WO2010116959A1 - 粒子数計測システム - Google Patents

粒子数計測システム Download PDF

Info

Publication number
WO2010116959A1
WO2010116959A1 PCT/JP2010/056090 JP2010056090W WO2010116959A1 WO 2010116959 A1 WO2010116959 A1 WO 2010116959A1 JP 2010056090 W JP2010056090 W JP 2010056090W WO 2010116959 A1 WO2010116959 A1 WO 2010116959A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow rate
particle number
dilution
flow path
exhaust gas
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/056090
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴史 松山
政良 篠原
喜則 大槻
薫 岡田
将伸 秋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009101443A external-priority patent/JP5489324B2/ja
Priority claimed from JP2009101359A external-priority patent/JP5588120B2/ja
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to EP10761658.3A priority Critical patent/EP2418471B1/en
Priority to US13/259,018 priority patent/US8794048B2/en
Priority to CN2010800130895A priority patent/CN102362167B/zh
Publication of WO2010116959A1 publication Critical patent/WO2010116959A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2252—Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N2001/2264—Sampling from a flowing stream of gas with dilution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N2015/0675—Comparing suspension before/after dilution

Definitions

  • the present invention relates to a particle number measuring system for measuring the number of solid particles such as PM contained in engine exhaust gas.
  • a filter mass method is known in which PM is collected using a filter and the mass of the PM is measured.
  • the amount of PM emission is very small, and the filter weight method has become severe in terms of accuracy.
  • a method developed as an alternative to the filter weight method is a method for measuring the number of PM in exhaust gas.
  • a dilution unit for diluting the exhaust gas of the engine with air or the like is provided in the front stage of the particle number measuring device, and a part of the diluted exhaust gas is led to the particle number measuring device.
  • there is known one that counts the number of particles contained therein see Patent Document 1.
  • the dilution unit includes a diluter provided near or at a connection point between a main flow path through which exhaust gas flows and a dilution gas flow path through which dilution gas flows, A flow rate measuring mechanism for measuring the mass flow rate of the exhaust gas introduced into the diluter, a dilution gas flow control unit for controlling the mass flow rate of the dilution gas introduced into the diluter, and a mass flow rate of the exhaust gas An exhaust gas flow rate control unit that is variable. The flow rate of the exhaust gas flowing into the dilution unit is measured by the flow rate measuring mechanism and controlled by the exhaust gas flow rate control unit to realize a desired dilution ratio.
  • the flow rate control mechanism includes an orifice part that serves as a fluid resistance, a pressure sensor that measures a differential pressure of the orifice part, and a pressure sensor that measures an absolute pressure on the upstream side. Based on pressure information or the like, a separately provided information processing device is configured to calculate the mass flow rate of the exhaust gas introduced into the diluter.
  • a bypass channel is provided between the dilution unit and the particle number measurement device, and the number of particles is supplied from the dilution unit by supplying air whose flow rate is controlled by the mass flow controller to the bypass channel. The flow rate of the exhaust gas led to the measuring device is adjusted.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, and the main aim is to simplify and downsize the configuration of the particle number measurement system and to reduce its cost. Is.
  • one end is connected to the exhaust gas introduction port for introducing the exhaust gas of the engine, the dilution gas introduction port for introducing the dilution gas, and the exhaust gas introduction port.
  • One end connected to the main flow path, the dilution gas introduction port, the other end connected to the main flow path, and a connection point between the main flow path and the dilution gas flow path, or downstream thereof
  • a diluter provided in the vicinity, a diluting gas flow rate controller provided in the diluting gas flow path for controlling the flow rate of the diluting gas introduced into the diluter, and provided downstream of the diluter via a valve.
  • the dilution gas flow rate is controlled by the dilution gas flow rate control unit, the total flow rate of the device flow rate of the particle number measuring device and the constant flow rate device on the bypass flow path, and dilution of the exhaust gas. Since the rate is calculated, the flow rate measuring mechanism that has conventionally measured the flow rate of the exhaust gas flowing into the dilution unit can be eliminated, the system configuration can be simplified and made compact, Cost can be reduced. In addition, since the suction pump that has been provided for each of the flow path and the bypass flow path in which the particle number measuring device is conventionally used is made common, the system configuration can be simplified and made compact by this, too. The cost can be reduced.
  • the constant flow device on the bypass flow path may be different from the set flow rate in the state (initial) incorporated in the system, and in order to prevent the fluctuation of the dilution ratio due to this, the information processing device is connected to the particle number measuring device. Setting the constant flow device on the bypass flow path by closing the valve provided upstream, opening the valve provided in the bypass flow path, and allowing the flow rate controlled by the dilution gas flow rate control unit to flow on the bypass flow path It is desirable to calibrate the flow rate.
  • the information processing device closes a valve provided in the bypass flow channel and opens a valve provided upstream of the particle number measuring device, so that the flow rate controlled by the dilution gas flow rate control unit is the main flow rate. It is desirable to calibrate the apparatus flow rate of the particle number measuring apparatus by flowing it through a path.
  • the information processing apparatus has a temperature and pressure in the vicinity of the upstream of the constant flow device at the time of calibration of the constant flow device on the bypass flow channel, and a constant on the bypass flow channel at the time of particle number measurement. It is desirable to correct the set flow rate of the constant flow device on the bypass flow path using the temperature and pressure near the upstream of the flow device as parameters.
  • the information processing device has a temperature and pressure in the vicinity of the upstream of the particle number measuring device at the time of calibration of the device flow rate of the particle number measuring device, and a temperature and in the vicinity of the upstream of the particle number measuring device in measuring the particle number. It is desirable to correct the apparatus flow rate of the particle number measuring apparatus using pressure as a parameter.
  • the configuration of the particle number measuring system can be simplified and made compact, and the cost can be reduced.
  • 1 is an overall configuration diagram of a particle number measurement system according to an embodiment of the present invention. It is an information transmission figure which shows the flow of the information in the embodiment. It is a perspective view of the 1st diluter of the embodiment. It is a perspective view of the 2nd diluter of the embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view along the central axis of the interior space of the diluter of the embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view along the central axis of the inlet tube of the diluter of the embodiment. It is a cross-sectional view along the central axis of the introduction pipe of the diluter of the same embodiment.
  • the exhaust gas of the engine is guided from the exhaust gas introduction port PT1 to the main flow path ML provided therein, and diluted, vaporized, and the like, and then is supplied to the main flow path ML.
  • the PM which is a solid particle in the exhaust gas, is measured by the provided particle number measuring device 2.
  • the exhaust gas introduction port PT1 is connected to an exhaust line from an engine (not shown).
  • the exhaust gas introduction port PT1 is diluted with, for example, a direct exhaust gas from the engine or a full-flow dilution tunnel or a diversion dilution tunnel.
  • the exhaust gas is guided.
  • the exhaust gas is used to include the diluted exhaust gas as described above.
  • Stage 1 diluters PND1 and PND2, and are diluted by air as a dilution gas.
  • air is supplied from the dilution gas introduction port PT2 through the plurality of dilution gas channels DL1 to DL3 via the regulator REG to various parts of the main channel ML or the second bypass channel BL2.
  • the first bypass flow path BL1 merges with the main flow path ML downstream of a particle number measuring device 2 described later, and maintains a constant flow rate through the open / close valve V2 and the bypass flow path BL1, etc. Constant flow device CFO1 is provided in this order. Furthermore, the main channel ML and the bypass channel BL1 are arranged downstream of the junction of the main channel ML and the bypass channel (including the first bypass channel BL1 and other bypass channels BL2 and BL3 described later).
  • a suction pump P is connected to introduce the exhaust gas under a negative pressure of BL3.
  • a buffer chamber BC for smoothing fluctuations in the suction force of the suction pump P is provided in the vicinity of the upstream side of the suction pump P.
  • the first diluter (upstream diluter) PND1 is provided at or near the downstream of the connection point between the main flow path ML and the dilution gas flow path DL, and heats the exhaust gas introduced into the first diluter PND1. In addition, the exhaust gas is diluted.
  • the exhaust gas that is the gas to be diluted introduced into the first diluter PND1 is measured by the flow rate measuring mechanism 3 provided upstream of the first diluter PND1, more specifically, upstream of the connection point. ing.
  • the flow rate measuring mechanism 3 adjusts the temperature of the fluid, the orifice part 31 that becomes a fluid resistance, the pressure sensor 32 that measures the differential pressure of the orifice part 31, the pressure sensor 33 that measures the absolute pressure on the upstream side, and the fluid temperature.
  • the temperature controller 34 is provided, and based on the pressure information on the upstream and downstream of the orifice portion 31 and the temperature information from the temperature controller 34, the information processing device 4 (see FIG. 2 in particular) provided separately performs the first dilution.
  • the mass flow rate of the exhaust gas introduced into the container PND1 can be calculated.
  • the information processing apparatus 4 includes a CPU, a memory, an input unit, a display, and the like, and is a general-purpose or dedicated so-called computer in which the CPU and peripheral devices operate in cooperation according to a predetermined program stored in the memory.
  • the mass flow rate of the dilution gas introduced into the first diluter PND1 is controlled by the dilution gas flow rate control unit MFC1 provided on the dilution gas flow path DL1.
  • the dilution gas flow rate control unit MFC1 is provided with the target flow rate data from the information processing device 4, the actual flow rate measured by a flow sensor (not shown) provided therein is the value of the target flow rate data (hereinafter referred to as target flow rate data).
  • the flow rate is controlled locally by adjusting an internal valve (not shown) so that the flow rate is also referred to.
  • This target flow rate is calculated from the dilution ratio by the information processing device 4.
  • an evaporator EU for vaporizing volatile particles is provided downstream of the first diluter PND1, and branches from between the first diluter PND1 and the evaporator EU, so that the particle number measuring device 2
  • a second bypass flow path BL2 that joins the main flow path ML is provided downstream.
  • the evaporator EU is heated to 300 to 400 degrees.
  • a dilution gas flow path DL2 provided with a dilution gas flow rate control unit MFC2 is connected to the second bypass flow path BL2.
  • the bypass flow path BL2 is provided with a switching flow valve C3 and a constant flow device CFO2 such as a critical orifice that keeps the flow rate flowing through the second bypass flow path BL2 constant.
  • the dilution gas flow rate control unit MFC2 is controlled by the information processing device 4 to adjust the dilution gas flowing into the second bypass flow path BL2, and as a result, the second bypass flow from the main flow path ML.
  • the mass flow rate of the exhaust gas flowing into the flow path BL2 is adjusted.
  • the second diluter (downstream diluter) PND2 is provided at or near the connection point between the main flow path ML and the dilution gas flow path DL3, and cools the exhaust gas introduced into the second diluter PND2. In addition, the exhaust gas is diluted.
  • the dilution gas flow introduced into the second diluter PND2 is controlled in mass flow rate by the dilution gas flow rate control unit MFC3 provided in the dilution gas flow path DL3.
  • the dilution gas flow rate control unit MFC3 like the dilution gas flow rate control unit MFC1, receives the target flow rate data from the information processing device 4, and is measured by a flow sensor (not shown) provided therein. However, the flow rate is controlled locally by adjusting an internal valve (not shown) so that the value of the target flow rate data (hereinafter also referred to as a target flow rate) is obtained. This target flow rate is calculated from the dilution ratio by the information processing device 4.
  • the pipe from the first diluter PND1 and the vicinity thereof to the second diluter PND2 is heated to, for example, 150 ° C. or more by a temperature controller having a heating means such as a heater (not shown). This prevents PM from adhering or agglomerating on the inner wall of the pipe, thereby suppressing counting errors.
