[发明专利]氯乙烯气体检测用红外滤光片、气体传感器及制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种氯乙烯气体检测用红外滤光片、气体传感器及制备方法。该红外滤光片包括基底以及主膜系薄膜和截止膜系薄膜，主膜系薄膜和截止膜系薄膜分别形成于基底相对的两侧表面；主膜系薄膜和截止膜系薄膜均包括交替层叠的Ge膜层和SiO膜层；主膜系薄膜结构为规整结构；截止膜系薄膜结构为非规整结构。本发明实施例解决了现有技术中没有专门应用于氯乙烯气体探测的红外滤光片的问题，提供了一种中心波长在6215±40nm，通带宽度为170±20nm，峰值透射率大于85%的红外滤光片，并且该红外滤光片还实现了400‑6000nm和6420‑11000nm的截止区，截至区最大透射率小于0.5%。

技术领域

本发明实施例涉及气体探测技术领域，尤其涉及一种氯乙烯气体检测用红外滤光片、气体传感器及制备方法。

背景技术

氯乙烯又名乙烯基氯（VCM）是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得。氯乙烯为无色、易液化气体，沸点-13℃，临界温度151.5℃，临界压力5.57MPa，相对密度2.2%。氯乙烯是有毒物质，长期吸入和接触氯乙烯可能引发肝癌，并且与空气可形成爆炸混合物，爆炸极限3.6%～33%（体积），在加压下更易爆炸。

氯乙烯作为一种重要的化工原料，主要用干合成聚氯乙烯(PVC)。当今世界上大多数工业化国家都生产PVC，目前中国的PVC产量已跃居世界第一，占全世界的32%。随着生产规模的扩大，人们逐渐认识到它的危害，尤其是1974年美国首次报道职业性接触能引起人肝血管肉瘤以后，氯乙烯的危害引起了更为广泛的重视。长期接触氯乙烯，可以产生神经衰弱综合征、雷诺综合症、周围性神经病、指端溶渭,征、肝脾肿大、肝功能异常、血小板减少、少数出现肝血管肉瘤等一系列症状，对人的健康及生活质量造成很大影响，接触人员的标准死亡率升高。

因此在氯乙烯的生产制备、储存和使用过程中都需要密切关注氯乙烯的泄露问题，否则容易造成重大安全事故。而使用非分散红外技术（Non-Dispersive InfraRed，NDIR）的红外气体传感器是进行氯乙烯气体监测的重要手段。图1是现有氯乙烯红外传感器的结构示意图，参考图1，根据朗伯-比尔定律，在入射光强、气体吸收系数和光程不变的情况下，出射光强只与气体浓度相关。此氯乙烯红外传感器中滤光片的作用是仅允许氯乙烯红外吸收区的光线进入探测器，其他波段的光线全部截止。但目前市面上还没有专门针对氯乙烯气体探测进行设计的红外滤光片，这影响了氯乙烯气体红外传感器的推广和应用。

发明内容

本发明提供一种氯乙烯气体检测用红外滤光片、气体传感器及制备方法，以保证氯乙烯的两个吸收峰能够完全透射，同时截止膜系可以截止掉主膜系中的残余投射峰，保证除通带以外的截止区全部截止。

第一方面，本发明实施例提供了一种氯乙烯气体检测用红外滤光片，包括基底以及主膜系薄膜和截止膜系薄膜，所述主膜系薄膜和所述截止膜系薄膜分别形成于所述基底相对的两侧表面；所述主膜系薄膜和所述截止膜系薄膜均包括交替层叠的Ge膜层和SiO膜层；

所述主膜系薄膜结构为：Sub/ HL4HLHLHL2HLHLHL4HLHL/Air；

所述截止膜系薄膜结构为：Sub /0.31H 0.33L 0.27H 0.36L 0.16H 0.36L 0.25H0.23L 0.51H 0.08L 0.50H 0.37L 0.33H 0.54L 0.31H 0.46L 0.54H 0.52L 0.18H 0.70L0.24H 0.72L 0.79H 0.45L 0.62H 0.87L 0.66H 0.38L 0.80H 1.33L /Air；

其中，Sub表示所述基底，Air表示空气，H为四分之一波长光学厚度的Ge膜层，L为四分之一波长光学厚度的SiO膜层，膜系结构式中的数字为膜厚系数，设计波长为6215nm；