KR100998692B1 - 배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법 - Google Patents

배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법 Download PDF

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

내연기관으로부터 배출되는 배기가스를 도입하는 배기가스 통과 구멍(21)과, 이 배기가스 통과 구멍을 흐르는 배기가스의 흐름에 대하여 직교하는 방향으로 레이저광을 조사하는 광파이버(25)와, 배기가스 중을 투과한 후의 레이저광을 수광하는 디텍터(26)와, 레이저광의 조사에 의하여 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질(PM)로부터 발생하는 미산란광을 수광하는 광검출기(71)와, 디텍터(26)로부터 얻어지는 투과광 강도의 수광 데이터에 의거하여 배기가스 중의 성분의 농도를 산출함과 동시에, 광검출기(71)로부터 얻어지는 산란광 강도의 실측 데이터에 의거하여 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질의 농도를 산출하는 산출부로서, 퍼스널 컴퓨터(45)를 구비하고, 내연기관으로부터의 배기가스에 함유되는 입자형상 물질의 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법.

Description

배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법 {EXHAUST GAS ANALYZER AND EXHAUST GAS ANALYZING METHOD}
본 발명은, 자동차 등의 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 함유되는 성분의 농도를 산출함과 동시에, 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질의 농도를 산출하는 배기가스 분석장치와, 배기가스 분석방법에 관한 것이다.
종래, 자동차 등의 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 함유되는 여러가지의 성분을 측정하는 방법 및 장치는 이미 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 엔진에 연결되는 배기관을 흐르는 배기가스 중의 HC(탄화수소) 농도를 연속적으로 측정하기 위한 NDIR(비분산형 적외분광법)형 가스 분석계와, 배기관을 흐르는 배기가스의 유량을 연속적으로 측정하는 배기가스 유량계와, NDIR형 가스 분석계 및 배기가스 유량계의 각각의 출력을 연산처리하여, 배기가스 중의 THC(전체 탄화수소)량을 연속적으로 산출하는 연산처리 회로를 차량 내에 탑재 가능하게 함으로써 노상 주행 중의 자동차 등의 차륜의 내연기관으로부터의 배기가스에 함유되는 HC 농도를 실시간으로 측정하는 것을 가능하게 하고 있다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질을 측정하는 것에 대해서는, 언급이 되어 있지 않다.
특허문헌 2에는, 자동차 등의 배기가스에 함유되는 이산화탄소나 질소 산화물 등의 농도와 함께, 배기가스 중에 함유되는 부유(浮遊) 입자형상 물질의 농도도 계측할 수 있게 한 레이저 계측장치가 기재되어 있다. 여기서는, 한쪽측에 레이저 광원이, 다른 쪽측에 수광기가 배치되어 있는 샘플링관 내에 배기가스를 도입하고, 조사하는 레이저광이 배기가스 중에 부유하는 입자형상 물질에 의하여 산란됨으로써 감쇠(減衰)된 레이저광을 수광기측에서 수광하고, 그 감쇠분으로부터 입자형상 물질의 농도를 측정하도록 하고 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2004-117259호 공보
[특허문헌 2]
일본국 특개2002-48711호 공보
자동차 등의 내연기관으로부터 배출되는 배기가스 중에 함유되는 탄소 미립자, 술페이트(sulfate) 등의 유황계 미립자, 고분자량 탄화수소 미립자(SOF) 등과 같은 입자형상 물질을 양으로서 정확하게 포착하는 것은, 환경 보전의 관점에서 긴요한 과제로 되어 있다. 특허문헌 2에 기재되는, 레이저광의 산란광에 기인하는 정보를 이용하여 가스 중의 입자형상 물질의 농도를 산출(계측)하는 방법은, 그것을 위한 유효한 해결책으로서 기대할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2에 나타나는 적외선 레이저광을 사용한 레이저 계측장치를 배기가스 배관 내에 적용하면, 이하와 같은 문제점이 있다. 즉, 계측하는 입자 지름이 다른 입자의 경우, 신호 강도와 입자 농도에 비례 관계가 성립하지 않게 되어, 계측 정밀도는 저하한다. 또, 계측 정밀도 향상을 위해서는, 복수의 파장의 광을 사용할 필요가 있어, 장치 형태가 복잡해진다. 또한, 성분 농도, 온도, 입자형상 물질을 동시에 계측하는 경우, 복수 장치를 조합시킬 필요가 있어, 장치가 대형화함과 동시에 비싸진다.
본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 자동차 등의 내연기관으로부터 배출되는 배기가스 중에 함유되는 성분의 농도를 분석하는 레이저광을 사용하여, 배기가스에 함유되는 입자형상 물질의 농도를 측정할 수 있고, 배기가스 중의 성분 분석과, 배기가스에 함유되는 입자형상 물질의 측정을 동시에 높은 정밀도로 산출할 수 있는 배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 배기가스 분석장치는, 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 레이저광을 조사하여 배기가스를 분석하는 장치로서, 내연기관으로부터의 배기가스를 도입하는 도입로와, 이 도입로를 흐르는 배기가스의 흐름에 대하여 직교하는 방향에 레이저광을 조사하는 광조사부와, 배기가스 중을 투과한 후의 레이저광을 수광하는 투과광 수광부와, 상기 레이저광의 조사에 의하여 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질로부터 발생하는 미산란광(Mie scattered light)을 수광하는 산란광 수광부와, 상기 투과광 수광부로부터 얻어지는 투과광 강도의 수광 데이터에 의거하여 배기가스 중의 성분의 농도를 산출함과 동시에, 상기 산란광 수광부로부터 얻어지는 산란광 강도의 실측 데이터에 의거하여 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질의 농도를 산출하는 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명에 의한 배기가스 분석방법은, 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 레이저광을 조사하여 배기가스를 분석하는 방법에 있어서, 상기 레이저광을 배기가스 중에 조사하고, 배기가스 중을 투과한 레이저광을 수광하고, 수광된 레이저광에 의거하여 상기 배기가스 중에 함유되는 성분의 농도를 산출하고, 상기 레이저광을 조사하였을 때에 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질로부터 발생하는 미산란광을 수광하고, 수광된 미산란광 강도의 실측 데이터와, 입자 지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 데이터에 의거하여 상기 배기가스 중의 상기 입자형상 물질의 농도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법은, 기본적으로, 배기가스에 레이저광을 조사하고, 배기가스 중을 투과한 레이저광을 수광하고, 수광된 레이저광에 의거하여 상기 배기가스 중에 함유되는 성분의 농도를 산출함과 동시에, 레이저광의 조사로 입자형상 물질로부터 발생하는 미산란광을 수광하여 입자형상 물질의 농도를 산출하고 있다. 그리고, 입자형상 물질의 농도의 측정은, 일정 입자 지름의 입자형상 물질에 레이저광을 조사하였을 때에 발생하는 미산란광 강도는 조사하는 레이저광의 파장 의존성이 있고, 파장을 가로축으로 하고 미산란광 강도를 세로축으로 하였을 때에 상기 입자 지름에 고유의 이론값 패턴이 존재하는 것, 및 상기 고유의 이론값 패턴은 입자 지름에 의하여 각각 다른 것을 이용하고 있다.
