JP2014010099A - Fine particle sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通気管に装着され、この通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサに関する。 The present invention relates to a fine particle sensor that is attached to a vent pipe and detects fine particles in a gas to be measured flowing through the vent pipe.
内燃機関(例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン)では、その排気ガス中にススなどの微粒子を含むことがある。
このような微粒子を含む排気ガスは、フィルタで微粒子を捕集して浄化することが行われている。また、必要に応じてフィルタを高温にすることで、このフィルタに蓄積した微粒子を燃焼させて除去することも行われる。しかるに、フィルタが破損するなどの不具合を生じた場合には、未浄化の排気ガスが直接、フィルタの下流に排出されることとなる。
そこで、排気ガス中の微粒子の量を直接計測したり、フィルタの不具合を検知すべく、排気ガス中の微粒子を検知可能な微粒子センサが求められている。
In an internal combustion engine (for example, a diesel engine or a gasoline engine), fine particles such as soot may be contained in the exhaust gas.
Exhaust gas containing such fine particles is purified by collecting the fine particles with a filter. Moreover, the particulates accumulated in the filter are burned and removed by raising the temperature of the filter as necessary. However, when a problem such as breakage of the filter occurs, unpurified exhaust gas is directly discharged downstream of the filter.
Therefore, there is a need for a particulate sensor capable of detecting particulates in exhaust gas in order to directly measure the amount of particulates in exhaust gas or detect a filter failure.
例えば、特許文献1には、粒子計測処理方法及び機器が開示されている。この特許文献1では、イオン化された正のイオン粒子を含む気体を、排気管からチャネル内に取り込んだ微粒子を含む排気ガスと混合して微粒子を帯電させ、その後、排気管に排出する。そして、排出された帯電微粒子の量に応じて流れる電流(信号電流)を検知して、微粒子の濃度を検知する手法が開示されている。
For example,
ところで、この微粒子センサにおいては、排気ガスが導入される内部空間の外部で、イオン源の気中放電によりイオンを生成し、生成したイオンを気体噴射源の噴射孔を通じて、圧縮空気とともに内部空間に向けて噴射していた。具体的には、例えば、イオン源は、第1の電位とされた噴射孔付き部材と、内部空間の外部に配置されて第1の電位よりも正の高電位である第2の電位とされた針状の放電電極とを含み、これらの間の気中放電(コロナ放電)により、大気中のN2,O2等を電離させて、N3+,O2+等の正イオンを生成し、生成したイオンを圧縮空気とともに噴射孔を通って内部空間に向けて噴射する構造としていた。なお、圧縮空気とともに噴射孔を通り抜けたイオンは、内部空間に導入された排気ガスと混合して微粒子を帯電させ、その後、帯電した微粒子は、圧縮空気とともに排出される。 By the way, in this fine particle sensor, ions are generated by air discharge of the ion source outside the internal space where the exhaust gas is introduced, and the generated ions are introduced into the internal space together with the compressed air through the injection holes of the gas injection source. It was jetting towards. Specifically, for example, the ion source includes a member with an injection hole that is set to a first potential, and a second potential that is disposed outside the internal space and is higher in potential than the first potential. In addition, an air discharge (corona discharge) between them causes ionization of N 2 , O 2, etc. in the atmosphere to generate positive ions such as N 3+ , O 2+, etc. Then, the generated ions are jetted together with the compressed air through the jet hole toward the internal space. The ions passing through the injection holes together with the compressed air are mixed with the exhaust gas introduced into the internal space to charge the fine particles, and then the charged fine particles are discharged together with the compressed air.
ところが、このような構造の微粒子センサでは、放電で生成したイオン(N3+,O2+)の大半は、噴射孔を通り抜けることなく、上述の第1の電位とされた噴射孔付き部材に衝突し、N2,O2等に戻る。従って、噴射孔を通って実際に排気ガス中の微粒子に届くイオンは、気中放電(コロナ放電)で生成したイオンに比して非常に少ない。このため、微粒子に付着するイオンの量が少なく、結果として、センサ出力(例えば、信号電流の大きさ)が小さくなっていた。また、噴射孔を通り抜けることなく失われるイオンの量は、噴射孔と放電電極の相対的な位置や、放電電極の周りの空気の流れ方などのセンサの個体差によって容易に変化してしまうため、微粒子に届くイオンの量にも個体差が生じ、結果的にセンサ出力の個体差ばらつきを生じていた。 However, in the fine particle sensor having such a structure, most of the ions (N 3+ , O 2+ ) generated by the discharge do not pass through the injection hole and are applied to the member with the injection hole having the first potential described above. Collide and return to N 2 , O 2, etc. Therefore, the number of ions that actually reach the fine particles in the exhaust gas through the injection holes is very small compared to ions generated by air discharge (corona discharge). For this reason, the amount of ions adhering to the fine particles is small, and as a result, the sensor output (for example, the magnitude of the signal current) is small. In addition, the amount of ions lost without passing through the injection hole easily changes due to individual differences in the sensor, such as the relative position of the injection hole and the discharge electrode, and the flow of air around the discharge electrode. Individual differences in the amount of ions reaching the fine particles also occurred, resulting in variations in individual differences in sensor output.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、センサ出力が大きく、また、個体差ばらつきが小さい微粒子センサを提供するものである。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a fine particle sensor having a large sensor output and a small variation in individual differences.
上記課題を解決するための本発明の一態様は、通気管に装着され、上記通気管内を流通する被測定ガス中の微粒子を検知する微粒子センサであって、上記被測定ガスを取り入れる取入口、及び上記取入口から取り入れた取入ガスを排出する排出口を含み、上記取入ガスが導入される内部空間を構成する空間形成部材と、上記内部空間内での気中放電によりイオンを生成するイオン源と、外部から供給された圧縮空気を自身に形成した噴射孔を通じて上記内部空間に向けて噴射する気体噴射源と、を備え、上記空間形成部材は、上記噴射孔を通じて噴射された上記圧縮空気によって、上記取入口から上記取入ガスを上記内部空間に導き入れ、上記取入ガスと上記イオンとを混合する形態に構成されてなる微粒子センサである。 One aspect of the present invention for solving the above-described problem is a particulate sensor that is attached to a vent pipe and detects particulates in a gas to be measured that flows through the vent pipe, and includes an inlet for taking in the gas to be measured. And a space forming member that constitutes an internal space into which the intake gas is introduced, and that generates ions by air discharge in the internal space. An ion source, and a gas injection source that injects compressed air supplied from the outside toward the internal space through an injection hole formed therein, and the space forming member is compressed through the injection hole. The fine particle sensor is configured to introduce the intake gas from the intake into the internal space by air and mix the intake gas and the ions.
