JPH10267721A - 内燃機関の排ガス流量測定装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス流量測定装置Info
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- JPH10267721A JPH10267721A JP30938297A JP30938297A JPH10267721A JP H10267721 A JPH10267721 A JP H10267721A JP 30938297 A JP30938297 A JP 30938297A JP 30938297 A JP30938297 A JP 30938297A JP H10267721 A JPH10267721 A JP H10267721A
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- gas
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- analyzer
- internal combustion
- combustion engine
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Links
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 他のガス分析計との間にタイムラグを生ずる
ことなく所望の排ガス流量を測定することができる内燃
機関の排ガス流量測定装置を提供すること。 【解決手段】 内燃機関2に連なる排気流路3に、ガス
分析計11に対してサンプルガスSを供給するためのガ
スサンプリング流路7を接続し、このガスサンプリング
流路7にトレースガス分析計13を設け、前記排気流路
3に対してガスサンプリング流路7の接続点より上流側
においてトレースガスを導入したときのトレースガスの
濃度を前記トレースガス分析計によって測定し、このト
レースガス濃度とトレースガスの導入量とに基づいて内
燃機関の排ガスの流量を測定するようにした装置におい
て、前記ガスサンプリング流路7とトレースガス分析計
13とを適宜の内径を有する細管14によって接続し
た。
ことなく所望の排ガス流量を測定することができる内燃
機関の排ガス流量測定装置を提供すること。 【解決手段】 内燃機関2に連なる排気流路3に、ガス
分析計11に対してサンプルガスSを供給するためのガ
スサンプリング流路7を接続し、このガスサンプリング
流路7にトレースガス分析計13を設け、前記排気流路
3に対してガスサンプリング流路7の接続点より上流側
においてトレースガスを導入したときのトレースガスの
濃度を前記トレースガス分析計によって測定し、このト
レースガス濃度とトレースガスの導入量とに基づいて内
燃機関の排ガスの流量を測定するようにした装置におい
て、前記ガスサンプリング流路7とトレースガス分析計
13とを適宜の内径を有する細管14によって接続し
た。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のエンジ
ンなど内燃機関から排出されるガスの流量を測定する装
置に関する。
ンなど内燃機関から排出されるガスの流量を測定する装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関から排出されるたガス(以下、
排ガスという)の過渡的な特性化を行うには、排ガス流
量をリアルタイムで測定する必要がある。そして、この
排ガス流量を連続的に測定する手法の一つにトレース法
がある。このトレース法は、内燃機関に連なる排気流路
に対して、排ガス中の成分と反応を起こしにくい不活性
ガス、例えばヘリウムガスを導入し、このヘリウムガス
の濃度を、排気流路に接続されたガスサンプリング流路
に接続されたトレースガス分析計によって測定し、ヘリ
ウムガスの導入量をヘリウムガスの濃度で除することに
より、排ガス流量をリアルタイムに求めるようにしたも
のである。
排ガスという)の過渡的な特性化を行うには、排ガス流
量をリアルタイムで測定する必要がある。そして、この
排ガス流量を連続的に測定する手法の一つにトレース法
がある。このトレース法は、内燃機関に連なる排気流路
に対して、排ガス中の成分と反応を起こしにくい不活性
ガス、例えばヘリウムガスを導入し、このヘリウムガス
の濃度を、排気流路に接続されたガスサンプリング流路
に接続されたトレースガス分析計によって測定し、ヘリ
ウムガスの導入量をヘリウムガスの濃度で除することに
より、排ガス流量をリアルタイムに求めるようにしたも
のである。
【0003】上述の測定原理で排ガスの流量を測定する
装置として、例えば特開平8−15253号公報に開示
されるものがある。図7は、この公報に開示されたエン
ジン排ガス流量測定装置を概略的に示すもので、この図
において、41はエンジン、42はこのエンジン41に
対して不活性ガスとしてのヘリウムガスを導入するため
の圧縮ガスシリンダ、43は減圧弁である。44はエン
ジン41に連なる排気流路である。45はその上流側が
排気流路44に分岐接続されるガスサンプリング流路
で、フィルタ46と吸引ポンプ47が設けられ、その下
流側は排気流路44に合流接続されている。48は接続
部材49を介してガスサンプリング流路45に接続され
たトレースガス分析計である。
装置として、例えば特開平8−15253号公報に開示
されるものがある。図7は、この公報に開示されたエン
ジン排ガス流量測定装置を概略的に示すもので、この図
において、41はエンジン、42はこのエンジン41に
対して不活性ガスとしてのヘリウムガスを導入するため
の圧縮ガスシリンダ、43は減圧弁である。44はエン
ジン41に連なる排気流路である。45はその上流側が
