JP5052259B2 - Sensor for exhaust gas analysis - Google Patents

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Description

本発明は、排ガス分析用センサの技術に関する。詳細には、内燃機関等より排出された排ガスが通過する排ガス通過孔に向けてレーザ光を照射し、反射鏡によりレーザ光を多重反射させた後に、排ガス中を透過したレーザ光を検出する排ガス分析用センサに関する。   The present invention relates to a technology of an exhaust gas analysis sensor. Specifically, the exhaust gas is irradiated with laser light toward the exhaust gas passage hole through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine or the like passes, and after the laser beam is multiple-reflected by a reflecting mirror, the exhaust gas that detects laser light transmitted through the exhaust gas is detected. The present invention relates to an analysis sensor.

従来、自動車エンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれるH2OやCO2やNO等の燃焼生成ガスの成分濃度や温度の測定・分析のために用いられる装置として、次のような構成を備える排ガス分析装置が公知となっている。すなわち、内燃機関からの排気経路(配管)に、光源や検出器部等からなる排ガス分析用センサが直接に配設され、排気経路を流れる排ガス中を透過したレーザ光が検出される等して、排ガス中の成分濃度等がリアルタイムで測定されるような構成である(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, as an apparatus used for measuring and analyzing the component concentration and temperature of combustion product gas such as H 2 O, CO 2 and NO contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine, the following An exhaust gas analyzer having such a structure is known. That is, an exhaust gas analysis sensor including a light source and a detector unit is directly disposed in an exhaust path (pipe) from the internal combustion engine, and laser light transmitted through the exhaust gas flowing through the exhaust path is detected. In this configuration, the component concentration in the exhaust gas is measured in real time (see, for example, Patent Document 1).

例えば、特許文献1に開示される排ガス分析用センサは、内燃機関より排出された排ガスが通過する排ガス通過孔に向けてレーザ光を照射し、反射鏡によりレーザ光を多重反射(複数回反射)させた後に、排ガス中を透過したレーザ光を検出するように構成されている。つまり、かかる構成の排ガス分析用センサは、そのセンサ本体に形成される排ガス通過孔に向けて照射したレーザ光を、排ガス通過孔内で対向する一対の反射鏡(ミラー)によって排ガス中にて多重反射させた後、検出する。このように、レーザ光が多重反射する構成とされるのは、次のような理由による。すなわち、上述のような構成の排ガス分析装置においては、排ガス分析用センサによって検出された排ガス中を通過したレーザ光の吸収スペクトル等に基づいて、排ガス中の成分濃度等の測定が行われる。このため、排ガス分析センサによって検出されるレーザ光については、その排ガス中を通過する距離(測定長)が長いほど、測定感度が増し、測定精度の向上が図れる。そこで、前記のとおりレーザ光が排ガス中にて多重反射する構成とされることにより、レーザ光が排ガス中を通過する距離(測定長)がより長く確保され、排ガス中の成分濃度等の測定に際しての測定精度が高められている。   For example, an exhaust gas analysis sensor disclosed in Patent Document 1 irradiates laser light toward an exhaust gas passage hole through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine passes, and multiple reflections (reflection multiple times) of the laser light by a reflecting mirror. Then, the laser beam transmitted through the exhaust gas is detected. In other words, the sensor for exhaust gas analysis having such a configuration multiplexes the laser light irradiated toward the exhaust gas passage hole formed in the sensor body in the exhaust gas by a pair of mirrors that are opposed to each other in the exhaust gas passage hole. Detect after reflection. The reason why the laser beam is configured to be multiple-reflected is as follows. That is, in the exhaust gas analyzer configured as described above, the component concentration and the like in the exhaust gas are measured based on the absorption spectrum of the laser light that has passed through the exhaust gas detected by the exhaust gas analysis sensor. For this reason, as for the laser light detected by the exhaust gas analysis sensor, the measurement sensitivity increases and the measurement accuracy can be improved as the distance (measurement length) passing through the exhaust gas increases. Therefore, as described above, the laser beam is configured to be multiple-reflected in the exhaust gas, so that a longer distance (measurement length) for the laser beam to pass through the exhaust gas is secured, and the concentration of components in the exhaust gas is measured. The measurement accuracy of is improved.

このように、レーザ光を多重反射させる構成の排ガス分析用センサにおいては、次のような不具合がある。
排ガス分析用センサにおけるレーザ光の多重反射に際しては、上述のように排ガス通過孔内で対向する一対のミラーが用いられる。つまり、レーザ光は、対向する一対のミラー間にて複数回反射し、ミラー間を往復する。ここで、排ガス中の成分濃度等の測定に際しては、レーザ光の排ガス中を通過する“距離”が用いられるため、ミラー間におけるレーザ光の反射回数は、予め所定の回数に設定される。すなわち、レーザ光を多重反射させる排ガス分析用センサが用いられる測定においては、測定値の定量性の保証のため、レーザ光の光路長(測定長)を一定に保つ観点から、レーザ光の反射回数が所定の回数に保たれることが必要とされる。
As described above, the exhaust gas analyzing sensor configured to multiple-reflect laser beams has the following problems.
In the multiple reflection of the laser light in the exhaust gas analysis sensor, a pair of mirrors facing each other in the exhaust gas passage hole is used as described above. That is, the laser beam is reflected a plurality of times between a pair of opposing mirrors and reciprocates between the mirrors. Here, since the “distance” through which the laser light passes through the exhaust gas is used when measuring the component concentration or the like in the exhaust gas, the number of reflections of the laser light between the mirrors is set to a predetermined number in advance. In other words, in measurements using an exhaust gas analysis sensor that multi-reflects laser light, the number of times the laser light is reflected from the viewpoint of keeping the optical path length (measurement length) of the laser light constant in order to guarantee the quantitativeness of the measured value. Is required to be maintained a predetermined number of times.

一方で、排ガス分析用センサにおいては、排ガス通過孔を通過する高温の排ガスの影響による温度変形(熱歪みや熱変形)や、外部からの衝撃等により、レーザ光の光軸(経路)がずれることがある。この点、レーザ光の光軸がずれた場合であっても、そのずれ量によっては、レーザ光のミラー間における反射回数が変化(増減)した状態で、レーザ光の検出自体が続行される場合がある。つまり、レーザ光の光軸がずれることにより、予め設定される所定の反射回数から変化した回数だけ反射したレーザ光が、規定の受光部に受光される場合である。また、このようにレーザ光の光軸のずれにともなうレーザ光の反射回数の変化は、予め設定された所定の反射回数によっては、排ガス中の成分濃度等の測定に際しての測定値(の変化)からは判別しがたい場合がある。言い換えると、排ガス中の成分濃度等の測定値は、測定機器や内燃機関の調子等によっても変化するため、その測定値の変化が、レーザ光の反射回数の変化に起因するものであることを特定できない場合がある。このような場合、測定自体は順調に続行されるものの、レーザ光の反射回数が、予め設定された所定の回数から変化しているため、測定値の定量性が保証できていない状態となる。
したがって、前記のようにレーザ光を多重反射させる構成の排ガス分析用センサにおいては、定期的に、あるいは前記のようなレーザ光の光軸のずれの原因となる現象が発生した際に、レーザ光の反射回数の確認が必要となる。
On the other hand, in the sensor for exhaust gas analysis, the optical axis (path) of the laser beam is shifted due to temperature deformation (thermal strain or thermal deformation) due to the influence of high temperature exhaust gas passing through the exhaust gas passage hole, impact from the outside, or the like. Sometimes. In this regard, even when the optical axis of the laser beam is deviated, depending on the deviation, the detection of the laser beam itself is continued with the number of reflections of the laser beam reflected between mirrors changed (increase / decrease). There is. That is, when the optical axis of the laser beam is shifted, the laser beam reflected by the number of times changed from a predetermined number of reflections is received by the prescribed light receiving unit. Further, the change in the number of reflections of the laser beam due to the deviation of the optical axis of the laser beam in this way depends on the measurement value (change) in measuring the concentration of the component in the exhaust gas depending on the preset number of reflections. May be difficult to distinguish. In other words, the measured value of the component concentration in the exhaust gas also changes depending on the condition of the measuring device and the internal combustion engine, and so the change in the measured value is caused by the change in the number of reflections of the laser light. It may not be possible to identify. In such a case, although the measurement itself continues smoothly, the number of reflections of the laser light has changed from a predetermined number of times set in advance, so that the quantitativeness of the measured value cannot be guaranteed.
Therefore, in the exhaust gas analysis sensor having the configuration in which the laser beam is multiply reflected as described above, the laser beam is periodically or when a phenomenon causing the deviation of the optical axis of the laser beam occurs. It is necessary to check the number of reflections.

排ガス分析用センサ(以下単に「センサ」ともいう。)におけるレーザ光の反射回数の確認は、従来、次のようにして行われていた。
すなわち、まず、前記のとおり排気経路(配管)において直接配設されるセンサが、配管から一旦取り外される。次に、取り外されたセンサにおけるレーザ光の反射回数が、センサカードが用いられる等して確認される。そして、レーザ光の反射回数の確認がなされたセンサが、排気経路における元の位置に再び取り付けられる。
このように、従来のセンサにおけるレーザ光の反射回数の確認に際しては、センサの取外し→反射回数確認→センサ再取付け、という煩雑な作業が必要となっていた。
Conventionally, the number of reflections of laser light in an exhaust gas analysis sensor (hereinafter also simply referred to as “sensor”) has been confirmed as follows.
That is, first, the sensor directly disposed in the exhaust path (pipe) as described above is once removed from the pipe. Next, the number of times the laser beam is reflected by the removed sensor is confirmed by using a sensor card or the like. Then, the sensor whose number of reflections of the laser beam has been confirmed is attached again to the original position in the exhaust path.
Thus, when confirming the number of reflections of laser light in a conventional sensor, a complicated operation of removing the sensor → confirming the number of reflections → reattaching the sensor is required.

以上のように、従来の排ガス分析用センサにおける問題が生じるのは、主に次の二つの理由による。
一つは、センサにおいて、そのセンサ本体の内部に、レーザ光の経路や反射回数を規定(制限)するための構造がないことである。つまり、センサが、レーザ光の経路等を規定するための構造を有しないため、前述したように、レーザ光の反射回数が予め設定された所定の回数から変化した状態であっても測定が続行される場合がある。このため、レーザ光の反射回数の確認作業が必要となる。
二つめは、排気経路(配管)における所定の位置に取り付けられた状態のセンサにおいては、その外部からレーザ光の光軸位置や反射回数の確認ができないことである。このため、センサにおけるレーザ光の反射回数の確認に際しては、前述したような煩雑な作業が必要となる。
特開2006−343293号公報
As described above, the problems in the conventional exhaust gas analysis sensor are caused mainly by the following two reasons.
One is that the sensor does not have a structure for defining (limiting) the path of the laser light and the number of reflections inside the sensor body. In other words, since the sensor does not have a structure for defining the path of the laser beam, etc., as described above, measurement continues even when the number of reflections of the laser beam has changed from a predetermined number of times set in advance. May be. For this reason, it is necessary to confirm the number of reflections of laser light.
Secondly, in the sensor attached at a predetermined position in the exhaust path (pipe), the optical axis position of the laser beam and the number of reflections cannot be confirmed from the outside. For this reason, in order to confirm the number of times of reflection of the laser beam by the sensor, the complicated work as described above is required.
JP 2006-343293 A

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、分析対象である排ガス中にてレーザ光を多重反射させる構成において、レーザ光の経路や反射回数を規定(制限)することができ、測定値の定量性を保証することができるとともに、レーザ光の反射回数の確認のための作業を省略することができる排ガス分析用センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem to be solved is that in a configuration in which laser light is multiple-reflected in exhaust gas to be analyzed, Providing a sensor for exhaust gas analysis that can specify (limit) the number of paths and the number of reflections, guarantee the quantitativeness of measured values, and eliminate the need to check the number of reflections of laser light. There is to do.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

すなわち、請求項1においては、分析対象である排ガスを搬送する上流側の配管と下流側の配管とで挟まれる位置に配置され、前記上流側の配管の下流側端部に設けられたフランジ部および前記下流側の配管の上流側端部に設けられたフランジ部にそれぞれガスケットを介して当接する一対の当接面および前記一対の当接面を貫通して前記排ガスが通過する排ガス通過孔を有するセンサ本体と、分析用のレーザ光を前記排ガス通過孔内に向けて照射する照射部と、レーザ光を前記排ガス通過孔内にて反射させるための反射面を有し、レーザ光を所定の回数反射させることにより前記排ガス通過孔内における所定の経路にて排ガス中を透過させる反射部と、前記排ガス通過孔内の排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部と、前記排ガス通過孔を形成する壁面に対して空隙を隔てた状態で前記排ガス通過孔内に設けられることにより前記反射面を覆う筒状の部材であって、その内径は上流側の配管および下流側の配管の内径と略同一であり、その筒軸方向の長さは前記排ガス通過孔の長さと略同一であり、レーザ光の所定の経路における反射面に対する入射および反射を許容する通過孔部を有する光路制限部材と、前記排ガス通過孔内における前記光路制限部材の径方向の位置を調整可能に位置決めする位置決め用治具と、を備えるものである。 That is, in claim 1, the flange portion disposed at a position sandwiched between the upstream side pipe and the downstream side pipe that conveys the exhaust gas to be analyzed, and provided at the downstream end of the upstream side pipe And a pair of contact surfaces that contact a flange portion provided at an upstream end portion of the downstream pipe via a gasket, and an exhaust gas passage hole through which the exhaust gas passes through the pair of contact surfaces. a sensor body having having an irradiation unit for irradiating a laser beam for analysis toward the exhaust gas passage hole, the reflective surface for reflecting the laser beam in the exhaust gas passage hole, the laser beam predetermined a photodetection unit for receiving a reflection portion that transmits the exhaust gas, the laser beam transmitted through the exhaust gas of the exhaust gas passage hole in a predetermined path in the exhaust gas passage hole by number of reflections, the waste gas A cylindrical member that covers the reflecting surface by being provided in the exhaust gas passage hole in a state where a gap is separated from a wall surface that forms a hole, the inner diameter of which is an upstream pipe and a downstream pipe An optical path restriction having a passage hole portion that is substantially the same as the inner diameter, has a length in the cylinder axis direction that is substantially the same as the length of the exhaust gas passage hole, and allows a laser beam to enter and reflect on a reflecting surface in a predetermined path. A member and a positioning jig for positioning the radial position of the optical path limiting member in the exhaust gas passage hole so as to be adjustable .

請求項2においては、請求項1に記載の排ガス分析用センサにおいて、前記位置決め用治具は、前記センサ本体に設けられるとともに前記排ガス通過孔に開口するネジ孔に螺装され、前記排ガス通過孔内に突出した先端部が前記光路制限部材の外周面に当接するスペーサピンからなるものである。The exhaust gas analyzing sensor according to claim 1, wherein the positioning jig is screwed into a screw hole provided in the sensor body and opening in the exhaust gas passage hole, and the exhaust gas passage hole. The tip part projected inward consists of a spacer pin which contacts the outer peripheral surface of the optical path limiting member.

請求項3においては、請求項2に記載の排ガス分析用センサにおいて、前記排ガス通過孔内における前記光路制限部材の径方向の位置を固定する固定用治具を備えるものである。According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas analyzing sensor according to the second aspect, a fixing jig is provided for fixing a radial position of the optical path limiting member in the exhaust gas passage hole.

請求項4においては、請求項3に記載の排ガス分析用センサにおいて、前記固定用治具は、前記センサ本体の外周面から前記排ガス通過孔へと貫通する貫通孔に回転可能に設けられ、先端部が前記排ガス通過孔内に突出し、前記先端部に形成された雄ネジを前記光路制限部材に形成されたネジ孔に螺装した固定ボルトからなるものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas analysis sensor according to the third aspect, the fixing jig is rotatably provided in a through-hole penetrating from the outer peripheral surface of the sensor body to the exhaust gas passage hole. The portion protrudes into the exhaust gas passage hole, and includes a fixing bolt in which a male screw formed at the tip is screwed into a screw hole formed in the optical path limiting member.

