(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが導入される測定室に光路が形成されるよう発光部および受光部が設けられた、測定光の減衰の程度を検知することにより排気ガス中の粒子状物質の濃度を測定する検知部が、外匣内に配置されてなる測定器を備えたオパシメータにおいて、
測定器において、外匣の両側面には、測定時において、外匣に開口する排気口が下方を向いた状態であって、当該排気口が地面または床面から離間する状態で、外匣を支持する支持脚が設けられており、当該支持脚は、外匣を一方または他方の側面が下面となる状態で、支持可能に構成されており、
前記発光部および前記受光部は、透光性または反射性の光学系部材を有し、当該光学系部材が排気口に続く空間に露出された状態で位置され、外匣の一方または他方の側面が下面となる状態において、当該光学系部材が前記排気口を介して目視可能であることを特徴とするオパシメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ディーゼル車から排出される排ガス中に含まれる、黒煙などの粒子状物質の濃度を測定するためのオパシメータ（光透過式黒煙測定器）に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、特定の車両によって排出される排ガスによる問題、特に大型ディーゼルエンジンを搭載した車両から排出される大量の排ガスや塵埃等による大気汚染の問題は、人体健康上および地球環境保全の観点から重要視されており、車両から排出される一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯx ）、粒子状物質（ＰＭ）およびその他の特定成分の排出量が規制の対象になっている。
【０００３】
例えば、ディーゼル車から排出される黒煙の排出量（濃度）を検査する場合には、例えば排出ガス中の黒煙を付着させた「測定原理紙」に光を反射させて、その反射率に基づいて、黒煙濃度を測定する黒煙測定器を使用した黒煙濃度測定が行われているが、排ガス低減技術が進み、黒煙がほとんど排出されなくなっている最近のディーゼル車に対しては、このような「反射式」の黒煙測定器による測定が難しくなってきているのが実情である。
【０００４】
近年においては、排ガス測定方法として、排出ガス中に光を透過させて、その透過率に基づいて、排出ガスに含まれる黒煙等の粒子状物質の濃度を測定する光透過式黒煙測定器（オパシメータ）を使用し、自動車の走行実態に即した窒素酸化物、黒煙等の粒子状物質の排出量を測定する手法が検討されており、このような排ガス測定方法によれば、強化されたＰＭ規制値に十分対応できるほか、黒煙以外に排出割合が増え、測定が重要になってきている軽油や潤滑油の未燃焼分である有機性可溶成分（ＳＯＦ成分）の測定も可能になるものと期待されており、これまでに、種々の構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
このようなオパシメータのある種のものにおいては、例えば、図８に示すように、その長さ方向の中央位置に排気ガスＧを導入するためのガス導入口７２Ａを有する、排気ガスＧが流通するガス流路７２を画成する筒状のガス流路形成材７１を具え、このガス流路形成材７１の一端側開口の外方位置に光源７３を含む発光部７４が設けられていると共に、ガス流路形成材７１の他端側開口の外方位置に、光検出センサ７５を含む受光部７６が光源７３とガス流路７２を介して対向するよう設けられてなる検知部７０を具えた構成とされている。
上記構成のオパシメータにおいては、例えば、光源７３よりの光を平行光としてガス流路７２に入射させる発光部側レンズ（図示せず）が発光部７４に設けられていると共にガス流路７２よりの平行光を集光して光検出センサ７５に入射させる受光部側レンズ（図示せず）が受光部７６に設けられており、発光部側レンズおよび受光部側レンズは、露出された状態とされていることから、ガス流路７２から排出される排気ガスＧによって当該レンズが汚染されることが防止されるよう、ガス流路形成材７１の一端側開口と発光部７４との間の間隙および他端側開口と受光部７６との間の間隙の各々には、ガス流路形成材７１の伸びる方向に垂直な方向（図において上下方向）にパージエアＰＡが流通される構成とされている。
そして、このようなオパシメータは、自動車整備工場などにおいて、外部の光が入ることを防止するために、外匣８０に形成された排気口８１が下方を向いた状態で、地面（床面）上に置かれて使用される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８４１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、上記構成のオパシメータにおいては、パージエアＰＡが流通される構成とされているものの、ガス流路７２よりの排気ガスＧが発光部側レンズおよび受光部側レンズに向かって吹き出される構成とされているため、排気ガスＧによる発光部側レンズおよび受光部側レンズに対する汚染度が大きく、適宜、清掃する必要がある。
