JPH08101042A

JPH08101042A - 分析計出力の処理方法

Info

Publication number: JPH08101042A
Application number: JP26124294A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Kihara; 信隆木原
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-16
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JP3130741B2

Abstract

(57)【要約】【目的】応答速度を損なうことなくノイズを低減させ
ることができる分析計出力の処理方法を提供すること。【構成】分析計の検出部４０から出力され、信号処理
部に入力される信号Ｃを平滑する手段３と、この平滑手
段３をバイパスする手段４とを切換え自在に設けるとと
もに、前記入力信号Ｃの変化量を検出し、この変化量が
設定値を超えているときは、前記入力信号Ｃが前記平滑
手段３をバイパスするようにし、前記変化量が設定値以
下であるときは、平滑処理するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、排ガス分析計などの
分析計の出力を処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、車検場においては、自動車など車
両から排出されるガス（以下、排ガスと言う）を簡易に
測定するための排ガス分析計が開発され、使用されるに
至っている。図６は、このような排ガス分析計の一例を
概略的に示すもので、この図において、３１はハウジン
グで、例えばその前面にはサンプルガスの導入口３２が
形成されている。このサンプルガス導入口３２は、ハウ
ジング３１内に設けられた分析部３３（後述する）に対
して、ダストフィルタ３４、圧力スイッチ３５、サンプ
リング用の吸引ポンプ３６などを備えたサンプルガス流
路３７を介して接続されるとともに、その外部側には、
先端にサンプリングプローブ３８を備え、途中に前置フ
ィルタ３９を備え、他端側にドレンセパレータ４０を備
えたサンプリングチューブ４１が接続される。なお、４
２はサンプルガス流路３７に接続されたスパンガス入
口、４３はストレーナ４４、吸引ポンプ４５などを備
え、ドレンセパレータ４０と排気口４６との間に設けら
れたドレン流路である。

【０００３】そして、図７は、前記分析部３３の構成を
概略的に示すもので、この分析部３３は、例えばシング
ルセル複数成分測定用に構成されている。すなわち、こ
の図において、４７は円筒状の測定セルで、その両端部
は、赤外線透過性材料よりなるセル窓４７ａ，４７ｂで
閉塞され、前記サンプルガス流路３７に接続されるサン
プル入口４７ｃと排気口４６に接続されたサンプル出口
４７ｄとが設けられている。４８は測定セル４７の一方
のセル窓４７ａ側に設けられ、測定セル４７を照射する
ための赤外光源である。

【０００４】そして、４９は測定セル４７の他方のセル
窓４７ｂ側に設けられる検出部で、例えばＨＣ測定用、
ＣＯ₂測定用、ＣＯ測定用、比較用として同心円上に設
けられた（図では、便宜上、一列に配置して示してい
る）４つの赤外線検出器（以下、単に検出器と言う）５
０，５１，５２，５３と光チョッパ５４とからなる。そ
して、５０Ｆ，５１Ｆ，５２Ｆ，５３Ｆは、検出器５０
〜５３の受光側にそれぞれ設けられる光学フィルタで、
測定対象成分のみの特性吸収帯域の赤外線を通過させる
バンドパスフィルタよりなる。例えばＨＣ測定用検出器
５０の光学フィルタ５０Ｆは、ＨＣの特性吸収帯域の赤
外線を通過させるバンドパスフィルタよりなり、他の光
学フィルタ５１Ｆ，５２Ｆも同様である。一方、比較用
検出器５３の光学フィルタ５３Ｆは、サンプルガス中の
共存ガスに対して吸収帯域のないところの波長の赤外線
を通過させるバンドパスフィルタよりなる。

【０００５】前記検出器５０〜５３の出力はそれぞれ、
プリアンプを経て信号処理部（例えばマイクロコンピュ
ータ）に入力され、例えばＨＣ濃度は、比較用検出器５
３の出力からＨＣ測定用検出器５０の出力を引算して得
られる濃度信号に所定の係数を乗ずることによって得ら
れる。

