專利名稱：蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)包括多孔質(zhì)隔壁的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，特別涉及可易于檢測(cè)隔壁有無(wú)缺陷以及缺陷的大小、數(shù)量還有細(xì)孔的大小和數(shù)量等，并且后處理也容易的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
蜂窩狀結(jié)構(gòu)體多用作過(guò)濾器和催化劑載體等，例如用作內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)或鍋爐等燃燒裝置的排出氣體凈化裝置、液體燃料或氣體燃料的改變質(zhì)量的裝置、上下水的凈化裝置等。特別地，適于用作用來(lái)將從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排出氣體類含塵流體中所含的粒子狀物質(zhì)捕集去除的柴油微粒過(guò)濾器(以下縮寫(xiě)為DPF)和高溫氣體集塵裝置。
此類目的中所使用的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體在被處理流體通過(guò)多孔質(zhì)隔壁的細(xì)孔中時(shí)捕集不需要的粒子狀物質(zhì)將其除去，且使催化劑保持在多孔質(zhì)的隔壁表面和細(xì)孔中，并進(jìn)行使催化劑和被處理流體接觸的處理等。
因此，如果存在貫通多孔質(zhì)隔壁的大孔的話，則成為不能發(fā)揮蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的過(guò)濾性能和作為催化劑載體的性能的缺陷，所以檢測(cè)此類大孔很重要。而且，在作為過(guò)濾器等使用時(shí)，檢測(cè)貫通隔壁的細(xì)孔的大小和數(shù)量在判斷過(guò)濾器的性能方面也很重要。
作為檢測(cè)此類改造的過(guò)濾器的缺陷的方法，提出了使用一定粒徑的粉體，通過(guò)由粒子計(jì)數(shù)器來(lái)檢測(cè)已排出的粉體來(lái)檢測(cè)隔壁中的小孔的方法(例如，參照特開(kāi)2000-193582號(hào)公報(bào))。但是，在該方法中，由于所使用的粉體殘存在過(guò)濾器中所以必須將其取出。而且，由于如果沒(méi)有孔洞則該粉體不能從過(guò)濾器排出，所以不能用來(lái)檢測(cè)過(guò)濾器的細(xì)孔徑。
此外，提出了通過(guò)將微粒子導(dǎo)入被測(cè)體內(nèi)，并用激光照射所排出的微粒子以使微粒子可視化來(lái)檢測(cè)被測(cè)體的缺陷的方法(例如，參照國(guó)際公開(kāi)02/082035號(hào)小冊(cè)子)。雖然該方法在指定缺陷位置時(shí)有效，但是難以檢測(cè)缺陷的數(shù)量和大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于此類事情而提出的，其特征是提供一種可易于檢測(cè)貫通成為蜂窩狀結(jié)構(gòu)體缺陷的隔壁的大孔、及隔壁的細(xì)孔的大小和數(shù)量等，并且后處理也容易的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。
本發(fā)明是具備以形成從一個(gè)端面貫通到另一個(gè)端面的多個(gè)流通路徑的方式配置的多孔質(zhì)隔壁的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)方法，提供一種包括產(chǎn)生水粒子的水粒子產(chǎn)生工序、將上述水粒子導(dǎo)入多個(gè)流通路徑的水粒子導(dǎo)入工序、測(cè)定從多個(gè)流通路徑排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的排出粒子測(cè)定工序的檢測(cè)方法。
在本發(fā)明中，理想的是還包括在上述水粒子導(dǎo)入工序之前測(cè)定導(dǎo)入的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的導(dǎo)入粒子測(cè)定工序。而且，在上述水粒子導(dǎo)入工序中，導(dǎo)入的水粒子的平均粒徑理想的是為3～100μm，在水粒子導(dǎo)入工序中，導(dǎo)入的水粒子的粒徑理想的是為1～300μm。此外，上述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體理想的是上述多個(gè)流通路徑包含一個(gè)端面被封閉的流通路徑和另一端面被封閉的流通路徑。
