JP6472706B2 - 排ガス分析装置 - Google Patents
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Description
本発明は、排ガス中の成分を分析する分析計を具備する車載型の排ガス分析装置に関するものである。
例えば、非分散赤外線吸収（ＮＤＩＲ）法によって排ガス中の水分濃度を測定する場合に排ガスが冷やされて水分が凝縮し、本来とは異なる測定値となるのを防ぐため、水分濃度計に到達するまでのサンプリングラインを加熱しているものがある（特許文献１）。
このものは、温調機構によりサンプリングライン中の排ガスが１００℃以上となるようにしておき、排ガス中での水分の凝縮が発生しないように構成されている。また、排ガス中の水分以外の濃度しか測定しない場合でも、水分濃度が大きく変化するとその他の成分の測定精度に影響が出るため、サンプリングライン中の排ガスの温度はやはり１００℃以上となるように構成されている。
しかしながら、車載型の排ガス分析装置は例えば車両のバッテリを電力供給源としており、電力容量が限られているため、上記のような温調機構で大きな電力消費が発生していると、排ガス分析装置の可動時間が非常に限られてしまい、十分な排ガス分析が行いにくい。
本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、分析計に排ガスが到達するまでの間は水分が凝縮することを防ぎ、正確な分析を行えるようにするとともに、排ガスの温調における電力消費量を大幅に低減できる排ガス分析装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の排ガス分析装置は、排ガス中の成分を分析する分析計を具備する車載型の排ガス分析装置であって、外部から排ガスが導入される排ガス導入端子から前記分析計までの排ガスの流路であるサンプリングラインと、前記サンプリングライン内を所定圧力に減圧する減圧源と、前記サンプリングライン内を流れる排ガスを少なくとも第１温度となるように温調する温調機構と、を備え、前記第１温度が、減圧された所定圧力における水分の蒸発温度以上、かつ、一気圧における水分の蒸発温度より低い温度に設定されることを特徴とする。
このようなものであれば、サンプリングラインを流れる排ガスは減圧されて、通常よりも蒸発しやすい状態となっているので、前記第１温度を例えば１００℃よりも低い温度に設定してもサンプリングラインや分析計において水分の凝縮が発生するのを防ぐことができる。
さらに、前記第１温度が、従来と比較して低く設定されているので温調による電力消費量も大幅に低減し、バッテリのような電力容量が限られている車載型の排ガス分析装置でも十分な可動時間を確保することができる。
排ガス中の水分濃度が極端に高くなっている場合や、車両の外部環境が特殊な場合でも、分析計に至るまでの間に排ガス中の水分の凝縮が発生しないようにするには、前記温調機構が、所定条件下では前記第１温度よりも高い温度である第２温度で排ガスを温調するように構成されていればよい。
車両のエンジンが長時間停止しており排気管等が冷えた状態からエンジンがかけられるコールドスタート時には、水分の凝縮が生じやすく排ガス中に多量の水滴が含まれている場合がある。コールドスタート時に発生した水滴は後続する排ガス分析中に気化して分析データに大きな誤差として現れる場合がある。コールドスタート時に発生する水滴がサンプリングラインや分析計で留まらないようにして、このような問題が生じないようにするには、前記温調機構が、車両がコールドスタートする場合には前記第２温度で排ガスを温調するように構成されていればよい。
排ガス中における水分の凝縮のしやすさは、大気圧の大きさにも影響を受けることを利用して、排ガス中の水分の凝縮を防ぎつつ、前記温調機構における電力消費量をさらに低減できるようにするには、前記温調機構が、前記サンプリングラインを温調する電熱線ヒータと、前記電熱線ヒータに目標値である設定温度を設定する温度設定部と、を具備し、前記温度設定部が、大気圧に応じて設定温度を変更するように構成されていればよい。
排ガス中に含まれる水分濃度は例えばガソリンエンジンか、ディーゼルエンジンかによって大きく異なっている。このような車両に搭載されている内燃機関の種類の違いによる水分の凝縮のしやすさを考慮して水分の凝縮を防ぎつつ、前記温調機構における消費電力を低減できるようにするには、前記温度設定部が、車両の内燃機関の種類に応じて設定温度を変更するように構成されていればよい。
