气体分析装置、气体取样装置和气体分析方法与流程

文档序号:14833507发布日期:2018-06-30 11:26阅读:186来源:国知局
气体分析装置、气体取样装置和气体分析方法与流程

本发明涉及例如对汽车的排气等试样气体的成分进行分析的气体分析装置、以及对试样气体进行采集的气体取样装置。



背景技术:

例如,如专利文献1所示,在测定排气等试样气体所含的甲烷的情况下,有时使试样气体通过非甲烷截止器,使试样气体所含的甲烷以外的碳氢化合物在非甲烷截止器内燃烧。

在所述燃烧时,为了防止由于氧气过剰而使甲烷过分燃烧或因氧气不足而使甲烷以外的碳氢化合物未燃烧,需要对试样气体以适当的比例供给氧气。

可是,在这种气体分析装置中,例如因取样泵的脉动、导入的试样气体的压力变动等,有时会引起试样气体的流量发生变化。

其结果,因试样气体和氧气的混合比发生变动,所以会导致测定的甲烷的浓度和量发生变动的问题。

这样的问题在测定甲烷的装置以外的其他气体分析装置中也会成为问题。

现有技术文献

专利文献1:日本专利公开公报特开平08-035950号



技术实现要素:

本发明是鉴于所述的问题而做出的发明,本发明的目的是提供气体分析装置或气体取样装置,即使试样气体管道的压力发生变动,也能将采集的试样气体的流量维持为一定。

即,本发明提供一种气体分析装置,其包括:试样气体管道,流过试样气体;压力损失机构,设置在所述试样气体管道上;压力控制机构,通过从所述压力损失机构的后段排出所述试样气体的一部分或者向所述压力损失机构的后段供给规定的气体,来控制所述压力损失机构的前后的所述试样气体管道的压力差;以及分析器,分析流过所述试样气体管道的试样气体。

按照这样的气体分析装置,因为即使在所述试样气体管道的压力发生了变动的情况下,也能将采集的试样气体的流量维持为一定,所以能够高精度地分析试样气体所含的成分。

此外,例如由于即使在将操作气体或稀释气体等与试样气体混合的情况下等,也能够将试样气体与、操作气体或稀释气体等的混合比维持为一定,所以能够高精度地分析试样气体所含的成分。

作为具体的实施方式,可以举出下述的气体分析装置:所述压力控制机构包括:试样气体排出管道,将所述试样气体的一部分从所述试样气体管道的所述压力损失机构的后段排出;试样压力调整管道,与所述试样气体排出管道连接;以及试样压力控制部,参照所述试样气体管道的所述压力损失机构的前段的压力,控制所述试样气体管道的所述压力损失机构的前段的压力与所述试样压力调整管道的压力的压力差。

作为另一实施方式,可以举出下述构成:所述压力控制机构包括:气体供给管道,在所述试样气体管道的所述压力损失机构的后段,向所述试样气体管道供给规定的气体;压力控制阀,设置在所述气体供给管道上;以及压差计,检测所述压力损失机构的前后的压力差,根据由所述压差计检测到的压力差控制所述压力控制阀。

作为更具体的实施方式,可以举出下述的气体分析装置:所述试样压力控制部参照所述压力损失机构的前段的压力,以将所述压力损失机构的前段的所述试样气体管道的压力与所述试样压力调整管道的压力的压力差保持为一定的方式,控制所述试样压力调整管道的压力。

更具体地说,所述压力损失机构可以是毛细管、节流孔和背压阀中的任意一种。

所述气体分析装置还包括:第一气体供给管道,向所述试样气体管道的所述压力损失机构的后段供给第一气体;以及第一气体调压机构,参照所述试样气体管道的所述压力损失机构的后段的压力,将所述第一气体供给管道的供给侧压力与所述试样气体管道的压力的差维持为一定。如果是这样的气体分析装置,则即使在所述试样气体管道的压力发生了变动的情况下,也能够将供给的第一气体的流量维持为一定,因此能使试样气体与第一气体的混合比成为一定。

