JP5118664B2 - Particle number measuring system and control method thereof - Google Patents
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Description
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及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a particle number measurement system for measuring the number of solid particles such as PM contained in engine exhaust gas and a control method therefor.
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）。 As a method for measuring particulate matter (PM), which is one of exhaust substances from the engine, a filter mass method is known in which PM is collected using a filter and the PM mass is measured. By the way, the amount of PM emission is very small, and the filter weight method has become severe in terms of accuracy. Under such circumstances, a method developed as an alternative to the filter weight method is a method for measuring the number of PM in exhaust gas. As a specific system configuration, for example, 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. In addition, there is known one that counts the number of particles contained therein (see Patent Document 1).
このような粒子数計測装置の１つとして、ＣＰＣ（Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ）と称されるものが知られている。このＣＰＣは、過飽和のアルコール（ブタノール等）雰囲気中に、粒子状物質を通過させて大きな径に成長させた後、スリットから排出して、出てきた粒子をレーザ光にて計数するものである。 One of such particle number measuring apparatuses is known as a CPC (Condensation Particle Counter). In this CPC, a particulate material is passed through a supersaturated alcohol (butanol, etc.) atmosphere to grow to a large diameter, and then discharged from the slit, and the emitted particles are counted with a laser beam. .
このＣＰＣを用いたシステム構成の一例を簡単に説明すると、図３に示すように、エンジンの排気管に直接又は全流希釈トンネルや分流希釈トンネルなどを介して連通するメイン流路Ｘ１が設けられていて、このメイン流路Ｘ１の末端部に設けた吸引ポンプＸ４を作動させることにより、当該メイン流路Ｘ１にエンジンからの排出ガスが導入されるように構成されている。このメイン流路Ｘ１には、その中間に１乃至複数段の希釈ユニットＸ２が配置されており、排出ガスはこの希釈ユニットＸ２でエアにより希釈される。また、希釈ユニットＸ２の下流には、粒子数計測装置Ｘ３が設けられており、希釈ユニットＸ２により希釈された排出ガスが導入され、粒子数測定に供される。さらに、希釈ユニットＸ２上流側、希釈ユニットＸ２の間又は希釈ユニットＸ２及び粒子数計測装置Ｘ３の間から分岐して、粒子数計測装置Ｘ３の下流で合流する複数のバイパス流路Ｘ５、Ｘ６が設けられており、そのバイパス流路Ｘ５、Ｘ６には、一定流量の排出ガスをメイン流路Ｘ１から分岐させるためオリフィス等の定流量器Ｘ７、Ｘ８が設けられている。この粒子数計測システムにおいて、吸引ポンプＸ４の運転を終了させると、メイン流路Ｘ１及びバイパス流路Ｘ５、Ｘ６におけるガス吸引が停止する。 An example of a system configuration using this CPC will be briefly described. As shown in FIG. 3, a main flow path X1 communicating with an exhaust pipe of an engine directly or via a full flow dilution tunnel or a diversion dilution tunnel is provided. The exhaust gas from the engine is introduced into the main flow path X1 by operating the suction pump X4 provided at the end of the main flow path X1. In the main flow path X1, one or more stages of dilution units X2 are arranged in the middle, and the exhaust gas is diluted with air in the dilution unit X2. Further, a particle number measuring device X3 is provided downstream of the dilution unit X2, and the exhaust gas diluted by the dilution unit X2 is introduced and used for particle number measurement. Furthermore, a plurality of bypass passages X5 and X6 are provided which branch from the dilution unit X2 upstream, between the dilution unit X2 or between the dilution unit X2 and the particle number measuring device X3, and merge downstream of the particle number measuring device X3. The bypass passages X5 and X6 are provided with constant flow devices X7 and X8 such as orifices in order to branch the exhaust gas having a constant flow rate from the main passage X1. In this particle number measurement system, when the operation of the suction pump X4 is terminated, the gas suction in the main channel X1 and the bypass channels X5 and X6 is stopped.
