[实用新型]一种基于怀特腔的微量气体检测传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于怀特腔的微量气体检测传感器，包括壳体、第一底座、第二底座、三个凹面反射镜；壳体内设有长条形中空腔体，长条形中空腔体的一端被第一底座密封，长条形中空腔体的另一端被第二底座密封；三个凹面反射镜为同焦距凹面反射镜；其中一个凹面反射镜固定在第一底座上，另外两个凹面反射镜固定在第二底座上，第一底座上设置有光源凹槽、探测器凹槽，光源凹槽、探测器凹槽分别对应位于第一底座上的凹面反射镜上方与下方。通过在气室内设置三个同焦距凹面反射镜，并将光源凹槽、探测器凹槽设置在气室同一侧，极大提高了气室的空间利用率，大幅度增加光程长度，使测量精度达到ppb量级，满足市场发展需求。

技术领域

本实用新型涉及气体检测领域，更具体地说，涉及一种基于怀特腔的微量气体检测传感器。

背景技术

随着社会经济的发展，我国正在面临着严峻的环境污染问题。实时监测环境气体仪器的研发对改善环境质量具有重大意义。

以红外吸收原理为代表的光学气体传感器是气体传感的一个重要分支，是一种优异的气体传感器技术。工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系(朗伯-比尔Lambert-Beer定律)鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置，其主要由红外光源、腔体、红外探测器等关键元器件组成的光学传感器。

朗伯比尔定律的测量原理：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比，其数学表达式为：

I＝I₀E^-Kal (1)

式(1)中，表示透射光强度，即吸收后的光强度；表示入射光强度；为吸收常数；为气体浓度；为气体吸收厚度(光程长度)。由此可得吸光度数学表达式为：

对于微量气体检测，气体浓度多为低于ppm量级乃至ppb量级，由上式可得为保证检测器接收到足够的光能量，则需要足够长的光程来满足需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于怀特腔的微量气体检测传感器。通过在气室内设置三个同焦距凹面反射镜，并将光源凹槽、探测器凹槽设置在气室同一侧，极大提高了气室的空间利用率，大幅度增加光程长度，使测量精度达到ppb量级，满足市场发展需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于怀特腔的微量气体检测传感器，包括壳体、第一底座、第二底座、三个凹面反射镜；所述壳体内设有长条形中空腔体，所述长条形中空腔体的一端被第一底座密封，长条形中空腔体的另一端被第二底座密封，以形成用于作为检测气体的气室；所述三个凹面反射镜均位于气室内，分别为第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、第三凹面反射镜；所述第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、第三凹面反射镜为三个同焦距凹面反射镜；所述第一凹面反射镜的凹面反射面积大于第二凹面反射镜与第三凹面反射的凹面反射面积之和；所述第一凹面反射镜固定在第一底座上，所述第二凹面反射镜、第三凹面反射镜均固定在第二底座上，所述第一底座上设置有光源凹槽、探测器凹槽，所述光源凹槽、探测器凹槽分别对应位于第一凹面反射镜的上方与下方。

本实用新型所述的微量气体检测传感器，其中，所述壳体一端设有第一底座安装槽，所述壳体另一端设有第二底座安装槽。

本实用新型所述的微量气体检测传感器，其中，所述第一底座、第二底座与壳体连接处设有密封圈。

本实用新型所述的微量气体检测传感器，其中，所述壳体侧壁上开设有进气孔和出气孔。

本实用新型所述的微量气体检测传感器，其中，所述光源凹槽内安装有光源。

本实用新型所述的微量气体检测传感器，其中，所述探测器凹槽内安装有探测器。