排氣采樣機構(gòu)和排氣分析裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種排氣采樣機構(gòu)，用于從排氣流動的流道對排氣進行采樣。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，通過排氣采樣機構(gòu)對在排氣管等流道內(nèi)流動的排氣的一部分進行采樣，并且將采集到的排氣導(dǎo)入排氣分析裝置，該排氣分析裝置對一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)和總碳氫化合物(THC)這樣的排氣中的成分進行分析。
[0003]如圖7所示，所述排氣采樣機構(gòu)3A包括:安裝管31A，安裝于車輛排氣管的開口端；采樣探頭32A，從所述安裝管31A的外側(cè)面插入內(nèi)部；以及大體圓筒狀的保護管34A，在流道內(nèi)覆蓋所述采樣探頭32A的周圍(參照專利文獻I)。
[0004]所述保護管34A在排氣流動的流道內(nèi)僅下游側(cè)的側(cè)面開口，排氣從所述下游側(cè)的開口流入保護管34A的內(nèi)部，由采樣探頭32A對流入所述保護管34A的內(nèi)部的排氣進行采樣。按照這種結(jié)構(gòu)，能夠防止排氣中的燃燒殘渣和粉塵等固體成分在保護管34A的上游側(cè)側(cè)面進入采樣探頭32A，能夠防止采樣探頭32A中產(chǎn)生堵塞等不良情況。
[0005]但是，在所述保護管34A的結(jié)構(gòu)中，在排氣中凝結(jié)的水滴飛來時，有時進入保護管34A的內(nèi)部并滯留在保護管34A內(nèi)。此外，如果滯留在例如保護管34A的內(nèi)側(cè)面下方的水分W蒸發(fā)，則水分的濃度成為比原本應(yīng)包含在排氣中的水分濃度非常高的濃度，由此導(dǎo)致不僅對水分濃度的測量產(chǎn)生不良影響，而且因水分干擾等對其他排氣成分的測量精度也產(chǎn)生不良影響。此外，如圖7所示，由于相對于排氣整體的前進方向，所述保護管34A的開口朝向相反的方向，所以難以將排氣導(dǎo)入保護管34A內(nèi)，成為排氣分析裝置的分析的響應(yīng)速度下降的原因。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻1:美國專利公報第8087308號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于所述的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種排氣采樣機構(gòu)，能夠通過采樣探頭難以采集到包含在排氣中的凝結(jié)的水滴而僅對作為測量對象的排氣的氣體成分進行很好的采樣，能夠?qū)⑴艢夥治龅捻憫?yīng)速度保持為高速。
[0009]即，本發(fā)明提供一種排氣采樣機構(gòu)，其包括:采樣探頭，配置在排氣流動的流道內(nèi)，用于對排氣進行采樣；以及通氣保護罩，以在所述流道內(nèi)至少覆蓋所述采樣探頭的上游側(cè)或側(cè)面?zhèn)鹊姆绞皆O(shè)置，具有水滴除去結(jié)構(gòu)。
[0010]按照這種排氣采樣機構(gòu)，能夠通過具有水滴除去結(jié)構(gòu)的通氣保護罩除去附著并凝結(jié)的水分，通過所述采樣探頭僅對通氣通過的排氣的氣體成分進行采樣。因此，能夠消除由排氣中的水滴引起的、對各種測量精度產(chǎn)生的不良影響。此外，由于排氣的氣體成分能夠通過設(shè)置在所述采樣探頭上游側(cè)的通氣保護罩，所以能夠容易地向所述采樣探頭內(nèi)導(dǎo)入大量的排氣，從而能夠提高排氣分析時的響應(yīng)速度。