排気流路44に分岐接続されるガスサンプリング流路
で、フィルタ46と吸引ポンプ47が設けられ、その下
流側は排気流路44に合流接続されている。48は接続
部材49を介してガスサンプリング流路45に接続され
たトレースガス分析計である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記トレー
スガス分析計48としては、四重極子形質量分析計やセ
クターフィールド質量分析計などが用いられるが、これ
らの分析計は、その内部が高真空であるため、フィルタ
46や吸引ポンプ47などが設けられるガスサンプリン
グ流路45と接続する際、前記接続部材49として、微
小漏洩オリフィスやVLV(Variable Lea
k Valve)が用いられる。
スガス分析計48としては、四重極子形質量分析計やセ
クターフィールド質量分析計などが用いられるが、これ
らの分析計は、その内部が高真空であるため、フィルタ
46や吸引ポンプ47などが設けられるガスサンプリン
グ流路45と接続する際、前記接続部材49として、微
小漏洩オリフィスやVLV(Variable Lea
k Valve)が用いられる。
【0005】しかしながら、上記構成では以下の
(1)、(2)に示す問題点があった。
(1)、(2)に示す問題点があった。
【0006】(1)上記微小漏洩オリフィスやVLV
は、内部のデッドボリュームが大きく、したがって、ガ
スサンプリング流路45に他のガス分析計を複数台接続
し、これらのガス分析計でCO、CO2 、NOX やHC
などの排ガス成分を分析するような場合、トレースガス
分析計48と前記ガス分析計とにおいてタイムラグが生
じ、両分析計における出力のタイミングを調整する必要
があった。
は、内部のデッドボリュームが大きく、したがって、ガ
スサンプリング流路45に他のガス分析計を複数台接続
し、これらのガス分析計でCO、CO2 、NOX やHC
などの排ガス成分を分析するような場合、トレースガス
分析計48と前記ガス分析計とにおいてタイムラグが生
じ、両分析計における出力のタイミングを調整する必要
があった。
【0007】(2)前記トレースガス分析計48の内部
が本来高真空であるため、排ガス中におけるガス成分比
によって感度が変化する。すなわち、一定温度に温調さ
れた前記トレースガス分析計48には前記接続部材49
を介して一定濃度のヘリウムガスが排ガス中に混合した
状態で導入される。ところで、自動車のエンジンなど内
燃機関から排出される排ガスの連続測定は測定する排ガ
ス成分が急激に変化するものであり、この排ガス成分に
よっては粘性の差からトレースガス分析計48内部にお
ける圧力に差が生じる。ここで、トレースガス分析計4
8内部の圧力、体積および温度を、それぞれP、V(=
一定)およびT(=一定)とすると、ヘリウムガスにつ
いて式PV=nRT(nはヘリウムガスの分子数、Rは
定数)が成り立つ訳であるが、圧力変動分ΔPが例えば
大であれば上記式においてPがnに比例することから、
ヘリウムガスの導入量が大きくなって排ガス中のヘリウ
ムガスの指示値は実際より高くなってしまい、排ガス流
量としては低めに出てしまったり、これとは反対に、前
記圧力変動が小であればこの変動分に比例してヘリウム
ガスの導入量が小さくなって排ガス中のヘリウムガスの
指示値は実際より低くなってしまい、排ガス流量として
は高めに出てしまうといった問題が生じていた。
が本来高真空であるため、排ガス中におけるガス成分比
によって感度が変化する。すなわち、一定温度に温調さ
れた前記トレースガス分析計48には前記接続部材49
を介して一定濃度のヘリウムガスが排ガス中に混合した
状態で導入される。ところで、自動車のエンジンなど内
燃機関から排出される排ガスの連続測定は測定する排ガ
ス成分が急激に変化するものであり、この排ガス成分に
よっては粘性の差からトレースガス分析計48内部にお
ける圧力に差が生じる。ここで、トレースガス分析計4
8内部の圧力、体積および温度を、それぞれP、V(=
一定)およびT(=一定)とすると、ヘリウムガスにつ
いて式PV=nRT(nはヘリウムガスの分子数、Rは
定数)が成り立つ訳であるが、圧力変動分ΔPが例えば
大であれば上記式においてPがnに比例することから、
ヘリウムガスの導入量が大きくなって排ガス中のヘリウ
ムガスの指示値は実際より高くなってしまい、排ガス流
量としては低めに出てしまったり、これとは反対に、前
記圧力変動が小であればこの変動分に比例してヘリウム
ガスの導入量が小さくなって排ガス中のヘリウムガスの
指示値は実際より低くなってしまい、排ガス流量として
は高めに出てしまうといった問題が生じていた。
【0008】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的の一つは、他のガス分析計との間に
タイムラグを生ずることなく所望の排ガス流量を測定す
ることができる内燃機関の排ガス流量測定装置を提供す
ることである。
たもので、その目的の一つは、他のガス分析計との間に
タイムラグを生ずることなく所望の排ガス流量を測定す
ることができる内燃機関の排ガス流量測定装置を提供す
ることである。
【0009】また、この発明のもう一つの目的は、感度
変化を可及的に少なくすることができる内燃機関の排ガ
ス流量測定装置を提供することである。
変化を可及的に少なくすることができる内燃機関の排ガ
ス流量測定装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記(1)に示す問題点
を解決するため、この発明では、内燃機関に連なる排気
流路に、ガス分析計に対してサンプルガスを供給するた
めのガスサンプリング流路を接続し、このガスサンプリ
ング流路にトレースガス分析計を設け、前記排気流路に
対してガスサンプリング流路の接続点より上流側におい
