JP2019158758A - ガスセンサの応答時間評価装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサの実際の使用環境を模擬しながら、ガスセンサの応答特性時間の評価精度を向上できるガスセンサの応答時間評価装置を提供する。【解決手段】本発明に係る応答時間評価装置は、配管２と、配管２に第１ガス３ａを流すための第１ガス供給機３と、配管２内の第１ガス３ａに第２ガス５ａ〜５ｃを添加するための第２ガス添加機５と、第１ガス３ａの流れ方向に係る第２ガス５ａ〜５ｃの添加位置の下流側で配管２に取り付けられ、第１及び第２ガス３，５ａ〜５ｃの混合ガス中の成分を検知するためのガスセンサ１とを備え、第２ガス添加機５は、第２ガス５ａ〜５ｃの供給源５０，５３，５６と、供給源５０，５３，５６を配管２に接続する接続管５１，５４，５７と、接続管５１，５４，５７を開閉するための接続管開閉弁５２，５５，５８とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスセンサの応答時間を評価するためのガスセンサの応答時間評価装置及び方法に関する。

従来用いられていたこの種のガスセンサの評価装置としては、例えば下記の特許文献１，２等に示されている構成を挙げることができる。特許文献１には、マスフローコントローラにより流量調節された複数のガスをミキシング装置により混合して混合ガスを生成する構成が記載されている。混合ガスは、試験対象であるガスセンサに供給される。この構成では、マスフローコントローラにより各ガスの流量を調節して、各ガスの混合比率を変更することにより、ガスセンサの応答特性などを評価できる。

特許文献２には、チャンバーに取り付けられたガスセンサの先端部分をキャップで被覆する構成が示されている。ガスセンサの先端部分をキャップが覆っているとき、キャップ内はチャンバー内とは異なる雰囲気とされている。キャップによる被覆が解除されることで、ガスセンサの周囲の雰囲気が瞬時に切り替えられる。ガスセンサの周囲の雰囲気を切り替えることにより、ガスセンサの応答特性などを評価できる。

特開２０１１−３９０４１号公報 特開２０１６−９０４８４号公報

上記のような特許文献１に記載の構成では、マスフローコントローラにより複数のガスの流量を調節するので、マスフローコントローラの制御遅れにより、ガスの混合比率を瞬時に切り替えることができない。このため、ガスの混合比率が実際に変わった時点を正確に把握することが難しく、ガスセンサの応答特性などの特性の評価精度が低くなってしまう。

一方、上記のような特許文献２に記載の構成では、キャップによる被覆を解除することでガスセンサの周囲の雰囲気を瞬時に切り替えることができる。しかしながら、キャップを使用する場合、ほぼ無風状態から急激にガスが切り替わる。このように無風状態から急激にガスが切り替わることはガスセンサの実際の使用環境では生じず、キャップを使用しての評価試験は実環境と乖離している。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的の一つは、ガスセンサの実際の使用環境を模擬しながら、ガスセンサの応答特性時間の評価精度を向上できるガスセンサの応答時間評価装置を提供することである。また、別の目的の一つは、ガスセンサの実際の使用環境を模擬しながら、ガスセンサの応答特性時間の評価精度を向上できるガスセンサの応答時間評価方法を提供することである。

本発明に係るガスセンサの応答時間評価装置は、一実施形態において、配管と、配管に第１ガスを流すための第１ガス供給機と、配管内の第１ガスに第２ガスを添加するための第２ガス添加機と、第１ガスの流れ方向に係る第２ガスの添加位置の下流側で配管に取り付けられ、第１及び第２ガスの混合ガス中の成分を検知するためのガスセンサとを備え、第２ガス添加機は、第２ガスの供給源と、供給源を配管に接続する接続管と、接続管を開閉するための接続管開閉弁とを含む。

本発明に係るガスセンサの応答時間評価方法は、一実施形態において、上述の応答時間評価装置を用いてガスセンサの応答時間を評価するためのガスセンサの応答時間評価方法であって、配管にガスセンサを取り付ける取付工程と、第１ガス供給機による配管への第１ガスの供給を開始する第１ガス供給開始工程と、接続管開閉弁により接続管を開き、配管内の第１ガスに第２ガスを添加する添加工程と、接続管開閉弁により接続管を開いた時点とガスセンサが第１及び第２ガスの混合ガス中の成分を検知した時点との時間差を得る時間差取得工程とを含む。