  • a particle number measuring device 2 for measuring the number of solid particles in the exhaust gas diluted by the first diluter PND1 and the second diluter PND2 is provided via an open / close valve V5.
  • BL3 is provided downstream of the second diluter PND2.
  • the bypass channel BL3 is provided with a constant flow rate device CFO3 such as a critical orifice and an opening / closing valve V4 in this order to keep the flow rate flowing through the bypass channel BL3 constant.
  • An open air passage AL having an open / close valve V6 and a filter in this order is formed between the open / close valve V5 and the particle number measuring device 3, and the open / close valve V5 is closed when the suction pump P is stopped. When opened, the open / close valve V6 is opened to open the particle number measuring device 2 to the atmosphere.
  • the particle number measuring apparatus 2 mixes organic gas such as alcohol or butanol in a supersaturated state and adheres to the PM in the exhaust gas, thereby growing the PM to a large diameter, and discharging the grown PM from the slit.
  • the particles that come out are counted with a laser beam. Since this particle number measuring device 2 is configured to discharge the grown PM from the slit, the slit has a function as a constant flow device, and the particle measuring device 2 has an exhaust gas at a constant flow rate. Will flow.
  • the information processing apparatus 4 of this embodiment includes a dilution gas flow rate Q 1 that is controlled by the dilution gas flow rate control unit MFC3, device flow rate Q 2 and a third bypass passage is a flow through the particle number measuring apparatus 2
  • the dilution ratio of the exhaust gas is calculated from the total flow rate Q 2 + Q 3 of the set flow rate Q 3 of the constant flow device CFO 3 on BL 3 .
  • the information processing device 4 calculates the dilution ratio by (Q 2 + Q 3 ) / (Q 2 + Q 3 ⁇ Q 1 ).
  • the information processing apparatus 4 of the present embodiment closes the opening / closing valve V5 provided upstream of the particle number measuring apparatus 2, opens the opening / closing valve V4 provided in the third bypass flow path BL3, and the dilution gas flow rate control unit MFC3 calibrating the third set flow rate of the constant flow apparatus CFO3 on bypass passage BL3 by flowing a controlled flow rate Q 1 on the third bypass passage BL3.
  • the pressure and temperature in the vicinity of the upstream of the constant flow device CFO3 at the time of calibration are measured by the pressure sensor P1 and the temperature sensor T1, and the information processing apparatus 4 stores the measurement data in association with the calibration data.
  • the information processing device 4 is controlled by the dilution gas flow rate control unit MFC3 by closing the open / close valve V4 provided in the third bypass flow path BL3 and opening the open / close valve V5 provided upstream of the particle number measuring device 2. to calibrate the device flow rate of the particle number measuring device 2 by passing a flow Q 1 to the main flow path ML.
  • the pressure and temperature in the vicinity of the upstream of the particle number measuring device 2 at the time of calibration are measured by the pressure sensor P2 and the temperature sensor T2, and the information processing device 4 stores the measurement data in association with the calibration data.
  • the information processing apparatus 4 of the present embodiment includes the temperature and pressure in the vicinity of the upstream of the constant flow device CFO3 at the time of calibration of the constant flow device CFO3 on the third bypass flow channel BL3, and the third bypass flow channel at the time of particle number measurement.
  • the set flow rate of the constant flow device on the bypass flow path is corrected using the temperature and pressure near the upstream of the constant flow device CFO3 on BL3 as parameters (corrected set flow rate Q 3 ′).
  • the information processing device 4 is configured to detect the temperature and pressure in the vicinity of the upstream of the particle number measuring device 2 at the time of calibration of the device flow rate of the particle number measuring device 2, and the temperature and pressure in the vicinity of the upstream of the particle number measuring device 2 at the time of particle number measurement.
  • the information processing apparatus 4 calculates the dilution ratio using the apparatus flow rate Q 2 ′ and the set flow rate Q 3 ′ obtained as a result of the correction so that the dilution ratio in the second diluter PND2 becomes constant.
  • Target flow rate data is given to the dilution gas flow rate controller MFC3.
  • the particle number measuring system has one end connected to the main flow path having one end connected to the exhaust gas introduction port for introducing the exhaust gas of the engine, and one end connected to the dilution gas introduction port for introducing the dilution gas.
  • a dilution gas flow path having an end connected to the main flow path, an evaporator provided in the main flow path for vaporizing volatile particles in the exhaust gas, a downstream side of the evaporator, and the evaporation
  • a downstream diluter for diluting the exhaust gas by mixing the exhaust gas that has passed through the vessel, and a particle number measuring device for measuring the number of solid particles in the exhaust gas diluted by the downstream diluter
  • a body having a rotating body-shaped internal space whose diameter decreases from one end to the other end, and along the central axis of the internal space or perpendicular to the central axis Established
  • An introduction pipe for introducing exhaust gas and dilution gas into the internal space, and a derivation for exhausting the exhaust gas diluted by the swirling flow generated in the internal space to the outside of the internal space.
  • the body is provided such that the central axis of the inner space thereof is substantially horizontal, the introduction pipe is connected to the evaporator, and the outlet pipe is connected to
  • the downstream diluter has an introduction pipe and a lead-out pipe orthogonal to each other, and the lead-out pipe leads out the exhaust gas diluted by the swirling flow in the internal space of the body. Since the exhaust gas and dilution gas can be mixed thoroughly and the flow direction can be changed by the side diluter, the volume occupied by the pipe due to the bending radius based on the flow velocity can be eliminated as in the past, and it is compact.
  • the flow path direction can be converted to In particular, in the downstream diluter, since the central axis of the internal space is provided so as to be substantially horizontal, the particles from the downstream diluter to the particle number measuring device are in a straight pipe shape, and the particles in the pipe The diluted exhaust gas can be sent to the particle number measuring device without causing accumulation or the like. Moreover, it is possible to prevent the system as a whole from being complicated due to the structure in which the downstream diluter is not installed on the lower side in the vertical direction of the particle number measuring apparatus having a large capacity and weight.
  • the downstream side diluter and its downstream are considered to be at room temperature without having a structure for heating the exhaust gas and the piping, so the temperature falls and particles may adhere to the piping, but the piping can be shortened, It is possible to prevent particles from adhering to the pipe.
  • the flow path in which the exhaust gas and the dilution gas are mixed can be made longer, and further, the swirl flow leads from the other end to the one end. Since the exhaust gas and the dilution gas that flow backward are led out to the outside from the outlet, the exhaust gas and the dilution gas can be sufficiently mixed without lengthening the piping.
  • the inlet pipe connecting part in the evaporator and the outlet pipe in the particle number measuring device are used. It is desirable that the connecting portion is arranged orthogonally.
  • an upstream side diluter is provided on the upstream side of the evaporator, and dilutes the exhaust gas by mixing it with the exhaust gas introduced inside.
  • the upstream diluter has a rotating body-shaped internal space whose diameter decreases from one end to the other end, and is orthogonal to or along the central axis of the internal space.
  • a lead-out pipe that leads out, and the upstream diluter is heated and the downstream diluter is cooled, and a heater is attached to the outer wall of the body in the upstream diluter. It is desirable that mounting plane which is are formed.
  • the exhaust gas may contain foreign substances other than the measurement target substance or solid particles larger than a predetermined particle diameter, and in order to suitably remove the foreign substances and large particles
  • the inner space has a rotating body shape whose diameter gradually decreases as it goes vertically downward, and it is desirable that a dust collecting portion is provided below the inner space.
  • the upstream diluter is preferably provided with a function of removing foreign matters and solid particles larger than the size of the measurement target substance.
  • the first diluter PND1 and the second diluter PND2 of the present embodiment include a body 5 having an internal space S into which exhaust gas and dilution gas are introduced, as shown in FIGS. 5 is provided with an introduction pipe 6 for introducing exhaust gas and dilution gas into the internal space S, and a lead-out pipe 7 for leading out exhaust gas diluted from the internal space S.
  • 3 shows the first diluter PND1
  • FIG. 4 shows the second diluter PND2
  • the configurations of the first diluter PND1 and the second diluter PND2 are the same except for the outlet pipe 7.
  • the body 5 has a rotating body-shaped internal space S having a tapered portion that gradually decreases in diameter from one end to the other end.
  • the internal space S includes a cylindrical space portion S1 and a conical space portion S2.
  • the other end portion of the internal space S is provided with a dust collection portion 8 for collecting dust contained in the exhaust gas introduced into the internal space S so as to communicate with the internal space S. .
  • an attachment plane 5A for attaching a heater for heating the exhaust gas introduced into the internal space S when used in the first diluter PND1 is formed on the outer wall of the body 5.
  • the introduction pipe 6 dilutes the exhaust gas and the dilution gas into the internal space S so that the exhaust gas and the dilution gas flow downward (on the other end side) along the inner peripheral wall of the body 5. It introduces from the cylindrical part. Specifically, as shown in FIG. 6, the introduction pipe 6 is orthogonal to the central axis C of the internal space S in the cylindrical space S ⁇ b> 1 above the tapered portion (conical space S ⁇ b> 2) in the internal space S. Further, as shown in FIG. 7, the inflow direction of the exhaust gas and the dilution gas is provided at a position that is tangential to the cylindrical wall 501 that is the inner peripheral wall of the body 5.
  • the exhaust gas and the dilution gas that flowed in from the introduction pipe 6 change from a linear flow to a vortex flow in the cylindrical space portion S1, descend while rotating along the cylindrical wall 501 (toward the other end), and enter the conical space portion S2. When it reaches, it further descends (toward the other end) while increasing the rotation speed, reverses the direction near the lower end of the conical space S2, rises while rotating the center, and is discharged through the outlet pipe 7. .
  • the lead-out pipe 7 is provided along the central axis C of the internal space S at least in the internal space S, and the lead-out port 7 a is in the internal space S (specifically, a cylindrical space).
  • the exhaust gas diluted by the swirling flow generated in the internal space S is led out of the internal space S. That is, the outlet pipe 7 and the inlet pipe 6 in the internal space S are provided to be orthogonal to each other. Thereby, it is set as the structure which changes the flow path direction of the piping which comprises the main flow path ML in the diluters PND1 and PND2.
  • the outlet 7 a of the outlet pipe 7 is positioned below the opening of the inlet pipe 6 so that the exhaust gas and dilution gas do not flow directly from the inlet pipe 6 to the outlet pipe 7.
  • the outlet pipe 7 of the first diluter PND1 is a curved pipe that curves outside the internal space S as shown in FIG. 3, and the outlet pipe 7 of the second diluter PND2 is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 3, the straight pipe is straight outside the internal space S.
  • the first diluter PND1 is provided so as to be gradually reduced in diameter as the internal space S goes vertically downward. That is, the first diluter PND1 is arranged so that the central axis C of the internal space S is substantially vertical. Thereby, the dust contained in the exhaust gas introduced into the first diluter PND1 is centrifuged and accommodated in the dust collecting unit 8.
  • the first diluter PND1 has a function of removing particles larger than the particle size of the solid particles contained in the exhaust gas (for example, larger than 2.5 ⁇ m).
  • the second diluter PND2 is arranged so that the central axis C of the internal space S is substantially horizontal. That is, the second diluter PND2 of this embodiment does not have a dust collection function.
  • the first diluter PND1 is provided above the evaporator EU so that the central axis C of the internal space S is substantially vertical.
  • the outlet pipe 7 of the first diluter PND1 is curved in a U shape. Yes.
  • the lead-out pipe 7 is connected to one end of an evaporator EU provided below.
  • the introduction pipe 6 of the second diluter PND2 is connected to the introduction pipe connection part (exhaust gas outlet) EU1 of the evaporator EU.
  • the second diluter PND2 is provided such that the central axis C of the internal space S is substantially horizontal.
  • the outlet pipe 7 of the second diluter PND2 has a straight pipe shape, and the particle number measuring device 2 Connected to the outlet pipe connecting portion (exhaust gas inlet) 21.
  • the inlet pipe connecting part EU1 of the evaporator EU and the outlet pipe connecting part 21 of the particle number measuring device 2 are provided on the base body 9 so as to be orthogonal to each other in a substantially horizontal plane.
