[实用新型]一种非分散红外气体传感器

说明书

本实用新型涉及一种非分散红外气体传感器，属于气体传感器技术领域。该传感器包括：红外光源、多次反射气室、多通道红外探测器以及处理器。多次反射气室的进光端设置有第一反射镜，出光端设置有第二反射镜，红外光源产生的红外光经进光端进入气室，在第一反射镜和第二反射镜上经多次反射后经出光端射出到多通道红外探测器，并以红外光谱信号输出给处理器。气室中的光束是通过两端固定的反射镜来反射，气室壁不参与测量光束的反射，所以光程稳定，不会随着气室老化和污染而导致等效光程变化，保证传感器长期使用中的量程和检测限稳定；采用反射镜多次反射技术，可以同时实现小体积和长光程。

技术领域

本实用新型属于气体传感器技术领域，具体涉及一种非分散红外气体传感器。

背景技术

非分散红外(NDIR)气体传感器是一种常用的红外光学气体传感器，针对特定气体，选择一个有特征吸收的光谱通道作为测量通道，一个没有特征吸收的通道作为参考通道。测量过程中用测量通道检测气体的吸光度值，从而计算气体浓度，用参考通道来检测系统的光能衰减和波动，对测量通道进行修正。现有的小型非分散红外气体传感器主要采用的结构形式是红外光源发出的光经调制后进入直管型气室，在气室的另一端采用双通道探测器采集信号，双通道探测器的一个通道为参考通道，另一个为测量通道。这种结构形式中，气室采用内部抛光的高反射率圆管，通过光束在气室管壁上的多次反射来提高等效光程。这种气室结构在实际使用过程中会出现各种问题，比如随着使用时间的增加，管壁反射涂层的老化会导致通过管壁反射的光能逐渐减少，同时也会因为检测气体不纯净，水汽和颗粒物等吸附在管壁上也会导致管壁反射率下降，管壁反射率的变化会引起气室中反射光和直射光比例的变化，进而导致等效光程的变化。光程变化就会使得传感器量程变化、检测限变化等测量不准确的现象，需要经常标定。因此，在非分散红外气体传感器的设计中如何确保气室光程的稳定是确保传感器检测稳定性的重要条件之一。另外，直管型气室的光程和体积之间也只一对矛盾，如果要求光程较长就需要更长的直管，无法在较小体积的同时实现长的光程。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种非分散红外气体传感器，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种非分散红外气体传感器，包括：红外光源、多次反射气室、多通道红外探测器以及处理器。所述多次反射气室，包括进光端和出光端，所述进光端设置有第一反射镜，所述出光端设置有第二反射镜，所述红外光源产生的红外光经所述进光端进入气室，在所述第一反射镜和所述第二反射镜上经多次反射后经所述出光端射出。所述多通道红外探测器，用于探测经所述出光端射出的待测气体部分吸收后的红外光，并以红外光谱信号输出。所述处理器，用于接收所述红外光谱信号。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一反射镜的反射面和所述第二反射镜的反射面相对同轴放置。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一反射镜的曲率半径与所述第二反射镜的曲率半径相同。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为球面反射镜。

在本实用新型可选的实施例中，所述多次反射气室为直管型气室，经所述直管型气室的气管壁的内部反射光不进入检测光路。

在本实用新型可选的实施例中，还包括：第一驱动电路；所述第一驱动电路分别与所述处理器和所述红外光源连接，所述第一驱动电路用于根据所述处理器发送的第一控制信号去控制所述红外光源的发光强度。

在本实用新型可选的实施例中，还包括：第二驱动电路；所述第二驱动电路分别与所述处理器和所述多通道红外探测器连接，所述第二驱动电路用于根据所述处理器发送的第二控制信号去驱动所述多通道红外探测器。