本発明のガスセンサの応答時間評価装置及び方法の一実施形態によれば、第２ガス添加機は、第２ガスの供給源と、供給源を配管に接続する接続管と、接続管を開閉するための接続管開閉弁とを含むので、ガスセンサの実際の使用環境を模擬しながら、ガスセンサの応答特性時間の評価精度を向上できる。

本発明の実施の形態によるガスセンサの応答時間評価装置の構成を示す説明図である。 図１のチャンバをより詳細に示す側面図である。 図２の混合促進体を示す正面図である。 図１〜図３に示す応答時間評価装置を用いてのガスセンサの応答時間評価方法を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明は実施の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構成要素を変形して具体化できる。また、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

図１は、本発明の実施の形態によるガスセンサの応答時間評価装置の構成を示す説明図である。図１に示す本実施の形態の応答時間評価装置は、複数のガスセンサ１の応答時間を評価するための装置である。応答時間を評価するガスセンサ１の数は任意であり１つでもよい。本実施の形態のガスセンサ１は、被測定ガスの少なくとも一成分を検知することができるセンサである。被測定ガスとしては、エンジンを搭載する車両の排気ガスを挙げることができる。ガスセンサ１が検知する成分としては、例えばＮＯｘ、アンモニア及び酸素等を挙げることができる。本実施の形態では、ガスセンサ１がＮＯｘ及び酸素を検知するセンサであるとして説明する。

本実施の形態におけるガスセンサ１の応答時間には、検知すべき成分変化に対して、ガスセンサ１の出力信号の変化に掛かる時間が含まれる。ガスセンサ１の出力信号の変化に掛かる時間は、ガスセンサ１の出力信号が増大するときに、ガスセンサ１の出力信号が所定の第１閾値に達した時から第１閾値よりも高レベルの第２閾値に達した時までの時間とすることができる。第１及び第２閾値は、検知すべき成分の変化に応じて設定される。より具体的には、検知すべき成分変化に係る初期値に応じて第１閾値が設定され、その初期値に検知すべき成分の変化量を加えた値に応じて第２閾値が設定される。すなわち、第１及び第２閾値の差は、検知すべき成分の変化量に相当する。また、第１閾値は、必ずしも０値でなくてよい。検知すべき成分変化には、成分濃度の変化が含まれる。また、ガスセンサ１の出力信号の変化に掛かる時間は、ガスセンサ１の出力信号が減少するときに、ガスセンサ１の出力信号が第２閾値に達した時から第１閾値に達した時までの時間とすることができる。

図１に示すように、本実施の形態の応答時間評価装置には、配管２、第１ガス供給機３、冷却装置４、第２ガス添加機５及び空燃比計６及びＮＯｘ分析計７が含まれている。

＜配管２について＞
本実施の形態の配管２は、内部に流路を有する管状体である。配管２の一端２ａは第１ガス供給機３に接続されており、配管２の他端２ｂは大気に開放されている。本実施の形態の配管２には、ガスセンサ１及び空燃比計６が取り付けられたチャンバ２０が含まれている。

＜第１ガス供給機３について＞
本実施の形態の第１ガス供給機３は、配管２に第１ガス３ａを流すための装置である。本実施の形態の第１ガス供給機３は、第１空気供給源３０、第１可燃ガス供給源３１、バーナー３２及び燃焼管３３を含んでいる。

第１空気供給源３０は空気をバーナー３２に供給し、第１可燃ガス供給源３１は可燃ガスをバーナー３２に供給する。可燃ガスとしては、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）等を使用することができる。バーナー３２に供給される空気及び可燃ガスの流量は、所定の空燃比となるように調整される。空気割合λ（バーナー３２に供給される空気量／理想空燃比に必要とされる空気量）は、例えば０．８以上かつ０．９以下等の範囲とすることができる。空気割合λを０．８以上かつ０．９以下の範囲とした場合、第１ガス３ａには１００体積ｐｐｍ程度のＮＯｘが含まれる。

バーナー３２は、第１空気供給源３０からの空気と第１可燃ガス供給源３１からの可燃ガスとを燃焼させて燃焼ガスを生成する。すなわち、本実施の形態の第１ガス３ａは可燃ガスが燃焼された燃焼ガスである。燃焼管３３は、バーナー３２の先端の周囲を覆うとともに、バーナー３２からの第１ガス３ａを配管２の一端２ａに案内するための管状体である。