  • PND2 is provided in the horizontal direction side so that the inlet pipe connection part EU1 of the evaporator EU and the outlet pipe connection part 21 of the particle number measuring device 2 may be opposed. More specifically, the cylindrical space portion side of the second diluter PND2 is provided so as to face the outlet tube connecting portion of the particle number measuring device 2.
  • the first diluter has a dust collecting function and no dust remover is provided upstream of the first diluter, but the first diluter has no dust collecting function, A dust remover may be provided upstream of one diluter. At this time, it is not necessary to provide the first diluter so that the internal space S is arranged along the vertical direction.
  • the 1st diluter and the 2nd diluter are set as the same structure, it is good also as a different structure. In this case, it is good also as a structure which provides a dust collecting part in a 1st diluter, and does not provide a dust collecting part in a 2nd diluter.
  • the diluter has one introduction pipe for introducing both the exhaust gas and the dilution gas into the internal space.
  • the diluter has an introduction pipe for the exhaust gas and the dilution gas for introducing the exhaust gas into the internal space. It may have an introduction pipe for dilution gas introduced into the space.
  • the outlet pipe of the first diluter was a curved pipe
  • the outlet pipe of the second diluter was a straight pipe, but these outlet pipes depend on the arrangement of components connected downstream of the diluter. It can be changed as appropriate.
  • the diluter of the above embodiment is configured such that the introduction pipe is provided perpendicular to the central axis of the internal space and the outlet pipe is provided along the central axis of the internal space. It may be provided along the central axis of the internal space, and the outlet pipe may be provided orthogonal to the central axis of the internal space. In this case, in order to generate a swirling flow in the internal space, it is desirable to provide a stirring blade in the internal space.
  • the particle number measurement system includes an exhaust gas introduction port for introducing engine exhaust gas, a dilution gas introduction port for introducing dilution gas, and a dilution gas in the exhaust gas introduced therein.
  • An information processing device that displays on a display switchable particle number information after dilution and particle number information before dilution obtained from the diluted particle number information and the dilution ratio of the dilution unit. It is characterized by that.
  • the particle number measurement system further includes an evaporator that vaporizes volatile particles in the exhaust gas
  • thermophoresis There exists a problem that the particle
  • the information processing apparatus in addition to the particle number information after dilution and the particle number information before dilution, Particle number information after loss correction obtained from the particle number information after dilution, the dilution ratio of the dilution unit, and the particle loss coefficient determined from at least the particle number loss after passing through the evaporator at the dilution ratio It is desirable to be displayed on the display in a switchable manner.
  • the particle loss coefficient is, for example, a PCRF (Particle Concentration Reduction Factor) defined in the ECE standard (ECE Regulation).
  • the particle number information after dilution not only the particle number information after dilution, the particle number information before dilution and the particle number information after loss correction can be displayed, but the user can be prevented from mistaking each particle number information, and the display space There is no need to reduce the particle size, and the usability of the particle number measuring system can be improved.
  • the information processing apparatus can switch between the particle number information after dilution and the particle number information before dilution, the particle number information after dilution, the particle number information before dilution, and the A display for selection for the user to select a second display screen capable of switching the particle number information after loss compensation is displayed on the display, and the display screen selected by the selection display is further displayed. It is desirable to display the above. In this case, the user can intentionally select the first display screen and the second display screen, and it is possible to easily prevent the particle number information displayed on the screen from being mistaken.
  • the information processing apparatus includes a selection check box as the selection display, and displays a dilution ratio setting screen for setting a dilution ratio of the dilution unit, and the user displays the second particle number information display.
  • a screen it is desirable that only a dilution ratio with a predetermined particle loss coefficient be displayed on the dilution ratio setting screen so as to be selectable.
  • the information processing apparatus displays a dilution ratio setting screen for setting the dilution ratio of the dilution unit, and the dilution ratio input to the dilution ratio setting screen is displayed.
  • the first display screen capable of switching the particle number information after dilution and the particle number information before dilution, the particle number information after dilution, the particle number information before dilution, and the loss compensated It is desirable to display on the display one of the display screens that can switch the particle number information.
  • the information processing device 4 of the particle number measurement system 100 of the present embodiment includes the diluted particle number information obtained from the measurement result of the particle number measurement device 2, the diluted particle number information, and the dilution unit dilution.
  • the particle number information before dilution obtained from the ratio and the particle number information after loss obtained from the particle number information after dilution and the particle loss coefficient are displayed on the display in a switchable manner.
  • an example of the particle number concentration [number / cm 3 ] is shown as the particle number information.
  • the particle number information before dilution is information obtained by multiplying the particle number information after dilution and the dilution ratio of the dilution unit (specifically, the overall dilution ratio of the first diluter PND1 and the second diluter PND2).
  • the particle number information after loss correction is information obtained by multiplying the particle number information after dilution and the particle loss coefficient.
  • the particle loss coefficient is a coefficient determined from the dilution ratio of the dilution unit and the particle number loss after the particles have passed through at least the evaporator EU at the dilution ratio.
  • the particle loss coefficient is a coefficient obtained by combining the dilution ratio of the dilution unit and at least the particle number loss after the particles have passed through the evaporator EU at the dilution ratio, and is determined for each dilution ratio.
  • the particle loss coefficient it is obtained from at least the particle loss in the vicinity of the evaporator EU.
  • the particle loss due to pipe bending or the like is also considered. It is determined in consideration of particle loss in a pipe (including various devices such as an evaporator EU provided in the pipe) connecting the particle number measuring device CPC from the gas introduction port PT1.
  • the information processing apparatus 4 displays a dilution rate setting screen W1 shown in FIG. 9 on the display in setting the dilution rate before starting the concentration of the exhaust gas particles.
  • This dilution rate setting screen W1 is a screen for setting the dilution rate of the first dilution unit (first dilution device PND1) and the dilution rate of the second dilution unit (second dilution device PND2).
  • the dilution ratio of the second diluter PND2 is a fixed value (15 times in FIG. 9)
  • the dilution rate setting screen W1 is a screen for setting the dilution ratio of the first diluter PND1. is there.
  • the dilution ratio of the first diluter PND1 can be arbitrarily set between 10 times and 200 times by the user inputting text in the dilution ratio input box W11.
  • symbol W13 is a determination button for determining the dilution rate
  • symbol W14 is an end button for ending the dilution ratio setting.
  • the dilution rate setting screen W1 includes a selection display for the user to select the first display screen W2 (see FIG. 11) and the second display screen W3 (see FIG. 12), specifically, a selection check box W12. It is displayed.
  • the information processing apparatus 4 displays the second display screen W3 on the display.
  • the selection check box W12 is not checked, the information processing apparatus 4 displays the first display screen W2 on the display.
  • the first display screen W2 is a display screen capable of switching the particle number concentration after dilution and the particle number concentration before dilution, and the particle number concentration after dilution (in FIG. Raw Count ”) and the particle number concentration before dilution (“ Count ⁇ Total DF ”in FIG. 11) and the particle number concentration selected by the display switching unit W21 in real time, for example.
  • the display switching unit W21 enables the particle number concentration after dilution (Raw Count) and the particle number concentration before dilution (Count ⁇ Total DF) to be selected by a pull-down menu when the user selects with a pointing device.
  • the first display screen W2 has a dilution ratio display area W23 for displaying the dilution ratio of the dilution unit during the particle number measurement, and a time-series data display area W24 for indicating a change with time in the particle number concentration.
  • the dilution ratio display area W23 displays the dilution ratio of the first diluter PND1, the dilution ratio of the second diluter PND2, and the overall dilution ratio of the two diluters PND1 and PND2.
  • the first display screen W2 also has a status display area W25 for displaying the sample line selected by the line selection mechanism SCU.
  • the second display screen W3 is a display screen capable of switching the particle number concentration after dilution, the particle number concentration before dilution, and the particle number concentration after loss correction. Switching between the number concentration (“CPC Count” in FIG. 12), the particle number concentration before dilution (“Count ⁇ Total DF” in FIG. 12) and the particle number concentration after loss correction (“Count ⁇ PCRF” in FIG. 12) And a particle number information display region W32 for displaying the particle number concentration selected by the display switching unit W31 in real time, for example. Other configurations are the same as those of the first display screen W2, the reference W33 is a dilution ratio display area, and the reference W34 is a time-series data display area. The second display screen W3 also has a status display area W35 for displaying the sample line selected by the line selection mechanism SCU. In FIG. 12, the particle number information display area W32 is hidden by the pull-down menu of the display switching unit W31.
  • the dilution ratio input box W11 can select only a dilution ratio with a predetermined particle loss coefficient.
  • the information processing apparatus 4 includes only those dilution ratios in which the particle loss coefficient can be selected in the dilution ratio input box W11.
  • a pull-down menu is displayed. The dilution ratio of the first diluter PND1 is set by selecting the dilution ratio included in this pull-down menu.
  • the dilution ratio of the second diluter is a fixed value.
  • the user may arbitrarily set the dilution ratio.
  • requiring a particle loss coefficient is not restricted to 30 nm, 50 nm, and 100 nm, Other particle diameters may be sufficient.
  • the average value (arithmetic mean) of the loss coefficient obtained for each particle diameter is used above, but the loss obtained for each particle diameter depends on the properties of the exhaust gas to be measured. A weighted average of coefficients may be used.
  • the dilution ratio of the first diluter can be selected from the pull-down menu.
  • other text may be input.
  • the dilution ratio setting screen may not have a selection check box.
  • the processing device may automatically display the second display screen on the display. If this is the case, the user's operation can be simplified.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the case where the constant flow device (CFO) provided inside the particle number measuring device 2 is not temperature-controlled is assumed, and the device flow rate of the particle number measuring device 2 is set to the number of particles. Calibration is performed using the pressure and temperature in the vicinity of the upstream side of the measuring device 2.
  • the constant flow rate device (CFO) provided inside the particle number counting device 2 is temperature-controlled, the device flow rate of the particle number measuring device 2 uses the pressure near the upstream of the particle number measuring device 2. It is not necessary to calibrate using the temperature near the upstream.
  • the pressure sensor P1 and the temperature sensor T1 are provided in the vicinity of the upstream of the constant flow rate device CFO3 on the third bypass flow path BL3, and the pressure sensor P1 and the temperature sensor T1 in the vicinity of the upstream of the particle number measuring device in the main flow path ML.
  • the temperature sensor T1 is provided, the pressure sensor and the temperature sensor may be shared. Specifically, a common pressure sensor and temperature sensor may be provided in the vicinity of the branch point upstream of the main channel ML and the third bypass channel BL3.
  • the configuration of the particle number measurement system can be simplified and made compact, and the cost can be reduced.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

