JPH0843305A - 煙濃度測定装置 - Google Patents

煙濃度測定装置

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JPH0843305A
JPH0843305A JP6197287A JP19728794A JPH0843305A JP H0843305 A JPH0843305 A JP H0843305A JP 6197287 A JP6197287 A JP 6197287A JP 19728794 A JP19728794 A JP 19728794A JP H0843305 A JPH0843305 A JP H0843305A
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JP
Japan
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light
smoke
glass tube
light source
measuring device
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JP6197287A
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English (en)
Inventor
Akira Tsunemi
亮 常見
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NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
NIPPON KAGAKU KOGYO KK
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光透過式煙濃度測定装置において、光学系の
調整が容易にでき、低濃度の煙も正確に測定できるよう
にすること。 【構成】 透明なガラス管3の外周にその中心を中心点
として点対称となる外周面に反射膜5A,5Bを形成す
る。そしてその側方より光源部10から光を照射し、光
を多重反射させる。このガラス管3内に煙を導いて測定
領域とし、多重反射したレーザ光を受光する。そして受
光レベルに基づいて煙濃度を測定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】本発明は光透過方式による煙の濃
度測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、煤等の煙濃度を測定するために光
透過式煙濃度測定装置(スモークメータ)が知られてい
る。従来の光透過式煙濃度測定装置は光源と受光部を対
向させて配置し、光源から受光部に到る光路を煙の通路
と交差させ、光路中の煙濃度を透過光の減衰率から測定
するものである。このような光透過式測定装置では、試
料の煙の中を1回だけ透過した光の減衰率から煙濃度を
測定する方式であるため、光路と試料煙の通路との交差
部(測定領域)が小さく、低濃度に対する感度が低いと
いう欠点があった。この欠点を解消するため測定領域を
大きくしようとすれば、装置が大型化することとなる。
又交差部が小さいため、煙の温度や密度の時間的な変動
が大きく、測定装置の出力値が安定しないという欠点が
あった。
【0003】一方特開昭62−229048号には、ミラー又は
ハーフミラーを用いて光源から出射した光を2回同一の
測定領域に透過させ、煙の濃度を測定するようにした装
置が示されている。又図5に示すように、複数のミラー
M1〜M6を用い光源101から照射した光をレンズ1
02を介してプリズム103に照射し、図示の光路に従
って光を反射させ、中央部の測定領域104を12回透
過させた後、プリズム103により反射して得られる光
を受光素子105によって受光することにより煙の濃度
を測定する装置も開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の装置ではミラーを所定の位置に正確に位置決めするこ
とが難しいという欠点があった。又図5に示すように測
定領域を中心とする複数の点対称のミラーを用いた光学
系では、光学系の構成が極めて複雑となり、光軸を正確
に一致させることが難しいという欠点があった。
【0005】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、比較的簡単な構成で任意の回数
だけ測定領域を光が透過するようにし、測定対称の濃度
に対応して光の透過距離を変化させ、低濃度の場合も高
感度で煙の濃度を測定することができる煙濃度測定装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、中心点に対して点対称となる外周面に反射膜が形成
され、測定対称となる煙が導入される円筒形状のガラス
管と、ガラス管の中心点を通過しない光をガラス管の側
方から反射膜に向けて入射する光源部と、光源部より入
射され、ガラス管の反射膜を多重反射した反射光を受光
する受光部と、を具備し、受光部の受光レベルに基づい
てガラス管を通過する煙の濃度を測定することを特徴と
するものである。
【0007】本願の請求項2の発明では、光源部は、ガ
ラス管の直径より所定の偏差を有してレーザ光を入射す
るレーザ光源であり、光源部のレーザ光の偏差を設定す
る偏差設定手段を有することを特徴とするものである。
【0008】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、円筒
形ガラス管にその中心点に対して点対称な反射膜が形成
されており、ガラス管に測定すべき煙を導入する。又光
源よりこのガラス管の側方から光を入射する。このとき
ガラス管の直径よりわずかに偏差を持ってガラス管の中
心を通らないようにして光を入射して反射膜に照射す
る。そうすれば反射膜によって偏差に応じた回数だけ多
重反射し、ガラス管を通過する煙の濃度に応じて光が減
衰する。受光部はこの反射光を受光し、その受光レベル
に基づいてガラス管を通過する煙の濃度を算出するよう
にしている。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例による煙濃度測定装
置の横断面図、図2はその縦断面図である。これらの図
に示すように煙濃度測定装置は、試料となる煙、例えば