この微粒子センサでは、イオン源により、空間形成部材の内部空間内でイオンが生成される。そして、空間形成部材は、噴射孔を通じて噴射された圧縮空気によって、取入口から内部空間に導き入れた取入ガスとイオンとを混合する形態に構成されている。
このため、生成されたイオンの多くを取入ガスと混合することができる。これにより、取入ガス中の微粒子を、多くのイオンが付着して帯電した微粒子(以下、帯電微粒子という)とすることができる。
これにより、微粒子に付着するイオンの量、即ち、帯電微粒子の数及び帯電量が増えるため、結果的にセンサ出力(例えば、信号電流の大きさ)を大きくできる。加えて、センサの個体の違いによる微粒子に届くイオンの量の変動も小さくなるため、センサ個体間でのセンサ出力のばらつきが小さくできる。
かくして、センサ出力が大きく、また、個体差ばらつきが小さい微粒子センサが得られる。
In this fine particle sensor, ions are generated in the internal space of the space forming member by the ion source. And the space formation member is comprised in the form which mixes the intake gas and ion which were led into the internal space from the inlet by the compressed air injected through the injection hole.
For this reason, many of the produced | generated ions can be mixed with intake gas. As a result, the fine particles in the intake gas can be made fine particles (hereinafter referred to as charged fine particles) charged with many ions attached thereto.
As a result, the amount of ions adhering to the fine particles, that is, the number of charged fine particles and the charge amount increase, and as a result, the sensor output (for example, the magnitude of the signal current) can be increased. In addition, since variations in the amount of ions that reach the fine particles due to differences in individual sensors are small, variations in sensor output among the individual sensors can be reduced.
Thus, a particle sensor having a large sensor output and a small variation in individual differences can be obtained.
なお、イオン源における気中放電の形式としては、例えば、コロナ放電のほか、アーク放電やグロー放電などが挙げられる。また、イオン源をなす電極の形態としては、例えば、内部空間をなす空間形成部材を一方の電極とし、これに対向して配置した針状の電極を他方の電極として、これら間に気中放電を起こさせるものが挙げられる。また、基板上に隣在して2つの電極を配置し、これらの間で気中の沿面放電を生じさせるものも挙げられる。 Examples of the air discharge type in the ion source include arc discharge and glow discharge in addition to corona discharge. In addition, as a form of an electrode that forms an ion source, for example, a space forming member that forms an internal space is used as one electrode, and a needle-like electrode disposed opposite to the electrode is used as the other electrode. Can be mentioned. Moreover, what adjoins on a board | substrate and arrange | positions two electrodes and produces the creeping discharge in the air between these is mentioned.
また、この微粒子センサでは、外部から供給された圧縮空気を気体噴射源で用いる。この圧縮空気としては、例えば、レシプロ圧縮機、スクロール圧縮機などのほか、圧縮空気を生成、圧送する各種の圧送ポンプにより生成したものを用いることができる。 In this particulate sensor, compressed air supplied from the outside is used as a gas injection source. As this compressed air, for example, a reciprocating compressor, a scroll compressor, and the like, as well as those generated by various pumps that generate and pump compressed air can be used.
さらに、上述の微粒子センサであって、前記イオン源は、針状の先端部を有する針状電極を含み、上記針状電極の上記先端部は、前記気体噴射源の前記噴射孔を通る当該噴射孔の軸線上に配置されてなる微粒子センサとすると良い。 Furthermore, in the fine particle sensor described above, the ion source includes a needle electrode having a needle-like tip portion, and the tip portion of the needle-like electrode passes through the injection hole of the gas injection source. A fine particle sensor arranged on the axis of the hole may be used.
このセンサでは、イオン源は、針状の先端部を有する針状電極を含んでいる。そして、この針状電極の先端部は、気体噴射源の噴射孔を通る噴射孔の軸線上に配置されている。具体的には、例えば、内部空間内で針状電極の一部を屈曲することにより、先端部が噴射孔の軸線上に位置するようにしたものが挙げられる。これにより、圧縮空気が噴射される噴射孔の軸線上でイオンが生成されるので、生成されたイオンを、圧縮空気とともに、より適切に取入ガスと混合して、取入ガス中の微粒子にイオンを付着させることができ、より大きなセンサ出力を得ることができる。 In this sensor, the ion source includes a needle electrode having a needle tip. And the front-end | tip part of this acicular electrode is arrange | positioned on the axis line of the injection hole which passes along the injection hole of a gas injection source. Specifically, for example, a part in which the needle electrode is bent in the internal space so that the tip is positioned on the axis of the injection hole can be mentioned. As a result, ions are generated on the axis of the injection hole through which the compressed air is injected, so the generated ions are mixed with the intake gas more appropriately together with the compressed air to form fine particles in the intake gas. Ions can be attached, and a larger sensor output can be obtained.
さらに、上述の微粒子センサであって、前記イオン源は、針状の先端部を有する針状電極を含み、上記針状電極のうち、前記内部空間内に位置する部位は、上記先端部を除いて絶縁部材で包囲されてなる微粒子センサとすると良い。 Further, in the fine particle sensor described above, the ion source includes a needle-like electrode having a needle-like tip portion, and a portion of the needle-like electrode located in the internal space excludes the tip portion. Thus, a fine particle sensor surrounded by an insulating member may be used.
このセンサでは、イオン源は、針状の先端部を有する針状電極を含んでいる。これにより、針状電極のうちでも、その先端部で確実に気中放電を生じさせて、効率良くイオンを生成することができる。加えて、針状電極のうち、内部空間内に位置する部位は、先端部を除いて絶縁部材で包囲されている。このため、針状電極と空間形成部材との絶縁性を高く保つことができる。かくして、生成されるイオンの量を安定させることができ、センサ出力の安定性を高めることができる。 In this sensor, the ion source includes a needle electrode having a needle tip. As a result, even in the needle-like electrode, air discharge can be reliably generated at the tip portion, and ions can be generated efficiently. In addition, a portion of the needle electrode located in the internal space is surrounded by an insulating member except for the tip. For this reason, the insulation between the needle-like electrode and the space forming member can be kept high. Thus, the amount of ions generated can be stabilized, and the stability of the sensor output can be enhanced.
さらに、上述の微粒子センサであって、前記空間形成部材は、前記イオンのうち前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極を有し、前記内部空間内に配置されて、上記捕集極による上記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極を備える微粒子センサとすると良い。 Further, in the fine particle sensor described above, the space forming member has a collecting electrode for collecting floating ions that have not adhered to the fine particles among the ions, and is disposed in the internal space, A fine particle sensor provided with an auxiliary electrode for assisting the collection of the floating ions by the collection electrode may be used.
このセンサでは、空間形成部材は、捕集極を有しているほか、補助電極を備えている。
このため、捕集極で確実に浮遊イオンを捕集することができ、センサ出力を、正確に微粒子の量に対応した値にでき、より適切に微粒子の量を検知することができる。
In this sensor, the space forming member includes a collecting electrode and an auxiliary electrode.
For this reason, floating ions can be reliably collected by the collection electrode, the sensor output can be accurately set to a value corresponding to the amount of fine particles, and the amount of fine particles can be detected more appropriately.
