JPH11337483A - 走行車両排出ガスの計測装置および方法 - Google Patents
走行車両排出ガスの計測装置および方法Info
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- JPH11337483A JPH11337483A JP14736798A JP14736798A JPH11337483A JP H11337483 A JPH11337483 A JP H11337483A JP 14736798 A JP14736798 A JP 14736798A JP 14736798 A JP14736798 A JP 14736798A JP H11337483 A JPH11337483 A JP H11337483A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、計測時間を短縮することが出来る
とともに、低コスト化が可能になる走行車両排出ガスの
計測装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 排出ガス４を通過した光線３を受光して
電気信号に変換する第１受光器６と、標準排出ガスセル
５を通過した光線３を受光して電気信号に変換する第２
受光器７と、第１受光器６からの信号と第２受光器７か
らの信号をローパスフィルタを介して入力し、排出ガス
４に含まれる粒子による減光率からを粒子濃度１８を出
力する第２比較装置１６と、第１受光器６からの信号と
第２受光器７からの信号をロックインアンプを介して入
力し、標準排出ガスセル５中のガス濃度を基準とした排
出ガス濃度１７を出力する第１比較装置１５とからなる
ことを特徴とする。
とともに、低コスト化が可能になる走行車両排出ガスの
計測装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 排出ガス４を通過した光線３を受光して
電気信号に変換する第１受光器６と、標準排出ガスセル
５を通過した光線３を受光して電気信号に変換する第２
受光器７と、第１受光器６からの信号と第２受光器７か
らの信号をローパスフィルタを介して入力し、排出ガス
４に含まれる粒子による減光率からを粒子濃度１８を出
力する第２比較装置１６と、第１受光器６からの信号と
第２受光器７からの信号をロックインアンプを介して入
力し、標準排出ガスセル５中のガス濃度を基準とした排
出ガス濃度１７を出力する第１比較装置１５とからなる
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両による大気汚
染を低減するための走行車両排出ガスの計測装置および
方法に関する。
染を低減するための走行車両排出ガスの計測装置および
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平８−４３２８８に開示された従来
の技術を図４に示す。
の技術を図４に示す。
【０００３】図４は排出ガス４に含まれるＮＯ、Ｈ
2 Ｏ、ＣＯ2 の濃度を、それらの吸収分光特性を利用し
て測定する計測装置である。
2 Ｏ、ＣＯ2 の濃度を、それらの吸収分光特性を利用し
て測定する計測装置である。
【０００４】放射線源４０からのビーム（この場合、
３．５〜６μｍの波長の赤外光線から出た光線３）は、
チョッパ４３により機械的に変調され、コリメート用ミ
ラー４９により整形されて、道路３９を走行中の車両４
１からの排出ガス４に導引かれる。
３．５〜６μｍの波長の赤外光線から出た光線３）は、
チョッパ４３により機械的に変調され、コリメート用ミ
ラー４９により整形されて、道路３９を走行中の車両４
１からの排出ガス４に導引かれる。
【０００５】このとき光線３は中赤外域にあるため、通
常の石英系の光学部品は適用出来ない。そのため、その
整形には凹ゃ凸のミラーや、シリコン、ゲルマニュー
ム、ジンクセン等の高価で加工しにくい光学部品で構成
する必要がある。
常の石英系の光学部品は適用出来ない。そのため、その
整形には凹ゃ凸のミラーや、シリコン、ゲルマニュー
ム、ジンクセン等の高価で加工しにくい光学部品で構成
する必要がある。
【０００６】その後、光線３は標準排出ガスセル５を通
り、予め予測された吸収による減光をうけ、それぞれの
ガス毎に存在する吸収波長に相当する狭帯域フィルタ４
４を通り、ＩＲ検出器４５で電気信号に変えられる。
り、予め予測された吸収による減光をうけ、それぞれの
ガス毎に存在する吸収波長に相当する狭帯域フィルタ４
４を通り、ＩＲ検出器４５で電気信号に変えられる。
【０００７】電気信号に変えられた情報は、アンプ４６
とＡＤ変換器５０を経てディジタル化され、データテー
ブル４２の情報を元に上記３種のガスの互いの妨害を除
去する処理がプロセッサ５１で行われる。
とＡＤ変換器５０を経てディジタル化され、データテー
ブル４２の情報を元に上記３種のガスの互いの妨害を除
去する処理がプロセッサ５１で行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術には、次の
ような問題がある。 （１）前記３種のガスの妨害は、放射線源４０の発振波
長域が広く、特定ガスの吸収域に厳密に一致させられな
いために起こる。
ような問題がある。 （１）前記３種のガスの妨害は、放射線源４０の発振波
長域が広く、特定ガスの吸収域に厳密に一致させられな
いために起こる。
