JP5795285B2

JP5795285B2 - 分析計校正システム及び排ガス分析システム

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Publication number: JP5795285B2
Application number: JP2012117043A
Authority: JP
Inventors: 宮井　優; 優宮井; 中村　博司; 博司中村; 雅浩西川
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: CN103424510B; JP2013242274A; US9255917B2; EP2667190B1; EP2667190A3; EP2667190A2; CN103424510A; US20130312482A1

Description

本発明は、複数の分析計を同時に校正することが可能な分析計校正システム、及び当該分析計校正システムを用いた排ガス分析システムに関するものである。

車両等のエンジンから排出される排ガスを分析するための排ガス分析計は、複数のテスト室にそれぞれ配置して用いられている。なお、各テスト室には、供試体となる車両等のエンジンが設置されている。

そして、これらの排ガス分析計を校正する場合には、それら排ガス分析計にゼロ校正用又はスパン校正用の校正ガスを流す必要がある。ここで、前記校正ガスを貯蔵した校正ガスボンベは高圧であることから、通常、校正ガスボンベは、前記テスト室とは別のボンベ室に設けられている。また、複数の排ガス分析計に対して共通の校正ガスボンベから校正ガスを供給することにより、校正ガスボンベンの本数を減らすようにされている。

ところが従来、複数の排ガス分析計に対して１つの校正ガスボンベから同時に校正ガスを供給して校正する場合には、全ての排ガス分析計において一律の校正時間を設定している。また、この校正時間の間、全ての排ガス分析計に校正ガスを流すように構成されている。

ここで、排ガス分析計の出力値が安定するまでの時間は、前記校正ガスボンベと排ガス分析計との間の校正ガス配管の長さ、当該校正ガス配管の接ガス表面の状態又は校正ガス配管の材質等の配管条件や各排ガス分析計の設置環境等の状況によって異なる。例えば、校正ガスボンベからの配管長が長い排ガス分析計では、校正ガスの到達に時間がかかるため、出力値が安定するまでの時間が長くなる。上述した通り、全ての排ガス分析計について一律に校正時間を設定すると、既に出力値が安定して校正が完了している排ガス分析計に対しても前記校正時間の経過を待つ必要があり、当該排ガス分析計を用いた排ガス測定の開始が遅れてしまうという問題がある。また、既に出力値が安定して校正が完了している排ガス分析計に対しては早期の校正を終了させることができるにも関わらず、校正ガスを流し続けることになり、校正ガスを不要に消費してしまうという問題もある。

特開平８−２３３７３８号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、複数の分析計を同時校正する場合における校正時間を短縮するとともに校正ガスの消費量を削減することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る分析計校正システムは、エンジンから排出される排ガスを分析するための複数の分析計を有し、複数のテスト室それぞれに設けられた複数の排ガス分析装置に、前記複数のテスト室と区画されたボンベ室に設けられた校正ガスボンベからの校正ガスを供給して、前記複数の排ガス分析装置を校正するものであり、同一の校正ガスを前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計に同時に供給するための校正ガスラインと、前記同一の校正ガスが供給された複数の分析計毎に出力値が安定したか否かを判断して当該出力値が安定した分析計の校正を個別に行い、当該校正が終了した分析計への前記校正ガスの供給を個別に停止させて、前記複数の分析計の校正を個別に終了させる制御機器とを備え、前記校正ガスラインが、前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計毎に設けられた複数の分岐ラインと、当該複数の分岐ラインそれぞれに設けられた開閉弁とを有しており、前記制御機器が、前記各分岐ラインの開閉弁を制御することによって前記校正が終了した分析計への校正ガスの供給を個別に停止させて、前記複数の分析計の校正を個別に終了させることを特徴とする。なお、校正ガスを複数の分析計に同時に供給するとは、複数の分析計への校正ガスの供給開始時が同じであることの他、複数の分析計への校正ガスの供給開始時が異なるものの、校正処理途中において複数の分析計に校正ガスが同時に供給されている時間があることを含む概念である。