ディーゼルエンジン等の排気ガスが加えられるダクト1
を有しており、その先端部はノズル2として開放されて
いる。そしてノズル2の外周部を被う透明のガラス管3
が設けられ、更にノズル2を通過する煙を吸引するため
の吸引ダクト4が設けられている。ここでガラス管3は
透明で正確な円筒形状を有するものとし、その一部分に
反射膜として蒸着が施されている。この蒸着膜は図2に
示すように、ガラス管の中心に対して点対称で全周の対
称な1/4の範囲に、夫々蒸着膜5A,5Bが形成され
る。これらの蒸着膜5はガラス管3の外周から一定の幅
Dの範囲で帯状に形成するものとする。尚、吸引ダクト
4は大気に直接放出する場合はなくてもよい。
【0010】さてこのガラス管3の側方には図1,2に
示すように光源部10が設けられる。光源部10は例え
ばレーザダイオード11及びこのレーザダイオード11
を駆動する駆動部12を有しており、更にレーザ光の光
を細い平行なレーザビームとするコリメートレンズ13
及びスリット13aを有している。又このガラス管3の
上面には受光部が形成される。受光部は出射光を集束す
る集束レンズ14及び集束されたレーザ光を受光して電
気信号に変換する光電変換器、例えばフォトダイオード
15を有している。フォトダイオード15の出力は増幅
器16を介してラッチ部17及び割算器18に与えられ
る。ラッチ部17は増幅出力を保持するサンプルホール
ド回路であり、その出力は割算器18に与えられる。割
算器18はこれらの入力の割算を行い、その出力を濃度
演算部19に与える。濃度演算部19はこの割算出力に
基づいてテーブルから濃度を算出するものである。又偏
差設定部20は光源部11を図2で上下方向に移動さ
せ、後述する偏差dX を任意の値に設定するものであ
る。
【0011】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず駆動部12よりレーザダイオード11を駆動し、レー
ザ光を発光させる。そしてコリメートレンズ13,スリ
ット13aにより円筒曲率に対して充分細い光径を有す
るレーザビームをガラス管3内の測定領域に照射する。
このときダクト1には煙を導かないものとする。こうす
れば測定領域がレーザ光が通過しても煙や粉塵によって
は減衰することはない。ここでレーザ光は一点鎖線で示
すガラス管3の水平な直径3aのラインよりわずかに上
部に、この直径3aと平行に蒸着膜5Aに向けて照射す
る。
【0012】この直径3aと入射レーザ光との偏差をd
X とする。ここでガラス管3の外径の半径をr1 、ノズ
ル2の半径をr2 とすると、光ビームの1回の測定光路
長dM 及び反射角θは次式で示される。 dM =2×√(r2 2−dX 2 ) θ= sin-1(dX /r1 ) そして偏差dX を変化させることによって反射回数を任
意に選択することができる。測定領域に光が通過すると
きの通過回数Nは反射回数+1であり、次式で示され
る。 N=INT{(π/2−θ)/4θ}×2+1 又光の全光路長Lは次式で示される。 L=N・dM
【0013】例えばガラス管の外径r1 を27mm、ノズ
ル半径r2 を17.5mm、偏差dXを1〜5mm又は0.
1〜0.5mmに変化させたときに、光の通過回数Nをグ
ラフ化すると、図3(a),(b)に示すように変化す
る。同様に光の全光路長Lをグラフ化すると、図4
(a),(b)に示すように変化する。
【0014】例えば偏差dX を3mmとすれば、図2に示
すようにミラーの蒸着部5A,5Bによって8回反射し
て下方のミラー蒸着膜5Bより上方に反射される。この
反射光をフォトダイオード15によって受光すれば、測
定領域を9回通過することとなる。この状態でまず受光
された反射光のレベルを増幅してラッチ部17に保持し
ておく。
【0015】ここで受光レベルは次式で示される。 I=IO exp(Lβ) Lは全光路長であり、βは粒子濃度に比例する関数であ
る。IO は入射光強度である。
【0016】次いでダクト1に試料となる煙を導入して
吸引ダクト4側より吸引し、測定領域を通過させる。こ
の状態で同様にしてレーザ光を測定領域に照射する。こ
うすれば測定領域をレーザ光が9回通過することとなっ
て煙濃度に応じてレーザ光が減衰するため、この減衰の
程度を測定することにより煙濃度が算出できる。この測
定領域を粉塵等の煙が通過しているものとすれば、この
レーザ光は粉塵の濃度に応じて減衰することとなる。即
ちラッチ部17に保持されていた煙を通過させない状態
でのレーザ光の強度との比を割算器18によって算出す
る。割算を行うことによってレーザ光の強度I0 の影響
が除かれ、煙の濃度を算出することができる。又光路長
Lは一定であるため割算出力からβを算出することがで
きる。割算値に対して粒子濃度をあらかじめ濃度演算部
でテーブルとして保持しておいてその値を出力するよう
にしてもよく、又この関数から濃度を直接算出するよう
にしてもよい。
【0017】ここで本実施例では入射光をガラス管3の
水平な直径3aより偏差dX (ここでは3mm)だけ上方
に直径3aと平行なレーザ光としているが、偏差dX
値を変化させることによって入射角θが変化し、この入
射角θの変化により通過回数Nが変化することとなる。
又全光路長Lも図4に示すように変化する。入射光の偏
差dX を適宜変更すれば、全光路長Lを大幅に変化させ
ることができる。従って偏差設定部20によって煙の濃
度に対応した偏差dX を設定することによって、全光路
長を適宜選択することができ、それによって正確な濃度
の測定をすることが可能となる。特に低濃度の場合には
全光路長Lを大きくすることによって高精度で濃度測定
を行うことができる。
【0018】尚本実施例は図2に示すようにガラス管3
の中心を点対称とする2か所に夫々全周の1/4のミラ
ー蒸着膜を形成しているが、1/4の範囲に限らず、ガ
ラス管の中心を点対称とした蒸着膜を形成するのみで足
りる。従って更に多くの範囲又は少ない範囲に蒸着膜を
形成してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、煙が試料中を多重反射して通過することにより測定
光路長を増加させることができる。従って感度が上がり
煙濃度が低濃度の場合にも高精度で測定することが可能
となる。又正確な形状のガラス管を用いることによっ
て、正確に反射膜が形成できる。従って従来例の煙濃度
測定装置のように多数のミラーを正確に配置する必要が
