[发明专利]用于探测碳酸二乙酯气体的红外滤光片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于探测碳酸二乙酯气体的红外滤光片，包括基底、主膜系结构和截止膜系结构，所述的主膜系结构和截止膜系结构分别设置于所述的基底的两侧；所述的主膜系结构为：Si/0.11L1.23H1.07H0.98H0.98L2.00H 0.99L0.98H1.02L1.09H1.01L0.99H0.98L1.99H0.99L0.83H0.44L/Air；所述的截止膜系结构为：Si/0.26L 0.32(0.5HL0.5H)^60.48(0.5HL0.5H)^6 0.70(0.5HL0.5H)^6 1.35(0.5LH0.5L)^5 1.7(0.5LH0.5L)^5/Air，设计波长为7900nm。本发明还提供了相应的制备方法和红外气体传感器。

技术领域

本发明涉及红外气体探测器技术领域，涉及一种用于探测碳酸二乙酯气体的红外滤光片及其制备方法和应用。

背景技术

近些年随着我国新能源政策的推动，锂离子电池产业出现了爆发式发展。与此同时，与之配套的碳酸二乙酯(DEC)类电解液行业也获得了高速发展。但DEC是一种有毒、易燃且易挥发的无色液体，因此在生产、运输和使用过程中应严格监测DEC的泄露情况。

通常行业内会选择PID传感器来监测DEC的气体浓度(液体泄露挥发)，虽然该类型传感器具有成本低、反应灵敏的优势，但也具有易受其他有机物干扰且使用寿命短的缺点。在众多气体探测技术中，非色散红外(NDIR)由于具有免中毒、抗干扰及长寿命等特点越来越受到市场的青睐。因此，需要一种可以用于检测DEC气体的NDIR气体传感器。

非色散红外传感技术(Non Dispersive InfraRed，NDIR)是使用两个或者多个不同红外波段来探测气体浓度的方法。其基本原理遵循朗伯比尔定律：

I＝I₀·exp(-μCL)；

其中I₀代表没有气体吸收时候的光强，I代表有气体吸收时的光强，μ为气体分子吸收系数(常温常压下为常数)，L代表光程(即传感器光路的长度，为常数)，C为待测气体的浓度。两个不同波段的滤光片代表着无吸收的光强通道I₀(参考通道)和有吸收的光强通道I(测量通道)，因此两个通道的比值只与气体浓度有关，

ln(I₀/I)＝μCL；

即气体浓度正比于参考通道和测量通道信号强度的比值。

通常情况下参考通道滤光片比较容易选择(如3900nm/90nm滤光片)，测量通道必须根据不同气体的特定吸收峰来确定。

中国发明专利申请CN 114895395 A一种远红外滤光片及其制备方法中，提出了一种中心波长为7800nm，带宽为160nm的红外滤光片及制备方法，适合探测CF4(制冷剂R14)气体。其中，CN 114895395 A中的滤光片(7800nm/160nm)并不能直接或简单改进后用于探测碳酸二乙酯(DEC)气体，主要在于，基于该滤光片，红外吸收峰重合度较低且带宽太小，传感器所获得的的信噪比太低，不能用于探测碳酸二乙酯；在膜系设计中使用了价格昂贵的单晶锗基底材料，且锗基片材料更脆不适合制作大面积的锗片；在膜系设计中使用了3种镀膜材料，分别为锗、硒化锌和硫化锌，会带来多使用一种镀膜材料的问题，在备料及生产过程中容易混料(硫化锌为淡黄色晶体，硒化锌为橘黄色晶体)。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题，提供一种用于探测碳酸二乙酯气体的红外滤光片及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的用于探测碳酸二乙酯气体的红外滤光片的技术方案如下：

所述的红外滤光片包括基底、主膜系结构和截止膜系结构，所述的主膜系结构和截止膜系结构分别设置于所述的基底的两侧；

所述的主膜系结构为：