JP5362959B2 - Sensor for exhaust gas analysis - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor for exhaust gas analysis that has the measurement accuracy of exhaust gas improved by reducing the temperature deformation of a sensor body and a reflector by exhaust gas. <P>SOLUTION: In this sensor 4 for exhaust gas analysis, the sensor body 40 having an exhaust gas passage port 41 for passing the exhaust gas discharged from an engine 20 is provided with an irradiation section 5 for having a laser beam for analysis irradiated toward the inside of the exhaust gas passage port 41, a reflector unit 6 having a reflector 60 for multiply reflecting the laser beam irradiated from the irradiation section 5, and a light-receiving section 6 for receiving the laser beam that has been transmitted through the exhaust gas. A cover ring 8 of a sleeve shape is arranged inside the exhaust gas passage port 41 at a distance from the inner wall 41a of the exhaust gas passing port 41. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、排ガス分析用センサの技術に関し、より詳細には、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 for an exhaust gas analysis sensor, and more specifically, after irradiating a laser beam toward an exhaust gas passage hole through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine passes, and after multiple reflections of the laser beam by a reflecting mirror The present invention relates to an exhaust gas analysis sensor for detecting laser light transmitted through exhaust gas.

従来、自動車等のエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中の成分濃度や温度を測定し、分析するための装置として、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を直接に配設し、排気経路を流れる排ガス中を透過したレーザ光を検出する等して、排ガス中の成分濃度等をリアルタイムで測定するように構成された排ガス分析装置の構成が公知である(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as an apparatus for measuring and analyzing the concentration and temperature of exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an engine of an automobile, etc., for exhaust gas analysis consisting of a light source, a detector, etc. in an exhaust path (pipe) A configuration of an exhaust gas analyzer configured to measure a component concentration in exhaust gas in real time by directly arranging a sensor and detecting laser light transmitted through the exhaust gas flowing through the exhaust path is known. Yes (see, for example, Patent Document 1).

上述した特許文献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。このように、排ガス分析用センサは、センサ本体の排ガス通過孔内で対向する一対の反射鏡によってレーザ光を多重反射させて、レーザ光が排ガス中を透過する距離(測定長)をより長く確保することで、その測定精度を向上するように構成されている。
特開2006−184180号公報
The exhaust gas analysis sensor disclosed in Patent Document 1 described above irradiates laser light toward an exhaust gas passage hole through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine passes, and after multiple reflections of laser light by a reflector, the exhaust gas It is configured to detect laser light that has passed through. In this way, the exhaust gas analysis sensor ensures a longer distance (measurement length) through which the laser light passes through the exhaust gas by multiple reflection of the laser light by the pair of reflecting mirrors facing each other in the exhaust gas passage hole of the sensor body. By doing so, the measurement accuracy is improved.
JP 2006-184180 A

ところで、上述した排ガス分析用センサは、排気経路中に直接に配置されるため、センサ本体の排ガス通過孔を通過する高温の排ガスの影響(熱輻射や熱伝達)を受けて、センサ本体や当該センサを構成する各部材が温度変形(熱歪みや熱変形)する恐れがある。そして、センサ本体や当該センサを構成する各部材が温度変形してしまうと、照射部、受光部、及び反射鏡の固定に緩みが生じ、照射部から照射されるレーザ光の照射角度や反射角度がずれて、受光部にてレーザ光を受光できないといった計測不良の原因となる。   By the way, since the exhaust gas analysis sensor described above is directly disposed in the exhaust path, it receives the influence (heat radiation and heat transfer) of the high temperature exhaust gas passing through the exhaust gas passage hole of the sensor main body, Each member constituting the sensor may be deformed by temperature (thermal distortion or thermal deformation). If the sensor body and each member constituting the sensor are deformed by temperature, the irradiation unit, the light receiving unit, and the reflecting mirror are loosely fixed, and the irradiation angle and reflection angle of the laser light emitted from the irradiation unit Will cause measurement failure such that the light receiving unit cannot receive the laser beam.

特に、上述した特許文献1に開示される排ガス分析用センサは、排ガス通過孔の内壁及び反射鏡が排ガス中に直接に暴露されるような構成であるため、センサ本体及び反射鏡が排ガスの影響を受け易く、温度変形を生じ易いという問題があった。   In particular, the sensor for exhaust gas analysis disclosed in Patent Document 1 described above is configured such that the inner wall of the exhaust gas passage hole and the reflecting mirror are directly exposed to the exhaust gas. There was a problem that it is easy to receive and it is easy to produce temperature deformation.

そこで、本発明においては、排ガス分析用センサに関し、前記従来の課題を解決するもので、排ガスによるセンサ本体及び反射鏡の温度変形を低減して、排ガスの測定精度を向上させた排ガス分析用センサを提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention relates to an exhaust gas analysis sensor, which solves the above-described conventional problems, and reduces the temperature deformation of the sensor main body and the reflector caused by the exhaust gas, thereby improving the exhaust gas measurement accuracy. Is intended to provide.

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、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が穿設されたセンサ本体に、該排ガス通過孔内に向けて分析用のレーザ光を照射する照射部と、該照射部より照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡と、排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部とが設けられる排ガス分析用センサにおいて、前記排ガス通過孔内に、スリーブ形状のカバーリングが、該排ガス通過孔の内壁と離間を有するようにして配設され、前記センサ本体には、ピン部材が、前記排ガス通過孔の径方向に沿って、前記排ガス通過孔の内部方向に向けて挿入され、前記カバーリングの外周面には、溝部が形成され、前記排ガス通過孔内に挿入された前記ピン部材の挿入端が、前記カバーリングの溝部に嵌合することで、前記カバーリングの前記センサ本体に対する円周方向及び軸方向の相対位置が固定され、前記カバーリングの排ガスの通過方向の長さは、前記排ガス通過孔と略同じに形成され、前記カバーリングの内径は、前記センサ本体が接続される配管の直径と略同じに形成されるものである。 That is, in claim 1, an irradiation unit that irradiates a laser beam for analysis toward the inside of the exhaust gas passage hole on the sensor body in which the exhaust gas passage hole through which the exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes is provided. In the exhaust gas analysis sensor provided with a reflecting mirror that multi-reflects the laser light emitted from the irradiation unit and a light receiving unit that receives the laser light transmitted through the exhaust gas, a sleeve-shaped cover is provided in the exhaust gas passage hole. A ring is disposed so as to be spaced apart from the inner wall of the exhaust gas passage hole, and a pin member is disposed on the sensor body along the radial direction of the exhaust gas passage hole and toward the inner direction of the exhaust gas passage hole. A groove portion is formed on the outer peripheral surface of the cover ring, and the insertion end of the pin member inserted into the exhaust gas passage hole is fitted into the groove portion of the cover ring. The relative positions of the circumferential and axial directions relative to the sensor body of burring is fixed, the length of the passage direction of exhaust gas of the cover ring, the exhaust gas passage hole approximately formed to be the same as the inner diameter of the cover ring, It is formed substantially the same as the diameter of the pipe to which the sensor body is connected.