【０００９】そして、狭帯域フィルタ４４によっても制
限できない。（２）前記従来の技術による計測では機械
的な変調法を利用している。
限できない。（２）前記従来の技術による計測では機械
的な変調法を利用している。
【００１０】そのため、たかだか数ｋＨｚの変調しかで
きない。従って、高速な計測はできず、車両４１の高速
移動にの計測には向かない。
きない。従って、高速な計測はできず、車両４１の高速
移動にの計測には向かない。
【００１１】本発明は、これらの問題を解決することが
できる装置および方法を提供することを目的とする。
できる装置および方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（第１の手段）本発明に
係る走行車両排出ガスの計測装置は、（Ａ）波長掃引光
源駆動装置８により制御される近赤外波長掃引レーザ光
源１からの光線３を、排出ガス４方向と標準排出ガスセ
ル５方向へ分けるハーフミラー２と、（Ｂ）前記排出ガ
ス４を通過した近赤外波長掃引レーザ光源１からの光線
３を受光して電気信号に変換する第１受光器６と、
（Ｃ）前記標準排出ガスセル５を通過した近赤外波長掃
引レーザ光源１からの光線３を受光して電気信号に変換
する第２受光器７と、（Ｄ）前記波長掃引光源駆動装置
８と第１ロックインアンプ１０と第２ロックインアンプ
１１と第３ロックインアンプ１９に信号を出力する発信
器２０と、（Ｅ）前記第１受光器６からの信号を第３ロ
ックインアンプ１９を介して前記発信器２０の変調信号
に同期した成分のみを入力するとともに、前記第２受光
器７からの信号を第２ロックインアンプ１１を介して前
記発信器２０の変調信号に同期した成分のみを入力する
第１比較装置１５とからなり、（Ｆ）前記第１ロックイ
ンアンプ１０は、前記第２受光器７からの信号を入力
し、前記発信器２０の周波数の２倍に同期した成分のみ
を波長掃引光源駆動装置８に出力し、（Ｇ）前記第１比
較装置１５は、前記第２ロックインアンプ１１からの信
号レベルと前記第３ロックインアンプ１９からの信号レ
ベルを比較し、前記標準排出ガスセル５中のガス濃度を
基準とした排出ガス濃度１７を出力することを特徴とす
る。 （第２の手段）本発明に係る走行車両排出ガスの計測装
置は、第１の手段において、第１ローパスフィルタ１２
と第２ローパスフィルタ１３と第２比較装置１６を具備
し、前記第２比較装置１６は、記第１受光器６からの信
号を第２ローパスフィルタ１３を介して入力するととも
に、前記第２受光器７からの信号を第１ローパスフィル
タ１２を介して入力して、前記第１ローパスフィルタ１
２からの信号のレベルと前記第２ローパスフィルタ１３
からの信号のレベルを比較し、前記排出ガス４に含まれ
る粒子による減光率からを粒子濃度１８を出力すること
を特徴とする。
係る走行車両排出ガスの計測装置は、（Ａ）波長掃引光
源駆動装置８により制御される近赤外波長掃引レーザ光
源１からの光線３を、排出ガス４方向と標準排出ガスセ
ル５方向へ分けるハーフミラー２と、（Ｂ）前記排出ガ
ス４を通過した近赤外波長掃引レーザ光源１からの光線
３を受光して電気信号に変換する第１受光器６と、
（Ｃ）前記標準排出ガスセル５を通過した近赤外波長掃
引レーザ光源１からの光線３を受光して電気信号に変換
する第２受光器７と、（Ｄ）前記波長掃引光源駆動装置
８と第１ロックインアンプ１０と第２ロックインアンプ
１１と第３ロックインアンプ１９に信号を出力する発信
器２０と、（Ｅ）前記第１受光器６からの信号を第３ロ
ックインアンプ１９を介して前記発信器２０の変調信号
に同期した成分のみを入力するとともに、前記第２受光
器７からの信号を第２ロックインアンプ１１を介して前
記発信器２０の変調信号に同期した成分のみを入力する
第１比較装置１５とからなり、（Ｆ）前記第１ロックイ
ンアンプ１０は、前記第２受光器７からの信号を入力
し、前記発信器２０の周波数の２倍に同期した成分のみ
を波長掃引光源駆動装置８に出力し、（Ｇ）前記第１比
較装置１５は、前記第２ロックインアンプ１１からの信
号レベルと前記第３ロックインアンプ１９からの信号レ
ベルを比較し、前記標準排出ガスセル５中のガス濃度を
基準とした排出ガス濃度１７を出力することを特徴とす
る。 （第２の手段）本発明に係る走行車両排出ガスの計測装
置は、第１の手段において、第１ローパスフィルタ１２
と第２ローパスフィルタ１３と第２比較装置１６を具備
し、前記第２比較装置１６は、記第１受光器６からの信
号を第２ローパスフィルタ１３を介して入力するととも
に、前記第２受光器７からの信号を第１ローパスフィル
タ１２を介して入力して、前記第１ローパスフィルタ１
２からの信号のレベルと前記第２ローパスフィルタ１３
からの信号のレベルを比較し、前記排出ガス４に含まれ
る粒子による減光率からを粒子濃度１８を出力すること
を特徴とする。
【００１３】すなわち、本発明は、近赤外波長掃引レー
ザ光源１を用いたレーザ分光法を走行中車両の排出ガス
計測へ適用することにより、特定ガスの濃度と排出ガス
に含まれる粒子濃度を同時に計測出来るようにしたこと
を特徴とする。
ザ光源１を用いたレーザ分光法を走行中車両の排出ガス
計測へ適用することにより、特定ガスの濃度と排出ガス
に含まれる粒子濃度を同時に計測出来るようにしたこと
を特徴とする。
【００１４】（第３の手段）本発明に係る走行車両排出
ガスの計測装置は、第１の手段において、第１補正装置
１４と第２補正装置２１とを具備し、前記第１比較装置
