JPH11201901A - Infrared gas analyzer - Google Patents
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車検時の
使用過程車排ガス測定に用いられる排ガス分析計などの
赤外線ガス分析計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared gas analyzer such as an exhaust gas analyzer used for measuring vehicle exhaust gas during use during vehicle inspection.
【０００２】[0002]
【従来の技術】前記排ガス分析計は、次のような測定原
理に基づいて排ガス中の測定対象成分を測定している。
すなわち、赤外線が排ガス中を通過すると、排ガス中に
含まれる測定対象成分に特有な波長領域の赤外線が吸収
されるが、この吸収量を計ることによって測定対象成分
の濃度を計測することができる。2. Description of the Related Art The exhaust gas analyzer measures components to be measured in exhaust gas based on the following measuring principle.
That is, when infrared rays pass through the exhaust gas, the infrared rays in the wavelength region unique to the measurement target component contained in the exhaust gas are absorbed. By measuring the amount of absorption, the concentration of the measurement target component can be measured.
【０００３】このとき、光の吸収を扱う場合の基礎とな
るのは、ランバート・ベールの法則（Ｌａｍｂｅｒｔ−
Ｂｅｅｒ’ｓ ｌａｗ）というもので、下記（１）式で
表される。 Ｉt ＝Ｉ0 ・ｅ-kCl ……（１） ここに、Ｉ0 は入射光の強度、Ｉt は出射光の強度、ｋ
は吸光係数、ｌは吸光層の厚さ、Ｃはサンプル濃度であ
る。[0003] At this time, the basis for handling light absorption is based on Lambert-Beer's law (Lambert-
Beer's law) and is represented by the following equation (1). I t = I 0 · e -kCl ...... (1) where the intensity of I 0 is the incident light, I t is the intensity of the emitted light, k
Is the extinction coefficient, l is the thickness of the light absorbing layer, and C is the sample concentration.
【０００４】したがって、サンプルの濃度がＣであると
きに排ガス分析計から得られる出力は、下記（２）式に
よって得られる。 Ｉt ＝Ｉ0 ・（１−ｅ-kCl） ……（２）Accordingly, the output obtained from the exhaust gas analyzer when the concentration of the sample is C is obtained by the following equation (2). I t = I 0 · (1 -e -kCl) ...... (2)
【０００５】図６は、上記測定原理に則った分析部を備
えた排ガス分析計の構成を概略的に示すブロック図で、
この図において、１は分析部、２は各種の入力キーを備
えた操作部、３は操作部２によるキー入力に基づいて装
置各部を制御したり、分析部１からの信号に基づいて濃
度計算を行ったり、得られたデータを記憶したりする制
御・演算部で、例えばマイクロコンピュータである。そ
して、４は分析結果を表示したり、現在の装置の状態な
どを必要に応じて表示する表示・外部出力部である。FIG. 6 is a block diagram schematically showing a configuration of an exhaust gas analyzer provided with an analyzer in accordance with the above measurement principle.
In this figure, 1 is an analysis unit, 2 is an operation unit provided with various input keys, and 3 is a unit for controlling each unit of the apparatus based on key input from the operation unit 2 or calculating a concentration based on a signal from the analysis unit 1. And a control / arithmetic unit for storing the obtained data, such as a microcomputer. Reference numeral 4 denotes a display / external output unit for displaying an analysis result and displaying the current state of the apparatus as necessary.
【０００６】そして、図８は、前記排ガス分析計におけ
るガスフローの従来の構成を概略的に示すもので、この
図において、７１はハウジングで、例えばその前面には
自動車のエンジンから排出される排ガスをサンプルガス
として導入するサンプルガスＳＧの導入口７２が形成さ
れている。このサンプルガス導入口７２は、ハウジング
７１内に設けられた分析部１に対して、ダストフィルタ
７３、圧力スイッチ７４、サンプリング用の吸引ポンプ
７５などを備えたサンプルガス流路７６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７７を備え、途中に前置フィルタ７８を備え、他
端側にドレンセパレータ７９を備えたサンプリングチュ
ーブ８０が接続される。なお、８１はサンプルガス流路
７６に接続されたスパンガス入口、８２はストレーナ８
３、吸引ポンプ８４などを備え、ドレンセパレータ７９
と排気口８５との間に設けられたドレン流路である。FIG. 8 schematically shows a conventional structure of a gas flow in the exhaust gas analyzer. In this figure, reference numeral 71 denotes a housing, for example, a front surface of which has an exhaust gas discharged from an automobile engine. Is introduced as a sample gas. The sample gas inlet 72 is connected to the analyzer 1 provided in the housing 71 via a sample gas flow path 76 including a dust filter 73, a pressure switch 74, a suction pump 75 for sampling, and the like. A sampling tube 80 having a sampling probe 77 at the tip, a pre-filter 78 on the way, and a drain separator 79 at the other end is connected to the outside. In addition, 81 is a span gas inlet connected to the sample gas flow channel 76, and 82 is the strainer 8
3, a suction pump 84, etc., and a drain separator 79
And a drain passage provided between the discharge port 85 and the exhaust port 85.