この清掃作業は、例えば、作業者が、乾いたあるいは適宜の溶剤を含浸させた布やフェルトなどで清拭することにより、行われている。
しかしながら、発光部側レンズおよび受光部側レンズは、いずれも、オパシメータの外匣８０に開口する排気口８１の約数センチほど奥（内部）に、レンズ面が垂直方向となる状態で配置されているため、清掃が非常にやりにくく、十分な清掃結果を得ることが困難である、という問題がある。
【０００８】
一方、発光部および受光部を外匣から着脱自在または開閉自在とすることにより、レンズ面を露出することができるよう構成したものがあるが、オパシメータの外匣に、そのような構造を形成する必要があり、発光部および受光部の装着状態の再現性が次第に悪くなり、光軸の整合性が得られなくなることがある、という問題がある。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、測定器における検知部を構成する光学系部材を極めて容易に、かつ、確実に清拭することができ、またその清掃結果を容易に確認することができ、これにより、検知部を排気ガスによる汚れのない適性な状態に維持することができ、従って、所期の排ガス測定を高い信頼性をもって行うことのできるオパシメータ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】
本発明のオパシメータは、排気ガスが導入される測定室に光路が形成されるよう発光部および受光部が設けられた、測定光の減衰の程度を検知することにより排気ガス中の粒子状物質の濃度を測定する検知部が、外匣内に配置されてなる測定器を備えたオパシメータにおいて、
測定器において、外匣の両側面には、測定時において、外匣に開口する排気口が下方を向いた状態であって、当該排気口が地面または床面から離間する状態で、外匣を支持する支持脚が設けられており、当該支持脚は、外匣を一方または他方の側面が下面となる状態で、支持可能に構成されており、
前記発光部および前記受光部は、透光性または反射性の光学系部材を有し、当該光学系部材が排気口に続く空間に露出された状態で位置され、外匣の一方または他方の側面が下面となる状態において、当該光学系部材が前記排気口を介して目視可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のオパシメータによれば、外匣が一方または他方の側面が下面となる状態で地面または床面に支持されて、発光部または受光部を構成する光学系部材が例えば上方を向いた状態で、当該光学系部材の清掃を行うことができるので、作業者は、外匣における排気口を介して当該光学系部材を、目視しながら、極めて容易にかつ確実に清拭することができると共に、その清掃結果を容易に確認することができる結果、検知部を排気ガスによる汚れのない適正な状態に維持することができ、従って、所期の排気ガス測定を高い信頼性をもって行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明のオパシメータを構成する測定器の一例における概観を示す正面図、図２は、図１に示す測定器の背面図、図３は、図１に示す測定器の右側面図、図４は、図１に示す測定器の内部構造を概略的に示す説明図である。
このオパシメータは、例えば自動車に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排気ガスを被検査ガスとし、この排気ガス中における微粒子の濃度を検出する測定器１０と、この測定器１０による測定結果を表示する表示装置（図示せず）とにより構成されており、測定器１０は、概略直方体形状の箱型の外匣１１を具えてなり、この外匣１１の内部空間は、区画壁１２によって上下に区画されて上部室１３および下部室１４が形成されている。
外匣１１内の上部室１３には、平板状の信号処理基板１５が外匣１１の上壁に沿って長手方向（図４において左右方向）に伸びるよう配置されていると共に、この信号処理基板１５の下方位置において、２つの送風ファン１８が、各々、送風口が下方を向く姿勢で、互いに長手方向に離間して並んで配置されており、送風ファン１８の送風口は、区画壁１２に形成された開口を介して下部室１４内に露出している。
【００１４】
外匣１１内の下部室１４には、例えば自動車に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排気ガスを被検査ガスとし、この排気ガス中における微粒子の濃度を検知する検知部２０が配置されている。
検知部２０は、例えば、内部に測定室２１Ａを画成する角筒状の測定室形成材２１と、この測定室形成材２１の内部における長手方向の中央位置に配置された、その長手方向に排気ガスが流通するガス流路２２Ａを画成する角筒状のガス流路形成材２２と、測定室形成材２１の一端側開口部において、ガス流路形成材２２の一端と長手方向外方側に離間した状態で配置された発光部２５と、測定室形成材２１の他端側開口部において、ガス流路形成材２２の他端と長手方向外方側に離間した状態で配置された受光部３０とを具えており、その長手方向における中央位置において、測定室２１Ａ、具体的には、ガス流路２２Ａ内に排気ガスを導入する排気ガス導入口２８が形成されている。
測定室形成材２１の上壁および下壁には、ガス流路形成材２２の一端と発光部２５との間の間隙およびガス流路形成材２２の他端と受光部３０との間の間隙の各々に対応する位置に開口部が形成されており、上壁の開口部の各々が送風ファン１８の送風口の各々に位置合わせされると共に、下壁の開口部の各々が外匣１１の下壁に形成された排気口１６の各々に位置合わせされた状態とされ、これにより、ガス流路２２Ａ内における排気ガスの流れ方向に垂直な方向（図４において上下方向）に送風ファン１８からのパージエアが流通される構成とされている。
【００１５】
発光部２５は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザ照射装置などからなる光源２６と、この光源２６からの光を平行光としてガス流路２２Ａ内に入射させる発光部側レンズ２７とを具えており、発光部側レンズ２７は、測定室２１Ａ内に露出した状態とされている。
受光部３０は、例えばフォトダイオードなどよりなり、光源２６とガス流路２２Ａを介して対向するよう設けられた受光センサ３１と、測定室２１Ａよりの平行光を集光して受光センサ３１に入射させる受光部側レンズ３２とを具えており、受光部側レンズ３２は、測定室２１Ａ内に露出した状態とされている。
すなわち、外匣１１内における排気口１６に連続する空間の周側に、透光性または反射性を有する光学系部材が位置されている。
【００１６】
以上において、図１〜図４中に示す符号４０は、運搬用把持部であり、４１は空気導入部、４２は電源スイッチ、４３は通信用コネクタ、４４は電源出力部、４５は電源入力部、４６はサンプリングチューブ接続部である。
【００１７】
而して、上記構成のオパシメータに係る測定器１０においては、外匣１１の両側面に支持脚５０が設けられている。
この支持脚５０は、測定時には、外匣１１を排気口１６が下方を向いた状態であって、当該排気口１６が地面または床面から離間した状態に支持して排気が阻害されることを防止すると共に、例えば検知部２０を構成する光学系部材の清掃時には、外匣１１を一方または他方の側面が下面となる状態で、地面または床面上に支持することができる構成のものである。
支持脚５０の構成について具体的に説明すると、全体が概略Ｖ字形であって、上方に向かって凸状と成るよう弧状に湾曲する中央屈曲部５１と、この中央屈曲部５１の両端に連続して伸びる先端にゴムキャップ５３が設けられた脚部５２とにより構成されており、中央屈曲部５１の頂部側面には、清掃時（図６参照）において、各脚部５２に設けられたゴムキャップ５３と共に水平面（地面または床面）に当接する支持部５５が設けられている。
このような構成であることにより、測定器１０の外匣１１をその側面が下面となる状態で、常に安定な姿勢を維持で支持した状態で支持することができる。
【００１８】
上記測定器１０の構成例を示すと、外匣１１は、高さ方向（図１において上下方向）における寸法が約２００ｍｍ、横方向（図１において左右方向）における寸法が約４２０ｍｍ、縦方向（図３において左右方向）における寸法が約９０ｍｍであるものである。
ガス流路形成材２２におけるガス流路２２Ａ内に形成される光路部分の長さ（排気ガス雰囲気中を通過する光に係る光路部分（有効光路）の光路長が例えば２１５〜２８１ｍｍ、ガス流路２２Ａ内に流通される排気ガスＧの流量が例えば１０〜１００リットル／分、パージエアＰＡの流量は一端側と他端側とで同じであって、例えば３００〜１０００リットル／分である。
また、測定器１０の重量は例えば３〜８ｋｇ程度である。
【００１９】
上記オパシメータは、図５に示すように、例えば、測定器１０がサンプリングチューブ４８により試験車両６０の排気管に接続されると共に、排気ガス測定結果を表示する表示装置６５に電源ラインおよび信号ラインを有する信号伝達用ケーブル６６により接続されて用いられる。なお、測定器１０と表示装置６５との間の信号伝達は無線通信により行われる構成とされていてもよい。
このオパシメータに係る測定器１０は、検知動作中においては、光源２６から光が放射されており、また、排気ガスＧがガス導入口２８を介してガス流路２２Ａ内に導入されて長手方向外方に向かって流通している状態となっており、光源２６から放射された光は、発光部側レンズ２７を介して平行光としてガス流路２２Ａ内に入射され、ガス流路２２Ａからの平行光が受光部側レンズ３２を介して受光センサ３１に入射されるが、この光源２６から放射された光がガス流路２１Ａを通過する過程において、排気ガスＧ中に存在する微粒子の遮光作用によってその進行が阻害され、排気ガスＧ中における粒子状物質の濃度に対応して受光センサ３１に入射する光量が減少することを利用し、光源２６から放射された光の光量に対する受光センサ３１に入射する光の光量（不透過度）を測定することによって粒子状物質の濃度が検知され、その結果が表示装置６５に表示される。
