(57)【要約】【課題】ハウジングの撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる排ガス測定装置を提供する。【解決手段】複数の測定電極１３が、流路１１３の内面に設けられている。分級電極１２が、流路１１３の内面における複数の測定電極１３に対して流路１１３を挟んで反対側に設けられ、流路１１３内に電界を発生させることにより、流路１１３内を流れる試料ガス中の帯電粒子を複数の測定電極１３のいずれかに引き付ける。複数の測定電極１３は、一定の中心線Ｃに対して、流路１１３内における試料ガスの流通方向Ｄに対称配置されている。送風機構を動作させて検出部による検出を行っているときには、中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置された１対の測定電極１３（第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４）の位置において、ハウジング１１の撓み量が同一となる。【選択図】  図４Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスが流れる流路を内部に有し、当該流路に対する入口及び出口が形成されたハウジングと、
前記入口から前記出口へと前記流路内に試料ガスを流通させる送風機構と、
前記流路の内面に設けられた複数の測定電極と、
前記流路の内面における前記複数の測定電極に対して前記流路を挟んで反対側に設けられ、前記流路内に電界を発生させることにより、前記流路内を流れる試料ガス中の帯電粒子を前記複数の測定電極のいずれかに引き付ける分級電極と、
前記複数の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出する検出部とを備え、
前記複数の測定電極は、一定の中心線に対して、前記流路内における試料ガスの流通方向に対称配置されており、
前記送風機構を動作させて前記検出部による検出を行っているときには、前記中心線に対して前記流通方向に対称配置された１対の測定電極の位置において、前記ハウジングの撓み量が同一となることを特徴とする排ガス測定装置。
【請求項２】
前記中心線に対して前記流通方向に対称配置され、前記ハウジングを加熱するヒータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス測定装置。
【請求項３】
前記１対の測定電極における前記検出部からの検出信号に基づいて、試料ガス中の粒子数を演算する演算部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス測定装置。
【請求項４】
試料ガスが流れる流路を内部に有し、当該流路に対する入口及び出口が形成されたハウジングと、
前記入口から前記出口へと前記流路内に試料ガスを流通させる送風機構と、
前記流路の内面に設けられた複数の測定電極と、
前記流路の内面における前記複数の測定電極に対して前記流路を挟んで反対側に設けられ、前記流路内に電界を発生させることにより、前記流路内を流れる試料ガス中の帯電粒子を前記複数の測定電極のいずれかに引き付ける分級電極と、
前記複数の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出する検出部と、
前記複数の測定電極に含まれる１対の測定電極における前記検出部からの検出信号に基づいて、試料ガス中の粒子数を演算する演算部とを備え、
前記送風機構を動作させて前記検出部による検出を行っているときには、前記１対の測定電極の位置において、前記ハウジングの撓み量が同一となることを特徴とする排ガス測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車からの排ガスなどのように粒子を含む試料ガスを測定するための排ガス測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などから排出されるガス（排ガス）には、ナノメートルオーダーの微小な粒子が含まれており、このような排ガスを試料ガスとして、排ガス測定装置により試料ガス中の粒子を測定する場合がある。この種の排ガス測定装置の一例として、下記特許文献１及び２には、試料ガス中の粒子を帯電させて電界内に導入することにより、粒子径が異なる粒子を電界から受ける力によって分級することができるような構成が開示されている。
【０００３】
具体的には、排ガス測定装置は、試料ガスが流れる流路が内部に形成されたハウジングを備えており、このハウジング内に設けられた分級電極に電圧が印加されることにより流路内に電界が発生する。ハウジング内には、分級電極に対して流路を挟んで反対側に複数の測定電極が設けられている。これらの測定電極は、流路内における試料ガスの流通方向に対して平行に並べて配置されており、各測定電極同士は絶縁されている。