しかしながら、吸引ポンプの動作を終了させた後においても、吸引ポンプが完全に停止するまでは、メイン流路及びバイパス流路におけるガス吸引が行われてしまうこと、又は流路内のガス流れは直ぐには停止しないこと等から、粒子数計測装置よりも、バイパス流路上の定流量器からガス吸引が行われてしまう可能性がある。そうすると、定流量器の上流、つまり、粒子数計測装置の上流が過度な減圧状態となり、粒子数計測装置の上流側がその下流側よりも負圧になってしまい、粒子数計測装置の中の物質が上流へ流出する恐れがある。このような流出が生じると、粒子数計測装置がＣＰＣの場合には、測定粒子と核凝集反応を生起するブタノールのように流路への排出に注意を要する有機ガスや周囲温度によって液化した有機ガスが粒子数計測装置の上流へ漏れ出る。メイン流路に流出した液化したブタノールは、メイン流路内で溜まって管を詰まらせたり、再度気化し、凝集したブタノールが液滴となって粒子数計測装置内に入った場合、この液滴を核としてブタノールがさらに凝集し、レーザ光で計数されてしまうことで、測定誤差を生じてしまうという問題がある。また、このような流出によりブタノール等粒子数計測装置の中の物質を大量に消費してしまうことになる。 However, even after the operation of the suction pump is terminated, until the suction pump is completely stopped, the gas suction in the main flow path and the bypass flow path is performed, or the gas flow in the flow path is immediately Is not stopped, etc., there is a possibility that gas will be sucked from the constant flow device on the bypass channel rather than the particle number measuring device. Then, the upstream of the constant flow device, that is, the upstream of the particle number measuring device becomes excessively depressurized, and the upstream side of the particle number measuring device has a negative pressure than the downstream side, and the substance in the particle number measuring device May flow out upstream. When such a spill occurs, when the particle number measuring device is CPC, organic gas liquefied by ambient gas or an organic gas that requires careful discharge to the flow path, such as butanol that causes a nuclear agglutination reaction with the measured particle. Gas leaks upstream of the particle counting device. The liquefied butanol that has flowed out to the main channel accumulates in the main channel and clogs the tube, or vaporizes again, and this agglomerated butanol enters the particle number measuring device as droplets. As a core, butanol further agglomerates and is counted with a laser beam, which causes a measurement error. Further, such outflow consumes a large amount of substances in the particle number measuring device such as butanol.
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において、簡便な構造によって粒子数計測装置からの逆流を防止できるようにすることをその主たる所期課題とするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, and in the particle number measurement system, it is mainly intended to prevent backflow from the particle number measurement apparatus with a simple structure. It is to be an issue.
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、その排出ガス導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、前記メイン流路に設けられ、内部に導入された排出ガスに希釈ガスを所定比率で混合することによりその排出ガスを希釈する希釈器と、前記希釈器に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、前記メイン流路から排出ガスの一部をバイパスさせるものであって、開閉バルブ及び定流量器を有し、前記粒子数計測装置の上流で前記メイン流路から分岐し、前記粒子数計測装置の下流でメイン流路に合流する１又は複数のバイパス流路と、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、前記吸引ポンプの運転を終了する際に、前記バイパス流路上の開閉バルブを閉じる情報処理装置と、を備えることを特徴とする。 That is, the particle number measuring system according to the present invention is provided in an exhaust gas introduction port for introducing exhaust gas of an engine, a main flow path having one end connected to the exhaust gas introduction port, and the main flow path, A diluter that dilutes the exhaust gas by mixing the exhaust gas introduced into the exhaust gas at a predetermined ratio, and a particle number measuring device that measures the number of solid particles in the exhaust gas diluted in the diluter. A part of the exhaust gas is bypassed from the main flow path, has an open / close valve and a constant flow rate device, branches from the main flow path upstream of the particle count measurement device, and the particle count measurement device One or a plurality of bypass flow paths that merge with the main flow path downstream of the main flow path, and a downstream of the merge point of the main flow path and the bypass flow path, and exhaust gas to the main flow path and the bypass flow path A suction pump for introducing, at the time of ending the operation of the suction pump, characterized in that it comprises, an information processing apparatus to close the opening and closing valve of the bypass flow path.
このようなものであれば、バイパス流路に開閉バルブを設け、吸引ポンプの運転を終了する際にその開閉バルブを閉じることによって、吸引ポンプの運転終了後吸引ポンプが完全に停止するまで定流量器から下流にガスが吸引されることを防止することができる。その結果、粒子数計測装置の上流が過度な減圧状態になることを防止することができ、粒子数計測装置の中の物質が上流へ流出することを防止することができる。 In such a case, an open / close valve is provided in the bypass channel, and the open / close valve is closed when the operation of the suction pump is ended, so that the constant flow rate is maintained until the suction pump is completely stopped after the operation of the suction pump is completed. The gas can be prevented from being sucked downstream from the vessel. As a result, it is possible to prevent the upstream of the particle number measuring device from being in an excessively reduced pressure state, and to prevent the substance in the particle number measuring device from flowing upstream.
