JPH0315971B2 - - Google Patents
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- JPH0315971B2 JPH0315971B2 JP58076783A JP7678383A JPH0315971B2 JP H0315971 B2 JPH0315971 B2 JP H0315971B2 JP 58076783 A JP58076783 A JP 58076783A JP 7678383 A JP7678383 A JP 7678383A JP H0315971 B2 JPH0315971 B2 JP H0315971B2
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- electrode
- diesel
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、デイーゼル排気ガス中の微粒子、中
でもその内の煤粒子を連続的にかつ安定性高く低
濃度まで正確に計測し得る測定装置を安価に提供
するものである。
でもその内の煤粒子を連続的にかつ安定性高く低
濃度まで正確に計測し得る測定装置を安価に提供
するものである。
デイーゼル排気ガス中の微粒子は、有機溶媒に
可溶な物質いわゆるsof（soluble organic
fraction）と称される煤の前段階物質（凝縮炭化
水素液滴および潤滑油が排出されたもの）である
白煙あるいは青煙と、有機溶媒に不可溶な物質い
わゆるdrysootと称される煤粒子とに分解される
ことが知られている。
可溶な物質いわゆるsof（soluble organic
fraction）と称される煤の前段階物質（凝縮炭化
水素液滴および潤滑油が排出されたもの）である
白煙あるいは青煙と、有機溶媒に不可溶な物質い
わゆるdrysootと称される煤粒子とに分解される
ことが知られている。
ところで、デイーゼル車では、デイーゼル機関
からの排気ガス中に含まれている大気汚染源の
CO，HC，NOXの量が法的規制を受けることは
勿論、排気ガス中の前記煤粒子が通行人や後続車
に不快感を与えたり、また洗濯物や被服等を汚損
することから、大気汚染物質の一つとみなされ、
これも法的規制の対象となつている。
からの排気ガス中に含まれている大気汚染源の
CO，HC，NOXの量が法的規制を受けることは
勿論、排気ガス中の前記煤粒子が通行人や後続車
に不快感を与えたり、また洗濯物や被服等を汚損
することから、大気汚染物質の一つとみなされ、
これも法的規制の対象となつている。
この煤粒子の量を測定する手段としては、ガス
流路中に一定時間にわたつてフイルタを位置させ
て、該フイルタで捕捉された煤粒子の重量を測定
する方法が標準的であり、現に米国E.P.Aでは、
かかる測定法が指定され、法規制の基本となつて
いる。
流路中に一定時間にわたつてフイルタを位置させ
て、該フイルタで捕捉された煤粒子の重量を測定
する方法が標準的であり、現に米国E.P.Aでは、
かかる測定法が指定され、法規制の基本となつて
いる。
しかしながら、上記のフイルタ秤量法では、煤
粒子低減のための種々の改良過程におけるデータ
を連続的に得られず、デイーゼル車の製造メーカ
にとつて煤粒子の発生状況を過渡的に判断できる
連続測定装置の開発が望まれている。
粒子低減のための種々の改良過程におけるデータ
を連続的に得られず、デイーゼル車の製造メーカ
にとつて煤粒子の発生状況を過渡的に判断できる
連続測定装置の開発が望まれている。
もつとも、光散乱法やCO2レーザーによる光音
響法によつて煤粒子を連続測定することができる
のであるが、これらの方法においては、煤粒子だ
けでなく前述したsofに対しても検出感度があり、
煤粒子のみを分離して測定することが不可能であ
るし、全体の微粒子量の測定に関しても定量性に
は疑問がもたれている。
響法によつて煤粒子を連続測定することができる
のであるが、これらの方法においては、煤粒子だ
けでなく前述したsofに対しても検出感度があり、
煤粒子のみを分離して測定することが不可能であ
るし、全体の微粒子量の測定に関しても定量性に
は疑問がもたれている。
本発明は、上述の実情に鑑みて成されたもの
で、デイーゼル機関の開発、改良にとつて重要な
情報を提供できる煤粒子のみを、連続的にかつ正
確に計測できるようにしたものであり、デイーゼ
ル機関からの排気ガスの排出管内部、又は定容量
試料採取装置を利用してデイーゼル機関からの排
気ガスを希釈用空気で希釈するようにした希釈ト
ンネルの内部に、排気ガス中又は希釈排気ガス中
