排ガス測定装置
【課題】 希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動しても、その流量変動に応じた量の希釈ガスをバックグラウンドバッグに捕集して、希釈ガスに含まれる被検物質の濃度測定の信頼性を高める。
【解決手段】 希釈トンネル１を流れる希釈空気を捕集する希釈ガスサンプリング管８の途中にサンプリングオリフィス１０を介装するとともに、希釈空気を貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグ１３を負圧状態に保持された負圧保持箱１６の内部に収容する。希釈トンネル１の内部とバックグラウンドバッグ１３の周囲との間には、圧力差が生じるので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、バックグラウンドバッグ１３に捕集される。したがって、希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度測定の信頼性が向上し、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度の算出精度を高めることができる。
【解決手段】 希釈トンネル１を流れる希釈空気を捕集する希釈ガスサンプリング管８の途中にサンプリングオリフィス１０を介装するとともに、希釈空気を貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグ１３を負圧状態に保持された負圧保持箱１６の内部に収容する。希釈トンネル１の内部とバックグラウンドバッグ１３の周囲との間には、圧力差が生じるので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、バックグラウンドバッグ１３に捕集される。したがって、希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度測定の信頼性が向上し、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度の算出精度を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス測定装置に関し、詳細には、エンジンの排ガスに含まれる炭化水素などの濃度を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼルエンジンの排ガスに含まれる炭素水素の濃度を測定する装置として、次のものが知られている。すなわち、排ガスの一部をサンプリングしたサンプルガスをガスボンベから供給される希釈ガス（例えば、窒素ガス）により一定の比率で希釈し、この希釈したサンプルガスをサンプルバッグに貯えておく。そして、サンプリングが終了した後、サンプルバッグに貯えられているサンプルガスを全炭化水素計により分析し、サンプルガスの全炭化水素濃度（以下「ＴＨＣ濃度」という。）を測定するとともに、測定したＴＨＣ濃度に基づいて希釈前の排ガスのＴＨＣ濃度を算出する、というものである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１６５８２７号公報（段落番号０００９〜００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の装置には、次のような問題がある。
上記の装置が採用する部分希釈方式（「ミニダイリューション方式」ともいう。）は、国内において、乗用車及び所定重量以下の商用車の排ガス試験に適用することが法規により認められていない。これらの車両についての排ガス試験では、排ガスの全量を測定対象とすることが求められている。排ガスの全量をガスボンベからの希釈ガスで希釈しようとすれば、容量が極めて大きなガスボンベが必要となる。
【０００４】
これに対し、排ガスの全量を希釈してＴＨＣ濃度を測定するものとして、定容量サンプリング装置（以下「ＣＶＳ装置」という。）が知られている。このＣＶＳ装置は、上記の部分希釈方式による装置に対して、排ガスの希釈とサンプリングとの順序が逆の関係にあり、希釈後の排ガスのＴＨＣ濃度を測定する一方、希釈ガスをサンプリングしてバックグラウンドバッグに貯え、この貯えた希釈ガスのＴＨＣ濃度を測定して、希釈後の排ガスのＴＨＣ濃度を補正するようになっている。このようなＣＶＳ装置では、希釈ガスとして空気などを使用できるので、先に問題として掲げた大容量のガスボンベを設置する必要はないが、次のような別の問題がある。
【０００５】
すなわち、ＣＶＳ装置では、バックグラウンドバッグに貯える希釈ガスを、一定流量で捕集していた。一方、エンジンの排ガスの流量は、エンジン回転数の変化等により試験中にも変動しており、この排ガス流量が変動する影響で希釈トンネルに導入される希釈ガスの流量が変動することになる。すなわち、実際に希釈に用いられる希釈ガスの量と、バックグラウンドバッグに刻々と取り込まれる希釈ガスの量との間には相関関係がなく、希釈トンネルを流れる希釈ガスの量が変動しても、その変動量に応じて希釈ガスをバックグラウンドバッグに捕集するものではなかった。よって、バックグラウンドバッグに捕集した希釈ガス中のＴＨＣ量は、厳密には、希釈に用いられるガス全量の代表値を示すものではなかった。このような希釈ガスの導入量が変動することの影響は、従前であれば、排ガス中のＴＨＣ濃度自体がある程度高かったことから、無視することもできた。しかしながら、近年の低排出エンジンでは、ＴＨＣ濃度が非常に低下しており、希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動することの影響を無視することができなくなっている。
【０００６】
そこで、本発明は、排ガスの全量を測定対象とする場合に、希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動しても、その流量変動に応じた量の希釈ガスをバックグラウンドバッグに捕集できる排ガス測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンの排ガスに含まれる特定の被検物質の濃度を測定する装置を提供する。本発明に係る装置では、排ガスよりも被検物質の濃度の低い希釈ガスが流通する希釈トンネルにエンジンの排ガスを流入させ、排ガスを希釈ガスにより希釈する。排ガスの合流部よりも上流側から希釈前の希釈ガスを採取するとともに、下流側から希釈後の排ガスを採取する。そして、これらの採取した各ガスに含まれる被検物質の濃度として、希釈後の排ガスについて第１の濃度を測定し、希釈ガスについて第２の濃度を測定し、これらの測定した各濃度をもとに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度を演算する。ここで、本発明によれば、希釈トンネルを流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気を希釈トンネルからバックグラウンドバッグに捕集し、この捕集した希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１に、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の濃度を第１の濃度として測定し、希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定し、これを濃度の演算に反映させることとした。このため、希釈ガスとして採用し得るものが純粋な不活性ガス等に限られず、例えば、実験室内の空気を採用することが可能となるので、特別にガスボンベを設ける必要がなく、装置の大型化を回避することができる。
【０００９】
