JP5795286B2

JP5795286B2 - 排ガス分析システム

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Publication number: JP5795286B2
Application number: JP2012117044A
Authority: JP
Inventors: 宮井　優; 優宮井; 伊藤　学; 学伊藤; 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: US20130312487A1; CN103424512B; US9964512B2; CN103424512A; EP2667031B1; EP2667031A3; JP2013242275A; EP2667031A2

Description

本発明は、例えば車両等のエンジン等の内燃機関又は蒸気タービンなどの外燃機関から排出される排ガスを分析するための排ガス分析システムに関するものである。

この種の排ガス分析システムとしては、特許文献１に示すように、排ガスを導入するための導入ポートと、当該導入ポートに接続された排ガス流路と、当該排ガス流路に設けられたサンプリングポンプと、前記排ガス流路上に設けられた分析部とを備えたものがある。

そして、上記の排ガス分析システムでは、サンプリングポンプを定期的に交換等のメンテナンスを行う必要があるが、従来は、サンプリングポンプの累積稼働時間により交換等のメンテナンスの要否を判断したり、或いは、累積稼働時間を考慮せずに、予め定めた定期的なメンテナンス期間によりメンテナンスを行うように構成されている。

しかしながら、上記の通り、所定の累積稼働時間やメンテナンス期間を用いてサンプリングポンプの交換等のメンテナンスを行うことにすると、当該所定の累積稼働時間やメンテナンス期間の経過前であっても、既にサンプリングポンプが経年劣化等により生じる劣化が許容範囲外の場合がある。そうすると、所定の累積稼働時間やメンテナンス期間まで劣化したサンプリングポンプを使用することになり、サンプリング性能の低下を招き、ひいては分析システムの分析性能の低下を招いてしまうという問題がある。

一方で、前記所定の累積稼働時間やメンテナンス期間の経過後であっても、サンプリングポンプの劣化が許容範囲内の場合がある。そうすると、所定の累積稼働時間やメンテナンス期間の経過に伴って使用可能なサンプリングポンプを交換等のメンテナンスを行うことになり、不要なメンテナンスのために測定を止める必要が生じる等の問題がある。

特開平１１−１４５３０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、排ガス分析システムにおけるサンプリングポンプの適切なメンテナンス時期を判断することができるように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排ガス分析システムは、排ガスを導入するための導入ポートと、前記導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、前記メイン流路に設けられて前記導入ポートから排ガスをサンプリングするためのサンプリングポンプと、前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側又は下流側に設けられて、排ガスを分析するための分析部と、前記メイン流路における前記分析部の上流側又は下流側に設けられて、前記分析部に流れる排ガスが分析に必要な流量であるかを確認するためのメイン流量計と、前記メイン流量計の出力値を用いて得られる前記サンプリングポンプのポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かにより前記サンプリングポンプの異常を判断するポンプ異常判断部とを備え、前記ポンプ異常判断部が、前記サンプリングポンプのポンプ流量の経時変化をディスプレイ上にグラフ表示するとともに、該グラフ上に、前記サンプリングポンプにより前記メイン流路に流れる初期排ガス流量に対して所定流量低下した第１異常流量を示す事前注意ライン及び前記第１異常流量に対して所定流量低下した第２異常流量を示す警告ラインを表示し、前記事前注意ラインが、前記サンプリングポンプの劣化によるメンテナンス時期が近いことを示し、前記警告ラインが、前記サンプリングポンプの劣化によるメンテナンス時期に到達したことを示すことを特徴とする。

ここで、サンプリングポンプのポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かは、例えば、ポンプ流量が所定の異常流量以下か否かを判断すること、又は、ポンプ流量の単位時間当たりの減少量（時間変化の傾き）が所定の異常値以下か否かを判断すること等が考えられる。

このようなものであれば、ポンプ異常判断部が、メイン流量計の出力値を用いて得られるポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かによりサンプリングポンプの異常を判断するので、サンプリングポンプの劣化を客観的に判断して適切なメンテナンス時期を判断することができる。これにより、従来の所定の累積稼働時間やメンテナンス期間を用いたポンプのメンテナンスにより生じる不具合（例えば、サンプリング性能の低下や不要なメンテナンス等）を解消することができる。