＜冷却装置４について＞
本実施の形態の冷却装置４は、第１ガス３ａを冷却するための装置である。冷却装置４により、第１ガス３ａの温度を例えば８００℃程度から３５０℃程度まで下げることができる。冷却装置４としては、例えば配管２の周囲に巻かれた水冷管を含む水冷ジャケット等を使用することができる。

＜第２ガス添加機５について＞
本実施の形態の第２ガス添加機５は、配管２内の第１ガス３ａに第２ガスを添加するための機器である。第２ガスは、第１ガス３ａの成分を調整するためのガスである。換言すると、第１ガス３ａを定常的に生成し、ガスセンサ１に供給されるガスの成分を第２ガスにより変更することができる。

第２ガスの添加位置は、ガスセンサ１に近いほど好ましい。これは、ガスセンサ１の位置で第２ガスの添加の影響をより早く生じさせることができるためである。本実施の形態では、第２ガスの添加位置とガスセンサ１との間の距離が、第２ガスの添加位置と第１ガス供給機３との間の距離よりも短くされている。これらの距離は配管２に沿う距離である。第２ガスの添加位置とガスセンサ１との間の距離が、第２ガスの添加位置と第１ガス供給機３との間の距離の２０％以下であることが好ましく、同距離の１０％以下であることがさらに好ましい。また、本実施の形態では、第２ガスの添加位置は、第１ガス３ａの流れ方向に係る冷却装置４の下流側に配置されている。

本実施の形態の第２ガス添加機５は、複数のガスの少なくとも１つを第２ガスとして第１ガス３ａに添加する。より具体的には、本実施の形態の第２ガス添加機５は、ＮＯガス５ａ（一酸化窒素ガス）、空気５ｂ及び可燃ガス５ｃの少なくとも１つを第２ガスとして配管２内の第１ガス３ａに添加する。ＮＯガス５ａは、ガスセンサ１のＮＯ出力の応答時間を評価するために使用できる。空気５ｂ及び可燃ガス５ｃは、ガスセンサ１の酸素出力の応答時間を評価するために使用できる。空気５ｂは理想空燃比に対して酸素過多の状態を作るために添加でき、可燃ガス５ｃは理想空燃比に対して燃料過多の状態を作るために添加できる。

＜第２ガス添加機５の構成について＞
本実施の形態の第２ガス添加機５には、ＮＯガス供給源５０、第１接続管５１、第１接続管開閉弁５２、第２空気供給源５３、第２接続管５４、第２接続管開閉弁５５、第２可燃ガス供給源５６、第３接続管５７及び第３接続管開閉弁５８が含まれている。

＜ＮＯガス供給源５０、第１接続管５１及び第１接続管開閉弁５２について＞
ＮＯガス供給源５０は、ＮＯガス５ａを供給するための構成である。第１接続管５１は、ＮＯガス供給源５０を配管２に接続するための管である。第１接続管開閉弁５２は、第１接続管５１を開閉するための弁である。ＮＯガス供給源５０がＮＯガス５ａの供給を行うことができる状態とされているとき、第１接続管開閉弁５２が開かれることにより、第１接続管５１を通して配管２内の第１ガス３ａにＮＯガス５ａが添加される。ＮＯガス５ａの添加濃度は、例えば０体積ｐｐｍ以上かつ５００体積ｐｐｍ以下等とすることができる。

本実施の形態のＮＯガス供給源５０には、ＮＯガス供給源本体５００、第１供給管５０１、第１供給制御弁５０２及び第１供給管開閉弁５０３が含まれている。

ＮＯガス供給源本体５００は、例えばＮＯガス５ａが貯められたボンベ等のＮＯガス５ａの供給能力を有する構成である。第１供給管５０１は、一端がＮＯガス供給源本体５００に接続された管である。第１供給管５０１には第１接続管５１が接続されており、ＮＯガス供給源本体５００からのＮＯガス５ａは第１供給管５０１を通して第１接続管５１に供給される。本実施の形態の第１供給管５０１の他端は大気に開放されている。第１供給管５０１の他端は大気とみなすことができるような大きな容量を有するタンク又は配管系に接続されていてもよい。

