JPH03242534A - 微粒子濃度測定装置 - Google Patents
微粒子濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH03242534A JPH03242534A JP2039443A JP3944390A JPH03242534A JP H03242534 A JPH03242534 A JP H03242534A JP 2039443 A JP2039443 A JP 2039443A JP 3944390 A JP3944390 A JP 3944390A JP H03242534 A JPH03242534 A JP H03242534A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- measuring device
- carbon dioxide
- flow path
- particulate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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】
［産業上の利用分野コ
本発明はディーゼル機関、ボイラーなど拡散燃焼を主燃
焼過程とする燃焼機器の排ガス中のすすなどの燃焼生成
微粒子の濃度の連続測定に関するものである。
焼過程とする燃焼機器の排ガス中のすすなどの燃焼生成
微粒子の濃度の連続測定に関するものである。
［従来の技術］
現在、ディーゼルエンジンなどから排出される微粒子状
物質の測定には一般にフィルター秤量法が用いられてい
るが、バッチ処理のため測定に長時間を要すること、お
よび過渡排出特性を実時間で計測できないなどの欠点が
ある。そのため、時間応答性の良いディーゼル微粒子の
連続測定装置の開発が強く望まれており、これまでにい
くつかの微粒子連続測定装置が開発されている。古くは
光透通草濃度計があり、光源と光検出器によりエアロゾ
ルの透過度を測るもので、ハートリッジ式や米国保健衛
生局（ＩＪＳＰＨ５）のＯｐａｃｉｍｅｔｅｒなどに同
じ原理が使われている。しかし、粒子径によって吸収係
数が異なるので得られた値はＮ量濃度だけの関数ではな
く、定性的な意味しかない。また、光源に赤外線を用い
てレーリー散乱域で測定することにより粒径依存性をな
くし、光音響法によって質量濃度を測定するＰＡＳ（ｐ
ｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ）法も開発されているが、粒
子の複素屈折率の違いや、炭化水素など共存ガスの影響
を十分に除くことば難しい。この他に、フィルターに微
粒子を採取した時の質量変化をパイプの曲げ共振周波数
の変化として検出するＴＥＭ （ｔａｐｅｒｅｄ ｅｌ
ｅｍｅｎｔ ｏｃｉｌｌａｔｉｎｇｍｉｃｒｏｂａｌａ
ｎｃｅ）法が開発されている。しかし、測定原理から周
波数変化の微分値を質量濃度に換算する必要があり、高
い精度を得るのが困難である。
物質の測定には一般にフィルター秤量法が用いられてい
るが、バッチ処理のため測定に長時間を要すること、お
よび過渡排出特性を実時間で計測できないなどの欠点が
ある。そのため、時間応答性の良いディーゼル微粒子の
連続測定装置の開発が強く望まれており、これまでにい
くつかの微粒子連続測定装置が開発されている。古くは
光透通草濃度計があり、光源と光検出器によりエアロゾ
ルの透過度を測るもので、ハートリッジ式や米国保健衛
生局（ＩＪＳＰＨ５）のＯｐａｃｉｍｅｔｅｒなどに同
じ原理が使われている。しかし、粒子径によって吸収係
数が異なるので得られた値はＮ量濃度だけの関数ではな
く、定性的な意味しかない。また、光源に赤外線を用い
てレーリー散乱域で測定することにより粒径依存性をな
くし、光音響法によって質量濃度を測定するＰＡＳ（ｐ
ｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ）法も開発されているが、粒
子の複素屈折率の違いや、炭化水素など共存ガスの影響
を十分に除くことば難しい。この他に、フィルターに微
粒子を採取した時の質量変化をパイプの曲げ共振周波数
の変化として検出するＴＥＭ （ｔａｐｅｒｅｄ ｅｌ
ｅｍｅｎｔ ｏｃｉｌｌａｔｉｎｇｍｉｃｒｏｂａｌａ
ｎｃｅ）法が開発されている。しかし、測定原理から周
波数変化の微分値を質量濃度に換算する必要があり、高
い精度を得るのが困難である。
また、採取時の水分の凝縮などの影響のため、フィルタ
ー法との相関も悪い。
ー法との相関も悪い。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、高精度かつフィルター法との相関の高
い、すすなどの炭素質微粒子の連続測定を可能にするこ
とにある。
い、すすなどの炭素質微粒子の連続測定を可能にするこ
とにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の微粒子測定装置は、燃焼排気ガスに含まれるす
すなどの炭素質微粒子を完全燃焼させた場合、二酸化炭
素濃度に変化が生ずるが、この濃度変化はもともと含ま
れていた微粒子の濃度に比例することを用いて微粒子濃
度を求めることを特徴とする。実施例としては、試料気
体ならびにフィルタなどにより試料気体中の微粒子を除
去した比較試料気体のそれぞれに含まれる未燃焼成分を
酸化させた時に生じる二酸化炭素濃度の差を連続的に検
出することによりフィルター法との相関の高い測定結果
を得ることができる。さらに、二酸化炭素濃度計に検出
感度の高いものを用いることなどによって、比較的簡単
に微粒子の測定精度を高めることができる。
すなどの炭素質微粒子を完全燃焼させた場合、二酸化炭
素濃度に変化が生ずるが、この濃度変化はもともと含ま
れていた微粒子の濃度に比例することを用いて微粒子濃
度を求めることを特徴とする。実施例としては、試料気
体ならびにフィルタなどにより試料気体中の微粒子を除
去した比較試料気体のそれぞれに含まれる未燃焼成分を
酸化させた時に生じる二酸化炭素濃度の差を連続的に検
出することによりフィルター法との相関の高い測定結果
を得ることができる。さらに、二酸化炭素濃度計に検出
感度の高いものを用いることなどによって、比較的簡単
に微粒子の測定精度を高めることができる。
［作用］