請求項においては、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の排ガス分析用センサにおいて、前記照射部および前記受光部は、前記センサ本体に固定されるとともに、前記排ガス通過孔に連通する第一の光通路を形成する第一の光路形成部材と、前記第一の光路形成部材に対する姿勢が調整されることで、前記照射部における前記排ガス通過孔に対するレーザ光の照射方向または前記受光部における前記排ガス通過孔からのレーザ光に対する受光方向が調整されるとともに、前記第一の光通路に連通する第二の光通路を形成する第二の光路形成部材と、前記第一の光路形成部材と前記第二の光路形成部材とを係合させるとともに、前記第二の光路形成部材の前記第一の光路形成部材に対する姿勢を調整するための調整部材と、前記調整部材によって互いに係合した状態の前記第一の光路形成部材と前記第二の光路形成部材との間に介装され、弾性によって前記第二の光路形成部材の前記第一の光路形成部材に対する姿勢を保持する弾性部材と、を有するものである。 In claim 5, the sensor for exhaust gas analysis according to any one of claims 1 to 4, wherein the irradiation unit and the light receiving portion is fixed to the sensor body, the exhaust gas passage hole The first optical path forming member that forms the first optical path communicating with the first optical path forming member and the attitude relative to the first optical path forming member are adjusted, so that the irradiation direction of the laser light with respect to the exhaust gas passage hole in the irradiation unit or The light receiving direction of the laser light from the exhaust gas passage hole in the light receiving unit is adjusted, and a second optical path forming member that forms a second optical path communicating with the first optical path, and the first An adjusting member for engaging the optical path forming member with the second optical path forming member, and adjusting an attitude of the second optical path forming member with respect to the first optical path forming member; The second optical path forming member is interposed between the first optical path forming member and the second optical path forming member in a state of being engaged with each other by the adjusting member, and the second optical path forming member is elastically attached to the first optical path forming member. And an elastic member that holds the posture.

請求項においては、請求項に記載の排ガス分析用センサにおいて、前記弾性部材は、前記第一の光路形成部材を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料により構成されるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas analysis sensor according to the fifth aspect , the elastic member is made of a material having a lower thermal conductivity than a material constituting the first optical path forming member.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、分析対象である排ガス中にてレーザ光を多重反射させる構成において、レーザ光の経路や反射回数を規定(制限)することができ、測定値の定量性を保証することができるとともに、レーザ光の反射回数の確認のための作業を省略することができる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, in a configuration in which laser light is multiple-reflected in the exhaust gas to be analyzed, the path of the laser light and the number of reflections can be defined (restricted), and the quantitativeness of the measured value is guaranteed. In addition, the work for confirming the number of reflections of the laser beam can be omitted.

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず、本実施形態の排ガス分析用センサ4を用いた排ガス分析装置1の全体構成について、以下に概説する。
図1に示すように、本実施形態の排ガス分析装置1は、自動車2に配置されたエンジン20から排出される排ガス中の成分濃度や温度を測定し分析するものである。具体的には、排ガス分析装置1は、エンジン20から延出された排ガスの排気経路3の複数箇所に配設された複数の排ガス分析用センサ4と、この排ガス分析用センサ4に接続されたレーザ発信・受光用のコントローラ10と、コントローラ10に接続されたコンピュータ装置11等とで構成されている。
Next, embodiments of the invention will be described.
First, the overall configuration of the exhaust gas analyzer 1 using the exhaust gas analysis sensor 4 of the present embodiment will be outlined below.
As shown in FIG. 1, the exhaust gas analyzer 1 of this embodiment measures and analyzes the component concentration and temperature in exhaust gas discharged from an engine 20 disposed in an automobile 2. Specifically, the exhaust gas analysis device 1 is connected to a plurality of exhaust gas analysis sensors 4 disposed at a plurality of locations in the exhaust gas exhaust path 3 extending from the engine 20 and the exhaust gas analysis sensor 4. The controller 10 includes a laser transmitting / receiving controller 10 and a computer device 11 connected to the controller 10.

自動車2には、エンジン20からの排ガスを機外に排出する排気経路3が敷設されている。排気経路3は、エキゾーストマニホールド30、排気管31、第一触媒装置32、第二触媒装置33、マフラー34、排気パイプ35等とから構成されている。また、排気経路3の各構成機器は、断面円形状の配管3aによって連結されている。   An exhaust path 3 for discharging exhaust gas from the engine 20 to the outside of the machine is laid in the automobile 2. The exhaust path 3 includes an exhaust manifold 30, an exhaust pipe 31, a first catalyst device 32, a second catalyst device 33, a muffler 34, an exhaust pipe 35, and the like. In addition, each component device of the exhaust path 3 is connected by a pipe 3a having a circular cross section.

排気経路3においては、エンジン20の排ガスが、まずエキゾーストマニホールド30で合流され、排気管31を通じて第一触媒装置32および第二触媒装置33に導入され、その後、マフラー34を通じて排気パイプ35から大気中に放出される。このような排気経路3が形成されることによって、エンジン20からの排ガスは、二つの触媒装置32・33によって浄化され、マフラー34によって消音・減圧されて大気中に放出される。   In the exhaust path 3, the exhaust gas of the engine 20 is first merged in the exhaust manifold 30, introduced into the first catalyst device 32 and the second catalyst device 33 through the exhaust pipe 31, and then from the exhaust pipe 35 through the muffler 34 to the atmosphere. To be released. By forming such an exhaust path 3, the exhaust gas from the engine 20 is purified by the two catalytic devices 32 and 33, muffled and decompressed by the muffler 34, and released into the atmosphere.

排ガス分析用センサ4は、排気経路3において4箇所に配置されている。具体的には、排ガス分析用センサ4は、第一触媒装置32の上流側とエンジン20の排気管31との間、第一触媒装置32と第二触媒装置33との間、第二触媒装置33とマフラー34との間、マフラー34の下流側の排気パイプ35の末端部にそれぞれ配置されている。   The exhaust gas analysis sensors 4 are arranged at four locations in the exhaust path 3. Specifically, the exhaust gas analysis sensor 4 is provided between the upstream side of the first catalyst device 32 and the exhaust pipe 31 of the engine 20, between the first catalyst device 32 and the second catalyst device 33, and between the second catalyst device. 33 and the muffler 34 are respectively disposed at the end portions of the exhaust pipe 35 on the downstream side of the muffler 34.

本実施形態の排ガス分析装置1では、各排ガス分析用センサ4において、コントローラ10によって赤外線レーザ光が照射され、かつ排ガスを透過した後のレーザ光が受光されることで得られたデータが、コントローラ10からコンピュータ装置11に送られて排ガス中の成分が分析される。   In the exhaust gas analyzer 1 of the present embodiment, in each exhaust gas analysis sensor 4, the data obtained by receiving the infrared laser light by the controller 10 and receiving the laser light after passing through the exhaust gas is the controller. 10 is sent to the computer device 11 to analyze the components in the exhaust gas.

コントローラ10は、複数の波長の赤外線レーザ光を照射する照射装置である。レーザ光の波長は、検出する排ガスの成分に合わせて設定される。また、コントローラ10には、排ガス分析用センサ4に接続された図示せぬ差分型光検出器等が設けられている。かかるコントローラ10により、排ガス分析用センサ4により受光された信号光が導光され、排ガス中を透過して減衰したレーザ光と、排ガス中を透過していないレーザ光との信号光が、コンピュータ装置11に出力される。
コンピュータ装置11では、コントローラ10からの出力信号が解析されて、排ガスの成分濃度や排ガスの温度が算出される等して、排ガスの分析が行われる。
The controller 10 is an irradiation device that irradiates infrared laser beams having a plurality of wavelengths. The wavelength of the laser light is set according to the component of the exhaust gas to be detected. Further, the controller 10 is provided with a differential photodetector (not shown) connected to the exhaust gas analysis sensor 4. The signal light received by the exhaust gas analysis sensor 4 is guided by the controller 10, and the signal light of the laser light transmitted through the exhaust gas and attenuated and the laser light not transmitted through the exhaust gas are computer devices. 11 is output.
In the computer device 11, the output signal from the controller 10 is analyzed, and the exhaust gas analysis is performed by calculating the component concentration of the exhaust gas and the temperature of the exhaust gas.

このように、本実施形態の排ガス分析装置1では、各排ガス分析用センサ4による排気経路3の一断面におけるスポット的な排ガスの測定が可能となっている。特に、本実施形態のように、排ガス分析用センサ4が排気経路3の複数箇所に設けられることで、排ガスが排気経路3の所定断面でどのように変化するかを瞬時に測定することができ、排ガスの状態をリアルタイムに連続して測定することができる。   Thus, in the exhaust gas analyzer 1 of the present embodiment, it is possible to measure spot exhaust gas in one section of the exhaust path 3 by each exhaust gas analysis sensor 4. In particular, as in the present embodiment, the exhaust gas analysis sensors 4 are provided at a plurality of locations in the exhaust path 3 so that it is possible to instantaneously measure how the exhaust gas changes in a predetermined section of the exhaust path 3. The state of exhaust gas can be continuously measured in real time.

次に、排ガス分析用センサ4の構成について、以下に詳述する。なお、本実施形態の排ガス分析装置1では、排気経路3に配置された各排ガス分析用センサ4・4・・・は、それぞれ略同一に構成されているため、以下、一例として、第一触媒装置32と第二触媒装置33との間に配置された排ガス分析用センサ4について説明する。   Next, the configuration of the exhaust gas analysis sensor 4 will be described in detail below. In the exhaust gas analyzer 1 of the present embodiment, the exhaust gas analysis sensors 4, 4,... Arranged in the exhaust path 3 are configured substantially the same. The exhaust gas analysis sensor 4 disposed between the device 32 and the second catalyst device 33 will be described.

図2および図3に示すように、本実施形態の排ガス分析用センサ4は、分析対象である排ガスが通過する排ガス通過孔41を有するセンサ本体40と、分析用のレーザ光を照射する照射部5と、レーザ光を排ガス通過孔41内にて反射させるための反射面60aを有する反射部6・6と、排ガス通過孔41内の排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部7とを備える。   As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust gas analyzing sensor 4 of the present embodiment includes a sensor main body 40 having an exhaust gas passage hole 41 through which exhaust gas to be analyzed passes, and an irradiation unit that irradiates laser light for analysis. 5, reflection parts 6 and 6 having a reflection surface 60 a for reflecting the laser light in the exhaust gas passage hole 41, and a light receiving part 7 for receiving the laser light transmitted through the exhaust gas in the exhaust gas passage hole 41. Prepare.

本実施形態において、センサ本体40は、略円板状の部材においてその略中央部に円形に穿設された排ガス通過孔41を有し、全体として略円筒状に構成される。したがって、図3に示すように、センサ本体40は、排ガス通過孔41における排ガスの流れる方向(排ガス通過孔41の軸心方向、以下「排ガス流れ方向」ともいう。)視で略円環形状となる。
また、本実施形態において、反射部6は、反射面60aを形成する反射鏡60を有する反射鏡ユニットにより構成される。本実施形態では、一対の反射部6それぞれが、排ガス通過孔41に対してその径方向両側に設けられる。この一対の反射部6は、互いの反射面60aが平行に対向するように設けられる。
そして、排ガス分析用センサ4においては、排気経路3と直交する一断面に沿って照射部5からレーザ光が照射され、照射されたレーザ光が、反射部6の反射面60a・60a間で排気経路3を横切るように複数回反射(多重反射)させられて、受光部7にて受光される。
In the present embodiment, the sensor body 40 has an exhaust gas passage hole 41 formed in a circular shape at a substantially central portion of a substantially disk-shaped member, and is configured in a substantially cylindrical shape as a whole. Therefore, as shown in FIG. 3, the sensor body 40 has a substantially annular shape when viewed in the direction in which the exhaust gas flows in the exhaust gas passage hole 41 (the axial direction of the exhaust gas passage hole 41, hereinafter also referred to as “exhaust gas flow direction”). Become.
Moreover, in this embodiment, the reflection part 6 is comprised by the reflective mirror unit which has the reflective mirror 60 which forms the reflective surface 60a. In the present embodiment, each of the pair of reflecting portions 6 is provided on both sides in the radial direction with respect to the exhaust gas passage hole 41. The pair of reflecting portions 6 are provided such that the reflecting surfaces 60a face each other in parallel.
In the exhaust gas analysis sensor 4, laser light is irradiated from the irradiation unit 5 along one cross section orthogonal to the exhaust path 3, and the irradiated laser light is exhausted between the reflection surfaces 60 a and 60 a of the reflection unit 6. The light is reflected by a plurality of times (multiple reflection) so as to cross the path 3 and received by the light receiving unit 7.

図2に示すように、排ガス分析用センサ4は、センサ本体40が一対の管継手36・36に挟まれた状態で固定される。一側(上流側)の管継手36は、第一触媒装置32に接続された配管3aと接続され、他側(下流側)の管継手36は、第二触媒装置33に接続された配管3aと接続される。つまり、排ガス分析用センサ4は、その排ガスを通過させる方向の両側に設けられる管継手36・36を介して、上流側の配管3aおよび下流側の配管3aと接続されることで、排気経路3に配設される。   As shown in FIG. 2, the exhaust gas analysis sensor 4 is fixed in a state where the sensor body 40 is sandwiched between a pair of pipe joints 36 and 36. The pipe joint 36 on one side (upstream side) is connected to the pipe 3 a connected to the first catalyst device 32, and the pipe joint 36 on the other side (downstream side) is connected to the pipe 3 a connected to the second catalyst device 33. Connected. That is, the exhaust gas analysis sensor 4 is connected to the upstream pipe 3a and the downstream pipe 3a via pipe joints 36 and 36 provided on both sides in the direction in which the exhaust gas passes, so that the exhaust path 3 It is arranged.

管継手36は、断面円形の貫通孔36aが穿設された筒状に形成され、一方の開口縁部にフランジ部36bが設けられている。排ガス分析用センサ4(のセンサ本体40)は、一対の管継手36・36のフランジ部36bが設けられた側の開口端の離間にて、両側にガスケット37・37を介して挟み込まれた状態で、フランジ部36b・36b同士がボルト38・38によって締結されることで固定される。   The pipe joint 36 is formed in a cylindrical shape having a through-hole 36a having a circular cross section, and a flange portion 36b is provided at one opening edge. Exhaust gas analysis sensor 4 (sensor body 40) is sandwiched between gaskets 37 and 37 at both sides of the opening end of the pair of pipe joints 36 and 36 on the side where the flange portion 36b is provided. Then, the flange portions 36b and 36b are fixed by being fastened by bolts 38 and 38.

なお、管継手36の貫通孔36aは、その直径が配管3aの直径と略同じとなるように形成され、排ガスの流れを妨げないように構成されている。また、ガスケット37は、貫通孔36a等と略同じ直径として開口される孔37aを有し、排ガス分析用センサ4が管継手36・36の間に挟まれた状態で配管3aと接続されても、排ガスが途中で漏れることはなく、排気経路の長さの増加が少なくなるように構成されている。   The through hole 36a of the pipe joint 36 is formed so that the diameter thereof is substantially the same as the diameter of the pipe 3a, and is configured not to disturb the flow of exhaust gas. Further, the gasket 37 has a hole 37a opened with substantially the same diameter as the through hole 36a and the like, and the exhaust gas analysis sensor 4 is connected to the pipe 3a in a state of being sandwiched between the pipe joints 36 and 36. The exhaust gas does not leak in the middle, and the increase in the length of the exhaust path is reduced.

このようにして、排ガス分析用センサ4は、上述した管継手36・36を介して排気経路3の各配管3aと接続される。そして、排気経路3を流れる排ガスは、一方の(上流側の)管継手36の貫通孔36aを介してセンサ本体40に送られた後に、センサ本体40の排ガス通過孔41を通過して、他方の(下流側の)管継手36の貫通孔36aより排気経路3の下流側に送られる。   In this way, the exhaust gas analysis sensor 4 is connected to each pipe 3a of the exhaust path 3 via the pipe joints 36 and 36 described above. The exhaust gas flowing through the exhaust path 3 is sent to the sensor body 40 through the through hole 36a of one (upstream side) pipe joint 36, then passes through the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40, and the other Is sent to the downstream side of the exhaust passage 3 from the through hole 36a of the pipe joint 36 (on the downstream side).

図3に示すように、排ガス分析用センサ4を構成するセンサ本体40は、前記のとおり排ガス流れ方向視で円環状となる略円筒状の金属部材より構成され、排ガス流れ方向と直交する面の略中央部に円形の排ガス通過孔41を有する。
本実施形態のセンサ本体40には、排ガス通過孔41と連通する導入孔40aおよび導出孔40bが設けられている。導入孔40aおよび導出孔40bは、それぞれセンサ本体40における板厚方向(図3における奥行き方向)中央部を通って、排ガス流れ方向に直交する方向に穿設される。本実施形態では、導入孔40aと導出孔40bとは、図3に示すように、排ガス流れ方向視で円形となる排ガス通過孔41の円形状における中心点(軸中心)に対して略点対称となる状態で互いに略対向するように設けられる。
As shown in FIG. 3, the sensor main body 40 constituting the exhaust gas analysis sensor 4 is composed of a substantially cylindrical metal member having an annular shape when viewed in the exhaust gas flow direction as described above, and has a surface orthogonal to the exhaust gas flow direction. A circular exhaust gas passage hole 41 is provided at a substantially central portion.
The sensor body 40 of the present embodiment is provided with an introduction hole 40 a and a lead-out hole 40 b that communicate with the exhaust gas passage hole 41. The introduction hole 40a and the lead-out hole 40b are respectively drilled in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction through the center of the sensor body 40 in the plate thickness direction (depth direction in FIG. 3). In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the introduction hole 40a and the lead-out hole 40b are substantially point symmetric with respect to the center point (axial center) of the circular shape of the exhaust gas passage hole 41 that is circular when viewed in the exhaust gas flow direction. So as to be substantially opposed to each other.