第１供給制御弁５０２は、ＮＯガス５ａの流れ方向に関する第１供給管５０１への第１接続管５１の接続位置よりも上流側で第１供給管５０１の開閉を行う弁である。第１供給管開閉弁５０３は、ＮＯガス５ａの流れ方向に関する第１供給管５０１への第１接続管５１の接続位置よりも下流側で第１供給管５０１の開閉を行う弁である。本実施の形態のＮＯガス供給源５０は、第１供給制御弁５０２が開かれることで、ＮＯガス５ａの供給を行うことができる状態となる。また、本実施の形態のＮＯガス供給源５０では、第１供給制御弁５０２及び第１供給管開閉弁５０３が開かれることで、接続管開閉弁５２により接続管５１が閉じられている時でも、第１供給管５０１にＮＯガス５ａの流れが形成可能とされている。接続管開閉弁５２が開かれるとき、第１供給管開閉弁５０３が閉じられることが好ましい。

＜第２空気供給源５３、第２接続管５４及び第２接続管開閉弁５５について＞
第２空気供給源５３、第２接続管５４及び第２接続管開閉弁５５は、ＮＯガス５ａの代わりに空気５ｂを供給する点を除いて、上述のＮＯガス供給源５０、第１接続管５１及び第１接続管開閉弁５２と同様である。

第２空気供給源５３は、空気５ｂを供給するための構成である。第２接続管５４は、第２空気供給源５３を配管２に接続するための管である。第２接続管開閉弁５５は、第２接続管５４を開閉するための弁である。第２空気供給源５３が空気５ｂの供給を行うことができる状態とされているとき、第２接続管開閉弁５５が開かれることにより、第２接続管５４を通して配管２内の第１ガス３ａに空気５ｂが添加される。

本実施の形態の第２空気供給源５３には、第２空気供給源本体５３０、第２供給管５３１、第２供給制御弁５３２及び第２供給管開閉弁５３３が含まれている。

第２空気供給源本体５３０は、例えば空気５ｂが貯められたボンベ等の空気５ｂの供給能力を有する構成である。第２供給管５３１は、一端が第２空気供給源本体５３０に接続された管である。第２供給管５３１には第２接続管５４が接続されており、第２空気供給源本体５３０からの空気５ｂは第２供給管５３１を通して第２接続管５４に供給される。本実施の形態の第２供給管５３１の他端は大気に開放されている。第２供給管５３１の他端は大気とみなすことができるような大きな容量を有するタンク又は配管系に接続されていてもよい。

第２供給制御弁５３２は、空気５ｂの流れ方向に関する第２供給管５３１への第２接続管５４の接続位置よりも上流側で第２供給管５３１の開閉を行う弁である。第２供給管開閉弁５３３は、空気５ｂの流れ方向に関する第２供給管５３１への第２接続管５４の接続位置よりも下流側で第２供給管５３１の開閉を行う弁である。本実施の形態の第２空気供給源５３は、第２供給制御弁５３２が開かれることで、空気５ｂの供給を行うことができる状態となる。また、本実施の形態の第２空気供給源５３では、第２供給制御弁５３２及び第２供給管開閉弁５３３が開かれることで、接続管開閉弁５５により接続管５４が閉じられている時でも、第２供給管５３１に空気５ｂの流れが形成可能とされている。接続管開閉弁５５が開かれるとき、第２供給管開閉弁５３３が閉じられることが好ましい。

＜第２可燃ガス供給源５６、第３接続管５７及び第３接続管開閉弁５８について＞
また、第２可燃ガス供給源５６、第３接続管５７及び第３接続管開閉弁５８は、ＮＯガス５ａの代わりに可燃ガス５ｃを供給する点を除いて、上述のＮＯガス供給源５０、第１接続管５１及び第１接続管開閉弁５２と同様である。

第２可燃ガス供給源５６は、可燃ガス５ｃを供給するための構成である。第３接続管５７は、第２可燃ガス供給源５６を配管２に接続するための管である。第３接続管開閉弁５８は、第３接続管５７を開閉するための弁である。第２可燃ガス供給源５６が可燃ガス５ｃの供給を行うことができる状態とされているとき、第３接続管開閉弁５８が開かれることにより、第３接続管５７を通して可燃ガス５ｃが配管２内の第１ガス３ａに添加される。