第２に、希釈トンネルを流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、希釈トンネルからバックグラウンドバッグに捕集されるので、希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動しても、常に一定の割合で希釈ガスを採取することができる。したがって、希釈空気に含まれる被検物質の濃度測定の信頼性を高め、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度の算出の精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る排ガス測定装置１０１の構成を示している。なお、以下の説明において、図１、図３に示す排ガス測定装置１０１，１０２は、例えばディーゼルエンジン（以下「エンジン」という。）Ｅの排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを測定するために用いられる。
【００１１】
排ガス測定装置１０１において、希釈ガスとして実験室内の空気（以下「希釈空気」という。）が使用される。排ガス測定装置１０１は、排ガスの希釈を行う希釈トンネル１を含んで構成され、この希釈トンネル１内には排ガスよりも被検物質の濃度が低い希釈空気が流れている。希釈トンネル１の入口部には、活性炭を使用したエアフィルタ２が取り付けられており、希釈トンネル１の下流には、熱交換器３、ベンチュリ４及びブロア５が順に設置されている。ブロア５により希釈トンネル１内に希釈空気を取り込み、ベンチュリ４により希釈トンネル１の通過流量を一定に制御する。また、希釈トンネル１には、排ガス流通管６が接続されている。排ガス流通管６は、一端において、エンジンＥの排気系テールパイプと接続され、他端において、希釈トンネル１に対して側方から管壁を貫通させて挿入されている。希釈トンネル１の途中には、ミキシングオリフィス７が設置されており、排ガス流通管６は、希釈トンネル１内の略中央まで延伸し、その端部６ａは、ミキシングオリフィス７の開口部に位置している。
【００１２】
希釈トンネル１には、ミキシングオリフィス７の上流側に、希釈ガスを取出す希釈ガスサンプリング管８が接続され、その下流側には希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管９が接続されている。希釈ガスサンプリング管８の途中にはサンプリングオリフィス１０が取り付けられており、希釈ガスサンプリング管８の他端部には三方電磁弁１１が取付けられている。この三方電磁弁１１は、三箇所の配管接続口を有しており、第１の配管接続口に希釈ガスサンプリング管８を介して希釈トンネル１が接続され、第２の配管接続口には捕集管１２を介して、希釈空気を貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグ１３が接続され、第３の配管接続口には供給管１４を介して全炭化水素計（ここでは、水素炎イオン検出計（ＦＩＤ）を採用する。）Ｄが接続されている。そして、三方電磁弁１１は、コントロールユニットＣにより各配管接続口同士の連通が制御可能とされ、バックグラウンドバッグ１３を、希釈トンネル１又は全炭化水素計Ｄに選択して連通させることができる。全炭化水素計Ｄには、希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管９も接続されている。この希釈排ガスサンプリング管９の途中には、希釈トンネル１の下流側から希釈排ガスを取り込むためのポンプ１５が介装されており、ポンプ１５の動作はコントロールユニットＣで制御可能となっている。なお、全炭化水素計Ｄの排気出口には、図示省略したが、排気ポンプが設けられている。
【００１３】
ここで、本発明による排ガス測定装置１０１には、希釈ガスサンプリング管８の途中に介装されたサンプリングオリフィス１０と、拡縮可能なバックグラウンドバッグ１３を収納する負圧保持箱１６とが設けられている。この負圧保持箱１６は、バックグラウンドバッグ１３が膨張したときの容量と比較しても十分大きな容積を有する密閉容器であって、その外部には排気管１７が接続されている。排気管１７の途中にはバキュームポンプ１８が介装され、バキュームポンプ１８の動作は、コントロールユニットＣで制御可能となっている。また、全炭化水素計Ｄの動作についても、コントロールユニットＣで制御されるようになっている。
【００１４】
次に、排ガス測定装置１０１の動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
Ｓ０では、負圧保持箱１６の内部を負圧状態にする。まず、バキュームポンプ１８を作動して負圧保持箱１６内の空気を排出する。バキュームポンプ１８の動作開始から所定時間が経過すると、バキュームポンプ１８の動作を停止する。これにより、負圧保持箱１６の内部が一定の負圧状態のまま保持される。
【００１５】
Ｓ１では、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスを掃気する。三方電磁弁１１への通電をオフして希釈ガスサンプリング管８と捕集管１２とを接続し、希釈トンネル１とバックグラウンドバッグ１３と連通させる。負圧保持箱１６の内部が負圧状態であるので、負圧保持箱１６に収容されたバックグラウンドバッグ１３が膨張し、希釈トンネル１を流れる希釈空気は、希釈ガスサンプリング管８及び捕集管１２を介してバックグラウンドバッグ１３に吸引される。次に、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプ（図示省略）を作動させると、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガス（炭化水素を含む。）が全炭化水素計Ｄから排出する。不純ガスが排出されるにつれて、バックグラウンドバッグ１３は潰れて平たくなる。バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスの排出が完了すると、三方電磁弁１１の通電をオフして捕集管１２と供給管１４との接続を遮断する。
【００１６】
なお、負圧保持箱１６の容積は、バックグラウンドバッグ１３が膨張したときの容量と比較しても十分大きいので、バックグラウンドバッグ１３が潰れたときでも、負圧保持箱１６の内部の負圧は略一定状態に保持される。よって、負圧保持箱１６に収容されたバックグラウンドバッグ１３の周囲の圧力と希釈トンネル１の内部の圧力との間には、常に、略一定の圧力差が生じることになる。
【００１７】
Ｓ２では、希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄを測定する。まず、コントロールユニットＣに設定されている積算値σＴＨＣを０にリセットする。ブロア５を作動させて、希釈トンネル１内に希釈空気を導入するとともに、希釈トンネル１に対し、排ガス流通管６を介してエンジンＥの排ガスを導入する。排ガス流通管６の端部６ａからの排ガスは、ミキシングオリフィス７により形成される縮流部の負圧が作用して、円滑に導入される。この状態で、ポンプ１５を作動させ、希釈空気により希釈された排ガス（以下「希釈排ガス」という。）を全炭化水素計Ｄに導入する。全炭化水素計Ｄは、導入された希釈排ガスのＴＨＣ濃度を刻々の希釈排ガスＴＨＣ濃度（以下「瞬時値」という。）ＴＨＣｉとして測定するとともに、測定したＴＨＣｉをコントロールユニットＣに出力する。コントロールユニットＣは、入力したＴＨＣｉを逐次積算し、積算値σＴＨＣ（＝ΣＴＨＣｉ）を算出する。そして、算出したσＴＨＣを瞬時値ＴＨＣｉのサンプル数ｎで除算し、得た値を希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄに設定する。
【００１８】