本發(fā)明還是具備以形成從一個(gè)端面貫通到另一個(gè)端面的多個(gè)流通路徑的方式配置的多孔質(zhì)隔壁的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)裝置，提供一種具備產(chǎn)生水粒子的水粒子產(chǎn)生部、將上述水粒子導(dǎo)入多個(gè)流通路徑水粒子導(dǎo)入部、測(cè)定從多個(gè)流通路徑排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的排出粒子測(cè)定部的檢測(cè)裝置。
在本發(fā)明中，理想的是還包括測(cè)定導(dǎo)入到多個(gè)流通路徑中的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的導(dǎo)入粒子測(cè)定部。而且，上述水粒子產(chǎn)生部理想的是產(chǎn)生3～100μm的平均粒徑的水粒子，且理想的是產(chǎn)生粒徑為1～300μm的水粒子。


圖1是圖解地展示了本發(fā)明的檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)例的剖面模式圖。
圖2(a)是圖解地展示了本發(fā)明的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)例的立體圖，圖2(b)是展示了圖2(a)的b部分的部分放大圖。
圖3是展示了本發(fā)明所測(cè)定的結(jié)果的一個(gè)實(shí)例的曲線圖。
圖4是展示了本發(fā)明所測(cè)定的結(jié)果的另一個(gè)實(shí)例的曲線圖。
圖5是展示了在本發(fā)明中測(cè)定導(dǎo)入前的水粒子的粒徑分布的結(jié)果的一個(gè)實(shí)例。
圖6是展示了本發(fā)明所測(cè)定的結(jié)果的又一個(gè)實(shí)例的曲線圖。
圖7是展示了本發(fā)明所測(cè)定的結(jié)果的另一個(gè)實(shí)例的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將根據(jù)具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，但本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。
使用圖1中所示的檢測(cè)蜂窩狀結(jié)構(gòu)體1作為檢測(cè)對(duì)象來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的檢測(cè)方法，該蜂窩狀結(jié)構(gòu)體包括具備以形成從一個(gè)端面42貫通到另一端面44的多個(gè)流通路徑3a、3b的方式配置的多孔質(zhì)隔壁2，夾持隔壁2的相鄰流通路徑3a、3b在相對(duì)的端面被封閉。
首先，產(chǎn)生具有所定的平均粒徑和粒徑分布的水粒子10，再將其從蜂窩狀結(jié)構(gòu)體1的端面42導(dǎo)入到在該端面42開(kāi)口的多個(gè)流通路徑3a。如果在隔壁2上存在貫通隔壁的孔，例如成為缺陷部21的大孔及細(xì)孔22，則被導(dǎo)入的水粒子10之內(nèi)的可通過(guò)各孔的大小的水粒子從流通路徑3a通過(guò)各孔移向流通路徑3b并通過(guò)流通路徑3b從端面44排出。當(dāng)孔徑與缺陷部21一般大時(shí)，排出的水粒子的數(shù)量增多且可更多地排出粒徑更大的水粒子。只有細(xì)小水粒子可從細(xì)微孔例如細(xì)孔22排出。
因此，排出的水粒子的粒度分布和數(shù)量根據(jù)貫通隔壁的孔徑分布和數(shù)量而變化，通過(guò)測(cè)定從多個(gè)流路排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)，可檢測(cè)測(cè)定對(duì)象的隔壁有無(wú)缺陷及缺陷的大小和數(shù)量還有細(xì)孔徑分布。
根據(jù)該方法，理想的是通過(guò)以蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的全部隔壁為對(duì)象來(lái)使用該方法，可一次在短時(shí)間內(nèi)很容易判斷蜂窩狀結(jié)構(gòu)體整體的性能，而且，由于使用水粒子，所以后處理容易或不需要。因此，在檢測(cè)蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的不良產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)等中非常有用。而且，由于使用水，可在蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)中很容易以低成本產(chǎn)生適當(dāng)范圍的平均粒徑、粒徑分布及濃度的粒子。再有，由于通過(guò)從蜂窩狀結(jié)構(gòu)體外部目視等難以檢測(cè)隔壁的缺陷，所以該方法特別有用。
再有，測(cè)定的粒度分布也可以作為粒子大小的指標(biāo)，可舉出例如粒徑分布、體積分布、重量分布等作為適宜的指標(biāo)。而且，粒子數(shù)量不需要測(cè)定排出的全部粒子的數(shù)量，作為濃度，通?？赏ㄟ^(guò)測(cè)定特定時(shí)間內(nèi)所排出的每單位體積的粒子數(shù)來(lái)獲得需要的信息。