(実施形態)
本実施形態に係る微粒子センサ1を含む微粒子検知システム2について、図面を参照して説明する。本実施形態の微粒子センサ1は、車両AMに搭載したエンジンENG(内燃機関)の排気管EPに装着され、排気管EP内を流れる排気ガスEG中の微粒子S(ススなど)の量を検知する(図1参照)。微粒子センサ1は、排気ガスEGに接触する検知部10を有する。そして、この検知部10を含む微粒子センサ1のほか、主として、ケーブル160、回路部201、及び圧縮空気AKを生成する圧縮空気源である圧送ポンプ300により、微粒子検知システム2が構成されている(図2参照)。
微粒子センサ1の検知部10は、排気管EP(通気管)のうち、取付開口EPOが穿孔された取付部EPTに装着されている。そして、その一部(図2中、取付部EPTよりも右側(先端側))は取付開口EPOを通じて排気管EP内に配置されており、排気ガスEG(被測定ガス)に接触する。
回路部201は、排気管EP外で、複数の配線材からなるケーブル160を介して微粒子センサ1の検知部10に接続されている。この回路部201は、検知部10を駆動するとともに、後述する信号電流Isを検知する回路を有している。
(Embodiment)
A
The
The
先ず、図2を参照して、微粒子検知システム2の回路部201について、その電気回路上の構成を説明する。回路部201は、計測制御回路220と、イオン源電源回路210と、補助電極電源回路240とを有している。
このうち、イオン源電源回路210は、第1電位PV1とされる第1出力端211と、第2電位PV2とされる第2出力端212とを有している。第2電位PV2は、具体的には、第1電位PV1に対して、正の高電位とされている。さらに具体的には、第2出力端212からは、第1電位PV1に対し、100kHz程度の正弦波を半波整流した、1〜2kV0-pの正のパルス電圧が出力される。なお、イオン源電源回路210は、その出力電流についてフィードバック制御され、自律的に、その実効値が予め定めた電流値(例えば、5μA)を保つ定電流電源を構成している。
First, with reference to FIG. 2, the configuration on the electric circuit of the
Among these, the ion source
一方、補助電極電源回路240は、第1出力端211に導通して第1電位PV1とされる補助第1出力端241と、補助電極電位PV3とされる補助第2出力端242とを有している。この補助電極電位PV3は、具体的には、第1電位PV1に対して、正の直流高電位であるが、第2電位PV2のピーク電位(1〜2kV)よりも低い、例えば、DC100〜200Vの電位にされている。
On the other hand, the auxiliary
さらに、計測制御回路220の一部をなす信号電流検知回路230は、イオン源電源回路210の第1出力端211に接続する信号入力端231と、接地電位PVEに接続する接地入力端232とを有している。この信号電流検知回路230は、信号入力端231と接地入力端232の間を流れる信号電流Isを検知する。
Further, the signal
加えて、この回路部201において、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240は、第1電位PV1とされる内側回路ケース250に包囲されている。イオン源電源回路210の第1出力端211、補助電極電源回路240の補助第1出力端241、及び、信号電流検知回路230の信号入力端231は、この内側回路ケース250に接続している。
なお、本実施形態では、この内側回路ケース250は、イオン源電源回路210、補助電極電源回路240及び絶縁トランス270の二次側鉄心271Bを収容して包囲すると共に、ケーブル160の第1電位配線165に導通している。
In addition, in the
In the present embodiment, the
一方、絶縁トランス270は、その鉄心271が、一次側コイル272を捲回した一次側鉄心271Aと、電源回路側コイル273及び補助電極電源側コイル274が捲回された二次側鉄心271Bとに、分離して構成されている。このうち、一次側鉄心271Aは、接地電位PVEに導通し、二次側鉄心271Bは、第1電位PV1(イオン源電源回路210の第1出力端211)に導通している。
On the other hand, the
さらに、イオン源電源回路210、補助電極電源回路240、内側回路ケース250、及び、信号電流検知回路230を含む計測制御回路220は、信号電流検知回路230の接地入力端232に導通して接地電位PVEとされる外側回路ケース260に包囲されている。さらに、信号電流検知回路230の接地入力端232の他、絶縁トランス270の一次側鉄心271Aは、この外側回路ケース260に接続している。
なお、本実施形態では、この外側回路ケース260は、内部にイオン源電源回路210、補助電極電源回路240、内側回路ケース250、信号電流検知回路230を含む計測制御回路220及び絶縁トランス270の一次側鉄心271Aを収容して包囲すると共に、ケーブル160の接地電位配線167に導通している。
Further, the
In this embodiment, the
計測制御回路220は、レギュレータ電源PSを内蔵している。なお、このレギュレータ電源PSは、電源配線BCを通じて外部のバッテリBTで駆動される。
また、計測制御回路220は、マイクロプロセッサ202を含み、通信線CCを介して内燃機関を制御する制御ユニットECUと通信可能となっており、前述した信号電流検知回路230の測定結果(信号電流Isの大きさ)、これを微粒子量などに換算した値、あるいは、微粒子量が所定量を超えたか否かなどの信号を、制御ユニットECUに送信可能となっている。これにより、制御ユニットECUで、内燃機関の制御や、フィルタ(図示しない)の不具合警告を発するなどの動作が可能となる。
The
The
外部からレギュレータ電源PSを通じて計測制御回路220に入力された電力の一部は、絶縁トランス270を介して、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240に分配される。なお、絶縁トランス270においては、計測制御回路220の一部をなす一次側コイル272と、イオン源電源回路210の一部をなす電源回路側コイル273と、補助電極電源回路240の一部をなす補助電極電源側コイル274と、鉄心271(一次側鉄心271A,二次側鉄心271B)とは、互いに絶縁されている。このため、計測制御回路220から、イオン源電源回路210及び補助電極電源回路240に電力を分配できる一方、これら同士間の絶縁を保つことができる。
なお、本実施形態では、絶縁トランス270は、補助電極電源回路240に電力を供給する補助電極絶縁トランスをも兼ねている。
Part of the electric power input from the outside to the
In the present embodiment, the insulating
圧送ポンプ300は、自身の周囲の大気(空気)を取り込んで、先端部分が外側回路ケース260及び内側回路ケース250内に差し込まれた送気パイプ310を通じて、後述するイオン気体噴射源11に向けて、清浄な圧縮空気AKを圧送する。
The
次いで、図2のほか、図3,図4の縦断面図を参照して、ケーブル160について説明する。このケーブル160の中心部分には、銅線からなる第2電位配線161及び補助電位配線162と、樹脂からなる中空のエアパイプ163が配置されている。なお、第2電位配線161及び補助電位配線162は、それぞれ樹脂からなる絶縁性の第2電位配線被覆層164a及び補助電位配線被覆層164bで被覆されている。そして、これら第2電位配線被覆層164a(第2電位配線161)、補助電位配線被覆層164b(補助電位配線162)及びエアパイプ163の径方向周囲は、内側絶縁体層164で包囲されている。
