[实用新型]一种基于NDIR原理的微型CO2

说明书

本实用新型涉及一种基于NDIR原理的微型CO₂传感器，属于红外传感器技术领域。传感器包括传感器外壳、镀膜气室、光源、红外探测器、电路板和外壳底座，其中，电路板固定在外壳底座上，光源和红外探测器分别固定在电路板上，镀膜气室套设在电路板外，传感器外壳套设在镀膜气室外；传感器外壳和镀膜气室的上表面上均分布有气孔；镀膜气室内表面镀有金属反射膜；所述红外探测器前置有检测CO₂用滤波片。传感器具有微型化、低功耗、低成本、高精度、高可靠性和长寿命的特点，可用于CO₂气体高灵敏度快速检测。

技术领域

本实用新型涉及一种基于NDIR原理的微型CO₂传感器，属于红外传感器技术领域。

背景技术

锂离子电池热失控是电池在使用过程中因为热量远大于散热量而导致电池温度急剧升高引起电池失效的一种形式，通常是由于高温导致负极SEI膜分解、正极活性物质分解和电解液的氧化分解而产生大量的气体，导致锂离子电池内部气体压力急剧升高，引起电池发生爆炸，大量高温、可燃和有毒的气体从电池中释放出来，会严重威胁乘客的人身和财产安全。研究表明热失控释放数量最多的气体为CO₂，气体分数达到35.56％。目前，国内外最常用的CO₂检测方法主要有：红外线气体传感器、半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧时气体传感器和热导式气体传感器等。与其他方法相比，利用不分光红外法(NDIR)原理的红外气体传感器具有精度和灵敏度高，选择性、稳定性和可靠性好，反应速度快，不容易中毒，寿命长，量程宽，抗干扰能力强等很多优点。

目前，NDIR CO₂气体传感器大多存在如下问题：(1)样品池和吸收池采用多次反射池结构来增加吸收光程，光路设计较为复杂，镜面结构和工艺要求较高，容易产生干涉条纹、光学像差、甚至记忆效应(针对吸附性较强的气体)，从而造成测量精度的降低；(2)前、后气室大多采用沿光路前后顺序布置，容易干扰热释电探测器的测量精度，较难稳定地实现低浓度气体的测量；(3)体积大、功耗高，很难应用在锂离子热失控等需要微型化、低功耗的在线监测技术上。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于NDIR原理的微型CO₂传感器。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于NDIR原理的微型CO₂传感器，包括传感器外壳、镀膜气室、光源、红外探测器、电路板和外壳底座，其中，电路板固定在外壳底座上，光源和红外探测器分别固定在电路板上，镀膜气室套设在电路板外，传感器外壳套设在镀膜气室外；传感器外壳和镀膜气室的上表面上均分布有气孔；镀膜气室内表面镀有金属反射膜；所述红外探测器前置有检测CO₂用滤波片。

进一步的，所述镀膜气室的上表面与传感器外壳之间设有过滤膜。可有效去除环境中的水汽和粉尘，防止镀膜气室、光源和红外探测器被污染。

进一步的，所述镀膜气室内的金属反射膜为金、银或铝。

进一步的，所述光源为红外辐射(IR)光源或发光二极管(LED)灯。

进一步的，所述红外探测器为热释电探测器或热电堆。

进一步的，所述光源和红外探测器分别通过底座固定在电路板上。

有益效果

本实用新型基于NDIR原理的微型CO₂传感器中气室采用漫反射方式，增加了光程，提高了检测灵敏度，同时气室内镀有金属反射膜，增加了反射率的同时减少了光吸收。具有微型化、低功耗、低成本、高精度、高可靠性和长寿命等特点，可用于CO₂气体高灵敏度快速检测，尤其是动力电池热失控过程中CO₂气体的检测。