センサ本体40において、導入孔40aにおける排ガス通過孔41に連通する側(内側)と反対側(外側)に照射部5が設けられる。同様にして、導出孔40bにおける外側に受光部7が設けられる。照射部5および受光部7は、センサ本体40において、排ガス通過孔41に対して、導入孔40aおよび導出孔40bを介して、これら導入孔40aおよび導出孔40bと同様に略点対称となる状態で互いに略対向するように設けられる。   In the sensor body 40, the irradiation unit 5 is provided on the side (inside) opposite to the side (inside) communicating with the exhaust gas passage hole 41 in the introduction hole 40a. Similarly, the light receiving part 7 is provided outside the lead-out hole 40b. In the sensor body 40, the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 are substantially point-symmetric with respect to the exhaust gas passage hole 41 through the introduction hole 40a and the lead-out hole 40b in the same manner as the introduction hole 40a and the lead-out hole 40b. So as to be substantially opposed to each other.

また、センサ本体40において、排ガス通過孔41の内壁面41aには、排ガス通過孔41の径方向外側に向けて一対の取付溝40c・40cが凹設されている。これら取付溝40c・40cは、図3に示すように、排ガス通過孔41の径方向において対向する位置に設けられる。各取付溝40cに、反射部6を構成するユニット体(反射鏡ユニット)が取り付けられる。各反射部6は、互いの反射鏡60の反射面60a同士が排ガス通過孔41の内部空間を介して対向するように設けられる。
なお、センサ本体40には、その排ガス流れ方向両端部において、径方向外側に向けて延設される鍔状の部分である放熱用のフィン40dが設けられている(図3および図5参照)。
Further, in the sensor main body 40, a pair of mounting grooves 40 c and 40 c are recessed in the inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41 toward the radially outer side of the exhaust gas passage hole 41. These mounting grooves 40c and 40c are provided at positions facing each other in the radial direction of the exhaust gas passage hole 41 as shown in FIG. A unit body (reflecting mirror unit) constituting the reflecting portion 6 is attached to each mounting groove 40c. Each reflecting portion 6 is provided such that the reflecting surfaces 60 a of the reflecting mirrors 60 face each other through the internal space of the exhaust gas passage hole 41.
Note that the sensor body 40 is provided with heat radiation fins 40d, which are hook-shaped portions extending outward in the radial direction, at both ends of the exhaust gas flow direction (see FIGS. 3 and 5). .

以上の構成を備える排ガス分析用センサ4において、照射部5から照射されたレーザ光は、導入孔40aを介して排ガス通過孔41内に導かれ、排ガス通過孔41内に導入されたレーザ光が、反射鏡60・60間で多重反射された後、導出孔40bを介して受光部7に導かれる。
以下、排ガス分析用センサ4における各部の構成について、詳細に説明する。
In the exhaust gas analysis sensor 4 having the above configuration, the laser light emitted from the irradiation unit 5 is guided into the exhaust gas passage hole 41 through the introduction hole 40a, and the laser light introduced into the exhaust gas passage hole 41 is After multiple reflection between the reflecting mirrors 60 and 60, the light is guided to the light receiving unit 7 through the lead-out hole 40b.
Hereinafter, the configuration of each part in the exhaust gas analysis sensor 4 will be described in detail.

図3に示すように、照射部5は、赤外線送信用の光ファイバ50を備える。光ファイバ50は、センサ本体40に対して接続ブロック51を介して位置決めされた状態で設けられる。光ファイバ50は、接続ブロック51に対して設けられる入光コリメータ51aに接続されることにより位置決めされる。光ファイバ50は、その投光面が、接続ブロック51が有する通光孔52を介して導入孔40aに臨むような姿勢で設けられる。つまり、通光孔52は、接続ブロック51において、一端側が光ファイバ50の投光面に面するとともに、他端側が導入孔40aに面するように設けられる。したがって、光ファイバ50の投光面は、通光孔52および導入孔40aを介して排ガス通過孔41に臨む状態となる。そして、光ファイバ50は、その照射するレーザ光が、通光孔52および導入孔40aを介して排ガス通過孔41に対して所定の位置に照射される状態で位置決めされる。   As shown in FIG. 3, the irradiation unit 5 includes an optical fiber 50 for infrared transmission. The optical fiber 50 is provided in a state of being positioned with respect to the sensor body 40 via the connection block 51. The optical fiber 50 is positioned by being connected to an incident light collimator 51 a provided for the connection block 51. The optical fiber 50 is provided in such a posture that its light projecting surface faces the introduction hole 40 a through the light passage hole 52 of the connection block 51. That is, the light transmission hole 52 is provided in the connection block 51 so that one end side faces the light projecting surface of the optical fiber 50 and the other end side faces the introduction hole 40a. Therefore, the light projecting surface of the optical fiber 50 faces the exhaust gas passage hole 41 through the light passage hole 52 and the introduction hole 40a. Then, the optical fiber 50 is positioned in a state where the laser beam to be irradiated is irradiated to a predetermined position with respect to the exhaust gas passage hole 41 through the light passage hole 52 and the introduction hole 40a.

このようにして照射部5において設けられる光ファイバ50は、上述したコントローラ10に接続される。そして、コントローラ10から射出されたレーザ光は、光ファイバ50より照射されて通光孔52および導入孔40aを介して排ガス通過孔41内に導かれる。   In this way, the optical fiber 50 provided in the irradiation unit 5 is connected to the controller 10 described above. The laser light emitted from the controller 10 is irradiated from the optical fiber 50 and guided into the exhaust gas passage hole 41 through the light passage hole 52 and the introduction hole 40a.

同じく図3に示すように、受光部7は、レーザ光を検出するディテクタ70を備える。ディテクタ70は、センサ本体40に対して接続ブロック71を介して位置決めされた状態で設けられる。ディテクタ70は、接続ブロック71に対して設けられる受光コリメータ71aに接続されることにより位置決めされる。ディテクタ70は、その受光面が、接続ブロック71が有する通光孔72を介して導出孔40bに臨むような姿勢で設けられる。つまり、通光孔72は、接続ブロック71において、一端側がディテクタ70の受光面に面するとともに、他端側が導出孔40bに面するように設けられる。したがって、ディテクタ70の受光面は、通光孔72および導出孔40bを介して排ガス通過孔41に臨む状態となる。そして、ディテクタ70は、その受光するレーザ光が、排ガス通過孔41から導出孔40bおよび通光孔72を介して所定の位置に受光される状態で位置決めされる。   Similarly, as shown in FIG. 3, the light receiving unit 7 includes a detector 70 that detects laser light. The detector 70 is provided in a state of being positioned with respect to the sensor main body 40 via the connection block 71. The detector 70 is positioned by being connected to a light receiving collimator 71 a provided for the connection block 71. The detector 70 is provided in such a posture that its light receiving surface faces the lead-out hole 40 b through the light passage hole 72 of the connection block 71. That is, the light passage hole 72 is provided in the connection block 71 such that one end side faces the light receiving surface of the detector 70 and the other end side faces the lead-out hole 40b. Therefore, the light receiving surface of the detector 70 is in a state of facing the exhaust gas passage hole 41 through the light passage hole 72 and the outlet hole 40b. The detector 70 is positioned in a state where the received laser beam is received at a predetermined position from the exhaust gas passage hole 41 through the outlet hole 40 b and the light passage hole 72.

このようにして受光部7において設けられるディテクタ70は、上述したコントローラ10に接続される。そして、排ガス中を透過したレーザ光は、導出孔40bから通光孔72を介して排ガス通過孔41外に導かれ、ディテクタ70に受光される。ディテクタ70からの受光信号は、コントローラ10に入力される。   In this way, the detector 70 provided in the light receiving unit 7 is connected to the controller 10 described above. The laser light that has passed through the exhaust gas is guided to the outside of the exhaust gas passage hole 41 from the outlet hole 40 b through the light transmission hole 72 and is received by the detector 70. A light reception signal from the detector 70 is input to the controller 10.

なお、照射部5および受光部7の構成は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、照射部5より照射されるレーザ光は、紫外線レーザ光等でもよい。また、光ファイバ50やディテクタ70の代わりに、レーザダイオードやフォトダイオードが用いられてもよい。   In addition, the structure of the irradiation part 5 and the light-receiving part 7 is not limited to this embodiment. For example, the laser beam irradiated from the irradiation unit 5 may be an ultraviolet laser beam or the like. Further, a laser diode or a photodiode may be used instead of the optical fiber 50 or the detector 70.

図3〜図5に示すように、反射部6は、照射部5より照射されたレーザ光を反射する反射面60aを形成する反射鏡60と、反射鏡60の結露防止用の加熱部材としてのヒータ61と、センサ本体40と反射鏡60との温度変形の差を吸収するような部材より構成される緩衝部材62と、押え板63・64とを有する。これら反射鏡60等が積層された状態でケーシング65内に収容されることにより、ユニット体が構成される。   As shown in FIGS. 3 to 5, the reflecting unit 6 includes a reflecting mirror 60 that forms a reflecting surface 60 a that reflects the laser light emitted from the irradiating unit 5, and a heating member for preventing condensation of the reflecting mirror 60. It has a heater 61, a buffer member 62 composed of a member that absorbs the difference in temperature deformation between the sensor body 40 and the reflecting mirror 60, and presser plates 63 and 64. A unit body is configured by accommodating the reflecting mirror 60 and the like in the casing 65 in a stacked state.

具体的には、ケーシング65は、直方体状の筐体として構成され、その内部に前記反射鏡60等を収容するための空間部65aを有する。このケーシング65の空間部65aに対して、反射鏡60、一方の押え板63、ヒータ61、緩衝部材62、および他方の押え板64の順に、これらが積層された状態で収容される。このように、ケーシング65と、このケーシング65内に積層された状態で収容される反射鏡60等により、ユニット体が構成される。   Specifically, the casing 65 is configured as a rectangular parallelepiped casing, and has a space portion 65a for accommodating the reflecting mirror 60 and the like therein. In the space 65 a of the casing 65, the reflecting mirror 60, one presser plate 63, the heater 61, the buffer member 62, and the other presser plate 64 are housed in a stacked state. Thus, a unit body is constituted by the casing 65 and the reflecting mirror 60 accommodated in a state of being stacked in the casing 65.

ケーシング65の一側面には、その長手方向(図4における左右方向)に沿ってスリット65bが形成されている。つまり、ケーシング65においては、その空間部65aが、スリット65bを介して外部空間と連通する(スリット65bによって外部に開口する)。スリット65bは、前記のとおり空間部65aに積層された状態で収容される反射鏡60等に対して、反射鏡60側に設けられる。つまり、空間部65aに収容された反射鏡60は、その反射面60aが、スリット65bを内側(空間部65a側)から塞ぐようにして外部空間に露出された状態となる。   A slit 65b is formed on one side surface of the casing 65 along the longitudinal direction (the left-right direction in FIG. 4). That is, in the casing 65, the space portion 65a communicates with the external space via the slit 65b (opens to the outside by the slit 65b). As described above, the slit 65b is provided on the reflecting mirror 60 side with respect to the reflecting mirror 60 and the like housed in the state of being stacked in the space portion 65a. That is, the reflecting mirror 60 accommodated in the space portion 65a is in a state where the reflecting surface 60a is exposed to the external space so as to block the slit 65b from the inside (space portion 65a side).

反射部6は、前述したようなユニット体が、排ガス通過孔41の内壁面41aに凹設された取付溝40cに対して取り付けられることにより構成される。反射部6を構成するユニット体(以下「反射鏡ユニット」という。)は、取付溝40cに対して、反射鏡60側(スリット65b側)が、排ガス通過孔41側(内側)となるように嵌め込まれた状態で固定される。本実施形態では、反射鏡ユニットのセンサ本体40に対する固定に際しては、ネジ部材66が用いられる。つまり、図5に示すように、反射鏡ユニットは、そのケーシング65が取付溝40cの底面(外側面)に接触した状態で、センサ本体40の外側(外周面側)から排ガス通過孔41の内部方向に向けて挿入される複数(本実施形態では4個)のネジ部材66により、センサ本体40に対して締結固定される。なお、各ネジ部材66は、センサ本体40に形成される挿通孔40eを介してケーシング65に螺挿される。   The reflection part 6 is configured by attaching the unit body as described above to the attachment groove 40 c formed in the inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41. The unit body constituting the reflector 6 (hereinafter referred to as “reflecting mirror unit”) is such that the reflecting mirror 60 side (slit 65b side) is on the exhaust gas passage hole 41 side (inside) with respect to the mounting groove 40c. It is fixed in the fitted state. In the present embodiment, the screw member 66 is used when the reflecting mirror unit is fixed to the sensor body 40. That is, as shown in FIG. 5, the reflecting mirror unit has the casing 65 in contact with the bottom surface (outer surface) of the mounting groove 40 c and from the outside (outer peripheral surface side) of the sensor body 40 to the inside of the exhaust gas passage hole 41. The sensor body 40 is fastened and fixed by a plurality of (four in this embodiment) screw members 66 inserted in the direction. Each screw member 66 is screwed into the casing 65 through an insertion hole 40e formed in the sensor body 40.

反射鏡ユニットは、そのケーシング65が、取付溝40cに密接した状態で取付溝40cに対して位置決めされる。反射鏡ユニットが取付溝40cに取り付けられた状態においては、反射鏡60の反射面60aが、排ガス通過孔41に面した状態となる。そして、一対の反射部6を構成するそれぞれの反射鏡ユニットは、互いの反射鏡60同士が平行に対向する状態となるように設けられる。これにより、一対の反射部6において、互いの反射面60aが、平行に対向する状態となる。なお、反射鏡ユニットは、取付溝40cに取り付けられた状態で、排ガス通過孔41の内壁面41aよりも内側(排ガス通過孔41の軸中心側)に突出することなく収容された状態となる。   The reflecting mirror unit is positioned with respect to the mounting groove 40c with its casing 65 in close contact with the mounting groove 40c. In a state where the reflecting mirror unit is mounted in the mounting groove 40 c, the reflecting surface 60 a of the reflecting mirror 60 faces the exhaust gas passage hole 41. And each reflective mirror unit which comprises a pair of reflective part 6 is provided so that the mutual reflective mirrors 60 may oppose in parallel. Thereby, in a pair of reflection part 6, a mutually reflective surface 60a will be in the state which opposes in parallel. In addition, the reflecting mirror unit is in a state of being accommodated without protruding to the inner side (the axial center side of the exhaust gas passage hole 41) than the inner wall surface 41a of the exhaust gas passage hole 41 in a state of being attached to the attachment groove 40c.

このように、排ガス分析用センサ4は、センサ本体40に一対の反射鏡ユニット(反射鏡60)が配設されて一対の反射部6が設けられることで、排ガス通過孔41の両外側において一対の平行に対向する反射面60aを備える。かかる構成により、照射部5より導入孔40aを介して排ガス通過孔41内に照射されたレーザ光は、一方(受光部7側、図4において下側)の反射部6における反射面60aによって他方(照射部5側、図4において上側)の反射部6の反射面60aに向けて反射される。そして、レーザ光は、対向する反射面60a・60a間を交互に所定の回数反射させられて排ガス中を透過した後、導出孔40bを介して受光部7に到達する。   As described above, the exhaust gas analyzing sensor 4 includes a pair of reflecting mirror units (reflecting mirrors 60) disposed in the sensor body 40 and the pair of reflecting portions 6. The reflective surface 60a which opposes in parallel is provided. With this configuration, the laser light irradiated into the exhaust gas passage hole 41 from the irradiation unit 5 through the introduction hole 40a is reflected by the reflection surface 60a of the reflection unit 6 on one side (the light receiving unit 7 side, the lower side in FIG. 4). The light is reflected toward the reflecting surface 60a of the reflecting unit 6 (on the irradiation unit 5 side, the upper side in FIG. 4). The laser light is alternately reflected a predetermined number of times between the reflecting surfaces 60a and 60a facing each other, passes through the exhaust gas, and then reaches the light receiving unit 7 through the lead-out hole 40b.