Ｓ３では、バックグラウンド濃度ＴＨＣｂを測定する。Ｓ２で瞬時値ＴＨＣｉを測定中に、三方電磁弁１１の通電をオフして希釈ガスサンプリング管８と捕集管１２とを接続し、希釈トンネル１とバックグラウンドバッグ１３とを連通させる。このとき、上述したように、希釈トンネル１の内部とバックグラウンドバッグ１３の周囲との間には、略一定の圧力差が生じているので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、バックグラウンドバッグ１３に捕集されることになる。このような希釈空気の捕集は、希釈排ガスを全炭化水素計Ｄに導入するのと同時に行う。所定サンプル数の瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了するまでの間、希釈トンネル１から捕集した希釈空気は、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられる。Ｓ２で瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了すると、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプを作動すると、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられた希釈空気が全炭化水素計Ｄに導入される。全炭化水素計Ｄは、導入された希釈空気のＴＨＣ濃度をバックグラウンド濃度ＴＨＣｂとして測定し、測定したＴＨＣｂをコントロールユニットＣに出力する。
【００１９】
Ｓ４では、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを演算する。ＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅとは、希釈空気中にＴＨＣが含まれている場合に、その影響を除去し、希釈空気中のＴＨＣ濃度を０としたときの、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの濃度のことである。コントロールユニットＣは、入力した希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄ及びバックグラウンド濃度ＴＨＣｂをもとに、下記（１）式により希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを算出する。なお、希釈率をＤＦとする。
【００２０】
ＴＨＣｅ＝ＴＨＣｄ−（１−１／ＤＦ）×ＴＨＣｂ ・・・（１）
（１）式において、希釈率ＤＦは、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣ濃度ＴＨＣｄの関数として推定できる。
また、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの排出量ＴＨＣmassは、上記（１）式で求めたＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを基に、下記（２）式により算出する。
【００２１】
ＴＨＣmass＝Ｖmix×ＴＨＣ密度×ＴＨＣｅ ・・・（２）
ここで、Ｖmixとは、標準状態（２０℃、７６０mmＨｇの状態）における１ｋｍ走行当たりの希釈排ガス量のことである。また、ＴＨＣ密度とは、標準状態におけるＨＣ１リットル当たりの質量であり、所定の定数で表される。
本実施形態に関し、全炭化水素計Ｄが持つＳ２（瞬時値ＴＨＣｉの算出及び希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄの測定）の機能が第１の濃度測定手段に相当し、全炭化水素計Ｄが持つＳ３（バックグラウンド濃度ＴＨＣｂの測定）の機能が第２の濃度測定手段に相当する。また、コントロールユニットＣが持つＳ４（排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｅの測定）の機能が濃度演算手段に相当する。
【００２２】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
本実施形態では、排ガス測定に際し、希釈トンネル１を流れる希釈空気は、サンプリングオリフィス１０により形成される縮流部の負圧の作用によって、希釈ガスサンプリング管８内に円滑に導入される。このとき、排ガス測定装置１０１では、ベンチュリ４の作用により希釈トンネル１内の流量が一定に保たれるため、排ガス流量が変動すると希釈空気の導入量が変動することとなるが、負圧保持箱１６の内部が負圧状態に保持されており、希釈トンネル１の内部と、負圧保持箱１６に収容されたバックグラウンドバッグ１３の周囲との間には、略一定の圧力差が生じるので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、希釈ガスサンプリング管８及び捕集管１２を介してバックグラウンドバッグ１３に捕集される。したがって、実際に排ガスの希釈に用いられる希釈空気の量と、希釈ガスサンプリング管８を介してバックグラウンドバッグ１３に刻々と捕集される希釈空気との間の相関関係が維持されることとなり、たとえ希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度が変動し続けたときでも、バックグラウンド濃度ＴＨＣｂの濃度測定の信頼性を高め、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅの算出の精度の向上を図ることができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、バックグラウンドバッグ１３の容量変化を無視できるほど大きな容積の負圧保持箱１６を用いることで、希釈トンネル１の内部とバックグラウンドバッグ１３の周囲との間に略一定の圧力差が生じるようにしたが、本発明はこれに限られず、負圧保持箱１６に圧力センサ（図示せず）を設けておき、この圧力センサで検出した圧力の信号をコントロールユニットＣに送出してバキュームポンプ１８の動作をフィードバック制御し、負圧保持箱１６の内部の負圧状態を保持するようにしてもよい。
【００２４】
以下に、他の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る排ガス測定装置１０２の構成を示している。
図３において、図１に示す排ガス測定装置１０１と同じ構成要素は、同じ符号を付して示している。第２の実施形態に係る排ガス測定装置１０２の特徴は、希釈トンネル１に設置されたミキシングオリフィス７をバイパスするバイパス通路１９と、このバイパス通路１９に介装されたオリフィス２０と、を設け、バイパス通路１９のオリフィス２０上流側から、希釈ガスサンプリング管８を導出した点にある。
【００２５】
次に、排ガス測定装置１０２の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
Ｓ１では、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスを掃気する。まず、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプを作動させると、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスが全炭化水素計Ｄから排出する。不純ガスが排出されるにつれて、バックグラウンドバッグ１３は潰れて平たくなる。そして、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスの排出が完了すると、三方電磁弁１１の通電をオフして捕集管１２と供給管１４との接続を遮断する。
【００２６】
Ｓ２では、希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄを測定する。この動作については、図２を参照して説明した通りである。