請求項2においては、前記カバーリングは、外周面から突出されたピン部材を介して前記排ガス通過孔の内壁に当接されるものである。   According to a second aspect of the present invention, the cover ring is brought into contact with the inner wall of the exhaust gas passage hole through a pin member protruding from the outer peripheral surface.

請求項3においては、前記カバーリングの周面には、前記照射部から照射されたレーザ光を通過させるレーザ光通過孔が形成されるものである。   According to a third aspect of the present invention, a laser beam passage hole through which the laser beam irradiated from the irradiation unit passes is formed on the peripheral surface of the cover ring.

請求項4においては、前記レーザ光通過孔は、複数の小孔よりなるものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the laser beam passage hole is composed of a plurality of small holes.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1に示す構成としたので、排ガスによるセンサ本体及び反射鏡への熱影響を小さくすることができるため、排ガスによるセンサ本体及び反射鏡の温度変形を低減して、排ガスの測定精度を向上できる。   Since it has the configuration shown in claim 1, it is possible to reduce the thermal influence of the exhaust gas on the sensor main body and the reflecting mirror, so the temperature deformation of the sensor main body and the reflecting mirror due to the exhaust gas is reduced and the exhaust gas measurement accuracy is improved. it can.

請求項2に示す構成としたので、カバーリングと排ガス通過孔の内壁との接触面積を小さくすることができ、カバーリングからの熱伝達による入熱を低減することができる。   Since it is set as the structure shown in Claim 2, the contact area of a cover ring and the inner wall of an exhaust gas passage hole can be made small, and the heat input by the heat transfer from a cover ring can be reduced.

請求項3に示す構成としたので、反射鏡によって正確に反射されたレーザ光のみを通過させ、光路から外れたレーザ光を遮断することができ、レーザ光の測定精度を向上できる。   Since it is set as the structure shown in Claim 3, only the laser beam reflected correctly by the reflecting mirror can be passed, the laser beam which remove | deviated from the optical path can be interrupted | blocked, and the measurement precision of a laser beam can be improved.

請求項4に示す構成としたので、単一の長穴が設けられる場合と比べて、レーザ光の光路のずれをより正確に検出することができ、レーザ光の測定精度をより向上できる。   Since it is set as the structure shown in Claim 4, compared with the case where a single elongate hole is provided, the shift | offset | difference of the optical path of a laser beam can be detected more correctly, and the measurement precision of a laser beam can be improved more.

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例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した側面図、図2は排ガス分析用センサへ管継手を取り付けた状態を示す分解斜視図及び側面図、図3は排ガス分析用センサの断面図、図4はカバーリングの取付構造を示した断面図、図5は排ガス分析用センサの側断面図、図6はカバーリングの斜視図、図7は別実施例のカバーリングの斜視図である。
Next, the best mode for carrying out the invention will be described.
FIG. 1 is a side view showing a state in which an exhaust gas analyzer equipped with an exhaust gas analysis sensor according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle, and FIG. 2 is an exploded view showing a state in which a pipe joint is attached to the exhaust gas analysis sensor. FIG. 3 is a cross-sectional view of a sensor for exhaust gas analysis, FIG. 4 is a cross-sectional view of a cover ring mounting structure, FIG. 5 is a side cross-sectional view of the sensor for exhaust gas analysis, and FIG. 7 and 7 are perspective views of a cover ring according to another embodiment.

まず、本実施例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、本実施例の排ガス分析装置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。
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 the present 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、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。   The automobile 2 is provided with an exhaust path 3 for discharging exhaust gas from the engine 20 to the outside of the machine. The exhaust path 3 includes an exhaust manifold 30, an exhaust pipe 31, a first catalyst device 32, a second catalyst device 33, and a muffler 34. And the 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及び第二触媒装置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 into the atmosphere from the exhaust pipe 35 through the muffler 34. 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・4・・・は、排気経路3において4箇所に配置されており、具体的には、第一触媒装置32の上流側のエンジン20と排気管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。   Exhaust gas analysis sensors 4, 4... Are arranged at four locations in the exhaust path 3, specifically, between the engine 20 on the upstream side of the first catalyst device 32 and the exhaust pipe 31. They are arranged between the catalyst device 32 and the second catalyst device 33, between the second catalyst device 33 and the muffler 34, and at the end of the exhaust pipe 35 on the downstream side of the muffler 34.

本実施例の排ガス分析装置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, 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り、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おり、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接続されたコンピュータ装置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からの出力信号を解析して、排ガスの成分濃度や排ガスの温度を算出する等して、排ガスの分析が行われる。
The controller 10 is an irradiation device that irradiates infrared laser light having a plurality of wavelengths, and 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 type photodetector (not shown) connected to the exhaust gas analysis sensor 4, and the signal light received by the exhaust gas analysis sensor 4 is guided to pass through the exhaust gas. The signal light of the laser beam transmitted and attenuated and the laser beam not transmitted through the exhaust gas is output to the connected computer device 11.
The computer apparatus 11 analyzes the output signal from the controller 10 to analyze the exhaust gas by calculating the component concentration of the exhaust gas and the temperature of the exhaust gas.

このように、本実施例の排ガス分析装置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、本実施例のように、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, spot exhaust gas can be measured in one section of the exhaust path 3 by each exhaust gas analyzing 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.

なお、本実施例の排ガス分析装置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。   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.