作为具体的实施方式,所述气体分析装置还包括氧化催化剂,所述氧化催化剂在所述排出管道的后段将甲烷以外的碳氢化合物成分从试样气体除去。

所述气体分析装置还包括:第二气体供给管道,向所述试样气体管道的所述压力损失机构的后段供给第二气体;以及第二气体调压机构,参照所述试样气体管道的所述压力损失机构的后段的压力,将所述第二气体供给管道的供给侧压力与所述试样气体管道的压力的差维持为一定。如果是这样的气体分析装置,则由于即使在所述试样气体管道的压力发生了变动的情况下,也能将供给的第二气体的流量维持为一定,所以能够使试样气体与第二气体的混合比成为一定。

所述第一气体为包含氧气的气体,所述第二气体为包含氢气的气体,所述气体分析装置还包括水分供给催化剂,所述水分供给催化剂在所述氧化催化剂的前段使所述第一气体和所述第二气体反应而生成水,如果是这样的气体分析装置,则由于能向所述氧化催化剂供给水分,所以能够防止所述试样气体中的甲烷成分的过度燃烧。

如果所述第一气体的供给量大于与所述第二气体反应的量,则由于能够供给用所述氧化催化剂使非甲烷成分燃烧所必要的氧气,因此能够抑制所述氧化催化剂的劣化。

如上所述,由于所述第一气体的供给量大于与所述第二气体反应的量,所以在所述气体分析装置中,用与所述第二气体的反应的结果剩余的所述第一气体,来稀释所述试样气体。

如果所述气体分析装置还包括抽吸型取样泵,所述抽吸型取样泵配置在所述试样气体管道上的测定装置的下游,则由于容易因所述抽吸型取样泵引起产生所述试样气体管道的压力变动,所以本发明的效果特别显著。

作为所述气体分析装置的具体的实施方式,所述试样气体是从车辆排出的排气,所述气体分析装置是车载型的气体分析装置。

本发明还提供一种气体取样装置,其包括:试样气体管道,流过试样气体;压力损失机构,设置在所述试样气体管道上;以及压力控制机构,通过从所述压力损失机构的后段排出所述试样气体的一部分或者向所述压力损失机构的后段供给规定的气体,来控制所述压力损失机构的前后的所述试样气体管道的压力差。如此同样能够实现本发明的效果。

此外,本发明还提供一种气体分析方法,其是使用气体分析装置的气体分析方法,所述气体分析装置包括:试样气体管道,流过试样气体;压力损失机构,设置在所述试样气体管道上;以及分析器,分析流过所述试样气体管道的试样气体,其中,通过从所述压力损失机构的后段排出所述试样气体的一部分或者向所述压力损失机构的后段供给规定的气体,来控制所述压力损失机构的前后的所述试样气体管道的压力差。这种方法也可以实现与所述的气体分析装置同样的效果。

按照本发明的气体分析装置或气体取样装置,因为即使在所述试样气体管道的压力发生了变动的情况下,也能够将采集的试样气体的流量维持为一定,所以能够高精度地分析试样气体所含的成分。

此外,例如由于即使在将操作气体或稀释气体等与试样气体混合的情况下等,也能够使试样气体与、操作气体或稀释气体等的混合比成为一定,所以能够高精度地分析试样气体所含的成分。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的气体分析装置的结构的示意图。

图2是表示本发明第二实施方式的气体分析装置的结构的示意图。

图3是用于说明本发明第二实施方式的气体分析装置的变形例的图。

图4是用于说明本发明其他实施方式的气体分析装置的示意图。

图5是表示本发明其他实施方式的气体分析装置的结构的示意图。

图6是表示本发明其他实施方式的气体分析装置的结构的示意图。

附图标记说明

1 气体分析装置

11 试样气体管道

12 甲烷分析器

13 非甲烷截止器

14 第一气体供给管道

15 第二气体供给管道

17 水分供给催化剂

20 压力损失机构

21 压力控制机构

211 试样压力调整管道

212 试样气体排出管道

214 试样压力控制部

22 第一气体调压机构

23 第二气体调压机构

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的气体分析装置1的第一实施方式。

本实施方式的气体分析装置1,例如分析从车辆的内燃机排出的排气等试样气体所含的成分。

具体地说,如图1所示,气体分析装置1包括:试样气体管道11,流过试样气体;甲烷分析器(第一分析器)12,设置在试样气体管道11上,分析试样气体所含的甲烷;非甲烷截止器13,设置在试样气体管道上的甲烷分析器12的上游;第一气体供给管道14,用于向非甲烷截止器13供给包含氧气的第一气体;以及第二气体供给管道15,用于向非甲烷截止器13供给包含氢气的第二气体。