Next, the
さらに、この内側絶縁体層164の径方向周囲を、銅細線を編んだ編組からなる第1電位配線165で包囲している。加えて、この第1電位配線165の径方向周囲には、樹脂からなる絶縁性の絶縁体被覆層166が配置されている。そして、さらにその径方向周囲は、銅細線を編んだ編組からなる接地電位配線167で被覆されている。なお、この接地電位配線167の径方向周囲には、その保護のため、樹脂からなる絶縁性の外側絶縁被覆層168が形成されている。
加えて、このケーブル160は、エアパイプ163内の気体流通路163Hを通じて、ケーブル160の長手方向に、気体を流通させることができる。
Further, the inner periphery of the
In addition, the
前述したように、回路部201は、このケーブル160と接続している(図2参照)。具体的には、イオン源電源回路210の第2出力端212は第2電位PV2とされ、第2電位配線161に接続、導通している。また、補助電極電源回路240の補助第2出力端242は補助電極電位PV3とされ、補助電位配線162に接続、導通している。さらに、イオン源電源回路210の第1出力端211は第1電位PV1とされ、補助電極電源回路240の補助第1出力端241、信号電流検知回路230の信号入力端231、内側回路ケース250及び第1電位配線165に接続、導通している。加えて、信号電流検知回路230の接地入力端232は、外側回路ケース260及び接地電位配線167に接続、導通して、接地電位PVEとされている。
その他、送気パイプ310は、内側回路ケース250内を通じて、ケーブル160のエアパイプ163に連通されている。
As described above, the
In addition, the
次いで、微粒子センサ1の機械的構成について、図3,図4の縦断面図を参照して説明する。なお、図3,図4において図中上方を先端側とし、図中下方を基端側とする。
まず、検知部10について説明する。前述したように、微粒子センサ1の検知部10は、エンジンENG(内燃機関)の排気管EP(通気管)のうち取付開口EPOを有する取付部EPTに装着され、排気ガスEG(被測定ガス)に接触する。この検知部10は、その電気的機能において、大別して、イオン源15、気体噴射源11、微粒子帯電部12、第1導通部材13、針状電極体20及び補助電極体50から構成されている。
Next, the mechanical configuration of the
First, the
ケーブル160の先端側には、金属製で中空円筒状の内筒80が外嵌されており、さらに、この内筒80の先端側には、後述する金属製のパイプホルダ60が嵌め込まれている。なお、内筒80は、ケーブル160の先端側に外嵌されて、ケーブル160の内側絶縁体層164の径方向外側で、これを覆う第1電位配線165と加締め接続され、この第1電位配線165と導通し、第1電位PV1とされている。
図4に示すように、ケーブル160のエアパイプ163は、内筒80内で、その先端部163Sが開放されている。このため、エアパイプ163から放出された圧縮空気AKは、内筒80内からパイプホルダ60の保持部61に穿孔した通気貫通孔61Jを通じて、さらに先端側(図中上方)に圧送される。
A metal-made hollow cylindrical
As shown in FIG. 4, the
さらに、図3に示すように、ケーブル160の第2電位配線161の先端側は、内筒80内で、第2電位配線被覆層164aから露出し、針状電極体20の延出部21に接続されている。この針状電極体20は、タングステン線からなり、概略直棒状の延出部21と、その先端部分(図中上端部)に位置し、針状に尖った形態とされた針状先端部22とからなる。また、針状電極体20の延出部21は、その周囲をアルミナ等の絶縁セラミックからなる円筒状の針状電極絶縁パイプ75で被覆され、パイプホルダ60の保持部61に穿孔した針状電極挿通孔61H内に挿通されて、針状電極絶縁パイプ75と共に保持部61に保持されている。
Further, as shown in FIG. 3, the distal end side of the second
また、ケーブル160の補助電位配線162の先端側は、内筒80内で、補助電位配線被覆層164bから露出し、補助電極体50の延出部51に接続されている。この補助電極体50は、ステンレス線からなり、概略直棒状の延出部51と、その先端側でU字状に曲げ返された曲げ返し部52と、補助電極部53(補助電極)とからなる。なお、補助電極部53の先端部分も針状に尖った形状とされ、針状先端部53Sとなっている。また、補助電極体50の延出部51は、その周囲をアルミナ等の絶縁セラミックからなる円筒状の補助電極絶縁パイプ77で被覆され、パイプホルダ60の保持部61に穿孔した補助電極挿通孔61I内に挿通されて、補助電極絶縁パイプ77と共に保持部61に保持されている。
Further, the distal end side of the auxiliary
さて、図3,図4に示す、パイプホルダ60は、ステンレスからなり、中実円柱状の保持部61と、この保持部61の周縁から先端側に延出した円筒状の筒壁部63とを有する。このうち、保持部61は、径方向外側に膨出する円環状のホルダフランジ部66を有している。また、保持部61には、図中上下方向に延びる、針状電極挿通孔61H、補助電極挿通孔61I、及び、通気貫通孔61Jが穿孔されており、前述したように、針状電極挿通孔61H内に針状電極体20の延出部21が、補助電極挿通孔61I内に補助電極体50の延出部51が挿通、保持されている。
このパイプホルダ60は、内筒80に嵌め込まれ固定されると共に、電気的にも導通し、第1電位PV1とされている。そして、パイプホルダ60及び内筒80は、針状電極体20の延出部21及び補助電極体50の延出部51を包囲する第1導通部材13をなしている。
The
The
さらに、パイプホルダ60の筒壁部63の先端側(図中上方)には、有底円筒状のノズル部材30が、具体的にはその底部をなすノズル部31が嵌め込まれている。このノズル部材30も、ステンレスからなり、底部に位置するノズル部31と、このノズル部31の周縁から先端側に延出した円筒状の筒壁部33とからなる。このうち、ノズル部31は、中央が先端側に向かう凹形状とされ、その中心には、微細な透孔が形成されて、ノズル31Nとなっている。一方、筒壁部33には、1箇所、(排気管EPの下流側に向けて開口する)取入口33I(図4参照)が穿孔されている。この取入口33Iは、後述するように、排気ガスEGを、ノズル部材30と混合排出部材40とで形成される混合領域MX(後述する)に取り入れるための開口である。
また、このノズル部材30は、パイプホルダ60に嵌め込まれ固定されると共に、電気的にも導通し、第1電位PV1とされている。
Further, a bottomed
In addition, the
なお、パイプホルダ60の筒壁部63の先端側に、ノズル部材30のノズル部31が嵌め込まれることにより、パイプホルダ60(保持部61,筒壁部63)及びノズル部材30のノズル部31により囲まれた壁内空間DSが形成されている。この壁内空間DSには、パイプホルダ60の保持部61の通気貫通孔61Jを通じて、圧縮空気AKが供給され、さらに、ノズル部31のノズル31Nから、圧縮空気AKを起源とする空気ARが、これより先端側の混合領域MXに向けて高速で噴射される。
In addition, the
また、壁内空間DS内には、針状電極体20の延出部21及びこれを囲む針状電極絶縁パイプ75と、補助電極体50の延出部51及びこれを囲む補助電極絶縁パイプ77とが、パイプホルダ60の保持部61から突出しており、これらはノズル部31を貫通して、さらに先端側(図中上方)まで延びている。
Further, in the wall space DS, the