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。
図2及び図3に示すように、本実施例の排ガス分析用センサ4は、平面視円形の薄板状部材より形成されたセンサ本体40に、排ガスが通過する円形の排ガス通過孔41が穿設され、分析用のレーザ光を排ガス通過孔41内に向けて照射する照射部5と、該照射部5より照射されたレーザ光を多重反射させる一対の反射鏡ユニット6・6と、排ガス中を透過したレーザ光を検出する受光部7と、排ガス通過孔41内に配設されたスリーブ形状のカバーリング8等とが設けられている。
排ガス分析用センサ4においては、照射部5から排気経路3と直交する一断面に沿ってレーザ光が照射され、照射されたレーザ光が反射鏡ユニット6の反射鏡60間で排気経路3を横切るように複数回反射されて、受光部7にて受光される。
Next, the configuration of the exhaust gas analysis sensor 4 will be described in detail below.
As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust gas analyzing sensor 4 of the present embodiment has a circular exhaust gas passage hole 41 through which exhaust gas passes in a sensor body 40 formed of a thin plate-like member having a circular shape in plan view. The irradiation unit 5 that irradiates the laser beam for analysis toward the exhaust gas passage hole 41, the pair of reflecting mirror units 6 and 6 that multiplexly reflect the laser beam irradiated from the irradiation unit 5, and the exhaust gas A light receiving portion 7 for detecting the transmitted laser light, a sleeve-shaped cover ring 8 disposed in the exhaust gas passage hole 41, and the like are provided.
In the exhaust gas analyzing sensor 4, laser light is irradiated from the irradiation unit 5 along a cross section orthogonal to the exhaust path 3, and the irradiated laser light crosses the exhaust path 3 between the reflecting mirrors 60 of the reflecting mirror unit 6. As described above, the light is received by the light receiving unit 7 a plurality of times.

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、管継手36・36がそれぞれ第一触媒装置32及び第二触媒装置33に接続された配管3a・3aと接続されることで排気経路3に配設される。
管継手36・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、ガスケット37・37を介して挟み込まれ、フランジ部36b・36bがボルト38・38によって締結されることで固定される。
As shown in FIG. 2, the sensor 4 for exhaust gas analysis is fixed in a state where the sensor body 40 is sandwiched between a pair of pipe joints 36 and 36, and the pipe joints 36 and 36 are respectively connected to the first catalyst device 32 and the second catalyst. By being connected to the pipes 3 a and 3 a connected to the apparatus 33, the exhaust path 3 is arranged.
The pipe joints 36 and 36 are formed in a cylindrical shape with a through hole 36a having a circular cross section, and a flange portion 36b is provided at one opening edge. The exhaust gas analysis sensor 4 (the sensor body 40) is sandwiched between gaskets 37 and 37 at the opening end on the side where the flange portion 36b of the pair of pipe joints 36 and 36 is provided. 36 b is fixed by fastening with bolts 38.

なお、管継手36の貫通孔36aは、配管3aと同じ直径の円形に形成され、排ガスの流れが妨げられ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等と略同じ直径の孔が開口され、管継手36・36の間に排ガス分析用センサ4を挟んで配管3aと接続しても、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も少ないように構成されている。   The through hole 36a of the pipe joint 36 is formed in a circular shape having the same diameter as that of the pipe 3a, and is configured so that the flow of exhaust gas is not hindered. Further, the gasket 37 has a hole having substantially the same diameter as the through hole 36a and the like, and even if the exhaust gas analyzing sensor 4 is sandwiched between the pipe joints 36 and 36 and connected to the pipe 3a, the exhaust gas leaks in the middle. There is no increase in the length of the exhaust path.

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と接続されており、排気経路3を流れる排ガスは、一方の管継手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 the pipes 3a of the exhaust path 3 via the pipe joints 36 and 36 described above, and the exhaust gas flowing through the exhaust path 3 passes through the one pipe joint 36. After being sent to the sensor body 40 through the hole 36 a, it passes through the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40 and is sent to the downstream side of the exhaust path 3 from the through hole 36 a of the other pipe joint 36.

次に、センサ本体40について、以下に詳述する。
図3に示すように、排ガス分析用センサ4を構成する機台となるセンサ本体40は、上述したように、平面視円形に形成された薄板状の金属部材より構成され、排ガスの流れ方向と直交する対向面の略中央部に円形の排ガス通過孔41が穿設されている。
本実施例のセンサ本体40には、板厚中央部を通って外側から排ガス通過孔41へと排ガスの流れ方向に直交する方向に貫通された取付孔40a・40bが穿設されており、取付孔40aには照射部5が取り付けられ、取付孔40bには受光部7が取り付けられる。照射部5及び受光部7は、排ガス通過孔41の軸中心に対して対向する位置にそれぞれ取り付けられている。
Next, the sensor body 40 will be described in detail below.
As shown in FIG. 3, the sensor main body 40 serving as a machine base constituting the exhaust gas analysis sensor 4 is composed of a thin plate-like metal member formed in a circular shape in plan view as described above. A circular exhaust gas passage hole 41 is bored at a substantially central portion of the orthogonal facing surface.
The sensor body 40 of the present embodiment is provided with mounting holes 40a and 40b penetrating in the direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas from the outside to the exhaust gas passage hole 41 through the central portion of the plate thickness. The irradiation part 5 is attached to the hole 40a, and the light receiving part 7 is attached to the attachment hole 40b. The irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 are respectively attached at positions facing the axial center of the exhaust gas passage hole 41.

また、センサ本体40の排ガス通過孔41の内壁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が凹設されており、各取付溝40c・40cが排ガス通過孔41の軸中心に対して対向する位置に設けられている。この取付溝40c・40cには反射鏡ユニット6が取り付けられ、反射鏡ユニット6を構成する反射鏡60の反射面が排ガス通過孔41の内部空間に対向するようにして配設される。   In addition, a pair of mounting grooves 40c and 40c are formed in the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40 toward the radially outer side of the exhaust gas passage hole 41, and each of the mounting grooves 40c and 40c passes through the exhaust gas passage. It is provided at a position facing the axial center of the hole 41. The reflecting mirror unit 6 is mounted in the mounting grooves 40c and 40c, and the reflecting surface of the reflecting mirror 60 constituting the reflecting mirror unit 6 is disposed so as to face the internal space of the exhaust gas passage hole 41.