【０００７】また、図７は、前記分析部１の構成を概略
的に示すもので、この分析部１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、５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５ａ，５ｂで閉塞され、サン
プルガス流路７６に接続されるサンプル入口５ｃと排気
口８５に接続されるサンプル出口５ｄとが設けられてい
る。６は測定セル５の一方のセル窓５ａ側に設けられ、
測定セル５を照射するための赤外光源である。FIG. 7 schematically shows the configuration of the analyzer 1, which is configured, for example, for single-cell multiple-component measurement. That is, in this figure, reference numeral 5 denotes a cylindrical measuring cell, both ends of which are closed by cell windows 5a and 5b made of an infrared transmitting material, and a sample inlet 5c and an exhaust port 85 connected to the sample gas flow channel 76. And a sample outlet 5d connected to the sample outlet. 6 is provided on one cell window 5a side of the measurement cell 5,
An infrared light source for irradiating the measurement cell 5.
【０００８】７は測定セル５の他方のセル窓５ｂ側に設
けられる検出部で、例えばＣＯ2 測定用、ＨＣ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、単に検出器という）８，９，１０，１１
と光チョッパ１２とからなる。Reference numeral 7 denotes a detection unit provided on the other cell window 5b side of the measurement cell 5, for example, for CO 2 measurement, HC measurement,
Four infrared detectors (hereinafter simply referred to as detectors) 8, 9, 10, 11 provided on concentric circles for CO measurement and comparison (shown in a row for convenience in the drawing)
And an optical chopper 12.
【０００９】前記検出器９〜１１の受光側には、光学フ
ィルタ８Ｆ，９Ｆ，１０Ｆ，１１Ｆが設けられている。
例えばＣＯ2 測定用検出器８の光学フィルタ８Ｆは、検
出対象であるＣＯ2 の特性吸収帯域の赤外線のみを通過
させるバンドパスフィルタよりなり、他の光学フィルタ
９Ｆ，１０Ｆもそれぞれ検出対象成分の特性吸収帯域の
赤外線のみを通過させるバンドパスフィルタよりなる。
一方、比較用検出器１１の光学フィルタ１１Ｆ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。Optical filters 8F, 9F, 10F and 11F are provided on the light receiving side of the detectors 9 to 11.
For example, the optical filter 8F of the CO 2 measuring detector 8 is composed of a band-pass filter that passes only infrared rays in the characteristic absorption band of the CO 2 to be detected. It consists of a band-pass filter that passes only infrared rays in the absorption band.
On the other hand, the optical filter 11F of the comparison detector 11 is formed of a band-pass filter that passes infrared light having a wavelength having no absorption band with respect to the coexisting gas in the sample gas.
【００１０】前記光チョッパ１２は、図示してないモー
タによって回転駆動され、測定セル５を通過し検出器８
〜１１に入射する赤外光をチョッピングするように構成
されている。The optical chopper 12 is driven to rotate by a motor (not shown), passes through the measuring cell 5, and
-11 are chopped.
【００１１】前記検出器８〜１１の出力はそれぞれ、プ
リアンプを経てマイクロコンピュータ３に入力され、例
えばＣＯ2 濃度は、比較用検出器１１の出力からＣＯ2
測定用検出器８の出力を引算して得られる。[0011] Each of the outputs of the detectors 8-11 are input to the microcomputer 3 through the preamplifier, for example, CO 2 concentration, CO 2 from the output of the comparator detector 11
It is obtained by subtracting the output of the measuring detector 8.
【００１２】前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ＣＯ2、ＨＣ、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７７を自動車の排気管（図示して
ない）に挿入して、排ガスをサンプルガスＳＧとして採
取する。ここで、測定モードとは、サンプリング用ポン
プ７５，８４、赤外光源６、光チョッパ１２のモータが
オン状態になっており、直ちにサンプリングを行い、測
定ができる状態のことをいう。To measure the concentration of CO 2 , HC and CO contained in the exhaust gas of an automobile, for example, by using the exhaust gas analyzer having the above-mentioned configuration, the exhaust gas analyzer must be in a measurement mode state.
The sampling probe 77 is inserted into an exhaust pipe (not shown) of the automobile, and the exhaust gas is collected as a sample gas SG. Here, the measurement mode refers to a state in which the sampling pumps 75 and 84, the infrared light source 6, and the motor of the optical chopper 12 are in an on state, and sampling is immediately performed to enable measurement.
【００１３】前記サンプルガスＳＧは、サンプルガス流
路７６を経て測定セル５に導入される。そして、赤外光
源６を発して測定セル５を通過する赤外光は、測定セル
５に導入されたサンプルガスＳＧ中に含まれるＣＯ2 、
ＨＣ、ＣＯに固有の波長の赤外光が吸収され、測定用検
出器８〜１０に入射する赤外光量が減少する。一方、比
較用検出器１１に入射する赤外光量は、サンプルガスＳ
Ｇ中の吸収帯がない波長であるため減少しない。The sample gas SG is introduced into the measuring cell 5 through the sample gas flow channel 76. Then, the infrared light emitted from the infrared light source 6 and passing through the measurement cell 5 emits CO 2 , CO 2 contained in the sample gas SG introduced into the measurement cell 5,
The infrared light having a wavelength unique to HC and CO is absorbed, and the amount of infrared light incident on the measuring detectors 8 to 10 is reduced. On the other hand, the amount of infrared light incident on the detector 11
The wavelength does not decrease because there is no absorption band in G.