排ガス中に含まれる水分濃度は、何らかの原因で急に高くなり、分析計の分析に大きな影響を与える場合がある。このような急な水分濃度の変化があった場合でも水分の凝縮が発生するのを防ぎ、分析にできるだけ影響が表れないようにするには、前記分析計が、排ガス中の水分の濃度を分析するものであり、前記温度設定部が、前記分析計の指示値に応じて設定温度を変更するように構成されていればよい。
このように本発明の排ガス分析装置は、前記サンプリングラインが前記減圧源により減圧されているとともに、前記第１温度が従来よりも設定された状態で前記温調機構による温調が行われるように構成されているので、排ガス中の水分の凝縮は防ぐとともに、前記温調機構による消費電力は大幅に低減することができる。
本発明の一実施形態に係る排ガス分析装置５及び排ガス分析システム２００について各図を参照しながら説明する。
本実施形態に係る排ガス分析システム２００は、車載型のものであって、図１に示すように車両ＶＨの内燃機関１（エンジン）に連結された排気管２から排出される排ガス中の、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、全炭化水素（ＴＨＣ）等の含有成分を分析するものである。ここで、分析とは各分析対象物質の有無の検出や、その濃度測定等を含む概念である。
具体的には前記排ガス分析システム２００は、図１に示すように前記排気管２の開口側端部に装着される排ガス採取機構３と、車内に搭載される排ガス分析装置５と、前記排ガス採取機構３で採取された排ガスを所定の温度に保ちながら前記排ガス分析装置５へと導入するためのホットホース４と、前記排ガス分析装置５へ電力を供給するものであり、車両ＶＨのバッテリ又は別のバッテリと接続される電源切替装置６と、から構成してある。前記ホットホース４は樹脂製又は金属製の内管と、前記内管の外周面に沿って設けられた電熱線と、前記内管及び電熱線の外側を覆うように設けられた断熱材とを備えたものである。このホットホース４は車両ＶＨの外部にある前記排ガス採取機構３に一端が接続され、車両ＶＨのトランクルームにある水抜き穴等の穴を通ってトランクルーム内へと入るようにしてある。また、このホットホース４のもう一端は、トランクルームからシートのある車内へと導かれ、前記排ガス分析装置５に接続される。
以下では、前記排ガス分析装置５について図２を参照しながら説明する。
前記排ガス分析装置５は、排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、水分、窒素酸化物の分析を行う排ガス分析装置本体１００と、前記排ガス分析装置本体１００に着脱可能に固定され、排ガス中の炭化水素の分析を行う拡張分析ユニット１０１と、前記排ガス分析装置本体１００と前記拡張分析ユニット１０１からの出力信号を受信し、各分析データの処理、及び、記憶する演算記憶ユニット１０２と、から構成してある。
図２に示すように、前記排ガス分析装置５は下側から前記演算記憶ユニット１０２、前記排ガス分析装置本体１００、前記拡張分析ユニット１０１の順番で積層させて、前記排ガス分析装置本体１００に対して前記演算記憶ユニット１０２及び前記拡張分析ユニット１０１が一体となるように固定してある。そして、図２に示すように前記排ガス採取機構３で採取された排ガスは前記ホットホース４を介して、まず前記拡張分析ユニット１０１に導入される。前記拡張分析ユニット１０１に導入された排ガスの一部は分流されて前記拡張分析ユニット１０１と前記排ガス分析装置本体１００との間を接続する接続配管ＣＮを介して前記排ガス分析装置本体１００内に導入される。そして、前記排ガス分析装置本体１００と前記拡張分析ユニット１０１で分析に使用された排ガスは合流して前記排ガス分析装置５の入出力面から外部へと排気されるように構成してある。
各部について説明する。
前記排ガス分析装置本体１００は、図２に示すようにＣＯ・ＣＯ２分析計５１と、ＮＯＸ分析計５２を筐体の内部に収容しているものである。
前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１は、非分散赤外線吸収（ＮＤＩＲ）法により排ガス中に含まれる一酸化炭素又は二酸化炭素の濃度を連続測定するものである。このＣＯ・ＣＯ２分析計５１は、合わせて排ガス中の水分の濃度も連続測定するように構成してあり、水分濃度計としての機能も発揮するように構成してある。