なお、本実施形態の反射部6においては、反射鏡60を有する反射鏡ユニットが、ケーシング65に反射鏡60等が収容される構成とされているが、これに限定されるものではない。反射鏡60が設けられるための構成としては、例えば、一対の板状部材によって反射鏡60が挟み込まれた状態のユニット体が、センサ本体40に対して固定される構成(つまりケーシング65が省略される構成)であってもよい。   In addition, in the reflection part 6 of this embodiment, although the reflecting mirror unit which has the reflecting mirror 60 is set as the structure by which the reflecting mirror 60 grade | etc., Is accommodated in the casing 65, it is not limited to this. As a configuration for providing the reflecting mirror 60, for example, a unit body in a state where the reflecting mirror 60 is sandwiched between a pair of plate-like members is fixed to the sensor body 40 (that is, the casing 65 is omitted). Configuration).

以上のように、本実施形態に係る排ガス分析用センサ4は、照射部5により排ガス通過孔41内に向けて照射したレーザ光を、反射部6・6により所定の回数反射させることで、排ガス通過孔41内における所定の経路にて排ガス中を透過させた後、受光部7により受光する。
そして、本実施形態に係る排ガス分析用センサ4は、排ガス通過孔41内に、反射面60aを覆うとともに、レーザ光の前記所定の経路における反射面60aに対する入射および反射を許容する通過孔部84を有する光路制限部材としてのカバーリング8を備える。
As described above, the exhaust gas analysis sensor 4 according to the present embodiment reflects the laser light irradiated by the irradiation unit 5 toward the exhaust gas passage hole 41 by the reflection units 6 and 6 a predetermined number of times, thereby reducing the exhaust gas. After passing through the exhaust gas through a predetermined path in the passage hole 41, the light is received by the light receiving unit 7.
The exhaust gas analyzing sensor 4 according to the present embodiment covers the reflection surface 60a in the exhaust gas passage hole 41, and allows a passage hole portion 84 that allows laser light to enter and reflect on the reflection surface 60a in the predetermined path. And a cover ring 8 as an optical path limiting member.

カバーリング8について、図3〜図7を用いて説明する。
本実施形態のカバーリング8は、全体として円筒形状に形成されたスリーブ状の部材をリング本体81として備える。円筒形状のリング本体81の内周面により、排ガスが通過することとなる通過孔82が形成される。
図3〜図5に示すように、カバーリング8は、排ガス分析用センサ4において、排ガス通過孔41の内壁面41aに沿う状態で設けられる。本実施形態のカバーリング8は、そのリング本体81の長さ(筒軸方向の長さ)が、排ガス通過孔41の長さ(排ガス流れ方向の長さ)に対して略同一(若干長め)となるように構成されている(図5参照)。これにより、カバーリング8は、センサ本体40に設けられた状態で、排ガス通過孔41の内壁面41aの略全体を覆う状態となる。
The cover ring 8 will be described with reference to FIGS.
The cover ring 8 of the present embodiment includes a sleeve-like member formed in a cylindrical shape as a ring body 81 as a whole. A passage hole 82 through which the exhaust gas passes is formed by the inner peripheral surface of the cylindrical ring body 81.
As shown in FIGS. 3 to 5, the cover ring 8 is provided along the inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41 in the exhaust gas analysis sensor 4. In the cover ring 8 of this embodiment, the length of the ring body 81 (length in the cylinder axis direction) is substantially the same (slightly longer) than the length of the exhaust gas passage hole 41 (length in the exhaust gas flow direction). (See FIG. 5). As a result, the cover ring 8 is in a state of covering the substantially entire inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41 in a state of being provided in the sensor body 40.

カバーリング8の通過孔82は、その大きさ(径)が、上述した管継手36の貫通孔36aやガスケット37の孔37aの直径と略同じとなるように形成される。また、排ガス分析用センサ4に管継手36やガスケット37が取り付けられた状態で、カバーリング8と、管継手36のフランジ部36bおよびガスケット37とが極力近接するように、各部材が構成される。かかる構成により、カバーリング8の通過孔82を通過する排ガスが、回り込むこと等によって管継手36のフランジ部36bやガスケット37へと漏出することが防止される。   The passage hole 82 of the cover ring 8 is formed so that the size (diameter) thereof is substantially the same as the diameter of the through hole 36a of the pipe joint 36 and the hole 37a of the gasket 37 described above. Each member is configured so that the cover ring 8, the flange portion 36b of the pipe joint 36, and the gasket 37 are as close as possible with the pipe joint 36 and the gasket 37 attached to the exhaust gas analysis sensor 4. . With this configuration, the exhaust gas passing through the passage hole 82 of the cover ring 8 is prevented from leaking out to the flange portion 36b and the gasket 37 of the pipe joint 36 due to wraparound and the like.

カバーリング8は、反射面60aを覆う部分として、遮蔽部83を有する。つまり、遮蔽部83は、リング本体81における、カバーリング8がセンサ本体40に設けられた状態で反射面60aを覆う部分となる。したがって、本実施形態のカバーリング8は、一方(受光部7側、図4において下側)の反射部6における反射面(以下「下側の反射面」ともいう。)60aに対応する(下側の反射面60aを覆う)遮蔽部(以下「下側の遮蔽部」ともいう。)83と、他方(照射部5側、図4において上側)の反射部6の反射面(以下「上側の反射面」ともいう。)60aに対応する(上側の反射面60aを覆う)遮蔽部(以下「上側の遮蔽部」ともいう。)83とを有する。   The cover ring 8 has a shielding part 83 as a part covering the reflection surface 60a. That is, the shielding part 83 is a part of the ring body 81 that covers the reflection surface 60 a in a state where the cover ring 8 is provided in the sensor body 40. Therefore, the cover ring 8 of the present embodiment corresponds to the reflection surface (hereinafter also referred to as “lower reflection surface”) 60a of the reflection unit 6 on one side (the light receiving unit 7 side, the lower side in FIG. 4) (lower). A reflection surface (hereinafter referred to as “lower shielding portion”) 83 and a reflection surface (hereinafter referred to as “upper side reflection surface 60a”). A shielding portion (hereinafter also referred to as “upper shielding portion”) 83 corresponding to 60a (covering the upper reflecting surface 60a).

遮蔽部83は、前記のとおりリング本体81における反射面60aを覆う部分であり、カバーリング8がセンサ本体40に設けられた状態で、リング本体81において、反射面60aの排ガス通過孔41側に対する射影部分が含まれる部分となる。したがって、リング本体81において、下側の遮蔽部83は、カバーリング8がセンサ本体40に設けられた状態で、下側の反射面60aを覆う部分となり(図6および図7において符号D1で示す範囲参照)、上側の遮蔽部83は、カバーリング8がセンサ本体40に設けられた状態で、上側の反射面60aを覆う部分となる(図6および図7において符号D2で示す範囲参照)。
このように、カバーリング8は、センサ本体40に設けられた状態で、リング本体81における遮蔽部83により反射面60aを覆う。
As described above, the shielding portion 83 is a portion that covers the reflective surface 60a of the ring main body 81. With the cover ring 8 provided on the sensor main body 40, the shield main body 83 is provided with respect to the exhaust gas passage hole 41 side of the reflective surface 60a. It is the part that includes the projected part. Therefore, in the ring body 81, the lower shielding portion 83 is a portion that covers the lower reflecting surface 60a in a state where the cover ring 8 is provided in the sensor body 40 (indicated by reference numeral D1 in FIGS. 6 and 7). The upper shielding portion 83 is a portion that covers the upper reflecting surface 60a in a state where the cover ring 8 is provided in the sensor body 40 (see the range indicated by reference numeral D2 in FIGS. 6 and 7).
Thus, the cover ring 8 covers the reflection surface 60 a with the shielding portion 83 in the ring main body 81 in a state of being provided in the sensor main body 40.

また、カバーリング8は、前記のとおりレーザ光の排ガス通過孔41内における所定の経路における反射面60aに対する入射および反射を許容する通過孔部84を有する。
通過孔部84は、円筒形状のリング本体81においてその円筒形状の壁部を貫通する開口部であり、レーザ光が通過する光路孔となる。通過孔部84は、リング本体81において、遮蔽部83における所定の位置に所定の個数だけ設けられる。リング本体81における通過孔部84が設けられる位置や個数は、レーザ光の排ガス通過孔41内における所定の経路により定まる。
Moreover, the cover ring 8 has the passage hole part 84 which accept | permits the incidence | injection and reflection with respect to the reflective surface 60a in the predetermined path | route in the waste gas passage hole 41 of the laser beam as mentioned above.
The passage hole portion 84 is an opening portion that penetrates the cylindrical wall portion of the cylindrical ring body 81 and serves as an optical path hole through which the laser light passes. A predetermined number of passage holes 84 are provided at predetermined positions in the shield 83 in the ring body 81. The position and the number of the passage holes 84 in the ring body 81 are determined by a predetermined path in the exhaust gas passage hole 41 for laser light.

本実施形態の排ガス分析用センサ4においては、レーザ光の排ガス通過孔41内における所定の経路は、図4において一点鎖線で示すように、対向する反射面60a・60a間において8回の反射を経る反射経路をたどる経路となる。すなわち、本実施形態における前記所定の経路は、導入孔40aを介して排ガス通過孔41内に照射されたレーザ光が、上下の反射面60a・60a間において交互に計8回の反射を経た後、導出孔40bを介して排ガス通過孔41外へと導かれる経路となる。さらにいうと、本実施形態における前記所定の経路においては、照射部5から導入孔40aを介して排ガス通過孔41内に照射されたレーザ光について、まず下側の反射面60aにおいて行われる反射が1回目の反射となり、その後、上下の反射面60a・60aにおいて交互に反射が行われ、8回目の反射が上側の反射面60aにて行われた後、導出孔40bを介して受光部7に導かれる。   In the exhaust gas analyzing sensor 4 of the present embodiment, the predetermined path in the exhaust gas passage hole 41 of the laser light is reflected eight times between the reflecting surfaces 60a and 60a facing each other as shown by a one-dot chain line in FIG. It becomes a path that follows the reflection path that passes. In other words, the predetermined path in the present embodiment is such that the laser light irradiated into the exhaust gas passage hole 41 through the introduction hole 40a undergoes a total of eight reflections between the upper and lower reflection surfaces 60a and 60a. In this way, the exhaust gas passage 41 is led out of the exhaust gas passage hole 41 through the outlet hole 40b. Furthermore, in the predetermined path in the present embodiment, the laser beam irradiated into the exhaust gas passage hole 41 from the irradiation unit 5 through the introduction hole 40a is first reflected on the lower reflection surface 60a. After the first reflection, the reflection is alternately performed on the upper and lower reflection surfaces 60a and 60a, and after the eighth reflection is performed on the upper reflection surface 60a, the light is received by the light receiving unit 7 through the lead-out hole 40b. Led.

このようなレーザ光の排ガス通過孔41内における所定の経路において、通過孔部84により、レーザ光の反射面60aに対する入射および反射が許容される。つまり、通過孔部84は、カバーリング8がセンサ本体40に設けられた状態で、前記所定の経路をたどるレーザ光の通過を許容するように設けられる。
また、図4に示すように、本実施形態においては、通過孔部84は、反射面60aに対するレーザ光の一つの反射箇所において、反射面60aに対する入射光および反射光の通過を許容する。したがって、本実施形態のカバーリング8においては、上側の遮蔽部83および下側の遮蔽部83それぞれにおいて4個の通過孔部84が設けられ、計8個の通過孔部84が設けられる。
また、カバーリング8においては、リング本体81に、導入孔40aを介するレーザ光の排ガス通過孔41内への入射を許容する導入孔部85aと、導出孔40bへ向かうレーザ光の排ガス通過孔41内からの射出を許容する導出孔部85bとが設けられている。
In such a predetermined path of the laser light in the exhaust gas passage hole 41, the passage hole portion 84 allows the incidence and reflection of the laser light on the reflection surface 60a. That is, the passage hole portion 84 is provided so as to allow passage of the laser light that follows the predetermined path in a state where the cover ring 8 is provided in the sensor body 40.
In addition, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the passage hole portion 84 allows the incident light and the reflected light to pass through the reflecting surface 60a at one reflection spot of the laser light with respect to the reflecting surface 60a. Therefore, in the cover ring 8 of the present embodiment, four passage hole portions 84 are provided in each of the upper shielding portion 83 and the lower shielding portion 83, and a total of eight passage hole portions 84 are provided.
In the cover ring 8, the ring body 81 has an introduction hole portion 85 a that allows laser light to enter the exhaust gas passage hole 41 through the introduction hole 40 a, and an exhaust gas passage hole 41 that emits laser light toward the outlet hole 40 b. A lead-out hole 85b that allows injection from the inside is provided.

通過孔部84の大きさ(径)は、次のようにして設定される。すなわち、排ガス分析用センサ4においては、レーザ光は、排ガス通過孔41内において前述したような所定の経路をたどる。そしてこのレーザ光についての所定の経路は、レーザ光が反射面60aによって所定の回数(以下「規定回数」という)反射することにより実現される。そこで、通過孔部84の大きさは、レーザ光の反射が規定回数以外の回数では受光部7により受光されないような大きさに設定される。言い換えると、反射面60a・60a間における反射回数が、規定回数と異なる回数となるようなレーザ光は、カバーリング8の遮蔽部83によって反射面60aによる反射(反射面60aに対する入射および反射)が妨げられ、排ガス通過孔41内における進行が途中で遮られることとなるように、通過孔部84の大きさが設定される。   The size (diameter) of the passage hole portion 84 is set as follows. That is, in the exhaust gas analysis sensor 4, the laser light follows the predetermined path as described above in the exhaust gas passage hole 41. The predetermined path for the laser beam is realized by reflecting the laser beam a predetermined number of times (hereinafter referred to as “specified number”) by the reflecting surface 60a. Therefore, the size of the passage hole portion 84 is set to a size that the laser beam is not received by the light receiving portion 7 at a number other than the prescribed number of times. In other words, laser light whose number of reflections between the reflection surfaces 60a and 60a is different from the specified number of times is reflected by the reflection surface 60a (incident and reflected on the reflection surface 60a) by the shielding portion 83 of the cover ring 8. The size of the passage hole portion 84 is set so as to be blocked and the progress in the exhaust gas passage hole 41 is blocked in the middle.

具体的には、本実施形態のように、レーザ光の反射の規定回数が8回である排ガス分析用センサ4においては、照射部5から照射されるレーザ光の排ガス通過孔41に対する入射角度(光軸)のずれ等により、反射面60a・60a間において6回や10回の反射を経て受光部7に導かれるような経路をたどることとなるようなレーザ光は、カバーリング8の遮蔽部83によって、反射面60aによる反射が妨げられることとなる。実際には、通過孔部84の大きさ(径)は、例えば数ミリ程度となる。   Specifically, as in this embodiment, in the exhaust gas analysis sensor 4 in which the prescribed number of reflections of laser light is 8, the incident angle of the laser light emitted from the irradiation unit 5 with respect to the exhaust gas passage hole 41 ( The laser beam that follows the path guided to the light receiving unit 7 after being reflected six times or ten times between the reflecting surfaces 60a and 60a due to the deviation of the optical axis) 83 prevents the reflection by the reflecting surface 60a. Actually, the size (diameter) of the passage hole portion 84 is, for example, about several millimeters.

このように、カバーリング8は、その遮蔽部83によって反射面60a・60aを覆うとともに、通過孔部84によって規定回数の反射を経るレーザ光の反射面60a・60aに対する入射および反射を許容することで、所定の経路をたどるレーザ光の通路を確保する。なお、カバーリング8においては、少なくともリング本体81の内周面は、その反射率が、反射面60aの反射率よりも十分に低い面となる。   As described above, the cover ring 8 covers the reflection surfaces 60a and 60a by the shielding portion 83, and allows the incidence and reflection of the laser light that has undergone a predetermined number of reflections by the passage hole portion 84 to the reflection surfaces 60a and 60a. Thus, a path of laser light that follows a predetermined path is secured. In the cover ring 8, at least the inner peripheral surface of the ring main body 81 is a surface whose reflectance is sufficiently lower than the reflectance of the reflecting surface 60a.

以上のような構成を備えるカバーリング8が設けられる排ガス分析用センサ4においては、所定の経路をたどるレーザ光は、まず、照射部5より導入孔40aを介して排ガス通過孔41内に照射されると、カバーリング8の導入孔部85aを介して下側の遮蔽部83における通過孔部84を通過して下側の反射面60aにより反射させられる。下側の反射面60aで反射したレーザ光は、下側の遮蔽部83における通過孔部84を介して排ガス通過孔41内を通過して上側の遮蔽部83における通過孔部84を通過して上側の反射面60aにより反射される。その後、通過孔部84を通過しながら上下の反射面60a・60a間で反射を繰り返し、規定回数の反射を経たレーザ光は、カバーリング8の導出孔部85bを介して導出孔40bに導かれ、受光部7により受光される。   In the exhaust gas analysis sensor 4 provided with the cover ring 8 having the above-described configuration, first, laser light that follows a predetermined path is irradiated from the irradiation unit 5 into the exhaust gas passage hole 41 through the introduction hole 40a. Then, the light passes through the passage hole 84 in the lower shielding part 83 via the introduction hole 85a of the cover ring 8 and is reflected by the lower reflection surface 60a. The laser light reflected by the lower reflection surface 60 a passes through the exhaust gas passage hole 41 through the passage hole 84 in the lower shielding part 83 and passes through the passage hole 84 in the upper shielding part 83. Reflected by the upper reflecting surface 60a. Thereafter, the laser beam that has repeatedly reflected between the upper and lower reflecting surfaces 60a and 60a while passing through the passage hole 84 and has undergone the prescribed number of reflections is guided to the lead-out hole 40b through the lead-out hole 85b of the cover ring 8. The light receiving unit 7 receives the light.