【００１４】前記測定用検出器８〜１０および比較用検
出器１１の出力は、マイクロコンピュータ３に入力さ
れ、比較用検出器１１の出力から測定用検出器８〜１０
の出力をそれぞれ引算することによって、ＣＯ2 、Ｈ
Ｃ、ＣＯの濃度が得られる。この演算によって得られた
ＣＯ2 、ＨＣ、ＣＯの濃度は、表示・外部出力部４に表
示されたり、メモリ（図示してない）に記憶される。The outputs of the measuring detectors 8 to 10 and the comparing detector 11 are input to the microcomputer 3 and the outputs of the comparing detector 11 are used to calculate the measuring detectors 8 to 10.
Are subtracted from each other to obtain CO 2 , H
The concentrations of C and CO are obtained. The concentrations of CO 2 , HC, and CO obtained by this calculation are displayed on the display / external output unit 4 or stored in a memory (not shown).
【００１５】このように、上記排ガス分析計は、非常に
取扱いが簡単であり、複数の測定対象成分の濃度を同時
に測定できるといった利点があるところから、自動車整
備検査用として、整備工場や車検場などで使用されてい
る。As described above, the exhaust gas analyzer is very easy to handle and has the advantage of being able to measure the concentrations of a plurality of components to be measured at the same time. Used in such as.
【００１６】ところで、一般に、赤外線ガス分析計にお
いては、検出部７や増幅部などの温度ドリフトによって
測定結果に誤差が生ずるところから、例えば特開平７−
３１８４２９号公報に示されるように、測定モード時、
所定時間毎に自動ゼロ校正を行うとともに、暖機時間が
短いときは、測定モード中に実行される自動ゼロ校正の
時間間隔を短く設定し、暖気時間が長いときは、自動ゼ
ロ校正の時間間隔を長く設定するといったてゼロ校正を
行うようにしている。In general, in an infrared gas analyzer, an error occurs in a measurement result due to a temperature drift of the detection unit 7 and the amplification unit.
As shown in 318429, in the measurement mode,
Automatic zero calibration is performed at predetermined time intervals.If the warm-up time is short, the time interval of the automatic zero calibration executed during the measurement mode is set short.If the warm-up time is long, the automatic zero calibration time interval is set. Zero calibration is performed by setting a longer value.
【００１７】上記公報に開示された手法によれば、でき
るだけ自動ゼロ校正シーケンスに入る回数を少なくしな
がらも、温度ドリフトを小さく抑えることができる。According to the technique disclosed in the above-mentioned publication, the temperature drift can be suppressed to be small while the number of times of entering the automatic zero calibration sequence is reduced as much as possible.
【００１８】しかしながら、上記公報に開示されている
手法においては、測定モードにおいて、測定の間隔が長
くなると、測定結果に温度ドリフトによる影響が出やす
くなる一方、測定の間隔が自動ゼロ校正の間隔より短い
ときには、短時間のうちにゼロ校正が行われることにな
り、ゼロ校正が不必要に行われる場合が生ずる。However, in the method disclosed in the above publication, in the measurement mode, when the interval between the measurements is long, the effect of the temperature drift is likely to appear on the measurement result, while the interval between the measurements is shorter than the interval of the automatic zero calibration. If the time is short, the zero calibration is performed in a short time, and the zero calibration may be performed unnecessarily.
【００１９】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、測定間隔の長い場合も短い場合
も的確にゼロ校正およびエアーパージが行われ、常に精
度のよい濃度測定を行うことができる赤外線ガス分析計
を提供することである。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is to accurately perform zero calibration and air purging regardless of whether the measurement interval is long or short, and to always perform accurate concentration measurement. It is to provide an infrared gas analyzer that can be performed.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、サンプルガス中の特定の測定対象成
分を検出するとともに、測定モード時、所定時間毎に自
動ゼロ校正を行うように構成された赤外線ガス分析計に
おいて、測定モードにあるとき、測定対象成分の濃度が
所定値以下であるか否かで測定が終了したか否かを判別
し、測定が終了していると判断されるときには、ゼロ校
正を自動的に行うようにしている。この場合、サンプリ
ングプローブのパージも併せて行うようにしてもよい。In order to achieve the above object, according to the present invention, a specific component to be measured in a sample gas is detected, and automatic zero calibration is performed at predetermined time intervals in a measurement mode. In the measured infrared gas analyzer, when in the measurement mode, it is determined whether or not the measurement has been completed based on whether or not the concentration of the measurement target component is equal to or less than a predetermined value, and it is determined that the measurement has been completed. Sometimes, zero calibration is performed automatically. In this case, the sampling probe may be purged at the same time.