の煤粒子が通過することによりその煤粒子の導電
率が計れるように、筒状のアノード電極をその軸
芯がガスの流れと平行になるように設けると共
に、このアノード電極の内部に同芯状かつガスの
流れと平行になるように針状のカソード電極を設
け、これらの電極間に直流電圧を印加し、両電極
間の導電率の変化により生ずる電流の変化を検知
することにより、煤粒子の量を計測するように構
成した点に特徴がある。
で、デイーゼル機関の開発、改良にとつて重要な
情報を提供できる煤粒子のみを、連続的にかつ正
確に計測できるようにしたものであり、デイーゼ
ル機関からの排気ガスの排出管内部、又は定容量
試料採取装置を利用してデイーゼル機関からの排
気ガスを希釈用空気で希釈するようにした希釈ト
ンネルの内部に、排気ガス中又は希釈排気ガス中
の煤粒子が通過することによりその煤粒子の導電
率が計れるように、筒状のアノード電極をその軸
芯がガスの流れと平行になるように設けると共
に、このアノード電極の内部に同芯状かつガスの
流れと平行になるように針状のカソード電極を設
け、これらの電極間に直流電圧を印加し、両電極
間の導電率の変化により生ずる電流の変化を検知
することにより、煤粒子の量を計測するように構
成した点に特徴がある。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明に係るデイーゼル排気ガス中の
煤粒子測定装置Ａが組込まれた定容積試料採取装
置の概様を示す。この装置は、デイーゼル車１の
排気ガス排出管２に接続するための排気ガス導入
管３、希釈用空気フイルタ４及び混合用オリフイ
ス５を有する希釈トンネル６、希釈排気ガスの流
量、つまり、前記導入管３から導入される排気ガ
スの流量と前記フイルタ４を経て導入される希釈
用空気の流量との総和を一定に保持するための主
ポンプP1、希釈排気ガスの温度を一定に保つた
めの熱交換器７、試料採取用ポンプP2により前
記熱交換器７と前記主ポンプP1との間の流路か
ら希釈排気ガスの一部を一定流量で連続的に採取
して、CO，HC，NOX等の分析に供するための
試料採取ライン８等によつて構成されている。
煤粒子測定装置Ａが組込まれた定容積試料採取装
置の概様を示す。この装置は、デイーゼル車１の
排気ガス排出管２に接続するための排気ガス導入
管３、希釈用空気フイルタ４及び混合用オリフイ
ス５を有する希釈トンネル６、希釈排気ガスの流
量、つまり、前記導入管３から導入される排気ガ
スの流量と前記フイルタ４を経て導入される希釈
用空気の流量との総和を一定に保持するための主
ポンプP1、希釈排気ガスの温度を一定に保つた
めの熱交換器７、試料採取用ポンプP2により前
記熱交換器７と前記主ポンプP1との間の流路か
ら希釈排気ガスの一部を一定流量で連続的に採取
して、CO，HC，NOX等の分析に供するための
試料採取ライン８等によつて構成されている。
そして、前記希釈トンネル６の内部には、試料
採取用ポンプP3により希釈排気ガスの一部を、
希釈トンネル６内流速と等速で吸引する等速吸引
プローブ９を設け、該プローブ９から前記試料採
取用ポンプP3への流路途中には排気ガス中の微
粒子を捕捉するフイルタ１０を設け、該フイルタ
１０で捕捉した微粒子の量から、排気ガス中の微
粒子の総量を計測すべく構成してある。
採取用ポンプP3により希釈排気ガスの一部を、
希釈トンネル６内流速と等速で吸引する等速吸引
プローブ９を設け、該プローブ９から前記試料採
取用ポンプP3への流路途中には排気ガス中の微
粒子を捕捉するフイルタ１０を設け、該フイルタ
１０で捕捉した微粒子の量から、排気ガス中の微
粒子の総量を計測すべく構成してある。
次に、前記煤粒子測定装置Ａは、第２図に示す
ように、前記希釈トンネル６の内部でかつ前記プ
ローブ９よりも上流側の位置に、絶縁体１１ａを
介してトンネル壁６ａに支持された針状のカソー
ド電極１２を、その電極軸芯Ｐをガスの流れに平
行して設けると共に、円筒状のアノード電極１３
を、その軸芯P1を前記針状電極１２とほぼ同芯
状にして絶縁体１１ｂを介して前記針状電極１２
に保持させ、そして、前記両電極１２，１３に直
流電圧をかける電源１４をカソード電極１２に接
続すると共に、該両電極１２，１３に流れる電流
を増巾する回路１５と、その出力を直線化する回
路１６、及び、指示計１７を設けて成る。
ように、前記希釈トンネル６の内部でかつ前記プ
ローブ９よりも上流側の位置に、絶縁体１１ａを
介してトンネル壁６ａに支持された針状のカソー
ド電極１２を、その電極軸芯Ｐをガスの流れに平
行して設けると共に、円筒状のアノード電極１３
を、その軸芯P1を前記針状電極１２とほぼ同芯
状にして絶縁体１１ｂを介して前記針状電極１２