　本発明は、粒子数計測システムの構成を簡単化及びコンパクト化するとともに、そのコストを削減するものであり、メイン流路ＭＬ及び希釈ガス流路ＤＬの接続点に設けた希釈器ＰＮＤ２と、希釈器ＰＮＤ２に導入される希釈ガス流量を制御する希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３と、希釈された排出ガス中の固体粒子数を計測する粒子数計測装置２と、メイン流路ＭＬにおける希釈器ＰＮＤ２及び粒子数計測装置２間から分岐し、定流量器ＣＦＯ３が設けられたバイパス流路ＢＬ３と、メイン流路ＭＬ及びバイパス流路ＢＬ３の合流点下流に接続された吸引ポンプＰと、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３により制御される希釈ガス流量Ｑ１と、粒子数計測装置２の装置流量Ｑ２及び定流量器ＣＦＯ３の設定流量Ｑ３の合計流量とから排出ガスの希釈率を算出する情報処理装置４とを備える。

Description

粒子数計測システム
　本発明は、エンジンの排出ガスに含まれるＰＭ等の固体粒子数を計測する粒子数計測システムに関するものである。
　エンジンからの排出物質の１つである粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒｓ）の測定方法としては、フィルタを用いてＰＭを捕集し、そのＰＭ質量を図るフィルタ質量法が周知である。ところで、ＰＭ排出量が微量となり、フィルタ重量法では精度面で厳しい状況となってきている。そのような状況のもと、フィルタ重量法の代替法として開発されたものが、排出ガス中のＰＭの数を計測する手法である。その具体的なシステム構成としては、例えば粒子数計測装置の前段に、エンジンの排出ガスをエア等で希釈する希釈ユニットを設け、その希釈した排出ガスの一部を当該粒子数計測装置に導いて、その中に含まれる粒子数をカウントするようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
　従来、このようなシステムにおいて、希釈ユニットは、特許文献２に示すように、排ガスが流れるメイン流路と希釈ガスが流れる希釈ガス流路との接続点又はその下流近傍に設けた希釈器と、その希釈器に導入される排出ガスの質量流量を測定するための流量測定機構と、希釈器に同じく導入される希釈ガスの質量流量を制御する希釈ガス流量制御部と、排出ガスの質量流量を可変させる排出ガス流量制御部と、を備えている。そして、この希釈ユニットに流れ込んでくる排出ガスの流量を、前記流量測定機構で測定するとともに排出ガス流量制御部で制御して、所望の希釈比を実現するように構成されている。
　そして、流量制御機構は、流体抵抗となるオリフィス部と、そのオリフィス部の差圧を測定する圧力センサと、上流側の絶対圧を測定する圧力センサとを備えており、オリフィス部の上下流の圧力情報等に基づいて、別に設けた情報処理装置が、希釈器に導入される排出ガスの質量流量を算出できるように構成されている。
　しかしながら、希釈ユニットの上流側にオリフィス部、差圧測定用の圧力センサ、絶対圧測定用の圧力センサ及び温調器を設けることによって、粒子数計測システムが大きくなってしまうという問題があるとともに、部品点数が増えることによってコスト増大の問題もある。
　また、この粒子数計測システムにおいては、希釈ユニットと粒子数計測装置との間にバイパス流路を設け、そのバイパス流路にマスフローコントローラにより流量制御されたエアを供給することによって希釈ユニットから粒子数計測装置に導かれる排出ガスの流量を調整するようにしている。
　しかしながら、マスフローコントローラを用いているので、粒子数計測システムとして大きくなってしまうだけでなく、コスト増大の問題もある。
特開２００６－１９４７２６号公報 特開２００８－１６４４４６号公報
　そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、粒子数計測システムの構成を簡単化及びコンパクト化するとともに、そのコストを削減することをその主たる所期課題とするものである。
　すなわち本発明に係る粒子数計測システムは、エンジンの排出ガスを導入するための排出ガス導入ポートと、希釈ガスを導入するための希釈ガス導入ポートと、前記排出ガス導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、前記希釈ガス導入ポートに一端が接続され、他端が前記メイン流路に接続された希釈ガス流路と、前記メイン流路及び前記希釈ガス流路との接続点又はその下流近傍に設けた希釈器と、前記希釈ガス流路に設けられ、前記希釈器に導入される希釈ガスの流量を制御する希釈ガス流量制御部と、前記希釈器の下流にバルブを介して設けられ、希釈された排出ガス中の固体粒子数を計測するものであって、定流量機能を有する粒子数計測装置と、前記メイン流路における前記希釈器及び前記粒子数計測装置の間から分岐して設けられ、定流量器及びバルブが設けられたバイパス流路と、前記メイン流路及び前記バイパス流路の合流点下流に接続され、前記メイン流路及び前記バイパス流路に排出ガスを導入するための吸引ポンプと、前記希釈ガス流量制御部により制御される希釈ガス流量と、前記粒子数計測装置を流れる流量である装置流量及び前記バイパス流路上の定流量器の設定流量の合計流量と、から排出ガスの希釈率を算出する情報処理装置と、を備えることを特徴とする。
　このようなものであれば、希釈ガス流量制御部により制御される希釈ガス流量と、粒子数計測装置の装置流量及びバイパス流路上の定流量器の設定流量の合計流量と、から排出ガスの希釈率を算出するようにしているので、従来希釈ユニットに流入する排出ガスの流量を測定していた流量測定機構を不要とすることができ、システム構成を簡単化及びコンパクト化することができるとともに、コストダウンを可能にすることができる。また、従来、粒子数計測装置が設けられた流路及びバイパス流路毎に設けていた吸引ポンプを共通化させているので、これによってもシステム構成を簡単化及びコンパクト化することができ、システムのコストダウンを可能にすることができる。
　バイパス流路上の定流量器がシステムに組み込んだ状態（初期）の設定流量と異なることがあり、これによる希釈比率の変動を防止するためには、前記情報処理装置が、前記粒子数計測装置の上流に設けたバルブを閉じ、前記バイパス流路に設けたバルブを開けて、前記希釈ガス流量制御部により制御された流量を前記バイパス流路上に流すことによって前記バイパス流路上の定流量器の設定流量を校正することが望ましい。
　同様に、前記情報処理装置が、前記バイパス流路に設けたバルブを閉じ、前記粒子数計測装置の上流に設けたバルブを開けて、前記希釈ガス流量制御部により制御された流量を前記メイン流路に流すことによって前記粒子数計測装置の装置流量を校正することが望ましい。
　上記のように定流量器の設定流量を校正したとしても、校正時における流路内の温度及び圧力と粒子測定時における流路内の温度及び圧力が異なることから、定流量器を流れる流量が変動してしまう。この問題を解決するためには、前記情報処理装置が、前記バイパス流路上の定流量器の校正時におけるその定流量器上流近傍の温度及び圧力と、粒子数測定時における前記バイパス流路上の定流量器上流近傍の温度及び圧力とをパラメータとして、前記バイパス流路上の定流量器の設定流量を補正することが望ましい。
　同様にして、前記情報処理装置が、前記粒子数計測装置の装置流量の校正時におけるその粒子数計測装置上流近傍の温度及び圧力と、粒子数測定時における前記粒子数計測装置上流近傍の温度及び圧力とをパラメータとして、前記粒子数計測装置の装置流量を補正することが望ましい。
　このように構成した本発明によれば、粒子数計測システムの構成を簡単化及びコンパクト化するとともに、そのコストを削減することができる。
本発明の一実施形態に係る粒子数計測システムの全体構成図である。 同実施形態における情報の流れを示す情報伝達図である。 同実施形態の第１希釈器の斜視図である。 同実施形態の第２希釈器の斜視図である。 同実施形態の希釈器の内部空間の中心軸に沿った縦断面図である。 同実施形態の希釈器の導入管の中心軸に沿った縦断面図である。 同実施形態の希釈器の導入管の中心軸に沿った横断面図である。 同実施形態の第１希釈器、第２希釈器、蒸発器及び粒子数計測装置の配置を模式的に示す斜視図である。 粒子損失係数を用いない場合の希釈率設定画面である。 粒子損失係数を用いる場合の希釈率設定画面である。 粒子損失係数を用いない場合の粒子数情報表示画面である。 粒子損失係数を用いる場合の粒子数情報表示画面である。
１００　・・・粒子数計測システム
ＰＴ１　・・・排出ガス導入ポート
ＰＴ２　・・・希釈ガス導入ポート
ＭＬ　　・・・メイン流路
ＤＬ　　・・・希釈ガス流路
ＰＮＤ　・・・希釈器
ＭＦＣ　・・・希釈ガス流量制御部
Ｖ５　　・・・バルブ
２　　　・・・粒子数計測装置
ＣＦＯ３・・・定流量器
Ｖ４　　・・・バルブ
ＢＬ　　・・・バイパス流路
Ｐ　　　・・・吸引ポンプ
４　　　・・・情報処理装置
　以下に本発明に係る粒子数計測システムの一実施形態について図面を参照して説明する。
　本実施形態に係る粒子数計測システム１００は、排出ガス導入ポートＰＴ１から内部に設けたメイン流路ＭＬにエンジンの排出ガスを導いて、それに希釈や気化等を施した後、メイン流路ＭＬに設けた粒子数計測装置２で前記排出ガス中の固体粒子であるＰＭを測定するものである。
　前記排出ガス導入ポートＰＴ１は、図示しないエンジンからの排気ラインに接続されており、この排出ガス導入ポートＰＴ１に、例えばエンジンからの直接の排出ガスもしくは全流希釈トンネルや分流希釈トンネルで希釈された排出ガスが導かれるように構成している。なお、以下で排出ガスというときは、上述したような希釈された排出ガスも含む意味で用いることとする。
　この排出ガス導入ポートＰＴ１から開閉バルブＶ１を介して内部に導入された排出ガスは、一部は第１バイパス路ＢＬ１から排出され、その残りが、直列に設けた複数段（本実施形態では２段）の希釈器ＰＮＤ１、ＰＮＤ２に導かれて希釈ガスであるエアによって希釈される。
　なお、エアは、希釈ガス導入ポートＰＴ２からレギュレータＲＥＧを介して複数の希釈ガス流路ＤＬ１～ＤＬ３を経て、メイン流路ＭＬの各所又は第２バイパス流路ＢＬ２に供給される。
　また、第１バイパス流路ＢＬ１は、後述する粒子数計測装置２の下流においてメイン流路ＭＬと合流しており、開閉バルブＶ２、及びバイパス流路ＢＬ１を流れる流量を一定に保つ、クリティカルオリフィス等の定流量器ＣＦＯ１がこの順で設けられている。さらに、メイン流路ＭＬ及びバイパス流路（第１バイパス流路ＢＬ１の他、後述するその他のバイパス流路ＢＬ２、ＢＬ３も含む。）の合流点下流には、メイン流路ＭＬ及びバイパス流路ＢＬ１～ＢＬ３を負圧にして排出ガスを導入するための吸引ポンプＰが接続されている。また、吸引ポンプＰの上流側近傍には、吸引ポンプＰの吸引力の変動を平滑化するためのバッファチャンバＢＣが設けられている。
　第１希釈器（上流側希釈器）ＰＮＤ１は、メイン流路ＭＬと希釈ガス流路ＤＬとの接続点又はその下流近傍に設けられており、第１希釈器ＰＮＤ１に導入された排出ガスを加熱するとともにその排出ガスを希釈するものである。
　この第１希釈器ＰＮＤ１に導入される被希釈ガスである排出ガスは、その質量流量が第１希釈器ＰＮＤ１の上流、より具体的には接続点上流に設けられた流量測定機構３により測定されている。
　この流量測定機構３は、流体抵抗となるオリフィス部３１と、そのオリフィス部３１の差圧を測定する圧力センサ３２と、上流側の絶対圧を測定する圧力センサ３３と、流体の温度を調整する温調器３４とを備えており、オリフィス部３１の上下流の圧力情報及び温調器３４からの温度情報に基づいて、別に設けた情報処理装置４（特に図２参照）が、第１希釈器ＰＮＤ１に導入される排出ガスの質量流量を算出できるように構成されている。情報処理装置４は、ＣＰＵ、メモリ、入力手段、ディスプレイ等を備え、メモリに格納した所定プログラムにしたがってＣＰＵや周辺機器が協働して動作する汎用乃至専用のいわゆるコンピュータである。
　また、第１希釈器ＰＮＤ１に導入される希釈ガスは、希釈ガス流路ＤＬ１上に設けられた希釈ガス流量制御部ＭＦＣ１によりその質量流量が制御されている。この希釈ガス流量制御部ＭＦＣ１は、前記情報処理装置４から目標流量データを与えられると、内部に設けた流量センサ（図示しない）で測定される実流量が、目標流量データの値（以下、目標流量とも言う）となるように、内部のバルブ（図示しない）を調整してローカルで流量制御するものである。この目標流量は、前記情報処理装置４によって、希釈比率から算出される。
　また、第１希釈器ＰＮＤ１の下流には、揮発性粒子を気化させるための蒸発器ＥＵが設けられるとともに、第１希釈器ＰＮＤ１及び蒸発器ＥＵの間から分岐して、粒子数計測装置２の下流においてメイン流路ＭＬに合流する第２バイパス流路ＢＬ２が設けられている。なお、蒸発器ＥＵは、３００～４００度に加熱されている。
　第２バイパス流路ＢＬ２には、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ２が設けられた希釈ガス流路ＤＬ２が接続されている。またバイパス流路ＢＬ２には、開閉バルブＶ３、及び第２バイパス流路ＢＬ２を流れる流量を一定に保つ、クリティカルオリフィス等の定流量器ＣＦＯ２が設けられている。このような構成により、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ２が情報処理装置４によって制御されることにより、第２バイパス流路ＢＬ２に流入する希釈ガスが調整され、その結果、メイン流路ＭＬから第２バイパス流路ＢＬ２に流入する排出ガスの質量流量を調節する。
　第２希釈器（下流側希釈器）ＰＮＤ２は、メイン流路ＭＬと希釈ガス流路ＤＬ３との接続点又はその下流近傍に設けられており、第２希釈器ＰＮＤ２に導入される排出ガスを冷却するとともにその排出ガスを希釈するものである。
　第２希釈器ＰＮＤ２に導入される希釈ガスは、希釈ガス流路ＤＬ３に設けられた希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３によりその質量流量が制御されている。この希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３は、前記希釈ガス流量制御部ＭＦＣ１と同様に、前記情報処理装置４から目標流量データを与えられると、内部に設けた流量センサ（図示しない）で測定される実流量が、目標流量データの値（以下、目標流量とも言う）となるように、内部のバルブ（図示しない）を調整してローカルで流量制御するものである。この目標流量は、前記情報処理装置４によって、希釈比率から算出される。