【００２１】例えば、アイドル中の自動車の排ガス中に
は、通常、ＣＯ2 が５％ｖｏｌ以上含まれているところ
から、これを基準にして、ＣＯ2 濃度が５％ｖｏｌ未満
であれば実車測定が行われてないものと判断して、ゼロ
校正を行うのである。これによれば、測定終了ごとにゼ
ロ校正およびサンプリングプローブのパージが行われる
ので、測定の間隔が長時間に及んだときであっても正確
な測定が行われる。また、測定の間隔が定期的なゼロ校
正の間隔よりも短いときには、測定後のゼロ校正および
サンプリングプローブのパージが優先されるため、短時
間にゼロ校正などが不必要に行われることがない。[0021] For example, in the automobile in the exhaust gas during idling, typically, from where the CO 2 is contained 5% vol or more, which based on the actual vehicle measurement when the CO 2 concentration is less than 5% vol Is determined not to have been performed, and zero calibration is performed. According to this, since the zero calibration and the purging of the sampling probe are performed every time the measurement is completed, accurate measurement can be performed even when the measurement interval is long. Further, when the interval of the measurement is shorter than the interval of the periodic zero calibration, the zero calibration after the measurement and the purging of the sampling probe are prioritized, so that the zero calibration is not performed unnecessarily in a short time.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。まず、この発明の赤外線ガス分析計
は、前記図６および図７に示した構成を備えるととも
に、図１に示すようなガスフロー構造を備えている。す
なわち、図１において、１３はハウジング、１４はハウ
ジング１３に形成されたサンプルガスＳＧの導入口であ
る。このサンプルガス導入口１４の外方には、先端部に
サンプリングプローブ１５を備え、途中に前置フィルタ
１６を有するフレキシブルチューブ１７が接続されてい
る。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the infrared gas analyzer of the present invention has the configuration shown in FIGS. 6 and 7 and a gas flow structure as shown in FIG. That is, in FIG. 1, reference numeral 13 denotes a housing, and 14 denotes an inlet for the sample gas SG formed in the housing 13. Outside the sample gas inlet 14, a flexible tube 17 having a sampling probe 15 at the distal end and a pre-filter 16 in the middle is connected.
【００２３】前記ハウジング１３の内部には、図７に示
したようなガス分析部１を有するガス分析計本体１８が
設けられている。このガス分析計本体１８とサンプルガ
ス導入口１４との間のサンプルガス流路１９には前置ド
レンセパレータ２０が設けられており、その下流側はガ
ス分析計本体１８に連なっている。また、２１はこの前
置ドレンセパレータ２０とハウジング１３に形成された
排出口２２との間を接続するドレン流路で、フィルタ２
３、吸引ポンプ２４を備えている。Inside the housing 13, a gas analyzer main body 18 having a gas analyzer 1 as shown in FIG. 7 is provided. A pre-drain separator 20 is provided in the sample gas flow path 19 between the gas analyzer main body 18 and the sample gas inlet 14, and the downstream side thereof is connected to the gas analyzer main body 18. Reference numeral 21 denotes a drain passage connecting between the front drain separator 20 and a discharge port 22 formed in the housing 13.
3. A suction pump 24 is provided.
【００２４】前記ガス分析計本体１８は、次のように構
成されている。すなわち、２５はガス分析計本体１８の
ガス導入口で、このガス導入口２５に連なるサンプルガ
ス流路２６ａには、ドレンセパレータ２７、フィルタ２
８が設けられ、さらに、三方電磁弁２９の第１のポート
２９ａが接続される。そして、三方電磁弁２９の第２の
ポート２９ｂには、流路２６ｂが接続され、この流路２
６ｂには圧力センサ３０、吸引ポンプ３１が設けられ、
この吸引ポンプ３１の後段にガス分析部１が接続され
る。３２はガス分析部１の後段に形成されたガス分析計
本体１８の排出口で、その後段はハウジング１３に形成
された排出口２２に連なっている。また、３３はドレン
セパレータ２７と排出口３２との間を接続するドレン流
路で、フィルタ３４、吸引ポンプ３５を備えている。The gas analyzer main body 18 is configured as follows. That is, reference numeral 25 denotes a gas inlet of the gas analyzer main body 18, and a drain separator 27 and a filter 2 are provided in a sample gas flow path 26 a connected to the gas inlet 25.
8 is provided, and the first port 29a of the three-way solenoid valve 29 is connected. A flow path 26b is connected to the second port 29b of the three-way solenoid valve 29.
6b is provided with a pressure sensor 30, a suction pump 31,
The gas analyzer 1 is connected to a stage subsequent to the suction pump 31. Reference numeral 32 denotes an outlet of the gas analyzer main body 18 formed at the subsequent stage of the gas analyzer 1, and the latter is connected to the outlet 22 formed at the housing 13. Reference numeral 33 denotes a drain passage connecting between the drain separator 27 and the discharge port 32, and includes a filter 34 and a suction pump 35.
【００２５】３６はゼロガス供給ラインで、その上流側
はハウジング１３に形成された空気取入れ口３７に接続
され、その下流側は三方電磁弁２９の第３のポート２９
ｃに接続されており、その途中にフィルタ３８とゼロガ
ス精製器３９を備えている。Numeral 36 denotes a zero gas supply line, the upstream side of which is connected to an air intake 37 formed in the housing 13, and the downstream side of which is the third port 29 of the three-way solenoid valve 29.
The filter 38 and a zero gas purifier 39 are provided on the way.