てトレースガスを導入したときのトレースガスの濃度を
前記トレースガス分析計によって測定し、このトレース
ガス濃度とトレースガスの導入量とに基づいて内燃機関
の排ガスの流量を測定するようにした装置において、前
記ガスサンプリング流路とトレースガス分析計とを適宜
の内径を有する細管によって接続している。
を解決するため、この発明では、内燃機関に連なる排気
流路に、ガス分析計に対してサンプルガスを供給するた
めのガスサンプリング流路を接続し、このガスサンプリ
ング流路にトレースガス分析計を設け、前記排気流路に
対してガスサンプリング流路の接続点より上流側におい
てトレースガスを導入したときのトレースガスの濃度を
前記トレースガス分析計によって測定し、このトレース
ガス濃度とトレースガスの導入量とに基づいて内燃機関
の排ガスの流量を測定するようにした装置において、前
記ガスサンプリング流路とトレースガス分析計とを適宜
の内径を有する細管によって接続している。
【0011】また、別の観点から、内燃機関に連なる排
気流路に、ガス分析計に対してサンプルガスを供給する
ためのガスサンプリング流路を接続し、このガスサンプ
リング流路にトレースガス分析計を設け、前記内燃機関
の上流側においてトレースガスを導入したときのトレー
スガスの濃度を前記トレースガス分析計によって測定
し、このトレースガス濃度とトレースガスの導入量とに
基づいて内燃機関の排ガスの流量を測定するようにした
装置において、前記ガスサンプリング流路とトレースガ
ス分析計とを適宜の内径を有する細管によって接続した
ことを特徴とする内燃機関の排ガス流量測定装置を提供
する。
気流路に、ガス分析計に対してサンプルガスを供給する
ためのガスサンプリング流路を接続し、このガスサンプ
リング流路にトレースガス分析計を設け、前記内燃機関
の上流側においてトレースガスを導入したときのトレー
スガスの濃度を前記トレースガス分析計によって測定
し、このトレースガス濃度とトレースガスの導入量とに
基づいて内燃機関の排ガスの流量を測定するようにした
装置において、前記ガスサンプリング流路とトレースガ
ス分析計とを適宜の内径を有する細管によって接続した
ことを特徴とする内燃機関の排ガス流量測定装置を提供
する。
【0012】上記構成の内燃機関の排ガス流量測定装置
においては、ガスサンプリング流路とトレースガス分析
計とを接続する部材としてキャピラリなど適宜内径を有
する細管を用いているので、トレースガス分析計に対し
て一定流量のサンプルガスを供給することができるとと
もに、接続部分におけるデッドボリュームが可及的に低
減され、デッドボリュームに起因する応答の遅れが低減
される。したがって、ガスサンプリング流路に接続され
た他のガス分析計とのタイムラグがなくなる。
においては、ガスサンプリング流路とトレースガス分析
計とを接続する部材としてキャピラリなど適宜内径を有
する細管を用いているので、トレースガス分析計に対し
て一定流量のサンプルガスを供給することができるとと
もに、接続部分におけるデッドボリュームが可及的に低
減され、デッドボリュームに起因する応答の遅れが低減
される。したがって、ガスサンプリング流路に接続され
た他のガス分析計とのタイムラグがなくなる。
【0013】一方、上記(2)に示す問題点を解決する
ため、この発明では、内燃機関に連なる排気流路に、ガ
ス分析計に対してサンプルガスを供給するためのガスサ
ンプリング流路を接続し、このガスサンプリング流路に
トレースガス分析計を設け、前記排気流路に対してガス
サンプリング流路の接続点より上流側においてトレース
ガスを導入したときのトレースガスの濃度を前記トレー
スガス分析計によって測定し、このトレースガス濃度と
トレースガスの導入量とに基づいて内燃機関の排ガスの
流量を測定するようにした装置において、前記トレース
ガスとしてヘリウムガスを用い、前記ガスサンプリング
流路とトレースガス分析計とをヘリウムガスのみを実質
的に透過する多孔質薄膜を介して接続している。
ため、この発明では、内燃機関に連なる排気流路に、ガ
ス分析計に対してサンプルガスを供給するためのガスサ
ンプリング流路を接続し、このガスサンプリング流路に
トレースガス分析計を設け、前記排気流路に対してガス
サンプリング流路の接続点より上流側においてトレース
ガスを導入したときのトレースガスの濃度を前記トレー
スガス分析計によって測定し、このトレースガス濃度と
トレースガスの導入量とに基づいて内燃機関の排ガスの
流量を測定するようにした装置において、前記トレース
ガスとしてヘリウムガスを用い、前記ガスサンプリング
流路とトレースガス分析計とをヘリウムガスのみを実質
的に透過する多孔質薄膜を介して接続している。
【0014】更に、別の観点から、内燃機関に連なる排
気流路に、ガス分析計に対してサンプルガスを供給する
ためのガスサンプリング流路を接続し、このガスサンプ
リング流路にトレースガス分析計を設け、前記内燃機関
の上流側においてトレースガスを導入したときのトレー
スガスの濃度を前記トレースガス分析計によって測定
し、このトレースガス濃度とトレースガスの導入量とに
基づいて内燃機関の排ガスの流量を測定するようにした
装置において、前記トレースガスとしてヘリウムガスを
用い、前記ガスサンプリング流路とトレースガス分析計
とをヘリウムガスのみを実質的に透過する多孔質薄膜を
介して接続したことを特徴とする内燃機関の排ガス流量
測定装置を提供する。
気流路に、ガス分析計に対してサンプルガスを供給する
ためのガスサンプリング流路を接続し、このガスサンプ
リング流路にトレースガス分析計を設け、前記内燃機関
の上流側においてトレースガスを導入したときのトレー
スガスの濃度を前記トレースガス分析計によって測定
し、このトレースガス濃度とトレースガスの導入量とに
基づいて内燃機関の排ガスの流量を測定するようにした