このようなものであれば、校正ガスラインにより各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計の校正ガスを同時に供給して複数の分析計を同時に校正することができる。また、制御機器が、各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計毎に出力値が安定したか否かを個別に判断して当該出力値が安定した分析計の校正を行い、校正が終了した分析計への校正ガスの供給を停止させるので、各分析計毎に校正時間を最適化して校正時間を短縮することができる。さらに、校正が終了した分析計に不要な校正ガスを流さないため、校正ガスの消費量を削減することができる。その上、各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計毎に設けられた複数の分岐ラインと、当該複数の分岐ラインそれぞれに設けられた開閉弁とを有しているので、複数の分析計に対して校正ガスの供給及び停止を個別に切り替えるための構成を簡便にすることができる。この構成において制御機器が、前記各分岐ラインの開閉弁を制御することによって前記校正が終了した分析計への校正ガスの供給を停止させることが望ましい。

ゼロ校正及びスパン校正の何れにおいても複数の分析計の校正時間を最適化するためには、前記校正ガスラインが、ゼロ校正用のゼロガスを前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計に供給するためのゼロガスラインと、スパン校正用のスパンガスを前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計の供給するためのスパンガスラインとを有しており、前記制御機器が、前記ゼロガスを用いたゼロ校正及び前記スパンガスを用いたスパン校正をこの順で実施させるように構成されていることが望ましい。

このように構成した本発明によれば、複数の分析計を同時校正する場合における校正時間を短縮するとともに校正ガスの消費量を削減することができる。

本実施形態の排ガス分析システムの構成を模式的に示す図。同実施形態の単一の校正ガスラインを模式的に示す図。同実施形態の校正処理のフローチャート。同実施形態の校正方法を示す模式図。

以下に本発明に係る排ガス分析システムの一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の排ガス分析システム１は、図１に示すように、車両等のエンジンが設置された複数のテスト室（図１においてＴＲ１〜ＴＲ３）それぞれに設けられて、当該エンジンから排出される排ガスを分析する複数の排ガス分析装置２と、それら複数の排ガス分析装置２を校正するための分析計校正システム３とを有するものである。なお、複数の排ガス分析装置２は、後述する校正ガスボンベ６からの校正ガス配管の長さ、当該校正ガス配管の接ガス表面の状態又は校正ガス配管の材質等の配管条件や各排ガス分析計の設置環境が互いに異なる。

具体的に排ガス分析装置２は、例えば測定原理の異なる複数の分析計を搭載しており、排ガス中に含まれるＨＣ、ＮＯ_Ｘ、ＣＯ、ＣＯ_２等の各成分を各別に測定することができるものである。また、各テスト室ＴＲ１〜ＴＲ３に配置された排ガス分析装置２の分析計構成は、互いに同一であっても良いし、一部において異なる分析計を有するものであっても良い。なお、複数の排ガス分析装置２は、前記テスト室ＴＲ１〜ＴＲ３と区画された計測室にある中央管理装置（不図示）との間で、例えばＬＡＮを介して、分析データやスケジュールデータ等の各種データの授受を行う。

分析計校正システム３は、図１及び図２に示すように、種類の異なる校正ガス毎に設けられ、当該校正ガスを複数の排ガス分析装置２に同時に供給するための複数の校正ガスライン４と、これら校正ガスライン４を制御するとともに、複数の排ガス分析装置２の校正処理を行う制御機器５とを備えている。

ここで、種類の異なる校正ガスとしては、排ガス分析装置２の分析計２ｘをゼロ校正するためのゼロガス及びスパン校正するためのスパンガス等であり、排ガス分析装置２の異なる分析計２ｘ毎にそれぞれ設けられている。なお、図２における符号２ｘは、同一の校正ガスを用いて校正される、複数の排ガス分析装置２に共通の同一の分析計を示している。

本実施形態の校正ガスライン４は、複数の排ガス分析装置２における同一の分析計２ｘをゼロ校正するためのゼロガスを、当該分析計２ｘに供給するためのゼロガスライン４ａと、複数の排ガス分析装置２における同一の分析計２ｘをスパン校正するためのスパンガスを当該分析計２ｘに供給するためのスパンガスライン４ｂとを有している。なお、これらゼロガスライン４ａ及びスパンガスライン４ｂは、分析計２ｘの種類毎に用意されている。