【０００６】上記構成の排ガス分析計を用いて、例えば
自動車の排ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ₂、ＣＯの濃度
を測るには、排ガス分析計が測定モード状態において、
サンプリングプローブ３８を自動車の排気管（図示して
ない）に挿入して、排ガスをサンプリングする。サンプ
リングされた排ガス（以下、サンプルガスＳＧと言う）
は、サンプルガス流路３７を経て測定セル４７に導入さ
れる。そして、赤外光源４８を発して測定セル４７を通
過する赤外光は、測定セル４７に導入されたサンプルガ
スＳＧ中に含まれるＨＣ、ＣＯ₂、ＣＯに固有の波長の
赤外光が吸収され、測定用検出器５０〜５２に入射する
赤外光量が減少する。一方、比較用検出器５３に入射す
る赤外光量は、サンプルガス中の吸収帯がない波長であ
るため減少しない。

【０００７】したがって、ＨＣ、ＣＯ₂、ＣＯの濃度
は、比較用検出器５３の出力から測定用検出器５０〜５
２の出力をそれぞれ引算、演算することによって得るこ
とができ、検出されたＨＣ、ＣＯ₂、ＣＯの濃度は、図
示しない表示部に表示される。

【０００８】ところで、上述した排ガス分析計などにお
いては、濃度信号にノイズが含まれることが多いが、従
来、このようなノイズを低減するのに、例えば図８
（Ａ）に示すように、移動平均などを行う平滑回路を設
けたり、同図（Ｂ）に示すように、濃度信号に同期した
信号を用いて平滑処理するようにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
８（Ａ）に示した手法においては、図５（Ｂ）に示すよ
うに、指示値が安定するまでにはかなりの時間Ｔがかか
り、また、図８（Ｂ）に示した手法によれば、図８
（Ａ）に示した手法に比べると、前記時間Ｔを短くする
ことができるが、必ずしも十分とは言えないものであ
り、本質的に、ノイズ低減と応答速度の改善の両方を満
足させることは困難である。

【００１０】ところで、サンプリングプローブ８を自動
車の排気管に挿入して、排ガスをサンプリングし、サン
プリングされた排ガスを分析部３に導入し、測定結果で
ある指示値が安定するまでは、特にデータを読み込んで
いる訳ではない。すなわち、トランジエントな部分〔図
５（Ｂ）における符号Ｔ₀の部分〕のノイズ低減は不要
であり、これに続く定常状態〔図５（Ｂ）における符号
Ａの部分〕におけるノイズ除去を確実に行うことが要求
される。

【００１１】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、応答速度を損なうことなくノイズを低減させ
ることができる分析計出力の処理方法を提供することを
目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の分析計出力の処理方法は、分析計の検出
部から出力され、信号処理部に入力される信号を平滑す
る手段と、この平滑手段をバイパスする手段とを切換え
自在に設けるとともに、前記入力信号の変化量を検出
し、この変化量が設定値を超えているときは、前記入力
信号が前記平滑手段をバイパスするようにし、前記変化
量が設定値以下であるときは、平滑処理するようにして
いる。

【００１３】そして、前記平滑処理を行う場合、入力信
号を移動平均するとともに、この移動平均を行う際、そ
の初期データを切換え時のデータに全て置き換えるよう
にしてもよい。

【００１４】

【作用】上記分析計出力の処理方法によれば、濃度信号
のトランジェントな部分については、濃度信号の変化量
が大きいので、平滑されることなく演算処理が行われ、
それだけ、応答速度が速くなる。そして、濃度信号が安
定するようになると、その変化量が小さくなるため、こ
の安定した濃度信号を平滑処理することにより、信号中
に含まれるノイズが除去される。