자동차 등의 내연기관으로부터 배출되는 배기가스는, 내연기관의 운전 환경에 따라, 성분 농도나 입자형상 물질의 농도가 변화한다. 또, 입자형상 물질은, 다른 입자 지름의 것이 혼재한 상태로 배출된다. 본 발명에서는, 내연기관으로부터의 배기가스를 도입하는 도입로에 복수의 파장의 광을 함유하는 레이저광을 조사할 수 있는 광원을 배치하여, 그곳을 흐르는 배기가스에 복수의 파장의 광을 함유하는 레이저광을 조사한다. 조사한 레이저광은 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질에 닿아 산란하여, 각 파장마다의 소요 강도의 미산란광을 발생한다. 발생한 미산란광은 산란광 수광부에서 수광되고, 수광한 데이터는 각 파장마다의 미산란광 강도의 실측 데이터로서 산출부로 보내진다.
상기와 같이 배기가스 중에는 다른 입자 지름의 입자형상 물질이 혼재하고 있고, 각각의 입자형상 물질로부터 각각의 강도의 미산란광이 발생하지만, 산란광 수광부에서 수광하는 각 파장마다의 미산란광 강도의 실측 데이터는, 그 중에서 가장 지배적인 입자 지름의 입자형상 물질로부터의 미산란광 강도 데이터와 대략 일치한다고 생각할 수 있다.
실측된 각 파장마다의 미산란광 강도의 실측 데이터를, 데이터 저장부에 저장되어 있는 입자 지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 데이터와 비교하여, 패턴으로서 가장 근사하는 이론값 패턴 데이터를 선택한다(패턴 매칭). 선택된 이론값 패턴 데이터로부터, 실측하고 있는 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질 중에서의 가장 지배적인 입자 지름을 추측할 수 있다.
선택한 이론값 패턴 데이터로부터, 그 미산란광 강도의 최대값를 얻고, 이하, 미산란 이론에 의거하여, 산출부는, 미산란광 강도와 농도의 관계로부터 이론값에서의 농도를 산출한다. 또한, 산출부는, 산출된 이론값 데이터에서의 입자형상 물질의 농도를, 종래 알려진 방법에 의하여, 실측한 미산란광 강도의 계측값으로 보정한다. 그것에 의하여, 계측 배기가스 중에서의 실제의 입자형상 물질농도(예를 들면, mg/m3 또는 %)가 얻어진다. 상기 보정방법으로서는, 실제의 계측 결과로부터 구하는 방법이나 미산란광의 이론식으로부터 구해지는 계수를 이용하는 방법 등을 들 수 있지만, 어느 쪽에서든, 흘러내리는 이미 알고 있는 입자 지름의 입자형상 물질에 기설정된 파장의 광을 함유하는 레이저광을 실제로 조사하여 미리 검증하여 둠으로써, 더욱 높은 정밀도에서의 농도의 산출이 가능해진다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 관한 배기가스 분석장치 및 배기가스 분석방법에서는, 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질의 농도를 산출하는 데 있어서, 입자형상 물질의 입자 지름을 산출 근거의 하나로서 사용하고 있고, 정밀도가 높은 산출이 가능해진다.
본 발명에 관한 배기가스 분석장치에서, 바람직하게는, 상기 산출부는, 입자 지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 구비하고 있고, 산란광 수광부에서 얻어지는 미산란광 강도의 실측 데이터와 데이터 저장부에 수납된 이론값 데이터에 의거하여 배기가스 중의 상기 입자형상 물질의 농도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 배기가스 분석장치에 의하면, 실측 데이터와 이론값 데이터를 비교하여, 패턴으로서 가장 근사하는 이론값 패턴 데이터를 선택한다. 그리고, 선택된 이론값 데이터로부터 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질의 입자 지름을 추정하고, 추정된 입자 지름에 의거하여 입자형상 물질의 농도를 산출하기 때문에, 더욱 높은 정밀도의 입자형상 물질의 농도를 산출할 수 있다.
