JPS6246237A - 熱機関の吐煙濃度測定装置 - Google Patents
熱機関の吐煙濃度測定装置Info
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- JPS6246237A JPS6246237A JP18681985A JP18681985A JPS6246237A JP S6246237 A JPS6246237 A JP S6246237A JP 18681985 A JP18681985 A JP 18681985A JP 18681985 A JP18681985 A JP 18681985A JP S6246237 A JPS6246237 A JP S6246237A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ディーゼル機関等の熱機関から排出される吐
煙流中のカーボン微粒子の体積濃度や重量濃度の絶対値
を測定する装置に関するものである。
煙流中のカーボン微粒子の体積濃度や重量濃度の絶対値
を測定する装置に関するものである。
［従来の技術１
従来、熱機関などからの吐煙の濃度を測定する方法には
、ポンシュ式スモークメータによる方法や、米国の試験
法に定められた方法などがある。
、ポンシュ式スモークメータによる方法や、米国の試験
法に定められた方法などがある。
前者の方法は、吐煙中におけるカーボン微粒子を濾紙上
に吸引付着させ、その濾紙における光の戻射率を測定す
ることにより吐煙の濃度を測定するものであり、また後
者の方法は、吐煙を自由噴流状態としておき、その吐煙
に対して横方向から白色光を当て、その光のオパシティ
ー（不透過度）をＩＩＩ定することにより吐煙の濃度を
測定する方法である。
に吸引付着させ、その濾紙における光の戻射率を測定す
ることにより吐煙の濃度を測定するものであり、また後
者の方法は、吐煙を自由噴流状態としておき、その吐煙
に対して横方向から白色光を当て、その光のオパシティ
ー（不透過度）をＩＩＩ定することにより吐煙の濃度を
測定する方法である。
しかしながら、上記各種の測定方法は、いわゆる個々の
任意スケールによるものであり、そのため、各測定方法
により得られた測定値の意味が異なり、即ち、上記各種
の方法によっては、熱ｔ９ ｊＡの吐煙流中のカーボン
微粒子の絶対的な濃度を知得することはできない。
任意スケールによるものであり、そのため、各測定方法
により得られた測定値の意味が異なり、即ち、上記各種
の方法によっては、熱ｔ９ ｊＡの吐煙流中のカーボン
微粒子の絶対的な濃度を知得することはできない。
このため１本発明者は、先に、特願昭Ｈ−４７９８０号
によって、熱機関からの吐煙流中におけるカーボン微粒
子の体積濃度及び重量：濃度の絶対値を測定するための
方法を提案した。
によって、熱機関からの吐煙流中におけるカーボン微粒
子の体積濃度及び重量：濃度の絶対値を測定するための
方法を提案した。
この方法は、熱機関から排出される吐煙流を自由噴流状
態で流出させ、この吐煙流中のカーボン微粒子に対して
レーリー散乱となる比較的長い中−波長光を、上記吐煙
流を横切る複数の方向に照射して、その吐煙流中を透過
した光の強度を受光器で検出し、上記受光器の検出信号
からの断層像の演算により、吐煙流中のカーボン微粒子
の体積濃度及び重量濃度の絶対値を測定するものである
。
態で流出させ、この吐煙流中のカーボン微粒子に対して
レーリー散乱となる比較的長い中−波長光を、上記吐煙
流を横切る複数の方向に照射して、その吐煙流中を透過
した光の強度を受光器で検出し、上記受光器の検出信号
からの断層像の演算により、吐煙流中のカーボン微粒子
の体積濃度及び重量濃度の絶対値を測定するものである
。
しかしながら、この方法では、中−波長光を吐煙流を横
切る方向に照射するにあたり、その照射を複数の方向か
ら行うため、吐煙流中のカーボン微粒子の体積濃度及び
重量濁度の絶対値を正確に測定できるものの、この方法
を実施するには中−波長光を吐煙流を横切る複数の方向
に誓射するための手段を必要とし、装置が複雑化する。
切る方向に照射するにあたり、その照射を複数の方向か
ら行うため、吐煙流中のカーボン微粒子の体積濃度及び
重量濁度の絶対値を正確に測定できるものの、この方法
を実施するには中−波長光を吐煙流を横切る複数の方向
に誓射するための手段を必要とし、装置が複雑化する。
また。
断層像の演算に若干の時間を必要とし、実時間的処理が
必要な場合には適用できないという問題がある。
必要な場合には適用できないという問題がある。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は、吐煙流中のカーボン微粒子の分布状態