このように、各部材が取り付けられることで、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、取付孔40aを介して排ガス通過孔41内に導入され、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、取付孔40bを介して受光部7に導出される。   Thus, by attaching each member, in the exhaust gas analysis sensor 4, the laser light emitted from the irradiation unit 5 is introduced into the exhaust gas passage hole 41 through the attachment hole 40 a, and the inside of the exhaust gas passage hole 41. After the laser light introduced into is reflected multiple times between the reflecting mirrors 60 and 60, it is led out to the light receiving section 7 through the mounting hole 40b.

次に、照射部5及び受光部7について、以下に詳述する。
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と、光ファイバ50をセンサ本体40に位置決めして取り付ける接続ブロック51等とで構成されている。
光ファイバ50は、接続ブロック51に設けられた入光コリメータ51aに接続され、その投光面がセンサ本体40の排ガス通過孔41の中心に向くようにして取り付けられる。接続ブロック51には、接続ブロック51がセンサ本体40に取り付けられた状態で、光ファイバ50の投光面から取付孔40aまでを貫通するようにして通光孔52が穿設されている。
この光ファイバ50は、上述したコントローラ10に接続されており、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から取付孔40aを介して排ガス通過孔41内に導入される。
Next, the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 will be described in detail below.
As shown in FIG. 3, the irradiation unit 5 includes an optical fiber 50 for infrared transmission, and a connection block 51 that positions and attaches the optical fiber 50 to the sensor body 40.
The optical fiber 50 is connected to a light incident collimator 51 a provided in the connection block 51, and is attached so that the light projecting surface faces the center of the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40. In the connection block 51, a light passage hole 52 is formed so as to penetrate from the light projecting surface of the optical fiber 50 to the attachment hole 40 a in a state where the connection block 51 is attached to the sensor body 40.
The optical fiber 50 is connected to the controller 10 described above, and the laser light emitted from the controller 10 is irradiated from the optical fiber 50 and enters the exhaust gas passage hole 41 from the light passage hole 52 through the attachment hole 40a. be introduced.

一方、受光部7は、レーザ光を検出するディテクタ70と、ディテクタ70をセンサ本体40に位置決めして取り付ける接続ブロック71等とで構成されている。
ディテクタ70は、接続ブロック71に設けられた受光コリメータ71aに接続され、その受光面がセンサ本体40の排ガス通過孔41の中心に向くようにして取り付けられる。接続ブロック71には、接続ブロック71がセンサ本体40に取り付けられた状態で、ディテクタ70の受光面から取付孔40bまでを貫通するようにして通光孔72が穿設されている。
このディテクタ70は、上述したコントローラ10に接続されており、排ガス中を透過したレーザ光は、取付孔40bから通光孔72を介して排ガス通過孔41外に導出され、ディテクタ70に受光されて受光信号がコントローラ10に入力される。
On the other hand, the light receiving unit 7 includes a detector 70 that detects laser light, and a connection block 71 that positions and attaches the detector 70 to the sensor body 40.
The detector 70 is connected to a light receiving collimator 71 a provided in the connection block 71 and attached so that its light receiving surface faces the center of the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40. In the connection block 71, a light passage hole 72 is formed so as to penetrate from the light receiving surface of the detector 70 to the attachment hole 40 b in a state where the connection block 71 is attached to the sensor body 40.
The detector 70 is connected to the controller 10 described above, and the laser light transmitted through the exhaust gas is led out of the exhaust gas passage hole 41 from the mounting hole 40b through the light passage hole 72 and received by the detector 70. A light reception signal is input to the controller 10.

次に、反射鏡ユニット6について、以下に詳述する。
図3及び図4に示すように、反射鏡ユニット6は、照射部5より照射されたレーザ光を反射する反射鏡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等とが、それぞれケーシング65に積層されて収納されたユニット体として構成されている。具体的には、ケーシング65に設けられた空間部に、上下方向に、反射鏡60、一方の押え板63、ヒータ61、緩衝部材62、及び他方の押え板64とが積層して収容される。
Next, the reflecting mirror unit 6 will be described in detail below.
As shown in FIGS. 3 and 4, the reflecting mirror unit 6 includes a reflecting mirror 60 that reflects the laser light emitted from the irradiation unit 5, a heater 61 as a heating member for preventing condensation of the reflecting mirror 60, and a sensor. A buffer member 62 composed of a member that absorbs the difference in temperature deformation between the main body 40 and the reflecting mirror 60, and the pressing plates 63 and 64, etc. are configured as unit bodies that are stacked and housed in the casing 65, respectively. Has been. Specifically, the reflecting mirror 60, one presser plate 63, the heater 61, the buffer member 62, and the other presser plate 64 are stacked and accommodated in the space provided in the casing 65 in the vertical direction. .

ケーシング65の一側面には、長手方向に沿って平面視長穴状のスリット65bが穿設されており、スリット65bを介して空間部が外部空間と連続されている。空間部に収容された反射鏡60は、その反射面がスリット65bを塞ぐようにして外部空間に露出される。   In one side surface of the casing 65, a slit 65b having a long hole shape in plan view is formed along the longitudinal direction, and the space portion is continuous with the external space through the slit 65b. The reflecting mirror 60 accommodated in the space is exposed to the external space such that the reflecting surface closes the slit 65b.

反射鏡ユニット6は、上述したセンサ本体40の排ガス通過孔41の内壁41aに凹設された取付溝40cに取り付けられる。本実施例では、反射鏡ユニット6は、センサ本体40の排ガス通過孔41の内壁41aに上面を当接させた状態で、センサ本体40の外側から排ガス通過孔41の内部方向に向けて挿入された複数のネジ部材66・66・・・(本実施例では4個)によって、センサ本体40に締結される。   The reflecting mirror unit 6 is attached to a mounting groove 40c that is recessed in the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40 described above. In the present embodiment, the reflecting mirror unit 6 is inserted from the outside of the sensor body 40 toward the inside of the exhaust gas passage hole 41 with the upper surface in contact with the inner wall 41 a of the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40. The sensor body 40 is fastened by a plurality of screw members 66, 66... (Four in this embodiment).

