JP2008203048A - 排ガス分析用センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン20より排出された排ガスが通過する排ガス通過孔41が穿設されたセンサ本体40に、排ガス通過孔41内に向けて分析用のレーザ光を照射する照射部5と、照射部5より照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡60を備えた反射鏡ユニット6と、排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部6とが設けられる排ガス分析用センサ4において、前記排ガス通過孔41内に、スリーブ形状のカバーリング8が、該排ガス通過孔41の内壁41aと離間を有するようにして配設される。
【選択図】図4
Description
図1は本発明の一実施例に係る排ガス分析用センサを備えた排ガス分析装置を車輌に搭載した状態を示した側面図、図2は排ガス分析用センサへ管継手を取り付けた状態を示す分解斜視図及び側面図、図3は排ガス分析用センサの断面図、図4はカバーリングの取付構造を示した断面図、図5は排ガス分析用センサの側断面図、図6はカバーリングの斜視図、図7は別実施例のカバーリングの斜視図である。
図1に示すように、本実施例の排ガス分析装置1は、自動車2に配置されたエンジン20から排出される排ガス中の成分濃度や温度を測定し分析するものである。具体的には、排ガス分析装置1は、エンジン20から延出された排ガスの排気経路3の複数箇所に配設された複数の排ガス分析用センサ4と、この排ガス分析用センサ4に接続されたレーザ発信・受光用のコントローラ10と、コントローラ10に接続されたコンピュータ装置11等とで構成されている。
コンピュータ装置11では、コントローラ10からの出力信号を解析して、排ガスの成分濃度や排ガスの温度を算出する等して、排ガスの分析が行われる。
図2及び図3に示すように、本実施例の排ガス分析用センサ4は、平面視円形の薄板状部材より形成されたセンサ本体40に、排ガスが通過する円形の排ガス通過孔41が穿設され、分析用のレーザ光を排ガス通過孔41内に向けて照射する照射部5と、該照射部5より照射されたレーザ光を多重反射させる一対の反射鏡ユニット6・6と、排ガス中を透過したレーザ光を検出する受光部7と、排ガス通過孔41内に配設されたスリーブ形状のカバーリング8等とが設けられている。
排ガス分析用センサ4においては、照射部5から排気経路3と直交する一断面に沿ってレーザ光が照射され、照射されたレーザ光が反射鏡ユニット6の反射鏡60間で排気経路3を横切るように複数回反射されて、受光部7にて受光される。
管継手36・36は、断面円形の貫通孔36aが穿設された筒状に形成され、一方の開口縁部にフランジ部36bが設けられている。排ガス分析用センサ4(のセンサ本体40)は、一対の管継手36・36のフランジ部36bが設けられた側の開口端の離間に、ガスケット37・37を介して挟み込まれ、フランジ部36b・36bがボルト38・38によって締結されることで固定される。
図3に示すように、排ガス分析用センサ4を構成する機台となるセンサ本体40は、上述したように、平面視円形に形成された薄板状の金属部材より構成され、排ガスの流れ方向と直交する対向面の略中央部に円形の排ガス通過孔41が穿設されている。
本実施例のセンサ本体40には、板厚中央部を通って外側から排ガス通過孔41へと排ガスの流れ方向に直交する方向に貫通された取付孔40a・40bが穿設されており、取付孔40aには照射部5が取り付けられ、取付孔40bには受光部7が取り付けられる。照射部5及び受光部7は、排ガス通過孔41の軸中心に対して対向する位置にそれぞれ取り付けられている。
図3に示すように、照射部5は、赤外線送信用の光ファイバ50と、光ファイバ50をセンサ本体40に位置決めして取り付ける接続ブロック51等とで構成されている。
光ファイバ50は、接続ブロック51に設けられた入光コリメータ51aに接続され、その投光面がセンサ本体40の排ガス通過孔41の中心に向くようにして取り付けられる。接続ブロック51には、接続ブロック51がセンサ本体40に取り付けられた状態で、光ファイバ50の投光面から取付孔40aまでを貫通するようにして通光孔52が穿設されている。
この光ファイバ50は、上述したコントローラ10に接続されており、コントローラ10から射出されたレーザ光は、光ファイバ50より照射されて通光孔52から取付孔40aを介して排ガス通過孔41内に導入される。
ディテクタ70は、接続ブロック71に設けられた受光コリメータ71aに接続され、その受光面がセンサ本体40の排ガス通過孔41の中心に向くようにして取り付けられる。接続ブロック71には、接続ブロック71がセンサ本体40に取り付けられた状態で、ディテクタ70の受光面から取付孔40bまでを貫通するようにして通光孔72が穿設されている。