试样气体管道11的一端与车辆的排气管等连接,另一端例如向外部敞开(向大气开放)。在试样气体管道11上的比甲烷分析器12更靠下游,设有用于向试样气体管道11引入试样气体的抽吸型的取样泵(未图示)。

甲烷分析器12将作为有机化合物的碳氢化合物(HC)作为测定对象成分进行测定,在该实施方式中,甲烷分析器12具有氢火焰离子化检测器,用于测定试样气体所含的甲烷。

非甲烷截止器13使流过试样气体管道11的试样气体中的甲烷以外的碳氢化合物(非甲烷成分)燃烧(氧化)而将其除去,是例如包含二氧化锰和氧化铜等的金属催化剂。

第一气体供给管道14流过第一气体(包含氧气的气体),所述第一气体包含非甲烷截止器13除去非甲烷成分所必要的氧气,第一气体供给管道14的一端例如与未图示的储气瓶等连接,另一端与试样气体管道11的非甲烷截止器13的前段亦即上游连接。

第二气体供给管道15流过第二气体(包含氢气的气体),所述第二气体包含用于与氧气一起生成水所必要氢气,第二气体供给管道15的一端例如与未图示的储气瓶等连接,另一端与试样气体管道11的非甲烷截止器13的前段亦即上游连接。

在本实施方式中,第一气体供给管道14和第二气体供给管道15的下游,成为第一气体和第二气体混合并流过的混合管道16,所述混合管道16的下游端与试样气体管道11的非甲烷截止器13的上游连接。

在所述混合管道16上设有水分供给催化剂17,所述水分供给催化剂17使第一气体中的氧气与第二气体中的氢气高效反应而生成水。

本实施方式的气体分析装置1还包括全碳氢化合物分析管道18,所述全碳氢化合物分析管道18在试样气体管道11的与混合管道16的汇合点的上游从试样气体管道11分路。

全碳氢化合物分析管道18用于分析试样气体所含的全碳氢化合物,设有全碳氢化合物分析器(第二分析器)181以及控制所述全碳氢化合物分析管道18的试样气体流量的第一流量控制装置182。

全碳氢化合物分析器181将作为有机化合物的碳氢化合物(HC)作为测定对象成分进行测定,在该实施方式中,具有氢火焰离子化检测器,用于测定试样气体所含的全碳氢化合物。

第一流量控制装置182利用具有比其前后的流道更细的内径的毛细管等流体阻力元件,也可以利用质量流控制器和节流孔等构成。

另外,本实施方式的气体分析装置1包括非甲烷截止器确认用管道19,所述非甲烷截止器确认用管道19使试样气体不通过非甲烷截止器13而导向甲烷分析器12。

非甲烷截止器确认用管道19以迂回非甲烷截止器13的方式,在非甲烷截止器13的上游从试样气体管道11分路,在非甲烷截止器13的下游与试样气体管道11汇合。另外,分路点位于试样气体管道11的与混合气体管道16的汇合点的上游。

在本实施方式中,在试样气体管道11的非甲烷截止器确认用管道19的分路点和汇合点之间设置有第一阀V1,并且在非甲烷截止器确认用管道19上设置有第二阀V2。此外,通过切换第一阀V1和第二阀V2,使试样气体流过试样气体管道11或非甲烷截止器确认用管道19的某一方。

