JPH0648379Y2

JPH0648379Y2 - ガス分析装置

Info

Publication number: JPH0648379Y2
Application number: JP12195888U
Authority: JP
Inventors: 謙一内田; 俊彦大道; 照彦久郷
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2003-09-16
Also published as: JPH0243640U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、内燃機関の排ガス等を試料ガスとするガス分
析装置に関する。

［従来の技術］従来より、内燃機関の排ガス等を試料ガスとするガス分
析装置が使用されている。

第７図にその一例を示す（実願昭62−121997号、実開昭
64−27641号公報参照）。

このガス分析装置は、ダイアフラムポンプ、エゼクタポ
ンプ等を用いた試料ガス吸引部J1を用いて、試料ガス採
取部J2より試料ガスを吸引し、主流路を通じて分析部J3
に供給するよう構成される。

そして、試料ガス採取部J2と、分析部J3および試料ガス
吸引部J1との間に、採取された試料ガス圧の変動を一定
に調整する試料ガス圧力調整部J4を備える。

この従来使用される試料ガス圧力調整部J4は、主流路か
ら分岐したバイパス流路のガス圧を検出する圧力センサ
J5と、圧力センサJ5で制御される電磁弁J6とを備える。

そして、検出されたガス圧が所定値以上（例えば、0.1k
g/cm²以上）であると電磁弁16が開かれて分析部J3に供
給されるガス圧を大気圧と同程度まで下げ、逆にこの検
出されたガス圧が所定値以下（例えば、0.02kg/cm²以
下）となると電磁弁L6を閉じてバイパス流路から大気が
流入することを防ぐよう動作する。

［考案が解決しようとする課題］試料ガス吸引部J1が分析部J3下流に位置している場合、
分析部J3に供給される試料ガス圧が高くなると、測定値
はその圧力のために正しい値よりも若干大きくなる。し
たがって、試料ガス圧を調整する（一定に保つ）必要が
ある。

ところが、上記試料ガス圧力調整部J4では、圧力センサ
J5で検出した値によって電磁弁J6を開・閉しているた
め、試料流路の圧力変動が生じ、第８図のように測定値
が変動してしまう。

すなわち、ガス圧が所定以上であると圧力センサJ5にて
検出されると、電磁弁J6は開かれ、ガス圧は大気圧と同
程度まで低下する。

その結果、圧力センサJ5にて検出されるガス圧は所定値
以下となり、大気が流入すると判断されて、電磁弁J6は
閉じられる。

電磁弁J6が閉じられると、ガス圧は上昇し、所定値以上
となり、上記動作を繰り返す。

本考案は、試料ガス圧の変動による測定値の変動をでき
る限り抑え、正確な測定ができると共に、試料ガス圧が
低くなった場合にも大気の流入が生じない試料ガス圧力
調整部を備えたガス分析装置を提供することを課題とす
る。

［課題を解決するための手段］本考案は上記課題を達成するためになされたものであ
る。

本考案の第１のガス分析装置は、第１図に例示するよう
に、試料ガスの分析を行う分析部M1と、試料ガスを吸引し、試料ガス採取部M2より分析部M1に主
流路M3を介して供給する試料ガス吸引部M4と、上記試料ガス採取部M2の下流であり、かつ上記分析部M1
および上記試料ガス吸引部M4の上流に設けられ、採取さ
れた試料ガス圧の変動を一定に調整する試料ガス圧力調
整部M10と、を備えたガス分析装置において、上記試料ガス圧力調整部M10が、上記主流路M3と大気とを連通するバイパス流路M11に設
けられ、上記主流路M3の試料ガスを大気に放出するよう
動作するエゼクタポンプM12と、該エゼクタポンプM12駆動用のエアの圧力を一定に調整
する駆動用エア圧力調整手段M13と、を備えることを特徴とする。

また、本考案の第２のガス分析装置は、第２図に例示す
るように、試料ガスの分析を行う分析部M1と、試料ガスを吸引し、試料ガス採取部M2より分析部M1に主
流路M3を介して供給する試料ガス吸引部M4と、上記試料ガス採取部M2の下流であり、かつ上記分析部M1
および上記試料ガス吸引部M4の上流に設けられ、採取さ
れた試料ガス圧の変動を一定に調整する試料ガス圧力調
整部M20と、を備えたガス分析装置において、上記試料ガス圧力調整部M20が、上記主流路M3と大気とを連通するバイパス流路M21に設
けられた電磁弁M22と、該電磁弁M22を流れる流体の向きが、上記主流路M3から
大気方向であるか否かを検出する流れ方向検出手段23
と、該流れ方向検出手段M23にて検出された流体の流れ方向
が、上記主流路M3から大気方向であるときには上記電磁
弁M22を開き、それ以外の場合には上記電磁弁M22を閉じ
るよう制御する電磁弁制御手段M24とを備えることを特徴とする。