本発明の微粒子測定装置は、排ガス中の微粒子を酸化さ
せた場合の二酸化炭素濃度の変化から微粒子濃度を直接
測定するもので、二酸化炭素濃度計に流体変調式の非分
散赤外分析計など検出感度の高いものを用いることによ
り、微粒子の検出限界ならびに測定精度を高めることが
できる。
せた場合の二酸化炭素濃度の変化から微粒子濃度を直接
測定するもので、二酸化炭素濃度計に流体変調式の非分
散赤外分析計など検出感度の高いものを用いることによ
り、微粒子の検出限界ならびに測定精度を高めることが
できる。
また、検出された二酸化炭素の濃度差は、試料気体と比
較試料気体に含まれる微粒子濃度の差にあたり、これは
フィルターに捕集された微粒子の濃度に比例するので、
従来のフィルター法と互換性のあるデータを得ることが
できるほが、試料気体に含まれる気相の未燃炭化水素の
影響を受けない。
較試料気体に含まれる微粒子濃度の差にあたり、これは
フィルターに捕集された微粒子の濃度に比例するので、
従来のフィルター法と互換性のあるデータを得ることが
できるほが、試料気体に含まれる気相の未燃炭化水素の
影響を受けない。
さらに、微粒子連続測定装置の全流路のデッドボリュー
ムを一般のガス分析計とほぼ同程度とすることが可能で
あり、ガス分析結果と比較して時間遅れのない整合性の
良い連続測定結果を迅速に得ることができる。
ムを一般のガス分析計とほぼ同程度とすることが可能で
あり、ガス分析結果と比較して時間遅れのない整合性の
良い連続測定結果を迅速に得ることができる。
［実施例］
本発明の微粒子測定装置をディーゼル機関排気に適用し
た場合の構成の一例を第１図に示す。第１図において、
排気管より導かれた試料気体（排気ガス）は、試料流路
１および比較試料流路２に入る。比較試料流路ではフィ
ルター３によってすすなどの微粒子はここで捕集される
。次いで試料流路１、比較試料流路２ともに再燃焼器４
に入り、ここで加熱されて微粒子ならびに一酸化炭素、
未燃炭化水素は酸化されて二酸化炭素および水蒸気にな
る。その後両流路とも圧力調整用のキャビラ１ノーチュ
ーブ５、バックアップフィルター６、ポンプ７、流量計
８などを経て、二酸化炭素濃度計９に入り、試料流路１
および比較試料流路２の二酸化炭素濃度の差を検出する
。なお、通常ディーゼル機関では最大負荷でも排気中に
数パーセントの酸素を含んでいるから、十分な高温を与
えれば完全燃焼させることができるので、本実施例では
再燃焼器４はコイル状に巻いたステンレス管に直接通電
したものとした。これ以外に、再燃焼器には触媒、ある
いはマイクロウェーブなどを用いる種々の方法が考えら
れる。また、二酸化炭素濃度計９は流体変調式の非分散
赤外分析計であり、試料流路と比較試料流路の濃度差を
精度良く測定できるものである。
た場合の構成の一例を第１図に示す。第１図において、
排気管より導かれた試料気体（排気ガス）は、試料流路
１および比較試料流路２に入る。比較試料流路ではフィ
ルター３によってすすなどの微粒子はここで捕集される
。次いで試料流路１、比較試料流路２ともに再燃焼器４
に入り、ここで加熱されて微粒子ならびに一酸化炭素、
未燃炭化水素は酸化されて二酸化炭素および水蒸気にな
る。その後両流路とも圧力調整用のキャビラ１ノーチュ
ーブ５、バックアップフィルター６、ポンプ７、流量計
８などを経て、二酸化炭素濃度計９に入り、試料流路１
および比較試料流路２の二酸化炭素濃度の差を検出する
。なお、通常ディーゼル機関では最大負荷でも排気中に
数パーセントの酸素を含んでいるから、十分な高温を与
えれば完全燃焼させることができるので、本実施例では
再燃焼器４はコイル状に巻いたステンレス管に直接通電
したものとした。これ以外に、再燃焼器には触媒、ある
いはマイクロウェーブなどを用いる種々の方法が考えら
れる。また、二酸化炭素濃度計９は流体変調式の非分散
赤外分析計であり、試料流路と比較試料流路の濃度差を
精度良く測定できるものである。
図２は測定結果の一例であり、ディーゼル機関のトルク
、回転速度ならびに微粒子濃度に対応する試料流路と比
較試料流路の二酸化炭素濃度の差を示している。これに
よると、負荷変動に対応した出力が得られており、時間
応答性の良い測定が可能であることがわかる。
、回転速度ならびに微粒子濃度に対応する試料流路と比
較試料流路の二酸化炭素濃度の差を示している。これに
よると、負荷変動に対応した出力が得られており、時間
応答性の良い測定が可能であることがわかる。
第工図は本発明の微粒子測定装置を、ディーゼル機関排
気中の微粒子濃度の連続測定に適応した−例である。第
２図は実施例に示した装置を用いた測定結果の一例であ
り、機関過渡運転時の機関のトルク、回転速度ならびに
微粒子濃度に対応する試料流路と比較試料流路の二酸化
炭素濃度の差を示している。 １・・・試料流路、２・・・比較試料流路、３・・・フ
ィルター ４・・・再燃焼器、５・・・キャピラリーチ
ューブ、６・・・バックアップフィルター、７・・・ポ
ンプ、８・・・流量計、９・・・二酸化炭素濃度計。
気中の微粒子濃度の連続測定に適応した−例である。第
２図は実施例に示した装置を用いた測定結果の一例であ
り、機関過渡運転時の機関のトルク、回転速度ならびに
微粒子濃度に対応する試料流路と比較試料流路の二酸化
炭素濃度の差を示している。 １・・・試料流路、２・・・比較試料流路、３・・・フ
ィルター ４・・・再燃焼器、５・・・キャピラリーチ
ューブ、６・・・バックアップフィルター、７・・・ポ
ンプ、８・・・流量計、９・・・二酸化炭素濃度計。
Claims (2)
- （１）試料気体中に含まれる炭素質微粒子を酸化させた
場合に生じる二酸化炭素濃度の変化を検出することによ
り微粒子濃度の測定を行うことを特徴とする微粒子濃度
測定装置。 - （２）試料気体およびフィルタなどにより試料気体中の
微粒子を除去した比較試料気体のそれぞれに含まれる未
燃焼成分を酸化させた時に生じる二酸化炭素濃度の差を
検出することを特徴とする特許請求の範囲第一項に記載