反射鏡ユニット6は、センサ本体40の取付溝40cに取り付けられた状態では、取付溝40cとケーシング65とが密接するようにして位置決めされる。また、反射鏡60の反射面が排ガス通過孔41内に面し、かつ、一対の反射鏡ユニット6・6の各反射鏡60・60が上下に平行に対向されている。また、かかる状態では、ケーシング65の下面は、排ガス通過孔41の軸中心に向けて内壁41aから突出せずに、取付溝40c内に収容されている。   When the reflector unit 6 is attached to the attachment groove 40c of the sensor body 40, the reflector unit 6 is positioned so that the attachment groove 40c and the casing 65 are in close contact with each other. Further, the reflecting surface of the reflecting mirror 60 faces the exhaust gas passage hole 41, and the reflecting mirrors 60 and 60 of the pair of reflecting mirror units 6 and 6 are vertically opposed to each other. In this state, the lower surface of the casing 65 is accommodated in the mounting groove 40 c without protruding from the inner wall 41 a toward the axial center of the exhaust gas passage hole 41.

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6(及び反射鏡60)が配設されることで、照射部5より排ガス通過孔41内に照射されたレーザ光は、一方の(図3において下方の)反射鏡ユニット6の反射鏡60によって他方の(図3において上方の)反射鏡ユニット6の反射鏡60に向けて反射される。このようにして、レーザ光は、2枚の反射鏡60・60により交互に複数回反射されながら排ガス中を透過して、やがて受光部7に到達される。   As described above, the exhaust gas analyzing sensor 4 is configured such that the pair of reflecting mirror units 6 (and the reflecting mirror 60) is disposed in the sensor body 40, so that the laser light irradiated into the exhaust gas passage hole 41 from the irradiation unit 5. Is reflected toward the reflecting mirror 60 of the other reflecting mirror unit 6 (upper in FIG. 3) by the reflecting mirror 60 of one reflecting mirror unit 6 (lower in FIG. 3). In this way, the laser light passes through the exhaust gas while being alternately reflected a plurality of times by the two reflecting mirrors 60 and 60 and eventually reaches the light receiving unit 7.

次に、カバーリング8について、以下に詳述する。
図4乃至図6に示すように、本実施例のカバーリング8は、通過孔81を有する円筒に形成されたスリーブ形状の部材であって、センサ本体40の排ガス通過孔41内に、排ガス通過孔41の内壁41aと離間を有するようにして配設される。
具体的には、カバーリング8は、セラミック等の熱伝導性の低い素材が用いられ、中心部に排ガスの通過孔81を有する円筒のスリーブ状に形成される。また、カバーリング8は、通過孔81の内径が排ガス通過孔41の内径よりも僅かに小さく、センサ本体40(の排ガス通過孔41)の幅と略同じになるように形成される。
Next, the cover ring 8 will be described in detail below.
As shown in FIGS. 4 to 6, the cover ring 8 of the present embodiment is a sleeve-shaped member formed in a cylinder having a passage hole 81, and the exhaust gas passage is in the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40. The hole 41 is disposed so as to be separated from the inner wall 41 a of the hole 41.
Specifically, the cover ring 8 is made of a material having low thermal conductivity such as ceramic, and is formed in a cylindrical sleeve shape having an exhaust gas passage hole 81 in the center. The cover ring 8 is formed such that the inner diameter of the passage hole 81 is slightly smaller than the inner diameter of the exhaust gas passage hole 41 and is substantially the same as the width of the sensor body 40 (the exhaust gas passage hole 41).

すなわち、本実施例のカバーリング8は、排ガス通過孔41内に配設された状態では、排ガス通過孔41の内壁41aと当接することなく離間を有し、排ガス通過孔41の内壁41aを覆うようにして配設される。このように、本実施例のセンサ本体40は、カバーリング8によって排ガス通過孔41の内壁41aが覆われるため、排ガス通過孔41を流れる排ガスが内壁41aに直接晒されないため、高温排ガスから内壁41aへの入熱を低減することができる。   That is, the cover ring 8 of the present embodiment is spaced apart from the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 and covers the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 in a state of being disposed in the exhaust gas passage hole 41. It is arranged in this way. Thus, the sensor main body 40 of the present embodiment covers the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 by the cover ring 8, so that the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage hole 41 is not directly exposed to the inner wall 41a. The heat input to can be reduced.

カバーリング8の通過孔81の内径は、上述した管継手36の貫通孔36aやガスケット37の孔37aの直径と略同じに形成されている。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は、カバーリング8と管継手36のフランジ部36bやガスケット37とが極力近接するようにして取り付けられている。
このような構成とすることで、カバーリング8の通過孔81を通過する排ガスが、管継手36のフランジ部36bやガスケット37へと漏出するのを防止している。
The inner diameter of the passage hole 81 of the cover ring 8 is formed to be substantially the same as the diameter of the through hole 36 a of the pipe joint 36 and the hole 37 a of the gasket 37 described above. Further, in a state where the pipe joint 36 and the gasket 37 are attached to the exhaust gas analysis sensor 4, the cover ring 8 and the flange portion 36b of the pipe joint 36 and the gasket 37 are attached as close as possible.
With such a configuration, the exhaust gas that passes through the passage hole 81 of the cover ring 8 is prevented from leaking to the flange portion 36b of the pipe joint 36 and the gasket 37.

また、カバーリング8は、排ガス通過孔41内に配設された状態で、外周面から所定長さだけ突出されたピン部材82を介して排ガス通過孔41の内壁41aに当接される。
ピン部材82は、例えば、いもネジや止めネジなどの外周面がねじ切りされた棒状の部材が用いられ、カバーリング8の幅方向略中央部の所定位置に穿設された取付孔83・83・・・に、カバーリング8の通過孔81の内部空間から径方向の外側に向けて螺入される。取付孔83に螺入されたピン部材82は、カバーリング8の外周面から所定長さ突出するようにして固定される。
Further, the cover ring 8 is in contact with the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 via a pin member 82 that protrudes from the outer peripheral surface by a predetermined length in a state of being disposed in the exhaust gas passage hole 41.
The pin member 82 is, for example, a rod-like member whose outer peripheral surface is threaded, such as a worm screw or a set screw, and mounting holes 83, 83, drilled at a predetermined position substantially in the center in the width direction of the cover ring 8. ··· is screwed from the inner space of the passage hole 81 of the cover ring 8 toward the outside in the radial direction. The pin member 82 screwed into the mounting hole 83 is fixed so as to protrude from the outer peripheral surface of the cover ring 8 by a predetermined length.