装置において、前記トレースガスとしてヘリウムガスを
用い、前記ガスサンプリング流路とトレースガス分析計
とをヘリウムガスのみを実質的に透過する多孔質薄膜を
介して接続したことを特徴とする内燃機関の排ガス流量
測定装置を提供する。
【0015】この場合、前記トレースガスとしてヘリウ
ムガスのみを実質的に透過する多孔質薄膜を介してガス
サンプリング流路とトレースガス分析計とを接続してお
り、ヘリウムの原子量が排ガス中に存在する物質の原子
量と掛け離れているから、不要な排ガス成分の導入を防
止して、ヘリウムガスのみをトレースガス分析計に対し
て実質的に供給することができる。そのため、高真空状
態のトレースガス分析計内部が排ガスの粘性によって圧
力変動を起こし、この変動分に比例してヘリウムガスの
導入量が変動するといった事態を防止できる。よって、
排ガス中におけるガス成分比によって感度が変化すると
いう問題点を解消できる。
ムガスのみを実質的に透過する多孔質薄膜を介してガス
サンプリング流路とトレースガス分析計とを接続してお
り、ヘリウムの原子量が排ガス中に存在する物質の原子
量と掛け離れているから、不要な排ガス成分の導入を防
止して、ヘリウムガスのみをトレースガス分析計に対し
て実質的に供給することができる。そのため、高真空状
態のトレースガス分析計内部が排ガスの粘性によって圧
力変動を起こし、この変動分に比例してヘリウムガスの
導入量が変動するといった事態を防止できる。よって、
排ガス中におけるガス成分比によって感度が変化すると
いう問題点を解消できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施例
を、図を参照しながら説明する。
を、図を参照しながら説明する。
【0017】図1および図2は、この発明の第1の実施
例を示す。まず、図1において、1は自動車、2はその
エンジンである。3はエンジン2に連なるテールパイプ
に連結される排気流路である。4は排気流路3に接続さ
れるトレースガス供給路で、このトレースガス供給路4
の上流側にはトレースガスとしての純粋なヘリウムガス
を収容したガスボンベ5が設けられ、その下流側には、
ガスの流量を測定する機能と制御する機能とを兼ね備え
たマスフローコントローラ6が設けられている。なお、
トレースガスとしてヘリウムガスを用いた理由は、ヘリ
ウムの原子量がアルゴンなど他の不活性ガスに比して排
ガス中に存在する物質の原子量と掛け離れているからで
ある。
例を示す。まず、図1において、1は自動車、2はその
エンジンである。3はエンジン2に連なるテールパイプ
に連結される排気流路である。4は排気流路3に接続さ
れるトレースガス供給路で、このトレースガス供給路4
の上流側にはトレースガスとしての純粋なヘリウムガス
を収容したガスボンベ5が設けられ、その下流側には、
ガスの流量を測定する機能と制御する機能とを兼ね備え
たマスフローコントローラ6が設けられている。なお、
トレースガスとしてヘリウムガスを用いた理由は、ヘリ
ウムの原子量がアルゴンなど他の不活性ガスに比して排
ガス中に存在する物質の原子量と掛け離れているからで
ある。
【0018】7は排気流路3に接続されるガスサンプリ
ング流路で、空気など希釈用ガスで希釈しない状態の排
ガスをダイレクトにサンプリングするもので、このガス
サンプリング流路7には、例えば次のような機器や装置
が接続されている。すなわち、8はフィルタ、9は電子
冷却器などの除湿装置、10は吸引ポンプである。そし
て、この吸引ポンプ10の下流側のガスサンプリング流
路7には、複数のガス分析計11が互いに並列な分岐流
路12を介して設けられており、CO、CO2、NOX
やHCなど排ガス中に含まれる成分を適宜測定できるよ
うに構成されているとともに、トレースガス分析計13
が適宜の内径を有する細管14を介してガスサンプリン
グ流路7に接続されている。ここで用いる細管14とし
ては、例えばガラスよりなるキャピラリがあり、その内
径は例えば0.03mm〜0.5mm程度である。ま
た、トレースガス分析計13は、例えばセクターフィー
ルド質量分析計が用いられ、トレースガスであるヘリウ
ムガスの濃度を測定するものである。なお、Ex は、サ
ンプルガスSとしてガスサンプリング流路7に取り込ま
れない排ガスである。
ング流路で、空気など希釈用ガスで希釈しない状態の排
ガスをダイレクトにサンプリングするもので、このガス
サンプリング流路7には、例えば次のような機器や装置
が接続されている。すなわち、8はフィルタ、9は電子
冷却器などの除湿装置、10は吸引ポンプである。そし
て、この吸引ポンプ10の下流側のガスサンプリング流
路7には、複数のガス分析計11が互いに並列な分岐流
路12を介して設けられており、CO、CO2、NOX
やHCなど排ガス中に含まれる成分を適宜測定できるよ
うに構成されているとともに、トレースガス分析計13
が適宜の内径を有する細管14を介してガスサンプリン
グ流路7に接続されている。ここで用いる細管14とし
ては、例えばガラスよりなるキャピラリがあり、その内
径は例えば0.03mm〜0.5mm程度である。ま
た、トレースガス分析計13は、例えばセクターフィー
ルド質量分析計が用いられ、トレースガスであるヘリウ
ムガスの濃度を測定するものである。なお、Ex は、サ
ンプルガスSとしてガスサンプリング流路7に取り込ま
れない排ガスである。
【0019】図2は、トレースガス分析計13の一例を
概略的に示すもので、この図において、15はイオン源
で、高真空に保持された容器16内には、キャピラリ1
4に連なるガス導入口17側に、フィラメント18と、
このフィラメント18を加熱したときに生ずる電子19
を集める集電子極20とを対向配置するとともに、イオ
ン押し出し電極21、引き出し電極22などを設けてな
り、イオン23を発生する。なお、24は容器16内を