Ｓ３では、バックグラウンド濃度ＴＨＣｂを測定する。Ｓ２において、瞬時値ＴＨＣｉを測定中に、三方電磁弁１１の通電をオフして希釈ガスサンプリング管８と捕集管１２とを接続し、希釈トンネル１とバックグラウンドバッグ１３とを連通させる。このとき、本実施形態は、上記構成を備えているので、バイパス通路１９に介装されたオリフィス２０の上流側に接続された希釈ガスサンプリング管８の入口部周辺では、希釈空気の圧力が高くなっている。よって、希釈ガスサンプリング管８又は捕集管１２の途中にポンプを設置しなくても、希釈トンネル１を流れる希釈空気をバックグラウンドバッグ１３に捕集できる。このとき、希釈ガスサンプリング管８の入口部周辺における圧力は、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量が多いほど高くなるので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と略比例する量の希釈空気がバックグラウンドバッグ１３に捕集されることになる。このような希釈空気の捕集は、希釈排ガスを全炭化水素計Ｄに導入するのと同時に行う。所定サンプル数の瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了するまでの間、希釈トンネル１から捕集した希釈空気は、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられる。Ｓ２で瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了すると、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプを作動すると、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられた希釈空気が全炭化水素計Ｄに導入される。全炭化水素計Ｄは、導入された希釈空気のＴＨＣ濃度をバックグラウンド濃度ＴＨＣｂとして測定し、測定したＴＨＣｂをコントロールユニットＣに出力する。
【００２７】
Ｓ４では、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを演算する。この動作については、図２を参照して説明した通りである。
本実施形態においても、上述したと同様の効果を得ることができる。すなわち、希釈トンネル１を流れる希釈ガスの流量が変動しても、その希釈空気の流量と略比例する量の希釈空気が、バイパス通路１９に介装されたオリフィス２０を通過し、希釈ガスサンプリング管８及び捕集管１２を介してバックグラウンドバッグ１３に捕集されるので、実際に排ガスの希釈に用いられる希釈空気の量と、バックグラウンドバッグ１３に刻々と捕集される希釈空気との間の相関関係を維持することができる。したがって、希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度測定の信頼性を高め、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを算出する精度の向上を図ることができる。また、希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度を測定し、これを濃度の演算に反映させることで、希釈ガスとして実験室内の空気を採用することが可能となるので、特別にガスボンベを設ける必要がなく、排ガスの全量を測定対象とする場合にも、装置をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排ガス測定装置の構成を示す概要図である。
【図２】図１に示す排ガス測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る排ガス測定装置の構成を示す概要図である。
【図４】図３に示す排ガス測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１０１，１０２…排ガス測定装置、１…希釈トンネル、２…エアフィルタ、３…熱交換器、４…ベンチュリ、５…ブロア、６…排ガス流通管、７…ミキシングオリフィス、８…希釈ガスサンプリング管、９…希釈排ガスサンプリング管、１１…三方電磁弁、１２…捕集管、１３…バックグラウンドバッグ、１４…供給管、１６…負圧保持箱、１７…排出管、１８…バキュームポンプ、１９…バイパス通路、２０…オリフィス、Ｅ…ディーゼルエンジン、Ｃ…コントロールユニット、Ｄ…全炭化水素計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス測定装置に関し、詳細には、エンジンの排ガスに含まれる炭化水素などの濃度を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼルエンジンの排ガスに含まれる炭素水素の濃度を測定する装置として、次のものが知られている。すなわち、排ガスの一部をサンプリングしたサンプルガスをガスボンベから供給される希釈ガス（例えば、窒素ガス）により一定の比率で希釈し、この希釈したサンプルガスをサンプルバッグに貯えておく。そして、サンプリングが終了した後、サンプルバッグに貯えられているサンプルガスを全炭化水素計により分析し、サンプルガスの全炭化水素濃度（以下「ＴＨＣ濃度」という。）を測定するとともに、測定したＴＨＣ濃度に基づいて希釈前の排ガスのＴＨＣ濃度を算出する、というものである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１６５８２７号公報（段落番号０００９〜００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の装置には、次のような問題がある。
上記の装置が採用する部分希釈方式（「ミニダイリューション方式」ともいう。）は、国内において、乗用車及び所定重量以下の商用車の排ガス試験に適用することが法規により認められていない。これらの車両についての排ガス試験では、排ガスの全量を測定対象とすることが求められている。排ガスの全量をガスボンベからの希釈ガスで希釈しようとすれば、容量が極めて大きなガスボンベが必要となる。
【０００４】
これに対し、排ガスの全量を希釈してＴＨＣ濃度を測定するものとして、定容量サンプリング装置（以下「ＣＶＳ装置」という。）が知られている。このＣＶＳ装置は、上記の部分希釈方式による装置に対して、排ガスの希釈とサンプリングとの順序が逆の関係にあり、希釈後の排ガスのＴＨＣ濃度を測定する一方、希釈ガスをサンプリングしてバックグラウンドバッグに貯え、この貯えた希釈ガスのＴＨＣ濃度を測定して、希釈後の排ガスのＴＨＣ濃度を補正するようになっている。このようなＣＶＳ装置では、希釈ガスとして空気などを使用できるので、先に問題として掲げた大容量のガスボンベを設置する必要はないが、次のような別の問題がある。
【０００５】
すなわち、ＣＶＳ装置では、バックグラウンドバッグに貯える希釈ガスを、一定流量で捕集していた。一方、エンジンの排ガスの流量は、エンジン回転数の変化等により試験中にも変動しており、この排ガス流量が変動する影響で希釈トンネルに導入される希釈ガスの流量が変動することになる。すなわち、実際に希釈に用いられる希釈ガスの量と、バックグラウンドバッグに刻々と取り込まれる希釈ガスの量との間には相関関係がなく、希釈トンネルを流れる希釈ガスの量が変動しても、その変動量に応じて希釈ガスをバックグラウンドバッグに捕集するものではなかった。よって、バックグラウンドバッグに捕集した希釈ガス中のＴＨＣ量は、厳密には、希釈に用いられるガス全量の代表値を示すものではなかった。このような希釈ガスの導入量が変動することの影響は、従前であれば、排ガス中のＴＨＣ濃度自体がある程度高かったことから、無視することもできた。しかしながら、近年の低排出エンジンでは、ＴＨＣ濃度が非常に低下しており、希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動することの影響を無視することができなくなっている。
【０００６】