１５は、第１受光器６からの信号を第３ロックインアン
プ１９介して前記発信器２０の変調信号に同期した成分
のみを入力する第２補正装置２１から入力するととも
に、前記第２受光器７からの信号を第２ロックインアン
プ１１を介して前記発信器２０の変調信号に同期した成
分のみを入力する第１補正装置１４から入力し、前記第
１補正装置１４は、第１ローパスフィルタ１２からの信
号を入力して第２ロックインアンプ１１から第１比較装
置１５への信号を補正し、前記第２補正装置２１は、第
２ローパスフィルタ１３からの信号を入力して第３ロッ
クインアンプ１９から第１比較装置１５への信号を補正
し、第１比較装置１５から補正後の排出ガス濃度を出力
することを特徴とする。 （第４の手段）本発明に係る走行車両排出ガスの計測装
置は、第１の手段ないし第３の手段において、記憶装置
２２と、前記記憶装置２２からの信号を入力する演算装
置２３と、光電センサ３２を具備し、前記光電センサ３
２からの信号により車両の通過を検知し、前記記憶装置
２２は、前記第１比較装置１５からの信号および第２比
較装置１６からの信号と、光電センサ３２からの信号を
入力し、前記演算装置２３により、車両の通過前および
車両の通過後における排出ガス濃度１７の計測値の差
分、または粒子濃度１８の計測値の差分をとることによ
り、計測誤差を低減することを特徴とする。 （第５の手段）本発明に係る走行車両排出ガスの計測方
法は、（Ａ）波長掃引光源駆動装置８により制御される
近赤外波長掃引レーザ光源１からの光線３を、排出ガス
４の方向と標準排出ガスセル５の方向に分る工程と、
（Ｂ）前記排出ガス４を通過した光線３を第１受光器６
により電気信号に変換する工程と、（Ｃ）前記標準排出
ガスセル５を通過した光線３を第２受光器７により電気
信号に変換する工程と、（Ｄ）第１比較装置１５に、前
記第１受光器６からの信号を第３ロックインアンプ１９
を介して発信器２０の変調信号に同期した成分のみを入
力するとともに、前記第２受光器７からの信号を第２ロ
ックインアンプ１１を介して前記発信器２０の変調信号
に同期した成分のみを入力する工程と、（Ｅ）第２比較
装置１６に、前記第１受光器６からの信号を第２ローパ
スフィルタ１３を介して前記発信器２０の変調信号に同
期した成分のみを入力するとともに、前記第２受光器７
からの信号を第１ローパスフィルタ１２を介して前記発
信器２０の変調信号に同期した成分のみを入力する工程
と、（Ｆ）前記第１比較装置１５により、前記第１受光
器６からの信号レベルと前記第２受光器７からの信号レ
ベルを比較し、前記標準排出ガスセル５中のガス濃度を
基準とした排出ガス濃度を出力する工程と、（Ｇ）前記
第２比較装置１６により、前記第１ローパスフィルタ１
２からの信号のレベルと前記第２ローパスフィルタ１３
からの信号のレベルを比較し、前記排出ガス４に含まれ
る粒子による減光率からを粒子濃度１８を出力する工程
とからなることを特徴とする。
ガスの計測装置は、第１の手段において、第１補正装置
１４と第２補正装置２１とを具備し、前記第１比較装置
１５は、第１受光器６からの信号を第３ロックインアン
プ１９介して前記発信器２０の変調信号に同期した成分
のみを入力する第２補正装置２１から入力するととも
に、前記第２受光器７からの信号を第２ロックインアン
プ１１を介して前記発信器２０の変調信号に同期した成
分のみを入力する第１補正装置１４から入力し、前記第
１補正装置１４は、第１ローパスフィルタ１２からの信
号を入力して第２ロックインアンプ１１から第１比較装
置１５への信号を補正し、前記第２補正装置２１は、第
２ローパスフィルタ１３からの信号を入力して第３ロッ
クインアンプ１９から第１比較装置１５への信号を補正
し、第１比較装置１５から補正後の排出ガス濃度を出力
することを特徴とする。 （第４の手段）本発明に係る走行車両排出ガスの計測装
置は、第１の手段ないし第３の手段において、記憶装置
２２と、前記記憶装置２２からの信号を入力する演算装
置２３と、光電センサ３２を具備し、前記光電センサ３
２からの信号により車両の通過を検知し、前記記憶装置
２２は、前記第１比較装置１５からの信号および第２比
較装置１６からの信号と、光電センサ３２からの信号を
入力し、前記演算装置２３により、車両の通過前および
車両の通過後における排出ガス濃度１７の計測値の差
分、または粒子濃度１８の計測値の差分をとることによ
り、計測誤差を低減することを特徴とする。 （第５の手段）本発明に係る走行車両排出ガスの計測方
法は、（Ａ）波長掃引光源駆動装置８により制御される
近赤外波長掃引レーザ光源１からの光線３を、排出ガス
４の方向と標準排出ガスセル５の方向に分る工程と、
（Ｂ）前記排出ガス４を通過した光線３を第１受光器６
により電気信号に変換する工程と、（Ｃ）前記標準排出
ガスセル５を通過した光線３を第２受光器７により電気
信号に変換する工程と、（Ｄ）第１比較装置１５に、前
記第１受光器６からの信号を第３ロックインアンプ１９
を介して発信器２０の変調信号に同期した成分のみを入
力するとともに、前記第２受光器７からの信号を第２ロ
ックインアンプ１１を介して前記発信器２０の変調信号
に同期した成分のみを入力する工程と、（Ｅ）第２比較
装置１６に、前記第１受光器６からの信号を第２ローパ
スフィルタ１３を介して前記発信器２０の変調信号に同
期した成分のみを入力するとともに、前記第２受光器７
からの信号を第１ローパスフィルタ１２を介して前記発