本実施の形態の第２可燃ガス供給源５６には、第２可燃ガス供給源本体５６０、第３供給管５６１、第３供給制御弁５６２及び第３供給管開閉弁５６３が含まれている。

第２可燃ガス供給源本体５６０は、例えば可燃ガス５ｃが貯められたボンベ等の可燃ガス５ｃの供給能力を有する構成である。第３供給管５６１は、一端が第２可燃ガス供給源本体５６０に接続された管である。第３供給管５６１には第３接続管５７が接続されており、第２可燃ガス供給源本体５６０からの可燃ガス５ｃは第３供給管５６１を通して第３接続管５７に供給される。本実施の形態の第３供給管５６１の他端は大気に開放されている。第３供給管５６１の他端は大気とみなすことができるような大きな容量を有するタンク又は配管系に接続されていてもよい。

第３供給制御弁５６２は、可燃ガス５ｃの流れ方向に関する第３供給管５６１への第３接続管５７の接続位置よりも上流側で第３供給管５６１の開閉を行う弁である。第３供給管開閉弁５６３は、可燃ガス５ｃの流れ方向に関する第３供給管５６１への第３接続管５７の接続位置よりも下流側で第３供給管５６１の開閉を行う弁である。本実施の形態の第２可燃ガス供給源５６は、第３供給制御弁５６２が開かれることで、可燃ガス５ｃの供給を行うことができる状態となる。また、本実施の形態の第２可燃ガス供給源５６では、第３供給制御弁５６２及び第３供給管開閉弁５６３が開かれることで、接続管開閉弁５８により接続管５７が閉じられている時でも、第３供給管５６１に可燃ガス５ｃの流れが形成可能とされている。接続管開閉弁５８が開かれるとき、第３供給管開閉弁５６３が閉じられることが好ましい。

第１〜第３接続管開閉弁５２，５５，５８、第１〜第３供給制御弁５０２，５３２，５６２及び第１〜第３供給管開閉弁５０３，５３３，５６３の構成は任意であるが、これらの弁が電気駆動弁であることが好ましい。電気駆動弁とは、電動弁及び電磁弁（ソレノイドバルブ）を含むものであり、電気信号により開閉を制御することができる弁である。電動弁は、モータにより弁体が駆動される弁である。電磁弁とは、ソレノイドアクチュエータにより弁体が駆動される弁である。これらの弁が電気駆動弁である場合、これらの弁の開閉タイミングをより正確に取得することができる。また、これらの弁が電磁弁であることが更に好ましい。これらの弁が電磁弁である場合、電気信号による開閉制御と実際の開閉との間の時間差が少なく、これらの弁の開閉タイミングをさらに正確に取得することができる。

＜チャンバ２０、ガスセンサ１及び空燃比計６について＞
ガスセンサ１及び空燃比計６が取り付けられたチャンバ２０は、第１ガス３ａの流れ方向に関する第２ガスの添加位置の下流側に配置されている。本実施の形態の各ガスセンサ１は、第１及び第２ガスの混合ガス８中の成分を検知することができる。より具体的には、各ガスセンサ１は、混合ガス８中のＮＯｘ及び酸素の濃度変化を検知することができる。
空燃比計６は、第１及び第２ガスの混合ガス８の空燃比を計測することができる。この空燃比を計測することにより、空気５ｂ及び可燃ガス５ｃの導入量を監視することができる。各ガスセンサ１及び空燃比計６の出力は、図示しない記憶装置に記憶することができるとともに、図示しない表示器に表示することができる。

＜ＮＯｘ分析計７について＞
ＮＯｘ分析計７は、第１ガス３ａの流れ方向に関するチャンバ２０の下流側において、分析計開閉弁７０を介して配管２に接続されている。分析計開閉弁７０が開かれているとき、第１及び第２ガスの混合ガス８がＮＯｘ分析計７に導入される。ＮＯｘ分析計７は、第１及び第２ガスの混合ガス８中のＮＯｘを分析できる。より具体的には、ＮＯｘ分析計７は、第１及び第２ガスの混合ガス８中のＮＯｘの割合（体積ｐｐｍ）を検出することができる。このＮＯｘの割合を検出することにより、ＮＯガス５ａの導入量を監視することができる。

次に、図２は図１のチャンバ２０をより詳細に示す側面図であり、図３は図２の混合促進体２０１を示す正面図である。図２に示すように、本実施の形態のチャンバ２０には、混合ガス８の流れ方向に沿って連ねられた複数のチャンバ本体２００と、各チャンバ本体２００の間に設けられた混合促進体２０１とが含まれている。チャンバ本体２００及び混合促進体２０１は、例えばボルト及びナット等の締結部材２０３により互いに締結されている。

