JP4917004B2 - 検知装置及び方法 - Google Patents
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Description
第1実施例に示すPMセンサ100は、図2に示すように、検知部12が静電容量測定法を適用したインピーダンス測定器20により構成される。
ここで、アルミナ基板11Aの厚みは、約1mmである。また、タングステン導体11Bは略矩形状であり、各辺の長さは、それぞれ、約75mm及び約50mmである。
また、集塵用の電源出力の特性を利用することにより、上述したインピーダンス測定器20を設けない実施例について以下に説明する。
E=∫V(t)I(t)dt・・・(1)
W=E/t・・・(2)
但し、「t」は、時間を示し、「V(t)」は、時間tにおける電圧を示し、「I(t)」は、時間tにおける電流を示している。
つぎに、電源部10が連続的定電流電源部により構成されるPMセンサ102について説明する。なお、上述したPMセンサ100及びPMセンサ101と同一の構成部には同一の番号を付す。
つぎに、電源部10が定電圧電源部により構成されるPMセンサ103について説明する。
また、本発明では、電極部11に付着しているPMを除去するPM除去部14が設けられている。なお、本実施例に係るPM除去部14は、上述した実施例(PMセンサ1、100、101、102、103)のいずれの形態に適用されても良い。
1.電極部11を放電させることにより、電極部11に付着しているPMを分解して除去する第1の構成、又は、
2.電極部11を所定温度まで昇温することにより、電極部11に付着しているPMを燃焼して除去する第2の構成、又は、
3.電極部11に付着しているPMをブラシ、ヘラ、高圧ガスを吹きかける等の機械的な構造物によって物理的に除去する第3の構成等が考えられる。
つぎに、上述した第2の構成について説明する。第2の構成は、具体的には、図25(A)に示すように、電極部11の電極に発熱抵抗体(ヒーター)70を備え、PMが付着する電極とPMを除去するヒーター70とが別個に構成される。なお、本実施例に係るヒーター70を有する電極部11は、上述した実施例(PMセンサ1、100、101、102、103)のいずれの形態に適用されても良い。
つぎに、上述した第2の構成を簡略化した構成について説明する。具体的には、図27(A)に示すように、電極部11の電極に不導体(絶縁体)82を誘電体として適用し、PMを付着する電極とPMを除去するヒーターとを一体的に構成する。なお、本実施例に係る電極部11は、上述した実施例(PMセンサ1、100、101、102、103)のいずれの形態に適用されても良い。
つぎに、上述した第3の構成について説明する。なお、本実施例に係るPM除去部14は、上述した実施例(PMセンサ1、100、101、102、103)のいずれの形態に適用されても良い。
つぎに、第8実施例のPMセンサ104について、図32〜図36を参照して説明する。
図32は、PMセンサの第8実施例の構成を示すブロック図である。このPMセンサ104は、上述の第1実施例のPMセンサ100と、電極部22の構成が異なる。なお、上述の第1実施例のPMセンサ100と同一の構成部には同一の番号を付し、その説明を省略する。
ここで、アルミナ基板221Aの厚みは、約1mmであり、タングステン導体層221Bの導体部の一辺の長さは、約10mmである。
また、PMセンサ104の動作は、上述の第1実施例のPMセンサ100の動作と同じであり、その説明を省略する。
図34は、評価試験に用いる試験装置25の構成を示すブロック図である。
試験装置25は、自動車用のエンジン26と、排気を浄化する酸化触媒27と、排気を濾過しPMを捕集するDPF28と、を含んで構成される。また、これら酸化触媒27及びDPF28は、エンジン26の排気通路261内に、上流側から酸化触媒27、DPF28の順で設けられる。PMセンサ104の電極部22は、排気通路261のうち、DPF28の下流側に設けられる。
図36は、電極部22のPM付着量と、電極部22の静電容量との関係を示す図である。なお、静電容量の測定では、測定周波数として10Hzを用いた。
