell upstream pressure setting value and the gas cell internal pressure setting value of the gas analyzer are 1050 hPa and 900 hPa, respectively.
When atmospheric pressure near the exit of the inlet and near the
このとき、第１のポンプ４の入口側と出口側の圧力差は３７ｈＰａであり、第２のポンプ８の入口側と出口側の圧力差は１１３ｈＰａであるから、第１のポンプ４の負荷は第２のポンプ８の負荷よりも小さい。その結果、ガスセル１の上流側では、第１のポンプ４を通じてガス導入管２内に流入するサンプルガス流量が増大し、ガス導入管２内の圧力が上昇傾向になるが、それに応答して、第１の背圧弁７の開度が大きくなるので、ガス導入管２内の余剰圧力は、分岐管５を通じて外部に逃がされ、ガスセル上流側圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
同時に、ガスセル１の下流側では、第２のポンプ８の負荷が大きいことから、それに応答して、第２の背圧弁の開度が大きくなり、ガスセル内圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
At this time, the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the
At the same time, on the downstream side of the
大気圧が８００ｈＰａになると、第１のポンプ４については、入口側の圧力が８００ｈＰａ、出口側の圧力が１０５０ｈＰａとなり、第２のポンプ８については、入口側の圧力が９００ｈＰａ、出口側の圧力が８００ｈＰａとなる。
このとき、第１のポンプ４の入口側と出口側の圧力差は２５０ｈＰａであり、第２のポンプ８の入口側と出口側の圧力差は−１００ｈＰａであるから、第１のポンプ４の負荷は第２のポンプ８の負荷よりも大きい。その結果、ガスセル１の上流側では、第１のポンプ４を通じてガス導入管２内に流入するサンプルガス流量が減少し、ガス導入管２内の圧力が下降傾向になるが、それに応答して、第１の背圧弁７の開度が小さくなり、ガスセル上流側圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
同時に、ガスセル１の下流側では、第２のポンプ８の負荷が小さいことから、それに応答して、第２の背圧弁の開度が小さくなり、ガスセル内圧力設定値が維持されるように制御がなされる。
When the atmospheric pressure becomes 800 hPa, the pressure on the inlet side is 800 hPa and the pressure on the outlet side is 1050 hPa for the
At this time, the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the
At the same time, on the downstream side of the
こうして、ガス導入管２の入口付近およびガス排出管３の出口付近の大気圧が変化しても、ガスセル内の圧力が常に一定に維持され、よって、ガスセル内を流れるサンプルガスの濃度が常に一定に維持される。その結果、ガス導入管２の入口付近およびガス排出管３の出口付近の大気圧が変化する環境においても、ガス分析装置による測定を常に高精度で行うことができる。
Thus, even if the atmospheric pressure near the inlet of the
本発明のガス分析装置を車両に搭載する場合の一例として、ガス分析装置のガスセルおよび検出ユニットを含む主要部が自動車のトランクやトラックの荷台等に置かれ、また、ガス導入管の入口が車両のマフラーの出口から内部に差し込まれ、そして、ガス排出管の出口が車両の外部に向けられるような状態でセットされる。 As an example when the gas analyzer of the present invention is mounted on a vehicle, the main part including the gas cell and the detection unit of the gas analyzer is placed on the trunk of a vehicle, the truck bed, etc., and the inlet of the gas introduction pipe is the vehicle. It is set so that the outlet of the gas exhaust pipe is inserted into the inside from the outlet of the muffler and the outlet of the gas exhaust pipe is directed to the outside of the vehicle.
そして、車両が一般道を走行し、地形の高低差をぬって走り、ガス分析装置のガス導入管の入口付近およびガス排出管の出口付近において大気圧が刻々と変化しても、ガスセル内の圧力は一定に維持され、それによって、排出ガス中の特定のガス成分の濃度が正確に測定される。 Even if the vehicle travels on a general road, runs through the topographical differences, and the atmospheric pressure changes in the vicinity of the inlet of the gas analyzer and the outlet of the gas outlet of the gas analyzer, The pressure is kept constant so that the concentration of a particular gas component in the exhaust gas is accurately measured.
本発明の構成は、図１に示した実施例に限定されない。例えば、図１の実施例では、第１および第２の背圧弁として背圧レギュレータを用いたが、背圧レギュレータの代わりに、電動式比例制御バルブを用いることもできる。 The configuration of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. For example, in the embodiment of FIG. 1, back pressure regulators are used as the first and second back pressure valves, but an electric proportional control valve may be used instead of the back pressure regulator.