このように、排ガス分析用センサ4において、カバーリング8が設けられることにより、分析対象である排ガス中にてレーザ光を多重反射させる構成において、レーザ光の経路や反射回数を規定(制限)することができ、測定値の定量性を保証することができるとともに、レーザ光の反射回数の確認のための作業を省略することができる。   As described above, in the exhaust gas analysis sensor 4, the cover ring 8 is provided, so that the path of the laser light and the number of reflections are defined (restricted) in the configuration in which the laser light is multiply reflected in the exhaust gas to be analyzed. It is possible to guarantee the quantitativeness of the measurement value and to omit the work for confirming the number of reflections of the laser beam.

すなわち、カバーリング8は、その遮蔽部83および通過孔部84によって、排ガス通過孔41内において所定の経路をたどるレーザ光のみの進行を許容する。つまり、何らかの原因でレーザ光の光軸がずれることにより、規定回数とは異なる回数の反射を経ることとなるようなレーザ光は、その進行がカバーリング8によって遮られ、受光部7において受光されないこと(測定不可能な状態)となる。このように、カバーリング8により、レーザ光の経路や反射回数を規定(制限)することができる。
これにより、規定回数の反射を経たレーザ光のみを受光することができるので、レーザ光の光路長(測定長)を一定に保つことができ、測定値の定量性を保証することができる。また、受光部7においてレーザ光が受光される限りは、レーザ光の反射回数が規定回数を満足することとなるので、レーザ光の反射回数の確認のため、排ガス分析用センサ4の排気経路からの取外し等の煩雑な作業を省略することができる。つまり、受光部7におけるレーザ光の受光によってレーザ光の反射回数が保証されるので、排ガス分析用センサ4が排気経路に取り付けられた状態において、レーザ光の反射回数が規定回数であるか否かの確認が可能となり、レーザ光の反射回数の確認作業が不要となる。
That is, the cover ring 8 allows the progress of only the laser light that follows a predetermined path in the exhaust gas passage hole 41 by the shielding portion 83 and the passage hole portion 84. In other words, the laser light that has undergone a number of reflections different from the specified number due to the deviation of the optical axis of the laser light for some reason is blocked by the cover ring 8 and is not received by the light receiving unit 7. (Measurement impossible state). Thus, the cover ring 8 can define (limit) the path of the laser light and the number of reflections.
As a result, only the laser beam that has passed the specified number of reflections can be received, so that the optical path length (measurement length) of the laser beam can be kept constant, and the quantitativeness of the measured value can be guaranteed. Further, as long as the laser beam is received by the light receiving unit 7, the number of reflections of the laser beam satisfies the specified number of times. Therefore, in order to confirm the number of reflections of the laser beam, from the exhaust path of the exhaust gas analyzing sensor 4 It is possible to omit troublesome work such as removal of the. That is, since the number of times of reflection of the laser beam is guaranteed by receiving the laser beam at the light receiving unit 7, whether or not the number of times of reflection of the laser beam is a specified number in a state where the exhaust gas analysis sensor 4 is attached to the exhaust path. This makes it possible to confirm the number of reflections of laser light.

なお、レーザ光の排ガス通過孔41内における所定の経路、つまりレーザ光の反射についての規定回数は、本実施形態に限定されるものではない。そして、カバーリング8において設けられる通過孔部84の数や位置等は、レーザ光の所定の経路(反射の規定回数)に対応するように定められる。   In addition, the predetermined | prescribed frequency | count about the predetermined path | route in the waste gas passage hole 41 of a laser beam, ie, reflection of a laser beam, is not limited to this embodiment. The number, position, and the like of the through holes 84 provided in the cover ring 8 are determined so as to correspond to a predetermined path (a prescribed number of reflections) of the laser light.

また、本実施形態では、カバーリング8における通過孔部84は、反射面60aに対するレーザ光の一つの反射箇所において、反射面60aに対する入射光および反射光の通過を許容するが(図4参照)、これに限定されるものではない。つまり、通過孔部84は、反射面60aに対するレーザ光の一つの反射箇所において、反射面60aに対する入射を許容する(入射光を通過させる)ものと、反射面60aからの反射を許容する(反射光を通過させる)ものとが、別々に(独立して)設けられる構成であってもよい。かかる構成においては、本実施形態のようにレーザ光の反射の規定回数が8回である場合、通過孔部84は、上側の遮蔽部83および下側の遮蔽部83それぞれにおいて8個ずつ設けられ、カバーリング8において計16個設けられることとなる。   In the present embodiment, the passage hole portion 84 in the cover ring 8 allows the incident light and the reflected light to pass through the reflection surface 60a at one reflection spot of the laser light with respect to the reflection surface 60a (see FIG. 4). However, the present invention is not limited to this. That is, the passage hole portion 84 allows the incident on the reflecting surface 60a (allows the incident light to pass) at one reflection spot of the laser beam on the reflecting surface 60a, and allows the reflection from the reflecting surface 60a (the reflection). The configuration in which the light is allowed to pass through may be provided separately (independently). In such a configuration, when the prescribed number of times of reflection of the laser beam is 8 as in the present embodiment, eight through hole portions 84 are provided in each of the upper shielding portion 83 and the lower shielding portion 83. A total of 16 pieces are provided in the cover ring 8.

また、本実施形態では、光路制限部材としてのカバーリング8は、円筒形状の一体のリング本体81を備える構成であるが、これに限定されるものではない。本発明に係る光路形成部材としては、例えば、本実施形態のカバーリング8における遮蔽部83およびこれに設けられる通過孔部84に対応する部分を有する部材が、上下の各反射面60a・60aに対してそれぞれ(別部材として)設けられる構成であってもよい。   Further, in the present embodiment, the cover ring 8 as the optical path limiting member is configured to include the cylindrical ring main body 81, but is not limited thereto. As the optical path forming member according to the present invention, for example, members having portions corresponding to the shielding portion 83 and the passage hole portion 84 provided in the cover ring 8 of the present embodiment are provided on the upper and lower reflecting surfaces 60a and 60a. Alternatively, a configuration provided as a separate member may be used.

また、カバーリング8は、好ましくは、排ガス通過孔41の形状に沿う管状の部材であり、排ガス通過孔41に対し、この排ガス通過孔41を形成する壁面である内壁面41aに対して空隙を隔てた状態で設けられる。   The cover ring 8 is preferably a tubular member that follows the shape of the exhaust gas passage hole 41, and has a gap with respect to the inner wall surface 41 a that is the wall surface that forms the exhaust gas passage hole 41 with respect to the exhaust gas passage hole 41. It is provided in a separated state.

本実施形態においては、カバーリング8は、前記のとおり全体として円筒形状に形成されたスリーブ状の部材をリング本体81として備えることにより、排ガス通過孔41の形状に沿う管状の部材として構成されている。
本実施形態においては、排ガス通過孔41は、円柱状の孔部として形成されている。つまり、排ガス通過孔41を形成する内壁面41aは、円柱状の空間を形成する壁面となる。このような形状を有する排ガス通過孔41に対し、カバーリング8は、(そのリング本体81が)全体として円筒形状に形成される。つまり、円筒形状のカバーリング8の外形は、円柱状の孔部である排ガス通過孔41の形状に沿う形状となる。このように、カバーリング8は、排ガス通過孔41の形状に沿う管状の部材として構成されている。
In the present embodiment, the cover ring 8 is configured as a tubular member that conforms to the shape of the exhaust gas passage hole 41 by including, as the ring main body 81, a sleeve-like member formed in a cylindrical shape as a whole as described above. Yes.
In the present embodiment, the exhaust gas passage hole 41 is formed as a cylindrical hole. That is, the inner wall surface 41a that forms the exhaust gas passage hole 41 is a wall surface that forms a cylindrical space. With respect to the exhaust gas passage hole 41 having such a shape, the cover ring 8 is formed in a cylindrical shape as a whole (its ring body 81). That is, the outer shape of the cylindrical cover ring 8 is a shape that follows the shape of the exhaust gas passage hole 41 that is a cylindrical hole. Thus, the cover ring 8 is configured as a tubular member that follows the shape of the exhaust gas passage hole 41.

そして、前記のような形状を有するカバーリング8が、排ガス通過孔41に対し、この排ガス通過孔41を形成する内壁面41aに対して空隙を隔てた状態で設けられる。
すなわち、排ガス通過孔41内に設けられるカバーリング8は、その外径が、センサ本体40に設けられた状態で、排ガス通過孔41の内壁面41aとリング本体81の外周面81aとの間に、所定の大きさ(幅)の空隙が設けられるように設定される。これにより、カバーリング8は、排ガス通過孔41を形成する内壁面41aとの間に隙間を有する状態で保持される。
Then, the cover ring 8 having the shape as described above is provided with respect to the exhaust gas passage hole 41 in a state in which a gap is separated from the inner wall surface 41a forming the exhaust gas passage hole 41.
That is, the cover ring 8 provided in the exhaust gas passage hole 41 has an outer diameter provided between the inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41 and the outer peripheral surface 81 a of the ring body 81 in a state of being provided in the sensor body 40. The gap is set to have a predetermined size (width). As a result, the cover ring 8 is held in a state having a gap with the inner wall surface 41 a that forms the exhaust gas passage hole 41.

カバーリング8のセンサ本体40に対する(排ガス通過孔41内における)固定および位置決めについての構成を説明する。
カバーリング8のセンサ本体40に対する固定には、カバーリング8の固定用治具としての固定ボルト87が用いられる。また、カバーリング8の排ガス通過孔41内における位置決めには、カバーリング8の位置決め用治具としてのスペーサピン88が用いられる。ただし、実質的には、固定ボルト87およびスペーサピン88の両者により、カバーリング8についての固定および位置決め作用が得られる。
A configuration for fixing and positioning the cover ring 8 with respect to the sensor main body 40 (in the exhaust gas passage hole 41) will be described.
For fixing the cover ring 8 to the sensor body 40, a fixing bolt 87 as a fixing jig for the cover ring 8 is used. For positioning the cover ring 8 in the exhaust gas passage hole 41, spacer pins 88 as a positioning jig for the cover ring 8 are used. However, substantially, the fixing and positioning action for the cover ring 8 can be obtained by both the fixing bolt 87 and the spacer pin 88.

図4に示すように、固定ボルト87は、センサ本体40に設けられる貫通孔40fを介して、排ガス通過孔41内に一端部(先端部)が一部突出する状態で設けられる。固定ボルト87は、少なくともその先端部分にネジ部87aを有する。これに対し、カバーリング8においては、そのリング本体81に、固定ボルト87のネジ部87aが螺挿されるネジ孔86が設けられている。つまり、排ガス通過孔41内に設けられた状態のカバーリング8に対し、その外周側から(外周面81a側から)、固定ボルト87がネジ孔86に螺挿されることにより、カバーリング8がセンサ本体40に対して固定される。   As shown in FIG. 4, the fixing bolt 87 is provided in a state in which one end portion (tip portion) projects partially into the exhaust gas passage hole 41 through a through hole 40 f provided in the sensor body 40. The fixing bolt 87 has a screw portion 87a at least at its tip. On the other hand, in the cover ring 8, a screw hole 86 into which the screw portion 87 a of the fixing bolt 87 is screwed is provided in the ring main body 81. That is, with respect to the cover ring 8 provided in the exhaust gas passage hole 41, the fixing bolt 87 is screwed into the screw hole 86 from the outer peripheral side (from the outer peripheral surface 81a side), whereby the cover ring 8 is Fixed to the main body 40.

固定ボルト87が挿入される貫通孔40fは、センサ本体40において、センサ本体40の径方向(排ガス通過孔41の径方向)に沿って、センサ本体40をその外周面側から内周面側(内壁面41a側)へと貫通するように設けられる。また、貫通孔40fおよびこれに対応するネジ孔86は、レーザ光の光路を遮ることのないように、排ガス通過孔41の幅方向(軸心方向)においてその中央位置に対してずれた位置に設けられる(図5参照)。
本実施形態では、貫通孔40fは、図4に示すように、排ガス通過孔41の両側(図4において左右方向両側)において対向する位置の2箇所に設けられている。したがって、本実施形態では、カバーリング8の固定に際して2本の固定ボルト87が用いられ、これらの固定ボルト87は、排ガス通過孔41の径方向であって排ガス通過孔41の軸中心に向く状態となり、互いに対向した状態でカバーリング8に螺挿される。固定ボルト87の操作は、貫通孔40fのセンサ本体40の外周面側の開口部を介して行われる。
The through hole 40f into which the fixing bolt 87 is inserted is formed in the sensor main body 40 along the radial direction of the sensor main body 40 (the radial direction of the exhaust gas passage hole 41) from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side ( It is provided so as to penetrate to the inner wall surface 41a side). Further, the through hole 40f and the screw hole 86 corresponding to the through hole 40f are shifted from the center position in the width direction (axial direction) of the exhaust gas passage hole 41 so as not to block the optical path of the laser beam. Provided (see FIG. 5).
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the through holes 40 f are provided at two positions at opposite positions on both sides of the exhaust gas passage hole 41 (both sides in the left-right direction in FIG. 4). Therefore, in the present embodiment, two fixing bolts 87 are used for fixing the cover ring 8, and these fixing bolts 87 are in the radial direction of the exhaust gas passage hole 41 and toward the axial center of the exhaust gas passage hole 41. And screwed into the cover ring 8 in a state of facing each other. The operation of the fixing bolt 87 is performed through the opening of the through hole 40f on the outer peripheral surface side of the sensor body 40.

なお、カバーリング8に螺挿される固定ボルト87は、カバーリング8に嵌合するピン状の部材(以下「固定ピン」という。)であってもよい。この場合、カバーリング8においてリング本体81の外周面81aにおける所定の位置に、固定ピンが嵌合する溝部が設けられる。そして、貫通孔40fに挿入された状態の固定ピンの先端部が、排ガス通過孔41内に設けられた状態のカバーリング8の前記溝部に対して嵌合することにより、カバーリング8がセンサ本体40に対して固定されることとなる。   The fixing bolt 87 screwed into the cover ring 8 may be a pin-shaped member (hereinafter referred to as “fixing pin”) that fits into the cover ring 8. In this case, in the cover ring 8, a groove portion into which the fixing pin is fitted is provided at a predetermined position on the outer peripheral surface 81 a of the ring body 81. Then, the tip of the fixing pin inserted into the through hole 40f is fitted into the groove of the cover ring 8 provided in the exhaust gas passage hole 41, so that the cover ring 8 is attached to the sensor body. 40 is fixed.

図4に示すように、スペーサピン88は、センサ本体40に設けられるネジ孔40gを介して、排ガス通過孔41内に一端部(先端部)が一部突出する状態で設けられる。スペーサピン88は、ネジ孔40gに対して螺挿される。つまり、スペーサピン88の外周面およびネジ孔40gの内周面には、ネジ部が形成されており、スペーサピン88が、ネジ孔40gに対してねじ込まれる。スペーサピン88としては、いもネジや止めネジ等の、外周面がネジ切りされたピン状(棒状)の部材が用いられる。
スペーサピン88は、その排ガス通過孔41内に(内壁面41aから)突出する先端部が、排ガス通過孔41内に設けられた状態のカバーリング8に対して、リング本体81の外周面81aに当接する。
As shown in FIG. 4, the spacer pin 88 is provided in a state in which one end portion (tip portion) projects partially into the exhaust gas passage hole 41 through a screw hole 40 g provided in the sensor body 40. The spacer pin 88 is screwed into the screw hole 40g. That is, a thread portion is formed on the outer peripheral surface of the spacer pin 88 and the inner peripheral surface of the screw hole 40g, and the spacer pin 88 is screwed into the screw hole 40g. As the spacer pin 88, a pin-shaped (bar-shaped) member whose outer peripheral surface is threaded such as a screw or a set screw is used.
The spacer pin 88 is formed on the outer peripheral surface 81a of the ring main body 81 with respect to the cover ring 8 in a state where the tip portion protruding into the exhaust gas passage hole 41 (from the inner wall surface 41a) is provided in the exhaust gas passage hole 41. Abut.