본 발명에 관한 배기가스 분석장치에서, 바람직하게는, 상기 산란광 수광부를 복수개 구비하고, 산출부는 복수의 산란광 수광부에서 얻어진 미산란광 강도의 실측 데이터의 평균치를 연산하는 수단을 더 구비하게 된다. 이 경우에는, 복수의 실측값의 평균치로서 각 파장마다의 미산란광 강도 데이터의 실측값을 얻을 수 있기 때문에, 더욱 높은 정밀도에서의 이론값 패턴 데이터 선택(패턴 매칭)이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 자동차 등의 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 함유되는 성분의 농도나 온도, 압력 등과 함께, 입자형상 물질의 농도를 높은 정밀도로 산출하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명에 관한 배기가스 분석장치를 차량에 탑재한 일 실시 형태의 요부 구성을 나타내는 도,
도 2는, 본 발명에 관한 배기가스 분석장치를 엔진 벤치에 탑재한 다른 실시 형태의 요부 구성을 나타내는 도,
도 3은, 하나의 센서부의 요부를 분해한 상태의 사시도를 포함하는 배기가스 분석장치의 요부 구성을 나타내는 도,
도 4는, 도 3의 센서부의 정면을 나타내는 도,
도 5는, 레이저 발진/수광 컨트롤러의 요부 구성 및 신호 해석장치를 포함하는 배기가스 분석장치의 전체 구성을 나타내는 블록도,
도 6은, 동일한 입자 지름의 입자형상 물질에 다른 파장의 레이저광을 조사하였을 때에 발생하는 각 파장마다의 미산란광 강도가 일정한 패턴을 그리는 것을 설명하는 도,
도 7은, 본 발명에 관한 배기가스 분석방법의 공정을 나타내는 플로우차트,
도 8은, 센서부의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 자동차 1A : 엔진 벤치
2 : 엔진(내연기관) 3 : 배기 매니폴드(배기경로)
4 : 배기관(배기경로) 5 : 제 1 촉매장치(배기경로)
6 : 제 2 촉매장치(배기경로) 7 : 머플러(배기경로)
8 : 배기 파이프(배기경로) 10 : 배기가스 분석장치(가스 분석장치)
11~14 : 센서부 20 : 센서 베이스
21 : 배기가스 통과 구멍(도입로) 23 : 센서 구멍 (조사광 통과 구멍)
24 : 센서 구멍 (투과광 통과 구멍)
25 : 광파이버(조사부) 26 : 디텍터(수광부)
28, 29 : 미러 38 : 광 통과 구멍
30 : 레이저 발진/수광 컨트롤러 33 : 분파기
34A~34C : 분파기 35A~35C, 36A~36C : 합파기
40A~40C : 차분형 광검출기 45 : 퍼스널 컴퓨터(신호 해석장치)
46 : 저장부 47 : 산출부
70, 70a : 제 3 센서 구멍 71, 71a : 미산란광 검출수단
R(Ra) : 레이저광 S : 미산란광
PM : 입자형상 물질
이하, 본 발명에 관한 배기가스 분석장치를 자동차의 내연기관(엔진)으로부터의 배기가스 분석장치로서 사용한 경우의 일 실시 형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 배기가스 분석장치를 자동차에 탑재한 요부 구성도, 도 2는, 도 1의 배기가스 분석장치를 엔진 벤치에 탑재한 상태의 요부 구성도, 도 3은, 센서부와 그 근방을 분해한 상태에서 나타내는 사시도, 도 4는 센서부의 상세도이다. 또, 도 5는, 레이저 발진/수광 컨트롤러의 요부 구성 및 신호 해석장치를 포함하는 배기가스 분석장치의 전체구성을 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 3에서, 본 실시 형태의 배기가스 분석장치는, 자동차(1)에 설치된 내연기관(엔진)(2)으로부터 배출되는 배기가스를 분석하는 장치이다. 또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 엔진 벤치(1A)에 설치된 내연기관(엔진)(2)의 배기가스를 분석하는 장치이다. 엔진(2)의 각 기통으로부터 배출되는 배기가스는, 배기 매니폴드(3)에서 합류되고, 배기관(4)을 통하여 제 1 촉매장치(5)에 도입되고, 또한 제 2 촉매장치(6)에 도입되고, 그 후 머플러(7)를 통하여 배기 파이프(8)로부터 대기중에 방출된다. 배기경로는, 배기 매니폴드(3), 배기관(4), 제 1 촉매장치(5), 제 2 촉매장치(6), 머플러(7), 배기 파이프(8)로 구성되고, 엔진(2)으로부터 배출된 배기가스를 2개의 촉매장치(5, 6)에서 정화하고, 머플러(7)에 의하여 소음, 감압하여 대기 중에 방출한다. 또, 머플러는 메인 머플러와 서브 머플러 2개를 가지는 것이어도 된다.
배기경로를 구성하는 복수의 부재는, 플랜지부끼리를 대접시켜 볼트 등으로 접속되어 있다. 예를 들면, 제 1, 제 2 촉매장치(5, 6)는 큰 지름의 본체부의 상류, 하류측에 배기 파이프부가 연결되고, 이들 배기 파이프부의 끝부에 플랜지부(F, F)가 용접 등에 의해 고착되어 있다. 또, 머플러(7)는 큰 지름의 본체부의 상류, 하류측에 배기 파이프부가 연결되고, 이들 배기 파이프부의 끝부에 플랜지부(F, F)가 고착되어 있다. 또, 말단의 배기 파이프(8)는 머플러(7)에 직접 용접 등에 의해 고착되어 있다. 이와 같이, 배기경로를 구성하는 복수의 부재는 플랜지부(F)에 의해 접속되고, 배기가스가 통과하는 단면 형상이 직경(d)의 원형으로 형성되어 있다.
본 실시 형태의 배기가스 분석장치(10)는, 상기의 배기경로의 복수 개소에 설치된 복수(도면에 나타낸 예에서는 4개)의 센서부(11 내지 14)를 구비하여 구성된다. 제 1 센서부(11)는 제 1 촉매장치(5)보다 상류측의 엔진측의 배기관(4)과의 사이에 설치되고, 제 2 센서부(12)는 제 1 촉매장치(5)의 하류측에 설치되고, 제 3 센서부(13)는 제 2 촉매장치(6)의 하류측에 설치되어 있다. 그리고, 제 4 센서부(14)는 머플러(7)의 하류의 배기 파이프(8)에 설치되어 있다. 센서부(14)는 배기 파이프의 도중에 설치되어도, 배기 파이프의 말단의 개구부에 삽입하여 설치하는 것이어도 된다. 또, 제 1 센서부(11)의 상류측의, 배기 매니폴드(3)에서 합류하기 전의 1 기통마다의 배기관에 별도의 센서부를 설치하여도 된다.