メイン流量計の出力値から得られるポンプ流量の変動傾向をユーザに示すことによって、当該ポンプ流量が所定の異常条件を満たすまでの時間を予想可能にして、排ガス測定を適切に行うことができるようにするためには、前記ポンプ異常判断部が、前記サンプリングポンプのポンプ流量の経時変化をディスプレイ上にグラフ表示することが望ましい。これならば、グラフ表示されたポンプ流量の経時変化を見て、異常流量に至るまでの残り時間を予測して、当該残り時間で行うことができる測定を選択する等によって、連続して測定を続けることができる等、ユーザの使い勝手を向上させることができる。

前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側及び下流側に設けられた上流側開閉弁及び下流側開閉弁と、前記メイン流路における前記サンプリングポンプ及び前記下流側開閉弁の間に接続された排気流路と、前記排気流路に設けられて、当該排気流路を流れる排気流量を測定する排気流量計と、前記上流側開閉弁及び前記下流側開閉弁を閉じるとともに、前記サンプリングポンプを起動させて、前記排気流量を用いてリークチェックを行うリーク異常判断部とをさらに備えることが望ましい。これならば、従来のチェックガスを流すことによって行っていたリークチェックを行う必要が無いため、チェックガスを不要としてランニングコストを削減することができる。また、適切にメンテナンス時期が判断されたサンプリングポンプを用いて上流側開閉弁及び下流側開閉弁の間の流路におけるリークチェックを行うことができる。

前記リーク異常判断部が、前記サンプリングポンプのポンプ流量と前記排気流量との比であるリーク率を算出し、当該リーク率と所定の異常リーク率とを比較して前記メイン流路のリーク異常を判断するものであることが望ましい。このようにポンプ流量及び排気流量の比（＝「排気流量」／「ポンプ流量」）であるリーク率を用いて異常リークを判断しているので、排ガス測定に影響のあるリークを検知することができる。

このように構成した本発明によれば、排ガス分析システムにおけるサンプリングポンプの適切なメンテナンス時期を判断することができ、サンプリング性能の低下や不要なメンテナンスを防止することができる。

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。同実施形態におけるディスプレイ上のグラフ表示を示す図。

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、図示しない車両等のエンジンが設置されたテスト室に設けられて、当該エンジンから排出される排ガスを分析する排ガス分析装置と、前記テスト室と区画された計測室に設けられた中央管理装置とを有している。そして、排ガス分析装置及び中央管理装置は、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。

なお、排気ガス分析装置は、例えば測定原理の異なる複数の分析部である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。

具体的に排ガス分析システム１は、図１に示すように、エンジンから排出された排ガスを導入する導入ポート２と、当該導入ポート２に一端が接続されたメイン流路３とを備えている。

前記メイン流路３は、導入ポート２から導入された排ガスを加熱して、その加熱された排ガスを加熱型の排ガス分析装置に導くための加熱排ガス流路３ａと、前記導入ポート２から導入された排ガスを加熱することなく常温型の排ガス分析装置に導くための常温排ガス流路３ｂとを備えている。

ここで、加熱排ガス流路３ａに接続される加熱型の排ガス分析装置４は、例えばＴＨＣ計（水素炎イオン検出器（ＦＩＤ計）））等を含むものであり、常温排ガス流路３ｂに接続される常温型の排ガス分析装置４は、例えばＣＯ計（非分散型赤外線分析計（ＮＤＩＲ計））、ＣＯ_２計（非分散型赤外線分析計（ＮＤＩＲ計））、ＮＯ_Ｘ計（化学発光式濃度計（ＣＬＤ計））等を含むものである。

加熱排ガス流路３ａ及び常温排ガス流路３ｂは、導入ポート２の下流側において分岐して形成されている。また、その分岐点の上流側には、排ガス中の塵埃を除去するための除塵フィルタＦ１が設けられている。