【０００４】
ハウジングに対して試料ガスの流通方向の下流側には、送風機構としてのポンプが設けられている。このポンプの駆動により、流路内に試料ガスを流通させることができる。流路内を流れる試料ガス中の粒子は、帯電器により帯電された後、流路内に形成された電界から受ける力によって、複数の測定電極のいずれかに引き付けられる。このとき、粒子径が小さい粒子ほど上流側の測定電極に引き付けられ、粒子径が大きい粒子ほど下流側の測定電極に引き付けられることとなる。
【０００５】
各測定電極は、引き付けられた帯電粒子から電荷を受け取る。各測定電極には検流回路が接続されており、各測定電極が帯電粒子から受け取る電荷が検流回路により検出される。したがって、各測定電極に接続された検流回路における検出信号に基づいて、試料ガス中の各粒子径の粒子数を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１８３６５２号
【特許文献２】特開２０１５−１０８５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような排ガス測定装置のハウジングは、例えばアルミニウムにより形成されている。ポンプの駆動により流路内に試料ガスを流通させる場合には、流路内で圧力変動が生じるため、ハウジングが撓むおそれがある。また、排ガス測定装置を自動車などに装着した状態で使用する場合には、排ガスの排気圧が変動することにより流路内で圧力変動が生じ、ハウジングが撓むおそれがある。
【０００８】
ハウジングが撓んだ場合には、流路の断面積が試料ガスの流通方向に沿って変化し、各測定電極と分級電極との距離が流通方向の各位置で変化する。互いに間隔を空けて対向する測定電極と分級電極との間には、電荷が蓄えられて静電容量が生じることとなるが、各測定電極と分級電極との距離が変化すると、電極間の静電容量も変化する。電極間の静電容量が変化すると、電荷の変動が電流となって検流回路で検出されてしまうため、バックグラウンドノイズが大きくなるという問題がある。特に、ナノメートルオーダーの微小な粒子を測定する排ガス測定装置においては、各測定電極と分級電極との距離が数ｍｍ程度であるため、当該距離が微小に変動するだけでも測定結果に大きな影響を与えてしまう。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ハウジングの撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる排ガス測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る排ガス測定装置は、ハウジングと、送風機構と、複数の測定電極と、分級電極と、検出部とを備える。前記ハウジングは、試料ガスが流れる流路を内部に有し、当該流路に対する入口及び出口が形成されている。前記送風機構は、前記入口から前記出口へと前記流路内に試料ガスを流通させる。前記複数の測定電極は、前記流路の内面に設けられている。前記分級電極は、前記流路の内面における前記複数の測定電極に対して前記流路を挟んで反対側に設けられ、前記流路内に電界を発生させることにより、前記流路内を流れる試料ガス中の帯電粒子を前記複数の測定電極のいずれかに引き付ける。前記検出部は、前記複数の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出する。前記複数の測定電極は、一定の中心線に対して、前記流路内における試料ガスの流通方向に対称配置されている。前記送風機構を動作させて前記検出部による検出を行っているときには、前記中心線に対して前記流通方向に対称配置された１対の測定電極の位置において、前記ハウジングの撓み量が同一となる。
【００１１】
このような構成によれば、中心線に対して流通方向に対称配置された１対の測定電極の位置においては、ハウジングの撓み量が同一となるため、当該１対の測定電極と分級電極との距離は測定中に同一となる。したがって、当該１対の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出部により検出し、それらの検出信号に基づいて測定を行うことにより、ハウジングの撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる。
【００１２】
（２）前記排ガス測定装置は、ヒータをさらに備えていてもよい。前記ヒータは、前記中心線に対して前記流通方向に対称配置され、前記ハウジングを加熱する。
【００１３】