そこで、本発明は、排ガスの全量を測定対象とする場合に、希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動しても、その流量変動に応じた量の希釈ガスをバックグラウンドバッグに捕集できる排ガス測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンの排ガスに含まれる特定の被検物質の濃度を測定する装置を提供する。本発明に係る装置では、排ガスよりも被検物質の濃度の低い希釈ガスが流通する希釈トンネルにエンジンの排ガスを流入させ、排ガスを希釈ガスにより希釈する。排ガスの合流部よりも上流側から希釈前の希釈ガスを採取するとともに、下流側から希釈後の排ガスを採取する。そして、これらの採取した各ガスに含まれる被検物質の濃度として、希釈後の排ガスについて第１の濃度を測定し、希釈ガスについて第２の濃度を測定し、これらの測定した各濃度をもとに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度を演算する。ここで、本発明によれば、希釈トンネルを流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気を希釈トンネルからバックグラウンドバッグに捕集し、この捕集した希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１に、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の濃度を第１の濃度として測定し、希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定し、これを濃度の演算に反映させることとした。このため、希釈ガスとして採用し得るものが純粋な不活性ガス等に限られず、例えば、実験室内の空気を採用することが可能となるので、特別にガスボンベを設ける必要がなく、装置の大型化を回避することができる。
【０００９】
第２に、希釈トンネルを流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、希釈トンネルからバックグラウンドバッグに捕集されるので、希釈トンネルを流れる希釈ガスの流量が変動しても、常に一定の割合で希釈ガスを採取することができる。したがって、希釈空気に含まれる被検物質の濃度測定の信頼性を高め、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度の算出の精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る排ガス測定装置１０１の構成を示している。なお、以下の説明において、図１、図３に示す排ガス測定装置１０１，１０２は、例えばディーゼルエンジン（以下「エンジン」という。）Ｅの排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを測定するために用いられる。
【００１１】
排ガス測定装置１０１において、希釈ガスとして実験室内の空気（以下「希釈空気」という。）が使用される。排ガス測定装置１０１は、排ガスの希釈を行う希釈トンネル１を含んで構成され、この希釈トンネル１内には排ガスよりも被検物質の濃度が低い希釈空気が流れている。希釈トンネル１の入口部には、活性炭を使用したエアフィルタ２が取り付けられており、希釈トンネル１の下流には、熱交換器３、ベンチュリ４及びブロア５が順に設置されている。ブロア５により希釈トンネル１内に希釈空気を取り込み、ベンチュリ４により希釈トンネル１の通過流量を一定に制御する。また、希釈トンネル１には、排ガス流通管６が接続されている。排ガス流通管６は、一端において、エンジンＥの排気系テールパイプと接続され、他端において、希釈トンネル１に対して側方から管壁を貫通させて挿入されている。希釈トンネル１の途中には、ミキシングオリフィス７が設置されており、排ガス流通管６は、希釈トンネル１内の略中央まで延伸し、その端部６ａは、ミキシングオリフィス７の開口部に位置している。
【００１２】
希釈トンネル１には、ミキシングオリフィス７の上流側に、希釈ガスを取出す希釈ガスサンプリング管８が接続され、その下流側には希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管９が接続されている。希釈ガスサンプリング管８の途中にはサンプリングオリフィス１０が取り付けられており、希釈ガスサンプリング管８の他端部には三方電磁弁１１が取付けられている。この三方電磁弁１１は、三箇所の配管接続口を有しており、第１の配管接続口に希釈ガスサンプリング管８を介して希釈トンネル１が接続され、第２の配管接続口には捕集管１２を介して、希釈空気を貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグ１３が接続され、第３の配管接続口には供給管１４を介して全炭化水素計（ここでは、水素炎イオン検出計（ＦＩＤ）を採用する。）Ｄが接続されている。そして、三方電磁弁１１は、コントロールユニットＣにより各配管接続口同士の連通が制御可能とされ、バックグラウンドバッグ１３を、希釈トンネル１又は全炭化水素計Ｄに選択して連通させることができる。全炭化水素計Ｄには、希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管９も接続されている。この希釈排ガスサンプリング管９の途中には、希釈トンネル１の下流側から希釈排ガスを取り込むためのポンプ１５が介装されており、ポンプ１５の動作はコントロールユニットＣで制御可能となっている。なお、全炭化水素計Ｄの排気出口には、図示省略したが、排気ポンプが設けられている。
【００１３】
ここで、本発明による排ガス測定装置１０１には、希釈ガスサンプリング管８の途中に介装されたサンプリングオリフィス１０と、拡縮可能なバックグラウンドバッグ１３を収納する負圧保持箱１６とが設けられている。この負圧保持箱１６は、バックグラウンドバッグ１３が膨張したときの容量と比較しても十分大きな容積を有する密閉容器であって、その外部には排気管１７が接続されている。排気管１７の途中にはバキュームポンプ１８が介装され、バキュームポンプ１８の動作は、コントロールユニットＣで制御可能となっている。また、全炭化水素計Ｄの動作についても、コントロールユニットＣで制御されるようになっている。
【００１４】
次に、排ガス測定装置１０１の動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
Ｓ０では、負圧保持箱１６の内部を負圧状態にする。まず、バキュームポンプ１８を作動して負圧保持箱１６内の空気を排出する。バキュームポンプ１８の動作開始から所定時間が経過すると、バキュームポンプ１８の動作を停止する。これにより、負圧保持箱１６の内部が一定の負圧状態のまま保持される。
【００１５】
Ｓ１では、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスを掃気する。三方電磁弁１１への通電をオフして希釈ガスサンプリング管８と捕集管１２とを接続し、希釈トンネル１とバックグラウンドバッグ１３と連通させる。負圧保持箱１６の内部が負圧状態であるので、負圧保持箱１６に収容されたバックグラウンドバッグ１３が膨張し、希釈トンネル１を流れる希釈空気は、希釈ガスサンプリング管８及び捕集管１２を介してバックグラウンドバッグ１３に吸引される。次に、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプ（図示省略）を作動させると、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガス（炭化水素を含む。）が全炭化水素計Ｄから排出する。不純ガスが排出されるにつれて、バックグラウンドバッグ１３は潰れて平たくなる。バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスの排出が完了すると、三方電磁弁１１の通電をオフして捕集管１２と供給管１４との接続を遮断する。
【００１６】