に保持させ、そして、前記両電極１２，１３に直
流電圧をかける電源１４をカソード電極１２に接
続すると共に、該両電極１２，１３に流れる電流
を増巾する回路１５と、その出力を直線化する回
路１６、及び、指示計１７を設けて成る。
而して上記構成によれば、前記両電極１２，１
３間に微粒子を含む排気ガスが流れると、その内
の前記sofに比べて著しく導電率の高い煤粒子
（具体的にはsofの導電率が10-16ｓ／ｍ以下であ
るに対し、煤粒子の導電率は30S／ｍにも及ぶ。）
によつて、その煤粒子の量に比例した微弱電流が
両電極１２，１３間に流れる。
３間に微粒子を含む排気ガスが流れると、その内
の前記sofに比べて著しく導電率の高い煤粒子
（具体的にはsofの導電率が10-16ｓ／ｍ以下であ
るに対し、煤粒子の導電率は30S／ｍにも及ぶ。）
によつて、その煤粒子の量に比例した微弱電流が
両電極１２，１３間に流れる。
詳しくは、第３図に示すように、著しく導電率
の高い煤粒子ａがカソード電極１２に衝突すると
これが帯電し、かつ、煤粒子間の衝突による電子
の拡散によつて帯電煤粒子の数が増加し、最終的
に帯電した煤粒子ａがアノード電極１３に衝突す
ることにより、両電極１２，１３間に微弱電流が
流れるのである。
の高い煤粒子ａがカソード電極１２に衝突すると
これが帯電し、かつ、煤粒子間の衝突による電子
の拡散によつて帯電煤粒子の数が増加し、最終的
に帯電した煤粒子ａがアノード電極１３に衝突す
ることにより、両電極１２，１３間に微弱電流が
流れるのである。
さて、この微弱電流の変化は即ち煤粒子ａの導
電率の変化であり、そしてこの導電率の変化は煤
粒子ａの量の変化に比例するものであつて、従つ
て指示計１７に表示される導電率を基にして円筒
状電極１３内を通過する煤粒子ａの量を連続的に
計測できるものであり、そして該円筒状電極１３
の断面積が一定であることから、ガスの流速と前
記煤粒子ａの量を基にして希釈排気ガス中の煤粒
子ａの濃度を連続的に計測することができるので
ある。
電率の変化であり、そしてこの導電率の変化は煤
粒子ａの量の変化に比例するものであつて、従つ
て指示計１７に表示される導電率を基にして円筒
状電極１３内を通過する煤粒子ａの量を連続的に
計測できるものであり、そして該円筒状電極１３
の断面積が一定であることから、ガスの流速と前
記煤粒子ａの量を基にして希釈排気ガス中の煤粒
子ａの濃度を連続的に計測することができるので
ある。
尚、ガス流速が常時一定のものであれば、前記
指示計１７によつて煤粒子ａの量と濃度を直読で
きるが、ガス流速が変化する場合には、例えばガ
ス流速検出装置を設けて、該検出装置からのガス
流速検出信号と前記直線回路１６からの導電率変
化信号とをコンピユータに入力させることによつ
て、煤粒子ａの量と濃度を連続的にデジタル表示
させることができる。
指示計１７によつて煤粒子ａの量と濃度を直読で
きるが、ガス流速が変化する場合には、例えばガ
ス流速検出装置を設けて、該検出装置からのガス
流速検出信号と前記直線回路１６からの導電率変
化信号とをコンピユータに入力させることによつ
て、煤粒子ａの量と濃度を連続的にデジタル表示
させることができる。
また第４図に示すように、前記アノード電極１
３を中空のコーン状に形成して、このコーン状電
極１３の大径開口側をガス流の上流側に向けて配
置する形態をとるも良い。
３を中空のコーン状に形成して、このコーン状電
極１３の大径開口側をガス流の上流側に向けて配
置する形態をとるも良い。
更に、前記両電極１２，１３を排気ガスの排出
管２が排気ガス導入管３の内部に配置して、排気
ガスを希釈することなく、直接的に煤粒子ａの量
や濃度を測定する形態とするも良い。
管２が排気ガス導入管３の内部に配置して、排気
ガスを希釈することなく、直接的に煤粒子ａの量
や濃度を測定する形態とするも良い。
以上説明したように本発明は、煤粒子の導電率
がsofの導電率よりも著しく高い点と、その導電
率の変化が煤粒子の量の変化に比例する点に着目
して成されたものであつて、実質的に煤粒子を分
離したと同様の状態で、煤粒子の量あるいは濃度
を安定性高く連続的、かつ、高濃度から低濃度ま
で広範囲にわたつて正確に測定することができ、
特に、排出管内部または希釈トンネル内に筒状の
アノード電極と針状のカソード電極とを設けてい
るので、両電極間の離間距離を小さくできると共
に、低濃度領域を精度よく測定できるようにな
り、デイーゼル車の製造メーカにとつて煤粒子低
減のための種々の改良過程での評価上すこぶる有
用な、しかも、構成的に簡単で従つて安価な煤粒
子の連続測定装置を提供するに至つた。
がsofの導電率よりも著しく高い点と、その導電