このような構成によれば、中心線に対して流通方向に対称配置されたヒータによりハウジングが加熱されるため、ヒータの熱によるハウジングの撓み量が、中心線に対して対称な位置において同一となる。したがって、ヒータの熱によるハウジングの撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる。
【００１４】
（３）前記排ガス測定装置は、演算部をさらに備えていてもよい。前記演算部は、前記１対の測定電極における前記検出部からの検出信号に基づいて、試料ガス中の粒子数を演算する。
【００１５】
このような構成によれば、測定中に分級電極との距離が同一となる１対の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出部により検出し、それらの検出信号に基づいて演算部が演算を行うことにより、ハウジングの撓みによる影響が抑制された試料ガス中の粒子数の測定結果を得ることができる。
【００１６】
（４）本発明に係る別の排ガス測定装置は、ハウジングと、送風機構と、複数の測定電極と、分級電極と、検出部と、演算部とを備える。前記ハウジングは、試料ガスが流れる流路を内部に有し、当該流路に対する入口及び出口が形成されている。前記送風機構は、前記入口から前記出口へと前記流路内に試料ガスを流通させる。前記複数の測定電極は、前記流路の内面に設けられている。前記分級電極は、前記流路の内面における前記複数の測定電極に対して前記流路を挟んで反対側に設けられ、前記流路内に電界を発生させることにより、前記流路内を流れる試料ガス中の帯電粒子を前記複数の測定電極のいずれかに引き付ける。前記検出部は、前記複数の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出する。前記演算部は、前記複数の測定電極に含まれる１対の測定電極における前記検出部からの検出信号に基づいて、試料ガス中の粒子数を演算する。前記送風機構を動作させて前記検出部による検出を行っているときには、前記１対の測定電極の位置において、前記ハウジングの撓み量が同一となる。
【００１７】
このような構成によれば、１対の測定電極の位置においては、ハウジングの撓み量が同一となるため、当該１対の測定電極と分級電極との距離は測定中に同一となる。したがって、当該１対の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出部により検出し、それらの検出信号に基づいて演算部が演算を行うことにより、ハウジングの撓みによる影響が抑制された試料ガス中の粒子数の測定結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、１対の測定電極が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出部により検出し、それらの検出信号に基づいて測定を行うことにより、ハウジングの撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス測定装置の構成例を示した概略断面図である。
【図２】分級部の一部を拡大して示した拡大断面図である。
【図３】試料ガス中の粒子が分級される際の態様について説明するための概略断面図である。
【図４Ａ】複数の測定電極同士の位置関係を説明するための概略断面図である。
【図４Ｂ】複数の測定電極同士の位置関係を説明するための概略断面図である。
【図５】第１測定電極及び第４測定電極における検出部からの検出信号の一例を示した図である。
【図６】分級部の変形例について説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．排ガス測定装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る排ガス測定装置の構成例を示した概略断面図である。排ガス測定装置には、分級部１、検出部２及び演算部３などが備えられている。この排ガス測定装置は、例えば自動車に装着され、試料ガスとしての排ガスに含まれる粒子を測定するためのものである。排ガスに含まれる粒子は、例えばナノメートルオーダーの微小な粒子からなる。
【００２１】
分級部１には、ハウジング１１、分級電極１２、複数の測定電極１３、トラップ電極１４、風量センサ１５、ポンプ１６及び電圧印加部１７などが備えられている。ハウジング１１は、例えばアルミニウムにより形成された第１ハウジング１１１及び第２ハウジング１１２を備えており、これらが組み合わせられることにより、試料ガスが流れる流路１１３が内部に形成されている。流路１１３は、第１ハウジング１１１と第２ハウジング１１２との間に、一直線上に延びるように形成されている。
【００２２】
第１ハウジング１１１と第２ハウジング１１２との隙間は、シール部材としてのＯリング１１６により封止されている。本実施形態では、第１ハウジング１１１の端縁における第２ハウジング１１２側の面に環状の凸部１１７が形成されており、第２ハウジング１１２の端縁における第１ハウジング１１１側の面に環状の凹部１１８が形成されている。これにより、第１ハウジング１１１及び第２ハウジング１１２は、凸部１１７と凹部１１８とで直接接触しており、その接触位置よりも内側（流路１１３側）における凹部１１８内にＯリング１１６が収容されている。
【００２３】
ハウジング１１（第１ハウジング１１１）には、流路１１３の一端部及び他端部に対応する位置に、流路１１３に対する試料ガスの入口１１４及び出口１１５が形成されている。入口１１４から流路１１３内に流入する試料ガス中の粒子は、帯電器（図示せず）を用いて予め帯電され、帯電粒子として流路１１３内に流入する。帯電粒子は、流路１１３を通過する過程で、その粒子径に応じて分級される。
【００２４】
出口１１５には、風量センサ１５及びポンプ１６が接続されている。測定中は、ポンプ１６が駆動されることにより、流路１１３内の試料ガスが層流となって一定の流速で吸い出される。すなわち、ポンプ１６は、入口１１４から出口１１５へと流路１１３内に試料ガスを流通させる送風機構を構成している。ただし、送風機構は、ポンプ１６により構成されるものに限らず、送風機などの別の装置を用いて構成されていてもよい。風量センサ１５は、出口１１５から流出する試料ガスの流量を検出するためのものであり、この風量センサ１５からの検出信号に基づいてポンプ１６の駆動が制御される。
【００２５】
流路１１３には、分級電極１２、複数の測定電極１３及びトラップ電極１４が設けられている。第１ハウジング１１１及び第２ハウジング１１２における互いに対向する面は、流路１１３の内面を構成しており、当該内面に各電極１２，１３，１４が設けられている。具体的には、第１ハウジング１１１により構成される流路１１３の内面に、分級電極１２が設けられており、第２ハウジング１１２により構成される流路１１３の内面に、複数の測定電極１３及びトラップ電極１４が設けられている。これにより、複数の測定電極１３及びトラップ電極１４に対して、流路１１３を挟んで反対側に分級電極１２が設けられている。
【００２６】
分級電極１２は、流路１１３内における試料ガスの流通方向Ｄに沿って延びる薄い板状の電極である。流通方向Ｄに沿った分級電極１２の長さは、例えば１５０ｍｍ程度である。分級電極１２には、電圧印加部１７が接続されており、試料ガスの測定中は、電圧印加部１７により一定の電圧（例えば＋１８０Ｖ）が分級電極１２に印加される。
【００２７】
複数の測定電極１３は、流通方向Ｄに沿って一直線上に並べて配置されている。本実施形態では、第１測定電極１３１、第２測定電極１３２、第３測定電極１３３及び第４測定電極１３４からなる４枚の測定電極１３が設けられている。トラップ電極１４は、流通方向Ｄにおいて測定電極１３（第１測定電極１３１）よりも上流側に位置し、接地電位（ＧＮＤ）に接続されている。
【００２８】
検出部２は、各測定電極１３１，１３２，１３３，１３４に対応する検流回路２１，２２，２３，２４を備えている。各検流回路２１，２２，２３，２４は、各測定電極１３１，１３２，１３３，１３４に１対１に対応付けて接続されており、各測定電極１３１，１３２，１３３，１３４を流れる電流を検出する。演算部３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、各検流回路２１，２２，２３，２４からの検出信号に基づいて、試料ガス中の粒子数を演算する。
【００２９】
２．分級電極、測定電極及びトラップ電極の位置関係
図２は、分級部１の一部を拡大して示した拡大断面図である。図２に示すように、分級電極１２の流路１１３側の表面と、測定電極１３及びトラップ電極１４の流路１１３側の表面との距離Ａ１は一定であり、その距離Ａ１は例えば約４ｍｍである。なお、図２では、説明を分かりやすくするために、実際とは異なる寸法で各部材を表している。
【００３０】
トラップ電極１４は、分級電極１２の上流側端部に対向する位置に配置されている。トラップ電極１４の流通方向Ｄに沿った長さＡ２は、例えば約１０ｍｍである。各測定電極１３の流通方向Ｄに沿った長さＡ３は、トラップ電極１４の長さＡ２よりも長く、例えば約３５ｍｍである。トラップ電極１４及び各測定電極１３は、流通方向Ｄに沿って互いに間隔を隔てて配置されることにより、互いに絶縁されている。流通方向Ｄに沿った各測定電極１３間の距離Ａ４は、例えば約１ｍｍである。
【００３１】
３．試料ガス中の粒子の分級
図３は、試料ガス中の粒子が分級される際の態様について説明するための概略断面図である。電圧印加部１７により分級電極１２に電圧が印加されると、流路１１３には流通方向Ｄに対して垂直又はほぼ垂直に電界が生じる。
【００３２】
流路１１３内を流通方向Ｄに沿って流れる試料ガス中の粒子Ｐは、予め帯電されることにより、帯電粒子として分級電極１２に対向する位置に到達する。本実施形態のように、分級電極１２にプラスの電圧が印加されている場合には、粒子Ｐは予めプラスに帯電される。ただし、分級電極１２にマイナスの電圧を印加することも可能であり、この場合には、粒子Ｐは予めマイナスに帯電されることとなる。
【００３３】
分級電極１２に対向する位置に到達した粒子Ｐは、分級電極１２により発生される電界から受ける力により、測定電極１３側に引き付けられる。各粒子Ｐは、徐々に測定電極１３側に引き付けられることとなるが、その引き付けられる速度は、各粒子Ｐの粒子径が小さいほど速くなる。したがって、粒子径が小さい粒子Ｐ１ほど上流側の測定電極１３に引き付けられ、粒子径が大きい粒子Ｐ２ほど下流側の測定電極１３に引き付けられることとなる。
【００３４】
図３に示す例では、粒子径が比較的小さい粒子Ｐ１が、最も上流側の測定電極１３である第１測定電極１３１に引き付けられている。一方、粒子径が比較的大きい粒子Ｐ２は、第１測定電極１３１よりも下流側の測定電極１３である第２測定電極１３２に主に引き付けられている。このように、流路１１３内を流れる試料ガス中の帯電した粒子Ｐは、その粒子径に応じた最大到達距離で測定電極１３側に引き付けられる。そして、各粒子Ｐが測定電極１３に到達したときに、測定電極１３が各粒子Ｐから電荷を受け取ることにより、測定電極１３に電流が流れることとなる。
【００３５】
図１に示すように、各測定電極１３には検出部２（検流回路２１〜２４）が接続されており、各測定電極１３を流れる電流が検出部２により検出される。すなわち、検出部２は、測定電極１３が試料ガス中の帯電した粒子Ｐから受け取る電荷を検出することができる。試料ガス中の帯電した粒子Ｐは、その粒子径に応じて異なる測定電極１３に引き付けられるため、各測定電極１３が粒子Ｐから受け取る電荷を検出部２で個別に検出することにより、それらの検出信号に基づいて試料ガス中の粒子数を粒子径ごとに測定することができる。
【００３６】
なお、最も上流側の第１測定電極１３１に到達する粒子Ｐ１よりも小径の微細な粒子Ｐは、いずれの測定電極１３にも到達せず、トラップ電極１４に接触する。このとき、接地電位に接続されたトラップ電極１４は、微細な粒子Ｐから電荷を受け取ることとなる。これにより、測定電極１３に到達しない微細な粒子Ｐによって、ハウジング１１内の所望しない部分が帯電するのを防止することができる。
【００３７】
４．複数の測定電極同士の位置関係
図４Ａ及び図４Ｂは、複数の測定電極１３同士の位置関係を説明するための概略断面図である。図４Ａに示すように、本実施形態では、一定の中心線Ｃに対して、複数の測定電極１３が流通方向Ｄに対称配置されている。すなわち、中心線Ｃに対して流通方向Ｄの上流側に配置されている測定電極１３（第１測定電極１３１及び第２測定電極１３２）と、下流側に配置されている測定電極１３（第３測定電極１３３及び第４測定電極１３４）とが、中心線Ｃを中心として対称的に配置された構成となっている。上記中心線Ｃは、複数の測定電極１３を流路１１３の内面に配置する際の仮想的な基準線であり、流通方向Ｄに対して直交方向に延びている。
【００３８】
本実施形態では、図３を用いて説明したように、中心線Ｃよりも上流側の測定電極１３（第１測定電極１３１及び第２測定電極１３２）において、試料ガス中の帯電した粒子Ｐから電荷が受け取られる。一方、中心線Ｃよりも下流側の測定電極１３（第３測定電極１３３及び第４測定電極１３４）までは帯電した粒子Ｐが到達しないか、あるいは、到達したとしても少量の粒子Ｐしか到達しない。このような中心線Ｃよりも下流側の測定電極１３（第３測定電極１３３及び第４測定電極１３４）は、検出信号に含まれるノイズ成分を演算により除去するためのダミー電極として機能することとなる。
【００３９】
演算部３は、中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置された１対の測定電極１３における検出部２からの検出信号に基づいて、試料ガス中の粒子数を演算する。具体的には、第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４からなる１対の測定電極１３について、それぞれに対応する検流回路２１，２４からの検出信号を互いに減算する演算が行われる。これにより、粒子径が比較的小さい粒子Ｐ１の粒子数を、ノイズ成分が除去されたデータとして算出することができる。
【００４０】
同様に、第２測定電極１３２及び第３測定電極１３３からなる１対の測定電極１３について、それぞれに対応する検流回路２２，２３からの検出信号を互いに減算する演算が行われる。これにより、粒子径が比較的大きい粒子Ｐ２の粒子数を、ノイズ成分が除去されたデータとして算出することができる。
【００４１】
しかしながら、本実施形態のようにポンプ１６の駆動により流路１１３内に試料ガスを流通させる場合には、流路１１３内で圧力変動が生じるため、図４Ｂに示すようにハウジング１１（第１ハウジング１１１及び第２ハウジング１１２）が撓む場合がある。ハウジング１１が撓んだ場合には、流路１１３の断面積が流通方向Ｄに沿って変化し、各測定電極１３と分級電極１２との距離が流通方向Ｄの各位置で変化する。このような各測定電極１３と分級電極１２との距離の相違は、ノイズ成分が生じる原因となるため、より正確な測定結果を得るためには、このようなノイズ成分も除去することが好ましい。
【００４２】
そこで、本実施形態では、試料ガスの測定中、すなわちポンプ１６を動作させて検出部２による検出を行っているときには、中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置された１対の測定電極１３の位置において、ハウジング１１の撓み量が同一となるようにハウジング１１が設計されている。具体的には、第１測定電極１３１の位置におけるハウジング１１の撓み量（第１ハウジング１１１の撓み量δ１１と第２ハウジング１１１の撓み量δ１２の合計値）と、第４測定電極１３４の位置におけるハウジング１１の撓み量（第１ハウジング１１１の撓み量δ４１と第２ハウジング１１１の撓み量δ４２の合計値）とが、同一となる。
【００４３】
このように、中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置された１対の測定電極１３（第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４）の位置においては、ハウジング１１の撓み量が同一となるため、当該１対の測定電極１３と分級電極１２との距離は測定中に同一となる。したがって、当該１対の測定電極１３が試料ガス中の帯電した粒子Ｐから受け取る電荷を検出部２により検出し、それらの検出信号に基づいて測定を行うことにより、ハウジング１１の撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる。
【００４４】
図５は、第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４における検出部２からの検出信号の一例を示した図である。この図５では、試料ガスを流路１１３内に流しながら、第１測定電極１３１に対応する検流回路２１における検出信号Ｓ１と、第４測定電極１３４に対応する検流回路２４における検出信号Ｓ４を経時的に記録したノイズ試験結果を示している。
【００４５】
検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ４の差分Ｓ（Ｓ１−Ｓ４）は、図５に示すように滑らかになり、検出信号Ｓ１のみに基づいて測定を行う場合よりもノイズ成分が測定結果に与える影響が小さいことが分かる。具体的には、検出信号Ｓ１のみに基づいて測定を行った場合には、ノイズ成分の大きさ（検出信号の変動幅）が３．２ｍＶ程度であるのに対して、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ４の差分Ｓに基づいて測定を行った場合には、ノイズ成分の大きさが０．５３ｍＶ程度にまで減少している。
【００４６】
このように、測定中に分級電極１２との距離が同一となる１対の測定電極１３（第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４）が試料ガス中の帯電粒子から受け取る電荷を検出部２により検出し、それらの検出信号Ｓ１，Ｓ４の差分Ｓを求める演算を演算部３が行うことにより、ハウジング１１の撓みによる影響が抑制された試料ガス中の粒子数の測定結果を得ることができる。
【００４７】
中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置された１対の測定電極１３（第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４）の位置において、ハウジング１１の撓み量が同一となるようなハウジング１１の設計は、例えばハウジング１１を中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称な形状とすることにより達成することができる。ただし、このような構成に限らず、中心線Ｃに対してハウジング１１が対称な形状でなくても、１対の測定電極１３の位置においてハウジング１１の撓み量を同一にすることは可能である。
【００４８】
また、上記１対の測定電極１３は、第１測定電極１３１及び第４測定電極１３４に限られるものではない。本実施形態では、第２測定電極１３２の位置におけるハウジング１１の撓み量（第１ハウジング１１１の撓み量δ２１と第２ハウジング１１１の撓み量δ２２の合計値）と、第３測定電極１３３の位置におけるハウジング１１の撓み量（第１ハウジング１１１の撓み量δ３１と第２ハウジング１１１の撓み量δ３２の合計値）も同一となるようにハウジング１１が設計されている。したがって、第２測定電極１３２に対応する検流回路２２における検出信号と、第３測定電極１３３に対応する検流回路２３における検出信号との差分を求める演算を演算部３が行うことにより、当該１対の測定電極１３についてもノイズ成分が除去された測定結果を得ることができる。
【００４９】
５．分級部の変形例
図６は、分級部１の変形例について説明するための概略断面図である。この変形例では、ハウジング１１を加熱するヒータ１８が分級部１に備えられている点のみが上記実施形態とは異なっており、他の構成については上記実施形態と同様である。そのため、上記実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
ヒータ１８は、例えば第２ハウジング１１２の外面（流路１１３側とは反対側の面）に接触し、この第２ハウジング１１２を加熱することにより、流路１１３内を設定温度に加熱している。ヒータ１８は、図示しない温度センサからの検出信号に基づいてフィードバック制御される。
【００５１】
ヒータ１８の駆動がオン状態及びオフ状態に交互に切り替えられることによりフィードバック制御が行われた場合、ハウジング１１が熱膨張及び熱収縮を交互に繰り返すこととなり、その結果、ハウジング１１に生じる撓みが測定結果に生じるノイズの原因となる。このような熱変動に基づくノイズ成分は、上述のような圧力変動に基づくノイズ成分と比べて小さいため、計算によってノイズ成分を除去することは難しい。
【００５２】
そこで、本実施形態では、ヒータ１８が中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置されている。この場合、中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置されたヒータ１８によりハウジング１１（第２ハウジング１１２）が加熱されるため、ヒータ１８の熱によるハウジング１１の撓み量が、中心線Ｃに対して対称な位置において同一となる。したがって、ヒータ１８の熱によるハウジング１１の撓みが測定結果に与える影響を抑制することができる。
【００５３】
６．その他の変形例
以上の実施形態では、分級部１に４枚の測定電極１３が設けられた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、測定電極１３は３枚以下であってもよいし、５枚以上であってもよい。測定電極１３が何枚設けられた構成であっても、それらの測定電極１３に含まれる少なくとも１対の測定電極１３が中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置されていればよい。
【００５４】
ハウジング１１は、第１ハウジング１１１と第２ハウジング１１２とが組み合わせられることにより構成されるものに限らない。例えば、ハウジング１１は、第１ハウジング１１１と第２ハウジング１１２とが一体的に形成された構成などであってもよい。
【００５５】
以上の実施形態では、複数の測定電極１３が、一定の中心線Ｃに対して流通方向Ｄに対称配置された構成について説明した。しかし、このような構成に限られるものではなく、演算部３による演算の対象となる１対の測定電極１３の位置において、測定中にハウジング１１の撓み量が同一となるような構成であれば、複数の測定電極１３は他の任意の位置に設けられていてもよい。
【００５６】
本発明に係る排ガス測定装置は、自動車の排ガスを測定するものに限らず、他の装置や設備などから発生する排ガスを測定するものであってもよい。また、本発明に係る排ガス測定装置は、自動車などに装着された状態で使用されるような構成に限らず、測定対象物から分離した状態で使用されてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  分級部
２  検出部
３  演算部
１１  ハウジング
１２  分級電極
１３  測定電極
１４  トラップ電極
１５  風量センサ
１６  ポンプ
１７  電圧印加部
１８  ヒータ
２１〜２４  検流回路
１１１  第１ハウジング
１１２  第２ハウジング
１１３  流路
１１４  入口
１１５  出口
１３１  第１測定電極
１３２  第２測定電極
１３３  第３測定電極
１３４  第４測定電極
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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