带环反射器的气体检测器系统技术方案

本发明专利技术的实施方案整体涉及气体检测器系统和方法，其中气体检测器系统包括至少一个发射器(102)，该至少一个发射器被配置为发射光束路径(120)中的辐射；至少一个检测器(104)，该至少一个检测器被配置为接收所发射的辐射的至少一部分；环反射器(100)，该环反射器被配置为将所发射的辐射围绕环反射器朝向至少一个检测器引导，其中环反射器包括球形的至少一部分，并且其中环反射器被配置为允许气体流过光束路径的至少一部分；以及处理电路，该处理电路耦接到一个或多个检测器且被配置为处理来自至少一个检测器的输出。因为环反射器内的像散差，所以所发射的辐射可以聚焦在至少一个检测器处的至少两个聚焦点处。所述系统还可以包括滤光器，该滤波器被定位成使得所发射的辐射在到达至少一个检测器之前穿过滤波器。

Gas Detector System with Ring Reflector

The overall implementation of the present invention relates to a gas detector system and system, in which the gas detector system comprises at least one transmitter (102) configured to emit radiation in a beam path (120); at least one detector (104), which is configured to receive at least a portion of the emitted radiation; and a ring reflector (100), which is a ring reflector. The device is configured to guide the emitted radiation around the ring reflector toward at least one detector, in which the ring reflector includes at least one part of a sphere, and in which the ring reflector is configured to allow gas to pass through at least one part of the beam path; and a processing circuit coupled to one or more detectors and configured to process the radiation from at least one detector. Output. Because of the astigmatism in the ring reflector, the radiation emitted can be focused at at least two focal points at at at least one detector. The system may also include a filter that is positioned so that radiation emitted passes through the filter before reaching at least one detector.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带环反射器的气体检测器系统相关申请的交叉引用本申请要求BernardFritz等人提交于2016年10月27日的名称为“平面反射环”(PlanarReflectiveRing)的美国专利申请序列号15/336,364的优先权，该美国专利申请以引用方式并入本文，就如同将其全文复制在此一样。关于联邦赞助研究或开发的声明不适用。缩微平片附件的引用不适用。
技术介绍
非色散红外(NDIR)检测器通常可包括IR源、样本室(包含气体样本)、样本检测器和参考检测器。检测器可包括由一种或多种目标气体决定的光学带通滤波器。样本检测器用于检测目标气体，并且参考检测器用于忽略目标气体和任何已知的干扰物。参考检测器提供基点或零，而样本检测器为信号提供差分，该差分提供仪器的实际量程值。此样本/参考方法可补偿检测器灵敏度或源中可能发生的变化。例如，源强度可因导致零点漂移的污染而改变。利用选择源光的不同波段的方法使用两个检测器是常见的安全实践。例如，参考信号可以与样本信号结合使用，以确定辐射输出强度的任何下降，以及由于检测器结垢(例如，模糊或肮脏的窗口片等)或光路径中可能影响辐射强度的任何物质(例如，灰尘、水蒸气等)导致的强度下降。参考检测器也可用于确保正在接收辐射。如果参考检测器没有信号，则可生成辐射不存在的指示。这可有助于确保系统正常运行。相比之下，现有系统中的零响应可简单地解释为当光源实际上不工作时目标气体不存在。参考信号可用于补偿样本检测器检测到的信号，以产生具有改善准确度的响应。
技术实现思路
在一个实施方案中，气体检测器系统可包括至少一个发射器，该至少一个发射器被配置为在光束路径中发射辐射；至少一个检测器，该至少一个检测器被配置为接收所发射的辐射的至少一部分；环反射器，该环反射器被配置为将所发射的辐射围绕环反射器朝向至少一个检测器引导，其中该环反射器包括球形的至少一部分，并且其中该环反射器被配置为允许气体流过光束路径的至少一部分；以及处理电路，该处理电路耦接到一个或多个检测器，该一个或多个检测器被配置为处理来自一个或多个检测器的输出。在一个实施方案中，一种用于气体检测的方法可包括生成发射器的发射辐射的光束路径；引导环反射器内发射辐射的光束路径通过气体样本；将发射辐射的光束路径围绕环反射器朝向检测器反射，其中环反射器包括球形的至少一部分；接收检测器的发射辐射的光束路径；以及基于所接收的发射辐射的光束路径确定气体样本的至少一种气体浓度。在一个实施方案中，气体检测器系统可包括至少一个发射器，该至少一个发射器被配置为在光束路径中发射辐射；至少一个检测器，该至少一个检测器被配置为接收所发射的辐射的至少一部分，其中所发射的辐射在至少一个检测器处生成至少两个聚焦点；环反射器，该环反射器被配置为将所发射的辐射围绕环反射器朝向至少一个检测器引导，其中环反射器包括球形的至少一部分，并且其中环反射器被配置为允许气体流过光束路径的至少一部分；以及处理电路，该处理电路耦接到一个或多个检测器且被配置为处理来自一个或多个检测器的输出。附图说明为了更完整地理解本公开，现在结合附图和具体实施方式参考以下简要描述，其中类似的附图标号表示类似的部分。