加熱排ガス流路３ａの下流側には、加熱排ガス中の所定成分を分析するための１又は複数の分析計４ｘが設けられている。なお、図１においては、２つの分析計４ｘが設けられた場合を示しており、複数の分析計４ｘを設ける場合には、加熱排ガス流路３ａが複数に分岐しており、各分岐路３ａ１、３ａ２にそれぞれ分析計４ｘが設けられる。

また、加熱排ガス流路３ａには、導入ポート２から排ガスをサンプリングして前記分析計４ｘに導入するためのサンプリングポンプＰ１が設けられている。このサンプリングポンプＰ１は、加熱排ガス流路３ａに所定の一定流量の排ガスを流すものであり、制御機器１００によって制御される。

前記サンプリングポンプＰ１の上流側には、サンプリングポンプＰ１により加熱排ガス流路３ａを流れる排ガス流量を測定する例えば圧力式流量計等のメイン流量計ＦＭ１が設けられている。また、このメイン流量計ＦＭ１の上流側には、サンプリングポンプＰ１によりサンプリングされた排ガスの流量を調整するための流量調整弁ＣＶ１が設けられている。その他、加熱排ガス流路３ａにおいて分析計４ｘに至るまでの途中には、排ガスを例えば１３０℃程度に加熱するためのホットホース（不図示）等が取り付けられている。また、サンプリングポンプＰ１の下流側には、分析計４ｘに流入する排ガスの圧力を制御するための圧力調整弁（不図示）が設けられており、当該圧力調整弁により排ガスを外部に排気するための調圧用排気流路（不図示）が接続されている。本実施形態でサンプリングポンプＰ１の上流側にメイン流量計ＦＭ１が設けられているので、ポンプ流量を求めるための流量計を調圧用排気流路に設ける必要はない。

常温排ガス流路３ｂの下流側には、常温排ガス中の所定成分を分析するための１又は複数の分析計４ｘが設けられている。なお、図１においては、２つの分析計４ｘが設けられた場合を示しており、複数の分析計４ｘを設ける場合には、常温排ガス流路３ｂが複数に分岐しており、各分岐路３ｂ１、３ｂ２にそれぞれ分析計４ｘが設けられている。

また、常温排ガス流路３ｂには、導入ポート２から排ガスをサンプリングして前記分析計４ｘに導入するためのサンプリングポンプＰ２が設けられている。このサンプリングポンプＰ２は、常温排ガス流路３ｂに所定の一定流量の排ガスを流すものであり、制御機器１００によって制御される。

前記サンプリングポンプＰ２の上流側には、サンプリングポンプＰ２によりサンプリングされた排ガスの流量を調整するための流量調整弁ＣＶ２が設けられている。さらに、流量調整弁ＣＶ２の上流側には、排ガスに含まれる水分等を除去するためのフィルタＦ２が設けられている。このフィルタＦ２により除去された水は、排水路５を介して外部に排水される。また、サンプリングポンプＰ２の下流側には、排ガスを冷却するための冷却器ＣＵが設けられており、当該冷却器ＣＵにより生じる結露水も排水路６を介して外部に排水される。なお、この排水路６には、チュービングポンプ等の排水ポンプＴＰが設けられている。

この常温排ガス流路３ｂには、各分析計４ｘが設けられた分岐路３ｂ１、３ｂ２において、当該分析計４ｘの上流側に分析計４ｘに流れる排ガスを測定する例えば熱式流量計等のメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３が設けられている。これらのメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３は、常温型の排ガス分析装置４の内部に設けられたものである。ここで、排ガス分析装置４の内部に設けられたとは、排ガス分析装置４が種々の分析計４ｘを単一の筐体内に収容又は保持させたものの場合には、当該筐体内に収容又は保持させることをいい、分析計４ｘをラック等に保持させるものの場合には、当該ラックに保持させることをいう。また、常温排ガス流路３ｂには、分析計４ｘに流入する排ガスの圧力を制御するための圧力調整弁（不図示）がメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３の上流側に設けられており、当該圧力調整弁により排ガスを外部に排気するための調圧用排気流路７が接続されている。前記圧力調整弁は、分析計４ｘに必要以上の排ガスが流れないようにするものである。また、当該調圧用排気流路７には、排気流量を測定する例えば熱式流量計等の排気流量計ＦＭ４が設けられている。