本実施の形態のチャンバ本体２００は、ガスセンサ１及び空燃比計６が取り付け可能な管状体である。チャンバ本体２００の数は、使用するガスセンサ１及び空燃比計６の数に応じて変更できる。

本実施の形態の混合促進体２０１は、第１ガス３ａ及び第２ガス（ＮＯガス５ａ、空気５ｂ及び可燃ガス５ｃ）の混合を促進するための構成であり、第１ガス３ａ（混合ガス８）の流れ方向に係るガスセンサ１の上流側であって第２ガスの添加位置の下流側で配管２（チャンバ２０）に設けられている。

図３に示すように、本実施の形態の混合促進体２０１は、略中央に開口部２０１ａが設けられた板状部材により構成されている。本実施の形態の開口部２０１ａは水平方向に長く延びる長方形とされている。しかしながら、開口部２０１ａは例えば円形又は正方形等の他の形状とされていてもよい。開口部２０１ａの開口面積は、チャンバ本体２００の内断面積よりも狭くされている。これらの面積は、混合ガス８の流れ方向に直交する面における面積である。すなわち、本実施の形態の混合促進体２０１は、第１ガス３ａ（混合ガス８）の流れ方向に係る混合促進体２０１の上流及び下流と比較して、配管内の流路断面積を小さくする部材である。換言すると、本実施の形態の混合促進体２０１は流路を絞る部材である。第１及び第２ガスの混合ガス８が開口部２０１ａを通過した直後、混合促進体２０１の背面側で混合ガス８に渦が生じ、第１ガス３ａ及び第２ガス（ＮＯガス５ａ、空気５ｂ及び可燃ガス５ｃ）の混合が促進される。

なお、本実施の形態では、各ガスセンサ１に対応するように各チャンバ本体２００の間に混合促進体２０１が設けられているように説明しているが、最上流のチャンバ本体２００の導入口（混合ガス８が導入される開口）のみに混合促進体２０１が設けられていてもよい。また、混合促進体２０１はチャンバ本体２００とは別の部材であるように説明しているが、チャンバ本体２００と一体であってもよい。さらに、混合促進体２０１は、開口が設けられた板状部材に限定されず、例えば混合ガス８の流れを阻害するように配置された棒状の部材や、チャンバ本体２００の内周面に設けられた突起等の他の態様を採ってもよい。

次に、図４は、図１〜図３に示す応答時間評価装置を用いてのガスセンサの応答時間評価方法を示すフローチャートである。図４に示すように、本実施の形態のガスセンサの応答時間評価方法は、取付工程Ｓ１、第１ガス供給開始工程Ｓ２、添加工程Ｓ３及び時間差取得工程Ｓ４を含んでいる。

取付工程Ｓ１では、配管２のチャンバ２０にガスセンサ１を取り付ける。第１ガス供給開始工程Ｓ２では、第１ガス供給機３による配管２への第１ガス３ａの供給を開始する。

添加工程Ｓ３では、第１〜第３接続管開閉弁５２，５５，５８の少なくとも１つにより第１〜第３接続管５１，５４，５７の少なくとも１つを開き、配管２内の第１ガス３ａに第２ガスとしてＮＯガス５ａ、空気５ｂ及び可燃ガス５ｃの少なくとも１つを添加する。ガスセンサ１のＮＯ出力の応答時間を評価する際にＮＯガス５ａを添加する。また、ガスセンサ１の酸素出力の応答時間を評価する際に空気５ｂ及び可燃ガス５ｃの少なくとも１つを添加する。

