排气分析装置、排气分析系统及其动作方法与制造工艺

本发明涉及用于测定从车辆等内燃机排出的排气的排气分析装置。此外，本发明涉及内燃机的排气分析系统及其动作方法，特别涉及启动时的动作具有特征的排气分析系统及其动作方法。

背景技术：
以往，为了测定从汽车等内燃机排出的排气，通过自动驾驶机器人使装载在底盘测功机上的汽车按照规定的行驶模式行驶，通过定容量取样装置采集此时排出的排气，并将采集到的试样气体供给到安装有测定原理不同的多个气体分析装置的排气分析装置，分别测定各成分（专利文献1）。安装于所述排气分析装置的各气体分析装置具备热管和加热器等加热设备，能在测定时将气体分析装置主体和排气导入管加热到由标准决定的规定的可分析温度。可是，从成本方面等考虑，在分析时间以外的情况下也加热到规定的可分析温度并不合适。因此，以往能将加热状态分别切换为下述的三个阶段：（1）气体分析装置主体和排气导入管均未被加热的“关闭模式”；（2）气体分析装置主体被调节到可分析温度（约191℃），另一方面排气导入管被调节到低于可分析温度的预定的中间温度（约100℃）的“暂停模式”；（3）气体分析装置主体和排气导入管都被调节到可分析温度的“待机模式”。可是，考虑到当前紧张的能源供给状况和环境负荷等方面，要求对加热状态进行更进一步细致的调节。另一方面，一旦停止对气体分析装置主体的加热而使其温度下降，则即使再次加热并使气体分析装置主体返回原来的温度，分析装置主体从该温度的状态开始到成为能稳定且不产生漂移地进行分析的状态为止需要花费大量时间，具体而言，如果从“关闭模式”切换到“待机模式”，则到稳定为止至少需要6个小时左右的时间。此外，在构成内燃机的排气分析系统的多个分析单元和排气取样管上设有利用了热管和加热器等的温度调节机构，在分析动作时将分析单元和排气取样管维持在由标准决定的规定的规定分析温度（例如约191℃）。如前所述，所述规定分析温度相当高，从温度调节机构开始动作起到成为能稳定地维持规定分析温度为止需要花费相当多的时间（例如从常温开始需要花费2～3小时）。另一方面，分析单元中的氢火焰离子化检测器和化学发光NO分析仪等，需要用于排气分析的专用气体（分析用气体）。例如，如果是氢火焰离子化检测器则需要氢气，如果是化学发光NO分析仪则需要臭氧气体用于排气分析。对于所述的分析单元而言，不仅温度需要稳定，而且例如分析用气体的流量也需要稳定，并且需要对残留在内部的残留气体进行吹扫等，所以从分析用气体开始导入起必须经过规定时间（例如数十分钟），才能够进行稳定的分析动作。因此，为了使排气分析处于能够立刻开始的状态（以下也称为待机模式），至少需要事前使温度调节机构动作从而达到规定分析温度，并且开始导入分析用气体并将分析单元维持在能稳定动作的状态。因此，以往使温度调节机构的动作和分析用气体的导入同时开始，平行进行所述温度调节机构的动作以及分析用气体的导入，以缩短到成为待机模式为止的时间。例如，为了实现车辆测试的时间的高效化，专利文献2公开了自动设定用于所述测试的所述排气分析装置和测功机等的动作时期的调度器，如果从所述调度器接收了待机模式的指令，则排气分析装置同时开始温度调节机构的动作和分析用气体的导入。可是，因为通常利用温度调节机构到成为温度稳定为止所需要的时间，长于从开始导入分析用气体起到分析单元成为能进行稳定动作为止所需要的时间，所以在从分析单元能稳定动作起到温度稳定为止的期间，虽然导入了分析用气体但分析单元却成为待机状态，导致白白浪费了分析用气体。现有技术文献专利文献1：日本专利公开公报特开2010-276473号专利文献2：日本专利公开公报特开2002-71524号