信器２０の変調信号に同期した成分のみを入力する工程
と、（Ｆ）前記第１比較装置１５により、前記第１受光
器６からの信号レベルと前記第２受光器７からの信号レ
ベルを比較し、前記標準排出ガスセル５中のガス濃度を
基準とした排出ガス濃度を出力する工程と、（Ｇ）前記
第２比較装置１６により、前記第１ローパスフィルタ１
２からの信号のレベルと前記第２ローパスフィルタ１３
からの信号のレベルを比較し、前記排出ガス４に含まれ
る粒子による減光率からを粒子濃度１８を出力する工程
とからなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態を図１および図３に示す。
１の実施の形態を図１および図３に示す。
【００１６】図１は、第１実施例のガスおよび粒子の濃
度計測装置の構成図、図３は、本発明装置の走行車両の
排出ガス計測への適用の仕方を示す図である。
度計測装置の構成図、図３は、本発明装置の走行車両の
排出ガス計測への適用の仕方を示す図である。
【００１７】図１において、近赤外波長掃引レーザ光源
１は、濃度を計測したい排出ガス４に対して吸収率の高
い波長λabs の光を発生することのできる光源であり、
波長掃引光源駆動装置８から与えられる信号により、波
長λabs の近傍において波長を変化することが出来る。
１は、濃度を計測したい排出ガス４に対して吸収率の高
い波長λabs の光を発生することのできる光源であり、
波長掃引光源駆動装置８から与えられる信号により、波
長λabs の近傍において波長を変化することが出来る。
【００１８】例えば、排出ガス４がＮＯの場合、近赤外
波長掃引レーザ光源１としてＤＦＢ構造を有する半導体
レーザの利用が可能で、その波長λabs は １７９５．１１８１４ ｎｍ もしくは １７８８．６３０３９２ｎｍ となり、その発振線幅はｎｍ以下であり、ガスの吸収線
幅と同程度以下である。近赤外波長掃引レーザ光源１か
ら出た光線３は、ハーフミラー２で分けられ、 （ａ）一方の光線は排出ガス４へ入射され、排出ガス４
の中を通過した後、第１受光器６に入る。
波長掃引レーザ光源１としてＤＦＢ構造を有する半導体
レーザの利用が可能で、その波長λabs は １７９５．１１８１４ ｎｍ もしくは １７８８．６３０３９２ｎｍ となり、その発振線幅はｎｍ以下であり、ガスの吸収線
幅と同程度以下である。近赤外波長掃引レーザ光源１か
ら出た光線３は、ハーフミラー２で分けられ、 （ａ）一方の光線は排出ガス４へ入射され、排出ガス４
の中を通過した後、第１受光器６に入る。
【００１９】第１受光器６から出た信号は、第２ローパ
スフィルタ１３と第３ロックインアンプ１９に入力され
る。 （ｂ）他方の光線は標準排出ガスセル５へ入射され、標
準排出ガスセル５を通過した後、第２受光器７に入る。
スフィルタ１３と第３ロックインアンプ１９に入力され
る。 （ｂ）他方の光線は標準排出ガスセル５へ入射され、標
準排出ガスセル５を通過した後、第２受光器７に入る。
【００２０】第２受光器７から出た信号は、第１ロック
インアンプ１０と、第２ロックインアンプ１１と、第１
ローパスフィルタ１２に入力される。
インアンプ１０と、第２ロックインアンプ１１と、第１
ローパスフィルタ１２に入力される。
【００２１】第２ローパスフィルタ１３からの信号と第
１ローパスフィルタ１２からの信号は第２比較装置１６
に入力され、第２比較装置１６によりそのレベルが比較
される。そして第２比較装置１６は排出ガス４に含まれ
る粒子による減光率から、粒子濃度１８を出力する。
１ローパスフィルタ１２からの信号は第２比較装置１６
に入力され、第２比較装置１６によりそのレベルが比較
される。そして第２比較装置１６は排出ガス４に含まれ
る粒子による減光率から、粒子濃度１８を出力する。
【００２２】また、第２受光器７から出た信号は、第１
ロックインアンプ１０で発信器２０の周波数の２倍に同
期した成分を出力し、その出力信号はアンプ９で増幅さ
れ、波長掃引光源駆動装置８へ入力され、近赤外波長掃
引レーザ光源１の発信波長を制御する。
ロックインアンプ１０で発信器２０の周波数の２倍に同
期した成分を出力し、その出力信号はアンプ９で増幅さ
れ、波長掃引光源駆動装置８へ入力され、近赤外波長掃
引レーザ光源１の発信波長を制御する。
【００２３】発信器２０からアナログ加算回路２４を経
由して波長掃引光源駆動装置８へ入力される信号は、ロ
ックインをかけるためのサイン波等の周期信号を供給す
る。近赤外波長掃引レーザ光源１からの発信波長が標準
排出ガスセル５中のガスの吸収波長からずれると、第１
ロックインアンプ１０が低下するため、波長掃引光源駆
動装置８への信号も低下し、それにより発信波長が移動
するため、ガスの吸収線に波長は戻る。
由して波長掃引光源駆動装置８へ入力される信号は、ロ
ックインをかけるためのサイン波等の周期信号を供給す
る。近赤外波長掃引レーザ光源１からの発信波長が標準
排出ガスセル５中のガスの吸収波長からずれると、第１
ロックインアンプ１０が低下するため、波長掃引光源駆
動装置８への信号も低下し、それにより発信波長が移動
するため、ガスの吸収線に波長は戻る。
【００２４】このように、波長が吸収線にロックされる
ため、近赤外波長掃引レーザ光源１の発信波長は安定す
る。
ため、近赤外波長掃引レーザ光源１の発信波長は安定す
る。
【００２５】また、近赤外波長掃引レーザ光源１は、安
定化のために温度コントロールすることにも適用でき
る。