このうち、ノズル部31を貫通した針状電極体20の針状先端部22は、混合領域MX内で、針状電極絶縁パイプ75から露出している。また、この針状先端部22は、混合領域MX内で、後述する捕集極42の基端側の対向面42Tに対向するように配置されている。このため、針状先端部22と捕集極42(対向面42T)との間に高電圧を印加すると、気中放電が生じ、大気中のN2,O2等を電離させ、正イオン(例えば、N3+,O2+。以下、イオンCPともいう)を生成することができる。
なお、針状電極体20は、図4に示すように、ノズル部31のうち、ノズル31Nの軸線AXからやや径方向外側にずれた位置(取入口33Iから遠ざかった位置)を貫通して、針状先端部22が露出している。つまり、針状先端部22は、ノズル31Nの軸線AXからずれた位置に配置されている。
一方、補助電極体50は、針状電極体20よりもさらに先端側(図中上方)に延びている。
Among these, the needle-
In addition, as shown in FIG. 4, the needle-
On the other hand, the
ノズル部材30の筒壁部33の先端側(図中上方)には、混合排出部材40が嵌め込まれている。この混合排出部材40も、ステンレスからなり、基端側(図中下方)に位置する基端部41と、この基端部41の周縁から先端側に延出した円筒状の先端側筒壁部43とからなる。また、この先端側筒壁部43の先端側は、蓋部材48が被せられて閉塞されている。また、先端側筒壁部43には、1箇所、(排気管EPの下流側に向けて開口する)排出口43Oが穿孔されている。
この混合排出部材40のうち、基端部41は、内側に膨出した捕集極42により、内側の空間がスリット状に狭められた形態とされている。一方、先端側筒壁部43内には、円柱状の空間が形成される。なお、捕集極42には、ノズル部材30の取入口33Iの位置に合わせて、切り欠き部42Kが形成されている。また、上述したように、捕集極42の基端側の対向面42Tは、針状電極体20の針状先端部22に対向している。
なお、この混合排出部材40は、ノズル部材30に嵌め込まれ固定されると共に、電気的にも導通して、第1電位PV1とされている。
A mixing / discharging
Of the
The mixing / discharging
かくして、ノズル部材30のうちノズル部31の図中上方を向く先端側面31Sと、筒壁部33と、混合排出部材40の基端部41(捕集極42)とで、概略円柱状の空間が形成される。この空間は、後述する混合領域MXのうち、円柱状混合領域MX1をなす。一方、混合排出部材40の基端部41の捕集極42で構成されるスリット状の内部空間は、スリット状混合領域MX2をなす。また、先端側筒壁部43内の円柱状の空間は、排出口43Oに連通する排出路EXをなす。加えて、捕集極42の切り欠き部42Kによって、取入口33Iから混合領域MX(円柱状混合領域MX1)に連通する引き込み路HKが形成される。
Thus, in the
また、円柱状混合領域MX1内には、ノズル31Nから、圧縮空気AKを起源とする空気ARが高速で噴射され、噴射された空気ARは、円柱状混合領域MX1、スリット状混合領域MX2、及び排出路EXを経由して、排出口43Oから排出される。さらに、高速で噴射された空気ARの流れにより、円柱状混合領域MX1の気圧が下がるので、取入口33Iの外部の排気ガスEGが、この取入口33Iから引き込み路HKを通じて、混合領域MX(円柱状混合領域MX1、スリット状混合領域MX2)に取り入れられる。また、円柱状混合領域MX1内では、針状先端部22と捕集極42の対向面42Tとの間で、気中放電によりイオンCPが生成されるので、取り入れられた取入排気ガスEGIは、混合空間MXでイオンCPを含む空気ARと混合され、この空気ARと共に、排出路EXを経由して、排出口43Oから排出される。
Further, in the cylindrical mixing area MX1, air AR originating from the compressed air AK is injected at high speed from the
また、補助電極体50の延出部51及びこれを囲む補助電極絶縁パイプ77は、パイプホルダ60、ノズル部材30よりも先端側(図中上方)まで延びて、延出部51に連なる曲げ返し部52が、混合排出部材40の先端側筒壁部43内(排出路EX)に位置している。そして、基端側(図中下方)を向く補助電極部53は、混合排出部材40の基端部41がなすスリット状混合領域MX2内に位置している。
Further, the
また、図3に示すように、パイプホルダ60のホルダフランジ部66の先端側(図中上方)には、アルミナ等の絶縁セラミックからなる概略円筒状の第1絶縁スペーサ121が配置されている。また、ホルダフランジ部66の基端側(図中下方)にも、アルミナ等の絶縁セラミックからなる概略円筒状の第2絶縁スペーサ122が配置されている。さらにこれらの径方向周囲(図中左右方向)には、ステンレスからなる主体金具90が配置されている。
As shown in FIG. 3, a substantially cylindrical first insulating
主体金具90は、筒状部91とフランジ部95とからなる。このうち、概略円筒状の筒状部91は、自身の内部にパイプホルダ60、第1絶縁スペーサ121、及び第2絶縁スペーサ122を保持する保持孔91Hを保持している。また、この筒状部91のうち基端側は内壁に雌ねじが形成された雌ねじ部92となっている。
一方、フランジ部95は、筒状部91の先端部分から径方向外側に張り出した板状で、外形概略長円板形状を有している。また、自身の厚み方向に貫通するボルト貫通孔95H,95Hを有している(本実施形態では2箇所)。
The
On the other hand, the
さらに、この主体金具90のうち筒状部91の雌ねじ部92には、栓金具100が、その外周に雄ねじを形成した雄ねじ部102で螺合している。この栓金具100は、概略円筒状であり、内筒80を非接触で包囲している。また、栓金具100は、雄ねじ部102よりも先端側(図中上方)に、平坦な先端面101Sが形成され、雄ねじ部102より小径な先端押圧部101を有する。また、雄ねじ部102より基端側(図中下方)には、径方向外側に向けてフランジ状に張り出して、外周が六角形状とされた六角部103を有する。
栓金具100の雄ねじ部102を、主体金具90の雌ねじ部92に螺入すると、栓金具100が先端側に進み、その先端押圧部101が、第2絶縁スペーサ122を先端側に押圧する。すると、この第2絶縁スペーサ122は、パイプホルダ60のホルダフランジ部66を先端側に向けて押圧する。さらに、このホルダフランジ部66は、第1絶縁スペーサ121を先端側に向けて押圧する。第1絶縁スペーサ121は、板パッキン124を介して主体金具90の筒状部91の保持孔91Hに係合する。これにより、パイプホルダ60、第1絶縁スペーサ121、第2絶縁スペーサ122、板パッキン124、及び、栓金具100が、主体金具90に保持され、一体化される。
また、パイプホルダ60と主体金具90との間には、第1絶縁スペーサ121及び第2絶縁スペーサ122が介在して、両者を離間、絶縁している。なお、パイプホルダ60のうち、径方向外側に張り出したホルダフランジ部66と、主体金具90(筒状部91)との間は、空間を空けて離間されて、両者間の絶縁が保たれている。さらに、第1絶縁スペーサ121は、検知部10が排気管EPに装着された状態において、パイプホルダ60の筒壁部63と排気管EPとの間に介在して、両者を離間、絶縁している。
Further, the plug fitting 100 is screwed to the female threaded
When the male thread portion 102 of the stopper fitting 100 is screwed into the
In addition, a first insulating