各校正ガスライン４（４ａ、４ｂ）は、特に図２に示すように、一端が校正ガスを貯蔵する校正ガスボンベ６に接続されており、その下流側で複数の分析計２ｘ毎に対応して分岐した複数の分岐ライン４１と、当該複数の分岐ライン４１それぞれに設けられた電磁弁等の開閉弁４２とを有している。複数の分岐ライン４１は、各テスト室ＴＲ１〜ＴＲ３それぞれに設けられた排ガス分析装置２を構成する同一の分析計２ｘ毎に設けられている。なお、各校正ガスライン４が接続される校正ガスボンベ６は、前記テスト室ＴＲ１〜ＴＲ３及び計測室と区画されたボンベ室ＢＲに配置されている。

制御機器５は、同一の校正ガスが供給された複数の分析計２ｘ毎に出力値が安定したか否かを判断して当該出力値が安定した分析計２ｘを校正するとともに、校正ガスライン４を制御して校正が終了した分析計２ｘへの校正ガスの供給を停止させるものである。

また、制御機器５は、ゼロガスを用いたゼロ校正及びスパンガスを用いたスパン校正をこの順で連続して実施する。そして、制御機器５は、ゼロ校正及びスパン校正の何れにおいても、各分析計２ｘ毎に出力値が安定しているか否を個別に判断して、各分岐ライン４１の各開閉弁４２を制御して、分析計２ｘ毎に校正ガスの供給及び停止を切り替える。なお、制御機器５の機器構成としては、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、ＡＤ変換器、ディスプレイ等からなるコンピュータによって機能するように構成しても良いし、物理的に分離した複数のコンピュータによって機能するように構成しても良い。また、制御機器５の機能を前記中央管理装置に持たせても良い。

具体的に制御機器５は、各分岐ライン４１の各開閉弁４２を制御して、複数の分析計２ｘに校正ガスを導入させるものである。つまり、制御機器５は、図３に示すように、複数の分析計２ｘの校正処理開始時に、校正すべき分析計２ｘに供給する校正ガスボンベ６の出力ポートを開け、校正ガスライン４の分岐ライン４１に設けられた開閉弁４２を開ける。これより、複数の分析計２ｘに校正ガスの供給が同一のタイミングで開始される（ステップＳ１）。

次に、制御機器５は、校正ガスが供給されている複数の分析計２ｘにより得られる出力値データを取得して（ステップＳ２）、当該出力値が安定しているか否かを、複数の分析計２ｘ毎に判断する（ステップＳ３）。具体的には、図４に示すように、校正ガスであるスパンガスの供給を開始してから所定時間間隔で各分析計２ｘの出力値が安定しているか否かを判断する。この出力値の安定判断は、所定の条件を満たしているか否かにより行い、本実施形態では、出力値の時間変動幅が、例えば分析計２ｘのフルスケールに対して例えば０．１％以内等の所定範囲内であるか否かによって行う。そして、上記の判断により、出力値が安定した場合には、その後の出力値を用いて、当該出力値及びスパンガスの既知の成分濃度を比較して、分析計２ｘの校正を行う（ステップＳ４）。一方、前記出力値が安定していない場合には、前記出力値が安定するまで校正ガスを流し続ける。以上が各分析計の校正処理である。図４では、ゼロ校正後のスパン校正について示しているが、スパン校正の前の行われるゼロ校正も同様に行う。なお、図４においては、ゼロ校正終了後にスパン校正処理を開始する際に、ゼロガスからスパンガスへのガスの置換を考慮して待ち時間を設定しているが、待ち時間を設定せず、スパン校正処理開始を始期として所定時間間隔で出力値の安定を判断しても良い。

そして制御機器５は、上記の校正が終了した後に、その校正が終了した分析計２ｘに接続された分岐ライン４１の開閉弁４２を閉じて当該分析計２ｘへの校正ガスの供給を停止させる（ステップＳ５）。この校正が終了した分析計２ｘについては、次の排ガス測定を行うことができる。また、制御機器５は、校正の終了していない分析計２ｘについては、引き続き上記の校正処理を継続する。つまり、上記の通り、所定時間間隔で各分析計２ｘの出力値が安定しているか否かを判断し（ステップＳ３）、出力値が安定した場合には、その後の出力値を用いて、当該出力値及びスパンガスの既知の成分濃度を比較して、分析計２ｘの校正を行う（ステップＳ４）。これにより複数の分析計２ｘそれぞれの校正終了時は互いに独立して決まる。そして、全ての分析計２ｘそれぞれにおいて校正処理が終了すれば（ステップＳ６）、複数の分析計２ｘの校正処理が終了する。