高真空に引くための排気ポンプ、25は圧力計である。
概略的に示すもので、この図において、15はイオン源
で、高真空に保持された容器16内には、キャピラリ1
4に連なるガス導入口17側に、フィラメント18と、
このフィラメント18を加熱したときに生ずる電子19
を集める集電子極20とを対向配置するとともに、イオ
ン押し出し電極21、引き出し電極22などを設けてな
り、イオン23を発生する。なお、24は容器16内を
高真空に引くための排気ポンプ、25は圧力計である。
【0020】26は前記イオン源15に連なる分析部
で、磁場を発生するマグネット27が設けられており、
ヘリウムイオンのみを通過させるように構成されてい
る。28は分析部26を経てきたイオン23を集めるイ
オンコレクタである。このイオンコレクタ28で得られ
るイオン電流は、図示してないが、プリアンプ、メイン
アンプを経て、電磁オシログラフやペン記録計などの記
録計にデータとして表示される。
で、磁場を発生するマグネット27が設けられており、
ヘリウムイオンのみを通過させるように構成されてい
る。28は分析部26を経てきたイオン23を集めるイ
オンコレクタである。このイオンコレクタ28で得られ
るイオン電流は、図示してないが、プリアンプ、メイン
アンプを経て、電磁オシログラフやペン記録計などの記
録計にデータとして表示される。
【0021】なお、マスフローコントローラ6、ガス分
析計11、トレースガス分析計13からの出力信号は、
図示してないマイクロコンピュータなどの演算制御部に
入力されるようにしてある。
析計11、トレースガス分析計13からの出力信号は、
図示してないマイクロコンピュータなどの演算制御部に
入力されるようにしてある。
【0022】上記構成の排ガス分析装置においては、自
動車1のエンジン2からの排ガスは排気流路3に至る。
そして、この排ガスに対して、排気流路3の上流側にお
いて、マスフローコントローラ6によって流量調整され
たヘリウムガスがトレースガスとして導入される。な
お、このときの導入量は、演算制御部に入力される。
動車1のエンジン2からの排ガスは排気流路3に至る。
そして、この排ガスに対して、排気流路3の上流側にお
いて、マスフローコントローラ6によって流量調整され
たヘリウムガスがトレースガスとして導入される。な
お、このときの導入量は、演算制御部に入力される。
【0023】そして、ヘリウムガスが混入した排ガスの
一部は、サンプルガスSとしてガスサンプリング流路7
に取り込まれる。ガスサンプリング流路7に取り込まれ
たサンプルガスSは、フィルタ8を経て除湿装置9に至
り、適宜除湿される。この除湿処理後のサンプルガスS
は、吸引ポンプ10を経て互いに並列な分岐流路12に
それぞれ設けられたガス分析計11に供給されるととも
に、キャピラリ14を経てトレースガス分析計13に供
給される。
一部は、サンプルガスSとしてガスサンプリング流路7
に取り込まれる。ガスサンプリング流路7に取り込まれ
たサンプルガスSは、フィルタ8を経て除湿装置9に至
り、適宜除湿される。この除湿処理後のサンプルガスS
は、吸引ポンプ10を経て互いに並列な分岐流路12に
それぞれ設けられたガス分析計11に供給されるととも
に、キャピラリ14を経てトレースガス分析計13に供
給される。
【0024】そして、ガス分析計11においては、サン
プルガスS中に含まれる各種の成分がそれぞれ分析さ
れ、その結果は演算制御部に送られる。また、トレース
ガス分析計13においては、ヘリウムガスの濃度が求め
られ、この濃度値も演算制御部に送られる。
プルガスS中に含まれる各種の成分がそれぞれ分析さ
れ、その結果は演算制御部に送られる。また、トレース
ガス分析計13においては、ヘリウムガスの濃度が求め
られ、この濃度値も演算制御部に送られる。
【0025】一方、マスフローコントローラ6において
は、トレースガスとしてのヘリウムガスの導入量が得ら
れ、これが演算制御部に送られているので、このヘリウ
ムガス導入量をヘリウムガス濃度で除することにより排
ガス流量をリアルタイムで得ることができる。
は、トレースガスとしてのヘリウムガスの導入量が得ら
れ、これが演算制御部に送られているので、このヘリウ
ムガス導入量をヘリウムガス濃度で除することにより排
ガス流量をリアルタイムで得ることができる。
【0026】上述したように、上記実施例における内燃
機関の排ガス流量測定装置は、エンジン2からの排ガス
をダイレクトにサンプリングするガスサンプリング流路
7とトレースガス分析計13とを接続する部材としてキ
ャピラリ14を用いているので、トレースガス分析計1
3に対して一定流量のサンプルガスSを供給することが
できるとともに、デッドリュームが可及的に低減され、
これに起因する応答の遅れが低減される。したがって、
ガスサンプリング流路7に接続された他のガス分析計1
1における測定結果とのタイムラグがなくなる。
機関の排ガス流量測定装置は、エンジン2からの排ガス
をダイレクトにサンプリングするガスサンプリング流路
7とトレースガス分析計13とを接続する部材としてキ
ャピラリ14を用いているので、トレースガス分析計1
3に対して一定流量のサンプルガスSを供給することが
できるとともに、デッドリュームが可及的に低減され、
これに起因する応答の遅れが低減される。したがって、
ガスサンプリング流路7に接続された他のガス分析計1
1における測定結果とのタイムラグがなくなる。
【0027】そして、この発明の発明者によれば、キャ
ピラリ14の内径が細くなればなるほどトレースガス分
析計13における応答速度が速くなるということを見出
し、内径が0.03〜0.075mmでは他の内径のも
のより良好であった。
ピラリ14の内径が細くなればなるほどトレースガス分
析計13における応答速度が速くなるということを見出
し、内径が0.03〜0.075mmでは他の内径のも
