JPH11108809A - 定容量試料採取装置およびこれを用いたガス分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定容量試料採取装置において、サンプル
ガスのリードバッグ流路のパージを行って安定したガス
分析が行えるとともに、装置の大きさをコンパクトに抑
えることが可能となる定容量試料採取装置およびこれを
用いたガス分析方法を提供する。 【解決手段】 定容量試料採取装置１において、前記リ
ードバッグ流路５に連通連結する精製空気供給流路７
と、この精製空気供給流路７中に開閉弁７ａとを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサンプルガスのリー
ドバッグ流路をパージできる定容量試料採取装置と、こ
の定容量試料採取装置を用いたガス分析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、定容量試料採取装置を用いて
自動車から排出される排気ガスの全量を希釈する場合、
図５に図示するような定容量試料採取装置１０を用いて
いる。従来の定容量試料採取装置１０は、サンプル吸引
ポンプ２と、例えば３種類のサンプルガスを充填するバ
ッグ３ａ〜３ｃと、前記サンプル吸引ポンプ２を各バッ
グ３ａ〜３ｃに連通連結するサンプル導入流路４，４ａ
〜４ｃと、各バッグ３ａ〜３ｃに接続するリードバッグ
流路５ａ〜５ｃ，５と、各流路４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃ
に設けた電磁弁６ａ〜６ｆによって構成される電磁弁ブ
ロック６と、前記リードバッグ流路５に設けたニードル
バルブ５ｄおよびリードバッグポンプ５ｅと、このリー
ドバッグポンプ５ｅの下流側のリードバッグ流路５に連
通連結されたパージ流路８，電磁弁８ａ，ニードルバル
ブ８ｂとからなっている。

【０００３】前記従来の定容量試料採取装置１０は、図
外の空気精製フィルタを通って精製された希釈用空気で
排気ガスを希釈して混合気としたサンプルガスを採取す
ることが多い。そして、採取されたサンプルガスは一旦
バッグ３ａ〜３ｃの何れかに取り込んだ後、対応するリ
ードバッグ流路５ａ〜５ｃの何れか及びリードバッグ流
路５を介してガス分析計９に供給される。上述した例の
定容量試料採取装置１０では３種類のサンプルガスを充
填するバッグ３ａ〜３ｃを有しているので、例えば、エ
ンジン始動時，１０モード走行時，１０・１５モード走
行時などに分けて採取して、各別にガス分析を行うよう
にしている。

【０００４】なお、リードバッグ流路５には測定対象成
分であるハイドロカーボンの吸着が起きるため、この流
路５をパージする必要が生じる。そこで、従来より精製
空気などのパージガスをガス分析計９から逆流させてパ
ージ流路８，電磁弁８ａ，ニードルバルブ８ｂを介して
排出させることにより、リードバッグポンプ５ｅから下
流側のリードバッグ流路５のパージを行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記定容量
試料採取装置１０においては、リードバッグポンプ５ｅ
以降からガス分析計９の間のリードバッグ流路５のパー
ジ機構は存在したが、電磁弁ブロック６からリードバッ
グポンプ５ｅまでのパージ機構はなかった。

【０００６】また、自動車の排ガス規制がますます厳し
くなりつつある今日、排気ガスに測定対象となる成分が
ほとんど含まれなくなっており、正確な測定をするため
には、前記ガス分析計９でより高精度の測定をする必要
がある。このため、近年では測定成分が０．１ｐｐｍ〜
０．０１ｐｐｍ程度の排気ガスであっても測定できるガ
ス分析計９を用いることによって精度の向上を考慮して
いるが、とりわけ高精度のガス分析計９は、初期の測定
値にオーバーシュートが生じる傾向があった。このた
め、ガス分析計９の測定値が安定するまでに時間がかか
っていた。

【０００７】そこで、サンプルガスを取り込むバッグ３
ａ〜３ｃの容量を大きくして、余分のサンプルガスをガ
ス分析計９に供給することが必要であった。つまり、測
定初期において測定値が不安定になっているときのガス
分析計９の測定値を無視し、測定値が安定した後の測定
値をガス分析に用いていた。言い換えるなら、従来はガ
ス分析計９の測定値が不定になっている時間にもサンプ
ルガスをリードバッグすることにより、リードバッグポ
ンプ５ｅより上流側のリードバッグ流路５の疑似パージ
動作をサンプルガスによって行っていた。

【０００８】このため、従来の定容量試料採取装置１０
には測定に必要な容量のサンプルガスに加えて、上述し
た疑似パージ動作を行なうときに使用するサンプルガス
を必要とするので、バッグ３ａ〜３ｃの容量を大きくせ
ざるを得なかった。また、バッグ３ａ〜３ｃが大きくな
るに従って定容量試料採取装置１０自体が大きくなり、
装置の小型化を図ることができなかった。

