[实用新型]双光源双敏感元件红外多气体检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体浓度检测传感器技术领域，是一种双光源双敏感元件红外多气体检测传感器。

背景技术

一束红外光的强度在通过一个气体容器时将会减少，强度损失是一定体积内活动气体分子数量的函数，它是表示气体浓度的函数。气体与红外光的相互作用只在红外光的特定波长发生，与这一事实结合，可以设计一种仪器用来测量特定气体的浓度。红外线分析器是根据气体对红外线吸收原理制成的一种物理式分析仪器。通常看来，红外线分析器能连续测量，且测量范围宽，精度高，灵敏度高，并有良好的选择性。以往的红外气体分析仪体积大，重量大，不便携带，而且价格高。早期由于器件的限制，例如为了达到较高的精度，传感器本身需要大的气室，无法实现小型化，目前随着光学MEMS技术的发展，特别是新型半导体器件(红外LED、红外探测器)和微光学器件(MEMS光栅，MEMS红外热敏探测器)的出现，红外光学气体检测系统的小型化已成为可能。

德国法兰克福哈特曼·希劳恩股份公司申请的“能同时测量气体样品中多种成分浓度的非色散红外气体分析器”专利(专利号：ZL90109218.5)，包括两个相邻放置的样品池，它们分别通入样品气体和参比气体，红外辐射源发出的辐射光经调制后通过样品池。一个结构相同的第二个气体辐射接收器被设置在第一辐射接收器的后面，并盛有样品气体的第二种成分。在第一和第二辐射接收器之间，设置一个辐射滤波器，该滤波器能透过样品气体中的第二种成分的较弱辐射吸收的辐射光。该仪器使用两个隔离样品池，体积较大。实用新型专利“双探测器红外气体分析仪”(专利号：ZL02274241.7)，采用了单光源双探测器原理结构和反射式气室，两个探测器很难加工得完全一样，存在探测器失配的问题。其气室同样互相隔离，体积较大。实用新型专利“红外光多种气体分析仪光学装置”(专利号：ZL94242250.3)，使用斩光器隔离光源，调制复杂，体积较大。

江苏常州市科能电器有限公司于2006年申请了一种红外六氟化硫检测仪专利(申请号200620069040.2)。该仪器采用电可调红外光源和光学接收单元相对设置在检测气室两侧，电可调红外光源发射红外光穿过检测气室由光学接收单元接收，温度补偿单元与光学接收单元连接，脉冲调节单元与电可调红外光源连接，光学接收单元与信号放大单元连接，信号放大单元与滤波单元连接，滤波单元与光电转换单元连接，光电转换单元与A/D转换单元连接，逻辑控制CPU与脉冲调节单元、温度补偿单元及A/D转换单元连接。

该仪器采用单通道技术，无法克服红外光源输出功率变化、探测器偏置等带来的问题，检测精度较低；另外，该仪器由于采用电可调红外光源和光学接收单元相对设置的直线式气室结构同时又要在兼顾足够信噪比的前提下保留一定的气室长度，故传感器体积相对较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有的红外气体传感器精度低，体积大等问题，提供一种双光源、双敏感元件和开放式气室结构的高精度双光源双敏感元件红外多气体检测传感器。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种双光源双敏感元件红外多气体检测传感器，它包括两个红外发光二极管、红外探测器、气室、反射镜、金属过滤网；

所述的气室为筒状，该气室的底部成凹球面，该气室的中部为圆柱面，在气室的顶端口处连接有金属过滤网，在金属过滤网后部设置有反射镜，该反射镜的内表面呈抛物面，所述的红外发光二极管与红外探测器位于气室底端同一平面且以气室中心线为轴对称放置；红外发光二极管尽可能置于凹球面气室底的焦点处，作用是将散射的红外光反射到反射镜；

上述的红外探测器由筒状外壳、红外敏感元件、隔光板、滤光片和透窗组成；所述的隔光板设于筒状外壳的红外探测器中心线处，敏感元件根据气体响应波段的不同选用热释电型、热电偶型或光电导型红外光谱吸收材料。两个红外敏感元件对称分布在隔光板两侧，且置于筒状外壳13的底部，分别作为探测单元和参考单元，红外探测器的筒状外壳的前端设有密封的透窗，在透窗内表面探测器中心线两边分别粘贴对应待测气体特征波段和非特征波段波长的两片透射滤光片。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。

在气室的底部外端设置有引脚焊接基板，在引脚焊接基板上连接出有两个红外发光二极管的光源调制信号输入引脚引脚、两个红外敏感元件的电源引脚及信号输出引脚。

反射镜及气室内表面材料采用黄铜镀金或钢镀铬，以增大对红外散射光的反射能力。