なお、負圧保持箱１６の容積は、バックグラウンドバッグ１３が膨張したときの容量と比較しても十分大きいので、バックグラウンドバッグ１３が潰れたときでも、負圧保持箱１６の内部の負圧は略一定状態に保持される。よって、負圧保持箱１６に収容されたバックグラウンドバッグ１３の周囲の圧力と希釈トンネル１の内部の圧力との間には、常に、略一定の圧力差が生じることになる。
【００１７】
Ｓ２では、希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄを測定する。まず、コントロールユニットＣに設定されている積算値σＴＨＣを０にリセットする。ブロア５を作動させて、希釈トンネル１内に希釈空気を導入するとともに、希釈トンネル１に対し、排ガス流通管６を介してエンジンＥの排ガスを導入する。排ガス流通管６の端部６ａからの排ガスは、ミキシングオリフィス７により形成される縮流部の負圧が作用して、円滑に導入される。この状態で、ポンプ１５を作動させ、希釈空気により希釈された排ガス（以下「希釈排ガス」という。）を全炭化水素計Ｄに導入する。全炭化水素計Ｄは、導入された希釈排ガスのＴＨＣ濃度を刻々の希釈排ガスＴＨＣ濃度（以下「瞬時値」という。）ＴＨＣｉとして測定するとともに、測定したＴＨＣｉをコントロールユニットＣに出力する。コントロールユニットＣは、入力したＴＨＣｉを逐次積算し、積算値σＴＨＣ（＝ΣＴＨＣｉ）を算出する。そして、算出したσＴＨＣを瞬時値ＴＨＣｉのサンプル数ｎで除算し、得た値を希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄに設定する。
【００１８】
Ｓ３では、バックグラウンド濃度ＴＨＣｂを測定する。Ｓ２で瞬時値ＴＨＣｉを測定中に、三方電磁弁１１の通電をオフして希釈ガスサンプリング管８と捕集管１２とを接続し、希釈トンネル１とバックグラウンドバッグ１３とを連通させる。このとき、上述したように、希釈トンネル１の内部とバックグラウンドバッグ１３の周囲との間には、略一定の圧力差が生じているので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、バックグラウンドバッグ１３に捕集されることになる。このような希釈空気の捕集は、希釈排ガスを全炭化水素計Ｄに導入するのと同時に行う。所定サンプル数の瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了するまでの間、希釈トンネル１から捕集した希釈空気は、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられる。Ｓ２で瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了すると、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプを作動すると、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられた希釈空気が全炭化水素計Ｄに導入される。全炭化水素計Ｄは、導入された希釈空気のＴＨＣ濃度をバックグラウンド濃度ＴＨＣｂとして測定し、測定したＴＨＣｂをコントロールユニットＣに出力する。
【００１９】
Ｓ４では、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを演算する。ＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅとは、希釈空気中にＴＨＣが含まれている場合に、その影響を除去し、希釈空気中のＴＨＣ濃度を０としたときの、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの濃度のことである。コントロールユニットＣは、入力した希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄ及びバックグラウンド濃度ＴＨＣｂをもとに、下記（１）式により希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを算出する。なお、希釈率をＤＦとする。
【００２０】
ＴＨＣｅ＝ＴＨＣｄ−（１−１／ＤＦ）×ＴＨＣｂ ・・・（１）
（１）式において、希釈率ＤＦは、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣ濃度ＴＨＣｄの関数として推定できる。
また、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの排出量ＴＨＣmassは、上記（１）式で求めたＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを基に、下記（２）式により算出する。
【００２１】
ＴＨＣmass＝Ｖmix×ＴＨＣ密度×ＴＨＣｅ ・・・（２）
ここで、Ｖmixとは、標準状態（２０℃、７６０mmＨｇの状態）における１ｋｍ走行当たりの希釈排ガス量のことである。また、ＴＨＣ密度とは、標準状態におけるＨＣ１リットル当たりの質量であり、所定の定数で表される。
本実施形態に関し、全炭化水素計Ｄが持つＳ２（瞬時値ＴＨＣｉの算出及び希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄの測定）の機能が第１の濃度測定手段に相当し、全炭化水素計Ｄが持つＳ３（バックグラウンド濃度ＴＨＣｂの測定）の機能が第２の濃度測定手段に相当する。また、コントロールユニットＣが持つＳ４（排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｅの測定）の機能が濃度演算手段に相当する。
【００２２】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
本実施形態では、排ガス測定に際し、希釈トンネル１を流れる希釈空気は、サンプリングオリフィス１０により形成される縮流部の負圧の作用によって、希釈ガスサンプリング管８内に円滑に導入される。このとき、排ガス測定装置１０１では、ベンチュリ４の作用により希釈トンネル１内の流量が一定に保たれるため、排ガス流量が変動すると希釈空気の導入量が変動することとなるが、負圧保持箱１６の内部が負圧状態に保持されており、希釈トンネル１の内部と、負圧保持箱１６に収容されたバックグラウンドバッグ１３の周囲との間には、略一定の圧力差が生じるので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と比例する量の希釈空気が、希釈ガスサンプリング管８及び捕集管１２を介してバックグラウンドバッグ１３に捕集される。したがって、実際に排ガスの希釈に用いられる希釈空気の量と、希釈ガスサンプリング管８を介してバックグラウンドバッグ１３に刻々と捕集される希釈空気との間の相関関係が維持されることとなり、たとえ希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度が変動し続けたときでも、バックグラウンド濃度ＴＨＣｂの濃度測定の信頼性を高め、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅの算出の精度の向上を図ることができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、バックグラウンドバッグ１３の容量変化を無視できるほど大きな容積の負圧保持箱１６を用いることで、希釈トンネル１の内部とバックグラウンドバッグ１３の周囲との間に略一定の圧力差が生じるようにしたが、本発明はこれに限られず、負圧保持箱１６に圧力センサ（図示せず）を設けておき、この圧力センサで検出した圧力の信号をコントロールユニットＣに送出してバキュームポンプ１８の動作をフィードバック制御し、負圧保持箱１６の内部の負圧状態を保持するようにしてもよい。
【００２４】