배기관(4)이나 제 1 촉매장치(5), 제 2 촉매장치(6), 머플러(7)는 플랜지부(F, F)를 볼트로 조임으로써 연결되어 있고, 배기경로를 구성하는 부재의 사이에 설치되는 센서부(11, 12, 13)는, 플랜지부(F, F)에서 끼워진 상태로 설치되어 있다. 플랜지부(F, F)는, 배기경로를 구성하는 부재의 양 끝부에 형성되고, 플랜지부끼리의 접합면은 배기경로의 중심선에 대하여 직각으로 교차하고 있다. 이 결과, 센서부(11 내지 13)는 플랜지부(F, F)에 끼워져 배기경로를 가로지르도록 설치된다. 제 4 센서부(14)는 배기가스가 대기 중에 방출되기 직전의 분석을 행하는 것이고, 머플러(7)로부터 돌출하는 배기 파이프(8)의 중간부에 플랜지부(F, F)에서 끼워 설치하여도 된다. 또한, 센서부의 설치 수는 임의로 설정하면 된다.
각 센서부(11 내지 14)는 동일 구성이고, 하나의 센서부(11)에 대하여 도 3, 도 4를 참조하여 설명한다. 센서부(11)는 직사각형 형상의 박판재로부터 형성된 센서 베이스(20)를 가지고, 이 센서 베이스는 중심부에 배기 파이프부의 원형 단면의 내경(d)과 대략 동일한 직경(d1)의 배기가스 통과 구멍(21)이 형성되어 있고, 배기가스 통과 구멍 내를 배기가스가 통과한다. 배기가스 통과 구멍(21)은 배기가스의 도입로를 구성한다. 판 형상의 센서 베이스(20)의 두께는 레이저광의 조사부와 수광부(뒤에 설명하는 투과광 수광부와 산란광 수광부의 쌍방)를 고정할 수 있는 범위에서, 가능한 한 얇은 것이 바람직하다.
구체적으로는 센서 베이스(20)의 두께는, 예를 들면 5 내지 20 mm 정도가 적 합하다. 20 mm를 넘으면 배기가스 흐름에 흩어짐이 생기기 쉬워져서 무시할 수 없는 압력 손실도 생기기 쉽다. 5 mm보다 얇으면 측정용 레이저광의 조사부나 수광부의 설치 고정이 번잡해진다. 또한, 배기가스 통과 구멍(21)의 직경(d1)은 배기 파이프부의 원형단면의 내경(d)과 동일한 치수인 것이 바람직하지만, 예를 들면 배기 파이프부의 원형 단면의 내경(d)이 30 mm인 경우, 배기가스 통과 구멍(21)의 직경(d1)은, 30 ± 1 내지 2 mm 정도이면 오차로서 허용된다. 센서 베이스(20)를 구성하는 판재(板材)로서는 금속판재나 세라믹제의 판재를 사용하고 있지만, 재질에 대해서는 특별히 묻지 않는다.
센서 베이스(20)는 플랜지부(F, F)에 끼워진 상태로 고정되고, 플랜지부(F, F)와 센서 베이스(20)와의 사이에는 개스킷(22. 22)이 끼워진 상태에서 도시 생략하는 볼트, 너트 등에 의해 고정된다. 개스킷(22)은 적절한 재료로 형성되고, 배기 파이프부의 내경과 동일한 직경의 배기가스 통과 구멍이 뚫려있다. 이 구성에 의하여, 플랜지부(F, F)의 사이에 센서 베이스(20)를 끼워 배기경로를 접속하여도, 배기가스가 도중에서 새지 않고, 배기경로의 길이의 증가도 적다. 도 3은, 배기관(4)의 하류 끝에 용접된 플랜지부(F)와, 촉매장치(5)의 상류측의 배기 파이프부(5a)의 끝부에 용접된 플랜지부(F)와의 사이에, 개스킷(22, 22)을 끼워 센서 베이스(20)가 고정되는 구성을 나타내고 있다.
센서 베이스(20)에는, 판 두께의 중앙을 단면으로부터 배기가스 통과 구멍(21)을 향하여 관통하는 제 1과 제 2 센서 구멍(23, 24)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1과 제 2 센서 구멍(23, 24)이 형성되는 단면과는 다른 단면으로부터 역시 배기가스 통과 구멍(21)을 향하여 관통하는 제 3 센서 구멍(70)이 형성되어 있고,상기 제 3 센서 구멍(70)의 단면적은 제 1과 제 2 센서 구멍(23, 24)의 단면적보다도 크게 되어 있다.
뒤에 설명한 바와 같이, 제 1 센서 구멍(23)은, 배기가스 통과 구멍(21) 내에 조사하는 레이저광(R)의 통과 구멍이고, 레이저광(R)을 조사하는 조사부로서 광파이버(25)가 고정된다. 제 2 센서 구멍(24)은, 배기가스 중을 투과하여 감쇠한 레이저광(Ra)의 통과 구멍이고, 제 2 센서 구멍(24)에서의 레이저광의 출구측에는 투과광 수광부로서의 디텍터(26)가 구비된다. 제 3 센서 구멍(70)은, 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질(PM)에 레이저광을 조사하였을 때에 발생하는 미산란광(S)의 통과 구멍으로서 작용하는 것이고, 제 3 센서 구멍(70)의 배기가스 통과 구멍(21)과 반대측에는, 적절한 광검출기(71)가 미산란광 수광부로서 구비된다. 바람직하게는, 제 1과 제 2 센서 구멍(23, 24) 및 제 3 센서 구멍(70)은, 배기가스가 흐르는 방향과 직교하는 방향으로 개구시킨다.
또한, 본 발명에 의한 배기가스 분석장치에서, 계측 배기가스 중의 입자형상 물질(PM)의 농도 분석만을 행하는 경우에는, 상기한 투과광 수광부로서의 디텍터(26)를 기능시키지 않고, 광파이버(25)로부터 레이저광을 조사하고, 입자형상 물질(PM)에서 발생하는 미산란광을 제 3 센서 구멍(70)을 통하여 광검출기(71)로 수광하면 된다.
