[发明专利]气体测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体测量装置，特别是涉及一种可测量气体浓度的气体测量装置。

背景技术

首先，现在市面上贩售的二氧化碳检测装置或二氧化碳分析仪，几乎都是采用非分散式红外线(Non-dispersive Infrared,NDIR)吸收法来检测气体浓度，其主要依据比尔-朗伯定律(Beer-Lambert law)进行计算。它的原理是利用气体对红外线特殊波长的吸收特性以及气体浓度与吸收量成正比的特性，来检测特定气体浓度。例如一氧化碳对4.7微米(μm)波长、二氧化碳对4.3微米(μm)波长的红外线的吸收性最强。

以目前市面上的气体浓度测量装置的测量精度，仍然受限于气体采样室的结构设计，当投射至红外线感测器的红外线的量减少，将会影响气体浓度的测量精度。如专利公告第TWI513973号的“气体浓度侦测装置”专利案中，由于用于容置光源发射器3的检测单元2的第一开口端22未具有特别的结构设计，因此无法有效利用光源发射器3所产生的光线。

另外，如专利公告第TWM476923号的“高效率之非色散式红外线气腔”专利案中，主要利用椭圆型双焦点特性，将红外线光源置于一焦点，红外线感测器置于另一焦点，以获得高集光性，同时满足红外线感测器所需的窄入射角需求。但是，TWM476923号专利案，虽然能有效的提高集光性，但是，将会因为了利用椭圆双焦点的特性而增加红外线气腔本体200 的长度。还有，也容易因生产组装工艺所造成的误差，而使得红外线感测器不在正确的焦点位置上，进而导致红外线感测器的接收信号下降。

进一步而言，以典型的红外线光感测器而言，投射到红外线光感测器上的入射光线的入射角大于20度时，将会因为滤波片有一定波带宽度，而使得滤波片峰值向短波长偏移约为40nm(nanometer)。借此，将会造成有一部分原本不属于待测气体吸收的光线得以投射至红外线光感测器，而另一部分与待测气体浓度相互关联的光线被拦截在外，从而降低了信号强度，进而降低了实际上的测量精度。

借此，如何提供一种能够有效提高集光性，避免生产组装偏差的影响，同时缩短气体采样室长度的气体测量装置，以克服上述的缺陷，已然成为该项技术所要解决的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种气体测量装置，其能够利用由第一反射结构及第二反射结构所形成的聚光腔体而有效提高集光性。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一种技术方案是提供一种气体测量装置，其包括一腔体模块、一发光模块以及一光感测模块。所述腔体模块包括一聚光腔体、一容置腔体及一连接于所述聚光腔体及所述容置腔体之间的采样腔体，其中所述聚光腔体具有一第一反射结构及一连接于所述第一反射结构的第二反射结构，所述第一反射结构具有一第一焦点及一对应于所述第一焦点的第二焦点，所述第二反射结构具有一中心点，所述第一焦点与所述中心点彼此相对应设置。所述发光模块设置于所述聚光腔体上，以产生一光线，所述发光模块包括一发光单元，其中所述发光单元对应于所述第一焦点及所述中心点。所述光感测模块包括一光感测单元，所述光感测单元设置于所述容置腔体中。

更进一步地，所述第一反射结构具有一椭圆曲率曲面，所述第二反射结构具有一正圆曲率曲面，所述发光单元设置于所述第一焦点及所述中心点上。

更进一步地，所述光线包括一投射于所述第一反射结构的第一投射光线以及一投射于所述第二反射结构的第二投射光线，所述第一投射光线通过所述第一反射结构的反射，以形成一投射至所述第二焦点的第一反射光线，所述第一投射光线以及所述第一反射光线相互配合，以形成一投射至所述光感测单元上的第一光线，所述第二投射光线通过所述第二反射结构的反射，以形成一投射至所述第一反射结构的第二反射光线，所述第二反射光线通过所述第一反射结构的反射，以形成一投射至所述第二焦点的第三反射光线，所述第二投射光线、所述第二反射光线以及所述第三反射光线相互配合，以形成一投射至光感测单元上的第二光线。

更进一步地，所述采样腔体具有一上表面以及一下表面，所述采样腔体具有一第一开口端以及一对应于所述第一开口端的第二开口端，所述第一开口端连接于所述聚光腔体，所述第二开口端连接于所述容置腔体，所述第一开口端的所述上表面及所述下表面之间具有一第一预定距离，所述第二开口端的所述上表面及所述下表面之间具有一第二预定距离，所述第二预定距离大于所述第一预定距离。