【０００９】本発明は、上述の事柄を考慮してなされた
ものであって、定容量試料採取装置において、サンプル
ガスのリードバッグ流路のパージを行って安定したガス
分析が行えるとともに、装置の大きさをコンパクトに抑
えることが可能となる定容量試料採取装置およびこれを
用いたガス分析方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の定容量試料採取装置は、リードバッグ流路
に連通連結する精製空気供給流路を設け、この精製空気
供給流路中に開閉弁を設けたことを特徴としている。し
たがって、バッグに蓄えられたサンプルガスを供給する
リードバッグ流路に別系統の精製空気供給流路を設けて
いるので、この精製空気供給流路を通じてガス分析計に
精製空気を流すことにより、リードバッグ流路をパージ
でき、ガス分析計による測定の安定化を図ることができ
る。

【００１１】また、前記精製空気供給流路に大気から採
取した空気を精製する空気精製フィルタを設けた場合に
は、前記パージ動作をするときに特別なガスを用意する
必要がなく、装置の小型化にさらに貢献できる。

【００１２】前記定容量試料採取装置を用いたガス分析
方法では、自動車排気ガスと大気とを混合して得られた
サンプルガスを、サンプル導入流路およびその開閉弁を
介してバッグに充填した後に、精製空気供給流路の開閉
弁を開放して、精製空気をガス分析計に供給し、ガス分
析計の測定値が安定したときに、精製空気供給流路の開
閉弁を閉鎖すると同時にリードバッグ流路に設けた開閉
弁を開放することによりサンプルガスの測定を高精度に
行なうことができる。

【００１３】すなわち、排ガス規制の基準が高くなって
いる今日、自動車排気ガスと大気との成分に差が小さく
なっていることを利用し、ガス分析計の測定初期におい
て精製空気をガス分析計に供給することで、ガス分析計
の測定値の安定を図ることができる。また、精度が向上
するに伴って測定初期に不安定な測定値を出力するガス
分析計であっても、まず前記精製空気を用いてリードバ
ッグ流路をパージし、次いでガス分析計が安定してから
前記精製空気をサンプルガスに切り換えることにより、
ガス分析計の安定動作の確保をリードバッグ流路のパー
ジ動作と同時に行うことができる。

【００１４】また、採取したサンプルガスの全てをガス
分析に用いることができるので、可及的に少ない量のサ
ンプルガスで定容量試料採取し、高精度のガス分析を行
うことができる。これにより、ガス分析計ではより早く
より安定したデータの採取ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の定容量試料採取装
置１の一例を示す図であり、図１において、定容量試料
採取装置１はサンプル吸引ポンプ２と、例えば３種類の
サンプルガスを充填するバッグ３ａ〜３ｃとを有してい
る。また、定容量試料採取装置１は前記サンプル吸引ポ
ンプ２を各バッグ３ａ〜３ｃに連通連結するサンプル導
入流路４，４ａ〜４ｃと、各バッグ３ａ〜３ｃに接続す
るリードバッグ流路５ａ〜５ｃ，５と、各流路４ａ〜４
ｃ，５ａ〜５ｃに設けた電磁弁６ａ〜６ｇによって構成
される電磁弁ブロック６とを有しており、採取した３種
類のガスを各別にバッグ３ａ〜３ｃ内に導入し、これを
ガス分析に用いることができる。

【００１６】さらに、前記リードバッグ流路５には、そ
の上流側に精製空気供給流路７および電磁弁７ａを設け
て、リードバッグ流路５を電磁弁７ａを介して空気精製
フィルタ７ｂに連通連結している。また、前記リードバ
ッグ流路５の下流側にはニードルバルブ５ｄおよびリー
ドバッグポンプ５ｅを設けると共に、前記リードバッグ
ポンプ５ｅの下流側にはパージ流路８を連通連結してい
る。加えて、パージ流路８には電磁弁８ａおよびニード
ルバルブ８ｂを設けている。

【００１７】９はガス分析計であり、測定成分が０．１
ｐｐｍ〜０．０１ｐｐｍ程度の排気ガスであっても測定
できる高精度のものである。このガス分析計９に前記各
バッグ３ａ〜３ｃ内のサンプルガスを流入することによ
り、一定期間内に排出された排気ガスの濃度を測定する
ことができる。