　このような構成において、第１希釈器ＰＮＤ１及びその近傍から第２希釈器ＰＮＤ２に至る配管を図示しないヒータ等の加熱手段を有する温度調節器により、例えば１５０度以上に加熱されている。これにより、配管内壁へのＰＭの付着や凝集等を防止して、計数誤差を抑制している。
　また、第２希釈器ＰＮＤ２の下流には、第１希釈器ＰＮＤ１及び第２希釈器ＰＮＤ２により希釈された排出ガス中の固体粒子数を計測する粒子数計測装置２が開閉バルブＶ５を介して設けられるとともに、第２希釈器ＰＮＤ２及び粒子数計測装置２の間、具体的には開閉バルブＶ５上流から分岐して、粒子数計測装置２の下流においてメイン流路ＭＬと合流する第３バイパス流路ＢＬ３が設けられている。
　このバイパス流路ＢＬ３には、バイパス流路ＢＬ３を流れる流量を一定に保つ、クリティカルオリフィス等の定流量器ＣＦＯ３、及び開閉バルブＶ４がこの順で設けられている。なお、開閉バルブＶ５及び粒子数計測装置３の間には、開閉バルブＶ６及びフィルタをこの順で設けた大気開放通路ＡＬが形成されており、吸引ポンプＰの停止時などに開閉バルブＶ５が閉じられる際に、開閉バルブＶ６を開けて粒子数計測装置２内を大気開放させる。
　粒子数計測装置２は、アルコールやブタノールなどの有機ガスを過飽和状態で混入させて排出ガス中のＰＭに付着させることにより、このＰＭを大きな径に成長させ、成長したＰＭをスリットから排出して、出てきた粒子にレーザ光にて計数するものである。この粒子数計測装置２は、成長したＰＭをスリットから排出するように構成していることから、そのスリットが定流量器としての機能を有し、粒子測定装置２には一定流量の排出ガスが流れることになる。
　このような構成により、２段の希釈器ＰＮＤ１、ＰＮＤ２で希釈された排出ガスの一部が粒子数計測装置２に導かれ、その排出ガスに含まれる固体粒子数が計数される。そして、粒子数計測装置２で測定された計数データは、前記情報処理装置４に出力されて適宜処理される。
　しかして、本実施形態の情報処理装置４は、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３により制御される希釈ガス流量Ｑ１と、粒子数計測装置２を流れる流量である装置流量Ｑ２及び第３バイパス流路ＢＬ３上の定流量器ＣＦＯ３の設定流量Ｑ３の合計流量Ｑ２＋Ｑ３と、から排出ガスの希釈比率を算出する。具体的に情報処理装置４は、希釈比率を（Ｑ２＋Ｑ３）／（Ｑ２＋Ｑ３－Ｑ１）により算出する。このように構成することによって、第２希釈器ＰＮＤ２に導入される排出ガスの質量流量を測定する流量測定機構を不要としている。
　また本実施形態の情報処理装置４は、粒子数計測装置２の上流に設けた開閉バルブＶ５を閉じ、第３バイパス流路ＢＬ３に設けた開閉バルブＶ４を開けて、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３により制御された流量Ｑ１を第３バイパス流路ＢＬ３上に流すことによって第３バイパス流路ＢＬ３上の定流量器ＣＦＯ３の設定流量を校正する。なお、この校正の際の定流量器ＣＦＯ３の上流近傍の圧力及び温度を圧力センサＰ１及び温度センサＴ１により測定し、情報処理装置４が、その測定データを校正データと関連付けて記憶する。
　一方、情報処理装置４は、第３バイパス流路ＢＬ３に設けた開閉バルブＶ４を閉じ、粒子数計測装置２の上流に設けた開閉バルブＶ５を開けて、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３により制御された流量Ｑ１をメイン流路ＭＬに流すことによって粒子数計測装置２の装置流量を校正する。なお、この校正の際の粒子数計測装置２の上流近傍の圧力及び温度を圧力センサＰ２及び温度センサＴ２により測定し、情報処理装置４が、その測定データを校正データと関連付けて記憶する。
　さらに本実施形態の情報処理装置４は、第３バイパス流路ＢＬ３上の定流量器ＣＦＯ３の校正時におけるその定流量器ＣＦＯ３上流近傍の温度及び圧力と、粒子数測定時における第３バイパス流路ＢＬ３上の定流量器ＣＦＯ３上流近傍の温度及び圧力とをパラメータとして、バイパス流路上の定流量器の設定流量を補正する（補正後の設定流量Ｑ３’）。さらに、情報処理装置４は、粒子数計測装置２の装置流量の校正時におけるその粒子数計測装置２上流近傍の温度及び圧力と、粒子数測定時における粒子数計測装置２上流近傍の温度及び圧力とをパラメータとして、粒子数計測装置２の装置流量を補正する（補正後の設定流量Ｑ２’）。そして、情報処理装置４は、この補正の結果得られた装置流量Ｑ２’及び設定流量Ｑ３’を用いて希釈比率を算出し、第２希釈器ＰＮＤ２での希釈比率が一定となるように希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３に目標流量データを与える。
　次に、本実施形態の希釈器（ＰＮＤ）について詳述する。
　すなわち本実施形態に係る粒子数計測システムは、エンジンの排出ガスを導入する排出ガス導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、希釈ガスを導入する希釈ガス導入ポートに一端が接続され、他端が前記メイン流路に接続された希釈ガス流路と、前記メイン流路に設けられ、排出ガス中の揮発性粒子を気化させる蒸発器と、前記蒸発器の下流側に設けられ、前記蒸発器を通過した排出ガスに希釈ガスを混合することによりその排出ガスを希釈する下流側希釈器と、前記下流側希釈器により希釈された排出ガス中の固体粒子数を計測する粒子数計測装置と、を備え、前記下流側希釈器が、一端から他端に行くに従って縮径する回転体形状の内部空間を有するボディと、前記内部空間の中心軸上に沿って又は前記中心軸に直交して設けられ、排出ガス及び希釈ガスを前記内部空間内に導入する導入管と、前記導入管に直交して設けられ、前記内部空間内で生じる旋回流により希釈された排出ガスを内部空間外に導出する導出管と、を有し、前記ボディが、その内部空間の中心軸が略水平となるように設けられるとともに、前記導入管が前記蒸発器に接続され、前記導出管が前記粒子数計測装置に接続されていることを特徴とする。
　このようなものであれば、下流側希釈器が互いに直交する導入管及び導出管を有し、導出管が、ボディの内部空間内で旋回流により希釈された排出ガスを導出するので、当該下流側希釈器によって排出ガスと希釈ガスとを充分に混合するとともに流路方向を変更することができるので、従来のように流速に基づく曲げ半径による配管の占める体積を不要にすることができ、コンパクトに流路方向を変換することができる。特に、下流側希釈器では、内部空間の中心軸を略水平となるように設けるため、下流側希釈器から粒子数計測装置への配管を直管形状とした状態で、その配管内での粒子たまり等を生じさせることなく、希釈された排出ガスを粒子数計測装置へ送ることができる。また、容量及び重量の大きな粒子数計測装置の鉛直方向下側に下流側希釈器を設置しない構造によりシステム全体として複雑な構造にすることを防止できる。さらに、下流側希釈器及びその下流は、排出ガス及び配管を加熱する構造を持たず常温であるため温度が下がり配管に粒子が付着することが考えられるが、配管を短くすることができることで、粒子が配管に付着することを防ぐことができる。加えて、排出ガス及び希釈ガスを内部空間内で旋回流とすることによって、排出ガス及び希釈ガスが混合される流路を長くとることができ、さらに、旋回流によって他端から一端に向かって逆流した排出ガス及び希釈ガスを導出口から外部に導出されるようにしているので、排出ガス及び希釈ガスを、配管を長くすることなく十分に混合することができる。
　前記下流側希釈器の導入管及び導出管を直管形状とすることにより、それら管内における粒子損失を抑制するためには、前記蒸発器における導入管接続部と、前記粒子数計測装置における導出管接続部とが直交して配置されていることが望ましい。
　粒子数計測システム全体としてさらにコンパクトに構成するためには、前記蒸発器の上流側に設けられ、内部に導入された排出ガスに希釈ガスを混合することによりその排出ガスを希釈する上流側希釈器をさらに備え、前記上流側希釈器が、一端から他端に行くに従って縮径する回転体形状の内部空間を有するボディと、前記内部空間の中心軸上に沿って又は前記中心軸上に直交して設けられ、排出ガス及び希釈ガスを前記内部空間内に導入する導入管と、前記導入管に直交して設けられ、前記内部空間内で生じる旋回流により希釈された排出ガスを内部空間外に導出する導出管と、を有し、前記上流側希釈器が加熱されるとともに、前記下流側希釈器が冷却されており、前記上流側希釈器において、前記ボディの外壁に、ヒータが取り付けられる取付平面が形成されていることが望ましい。
　また、前段である上流側希釈器では、排出ガスに測定対象物質以外の異物や所定粒子径よりも大きな固体粒子が含まれていることがあり、この異物や大きな粒子を好適に除去するためには、前記上流側希釈器において、その内部空間が鉛直下方に行くに従って漸次縮径する回転体形状をなすものであり、当該内部空間の下方に集塵部が設けられていることが望ましい。このとき、上流側希釈器は、測定対象物質のサイズよりも大きい異物や固体粒子を除去する機能を備えさせることが好ましい。
　しかして、本実施形態の第１希釈器ＰＮＤ１及び第２希釈器ＰＮＤ２は、図３及び図４に示すように、排出ガス及び希釈ガスが導入される内部空間Ｓを有するボディ５と、当該ボディ５の内部空間Ｓに排出ガス及び希釈ガスを導入する導入管６と、内部空間Ｓから希釈された排出ガスを導出するための導出管７とを備えている。なお、図３は第１希釈器ＰＮＤ１を示し、図４は第２希釈器ＰＮＤ２を示しており、第１希釈器ＰＮＤ１及び第２希釈器ＰＮＤ２の構成は、導出管７以外において同一としている。
　ボディ５は、図５に示すように、一端から他端に行くに従って漸次縮径するテーパ部を有する回転体形状の内部空間Ｓが形成されている。具体的に内部空間Ｓは、円柱状空間部Ｓ１と円錐状空間部Ｓ２とからなる。そして、その内部空間Ｓの他端部には、内部空間Ｓに連通するように、内部空間Ｓ内に導入された排出ガスに含まれる塵を収集するための集塵部８が設けられている。
　また、ボディ５の外壁には、第１希釈器ＰＮＤ１に用いた場合に、内部空間Ｓ内に導入された排出ガスを加熱するためのヒータを取り付けるための取付平面５Ａが形成されている。
　導入管６は、排出ガス及び希釈ガスがボディ５の内周壁に沿って下方（他端側）に向かう旋回流となるように、内部空間Ｓ内に排出ガス及び希釈ガスを希釈器ＰＮＤ１、ＰＮＤ２の円筒部から導入するものである。具体的には、導入管６は、図６に示すように、内部空間Ｓにおけるテーパ部（円錐状空間部Ｓ２）より上部の円筒状空間部Ｓ１において内部空間Ｓの中心軸Ｃに直交するように設けられ、さらに図７に示すように、排出ガス及び希釈ガスの流入方向がボディ５の内周壁である円筒壁５０１に対し接線方向となる位置に設けられている。導入管６から流入した排出ガス及び希釈ガスは、円筒状空間部Ｓ１で直線流から渦流に変わり、円筒壁５０１に沿って回転しながら下降し（他端へ向かい）、円錐状空間部Ｓ２に達すると回転速度を増加しながら、さらに下降し（他端へ向かい）、円錐状空間部Ｓ２の下端近くで方向を反転し、中心部を回転しながら上昇し、導出管７を経て排出される。
　導出管７は、図５に示すように、少なくとも内部空間Ｓ内において内部空間Ｓの中心軸Ｃ上に沿って設けられるとともに、その導出口７ａが内部空間Ｓ内（具体的には円柱状空間部Ｓ１内）に配置され、内部空間Ｓ内で生じる旋回流により希釈された排出ガスを内部空間Ｓ外に導出するものである。つまり、内部空間Ｓ内における導出管７と導入管６とは、直交するように設けられている。これにより、希釈器ＰＮＤ１、ＰＮＤ２においてメイン流路ＭＬを構成する配管の流路方向を変更する構成としている。さらに、導出管７の導出口７ａは、導入管６の開口よりも下方に位置するようにし、導入管６から直接導出管７に排出ガス及び希釈ガスが流れないように構成している。
　また、本実施形態では、第１希釈器ＰＮＤ1の導出管７は、図３に示すように、内部空間Ｓ外において湾曲する湾曲管であり、第２希釈器ＰＮＤ２の導出管７は、図４に示すように、内部空間Ｓ外において直線状をなす直管である。
　このように構成された希釈器ＰＮＤ１、ＰＮＤ２において、第１希釈器ＰＮＤ１は、その内部空間Ｓが鉛直下方に行くに従って漸次縮径する配置となるように設けられている。つまり、第１希釈器ＰＮＤ１は、その内部空間Ｓの中心軸Ｃが略鉛直となるように配置される。これにより、第１希釈器ＰＮＤ１に導入された排出ガスに含まれる塵は遠心分離されて集塵部８に収容される。この第１希釈器ＰＮＤ１は、排出ガスに含まれる固体粒子の粒径よりも大きい（例えば２．５μｍより大きい）の粒子を除去する機能を有するものである。一方で、第２希釈器ＰＮＤ２は、その内部空間Ｓの中心軸Ｃが略水平となるように配置されている。つまり、本実施形態の第２希釈器ＰＮＤ２は集塵機能を有さない。
　次に第１希釈器ＰＮＤ１及び第２希釈器ＰＮＤ２と蒸発器ＥＵと粒子数計測装置２の配置関係について図８を参照して説明する。第１希釈器ＰＮＤ１はその内部空間Ｓの中心軸Ｃが略鉛直となるように蒸発器ＥＵの上方に設けられており、この第１希釈器ＰＮＤ１の導出管７はＵ字形状に湾曲している。そして、この導出管７が下方に設けられた蒸発器ＥＵの一端に接続されている。また、蒸発器ＥＵの導入管接続部（排出ガス導出口）ＥＵ１に第２希釈器ＰＮＤ２の導入管６が接続されている。この第２希釈器ＰＮＤ２はその内部空間Ｓの中心軸Ｃが略水平となるように設けられており、この第２希釈器ＰＮＤ２の導出管７は直管形状をなし、粒子数計測装置２の導出管接続部（排出ガス導入口）２１に接続される。このとき、蒸発器ＥＵの導入管接続部ＥＵ１と粒子数計測装置２の導出管接続部２１とが略水平な平面内において直交するようにベース体９上に設けられており、第２希釈器ＰＮＤ２が蒸発器ＥＵの導入管接続部ＥＵ１及び粒子数計測装置２の導出管接続部２１に対向するようにそれらの水平方向側方に設けられている。より詳細には、第２希釈器ＰＮＤ２の円筒状空間部側が粒子数計測装置２の導出管接続部に対向するように設けられている。
