JP2019105640A - 排ガス分析システム及び排ガス分析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、第2分析装置を低温に保つことで、この第2分析装置を用いて揮発性成分と不揮発性成分とが含まれる粒子状物質を分析することができるので、第1分析装置による分析結果と第2分析装置による分析結果とを比較することで、排ガスに含まれる揮発性成分の分析が可能となる。これにより、従来のようにsoot測定系とSOF測定系とをそれぞれ備えずとも、不揮発性成分と揮発性成分とをそれぞれ分析することができ、システムを大掛かりなものや高価なものにすることなく、排ガスに含まれる粒子状物質を精度良く分析することが可能となる。
このように各分析装置を同じ分析原理を用いたものにすれば、各分析装置の分析結果を比較することで揮発性成分を精度良く分析することができる。
そこで、排ガスに含まれる粒子状物質の全量を測定するためには、前記第1分析装置及び前記第2分析装置が、拡散荷電法を用いて粒子状物質を測定するものであることが好ましい。
このように拡散荷電法を用いることにより、第2分析装置では、sootやSOFのみならず、サルフェートと呼ばれる硫黄成分をも含んだトータル粒子状物質を測定することができる。
このような構成であれば、第1分析装置による分析結果と第2分析装置による分析結果とを比較することで、排ガスに含まれる揮発性成分の分析が可能である。
このような構成であれば、粒子状物質のうち少なくともSOF及びサルフェートを含む揮発性成分の濃度を知ることができる。
そこで、前記分岐箇所から前記第1分析装置までの前記排ガス流路を形成する配管が、前記分岐箇所から前記第2分析装置までの前記分岐流路を形成する配管よりも、長い又は大径であることが好ましい。
このような構成であれば、分岐箇所で分岐した排ガスが、第1分析装置と第2分析装置とにほぼ同時に到達するので、第1分析装置の分析結果と第2分析装置の分析結果とを同期させることができる。
このような排ガス分析方法であれば、上述した排ガス分析システムと同様の作用効果を得ることができる。
本実施形態では、排ガス流路L1に複数の希釈器30が設けられており、具体的には第1希釈器30aと、この第1希釈器30aの下流側に設けられた第2希釈器30bとが直列に配置されている。なお、排ガス流路L1に設けられる希釈器は1つであっても構わない。
より詳細に説明すると、第1分析装置20aたるDCSは、導入された粒子の表面をコロナ放電により帯電させることで、単位体積当たりの総粒子長に応じた大きさの電流が電流検出部21で検出されるように構成されている。そして、総粒子長と質量との関係を示す相関データを予め求めておくことで、この相関データと第1分析装置20aの出力(具体的には電流検出部21により検出された電流値)とに基づいて粒子状物質の質量濃度を連続的に算出することができる。
なお、排ガス流路L1を温調する温調機構と、第1分析装置20aを温調する温調機構とは別々であっても良いし、排ガス流路L1を温調する温度と第1分析装置20aを温調する温度とは互いに異なる温度であっても良い。
さらに、分岐流路L2や第2分析装置20bを揮発性成分の蒸発温度よりも低い所定温度に保っているので、第2分析装置20bを用いて少なくともsoot、SOF、及びサルフェートを含むトータル粒子状物質の質量濃度を算出することができる。これにより、第1分析装置20aによる算出結果と第2分析装置20bによる算出結果とを比較することで、排ガスに含まれる揮発性成分の分析が可能となる。従って、sootを測定するための分析装置とSOFを測定するための分析装置とをそれぞれ備えずとも、不揮発性成分と揮発性成分とをそれぞれ分析することができ、システムを大掛かりなものや高価なものにすることなく、排ガスに含まれる粒子状物質を精度良く分析することが可能となる。
そのうえ、このように不揮発性成分と揮発性成分との両方を分析することにより、不揮発性成分の分析結果からは例えば燃料の噴射の均一性を評価することができ、揮発性成分の分析結果からは例えば燃料の不完全燃焼の度合いを評価することができる。
また、分岐箇所Xから第1分析装置20aまでの排ガス流路L1と、分岐箇所Xから第2分析装置20bまでの分岐流路L2とに例えば臨界流量ベンチュリやマスフローコントローラなどを設けて、第1分析装置20aに流入する排ガス流量と、第2分析装置20bに流入する排ガス流量とを適宜制御して、分岐箇所Xで分岐した排ガスを、第1分析装置20aと第2分析装置20bとにほぼ同時に到達させるようにしても良い。