すなわち、粒子数計測装置上流が吸引ポンプの動作終了後も負圧状態であると、粒子数計測装置内の過飽和のアルコール（ブタノール等）が上流に流れ出てしまう恐れがある。この問題を解決するためには、前記粒子数計測装置が、前記希釈器の下流に開閉バルブを介して設けられており、その開閉バルブ及び前記粒子数計測装置の間に開閉バルブ及びフィルタがこの順で設けられた大気開放通路が接続されており、前記情報処理装置が、前記粒子数計測装置の上流側の開閉バルブを閉じる際に、前記大気開放通路上の開閉バルブを開けることが望ましい。 That is, if the upstream side of the particle number measuring apparatus is in a negative pressure state even after the suction pump has finished operating, there is a possibility that supersaturated alcohol (butanol or the like) in the particle number measuring apparatus will flow upstream. In order to solve this problem, the particle number measuring device is provided downstream of the diluter via an opening / closing valve, and an opening / closing valve and a filter are provided between the opening / closing valve and the particle number measuring device. It is preferable that the atmosphere open passages provided in order are connected, and the information processing device opens the open / close valve on the atmosphere open passage when closing the open / close valve on the upstream side of the particle number measuring device.
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において、簡便な構造によって粒子数計測装置の中の物質が上流へ流出することを防止できるようにすることができる。 According to the present invention configured as described above, in the particle number measuring system, it is possible to prevent the substance in the particle number measuring apparatus from flowing out upstream by a simple structure.
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。 An embodiment of a particle number measuring system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。 In the particle number measurement system 100 according to the present 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.
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。 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. In the following description, the exhaust gas is used to include the diluted exhaust gas as described above.
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。 Part of the exhaust gas introduced into the interior from the exhaust gas introduction port PT1 via the opening / closing valve V1 is exhausted from the first bypass passage BL1, and the remainder is a plurality of stages provided in series (2 in this embodiment). Stage) diluters PND1 and PND2, and are diluted by air as a dilution gas.
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。 Note that air is supplied from the dilution gas introduction port PT2 to the various locations of the main flow path ML or the second bypass flow path BL2 via the regulator REG and the plurality of dilution gas flow paths DL1 to DL3.
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。 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 for introducing 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.
第１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。 The first diluter PND1 is provided at a connection point between the main flow path ML and the diluting gas flow path DL or in the vicinity of the downstream thereof, and heats the exhaust gas introduced into the first diluter PND1 and transmits the exhaust gas. To dilute.
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。 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.
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。 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 apparatus 4 (see particularly FIG. 2) 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.
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。 Further, 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. When 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.
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。 Further, 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.
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。 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. In addition, 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. With such a configuration, 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.
第２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。 The second diluter PND2 is provided at a connection point between the main flow path ML and the diluting gas flow path DL3 or in the vicinity of the downstream thereof, and cools the exhaust gas introduced into the second diluter PND2 and sends the exhaust gas to the second diluter PND2. To dilute.
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。 The dilution gas introduced into the second diluter PND2 has its mass flow rate controlled by a 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.
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。 In such a configuration, the pipe from the first diluter PND1 and the vicinity thereof to the second diluter PND2 is heated to, for example, 150 degrees or more by a temperature controller having a heating unit such as a heater (not shown). This prevents PM from adhering or agglomerating on the inner wall of the pipe, thereby suppressing counting errors.
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。 Further, downstream of the second diluter PND2, 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. And a third bypass channel that branches from the second diluter PND2 and the particle number measuring device 2, specifically from the upstream side of the open / close valve V5, and merges with the main channel ML downstream of the particle number measuring device 2. BL3 is provided.
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Ｆをこの順で設けた大気開放通路ＡＬが接続されており、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。 The bypass channel BL3 is provided with a constant flow rate device CFO3 such as a critical orifice and an on-off valve V4 in this order, which keep the flow rate flowing through the bypass channel BL3 constant. An open air passage AL provided with an open / close valve V6 and a filter F in this order is connected between the open / close valve V5 and the particle number measuring device 3, and the open / close valve V5 is provided when the suction pump P is stopped. When closed, the open / close valve V6 is opened to open the particle number measuring device 2 to the atmosphere.
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、粒子計測装置２には一定流量の排出ガスが流れることになる。 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 a constant flow rate of exhaust gas. Will flow.