しかして本実施形態の排ガス分析システム１は、前記メイン流路３の加熱排ガス流路３ａ及び常温排ガス流路３ｂに設けられたサンプリングポンプＰ１、Ｐ２のメンテナンスチェックを行うメンテナンスチェック機能及び前記加熱排ガス流路３ａ及び常温排ガス流路３ｂのリークチェックを行うリークチェック機能を有する。

まずメンテナンスチェック機能について説明する。

加熱排ガス流路３ａに設けられたサンプリングポンプＰ１のメンテナンスチェック機能は、サンプリングポンプＰ１の上流側に設けられたメイン流量計ＦＭ１と、当該メイン流量計ＦＭ１の出力値から得られるサンプリングポンプＰ１のポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かによりサンプリングポンプＰ１の異常を判断するポンプ異常判断部８ａとにより構成される。

ポンプ異常判断部８ａは、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インタフェース、ＡＤ変換器、ディスプレイ等を有する汎用乃至専用のコンピュータからなる制御機器１００により構成されている。

具体的に、ポンプ異常判断部８ａは、メイン流量計ＦＭ１により得られる排ガス流量を用いて前記サンプリングポンプＰ１を流れるポンプ流量を算出する。加熱排ガス流路３ａにおいては、１本の加熱排ガス流路３ａにおいてメイン流量計ＦＭ１がサンプリングポンプＰ１の上流側に設けられていることから、当該メイン流量計ＦＭ１の測定値である排ガス流量が、サンプリングポンプＰ１のポンプ流量となる。そして、ポンプ異常判断部８ａは、サンプリングポンプＰ１のポンプ流量と、所定の異常流量とを比較してサンプリングポンプＰ１の異常を判断する。ここで、ポンプ流量が所定の異常流量以下の場合に、当該ポンプ流量が所定の異常条件を満たすことになる。

本実施形態の所定の異常流量は２段階で設定されている。つまり、所定の異常流量は、サンプリングポンプＰ１により加熱排ガス流路３ａに流れる初期排ガス流量に対して所定流量低下した第１異常流量Ｑｘ１と、当該第１異常流量Ｑｘ１に対して所定流量低下した第２異常流量Ｑｘ２との２種類である。第１異常流量Ｑｘ１は、サンプリングポンプＰ１のメンテナンス時期ではないものの、近々メンテナンス時期が近いことを示すための流量である。一方、第２異常流量Ｑｘ２は、サンプリングポンプＰ１のメンテナンス時期に到達したことを示すための流量であり、分析計４ｘに最低限必要な流量である。

そして、ポンプ異常判断部８ａは、メイン流量計ＦＭ１により得られた排ガス流量が前記第１異常流量Ｑｘ１よりも小さくなった場合に、事前注意（Ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎ）をユーザに報知する。これにより、ユーザは、サンプリングポンプＰ１のメンテナンス時期が近いことを知ることができる。また、ポンプ異常判断部８ａは、メイン流量計ＦＭ１により得られた排ガス流量が前記第２異常流量Ｑｘ２よりも小さくなった場合に、警告（Ａｌａｒｍ）をユーザに報知する。これにより、ユーザは、サンプリングポンプＰ１がメンテナンス時期にあることを知ることができる。

また、ポンプ異常判断部８ａは、図２に示すように、サンプリングポンプＰ１のポンプ流量をディスプレイ上にグラフ表示する。このときグラフ上には、前記第１異常流量Ｑｘ１を示す事前注意ラインＬ１、前記第２異常流量Ｑｘ２を示す警告ラインＬ２を表示する。このようにグラフ表示することで、サンプリングポンプＰ１のポンプ流量の変動傾向をユーザに示すことによって、ポンプ流量が異常流量（Ｑｘ１、Ｑｘ２）に至るまでの時間を予想可能にして、排ガス測定を適切に行うことができる。