スペーサピン88が螺挿されるネジ孔40gは、センサ本体40において、センサ本体40の径方向(排ガス通過孔41の径方向)に沿うように設けられる。
本実施形態では、ネジ孔40gは、図4に示すように、排ガス通過孔41の両側において2組の対向する位置の計4箇所に設けられている。したがって、本実施形態では、カバーリング8の位置決めに際して4本のスペーサピン88が用いられ、これらのスペーサピン88は、排ガス通過孔41の径方向であって排ガス通過孔41の軸中心に向く状態となり、1組ずつのスペーサピン88同士が互いに対向した状態でカバーリング8に当接する。なお、ネジ孔40gは、センサ本体40の外周面側に開口するように延設される。これにより、スペーサピン88の操作、つまりスペーサピン88の排ガス通過孔41内に対する突出長さの調整は、ネジ孔40gのセンサ本体40の外周面側の開口部を介して行われる。
The screw hole 40g into which the spacer pin 88 is screwed is provided in the sensor body 40 along the radial direction of the sensor body 40 (the radial direction of the exhaust gas passage hole 41).
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the screw holes 40 g are provided in a total of four locations, two sets of opposing positions on both sides of the exhaust gas passage hole 41. Therefore, in the present embodiment, four spacer pins 88 are used for positioning the cover ring 8, and these spacer pins 88 are in the radial direction of the exhaust gas passage hole 41 and toward the axial center of the exhaust gas passage hole 41. Thus, each pair of spacer pins 88 abut against the cover ring 8 with the spacer pins 88 facing each other. The screw hole 40g extends so as to open to the outer peripheral surface side of the sensor body 40. Thereby, the operation of the spacer pin 88, that is, the adjustment of the protrusion length of the spacer pin 88 with respect to the exhaust gas passage hole 41 is performed through the opening on the outer peripheral surface side of the sensor body 40 of the screw hole 40g.

このように、カバーリング8は、スペーサピン88によって、排ガス通過孔41内において位置決めされる。すなわち、スペーサピン88の排ガス通過孔41内に対して(内壁面41aからの)突出する長さが調整されることにより、スペーサピン88が、排ガス通過孔41内において所定の状態で位置決めされる。具体的には、カバーリング8は、そのリング本体81の外周面81aと排ガス通過孔41の内壁面41aとの間隔が周方向の全体にわたって均一となるように(排ガス通過孔41に対して中央に位置するように)径方向について位置決めされる。   Thus, the cover ring 8 is positioned in the exhaust gas passage hole 41 by the spacer pin 88. That is, the spacer pin 88 is positioned in a predetermined state in the exhaust gas passage hole 41 by adjusting the length of the spacer pin 88 protruding from the exhaust gas passage hole 41 (from the inner wall surface 41a). . Specifically, the cover ring 8 is arranged so that the distance between the outer peripheral surface 81a of the ring body 81 and the inner wall surface 41a of the exhaust gas passage hole 41 is uniform over the entire circumferential direction (center with respect to the exhaust gas passage hole 41). Positioned in the radial direction).

なお、スペーサピン88によるカバーリング8の位置決めのための構成としては、スペーサピン88が、カバーリング8側に螺挿される構成であってもよい。この場合、カバーリング8のリング本体81における所定の位置に、スペーサピン88が螺挿されるネジ孔が設けられる。そして、このネジ孔に対してスペーサピン88の一端側が螺挿されるとともに、カバーリング8が排ガス通過孔41内に設けられた状態で、スペーサピン88の他端側が、排ガス通過孔41の内壁面41aに当接する構成となる。かかる構成において、スペーサピン88の、リング本体81の外周面81aからの突出長さが調整されることで、カバーリング8が、排ガス通過孔41内において所定の状態で位置決めされることとなる。   As a configuration for positioning the cover ring 8 by the spacer pin 88, the spacer pin 88 may be screwed into the cover ring 8 side. In this case, a screw hole into which the spacer pin 88 is screwed is provided at a predetermined position in the ring main body 81 of the cover ring 8. The one end side of the spacer pin 88 is screwed into the screw hole, and the other end side of the spacer pin 88 is the inner wall surface of the exhaust gas passage hole 41 in a state where the cover ring 8 is provided in the exhaust gas passage hole 41. It becomes the structure which contacts 41a. In such a configuration, the cover ring 8 is positioned in a predetermined state in the exhaust gas passage hole 41 by adjusting the protruding length of the spacer pin 88 from the outer peripheral surface 81 a of the ring body 81.

以上のように、固定ボルト87とスペーサピン88とが用いられ、カバーリング8のセンサ本体40に対する固定および位置決めが行われる。これにより、カバーリング8が、センサ本体40に対して、円周方向および軸方向(スラスト方向)のそれぞれについて相対位置変動不能な状態で保持される。
そして、カバーリング8がセンサ本体40に対して設けられた状態では、リング本体81の外周面81aと排ガス通過孔41の内壁面41aとの間に、所定の大きさ(幅)の空隙が存在する。
As described above, the fixing bolt 87 and the spacer pin 88 are used to fix and position the cover ring 8 with respect to the sensor body 40. Thereby, the cover ring 8 is held with respect to the sensor body 40 in a state in which the relative position cannot be changed in each of the circumferential direction and the axial direction (thrust direction).
In the state where the cover ring 8 is provided with respect to the sensor main body 40, a gap having a predetermined size (width) exists between the outer peripheral surface 81 a of the ring main body 81 and the inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41. To do.

以上のような構成により、排ガス通過孔41の形状に沿う管状の部材であるカバーリング8が、排ガス通過孔41に対し、排ガス通過孔41の内壁面41aに対して空隙を隔てた状態で設けられることにより、次のような効果が得られる。   With the configuration as described above, the cover ring 8, which is a tubular member that follows the shape of the exhaust gas passage hole 41, is provided with respect to the exhaust gas passage hole 41 in a state where a gap is separated from the inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41. As a result, the following effects can be obtained.

すなわち、前記のとおり排ガス通過孔41内にカバーリング8が設けられる構成においては、高温の排ガスは、カバーリング8におけるリング本体81の通過孔82内を通過することとなる。また、カバーリング8は、排ガス通過孔41の内壁面41aの略全体を覆うとともに、排ガス通過孔41に対して空隙を隔てた状態となっている。このため、排ガス通過孔41内を通過する排ガスを、内壁面41aや反射面60aから隔絶することができ、センサ本体40や反射鏡60が排ガス通過孔41内を通過する排ガスに直接晒されることを防止することができる。これにより、高温の排ガスからセンサ本体40や反射鏡60に対する熱輻射や熱伝達を低減することができる。
また、カバーリング8は、そのリング本体81の通過孔82を通過する高温の排ガスに直接触れるため、排ガスから熱的に大きく影響を受ける。そこで、前記のとおりカバーリング8が排ガス通過孔41に対して空隙を隔てた状態で設けられることで、カバーリング8がセンサ本体40に直接触れないこととなるので、高温の排ガスによるカバーリング8を介してのセンサ本体40に対する熱伝達を低減することができる。
また、本実施形態では、カバーリング8は、固定ボルト87およびスペーサピン88を介してのみセンサ本体40と接触した状態となる。この点からも、カバーリング8のセンサ本体40に対する接触面積が小さくなり、排ガスからのカバーリング8を介するセンサ本体40への入熱を抑制することができる。
That is, in the configuration in which the cover ring 8 is provided in the exhaust gas passage hole 41 as described above, the high-temperature exhaust gas passes through the passage hole 82 of the ring body 81 in the cover ring 8. Further, the cover ring 8 covers substantially the entire inner wall surface 41 a of the exhaust gas passage hole 41 and is in a state in which a gap is separated from the exhaust gas passage hole 41. For this reason, the exhaust gas passing through the exhaust gas passage hole 41 can be isolated from the inner wall surface 41a and the reflecting surface 60a, and the sensor body 40 and the reflecting mirror 60 are directly exposed to the exhaust gas passing through the exhaust gas passage hole 41. Can be prevented. Thereby, thermal radiation and heat transfer from the high-temperature exhaust gas to the sensor body 40 and the reflecting mirror 60 can be reduced.
Further, since the cover ring 8 directly touches the high-temperature exhaust gas passing through the passage hole 82 of the ring body 81, the cover ring 8 is greatly influenced thermally from the exhaust gas. Therefore, as described above, the cover ring 8 is provided in a state of being spaced from the exhaust gas passage hole 41, so that the cover ring 8 does not directly touch the sensor body 40. The heat transfer to the sensor main body 40 via can be reduced.
In the present embodiment, the cover ring 8 is in contact with the sensor body 40 only through the fixing bolt 87 and the spacer pin 88. Also from this point, the contact area of the cover ring 8 with respect to the sensor body 40 is reduced, and heat input from the exhaust gas to the sensor body 40 via the cover ring 8 can be suppressed.

このように、排ガス通過孔41内を通過する排ガスのセンサ本体40や反射鏡60に対する熱影響を低減することができることにより、排ガス分析用センサ4において、照射部5や反射部6や受光部7等における各種光学機器に対する高温の排ガスによる熱影響を低減することができ、その熱影響による不具合(例えば、レーザ光の光軸のずれや部材の熱変形や部材間の固定の緩み等)を防止することができる。結果として、排ガス分析用センサ4における測定精度の向上を図ることができる。
このため、カバーリング8を構成する材料としては、例えばセラミック等の、熱伝導性の低い材料が用いられる。
As described above, the heat influence of the exhaust gas passing through the exhaust gas passage hole 41 on the sensor body 40 and the reflecting mirror 60 can be reduced, so that in the exhaust gas analysis sensor 4, the irradiation unit 5, the reflection unit 6, and the light receiving unit 7. Can reduce the thermal effects of high-temperature exhaust gas on various optical devices, etc., and prevent malfunctions due to the thermal effects (for example, deviation of the optical axis of the laser beam, thermal deformation of members, loose fixing between members, etc.) can do. As a result, the measurement accuracy in the exhaust gas analysis sensor 4 can be improved.
For this reason, as a material which comprises the cover ring 8, materials with low heat conductivity, such as a ceramic, are used, for example.

また、カバーリング8は、そのリング本体81の通過孔82を通過する高温の排ガスにより、熱的な影響に加え、振動等、機械的にも大きく影響も受ける。この点、本実施形態におけるカバーリング8は、固定ボルト87およびスペーサピン88により、センサ本体40(排ガス通過孔41)に対して確実に固定・位置決めされる。これにより、高温の排ガスに対し、カバーリング8の耐震性を向上させることができるとともに、熱変形の影響を低減することができる。結果として、カバーリング8がずれたりすることなく、カバーリング8によるレーザ光の経路の制限についての安定性を確保することができる。   Further, the cover ring 8 is greatly affected mechanically by vibration and the like due to the high temperature exhaust gas passing through the passage hole 82 of the ring body 81 in addition to the thermal influence. In this respect, the cover ring 8 in the present embodiment is reliably fixed and positioned with respect to the sensor main body 40 (exhaust gas passage hole 41) by the fixing bolt 87 and the spacer pin 88. Thereby, while being able to improve the earthquake resistance of the cover ring 8 with respect to high temperature waste gas, the influence of a thermal deformation can be reduced. As a result, the stability of the restriction of the laser beam path by the cover ring 8 can be ensured without the cover ring 8 being displaced.

なお、カバーリング8のセンサ本体40に対する(排ガス通過孔41内における)固定および位置決めについての構成は、本実施形態に限定されるものではない。つまり、固定ボルト87やスペーサピン88のカバーリング8に対して設けられる位置や本数、あるいはカバーリング8の固定や位置決めに用いられる治具自体の構成は、本実施形態に限定されるものではない。   The configuration for fixing and positioning the cover ring 8 with respect to the sensor main body 40 (within the exhaust gas passage hole 41) is not limited to the present embodiment. That is, the position and number of fixing bolts 87 and spacer pins 88 provided with respect to the cover ring 8, or the configuration of the jig itself used for fixing and positioning the cover ring 8 is not limited to this embodiment. .

以上のように、排ガス分析用センサ4においては、遮蔽部83および通過孔部84を有するカバーリング8によってレーザ光の経路(光軸位置)が制限される。このため、レーザ光の光軸について正確で簡易な調整機構が必要となる。
そこで、本実施形態の排ガス分析用センサ4は、照射部5および受光部7が、次のような構成を備える。
As described above, in the exhaust gas analysis sensor 4, the laser light path (optical axis position) is limited by the cover ring 8 having the shielding portion 83 and the passage hole portion 84. For this reason, an accurate and simple adjustment mechanism is required for the optical axis of the laser beam.
Therefore, in the exhaust gas analysis sensor 4 of the present embodiment, the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 have the following configuration.

すなわち、照射部5および受光部7は、それぞれ、第一の光路形成部材としてのアライメントブロック91と、第二の光路形成部材としてのコリメータブロック92と、調整部材としての調整用ボルト93と、弾性部材としての調整用弾性体94とを備える。これらの部材(アライメントブロック91、コリメータブロック92、調整用ボルト93、および調整用弾性体94)を含む構成が、照射部5における接続ブロック51、および受光部7における接続ブロック71としてそれぞれ構成される。
なお、照射部5と受光部7とは、略同一の構成を有し、前記のとおり排ガス通過孔41の軸中心に対して略点対称となる状態で設けられるため(図3参照)、以下では、主に照射部5の構成について、図8および図9を用いて具体的に説明する。
That is, the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 are respectively an alignment block 91 as a first optical path forming member, a collimator block 92 as a second optical path forming member, an adjusting bolt 93 as an adjusting member, and an elastic member. And an adjusting elastic body 94 as a member. The configuration including these members (alignment block 91, collimator block 92, adjustment bolt 93, and adjustment elastic body 94) is configured as a connection block 51 in the irradiation unit 5 and a connection block 71 in the light receiving unit 7, respectively. .
In addition, since the irradiation part 5 and the light-receiving part 7 have substantially the same configuration and are provided in a state of being substantially point-symmetric with respect to the axial center of the exhaust gas passage hole 41 as described above (see FIG. 3), the following Now, the configuration of the irradiation unit 5 will be specifically described with reference to FIGS. 8 and 9.

アライメントブロック91は、センサ本体40に固定されるとともに、排ガス通過孔41に連通する第一の光通路としての内側通光孔91aを形成する。
アライメントブロック91は、全体として略筒状の部材であり、その軸心部分(筒軸部分)に内側通光孔91aを有する。内側通光孔91aは、直線状の孔部であり、略筒状のアライメントブロック91を貫通する。つまり、内側通光孔91aは、略筒状のアライメントブロック91において両側の端面に開口する。
The alignment block 91 is fixed to the sensor body 40 and forms an inner light passage hole 91 a as a first light passage communicating with the exhaust gas passage hole 41.
The alignment block 91 is a substantially cylindrical member as a whole, and has an inner light transmission hole 91a in the axial center portion (cylinder shaft portion). The inner light passage hole 91 a is a straight hole and penetrates the substantially cylindrical alignment block 91. That is, the inner light passage hole 91a opens on both end surfaces of the substantially cylindrical alignment block 91.

アライメントブロック91は、センサ本体40に対して、内側通光孔91aが、センサ本体40に形成される導入孔40a(受光部7においては導出孔40b、以下同じ。)に連通する状態で固定される。つまり、アライメントブロック91がセンサ本体40に固定された状態で、内側通光孔91aと導入孔40aとにより直線状の孔部が形成される。導入孔40aは、排ガス通過孔41に連通する。このように、アライメントブロック91が有する内側通光孔91aは、導入孔40aを介して排ガス通過孔41に連通する。   The alignment block 91 is fixed to the sensor main body 40 in a state where the inner light passage hole 91a communicates with an introduction hole 40a formed in the sensor main body 40 (the lead-out hole 40b in the light receiving unit 7 is the same hereinafter). The That is, in a state where the alignment block 91 is fixed to the sensor body 40, a linear hole is formed by the inner light passage hole 91a and the introduction hole 40a. The introduction hole 40 a communicates with the exhaust gas passage hole 41. As described above, the inner light passage hole 91a of the alignment block 91 communicates with the exhaust gas passage hole 41 through the introduction hole 40a.

