一种红外气体传感器的制作方法

专利检索2025-02-16  32


本技术涉及气体传感器,特别涉及一种红外气体传感器。


背景技术:

1、在煤矿生产过程中,为了保证安全作业,就需要在现场进行甲烷气体监控,因此就需要用到一种红外气体传感器,中国专利cn208420691u公开的一种红外气体传感器,包括红外光源、斩波器、长光程气体吸收池、红外探测器、第一角反射镜、第二角反射镜、大凹面反射镜、第一小凹面反射镜和第二小凹面反射镜;红外光源位于斩波器的下方,斩波器位于长光程气体吸收池右侧的下方,用于将红外光源发出的光进行调制;第一角反射镜和第二角反射镜用于反射调制后的光源;第一小凹面反射镜、第二小凹面反射镜和大凹面反射镜相对布置,用于多次反射调制后的光源;红外探测器用于接收反射出来的光源并进行检测。

2、然而现有的红外气体传感器在使用时存在一些弊端,比如:最后由红外探测器来接收信号,然后将气体吸收的光能转化为电能,此时信号十分微弱,而且易受到各种因素的干扰,使得气体传感器获取的测量信号误差较大,为此,我们提出一种红外气体传感器。


技术实现思路

1、有鉴于此,本实用新型的目的在于提出一种红外气体传感器,以解决现有的红外气体传感器测量误差大的问题。

2、基于上述目的,本实用新型提供了一种红外气体传感器,包括气体池、所述气体池内部设有红外光源、斩波器、红外探测器组件以及若干反射镜,所述红外光源以及所述红外探测器组件分别位于所述气体池两端,所述气体池外部设有电路板;所述红外探测器组件包括设置在所述气体池端部的第一热释电红外传感器以及第二热释电红外传感器,所述第一热释电红外传感器用于接收测量通道内红外光经过气体吸收后的光能,所述第二热释电红外传感器用于接收参考通道内红外光的光能,所述第一热释电红外传感器处设有第一滤光片,所述第二热释电红外传感器处设有第二滤光片,所述电路板上设有电路模块。

3、进一步地,所述电路模块包括电源、单片机、放大电路以及显示单元,所述电路模块处理第一热释电红外传感器以及第二热释电红外传感器的信号时,首先用窗函数对该信号进行滤波,其次经过放大电路对所测的信号进行放大,再经过模数转换后,将信号传输给所述单片机分析测得待测气体的浓度。

4、进一步地,所述气体池呈方形管状结构,所述红外光源倾斜设置,所述红外光源与水平面夹角为45°,所述斩波器与所述红外光源平行。

5、进一步地,所述第一热释电红外传感器以及所述第二热释电红外传感器并列设置,所述第一热释电红外传感器以及所述第二热释电红外传感器水平面夹角为°,所述红外光源发出的红外光经过所述斩波器处理后,在经过若干反射镜反射,最终被所述第一热释电红外传感器以及所述第二热释电红外传感器接收。

6、进一步地,所述气体池一端上侧贯通连接有进气管,所述气体池另一端下侧贯通连接有出气管。

7、进一步地,所述气体池一侧不设有壳体,所述气体池另一侧设有安装架,所述壳体套设在所述电路板外侧。

8、进一步地,所述气体池中部内壁设有温度传感器,所述电路模块还包括设置在所述电路板上的温度测量电路。

9、与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:

10、本实用新型中,当需要对甲烷气体浓度进行检测时,首先用一定频率的电压信号对红外光源进行调制;红外光源由斩波器进行滤波,过滤出不需要的红外光波长,随后红外光辐射通过待测气体,待测甲烷气体吸收能量后,对红外光进行第二次滤波;在所述第一热释电红外传感器的测量通道前安装中心波长为.um的第一滤光片,在所述第二热释电红外传感器的参考通道前安装.um的第二滤光片,最后由热释电接收信号后将气体吸收的光能转化为电能,由于此时信号十分微弱,而且易受到各种因素的干扰,所以先用窗函数对该信号进行滤波,其次经过放大电路对探测器的所测的号进行放大,最后经过模数转换后,将信号传给单片机就分析测得甲烷的浓度,且测量的精度较高,使得甲烷气体监控效果更好。