此外,本实施方式的气体分析装置1还包括:压力损失机构20,控制流过试样气体管道11的试样气体的流量;压力控制机构21,将试样气体管道11的压力损失机构20的前后的压力差控制为一定;第一气体调压机构22,将试样气体管道11的压力损失机构20的后段的压力与第一气体供给管道14的压力差控制为一定;以及第二气体调压机构23,将试样气体管道11的压力损失机构20的后段的压力与第二气体供给管道15的压力差控制为一定。

压力损失机构20设在试样气体管道11的与混合管道16的汇合点的前段,在该实施方式中,例如采用毛细管(第一毛细管20)。

压力控制机构21通过控制压力损失机构20的后段的压力,将试样气体管道11的压力损失机构20的前后的压力差保持为一定。具体地说,压力控制机构21包括:试样压力调整管道211,例如向大气敞开,与外部连通;试样气体排出管道212,连接试样压力调整管道211和试样气体管道11,将试样气体的一部分导向试样压力调整管道211;作为流体阻力元件的第二毛细管213,设置在试样压力调整管道211上;以及试样压力控制部214,设置在试样压力调整管道211上,调整试样压力调整管道211的压力。

试样压力调整管道211例如一端与未图示的储气瓶等连接,从所述储气瓶等供给的气体流过该试样压力调整管道211的内部。

试样气体排出管道212的一端与试样气体管道11的压力损失机构20的后段连接,另一端与试样压力调整管道211连接。本实施方式的试样气体排出管道212的上游分路为2条,一方与试样气体管道11连接,并且另一方与非甲烷截止器确认用管道19连接。

在本实施方式中,在试样气体管道11与试样气体排出管道212的连接点的后段且在非甲烷截止器13的前段,设置有第五毛细管24,所述第五毛细管24控制流过非甲烷截止器13的气体的流量。

此外,在非甲烷截止器确认用管道19的第二阀V2的前段,设置有第六毛细管25,所述第六毛细管25控制流过非甲烷截止器确认用管道19的气体的流量。

此外,将通过第五毛细管24或第六毛细管25的试样气体的流量设定为,少于通过第一毛细管20的试样气体的流量与从混合管道16流入试样气体管道11的第一气体和第二气体的流量的合计流量。

由此,可以防止试样气体从试样气体排出管道212向试样气体管道11逆流。

另外,对于是否设置第五毛细管24和第六毛细管25,也可以适当进行变更。

第二毛细管213设在试样压力调整管道211的与试样气体排出管道212的连接点的后段上。

试样压力控制部214控制从试样气体管道11或非甲烷截止器确认用管道19向试样气体排出管道212流入的试样气体的流量。具体地说,所述试样压力控制部214是试样压力调节阀214V,所述试样压力调节阀214V设置在试样压力调整管道211的与试样气体排出管道212的连接点的上游。此外,参照试样气体管道11的压力损失机构20的前段的压力,控制所述试样压力调节阀214V的阀开度。

更具体地进行说明,试样压力调节阀214V通过直接感知试样气体管道11的压力损失机构20的前段的压力,来改变阀开度。按照该构成,试样压力调节阀214V通过调节流过试样压力调整管道211的气体的流量,来控制试样压力调整管道211的压力。

第一气体调压机构22包括:第三毛细管221,作为设置在第一气体供给管道14上的流体阻力元件;以及第一气体调压阀222,设置在所述第三毛细管221的上游。

第三毛细管221控制流过第一气体供给管道14的第一气体的流量,使第一气体供给管道14中产生压损。

第一气体调压阀222将第三毛细管221前后的第一气体供给管道14的压力差控制为一定,例如根据混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力来控制阀开度。这里的第一气体调压阀222和所述的试样压力调节阀214V同样,通过直接感知混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力来改变阀开度。按照该构成,第一气体调压阀222通过调整流过第一气体供给管道14的第一气体的流量,控制第一气体供给管道14的压力。