が吐煙流の中心軸線のまわりにおいて均等な状態にある
という仮定の下に、吐煙流を横切る複数の方向に光を照
射する手段に代えて、吐煙流を横切る中−の方向に光を
照射するという簡易な手段を採用しても、測定精度上に
おいて比較的問題にならない程度の測定結果が得られる
ことに着目し、熱機関の吐煙１度を測定するための装置
をできるだけ簡単化すると共に、実時間的な測定を可能
にすることにある。
が吐煙流の中心軸線のまわりにおいて均等な状態にある
という仮定の下に、吐煙流を横切る複数の方向に光を照
射する手段に代えて、吐煙流を横切る中−の方向に光を
照射するという簡易な手段を採用しても、測定精度上に
おいて比較的問題にならない程度の測定結果が得られる
ことに着目し、熱機関の吐煙１度を測定するための装置
をできるだけ簡単化すると共に、実時間的な測定を可能
にすることにある。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明の測定装置は、熱機関
からの吐煙流に対し、その吐煙流の断面を全体にわたっ
て巾一方向に横切る向きに光を照射する光源と、その吐
煙流の断面を透過した光の強度を検出する受光器とを備
え、上記受光器に、その受光器での検出信号に基づいて
吐煙流中のカーボン微粒子の濃度の絶対値を算出する演
算装置を接続することにより構成される。
からの吐煙流に対し、その吐煙流の断面を全体にわたっ
て巾一方向に横切る向きに光を照射する光源と、その吐
煙流の断面を透過した光の強度を検出する受光器とを備
え、上記受光器に、その受光器での検出信号に基づいて
吐煙流中のカーボン微粒子の濃度の絶対値を算出する演
算装置を接続することにより構成される。
［作 用］
光源からの光によって熱機関からの吐煙流を単一方向に
横切らせると、その吐煙流中のカーボン微粒子によって
′ｅ、衰した光が受光器で受光される。上記受光器での
検出信号に基づき、演算装置においては、カーボン微細
粒子が吐煙流の中心軸線のまわりにおいて均等に分布し
ていると仮定した場合の仮想断層像の演算が行われ、そ
れにより吐煙流中のカーボン微粒子の体ｖ１濃度及び重
量濃度等の絶対値が算出される。
横切らせると、その吐煙流中のカーボン微粒子によって
′ｅ、衰した光が受光器で受光される。上記受光器での
検出信号に基づき、演算装置においては、カーボン微細
粒子が吐煙流の中心軸線のまわりにおいて均等に分布し
ていると仮定した場合の仮想断層像の演算が行われ、そ
れにより吐煙流中のカーボン微粒子の体ｖ１濃度及び重
量濃度等の絶対値が算出される。
［発明の効果］
光を吐煙流に対し申一方向に横切らせるように構成した
ので、複数の方向に照射させるものに比して構成の筒中
化を図ることができ、さらに測定によって得られるデー
タが一方向に照射した光の減衰の態様のみであるため、
仮想断層像の演算が非常に簡略化されて、演算に要する
時間が短時間で済み、従って実時間的な測定が可能にな
り、特に吐煙流における微粒子濃度の時間的な変化の測
定等も可能になるという点において有利なものである。
ので、複数の方向に照射させるものに比して構成の筒中
化を図ることができ、さらに測定によって得られるデー
タが一方向に照射した光の減衰の態様のみであるため、
仮想断層像の演算が非常に簡略化されて、演算に要する
時間が短時間で済み、従って実時間的な測定が可能にな
り、特に吐煙流における微粒子濃度の時間的な変化の測
定等も可能になるという点において有利なものである。
［実施例］
本発明の詳細な説明するに先立ち１本発明の詳細な説明
する。
する。
一般に゛、熱機関からの吐煙流中には、カーボン微粒子
が極めて不規則な状態で存在している。そのため２光を
吐煙流に対して横断通過させる場合に、光がどの向きに
通過するかによって造渦光の減衰の分布が相違する。そ
こで、光を吐煙流に対し可及的に多くの向きに横断通過
させ、それらの各向きについての光の減衰状態を測定し
、その値から吐煙流の断層像の演算を行えば、吐煙流中
のカーボン微粒子の体積濃度及び重量濃度を正確に知る
ことができる。
が極めて不規則な状態で存在している。そのため２光を
吐煙流に対して横断通過させる場合に、光がどの向きに
通過するかによって造渦光の減衰の分布が相違する。そ
こで、光を吐煙流に対し可及的に多くの向きに横断通過
させ、それらの各向きについての光の減衰状態を測定し
、その値から吐煙流の断層像の演算を行えば、吐煙流中
のカーボン微粒子の体積濃度及び重量濃度を正確に知る
ことができる。
しかしながら、吐煙流中のカーボン微粒子の分布状態が
