[发明专利]一种红外气体传感器

说明书

本申请提供一种红外气体传感器，包括探测器，探测器包括多个传感单元，传感单元包括传感芯片和滤波元件；传感单元按功能分为第一类传感单元和第二类传感单元；第一类传感单元为检测单元，第二类传感单元为补偿单元；检测单元的数量为多个，检测单元的滤波元件的中心波长分别对应待测气体的不同红外特征吸收峰；补偿单元的数量为至少一个，补偿单元的滤波元件的中心波长分别对应不同无待测气体吸收的波长。本申请提供的红外气体传感器充分利用气体多个红外吸收峰的特性，以多个检测单元对待测气体的多级吸收峰信号进行检测，通过多级吸收峰信号的加权计算，结合补偿单元信号进行待测气体的识别和检测，提高待测气体的检测精度和气体识别能力。

技术领域

本申请涉及气体传感器技术领域，特别涉及一种红外气体传感器。

背景技术

红外气体传感器以其精度高、选择性好、寿命长、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰小等优点得到了广泛的研究和应用。当前典型的红外气体传感器的方案是选择微型白炽灯作为红外光源，单通道或双通道探测器作为光电转换单元，结合光学气室及相关信号放大、采集、处理电路组成红外气体传感器。

基于双通道探测器的方案通过测量和参考的比较来抵消外界环境的干扰，CN105717063A作为典型代表公布了一种基于红外光谱分析的酒精检测器及方法，该专利在气室一端设置红外光源，另一端设置滤镜组，在滤镜组后设置有测量探测器和参考探测器，采用双通道补偿计算酒精含量，提高了酒精检测灵敏度和数据准确性。基于单通道探测器的方案简化了红外气体传感器的结构，降低了生产成本，为保证传感器性能在结构设计方面和算法方面进行了优化。在结构设计方面CN06979824A作为典型代表公布了一种非分光红外乙烯气体传感器及测量方法，该专利采用单通道模式，借助双气室反射结构，结合阵列形式，实现探测参比一体化，有利于实现传感器的小型化。

以上专利利用待测气体的单一的吸收峰进行检测，从提高传感器性能、长期稳定性、小型化等入手，在气室结构设计、传感器算法等方面进行了精巧设计。但是以单一吸收峰作为检测依据，往往会受到与吸收峰接近且交叠区域气体的干扰，导致待测气体识别能力变弱，检测灵敏度受限。

发明内容

本申请要解决是红外气体传感器检测精度较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种红外气体传感器，包括探测器，探测器包括多个传感单元；

传感单元包括传感芯片和滤波元件，传感单元按功能分为第一类传感单元和第二类传感单元；第一类传感单元为检测单元，第二类传感单元为补偿单元；

检测单元的数量为多个，多个检测单元的滤波元件的中心波长分别对应待测气体的不同红外特征吸收峰；补偿单元的数量为至少一个，至少一个补偿单元的滤波元件的中心波长分别对应不同无待测气体吸收的波长。

进一步地，传感芯片为热电芯片或光电芯片；滤波元件为光学滤光片或光学天线。

进一步地，探测器还包括管壳，管壳包括管座和管帽，滤波元件设于管帽上，传感芯片设于管座上。

进一步地，管帽上设有多个安装孔，多个第一类传感单元的滤波元件和至少一个第二种类传感单元的滤波元件分别放置于对应的安装孔内。

进一步地，探测器还包括热敏电阻，热敏电阻设于管座上。

进一步地，该红外气体传感器还包括红外光源，红外光源为宽谱红外光源，宽谱红外光源为白炽灯泡或微纳加工工艺制作的光源。

进一步地，待测气体第i吸收峰对应信号v_i设置加权因子ω_i，待测气体第i吸收峰的对应信号为ω_i×v_i。

进一步地，待测气体的测量信号为多个检测单元对应信号加权求和∑ω_i×v_i。