[实用新型]一种线性可变滤光片及应用其的连续光谱气体传感器

说明书

本实用新型公开了一种线性可变滤光片及应用其的连续光谱气体传感器，包括衬底、锥形腔体、水平布拉格反射层和倾斜布拉格反射层，所述水平布拉格反射层和倾斜布拉格反射层设置于锥形腔体的上下两侧，所述衬底的一侧与倾斜布拉格反射层连接。本实用新型通过使用单一滤光片实现线性可变光学滤波，将线性可变滤光片与红外探测器阵列集成，实现单滤光片单NDIR气体传感器监测混合气体，降低基于NDIR技术的混合气体传感器尺寸；由于采用线性可变滤光片，可根据所需检测气体种类，选择合适红外探测单元位置，提高基于NDIR技术的混合气体传感器的气体监测种类；可通过算法技术，选取多个红外探测单元检测结果进行对比，从而提高基于NDIR技术的混合气体传感器的准确性。

技术领域

本实用新型属于气体传感器技术领域，具体涉及一种线性可变滤光片及应用其的连续光谱气体传感器。

背景技术

NDIR气体监测系统主要包含进气口、出气口、红外气体探测器信号处理电路、红外光源电路、气体室、红外光源、红外气体探测器组成。其中红外气体传感器器由滤光片、红外探测器、外壳、底座组成。红外线由红外光源产生，通过气体室、滤光片，射向红外探测器。根据比尔-朗伯定律，气体室中的气体会根据气体种类不同，吸收不同波长的光，通过测量衰减的波长可以确定气体类型和浓度。而滤光片则是为消除特定波长(选定气体分子可吸收的波长)之外的光。

基于NDIR技术的混合气体传感器(或模组)通常是将不同的NDIR单一气体传感器集成在同一电路中，使用多个NDIR气体传感器完成混合气体的检测。

现有技术缺点：

1)基于化学电阻气敏材料的混合气体传感器，需要多个传感器集成；

2)基于μGC技术混合气体传感器，尺寸大、系统复杂；

3)基于FTIR技术混合气体传感器，体积庞大、成本高、不适合气体监测。

4)基于NDIR技术的混合气体传感器，目前通常需集成多个NDIR单通道气体传感器，或使用具有多个滤光片的NDIR多通道气体传感器，或使用单气体通道和滤光片斩波系统，导致传感器尺寸和成本增加。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种线性可变滤光片及应用其的连续光谱气体传感器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例一提供一种线性可变滤光片，包括衬底、锥形腔体、水平布拉格反射层和倾斜布拉格反射层，所述水平布拉格反射层和倾斜布拉格反射层设置于锥形腔体的上下两侧，所述衬底的一侧与倾斜布拉格反射层连接。

本实用新型优选地，所述水平布拉格反射层包括第一二氧化硅层、第一硅层、第二二氧化硅层和第二硅层，所述第一二氧化硅层、第一硅层、第二二氧化硅层和第二硅层通过物理气相沉积或化学气相沉积依次沉积于衬底上。

本实用新型优选地，所述第一二氧化硅层的厚度为100-1000nm，所述第一硅层的厚度为100-1000nm；所述第二二氧化硅层的厚度为100-1000nm，所述第二硅层的厚度为100-1000nm。

本实用新型优选地，所述锥形腔体为二氧化硅层锥形腔体，其最薄处厚度为500-1000nm，最厚处厚度为1500-3000nm。

本实用新型优选地，所述倾斜布拉格反射层包括第三硅层、第三二氧化硅层、第四硅层、第四二氧化硅层和第五硅层，所述第第三硅层、第三二氧化硅层、第四硅层、第四二氧化硅层和第五硅层通过物理气相沉积或化学气相沉积依次沉积于锥形腔体上。

本实用新型优选地，所述第三硅层的厚度为100-1000nm；所述第三二氧化硅层的厚度为100-1000nm，所述第四硅层的厚度为100-1000nm；所述第四二氧化硅层的厚度为100-1000nm，所述第五硅层的厚度为100-1000nm。