【００１５】そして、前記平滑処理を行う場合、濃度信
号を移動平均するとともに、この移動平均を行う際、そ
の初期データを切換え時のデータに全て置き換えるよう
にした場合、切換えによる不連続がなくなり、それだ
け、濃度信号をより滑らかに平滑処理することができ
る。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明の分析計出力の処理方法を
実施するための信号処理部の構成を概略的に示す図で、
この図において、１は濃度信号Ｃが伝送される信号ライ
ン、２はこの信号ラインに設けられる切換えスイッチ、
３は切換えスイッチ２の一方の切換え端子３ａに接続さ
れ、濃度信号Ｃを例えば移動平均処理する平滑回路、４
は切換えスイッチ２の他方の端子２ｂに接続され、平滑
回路３と並列に設けられたバイパスライン、５は平滑回
路３およびバイパスライン４の後段に設けられる演算
部、６は表示部である。

【００１７】そして、前記信号ライン１の切換えスイッ
チ２の前段側には、濃度信号Ｃの変化量を検出するため
の回路７が設けられている。この変化量検出回路７に
は、基準となる信号変化量（例えばＨＣについて、ＨＣ
ΔＣ／Δｔ＝２０ｐｐｍ／ｓｅｃというように定められ
る。以下、設定値と言う。）が予め設定されているとと
もに、濃度信号Ｃの変化量を計算するように構成されて
いる。すなわち、前回読み込んだ濃度信号Ｃ₁と今回読
み込んだ濃度信号Ｃ₂とするとき、（Ｃ₂−Ｃ₁）／Δ
ｔを求め、これを濃度信号Ｃの変化量とし、この（Ｃ₂
−Ｃ₁）／Δｔを、前記設定値と比較し、濃度信号Ｃの
変化量＞設定値のときは、切換えスイッチ２の接点２ｂ
をオンさせ、濃度信号Ｃの変化量≦設定値のときは、切
換えスイッチ２の接点２ａをオンさせるように構成され
ている。

【００１８】上述のように構成された信号処理部におい
ては、分析部３から出力され、信号ライン１に入力され
た濃度信号Ｃは、変化量検出回路７において、濃度信号
Ｃの変化量が設定値と比較され、濃度信号Ｃの変化量＞
設定値のときは、切換えスイッチ２の接点２ｂがオンす
る。したがって、濃度信号Ｃは、平滑回路３を通らずバ
イパスライン４を通って演算部５に入力され、ここで所
定の演算処理が施されて表示部６において濃度表示され
る。そして、濃度信号Ｃの変化量≦設定値であるとき
は、切換えスイッチ２の接点２ｂをオンする。したがっ
て、濃度信号Ｃは、平滑回路３に入力され、ここで平滑
処理された後、演算部５に入力され、ここで所定の演算
処理が施されて表示部６において濃度表示される。

【００１９】図５（Ａ）は、上記のように信号処理した
場合における、信号の出力状態の一例を示すもので、こ
れを、同図（Ｂ）に示した従来の信号の出力状態と比べ
てみた場合、トランジエントな部分Ｔ₀が著しく短縮さ
れ、それだけ、短時間で定常状態〔図５（Ａ）における
符号Ａで示す部分〕となり、応答性が改善されていると
ともに、この部分における信号には殆どノイズが含まれ
てないことが判る。

【００２０】ところで、上述のように、濃度信号Ｃにお
ける変化量を設定値と比較し、その比較結果に基づいて
濃度信号Ｃの処理経路を切り換え、従来方式の移動平均
を行った場合、図２に示すように、切換え時において不
連続な部分Ｐを生ずることがある。

【００２１】今、例えば出力が、図３に示すように変化
している場合を例にとって説明する。そして、切換え時
点がｔ₄であるとすると、このときの値ｖ₄がスタート
ポイントとなる。そして、例えば３つのポイントの移動
平均をとる場合、従来の方式では、（ｖ₂＋ｖ₃＋ｖ₄）／３→（ｖ₃＋ｖ₄＋ｖ₅）／３
→（ｖ₄＋ｖ₅＋ｖ₆）／３→… のようにしていたため、前述のような不連続点Ｐが生じ
ていた。