カバーリング8は、カバーリング8の外周面より突出されたピン部材82・82・・・によって、排ガス通過孔41(の内壁41a)に対して位置決めされる。すなわち、カバーリング8は、排ガス通過孔41内に配設された状態で、ピン部材82が外周面から所定長さだけ突出されることで、カバーリング8の外周面と排ガス通過孔41の内壁41aとの離間がその円周方向に渡って均一となるように調整されて、排ガス通過孔41の略中央部に位置するように径方向に位置決めされる。   The cover ring 8 is positioned with respect to the exhaust gas passage hole 41 (the inner wall 41a thereof) by the pin members 82, 82... Protruding from the outer peripheral surface of the cover ring 8. That is, in the state in which the cover ring 8 is disposed in the exhaust gas passage hole 41, the pin member 82 protrudes from the outer peripheral surface by a predetermined length, whereby the outer peripheral surface of the cover ring 8 and the inner wall of the exhaust gas passage hole 41. The separation from 41a is adjusted so as to be uniform in the circumferential direction, and is positioned in the radial direction so as to be positioned substantially at the center of the exhaust gas passage hole 41.

カバーリング8は、センサ本体40に挿入された固定ピン84によって、センサ本体40に対して固定される。具体的には、センサ本体40には、排ガス通過孔41の径方向に沿って、かつ、レーザ光の光路を妨げないように排ガス通過孔41の幅方向略中央部よりも幅方向にずれた位置に貫通孔40eが穿設され、この貫通孔40eに固定ピン84がセンサ本体40の外側から排ガス通過孔41の内部方向に向けて挿入される。なお、本実施例では、貫通孔40eは、センサ本体40の排ガス通過孔41の軸中心に対して対向する位置の2箇所に穿設されている。   The cover ring 8 is fixed to the sensor main body 40 by a fixing pin 84 inserted into the sensor main body 40. Specifically, the sensor body 40 is displaced in the width direction along the radial direction of the exhaust gas passage hole 41 and in the width direction so as not to interfere with the optical path of the laser light. A through hole 40 e is formed at a position, and a fixing pin 84 is inserted into the through hole 40 e from the outside of the sensor body 40 toward the inside of the exhaust gas passage hole 41. In the present embodiment, the through holes 40e are drilled at two positions facing the axial center of the exhaust gas passage hole 41 of the sensor body 40.

カバーリング8の外周面には、固定ピン84の挿入端と嵌合される溝部85が凹設されており、カバーリング8が排ガス通過孔41内に配設された状態で、上述した貫通孔40eに挿入された固定ピン84の挿入端が嵌合される。本実施例では、各管通孔40eに挿通された固定ピン84をカバーリング8の溝部85に嵌合させることで、カバーリング8がセンサ本体40に対して、円周方向及び軸方向(スラスト方向)のそれぞれに相対位置変動不能となるように固定される。   On the outer peripheral surface of the cover ring 8, a groove portion 85 fitted to the insertion end of the fixing pin 84 is recessed, and in the state where the cover ring 8 is disposed in the exhaust gas passage hole 41, the above-described through hole is formed. The insertion end of the fixing pin 84 inserted into 40e is fitted. In the present embodiment, the fixing pin 84 inserted into each pipe through hole 40e is fitted into the groove portion 85 of the cover ring 8, so that the cover ring 8 is in the circumferential direction and the axial direction (thrust direction) with respect to the sensor body 40. The direction is fixed so that the relative position cannot be changed.

なお、このように、本実施例のカバーリング8は、センサ本体40に対してボルト部材等で強固に固定されるのではなく、ある程度の自由度を持って固定されるため、高温の排ガスからの熱影響を最も受けるカバーリング8が温度変形を生じても、カバーリング8の回転防止とスラスト方向への配置保持が可能となるように構成されている。   In this way, the cover ring 8 of the present embodiment is not firmly fixed to the sensor body 40 with a bolt member or the like, but is fixed with a certain degree of freedom. Even when the cover ring 8 that is most affected by the heat is subjected to temperature deformation, the cover ring 8 can be prevented from rotating and disposed in the thrust direction.

カバーリング8の周面には、一対の長穴のレーザ光通過小孔86が、それぞれ通過孔81の軸中心に対して対向する位置に穿設されている(図6参照)。レーザ光通過小孔86は、照射部5より排ガス通過孔41内に向けて照射されたレーザ光が、反射鏡60・60間で複数回反射され、その後受光部6に受光されるように、レーザ光の光路上に設けられる。レーザ光通過小孔86を設けることで、反射鏡60によって正確に反射されたレーザ光のみを通過させ、光路から外れたレーザ光を遮断することができ、レーザ光の測定精度を向上できる。   On the peripheral surface of the cover ring 8, a pair of elongated laser beam passage small holes 86 are formed at positions facing the axial center of the passage hole 81 (see FIG. 6). The laser light passage small hole 86 is configured so that the laser light irradiated from the irradiation unit 5 toward the exhaust gas passage hole 41 is reflected a plurality of times between the reflecting mirrors 60 and 60 and then received by the light receiving unit 6. It is provided on the optical path of the laser beam. By providing the laser beam passage small hole 86, only the laser beam accurately reflected by the reflecting mirror 60 can be passed, and the laser beam deviating from the optical path can be blocked, and the measurement accuracy of the laser beam can be improved.

以上のように、本実施例の排ガス分析用センサ4は、エンジン20より排出された排ガスが通過する排ガス通過孔41が穿設されたセンサ本体40に、排ガス通過孔41内に向けて分析用のレーザ光を照射する照射部5と、照射部5より照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡60を備えた反射鏡ユニット6と、排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部6とが設けられる排ガス分析用センサ4において、排ガス通過孔41内には、スリーブ形状のカバーリング8が、排ガス通過孔41の内壁41aと離間を有するようにして配設されるものであるため、排ガスによるセンサ本体40及び反射鏡60の温度変形を低減して、排ガスの測定精度を向上させることができる。   As described above, the sensor 4 for exhaust gas analysis of the present embodiment is for analysis toward the sensor body 40 having the exhaust gas passage hole 41 through which the exhaust gas discharged from the engine 20 passes. An irradiating unit 5 that irradiates the laser beam, a reflecting mirror unit 6 that includes a reflecting mirror 60 that multi-reflects the laser beam irradiated from the irradiating unit 5, and a light receiving unit 6 that receives the laser beam that has passed through the exhaust gas. In the exhaust gas analysis sensor 4 in which the exhaust gas passage hole 41 is provided, the sleeve-shaped cover ring 8 is disposed so as to be separated from the inner wall 41 a of the exhaust gas passage hole 41. Therefore, it is possible to reduce the temperature deformation of the sensor main body 40 and the reflecting mirror 60 and improve the measurement accuracy of the exhaust gas.