【００２６】４０はパージガス供給ラインで、その上流
側はハウジング１３に形成された空気取入れ口４１に接
続され、その下流側はサンプルガス流路１９の前置ドレ
ンセパレータ２０とガス導入口２５との間の点４２に接
続されており、その途中に上流側からフィルタ４３、吸
引ポンプ４４および開閉弁４５をこの順に備えている。Reference numeral 40 denotes a purge gas supply line, the upstream side of which is connected to an air intake 41 formed in the housing 13, and the downstream side of which is connected to the upstream drain separator 20 of the sample gas flow path 19 and the gas inlet 25. A filter 43, a suction pump 44, and an on-off valve 45 are provided in this order from upstream on the way.
【００２７】なお、４６はスパンガス供給ラインで、そ
の上流側はハウジング１３に形成されたスパンガス導入
口４７に接続され、その下流側はサンプルガス流路２６
の前吸引ポンプ３１とガス分析部１との間の点４８に接
続されており、その途中に上流側からフィルタ４９、開
閉弁５０およびキャピラリ５１をこの順に備えている。
また、前記スパンガス導入口４７には、流量計５２、ニ
ードル弁５３、調圧弁５４を備えた送給ライン５５が接
続され、この送給ライン５５の端部にスパンガスボンベ
５６が設けられている。Reference numeral 46 denotes a span gas supply line whose upstream side is connected to a span gas inlet 47 formed in the housing 13 and whose downstream side is a sample gas flow path 26.
Is connected to a point 48 between the pre-suction pump 31 and the gas analysis unit 1, and a filter 49, an on-off valve 50, and a capillary 51 are provided on the way from the upstream side in this order.
A feed line 55 having a flow meter 52, a needle valve 53, and a pressure regulating valve 54 is connected to the span gas inlet 47. A span gas cylinder 56 is provided at an end of the feed line 55.
【００２８】次に、上記構成の排ガス分析計の動作につ
いて、図２〜図４に示すフローチャートおよび図５に示
すタイミングチャートをも参照しながら説明する。な
お、図２〜図４に示すフローチャートで一つのフローチ
ャートを構成している。また、このフローチャートで表
される動作についての制御プログラムは、制御演算部３
（図６参照）に、他の制御プログラムなどとともに格納
されている。Next, the operation of the exhaust gas analyzer configured as described above will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. 2 to 4 and a timing chart shown in FIG. In addition, one flowchart is comprised by the flowchart shown in FIGS. The control program for the operation represented by this flowchart is a control operation unit 3
(See FIG. 6), together with other control programs and the like.
【００２９】前記排ガス分析計においては、図２〜図４
に示すように、測定モード時、所定時間毎にガス分析部
１の自動ゼロ校正（以下、単にゼロ校正という）および
サンプリングプローブ１５の自動エアーパージ（以下、
単にエアーパージという）が行われる。すなわち、電源
投入（パワーオン）時から測定モードに入るまでの経過
時間、すなわち、暖機時間の長さによって、次にゼロ校
正およびエアーパージを行うまでの時間間隔の設定が行
われる。図５のタイミングチャートはこれを示してい
る。図５は、測定モード時における測定スタートが暖機
終了時点からどのくらいの時間が経過しているかによっ
て、時間間隔の設定を行うものである。In the exhaust gas analyzer, FIGS.
As shown in the figure, in the measurement mode, the automatic zero calibration of the gas analyzer 1 (hereinafter simply referred to as zero calibration) and the automatic air purge of the sampling probe 15 (hereinafter referred to as “zero calibration”) are performed at predetermined intervals.
Simply referred to as air purge). That is, the time interval from when the power is turned on (power on) to when the measurement mode is entered, that is, the length of the warm-up time, is set for the next zero calibration and air purge. This is shown in the timing chart of FIG. FIG. 5 shows the setting of the time interval depending on how long the measurement start in the measurement mode has elapsed since the end of warm-up.
【００３０】すなわち、パワーオンからの経過時間が１
０分以内であるときは、図２に示すような手順にしたが
い、パワーオンからの経過時間が１０分〜２０分のとき
は、図３に示すような手順にしたがい、パワーオンから
の経過時間が２０分を超えるときは、図４に示すような
手順にしたがう。That is, the elapsed time from power-on is 1
When the time is within 0 minutes, the procedure shown in FIG. 2 is used. When the elapsed time from power-on is 10 minutes to 20 minutes, the procedure shown in FIG. 3 is used. If the time exceeds 20 minutes, the procedure shown in FIG. 4 is followed.
【００３１】図５は、上記各手順にしたがったときのタ
イミングチャートの一例を示すもので、この図におい
て、横軸は電源投入（パワーオン）時からの経過時間を
示し、符号Ｋはゼロ校正およびエアーパージを示してい
る。また、図中の数字は時間の長さ（単位；分）を表し
ている。そして、図５（Ａ），（Ｂ）はパワーオンから
の経過時間が１０分以内のタイミングチャートを、同図
（Ｃ）はパワーオンからの経過時間が１０分〜２０分の
ときのタイミングチャートを、さらに、同図（Ｄ），
（Ｅ）はパワーオンからの経過時間が２０分を超えたと
きのタイミングチャートを、それぞれ示している。FIG. 5 shows an example of a timing chart when each of the above procedures is followed. In this figure, the horizontal axis indicates the elapsed time from power-on (power-on), and the symbol K indicates zero calibration. And air purge. The numbers in the figure represent the length of time (unit: minute). FIGS. 5A and 5B are timing charts in which the elapsed time from power-on is within 10 minutes, and FIG. 5C is a timing chart in which the elapsed time from power-on is 10 to 20 minutes. And (D),
(E) shows a timing chart when the elapsed time from power-on exceeds 20 minutes, respectively.