図２は、第１および第２の背圧弁として電動式比例制御バルブを用いた場合の装置構成例を示すブロック図である。図２中、図１の実施例と同じ構成要素には同一番号を付し、詳細な説明を省略する。
図２を参照して、この実施例では、第１の背圧弁７’は電動式比例制御バルブからなっている。さらに、ガス導入管２内の分岐管５との接続部（分岐点６）より下流側の圧力を検出する第１の圧力センサ１０が備えられる。そして、第１の背圧弁７’の開度が、第１の圧力センサ１０の検出値がガスセル上流側圧力設定値になるように調節される。
FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus configuration example in the case where an electric proportional control valve is used as the first and second back pressure valves. 2, the same components as those in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
Referring to FIG. 2, in this embodiment, the first
第２の背圧弁９’もまた電動式比例制御バルブからなっており、また、ガス排出管３内の第２の背圧弁９’の上流側の圧力、またはガスセル１内の圧力を検出する第２の圧力センサ１１が備えられる。そして、第２の背圧弁９’の開度が、第２の圧力センサ１１の検出値がガスセル内圧力設定値になるように調節される。
図２の実施例もまた、図１の実施例と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
The second back pressure valve 9 'is also an electric proportional control valve, and detects the pressure upstream of the second back pressure valve 9' in the
It goes without saying that the embodiment of FIG. 2 also has the same operational effects as the embodiment of FIG.
図２の実施例では、第１および第２の背圧弁の両方を電動式比例制御バルブから構成したが、第１および第２の背圧弁のうちの一方を背圧レギュレータから構成し、他方を電動式比例制御バルブから構成することもできる。 In the embodiment of FIG. 2, both the first and second back pressure valves are composed of electric proportional control valves, but one of the first and second back pressure valves is composed of a back pressure regulator and the other is An electric proportional control valve can also be used.
図示はしないが、さらに別の好ましい実施例によれば、分岐管５における第１の背圧弁７の下流側に、サンプルガスを排出するための第３のポンプが備えられ、もしくは、分岐管５における第１の背圧弁７の下流側が、ガス排出管３における第２の背圧弁９と第２のポンプとの間に接続される。この実施例によれば、第３のポンプもしくは第２のポンプ８によって、第２の背圧弁７を通じた分岐管５の排気能力が高められ、ガスセル上流側圧力値を、ガス導入管２の入口付近およびガス排出管３の出口付近の大気圧に対して負圧に設定することができ、それによって、ガスセル１に供給されるサンプルガスの流速を早めることができ、また、ガス導入管２へのサンプルガスの成分吸着を緩和することができる。
Although not shown, according to still another preferred embodiment, a third pump for discharging the sample gas is provided downstream of the first
１ ガスセル
１ａ 入口
１ｂ 出口
２ ガス導入管
３ ガス排出管
４ 第１のポンプ
５ 分岐管
６ 分岐点
７、７’ 第１の背圧弁
８ 第２のポンプ
９、９’ 第２の背圧弁
１０ 第１の圧力センサ
１１ 第２の圧力センサ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ガスセルの入口に接続されたガス導入管と、
前記ガスセルの出口に接続されたガス排出管と、
前記ガス導入管に設けられ、前記ガスセルにサンプルガスを供給する第１のポンプと、
前記ガス導入管における前記第１のポンプの下流側に接続された分岐管と、
前記分岐管に設けられた第１の背圧弁と、
前記ガス排出管に設けられ、前記ガスセルからサンプルガスを排出する第２のポンプと、
前記ガス排出管における前記第２のポンプの上流側に設けられた第２の背圧弁と、
前記ガスセル内を流れるサンプルガスに含まれる特定のガス成分の濃度を検出するための検出ユニットと、を備えており、前記第１の背圧弁が、前記ガス導入管内の前記分岐管との接続部より下流側の圧力が所定のガスセル上流側圧力設定値に維持されるように動作するとともに、前記第２の背圧弁が、前記ガスセル内の圧力、または前記ガス排出管内の前記第２の背圧弁の上流側の圧力が所定のガスセル内圧力設定値に維持されるように動作することによって、前記ガス導入管の入口および前記ガス排出管の出口付近の外部圧力が変化しても、前記ガスセル内の圧力が一定に維持されるものであることを特徴とするガス分析装置。 A gas cell having an inlet and an outlet, through which sample gas flows;
A gas introduction pipe connected to the inlet of the gas cell;
A gas discharge pipe connected to an outlet of the gas cell;
A first pump provided in the gas introduction pipe for supplying a sample gas to the gas cell;
A branch pipe connected to the downstream side of the first pump in the gas introduction pipe;
A first back pressure valve provided in the branch pipe;
A second pump provided in the gas discharge pipe for discharging a sample gas from the gas cell;
A second back pressure valve provided upstream of the second pump in the gas discharge pipe;
A detection unit for detecting the concentration of a specific gas component contained in the sample gas flowing in the gas cell, wherein the first back pressure valve is connected to the branch pipe in the gas introduction pipe The second back pressure valve operates so that the pressure on the further downstream side is maintained at a predetermined gas cell upstream pressure set value, and the second back pressure valve is a pressure in the gas cell or the second back pressure valve in the gas discharge pipe. Even if the external pressure in the vicinity of the inlet of the gas introduction pipe and the outlet of the gas discharge pipe is changed, the pressure on the upstream side of the gas cell is maintained at a predetermined pressure setting value in the gas cell. The gas analyzer is characterized in that the pressure is maintained constant.
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