图1A示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的前视图；图1B示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的透视图；图2A示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的侧视图；图2B示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的透视图；图3示出了根据本专利技术的一个实施方案的包括中心插头的环反射器的前视图；图4A至图4B示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的透视图；图5示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的另一个透视图；图6是根据本公开的一个实施方案的环反射器内光路径的详细视图；图7A示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的透视图；图7B示出了根据本公开的一个实施方案的图7A的环反射器的前视图；图7C示出了根据本公开的一个实施方案的图7A的环反射器的侧视图；图7D示出了根据本公开的一个实施方案的图7A的环反射器的顶视图；图8示出了根据本公开的一个实施方案的包括环反射器的检测器；图9示出了根据本公开的一个实施方案的包括环反射器的检测器的另一个视图；图10示出了根据本公开的一个实施方案的包括环反射器的检测器的另一个视图；图11A至图11B示出了根据本公开的一个实施方案的检测器和一个或多个反射器的详细视图；图12示出了根据本公开的一个实施方案的环反射器的前视图；并且图13A至图13B示出了根据本公开的一个实施方案的组装有电子元件的环反射器的视图。具体实施方式首先应当理解，尽管以下示出了一个或多个实施方案的示例性实施方式，但是可以使用任何数量的技术(无论是当前己知的还是尚不存在的技术)来实现所公开的系统和方法。本公开决不应当限于下文所示的示例性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求书的范围以及其等同物的全部范围内进行修改。以下简短术语定义应适用于整个申请文件：术语“包括”意指包括但不限于，并且应以在专利上下文中通常使用的方式加以解释；短语“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”等一般意指跟在该短语后的特定特征、结构或特性可包括在本专利技术的至少一个实施方案中，并且可包括在本专利技术的不止一个实施方案中(重要的是，这类短语不一定是指相同实施方案)；如果说明书将某物描述为“示例性的”或“示例”，则应当理解为是指非排他性的示例；术语“约”或“大约”等在与数字一起使用时，可意指具体数字，或另选地，如本领域技术人员所理解的接近该具体数字的范围；并且如果说明书陈述了部件或特征“可以”、“能够”、“能”、“应当”、“将”、“优选地”、“有可能地”、“通常”、“任选地”、“例如”、“经常”或“可能”(或其他此类词语)被包括或具有特性，则特定部件或特征不是必须被包括或具有该特性。这种部件或特征可任选地包括在一些实施方案中，或可排除在外。本公开的实施方案包括用于改善气体检测器中响应时间的系统和方法。气体检测器可包括球状环反射器，该球状环反射器被配置为将辐射从发射器引导到至少一个检测器，其中辐射的路径长度可由环反射器的周长确定。用于气体检测器(诸如手持式、便携式和无线以及固定位置)的某些应用可能需要低轮廓的、薄的、小型的气体检测器。然而，有效检测可能需要一定的路径长度，尤其是在光学NDIR气体传感器中。此外，希望用于气体交换端口的大横截面面积，以允许改善传感器的响应时间。如上所述，NDIR检测器通常可包括IR源、样本室(包含气体样本)、样本检测器和参考检测器。IR源可被调制。检测器可包括由目标气体决定的光学带通滤波器。样本检测器用于检测目标气体，并且参考检测器用于忽略目标气体和任何已知的干扰物。参考检测器提供基点或零，而样本检测器为信号提供差分，该差分提供仪器的实际量程值。此样本/参考方法可补偿检测器灵敏度或源中可能发生的变化。例如，源强度可因导致零点漂移的污染而改变。利用选择源光不同波段的方法使用两个检测器是常见的安全实践。例如，参考信号能够用于确定辐射输出强度的任何下降，以及由于检测器结垢(例如，模糊或肮脏的窗口片等)或光路径中可能影响辐射强度的任何物质(例如，灰尘、水蒸气等)导致的强度下降。参考检测器也可用于确保正在接收辐射。如果参考检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体检测器系统(800)，包括：至少一个发射器(102)，所述至少一个发射器被配置为在光束路径(120)中发射辐射；至少一个检测器(104)，所述至少一个检测器被配置为接收所发射的辐射的至少一部分；环反射器(100)，所述环反射器被配置为将所发射的辐射围绕所述环发射器朝向所述至少一个检测器(104)引导，其中所述环反射器(100)包括球形的至少一部分，并且其中所述环反射器(100)被配置为允许气体流过所述光束路径(120)的至少一部分；和处理电路(810)，所述处理电路耦接到所述一个或多个检测器(104)且被配置为处理来自所述一个或多个检测器(104)的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 US 15/336,3641.一种气体检测器系统(800)，包括：至少一个发射器(102)，所述至少一个发射器被配置为在光束路径(120)中发射辐射；至少一个检测器(104)，所述至少一个检测器被配置为接收所发射的辐射的至少一部分；环反射器(100)，所述环反射器被配置为将所发射的辐射围绕所述环发射器朝向所述至少一个检测器(104)引导，其中所述环反射器(100)包括球形的至少一部分，并且其中所述环反射器(100)被配置为允许气体流过所述光束路径(120)的至少一部分；和处理电路(810)，所述处理电路耦接到所述一个或多个检测器(104)且被配置为处理来自所述一个或多个检测器(104)的输出。2.根据权利要求1所述的气体检测器系统(800)，还包括一个或多个反射器(206)，所述一个或多个反射器被配置为将所述光束路径(220)从所述发射器(202)朝向所述环反射器(200)的壁(210)引导。3.根据权利要求1所述的气体检测器系统(800)，还包括一个或多个反射器(206)，所述一个或多个反射器被配置为将所述光束路径(220)朝向所述至少一个检测器(204)引导。4.根据权利要求3所述的气体检测器系统，其中所述一个或多个反射器(206)包括直角棱镜。5.根据权利要求3所述的气体检测器系统，其中所述一个或多个反射器(706)包括两个平行反射镜。6.根据权利要求1所述的气体检测器系统，其中所发射的辐射在所述至少一个检测器(104)处生成至少两个聚焦点(604和602)，并且其中第一聚焦点用于样本信号且第二聚焦点用于参考信号。7.根据权利要求1所述的气体检测器系统，其中所述发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德·弗里茨，特里萨·马尔塔，查德·朗格内斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US