前記ＮＯＸ分析計５２は、排ガス中のＮＯＸの濃度を化学発光法（ケミルミネッセンス法）により連続測定するものである。なお、前記ＮＯＸ分析計５２は、非分散型紫外線分析（ＮＤＵＶ）法により、排ガス中のＮＯＸの濃度を測定するように構成しても構わない。
次に拡張分析ユニット１０１について説明する。
この拡張分析ユニット１０１は、図２に示すように概略扁平直方体形状のものであり、内部に水素炎イオン（ＦＩＤ）法により排ガス中の炭化水素の濃度を連続測定するＴＨＣ分析計５３を備えたものである。前記拡張分析ユニット１０１は炭化水素について分析する必要がある場合に前記排ガス分析装置本体１００に取り付けられるものである。なお、炭化水素の分析が必要ない場合にはこの拡張分析ユニット１０１を外した状態にし、前記排ガス分析装置本体１００の排ガス導入端子ＩＮ２に直接ホットホース４が接続されて排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、水分の分析のみが行われるようにしてある。
次に演算記憶ユニット１０２について説明する。
前記演算記憶ユニット１０２は、前記排ガス分析装置本体１００及び前記拡張分析ユニット１０１から出力される分析データ信号を受け付け、前記分析データ信号の示す分析データのデータ処理を行い、所定の演算処理が行われた処理後データを記憶し、その処理後データを所定の態様で携帯型のパソコン７に表示させるものである。つまり、前記携帯型のパソコンは、排ガス分析の結果を表示するためのディスプレイとしての機能と、前記排ガス分析装置５に対する設定変更のための入力デバイスとしての機能のみを発揮しており、実質的なデータ処理等は行っていない。
より具体的にはこの演算記憶ユニット１０２は、概略扁平直方体形状をなすものであり、その内部にＣＰＵ、メモリ、入出力機器、等を備えたいわゆるコンピュータとしての機能を有したものである。そして、前記メモリに格納されている排ガス分析用のプログラムが実行されることにより、前記演算記憶ユニット１０２は、各分析計から出力される分析データ信号と、車両ＶＨから得られる走行データ信号とを受け付け、これらの信号から所定の形式の処理後データである排ガス分析データへと変換する分析演算部５４と、前記分析演算部５４で算出された分析データを記憶する排ガス分析データ記憶部５５と、としての機能を発揮するように構成してある。
前記分析演算部５４は、各分析計から出力される信号から具体的な測定値へ変換や、各測定値に基づいて水分等による測定値に対する影響を補正する。また、車両ＶＨから得られる走行データと各測定値を組み合わせて最終的な排ガス分析データとして出力するように構成してある。
前記排ガス分析データ記憶部５５は、前記分析演算部５４から出力される最終的な排ガス分析データを不揮発性のメモリに記憶するものである。なお、前記携帯型のパソコン７は、この排ガス分析データ記憶部５５にアクセスして、最終的な排ガス分析データを取得し、所定の表示形式で表示するためだけに用いられており、前記排ガス分析装置本体１００及び拡張分析ユニット１０１から出力される分析データ信号の示す分析データに関する演算処理等は行っていない。
このように、前記演算記憶ユニット１０２は携帯型のパソコンなしで、排ガス分析データの生成、記憶をスタンドアローンで実行できるように構成してあるので、万が一パソコンとの接続が途切れたとしても、排ガスの分析が中断されることはない。
次に排ガス分析装置５内における排ガスの流路構成及び温調機構８について図２を参照しながら説明する。
本実施形態では、ホットホース４が接続されている前記拡張分析ユニット１０１の排ガス導入端子ＩＮ１からＴＨＣ分析計５３に至るまでの排ガスの流路である第１サンプリングラインＳＬ１と、前記拡張分析ユニット１０１の排ガス分流端子ＥＸ１と前記排ガス分析装置本体１００の排ガス導入端子ＩＮ２を接続する接続配管ＣＮと、前記排ガス分析装置本体１００の排ガス導入端子ＩＮ２から前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１に至るまでの排ガスの流路である第２サンプリングラインＳＬ２と、前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１自体とを温調する温調機構８が設けてある。