第二气体调压机构23包括:第四毛细管231,作为设置在第二气体供给管道15上的流体阻力元件;以及第二气体调压阀232,设置在所述第四毛细管231的上游。

第四毛细管231控制流过第二气体供给管道15的第二气体的流量,使第二气体供给管道15中产生压损。

第二气体调压阀232将第四毛细管231前后的第二气体供给管道15的压力差控制为一定,例如根据混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力来控制阀开度。这里的第二气体调压阀232和所述的试样压力调节阀214V同样,通过直接感知混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力来改变阀开度。按照该构成,第二气体调压阀232通过调整流过第二气体供给管道15的第二气体的流量来控制第二气体供给管道15的压力。

接着,说明本实施方式的气体分析装置1的动作。

首先,如果使未图示的取样泵动作,则从车辆的内燃机排出的作为试样气体的排气,被引入试样气体管道11和全碳氢化合物分析管道18。此时根据需要,也可以使试样气体通过过滤器F和控制流量的未图示的毛细管等。

通过第一毛细管20和第一流量控制装置182对采集到的试样气体进行流量控制,超过规定的流量的剩余的试样气体不进入试样气体管道11和全碳氢化合物分析管道18而向外部排出。

此时,试样压力调节阀214V直接监视试样气体管道11的压力损失机构20的前段的压力。

例如,在试样气体管道11的压力损失机构20的前段的压力上升了的情况下,使试样压力调节阀214V的阀开度变大。由此,试样压力调整管道211的流量增加,试样压力调节阀214V和第二毛细管213之间的压力上升。

其结果,由于与试样压力调整管道211连接的试样气体排出管道212的压力与试样气体管道11之间的压力差变小,从试样气体管道11或非甲烷截止器确认用管道19流向试样气体排出管道212的气体的量减少,所以试样气体管道11的压力损失机构20后段的压力上升。

另一方面,在试样气体管道11的压力损失机构20前段的压力下降了的情况下,使试样压力调节阀214V的阀开度变小。由此,试样压力调整管道211的流量减小,试样压力调节阀214V与第二毛细管213之间的压力下降。

其结果,由于与试样压力调整管道211连接的试样气体排出管道212的压力与试样气体管道11之间的压力差变大,从试样气体管道11或非甲烷截止器确认用管道19流向试样气体排出管道212的气体的量增加,所以试样气体管道11的压力损失机构20后段的压力下降。

通过采用这样的方式,试样压力调节阀214V使试样气体管道11的压力损失机构20前段与后段的压力总是维持为一定,使通过第一毛细管20的试样气体的流量保持一定。

通过了第一毛细管20的试样气体,与通过混合管道16向试样气体管道11供给的第一气体和第二气体汇合。

此时,第一气体调压阀222和第二气体调压阀232,直接监视混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力,该混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力是试样气体管道11的压力损失机构20的后段的压力。

例如,在混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力上升了的情况下,第一气体调压阀222和第二气体调压阀232的阀开度分别变大,流过这些调压阀的气体的流量增加。

其结果,第一气体供给管道14的第一气体调压阀222与第三毛细管221之间的压力、以及第二气体供给管道15的第二气体调压阀232与第四毛细管231之间的压力分别上升。

另一方面,在混合管道16的水分供给催化剂17的后段的压力下降了的情况下,第一气体调压阀222和第二气体调压阀232的阀开度分别变小,流过第一气体调压阀222和第二气体调压阀232这些调压阀的气体的流量减少。

其结果,第一气体供给管道14的第一气体调压阀222与第三毛细管221之间的压力、以及第二气体供给管道15的第二气体调压阀232与第四毛细管231之间的压力分别下降。

通过采用这样的方式,第一气体调压阀222将试样气体管道11的压力损失机构20后段的压力与第一气体供给管道14的第三毛细管221的前段的压力维持为一定,使向试样气体管道11供给的第一气体的流量保持为一定。

此外,第二气体调压阀232将试样气体管道11的压力损失机构20后段的压力与第二气体供给管道15的第四毛细管231的前段的压力维持为一定,使向试样气体管道11供给的第二气体的流量保持一定。

此时,优选的是,第一气体中包含在水分供给催化剂17与氢气反应而成为水的量以上的氧气。即,优选的是,从混合管道16向试样气体管道11供给的气体包含水和氧气。

由此,试样气体与通过混合气体管道向试样气体管道11供给的包含水和氧气的气体汇合而被稀释,通过非甲烷截止器13,根据需要被适当地进行流量控制,导向甲烷分析器12被进行分析。