以下に、他の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る排ガス測定装置１０２の構成を示している。
図３において、図１に示す排ガス測定装置１０１と同じ構成要素は、同じ符号を付して示している。第２の実施形態に係る排ガス測定装置１０２の特徴は、希釈トンネル１に設置されたミキシングオリフィス７をバイパスするバイパス通路１９と、このバイパス通路１９に介装されたオリフィス２０と、を設け、バイパス通路１９のオリフィス２０上流側から、希釈ガスサンプリング管８を導出した点にある。
【００２５】
次に、排ガス測定装置１０２の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
Ｓ１では、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスを掃気する。まず、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプを作動させると、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスが全炭化水素計Ｄから排出する。不純ガスが排出されるにつれて、バックグラウンドバッグ１３は潰れて平たくなる。そして、バックグラウンドバッグ１３内の不純ガスの排出が完了すると、三方電磁弁１１の通電をオフして捕集管１２と供給管１４との接続を遮断する。
【００２６】
Ｓ２では、希釈排ガスＴＨＣ濃度ＴＨＣｄを測定する。この動作については、図２を参照して説明した通りである。
Ｓ３では、バックグラウンド濃度ＴＨＣｂを測定する。Ｓ２において、瞬時値ＴＨＣｉを測定中に、三方電磁弁１１の通電をオフして希釈ガスサンプリング管８と捕集管１２とを接続し、希釈トンネル１とバックグラウンドバッグ１３とを連通させる。このとき、本実施形態は、上記構成を備えているので、バイパス通路１９に介装されたオリフィス２０の上流側に接続された希釈ガスサンプリング管８の入口部周辺では、希釈空気の圧力が高くなっている。よって、希釈ガスサンプリング管８又は捕集管１２の途中にポンプを設置しなくても、希釈トンネル１を流れる希釈空気をバックグラウンドバッグ１３に捕集できる。このとき、希釈ガスサンプリング管８の入口部周辺における圧力は、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量が多いほど高くなるので、希釈トンネル１を流れる希釈空気の流量と略比例する量の希釈空気がバックグラウンドバッグ１３に捕集されることになる。このような希釈空気の捕集は、希釈排ガスを全炭化水素計Ｄに導入するのと同時に行う。所定サンプル数の瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了するまでの間、希釈トンネル１から捕集した希釈空気は、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられる。Ｓ２で瞬時値ＴＨＣｉの測定を完了すると、三方電磁弁１１への通電をオンして捕集管１２と供給管１４とを接続し、バックグラウンドバッグ１３と全炭化水素計Ｄとを連通させる。この状態で、全炭化水素計Ｄの排気ポンプを作動すると、バックグラウンドバッグ１３内に貯えられた希釈空気が全炭化水素計Ｄに導入される。全炭化水素計Ｄは、導入された希釈空気のＴＨＣ濃度をバックグラウンド濃度ＴＨＣｂとして測定し、測定したＴＨＣｂをコントロールユニットＣに出力する。
【００２７】
Ｓ４では、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを演算する。この動作については、図２を参照して説明した通りである。
本実施形態においても、上述したと同様の効果を得ることができる。すなわち、希釈トンネル１を流れる希釈ガスの流量が変動しても、その希釈空気の流量と略比例する量の希釈空気が、バイパス通路１９に介装されたオリフィス２０を通過し、希釈ガスサンプリング管８及び捕集管１２を介してバックグラウンドバッグ１３に捕集されるので、実際に排ガスの希釈に用いられる希釈空気の量と、バックグラウンドバッグ１３に刻々と捕集される希釈空気との間の相関関係を維持することができる。したがって、希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度測定の信頼性を高め、希釈後の排ガスに含まれるＴＨＣの正味濃度ＴＨＣｅを算出する精度の向上を図ることができる。また、希釈空気に含まれるＴＨＣの濃度を測定し、これを濃度の演算に反映させることで、希釈ガスとして実験室内の空気を採用することが可能となるので、特別にガスボンベを設ける必要がなく、排ガスの全量を測定対象とする場合にも、装置をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排ガス測定装置の構成を示す概要図である。
【図２】図１に示す排ガス測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る排ガス測定装置の構成を示す概要図である。
【図４】図３に示す排ガス測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１０１，１０２…排ガス測定装置、１…希釈トンネル、２…エアフィルタ、３…熱交換器、４…ベンチュリ、５…ブロア、６…排ガス流通管、７…ミキシングオリフィス、８…希釈ガスサンプリング管、９…希釈排ガスサンプリング管、１１…三方電磁弁、１２…捕集管、１３…バックグラウンドバッグ、１４…供給管、１６…負圧保持箱、１７…排出管、１８…バキュームポンプ、１９…バイパス通路、２０…オリフィス、Ｅ…ディーゼルエンジン、Ｃ…コントロールユニット、Ｄ…全炭化水素計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排ガスに含まれる特定物質を被検物質として、その排ガスにおける濃度を測定する装置であって、
排ガスよりも被検物質の濃度が低い希釈ガスを流通させる希釈トンネルと、
希釈トンネルの途中に設けられたミキシングオリフィスと、
希釈トンネルのミキシングオリフィス部にエンジンの排ガスを流入させる排ガス流通管と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス下流から希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管と、
希釈排ガスサンプリング管を介して取出された希釈後の排ガスに含まれる被検物質の濃度を第１の濃度として測定する第１の濃度測定手段と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス上流から希釈ガスを取出す希釈ガスサンプリング管と、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定中、希釈ガスサンプリング管を介して取出された希釈ガスを貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグと、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定後、バックグラウンドバッグに貯留されている希釈ガスを取出して希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定する第２の濃度測定手段と、
前記第１及び第２の濃度をもとに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度を算出する濃度算出手段と、を備え、
更に、前記希釈ガスサンプリング管の途中に介装されたサンプリングオリフィスと、
負圧ポンプによって内部が所定の負圧に保持され、前記バックグラウンドバッグを収納する負圧保持箱と、を設けたことを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項２】