率の変化が煤粒子の量の変化に比例する点に着目
して成されたものであつて、実質的に煤粒子を分
離したと同様の状態で、煤粒子の量あるいは濃度
を安定性高く連続的、かつ、高濃度から低濃度ま
で広範囲にわたつて正確に測定することができ、
特に、排出管内部または希釈トンネル内に筒状の
アノード電極と針状のカソード電極とを設けてい
るので、両電極間の離間距離を小さくできると共
に、低濃度領域を精度よく測定できるようにな
り、デイーゼル車の製造メーカにとつて煤粒子低
減のための種々の改良過程での評価上すこぶる有
用な、しかも、構成的に簡単で従つて安価な煤粒
子の連続測定装置を提供するに至つた。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体構
成図、第２図は検出部構成図、第３図は導電過程
の説明図、第４図は検出部の別実施例の部分構成
図である。 ２……排出管、６……希釈トンネル、１２……
アノード電極、１３……カソード電極。
成図、第２図は検出部構成図、第３図は導電過程
の説明図、第４図は検出部の別実施例の部分構成
図である。 ２……排出管、６……希釈トンネル、１２……
アノード電極、１３……カソード電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ デイーゼル機関からの排気ガスの排出管内
部、又は定容量試料採取装置を利用してデイーゼ
ル機関からの排気ガスを希釈用空気で希釈するよ
うにした希釈トンネルの内部に、排気ガス中又は
希釈排気ガス中の煤粒子が通過することによりそ
の煤粒子の導電率が計れるように、筒状のアノー
ド電極をその軸芯がガスの流れと平行になるよう
に設けると共に、このアノード電極の内部に同芯
状かつガスの流れと平行になるように針状のカソ
ード電極を設け、これらの電極間に直流電圧を印
加し、両電極間の導電率の変化により生ずる電流
の変化を検知することにより、煤粒子の量を計測
するように構成したことを特徴とするデイーゼル
排気ガス中の煤粒子測定装置。 ２ 前記アノード電極が中空のコーン状電極で、
その大径開口側がガス流の上流側に向けられてい
る特許請求の範囲第１項に記載のデイーゼル排気
ガス中の煤粒子測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076783A JPS59202043A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | デイ−ゼル排気ガス中の煤粒子測定装置 |
| DE19843414542 DE3414542A1 (de) | 1983-04-30 | 1984-04-17 | Vorrichtung zur messung des anteils von russpartikeln im abgas von diesel-motoren |
| US06/940,162 US4916384A (en) | 1983-04-30 | 1986-12-09 | Apparatus for measuring the soot particles contained in the exhaust gas emitted from diesel engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076783A JPS59202043A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | デイ−ゼル排気ガス中の煤粒子測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202043A JPS59202043A (ja) | 1984-11-15 |
| JPH0315971B2 true JPH0315971B2 (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=13615195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076783A Granted JPS59202043A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | デイ−ゼル排気ガス中の煤粒子測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4916384A (ja) |
| JP (1) | JPS59202043A (ja) |