　なお、上記では、第１希釈器に集塵機能を持たせて、第１希釈器の上流にダスト除去器を設けない構成しているが、第１希釈器に集塵機能を持たせることなく、第１希釈器の上流にダスト除去器を設けても良い。このとき、第１希釈器は、内部空間Ｓが鉛直方向に沿って配置されるように設ける必要はない。また、第１希釈器及び第２希釈器を同一の構成としているが、異なる構成としても良い。この場合、第１希釈器に集塵部を設け、第２希釈器に集塵部を設けない構成としても良い。さらに、希釈器は、排出ガス及び希釈ガスの両方を内部空間に導入する１つの導入管を有するものであったが、排出ガスを内部空間に導入する排出ガス用の導入管及び希釈ガスを内部空間に導入する希釈ガス用の導入管を有するものであっても良い。加えて、第１希釈器の導出管は湾曲管であり、第２希釈器の導出管は直管であったが、それらの導出管は、希釈器の下流に接続される構成部品の配置によって適宜変更可能である。その上、前記実施形態の希釈器は、導入管が内部空間の中心軸に直交して設けられ、導出管が内部空間の中心軸上に沿って設けられて構成されているが、導入管を内部空間の中心軸上に沿って設け、導出管が内部空間の中心軸に直交して設けて構成しても良い。この場合、内部空間内で旋回流を生じさせるために、内部空間内に攪拌羽根を設けることが望ましい。
　最後に情報処理装置４について詳述する。
　すなわち本実施形態に係る粒子数計測システムは、エンジンの排出ガスを導入するための排出ガス導入ポートと、希釈ガスを導入するための希釈ガス導入ポートと、内部に導入された排出ガスに希釈ガスを所定の希釈比で混合することによりその排出ガスを希釈する希釈ユニットと、前記希釈ユニットにより希釈された排出ガス中の固体粒子数を計測する粒子数計測装置と、前記粒子数計測装置の計測結果による希釈後の粒子数情報、及びその希釈後の粒子数情報と前記希釈ユニットの希釈比とから得られる希釈前の粒子数情報を切り替え可能にディスプレイ上に表示する情報処理装置と、を備えることを特徴とする。
　このようなものであれば、希釈後の排出ガスにおける粒子数情報だけでなく、希釈前の排出ガスにおける粒子数情報を表示することができ、ユーザが手計算により希釈前の粒子数情報を算出する手間を不要とすることができ、ユーザにとって使い勝手を良くすることができる。また、希釈後の粒子数情報及び希釈前の粒子数情報を切り替え可能に表示することによって、画面表示を煩雑にすることなく又各表示スペースを小さくする必要もなく、ユーザが各粒子数情報を見間違えることを防止することができ、粒子数計測システムの使い勝手を良くすることができる。
　粒子数計測システムが、排出ガス中の揮発性粒子を気化させる蒸発器をさらに備える場合においては、蒸発器及びその近傍、特に蒸発器と希釈ユニットとの間の配管では、例えば熱泳動現象により排出ガス中に含まれる粒子が配管に付着してしまうという問題がある。そこで、配管への粒子の付着等による粒子損失を考慮した粒子数情報を表示するためには、前記情報処理装置が、前記希釈後の粒子数情報及び前記希釈前の粒子数情報に加えて、前記希釈後の粒子数情報と前記希釈ユニットの希釈比及びこの希釈比における少なくとも前記蒸発器を粒子が通過した後の粒子数損失から定められる粒子損失係数とから得られる損失補正後の粒子数情報を切り替え可能にディスプレイ上に表示するものであることが望ましい。なお、ここで、粒子損失係数は、例えばＥＣＥ基準（ECE Regulation）において定義されているＰＣＲＦ（Particle Concentration Reduction Factor）である。これならば、希釈後の粒子数情報、希釈前の粒子数情報及び損失補正後の粒子数情報を表示できるだけでなく、ユーザが各粒子数情報を見間違えることを防止することができ、表示スペースを小さくする必要もなく、粒子数計測システムの使い勝手を良くすることができる。
　また、前記情報処理装置が、前記希釈後の粒子数情報及び前記希釈前の粒子数情報を切り替え可能な第１表示画面と、前記希釈後の粒子数情報、前記希釈前の粒子数情報及び前記損失補償後の粒子数情報を切り替え可能な第２表示画面とをユーザが選択するための選択用表示をディスプレイ上に表示するものであり、さらに、その選択用表示により選択された表示画面をディスプレイ上に表示するものであることが望ましい。これならば、ユーザが意図的に第１表示画面及び第２表示画面を選択できるようになり、画面上に表示されている粒子数情報を取り違えることを防止し易くできる。
　前記情報処理装置が、前記選択用表示としての選択チェックボックスを含み、前記希釈ユニットの希釈比を設定するための希釈比設定画面を表示するものであり、ユーザが前記第２の粒子数情報表示画面を選択した場合において、前記希釈比設定画面上に粒子損失係数が予め定められた希釈比のみを選択可能に表示するものであることが望ましい。これならば、損失補正後の希釈前粒子数情報を表示させる場合において、粒子損失係数が設定されていない希釈比を選択することを未然に防止することができ、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
　ユーザの使い勝手を一層良くするためには、前記情報処理装置が、前記希釈ユニットの希釈比を設定するための希釈比設定画面を表示するものであり、前記希釈比設定画面に入力された希釈比に基づいて、前記希釈後の粒子数情報及び前記希釈前の粒子数情報を切り替え可能な第１表示画面と、前記希釈後の粒子数情報、前記希釈前の粒子数情報及び前記損失補償後の粒子数情報を切り替え可能な第２表示画面とのいずれか一方の表示画面をディスプレイ上に表示するものであることが望ましい。
　しかして本実施形態の粒子数計測システム１００の情報処理装置４は、粒子数計測装置２の計測結果により得られた希釈後の粒子数情報と、その希釈後の粒子数情報及び希釈ユニットの希釈比から得られる希釈前の粒子数情報と、希釈後の粒子数情報及び粒子損失係数から得られる損失補正後の粒子数情報と、を切り替え可能にディスプレイ上に表示する。本実施形態では、粒子数情報として粒子数濃度［個／ｃｍ３］の例を示している。また、希釈前の粒子数情報は、希釈後の粒子数情報と希釈ユニットの希釈比（具体的には第１希釈器ＰＮＤ１及び第２希釈器ＰＮＤ２の全体希釈比）とを乗じた情報である。損失補正後の粒子数情報とは、希釈後の粒子数情報と粒子損失係数とを乗じた情報である。なお、粒子損失係数とは、希釈ユニットの希釈比及びこの希釈比における少なくとも蒸発器ＥＵを粒子が通過した後の粒子数損失から定められる係数である。つまり、粒子損失係数は、希釈ユニットの希釈比とこの希釈比における少なくとも蒸発器ＥＵを粒子が通過した後の粒子数損失とを組み合わせた係数であり、各希釈比毎に定められる。粒子損失係数に関して言うと、少なくとも蒸発器ＥＵ付近での粒子損失から得られるものであるが、蒸発器ＥＵによる粒子損失だけでなく配管曲がり等による粒子損失も考慮するため、本実施形態では、排出ガス導入ポートＰＴ１から粒子数計測装置ＣＰＣを接続する配管（当該配管に設けられた蒸発器ＥＵ等の各種機器を含む。）での粒子損失を考慮して定められている。
　具体的に情報処理装置４は、排出ガスの粒子数濃度開始前等の希釈率設定において、図９に示す希釈率設定画面Ｗ１をディスプレイ上に表示する。この希釈率設定画面Ｗ１は、第１希釈ユニット（第１希釈器ＰＮＤ１）の希釈率及び第２希釈ユニット（第２希釈器ＰＮＤ２）の希釈率を設定するための画面である。なお、本実施形態では、第２希釈器ＰＮＤ２の希釈比は固定値（図９において１５倍）であり、希釈率設定画面Ｗ１は、第１希釈器ＰＮＤ１の希釈比を設定するための画面である。この第１希釈器ＰＮＤ１の希釈比は、希釈比入力ボックスＷ１１にユーザがテキスト入力することによって１０倍～２００倍の間で任意に設定可能である。なお、図９において符号Ｗ１３は、希釈率を決定するための決定ボタンであり、符号Ｗ１４は希釈比設定を終了するための終了ボタンである。
　この希釈率設定画面Ｗ１には、第１表示画面Ｗ２（図１１参照）及び第２表示画面Ｗ３（図１２参照）をユーザが選択するための選択用表示、具体的には選択チェックボックスＷ１２が表示されている。そして、ユーザがポインティングディバイスを用いて選択チェックボックスＷ１２をチェックした場合（図１０参照）には、情報処理装置４が第２表示画面Ｗ３をディスプレイ上に表示する。一方、選択チェックボックスＷ１２をチェックしない場合には、情報処理装置４は、第１表示画面Ｗ２をディスプレイ上に表示する。
　ここで、第１表示画面Ｗ２は、図１１に示すように、希釈後の粒子数濃度及び希釈前の粒子数濃度を切り替え可能な表示画面であり、希釈後の粒子数濃度（図１１中「Ｒａｗ　Ｃｏｕｎｔ」）と、希釈前の粒子数濃度（図１１中「Ｃｏｕｎｔ×Ｔｏｔａｌ　ＤＦ」）とを切り替えるための表示切替部Ｗ２１と、当該表示切替部Ｗ２１により選択された粒子数濃度を例えばリアルタイムに表示するための粒子数情報表示領域Ｗ２２と、を備えている。表示切替部Ｗ２１は、ユーザがポインティングディバイスによって選択するとプルダウンメニューにより希釈後の粒子数濃度（Ｒａｗ　Ｃｏｕｎｔ）と希釈前の粒子数濃度（Ｃｏｕｎｔ×Ｔｏｔａｌ　ＤＦ）とを選択可能にするものである。また、第１表示画面Ｗ２は、粒子数計測中の希釈ユニットの希釈比を表示する希釈比表示領域Ｗ２３及び粒子数濃度の経時的変化を示す時系列データ表示領域Ｗ２４を有している。具体的に希釈比表示領域Ｗ２３は、第１希釈器ＰＮＤ１の希釈比と、第２希釈器ＰＮＤ２の希釈比と、それら２つの希釈器ＰＮＤ１、ＰＮＤ２による全体希釈比とが表示される。なお、第１表示画面Ｗ２は、ライン選択機構ＳＣＵにより選択されているサンプルラインを表示するステータス表示領域Ｗ２５も有している。
　また、第２表示画面Ｗ３は、図１２に示すように、希釈後の粒子数濃度、希釈前の粒子数濃度及び損失補正後の粒子数濃度を切り替え可能な表示画面であり、希釈後の粒子数濃度（図１２中「ＣＰＣ　Ｃｏｕｎｔ」）と希釈前の粒子数濃度（図１２中「Ｃｏｕｎｔ×Ｔｏｔａｌ　ＤＦ」）と損失補正後の粒子数濃度（図１２中「Ｃｏｕｎｔ×ＰＣＲＦ」）とを切り替えるための表示切替部Ｗ３１と、当該表示切替部Ｗ３１によって選択された粒子数濃度を例えばリアルタイムに表示するための粒子数情報表示領域Ｗ３２と、を備えている。その他の構成は、第１表示画面Ｗ２と同様であり、符号Ｗ３３は希釈比表示領域であり、符号Ｗ３４は時系列データ表示領域である。なお、第２表示画面Ｗ３は、ライン選択機構ＳＣＵにより選択されているサンプルラインを表示するステータス表示領域Ｗ３５も有している。また、図１２において粒子数情報表示領域Ｗ３２は、表示切替部Ｗ３１のプルダウンメニューにより隠れている。
　また、希釈率設定画面Ｗ１において、選択チェックボックスＷ１２をチェックした場合には、希釈比入力ボックスＷ１１は、粒子損失係数が予め定められた希釈比のみが選択可能となる。具体的に情報処理装置４は、選択チェックボックスＷ１２がチェックされた場合には、希釈比入力ボックスＷ１１に粒子損失係数が予め定められた希釈比のみ選択可能とするために、それら希釈比が含まれたプルダウンメニューを表示する。そして、このプルダウンメニューに含まれる希釈比が選択されることによって第１希釈器ＰＮＤ１の希釈比が設定される。
　なお、上記では第２希釈器の希釈比が固定値であったが、第１希釈器と同様、ユーザが任意に設定可能にしても良い。また、粒子損失係数を求める際の粒子径は、３０ｎｍ、５０ｎｍ及び１００ｎｍに限られず、その他の粒子径であっても良い。粒子損失係数に関して言うと、上記では各粒子径毎に求められた損失係数の平均値（相加平均）としているが、測定する排出ガスの性質に応じて、各粒子径毎に求められた損失係数の加重平均を用いても良い。さらに、上記では選択チェックボックスをチェックすると、プルダウンメニューにより第１希釈器の希釈比が選択可能となるように構成されているが、その他テキスト入力できるようにしても良い。この場合、粒子損失係数が設定されていない希釈比が入力された場合には、その入力された希釈比に最も近い、粒子損失係数が設定された希釈比が設定されるようにすることが考えられる。加えて、希釈率設定画面が選択チェックボックスを有さないものであっても良く、この場合、希釈比入力ボックスに入力された希釈比が粒子損失係数が予め定められたものであれば、情報処理装置は、自動的に第２表示画面をディスプレイ上に表示するようにしても良い。これならば、ユーザの操作を簡略化することができる。
　＜本実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態に係る粒子数計測システム１００によれば、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ３により制御される希釈ガス流量Ｑ１と、粒子数計測装置２の装置流量Ｑ２及びバイパス流路ＢＬ３上の定流量器ＣＦＯ３の設定流量Ｑ３の合計流量Ｑ２＋Ｑ３と、から排出ガスの希釈率を算出するようにしているので、従来第２希釈器ＰＮＤ２に流入する排出ガスの流量を測定していた流量測定機構を不要とすることができ、システム構成を簡単化及びコンパクト化することができるとともに、コストダウンを可能にすることができる。また、従来、粒子数計測装置２が設けられた流路ＭＬ及びバイパス流路ＢＬ毎に設けていた吸引ポンプを共通化させているので、これによってもシステム構成を簡単化及びコンパクト化することができ、システムのコストダウンを可能にすることができる。
　なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
　例えば、前記実施形態では、粒子数計測装置２の内部に設けられた定流量器（ＣＦＯ）が温調されていない場合を想定しており、粒子数計測装置２の装置流量を、この粒子数計測装置２の上流近傍の圧力及び温度を用いて校正している。一方、粒子数計数装置２内部に設けられた定流量器（ＣＦＯ）が温調されている場合には、粒子数計測装置２の装置流量は、粒子数計測装置２の上流近傍の圧力を用いて校正すれば良く、その上流近傍の温度を用いて校正する必要はない。
　また、前記実施形態では、第３バイパス流路ＢＬ３上の定流量器ＣＦＯ３の上流近傍に圧力センサＰ１及び温度センサＴ１を設け、メイン流路ＭＬの粒子数計測装置の上流近傍に圧力センサＰ１及び温度センサＴ１を設けているが、それら圧力センサ及び温度センサを共通としても良い。具体的には、メイン流路ＭＬと第３バイパス流路ＢＬ３との分岐点上流近傍に共通の圧力センサ及び温度センサを設けても良い。
　その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
　本発明により、粒子数計測システムの構成を簡単化及びコンパクト化するとともに、そのコストを削減することができる。