按照这种结构的气体分析装置1,即使在例如因取样泵的脉动、通过加速器或制动器使发动机的运转状况发生变化而造成送入试样气体管道11的试样气体的压力发生了变动的情况下,也可以将压力损失机构20前后的压力差维持为一定,并将通过压力损失机构20的试样气体的量保持为一定。

例如即使在由于加速或制动操作等使车辆的发动机的状态变动而使试样气体管道11的入口侧的压力快速变动了的情况下,由于也参照试样气体管道11的压力损失机构20的前段的压力,调整试样气体管道11的压力损失机构20后段的压力,所以能将通过压力损失机构20的试样气体的流量保持为一定。

此外,即使在试样气体管道11的压力变动了的情况下,由于试样气体管道11的压力损失机构20后段的压力与、第三毛细管221及第四毛细管231的前段的压力差也分别保持为一定,所以能将向试样气体管道11供给的第一气体和第二气体的流量保持为一定。

作为其结果,能够使在试样气体管道11的压力损失机构20后段汇合的、试样气体与第一气体和第二气体的混合比成为一定。

由此,第一气体和第二气体形成的试样气体的稀释率稳定,可以高精度地测定试样气体所含的甲烷的浓度和量。

由于试样气体排出管道212与、试样气体管道11的与混合管道16的汇合点的下游连接,所以从试样气体排出管道212排出的气体,成为试样气体与第一气体及第二气体混合后的气体,试样气体与第一气体和第二气体的混合比不易变动。

可是,为了用气体分析装置1高精度地分析试样气体所含的甲烷成分,需要通过非甲烷截止器13仅将所述试样气体中的甲烷以外的碳氢化合物燃烧来分离甲烷。

当通过非甲烷截止器13使甲烷以外的碳氢化合物燃烧时,如果氧气不足则存在甲烷以外的碳氢化合物不燃烧的问题。可是,如果过量地供给氧气,则存在甲烷过度燃烧的问题。

因此,考虑向非甲烷截止器13供给水,来抑制甲烷的燃烧。

关于这一点,在本实施方式中,由于向水分供给催化剂17供给的作为第一气体的包含氧气的气体的量比作为第二气体的包含氢气的气体的量多,所以向试样气体管道11供给作为第一气体的包含氧气的气体、以及包含水的气体,所述包含水的气体含有通过水分供给催化剂17生成的水。

因此,即使试样气体的压力变动,也可以对非甲烷截止器13稳定地供给适当量的氧气和水,所以能在适当的范围内调节非甲烷截止器13的分离性能。

接着,参照附图说明本发明的气体分析装置1的第二实施方式。

在第一实施方式中,压力控制机构21从压力损失机构20的后段将试样气体的一部分排出,但是在第二实施方式中,如图2所示,压力控制机构21向压力损失机构20的后段供给规定的气体。以下,具体说明第二实施方式的压力控制机构21的结构。

压力控制机构21通过控制压力损失机构20的后段的压力,将压力损失机构20的前后的压力差保持为一定。具体地说,如图2所示,压力控制机构21包括:第三气体供给管道L,从外部向压力损失机构20的后段供给规定的第三气体;压力控制阀LV,设置在第三气体供给管道L上;以及控制装置C,控制压力控制阀LV的阀开度。

第三气体供给管道L例如将通过过滤器F取入的大气作为第三气体向压力损失机构20的下游供给。另外,作为第三气体,只要是不妨碍甲烷分析器12和全碳氢化合物分析器181对试样气体的分析的气体即可,例如可以是试样气体自身,也可以是所述第一实施方式的第一气体、第二气体、或其他气体等。