【００３２】上記排ガス分析計が例えば車検場に設置さ
れているものとする。まず、車両の検査、つまり、自動
車から排出される排ガスの測定は、次のように行われ
る。ポンプ３１，３５，２４をオンするとともに、三方
電磁弁２９をオンして流路２６ａと流路２６ｂとを接続
した測定可能状態とする。このような状態で、サンプリ
ングプローブ１５を自動車の排気管に挿入接続する。こ
れにより、自動車エンジンからの排ガスがサンプルガス
ＳＧとしてサンプリングプローブ１５にサンプリングさ
れる。このサンプリングされたサンプルガスＳＧは、流
路１９の前置ドレンセパレータ２０を経てガス分析計本
体１８の流路２６ａに導かれ、ドレンセパレータ２７、
フィルタ２８を経て三方電磁弁２９に至り、さらに、流
路２６ｂに導かれ、ポンプ３１を経てガス分析部１に導
入される。It is assumed that the above-mentioned exhaust gas analyzer is installed, for example, at a vehicle inspection site. First, inspection of a vehicle, that is, measurement of exhaust gas emitted from a vehicle is performed as follows. The pumps 31, 35, and 24 are turned on, and the three-way solenoid valve 29 is turned on to connect the flow path 26a and the flow path 26b to a measurable state. In such a state, the sampling probe 15 is inserted and connected to the exhaust pipe of the automobile. As a result, the exhaust gas from the automobile engine is sampled by the sampling probe 15 as the sample gas SG. The sampled sample gas SG is led to the flow path 26 a of the gas analyzer main body 18 via the pre-drain separator 20 of the flow path 19,
The gas reaches the three-way solenoid valve 29 via the filter 28, is further guided to the flow path 26 b, and is introduced into the gas analyzer 1 via the pump 31.
【００３３】前記ガス分析部１においては、赤外光源６
がオンしていることにより、赤外光が測定セル５に照射
され、測定セル５を通過した赤外光が赤外光源６を発し
て測定セル５を通過する赤外光は、測定セル５に導入さ
れたサンプルガスＳＧ中に含まれるＣＯ2 、ＨＣ、ＣＯ
に固有の波長の赤外光が吸収され、測定用検出器８〜１
０に入射する赤外光量が減少する。一方、比較用検出器
１１に入射する赤外光量は、サンプルガスＳＧ中の吸収
帯がない波長であるため減少しない。In the gas analyzer 1, an infrared light source 6
Is turned on, the infrared light irradiates the measurement cell 5, and the infrared light passing through the measurement cell 5 emits the infrared light source 6 and passes through the measurement cell 5. CO 2 contained in the sample gas SG introduced into, HC, CO
Infrared light having a wavelength specific to the light is absorbed by the detectors 8 to 1 for measurement.
The amount of infrared light incident on 0 decreases. On the other hand, the amount of infrared light incident on the comparative detector 11 does not decrease because it has no absorption band in the sample gas SG.
【００３４】前記測定用検出器８〜１０および比較用検
出器１１の出力は、マイクロコンピュータ３に入力さ
れ、比較用検出器１１の出力から測定用検出器８〜１０
の出力をそれぞれ引算することによって、ＣＯ2 、Ｈ
Ｃ、ＣＯの濃度が得られる。この演算によって得られた
ＣＯ2 、ＨＣ、ＣＯの濃度は、表示・外部出力部４に表
示されたり、メモリ（図示してない）に記憶される。こ
こまでは、従来の排ガス分析計と変わることはない。The outputs of the measurement detectors 8 to 10 and the comparison detector 11 are input to the microcomputer 3 and the outputs of the comparison detector 11 are used as the measurement detectors 8 to 10.
Are subtracted from each other to obtain CO 2 , H
The concentrations of C and CO are obtained. The concentrations of CO 2 , HC, and CO obtained by this calculation are displayed on the display / external output unit 4 or stored in a memory (not shown). Up to this point, there is no difference from the conventional exhaust gas analyzer.
【００３５】この発明では、測定モードにあるとき、測
定対象成分の濃度が所定値以下であるか否かで測定が終
了したか否かを判別し、測定が終了している判断される
ときには、ゼロ校正およびサンプリングプローブのパー
ジを自動的に行うようにしている。すなわち、アイドル
中の自動車の排ガス中には、通常、ＣＯ2 が５％ｖｏｌ
以上含まれていることに着目して、測定モード中に、所
定のサンプリングが行われ、測定が行われているかを判
別する。すなわち、ＣＯ2 濃度が５％ｖｏｌ以上であれ
ば、所定のガスサンプリングが行われ、排ガス分析が行
われていると判断し、ＣＯ2 濃度が５％ｖｏｌ未満であ
れば、所定のガスサンプリングが行われず、排ガス分析
が行われていない状態、待機モードであると判断するの
である。According to the present invention, when in the measurement mode, it is determined whether or not the measurement has been completed based on whether or not the concentration of the component to be measured is equal to or lower than a predetermined value. Zero calibration and sampling probe purging are performed automatically. That is, the motor vehicle in the exhaust gas during idling, typically, CO 2 is 5% vol
Focusing on the fact that the above is included, it is determined whether or not a predetermined sampling is performed during the measurement mode and the measurement is being performed. That is, if the CO 2 concentration is 5% vol or more, predetermined gas sampling is performed, and it is determined that exhaust gas analysis is being performed. If the CO 2 concentration is less than 5% vol, the predetermined gas sampling is performed. It is determined that the operation is not performed and the exhaust gas analysis is not performed, that is, the standby mode is set.