[0011]為了能夠使包含在排氣中的微小直徑的水滴難以通過所述通氣保護罩，所述通氣保護罩可以由金屬網(wǎng)或具有多個細孔的金屬板形成。按照這種結(jié)構(gòu)，金屬網(wǎng)的格子部分作為使水滴附著并從排氣除去水滴的水滴除去結(jié)構(gòu)發(fā)揮功能，金屬網(wǎng)的開口作為排氣的氣體成分通過的通氣結(jié)構(gòu)發(fā)揮功能。因此，能夠從排氣中除去水分，并且通過所述采樣探頭高效地對排氣中的氣體成分進行采樣。
[0012]所述通氣保護罩可以由比50目大且比200目小的金屬網(wǎng)形成，以便防止排氣中的水滴以堵塞保護罩的通氣結(jié)構(gòu)的方式緊貼在一起而使排氣中的氣體成分難以通過，不會使水滴自身直接通過通氣結(jié)構(gòu)。
[0013]作為用于在所述保護罩很好地捕集排氣中的水滴的【具體實施方式】，可以例舉的是所述通氣保護罩由100目的金屬網(wǎng)形成。
[0014]所述通氣保護罩可以設(shè)置成以半圓筒狀的方式覆蓋所述采樣探頭的上游側(cè)，以便防止被所述通氣保護罩除去了的水分滯留在所述采樣探頭的附近，很好地從所述采樣探頭僅對排氣中的氣體成分進行采樣。按照這種結(jié)構(gòu)，由于保護管形成為半圓筒狀，所以能夠從保護管的開口將被所述通氣保護罩捕集到的水分向保護管外排出。特別是如果所述采樣探頭和所述保護管的軸向朝向水平方向，則由于在保護管的內(nèi)部不存在水滴滯留的凹部，所以能夠高效地將捕集到的水分向保護管的外部排出。
[0015]此外，為了使排氣中所含的凝結(jié)的水滴難以被采樣探頭采集從而能夠高精度地實施排氣分析，本發(fā)明還提供一種排氣分析裝置，其包括所述的排氣采樣機構(gòu)。
[0016]按照本發(fā)明的排氣采樣機構(gòu)，由于具有水分除去結(jié)構(gòu)的通氣保護罩至少形成在采樣探頭的上游側(cè)或該采樣探頭的側(cè)面?zhèn)?，所以由所述通氣保護罩捕集排氣中的水滴，并且僅使適合排氣分析的氣體成分大量通過，從而能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)速度高的排氣分析。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明一種實施方式的排氣采樣機構(gòu)和排氣分析系統(tǒng)的示意圖。
[0018]圖2是表示與圖1為相同實施方式的排氣采樣機構(gòu)的立體示意圖。
[0019]圖3是與圖1為相同實施方式的排氣采樣機構(gòu)的分解立體示意圖。
[0020]圖4是詳細表示與圖1為相同實施方式的保護管和通氣保護罩的放大立體示意圖。
[0021]圖5是表示本發(fā)明另一種實施方式的排氣采樣機構(gòu)的通氣保護罩例子的立體示意圖。
[0022]圖6是表示本發(fā)明的另一種實施方式的排氣采樣機構(gòu)的示意圖。
[0023]圖7是表示以往的排氣采樣機構(gòu)的示意圖。
[0024]附圖標記說明
[0025]200...排氣分析系統(tǒng)
[0026]3...排氣采樣機構(gòu)
[0027]31...安裝管
[0028]32...采樣探頭
[0029]33...連接器
[0030]34...保護管
[0031]35..?通氣保護罩
[0032]I...內(nèi)燃機
[0033]2...排氣管
[0034]4..?熱管
[0035]5...排氣分析裝置
[0036]6...電源切換裝置
【具體實施方式】
[0037]參照各附圖，說明本發(fā)明一種實施方式的排氣米樣機構(gòu)3和排氣分析系統(tǒng)200。