さて、検出部10の取付けに当たっては、図4に示すように、排気管EPのうち、取付部EPTの取付開口EPOから、ノズル部材30、混合排出部材40等を排気管EP内に挿入すると共に、取付開口EPOに隣在して設けられているスタッドボルトEPB,EPBを、フランジ部95のボルト貫通孔95Hにそれぞれ挿通し、ナットEPNで締結する。これにより、主体金具90を含め、検知部10が、排気管EPの取付部EPTに固定される。
なお、主体金具90の先端側面90Sのうち、保持孔91Hの周囲には、円環状のガスケット保持溝96が形成されており、排気管EPの取付部EPTと主体金具90とは、このガスケット保持溝96内に配置された銅製のガスケット130を介して気密に結合している。
これにより、ガスケット130、主体金具90、及び、栓金具100は、排気管EPと同じ接地電位PVEとされる。
As shown in FIG. 4, when the
An annular
Thereby, the
さらに、栓金具100の基端部104には、ステンレスからなる円筒状の外筒110が接続されている。この外筒110は、内筒80及びケーブル160の先端部160Sを径方向外側から囲んでおり、その先端部110Sは、栓金具100の基端部104に、一周にわたり、レーザ溶接されている。
また、外筒110の基端部110Kは、その外形が先端側よりも縮径されて、ケーブル160に加締め固定されている。これと同時に、外筒110の基端部110Kの加締め部110KKは、ケーブル160の最も外周の外側絶縁被覆層168を貫通して、その内部の接地電位配線167に導通している。かくして、外筒110及び接地電位配線167は、いずれも金属からなる主体金具90、栓金具100、及びガスケット130を介して、排気管EPと同じく接地電位PVEとされる。
なお、本実施形態では、ケーブル160の先端部160Sが、外筒110内で揺動するのを防止すべく、ケーブル160の先端部160Sと外筒110との間に、円筒状で絶縁ゴムからなるグロメット125を介在させている。
Furthermore, a cylindrical
In addition, the
In the present embodiment, in order to prevent the
次いで、本実施形態の微粒子センサ1の各部の電気的機能及び動作について、図2〜図4のほか、図5をも参照して説明する。なお、この図5は、本微粒子センサ1の検知部10の電気的機能及び動作を理解容易のため模式的に示したものであり、他の各図等に記載の形態等と異なる部分が存在する点に留意されたい。
針状電極体20は、ケーブル160の第2電位配線161を介して、イオン源電源回路210の第2出力端212に接続、導通している。従って、この針状電極体20は、前述したように、第1電位PV1に対して、100kHz,1〜2kV0-pの正の半波整流パルス電圧である、第2電位PV2とされる。
また、補助電極体50は、ケーブル160の補助電位配線162を介して、補助電極電源回路240の補助第2出力端242に接続、導通している。従って、この補助電極体50は、前述したように、第1電位PV1に対して、100〜200Vの正の直流電位である、補助電極電位PV3とされる。
さらに、内筒80,パイプホルダ60,ノズル部材30,混合排出部材40は、ケーブル160の第1電位配線165を介して、イオン源電源回路210の第1出力端211、補助電極電源回路240の補助第1出力端241、これらの回路を囲む内側回路ケース250、及び信号電流検知回路230の信号入力端231に接続、導通している。これらは、第1電位PV1とされる。
加えて、外筒110,栓金具100,主体金具90,及びガスケット130は、ケーブル160の接地電位配線167を介して、信号電流検知回路230を含む計測制御回路220を囲む外側回路ケース260及び信号電流検知回路230の接地入力端232に接続、導通している。これらは、排気管EPと同じ、接地電位PVEとされる。
Next, the electrical functions and operations of each part of the
The
Further, the
Further, the
In addition, the
従って、前述したように、混合領域MX内において、第1電位PV1とされる混合排出部材40の捕集極42の対向面42Tと、これよりも正の高電位である第2電位PV2とされる針状先端部22との間では、気中放電、具体的にはコロナ放電が生じる。さらに具体的には、正極となる針状先端部22の周りにコロナが発生する正針コロナPCを生じる。これにより、その雰囲気をなす大気(空気)のN,O等が電離等して、正のイオンCPが発生する。また、混合領域MX内には、壁内空間DSからノズル31Nを通じて、圧縮空気AK(空気AR)が噴射される。
本実施形態では、針状電極体20(針状電極)の針状先端部22(先端部)及び捕集極42の対向面42Tがイオン源15に相当する。また、壁内空間DSを囲む、パイプホルダ60(保持部61,筒壁部63)及びノズル部材30のノズル部31が、気体噴射源11をなし、ノズル31Nが噴射孔に相当する。
Therefore, as described above, in the mixing region MX, the opposing
In the present embodiment, the needle-like tip 22 (tip) of the needle-like electrode body 20 (needle-like electrode) and the facing
空気ARが混合領域MX(円柱状混合領域MX1)に噴射されると、前述したように、この円柱状混合領域MX1の気圧が低下するため、取入口33Iから排気ガスEGが引き込み路HKを通じて、混合領域MX(円柱状混合領域MX1、スリット状混合領域MX2)に取り入れられる。取入排気ガスEGIは、空気ARと混合され、空気ARと共に、排出路EXを経由して、排出口43Oから排出される。
その際、排気ガスEG中に、ススなどの微粒子Sが含まれていた場合、図5に示すように、この微粒子Sも混合領域MX内に取り入れられる。ところで、噴射された空気ARには、混合領域MX内で生成されたイオンCPが混合される。このため、取り入れられたススなどの微粒子Sは、イオンCPが付着して、正に帯電した帯電微粒子SCとなり、この状態で、混合領域MX及び排出路EXを通って、排出口43Oから、空気ARと共に排出される。
一方、混合領域MX内で生成され、空気ARに混合されて噴射されたイオンCPのうち、微粒子Sに付着しなかった浮遊イオンCPFは、補助電極体50の補助電極部53(補助電極)から斥力を受け、第1電位PV1とされた捕集極42をなす混合排出部材40(基端部41,先端側筒壁部43)に各部に付着し、排出されない(捕捉される)。
When the air AR is injected into the mixing region MX (cylindrical mixing region MX1), as described above, the atmospheric pressure of the cylindrical mixing region MX1 decreases, so that the exhaust gas EG passes through the intake passage HK through the intake passage HK. It is taken into the mixing area MX (cylindrical mixing area MX1, slit-shaped mixing area MX2). The intake exhaust gas EGI is mixed with the air AR, and is discharged from the discharge port 43O via the discharge path EX together with the air AR.