第１〜第３接続管開閉弁５２，５５，５８の少なくとも１つにより第１〜第３接続管５１，５４，５７の少なくとも１つを開く前に、第１供給制御弁５０２及び第１供給管開閉弁５０３、第２供給制御弁５３２及び第２供給管開閉弁５３３、並びに第３供給制御弁５６２及び第３供給管開閉弁５６３の少なくとも１つを開き、第１供給管５０１にＮＯガス５ａの流れを形成しておくか、第２供給管５３１に空気５ｂの流れを形成しておくか、及び／又は第３供給管５６１に可燃ガス５ｃの流れが形成しておくことが好ましい。このように流れを形成しておくことで、第１〜第３接続管開閉弁５２，５５，５８の少なくとも１つにより第１〜第３接続管５１，５４，５７の少なくとも１つを開いた際に、配管２内の第１ガス３ａに第２ガスとしてＮＯガス５ａ、空気５ｂ及び可燃ガス５ｃの少なくとも１つをすぐさま添加できる。第１〜第３接続管開閉弁５２，５５，５８の少なくとも１つにより第１〜第３接続管５１，５４，５７の少なくとも１つを開く際、対応する第１〜第３供給管開閉弁５０３，５３３，５６３を閉じる。

時間差取得工程Ｓ４では、第１〜第３接続管開閉弁５２，５５，５８の少なくとも１つにより第１〜第３接続管５１，５４，５７の少なくとも１つを開いた時点と、ガスセンサが第１及び第２ガスの混合ガス８中の成分を検知した時点との時間差を得る。この時間差を、ガスセンサ１の応答時間として評価できる。

本実施の形態に係るガスセンサの応答時間評価装置及び方法では、第２ガス添加機５は、第２ガスの供給源５０，５３，５６と、供給源５０，５３，５６を配管に接続する接続管５１，５４，５７と、接続管５１，５４，５７を開閉するための接続管開閉弁５２，５５，５８とを含むので、ガスセンサ１の実際の使用環境を模擬しながら、ガスセンサ１の応答特性の評価精度を向上できる。

また、本実施の形態に係る接続管開閉弁５２，５５，５８が電気駆動弁であるので、開閉タイミングをより正確に取得でき、ガスセンサ１の応答特性の評価精度をより確実に向上できる。

さらに、本実施の形態に係る接続管開閉弁５２，５５，５８が電磁弁であるので、開閉タイミングをさらに正確に取得でき、ガスセンサ１の応答特性の評価精度をさらに確実に向上できる。

さらにまた、本実施の形態に係る第２ガスの添加位置とガスセンサ１との間の距離は、第２ガスの添加位置と第１ガス供給機３との間の距離よりも短いので、より確実にガスセンサ１の位置で第２ガスの添加の影響をより早く生じさせることができる。

また、本実施の形態に係る第２ガスの添加位置が第１ガス３ａの流れ方向に係る冷却装置４の下流側であるので、より確実にガスセンサ１の位置で第２ガスの添加の影響をより早く生じさせることができる。

さらに、接続管開閉弁５２，５５，５８により接続管５１，５４，５７が閉じられている時、供給管５０１，５３１，５６１に第２ガスの流れが形成可能であるように構成されているので、接続管開閉弁５２，５５，５８を開いたときに第２ガスをすぐさま添加でき、より確実にガスセンサ１の応答特性の評価精度を向上できる。

また、供給源５０，５３，５６には、第２ガスの流れ方向に係る供給管５０１，５３１，５６１への接続管５１，５４，５７の接続位置の下流側に配置された供給管開閉弁５０３，５３３，５６３が設けられているので、接続管開閉弁５２，５５，５８を開いたときに供給管開閉弁５０３，５３３，５６３を閉じることにより、第２ガスを接続管５１，５４，５７により早く供給でき、より確実にガスセンサ１の応答特性の評価精度を向上できる。

さらに、第１ガス３ａの流れ方向に係るガスセンサ１の上流側であって第２ガスの添加位置の下流側に第１及び第２ガスの混合を促進するための混合促進体２０１が設けられているので、第１及び第２ガスの混合が不十分なことによるガスセンサ１の検知遅れが生じることを回避でき、より確実にガスセンサ１の応答特性の評価精度を向上できる。

さらにまた、混合促進体２０１は、第１ガス３ａの流れ方向に係る混合促進体２０１の上流及び下流と比較して、配管内の流路断面積を小さくする部材であるので、第１及び第２ガスの混合ガス８に渦を生じさせることができ、第１ガス３ａ及び第２ガスの混合をより確実に促進できる。