吐煙流の中心軸線のまわりにおいて均等な状態シこめる
と仮定できれば、各方向から吐煙流を横切る光の減衰状
態が全て等しくなることから、光を吐煙流に対して複数
の方向から照射する必要がなくなり、ある一つの方向か
ら横断通過させた場合の透過光の減衰量から仮想断層像
の演算を行って吐煙流中のカーボン微粒子の濃度を求め
ることかできる。しかも、この場合には非常に高速で測
定ができるため、時々刻々に変化する微粒子の濃度も測
定することが可能になる。
吐煙流の中心軸線のまわりにおいて均等な状態シこめる
と仮定できれば、各方向から吐煙流を横切る光の減衰状
態が全て等しくなることから、光を吐煙流に対して複数
の方向から照射する必要がなくなり、ある一つの方向か
ら横断通過させた場合の透過光の減衰量から仮想断層像
の演算を行って吐煙流中のカーボン微粒子の濃度を求め
ることかできる。しかも、この場合には非常に高速で測
定ができるため、時々刻々に変化する微粒子の濃度も測
定することが可能になる。
本発明は、上記のように、吐煙流に対して光をある一つ
の方向から横断通過させて吐煙流中のカーボン微粒子の
濃度を求めても、測定精度上において比較的問題になら
ない程度の測定結果が得られ、しかも吐煙濃度の時間的
な変化をも測定可能になることに着目し、かかる観点に
おいて熱機関の吐煙濃度の測定に有効な装置を提供しよ
うとするものである。
の方向から横断通過させて吐煙流中のカーボン微粒子の
濃度を求めても、測定精度上において比較的問題になら
ない程度の測定結果が得られ、しかも吐煙濃度の時間的
な変化をも測定可能になることに着目し、かかる観点に
おいて熱機関の吐煙濃度の測定に有効な装置を提供しよ
うとするものである。
本発明の実施例を示す第１図において、ｌは例えばディ
ーゼル機関から排出される測定対象の吐煙流を、その流
れの方向に直交する断面によって示すもので、吐煙流は
直径５ｃＩ１１程度の自由噴流状態で大気中に流出させ
、その下流に設けたダクト（図示せず）を通じて排出さ
れる。
ーゼル機関から排出される測定対象の吐煙流を、その流
れの方向に直交する断面によって示すもので、吐煙流は
直径５ｃＩ１１程度の自由噴流状態で大気中に流出させ
、その下流に設けたダクト（図示せず）を通じて排出さ
れる。
上記吐煙流の一側には、レーザ光等を投射する光源２が
配置されている。上記光源２から投射されるとして光は
、その波長が比較的長く、カーボン微粒子による光の吸
収、散乱をレーリー散乱として扱い得るレーザ光などを
用いるが、光源及び受光器を含めた分光特性が既知であ
れば、白色光等を用いることもできる。
配置されている。上記光源２から投射されるとして光は
、その波長が比較的長く、カーボン微粒子による光の吸
収、散乱をレーリー散乱として扱い得るレーザ光などを
用いるが、光源及び受光器を含めた分光特性が既知であ
れば、白色光等を用いることもできる。
上記光源２の前方には、光を一様な平行光線束とするコ
リメータ３が設けられる。さらに、このコリメータ３の
吐煙流１を挟む反対側には、その吐煙流ｌ中を透過した
光の強度を検出する受光器４が設けられる。これにより
、吐煙流ｌを単一方向に横切った光が受光器４で検出さ
れる。この受光器４としては、多数の光検出素子をアレ
イ状に配列したアレイ形検出器が用いられ、その受光器
４には演算装置５が接続されている。上記演算装置５は
、コンピュータによって構成されており、吐煙流１中に
カーボン微粒子が同軸状に均等に分布しているものと仮
定して、即ち光が吐煙流を横断通過する際に、その横断
がいずれの方向から行われても光の減衰状態が全て等し
くなるものと仮定して、吐煙流１の仮想断層像の演算を
受光器４からの出力に基づいて行い、吐煙流１中のカー
ボン微粒子の体積濃度及び重量濃度の絶対値を算出する
ものである。
リメータ３が設けられる。さらに、このコリメータ３の
吐煙流１を挟む反対側には、その吐煙流ｌ中を透過した
光の強度を検出する受光器４が設けられる。これにより
、吐煙流ｌを単一方向に横切った光が受光器４で検出さ
れる。この受光器４としては、多数の光検出素子をアレ
イ状に配列したアレイ形検出器が用いられ、その受光器
４には演算装置５が接続されている。上記演算装置５は
、コンピュータによって構成されており、吐煙流１中に
カーボン微粒子が同軸状に均等に分布しているものと仮
定して、即ち光が吐煙流を横断通過する際に、その横断
がいずれの方向から行われても光の減衰状態が全て等し
くなるものと仮定して、吐煙流１の仮想断層像の演算を
受光器４からの出力に基づいて行い、吐煙流１中のカー
ボン微粒子の体積濃度及び重量濃度の絶対値を算出する
ものである。
上記構成の装置において、ディーゼル機関等からの吐煙