のより良好であった。
【0028】図3は、トレースガス分析計13へのサン
プルガスSの他の取り込み態様を示すこの発明の第2の
実施例で、この図において、29は質量分析計で、これ
にはターボ分子/ドラッグポンプ30とロータリポンプ
31を直列に接続した状態で接続されている。そして、
32はキャピラリ14に連なるサンプリングポートであ
る。33,34,35はサンプリングポート32とター
ボ分子/ドラッグポンプ30の真ん中の位置との間、サ
ンプリングポート32とターボ分子/ドラッグポンプ3
0の底部との間、サンプリングポート32と、ターボ分
子/ドラッグポンプ30とロータリポンプ31との間に
それぞれ介装される開閉弁である。
プルガスSの他の取り込み態様を示すこの発明の第2の
実施例で、この図において、29は質量分析計で、これ
にはターボ分子/ドラッグポンプ30とロータリポンプ
31を直列に接続した状態で接続されている。そして、
32はキャピラリ14に連なるサンプリングポートであ
る。33,34,35はサンプリングポート32とター
ボ分子/ドラッグポンプ30の真ん中の位置との間、サ
ンプリングポート32とターボ分子/ドラッグポンプ3
0の底部との間、サンプリングポート32と、ターボ分
子/ドラッグポンプ30とロータリポンプ31との間に
それぞれ介装される開閉弁である。
【0029】このように構成されたものにおいては、上
述した実施例のものの効果に加えて以下のような効果を
奏する。すなわち、サンプリングポート32の圧力は高
い負圧状態から大気圧までの範囲で可変であり、質量分
析計29は前記圧力に応じてそのチャンバに至る取り入
れ口の開閉弁33〜35を切り換える。それぞれヘリウ
ムガスは拡散係数が高いので、ヘリウム分子はターボ分
子/ドラッグポンプ30ないで逆方向に移動できるとと
もに、他のガス成分が質量分析計29内に侵入するのを
防ぐ。さらに、前述のように、圧力の可変範囲が広いの
で、任意の長さのキャピラリ14を用いても、トレース
ガス分析計13の測定値に誤差が生じることがなく、排
ガスの試料採集に好適である。
述した実施例のものの効果に加えて以下のような効果を
奏する。すなわち、サンプリングポート32の圧力は高
い負圧状態から大気圧までの範囲で可変であり、質量分
析計29は前記圧力に応じてそのチャンバに至る取り入
れ口の開閉弁33〜35を切り換える。それぞれヘリウ
ムガスは拡散係数が高いので、ヘリウム分子はターボ分
子/ドラッグポンプ30ないで逆方向に移動できるとと
もに、他のガス成分が質量分析計29内に侵入するのを
防ぐ。さらに、前述のように、圧力の可変範囲が広いの
で、任意の長さのキャピラリ14を用いても、トレース
ガス分析計13の測定値に誤差が生じることがなく、排
ガスの試料採集に好適である。
【0030】上述した実施例においては、トレースガス
としてのヘリウムガスをエンジン2の下流側の排気流路
3を流れる排ガスに混入するようにしているが、トレー
スガス供給路4を、図1において仮想線4’で示すよう
に、エンジン2に接続してもよい。この場合、上述した
実施例に比べて、エンジン2からテールパイプまでの容
積がデッドボリュームとなり、タイムラグが大きくな
る。
としてのヘリウムガスをエンジン2の下流側の排気流路
3を流れる排ガスに混入するようにしているが、トレー
スガス供給路4を、図1において仮想線4’で示すよう
に、エンジン2に接続してもよい。この場合、上述した
実施例に比べて、エンジン2からテールパイプまでの容
積がデッドボリュームとなり、タイムラグが大きくな
る。
【0031】なお、上記2つの実施例では、例えば、ト
レースガスとしては、ヘリウムガス以外の他の不活性ガ
スを用いてもよく、トレースガス分析計13としてはセ
クターフィールド質量分析計以外に、四重極子形質量分
析計など種々の質量分析計を用いることができる。
レースガスとしては、ヘリウムガス以外の他の不活性ガ
スを用いてもよく、トレースガス分析計13としてはセ
クターフィールド質量分析計以外に、四重極子形質量分
析計など種々の質量分析計を用いることができる。
【0032】図4および図5は、トレースガスとして不
活性ガスであるヘリウムガスのみを実質的に透過する多
孔質薄膜40を介してガスサンプリング流路7とトレー
スガス分析計13とを接続したこの発明の第3の実施例
を示す。なお、図4および図5において、上記図1およ
び図2で用いた符号と同一のものは、同一または相当物
である。
活性ガスであるヘリウムガスのみを実質的に透過する多
孔質薄膜40を介してガスサンプリング流路7とトレー
スガス分析計13とを接続したこの発明の第3の実施例
を示す。なお、図4および図5において、上記図1およ
び図2で用いた符号と同一のものは、同一または相当物
である。
【0033】前記多孔質薄膜40は、その材質がポリテ
トラフルオロエチレンであり、この多孔質薄膜40を用
いると、多数の他の材質の多孔質薄膜を用いた場合に比
して、排ガス中のヘリウムガスの指示値は実際より高く
(低く)なってしまい、排ガス流量としては低め(高
め)に出てしまうといった事態が起こらなくなったこと
をこの発明の発明者は確認した。これは、ポリテトラフ
ルオロエチレンからなる多孔質薄膜40が不要な排ガス
成分の導入を防止して、ヘリウムガスのみをトレースガ
ス分析計13に対して供給したためであると考えられ
る。
トラフルオロエチレンであり、この多孔質薄膜40を用
いると、多数の他の材質の多孔質薄膜を用いた場合に比
して、排ガス中のヘリウムガスの指示値は実際より高く
(低く)なってしまい、排ガス流量としては低め(高
め)に出てしまうといった事態が起こらなくなったこと
をこの発明の発明者は確認した。これは、ポリテトラフ
ルオロエチレンからなる多孔質薄膜40が不要な排ガス
成分の導入を防止して、ヘリウムガスのみをトレースガ