At this time, if the exhaust gas EG contains fine particles S such as soot, the fine particles S are also taken into the mixing region MX as shown in FIG. By the way, the injected air AR is mixed with ions CP generated in the mixing region MX. For this reason, the fine particles S such as soot that are taken in are attached to the ions CP to become positively charged fine particles SC, and in this state, the air passes through the mixing region MX and the discharge path EX, and is discharged from the discharge port 43O. It is discharged together with AR.
On the other hand, among the ions CP generated in the mixed region MX and injected by being mixed with the air AR, the floating ions CPF that have not adhered to the fine particles S are generated from the auxiliary electrode portion 53 (auxiliary electrode) of the
従って、この帯電微粒子SCにより排出された排出イオンCPHの電荷量に対応する信号電流Isを信号電流検知回路230で検知することにより、排気ガスEG中の微粒子Sの量が検知できる。
本実施形態では、混合領域MX及び捕集極42をなす、ノズル部材30,混合排出部材40,蓋部材48により、微粒子帯電部12を形成し、この微粒子帯電部12が空間形成部材に相当する。また、混合領域MX(円柱状混合領域MX1、スリット状混合領域MX2)及び排出路EXが、内部空間に相当する。
Therefore, the signal current Is corresponding to the charge amount of the discharged ions CPH discharged by the charged fine particles SC is detected by the signal
In the present embodiment, the fine
以上で説明したように、本実施形態の微粒子センサ1では、イオン源15(針状電極体20の針状先端部22及び捕集極42の対向面42T)により、微粒子帯電部12(空間形成部材)の混合領域MX(内部空間)内でイオンCPが生成される。そして、微粒子帯電部12は、ノズル31N(噴射孔)を通じて噴射された圧縮空気AK(空気AR)によって、取入口33Iから混合領域MX内に導き入れた取入排気ガスEGI(取入ガス)とイオンCPとを混合して、取入排気ガスEGI中の微粒子SにイオンCPを付着させて帯電微粒子SCとし、圧縮空気AK(空気AR)及び取入排気ガスEGIとともに、排出口43Oから帯電微粒子SCを排出する形態に構成されている。
このため、混合領域MX(内部空間)の外部でイオンCPを生成し、生成したイオンCPを圧縮空気AK(空気AR)とともに、ノズル31N(噴射孔)を通じて混合領域MX内に噴射していた従来の方式に比して、生成されたイオンCPの多くを取入排気ガスEGIと混合して、取入排気ガスEGI中の微粒子Sを、多くのイオンCPが付着して帯電した帯電微粒子SCとすることができる。
これにより、微粒子Sに付着するイオンCPの量、即ち、帯電微粒子SCの数及び帯電量が増えるため、結果的にセンサ出力(例えば、信号電流の大きさ)を大きくできる。加えて、センサの個体の違いによる微粒子Sに届くイオンCPの量の変動も小さくなるため、センサの個体間でのセンサ出力のばらつきが小さくできる。
かくして、センサ出力が大きく、また、個体差ばらつきが小さい微粒子センサが得られる。
As described above, in the
For this reason, ions CP are generated outside the mixing region MX (internal space), and the generated ions CP are injected into the mixing region MX through the
As a result, the amount of ions CP adhering to the fine particles S, that is, the number of charged fine particles SC and the amount of charge increase, and as a result, the sensor output (for example, the magnitude of the signal current) can be increased. In addition, since fluctuations in the amount of ions CP reaching the fine particles S due to differences in individual sensors are also reduced, variations in sensor output among individual sensors can be reduced.
Thus, a particle sensor having a large sensor output and a small variation in individual differences can be obtained.
さらに、本実施形態の微粒子センサ1では、イオン源15は、針状の先端部(針状先端部22)を有する針状電極(針状電極体20)を含んでいる。これにより、針状電極体20のうちでも、その先端の針状先端部22で確実に気中放電(コロナ放電)を生じさせて、効率良くイオンCPを生成することができる。加えて、針状電極体20のうち、混合領域MX(内部空間)内に位置する部位は、針状先端部22を除いて径方向周囲が針状電極絶縁パイプ75(絶縁部材)で包囲されている。このため、針状電極体20と微粒子帯電部12(空間形成部材)との絶縁性を高く保つことができる。かくして、生成されるイオンCPの量を安定させることができ、センサ出力の安定性を高めることができる。
Furthermore, in the
さらに、本実施形態の微粒子センサ1では、微粒子帯電部12(空間形成部材)は、イオンCPのうち微粒子Sに付着しなかった浮遊イオンCPFを捕集する捕集極42を有しているほか、捕集極42による浮遊イオンCPFの捕集を補助する補助電極(補助電極体50の補助電極部53)を備えている。
このため、捕集極42で確実に浮遊イオンCPFを捕集することができ、センサ出力を、正確に微粒子Sの量に対応した値にでき、より適切に微粒子Sの量を検知することができる。
Furthermore, in the
Therefore, the floating ions CPF can be reliably collected by the
(変形形態)
次に、上述の実施形態の変形形態について、図6を参照して説明する。前述の実施形態の微粒子センサ1では、微粒子帯電部12の混合領域MX内で、針状電極体20の針状先端部22が、ノズル31Nの軸線AXからやや径方向外側にずれた位置に配置されていた(図4参照)。
(Deformation)
Next, a modification of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. In the
これに対し、本変形形態の微粒子センサ1Aでは、図6に示すように、針状電極体20は、ノズル部31のうち、ノズル31Nの軸線AXからやや径方向外側にずれた位置(取入口33Iから遠ざかった位置)を貫通した後、混合領域MX内で、延出部21が針状電極絶縁パイプ75から露出して、径方向内側に向けて屈曲されている。これにより、針状電極体20の針状先端部22がノズル31N(噴射孔)を通る軸線AX上に配置されている。なお、その他の構成については、実施形態の微粒子センサ1と同様である。
On the other hand, in the
これにより、本変形形態の微粒子センサ1Aは、実施形態と同様の作用効果を奏する。その上、本変形形態の微粒子センサ1Aでは、針状電極体20の針状先端部22が、ノズル31N(噴射孔)を通るノズル31Nの軸線AX上に配置されている。これにより、圧縮空気AK(空気AR)が噴射されるノズル31Nの軸線AX上でイオンCPが生成されるので、生成されたイオンCPを、圧縮空気AK(空気AR)とともに、より適切に取入排気ガスEGIと混合して、取入排気ガスEGI中の微粒子SにイオンCPを付着させることができ、より大きなセンサ出力を得ることができる。
Thereby, the
以上において、本発明を実施形態の微粒子センサ1及び変形形態の微粒子センサ1Aに即して説明したが、本発明は実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態及び変形形態では、微粒子センサ1,1Aの検知部10が、ケーブル160を介して微粒子検知システム2の回路部201に接続された例を示したが、ケーブル160を介さず、検知部10と回路部201とを連設する(一体化する)など、その形態は適宜変更が可能である。
また、実施形態及び変形形態では、針状電極体20及び補助電極体50は、直棒状に延びて、ノズル部31を貫通する形態としたが、針状電極体20及び補助電極体50の形態は、適宜変更が可能である。
また、実施形態及び変形形態では、針状電極体20の針状先端部22と捕集極42の対向面42Tとで、イオン源15を構成したが、イオン源15をなす電極の形態は、適宜変更が可能である。
さらに、実施形態及び変形形態では、針状電極体20のうち、混合領域MX(内部空間)内に位置する部位を、針状先端部22を除いて筒状の針状電極絶縁パイプ75にて包囲した。しかし、例えば、これに代えて、針状電極体をシート状の絶縁板で包囲した形態のものを用いることもできる。
In the above, the present invention has been described based on the
For example, in the embodiment and the modification, the example in which the
In the embodiment and the modified embodiment, the
In the embodiment and the modification, the
Furthermore, in the embodiment and the modified embodiment, a portion of the needle-
EP 排気管(通気管)
EPO 取付開口
EG 排気ガス(被測定ガス)
EGI 取入排気ガス(取入ガス)
S 微粒子
SC 帯電微粒子
CP イオン
CPF 浮遊イオン
CPH 排出イオン
Is 信号電流
1,1A 微粒子センサ
2 微粒子検知システム
10 検知部
11 気体噴射源
DS 壁内空間
12 微粒子帯電部(空間形成部材)
15 イオン源
20 針状電極体
22 (針状電極体の)針状先端部(イオン源)
30 ノズル部材(微粒子帯電部)