【００１８】次に、上記構成の定容量試料採取装置を用
いて排気ガスの測定をする方法について、図２〜４のフ
ロー図を用いて説明する。すなわち、まず図２に示すよ
うに電磁弁６ａだけを開放し、その他の全ての電磁弁６
ｂ〜６ｆ，７ａ，８ａを閉鎖した状態でサンプルガスを
サンプル吸引ポンプ２およびサンプル導入流路４を介し
て流入し、電磁弁６ａおよびサンプル導入流路４ａを介
してバッグ３ａに導入する。前記サンプルガスは、所定
時間内に排気された自動車排ガスの全量を大気と混合す
ることにより一定量としてバッグ３ａに導入されるもの
である。つまり、例えば排気ガスが２リューベであれば
大気を１０リューベ加えて１２リューベのサンプルガス
の流れとし、このサンプルガスをサンプル吸引ポンプ２
によって吸引してバッグ３ａに充填する。

【００１９】本例の場合、バッグ３ａ〜３ｃ，サンプル
導入流路４ａ〜４ｃおよび電磁弁６ａ〜６ｃをそれぞれ
三つずつ用意しているので、三種類の異なる時点での排
気ガスを各別に採取することができる。なお、本例の動
作説明では三つのバッグのうちの一つだけを用いた例を
示しているが、電磁弁６ｂのみを開放して他の電磁弁６
ａ，６ｃ〜６ｆ，７ａを閉鎖することにより、サンプル
ガスをバッグ３ｂに導入できる。また、同様にサンプル
ガスをバッグ３ｃに導入することも可能であり、測定す
るサンプルガスの種類にしたがって適宜に各バッグ３ａ
〜３ｃを使用可能である。さらに、本発明はサンプルガ
スを採取するバッグの数を３つに限定するものではな
く、必要に応じて任意に変更可能であることはいうまで
もない。

【００２０】次に、採取したサンプルガスをガス分析計
９に流入させる前に、図３に示すように電磁弁７ａだけ
を開放して他の電磁弁６ａ〜６ｆ，８ａを全て閉鎖した
状態でリードバッグポンプ５ｅを作動する。つまり、空
気精製フィルタ７ｂによって精製された大気をリードバ
ッグポンプ５ｅおよびニードルバルブ５ｆを介して定流
量としてガス分析計９に供給する。

【００２１】ガス分析計９は特に高精度に設計している
ため、その測定初期における測定値にオーバーシュート
などの不安定な要素が含まれる。また、この初期におけ
る測定値には前回のガス分析のときにリードバッグ流路
５，リードバッグポンプ５ｅおよびニードルバルブ５ｆ
に吸着してしまったハイドロカーボンなどの測定成分が
幾らか含まれる。

【００２２】そこで、本発明のガス分析方法では、上述
のようにサンプルガスの測定を行う前に精製空気供給流
路７の電磁弁７ａを開放して、精製空気をガス分析計９
に供給させて、ガス分析計９の測定値が安定するまで精
製空気の成分を測定することにより、従来のように採取
したサンプルガスを無駄にすることなくガス分析計９の
測定値を安定させることができる。また、同時に前記精
製空気の供給により、前回のガス分析の時にリードバッ
グ流路５，リードバッグポンプ５ｅおよびニードルバル
ブ５ｆに吸着してしまった測定成分をパージすることが
できる。

【００２３】次に、前記ガス分析計９の測定値が安定す
ると、前記電磁弁７ａを閉じると同時に、図４に示すよ
うに電磁弁６ｄを開放する。つまり、これまでガス分析
計９に供給していた精製空気をバッグ３ａに採取したサ
ンプルガスに切り換えて、一定流量のサンプルガスをリ
ードバッグ流路５ａ，５，電磁弁６ｄ，ニードルバルブ
５ｆ，リードバッグポンプ５ｅを介してガス分析計９に
供給する。

【００２４】このとき、ガス分析計９に供給されるサン
プルガスの測定成分は精製空気よりも若干多くなってい
るが、近年の自動車の排気ガス触媒は性能が高く、排気
ガスと精製空気との差が小さくなっているために、ガス
分析計９の測定値に大きな変化が生じることがない。し
たがって、上述のようにガス分析計９に導入する測定ガ
スを精製空気からサンプルガスに切り換えた時に、測定
値にオーバーシュートなどが生じることがなく、たとえ
オーバーシュートが起きたとしてもごく僅かな時間で焦
束する。

【００２５】したがって、バッグ３ａに採取したサンプ
ルガスの殆ど全てをガス分析に用いることができ、それ
だけバッグ３ａを小さくすることができる。また、バッ
グを小さくすることにより、ひいては装置全体を小型化
することができる。

【００２６】すなわち、極めて低濃度の測定成分（ロー
エミッション）を含むサンプルガスであっても、高精度
に測定できる定容量試料採取装置を可及的にコンパクト
に形成することができる。また、無駄なサンプルガスを
採取する必要がないので、ガス分析にかかる時間を短く
できると共に、短い時間内に排出された測定成分の総量
を測定することができる。