【００３６】そして、ＣＯ2 濃度が５％ｖｏｌ未満のと
き、より厳密には、ＣＯ2 濃度が５％以上の状態から５
％未満になったとき、排ガス分析計における一つの測定
が終了したものとし、これをトリガとしてゼロ校正およ
びエアーパージを行うのである。When the CO 2 concentration is less than 5% vol, more strictly, when the CO 2 concentration is
When the value is less than%, it is assumed that one measurement in the exhaust gas analyzer has been completed, and this is used as a trigger to perform zero calibration and air purge.
【００３７】次に、ゼロ校正およびエアーパージについ
て説明する。前記一つの測定が終了したことが検知され
ることにより、ポンプ３５、２４がオフされるととも
に、三方電磁弁２９がオフとなることによりゼロガス供
給ライン３６と流路２６ｂが連通する一方、ポンプ４４
がオンとなり、電磁弁４５がオンとなってパージガス供
給ライン４０が流路１９と連通する。Next, zero calibration and air purge will be described. When it is detected that the one measurement has been completed, the pumps 35 and 24 are turned off, and the three-way solenoid valve 29 is turned off so that the zero gas supply line 36 and the flow path 26b communicate with each other.
Is turned on, the solenoid valve 45 is turned on, and the purge gas supply line 40 communicates with the flow path 19.
【００３８】前記ゼロガス供給ライン３６と流路２６ｂ
が連通したことにより、ポンプ３１がオンしているの
で、空気取入れ口３７からエアーＡがゼロガス供給ライ
ン３６に取り入れられ、このエアーＡはフィルタ３８お
よびゼロガス精製器３９を経ることによりＣＯ2 が除去
されたゼロガスＺＧとなり、これがガス分析部１に供給
される。これにより、ガス分析部１のゼロ校正が行われ
る。The zero gas supply line 36 and the flow path 26b
Since the pump 31 is turned on due to the communication of the air, air A is taken into the zero gas supply line 36 from the air inlet 37, and the air A passes through the filter 38 and the zero gas purifier 39 to remove CO 2. The zero gas ZG is supplied to the gas analyzer 1. Thus, zero calibration of the gas analyzer 1 is performed.
【００３９】一方、パージガス供給ライン４０が流路１
９と連通し、ポンプ４４がオンしていることにより、空
気取入れ口４１からエアーＡがパージガス供給ライン４
０に取り入れられ、このエアーＡはフィルタ４３を通過
して清浄なエアーとなり、このエアーはポンプ４４、電
磁弁４５、ダストセパレータ２０に至り、さらにこれを
通常のサンプリング状態とは逆方向に通過して流路１９
に導かれ、さらに、サンプルガス導入口１４を経てフレ
キシブルチューブ１７に入り、前置フィルタ１６および
サンプリングプローブ１５を逆方向からパージする。こ
れによって、前置フィルタ１６やサンプリングプローブ
１５などに詰まっている異物などがサンプリングプロー
ブ１５から吹き出されて清浄化される。On the other hand, the purge gas supply line 40 is
9 and the pump 44 is turned on, the air A is supplied from the air inlet 41 to the purge gas supply line 4.
The air A passes through the filter 43 and becomes clean air. The air reaches the pump 44, the solenoid valve 45, and the dust separator 20, and passes through the filter A in a direction opposite to the normal sampling state. Channel 19
And enters the flexible tube 17 through the sample gas inlet 14 to purge the pre-filter 16 and the sampling probe 15 from the opposite direction. As a result, foreign substances clogged in the pre-filter 16 and the sampling probe 15 are blown out from the sampling probe 15 and are cleaned.
【００４０】上述のように、上記構成の排ガス分析計に
おいては、ＣＯ2 濃度が５％ｖｏｌ未満のとき、より厳
密には、ＣＯ2 濃度が５％以上の状態から５％未満にな
ったとき、排ガス分析計における一つの測定が終了した
ものとし、車両検査終了ごとにゼロ校正とエアーパージ
が自動的に行われる。したがって、従来とは異なり、測
定前に手動でゼロ校正を行う手間が省け、迅速かつ正確
な測定が可能になる。As described above, in the exhaust gas analyzer configured as described above, when the CO 2 concentration is less than 5% vol, more strictly, when the CO 2 concentration becomes less than 5% from a state of 5% or more. It is assumed that one measurement in the exhaust gas analyzer has been completed, and zero calibration and air purge are automatically performed each time vehicle inspection is completed. Therefore, unlike the related art, the trouble of manually performing zero calibration before measurement can be omitted, and quick and accurate measurement can be performed.