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。 With such a configuration, part of the exhaust gas diluted by the two-stage diluters PND1 and PND2 is guided to the particle number measuring device 2, and the number of solid particles contained in the exhaust gas is counted. Then, the count data measured by the particle number measuring device 2 is output to the information processing device 4 and appropriately processed.
しかして本実施形態の情報処理装置４は、吸引ポンプＰの運転を終了する際に、減圧部である定流量器ＣＦＯ１〜ＦＯ３が設けられた各バイパス流路ＢＬ１〜ＢＬ３上の開閉バルブＶ２〜Ｖ４を閉じるように、各開閉バルブＶ２〜Ｖ４に制御信号を与える。なお、吸引ポンプＰの運転を終了する際とは、吸引ポンプＰの運転を手動又はポンプ制御部（本実施形態では情報処理装置４により構成）によって停止させた時である。なお、情報処理装置４は、吸引ポンプＰの運転を開始する際には、開閉バルブＶ２〜Ｖ４を運転開始とほぼ同時に開ける。 Therefore, when the information processing apparatus 4 of the present embodiment ends the operation of the suction pump P, the open / close valves V2 on the bypass flow paths BL1 to BL3 provided with the constant flow devices CFO1 to FO3, which are decompression units, are provided. A control signal is given to each on-off valve V2 to V4 so as to close V4. Note that when the operation of the suction pump P is ended, the operation of the suction pump P is stopped manually or by a pump control unit (configured by the information processing device 4 in the present embodiment). In addition, when the information processing apparatus 4 starts the operation of the suction pump P, it opens the on-off valves V2 to V4 almost simultaneously with the start of the operation.
また、この情報処理装置は、吸引ポンプＰの運転を終了する際に、粒子数計測装置２の上流に設けられた開閉バルブＶ５を閉じるように、その開閉バルブＶ５に制御信号を与えるとともに、大気開放通路ＡＬに設けられた開閉バルブＶ６を開けるように、その開閉バルブＶ６に制御信号を与える。これによって、吸引ポンプＰの運転終了後において、粒子数計測装置２の上流を負圧状態では無く、大気圧状態にすることができる。 In addition, when the operation of the suction pump P is finished, this information processing device gives a control signal to the open / close valve V5 so as to close the open / close valve V5 provided upstream of the particle number measuring device 2, and A control signal is given to the open / close valve V6 so as to open the open / close valve V6 provided in the open passage AL. As a result, after the operation of the suction pump P, the upstream of the particle number measuring device 2 can be brought into an atmospheric pressure state instead of a negative pressure state.
最後に、本実施形態の粒子数計測システム１００を構成する配管のリークチェック方法について説明する。 Finally, a leak check method for pipes constituting the particle number measurement system 100 of the present embodiment will be described.
このリークチェック方法は、例えば粒子数計測システム１００の製造時において行われ、メイン流路ＭＬに設けられた開閉バルブＶ１、Ｖ５及びバイパス流路ＢＬに設けられた開閉バルブＶ２〜Ｖ４を閉じた状態で、希釈ガス流路ＤＬ１、ＤＬ３に設けた希釈ガス流量制御部ＭＦＣ1，ＭＦＣ３により系内部にエアを加圧注入し、その系内部を正圧状態にし、希釈ガス流量制御部ＭＦＣ1、ＭＦＣ３の内部のバルブを閉じる。そしてその系内部にある圧力センサ（本実施形態では流量測定機構３の圧力センサ３３）により、内部圧の経時変化をみることで、システム全体での漏れをチェックできる。なぜならば、もし漏れがなければ、圧力はそのまま保たれ、どこかにわずかでもリークがあった場合には、圧力が徐々に減少することになるからである。 This leak check method is performed, for example, when the particle number measuring system 100 is manufactured, and the open / close valves V1 and V5 provided in the main flow path ML and the open / close valves V2 to V4 provided in the bypass flow path BL are closed. Then, air is pressurized and injected into the system by the dilution gas flow rate control units MFC1 and MFC3 provided in the dilution gas flow paths DL1 and DL3, the inside of the system is brought into a positive pressure state, and the inside of the dilution gas flow rate control units MFC1 and MFC3 Close the valve. A leak in the entire system can be checked by observing a change in internal pressure over time by a pressure sensor (in this embodiment, the pressure sensor 33 of the flow rate measuring mechanism 3) in the system. This is because if there is no leak, the pressure is kept as it is, and if there is even a slight leak somewhere, the pressure will gradually decrease.