ここに、このような検知動作中においては、ガス流路形成材２２と、発光部側レンズ２７および受光部側レンズ３２との間の間隙の各々に、送風ファン１８によって供給されるパージエアＰＡが適宜の流量で流通され、外匣１１に開口する排気口１６に向かって流通している。これにより、ガス流路２２Ａを流通している状態の排気ガスＧは、発光部２５および受光部３０方向に向かって流れるが、パージエアＰＡによっていわばエアカーテンが形成されるため、流れ出す排気ガスＧが光学系部材、具体的には、発光部側レンズ２７および受光部側レンズ３２に接触する程度を小さくすることができる。
【００２０】
また、上記測定器１０は、清掃作業時においては、図６に示すように、外匣１１を一方または他方の側面が下面となる状態であって、床面（または地面）Ｆ上に支持させ、例えば、作業者が、乾いたあるいは適宜の溶剤を含浸させた布やフェルトなどによって、発光部側レンズ２７または受光部側レンズ３２を清拭することにより、行われる。
【００２１】
而して、上記構成のオパシメータによれば、測定時には、測定器１０の外匣１１を、排気口１６が下方を向いた状態であって、地面または床面から離間した状態に支持して排気が阻害されることを防止すると共に、清掃時には、測定器１０の外匣１１を一方または他方の側面が下面となる状態で、地面または床面上に支持することができる支持脚５０が外匣１１の両側面に設けられていることにより、清掃時において、発光部側レンズ２７または受光部側レンズ３２が上方を向いた状態で、発光部側レンズ２７または受光部側レンズ３２の清掃を行うことができるので、図７に示すように、作業者は、外匣１１における排気口１６を介して発光部側レンズ２７（または受光部側レンズ３２）を目視しながら、発光部側レンズ２７（または受光部側レンズ３２）を極めて容易に、かつ、確実に清拭することができると共に、その清掃結果を容易に確認することができる結果、検知部２０を排気ガスＧによる光学系部材の汚れのない適性な状態に維持することができ、従って、所期の排気ガス測定を高い信頼性をもって確実に行うことができる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、支持脚は、オパシメータの外匣をその側面が下面となる状態で、常に安定な姿勢を維持した状態で支持可能となるよう構成されていれば、その具体的な構成は、上記実施形態のものに限定されない。
また、検知部は、上記実施形態のもののような、発光部と受光部とがガス流路を介して互いに対向配置されてなる、いわゆる「直光式」のものであっても、発光部および受光部の両者が測定室形成材の一方の開口部に設けられると共に適宜の反射部材が測定室形成材の他方の開口部に設けられて反射光路が形成されるよう構成された、「反射光式」のものであっても、いずれのものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のオパシメータを構成する測定器の一例における概観を示す正面図である。
【図２】図１に示す測定器の背面図である。
【図３】図１に示す測定器の右側面図である。
【図４】図１に示す測定器の内部構造を概略的に示す説明図である。
【図５】本発明のオパシメータによる排気ガス測定システムの一構成例を示す説明図である。
【図６】図１に示す測定器の清掃時の状態を示す説明図である。
【図７】清掃時における外匣の排気口部分を拡大して示す斜視図である。
【図８】従来のオパシメータに係る測定器の一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  測定器
１１  外匣
１２  区画壁
１３  上部室
１４  下部室
１５  信号処理基板
１６  排気口
１８  送風ファン
２０  検知部
２１  測定室形成材
２１Ａ  測定室
２２  ガス流路形成材
２２Ａ  ガス流路
２５  発光部
２６  光源
２７  発光部側レンズ
２８  排気ガス導入口
３０  受光部
３１  受光センサ
３２  受光部側レンズ
４０  運搬用把持部
４１  空気導入部
４２  電源スイッチ
４３  通信用コネクタ
４４  電源出力部
４５  電源入力部
４６  サンプリングチューブ接続部
４８  サンプリングチューブ
５０  支持脚
５１  中央屈曲部
５２  脚部
５３  ゴムキャップ
５５  支持部
６０  試験車両
６５  表示装置
６６  信号伝達用ケーブル
７０  検知部
７１  ガス流路形成材
７２  ガス流路
７２Ａ  ガス導入口
７３  光源
７４  発光部
７５  光検出センサ
７６  受光部
８０  外匣
８１  排気口
ＰＡ  パージエア
Ｇ  排気ガス
Ｆ  床面（または地面）
【図１】
0005041899.tif 000002
【図２】
0005041899.tif 000003
【図３】
0005041899.tif 000004
【図４】
0005041899.tif 000005
【図５】
0005041899.tif 000006
【図６】
0005041899.tif 000007
【図７】
0005041899.tif 000008
【図８】
0005041899.tif 000009