常温排ガス流路３ｂに設けられたサンプリングポンプＰ２のメンテナンスチェック機能は、サンプリングポンプＰ２の下流側において、各分岐路３ｂ１、３ｂ２に設けられた複数のメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３と、調圧用排気流路７に設けられた排気流量計ＦＭ４と、前記複数のメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３及び排気流量計ＦＭ４の出力値から得られるサンプリングポンプＰ２のポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かによりサンプリングポンプＰ２の異常を判断するポンプ異常判断部８ｂとにより構成されている。

ポンプ異常判断部８ｂは、前記加熱排ガス流路３ａのポンプ異常判断部８ａと同様に、制御機器１００により構成されている。

具体的に、ポンプ異常判断部８ｂは、複数のメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３により得られる排ガス流量と排気流量計ＦＭ４により得られる排気流量とから前記サンプリングポンプＰ２を流れるポンプ流量を算出する。詳細にポンプ異常判断部８ｂは、複数のメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３により得られる排ガス流量と排気流量計ＦＭ４により得られる排気流量との合計値を算出して、この合計値を前記ポンプ流量とする。そして、ポンプ異常判断部８ｂは、当該ポンプ流量と、所定の異常流量とを比較してサンプリングポンプＰ２の異常を判断する。ここで、ポンプ流量が所定の異常流量以下の場合に、当該ポンプ流量が所定の異常条件を満たすことになる。なお、ポンプ異常判断部８ｂにおける異常判断方法は、前記ポンプ異常判断部８ａの異常判断方法と同様である。

次に、リークチェック機能について説明する。

本実施形態のリークチェック機能は、加熱排ガス流路３ａ及び常温排ガス流路３ｂの両方のリークチェックを同時に行うものである。具体的にリークチェック機能は、メイン流路３におけるサンプリングポンプＰ１、Ｐ２の上流側及び下流側に設けられた上流側開閉弁Ｖ１及び下流側開閉弁Ｖ２、Ｖ３と、メイン流路３におけるサンプリングポンプＰ１、Ｐ２及び下流側開閉弁Ｖ２、Ｖ３の間に接続された排気流路９、１０と、排気流路９、１０に設けられて、当該排気流路９、１０を流れる排気流量を測定する排気流量計ＦＭ５、ＦＭ６と、上流側開閉弁Ｖ１及び下流側開閉弁Ｖ２、Ｖ３を閉じるとともに、サンプリングポンプＰ１、Ｐ２を起動させて、排気流量計ＦＭ５、ＦＭ６により得られる排気流量を用いてリークチェックを行うリーク異常判断部１１とから構成されている。

上流側開閉弁Ｖ１は、導入ポート２の下流側直近に設けられることが望ましく、本実施形態では、排ガス流路３ａ、３ｂの分岐点の上流側において、導入ポート２及び除塵フィルタＦ１の間に設けられている。なお、排ガス流路３ａ、３ｂそれぞれの上流側に上流側開閉弁Ｖ１を設けても良い。なお、上流側開閉弁Ｖ１は、制御機器１００により制御される電磁弁である。

また、加熱排ガス流路３ａの下流側開閉弁Ｖ２は、加熱排ガス流路３ａにおいてサンプリングポンプＰ１及び分岐路３ａ１、３ｂ１の分岐点の間に設けられている。一方、常温排ガス流路３ｂの下流側開閉弁Ｖ３は、常温排ガス流路３ｂにおいてサンプリングポンプＰ２及び冷却器ＣＵの間に設けられている。なお、下流側開閉弁Ｖ２、Ｖ３は、制御機器１００により制御される電磁弁である。

そして、加熱排ガス流路３ａの排気流路９は、加熱排ガス流路３ａにおいて、サンプリングポンプＰ１及び下流側開閉弁Ｖ２の間に接続されている。この排気流路９には、開閉弁Ｖ４及び排気流量計ＦＭ５がこの順に設けられている。一方、常温排ガス流路３ｂの排気流路１０は、常温排ガス流路３ｂにおいて、サンプリングポンプＰ２及び下流側開閉弁Ｖ３の間に接続されている。この排気流路１０には、開閉弁Ｖ５及び排気流量計ＦＭ６がこの順に設けられている。なお、開閉弁Ｖ５、Ｖ６は、制御機器１００により制御される電磁弁である。