Claims (5)

  1. 　エンジンの排出ガスを導入するための排出ガス導入ポートと、
    　希釈ガスを導入するための希釈ガス導入ポートと、
    　前記排出ガス導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、
    　前記希釈ガス導入ポートに一端が接続され、他端が前記メイン流路に接続された希釈ガス流路と、
    　前記メイン流路及び前記希釈ガス流路の接続点又はその下流近傍に設けた希釈器と、
    　前記希釈ガス流路に設けられ、前記希釈器に導入される希釈ガスの流量を制御する希釈ガス流量制御部と、
    　前記希釈器の下流にバルブを介して設けられ、希釈された排出ガス中の固体粒子数を計測するものであって、定流量機能を有する粒子数計測装置と、
    　前記メイン流路における前記希釈器及び前記粒子数計測装置の間から分岐して設けられ、定流量器及びバルブが設けられたバイパス流路と、
    　前記メイン流路及び前記バイパス流路の合流点下流に接続され、前記メイン流路及び前記バイパス流路に排出ガスを導入するための吸引ポンプと、
    　前記希釈ガス流量制御部により制御される希釈ガス流量と、前記粒子数計測装置を流れる流量である装置流量及び前記バイパス流路上の定流量器の設定流量の合計流量と、から排出ガスの希釈率を算出する情報処理装置と、を備える粒子数計測システム。
  2. 　前記情報処理装置が、前記粒子数計測装置の上流に設けたバルブを閉じ、前記バイパス流路に設けたバルブを開けて、前記希釈ガス流量制御部により制御された流量を前記バイパス流路上に流すことによって前記バイパス流路上の定流量器の設定流量を校正する請求項１記載の粒子数計測システム。
  3. 　前記情報処理装置が、前記バイパス流路に設けたバルブを閉じ、前記粒子数計測装置の上流に設けたバルブを開けて、前記希釈ガス流量制御部により制御された流量を前記メイン流路に流すことによって前記粒子数計測装置の装置流量を校正する請求項１記載の粒子数計測システム。
  4. 　前記情報処理装置が、前記バイパス流路上の定流量器の校正時におけるその定流量器上流近傍の温度及び圧力と、粒子数測定時における前記バイパス流路上の定流量器上流近傍の温度及び圧力とをパラメータとして、前記バイパス流路上の定流量器の設定流量を補正する請求項２記載の粒子数計測システム。
  5. 　前記情報処理装置が、前記粒子数計測装置の装置流量の校正時におけるその粒子数計測装置上流近傍の圧力と、粒子数測定時における前記粒子数計測装置上流近傍の圧力とをパラメータとして、前記粒子数計測装置の装置流量を補正する請求項２記載の粒子数計測システム。
PCT/JP2010/056090 2009-04-07 2010-04-02 粒子数計測システム Ceased WO2010116959A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10761658.3A EP2418471B1 (en) 2009-04-07 2010-04-02 System for determining number of particles
US13/259,018 US8794048B2 (en) 2009-04-07 2010-04-02 System for determining number of particles
CN2010800130895A CN102362167B (zh) 2009-04-07 2010-04-02 粒子数测量系统

