[发明专利]气体传感器用光腔及具有该光腔的气体传感器

说明书

本发明涉及内部具有空间的气体传感器用光腔(100)及利用该光腔的气体传感器，光腔(100)的空间内形成有椭圆反射面(133)和双曲线反射面(135)，椭圆反射面(133)形成椭圆(133、133a)的一部分，用于将从椭圆的一侧焦点(F1)位置射出的光线进行反射使其聚集到椭圆的另一侧焦点(F2)，双曲线反射面(135)形成一侧焦点(f1)与椭圆的另一侧焦点一致的双曲线(135a、135b)的一部分，用于将由椭圆反射面反射而聚集到椭圆的另一侧焦点侧的光线进行反射使其聚集到双曲线的另一侧焦点(f2)侧，并且连接双曲线的一侧焦点和双曲线的另一侧焦点的双曲线中心线(B‑B')朝椭圆反射面的相反面侧倾斜与连接椭圆的一侧焦点和椭圆的另一侧焦点的椭圆中心线(A‑A')形成预定角度。

技术领域

本发明涉及一种气体传感器用光腔及具有该光腔的气体传感器。

背景技术

利用由两个以上不同原子组成的气体如一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO2)或甲烷(CH4)吸收特定波段光线的性质来检测气体浓度的所谓非色散方式气体传感器的相关技术已经非常普遍。

为了使非色散方式气体传感器发挥优异的感应特性，光路的长度必须得长，以增加在光腔内的吸光量，而且通过光腔内的光线必须聚集到光检测器(感光传感器)。

作为用于增加光腔内的光路长度的技术，专利文献1中记载的非色散方式气体传感器利用具有特定曲率的五个反射镜为一体制作成球状的光腔来增加光路的长度。

然而，一般的非色散方式气体传感器的用于光腔的反射镜是通过注塑或金属加工或镀膜等制成，当实际制作过程中反射镜的反射面曲率不能满足设计值时，反射光的行进路径超出正常范围而造成损失，并且由于各反射镜具有像差，因此会出现反射次数越增加光行进路径越超出预测范围等问题。专利文献1的气体传感器中使用五个反射镜以增加光路的长度，因此如上所述的问题会更大，其结果射入光检测器的光量会减少，从而造成气体传感器的检测精度下降的问题。

另外，作为用于使通过光腔内的光线聚集到光检测器(感光传感器)的技术，专利文献2中记载了一种气体传感器包括：菲涅耳透镜，其设置在与光检测器相邻的位置上，用于使通过光腔的光线聚集并聚焦；以及抛物面镜，用于将穿透菲涅耳透镜后分散的光线进行反射使其聚集到光检测器。

然而，专利文献2的技术还需要菲涅耳透镜和抛物面镜等额外组件，以提高聚光效率，因此气体传感器用光腔结构变得复杂，尺寸也不得不增加，这样会造成费用增加的问题。

在先技术文献

专利文献1：韩国专利公开公报第2009-0012952号(2004年02月09日公开)

专利文献2：韩国专利公开公报第2011-0057651号(2011年06月01日公开)

发明内容

本发明鉴于现有技术的上述问题而提出，其目的在于提供一种气体传感器用光腔及具有该光腔的气体传感器，尽量加长光腔内的光路长度，并且无需增加额外组件如菲涅耳透镜即可增加光检测器接收的光量。

为了解决上述的问题，本发明提供一种气体传感器用光腔，其内部具有空间，所述光腔的所述空间内形成有椭圆反射面和双曲线反射面，所述椭圆反射面形成椭圆的一部分，用于将从所述椭圆的一侧焦点位置射出的光线进行反射使其聚集到所述椭圆的另一侧焦点，所述双曲线反射面形成一侧焦点与所述椭圆的另一侧焦点一致的双曲线的一部分，用于将由所述椭圆反射面反射而聚集到所述椭圆的另一侧焦点侧的光线进行反射使其聚集到双曲线的另一侧焦点侧，并且连接所述双曲线的一侧焦点和所述双曲线的另一侧焦点的双曲线中心线朝所述椭圆反射面的相反面侧倾斜与连接所述椭圆的一侧焦点和所述椭圆的另一侧焦点的椭圆中心线形成预定角度。