定化のために温度コントロールすることにも適用でき
る。
【００２６】排出ガス４へ入射した光線３は、排出ガス
４による吸収とともに排出ガス４に含まれる粒子により
減光され、第１受光器６により電気信号に変換される。
４による吸収とともに排出ガス４に含まれる粒子により
減光され、第１受光器６により電気信号に変換される。
【００２７】第１受光器６により電気信号に変換された
光線３は、第３ロックインアンプ１９で、発信器２０か
ら出る周波数ｆの変調信号、例えば正弦波により、強度
変調されている。
光線３は、第３ロックインアンプ１９で、発信器２０か
ら出る周波数ｆの変調信号、例えば正弦波により、強度
変調されている。
【００２８】第１受光器６から出力された電気信号は、
第３ロックインアンプ１９ヘ入力し、発信器２０の変調
信号に同期した成分のみが取り出される。
第３ロックインアンプ１９ヘ入力し、発信器２０の変調
信号に同期した成分のみが取り出される。
【００２９】一方、第２受光器７から出た電気信号は、
第２ロックインアンプ１１へ入り、発信器２０の変調信
号に同期した成分のみが取り出される。
第２ロックインアンプ１１へ入り、発信器２０の変調信
号に同期した成分のみが取り出される。
【００３０】さらに、第２受光器７からの電気信号は周
波数ｆを通さない第１ローパスフィルタ１２を通り、光
線３の強度ゆらぎに比例した出力を出す。
波数ｆを通さない第１ローパスフィルタ１２を通り、光
線３の強度ゆらぎに比例した出力を出す。
【００３１】第２ロックインアンプ１１から第１補正装
置１４を経由して第１比較装置１５へ送られる信号は、
第１ローパスフィルタ１２からの信号により作動する第
１補正装置１４で補正されるため、第２受光器７を経由
した光線３の強度ゆらぎは取り除かれる。
置１４を経由して第１比較装置１５へ送られる信号は、
第１ローパスフィルタ１２からの信号により作動する第
１補正装置１４で補正されるため、第２受光器７を経由
した光線３の強度ゆらぎは取り除かれる。
【００３２】同様に、ロックインアンプ１９から第２補
正装置２１を経由して第１比較装置１５へ送られる信号
は、第２ローパスフィルタ１３からの信号により作動す
る第２補正装置２１で補正されるため、第１受光器６を
経由した光線３の強度ゆらぎは取り除かれる。
正装置２１を経由して第１比較装置１５へ送られる信号
は、第２ローパスフィルタ１３からの信号により作動す
る第２補正装置２１で補正されるため、第１受光器６を
経由した光線３の強度ゆらぎは取り除かれる。
【００３３】第２補正装置２１からの信号と第１補正装
置１４からの信号は第１比較装置１５に入力され、第１
比較装置１５でその信号レベルが比較される。
置１４からの信号は第１比較装置１５に入力され、第１
比較装置１５でその信号レベルが比較される。
【００３４】そして第１比較装置１５は標準排出ガスセ
ル５中のガス濃度を基準とした排出ガス濃度１７を出力
する。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態を図２
〜図３に示す。
ル５中のガス濃度を基準とした排出ガス濃度１７を出力
する。 （第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態を図２
〜図３に示す。
【００３５】図２は、第２の実施の形態のガスおよび粒
子の濃度計測装置の構成図、図３は、本発明装置の走行
車両の排出ガス計測への適用の仕方を示す図である。
子の濃度計測装置の構成図、図３は、本発明装置の走行
車両の排出ガス計測への適用の仕方を示す図である。
【００３６】車両は近赤外波長掃引レーザ光源１と第１
受光器６の間を通過する。
受光器６の間を通過する。
【００３７】通過後の車両３１の排出ガス４のみを計測
しただけでは、それ以前に通過した車両の残存ガスを計
測する可能性がある。そのため、通過直前に計測した結
果との差分をとってガス濃度や粒子を計測する。
しただけでは、それ以前に通過した車両の残存ガスを計
測する可能性がある。そのため、通過直前に計測した結
果との差分をとってガス濃度や粒子を計測する。
【００３８】なお、近赤外波長掃引レーザ光源１と第１
受光器６は、必ずしも対向させる必要はなく、コーナキ
ューブ、ミラー等の反射器を介することにより車両の１
側面からの適用も可能である。
受光器６は、必ずしも対向させる必要はなく、コーナキ
ューブ、ミラー等の反射器を介することにより車両の１
側面からの適用も可能である。
【００３９】車両の通過は光電センサ３２で検知され
る。
る。
【００４０】車両の通過前および車両の通過後における
排出ガス濃度１７の計測値は記憶装置２２に記憶され、
演算装置２３により車両の通過前および車両の通過後に
おける排出ガス濃度１７の差分が算出され、計測誤差を
低減した排出ガス濃度の計測値１１７が出力される。
排出ガス濃度１７の計測値は記憶装置２２に記憶され、
演算装置２３により車両の通過前および車両の通過後に
おける排出ガス濃度１７の差分が算出され、計測誤差を
低減した排出ガス濃度の計測値１１７が出力される。
【００４１】同様に、車両の通過前および車両の通過後
における粒子濃度１８の計測値は記憶装置２２に記憶さ
れ、演算装置２３により車両の通過前および車両の通過
後における粒子濃度１８の差分が算出され、計測誤差を
低減した粒子濃度の計測値１１８が出力される。
における粒子濃度１８の計測値は記憶装置２２に記憶さ
れ、演算装置２３により車両の通過前および車両の通過