［作用］第１のガス分析装置は、試料ガス圧力調整部M10に、エゼクタポンプM12を使用し
ている。

エゼクタポンプM12は、構造と駆動用のエア圧とによっ
て定まる負圧限界までは、逆流することはない。

したがって、エゼクタポンプM12が所望の負圧限界とな
るように駆動用エア圧力調整手段M13にて駆動用エア圧
を調整することにより、試料ガス圧が低下した場合でも
主流路M3への大気の流入を防ぐことができる。

また、主流路M3は、常にエゼクタポンプM12を介して大
気と連通しているので、試料ガス圧はほぼ大気圧に保持
される。

第２のガス分析装置は、試料ガス圧力調整部M20に流れ方向検出手段M23と電磁弁
M22とを使用している。

そして、電磁弁M22が開いており、分析部M1に供給され
る試料ガス圧が大気と同程度であっても、主流路M3から
バイパス流路M21を介して大気に流れがあれば、電磁弁M
22は閉じられることはない。

そのため、試料ガス圧が大気より高い場合、分析部M1に
供給される試料ガス圧は常に大気圧と同程度となる。

また、試料ガス圧が大気よりも低くなった場合には、流
れ方向検出手段M23によって、流体の流れが大気より主
流路M3方向であることが検出され、電磁弁M22が電磁弁
制御手段M24によって閉じられる。

そのため、大気が主流路M3に流入することはない。

［実施例］第１のガス分析装置の一実施例を説明する。

第３図は本実施例のガス分析装置の機能ブロック図であ
る。

本分析装置は分析ラインの上流から、除埃フィルタ１、
除湿冷却器３、分析部５、流量計７、エゼクタポンプ９
を備える。

そして、エゼクタポンプ９の駆動用エア供給側に駆動用
エア圧力調整手段11を設け、分析部５に対して並列に差
圧調整手段13を設け、除埃フィルタ１と除湿冷却器３と
の間に後述する試料ガス圧力調整手段15を設け、さらに
除湿冷却器３と分析部５との間に接続された較正ガスラ
インには、電磁弁17、較正ガス圧力補正手段19を設けて
ある。

試料ガス圧力調整手段15は、図示しない試料ガス供給源
からの試料ガスの吐出圧が変動したときに試料ガスの圧
力を一定に調整するものであり、試料ガス圧力変動によ
って分析部５の指示誤差が生じるのを防ぐようにしてい
る。

この試料ガス圧力調整手段15は、バイパス流路BPに圧力
センサ21、電磁弁23、エゼクタポンプ25、該エゼクタポ
ンプ25の駆動用エア圧力調整手段27を備える。

そして、エゼクタポンプ25は、駆動用エア圧力調整手段
27によって負圧限界が−300mmAqに調整されていると共
に、電磁弁23は圧力センサ21によって検出されるガス圧
が−15mmHg以下となったときに閉じ、−5mmHg以上とな
ったときに開く。

したがって、除湿冷却器３に供給される試料ガス圧はほ
ぼ大気圧となる（フィルタ１出口の試料ガス圧が大気圧
より高い場合には、バイパス流路BPによって大気圧とさ
れ、フィルタ１入口の試料ガス圧が大気圧の場合には、
フィルタ１の圧力損失分だけ負圧となる）と共に、エゼ
クタポンプ25の負圧限界までは大気が流入することはな
い。

また、何等かの原因によって除埃フィルタ１が目詰まり
を起こすなど、点Ａにおけるガス圧がエゼクタポンプ25
の負圧限界を超えて極端な負圧となっても、電磁弁23に
よってバイパス流路BPは閉鎖されるので、エゼクタポン
プ25から大気が流入することはない。

駆動用エア圧力調整手段11,27は、駆動用エアの圧力が
変動していてもその圧力を一定に調整して、エゼクタポ
ンプ9,25に対して常に一定圧力の駆動用エアを導入させ
るためのものであって、これによりエゼクタポンプ9,25
による試料ガスの吸引量を安定化させるようにしてい
る。