또, 도시한 것에서는, 2개의 미러(28, 29)가, 도 4에 나타내는 바와 같이, 배기가스 통과 구멍(21)의 밖에, 배기가스 통과 구멍(21)을 끼워 유지하는 대향 위 치에서, 미러의 반사면이 서로 평행해지도록 하여 배치되어 있다. 상기 제 1 센서 구멍(23)으로부터 들어가는 레이저광은, 2개의 미러(28, 29)에 의해 반사되고, 배기가스 중을 투과함으로써 감쇠하고, 상기한 바와 같이 감쇠한 레이저광(Ra)이 제 2 센서 구멍(24)을 통과하여 디텍터(26)에 의하여 수광된다. 또, 그와 같이 반사하면서 배기가스 통과 구멍(21)을 통과하는 과정에서, 배기가스 중에 입자형상 물질(PM)이 존재하는 경우에는, 그 입자 지름이나 농도에 의존한 양의 미산란광(S)이 발생한다. 발생한 미산란광(S)은 상기와 같이 제 3 센서 구멍(70)을 통하여 광검출기(71)에 의해 검출된다.
미러(28, 29)는 석영, 또는 사파이어, 세라믹 등의 모재의 표면에 반사재를 코팅하여 제작한다. 코팅재로서는, 금, 백금이나 산화티탄 등의 레이저 파장에 맞는 반사율이 높은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또, 반사재를 보호하기 위하여, MgF2나 SiO2 등의 투명하고 내열성에 우수하며, 내환경성(耐環境性)에 우수한 재료를 코팅층으로서 최상면에 형성하는 것이 바람직하다. 내열성에 우수하고, 반사율이 높은 미러를 사용함으로써 정밀도 좋은 측정이 가능해진다. 미러(28, 29)의 표면에 예를 들면 이산화티탄(TiO2) 박막과 같은 광촉매층을 형성하여도 된다.
본 발명에 의한 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질(PM)의 농도를 산출하는 방법은, 기본적으로, 일정 입자 지름의 입자형상 물질에 레이저광을 조사하였을 때에 발생하는 미산란광 강도는, 조사하는 레이저광의 파장 의존성이 있고, 파장을 가로축으로 하고 미산란광 강도를 세로축으로 하였을 때에, 상기 입자 지름에 고유 의 이론값 패턴이 그려진다는 사실에 의거하고 있다. 그 때문에, 배기가스가 흘러내리는 상기 배기가스 통과 구멍(21) 내에, 광파이버(25)로부터 복수의 파장의 광을 함유하는 레이저광을 조사하는 것이 필요하게 된다. 또, 미산란광 검출측에서도, 파장에 대응한 미산란광 강도를 조사한 파장마다 검출하는 것이 필요하게 된다.
도 5는, 그것을 위한 레이저 발진/수광 컨트롤러(30)의 일례를 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 예에서는, 레이저 발진/수광 컨트롤러(30)로부터 출사되는 복수의 파장의 광을 함유하는 적외 레이저광은, 광파이버(25A)(25B, 25C)를 통하여 센서 베이스(20)의 배기가스 통과 구멍(21) 내에 조사되고, 배기가스 중을 투과한 적외 레이저광은 투과광 수광측의 디텍터(26A)(26B, 26C)에서 수광되고, 그 측정광이 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C)에서 신호광과 비교되어, 차분 신호가 분석장치인 퍼스널 컴퓨터(45)에 공급되고, 그곳에서, 배기가스 중의 성분 분석이 행하여진다. 한편, 레이저광의 조사에 의하여 배기가스 통과 구멍(21) 내에서 발생한 미산란광(S)은, 광검출기(71A)(71B, 71C)에 의해 검출되고, 그 정보가 신호선(72)을 거쳐 퍼스널 컴퓨터(45)로 보내지고, 뒤에 설명하는 바와 같이 하여 입자형상 물질(PM)의 농도의 산출이 행하여진다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 레이저 발진/수광 컨트롤러(30)는, 복수의 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)를 구비하고, 도시 생략한 펑션(function) 제너레이터 등의 신호 발생기로부터 주파수 신호가 공급되고, 각 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)는 각 주파수에 대응한 파장대의 적외 레이저광을 발 광한다. 배기가스 중을 투과시키는 적외 레이저광의 파장은, 검출하는 배기가스 중의 각 성분에 고유한 흡수 스펙트럼에 대응하는 피크 파장을 가지는 적외 레이저광을 발생시키는 것이 유효하다. 예를 들면, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 물(H2O)을 검출하는 경우는, 5개의 파장의 적외 레이저광을 사용한다. 예를 들면, 암모니아를 검출하는 데 적합한 파장은 1530 nm이고, 일산화탄소를 검출하는 데 적합한 파장은 1460 nm이며, 이산화탄소를 검출하는 데 적합한 파장은 1470 nm이다. 또, 메탄을 검출하는 데 적합한 파장은 1680 nm이고, 물을 검출하는 데 적합한 파장은 1350 nm이다. 또한, 가스 농도의 검출은, 동일한 성분이어도 다른 파장인 경우가 있고, 다른 파장 중에서 선택하여 사용하도록 하여도 된다.
각 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)로부터 조사된 적외 레이저광은, 광파이버(32)에 의하여 제 1 분파기(33)에 도광되고, 그곳에서 센서부의 수에 맞추어 분파된다. 제 1 분파기(33)에서 분파된 레이저광은, 제 2 분파기(34A)(34B, 34C)에 의해 신호광과 측정광으로 나누어진다. 제 2 분파기(34A)는 센서부(11)용이고, 제 2 분파기(34B)는 센서부(12)용, 제 2 분파기(34C)는 센서부(13)용이다.
센서부(11)(12, 13)용의 5개의 제 2 분파기(34A)(34B, 34C)로 나누어진 각 파장 영역의 신호광은, 광파이버를 통하여 합파기(35A)(35B, 35C)로 합파되고, 합파된 복수의 파장대의 신호광은 광파이버(37A)(37B, 37C)를 통하여 상기한 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C)에 도광된다. 한편, 5개의 제 2 분파기(34A)(34B, 34C)로 나누어진 측정광은 광파이버를 통하여 합파기(36A) (36B, 36C)로 합파되고, 광파이버(25A)(25B, 25C)에 의하여 센서부(11)(l2, 13)의 조사부에 도광된다.