【００４１】なお、ＣＯ2 濃度が５％ｖｏｌ以上であれ
ば、所定のガスサンプリングが行われ、排ガス分析が行
われていると判断し、前記図２〜図４に示すフローチャ
ートにおいて、サブルーチンに入る。If the CO 2 concentration is 5% vol or more, it is determined that predetermined gas sampling has been performed and exhaust gas analysis has been performed, and a subroutine is entered in the flowcharts shown in FIGS. .
【００４２】そして、この発明においては、図５におい
て符号Ｉ〜IVで示した区間（時間帯）においては、測定
後ごとに上述したゼロ校正およびエアーパージが測定終
了検知をトリガとして行われる。したがって、測定後ご
とのゼロ校正およびエアーパージに一定時間ごとに行う
ゼロ校正およびエアーパージが立て続けに行われるよう
なことがなくなり、合理的にゼロ校正およびエアーパー
ジが行われる。In the present invention, in the sections (time zones) indicated by reference numerals I to IV in FIG. 5, the zero calibration and the air purging described above are performed after each measurement, with the detection of the completion of the measurement as a trigger. Therefore, the zero calibration and the air purge performed at regular intervals for the zero calibration and the air purge after each measurement are not performed one after another, and the zero calibration and the air purge are performed rationally.
【００４３】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく種々に変形して実施することができ、例え
ば分析部１は、必ずしも複数成分測定用に構成されてな
くてもよく、単一の測定対象成分のみを測定できるよう
にしてあってもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in various modifications. For example, the analyzer 1 does not necessarily need to be configured for measuring a plurality of components. Only one component to be measured may be measured.
【００４４】また、測定終了ごとにゼロ校正のみを行う
ようにしてもよい。Further, only zero calibration may be performed each time the measurement is completed.
【００４５】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、大量の測定を行うガス分析計な
ど広く赤外線ガス分析計一般に適用することができる。Further, the present invention is not limited to the above-described exhaust gas analyzer, but can be widely applied to infrared gas analyzers in general, such as gas analyzers that perform a large amount of measurements.
【００４６】[0046]
【発明の効果】この発明の赤外線ガス分析計において
は、測定間隔の長い場合も短い場合も的確にゼロ校正が
行われので、常に精度のよい濃度測定を行うことができ
る。According to the infrared gas analyzer of the present invention, zero calibration is accurately performed regardless of whether the measurement interval is long or short, so that accurate concentration measurement can always be performed.
【図１】この発明の赤外線ガス分析計におけるガスフロ
ーを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a gas flow in an infrared gas analyzer of the present invention.
【図２】図３および図４とともに、前記赤外線ガス分析
計の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the infrared gas analyzer together with FIGS. 3 and 4.
【図３】図２および図４とともに、前記赤外線ガス分析
計の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart, together with FIGS. 2 and 4, for explaining the operation of the infrared gas analyzer.
【図４】図２および図３とともに、前記赤外線ガス分析
計の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart, together with FIGS. 2 and 3, for explaining the operation of the infrared gas analyzer.
【図５】前記赤外線ガス分析計の動作を説明するための
タイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the infrared gas analyzer.
【図６】前記赤外線ガス分析計の全体構成を概略的に示
す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing an overall configuration of the infrared gas analyzer.
【図７】前記赤外線ガス分析計のガス分析部の一例を概
略的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a gas analyzer of the infrared gas analyzer.
【図８】従来の赤外線ガス分析計におけるガスフローを
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a gas flow in a conventional infrared gas analyzer.
ＳＧ…サンプルガス。 SG: sample gas.
Claims (2)
検出するとともに、測定モード時、所定時間毎に自動ゼ
ロ校正を行うように構成された赤外線ガス分析計におい
て、測定モードにあるとき、測定対象成分の濃度が所定
値以下であるか否かで測定が終了したか否かを判別し、
測定が終了していると判断されるときには、ゼロ校正を
自動的に行うようにしたことを特徴とする赤外線ガス分
析計。1. An infrared gas analyzer configured to detect a specific component to be measured in a sample gas and perform automatic zero calibration at predetermined time intervals in a measurement mode. Determine whether the measurement is completed by whether the concentration of the target component is less than or equal to a predetermined value,
An infrared gas analyzer wherein zero calibration is automatically performed when it is determined that the measurement has been completed.
正と同時に行うようにした請求項１に記載の赤外線ガス
分析計。2. The infrared gas analyzer according to claim 1, wherein the purging of the sampling probe is performed simultaneously with the zero calibration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1782098A JPH11201901A (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Infrared gas analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1782098A JPH11201901A (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Infrared gas analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201901A true JPH11201901A (en) | 1999-07-30 |
Family
ID=11954378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1782098A Pending JPH11201901A (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Infrared gas analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201901A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234991A (en) * | 2012-04-12 | 2013-11-21 | Horiba Ltd | Concentration measurement device used for manufacturing treatment process |
| CN115791675A (en) * | 2023-02-07 | 2023-03-14 | 北京乐氏联创科技有限公司 | High-temperature infrared gas detection device |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP1782098A patent/JPH11201901A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013234991A (en) * | 2012-04-12 | 2013-11-21 | Horiba Ltd | Concentration measurement device used for manufacturing treatment process |
| CN115791675A (en) * | 2023-02-07 | 2023-03-14 | 北京乐氏联创科技有限公司 | High-temperature infrared gas detection device |
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| A02 | Decision of refusal |
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