１ ガスセンサ
２ 配管
２０１ 混合促進体
３ 第１ガス供給機
４ 冷却装置
５ 第２ガス添加機
５ａ ＮＯガス（第２ガス）
５ｂ 空気（第２ガス）
５ｃ 可燃ガス（第２ガス）
５０ ＮＯガス供給源（供給源）
５００ ＮＯガス供給源本体（供給源本体）
５０１ 第１供給管（供給管）
５０３ 第１供給管開閉弁（供給管開閉弁）
５１ 第１接続管（接続管）
５２ 第１接続管開閉弁（接続管開閉弁）
５３ 第２空気供給源（供給源）
５３０ 第２空気供給源本体（供給源本体）
５３１ 第２供給管（供給管）
５３３ 第２供給管開閉弁（供給管開閉弁）
５４ 第２接続管（接続管）
５５ 第２接続管開閉弁（接続管開閉弁）
５６ 第２可燃ガス供給源（供給源）
５６０ 第２可燃ガス供給源本体（供給源本体）
５６１ 第３供給管（供給管）
５６３ 第３供給管開閉弁（供給管開閉弁）
５７ 第３接続管（接続管）
５８ 第３接続管開閉弁（接続管開閉弁）
８ 混合ガス

Claims (11)

1. 配管と、
   前記配管に第１ガスを流すための第１ガス供給機と、
   前記配管内の前記第１ガスに第２ガスを添加するための第２ガス添加機と、
   前記第１ガスの流れ方向に係る前記第２ガスの添加位置の下流側で前記配管に取り付けられ、前記第１及び第２ガスの混合ガス中の成分を検知するためのガスセンサと
   を備え、
   前記第２ガス添加機は、前記第２ガスの供給源と、前記供給源を前記配管に接続する接続管と、前記接続管を開閉するための接続管開閉弁とを含む、
   ガスセンサの応答時間評価装置。
2. 前記接続管開閉弁は、電気駆動弁である、
   請求項１記載のガスセンサの応答時間評価装置。
3. 前記接続管開閉弁は、電磁弁である、
   請求項２記載のガスセンサの応答時間評価装置。
4. 前記第２ガスの添加位置と前記ガスセンサとの間の距離は、前記第２ガスの添加位置と前記第１ガス供給機との間の距離よりも短い、
   請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のガスセンサの応答時間評価装置。
5. 前記第１ガスは可燃ガスが燃焼された燃焼ガスであり、
   前記第１ガスを冷却するための冷却装置をさらに備え、
   前記第２ガスの添加位置は前記第１ガスの流れ方向に係る前記冷却装置の下流側である、
   請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のガスセンサの応答時間評価装置。
6. 前記供給源は、前記第２ガスを供給するための供給源本体と、前記供給源本体から前記第２ガスが供給されるとともに前記接続管が接続された供給管とを含み、
   前記接続管開閉弁により前記接続管が閉じられている時、前記供給管に前記第２ガスの流れが形成可能であるように構成されている、
   請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のガスセンサの応答時間評価装置。
7. 前記供給源は、前記第２ガスの流れ方向に係る前記供給管への前記接続管の接続位置の下流側に配置され、前記供給管を開閉するための供給管開閉弁をさらに含む、
   請求項６記載のガスセンサの応答時間評価装置。
8. 前記第１ガスの流れ方向に係る前記ガスセンサの上流側であって前記第２ガスの添加位置の下流側で前記配管に設けられ、前記第１及び第２ガスの混合を促進するための混合促進体をさらに備える、
   請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のガスセンサの応答時間評価装置。
9. 前記混合促進体は、前記第１ガスの流れ方向に係る前記混合促進体の上流及び下流と比較して、前記配管内の流路断面積を小さくする部材である、
   請求項８記載のガスセンサの応答時間評価装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の応答時間評価装置を用いてガスセンサの応答時間を評価するためのガスセンサの応答時間評価方法であって、
    前記配管に前記ガスセンサを取り付ける取付工程と、
    前記第１ガス供給機による前記配管への前記第１ガスの供給を開始する第１ガス供給開始工程と、
    前記接続管開閉弁により前記接続管を開き、前記配管内の前記第１ガスに前記第２ガスを添加する添加工程と、
    前記接続管開閉弁により前記接続管を開いた時点と前記ガスセンサが前記第１及び第２ガスの混合ガス中の成分を検知した時点との時間差を得る時間差取得工程と
    を含む、
    ガスセンサの応答時間評価方法。
11. 前記接続管開閉弁により前記接続管を開く前に、前記供給管に前記第２ガスの流れが形成されている、
    請求項６又は請求項７を引用する請求項１０記載のガスセンサの応答時間評価方法。

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