其次對(duì)本發(fā)明的檢測(cè)方法中的各工序進(jìn)行說(shuō)明。水粒子產(chǎn)生工序是在所定的平均粒徑、粒徑分布及濃度下產(chǎn)生水粒子的工序。所產(chǎn)生的水粒子的平均粒徑、粒徑分布及濃度(每單位體積的粒子數(shù))沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)預(yù)計(jì)的多孔質(zhì)體的孔徑、孔徑分布、數(shù)量來(lái)進(jìn)行適當(dāng)變化。水粒子的平均粒徑，在以檢測(cè)DPF用的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體等的缺陷為主時(shí)，理想的是在3～300μm的范圍內(nèi)，在以檢測(cè)DPF用的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體等的細(xì)孔徑為主時(shí)，理想的是在3～100μm的范圍內(nèi)。而且，粒徑理想的是在1～300μm范圍內(nèi)，即具有最小粒徑為1μm或其以上且最大粒徑為300μm或其以下分布的水粒子。水粒子濃度理想的是1～1000cc/m3的范圍。
本發(fā)明中的水粒子是指含水50重量％或其以上，理想的是70重量％或其以上，更好的是90重量％或其以上的粒子，雖然也可含有其它成分，但如果考慮后處理的容易性，則理想的是水粒子通常除去所含的不純物質(zhì)且大體上只為由水構(gòu)成的粒子。
水粒子導(dǎo)入工序是將由水粒子產(chǎn)生工序所產(chǎn)生的水粒子導(dǎo)入到所定量或所定的多個(gè)流通路徑的工序。雖然導(dǎo)入方法沒(méi)有特別限制，但理想的是以一定濃度、一定壓力、一定速度來(lái)導(dǎo)入。具體地可舉出將水粒子以所定壓力進(jìn)行加壓的方法、及以所定負(fù)壓從相反側(cè)端面吸引的方法等，但是，如圖1所示，使流通路徑縱向?yàn)樯舷路较蚺渲梅涓C狀結(jié)構(gòu)體，通過(guò)從上側(cè)端面自然落下或施加所定壓力以將水粒子導(dǎo)入流通路徑的方法，從水粒子的粒徑分布、導(dǎo)入速度等的穩(wěn)定性、成本等方面來(lái)看較理想。
排出粒子測(cè)定工序是測(cè)定通過(guò)隔壁的孔、從多個(gè)流通路徑排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的工序。測(cè)定方法沒(méi)有特別限制，可舉出例如激光衍射/散射法、動(dòng)態(tài)光散射法、離心沉淀法、重力沉淀法、圖像處理法、X射線穿透法等。通過(guò)這些方法可測(cè)定粒度分布和粒子數(shù)。
在本發(fā)明的測(cè)定方法中，雖然導(dǎo)入的水粒子的平均粒徑、粒徑分布、濃度主要由粒子產(chǎn)生工序中的產(chǎn)生條件決定，但是產(chǎn)生條件的若干差異及從產(chǎn)生到導(dǎo)入中的粒子變化可使這些值發(fā)生變化。因此，理想的是包括在水粒子導(dǎo)入工序之前，測(cè)定導(dǎo)入的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的導(dǎo)入粒子測(cè)定工序，這樣，可將導(dǎo)入的水粒子的粒度分布等與排出的水粒子的粒度分布等進(jìn)行更正確的比較。測(cè)定方法理想的是與在排出粒子測(cè)定工序中所用的方法相同。
作為本發(fā)明的檢測(cè)對(duì)象的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體，如圖2(a)、(b)，具備以形成從一個(gè)端面42貫通到另一端面44的多個(gè)流通路徑3的方式配置的多孔質(zhì)隔壁2，且理想的是所定流通路徑3b在一個(gè)端面42被封閉，另一所定流通路徑3a在另一端面44被封閉。更理想的是相隔一個(gè)隔壁而相鄰的流通路徑在相反的端面被封閉。如果是此類構(gòu)造則材質(zhì)、大小、形狀、及用途沒(méi)有特別限制。通常，沒(méi)被封閉的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體用作催化劑載體等，被封閉的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體用作過(guò)濾器。再有，在以沒(méi)被封閉的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體作為檢測(cè)對(duì)象時(shí)，通過(guò)將所定的流通路徑暫時(shí)遮蔽而可使用本發(fā)明。
