[发明专利]一种小型化NO气体检测装置

权利要求书

1.一种小型化NO气体检测装置，其特征在于，包括实现臭氧与NO气体混合的化学反应腔体，与所述化学反应腔体相连的用于将臭氧与待测的NO气体反应产生的光子转变为数字信号的光电探测系统和用于将得出的数据进行可视化展示的数据显示系统，还具有用于调节光电探测系统温度的温度控制系统，所述化学反应腔体与光电探测系统集成于金属外壳内部，所述温度控制系统贴合于金属外壳的光电探测系统侧，所述光电探测系统具体包括：用于采集光子的信号采集单元和用于将采集到的模拟信号转换为数字信号并处理的信号处理单元；

化学反应腔体本体为圆台结构或多棱台结构；

所述信号处理单元包括信号放大模块，其包括：

用于利用跨导电阻与跨导电容并联实现信号的电流信号向电压信号转化，并将得到的电压信号进行高增益的放大的前置放大电路和用于提高电路输入阻抗，降低输出阻抗，在电路中起到阻抗匹配的作用的电压跟随电路；

前置放大电路利用跨导电阻与跨导电容并联实现信号的电流信号向电压信号转化，并将得到的电压信号进行高增益的放大，跨导电阻阻值R＝100GΩ，积分电容选择电容值为C＝4pF；

所述光电探测系统的各单元集成于一块PCB电路板上，所述温度控制系统包括在光电探测系统的PCB电路板上固接的导热金属，设于所述光电探测系统底部用于实时测量所述光电探测系统温度值的热敏电阻，用于为所述金属外壳底部制冷的半导体制冷片，用于为所述半导体制冷片散热的散热片和散热风扇；所述导热金属一面与光电探测系统的PCB电路板固接，另一面通过导热硅胶与所述金属外壳底部接触。

2.根据权利要求1所述的小型化NO气体检测装置，其特征在于，所述信号采集单元包括：光子收集模块以及光电二极管，所述光子收集模块将待检测的光子汇聚到所述光电二极管的感光芯片端面；

所述信号处理单元包括：

光电转化模块，用于将臭氧与待测的NO气体反应产生的光子转变为电信号，其具体由具有滤光功能的介质材料与具有光伏功能的半导体光电二极管组成，所述介质材料置于半导体材料上端；

信号滤波与模数转换模块，用于滤除输出的信号中频率噪声大于预设值的高频信号并将信号输出到模数转化电路，具体包括三阶低通滤波器和模数信号转换模块，

所述三阶低通滤波器用于将频率噪声大于20Hz的高频信号通过滤波器有效的滤除，

所述模数信号转换模块转化精度为18-24bit，系统的噪声小于100μV。

3.根据权利要求2所述的小型化NO气体检测装置，其特征在于，所述光电转化模块的半导体材料具体材质为：Si，Ge，InGaAs，HgCdTe，PbS，InAs。

4.根据权利要求1所述的小型化NO气体检测装置，其特征在于，所述化学反应腔体包括腔体本体和与所述腔体本体连接的进、排气管，所述进、排气管具体为臭氧气体通路、待测样品的一氧化氮气体通路以及尾气排放通路；

所述一氧化氮气体通路连接于所述腔体本体的上方，所述臭氧气体通路和尾气排放通路分别连接于所述腔体本体的两侧，各通路与所述腔体本体的连接处均通过橡胶密封圈密封，保持良好密封，所述臭氧气体通路呈渐扩状结构，其进气端周长C1小于出气端周长C2，所述一氧化氮气体通路为等径结构，其通路任一横截面的面积均相同，所述尾气排放通路为等径结构，其通路任一横截面的面积均相同。

5.根据权利要求1或4所述的小型化NO气体检测装置，其特征在于，所述腔体本体的上顶面及侧壁均粘贴有反射率高于90％的镜片或对腔体本体的上顶面及侧壁进行精密抛光处理或在所述腔体本体上顶面及侧壁涂装反射率高于90％的反射介质，通过电镀的方式将所述反射介质涂抹于腔体本体内表面。

6.根据权利要求4所述的小型化NO气体检测装置，其特征在于，所述腔体本体下底面的外侧还设有用于避免自然光或者杂散光的干扰的长波通滤光片，所述滤光片设于所述光电探测系统前端或将所述滤光片与光电探测系统集合成一个器件。