所述第三气体供给管道L与设有未图示的取样泵的排气管道RL连接。另外,在排气管道RL上设有缓冲容器BT。

压力控制阀LV设在第三气体供给管道L上,控制第三气体的流量,具体地说,压力控制阀LV为线性阀等电磁阀。

控制装置C是具备CPU、存储器、A/D转换器等的计算机,CPU和外围设备按照存储在所述存储器的规定区域中的程序协同动作,控制压力控制阀LV的阀开度。

在此,设有检测压力损失机构20的前后的压力差的压差计DPS,将通过所述压差计DPS检测出的压力差作为压差信号,依次向控制装置C发送。具体地说,所述压差计DPS检测压力损失机构20的上游的压力与作为压力损失机构20的下游的各分析器12、181的上游的压力的压力差。

此外,控制装置C根据压差信号显示的压力差,控制作为所述压力控制阀LV的线性阀。具体地说,控制装置C以使压差信号显示的压力差与预先设定的目标值一致的方式,对压力控制阀LV的阀开度进行反馈控制。

按照这样构成的气体分析装置1,即使在因取样泵的脉动、加速或制动导致发动机的运转状况发生变化而使送入试样气体管道11的试样气体的压力发生了变动的情况下,压力控制机构21也可以将压力损失机构20的前后的压力差(即,压力损失机构20的上游与、试样气体管道11和第三气体供给管道L的汇合点的压力差)维持为一定。由此,能够使通过压力损失机构20的试样气体的流量保持为一定,可以使流过甲烷分析器12和全碳氢化合物分析器181的试样气体的流量成为一定。

此外,由于压力控制机构21以使压力损失机构20的前后的压力差成为一定的方式,向压力损失机构20的后段供给作为第三气体的大气,所以能够将试样气体维持在所期望的稀释率,实现甲烷分析器12和全碳氢化合物分析器181的测定精度的提高。

另外,按照所述的实施方式,由控制装置C对压力控制阀LV进行了数字性控制,但是也可以根据压差传感器DPS的检测值对压力控制部LV进行模拟性控制。

具体地说,如图3所示,可以举出下述方式:通过将表示压差传感器DPS的检测值的电压和表示预先设定的目标值的电压输入模拟计算器,并将基于这些电压的差的输出电压向压力控制阀LV输出,来控制压力控制阀LV的阀开度。

可是,在所述第一实施方式和所述第二实施方式中,作为另一个不同点,在第二实施方式中设有压差计DPS,根据所述压差计DPS检测的压力差控制线性阀LV。以下,说明该点。

首先,如图4所示,在通过甲烷分析器和全碳氢化合物分析器等分析器A对通过取样泵P采集到的排气进行分析的结构中,调压阀V例如可以是隔膜式的机械式调压阀。

在该结构中,为了将流过分析器A的排气流量控制为一定流量,只要以使毛细管等压力损失机构Z的前后的压力差保持为一定的方式控制调压阀V即可。

可是,如果调压阀V为机械式调压阀,则会产生因取样泵P的流量变动(脉动)或者气压的变化等造成的响应性延迟、因周围温度的变化造成的隔膜的硬化等。由此,在采用机械式调压阀的结构中,由于各种物理性原因和周围环境的变化等,不能以希望的精度将压力损失机构Z的前后的压力差保持为一定。其结果,对分析器A的指示值造成影响,产生不能保证分析精度的问题。

因此,本发明人为了解决所述的问题,设计了图5所示的结构。即,该结构在向压力损失机构20的后段供给规定的气体(这里为大气)的气体供给管道L上设置线性阀LV,并且具备检测压力损失机构Z的前后的压力差的压差计DPS,以使压差计DPS的检测值成为一定的方式控制线性阀LV的阀开度。

按照这种结构,由于根据压差计DPS的检测值控制线性阀LV,所以能够将周围温度和气压等周围环境的影响降到非常低,能以希望的精度将压力损失机构Z的前后的压力差保持为一定。

此外,因为根据压差计DPS对压力差的检测值控制线性阀LV,所以相比图4所示的结构,能够加快响应性,即使产生泵P的流量变动(脉动),所述流量变动对分析器A的指示值的影响也极小,可以保证分析器A的分析精度。