すなわち、排ガス分析用センサ4は、上述したように照射部5、反射鏡ユニット6、及び受光部7などの各種の光学機器が取り付けられているため、センサ本体40と高温の排ガスに直接晒される反射鏡60への熱影響をできるだけ低減して、照射部5、受光部7、及び反射鏡60の固定緩みを防止することが重要である。そのため、本実施例のように、カバーリング8を、内壁41aと離間を有するようにして排ガス通過孔41内に配設することで、センサ本体40(排ガス通過孔41の内壁41a)を排ガス通過孔41に送られた排ガスから隔絶させることができ、排ガス通過孔41を流れる排ガスが内壁41aに直接晒されることがないため、高温の排ガスからの輻射熱を大幅に遮断することができる。
また、カバーリング8がセンサ本体40(排ガス通過孔41の内壁41a)と離間を有して直接当接することがないので、センサ本体40及び反射鏡60に対する熱輻射や熱伝達を極力小さくすることができるとともに、カバーリング8からの熱伝達による入熱も離間(部)により大きく低減することができる。
このように、本実施例の構成とすることで、排ガスによるセンサ本体40及び反射鏡60への熱影響を小さくすることができ、ひいてはこれらの部材の温度変形を低減し、排ガスの測定精度を向上させることができるのである。
That is, the exhaust gas analysis sensor 4 is directly exposed to the sensor main body 40 and the high-temperature exhaust gas because various optical devices such as the irradiation unit 5, the reflecting mirror unit 6, and the light receiving unit 7 are attached as described above. It is important to reduce the thermal influence on the reflecting mirror 60 as much as possible to prevent the irradiation unit 5, the light receiving unit 7, and the reflecting mirror 60 from being loosened. Therefore, as in the present embodiment, the cover ring 8 is disposed in the exhaust gas passage hole 41 so as to be separated from the inner wall 41a, so that the sensor body 40 (the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41) passes through the exhaust gas. The exhaust gas sent to the hole 41 can be isolated from the exhaust gas, and the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage hole 41 is not directly exposed to the inner wall 41a, so that the radiant heat from the high temperature exhaust gas can be largely blocked.
Further, since the cover ring 8 is not directly in contact with the sensor body 40 (the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41), the heat radiation and heat transfer to the sensor body 40 and the reflecting mirror 60 should be minimized. In addition, heat input by heat transfer from the cover ring 8 can be greatly reduced by separation (part).
As described above, by adopting the configuration of this embodiment, it is possible to reduce the thermal influence of the exhaust gas on the sensor main body 40 and the reflecting mirror 60, thereby reducing the temperature deformation of these members and improving the measurement accuracy of the exhaust gas. It can be improved.

特に、本実施例のカバーリング8は、外周面から突出されたピン部材82を介して排ガス通過孔41の内壁41aに当接されるため、カバーリング8と排ガス通過孔41の内壁41aとの接触面積を小さくすることができ、カバーリング8からの熱伝達による入熱をを低減することができる。   In particular, since the cover ring 8 of the present embodiment is brought into contact with the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 via the pin member 82 protruding from the outer peripheral surface, the cover ring 8 and the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 are in contact with each other. The contact area can be reduced, and heat input due to heat transfer from the cover ring 8 can be reduced.

また、本実施例のカバーリング8の周面には、照射部5から照射されたレーザ光を通過させるレーザ光通過孔が形成されるため、反射鏡60によって正確に反射されたレーザ光のみを通過させ、光路から外れたレーザ光を遮断することができ、レーザ光の測定精度を向上できる。   Further, since a laser beam passage hole through which the laser beam emitted from the irradiation unit 5 passes is formed on the peripheral surface of the cover ring 8 of the present embodiment, only the laser beam reflected accurately by the reflecting mirror 60 is used. It is possible to block the laser beam that has passed through and deviated from the optical path, and to improve the measurement accuracy of the laser beam.

なお、排ガス分析用センサ4の構成としては、上述した実施例に限定されない。   In addition, as a structure of the sensor 4 for exhaust gas analysis, it is not limited to the Example mentioned above.

すなわち、上述した実施例では、カバーリング8は、排ガス通過孔41内にピン部材82及び固定ピン84によって位置決めして固定されるように構成されているが、カバーリング8の取付構造については、特に限定されない。
また、ピン部材82としては、カバーリング8をセンサ本体40の排ガス通過孔41に対する相対位置を位置決めする部材であれば、特に限定されないが、上述した実施例のように、ピン部材82を棒状の部材とすることで、排ガス通過孔41の内壁41aとの接触面積を小さくすることができるため、好ましい。
That is, in the above-described embodiment, the cover ring 8 is configured to be positioned and fixed in the exhaust gas passage hole 41 by the pin member 82 and the fixing pin 84, but the mounting structure of the cover ring 8 is as follows. There is no particular limitation.
The pin member 82 is not particularly limited as long as it is a member that positions the cover ring 8 relative to the exhaust gas passage hole 41 of the sensor main body 40. However, as in the above-described embodiment, the pin member 82 is a rod-shaped member. By using a member, the contact area with the inner wall 41a of the exhaust gas passage hole 41 can be reduced, which is preferable.

また、カバーリング8の構成としては、図7に示すように、カバーリング8の周面に形成されるレーザ光通過孔86が、複数の小孔86a・86a・・・よりなるように構成されてもよい。予めレーザ光の光路上に複数の小孔86a・86a・・・が配設されることで、長穴形状のレーザ光通過孔86と比べて、レーザ光の光路のずれをより正確に検出することができるため、レーザ光の測定精度をより向上できる。
ただし、この小孔86a・86a・・・の配置や個数等は特に限定されず、排ガス分析用センサ4の構成に応じて適宜選択・変更することができる。
As shown in FIG. 7, the cover ring 8 is configured such that a laser beam passage hole 86 formed on the peripheral surface of the cover ring 8 is composed of a plurality of small holes 86 a, 86 a. May be. Since a plurality of small holes 86a, 86a,... Are disposed in advance on the optical path of the laser beam, the deviation of the optical path of the laser beam can be detected more accurately compared to the laser beam passage hole 86 having a long hole shape. Therefore, the measurement accuracy of the laser beam can be further improved.
However, the arrangement and number of the small holes 86a, 86a,... Are not particularly limited, and can be appropriately selected and changed according to the configuration of the exhaust gas analysis sensor 4.

また、上述した実施例の反射鏡ユニット6は、ケーシング65に反射鏡60等を収容するように構成されているが、反射鏡60の取付構造はこれに限定されず、例えば、一対の板状部材によって反射鏡60を挟み込むようにして一体的に固定し、これをネジ部材66によってセンサ本体40に締結するように構成してもよい。   Moreover, although the reflecting mirror unit 6 of the Example mentioned above is comprised so that the reflecting mirror 60 etc. may be accommodated in the casing 65, the attachment structure of the reflecting mirror 60 is not limited to this, For example, a pair of plate shape The reflecting mirror 60 may be sandwiched and fixed integrally by a member, and this may be configured to be fastened to the sensor body 40 by a screw member 66.

さらに、排ガス分析用センサ4を構成する照射部5や受光部7の構成は、とくに限定されず、例えば、照射部5より照射されるレーザ光は、赤外レーザ光や紫外レーザ光でもよく、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。   Further, the configuration of the irradiation unit 5 and the light receiving unit 7 constituting the exhaust gas analysis sensor 4 is not particularly limited. For example, the laser beam irradiated from the irradiation unit 5 may be an infrared laser beam or an ultraviolet laser beam, A laser diode or a photodiode may be used instead of the optical fiber 50 or the detector 70.

本発明の一実施例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した側面図。The side view which showed the state which mounted the exhaust gas analyzer provided with the sensor for exhaust gas analysis which concerns on one Example of this invention in the vehicle. 排ガス分析用センサへ管継手を取り付けた状態を示す分解斜視図及び側面図。The disassembled perspective view and side view which show the state which attached the pipe joint to the sensor for exhaust gas analysis. 排ガス分析用センサの断面図。Sectional drawing of the sensor for exhaust gas analysis. カバーリングの取付構造を示した断面図。Sectional drawing which showed the attachment structure of the cover ring. 排ガス分析用センサの側断面図。The sectional side view of the sensor for exhaust gas analysis. カバーリングの斜視図。The perspective view of a cover ring. 別実施例のカバーリングの斜視図。The perspective view of the cover ring of another Example.

1 排ガス分析装置
4 排ガス分析用センサ
5 照射部
6 反射鏡ユニット
7 受光部
8 カバーリング
20 エンジン(内燃機関)
40 センサ本体
41 排ガス通過孔
41a 内壁
60 反射鏡
81 通過孔
82 ピン部材
83 取付孔
86 レーザ光通過孔

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas analyzer 4 Exhaust gas analysis sensor 5 Irradiation part 6 Reflector unit 7 Light receiving part 8 Covering 20 Engine (internal combustion engine)
40 Sensor Body 41 Exhaust Gas Passing Hole 41a Inner Wall 60 Reflecting Mirror 81 Passing Hole 82 Pin Member 83 Mounting Hole 86 Laser Light Passing Hole

Claims (4)

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が穿設されたセンサ本体に、該排ガス通過孔内に向けて分析用のレーザ光を照射する照射部と、該照射部より照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡と、排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部とが設けられる排ガス分析用センサにおいて、
前記排ガス通過孔内に、スリーブ形状のカバーリングが、該排ガス通過孔の内壁と離間を有するようにして配設され、
前記センサ本体には、ピン部材が、前記排ガス通過孔の径方向に沿って、前記排ガス通過孔の内部方向に向けて挿入され、
前記カバーリングの外周面には、溝部が形成され、
前記排ガス通過孔内に挿入された前記ピン部材の挿入端が、前記カバーリングの溝部に嵌合することで、前記カバーリングの前記センサ本体に対する円周方向及び軸方向の相対位置が固定され、
前記カバーリングの排ガスの通過方向の長さは、前記排ガス通過孔と略同じに形成され
前記カバーリングの内径は、前記センサ本体が接続される配管の直径と略同じに形成される、
ことを特徴とする排ガス分析用センサ。
An irradiation unit that irradiates a sensor body having an exhaust gas passage hole through which an exhaust gas discharged from an internal combustion engine passes, and an laser beam for analysis toward the inside of the exhaust gas passage hole, and a laser irradiated from the irradiation unit In an exhaust gas analysis sensor provided with a reflecting mirror that multi-reflects light and a light receiving unit that receives laser light transmitted through the exhaust gas,
A sleeve-shaped cover ring is disposed in the exhaust gas passage hole so as to be separated from the inner wall of the exhaust gas passage hole,
A pin member is inserted into the sensor body along the radial direction of the exhaust gas passage hole and toward the internal direction of the exhaust gas passage hole,
A groove is formed on the outer peripheral surface of the cover ring,
The insertion end of the pin member inserted into the exhaust gas passage hole is fitted into the groove portion of the cover ring, so that the circumferential and axial relative positions of the cover ring with respect to the sensor body are fixed,
The length of the exhaust gas passing direction of the cover ring is formed substantially the same as the exhaust gas passage hole ,
The inner diameter of the cover ring is formed substantially the same as the diameter of the pipe to which the sensor body is connected.
An exhaust gas analysis sensor characterized by the above.
前記カバーリングは、外周面から突出されたピン部材を介して前記排ガス通過孔の内壁に当接される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, wherein the cover ring is brought into contact with an inner wall of the exhaust gas passage hole through a pin member protruding from an outer peripheral surface. 前記カバーリングの周面には、前記照射部から照射されたレーザ光を通過させるレーザ光通過孔が形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排ガス分析用センサ。   3. The exhaust gas analysis sensor according to claim 1, wherein a laser beam passage hole through which the laser beam emitted from the irradiation unit passes is formed on a peripheral surface of the cover ring. 前記レーザ光通過孔は、複数の小孔よりなる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 sensor for exhaust gas analysis according to claim 3, wherein the laser beam passage hole includes a plurality of small holes.
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