【技术实现步骤摘要】
本技术属于传感器领域，更具体地，涉及一种具有环形波导腔的非色散红外气体传感器。
技术介绍
1、非色散红外(non-dispersive infrared，ndir)气体传感器是一种基于不同气体分子的红外光谱选择吸收特性，并利用气体浓度与吸收强度关系(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。近年来，非色散红外气体传感器因具有灵敏度高、选择性好和响应速度快等诸多优点而越来越多地应用于例如ch4、co2、n2o、co、co2、so2、nh3、乙醇和苯等气体的检测场景。
2、非色散红外气体传感器具有一个光学腔体，即波导腔。在该波导腔内通常设置有一个红外线发射器和一个红外线接收器，红外线发射器的中心波长与被测气体中的目标气体的红外特征吸收峰相匹配，红外线接收器配置有与目标气体的红外特征吸收峰相匹配的窄带滤光片。在红外线发射器输出的红外线传输至红外线接收器的过程中，若波导腔内存在目标气体，部分红外线将被目标气体所吸收，进而导致红外线发射器输出的红外线与红外线接收器接收到的红外线在光强上的差异。在获取输出红外线光强与接收红外线光强的情况下，根据朗伯-比尔定律即可确定被测气体中目标气体的浓度。当然，这部分计算过程是由相应的外围处理电路实现的。
3、根据以上内容可知，红外线发射器输出的红外线在波导腔内的传输路径的长度对目标气体的浓度检测结果具有至关重要的影响，这是由于在红外线传输速度一定的情况下，传输路径越长，红外线与目标气体的接触时间越长，目标气体对红外线的吸收更加充分，相应地，计算获得的目标气体的浓度更
技术实现思路
1、本技术的目的在于在一定程度上解决在传感器本体体积尺寸受限的情况下，现有的非色散红外气体传感器因采用直通波导腔设计而导致自身检测结果误差大的问题。
2、为了实现上述目的，本技术提供一种非色散红外气体传感器，该非色散红外气体传感器具有：
3、环形波导腔，所述环形波导腔允许被测气体进入其中；
4、至少一个红外线接收器，设置在所述环形波导腔的终点处；
5、至少一个红外线发射器，设置在所述环形波导腔的起点处，所述至少一个红外线发射器输出的红外线在所述环形波导腔内发生多次反射后被所述至少一个红外线接收器所接收；
6、至少一个驱动电路，电性连接于所述至少一个红外线发射器；
7、至少一个信号处理电路，用于根据所述至少一个红外线接收器输出的与其接收的红外线相关的电信号获取所述被测气体中的目标气体的浓度。
8、作为可选的是，所述非色散红外气体传感器包括：
9、壳体，所述壳体的前端开放设置，在所述壳体内设置有将其内部空间划分为前后两部分的隔板，在所述隔板上同轴设置有气体扩散结构；
10、封盖，在所述封盖上形成有与所述封盖同轴设置的气体导入结构，在所述封盖设置在所述壳体的前端上时，同轴且抵接的所述气体导入结构和所述气体扩散结构连同所述壳体、所述隔板和所述封盖限定出所述环形波导腔。
11、作为可选的是，所述气体导入结构具有在圆周方向上均匀分布且依次倾斜的多个侧向导气通道，在所述气体导入结构的底板上还设置有将部分被测气体导入所述气体扩散结构的导气口。
12、作为可选的是，所述气体扩散结构为两端开放的圆筒状结构，在所述气体扩散结构的侧壁上设置有多个气体扩散通道，所述多个气体扩散通道在圆周方向上均匀分布且依次倾斜。
13、作为可选的是，所述封盖为内塞式盖体，在所述封盖的外表面上设置有覆盖于所述气体导入结构的进气侧的防尘透气膜。
14、作为可选的是，在所述环形波导腔的腔壁上设置有反射增强层。
15、作为可选的是，所述非色散红外气体传感器具有一个红外线发射器和一个红外线接收器，所述红外线接收器配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片。
16、作为可选的是，所述非色散红外气体传感器具有一个红外线发射器和两个红外线接收器；
17、所述两个红外线接收器分别配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片；
18、或者，
19、其中一个红外线接收器配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片，另一个红外线接收器配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰具有预定偏离值的窄带滤光片。
20、作为可选的是，所述非色散红外气体传感器具有两个红外线发射器和两个红外线接收器；
21、所述两个红外线发射器具有相同的中心波长，所述两个红外线接收器分别配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片，或者其中一个红外线接收器配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片，另一个红外线接收器配置有与所述目标气体的红外特征吸收峰具有预定偏离值的窄带滤光片；
22、或者，