リーク異常判断部１１は、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インタフェース、ＡＤ変換器、ディスプレイ等を有する汎用乃至専用のコンピュータからなる制御機器１００により構成されている。なお、リーク異常判断部１１は、前記ポンプ異常判断部８ａ、８ｂを構成する制御機器１００と物理的に分離した制御機器により構成したものであっても良い。

具体的に、リーク異常判断部１１は、リークチェック工程において、上流側開閉弁Ｖ１及び下流側開閉弁Ｖ２、Ｖ３を閉じるとともに、排気流路９、１０に設けられた開閉弁Ｖ４、Ｖ５を開ける。そして、サンプリングポンプＰ１、Ｐ２を起動させて、上流側開閉弁Ｖ１及びサンプリングポンプＰ１、Ｐ２の間の流路から気体を排出する。そして、このとき排気流量計ＦＭ５、ＦＭ６から得られる出力値を取得する。なお、加熱排ガス流路３ａにおいて上流側開閉弁Ｖ１及びサンプリングポンプＰ１との間にリークが無い場合には、排気流量計ＦＭ５の出力値はゼロである。また、常温排ガス流路３ｂにおいて上流側開閉弁Ｖ１及びサンプリングポンプＰ２との間にリークが無い場合には、排気流量計ＦＭ６の出力値はゼロである。本実施形態では、排ガス測定時においてサンプリングポンプＰ１、Ｐ２の上流側は負圧となりリーク影響が大きいことから、リークチェック機能がサンプリングポンプＰ１、Ｐ２の上流側のリークチェックを行うように構成している。

また、リーク異常判断部１１は、当該リークチェック工程前に、加熱排ガス流路３ａにおいては、メイン流量計ＦＭ１により得られる測定時の排ガス流量（＝加熱側ポンプ流量）を取得し、常温排ガス流路３ｂにおいては、複数のメイン流量計ＦＭ２、ＦＭ３により得られる測定時の排ガス流量及び排気流量計ＦＭ４により得られる測定時の排気流量との合計値（＝常温側ポンプ流量）を取得する。

そして、リーク異常判断部１１は、加熱排ガス流路３ａにおいては、前記加熱側ポンプ流量及び排気流量計ＦＭ５により得られる排気流量（リーク流量）との比であるリーク率を算出し、当該リーク率と所定の異常リーク率（例えば０．５％）とを比較して前記加熱排ガス流路３ａのリーク異常を判断する。また、リーク異常判断部１１は、常温排ガス流路３ｂにおいては、前記冷却側ポンプ流量及び排気流量計ＦＭ６により得られる排気流量（リーク流量）との比であるリーク率（例えば０．５％）を算出し、当該リーク率と所定の異常リーク率とを比較して前記常温排ガス流路３ｂのリーク異常を判断する。

このようにしてリーク異常判断部１１が、加熱排ガス流路３ａ又は常温排ガス流路３ｂにおいてリーク異常があると判断した場合には、ディスプレイ上にリーク異常をユーザに報知するため表示を行う。

なお、加熱排ガス流路３ａにおいては、リークチェックにおける排気流量（リーク流量）にメイン流量計ＦＭ１の出力値を用いないのは、排ガス流量とリーク流量とは流量レンジが異なるため、測定レンジの大きいメイン流量計ＦＭ１では、リーク流量を精度良く測定できないためである。