조사부에서의 측정용 레이저광은, 도 4에 나타내는 바와 같이 미러(28, 29)로 반사하면서 배기가스 통과 구멍(21)을 투과하고, 배기가스 중을 투과하여 감쇠한 투과 레이저광(Ra)은 디텍터(26A)(26B, 26C)에서 수광 데이터로서 검출된다. 검출한 신호는, 신호선(27A)(27B, 27C)을 거쳐 상기한 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C)에 보내진다. 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C)는, 배기가스 중을 투과하여 감쇠한 투과광(측정광)과, 배기가스 중을 투과하고 있지 않은 신호광과의 차를 취하는 구성으로 되어 있고, 차분형 광검출기(40)로 산출된 신호광과 측정광의 차분에 상당하는 전기 신호는, 예를 들면 도시 생략한 프리앰플리 파이어로 증폭되고, A/D 변환기를 거쳐 신호 해석 장치인 퍼스널 컴퓨터(45)에 입력된다. 퍼스널 컴퓨터(45)에서는, 입력된 신호로부터 배기가스 중에 함유되는 성분의 농도나, 배기가스의 온도, 압력 등을 산출하여 배기가스의 성분 분석이 행하여진다.
본 발명의 배기가스 분석장치(10)는, 예를 들면 적외 레이저광을 배기가스 중에 투과시키고, 입사광의 강도와 배기가스 중을 투과한 후의 투과광의 강도에 의거하여 배기가스의 성분의 농도를 산출하고, 배기가스를 분석하는 것이다. 즉, 배기가스 성분의 농도(C)는, 이하의 수학식(1)로부터 산출된다.
C=-1n(I/I0)/kL
이 수학식(1)에서, I는 투과광 강도, I0은 입사광 강도, k는 흡수율, L은 투과 거리이다. 따라서, 신호광인 입사광 강도(I0)에 대한 투과광 강도(I)의 비, 시그널 강도(I/Io)에 의거하여 배기가스 성분의 농도(C)는 산출된다. 투과광 강도(I)는, 디텍터(26A)(26B, 26C)를 통하여 출력되고, 입사광 강도(IO)는, 광파이버(37A) (37B, 37C)를 통하여 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C) 내의 포토 다이오드 등의 광전 변환기로부터 출력된다. 본 실시 형태에서는 입사광 강도(IO)로서, 배기가스 중을 투과하지 않는 신호광 강도를 사용하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 실시 형태의 배기가스 분석장치(10)의 동작에 대하여 이하에 설명한다. 엔진이 작동하고 있는 상태에서, 배기가스 분석장치(10)를 작동시킨다. 엔진(2)으로부터 배출된 배기가스는 배기경로인 배기 매니폴드(3)에서 합류되어, 배기관(4)을 통하여 제 1 촉매장치(5)에 도입되고, 또한 제 2 촉매장치(6)에 도입되고, 그 후 머플러(7)를 통하여 배기 파이프(8)로부터 대기 중에 방출된다. 그리고, 배기경로 중에 설치된 센서부(11 내지 14)의 센서 베이스(20)에 형성된 배기가스 통과 구멍(21)을 배기가스가 통과한다. 배기가스의 특정 성분의 농도 등을 측정할 때는, 배기가스 통과 구멍(21) 내에 레이저광을 조사하여, 배기가스 중을 투과한 레이저광의 광 강도를 측정한다.
즉, 레이저 발진/수광 컨트롤러(30)의 신호 발생기를 작동시켜 각 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)에 신호를 공급하여 각 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)로부터 기설정된 파장의 적외 레이저광을 발광시킨다. 각 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)로부터 발광된 적외 레이저광은, 광파이버(32…)를 통하여 분파기(33…)에 도달하고, 이곳에서 센서부의 수에 맞추어 분파된다. 이 후, 분파된 적외 레이저광은 분파기(34A…, 34B…, 34C…)에서 측정광과 신호광으로 분파된다.
하나의 센서부(11)에 대하여 상세하게 설명하면, 5개의 분파기(34A)에서 분파된 신호광은 합파기(35A)에서 합파되어 신호용 레이저광이 되고, 차분형 광검출기(40A)에 도광된다. 또, 5개의 분파기(34A)에서 분파된 측정광은 합파기(36A)에서합파되어 측정용 레이저광이 되고, 센서부(11)의 조사부에 광파이버(25A)를 통하여 도광된다. 다른 센서부(12, 13)에 대해서도, 마찬가지로 분파기(33…)에서 분파된 후, 분파기(34B…, 34C…)에서 신호광과 측정광으로 분파되고, 합파기(35B, 35C)에서 합파되어, 신호광은 차분형 광검출기(40B, 40C)에 도광되고, 합파기(36B, 36C)에서 합파되어, 측정광이 센서부(12, 13)에 도광된다.
그리고, 센서부(11 내지 13)의 광파이버(25A)(25B, 25C)로부터 조사된 측정용 적외 레이저광은, 조사광 통과 구멍인 센서 구멍(23)을 통하여 배기가스가 통과하고 있는 배기가스 통과 구멍(21) 내에 조사된다. 적외 레이저광은 배기경로인 배기가스 통과 구멍(21) 내를 가로질러, 광 통과 구멍을 통하여 미러(28)에 도달하여 아래쪽의 미러(28)로 위쪽으로 반사되고, 이어서 광 통과 구멍을 통하여 미러(29)에 도달하여 위쪽의 미러(29)로 아래쪽으로 반사되고, 반사를 반복함으로써 배기가스 중의 투과 거리가 커져, 가장 마지막에 센서 구멍(24)을 통하여 디텍터(26A)(26 B, 26C)에서 수광된다. 즉, 측정용 적외 레이저광은 배기가스 중을 투과하여 감쇠 되고, 감쇠된 투과광이 수광부인 디텍터에서 수광되어, 투과광 (측정광)의 광 강도가 측정된다.
