基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，涉及气体检测传感器技术领域，解决了现有的二氧化碳传感器结构复杂，成本高，检测精度较低的技术问题。该装置包括LED、石英音叉和谐振腔；所述石英音叉设置在所述谐振腔内，所述LED能够发出中红外光，所述中红外光能够穿过所述石英音叉进入所述谐振腔；所述气体能够吸收所述中红外光，并使所述石英音叉产生振动，所述石英音叉产生的振动能够转换为电信号输出并处理。本实用新型专利技术包括LED、石英音叉和谐振腔，能够对气体中的CO2浓度进行实时检测，且结构简单，成本较低，检测精度较高。度较高。度较高。

【技术实现步骤摘要】
基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器


[0001]本技术涉及气体检测传感器
，尤其涉及一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器。

技术介绍

[0002]光声光谱技术是基于光声效应的一种光谱分析技术，用一束强度可调制的单色光照射到密封于池中的样品上，样品吸收光能，并以释放热能的方式退激，释放的热能使样品和周围介质按光的调制频率产生周期性加热，从而导致介质产生周期性压力波动，这种压力波动可用灵敏的传声器检测，并通过放大得到电信号，经过解调反演出气体浓度。
[0003]目前光声光谱技术的技术主要有两种：第一种是传统红外灯泡黑体光源光声光谱，第二种是MEMS光声光谱；结构上采用宽谱的中红外光源+滤波片的方式，功率密度较低，结构复杂，导致探测灵敏度低和稳定性差。采用麦克风作为传声器，响应的频带较宽，实际使用中会吸收环境噪声导致信噪比低。
[0004]现有的二氧化碳传感器结构复杂，成本高，检测精度较低。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，以解决现有技术中存在二氧化碳传感器结构复杂，成本高，检测精度较低的技术问题。
[0006]本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
[0008]本技术提供的一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，用于检测气体中CO2的浓度，包括LED、石英音叉和谐振腔；所述石英音叉设置在所述谐振腔内，所述LED能够发出中红外光，所述中红外光能够穿过所述石英音叉进入所述谐振腔；所述气体能够吸收所述中红外光，并使所述石英音叉产生振动，所述石英音叉产生的振动能够转换为电信号输出并处理。
[0009]优选的，所述二氧化碳传感器还包括信号放大模块，所述信号放大模块与所述石英音叉电连接，并能够接收所述石英音叉所产生的电信号，所述信号放大模块能够将所述电信号放大并得到放大信号。
[0010]优选的，所述二氧化碳传感器还包括处理模块，所述信号放大模块与处理模块电连接，所述放大信号能够通过所述处理模块进行处理，得到所述CO2的浓度。
[0011]优选的，所述二氧化碳传感器还包括有信号发生器，所述信号发生器与所述LED电连接，所述信号发生器能够发出调制电信号至所述LED，使所述LED发出中红外光。
[0012]优选的，所述二氧化碳传感器还包括进气口和排气口，所述气体能够从所述进气口进入所述谐振腔，从所述排气口排出所述谐振腔。
[0013]优选的，所述LED发出的中红外光的波长为4.3μm。
[0014]优选的，所述谐振腔为圆柱形谐振腔。
[0015]优选的，所述石英音叉为音叉式石英晶振。
[0016]实施本技术上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
[0017]本技术提供的二氧化碳传感器包括有LED、石英音叉和谐振腔，LED发出的中红外光能够在谐振腔内更好的使中红外光与气体进行相互作用，实现对气体中的CO2浓度进行实时检测，且结构简单，成本较低，检测精度较高。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
[0019]图1是本技术实施例的结构示意图；
[0020]图2是本技术实施例石英音叉工作示意图；
[0021]图3是本技术的石英音叉与放大模块的电路图。
[0022]图中：1、LED；2、石英音叉；3、谐振腔；4、进气口；5、排气口。
具体实施方式
[0023]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本技术可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本技术的范围和实质。
[0024]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0025]为了说明本技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分。
[0026]实施例：
[0027]如图1
‑
2所示，本技术提供了一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，用于检测气体中CO2的浓度，包括LED1、石英音叉2和谐振腔3；石英音叉2设置在谐振腔3
内，LED1能够发出中红外光，中红外光能够穿过石英音叉2并进入谐振腔3；气体能够吸收中红外光，使石英音叉2产生振动，并转换为电信号输出，经过处理后就能够得到所述CO2的浓度。具体的，石英音叉产生的振动为对称性振动，传感器内部设置有LED1、石英音叉2和谐振腔3，石英音叉2设置在谐振腔3内部，待检测的气体能够通过进气口4进入到谐振腔3，具体的，石英音叉2有两个振臂，中红外光会在石英音叉2的两个振臂之间与气体进行作用，主要是中红外光会使气体中的分子进行激发，产生调制周期性的压力波动，从而产生光声信号，光声信号在石英音叉2的两振臂间会产生声波，石英音叉2会在声波的推动下产生对称性振动，通过对称性振动所振动的强度及频率等信息经石英材料的压电特性就会将其转换为电信号并输出，输出的电信号会通过信号放大模块进行放大、处理模块进行处理，经过处理后就能够得到气体中所含的CO2的浓度。在本技术中，石英音叉2选用的是音叉式石英晶振，把音叉式石英晶振用作传声器，使用的频率为32KHz，使用石英音叉2能够避免传统麦克风传声器噪声高的问题，石英音叉2能够对环境噪声免疫，能够获得良好信噪比，能够使处理模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，其特征在于，用于检测气体中CO2的浓度，包括LED(1)、石英音叉(2)和谐振腔(3)；所述石英音叉(2)设置在所述谐振腔(3)内，所述LED(1)能够发出中红外光，所述中红外光能够穿过所述石英音叉(2)进入所述谐振腔(3)；所述气体能够吸收所述中红外光，并使所述石英音叉(2)产生振动，所述石英音叉产生的振动能够转换为电信号输出并处理。2.根据权利要求1所述的一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，其特征在于，所述二氧化碳传感器还包括信号放大模块，所述信号放大模块与所述石英音叉(2)电连接，并能够接收所述石英音叉(2)所产生的电信号，所述信号放大模块能够将所述电信号放大并得到放大信号。3.根据权利要求2所述的一种基于中红外LED吸收光谱的二氧化碳传感器，其特征在于，所述二氧化碳传感器还包括处理模块，所述信号放大模块与处理模块电连接，所述放大信号能够通过所述处理模块进行处理，得到所述CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静，张观凤，刘东，
申请(专利权)人：深圳市唯锐科技有限公司，
类型：新型
国别省市：