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、ポンプ異常判断部８ａ、８ｂが、メイン流量計ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３により得られる排ガス流量を用いてサンプリングポンプＰ１、Ｐ２を流れるポンプ流量を算出し、当該ポンプ流量と所定の異常流量とを比較してサンプリングポンプＰ１、Ｐ２の異常を判断するので、サンプリングポンプＰ１、Ｐ２の劣化を客観的に判断して適切なメンテナンス時期を判断することができる。これにより、従来の所定の累積稼働時間やメンテナンス期間を用いたポンプのメンテナンスにより生じる不具合（例えば、サンプリング性能の低下や不要なメンテナンス等）を解消することができる。また、分析部４ｘに流れる排ガス流量を測定するメイン流量計ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３の出力値を用いてポンプ流量を算出しているので、別途サンプリングポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量を測定するための計測機器を設ける必要が無く、システム構成を複雑化させることなく、適切なメンテナンス時期を判断することができる。

また、リーク異常判断部１１が、ポンプ流量及びリーク流量の比（＝「リーク流量」／「加熱側ポンプ流量」、「リーク流量」／「常温側ポンプ流量」）であるリーク率を用いて異常リークを判断しているので、排ガス測定に影響のあるリークを好適に検知することができる。

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、加熱排ガス流路３ａにおいてサンプリングポンプの上流側に１つのメイン流量計を設けた構成を示しているが、サンプリングポンプの下流側に設けたものであっても良いし、複数の分析計がそれぞれ接続された複数の分岐路それぞれに複数のメイン流量計を設けた構成としても良い。

また、前記実施形態では、メイン流路が、加熱排ガス流路及び常温排ガス流路の２つに分岐したものであったが、分岐することなく、加熱排ガス流路又は常温排ガス流路としてものであっても良いし、２つ以上の加熱排ガス流路に分岐したものであっても良いし、２つ以上の常温排ガス流路に分岐したものであっても良い。

また、サンプリングポンプのポンプ流量をディスプレイ上にグラフ表示するものであったが、グラフ表示することなく、ポンプ流量が第１異常流量以下となった場合に事前注意をユーザに報知し、ポンプ流量が第２異常流量以下となった場合に警告をユーザに報知するように構成しても良い。

また、リークチェック機能に関しては、リーク率を算出して所定の異常リーク率と比較するものの他、排気流量計により得られた排気流量（リーク流量）と所定の異常リーク流量（閾値）とを比較するものであっても良い。

さらに、リークチェックは、上流側開閉弁及びサンプリングポンプの間に圧力センサを設けておき、上流側開閉弁を閉じた状態でサンプリングポンプを起動させて、その際に得られる圧力値を用いてリークチェックを行うようにしても良い。

その上、前記実施形態では、加熱排ガス流路及び常温排ガス流路の両方を同時にリークチェックするものであったが、一方の排ガス流路毎に、リークチェックするように構成しても良い。また、上流側開閉弁Ｖ１及び下流側開閉弁Ｖ２、Ｖ３を閉じて、一方の排ガス流路に設けたサンプリングポンプのみを起動させることによって、加熱排ガス流路及び常温排ガス流路の両方のリークチェックを行うようにしても良い。この場合のリーク率としては、例えば、加熱側ポンプ流量及び常温側ポンプ流量とリーク流量との比（＝「リーク流量」／「（加熱側ポンプ流量）＋（常温側ポンプ流量）」）とすることが考えられる。

また、制御機器が、前記メイン流量計により得られる出力値を取得して、前記分析計に流れる排ガスが測定に必要な流量であるか否かを判断する必要流量判断部を備えるものであっても良い。

また、排ガス分析システムを、排ガスを導入するための導入ポートと、前記導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、前記メイン流路に設けられて前記導入ポートから排ガスをサンプリングするためのサンプリングポンプと、前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側又は下流側に設けられて、排ガスを分析するための分析部と、前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側及び下流側に設けられた上流側開閉弁及び下流側開閉弁と、前記メイン流路における前記サンプリングポンプ及び前記下流側開閉弁の間に接続された排気流路と、前記排気流路に設けられて、当該排気流路を流れる排気流量を測定する排気流量計と、前記上流側開閉弁及び前記下流側開閉弁を閉じるとともに、前記サンプリングポンプを起動させて、前記排気流量を用いてリークチェックを行うリーク異常判断部と備えるものとしても良い。これならば、従来のチェックガスを流すことによって行っていたリークチェックを行う必要が無いため、チェックガスを不要としてランニングコストを削減することができる。また、適切にメンテナンス時期が判断されたサンプリングポンプを用いて上流側開閉弁及び下流側開閉弁の間の流路におけるリークチェックを行うことができる。