このディテクタ70は、上述したコントローラ10に接続されており、排ガス中を透過したレーザ光は、取付孔40bから通光孔72を介して排ガス通過孔41外に導出され、ディテクタ70に受光されて受光信号がコントローラ10に入力される。
図3及び図4に示すように、反射鏡ユニット6は、照射部5より照射されたレーザ光を反射する反射鏡60と、反射鏡60の結露防止用の加熱部材としてのヒータ61と、センサ本体40と反射鏡60との温度変形の差を吸収するような部材より構成される緩衝部材62と、押え板63・64等とが、それぞれケーシング65に積層されて収納されたユニット体として構成されている。具体的には、ケーシング65に設けられた空間部に、上下方向に、反射鏡60、一方の押え板63、ヒータ61、緩衝部材62、及び他方の押え板64とが積層して収容される。
図4乃至図6に示すように、本実施例のカバーリング8は、通過孔81を有する円筒に形成されたスリーブ形状の部材であって、センサ本体40の排ガス通過孔41内に、排ガス通過孔41の内壁41aと離間を有するようにして配設される。
具体的には、カバーリング8は、セラミック等の熱伝導性の低い素材が用いられ、中心部に排ガスの通過孔81を有する円筒のスリーブ状に形成される。また、カバーリング8は、通過孔81の内径が排ガス通過孔41の内径よりも僅かに小さく、センサ本体40(の排ガス通過孔41)の幅と略同じになるように形成される。
このような構成とすることで、カバーリング8の通過孔81を通過する排ガスが、管継手36のフランジ部36bやガスケット37へと漏出するのを防止している。
ピン部材82は、例えば、いもネジや止めネジなどの外周面がねじ切りされた棒状の部材が用いられ、カバーリング8の幅方向略中央部の所定位置に穿設された取付孔83・83・・・に、カバーリング8の通過孔81の内部空間から径方向の外側に向けて螺入される。取付孔83に螺入されたピン部材82は、カバーリング8の外周面から所定長さ突出するようにして固定される。
また、カバーリング8がセンサ本体40(排ガス通過孔41の内壁41a)と離間を有して直接当接することがないので、センサ本体40及び反射鏡60に対する熱輻射や熱伝達を極力小さくすることができるとともに、カバーリング8からの熱伝達による入熱も離間(部)により大きく低減することができる。
このように、本実施例の構成とすることで、排ガスによるセンサ本体40及び反射鏡60への熱影響を小さくすることができ、ひいてはこれらの部材の温度変形を低減し、排ガスの測定精度を向上させることができるのである。
また、ピン部材82としては、カバーリング8をセンサ本体40の排ガス通過孔41に対する相対位置を位置決めする部材であれば、特に限定されないが、上述した実施例のように、ピン部材82を棒状の部材とすることで、排ガス通過孔41の内壁41aとの接触面積を小さくすることができるため、好ましい。
ただし、この小孔86a・86a・・・の配置や個数等は特に限定されず、排ガス分析用センサ4の構成に応じて適宜選択・変更することができる。
4 排ガス分析用センサ
5 照射部
6 反射鏡ユニット
7 受光部
8 カバーリング
20 エンジン(内燃機関)
40 センサ本体
41 排ガス通過孔
41a 内壁
60 反射鏡
81 通過孔
82 ピン部材
83 取付孔
86 レーザ光通過孔
Claims (4)
- 内燃機関より排出された排ガスが通過する排ガス通過孔が穿設されたセンサ本体に、該排ガス通過孔内に向けて分析用のレーザ光を照射する照射部と、該照射部より照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡と、排ガス中を透過したレーザ光を受光する受光部とが設けられる排ガス分析用センサにおいて、
前記排ガス通過孔内に、スリーブ形状のカバーリングが、該排ガス通過孔の内壁と離間を有するようにして配設されることを特徴とする排ガス分析用センサ。 - 前記カバーリングは、外周面から突出されたピン部材を介して前記排ガス通過孔の内壁に当接されることを特徴とする請求項1に記載の排ガス分析用センサ。
- 前記カバーリングの周面には、前記照射部から照射されたレーザ光を通過させるレーザ光通過孔が形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排ガス分析用センサ。
- 前記レーザ光通過孔は、複数の小孔よりなることを特徴とする請求項3に記載の排ガス分析用センサ。
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