の微粒子濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3944390A JP2676602B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 排ガス中に含まれる燃焼生成微粒子の濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3944390A JP2676602B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 排ガス中に含まれる燃焼生成微粒子の濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03242534A true JPH03242534A (ja) | 1991-10-29 |
| JP2676602B2 JP2676602B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=12553163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3944390A Expired - Fee Related JP2676602B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 排ガス中に含まれる燃焼生成微粒子の濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2676602B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717577A1 (fr) * | 1994-03-21 | 1995-09-22 | Peugeot | Procédé et dispositif d'essai et de contrôle d'un filtre à particules pour ligne d'échappement. |
| US6339965B1 (en) * | 1998-06-25 | 2002-01-22 | Institut Francais Du Petrole | Process and unit for sampling aldehydes and ketones contained in exhaust gases |
| CN105510265A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 株式会社岛津制作所 | 红外线气体分析仪及气体分析方法 |
| CN109406435A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 安徽皖仪科技股份有限公司 | 烟气连续在线监测系统 |
| CN110234936A (zh) * | 2016-12-23 | 2019-09-13 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于测量气体中污染物的浓度的系统和方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6449958A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Tokico Ltd | Instrument for measuring carbon content |
| JPH0242339A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-13 | Horiba Ltd | パーティキュレート測定装置 |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP3944390A patent/JP2676602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6449958A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Tokico Ltd | Instrument for measuring carbon content |
| JPH0242339A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-13 | Horiba Ltd | パーティキュレート測定装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717577A1 (fr) * | 1994-03-21 | 1995-09-22 | Peugeot | Procédé et dispositif d'essai et de contrôle d'un filtre à particules pour ligne d'échappement. |
| US6339965B1 (en) * | 1998-06-25 | 2002-01-22 | Institut Francais Du Petrole | Process and unit for sampling aldehydes and ketones contained in exhaust gases |
| US6513397B2 (en) | 1998-06-25 | 2003-02-04 | Institut Francais Du Petrole | Process and unit for sampling aldehydes and ketones contained in exhaust gases |
| CN105510265A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 株式会社岛津制作所 | 红外线气体分析仪及气体分析方法 |
| CN110234936A (zh) * | 2016-12-23 | 2019-09-13 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于测量气体中污染物的浓度的系统和方法 |
| CN109406435A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 安徽皖仪科技股份有限公司 | 烟气连续在线监测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2676602B2 (ja) | 1997-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |