JP2017058221A - ガス分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ガス分析装置101は、光源部10と、受光部20と、温度Tを測定するガス温度センサ(図示せず)と、マイコンやPCで構成される制御部140とを備える。
そのため、酸素濃度cnを測定する前に干渉ノイズのみをフォトダイオード21で計測したり、酸素濃度cnを測定する前にフォトダイオード21で受光された強度Iより干渉ノイズを抽出したりしておき、酸素濃度cnを測定する際に受光された強度Iから事前に計測もしくは抽出した干渉ノイズを減算することで、干渉ノイズを取り除いた補正光強度iを作成している。または、波長νにおける光強度の時間変化Iν(t)を作成して、時間変化Iν(t)に対して物理現象に合致した信号(二次関数)を用いてフィッティング処理を行うことにより、干渉ノイズが取り除かれた補正光強度の時間変化iν(t)を作成している。
また、「特定ガス」とは、測定者等によって決められる任意の成分であって、例えば酸素や水蒸気や二酸化炭素や一酸化炭素等である。
また、上記の発明では、前記光源部は、レーザ素子と、当該レーザ素子から所定波長範囲ν1〜ν2の測定光を所定周期nで発振させるレーザ制御部とを備えるようにしてもよい。
ここで、「所定サイクル」とは、測定者等によって決められる任意の時間であって、上記の所定時間間隔よりも長い時間である。
ガス分析装置1は、光源部10と、受光部20と、温度Tを測定するガス温度センサ(図示せず)と、圧力Pを測定する圧力センサ32と、マイコンやPCで構成される制御部40とを備える。
また、図示は省略するが、燃焼室には、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタや、燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ等が設けられる。
また、燃焼室内には、圧力センサ32が設置されており、測定対象ガスの圧力Pを所定時間間隔で測定して、A/Dコンバータ31を介して制御部40に出力する。
例えば、ガス圧変化量ΔP(t)を下記式(2)に代入することにより、時間帯t1でのフィッティング範囲W1を決定し、次いで時間帯t2でのフィッティング範囲W2を決定するというように、各時間帯でのフィッティング範囲Wを決定する。
W=α/(ΔP(t))+β ・・・(2)
なお、α、βは定数である。
また、波長νAでの光強度の時間変化IνA(t)に対して、時間帯t1ではフィッティング範囲W1で二次関数を用いてフィッティング処理を行い、時間帯t2ではフィッティング範囲W2で二次関数を用いてフィッティング処理を行うというように、各時間帯tにおいて各フィッティング範囲Wで二次関数を用いてフィッティング処理を行う。これにより、補正光強度の時間変化iνA(t)を作成する。図3は、図2のグラフに波長νAでの補正光強度の時間変化iνA(t)の一例(破線)を重畳して示したグラフである。
(1)上述したガス分析装置1では、光源部10は、DFB半導体レーザダイオード11を備えるような構成を示したが、短波長レーザ、白色光源、スーパールミネセントダイオード光源等を備えるような構成としてもよい。
10 光源部
20 受光部
32 圧力センサ
41a レーザ制御部
41d ガス圧変化量算出部
41e 取得信号作成部
41f 補正信号作成部
41g 演算部
50 エンジン(測定対象物)
Claims (3)
- 所定波長範囲ν1〜ν2の測定光を、所定時間間隔で測定対象物内の測定対象ガスに照射する光源部と、
前記測定対象ガス中を通過した測定光の光強度Iを受光する受光部と、
第n周期の所定波長範囲ν1〜ν2における測定光の光強度変化In(ν)を用いて、第n周期における特定ガス量情報を算出する演算部とを備えるガス分析装置であって、
前記測定対象ガスのガス圧Pを検出する圧力センサと、
前記ガス圧Pの時間変化P(t)を作成し、各時間tでのガス圧変化量ΔP(t)を算出するガス圧変化量算出部と、
各波長νでの光強度の時間変化Iν(t)を作成する取得信号作成部と、
前記ガス圧変化量ΔP(t)が小さい時間帯には、長い時間区間での時間変化Iν(t)を用いてフィッティング処理を行い、一方、前記ガス圧変化量ΔP(t)が大きい時間帯には、短い時間区間での時間変化Iν(t)を用いてフィッティング処理を行うようにして、各波長νでの補正光強度の時間変化iν(t)を作成する補正信号作成部とを備え、
前記演算部は、各波長νでの補正光強度の時間変化iν(t)を用いて、第n周期の所定波長範囲ν1〜ν2における測定光の光強度変化in(ν)を作成して、第n周期における特定ガス量情報を算出することを特徴とするガス分析装置。 - 前記光源部は、レーザ素子と、当該レーザ素子から所定波長範囲ν1〜ν2の測定光を所定周期nで発振させるレーザ制御部とを備えることを特徴とする請求項1に記載のガス分析装置。
- 前記測定対象物は、吸気工程と圧縮工程と燃焼工程と排気工程とをこの順に所定サイクルで実行する内燃機関であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガス分析装置。
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