23、所述两个红外线发射器具有不同的中心波长，其中一个红外线接收器配置有与第一目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片，另一个红外线接收器配置有与第二目标气体的红外特征吸收峰相对应的窄带滤光片。
24、作为可选的是，所述至少一个红外线发射器与所述至少一个红外线接收器相背设置，所述至少一个红外线发射器发出的红外线垂直于所述至少一个红外线发射器的发射端面。
25、本技术的有益效果在于：
26、本技术的非色散红外气体传感器，具有允许被测气体进入其中的环形波导腔、设置在环形波导腔的终点处的至少一个红外线接收器、设置在环形波导腔的起点处的至少一个红外线发射器、电性连接于至少一个红外线发射器的至少一个驱动电路以及用于根据至少一个红外线接收器输出的与其接收的红外线相关的电信号获取被测气体中的目标气体的浓度；其中，至少一个红外线发射器输出的红外线在环形波导腔内发生多次反射后被至少一个红外线接收器所接收。
27、与现有非色散红外气体传感器所采用的直通波导腔相比，本技术的非色散红外气体传感器因采用环形波导腔而使得红外线发射器输出的红外线在波导腔内的传输路径更长，其原因有二：
28、一、在直通波导腔的长度与环形波导腔的直径相当的情况下，红外线在直通波导腔内以直线路径进行传输，假设红外线在环形波导腔内以圆周路径进行传输，那么圆周路径的长度肯定是大于直线路径的长度的。
29、二、进一步地，实际情况下，红外线发射器输出的红外线在环形波导腔内的传输路径并不是精准地沿着圆周方向的，而是整体上沿着圆周方向并在这一过程中不断反射向前的，因此环形波导腔内的红外线实际传输路径长度是大于上述圆周路径的长度的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非色散红外气体传感器，其特征在于，用于检测被测气体中目标气体的浓度，所述非色散红外气体传感器具有：
2.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述气体导入结构具有在圆周方向上均匀分布且依次倾斜的多个侧向导气通道，在所述气体导入结构的底板上还设置有将部分被测气体导入所述气体扩散结构的导气口。
4.根据权利要求3所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述气体扩散结构为两端开放的圆筒状结构，在所述气体扩散结构的侧壁上设置有多个气体扩散通道，所述多个气体扩散通道在圆周方向上均匀分布且依次倾斜。
5.根据权利要求2所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述封盖为内塞式盖体，在所述封盖的外表面上设置有覆盖于所述气体导入结构的进气侧的防尘透气膜。
6.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，在所述环形波导腔的腔壁上设置有反射增强层。
7.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，具有一个红外线发射器和一个
8.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，具有一个红外线发射器和两个红外线接收器；
9.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，具有两个红外线发射器和两个红外线接收器；
10.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述至少一个红外线发射器与所述至少一个红外线接收器相背设置，所述至少一个红外线发射器发出的红外线垂直于所述至少一个红外线发射器的发射端面。
...【技术特征摘要】
1.一种非色散红外气体传感器，其特征在于，用于检测被测气体中目标气体的浓度，所述非色散红外气体传感器具有：
2.根据权利要求1所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述气体导入结构具有在圆周方向上均匀分布且依次倾斜的多个侧向导气通道，在所述气体导入结构的底板上还设置有将部分被测气体导入所述气体扩散结构的导气口。
4.根据权利要求3所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述气体扩散结构为两端开放的圆筒状结构，在所述气体扩散结构的侧壁上设置有多个气体扩散通道，所述多个气体扩散通道在圆周方向上均匀分布且依次倾斜。
5.根据权利要求2所述的非色散红外气体传感器，其特征在于，所述封盖为内塞式盖体，在所述封盖的外表面上设置有覆盖于所述气体导入结...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱祎棠，任欢欢，杭益青，
申请(专利权)人：上海苏萨电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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