一种红外气体传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种红外气体传感器，所述红外气体传感器为一圆筒形结构，所述圆筒形结构包括内侧壁和外侧壁之间的第一区域、内侧壁围成的第二区域、顶壁和底壁，其中，所述顶壁和/或底壁上设置有气体进出的气孔；所述第一区域包括第一子长光路通道和第一子短光路通道；所述第二区域包括从顶壁延伸到底壁的隔板、由隔板分隔而成的第二子长光路通道和第二子短光路通道；所述顶壁包括反射部，用于将从所述第一子长光路通道和第一子短光路通道出射的光分别反射到所述第二子长光路通道和第二子短光路通道。本发明专利技术能够减小红外气体传感器的尺寸，且提高了红外提起传感器的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种红外气体传感器
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种红外气体传感器。
技术介绍
随着物联网的发展，传感器技术的发展相当迅速，传感器的应用也变得非常广泛。气体传感器是一种可以将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表和计算机等利用的信息的装置，其可以在室外环境质量、室内空气质量以及有毒气体检测等方面的得到应用。目前，主流的气体传感器有半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器和光学气体传感器等。红外气体传感器是一种光学气体传感器，红外气体传感器具有灵敏度佳、可靠性好、精确度高以及抗干扰能力强等优点。在红外光范围内，大多数气体都会在一定的波段内对红外光有吸收作用，红外气体传感器就是利用气体对红外光的这种吸收作用来检测特定气体浓度。在红外气体探测器中，红外光源发射的红外光经过光路通道中待测气体的吸收，到达探测器时的能量会减小，再通过探测器探测红外光的减小程度，就能利用比尔-朗伯特定律来给出气体浓度，其中，比尔-朗伯特定律可以表示为I=I0·exp(-α·c·L)，I0为红外光源发出的红外光的光强，I为红外光经过待测气体吸收后的光强，c为待测气体的浓度，L为红外光通过待测气体的路径长度，为待测气体对红外光的吸收率。美国专利US20110042570公布了一种吸收偏置式NDIR型气体传感器及气体探测方法，图1是该现有技术提供的吸收偏置式NDIR型气体传感器的结构示意图。如图1所示，上述吸收偏置式NDIR型气体传感器包括光源101、测量信号测量探测器102、参考信号参考探测器103、相同的窄带滤波片104、长光路通道105、短光路通道106、待测气体入口107以及待测气体出口108。这一技术采用吸收偏置的方法，在传统的红外气体探测器具有唯一光路通道的基础上增加了一个短的光路通道作为参考，通过测量探测器和参考探测器的输出值的比值来对测量结果进行校正。虽然这种气体传感器在性能上达到要求，但是为了使光路通道满足一定长度就将会增加气体传感器整体的尺寸。因此，尺寸太大是这种气体传感器的一个重要不足，同时，这种气体传感器的可靠性和稳定性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种红外气体传感器，以缩小红外气体传感器的尺寸，并提高红外气体探测器的稳定性。本专利技术提供了一种红外气体传感器，所述红外气体传感器包括：红外气体传感器为一圆筒形结构，所述圆筒形结构包括内侧壁和外侧壁之间的第一区域、内侧壁围成的第二区域、顶壁和底壁，其中所述顶壁和/或底壁上设置有气体进出的气孔；所述第一区域包括第一子长光路通道和第一子短光路通道，其中红外光源发射的红外光在第一子长光路通道中的光程大于在第一子短光路通道中的光程，并且其中第一子长光路通道和第一子短光路通道分别由连通设置的多层第一水平光路通道和第二水平光路通道以及将所述红外光从一层水平光路通道反射进入上一层水平光路通道的反射结构组成；所述第二区域包括从顶壁延伸到底壁的隔板、由隔板分隔而成的第二子长光路通道和第二子短光路通道，其中在第二子长光路通道临近底壁的位置设置有第一测量探测器和第一参考探测器，在第二子短光路通道临近底壁的位置设置有第二测量探测器和第二参考探测器；以及所述顶壁包括反射部，用于将从所述第一子长光路通道和第一子短光路通道出射的光分别反射到所述第二子长光路通道和第二子短光路通道。可选的，所述第一子长光路通道与第一子短光路通道共用一个红外光源，所述红外光源设置于所述第一子长光路通道与第一子短光路通道靠近底壁的起始位置。可选的，所述反射结构包括内凹的抛物面反射结构或者两反射板构成的内凹的角形反射结构。可选的，所述第一子长光路通道的每层第一水平光路通道和与其相对应的第一子短光路通道的第二水平光路通道构成一个圆周，并且所述第一水平光路通道的长度为圆周周长的2/3-5/6，其相对应的所述第二水平光路通道的长度为圆周周长的1/6-1/3。可选的，所述第一子长光路通道和第一子短光路通道的内壁上设置有反射膜。可选的，所述圆筒形结构的内侧壁上设置有反射膜。可选的，所述气孔设置于与所述第一区域对应的位置。可选的，所述反射部位于所述顶壁的内壁上。可选的，所述反射部包括内凹的抛物面反射结构、两反射板构成的内凹的角形反射结构或者斜平面反射结构。本专利技术提供的一种红外气体传感器，通过将长光路通道和短光路通道做成多层的光通道，能够减小红外气体传感器的尺寸，并通过获得消除测量误差后的两测量探测器的输出值的比值，消减了光源的老化和外界温度等对测量结果的影响，提高了红外气体传感器的可靠性和稳定性，节省了校准所需的人力和费用，且寿命长。附图说明图1是现有技术提供的吸收偏置式NDIR型气体传感器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的主视图；图4是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的后视图；图5是本专利技术实施例提供的红外气体传感器从顶壁向底壁方向的俯透视图；图6是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的反射部的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。图2是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的结构示意图。图3是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的主视图。图4是本专利技术实施例提供的红外气体传感器的后视图。图5是本专利技术实施例提供的红外气体传感器从顶壁向底壁方向的俯透视图。其中，为了清晰的展现本专利技术实施例提供的红外气体传感器的内部结构，图3和图4是分别是去除所述红外传感器的外侧壁的红外气体探测器的主视图和后视图。如图2、图3、图4和图5所示，本专利技术实施例提供的红外气体传感器为一圆筒形结构，所述圆筒形结构包括内侧壁和外侧壁之间的第一区域201、内侧壁围成的第二区域202、顶壁203和底壁204，其中：所述顶壁203和/或底壁204上设置有气体进出的气孔205，在多个气孔的情况下，所述气孔可以均匀设置。在使用本专利技术实施例提供的红外气体探测器时，通过顶壁和/或底壁上设置的气孔205通入和导出待测气体，使本专利技术实施例提供的所有光路通道中均匀分布待测气体。所述第一区域201包括第一子长光路通道和第一子短光路通道，其中红外光源发射的红外光在第一子长光路通道中的光程大于在第一子短光路通道中的光程，并且其中第一子长光路通道和第一子短光路通道分别由连通设置的多层第一水平光路通道301和第二水平光路通道302以及将所述红外光从一层水平光路通道反射进入上一层水平光路通道的反射结构303组成，连通设置的多层第一水平光路通道301共同组成了第一子长光路通道，连通设置的多层第二水平光路通道302共同组成了第一短光路通道，其中，所述第一水平光路通道301即图4中的401，多层第一水平光路通道301和第二水平光路通道302可以通过挡板304隔开，在每一层挡板304靠近反射结构303的位置有一个开口，使多层第一水平光路通道301组成的第一长光路通道连通，使多层第二水平光路通道302组成的第一短光路通道连通。优选的，所述反射结构30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外气体传感器，其特征在于，红外气体传感器为一圆筒形结构，所述圆筒形结构包括内侧壁和外侧壁之间的第一区域、内侧壁围成的第二区域、顶壁和底壁，其中所述顶壁和/或底壁上设置有气体进出的气孔；所述第一区域包括第一子长光路通道和第一子短光路通道，其中红外光源发射的红外光在第一子长光路通道中的光程大于在第一子短光路通道中的光程，并且其中第一子长光路通道和第一子短光路通道分别由连通设置的多层第一水平光路通道和第二水平光路通道以及将所述红外光从一层水平光路通道反射进入上一层水平光路通道的反射结构组成；所述第二区域包括从顶壁延伸到底壁的隔板、由隔板分隔而成的第二子长光路通道和第二子短光路通道，其中在第二子长光路通道临近底壁的位置设置有第一测量探测器和第一参考探测器，在第二子短光路通道临近底壁的位置设置有第二测量探测器和第二参考探测器；以及所述顶壁包括反射部，用于将从所述第一子长光路通道和第一子短光路通道出射的光分别反射到所述第二子长光路通道和第二子短光路通道。

【技术特征摘要】
1.一种红外气体传感器，其特征在于，红外气体传感器为一圆筒形结构，所述圆筒形结构包括内侧壁和外侧壁之间的第一区域、内侧壁围成的第二区域、顶壁和底壁，其中所述顶壁和/或底壁上设置有气体进出的气孔；所述第一区域包括第一子长光路通道和第一子短光路通道，所述第一子长光路通道与第一子短光路通道共用一个红外光源，所述红外光源设置于所述第一子长光路通道与第一子短光路通道靠近底壁的起始位置，其中红外光源发射的红外光在第一子长光路通道中的光程大于在第一子短光路通道中的光程，并且其中第一子长光路通道和第一子短光路通道分别由连通设置的多层第一水平光路通道和第二水平光路通道以及将所述红外光从一层水平光路通道反射进入上一层水平光路通道的反射结构组成；所述第二区域包括从顶壁延伸到底壁的隔板、由隔板分隔而成的第二子长光路通道和第二子短光路通道，其中在第二子长光路通道临近底壁的位置设置有第一测量探测器和第一参考探测器，在第二子短光路通道临近底壁的位置设置有第二测量探测器和第二参考探测器；以及所述顶壁包括反射部，用于将从所述第一子长光路通道和第一子短光路通道出射的光分别反射到所述第二子长光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文博，欧文，明安杰，张海苗，张宇，张乐，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：