[0038]本實施方式的排氣分析系統(tǒng)200為車載型的排氣分析系統(tǒng)，如圖1所示，排氣分析系統(tǒng)200分析從與車輛VH的內(nèi)燃機I (發(fā)動機)連接的排氣管2排出的排氣中的、例如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)和總碳氫化合物(THC)等含有成分。在此，分析是指包含檢測有無各分析對象物質(zhì)和所述對象物質(zhì)的濃度測量等。
[0039]具體地說，如圖1所示，所述排氣分析系統(tǒng)200包括:排氣采樣機構(gòu)3，安裝于所述排氣管2的開口側(cè)端部；排氣分析裝置5，安裝在車內(nèi)；熱管4，用于將由所述排氣采樣機構(gòu)3采集到的排氣保持為規(guī)定的溫度并導(dǎo)入所述排氣分析裝置5內(nèi)；以及電源切換裝置6，向所述排氣分析裝置5提供電力。
[0040]所述排氣分析裝置5利用非分散型紅外吸收(NDIR)法，對排氣中的一氧化碳和二氧化碳的濃度進行分析，利用化學(xué)發(fā)光法(少彡少彡本、y七y只法)或非分散型紫外線分析(NDUV)法，對排氣中的氮氧化物的濃度進行分析。此外，所述排氣分析裝置5利用氫火焰離子(FID)法，進行排氣中的總碳氫化合物的濃度分析。例如對于利用非分散型紅外吸收法進行的分析而言，如果在采集到的排氣中包含凝結(jié)的水滴，并且該水滴蒸發(fā)并使排氣中的水分濃度變得過高，則存在對所述測量精度造成不良影響的情況。因此，在本實施方式中，所述排氣采樣機構(gòu)3不對包含在流過排氣管2的排氣中的水滴進行采集。
[0041]接著，參照圖2至圖4，對所述排氣采樣機構(gòu)3進行詳細說明。
[0042]如圖2所示，所述排氣采樣機構(gòu)3包括:大體圓筒狀的安裝管31，以與軸向配合的方式安裝于所述排氣管2的開口端部；以及排氣采樣管SP，從設(shè)置在所述安裝管31外側(cè)面的插入口插入內(nèi)部。S卩，如圖2和圖3所示，所述排氣采樣管SP以在安裝于所述安裝管31上的狀態(tài)下軸向朝向水平方向的方式進行安裝。
[0043]如圖3所示，所述排氣采樣管SP包括:位于內(nèi)側(cè)的采樣探頭32 ;保護管34，在所述安裝管31內(nèi)以隔開規(guī)定距離的方式覆蓋所述采樣探頭32的外周面；以及連接器33，設(shè)置在所述采樣探頭32和所述保護管34之間。
[0044]所述采樣探頭32配置在從排氣管向所述安裝管31內(nèi)流動的排氣的流道內(nèi)，從所述流道對排氣的一部分進行采樣。如圖3所示，所述采樣探頭32為大體中空細圓筒狀，在其前端部側(cè)面形成有多個小直徑的排氣采樣口 321。所述采樣探頭32的基端形成有排氣導(dǎo)出口 322，該排氣導(dǎo)出口 322與所述熱管4連接，并且將采集到的排氣向所述熱管4內(nèi)導(dǎo)出。
[0045]從圖3、圖4的(a)、以及表示沿水平方向觀察所述保護管34前端側(cè)狀態(tài)的示意圖的圖4的(b)可以看出，所述保護管34是直徑比所述采樣探頭32的直徑大的中空半圓筒狀，并且在組裝后的狀態(tài)下與所述采樣探頭32成為雙層管結(jié)構(gòu)。此外，當從水平方向觀察時，所述保護管34設(shè)置成半圓的頂點朝向與排氣的流動方向相反的方向，水分不會貯存在保護管34的內(nèi)周面。此外，在所述保護管34中，在排氣的流道內(nèi)成為上游側(cè)的側(cè)面的半圓筒區(qū)域內(nèi)以通氣保護罩35成為該半圓筒區(qū)域的一部分的方式形成有通氣保護罩35，該通氣保護罩35形成為網(wǎng)眼狀，由在側(cè)面