【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及红外气体传感器，尤其涉及一种气体传感器光路设计方法及其反射面的结构和制作工艺。
技术介绍
1、红外气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系，根据朗伯-比尔定律鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。
2、研究发现，红外光从光源到信号接收器的光线路程越大，或照射到信号接收器的光线越多，当气体发生单位浓度的变化时，接收器的信号变化量也越大，传感器越灵敏，精度越高。
3、传统的红外气体传感器光路主要缺点：(1)用光源面对面照射信号接收器，因此为了增大光线路程，其气室会做得很长，导致尺寸很大；(2)在光路上设计反射面，但反射面一般是平面或普通弧面，红外光只有少部分照射到信号接收器，导致红外光的利用率很小；(3)光路上反射面太多，结构复杂，导致传感器生产困难。
4、为了增大红外气体传感器光线路程、减小气室长度、提高红外光利用率、让更多光线照射到信号接收器上、简化光路结构，申请人专门针对红外气体传感器的光路进行了设计，进一步增大光线路程、减小气室尺寸、提高红外光利用率、让更多光线照射到信号接收器上、同时简化光路结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于进一步增大光线路程、减小气室长度、提高红外光利用率、让更多光线照射到信号接收器上、同时简化光路结构。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：
3、气体传感器光路设计方法，包括如下步骤：
4、步骤一、
5、步骤二、设计立体椭圆球，将步骤一中的平面椭圆绕x轴旋转半周，得到一个立体椭圆球，设定光源的位置为焦点f1，信号接收器的位置为焦点f2，以f1与f2连线的中心为原点，建立空间直角坐标系，在空间直角坐标系中建立立体椭圆球，立体椭圆球的数学表达式为：
6、(其中x、y、
7、z为坐标参数，a和b为常数，且a>b>0)，则从光源发射的光线经立体椭圆球的反射后到达信号接收器的光线路程为2a，焦点f1坐标为焦点f2坐标为
8、步骤三、以步骤二中得到的椭圆球的形状来设计气室，并将椭圆球内壁设计为反射面，将光源的位置设置在焦点f1处，将信号接收器的位置设置在焦点f2处。
9、进一步地，将光源的位置设置在偏离焦点f1处，将信号接收器的位置设置在偏离焦点f2处。
10、进一步地，步骤二中，将立体椭圆球以x轴、y轴所在的平面处进行分割，取其中半个立体椭圆球，并将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除。
11、进一步地，步骤三中，将光源、信号接收器均朝向立体椭圆球内壁的弧面处。
12、进一步地，步骤二中，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除。
13、进一步地，步骤二中，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除，并将立体椭圆球沿着短轴的两外侧对称切除。
14、进一步地，步骤二中，将立体椭圆球以x轴、y轴所在的平面处进行分割，取其中半个立体椭圆球，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除，并将立体椭圆球沿着短轴的两外侧对称切除。
15、进一步地，步骤三中，将光源、信号接收器均朝向立体椭圆球内壁的弧面处。
16、本专利技术还公开了红外气体传感器的反射面结构，包括依次设置的表面保护层、反光镀层和底层，所述表面保护层的材质为二氧化锡，反光镀层的材质为铝，底层的材质为pc塑料。
17、本专利技术还公开了红外气体传感器的反射面的制作工艺，包括如下步骤：
18、步骤一、将红外气体传感器的壳体拆分成多个部分；
19、步骤二、开模注塑，生产出耐高温pc塑料材质的壳体，形成底层；
20、步骤三、在壳体的内侧反光面上镀反光金属薄膜，将铝原子溅镀进壳体表层之下，形成致密的反光镀层；
21、步骤四、在反光薄膜表面镀二氧化锡，形成表面保护层。
22、本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在空间直角坐标系中建立立体椭圆球，其中椭圆球的数学表达式为
23、(其中x、y、z为坐标参数，a和b为常数，且a>b>0)，根据该椭圆球的形状设计的气室具备诸多优点，又通过将椭圆球内壁设计为反射面，将光源的位置设置在焦点f1处，将信号接收器的位置设置在焦点f2处。光源从焦点f1向四周发射光线，绝大部分光线经椭圆球内壁的反射面反射后，反射光线汇集到焦点f2的信号接收器，被信号接收器接收。从光源向四周发射的光线，经椭圆球内壁的反射面反射后，到信号接收器的光线路程都是2a。与传统技术中光源直射相比，本专利技术进一步增大了光线路程，同时缩短了气室的长度；又由于光源从焦点f1向四周发射光线，绝大部分光线都经过椭圆球内壁的反射面反射后，汇集到焦点f2的信号接收器，从而大幅提高了红外光利用率、实现了让更多光线照射到信号接收器上的目的；另一方面，本专利技术直接将椭圆球内壁设计为反射面用来反射光线，与传统技术中需要设计多个反射面相比，本专利技术进一步简化了光路结构。
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1.气体传感器光路设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：将光源的位置设置在偏离焦点F1处，将信号接收器的位置设置在偏离焦点F2处。
3.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤二中，将立体椭圆球以x轴、y轴所在的平面处进行分割，取其中半个立体椭圆球，并将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除。
4.根据权利要求3所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤三中，将光源、信号接收器均朝向立体椭圆球内壁的弧面处。
5.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤二中，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除。
6.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤二中，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除，并将立体椭圆球沿着短轴的两外侧对称切除。
7.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤二中，将立体椭圆球以x轴、y轴所在的平面处进行分割，取其中半个立体椭圆球，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称
8.根据权利要求7所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤三中，将光源、信号接收器均朝向立体椭圆球内壁的弧面处。
9.红外气体传感器的反射面结构，其特征在于：包括依次设置的表面保护层、反光镀层和底层，所述表面保护层的材质为二氧化锡，反光镀层的材质为铝，底层的材质为PC塑料。
10.红外气体传感器的反射面的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.气体传感器光路设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：将光源的位置设置在偏离焦点f1处，将信号接收器的位置设置在偏离焦点f2处。
3.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤二中，将立体椭圆球以x轴、y轴所在的平面处进行分割，取其中半个立体椭圆球，并将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除。
4.根据权利要求3所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤三中，将光源、信号接收器均朝向立体椭圆球内壁的弧面处。
5.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特征在于：步骤二中，将立体椭圆球沿着长轴的两外侧对称切除。
6.根据权利要求1所述的气体传感器光路设计方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，杨鑫林，
申请(专利权)人：深圳宇问测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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