差圧調整手段13は、分析部５の出入口における試料ガス
の差圧を一定に調整するためのものであって、これによ
り分析部５の内部の試料ガス流量を一定に保持するよう
にしている。

較正ガス圧力補正手段19は、加圧状態でボンベなどから
供給される較正ガスの圧力を試料ガスの調整された圧力
に対応して減圧補正して、分析部５への較正ガス吸引量
を試料ガス吸引量とほぼ同じにさせるものである。

なお、分析部５等の構成の詳細については、本願出願に
よる実願昭62−121997「ガス分析装置」（昭和62年８月
７日出願人）に記載されている。

このガス分析装置によって、試料ガスに測定する際に
は、先ずエゼクタポンプ９を駆動することにより、試料
ガス採取部である除埃フィルタ１から、自動車からの排
気ガス等は吸引される。

吸引された試料ガスは、除湿冷却器３に導入される前に
試料ガス圧力調整手段15により、前述のように一定とさ
れる。

そして、分析部５に導入されるが、分析部５の前後の差
圧は差圧レギュレータ等の差圧調整手段13により一定に
制御されているので、分析部５への試料ガス吸引量が一
定に保持される。

その結果、試料ガス圧力の影響を受けることなく、ガス
分析が行える。

また、分析部５の較正は、電磁弁17を開けると共に、較
正ガス圧力補正手段19で較正ガス圧力を試料ガス測定時
と同様の圧力にして較正することができる。

第４図（Ａ），（Ｂ）は、本実施例を除埃フィルタ１の
入口圧力を変化させたときの、除湿冷却器３の入口圧力
変化および分析部５の測定値の変化を示す図である。

なお、この場合のエゼクタポンプ25の試料ガス流入部径
は10mmφ、駆動用エア圧力は1.0kg/cm²であった。

また、図中実線は電磁弁23が開いた状態、破線は電磁弁
23が閉じた状態を示す。

この第４図から明らかなように、本実施例は、エゼクタ
ポンプ25を使用した試料ガス圧力調整手段15を用いてい
るため、点Ａにおける試料ガス圧をほぼ大気圧と同程度
の圧力で一定にすることができ、測定値の変動を実用上
問題とならない程度に少なくすることができる。

なお、本実施例では、試料ガス吸引器としてエゼクタポ
ンプ９を使用したが、エゼクタポンプ９に代えてダイア
フラムポンプを用いてもよい。

また、ダイアフラムポンプを用いる場合には、試料ガス
吸引部を除湿冷却器３と分析部５との間に設けてもよ
い。

第２のガス分析装置の一実施例を説明する。

第５図は本実施例のガス分析装置の機能ブロック図であ
る。

本図において、第３図に付してある符号と同一の符号は
同一部品もしくは対応する部分を指す。

本実施例は、試料ガス圧力調整手段30の構成が異なる以
外は、上記実施例と同じ構成である。

この試料ガス圧力調整手段30は、上記試料ガス圧力調整
手段15と同じく、試料ガス供給源からの試料ガスの吐出
圧が変動したときに試料ガスの圧力を一定に調整するも
のであり、試料ガス圧力変動によって分析部５の指示誤
差が生じるのを防ぐようにしている。

試料ガス圧力調整手段30は、バイパス流路BPに圧力セン
サ31、電磁弁33、電磁弁制御回路35、および以下に述べ
る流れ方向検出器37を備える。

第６図は流れ方向検出器37の一例の説明図である。

この流れ方向検出器37は、筒状体39と、その内部で流体
の流れにより移動する移動体41とからなる。

筒状体39は、大気側接続口43、試料ガス側接続口45を備
え、筒状体39内部で接続口45から接続口43方向に突出す
る環状閉止部材47、同様に、接続口43から接続口45方向
に突出した４個のストッパ49を備える。そして、互いに
対向する一対のストッパ49の接続口45側側端面には、電
極51が設けられており、リード線53に接続されている。
また、移動体41の接続口43側は導電部材55で覆われてい
る。

したがって、試料ガス側から大気側にガスが流れるとき
には、移動体41は大気側に移動して、移動体41の導電部
材55とストッパ49の電極51とが接触し、この接触を検出
することによって、試料ガス側から大気側への流れの有
無を検出できる。