後における粒子濃度１８の差分が算出され、計測誤差を
低減した粒子濃度の計測値１１８が出力される。
【００４２】したがって次のように作用する。
【００４３】近赤外波長掃引レーザ光源１を用いたこと
により、通常の光学系に使用されるが中赤外波長（およ
そ２μｍ以上の波長）では使用できない石英系を主とす
る光学部品の利用が可能となる。
により、通常の光学系に使用されるが中赤外波長（およ
そ２μｍ以上の波長）では使用できない石英系を主とす
る光学部品の利用が可能となる。
【００４４】また、近赤外波長掃引レーザ光源１の発振
線幅は、ガスの吸収スペクトル幅と同じ程度に狭く、ガ
スの吸収線付近にある水や他のガスの妨害を容易に避け
られるため、水や他のガスの影響を取り除く手段は不要
となる。
線幅は、ガスの吸収スペクトル幅と同じ程度に狭く、ガ
スの吸収線付近にある水や他のガスの妨害を容易に避け
られるため、水や他のガスの影響を取り除く手段は不要
となる。
【００４５】近赤外波長掃引レーザ光源１は、電気的に
変調されるため、高速変調が可能になる。
変調されるため、高速変調が可能になる。
【００４６】ガスの吸収による信号変化はロックイン方
法により、粒子による光量低下は変調信号以下の低周波
変動により、観察することが出来る。
法により、粒子による光量低下は変調信号以下の低周波
変動により、観察することが出来る。
【００４７】走行車両の通過の前後で排出ガスを計測す
るため、計測誤差を少なくすることが出来る。
るため、計測誤差を少なくすることが出来る。
【００４８】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）近赤外波長掃引レーザ光源を用いたことにより、
中赤外波長では使用できない石英系を主とする光学部品
の利用が可能となる。そのため、装置の低コスト化が可
能になる。 （２）近赤外波長掃引レーザ光源の発振線幅は、ガスの
吸収スペクトル幅と同じ程度に狭く、ガスの吸収線付近
にある水や他のガスの妨害を容易に避けられる。そのた
め、水や他のガスの影響を取り除く手段は不要となり、
計測の高速化が可能になる。 （３）近赤外波長掃引レーザ光源は、電気的に変調され
るため、高速変調が可能になる。そのため計測時間を短
縮することが出来る。 （４）ガスの吸収による信号変化はロックイン方法によ
り、粒子による光量低下は変調信号以下の低周波変動に
より、観察することが出来る。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）近赤外波長掃引レーザ光源を用いたことにより、
中赤外波長では使用できない石英系を主とする光学部品
の利用が可能となる。そのため、装置の低コスト化が可
能になる。 （２）近赤外波長掃引レーザ光源の発振線幅は、ガスの
吸収スペクトル幅と同じ程度に狭く、ガスの吸収線付近
にある水や他のガスの妨害を容易に避けられる。そのた
め、水や他のガスの影響を取り除く手段は不要となり、
計測の高速化が可能になる。 （３）近赤外波長掃引レーザ光源は、電気的に変調され
るため、高速変調が可能になる。そのため計測時間を短
縮することが出来る。 （４）ガスの吸収による信号変化はロックイン方法によ
り、粒子による光量低下は変調信号以下の低周波変動に
より、観察することが出来る。
【００４９】そのため、ガスと粒子の濃度の同時計測が
可能になる。 （５）走行車両の通過の前後で排出ガスを計測し、車両
の通過前の計測値と車両の通過後の計測値の差分をとる
ことにより、計測誤差を少なくすることが出来る。
可能になる。 （５）走行車両の通過の前後で排出ガスを計測し、車両
の通過前の計測値と車両の通過後の計測値の差分をとる
ことにより、計測誤差を少なくすることが出来る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置の構成
図。
図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る装置の構成
図。
図。
【図３】本発明装置の走行車両排出ガスの計測への適用
の仕方を示す図。
の仕方を示す図。
【図４】従来の技術の説明図。
１ …近赤外波長掃引レーザ光源 ２ …ハーフミラー ３ …光線 ４ …排出ガス ５ …標準排出ガスセル ６ …第１受光器 ７ …第２受光器 ８ …波長掃引光源駆動装置 ９ …アンプ １０…第１ロックインアンプ １１…第２ロックインアンプ １２…第１ローパスフィルタ １３…第２ローパスフィルタ １４…第１補正装置 １５…第１比較装置 １６…第２比較装置 １７…排出ガス濃度 １８…粒子濃度 １９…第３ロックインアンプ ２０…発信器 ２１…第２補正装置 ２２…記憶装置 ２３…演算装置 ２４…アナログ加算回路 ３０…通過前の車両 ３１…通過後の車両 ３２…光電センサ ３９…道路 ４０…放射線源 ４１…車両 ４２…データテーブル ４３…チョッパ ４４…狭帯域フィルタ ４５…ＩＲ検出器 ４６…アンプ ４７…カメラ ４８…出力装置 ４９…コリメート用ミラー ５０…ＡＤ変換器 ５１…プロセッサ ５２…冷却装置 １００…走行車両排出ガスの計測装置 １１７…排出ガス濃度 １１８…粒子濃度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牟田 研二 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】（Ａ）波長掃引光源駆動装置により制御さ