アライメントブロック91は、センサ本体40の外周面部に形成される取付凹部40hに嵌合した状態で、センサ本体40に対して固定される。アライメントブロック91のセンサ本体40に対する固定に際しては、ボルト95が用いられる。ボルト95は、アライメントブロック91において筒軸方向に貫通するボルト挿通孔91bを貫通するとともに、センサ本体40に形成されるネジ穴40iに螺挿されることで、アライメントブロック91をセンサ本体40に対して固定する。ボルト95は、ボルト挿通孔91bの、アライメントブロック91における外側端面91c側の開口側から操作される。略筒状であるアライメントブロック91の外側端面91cは、円形状の面となる。
なお、図8においては1本のボルト95が図示されているが、アライメントブロック91のセンサ本体40に対する固定に際しては、適宜複数のボルト95が用いられる。また、アライメントブロック91のセンサ本体40に対する固定方法は、特に本実施形態に限定されるものではない。例えば、アライメントブロック91は、センサ本体40に対して溶接等によって固定されてもよい。
The alignment block 91 is fixed to the sensor body 40 in a state in which the alignment block 91 is fitted in an attachment recess 40 h formed on the outer peripheral surface portion of the sensor body 40. When the alignment block 91 is fixed to the sensor body 40, a bolt 95 is used. The bolt 95 passes through a bolt insertion hole 91 b that penetrates in the cylinder axis direction in the alignment block 91 and is screwed into a screw hole 40 i formed in the sensor main body 40, so that the alignment block 91 is attached to the sensor main body 40. Fix it. The bolt 95 is operated from the opening side of the bolt insertion hole 91b on the outer end face 91c side in the alignment block 91. The outer end surface 91c of the substantially cylindrical alignment block 91 is a circular surface.
Although one bolt 95 is shown in FIG. 8, a plurality of bolts 95 are appropriately used for fixing the alignment block 91 to the sensor body 40. Further, the method for fixing the alignment block 91 to the sensor body 40 is not particularly limited to this embodiment. For example, the alignment block 91 may be fixed to the sensor body 40 by welding or the like.

コリメータブロック92は、調整用ボルト93により、アライメントブロック91に対する姿勢が調整可能に設けられる。また、コリメータブロック92は、前述したように光ファイバ50が接続される入光コリメータ51aを保持する。つまり、コリメータブロック92は、そのアライメントブロック91に対する姿勢が調整されることで、照射部5における排ガス通過孔41に対するレーザ光の照射方向が調整される。また、コリメータブロック92は、内側通光孔91aに連通する第二の光通路としての外側通光孔92aを形成する。   The collimator block 92 is provided with an adjustment bolt 93 so that the posture with respect to the alignment block 91 can be adjusted. The collimator block 92 holds the light incident collimator 51a to which the optical fiber 50 is connected as described above. That is, the collimator block 92 is adjusted in the irradiation direction of the laser beam to the exhaust gas passage hole 41 in the irradiation unit 5 by adjusting the posture with respect to the alignment block 91. Further, the collimator block 92 forms an outer light passage hole 92a as a second light passage communicating with the inner light passage hole 91a.

コリメータブロック92は、全体としてアライメントブロック91と略同径の略円板状の部材であり、その軸心部分に外側通光孔92aを有する。また、コリメータブロック92は、その一側の板面である内側面92cに、アライメントブロック91に接触する当接凸部92bを有する。略円板状であるコリメータブロック92の内側面92cは、円形状の面となる。当接凸部92bは、コリメータブロック92の内側面92cの略中央部に設けられる略円柱状の外形を有する部分である。外側通光孔92aは、直線状の孔部であり、コリメータブロック92を貫通する。つまり、外側通光孔92aは、コリメータブロック92において、当接凸部92bを含む部分を軸心方向に貫通し、両側の端面に開口する。この外側通光孔92aの外側(内側面92c側と反対側)の端部に、入光コリメータ51aが保持される。   The collimator block 92 is a substantially disk-shaped member having substantially the same diameter as the alignment block 91 as a whole, and has an outer light passage hole 92a at the axial center portion thereof. Further, the collimator block 92 has an abutting convex portion 92b that contacts the alignment block 91 on an inner side surface 92c that is a plate surface on one side thereof. The inner side surface 92c of the collimator block 92 having a substantially disc shape is a circular surface. The contact convex portion 92 b is a portion having a substantially columnar outer shape provided at a substantially central portion of the inner side surface 92 c of the collimator block 92. The outer light passage hole 92 a is a straight hole and penetrates the collimator block 92. That is, the outer light transmission hole 92a penetrates the part including the contact convex portion 92b in the axial direction in the collimator block 92 and opens to the end surfaces on both sides. The light incident collimator 51a is held at the outer end (outside of the inner side surface 92c) of the outer light passage hole 92a.

コリメータブロック92は、アライメントブロック91に対して、外側通光孔92aが、アライメントブロック91により形成される内側通光孔91aに連通する状態で設けられる。つまり、コリメータブロック92が、アライメントブロック91に対して設けられた状態で、外側通光孔92aと内側通光孔91aとにより直線状の孔部が形成される。したがって、外側通光孔92aと内側通光孔91aとにより、接続ブロック51(受光部7においては接続ブロック71、以下同じ。)における通光孔52(同じく通光孔72、以下同じ。)が構成される。   The collimator block 92 is provided with respect to the alignment block 91 such that the outer light passage hole 92 a communicates with the inner light passage hole 91 a formed by the alignment block 91. That is, in a state where the collimator block 92 is provided with respect to the alignment block 91, a linear hole is formed by the outer light passage hole 92a and the inner light passage hole 91a. Therefore, the outer light passage hole 92a and the inner light passage hole 91a make a light passage hole 52 (also the light passage hole 72, the same applies hereinafter) in the connection block 51 (the connection block 71 for the light receiving unit 7). Composed.

コリメータブロック92は、アライメントブロック91に対して、当接凸部92bの先端面92dが、アライメントブロック91の外側端面91cに接触した状態で設けられる。つまり、コリメータブロック92は、その当接凸部92bの先端面92dが、アライメントブロック91に対する支持面となる。したがって、コリメータブロック92は、その内側面92cが、アライメントブロック91の外側端面91cに対して当接凸部92bを介して部分的に接触した状態で設けられる。このようなコリメータブロック92のアライメントブロック91に対する当接凸部92bを介する部分的な接触により、コリメータブロック92の内側面92cと、アライメントブロック91の外側端面91cとの間に、当接凸部92bの突出長さ分の隙間(以下「調整用隙間」という。)が形成される。この調整用隙間が用いられて、コリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢(角度)が変化させられる。   The collimator block 92 is provided with respect to the alignment block 91 in a state where the tip end surface 92 d of the abutment convex portion 92 b is in contact with the outer end surface 91 c of the alignment block 91. That is, in the collimator block 92, the front end surface 92d of the abutting convex portion 92b serves as a support surface for the alignment block 91. Accordingly, the collimator block 92 is provided in a state in which the inner side surface 92c thereof is in partial contact with the outer end surface 91c of the alignment block 91 via the contact convex portion 92b. Due to such partial contact of the collimator block 92 with the alignment block 91 via the contact protrusion 92b, the contact protrusion 92b is formed between the inner surface 92c of the collimator block 92 and the outer end surface 91c of the alignment block 91. A gap corresponding to the protruding length (hereinafter referred to as “adjustment gap”) is formed. Using this adjustment gap, the posture (angle) of the collimator block 92 with respect to the alignment block 91 is changed.

すなわち、アライメントブロック91に対して当接凸部92bを介して支持されるコリメータブロック92は、その当接凸部92bがアライメントブロック91の外側端面91cに接した状態で、調整用隙間を介してアライメントブロック91に対して傾けられる。このように、コリメータブロック92が、アライメントブロック91に対して傾けられることにより、コリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢(以下単に「姿勢」ともいう。)が変化させられる。コリメータブロック92の姿勢が変化することにともない、コリメータブロック92が保持する入光コリメータ51aが変位し、光ファイバ50の投光面の角度(光軸位置)が変化する。つまりは、コリメータブロック92の姿勢が変化することにより、照射部5によるレーザ光の照射方向が変化する。したがって、コリメータブロック92は、そのアライメントブロック91に対する姿勢が調整されることで、照射部5における排ガス通過孔41に対するレーザ光の照射方向が調整される部材となる。   That is, the collimator block 92 supported by the alignment block 91 via the contact protrusion 92b is in a state where the contact protrusion 92b is in contact with the outer end surface 91c of the alignment block 91 via the adjustment gap. It is tilted with respect to the alignment block 91. As described above, the collimator block 92 is tilted with respect to the alignment block 91, whereby the posture of the collimator block 92 with respect to the alignment block 91 (hereinafter also simply referred to as “posture”) is changed. As the attitude of the collimator block 92 changes, the incident light collimator 51a held by the collimator block 92 is displaced, and the angle (optical axis position) of the light projecting surface of the optical fiber 50 changes. That is, the irradiation direction of the laser beam by the irradiation unit 5 changes as the posture of the collimator block 92 changes. Therefore, the collimator block 92 is a member that adjusts the irradiation direction of the laser beam with respect to the exhaust gas passage hole 41 in the irradiation unit 5 by adjusting the posture with respect to the alignment block 91.

なお、受光部7においては、コリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢が調整されることで、排ガス通過孔41からのレーザ光に対する受光方向が調整されることとなる。
すなわち、受光部7においては、照射部5における入光コリメータ51aと同様にして、ディテクタ70が接続される受光コリメータ71aが、コリメータブロック92に保持される。そして、コリメータブロック92の姿勢が変化することにともない、コリメータブロック92が保持する受光コリメータ71aが変位し、ディテクタ70の受光面の角度が変化する。つまりは、コリメータブロック92の姿勢が変化することにより、受光部7によるレーザ光の受光方向が変化する。
このようなコリメータブロック92の姿勢の調整、つまり、レーザ光の照射方向および受光方向の調整は、調整用ボルト93の操作により行われる。
In the light receiving unit 7, the light receiving direction with respect to the laser light from the exhaust gas passage hole 41 is adjusted by adjusting the posture of the collimator block 92 with respect to the alignment block 91.
That is, in the light receiving unit 7, the light receiving collimator 71 a to which the detector 70 is connected is held in the collimator block 92 in the same manner as the light incident collimator 51 a in the irradiation unit 5. As the posture of the collimator block 92 changes, the light receiving collimator 71a held by the collimator block 92 is displaced, and the angle of the light receiving surface of the detector 70 changes. In other words, the light receiving direction of the laser light by the light receiving unit 7 is changed by changing the posture of the collimator block 92.
Such adjustment of the posture of the collimator block 92, that is, adjustment of the irradiation direction and the light receiving direction of the laser light is performed by operating the adjustment bolt 93.

調整用ボルト93は、アライメントブロック91とコリメータブロック92とを係合させるとともに、コリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢を調整するための部材である。
調整用ボルト93は、接続ブロック51における通光孔52の貫通方向と平行方向に配され、コリメータブロック92を貫通するとともにアライメントブロック91に螺挿される。
The adjustment bolt 93 is a member for engaging the alignment block 91 and the collimator block 92 and adjusting the posture of the collimator block 92 with respect to the alignment block 91.
The adjustment bolt 93 is arranged in a direction parallel to the direction of penetration of the light passage hole 52 in the connection block 51, penetrates the collimator block 92 and is screwed into the alignment block 91.

すなわち、コリメータブロック92は、外側通光孔92aと平行方向に貫通するネジ孔92eを有する。このコリメータブロック92のネジ孔92eに対して、調整用ボルト93が螺挿された状態で貫通する。また、アライメントブロック91は、内側通光孔91aと平行方向に設けられ外側端面91cに開口するネジ穴91eを有する。このアライメントブロック91のネジ穴91eに対して、コリメータブロック92のネジ孔92eを貫通する調整用ボルト93が螺挿される。つまり、アライメントブロック91のネジ穴91eとコリメータブロック92のネジ孔92eとは、接続ブロック51における通光孔52の貫通方向において対応する位置に設けられる。したがって、調整用ボルト93は、アライメントブロック91に対して当接凸部92bを介して接触しているコリメータブロック92の外側の端面側から、ネジ孔92eに螺挿されるとともに、調整用空間を介して、アライメントブロック91のネジ穴91eに螺挿される。   That is, the collimator block 92 has a screw hole 92e penetrating in a direction parallel to the outer light passage hole 92a. The adjustment bolt 93 passes through the screw hole 92e of the collimator block 92 in a screwed state. Further, the alignment block 91 has a screw hole 91e provided in a direction parallel to the inner light passage hole 91a and opened to the outer end face 91c. An adjustment bolt 93 that passes through the screw hole 92e of the collimator block 92 is screwed into the screw hole 91e of the alignment block 91. That is, the screw hole 91 e of the alignment block 91 and the screw hole 92 e of the collimator block 92 are provided at corresponding positions in the penetration direction of the light passage hole 52 in the connection block 51. Therefore, the adjustment bolt 93 is screwed into the screw hole 92e from the outer end face side of the collimator block 92 that is in contact with the alignment block 91 via the contact protrusion 92b, and is also passed through the adjustment space. Then, it is screwed into the screw hole 91e of the alignment block 91.

このように、調整用ボルト93は、コリメータブロック92を貫通した状態でアライメントブロック91に螺挿されることにより、アライメントブロック91とコリメータブロック92とを係合させる。
そして、調整用ボルト93の締付け度合い(締付けトルク)が変化することにより、コリメータブロック92の姿勢が変化する。したがって、調整用ボルト93の締付け度合いが調整されることにより、コリメータブロック92の姿勢が調整される。つまり、調整用ボルト93の締付け度合いが調整されることにより、照射部5の場合は、排ガス通過孔41に対するレーザ光の照射方向が調整され、受光部7の場合は、排ガス通過孔41からのレーザ光に対する受光方向が調整される。
調整用ボルト93は、本実施形態では、図9に示すように、接続ブロック51の通光孔52の周方向に略等間隔で3本設けられる。なお、図9は、図3におけるA矢視図である。
As described above, the adjustment bolt 93 is screwed into the alignment block 91 while penetrating the collimator block 92, thereby engaging the alignment block 91 with the collimator block 92.
Then, the posture of the collimator block 92 changes as the tightening degree (tightening torque) of the adjustment bolt 93 changes. Therefore, the posture of the collimator block 92 is adjusted by adjusting the tightening degree of the adjustment bolt 93. That is, by adjusting the tightening degree of the adjusting bolt 93, the irradiation direction of the laser beam to the exhaust gas passage hole 41 is adjusted in the case of the irradiation unit 5, and in the case of the light receiving unit 7, the direction from the exhaust gas passage hole 41 is adjusted. The light receiving direction with respect to the laser light is adjusted.
In the present embodiment, three adjustment bolts 93 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the light passage hole 52 of the connection block 51, as shown in FIG. FIG. 9 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.

調整用弾性体94は、前記のとおり調整用ボルト93によって互いに係合した状態のアライメントブロック91とコリメータブロック92との間に介装され、弾性によってコリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢を保持する。   The adjustment elastic body 94 is interposed between the alignment block 91 and the collimator block 92 that are engaged with each other by the adjustment bolt 93 as described above, and maintains the posture of the collimator block 92 with respect to the alignment block 91 by elasticity. .

調整用弾性体94は、ゴム等の弾性材料により構成されるものであり、全体としてアライメントブロック91およびコリメータブロック92と略同径の略円板状の部材である。調整用弾性体94は、アライメントブロック91の外側端面91cと、コリメータブロック92の内側面92cとの間に挟まれた状態(押圧された状態)で、アライメントブロック91とコリメータブロック92との間に介装される。つまり、調整用弾性体94は、アライメントブロック91の外側端面91cとコリメータブロック92の内側面92cとの間の調整用隙間を埋める状態となる。したがって、調整用弾性体94は、アライメントブロック91の外側端面91cに接触するコリメータブロック92の当接凸部92bが貫通した状態となる貫通孔94aと、調整用ボルト93が貫通した状態となるボルト孔94bとを有する。
調整用弾性体94としては、例えば、ゴム板や、Oリングや、Cリング等が用いられる。
The adjustment elastic body 94 is made of an elastic material such as rubber, and is a substantially disk-shaped member having substantially the same diameter as the alignment block 91 and the collimator block 92 as a whole. The adjustment elastic body 94 is sandwiched between the outer end surface 91c of the alignment block 91 and the inner side surface 92c of the collimator block 92 (pressed state), and between the alignment block 91 and the collimator block 92. Intervened. That is, the adjustment elastic body 94 is in a state of filling the adjustment gap between the outer end surface 91 c of the alignment block 91 and the inner side surface 92 c of the collimator block 92. Therefore, the adjustment elastic body 94 includes a through hole 94a in which the abutment convex portion 92b of the collimator block 92 that contacts the outer end surface 91c of the alignment block 91 is penetrated, and a bolt in which the adjustment bolt 93 is penetrated. And a hole 94b.
As the adjustment elastic body 94, for example, a rubber plate, an O-ring, a C-ring, or the like is used.