より具体的には、前記温調機構８は、第１サンプリングラインＳＬ１、接続配管ＣＮ、第２サンプリングラインＳＬ２、ＣＯ・ＣＯ２分析計５１に設けられた電熱線ヒータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ（以降、区別する必要がない場合には８１で代表させる）と、前記電熱線ヒータ８１に目標値である設定温度を設定する温度設定部８２とを具備するものである。なお、この温調機構８における制御動作も、ＣＰＵ、メモリ、入出力手段等からなるコンピュータによってメモリに格納された温調用プログラムが実行されることにより、その機能が実現されるように構成してある。
なお、前記温調機構８における温度設定部８２は必須の構成ではなく、例えば前記電熱線ヒータ８１が後述する第１温度のみで動作するように構成する、あるいは、前記電熱線ヒータ８１が後述する第１温度と第２温度で切替可能に動作するように構成したものであっても構わない。本実施形態のように温度設定部８２があれば、状況に応じて前記電熱線ヒータ８１を様々な温度で動作させ、より細やかな排ガスの温調が可能となる。
前記電熱線ヒータ８１は、設定された設定温度を保つように印加される電流、又は、電圧がフィードバック制御されるように構成してある。
前記温度設定部８２は、前記パソコン７又は図示しない設定手段によりユーザによって入力される設定信号を受け付けて、前記電熱線ヒータ８１に目標値である設定温度を設定するものである。本実施形態では、受け付けられた設定信号に基づいて、通常の排ガス分析時に用いられる第１温度と、コールドスタート時に用いられる第２温度とのいずれかを設定温度として前記電熱線ヒータ８１に設定するように前記温度設定部８２は構成してある。
前記温度設定部８２により設定される設定温度は、前記電熱線ヒータ８１が設けられている場所によって異ならせることができるようにしてある。すなわち、本実施形態では通常の使用状態ではホットホース４、及び、前記ＴＨＣ分析計５３に至るまでの第１サンプリングラインＳＬ１では排ガスの温度が１９１℃に保たれるようにしてあり、第１サンプリングラインＳＬ１から分岐し前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１に至るまでの接続配管ＣＮ、及び、第２サンプリングラインＳＬ２、及び、前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１自体では排ガスの温度が９５℃に保たれるようにしてある。
言い換えると、通常使用時において前記温度設定部８２は第１温度として、前記第１サンプリングラインＳＬ１に設けられた電熱線ヒータ８１ａに対しては１９１℃を設定し、前記接続配管ＣＮ、前記第２サンプリングラインＳＬ２に設けられた電熱線ヒータ８１ｂ、８１ｃ、及び、前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１設けられた電熱線ヒータ８１ｄに対しては９５℃を設定するようにしてある。
なお、前記温度設定部８２により前記サンプリングラインＳＬ２に設けられた電熱線ヒータ８１ｃに設定される設定温度とＣＯ・ＣＯ２分析計５１に設けられた電熱線ヒータ８１ｄに設定される設定温度をそれぞれ異ならせても構わない。この場合、排ガスの流れに対して上流側にある電熱線ヒータ８１に設定される設定温度ほど高い温度となるようにすればよい。例えば接続配管ＣＮ及び前記第２サンプリングラインＳＬ２を温調する電熱線ヒータ８１ｂ、８１ｃに第１温度として９５℃を設定し、ＣＯ・ＣＯ２分析計５１を温調する電熱線ヒータ８１ｄには第１温度として８０℃を設定することもできる。このように第１温度を設定すれば、各電熱線ヒータ８１ｂ、８１ｃ、８１ｄに第１温度として９５℃を設定している場合に比べて、さらに低消費電力を実現できる。
ここで、水分濃度計でもある前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１に至るまでの排ガスの流路である第２サンプリングラインＳＬ２に設けられた電熱線ヒータ８１ｃに通常分析時に設定温度として設定される第１温度について説明する。本実施形態では、排ガス分析装置５内の流路で排ガスを流すために前記減圧源９により減圧されており、前記第２サンプリングラインＳＬ２における排ガスの圧力は大気圧よりも低い圧力に減圧されている。つまり、前記第２サンプリングラインＳＬ２における水分の飽和蒸気圧は一気圧のものと比較して低下しており、水分は沸騰しやすい状態となっている。そこで、本実施形態では、第２サンプリングラインＳＬ２における排ガスの目標温度として第１温度は１００℃よりも低く、かつ、前記所定圧力における水の沸点よりも高い温度である９５℃に設定し、水分の凝縮を防ぐとともに前記電熱線ヒータ８１における消費電力が低減されるようにしてある。