なお、このとき、ストッパ49の間隙57を介して、試料ガ
ス側から大気側へガスは流れる。

また、電磁弁制御回路35は、圧力センサ31で検出される
バイパス流路BPの圧力が5mmHg以上である場合には電磁
弁33を開き、流れ方向検出器37で試料ガス側から大気側
への流れが無い、即ち、流れが止まっているか、大気側
から試料ガス側へ流れがある場合には電磁弁33を閉じ
る。

したがって、除湿冷却器３入口の試料ガス圧力は、常に
大気圧と同程度となると共に、大気の流入は生じない。

そのため、本実施例においても測定値の変動を実用上問
題とならない程度に少なくすることができる。

なお、本実施例では、試料ガス吸引部としてエゼクタポ
ンプ９を使用したが、エゼクタポンプ９に代えてダイア
フラムポンプを用いてもよい。

また、ダイアフラムポンプを用いる場合には、試料ガス
吸引器を除湿冷却器３と分析部５との間に設けてもよ
い。

［考案の効果］以上説明したように、本考案の第１のガス分析装置およ
び第２のガス分析装置のいずれによっても、分析部に供
給される試料ガスの圧力を大気圧と同程度にすることが
できると共に、その圧力変動を抑えることができる。

また、試料ガスの圧力が非常に低くなっても、試料ガス
圧力調整部から大気が流入することを防ぐことができ
る。

したがって、試料ガス採取部で採取された試料ガスの圧
力が変動しても、正確にガス分析を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１のガス分析装置を例示する構成
図、第２図は第２のガス分析装置を例示する構成図、第
３図は第１のガス分析装置の一実施例の構成図、第４図
はその効果を説明する線図、第５図は第２のガス分析装
置の一実施例の構成図、第６図はそれに使用する流れ方
向検出器の説明図、第７図は従来のガス分析装置の構成
図、第８図はその測定値を変動を示す線図である。 J1,M4,9…試料ガス吸引部（エゼクタポンプ）、J2,M2,1
…試料ガス採取部（除埃フィルタ）、J3,M1,5…分析
部、J4…試料ガス圧力調整部 J5…圧力センサ J6…電磁弁 M10,15…試料ガス圧力調整部（試料ガス圧力調整手段） M11,25…エゼクタポンプ M13,27…駆動用エア圧力調整手段 M20,30…試料ガス圧力調整部（試料ガス圧力調整手段） M22,33…電磁弁 M23,37…流れ方向検出手段 M24,35……電磁弁制御手段 21…圧力センサ、23…電磁弁、31…圧力センサ、39…筒
状体、41…移動体、47…環状閉止部材、49…ストッパ、
51…電極、55…導電部材、57…間隙

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】試料ガスの分析を行う分析部と、試料ガスを吸引し、試料ガス採取部より分析部に主流路
を介して供給する試料ガス吸引部と、上記試料ガス採取部の下流であり、かつ上記分析部およ
び上記試料ガス吸引部の上流に設けられ、採取された試
料ガス圧の変動を一定に調整する試料ガス圧力調整部
と、を備えたガス分析装置において、上記試料ガス圧力調整部が、上記主流路と大気とを連通するバイパス流路に設けら
れ、上記主流路の試料ガスを大気に放出するよう動作す
るエゼクタポンプと、該エゼクタポンプ駆動用のエアの圧力を一定に調整する
駆動用エア圧力調整手段と、を備えることを特徴とするガス分析装置。
【請求項２】試料ガスの分析を行う分析部と、試料ガスを吸引し、試料ガス採取部より分析部に主流路
を介して供給する試料ガス吸引部と、上記試料ガス採取部の下流であり、かつ上記分析部およ
び上記試料ガス吸引部の上流に設けられ、採取された試
料ガス圧の変動を一定に調整する試料ガス圧力調整部
と、を備えたガス分析装置において、上記試料ガス圧力調整部が、上記主流路と大気とを連通するバイパス流路に設けられ
た電磁弁と、該電磁弁を流れる流体の向きが、上記主流路から大気方
向であるか否かを検出する流れ方向検出手段と、該流れ方向検出手段にて検出された流体の流れ方向が、
上記主流路から大気方向であるときには上記電磁弁を開
き、それ以外の場合には上記電磁弁を閉じるよう制御す
る電磁弁制御手段とを備えることを特徴とするガス分析装置。