このように構成した本実施形態に係る排ガス分析システム１によれば、校正ガスライン４により複数の分析計２ｘの校正ガスを同時に供給して複数の分析計２ｘを同時に校正することができる。また、制御機器５が、複数の分析計２ｘ毎に出力値が安定したか否かを個別に判断して当該出力値が安定した分析計２ｘの校正を行い、校正が終了した分析計２ｘへの校正ガスの供給を停止させるので、各分析計２ｘ毎に校正時間を最適化することができ、校正時間を短縮することができる。さらに、出力値が安定した分析計２ｘに不要な校正ガスを流さないため、校正ガスの消費量を削減することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば前記実施形態では、ゼロ校正及びスパン校正の何れにおいても、複数の分析計毎に個別に校正して、当該校正が終了した分析計から校正ガスの供給を停止させるようにしているが、ゼロ校正又はスパン校正の何れか一方のみに適用しても良い。なお、スパン校正としては、濃度の異なる校正ガスを用いて多点校正するようにしても良い。

前記実施形態では、同一の校正ガスを供給すべき複数の分析計全てに対して校正ガスの供給開始時を同じにしているが、同一の校正ガスを供給すべき複数の分析計全てに対して校正ガスの供給開始時を異ならせるとともに、校正処理途中において複数の分析計全てに校正ガスが同時に供給されている時間があるようにしても良い。また、同一の校正ガスを供給すべき複数の分析計の少なくとも２つ以上に対する校正ガスの供給開始時を同じにして、校正処理途中において複数の分析計全てに校正ガスが同時に供給されている時間があるようにしても良い。

また、前記校正ガスラインは、同一の校正ガスを供給すべき複数の分析計全てに校正ガスを同時に供給するものであっても良いし、前記複数の分析計の一部（少なくとも２つ以上）に校正ガスを同時に供給するものであっても良い。

さらに、前記実施形態の分析計校正システムを用いて、１つの分析計の校正を行うこともできる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１・・・排ガス分析システム
２・・・排ガス分析装置
２ｘ・・・分析計
３・・・分析計校正システム
４・・・校正ガスライン
４ａ・・・ゼロガスライン
４ｂ・・・スパンガスライン
４１・・・分岐ライン
４２・・・開閉弁
５・・・制御機器
６・・・校正ガスボンベ

Claims

エンジンから排出される排ガスを分析するための複数の分析計を有し、複数のテスト室それぞれに設けられた複数の排ガス分析装置に、前記複数のテスト室と区画されたボンベ室に設けられた校正ガスボンベからの校正ガスを供給して、前記複数の排ガス分析装置を校正するものであり、
同一の校正ガスを前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計に同時に供給するための校正ガスラインと、
前記同一の校正ガスが供給された複数の分析計毎に出力値が安定したか否かを判断して当該出力値が安定した分析計の校正を個別に行い、当該校正が終了した分析計への前記校正ガスの供給を個別に停止させて、前記複数の分析計の校正を個別に終了させる制御機器とを備え、
前記校正ガスラインが、前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計毎に設けられた複数の分岐ラインと、当該複数の分岐ラインそれぞれに設けられた開閉弁とを有しており、
前記制御機器が、前記各分岐ラインの開閉弁を制御することによって前記校正が終了した分析計への校正ガスの供給を個別に停止させて、前記複数の分析計の校正を個別に終了させる分析計校正システム。
前記校正ガスラインが、ゼロ校正用のゼロガスを前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計に供給するためのゼロガスラインと、スパン校正用のスパンガスを前記各テスト室に設けられた排ガス分析装置を構成する分析計からなる複数の分析計の供給するためのスパンガスラインとを有しており、
前記制御機器が、前記ゼロガスを用いたゼロ校正及び前記スパンガスを用いたスパン校正をこの順で実施させるように構成されている請求項１記載の分析計校正システム。
請求項１又は２記載の分析計校正システムを備えた排ガス分析システム。