なく、光学系の調整を極めて容易に行うことができ、調
整の不備に伴う測定誤差を避けることができる。更に反
射回数を適宜変更することによって、1つの測定装置で
低濃度から高濃度までの煙濃度を高精度で測定すること
ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による煙濃度測定装置の横断
面図である。
【図2】本発明の一実施例による煙濃度測定装置の光軸
部分の縦断面図である。
【図3】入射光の偏差dX に対する通過回数Nの変化を
示すグラフである。
【図4】入射光の偏差dX に対する光路長Lの変化を示
すグラフである。
【図5】従来の煙濃度測定装置の一例を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 ダクト 2 ノズル 3 ガラス管 4 吸引ダクト 5,5A,5B 蒸着膜 10 光源部 11 レーザダイオード 12 駆動部 13 コリメートレンズ 13a スリット 14 集束レンズ 15 フォトダイオード 17 ラッチ部 18 割算器 19 濃度演算部 20 偏差設定部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心点に対して点対称となる外周面に反
    射膜が形成され、測定対称となる煙が導入される円筒形
    状のガラス管と、 前記ガラス管の中心点を通過しない光を前記ガラス管の
    側方から反射膜に向けて入射する光源部と、 前記光源部より入射され、前記ガラス管の反射膜を多重
    反射した反射光を受光する受光部と、を具備し、前記受
    光部の受光レベルに基づいてガラス管を通過する煙の濃
    度を測定することを特徴とする煙濃度測定装置。
  2. 【請求項2】 前記光源部は、前記ガラス管の直径より
    所定の偏差を有してレーザ光を入射するレーザ光源であ
    り、前記光源部のレーザ光の偏差を設定する偏差設定手
    段を有することを特徴とする請求項1記載の煙濃度測定
    装置。
JP6197287A 1994-07-29 1994-07-29 煙濃度測定装置 Pending JPH0843305A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006184180A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Toyota Motor Corp 排気ガス分析装置
JP4673887B2 (ja) * 2005-04-28 2011-04-20 トヨタ自動車株式会社 排ガス分析装置
CN104865154A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 苏州菲尼克斯质检仪器有限公司 一种烟密度测试装置
WO2016118431A1 (en) * 2015-01-19 2016-07-28 Entegris, Inc. Small volume, long pathlength multi-pass gas cell for ir and uv monitoring
US10337981B2 (en) 2015-11-11 2019-07-02 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Low volume multipass cell
JP2019537702A (ja) * 2016-09-13 2019-12-26 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh 安全装置を駆動する方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006184180A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Toyota Motor Corp 排気ガス分析装置
JP4485345B2 (ja) * 2004-12-28 2010-06-23 トヨタ自動車株式会社 排気ガス分析装置
JP4673887B2 (ja) * 2005-04-28 2011-04-20 トヨタ自動車株式会社 排ガス分析装置
US8208143B2 (en) 2005-04-28 2012-06-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas analyzer
WO2016118431A1 (en) * 2015-01-19 2016-07-28 Entegris, Inc. Small volume, long pathlength multi-pass gas cell for ir and uv monitoring
JP2018509598A (ja) * 2015-01-19 2018-04-05 インテグリス・インコーポレーテッド 赤外線および紫外線を監視するための小容積、長経路長のマルチパスガスセル
US10451540B2 (en) 2015-01-19 2019-10-22 Entegris, Inc. Multi-pass gas cell with mirrors in openings of cylindrical wall for IR and UV monitoring
CN104865154A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 苏州菲尼克斯质检仪器有限公司 一种烟密度测试装置
US10337981B2 (en) 2015-11-11 2019-07-02 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Low volume multipass cell
JP2019537702A (ja) * 2016-09-13 2019-12-26 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh 安全装置を駆動する方法
US10793005B2 (en) 2016-09-13 2020-10-06 Robert Bosch Gmbh Method for operating a safety device

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