れる近赤外波長掃引レーザ光源からの光線を、排出ガス
の方向と標準排出ガスセルの方向へ分けるハーフミラー
と、（Ｂ）前記排出ガスを通過した近赤外波長掃引レー
ザ光源からの光線を受光して電気信号に変換する第１受
光器と、（Ｃ）前記標準排出ガスセルを通過した近赤外
波長掃引レーザ光源からの光線を受光して電気信号に変
換する第２受光器と、（Ｄ）前記波長掃引光源駆動装置
と第１ロックインアンプと第２ロックインアンプと第３
ロックインアンプに信号を出力する発信器と、（Ｅ）前
記第１受光器からの信号を第３ロックインアンプを介し
て前記発信器の変調信号に同期した成分のみを入力する
とともに、前記第２受光器からの信号を第２ロックイン
アンプを介して前記発信器の変調信号に同期した成分の
みを入力する第１比較装置とからなり、（Ｆ）前記第１
ロックインアンプは、前記第２受光器からの信号を入力
し、前記発信器の周波数の２倍に同期した成分のみを波
長掃引光源駆動装置に出力し、（Ｇ）前記第１比較装置
は、前記第２ロックインアンプからの信号レベルと前記
第３ロックインアンプからの信号レベルを比較し、前記
標準排出ガスセル中のガス濃度を基準とした排出ガス濃
度を出力することを特徴とする走行車両排出ガスの計測
装置。 - 【請求項２】第１ローパスフィルタと第２ローパスフィ
ルタと第２比較装置を具備し、前記第２比較装置は、第
１受光器からの信号を第２ローパスフィルタを介して入
力するとともに、前記第２受光器からの信号を第１ロー
パスフィルタを介して入力して、前記第１ローパスフィ
ルタからの信号のレベルと前記第２ローパスフィルタか
らの信号のレベルを比較し、前記排出ガスに含まれる粒
子による減光率からを粒子濃度を出力することを特徴と
する請求項１に記載の走行車両排出ガスの計測装置。 - 【請求項３】第１補正装置と第２補正装置を具備し、 前記第１比較装置は、前記第１受光器からの信号を第３
ロックインアンプ介して前記発信器の変調信号に同期し
た成分のみを第２補正装置から入力するとともに、前記
第２受光器からの信号を第２ロックインアンプを介して
前記発信器の変調信号に同期した成分のみを第１補正装
置から入力し、 前記第１補正装置は、第１ローパスフィルタからの信号
を入力して第２ロックインアンプから第１比較装置への
信号を補正し、 前記第２補正装置は、第２ローパスフィルタからの信号
を入力して第３ロックインアンプから第１比較装置への
信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の走行
車両排出ガスの計測装置。 - 【請求項４】記憶装置と、前記記憶装置からの信号を入
力する演算装置と、光電センサを具備し、 前記光電センサからの信号により車両の通過を検知し、 前記記憶装置は、前記第１比較装置からの信号および前
記第２比較装置からの信号と、前記光電センサからの信
号を入力し、 前記演算装置により、車両の通過前および車両の通過後
における排出ガス濃度の計測値の差分、または粒子濃度
の計測値の差分をとることにより、計測誤差を低減する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の走行
車両排出ガスの計測装置。 - 【請求項５】（Ａ）波長掃引光源駆動装置により制御さ
れる近赤外波長掃引レーザ光源からの光線を、排出ガス
の方向と標準排出ガスセルの方向に分る工程と、 （Ｂ）前記排出ガスを通過した光線を第１受光器により
電気信号に変換する工程と、 （Ｃ）前記標準排出ガスセルを通過した光線を第２受光
器により電気信号に変換する工程と、 （Ｄ）第１比較装置に、前記第１受光器からの信号を第
３ロックインアンプを介して発信器の変調信号に同期し
た成分のみを入力するとともに、前記第２受光器からの
信号を第２ロックインアンプを介して前記発信器の変調
信号に同期した成分のみを入力する工程と、 （Ｅ）第２比較装置に、前記第１受光器からの信号を第
２ローパスフィルタを介して前記発信器の変調信号に同
期した成分のみを入力するとともに、前記第２受光器か
らの信号を第１ローパスフィルタを介して前記発信器の
変調信号に同期した成分のみを入力する工程と、 （Ｆ）前記第１比較装置により、前記第１受光器からの
信号レベルと前記第２受光器からの信号レベルを比較
し、前記標準排出ガスセル中のガス濃度を基準とした排
出ガス濃度を出力する工程と、 （Ｇ）前記第２比較装置により、前記第１ローパスフィ
ルタからの信号のレベルと前記第２ローパスフィルタか
らの信号のレベルを比較し、前記排出ガスに含まれる粒
子による減光率からを粒子濃度を出力する工程とからな
ることを特徴とする走行車両排出ガスの計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14736798A JPH11337483A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 走行車両排出ガスの計測装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14736798A JPH11337483A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 走行車両排出ガスの計測装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337483A