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
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。
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.
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
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
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5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
請求項6においては、請求項5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
As shown in FIG. 1, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Moreover, in this embodiment, the
In the exhaust gas analysis sensor 4, laser light is irradiated from the
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
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-
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
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
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
The
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
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
Note that the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
The exhaust gas analyzing sensor 4 according to the present embodiment covers the
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
The
As shown in FIGS. 3 to 5, the
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
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
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
Thus, the
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
The
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
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
In addition, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
In the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
In the present embodiment, the exhaust
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
That is, the
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
For fixing the
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
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
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the through
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
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
The
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
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
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
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
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
In the state where the
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
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
Further, since the
In the present embodiment, the
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
For this reason, as a material which comprises the
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
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
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
Therefore, in the exhaust gas analysis sensor 4 of the present embodiment, the
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
In addition, since the
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
The
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
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
Although one
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
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
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
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
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
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
That is, in the light receiving unit 7, the
Such adjustment of the posture of the
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
The
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
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
Then, the posture of the
In the present embodiment, three
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
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
As the adjustment
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
That is, the adjustment
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
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
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
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
In the present embodiment, each of the
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
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
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
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
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
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
40
84 Passing
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.
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5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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