技术特征:

1.一种红外气体传感器,包括气体池(1)、所述气体池(1)内部设有红外光源(2)、斩波器(6)、红外探测器组件(3)以及若干反射镜(4),其特征在于:所述红外光源(2)以及所述红外探测器组件(3)分别位于所述气体池(1)两端,所述气体池(1)外部设有电路板(5);所述红外探测器组件(3)包括设置在所述气体池(1)端部的第一热释电红外传感器(31)以及第二热释电红外传感器(32),所述第一热释电红外传感器(31)用于接收测量通道内红外光经过气体吸收后的光能,所述第二热释电红外传感器(32)用于接收参考通道内红外光的光能,所述第一热释电红外传感器(31)处设有第一滤光片(33),所述第二热释电红外传感器(32)处设有第二滤光片(34),所述电路板(5)上设有电路模块(7)。

2.根据权利要求1所述的一种红外气体传感器,其特征在于:所述电路模块(7)包括电源(71)、单片机(72)、放大电路(73)以及显示单元(74),所述电路模块(7)处理第一热释电红外传感器(31)以及第二热释电红外传感器(32)的信号时,首先用窗函数对该信号进行滤波,其次经过放大电路(73)对所测的信号进行放大,再经过模数转换后,将信号传输给所述单片机(72)分析测得待测气体的浓度。

3.根据权利要求2所述的一种红外气体传感器,其特征在于:所述气体池(1)呈方形管状结构,所述红外光源(2)倾斜设置,所述红外光源(2)与水平面夹角为45°,所述斩波器(6)与所述红外光源(2)平行。

4.根据权利要求3所述的一种红外气体传感器,其特征在于:所述第一热释电红外传感器(31)以及所述第二热释电红外传感器(32)并列设置,所述第一热释电红外传感器(31)以及所述第二热释电红外传感器(32)水平面夹角为45°,所述红外光源(2)发出的红外光经过所述斩波器(6)处理后,再经过若干反射镜(4)反射,最终被所述第一热释电红外传感器(31)以及所述第二热释电红外传感器(32)接收。

5.根据权利要求4所述的一种红外气体传感器,其特征在于:所述气体池(1)一端上侧贯通连接有进气管(11),所述气体池(1)另一端下侧贯通连接有出气管(12)。

6.根据权利要求5所述的一种红外气体传感器,其特征在于:所述气体池(1)一侧不设有壳体(8),所述气体池(1)另一侧设有安装架(9),所述壳体(8)套设在所述电路板(5)外侧。

7.根据权利要求6所述的一种红外气体传感器,其特征在于:所述气体池(1)中部内壁设有温度传感器(10),所述电路模块(7)还包括设置在所述电路板(5)上的温度测量电路(75)。


技术总结
本技术公开了一种红外气体传感器,涉及气体传感器技术领域,本技术包括气体池、气体池内部设有红外光源、斩波器、红外探测器组件以及若干反射镜,红外光源以及红外探测器组件分别位于气体池两端,气体池外部设有电路板;红外探测器组件包括设置在气体池端部的第一热释电红外传感器以及第二热释电红外传感器,第一热释电红外传感器用于接收测量通道内红外光经过气体吸收后的光能,第二热释电红外传感器用于接收参考通道内红外光的光能,第一热释电红外传感器处设有第一滤光片,第二热释电红外传感器处设有第二滤光片,电路板上设有电路模块。本技术为一种红外气体传感器,甲烷气体监控效果好。

技术研发人员:焦飞
受保护的技术使用者:西安润莱仪器仪表有限公司
技术研发日:20231009
技术公布日:2024/5/29
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