エンジンの排ガスに含まれる特定物質を被検物質として、その排ガスにおける濃度を測定する装置であって、
排ガスよりも被検物質の濃度が低い希釈ガスを流通させる希釈トンネルと、
希釈トンネルの途中に設けられたミキシングオリフィスと、
希釈トンネルのミキシングオリフィス部にエンジンの排ガスを流入させる排ガス流通管と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス下流から希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管と、
希釈排ガスサンプリング管を介して取出された希釈後の排ガスに含まれる被検物質の濃度を第１の濃度として測定する第１の濃度測定手段と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス上流から希釈ガスを取出す希釈ガスサンプリング管と、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定中、希釈ガスサンプリング管を介して取出された希釈ガスを貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグと、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定後、バックグラウンドバッグに貯留されている希釈ガスを取出して希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定する第２の濃度測定手段と、
前記第１及び第２の濃度をもとに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度を算出する濃度算出手段と、を備え、
更に、前記希釈トンネルの前記ミキシングオリフィスをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に介装されたオリフィスと、を設け、前記バイパス通路の前記オリフィス上流から、前記希釈ガスサンプリング管を導出したことを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項３】
前記濃度測定手段は、第１の濃度をＤ１、第２の濃度をＤ２、希釈ガスによる排ガスの希釈率をＤＦとしたときに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度Ｄｅを、
Ｄｅ＝Ｄ１−（１−１／ＤＦ）×Ｄ２
により算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス測定装置。
【請求項４】
前記被検物質が炭化水素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の排ガス測定装置。
【請求項１】
エンジンの排ガスに含まれる特定物質を被検物質として、その排ガスにおける濃度を測定する装置であって、
排ガスよりも被検物質の濃度が低い希釈ガスを流通させる希釈トンネルと、
希釈トンネルの途中に設けられたミキシングオリフィスと、
希釈トンネルのミキシングオリフィス部にエンジンの排ガスを流入させる排ガス流通管と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス下流から希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管と、
希釈排ガスサンプリング管を介して取出された希釈後の排ガスに含まれる被検物質の濃度を第１の濃度として測定する第１の濃度測定手段と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス上流から希釈ガスを取出す希釈ガスサンプリング管と、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定中、希釈ガスサンプリング管を介して取出された希釈ガスを貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグと、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定後、バックグラウンドバッグに貯留されている希釈ガスを取出して希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定する第２の濃度測定手段と、
前記第１及び第２の濃度をもとに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度を算出する濃度算出手段と、を備え、
更に、前記希釈ガスサンプリング管の途中に介装されたサンプリングオリフィスと、
負圧ポンプによって内部が所定の負圧に保持され、前記バックグラウンドバッグを収納する負圧保持箱と、を設けたことを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項２】
エンジンの排ガスに含まれる特定物質を被検物質として、その排ガスにおける濃度を測定する装置であって、
排ガスよりも被検物質の濃度が低い希釈ガスを流通させる希釈トンネルと、
希釈トンネルの途中に設けられたミキシングオリフィスと、
希釈トンネルのミキシングオリフィス部にエンジンの排ガスを流入させる排ガス流通管と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス下流から希釈後の排ガスを取出す希釈排ガスサンプリング管と、
希釈排ガスサンプリング管を介して取出された希釈後の排ガスに含まれる被検物質の濃度を第１の濃度として測定する第１の濃度測定手段と、
希釈トンネルのミキシングオリフィス上流から希釈ガスを取出す希釈ガスサンプリング管と、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定中、希釈ガスサンプリング管を介して取出された希釈ガスを貯留する拡縮可能なバックグラウンドバッグと、
前記第１の濃度測定手段による濃度測定後、バックグラウンドバッグに貯留されている希釈ガスを取出して希釈ガスに含まれる被検物質の濃度を第２の濃度として測定する第２の濃度測定手段と、
前記第１及び第２の濃度をもとに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度を算出する濃度算出手段と、を備え、
更に、前記希釈トンネルの前記ミキシングオリフィスをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に介装されたオリフィスと、を設け、前記バイパス通路の前記オリフィス上流から、前記希釈ガスサンプリング管を導出したことを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項３】
前記濃度測定手段は、第１の濃度をＤ１、第２の濃度をＤ２、希釈ガスによる排ガスの希釈率をＤＦとしたときに、希釈後の排ガスに含まれる被検物質の正味濃度Ｄｅを、
Ｄｅ＝Ｄ１−（１−１／ＤＦ）×Ｄ２
により算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス測定装置。
【請求項４】
前記被検物質が炭化水素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の排ガス測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２１４９５７（Ｐ２００６−２１４９５７Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１４２（Ｐ２００５−３０１４２）
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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