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种排气分析装置，能进一步节省能源并能迅速开始分析。此外，本发明的目的还在于提供一种能进一步节省能源的排气分析系统及其动作方法。即，本发明提供一种排气分析装置，其包括：分析装置主体，分析排气；排气导入部，将排气从排气流过的排气管引导到所述分析装置主体；加热器，分别加热所述分析装置主体和所述排气导入部；以及温度调节机构，控制所述加热器从而对所述分析装置主体和所述排气导入部进行温度调节，所述排气分析装置能选择至少两个模式，所述至少两个模式包括第一模式和第二模式，在所述第一模式下，通过所述温度调节机构，所述分析装置主体和所述排气导入部的温度被调节成可分析温度，所述可分析温度是能开始排气分析的规定温度，在所述第二模式下，所述分析装置主体被调节成所述可分析温度，并且所述排气导入部的加热器关闭。另外，本发明中的“关闭”是指实质上关闭的状态，例如包括流过微弱的待机电流的状态。按照所述的排气分析装置，通过能设定成分析装置主体被调节成所述可分析温度而排气导入部的加热器关闭的第二模式，与以往的“暂停模式”相比能进一步节省能源，并且通过再加热排气导入部能迅速转移到能分析的状态。在所述排气分析装置中，优选的是，所述排气分析装置还能选择第三模式，在所述第三模式下，通过所述温度调节机构，所述分析装置主体被调节成所述可分析温度，并且所述排气导入部被调节成中间温度，所述中间温度是低于所述可分析温度的规定温度。此外，在所述排气分析装置中，优选的是，所述排气分析装置还能选择第四模式，在第四模式下，全部加热器都关闭。此外，本发明提供一种排气分析系统，其包括：一个以上的分析单元，使用分析用气体分析从内燃机的排气管取样到的排气；以及温度调节机构，调节所述分析单元和/或排气取样管的温度，在开始排气分析之前，比所述温度调节机构的动作的开始延迟规定时间开始导入所述分析用气体。另外，温度调节机构的动作的开始不限于接通电源后的动作的开始，例如也包括下述方式：从将温度维持在中间温度的规定状态向成为作为目标的稳定温度开始温度调节动作。此外，为了将到成为待机模式为止的分析用气体的消耗和温度调节机构的电力消耗抑制在最小限度，优选的是，在开始排气分析之前，以使温度稳定时刻与可分析时刻大体一致的方式，比所述温度调节机构的动作的开始延迟规定时间开始导入所述分析用气体，所述温度稳定时刻是在温度调节机构的动作开始之后，通过所述温度调节机构调节的调节温度初次稳定到规定的稳定温度范围内的时刻，所述可分析时刻是在所述分析用气体的导入开始之后，所述分析单元初次成为能稳定分析的时刻。作为具体的实施方式，本发明还提供一种排气分析系统，其包括：一个以上的分析单元，边使用分析用气体边分析从内燃机的排气管取样到的排气；温度调节机构，调节所述分析单元和/或排气取样管的温度；温度稳定时刻取得部，取得温度稳定时刻，所述温度稳定时刻是在所述温度调节机构的动作开始之后，通过所述温度调节机构调节的调节温度初次稳定到规定的稳定温度范围内的时刻；稳定动作所需时间存储部，存储稳定动作所需时间，所述稳定动作所需时间是在所述分析用气体的导入开始之后，到所述分析单元稳定并初次稳定成能开始分析的规定的稳定状态为止所需要的所需时间；以及控制部，在开始排气分析之前，使所述温度调节机构动作，从所述温度稳定时刻取得部取得所述温度稳定时刻，从所述稳定动作所需时间存储部取得所述稳定动作所需时间，以使可稳定分析时刻与所述温度稳定时刻大体一致的方式计算出所述分析用气体的导入开始时刻，所述可稳定分析时刻是开始导入所述分析用气体之后，所述分析单元初次成为能稳定分析的时刻。作为分析单元的具体例子，可以举出氢火焰离子化检测器以及化学发光NO分析仪，所述氢火焰离子化检测器用氢气作为分析用气体，所述化学发光NO分析仪用臭氧作为分析用气体。此外，本发明还提供一种排气分析系统的动作方法，是排气分析系统的分析动作开始前的动作方法，所述排气分析系统包括：一个以上的分析单元，边使用分析用气体边分析从内燃机的排气管取样到的排气；以及温度调节机构，调节所述分析单元和/或排气取样管的温度，所述排气分析系统的动作方法在开始排气分析之前，比所述温度调节机构的动作的开始延迟规定时间使所述分析用气体开始导入。此外，本发明还提供一种排气分析系统，其包括：一个以上的分析单元，边使用分析用气体边分析从内燃机的排气管取样到的排气；以及温度调节机构，调节所述分析单元和/或排气取样管的温度，在开始排气分析之前，以使温度稳定时刻与可分析时刻大体一致的方式设定所述温度调节机构的动作开始时刻以及所述分析用气体的导入开始时刻，所述温度稳定时刻是在所述温度调节机构的动作开始之后，通过所述温度调节机构调节的调节温度初次稳定到规定的稳定温度范围内的时刻，所述可分析时刻是在所述分析用气体的导入开始之后，所述分析单元初次成为能稳定分析的时刻。按照所述的排气分析系统，不仅在利用温度调节机构到成为温度稳定为止所需要的时间长于从开始导入分析用气体起到分析单元成为能稳定动作为止的时间的情况下，而且即使在相反的情况下也能够以使温度稳定时刻与可分析时刻大体一致的方式设定温度调节机构的动作开始时刻与分析用气体的导入开始时刻，可以得到相同的效果。按照所述的发明，能进一步节省能源，并且能将分析装置主体的温度总是保持在可分析温度从而维持在能进行分析的状态，因此只要对排气导入部进行再加热就能够迅速进行分析，从而能够高效地进行排气分析。此外，按照本发明，由于与以往的技术相比，能缩短在导入分析用气体的状态下到成为温度稳定状态为止的分析单元待机的时间，所以能够减少分析用气体的消耗。附图说明图1...