true JPH11337483A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15428628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14736798A Withdrawn JPH11337483A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 走行車両排出ガスの計測装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11337483A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005083876A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 地下空間の防災システム |
| US7365352B2 (en) * | 2003-09-29 | 2008-04-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas concentration flux measuring device |
| JP2009122007A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Institute Of Physical & Chemical Research | 薄切片試料の含有水分量測定装置および方法 |
| CN101949788A (zh) * | 2010-09-13 | 2011-01-19 | 武汉市天虹仪表有限责任公司 | 柴油车尾气烟度测量的气路系统 |
| JP2011117869A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Shimadzu Corp | ガス分析装置 |
| CN105241837A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-01-13 | 济南大学 | 一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统 |
| CN108414469A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-17 | 山西中科华仪科技有限公司 | 基于tdlas扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置及方法 |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP14736798A patent/JPH11337483A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005083876A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 地下空間の防災システム |
| US7365352B2 (en) * | 2003-09-29 | 2008-04-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas concentration flux measuring device |
| JP2009122007A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Institute Of Physical & Chemical Research | 薄切片試料の含有水分量測定装置および方法 |
| JP2011117869A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Shimadzu Corp | ガス分析装置 |
| CN101949788A (zh) * | 2010-09-13 | 2011-01-19 | 武汉市天虹仪表有限责任公司 | 柴油车尾气烟度测量的气路系统 |
| CN105241837A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-01-13 | 济南大学 | 一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统 |
| CN105241837B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-04-13 | 济南大学 | 一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统 |
| CN108414469A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-17 | 山西中科华仪科技有限公司 | 基于tdlas扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置及方法 |
| CN108414469B (zh) * | 2018-03-27 | 2023-10-27 | 安徽中科华仪科技有限公司 | 基于tdlas扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |