增强型红外气体传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种增强型红外气体传感器，它包括红外光源、光学腔体和红外探测器，所述光学腔体包括光源反射抛物面、第一反射面、第二反射面、第三反射面和探测器反射抛物面；所述红外光源位于所述光源反射抛物面的焦点处，所述红外探测器位于所述探测器反射抛物面的焦点处；所述红外光源、所述光源反射抛物面、所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面、所述探测器反射抛物面和所述红外探测器形成检测光路。本实用新型专利技术具有结构紧凑、光能比高和光程长的优点。比高和光程长的优点。比高和光程长的优点。

【技术实现步骤摘要】
增强型红外气体传感器


[0001]本技术涉及红外传感器
，具体的说，涉及了一种增强型红外气体传感器。

技术介绍

[0002]红外气体传感器通常采用一个广谱光源作为红外传感器的光源，红外光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器，其工作原理是：基于不同气体分子的红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯
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比尔Lambert
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Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。
[0003]红外气体传感器具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、寿命长等显著优点。以CO2分析为例，红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26μm波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度。
[0004]在红外传感器设计过程中，光学腔体的结构设计对传感器的灵敏度、响应时间、稳定性等技术参数起着至关重要的作用。市场上主流的光学腔体普遍存在光能利用率低的缺点，探测器接收光能比大部分都在1%左右，同时由于腔体光路设计不合理，光程短，导致传感器的灵敏度下降以及稳定性变差。
[0005]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种增强型红外气体传感器。
[0007]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种增强型红外气体传感器，包括红外光源、光学腔体和红外探测器，所述光学腔体包括光源反射抛物面、第一反射面、第二反射面、第三反射面和探测器反射抛物面；
[0008]所述红外光源位于所述光源反射抛物面的焦点处，所述红外探测器位于所述探测器反射抛物面的焦点处；
[0009]所述红外光源、所述光源反射抛物面、所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面、所述探测器反射抛物面和所述红外探测器形成检测光路。
[0010]本技术的有益效果为：
[0011]1）本技术通过对光学腔体的创新设计和光路模拟，极大提高了光源光能利用率；同时，通过多次反射有效增加了光程，整体上提高了传感器的灵敏度、响应时间、稳定性以及可靠性等；
[0012]2）本技术的光学腔体采用一体式结构设计，不仅避免了由于腔体装配精度影响而导致的传感器灵敏度下降等各种不良，而且还降低了腔体的开模成本，节省装配时间和人工；
[0013]3）本技术的光学腔体的进气口设计垂直于光路，进气口多排均布，不仅改善了气体交换效率，还大大提升了传感器的响应时间；
[0014]4）本技术的光学腔体与PCB配合，下沉式PCB结构设计匹配专业点胶工艺，便于自动化批量生产；同时，PCB定位柱可有效防呆，提高装配效率；
[0015]5）本技术的光学腔体反射面镜面抛光，表面采用水镀或真空镀等电镀工艺，既提高光学面反射率，又能改善镀层抗氧化和抗盐雾性能；
[0016]6）本技术的光学腔体采用PC、PC+ABS、ABS、PA+GF、PBT、PSU等优质塑胶材质注塑，还有优良的耐高温性能，易于批量制造，加工周期短，成本低，可靠性高；
[0017]7）本技术能够兼容不同气体，可以检测CO2、CO、SO2、CH4等多种气体。
附图说明
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是本技术的光学腔体的结构示意图；
[0020]图3是本技术的光学腔体光线反射示意图；
[0021]图中：1.防水透气膜；2.光学腔体；3.红外探测器；4.红外光源；5.PCB线路板；21.光源反射抛物面；22.第一反射面；23.第二反射面；24.第三反射面；25.探测器反射抛物面；26.进气孔。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]实施例1
[0024]如附图1至附图3所示，一种增强型红外气体传感器，它包括红外光源4、光学腔体2和红外探测器3，所述光学腔体2包括光源反射抛物面21、第一反射面22、第二反射面23、第三反射面24和探测器反射抛物面25；
[0025]所述红外光源4位于所述光源反射抛物面21的焦点处，所述红外探测器3位于所述探测器反射抛物面25的焦点处；
[0026]所述红外光源4、所述光源反射抛物面21、所述第一反射面22、所述第二反射面23、所述第三反射面24、所述探测器反射抛物面25和所述红外探测器3形成检测光路。
[0027]具体的，所述第一反射面、所述第二反射面和所述第三反射面为平面反光镜或者抛物面反光镜或者球面反光镜或者弧面反光镜。
[0028]需要说明的是，所述光源反射抛物面21的轴线与第一反射面22的轴线成一定夹角，所述第一反射面22的轴线、所述第二反射面23的轴线和所述第三反射面24的轴线相互平行或者微相交，所述第三反射面24的轴线与所述探测器反射抛物面25的轴线成一定夹角；
[0029]根据抛物面光学原理，从光源反射抛物面21的焦点处发出的红外光线经光源反射抛物面21反射后，反射光线平行于光源反射抛物面21的对称轴；对应的，平行于所述探测器反射抛物面25对称轴的红外光线经所述探测器反射抛物面25反射后，反射光线会聚焦于所述探测器反射抛物面25的焦点，被所述红外探测器3吸收。
[0030]进一步的，所述检测光路为LM型检测光路。
[0031]具体的，LM型检测光路的形成过程为：（1）所述红外光源4发出光线经过所述光源反射抛物面21反射，变为一束平行于所述光源反射抛物面21对称轴的光线，该光线射向所述第一反射面22；（2）光线经过所述第一反射面22的反射聚集作用，射向所述第二反射面23；（3）同理，光线经过第二反射面23的反射聚集作用，射向所述第三反射面24；（4）同理，光线经过第三反射面24的反射聚集作用，射向所述探测器反射抛物面25；（5）光线经过探测器反射抛物面25反射而聚焦到探测器反射抛物面25的焦点，焦点光线直接被所述红外探测器3接收；
[0032]如附图3所示，所述红外光源4发出的光线经过所述光源反射抛物面21反射，形成L型检测光路；经过所述光源反射抛物面21反射后的光线，依次经所述第一反射面22、所述第二反射面23、所述第三反射面24反射后，到达所述探测器反射抛物面25，形成M型检测光路；光线经过探测器反射抛物面25反射而聚焦到探测器反射抛物面25的焦点，再次形成L型检测光路；因此，整体上来说，所述检测光路为LM型检测光路。
[0033]相对于现有红外传感器的腔体光路，本实施例的检测光路更长，提高了传感器的灵敏度以及稳定性；本实施例的光能利用率也更高，红外探测器接收光能比远大于1%。
[0034]实施例2
[0035]为了提高装配效率，保证装配精度，本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强型红外气体传感器，其特征在于：包括红外光源、光学腔体和红外探测器，所述光学腔体包括光源反射抛物面、第一反射面、第二反射面、第三反射面和探测器反射抛物面；所述红外光源位于所述光源反射抛物面的焦点处，所述红外探测器位于所述探测器反射抛物面的焦点处；所述红外光源、所述光源反射抛物面、所述第一反射面、所述第二反射面、所述第三反射面、所述探测器反射抛物面和所述红外探测器形成检测光路。2.根据权利要求1所述的增强型红外气体传感器，其特征在于：所述检测光路为LM型检测光路。3.根据权利要求1所述的增强型红外气体传感器，其特征在于：还包括PCB线路板，所述红外光源和所述红外探测器位于所述PCB线路板的同一侧。4.根据权利要求3所述的增强型红外气体传感器，其特征在于：所述PCB线路板为下沉式PCB结构。5.根据权利要求1所述的增强型...

【专利技术属性】
技术研发人员：田勇，郝明亮，连金锋，
申请(专利权)人：郑州炜盛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：