また、前記実施形態では、エンジンの排ガスを分析するものであったが、その他、蒸気タービン等の外燃機関から排出される排ガスを分析するものであっても良い。

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・・・導入ポート
３・・・メイン流路
４ｘ・・・分析計（分析部）
Ｐ１、Ｐ２・・・サンプリングポンプ
ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３・・・メイン流量計
Ｖ１・・・上流側開閉弁
Ｖ２、Ｖ３・・・下流側開閉弁
８ａ、８ｂ・・・ポンプ異常判断部
９、１０・・・排気流路
ＦＭ５、ＦＭ６・・・排気流量計
１１・・・リーク異常判断部

Claims

排ガスを導入するための導入ポートと、
前記導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、
前記メイン流路に設けられて前記導入ポートから排ガスをサンプリングするためのサンプリングポンプと、
前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側又は下流側に設けられて、排ガスを分析するための分析部と、
前記メイン流路における前記分析部の上流側又は下流側に設けられて、前記分析部に流れる排ガスが分析に必要な流量であるかを確認するためのメイン流量計と、
前記メイン流量計の出力値を用いて得られる前記サンプリングポンプのポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かにより前記サンプリングポンプの異常を判断するポンプ異常判断部とを備え、
前記ポンプ異常判断部が、前記サンプリングポンプのポンプ流量の経時変化をディスプレイ上にグラフ表示するとともに、該グラフ上に、前記サンプリングポンプにより前記メイン流路に流れる初期排ガス流量に対して所定流量低下した第１異常流量を示す事前注意ライン及び前記第１異常流量に対して所定流量低下した第２異常流量を示す警告ラインを表示し、
前記事前注意ラインが、前記サンプリングポンプの劣化によるメンテナンス時期が近いことを示し、前記警告ラインが、前記サンプリングポンプの劣化によるメンテナンス時期に到達したことを示す排ガス分析システム。
前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側及び下流側に設けられた上流側開閉弁及び下流側開閉弁と、
前記メイン流路における前記サンプリングポンプ及び前記下流側開閉弁の間に接続された排気流路と、
前記排気流路に設けられて、当該排気流路を流れる排気流量を測定する排気流量計と、
前記上流側開閉弁及び前記下流側開閉弁を閉じるとともに、前記サンプリングポンプを起動させて、前記排気流量を用いてリークチェックを行うリーク異常判断部とをさらに備える請求項１記載の排ガス分析システム。
前記リーク異常判断部が、前記サンプリングポンプのポンプ流量と前記排気流量との比であるリーク率を算出し、当該リーク率と所定の異常リーク率とを比較して前記メイン流路のリーク異常を判断するものである請求項２記載の排ガス分析システム。
排ガスを導入するための導入ポートと、
前記導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、
前記メイン流路に設けられて前記導入ポートから排ガスをサンプリングするためのサンプリングポンプと、
前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側又は下流側に設けられて、排ガスを分析するための分析部と、
前記メイン流路における前記分析部の上流側又は下流側に設けられて、前記分析部に流れる排ガスが分析に必要な流量であるかを確認するためのメイン流量計と、
前記メイン流量計の出力値を用いて得られる前記サンプリングポンプのポンプ流量が所定の異常条件を満たすか否かにより前記サンプリングポンプの異常を判断するポンプ異常判断部と、
前記メイン流路における前記サンプリングポンプの上流側及び下流側に設けられた上流側開閉弁及び下流側開閉弁と、
前記メイン流路における前記サンプリングポンプ及び前記下流側開閉弁の間に接続された排気流路と、
前記排気流路に設けられて、当該排気流路を流れる排気流量を測定する排気流量計と、
前記上流側開閉弁及び前記下流側開閉弁を閉じるとともに、前記サンプリングポンプを起動させて、前記排気流量を用いてリークチェックを行うリーク異常判断部とを備える排ガス分析システム。