そこで、かかる問題を解決するための一態様としては、プリアンプに熱が伝わらない程度に、プリアンプを電流検出部21の本体か離間させることが挙げられる。ただし、プリアンプと本体との離間距離が長くなると、これらを接続する導線が長くなり、導線にノイズが生じやすい。そこで、別の態様としては、プリアンプや、プリアンプと本体とを接続する導線を冷却するファンや放熱部材等の冷却手段を利用することが考えられる。
また、さらに別の態様としては、プリアンプを電流検出部21ごと加熱手段10により加熱されない場所に配置することが考えられる。
なお、上述した各態様において、必ずしもプリアンプに熱が全く伝わらないようにする必要はなく、分析精度を担保できる程度であれば多少の熱は伝わっても構わない。また、プリアンプを所定の温度に調整したい場合であれば、上述したファンの風量や温調機構10の熱量などを変更することで、プリアンプを前記所定の温度に温調しても良い。
L1 ・・・排ガス流路
L2 ・・・分岐流路
10 ・・・温調機構
20a・・・第1分析装置
20b・・・第2分析装置
40 ・・・情報処理装置
Claims (12)
- 内燃機関の排ガスが導入される排ガス流路と、
前記排ガス流路から分岐する分岐流路と、
前記排ガス流路における前記分岐流路の分岐箇所よりも下流に設けられて、前記排ガスに含まれる粒子状物質を測定する第1分析装置と、
前記分岐流路に設けられて前記排ガスに含まれる粒子状物質を測定する第2分析装置と、
前記第1分析装置を前記第2分析装置よりも高い温度に温調する温調機構とを具備する排ガス分析システム。 - 前記第1分析装置と前記第2分析装置とが、互いに同じ分析原理を用いたものである請求項1記載の排ガス分析システム。
- 前記第1分析装置及び前記第2分析装置からの出力を取得するとともに、前記各分析装置の分析結果を比較して、排ガスに含まれる揮発性成分の粒子状物質の濃度又は濃度に関連する値を算出する情報処理装置をさらに具備する請求項1又は2記載の排ガス分析システム。
- 前記第1分析装置が、前記排ガス流路を流れる排ガスをリアルタイムに分析するものであり、
前記第2分析装置が、前記分岐流路を流れる排ガスをリアルタイムに分析するものである請求項1乃至3のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。 - 前記第1分析装置及び前記第2分析装置が、拡散荷電法を用いて粒子状物質を測定するものである請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。
- 前記第1分析装置が、粒子状物質のうちの不揮発性成分を測定し、
前記第2分析装置が、粒子状物質のうちの不揮発性成分及び揮発性成分を測定する請求項1乃至5のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。 - 前記第1分析装置が、少なくともsootを含む粒子状物質を測定し、
前記第2分析装置が、少なくともsoot、SOF、及びサルフェートを含む粒子状物質を測定する請求項1乃至6のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。 - 前記第2分析装置により得られた少なくともsoot、SOF、及びサルフェートを含む粒子状物質の濃度から、前記第1分析装置により得られた少なくともsootを含む粒子状物質の濃度を差し引いて、少なくともSOF及びサルフェートを含む粒子状物質の濃度を算出する揮発性成分算出部を備える請求項7記載の排ガス分析システム。
- 前記分岐箇所から前記第1分析装置までの前記排ガス流路を形成する配管が、前記分岐箇所から前記第2分析装置までの前記分岐流路を形成する配管よりも、長い又は大径である請求項1乃至8のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。
- 前記温調機構により温調された前記第1分析装置の温度が、前記排ガスに含まれる揮発性成分の蒸発温度以上である請求項1乃至9のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。
- 前記排ガス流路における前記分岐箇所よりも上流側に希釈器が設けられている請求項1乃至10のうち何れか一項に記載の排ガス分析システム。
- 内燃機関の排ガスが導入される排ガス流路と、前記排ガス流路から分岐する分岐流路と、前記排ガス流路における前記分岐流路の分岐箇所よりも下流に設けられて、前記排ガスに含まれる粒子状物質を測定する第1分析装置と、前記分岐流路に設けられて前記排ガスに含まれる粒子状物質を測定する第2分析装置と、を具備する排ガス分析システムを用いた排ガス分析方法であって、
前記第1分析装置を前記第2分析装置よりも高い温度に温調する排ガス分析方法。
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