배기가스 중을 지나 감쇠하여 수광부에 도달한 측정용 적외 레이저광은 디텍터(26A)(26B, 26C)에서 전기 신호로서 출력되고, 신호선(27A)(27B, 27C)을 거쳐 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C)에 공급된다. 한편, 신호용 레이저광은 광파이버(37A)(37B, 37C)를 통하여 차분형 광검출기(40A)(40B, 40C)에 공급되고, 차분형 광검출기에서는, 복수의 파장성분마다 투과광(측정광)과 신호광의 차를 취하여, 투과광 중의 특정 가스 성분의 피크 파장이 검출된 흡수 스펙트럼이 검출된다. 이렇게 하여, 차분형 광검출기로부터의 출력이 신호 해석장치인 퍼스널 컴퓨터(45)에 입력된다. 퍼스널 컴퓨터(45)는, 입력된 흡수 스펙트럼의 복수의 주파수대마다의 피크 파장에 의거하여, 배기가스의 성분의 농도나 온도, 압력을 산출하여 측정하고 분석한다.
본 실시 형태의 배기가스 분석장치(10)에서, 배기가스 중에 입자형상 물질(PM)이 존재하는 경우에는, 측정광이 입자형상 물질(PM)에 조사됨으로써 미산란광(S)이 발생한다. 이하, 발생한 미산란광(S) 강도를 이용하여 상기 분석 배기가스 중의 입자형상 물질(PM)의 농도를 산출하는 방법을 도 7의 플로우차트를 참조하면서 설명한다.
상기와 같이, 동일한 입자 지름의 입자형상 물질(PM)에 다른 파장의 레이저광을 조사하였을 때에 생기는 각 파장마다의 미산란광 강도가 일정한 패턴을 그리는 것, 즉, 입자형상 물질로부터 발생하는 미산란광의 강도를 파장마다 연속시킨 패턴 데이터는 입자형상 물질(PM)의 입자 지름에 의하여 다른 것은 알려져 있는 사실이다. 도 6은 그 일례를 나타내고 있고, 예를 들면, 패턴 데이터 A는 입자 지름 100 nm인 경우이고, 패턴 데이터 B는 입자 지름 1000 nm인 경우이며, 패턴 데이터 C는 입자 지름 500 nm인 경우이다.
도 7의 S01은, 농도 계측용 레이저 조사 단계이고, 상기한 5개의 파장대의 레이저광이 센서부(11)(12, 13)의 배기가스 통과 구멍(21) 내에 조사된다. S02는, 배기가스 중의 입자형상 물질(PM)로부터의 미산란광 강도의 계측값(실측값)을 각 파장마다 얻는 단계이고, 구체적으로는, 센서부(11)(12, 13)에서 발생한 각 파장마다의 미산란광(S)은, 광검출기(71A)(71B, 71C)에서 산란광 강도로서 검출되고, 검출 신호는 전기 신호로 변환되어, 신호 해석장치인 퍼스널 컴퓨터(45)에 실측 데이터로서 입력된다. 도 7a의 그래프는, 그 계측값을 가로축에 파장을, 세로축에 산란광 강도를 취하고, 상기 레이저 다이오드(LD1 내지 LD5)에서 생성된 5개의 파장대에 대하여 계측된 미산란광 강도를 플롯하여 패턴화한 것이다.
퍼스널 컴퓨터(45)는, 입자 지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 데이터를 저장하는 데이터 저장부(46)와 산출부(47)를 구비하고 있고, S03에서, 퍼스널 컴퓨터(45) 내의 산출부(47)는, 저장하여 둔 미산란광 강도의 이론값 패턴 데이터와 계측된 실측값 패턴 데이터를 비교 매칭한다. 도 7b는 그 패턴 매칭 방법을 설명하는 것이고, 데이터 저장부(46)에는, 상기 도 6에 나타낸 바와 같은, 입자 지름마다의 미산란광 강도 분포의 이론값에 의거하는 많은 종류의 패턴 데이터가 수납되어 있고, 산출부(47)는, 계측하여 얻어진 패턴 데이터와 가장 근사하는 이론값 패턴 데이터와의 매칭을 행한다. 그리고, S04에서, 계측값 패턴과 가장 가까운 분포를 나타내는 이론값 패턴 데이터를 선택한다.
S04에서의 패턴 매칭에 의하여, 측정 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질(PM)을 구성하는 지배적인 물질의 입자 지름을 높은 정밀도로 추정할 수 있다.
다음에, S05에서, 선택된 이론값 패턴 데이터에서의 미산란광 강도의 최대값(B)(도 7c 참조)을 얻는다. 그리고, S06에서, 미산란 이론에 의거하여, 산출부(47)는, 이론값에서의 미산란광 강도 최대값(B)과 입자 농도와의 관계로부터, 이론값에서의 입자 농도(c)(B)를 산출한다. 도 7d는 미산란광 강도 최대값(B)과 입자 농도(c)(B)의 상관의 예를 나타내는 그래프이고, 양자는 실질적으로 대략 선형의 상관을 가진다.
가장 마지막으로, SO7에서, 도 7e에 나타내는 바와 같이, 이론값에서의 입자 입자 농도(c)(B)와 실측한 산란광 계측값의 매칭 보정량(A)에서, 계산값으로부터 구해지는 입자형상 물질(PM)의 농도(C)(예를 들면, mg/㎥ 또는 %)를 연산한다. 또는, 미리 구하여 둔 계수(f)(A)에 의하여, 이론값에서의 입자 농도(c)(B)를 보정 연산하여, 이하의 수학식(2)에 의하여 입자형상 물질(PM)의 실제의 농도(C)를 얻는다.
농도(C)=입자 농도(c)(B)×f(A)
각 입자에 의한 산란광 강도의 분포를 이론으로부터 구하는 경우, 도 7b의 파선 및 실선의 실측값의 분포를 이론값의 분포의 「형」과 비교하여, 가장 가까운 것과 맞춘다. 이와 같이 맞춘 이론값의 최대값(B)에 대하여, B를 구한 파장(도 7a 내지 도 7d의 가로축)에서의 실측값을 X라 하면, X/B가 매칭 보정량(A)이 된다.