また、上記のチェックによりリークが発生している場合には、配管の継ぎ手部分などリークの可能性のある部分に発泡性を有する漏れ検出液を塗布し、当該漏れ検出液の発泡の有無によりリーク箇所を特定する。 Also, if a leak has occurred as a result of the above check, apply a leak detection liquid with foaming properties to the part where there is a possibility of leakage, such as a pipe joint. Identify the location.
このようなリークチェック方法によって、製造時におけるリーク箇所を簡易に発見することができ、検査工程を削減することができる。また、部品交換時のリークチェックも簡易に行うことができる。 By such a leak check method, it is possible to easily find a leak portion at the time of manufacturing, and to reduce the inspection process. In addition, it is possible to easily perform a leak check when replacing parts.
＜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、バイパス流路ＢＬ１〜ＢＬ３に開閉バルブＶ２〜Ｖ４を設け、吸引ポンプＰの運転を終了する際にその開閉バルブＶ２〜Ｖ４を閉じることによって、吸引ポンプＰの運転終了後吸引ポンプＰが完全に停止するまでの間に定流量器ＣＦＯ１〜ＣＦＯ3から下流にガスが吸引されることを防止することができる。その結果、粒子数計測装置２の上流が過度な減圧状態になることを防止することができ、粒子数計測装置２の中の物質が上流へ流出することを防止することができる。
<Effect of this embodiment>
According to the particle count system 100 according to the present embodiment configured as described above, the opening / closing valves V2 to V4 are provided in the bypass channels BL1 to BL3, and when the operation of the suction pump P is ended, the opening / closing valves V2 to V4 are provided. By closing, gas can be prevented from being sucked downstream from the constant flow rate devices CFO1 to CFO3 until the suction pump P is completely stopped after the operation of the suction pump P is completed. As a result, it is possible to prevent the upstream of the particle number measuring apparatus 2 from being in an excessively reduced pressure state, and to prevent the substance in the particle number measuring apparatus 2 from flowing upstream.
さらに、吸引ポンプＰの運転を終了する際に粒子数計測装置２の上流の開閉バルブＶ５を閉じ、大気開放通路ＡＬの開閉バルブＶ６を開けるようにしているので、吸引ポンプＰの運転を終了後において、粒子数計測装置２の上流を大気圧状態にすることができ、粒子数計測装置２内の過飽和の有機ガスが、上流に流れ出てしまうことを防止することができる。 Further, when the operation of the suction pump P is finished, the opening / closing valve V5 upstream of the particle number measuring device 2 is closed and the opening / closing valve V6 of the air release passage AL is opened. Therefore, the upstream of the particle number measuring apparatus 2 can be brought into an atmospheric pressure state, and the supersaturated organic gas in the particle number measuring apparatus 2 can be prevented from flowing out upstream.
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、前記実施形態では、各開閉バルブは、情報処理装置４により構成されるバルブ制御部により自動制御されているが、手動により開閉するようにしても良い。 For example, in the above-described embodiment, each open / close valve is automatically controlled by the valve control unit configured by the information processing device 4, but may be manually opened and closed.
また、例えば希釈器は１つでもよいし、３つ以上あっても構わない。 For example, there may be one diluter or three or more diluters.
さらに、前記実施形態のリークチェック方法では、開閉バルブを閉じた後に希釈ガス流量制御部によって系内部にエアを加圧注入し、希釈ガス流量制御部を閉じることによって系内部を正圧状態にしているが、希釈ガス流量制御部にエアを加圧注入した後に、開閉バルブ及び希釈ガス流量制御部を閉じることによって系内部を正圧状態にしても良い。 Furthermore, in the leak check method of the above-described embodiment, after the opening / closing valve is closed, air is pressurized and injected into the system by the dilution gas flow control unit, and the dilution gas flow control unit is closed to bring the system inside into a positive pressure state. However, the inside of the system may be brought into a positive pressure state by closing the open / close valve and the dilution gas flow control unit after injecting air into the dilution gas flow control unit under pressure.
