[发明专利]大视场火焰探测用红外滤光片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种大视场火焰探测用红外滤光片及其制备方法，其中，所述的红外滤光片包括基底材料、长波通膜系结构及短波通膜系结构，所述的长波通膜系结构与短波通膜系结构分别镀制于所述的基底材料的两面，所述的基底材料双面抛光，且所述的基底材料由在中红外波段透明且属于高折射率的红外材料构成；采用该种结构的红外滤光片通过慎重选取滤光片透射波段，合理选用第三种膜层材料及相应的膜系结构设计，能够减少斜入射时光谱的偏振分离和漂移现象。采用本发明的大视场火焰探测用红外滤光片，使用较低的成本，就可以有效满足110°的大视场火焰探测的技术要求，且通过相应的制备方法可以非常便捷的制备出该大视场火焰探测用红外滤光片。

技术领域

本发明涉及火焰探测设备技术领域，尤其涉及红外滤光片技术领域，具体是指一种大视场火焰探测用红外滤光片及其制备方法。

背景技术

近年来随着人们安全意识的增强，对火灾防护及报警装置的需求越来越高。火焰探测器是应对大型石油化工、易燃易爆存储仓库等场所最为有效的一种火灾探测及报警装置。 其中国标GB 15631-2008 《特种火灾探测器》中对红外型火焰探测器规定了有效探测视场不小于90度，另外对于更大探测视场的火焰探测器的市场需求也在不断增长。即该类型的火焰探测器必须满足探测距离和探测方位（角度）的指标，目前市场上的点型红外火焰探测器普遍能够达到50m有效探测距离，90°全视场角（±45°）。在多通道红外火焰探测器中，4.35μm传感器是探测火焰的主要部件，该传感器使用了中心波长为4.35μm的带通滤光片，峰值透射率＞85%，带宽为240nm，截止区0.4~11.2μm平均透射率小于1%。

缺陷和不足：该滤光片在探测器正对火焰方向时能够有很好的响应和准确率，但在火焰和探测器法线方向成45度夹角时，探测器的响应和准确度明显下降， 甚至无法响应。目前国内外市场上很少能够做到有效视场大于90度的火焰探测器，这主要是受制于滤光片的性能。特别是在大视场下光谱漂移和变形严重，导致火灾信号（波长4.35μm附近）无法到达GB 15631-2008 《特种火灾探测器》的要求。

这就使得对于某些特殊场合客户需要监控100°到110°的全视场范围的火灾情况，通常情况下客户需要配置两台普通点型红外火焰探测器，增加了客户的采购成本。

如图1所示，图1为典型汽油火焰的光谱图，从图中可以看到火焰燃烧过程中在波长4.35μm附近会有明显的辐射强度波动，这种波动的红外光信号可以作为判断火焰发生的有效信号。

如图2所示，图2为采用现有技术中一红外滤光片在入射角为0°时获得的探测信号图，从图中可以看出，采用这种滤光片，在入射角为0°时，仅可以看到只有接近-3000~+2000的振幅，其并不能很好地满足探测需求（该图是在红外滤光片0°入射下的火焰进行检测得到的实验结果，火焰为：实验火焰，测试距离为1.3m）。

如图3所示，图3为采用现有技术中一红外滤光片在入射角为55°时获得的探测信号图，从图中可以看出，采用这种滤光片，在入射角为55°时，火焰信号的振幅已和噪音水平相当，不能用于判断火焰报警（该图是在红外滤光片55°入射下的火焰进行检测得到的实验结果，火焰为：实验火焰，测试距离为1.1m）。

在现有技术中，常规的红外带通滤光片的3种设计方案：

A）对于窄带通滤光片适合使用F-P型设计方案；

B）对于中带通滤光片适合使用多半波型设计方案；

C）对于宽带通滤光片适合使用双截止组合型，即长波通+短波通的设计方案；

但上述3种设计方案均未考虑大角度斜入射时的情况，即大视角下的光谱特性，其实这3种方案在45°斜入射时偏振分离都会比较严重，特别是在8000nm附近会出现透射峰，影响到滤光片的截止度。