31 ノズル部(微粒子帯電部)
31N ノズル
33I 取入口
PV1 第1電位
PV2 第2電位
PV3 補助電極電位
PVE 接地電位
40 混合排出部材(微粒子帯電部)
MX 混合領域(内部空間)
MX1 円柱状混合領域(内部空間)
MX2 スリット状混合領域(内部空間)
EX 排出路(内部空間)
HK 引き込み路
42 捕集極
42T (捕集極の)対向面(イオン源)
43O 排出口
48 蓋部材(微粒子帯電部)
50 補助電極体
53 (補助電極体の)補助電極部(補助電極)
75 針状電極絶縁パイプ(絶縁部材)
AK 圧縮空気(気体)
AR 空気(気体)
201 回路部
210 イオン源電源回路
220 計測制御回路
230 信号電流検知回路
240 補助電極電源回路
EP exhaust pipe (venting pipe)
EPO mounting opening EG Exhaust gas (measured gas)
EGI Intake exhaust gas (intake gas)
S Fine particle SC Charged fine particle CP Ion CPF Floating ion CPH Discharged ion Is Signal current 1, 1A
15
30 Nozzle member (particulate charging part)
31 Nozzle (Particle Charger)
31N Nozzle 33I Intake PV1 First potential PV2 Second potential PV3 Auxiliary electrode potential PVE Ground potential 40 Mixing discharge member (particulate charging part)
MX mixing area (internal space)
MX1 Cylindrical mixing area (internal space)
MX2 Slit-shaped mixing area (internal space)
EX discharge path (internal space)
HK lead-in
50
75 Needle-shaped electrode insulation pipe (insulation member)
AK compressed air (gas)
AR Air (gas)
Claims (4)
上記被測定ガスを取り入れる取入口、及び上記取入口から取り入れた取入ガスを排出する排出口を含み、上記取入ガスが導入される内部空間を構成する空間形成部材と、
上記内部空間内での気中放電によりイオンを生成するイオン源と、
外部から供給された圧縮空気を自身に形成した噴射孔を通じて上記内部空間に向けて噴射する気体噴射源と、を備え、
上記空間形成部材は、
上記噴射孔を通じて噴射された上記圧縮空気によって、上記取入口から上記取入ガスを上記内部空間に導き入れ、上記取入ガスと上記イオンとを混合する形態に構成されてなる
微粒子センサ。 A fine particle sensor that is mounted on a ventilation pipe and detects fine particles in a gas to be measured flowing through the ventilation pipe,
A space forming member that includes an intake port for taking in the gas to be measured, and an exhaust port for discharging the intake gas taken in from the intake port, and constitutes an internal space into which the intake gas is introduced;
An ion source that generates ions by air discharge in the internal space;
A gas injection source for injecting compressed air supplied from outside toward the internal space through an injection hole formed in the device;
The space forming member is
A fine particle sensor configured to introduce the intake gas from the intake into the internal space by the compressed air injected through the injection hole, and mix the intake gas and the ions.
前記イオン源は、
針状の先端部を有する針状電極を含み、
上記針状電極の上記先端部は、前記気体噴射源の前記噴射孔を通る当該噴射孔の軸線上に配置されてなる
微粒子センサ。 The fine particle sensor according to claim 1,
The ion source is
Including a needle-like electrode having a needle-like tip,
The fine particle sensor, wherein the tip of the needle electrode is disposed on an axis of the injection hole passing through the injection hole of the gas injection source.
前記イオン源は、
針状の先端部を有する針状電極を含み、
上記針状電極のうち、前記内部空間内に位置する部位は、
上記先端部を除いて絶縁部材で包囲されてなる
微粒子センサ。 The fine particle sensor according to claim 1 or 2,
The ion source is
Including a needle-like electrode having a needle-like tip,
Of the needle-like electrode, the part located in the internal space is
A fine particle sensor surrounded by an insulating member except for the tip.
前記空間形成部材は、
前記イオンのうち前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極を有し、
前記内部空間内に配置されて、上記捕集極による上記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極を備える
微粒子センサ。 The fine particle sensor according to any one of claims 1 to 3,
The space forming member is
Having a collecting electrode for collecting floating ions not attached to the fine particles among the ions;
A fine particle sensor provided with an auxiliary electrode disposed in the internal space and assisting in collecting the floating ions by the collecting electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012148410A JP2014010099A (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | Fine particle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012148410A JP2014010099A (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | Fine particle sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014010099A true JP2014010099A (en) | 2014-01-20 |
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ID=50106913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012148410A Pending JP2014010099A (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | Fine particle sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014010099A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017026369A (en) * | 2015-07-17 | 2017-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | Fine particle sensor |
DE112016006339T5 (en) | 2016-02-01 | 2018-10-18 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Fine particle detection system |
US10209173B2 (en) | 2014-08-22 | 2019-02-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particulate sensor |
-
2012
- 2012-07-02 JP JP2012148410A patent/JP2014010099A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10209173B2 (en) | 2014-08-22 | 2019-02-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particulate sensor |
DE112015003849B4 (en) | 2014-08-22 | 2022-06-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | particle sensor |
JP2017026369A (en) * | 2015-07-17 | 2017-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | Fine particle sensor |
DE112016006339T5 (en) | 2016-02-01 | 2018-10-18 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Fine particle detection system |
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