其次，根據(jù)圖1來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的檢測(cè)裝置。本發(fā)明的檢測(cè)裝置中的水粒子產(chǎn)生部11適宜使用例如噴灑器或噴霧器等霧化裝置、加濕器等。此類裝置有利用超聲波的裝置或利用壓力的裝置。產(chǎn)生的水粒子的平均粒徑、粒徑分布、粒子數(shù)可通過(guò)改變水粒子產(chǎn)生條件例如在超聲波的霧化裝置的情況下改變超聲波的頻率、水的流量等條件來(lái)作適宜的變化，雖然可產(chǎn)生期望的平均粒徑、粒徑分布及粒子數(shù)的水粒子，但適宜使用產(chǎn)生平均粒徑為3～100μm的水粒子的裝置。此外，理想的是產(chǎn)生粒徑為1～300μm范圍內(nèi)的水粒子的裝置。
水粒子導(dǎo)入部12將水粒子導(dǎo)入所定的多個(gè)流通路徑。而且，該導(dǎo)入部理想的是，以水粒子不會(huì)漏過(guò)的方式使所定的多個(gè)流通路徑、更好是所有一個(gè)端面開(kāi)口的流通路徑與水粒子產(chǎn)生部11連接。水粒子導(dǎo)入部可備有加壓裝置。而且，為了利用自然下落來(lái)將水粒子導(dǎo)入流通路徑，理想的是將該導(dǎo)入部配置于蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的上方。
排出粒子測(cè)定部13測(cè)定從所定多個(gè)流通路徑排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)，且只要能測(cè)定水粒子的粒度分布則沒(méi)有特別限制。可舉出例如，激光衍射/散射方式的粒子計(jì)數(shù)器、離心沉淀式、重力沉淀式的粒度分布測(cè)定裝置、圖像處理裝置等，但理想的是用激光衍射/散射方式的粒子計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行水粒子的測(cè)定。為了測(cè)定利用自然下落而排出的水粒子，理想的是將排出粒子測(cè)定部13配置于蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的下方。
而且，為了盡可能正確地測(cè)量從多個(gè)流通路徑排出的全部水粒子的粒度分布，理想的是將排出粒子收集部14配備于蜂窩狀結(jié)構(gòu)體1和排出粒子測(cè)定部13之間。排出粒子收集部14理想的是將排出水粒子的全部流通路徑和排出粒子測(cè)定部13連通以不使水粒子漏出。
為了更正確地把握導(dǎo)入的水粒子的粒度分布及濃度，本發(fā)明的測(cè)定裝置理想的是還配備了導(dǎo)入粒子測(cè)定部(未示出)。導(dǎo)入粒子測(cè)定部理想的是配備在水粒子導(dǎo)入部12上，且可適于使用與排出粒子測(cè)定部13同樣的裝置。
(實(shí)施例)下面將根據(jù)實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。再有，下面的實(shí)施例中，用直徑150mm、長(zhǎng)度150mm的圓筒形、且隔室密度(每單位剖面面積的流通路徑的數(shù)量)為40個(gè)/cm2、作為DPF使用的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體(以下略作過(guò)濾器)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(實(shí)施例1)準(zhǔn)備在一個(gè)過(guò)濾器中分別具有0、2、4、6、8個(gè)直徑0.15mm的缺陷的過(guò)濾器，并配置在圖1所示的裝置中，且由超聲波噴灑器產(chǎn)生圖5所示的所定的平均粒徑、粒徑分布及濃度的水粒子并從端面42將其導(dǎo)入流通路徑，然后測(cè)定排出的水粒子的粒徑分布及粒子數(shù)。測(cè)定結(jié)果表示在圖3中。由于缺陷數(shù)量增加，排出的粒子數(shù)有增加的趨勢(shì)。
(實(shí)施例2)分別準(zhǔn)備在一個(gè)過(guò)濾器中具有直徑0.15mm的缺陷的過(guò)濾器、具有直徑0.4mm的缺陷的過(guò)濾器、具有直徑0.6mm的缺陷的過(guò)濾器，并進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的檢測(cè)。測(cè)定結(jié)果表示在圖4中。隨著缺陷直徑增大，排出的粒子數(shù)也增加，且較大粒徑的粒子比例也比實(shí)施例1時(shí)更高。
(實(shí)施例3)準(zhǔn)備具有圖6的細(xì)孔徑分布A所示的細(xì)孔徑的細(xì)孔的過(guò)濾器及具有圖7的細(xì)孔徑分布B所示的細(xì)孔徑的細(xì)孔的過(guò)濾器，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的檢測(cè)。這時(shí)，導(dǎo)入前的水粒子的粒徑分布也已測(cè)定。將導(dǎo)入前的水粒子的粒徑分布表示在圖5中，且將排出的水粒子的粒徑分布、分別檢測(cè)的DPF的細(xì)孔徑分布一同在圖6及圖7中顯示。這樣，從排出的水粒子分布可推定細(xì)孔徑分布。再有，不需要檢測(cè)后的后處理。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，能夠很容易地檢測(cè)蜂窩狀結(jié)構(gòu)體有無(wú)缺陷，及缺陷的大小、數(shù)量、還有細(xì)孔的大小和數(shù)量等，且后處理也容易，并可用于DPF等蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的質(zhì)量檢測(cè)等。
