[发明专利]一种二氧化硫气体传感器及其温湿度修正方法

权利要求书

1.一种二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述二氧化硫气体传感器包括红外光源、光学气室、红外双光路滤光片阵列、红外探测器阵列；所述光学气室上设有进气口和出气口，通过进气口和出气口与待测气体环境相通；所述红外光源设于所述光学气室的头端；所述红外双光路滤光片阵列、红外探测器阵列依次设于所述光学气室的尾部；所述红外光源出射的宽谱红外光依次经光学气室、红外双光路滤光片阵列后，进入红外探测器阵列；所述红外双光路滤光片阵列包括探测滤光片和参考滤光片；所述红外探测器包括与探测滤光片、参考滤光片一一对应的二氧化硫气体探测器和参考探测器；所述二氧化硫气体探测器和参考探测器均采用热电偶阵列，该热电偶阵列采用三个热电偶呈正三角形排列，且在冷端采用冷端补偿器。

2.根据权利要求1所述的二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述光学气室包括光入射端圆柱体、光出射端圆柱体、以及两者之间的过渡部分；光学气室内腔体在光出射端圆柱体处的半径为光入射端圆柱体处半径的两倍；所述光学气室的光入射端圆柱体、过渡部分、光出射端圆柱体的长度比例为1:1:3。

3.根据权利要求2所述的二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述光学气室内的腔体总长度为

；

其中，r为光入射端圆柱体处的腔体半径，θ为红外光源斜入射时与光学气室中心轴线的夹角，L为所述二氧化硫气体探测器在光学气室采用圆柱体时的最优腔体长度。

4.根据权利要求1至3任一所述的二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述探测滤光片和参考滤光片的中心波长分别为3.98μm和3.95μm。

5.根据权利要求4所述的二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述二氧化硫气体探测器和参考探测器在对应探测滤光片和参考滤光片的位置处分别设有光强感应窗口，所述热电偶阵列分别设于对应的光强感应窗口内；所述光强感应窗口采用黑体材料。

6.根据权利要求5所述的二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述光学气室的内侧壁采用绝缘绝热材料，且表面设有镀金反光层。

7.根据权利要求6所述的二氧化硫气体传感器，其特征在于：所述光学气室的进气口和出气口处分别设有过滤网。

8.权利要求1至3任一所述二氧化硫气体传感器的温湿度修正方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将已标定二氧化硫浓度的空气样品采用所述二氧化硫气体传感器进行浓度检测，得到浓度测量数据，并分别测得此时空气样品的温湿度；

（2）将浓度测量数据、温湿度分别作为三个自变量，通过一元线性拟合使得其得出的线性组合与浓度标定数据的相关程度达到最大；

（3）对步骤（2）得到的线性组合与浓度标定数据向量结合的交叉矩阵进行特征值计算，得出各子矩阵的成分得分向量；

（4）通过数据交叉有效性的检验，整理系数，得到浓度标定数据与浓度测量数据、温湿度的初步模型；

（5）利用步骤（4）得到的模型计算二氧化硫气体的浓度数据。

9.根据权利要求8所述的温湿度修正方法，其特征在于：将步骤（5）得到的浓度数据作为浓度测量数据，重复进行步骤（2）至步骤（5）操作两次，最终得到浓度标定数据与浓度测量数据、温湿度的最佳模型，并根据该模型计算得到真实准确的二氧化硫气体浓度。