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。 In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１００ ・・・粒子数計測システム
ＰＴ１ ・・・排出ガス導入ポート
ＭＬ ・・・メイン流路
ＰＮＤ１、ＰＮＤ２・・・希釈器
２ ・・・粒子数計測装置
ＢＬ１〜ＢＬ３ ・・・バイパス流路
ＣＦＯ１〜ＣＦＯ３・・・定流量器
Ｐ ・・・吸引ポンプ
４ ・・・情報処理装置
Ｖ２〜Ｖ４ ・・・バイパス流路上の開閉バルブ
Ｖ５ ・・・粒子数計測装置上流の開閉バルブ
Ｆ ・・・フィルタ
ＡＬ ・・・大気開放通路
100 ... Particle number measurement system PT1 ... Exhaust gas introduction port ML ... Main flow paths PND1, PND2 ... Diluter 2 ... Particle number measurement devices BL1 to BL3 ... Bypass flow paths CFO1 to CFO1 CFO3 ... constant flow rate device P ... suction pump 4 ... information processing devices V2 to V4 ... open / close valve V5 on the bypass channel ... open / close valve F upstream of the particle number measuring device ... filter AL ... Air opening passage
Claims (3)
その排出ガス導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、
前記メイン流路に設けられ、内部に導入された排出ガスに希釈ガスを所定比率で混合することによりその排出ガスを希釈する希釈器と、
前記希釈器に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、
前記メイン流路から排出ガスの一部をバイパスさせるものであって、開閉バルブ及び定流量器を有し、前記粒子数計測装置の上流で前記メイン流路から分岐し、前記粒子数計測装置の下流でメイン流路に合流する１又は複数のバイパス流路と、
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、
前記吸引ポンプの運転を終了する際に、前記バイパス流路上の開閉バルブを閉じる情報処理装置と、を備える粒子数計測システム。 An exhaust gas introduction port for introducing engine exhaust gas,
A main flow path having one end connected to the exhaust gas introduction port;
A diluter that is provided in the main flow path and dilutes the exhaust gas by mixing the exhaust gas introduced into the main flow channel at a predetermined ratio;
A particle number measuring device for measuring the number of solid particles in the exhaust gas diluted in the diluter;
A part of the exhaust gas is bypassed from the main flow path, has an open / close valve and a constant flow rate device, branches from the main flow path upstream of the particle number measurement device, One or more bypass channels that merge downstream with the main channel;
A suction pump that is connected downstream of the confluence of the main flow path and the bypass flow path and introduces exhaust gas into the main flow path and the bypass flow path;
An information processing apparatus that closes an open / close valve on the bypass channel when the operation of the suction pump is terminated.
前記情報処理装置が、前記粒子数計測装置の上流側の開閉バルブを閉じる際に、前記大気開放通路上の開閉バルブを開ける請求項１記載の粒子数計測システム。 The particle number measuring device is provided downstream of the diluter via an open / close valve, and an open air passage in which an open / close valve and a filter are provided in this order between the open / close valve and the particle number measuring device. Connected,
2. The particle number measurement system according to claim 1, wherein when the information processing apparatus closes an opening / closing valve on the upstream side of the particle number measuring apparatus, the opening / closing valve on the atmosphere opening passage is opened.
その排出ガス導入ポートに一端が接続されたメイン流路と、
前記メイン流路に設けられ、内部に導入された排出ガスに希釈ガスを所定比率で混合することによりその排出ガスを希釈する希釈器と、
前記希釈器に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、
前記メイン流路から排出ガスの一部をバイパスさせるものであって、開閉バルブ及び定流量器を有し、前記粒子数計測装置の上流で前記メイン流路から分岐し、前記粒子数計測装置の下流でメイン流路に合流する１又は複数のバイパス流路と、
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、を備える粒子数計測システムの制御方法であって、
前記吸引ポンプの運転を終了する際に、前記バイパス流路上の開閉バルブを閉じることを特徴とする粒子数計測システムの制御方法。
An exhaust gas introduction port for introducing engine exhaust gas,
A main flow path having one end connected to the exhaust gas introduction port;
A diluter that is provided in the main flow path and dilutes the exhaust gas by mixing the exhaust gas introduced into the main flow channel at a predetermined ratio;
A particle number measuring device for measuring the number of solid particles in the exhaust gas diluted in the diluter;
A part of the exhaust gas is bypassed from the main flow path, has an open / close valve and a constant flow rate device, branches from the main flow path upstream of the particle number measurement device, One or more bypass channels that merge downstream with the main channel;
A control method of a particle number measurement system, comprising: a suction pump connected to a downstream of a confluence of the main flow path and the bypass flow path and for introducing exhaust gas into the main flow path and the bypass flow path; ,
When the operation of the suction pump is finished, the open / close valve on the bypass channel is closed.
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