이와 같이, 본 실시 형태의 배기가스 분석장치는, 레이저광을 배기가스에 조사하여 배기가스 중에 함유되는 성분의 농도나 온도 등을 측정하여 분석할 수 있고, 그 때에 조사된 레이저광에 의해 배기가스 중에 함유되는 입자형상 물질(PM)에서 발생하는 미산란광(S)을 수광하여, 배기가스 중에 함유되는 성분의 농도 등의 분석과 동시에, 입자형상 물질(PM)의 농도를 산출할 수 있다. 또한, 입자형상 물질의 농도의 산출은, 적은 컴퓨팅 파워로 실시간으로 산출할 수 있다.
도 8은, 센서부(11)의 다른 예를 나타낸다. 여기서는, 센서 베이스(20)에 형성한 제 3 센서 구멍(70)과 적절한 각도(예를 들면 20도)로 경사지도록 하여 또 하나의 제 3 센서 구멍(70a)이 형성되어 있고, 그곳에도 동일하게 하여 또 하나의 광검출기(71a)가 설치되어 있다. 광검출기(71a)의 수광 신호는 신호선(72a)을 거쳐 퍼스널 컴퓨터(45)로 보내지고, 그곳에서 광검출기(71)로부터의 수광 신호와 비교 연산되어, 그 평균한 값으로부터 도 7a에 나타낸 계측값 패턴이 산출된다. 이와 같이 2개 또는 2개 이상의 광검출기(71)에 의하여 미산란광 강도를 측정함으로써, 더욱 정밀도가 높은 농도 측정이 가능해진다.

Claims (7)

  1. 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 레이저광을 조사하여 배기가스를 분석하는 장치에 있어서,
    상기 배기가스를 도입하는 배기관;
    상기 배기관에 장착되는 센서부로서, 상기 배기관을 흐르는 배기가스의 흐름에 대하여 직교하는 방향으로 레이저광을 조사하는 광조사부와, 상기 광조사부로부터 조사되고, 상기 배기가스를 투과한 해당 레이저광을, 상기 배기가스의 흐름에 대하여 직교하는 방향으로 반사하여 해당 배기가스를 투과시키는 미러와, 상기 배기가스 중을 투과한 후의 레이저광을 수광하는 투과광 수광부와, 상기 레이저광의 조사에 의해 배기가스 중에 포함되는 입자형상 물질로부터 생기는 미산란광을 수광하는 산란광 수광부를 구비하는 센서부;
    레이저 발진·수광 컨트롤러부; 및
    상기 투과광 수광부에서 얻어지는 투과광 강도의 수광 데이터에 의거하여 배기가스 중의 성분의 농도를 산출함과 동시에, 상기 산란광 수광부에서 얻어지는 산란광 강도의 실측 데이터에 의거하여 배기가스 중에 포함되는 입자형상 물질의 농도를 산출하는 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 분석장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산출부는, 입자 지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 구비하고 있고, 산란광 수광부에서 얻어지는 미산란광 강도의 실측 데이터와, 데이터 저장부에 수납되어 입자 지름마다 특정되는 이론값 데이터에 의거하여 배기가스 중의 상기 입자형상 물질의 농도를 산출하는 것 을 특징으로 하는 배기가스 분석장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 산란광 수광부를 복수개 구비하고, 상기 산출부는 복수의 산란광 수광부에서 얻어진 미산란광 강도의 실측 데이터의 평균치를 연산하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 분석장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부를 복수 구비하고,
    상기 레이저 발진·수광 컨트롤러부는,
    복수의 레이저 다이오드와 복수의 분파기와 복수의 합파기와 복수의 차분형 광검출기를 구비하고,
    상기 복수의 레이저 다이오드의 각 다이오드가, 검출대상이 되는 배기가스 중의 각 성분에 고유의 흡수 스펙트럼에 대응하는 피크 파장을 가지는 적외 레이저광을 발생시키고,
    상기 분파기가, 상기 적외 레이저광을 센서부의 수만큼 분파하고, 상기 합파기는 상기 분파된 다른 피크 파장을 가지는 적외 레이저광을 합파하여 상기 광조사부로 보내고,
    상기 차분형 광검출기가 상기한 합파광과 상기 투과광 수광부로부터의 수광의 차분을 취하는 것을 특징으로 하는 배기가스 분석장치.
  5. 내연기관으로부터 배출되는 배기가스가 흐르는 배기관 내에 레이저광을 조사하여 배기가스를 분석하는 방법에 있어서,
    상기 레이저광을 배기가스 중에 조사하고, 배기가스 중을 투과한 레이저광을 미러에 의해 반사하여 배기가스 중을 투과시키도록 하여 배기가스 중을 복수회 통과한 레이저광을 수광하고, 수광된 레이저광에 의거하여 상기 배기가스 중에 포함되는 성분의 농도를 산출하고,
    상기 레이저광을 조사하였을 때에 배기가스 중에 포함되는 입자형상 물질로부터 생기는 미산란광을 수광하고, 수광된 미산란광 강도의 실측 데이터에 의거하여 상기 입자형상 물질의 농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 배기가스 분석방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 입자형상 물질의 농도의 산출은, 상기 미산란광 강도의 실측 데이터와, 입자지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 데이터에 의거하여 행하여지는 것을 특징으로 하는 배기가스 분석방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 입자형상 물질의 농도의 산출은, 배기가스 중에 포함되는 입자형상 물질로부터의 미산란광 강도의 실측 데이터를 파장마다 연속시킨 패턴 데이터를 사용하여 행하여지고,
    실측한 미산란광 강도의 상기 패턴 데이터와 입자지름마다 특정되는 미산란광 강도에 관한 이론값 패턴 데이터를 비교하여, 실측한 미산란광 강도의 상기 패턴 데이터에 근사한 이론값 패턴 데이터를 선택하는 공정과,
    선택한 이론값 패턴 데이터에서의 최대값을 취득하고, 취득한 값으로부터 이론값 데이터에서의 입자형상 물질의 이론값 농도를 산출하는 공정과,
    산출된 입자형상 물질의 이론값 농도를 실측한 미산란광 강도의 계측값으로 보정하여 실제의 입자형상 물질 농도를 산출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 분석방법.
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