【００２７】なお、リードバッグポンプ５ｅからガス分
析計９までの間のサンプル導入流路５のパージは図５に
示した従来装置と同様にパージ流路８，電磁弁８ａ，ニ
ードルバルブ８ｂを介してバックフラッシュすることに
よって行うことができる。

【００２８】また、上述の例では、バッグ３ａだけを用
いた測定方法を例示しているが、本発明はこれに限られ
るものではなく、同様の方法で、バッグ３ｂ，３ｃも用
いて別のサンプルガスを測定してもよいことはいうまで
もない。加えて、各バッグ３ａ〜３ｃ内のサンプルガス
に含まれる測定成分の濃度に大きな変化がない場合に
は、各バッグ３ａ〜３ｃの測定前に毎回精製空気をガス
分析計９に流入しなくても、連続的にバッグ３ａ〜３ｃ
を切り換えることにより測定時間を短縮してもよい。

【００２９】なお、上述の各例では、サンプル導入流路
４ａ〜４ｃ，リードバッグ流路５ａ〜５ｃ，精製空気供
給流路７の何れにも開閉弁の一例として電磁弁を例示し
て、全てを自動的に制御する例を示しているが、本発明
はこれに限られるものではなく、手動で開閉できる弁を
用いてもよい。同様に、本例では精製空気供給流路７に
空気精製フィルタ７ｂを連結することにより、大気を用
いて精製空気を供給しているが、これに替えて、精製空
気用のボンベを接続してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッグに蓄えられたサンプルガスを供給するリードバッ
グ流路に別系統の精製空気供給流路を設けているので、
この精製空気供給流路を通じてガス分析計に精製空気を
流すことでリードバッグ流路をパージでき、ガス分析計
の安定を図ることができる。また、前記精製空気供給流
路に大気から採取した空気を精製する空気精製フィルタ
を設けた場合には、前記パージ動作をするときに特別な
ガスを用意する必要がなく、装置の小型化に貢献でき
る。

【００３１】また、本発明のガス分析方法を行った場合
には、ガス分析計の測定初期において精製空気をガス分
析計に供給することで、ガス分析計の安定を図ることが
できる。また、精度が向上するに伴って測定初期に不安
定な測定値を出力するガス分析計であっても、まず前記
精製空気を用いてリードバッグ流路をパージし、次いで
ガス分析計が安定してから前記精製空気をサンプルガス
に切り換えることにより、ガス分析計の安定動作の確保
と同時にリードバッグ流路のパージを行うことができ
る。そして、採取したサンプルガスの全てをガス分析に
用いることができるので、可及的に少ない量のサンプル
ガスで定容量試料採取し、高精度のガス分析を行うこと
ができる。これにより、ガス分析計ではより早くより安
定したデータの採取ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定容量試料採取装置の一例を示す図で
ある。

【図２】前記定容量試料採取装置を用いたガス分析方法
を説明する図である。

【図３】前記定容量試料採取装置を用いたガス分析方法
を説明する図である。

【図４】前記定容量試料採取装置を用いたガス分析方法
を説明する図である。

【図５】従来の定容量試料採取装置の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…定容量試料採取装置、３ａ〜３ｃ…バッグ、４，４
ａ〜４ｃ…サンプル導入流路、５，５ａ〜５ｃ…リード
バッグ流路、６ａ〜６ｆ…開閉弁、７…精製空気供給流
路、７ａ…開閉弁、７ｂ…空気精製フィルタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車排気ガスと大気とを混合したサン
   プルガスを取り込むバッグと、このサンプルガスをバッ
   グに取り込むためのサンプル導入流路と、このサンプル
   導入流路に設けた開閉弁と、一旦バッグに取り込んだサ
   ンプルガスをガス分析計に供給するリードバッグ流路
   と、このリードバッグ流路に設けた開閉弁とを有する定
   容量試料採取装置において、前記リードバッグ流路に連
   通連結する精製空気供給流路を設け、この精製空気供給
   流路中に開閉弁を設けたことを特徴とする定容量試料採
   取装置。
2. 【請求項２】 前記精製空気供給流路に大気から採取し
   た空気を精製する空気精製フィルタを設けた請求項１に
   記載の定容量試料採取装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の定容量試料採
   取装置を用いたガス分析方法であって、自動車排気ガス
   と大気とを混合して得られたサンプルガスをサンプル導
   入流路およびその開閉弁を介してバッグに充填した後
   に、精製空気供給流路の開閉弁を開放して、精製空気を
   ガス分析計に供給し、ガス分析計の測定値が安定したと
   きに、精製空気供給流路の開閉弁を閉鎖すると同時にリ
   ードバッグ流路に設けた開閉弁を開放することによりサ
   ンプルガスの測定を行うことを特徴とするガス分析方
   法。