また、ホットホース４及び第１サンプリングラインＳＬ１に設けられた電熱線ヒータ８１ａに通常分析時の設定温度として設定される第１温度が１９１℃としてあるのは、前記ＴＨＣ分析計５３の分析に適した状態の排ガスを供給するためである。したがって、前記ＴＨＣ分析計５３による分析を行う必要がない場合には、前記温度設定部８２は第１サンプリングラインＳＬ１に設けられた前記電熱線ヒータ８１ａに対する第１温度を前記１９１℃よりも低い温度や前記第２サンプリングラインＳＬ２に設けられた電熱線ヒータ８１ｃに設定されている第１温度と略同じ温度を設定するようにしてもよい。なお、本実施形態で示している設定温度は一例であって、第１温度は１９１℃や９５℃、第２温度は１００℃のみに限定されるものではなく、適宜様々な温度を設定してもよい。
このように本実施形態の排ガス分析装置５によればＣＯ・ＣＯ２分析計５１に至るまでの第２サンプリングラインＳＬ２では、前記減圧源９により排ガスの圧力を減圧して水分の沸点を下げるとともに、通常の分析中は排ガスの温度を一気圧の沸点である１００℃よりも低い９５℃に保つようにしているので、水分の結露を防ぐとともに温調により消費電力を従来と比較して低減できる。
したがって、車載型の排ガス分析装置５のように電力供給源がバッテリ等の電力容量の限られたものであっても、正確な分析を担保しつつ、その可動時間を従来よりも伸ばすことが可能となる。
次に、車両ＶＨ及び排ガス分析システム２００において暖機運転が行われていない状態からエンジンが始動されるコールドスタート時に前記温度設定部８２が設定する設定温度である第２温度について説明する。
コールドスタート時には、多量の水分が結露した状態の排ガスが前記排ガス分析装置５内に供給されるので、この結露した水分が気化されて外部へと排出されるようにするために、前記温度設定部８２は少なくとも第２サンプリングラインＳＬ２に設けられている電熱線ヒータ８１ｃに対しては第１温度である９５℃よりも高い温度の第２温度を設定する。例えば、第１温度として１００℃よりも低い温度が設定されるものに対しては、第２温度として１００℃が設定されるように前記温度設定部８２を構成してある。
このように本実施形態の排ガス分析装置５によれば、コールドスタート時には前記温度設定部５２が第１温度よりも高い第２温度を前記電熱線ヒータに設定するので、コールドスタート時に発生する水滴を速やかに蒸発させて、後で行われる分析においてその影響が表れないようにできる。
その他の実施形態について説明する。
図３に示すように、拡張分析装置を外し、ホットホース４を前記排ガス分析装置本体１００の排ガス導入端子ＩＮ２に直接接続し、前記排ガス分析装置本体１００のみで排ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、水分、窒素酸化物の分析を行う場合には、排ガスの温度は、ホットホース４の部分から１９１℃よりも低い温度に設定しても構わない。
また、排ガス分析装置５のすべての流路において排ガスの温度を１００℃よりも低い温度に温調する必要はなく、少なくとも一部が１００℃よりも低く、減圧された排ガスの圧力から決まる沸点よりも高い温度に排ガスの温度が温調されるようにしておけば、本発明の効果を享受することができる。
前記実施形態ではＣＯ・ＣＯ２分析計５１を水分濃度計として用いていたが、その他の測定原理を用いたものや、一酸化炭素や二酸化炭素を測定しないものであっても構わない。また、分析計としては排ガスの成分を分析するものであればよく、測定対象や測定原理は前記実施形態に記載したものに限られない。
前記実施形態の温度設定部８２は、ユーザからの操作入力に応じてその設定温度を変化させるものであったが、自動的に設定温度を変更するものであってもよい。