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-092915 2009-04-07
JP2009092915 2009-04-07
JP2009101443A JP5489324B2 (ja) 2009-04-17 2009-04-17 粒子数計測システム
JP2009-101359 2009-04-17
JP2009101359A JP5588120B2 (ja) 2009-04-17 2009-04-17 粒子数計測システム
JP2009-101443 2009-04-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010116959A1 true WO2010116959A1 (ja) 2010-10-14

Family

ID=42936243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/056090 Ceased WO2010116959A1 (ja) 2009-04-07 2010-04-02 粒子数計測システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8794048B2 (ja)
EP (1) EP2418471B1 (ja)
CN (1) CN102362167B (ja)
WO (1) WO2010116959A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092839A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 株式会社堀场制作所 排气测量装置以及排气测量方法
JP2017133925A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 富士電機株式会社 粒子分析装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT513791B1 (de) * 2014-04-25 2016-05-15 Avl List Gmbh Partikelmessgerät und ein Verfahren zum Betreiben des Partikelmessgerätes
JP2014134555A (ja) * 2014-04-28 2014-07-24 Horiba Ltd 粒子数計測システム
CN104181085A (zh) * 2014-08-28 2014-12-03 无锡硅奥科技有限公司 一种激光尘埃粒子计数器
DE102017110793A1 (de) 2016-05-25 2017-11-30 FEV Europe GmbH Abgasanalyseanlage zur Analyse eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen Abgasanalyseanlage
JP6714441B2 (ja) * 2016-06-09 2020-06-24 アズビル株式会社 粒子検出装置及び粒子検出装置の制御方法
WO2021014740A1 (ja) * 2019-07-22 2021-01-28 株式会社堀場製作所 排ガス分析装置、ガス供給方法、及び排ガスサンプリング装置
EP4042139A4 (en) * 2019-09-30 2023-11-22 TSI Incorporated Mirror calibration of multiple flow-measurement devices
EP4130706A4 (en) 2020-03-26 2024-03-27 HORIBA, Ltd. DILUTER, ANALYSIS SYSTEM, AND ANALYSIS METHOD

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143932A (ja) * 1987-11-05 1989-06-06 Horiba Instr Inc 内燃機関の排気ガスの質量流量計測装置を較正する方法、そのための装置および比例サンプル抽出方法
JP2000028499A (ja) * 1998-07-15 2000-01-28 Farm Tec:Kk 排気ガス中の混合物質捕集装置
JP2001188031A (ja) * 1999-10-18 2001-07-10 Firmware Technology Co Ltd 排気ガス中の粒子状物質の測定方法および測定装置
JP2006194726A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Mazda Motor Corp Ｐｍ粒子数計測装置
JP2006275801A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Horiba Ltd 排気ガス成分分析装置
JP2008164446A (ja) 2006-12-28 2008-07-17 Horiba Ltd 粒子数計測システム
JP2008164413A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Horiba Ltd 排出ガスサンプリング分析システム
JP2008164419A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Horiba Ltd 粒子数計測システム及びその制御方法
JP2008530558A (ja) * 2005-02-11 2008-08-07 株式会社堀場製作所 広範囲連続希釈装置
JP2009510448A (ja) * 2005-09-29 2009-03-12 株式会社堀場製作所 エンジン排気希釈用サンプラ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5177291A (ja) 1974-12-02 1976-07-05 Hitachi Ltd Haigasusanpuringusochi
JPS588735B2 (ja) 1978-11-10 1983-02-17 株式会社堀場製作所 定容量希釈サンプリング装置
JPS55167554U (ja) 1979-05-18 1980-12-02
JPS58153550A (ja) 1982-03-08 1983-09-12 Keiichi Isotani 粉粒体捕集機
JPS5982561U (ja) 1982-11-29 1984-06-04 三菱重工業株式会社 ダスト捕集装置
JPS59130558A (ja) 1983-01-13 1984-07-27 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 排気ガス浄化用サイクロン集じん器
JPS59175157U (ja) 1983-05-09 1984-11-22 三菱重工業株式会社 ダスト捕集装置
JPH06341950A (ja) 1993-05-29 1994-12-13 Horiba Ltd 光学的ガス濃度計測方法およびその装置
EP1151270A2 (en) 1999-02-02 2001-11-07 RUPPRECHT & PATASHNICK CO., INC. Differential particulate mass monitor with intrinsic correction for volatilization losses
JP2001215230A (ja) 2000-02-03 2001-08-10 Shimadzu Corp 分析装置
JP3731656B2 (ja) 2002-04-16 2006-01-05 横河電機株式会社 パーティクル捕集方法及びパーティクル捕集装置
JP4810922B2 (ja) 2004-08-10 2011-11-09 日産自動車株式会社 Ｐｍ堆積量推定制御装置
CN100491704C (zh) * 2004-08-10 2009-05-27 日产自动车株式会社 柴油机微粒滤清器中微粒沉积量的推算装置及方法
JP2006194744A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Sysmex Corp 測定装置用データ処理装置、及びアプリケーションプログラム
EP1914545B1 (en) * 2005-03-29 2016-05-04 Horiba, Ltd. Vehicle-mountable exhaust gas analyzer
JP2008096182A (ja) 2006-10-10 2008-04-24 Shimadzu Corp 分析装置
US7647811B2 (en) 2006-12-21 2010-01-19 Horiba Ltd. Solid particle counting system with valve to allow reduction of pressure pulse at particle counter when vacuum pump is started
US7647810B2 (en) 2006-12-21 2010-01-19 Horiba Ltd. Solid particle counting system with flow meter upstream of evaporation unit
WO2008111403A1 (ja) * 2007-03-15 2008-09-18 Ngk Insulators, Ltd. 粒子状物質検出装置
JP5350611B2 (ja) 2007-06-28 2013-11-27 シスメックス株式会社 表示方法および試料分析装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143932A (ja) * 1987-11-05 1989-06-06 Horiba Instr Inc 内燃機関の排気ガスの質量流量計測装置を較正する方法、そのための装置および比例サンプル抽出方法
JP2000028499A (ja) * 1998-07-15 2000-01-28 Farm Tec:Kk 排気ガス中の混合物質捕集装置
JP2001188031A (ja) * 1999-10-18 2001-07-10 Firmware Technology Co Ltd 排気ガス中の粒子状物質の測定方法および測定装置
JP2006194726A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Mazda Motor Corp Ｐｍ粒子数計測装置
JP2008530558A (ja) * 2005-02-11 2008-08-07 株式会社堀場製作所 広範囲連続希釈装置
JP2006275801A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Horiba Ltd 排気ガス成分分析装置
JP2009510448A (ja) * 2005-09-29 2009-03-12 株式会社堀場製作所 エンジン排気希釈用サンプラ
JP2008164446A (ja) 2006-12-28 2008-07-17 Horiba Ltd 粒子数計測システム
JP2008164413A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Horiba Ltd 排出ガスサンプリング分析システム
JP2008164419A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Horiba Ltd 粒子数計測システム及びその制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092839A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 株式会社堀场制作所 排气测量装置以及排气测量方法
US10520401B2 (en) 2015-04-30 2019-12-31 Horiba, Ltd. Exhaust gas measurement system and exhaust gas measurement method
JP2017133925A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 富士電機株式会社 粒子分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102362167A (zh) 2012-02-22
EP2418471B1 (en) 2019-12-25
EP2418471A4 (en) 2017-11-22
CN102362167B (zh) 2013-12-25
US20120090377A1 (en) 2012-04-19
US8794048B2 (en) 2014-08-05
EP2418471A1 (en) 2012-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010116959A1 (ja) 粒子数計測システム
JP6181288B2 (ja) アイソトープ比分析器のためのガス注入システム及びアイソトープ比を決定する方法
JP5476193B2 (ja) 粒子数計測システム
JP4705116B2 (ja) 広範囲連続希釈装置
US11222765B2 (en) Electron microscope sample holder fluid handling with independent pressure and flow control
JP2014511123A (ja) フロー式粒子分析器の温度補償を含む流体システム
CN110243658A (zh) 一种合流式气溶胶稀释器的校准方法
US9140631B2 (en) Method of measuring characteristics of critical orifice type constant flow rate instrument for use in multistage dilution mechanism
JP5588120B2 (ja) 粒子数計測システム
CN110208165A (zh) 一种分流式气溶胶稀释器的校准方法
JP5489324B2 (ja) 粒子数計測システム
EP2208042B1 (en) Calibration unit for volatile particle remover
CN111203118A (zh) 一种分段调节稀释装置及系统
US7565846B2 (en) Particulate sampler and dilution gas flow device arrangement for an exhaust sampling system
JP2014134555A (ja) 粒子数計測システム
US8847156B2 (en) Gas inlet for a process mass spectrometer
JP2025509808A (ja) 粒子モニタリングシステム、可搬型微生物エアーサンプラ、試料流体中の粒子モニタリング方法、および粒子モニタリングシステムの校正／調整方法
CN220231583U (zh) 一种气溶胶化学成分监测仪的电离效率标定装置
JP2008164446A (ja) 粒子数計測システム
JP5118664B2 (ja) 粒子数計測システム及びその制御方法
CN117110014A (zh) 一种气体稀释进样装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080013089.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10761658

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13259018

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010761658

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 7269/CHENP/2011

Country of ref document: IN