可以由第二实施方式的气体分析装置1得到这种作用效果。

即,在第二实施方式中,由于压力控制机构21根据压差计DPS的检测值控制压力损失机构20的前后的压力差,所以能够将周围温度和气压等周围环境的影响降低到极小,即使产生取样泵的流量变动(脉动),也能将对各分析器12、181的指示值的影响降低到极小。

此外,只要能充分降低取样泵的流量变动的影响,就可以不需要缓冲容器BT,能实现装置的小型化。

另外,本发明不限于所述各实施方式。

例如,作为对试样气体进行取样的取样装置的、包括所述各实施方式中所述的试样气体管道11、压力损失机构20、压力控制机构21的气体取样装置,也是本发明的一个方式。

压力控制机构21也可以将规定的气体向试样气体管道11的压力损失机构20的后段供给。

规定的气体只要是不妨碍甲烷分析器12对试样气体的分析的气体即可,例如,可以是试样气体自身,也可以是第一气体、第二气体、或所述其他气体等。

试样压力调节阀214V不限于直接感知试样气体管道11的压力损失机构20前段的压力的阀,也可以采用如下方式:将由配置在试样气体管道11上的压力损失机构20前段的压力传感器等测量到的压力向未图示的信息处理装置输出,所述信息处理装置向所述试样压力调节阀214V发出指令信号,来调节所述阀开度。所述信息处理装置具备CPU、存储器、通信口和A/D转换器等,可以是气体分析装置1专用的装置、或通用的计算机等。

同样,第一气体调压阀222和第二气体调压阀232不限于直接感知混合管道16的压力,也可以采用如下方式:将由配置在混合管道16上的压力传感器等测量到的压力向信息处理装置输出,所述信息处理装置对第一气体调压阀222和第二气体调压阀232分别发出指令信号,来调节它们的阀开度。

水分供给催化剂17用于提高混合管道16中的氧气和氢气的反应效率,由于在混合管道16中混合的氧气和氢气,即使在没有水分供给催化剂17的情况下也可以自然反应生成水,所以水分供给催化剂17不是气体分析装置1所必备的构成。因此,气体分析装置1也无需一定具备水分供给催化剂17。

第一气体供给管道14和第二气体供给管道15也可以不汇合,而分别独立地与试样气体管道11连接。

例如图6所示,气体分析装置1可以从外部直接供给水或、含有水的包含水的气体作为第二气体。

此外,从外部直接供给的包含水的气体也可以是第一气体,所述第一气体包含规定量的氧气。

包含氧气的气体可以是仅含氧气的气体,也可以是含有规定浓度的氧气的例如大气等混合气体。

同样,包含氢气的气体可以是仅含氢气的气体,也可以是含有规定浓度的氢气的混合气体。

第一气体和第二气体不限于含有氧气、氢气或水,根据分析的目的,也可以是包含氮气的气体或包含氦气的气体、或此外的各种气体。

取样泵不限于配置在甲烷分析器12的后段,也可以配置在压力损失机构20的前段。

本发明的气体分析装置1不限于装载在车辆等上对车辆等的排气进行分析的装置,也可以设置在实验室等中分析车辆等的排气,此外不限于车辆等的排气,也可以用于分析环境气体等大范围的试样气体的成分。

此外,成为分析对象的成分也不限于甲烷,也可以分析其他成分,例如分析包含全碳氢化合物、氮气、氧气、氢气、碳或硫等成分。

作为分析器,不限于所述氢火焰离子化检测器,也可以采用使用分析试样气体的成分的非分散红外吸收法、化学发光法、磁气压法、二氧化锆法、FTIR、中红外激光分光法、气相色谱法或液相色谱法等的各种分析器、或组合采用这些分析器。

压力损失机构20只要使试样气体管道11中产生压力损失即可,在前述的实施方式中使用了毛细管,但是也可以是节流孔和背压阀等。

关于第二毛细管~第六毛细管和第一流量控制装置182的每一个,不限于毛细管,也可以是节流孔和背压阀等。

此外,本发明不限于所述实施方式,在不脱离本发明思想的范围内可以进行各种变形。

可以相互组合本发明的各个实施方式(实施例)中所记载的技术特征形成新的技术方案。

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