【００２２】これを解消するため、この発明では、初期
データを切換え時のデータに全て置き換えるようにし
て、次のようにして、移動平均をとるようにしている。
すなわち、（ｖ₄＋ｖ₄＋ｖ₄）／３→（ｖ₄＋ｖ₄＋ｖ₅）／３
→（ｖ₄＋ｖ₅＋ｖ₆）／３→…

【００２３】このようにすることにより、図２におい
て、仮想線で示すような移動平均出力が得られ、従来の
ような不連続点が生ずることはない。

【００２４】この発明は、上述の実施例に限られるもの
ではなく、種々変形して実施することができる。例えば
切換えスイッチ２、平滑回路３およびバイパスライン４
を、図４に示すようにアナログ的に構成してもよい。す
なわち、信号ライン１に抵抗１１を設け、この抵抗１１
に対して、抵抗１１よりかなり小さい抵抗１２とスイッ
チ１３とを直列接続したものを並列に設け、その後段に
コンデンサ１４とアンプ１５とを設け、濃度信号Ｃにお
ける変化量と設定値との比較結果に基づく信号により、
スイッチ１３をオンまたはオフし、スイッチをオンする
ことにより、濃度信号Ｃが平滑されないようにし、スイ
ッチ１３のオフすることにより、濃度信号Ｃが平滑され
るようにしてもよい。この場合、抵抗１２を省略しても
よい。

【００２５】前記変化量を検出するのに、微分回路、コ
ンパレータ、ワンショット回路などを組み合わせたもの
を用いるようにしてもよい。

【００２６】また、上述においては、信号処理部に濃度
信号Ｃを入力するようにしているが、これに代えて、濃
度信号Ｃになる前の検出器出力を信号処理部に入力し、
この変化量を検知するようにしてもよい。そして、信号
処理部に入力される信号を予め平滑処理し、変化量を検
出し易くしてあってもよい。

【００２７】さらに、この発明は、上記排ガス分析計に
限られるものではなく、他のガス分析計にも適用するこ
とができ、特に、連続測定を行い、分析計から濃度を表
す信号が連続的に出力されるような場合に好適である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、信号変化量が大きいときは、平滑処理を行わないか
ら、素早く応答することができる一方、信号変化量が小
さくなって定常状態になると、平滑処理が行われるた
め、ノイズが除去され、読み取りを確実に行なえる。

【００２９】つまり、この発明によれば、応答速度を損
なうことなく、可能な限りノイズを効果的に低減させる
ことができ、測定値の読み取りをそれだけ速く行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の分析計出力の処理方法を実施するた
めの信号処理部の構成の一例を概略的に示す図である。

【図２】前記分析計出力の処理方法において行われる移
動平均の動作を説明するための図である。

【図３】前記分析計出力の処理方法の動作説明のための
図である。

【図４】この発明の他の実施態様を示す図である。

【図５】（Ａ）はこの発明方法による処理後の信号の状
態を示す図、（Ｂ）は従来方法による処理後の信号の状
態を示す図である。

【図６】この発明方法が適用される分析計の構成の一例
を概略的に示す図である。

【図７】前記分析計の分析部の構成の一例を概略的に示
す図である。

【図８】従来方法を説明するための図である。

【符号の説明】

３…平滑手段、４…バイパス手段、４０…検出部、Ｃ…
入力信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分析計の検出部から出力され、信号処理
部に入力される信号を平滑する手段と、この平滑手段を
バイパスする手段とを切換え自在に設けるとともに、前
記入力信号の変化量を検出し、この変化量が設定値を超
えているときは、前記入力信号が前記平滑手段をバイパ
スするようにし、前記変化量が設定値以下であるとき
は、平滑処理するようにしたことを特徴とする分析計出
力の処理方法。
【請求項２】入力信号を移動平均によって平滑処理す
るとともに、この移動平均を行う際、その初期データを
切換え時のデータに全て置き換えるようにしたことを特
徴とする請求項１に記載の分析計出力の処理方法。