權(quán)利要求
1.一種蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)方法，具備以形成從一個(gè)端面貫通到另一個(gè)端面的多個(gè)流通路徑的方式配置的多孔質(zhì)隔壁，其特征在于，包括產(chǎn)生水粒子的水粒子產(chǎn)生工序；將所述水粒子導(dǎo)入多個(gè)流通路徑的水粒子導(dǎo)入工序；測(cè)定從多個(gè)流通路徑排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的排出粒子測(cè)定工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于還包括在所述水粒子導(dǎo)入工序之前測(cè)定導(dǎo)入的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的導(dǎo)入粒子測(cè)定工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)方法，其特征在于在所述水粒子導(dǎo)入工序中，導(dǎo)入的水粒子的平均粒徑是3～100μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于在水粒子導(dǎo)入工序中，導(dǎo)入的水粒子的粒徑是1～300μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體包含所述多個(gè)流通路徑在一個(gè)端面被封閉的流通路徑和在另一端面被封閉的流通路徑。
6.一種蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)裝置，具備以形成從一個(gè)端面貫通到另一個(gè)端面的多個(gè)流通路徑的方式配置的多孔質(zhì)隔壁，其特征在于，包括產(chǎn)生水粒子的水粒子產(chǎn)生部；將所述水粒子導(dǎo)入多個(gè)流通路徑的水粒子導(dǎo)入部；測(cè)定從多個(gè)流通路徑排出的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的排出粒子測(cè)定部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其特征在于還包括測(cè)定導(dǎo)入到多個(gè)流通路徑中的水粒子的粒度分布及粒子數(shù)的導(dǎo)入粒子測(cè)定部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的檢測(cè)裝置，其特征在于所述水粒子產(chǎn)生部產(chǎn)生平均粒徑為3～100μm的水粒子。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)裝置，其特征在于水粒子產(chǎn)生部產(chǎn)生粒徑為1～300μm的水粒子。
全文摘要
本發(fā)明涉及檢測(cè)包括多孔質(zhì)隔壁的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)方法以及檢測(cè)裝置。提供一種具備以形成從一個(gè)端面(42)貫通到另一個(gè)端面(44)的多個(gè)流通路徑(3a、3b)的方式配置的多孔質(zhì)隔壁(2)的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)裝置及裝置。其為具備產(chǎn)生水粒子(10)的水粒子產(chǎn)生部(11)、將上述水粒子(10)導(dǎo)入多個(gè)流通路徑(3a)的水粒子導(dǎo)入部(12)、測(cè)定從多個(gè)流通路徑(3b)排出的水粒子(10)的粒度分布及粒子數(shù)的排出粒子測(cè)定部(13)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。根據(jù)該檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，能夠很容易地檢測(cè)蜂窩狀結(jié)構(gòu)體有無(wú)缺陷、及缺陷的大小、數(shù)量、和細(xì)孔的大小及數(shù)量等且后處理也很容易。
文檔編號(hào)G01M99/00GK1764831SQ200480007929
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者宮下晃一, 森慎也 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社