例えば、前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１の近傍に設けられた温度計Ｔ、及び、圧力計Ｐをさらに備え、前記温度設定部８２が前記温度計Ｔ、及び、前記圧力計Ｐで測定される温度及び圧力に応じて前記電熱線ヒータ８１に設定する設定温度を排ガス分析中に変更するように構成しても構わない。このようなものであれば、前記圧力計Ｐで測定される圧力から、現在の水の沸点が分かるので、水分の凝縮を生じさせないために必要な最低温度が分かるとともに、現状の温度との比較で温調を強めるべきか弱めるべきかについても適宜制御する事が可能となる。
例えば、前記温度設定部８２が、大気圧に応じて設定温度を変更するように構成してもよい。このようなものであれば、水分が蒸発しにくい高圧地での排ガス分析時には設定温度を高くして水分の結露による分析への悪影響を確実に防ぐことができる。一方、水分が蒸発しやすくなる高地等の低圧地での排ガス分析時には、設定温度を低くして結露は防ぎつつ、前記温調機構８における消費電力をさらに低減できる。
また、排ガスに含まれる水分の量が多い場合には結露が発生しやすくなるので、このような点を考慮して、結露の防止と消費電力の低減をより細やかに制御できるようにするには、前記温度設定部８２が車両ＶＨの内燃機関１の種類に応じて設定温度を変更するように構成されていればよい。例えばガソリンエンジンと比較してディーゼルエンジンの排気ガスには多量の水分が含まれるので、ディーゼルエンジンの排ガス分析を行う場合の第１温度にはガソリンエンジンに使用される第１温度よりも高い温度を前記温度設定部８２が設定するように構成すればよい。
加えて、エンジンの何らかの異常により排ガスに含まれる水分が一時的に多くなった場合でも、早急に排ガス分析装置５から水分の影響を排除し、分析を短時間で再開できるようにするには、前記水分濃度計の指示値に応じて設定温度を変更するように構成されていればよい。例えば、水分濃度計における指示値が閾値よりも高くなった場合には、設定温度を高くし、水分をより蒸発しやすくすればよい。
図５に本発明の他の実施形態について示す。なお、前記実施形態で説明したものと対応する部材には同じ符号を付すこととする。この実施形態では各機器へ流入する排ガス流量の調節、圧力の変動、脈動により測定への影響の低減、また各分析計における排ガスの圧力を異ならせて測定精度の向上のために流路の各所にキャピラリが設けてある。
より具体的にはＣＯ・ＣＯ２分析計５１の出口側流路に第１キャピラリＣ１、ＮＯＸ分析計の入口側流路に第２キャピラリＣ２、ＴＨＣ分析計５３の入口側流路に第３キャピラリＣ３、拡張分析ユニット１０１の排ガス導入端子Ｉ１の近傍に第４キャピラリＣ４、排ガス分析装置本体１００の排ガス導入端子ＩＮ２の近傍に第５キャピラリＣ５を設けてある。
第１キャピラリＣ１は前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１の出口側流路に設けてあり、第２キャピラリＣ２及び第３キャピラリＣ３はそれぞれ前記ＮＯＸ分析計５２及び前記ＴＨＣ分析計５３に設けることにより、各分析計の下流側に設けられている吸引ポンプである減圧源９の減圧作用が前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１よりも前記ＮＯＸ分析計５２及び前記ＴＨＣ分析計５３に対して大きく発揮されるようにしてある。このため、前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１の内部は大気圧に対して−２０ｋＰａ程度であるのに対して前記ＮＯＸ分析計５２及び前記ＴＨＣ分析計５３の内部は大気圧に対して−４０ｋＰａに保たれるようにしてある。前記ＮＯＸ分析計５２及び前記ＴＨＣ分析計５３は圧力が低い方が分析精度は高くなるので、このように構成することで分析精度を高めることができる。また、圧力の影響を受けにくい前記ＣＯ・ＣＯ２分析計５１は他の分析計５２、５３と比較して内部容積が大きいので、圧力をそれほど低くしないようにすることで減圧源９の容量を大きくしなくてもよいようにしている。したがって、小型化・省力化により車載型の排ガス分析装置５として構成しやすくなるとともに、分析精度についても十分なものにすることができる。
前記第４キャピラリＣ４及び前記第５キャピラリＣ５はホットホース４と接続される場合に外部からの圧力変動の影響を低減するための排ガス分析装置５内の圧力を低圧に保つために設けてある。なお図５のように前記拡張分析ユニット１０１が取り付けられており、前記ホットホース４が前記排ガス分析装置本体１００に取り付けられない場合には、第５キャピラリＣ５を迂回するバイパスＢＰ上に設けられた開閉バルブＶが開放され、第５キャピラリＣ５は作用しないようにしてある。なお、図３及び図４の実施形態のように前記ホットホース４が前記排ガス分析装置本体１００に直接取り付けられる場合には、前記開閉バルブＶは閉止され第５キャピラリＣ５が作用するようにしてある。
また前記ＮＯＸ分析計５２の入口側流路において前記第２キャピラリＣ２の後段には、空気注入機構ＡＲが設けてあり、前記ＮＯＸ分析計５２に流入する排ガスを希釈して、水分の結露を防ぐようにしてある。
さらに、前記減圧源９の手前にはバッファタンクＢＴを設けてあり、当該減圧源９により発生する脈動が各分析計に影響を与えにくくしてある。
この図５のように構成することで、１つのそれほど容量の大きくない減圧源９でも複数種類の測定原理の分析計においてそれぞれ測定に適した圧力を別々に保つことができ、車載型の排ガス分析装置５としてより好ましいものにできる。
さらに、前記減圧源９の手前にはバッファタンクＢＴを設けてあり、当該減圧源９により発生する脈動が各分析計に影響を与えにくくしてある。
この図５のように構成することで、１つのそれほど容量の大きくない減圧源９でも複数種類の測定原理の分析計においてそれぞれ測定に適した圧力を別々に保つことができ、車載型の排ガス分析装置５としてより好ましいものにできる。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や、組み合わせを行っても構わない。
２００・・・排ガス分析システム
１００・・・排ガス分析装置本体
１０１・・・拡張分析ユニット
１０２・・・演算記憶ユニット
１ ・・・内燃機関
２ ・・・排気管
３ ・・・排ガス採取機構
４ ・・・ホットホース
５ ・・・排ガス分析装置
５１ ・・・ＣＯ・ＣＯ２分析計（水分濃度計）
５２ ・・・ＮＯＸ計
５３ ・・・ＴＨＣ分析計
５４ ・・・分析演算部
５５ ・・・排ガス分析データ記憶部
６ ・・・電源切替装置
７ ・・・ノートパソコン
８ ・・・温調機構
８１ ・・・電熱線ヒータ
８２ ・・・温度設定部
ＳＬ１・・・第１サンプリングライン
ＳＬ２・・・第２サンプリングライン
ＣＮ ・・・接続配管
１００・・・排ガス分析装置本体
１０１・・・拡張分析ユニット
１０２・・・演算記憶ユニット
１ ・・・内燃機関
２ ・・・排気管
３ ・・・排ガス採取機構
４ ・・・ホットホース
５ ・・・排ガス分析装置
５１ ・・・ＣＯ・ＣＯ２分析計（水分濃度計）
５２ ・・・ＮＯＸ計
５３ ・・・ＴＨＣ分析計
５４ ・・・分析演算部
５５ ・・・排ガス分析データ記憶部
６ ・・・電源切替装置
７ ・・・ノートパソコン
８ ・・・温調機構
８１ ・・・電熱線ヒータ
８２ ・・・温度設定部
ＳＬ１・・・第１サンプリングライン
ＳＬ２・・・第２サンプリングライン
ＣＮ ・・・接続配管
Claims (5)
- 排ガス中の成分を分析する分析計を具備する車載型の排ガス分析装置であって、
外部から排ガスが導入される排ガス導入端子から前記分析計までの排ガスの流路であるサンプリングラインと、
前記サンプリングライン内を所定圧力に減圧する減圧源と、
前記サンプリングライン内を流れる排ガスを少なくとも第１温度となるように温調する温調機構と、を備え、
前記第１温度が、減圧された所定圧力における水分の沸点以上、かつ、一気圧における水分の沸点より低い温度に設定され、
前記温調機構が、所定条件下では前記第１温度よりも高い温度である第２温度で排ガスを温調するように構成されていることを特徴とする排ガス分析装置。 - 前記温調機構が、車両がコールドスタートする場合には前記第２温度で排ガスを温調するように構成されている請求項１記載の排ガス分析装置。
- 前記温調機構が、前記サンプリングラインを温調する電熱線ヒータと、前記電熱線ヒータに目標値である設定温度を設定する温度設定部と、を具備し、
前記温度設定部が、大気圧に応じて設定温度を変更するように構成されている請求項１又は２記載の排ガス分析装置。 - 前記温度設定部が、車両の内燃機関の種類に応じて設定温度を変更するように構成されている請求項３記載の排ガス分析装置。
- 前記分析計が、排ガス中の水分の濃度を分析するものであり、
前記温度設定部が、前記分析計の指示値に応じて設定温度を変更するように構成されている請求項３又は４記載の排ガス分析装置。
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