このように、アライメントブロック91とコリメータブロック92との間に介装される調整用弾性体94により、調整用ボルト93によって調整されるコリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢が保持される。
すなわち、調整用弾性体94は、その弾性により、調整用ボルト93によるアライメントブロック91とコリメータブロック92との係合状態や、調整用ボルト93が締め付けられることによる外側端面91cと内側面92cとの部分的な(コリメータブロック92がアライメントブロック91に対して傾く部分の)近接作用に対する反力を作用させる。これにより、アライメントブロック91とコリメータブロック92との間における調整用ボルト93による係合状態や近接作用についてのバランスが保たれ、コリメータブロック92のアライメントブロック91に対する姿勢が保持される。
Thus, the posture of the collimator block 92 adjusted by the adjustment bolt 93 with respect to the alignment block 91 is maintained by the adjustment elastic body 94 interposed between the alignment block 91 and the collimator block 92.
That is, the adjustment elastic body 94 is elastically engaged between the alignment block 91 and the collimator block 92 by the adjustment bolt 93 and between the outer end face 91c and the inner side face 92c when the adjustment bolt 93 is tightened. A reaction force against a partial action (a part where the collimator block 92 is inclined with respect to the alignment block 91) is applied. Accordingly, a balance is maintained between the alignment block 91 and the collimator block 92 with respect to the engagement state and proximity action by the adjusting bolt 93, and the posture of the collimator block 92 with respect to the alignment block 91 is maintained.

なお、調整用弾性体94としては、アライメントブロック91の外側端面91cとコリメータブロック92の内側面92cとの間に架設され、前記のようなアライメントブロック91とコリメータブロック92との間における調整用ボルト93による係合状態や近接作用に対する反力を作用させるバネ状の弾性部材等であってもよい。   The adjustment elastic body 94 is constructed between the outer end face 91c of the alignment block 91 and the inner side face 92c of the collimator block 92, and the adjustment bolt between the alignment block 91 and the collimator block 92 as described above. The spring-like elastic member etc. which make the reaction force with respect to the engagement state by 93 and a proximity | contact action may be sufficient.

ここで、本実施形態では、前記のとおり接続ブロック51の通光孔52の周方向に略等間隔で3本設けられる調整用ボルト93は、次のようにして配設される。
すなわち、図9に示すように、3本のうちの一つの調整用ボルト93(93a)は、コリメータブロック92の当接凸部92bによるアライメントブロック91に対する支持部(軸心部)に対して、センサ本体40の周方向における一側(図9では右側)に設けられる。つまりこの調整用ボルト93aは、接続ブロック51においてセンサ本体40の軸心方向と平行方向(図9における上下方向)略中央部に設けられる。かかる位置に設けられる調整用ボルト93aの操作により、コリメータブロック92の姿勢について、アライメントブロック91に対するセンサ本体40の周方向の傾きが調整される。
Here, in the present embodiment, as described above, the three adjustment bolts 93 provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the light transmission hole 52 of the connection block 51 are arranged as follows.
That is, as shown in FIG. 9, one of the three adjustment bolts 93 (93a) is supported with respect to a support portion (axial center portion) for the alignment block 91 by the abutting convex portion 92b of the collimator block 92. The sensor body 40 is provided on one side (right side in FIG. 9) in the circumferential direction. In other words, the adjustment bolt 93a is provided at a substantially central portion in the connection block 51 in a direction parallel to the axial direction of the sensor body 40 (vertical direction in FIG. 9). By operating the adjustment bolt 93 a provided at this position, the inclination of the sensor body 40 in the circumferential direction with respect to the alignment block 91 is adjusted with respect to the posture of the collimator block 92.

また、3本のうちの他の二つの調整用ボルト93(93b、93c)は、接続ブロック51においてセンサ本体40の軸心方向と平行方向(図9における上下方向)の両側に配設される。つまりこれら二つの調整用ボルト93b、93cは、センサ本体40の軸心方向と平行方向に沿って、コリメータブロック92の当接凸部92bによるアライメントブロック91に対する支持部(軸心部)に対して両側に配設される。かかる位置に設けられる調整用ボルト93b、93cの操作により、コリメータブロック92の姿勢について、アライメントブロック91に対するセンサ本体40の軸心方向の傾きが調整される。
なお、本実施形態では、照射部5および受光部7それぞれにおいて、3本の調整用ボルト93が備えられる構成であるが、調整用ボルト93の本数は限定されるものではない。
The other two of the three adjustment bolts 93 (93b, 93c) are arranged on both sides of the connection block 51 in the direction parallel to the axial direction of the sensor body 40 (vertical direction in FIG. 9). . In other words, these two adjustment bolts 93b and 93c are supported with respect to a support portion (axial center portion) for the alignment block 91 by the abutting convex portion 92b of the collimator block 92 along a direction parallel to the axial direction of the sensor body 40. Arranged on both sides. By operating the adjustment bolts 93b and 93c provided at such positions, the inclination of the sensor body 40 in the axial direction with respect to the alignment block 91 is adjusted with respect to the posture of the collimator block 92.
In the present embodiment, each of the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 includes three adjustment bolts 93, but the number of the adjustment bolts 93 is not limited.

以上の構成を備える本実施形態の照射部5および受光部7においては、3本の調整用ボルト93がそれぞれ操作され、その締付け度合いが調整されることにより、当接凸部92bをアライメントブロック91に対する支持部とするコリメータブロック92の姿勢が調整される。これにより、照射部5の場合は、排ガス通過孔41に対するレーザ光の照射方向が調整され、受光部7の場合は、排ガス通過孔41からのレーザ光に対する受光方向が調整される。   In the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 of the present embodiment having the above-described configuration, the three adjustment bolts 93 are operated, and the tightening degree thereof is adjusted, whereby the contact convex portion 92b is moved to the alignment block 91. The posture of the collimator block 92 that serves as a support for the is adjusted. Thereby, in the case of the irradiation part 5, the irradiation direction of the laser beam with respect to the exhaust gas passage hole 41 is adjusted, and in the case of the light receiving part 7, the light reception direction with respect to the laser beam from the exhaust gas passage hole 41 is adjusted.

このように、照射部5および受光部7が構成されることにより、排ガス分析用センサ4が排気経路に取り付けられた状態等において、レーザ光の光軸について正確で簡易な調整(微調整)が可能となる。これにより、カバーリング8が設けられる構成において、そのカバーリング8によるレーザ光の経路(光軸位置)の制限に対して良好に対処することができる。   Thus, by configuring the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7, accurate and simple adjustment (fine adjustment) of the optical axis of the laser beam is performed in a state where the exhaust gas analysis sensor 4 is attached to the exhaust path. It becomes possible. Thereby, in the configuration in which the cover ring 8 is provided, it is possible to satisfactorily cope with the restriction of the laser light path (optical axis position) by the cover ring 8.

また、照射部5および受光部7において、アライメントブロック91とコリメータブロック92との間に介装される調整用弾性体94は、アライメントブロック91を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料により構成されることが好ましい。   In the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7, the adjustment elastic body 94 interposed between the alignment block 91 and the collimator block 92 is made of a material having a lower thermal conductivity than the material forming the alignment block 91. It is preferred that

すなわち、アライメントブロック91が、例えばチタン等の金属を材料として構成される場合、これに対し、調整用弾性体94が、例えばOリング等のゴムを材料として構成される。これにより、調整用弾性体94が、アライメントブロック91に対して熱伝導率の低い部材となる。   That is, when the alignment block 91 is made of a metal such as titanium, for example, the adjustment elastic body 94 is made of a rubber such as an O-ring, for example. Accordingly, the adjustment elastic body 94 is a member having a low thermal conductivity with respect to the alignment block 91.

このように、アライメントブロック91とコリメータブロック92との間に介装される調整用弾性体94として、アライメントブロック91よりも熱伝導率が低い部材が用いられることで、高温となる排ガスが通過する排ガス通過孔41に近いアライメントブロック91から、コリメータブロック92への熱伝導による入熱を抑制することができる。これにより、照射部5における光ファイバ50や受光部7におけるディテクタ70等、コリメータブロック92に取り付けられる各種光学部品への熱影響を低減することができ、その熱影響による不具合(熱損傷等)を防止することができる。   As described above, a member having a lower thermal conductivity than the alignment block 91 is used as the adjustment elastic body 94 interposed between the alignment block 91 and the collimator block 92, so that exhaust gas that becomes high temperature passes. Heat input due to heat conduction from the alignment block 91 close to the exhaust gas passage hole 41 to the collimator block 92 can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the thermal effect on various optical components attached to the collimator block 92 such as the optical fiber 50 in the irradiating unit 5 and the detector 70 in the light receiving unit 7. Can be prevented.

本発明の一実施形態に係る排ガス分析用センサを備えた排ガス分析装置を車輌に搭載した状態を示す側面図。The side view which shows the state which mounted the exhaust gas analyzer provided with the sensor for exhaust gas analysis which concerns on one Embodiment of this invention in the vehicle. 排ガス分析用センサの管継手に対する取付構成を示す図。(a)は分解斜視図。(b)は側面図。The figure which shows the attachment structure with respect to the pipe joint of the sensor for exhaust gas analysis. (A) is an exploded perspective view. (B) is a side view. 排ガス分析用センサを示す正面断面図。Front sectional drawing which shows the sensor for exhaust gas analysis. 図3における排ガス通過孔周辺の部分拡大図。FIG. 4 is a partially enlarged view around an exhaust gas passage hole in FIG. 3. 排ガス分析用センサを示す側面断面図。Side surface sectional drawing which shows the sensor for exhaust gas analysis. カバーリングを示す平面図。The top view which shows a cover ring. 同じく正面図。Similarly front view. 図3における照射部の部分拡大図。The elements on larger scale of the irradiation part in FIG. 図3におけるA矢視図。FIG.

4 排ガス分析用センサ
5 照射部
6 反射部
7 受光部
8 カバーリング(光路制限部材)
40 センサ本体
41 排ガス通過孔
41a 内壁面(壁面)
84 通過孔部
91 アライメントブロック(第一の光路形成部材)
91a 内側通光孔(第一の光通路)
92 コリメータブロック(第二の光路形成部材)
92a 外側通光孔(第二の光通路)
93 調整用ボルト(調整部材)
94 調整用弾性体(弾性部材)
60a 反射面
4 Sensor for exhaust gas analysis 5 Irradiation part 6 Reflection part 7 Light-receiving part 8 Covering (optical path limiting member)
40 Sensor body 41 Exhaust gas passage hole 41a Inner wall surface (wall surface)
84 Passing hole 91 Alignment block (first optical path forming member)
91a Inner light passage hole (first light passage)
92 Collimator block (second optical path forming member)
92a Outer light passage hole (second light passage)
93 Adjustment bolt (Adjustment member)
94 Elastic body for adjustment (elastic member)
60a Reflective surface

Claims (6)

分析対象である排ガスを搬送する上流側の配管と下流側の配管とで挟まれる位置に配置され、前記上流側の配管の下流側端部に設けられたフランジ部および前記下流側の配管の上流側端部に設けられたフランジ部にそれぞれガスケットを介して当接する一対の当接面および前記一対の当接面を貫通して前記排ガスが通過する排ガス通過孔を有するセンサ本体と、
分析用のレーザ光を前記排ガス通過孔内に向けて照射する照射部と、
レーザ光を前記排ガス通過孔内にて反射させるための反射面を有し、レーザ光を所定の回数反射させることにより前記排ガス通過孔内における所定の経路にて排ガス中を透過させる反射部と、
前記排ガス通過孔内の排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部と、
前記排ガス通過孔を形成する壁面に対して空隙を隔てた状態で前記排ガス通過孔内に設けられることにより前記反射面を覆う筒状の部材であって、その内径は上流側の配管および下流側の配管の内径と略同一であり、その筒軸方向の長さは前記排ガス通過孔の長さと略同一であり、レーザ光の所定の経路における反射面に対する入射および反射を許容する通過孔部を有する光路制限部材と、
前記排ガス通過孔内における前記光路制限部材の径方向の位置を調整可能に位置決めする位置決め用治具と、
を備えることを特徴とする排ガス分析用センサ。
The flange portion provided at the downstream end of the upstream piping and the upstream of the downstream piping are arranged at a position sandwiched between the upstream piping and the downstream piping for conveying the exhaust gas to be analyzed A sensor main body having a pair of abutting surfaces that abut each of the flange portions provided at the side end portions via a gasket and an exhaust gas passage hole through which the exhaust gas passes through the pair of abutting surfaces ;
An irradiation unit for irradiating an analysis laser beam toward the exhaust gas passage hole;
A reflecting portion for reflecting the laser light in the exhaust gas passage hole, and reflecting the laser light a predetermined number of times to transmit the exhaust gas in the exhaust gas through a predetermined path in the exhaust gas passage hole ;
A light receiving portion for receiving laser light transmitted through the exhaust gas in the exhaust gas passage hole;
A cylindrical member that covers the reflecting surface by being provided in the exhaust gas passage hole in a state of being spaced from a wall surface that forms the exhaust gas passage hole, and has an inner diameter that is upstream and downstream. The length of the pipe in the cylinder axis direction is substantially the same as the length of the exhaust gas passage hole, and a passage hole portion that allows incidence and reflection of the laser beam on the reflection surface in a predetermined path is provided. An optical path limiting member having,
A positioning jig for positioning the radial position of the optical path limiting member in the exhaust gas passage hole so as to be adjustable;
A sensor for exhaust gas analysis, comprising:
前記位置決め用治具は、The positioning jig is
前記センサ本体に設けられるとともに前記排ガス通過孔に開口するネジ孔に螺装され、前記排ガス通過孔内に突出した先端部が前記光路制限部材の外周面に当接するスペーサピンからなる、The sensor body is provided with a spacer pin that is screwed into a screw hole that opens in the exhaust gas passage hole and protrudes into the exhaust gas passage hole, and a tip that contacts the outer peripheral surface of the optical path limiting member.
ことを特徴とする請求項1に記載の排ガス分析用センサ。The exhaust gas analysis sensor according to claim 1.
前記排ガス通過孔内における前記光路制限部材の径方向の位置を固定する固定用治具を備える、A fixing jig for fixing the radial position of the optical path limiting member in the exhaust gas passage hole;
ことを特徴とする請求項2に記載の排ガス分析用センサ。The exhaust gas analysis sensor according to claim 2.
前記固定用治具は、The fixing jig is
前記センサ本体の外周面から前記排ガス通過孔へと貫通する貫通孔に回転可能に設けられ、先端部が前記排ガス通過孔内に突出し、前記先端部に形成された雄ネジを前記光路制限部材に形成されたネジ孔に螺装した固定ボルトからなる、The sensor body is rotatably provided in a through-hole penetrating from the outer peripheral surface of the sensor body to the exhaust gas passage hole, a tip portion projects into the exhaust gas passage hole, and a male screw formed at the tip portion is used as the optical path limiting member. Consisting of fixing bolts screwed into the formed screw holes,
ことを特徴とする請求項3に記載の排ガス分析用センサ。The exhaust gas analysis sensor according to claim 3.
前記照射部および前記受光部は、
前記センサ本体に固定されるとともに、前記排ガス通過孔に連通する第一の光通路を形成する第一の光路形成部材と、
前記第一の光路形成部材に対する姿勢が調整されることで、前記照射部における前記排ガス通過孔に対するレーザ光の照射方向または前記受光部における前記排ガス通過孔からのレーザ光に対する受光方向が調整されるとともに、前記第一の光通路に連通する第二の光通路を形成する第二の光路形成部材と、
前記第一の光路形成部材と前記第二の光路形成部材とを係合させるとともに、前記第二の光路形成部材の前記第一の光路形成部材に対する姿勢を調整するための調整部材と、
前記調整部材によって互いに係合した状態の前記第一の光路形成部材と前記第二の光路形成部材との間に介装され、弾性によって前記第二の光路形成部材の前記第一の光路形成部材に対する姿勢を保持する弾性部材と、
を有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の排ガス分析用センサ。
The irradiation unit and the light receiving unit are:
A first optical path forming member fixed to the sensor body and forming a first optical path communicating with the exhaust gas passage hole;
By adjusting the posture with respect to the first optical path forming member, the irradiation direction of the laser light with respect to the exhaust gas passage hole in the irradiation unit or the light reception direction with respect to the laser light from the exhaust gas passage hole in the light receiving unit is adjusted. And a second optical path forming member forming a second optical path communicating with the first optical path,
An adjusting member for engaging the first optical path forming member and the second optical path forming member, and adjusting an attitude of the second optical path forming member with respect to the first optical path forming member;
The first optical path forming member of the second optical path forming member is interposed between the first optical path forming member and the second optical path forming member engaged with each other by the adjusting member, and elastically. An elastic member for maintaining a posture with respect to,
The exhaust gas analysis sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor for exhaust gas analysis is provided.
前記弾性部材は、
前記第一の光路形成部材を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料により構成されることを特徴とする請求項に記載の排ガス分析用センサ。
The elastic member is
6. The exhaust gas analysis sensor according to claim 5 , wherein the exhaust gas analysis sensor is made of a material having a lower thermal conductivity than a material constituting the first optical path forming member.
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