| DE (1) | DE3414542A1 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639937B2 (ja) * | 1986-11-21 | 1994-05-25 | 日本特殊陶業株式会社 | デイ−ゼルエンジンにおけるスモ−ク検出装置 |
| DE3935149A1 (de) * | 1989-10-21 | 1991-05-02 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und messanordnung zur bestimmung des russgehaltes in abgasen |
| JP2841224B2 (ja) * | 1990-02-07 | 1998-12-24 | 株式会社堀場製作所 | 気液分離器 |
| DE4020385C2 (de) * | 1990-06-27 | 1999-11-18 | Bosch Gmbh Robert | Wärmetönungssensor |
| DE4117529C2 (de) * | 1991-05-29 | 1996-03-28 | Grundig Emv | Vorrichtung zum Messen von Abgasen in Verbrennungsmotoren |
| DE4129070A1 (de) * | 1991-09-02 | 1993-03-04 | Grundig Emv | Verfahren zur durchfuehrung von lecktests bei abgastestgeraeten |
| ATE132261T1 (de) * | 1991-11-09 | 1996-01-15 | Till Keesmann | Sonde für einen partikelsensor |
| EP0644415A1 (en) * | 1993-09-17 | 1995-03-22 | Applied Materials, Inc. | Particle detection by measuring electrical discharge |
| DE19536705A1 (de) * | 1995-09-30 | 1997-04-03 | Guenther Prof Dr Ing Hauser | Partikel-Meßverfahren und Vorrichtung |
| DE19729144C2 (de) * | 1997-07-08 | 2001-02-22 | Foedisch Umweltmestechnik Gmbh | Verfahren und Gerätesystem zur kontinuierlichen Ermittlung der Staubkonzentration in strömenden Gasen |
| DE19853841C2 (de) * | 1998-11-23 | 2001-04-12 | Victor Gheorghiu | Meßsonde und Meßverfahren zur schnellen Erfassung der Partikelkonzentration in strömenden und ruhenden unbrennbaren Gasen |
| DE10156946A1 (de) * | 2001-11-20 | 2003-05-28 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur Detektion von Teilchen in einem Gsstrom |
| US6965240B1 (en) * | 2002-04-01 | 2005-11-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | Apparatus and methods for analyzing particles using light-scattering sensors and ionization sensors |
| US7434449B2 (en) * | 2004-11-30 | 2008-10-14 | Horiba, Ltd. | Exhaust gas analyzer |
| DE102004059650B4 (de) * | 2004-12-10 | 2006-09-28 | Robert Bosch Gmbh | Resistive Partikelsensoren mit Messelektroden |
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