流１に光源２から光を投射すれば、その光は吐煙流１を
一方から他方に横切り、その途中でカーボン微粒子によ
り減衰を受けた状態で受光器４の各光検出素子に至る。
流１に光源２から光を投射すれば、その光は吐煙流１を
一方から他方に横切り、その途中でカーボン微粒子によ
り減衰を受けた状態で受光器４の各光検出素子に至る。
受光器４における各光検出素子は、吐煙流１中のカーボ
ン微粒子の分布状態に応じて、その検出信号をパラレル
なデータとして演算装置５に出力し、演算装置５におい
て吐煙流中のカーボン微粒子の体＠濃度及び重量濃度の
絶対値が算出される。
ン微粒子の分布状態に応じて、その検出信号をパラレル
なデータとして演算装置５に出力し、演算装置５におい
て吐煙流中のカーボン微粒子の体＠濃度及び重量濃度の
絶対値が算出される。
第２図は１本発明の他の実施例を示すもので、第１図の
ものとの相違点は、光源からのレーザ光で吐煙流を走査
、即ち、レーザ光を吐煙流の径方向に平行移動させなか
ら吐煙流を横断通過させると共に、各通過レーザ光の減
衰状態を単一の光検出素子からなる受光器でシーケンシ
ャルに検出するようにした点にある。
ものとの相違点は、光源からのレーザ光で吐煙流を走査
、即ち、レーザ光を吐煙流の径方向に平行移動させなか
ら吐煙流を横断通過させると共に、各通過レーザ光の減
衰状態を単一の光検出素子からなる受光器でシーケンシ
ャルに検出するようにした点にある。
同図において、１１は吐煙流、１２はレーザ光源、１３
はレーザ光源１２から投射されるレーザ光を走査のため
に転向させる回転ミラー、１４はミラー１３からのレー
ザ光を常に平行な向きにして吐煙流１１に向わせるレン
ズ系、１５は吐煙流１１を横断通過したレーザ光を受光
器１６に入射させるレンズ系、１７は第１図と同様の演
算装置である。
はレーザ光源１２から投射されるレーザ光を走査のため
に転向させる回転ミラー、１４はミラー１３からのレー
ザ光を常に平行な向きにして吐煙流１１に向わせるレン
ズ系、１５は吐煙流１１を横断通過したレーザ光を受光
器１６に入射させるレンズ系、１７は第１図と同様の演
算装置である。
上記構成の装置において、ミラー１３を例えば矢示の向
きに回転すれば、レーザ光はスポット光線のままの状態
で同図において上方から下方へ平行移動しなから吐煙流
１１を横断通過し、これにより吐煙流１１はレーザ光に
より径方向にスキャンされる。吐煙流１１を横断通過し
たレーザ光は、レンズ系１５により受光器１６に入射し
、シーケンシャルなデータとして逐次演算装置に送られ
る。
きに回転すれば、レーザ光はスポット光線のままの状態
で同図において上方から下方へ平行移動しなから吐煙流
１１を横断通過し、これにより吐煙流１１はレーザ光に
より径方向にスキャンされる。吐煙流１１を横断通過し
たレーザ光は、レンズ系１５により受光器１６に入射し
、シーケンシャルなデータとして逐次演算装置に送られ
る。
上記レンズ系１５及び受光器１Ｂに代えて、第１図の受
光器４と同様に、多数の光検出素子を配列させた受光器
を用いることもでき、この場合に１±、吐煙流を横断通
過した光がモ行移動する毎にアレイ状に配列させた光検
出素子に順次入射し、各検出素子からの出力はシーケン
シャルに演算装置に伝えられる。演算装置においては、
第１図の場合とほぼ同様にして、吐煙流の仮想断層像の
演算が行われ、吐煙流中のカーボン微粒子の体積濃度及
び重量濃度の絶対値が算出される。
光器４と同様に、多数の光検出素子を配列させた受光器
を用いることもでき、この場合に１±、吐煙流を横断通
過した光がモ行移動する毎にアレイ状に配列させた光検
出素子に順次入射し、各検出素子からの出力はシーケン
シャルに演算装置に伝えられる。演算装置においては、
第１図の場合とほぼ同様にして、吐煙流の仮想断層像の
演算が行われ、吐煙流中のカーボン微粒子の体積濃度及
び重量濃度の絶対値が算出される。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図はその異種実
施例の構成図である。 １、ｌｌ会・吐煙流、 ２．１２・◆光源、４．
１６・・受光器、 ５，１７・中演算装置。
施例の構成図である。 １、ｌｌ会・吐煙流、 ２．１２・◆光源、４．
１６・・受光器、 ５，１７・中演算装置。
Claims (1)
- １、熱機関からの吐煙流に対し、その吐煙流の断面を全
体にわたって単一方向に横切る向きに光を照射する光源
と、その吐煙流の断面を透過した光の強度を検出する受
光器とを備え、上記受光器に、その受光器での検出信号
に基づいて吐煙流中のカーボン微粒子の濃度の絶対値を
算出する演算装置を接続したことを特徴とする熱機関の