また、このように電極板の枚数を少なくしたり、電極板の寸法を小さくしたりすることにより、電極部のPM付着量及び静電容量も小さくなるものの、図35及び図36に示すように、電極部の静電容量と排気のPM濃度との相関を測定することは十分に可能であり、PMの濃度を測定するセンサとしての機能が損なわれることはない。
Claims (8)
- 排気管内に設置され、一対の平行平板を含んで構成される電極部と、
前記電極部に定電流を印加する定電流電源部と、
前記電極部の電圧を測定する電圧測定装置と、
前記定電流電源部により前記電極部に対して定電流を印加し、前記排気管内の排気ガスに含まれている粒子状物質を前記電極部に付着させると同時に、前記電極部の電気的特性として前記電圧測定装置により測定された電圧の変化に基づいて前記排気管内の排気ガスに含まれている粒子状物質の濃度を検知する検知手段と、を備え、
前記電極部は、
前記一対の平行平板として、長手方向の略中央部に略正方形状の導体部が設けられた2枚の略矩形状の電極板と、
前記2枚の電極板間に介装され、互いに離間して前記電極板の長手方向両端側にそれぞれ配置された一対の板状のスペーサと、
前記導体部が設けられた長手方向の略中央部において、前記2枚の電極板及び前記一対のスペーサに囲まれた空間により形成され、前記電極部を貫通するキャビティと、を備え、
前記キャビティは、前記2枚の電極板の導体部間に定電流が印加されることで、粒子状物質を集塵することを特徴とする検知装置。 - 排気管内に設置され、一対の平行平板を含んで構成される電極部と、
前記電極部に定電圧を印加する定電圧電源部と、
前記電極部の電流を測定する電流測定装置と、
前記定電圧電源部により前記電極部に対して定電圧を印加し、前記排気管内の排気ガスに含まれている粒子状物質を前記電極部に付着させると同時に、前記電極部の電気的特性として前記電流測定装置により測定された電流の変化に基づいて前記排気管内の排気ガスに含まれている粒子状物質の濃度を検知する検知手段と、を備え、
前記電極部は、
前記一対の平行平板として、長手方向の略中央部に略正方形状の導体部が設けられた2枚の略矩形状の電極板と、
前記2枚の電極板間に介装され、互いに離間して前記電極板の長手方向両端側にそれぞれ配置された一対の板状のスペーサと、
前記導体部が設けられた長手方向の略中央部において、前記2枚の電極板及び前記一対のスペーサに囲まれた空間により形成され、前記電極部を貫通するキャビティと、を備え、
前記キャビティは、前記2枚の電極板の導体部間に定電圧が印加されることで、粒子状物質を集塵することを特徴とする検知装置。 - 前記検知装置は、インピーダンス測定器を備えていないことを特徴とする請求項1又は2記載の検知装置。
- 前記電極部の電気的特性と、前記排気管内の排気ガスに含まれている粒子状物質の濃度との関係を示すデータが格納されている格納手段を備え、
前記検知手段は、測定された前記電極部の電気的特性に基づいて、前記格納手段に格納されているデータを参照することにより、前記排気管内の排気ガスに含まれている粒子状物質の濃度を検知することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の検知装置。 - 前記検知手段により前記粒子状物質の濃度が検知された後、前記電極部に付着している前記粒子状物質を除去する除去手段を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の検知装置。
- 前記除去手段は、前記電極部を放電させることにより、前記電極部に付着している前記粒子状物質を分解して除去することを特徴とする請求項5記載の検知装置。
- 前記除去手段は、前記電極部を所定温度まで昇温することにより、前記電極部に付着している前記粒子状物質を燃焼して除去することを特徴とする請求項5記載の検知装置。
- 前記除去手段は、前記電極部に付着している前記粒子状物質を機械的な構造物によって物理的に除去することを特徴とする請求項5記載の検知装置。
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