ス分析計13に対して供給したためであると考えられ
る。
【0034】図6は、前記多孔質薄膜40用いた場合の
トレースガス分析計13へのサンプルガスSの他の取り
込み態様を示すこの発明の第4の実施例を示す。なお、
図6において、上記図1〜図5で用いた符号と同一のも
のは、同一または相当物である。
トレースガス分析計13へのサンプルガスSの他の取り
込み態様を示すこの発明の第4の実施例を示す。なお、
図6において、上記図1〜図5で用いた符号と同一のも
のは、同一または相当物である。
【0035】
【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。
れ、以下のような効果を奏する。
【0036】この発明の内燃機関の排ガス流量測定装置
においては、ガスサンプリング流路とトレースガス分析
計とを接続する部材として適宜の内径を有する細管を用
いているので、接続部分におけるデッドボリュームが可
及的に低減され、デッドボリュームに起因する応答の遅
れが低減される。したがって、ガスサンプリング流路に
接続された他のガス分析計とのタイムラグがなくなり、
排ガス分析を精度よく行うことができる。
においては、ガスサンプリング流路とトレースガス分析
計とを接続する部材として適宜の内径を有する細管を用
いているので、接続部分におけるデッドボリュームが可
及的に低減され、デッドボリュームに起因する応答の遅
れが低減される。したがって、ガスサンプリング流路に
接続された他のガス分析計とのタイムラグがなくなり、
排ガス分析を精度よく行うことができる。
【0037】また、トレースガスとしてヘリウムガスの
みを実質的に透過する多孔質薄膜を介してガスサンプリ
ング流路とトレースガス分析計とを接続したことから、
排ガス中におけるガス成分比によって感度が変化すると
いう問題点を解消できる。
みを実質的に透過する多孔質薄膜を介してガスサンプリ
ング流路とトレースガス分析計とを接続したことから、
排ガス中におけるガス成分比によって感度が変化すると
いう問題点を解消できる。
【図1】この発明の第1の実施例の内燃機関の排ガス流
量測定装置を組み込んだ排ガス分析装置の一例を概略的
に示す図である。
量測定装置を組み込んだ排ガス分析装置の一例を概略的
に示す図である。
【図2】前記測定装置で用いられるトレースガス分析計
の一例を概略的に示す図である。
の一例を概略的に示す図である。
【図3】この発明の第2の実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図4】この発明の第3の実施例の内燃機関の排ガス流
量測定装置を組み込んだ排ガス分析装置の一例を概略的
に示す図である。
量測定装置を組み込んだ排ガス分析装置の一例を概略的
に示す図である。
【図5】前記第3の実施例の測定装置で用いられるトレ
ースガス分析計の一例を概略的に示す図である。
ースガス分析計の一例を概略的に示す図である。
【図6】この発明の第4の実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図7】従来技術を説明するための図である。
2…内燃機関、3…排気流路、7…ガスサンプリング流
路、11…ガス分析計、13…トレースガス分析計、1
4…細管、40…多孔質薄膜、S…サンプルガス。
路、11…ガス分析計、13…トレースガス分析計、1
4…細管、40…多孔質薄膜、S…サンプルガス。
Claims (5)
- 【請求項1】 内燃機関に連なる排気流路に、ガス分析
計に対してサンプルガスを供給するためのガスサンプリ
ング流路を接続し、このガスサンプリング流路にトレー
スガス分析計を設け、前記排気流路に対してガスサンプ
リング流路の接続点より上流側においてトレースガスを
導入したときのトレースガスの濃度を前記トレースガス
分析計によって測定し、このトレースガス濃度とトレー
スガスの導入量とに基づいて内燃機関の排ガスの流量を
測定するようにした装置において、前記ガスサンプリン
グ流路とトレースガス分析計とを適宜の内径を有する細
管によって接続したことを特徴とする内燃機関の排ガス
流量測定装置。 - 【請求項2】 内燃機関に連なる排気流路に、ガス分析
計に対してサンプルガスを供給するためのガスサンプリ
ング流路を接続し、このガスサンプリング流路にトレー
スガス分析計を設け、前記内燃機関の上流側においてト
レースガスを導入したときのトレースガスの濃度を前記
トレースガス分析計によって測定し、このトレースガス
濃度とトレースガスの導入量とに基づいて内燃機関の排
ガスの流量を測定するようにした装置において、前記ガ
スサンプリング流路とトレースガス分析計とを適宜の内
径を有する細管によって接続したことを特徴とする内燃
機関の排ガス流量測定装置。 - 【請求項3】 内燃機関に連なる排気流路に、ガス分析
計に対してサンプルガスを供給するためのガスサンプリ
ング流路を接続し、このガスサンプリング流路にトレー
スガス分析計を設け、前記排気流路に対してガスサンプ
リング流路の接続点より上流側においてトレースガスを
導入したときのトレースガスの濃度を前記トレースガス
分析計によって測定し、このトレースガス濃度とトレー
スガスの導入量とに基づいて内燃機関の排ガスの流量を
測定するようにした装置において、前記トレースガスと
してヘリウムガスを用い、前記ガスサンプリング流路と
トレースガス分析計とをヘリウムガスのみを実質的に透
過する多孔質薄膜を介して接続したことを特徴とする内
燃機関の排ガス流量測定装置。 - 【請求項4】 内燃機関に連なる排気流路に、ガス分析
計に対してサンプルガスを供給するためのガスサンプリ
ング流路を接続し、このガスサンプリング流路にトレー
スガス分析計を設け、前記内燃機関の上流側においてト
レースガスを導入したときのトレースガスの濃度を前記
トレースガス分析計によって測定し、このトレースガス
濃度とトレースガスの導入量とに基づいて内燃機関の排
ガスの流量を測定するようにした装置において、前記ト
レースガスとしてヘリウムガスを用い、前記ガスサンプ
リング流路とトレースガス分析計とをヘリウムガスのみ
を実質的に透過する多孔質薄膜を介して接続したことを
特徴とする内燃機関の排ガス流量測定装置。 - 【請求項5】 前記多孔質薄膜の材質がポリテトラフル
オロエチレンである請求項4または請求項5に記載の内
燃機関の排ガス流量測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30938297A JPH10267721A (ja) | 1997-01-25 | 1997-10-23 | 内燃機関の排ガス流量測定装置 |
| US09/012,746 US6176125B1 (en) | 1997-01-25 | 1998-01-23 | Exhaust gas flow measuring equipment for internal combustion engines and processes for calibrating sensitivity of trace gas flow meters |
| EP98101181A EP0855578A3 (en) | 1997-01-25 | 1998-01-23 | Exhaust gas flow measuring equipment of internal combustion engine and process for calibrating sensitivity of trace gas flow meter |
| US09/027,610 US6112574A (en) | 1997-01-25 | 1998-02-23 | Exhaust gas analyzer and modal mass analysis method by gas trace process using the analyzer thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-25954 | 1997-01-25 | ||
| JP2595497 | 1997-01-25 | ||
| JP30938297A JPH10267721A (ja) | 1997-01-25 | 1997-10-23 | 内燃機関の排ガス流量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267721A true JPH10267721A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=26363660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30938297A Withdrawn JPH10267721A (ja) | 1997-01-25 | 1997-10-23 | 内燃機関の排ガス流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10267721A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214082A (ja) * | 2001-01-24 | 2002-07-31 | Tsukasa Sokken Co Ltd | 排気ガス流量とガス組成の高速連続測定によるマスエミッシヨンまたは燃料消費量計測における同時性を確保する同時性補正装置 |
| JP2003106961A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Nohmi Bosai Ltd | 環境状態測定装置 |
| JP2003532066A (ja) * | 2000-04-27 | 2003-10-28 | ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド | 流量測定方法及び装置 |
| JP2009103723A (ja) * | 1998-01-05 | 2009-05-14 | United States Environmental Protection Agency | 流量計モジュール |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP30938297A patent/JPH10267721A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009103723A (ja) * | 1998-01-05 | 2009-05-14 | United States Environmental Protection Agency | 流量計モジュール |
| JP2003532066A (ja) * | 2000-04-27 | 2003-10-28 | ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド | 流量測定方法及び装置 |
| JP2002214082A (ja) * | 2001-01-24 | 2002-07-31 | Tsukasa Sokken Co Ltd | 排気ガス流量とガス組成の高速連続測定によるマスエミッシヨンまたは燃料消費量計測における同時性を確保する同時性補正装置 |
| JP2003106961A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Nohmi Bosai Ltd | 環境状態測定装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040402 |