吐煙濃度測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18681985A JPS6246237A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 熱機関の吐煙濃度測定装置 |
| US06/838,585 US4719360A (en) | 1985-03-11 | 1986-03-11 | Method for determination of concentration of smoke emanating from combustion engine and apparatus for working said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18681985A JPS6246237A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 熱機関の吐煙濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6246237A true JPS6246237A (ja) | 1987-02-28 |
| JPH0570098B2 JPH0570098B2 (ja) | 1993-10-04 |
Family
ID=16195152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18681985A Granted JPS6246237A (ja) | 1985-03-11 | 1985-08-26 | 熱機関の吐煙濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6246237A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3722788A4 (en) * | 2017-12-05 | 2020-12-30 | Fatri United Testing & Control (Quanzhou) Technologies Co., Ltd. | DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE TRANSPARENCY OF A FLUID |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018115985A (ja) * | 2017-01-19 | 2018-07-26 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | ガス分布検出光学装置およびガス分布検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376088A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-06 | Mitsui Shipbuilding Eng | Particle concentration detector |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP18681985A patent/JPS6246237A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376088A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-06 | Mitsui Shipbuilding Eng | Particle concentration detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3722788A4 (en) * | 2017-12-05 | 2020-12-30 | Fatri United Testing & Control (Quanzhou) Technologies Co., Ltd. | DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE TRANSPARENCY OF A FLUID |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570098B2 (ja) | 1993-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |