红外光谱分析气体传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种红外光谱分析气体传感器，包括光学腔体；红外光源，与所述的光学腔体相连接；探测器，与所述的光学腔体和红外光源相连接。采用了本实用新型专利技术的红外光谱分析气体传感器，利用椭圆面具有聚光的特点设计了与平面相结合的反射聚焦系统，并通过光学仿真软件优化椭圆参数与位置，在较小的空间内实现了长光程，高聚焦的光学腔体。相对现有技术具有更长的光程，更高的效率，从而使制备的红外气体传感器具有更高的探测精度和灵敏度，同时结构简单，安装方便，稳定可靠等优点。

Infrared spectrum analysis gas sensor

【技术实现步骤摘要】
红外光谱分析气体传感器
本技术涉及传感器领域，尤其涉及气体传感器领域，具体是指一种红外光谱分析气体传感器。
技术介绍
红外光谱分析气体传感器是利用所探测气体分子可吸收特定红外波长，并且随着气体分子的浓度增加吸收量增加的原理(NDIR)来进行气体浓度的检测。一般的红外气体传感器主要包含本技术涉及到的光学腔体，用于发射红外光的红外光源以及用于检测红外光强度的红外探测器。红外光源发射的红外光在光学腔体内经过多次反射后打到红外探测器上，光学腔体内被检测气体浓度的不同，红外探测器检测到的红外光强度不同，通过一定的信号处理和算法将检测到的红外探测器的输出信号转换成被检测气体的浓度。红外气体传感器的探测精度和分辨率是红外探测器的重要指标，为了提高红外探测器的探测精度，光学腔体的设计需要具有长光路和聚光的特点。早些时候光学腔体的设计主要采用直筒式光路，传感器尺寸较大，光利用率较差，目前也有一些小尺寸聚光光学腔体的设计，结构各不相同，聚光效果也有较大的差异。随着传感器低功耗，小型化的发展，设计高效、小尺寸的光学腔体是红外气体传感器发展的趋势。
技术实现思路
本技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种结构简单、光程长、效率高的红外光谱分析气体传感器。为了实现上述目的，本技术的红外光谱分析气体传感器如下：该红外光谱分析气体传感器，其主要特点是，所述的传感器包括：光学腔体，用于容纳被测气体及对被测气体进行红外光谱分析；红外光源，与所述的光学腔体相连接，用于产生汇聚或离散红外光；探测器，与所述的光学腔体和红外光源相连接，用于接收经过所述的光学腔体多次反射后的红外光。较佳地，所述的光学腔体包括上盖和下盖，所述的上盖和下盖均相互连接。较佳地，所述的上盖包括第一椭圆面、第二平面、第三平面、第四椭圆面、第五平面、第六椭圆面、第七反射面和第八平面，所述的第一椭圆面、第二平面、第三平面、第四椭圆面、第五平面、第六椭圆面、第七反射面和第八平面均位于上盖内部，且均相互连接。较佳地，所述的下盖包括第九反射平面，所述的第九反射平面位于所述的下盖顶部，且与所述的上盖相连接。较佳地，所述的光学腔体的下盖设有电路板卡槽，用于数据采集和通讯。较佳地，所述的电路板卡槽的深度不大于2mm且不小于0.5mm。较佳地，所述的红外光源为柱状光源，安装于所述的电路板卡槽上，放置于所述的第一椭圆面的焦点处。较佳地，所述的探测器安装于所述的电路板卡槽上，放置于所述的第七反射面的底部。较佳地，所述的第七反射面为抛物面，则所述的探测器的敏感元中心为所述第七反射面的焦点。较佳地，所述的第七反射面为椭球面，则所述的探测器的敏感元中心为所述第七反射面的其中一个焦点。较佳地，所述的第七反射面为球面，则所述的探测器的敏感元中心为所述第七反射面的球心。较佳地，所述的第七反射面为平面，则所述的第七反射面倾斜向下。较佳地，所述的第七反射面包括多个曲面和平面，所述的多个曲面包括抛物面、椭圆面和球面，则所述的探测器的敏感元中心为所述的多个曲面的焦点或球心。采用了本技术的红外光谱分析气体传感器，利用椭圆面具有聚光的特点设计了与平面相结合的反射聚焦系统，并通过光学仿真软件优化椭圆参数与位置，在较小的空间内实现了长光程，高聚焦的光学腔体。相对现有技术具有更长的光程，更高的效率，从而使制备的红外气体传感器具有更高的探测精度和灵敏度，同时结构简单，安装方便，稳定可靠等优点。附图说明图1为本技术的红外光谱分析气体传感器的光学腔体上盖的仰视图。图2为本技术的红外光谱分析气体传感器的去除光学腔体上盖后的俯视图。图3为本技术的红外光谱分析气体传感器的剖面图1。图4为本技术的红外光谱分析气体传感器的剖面图2。图5为本技术的红外光谱分析气体传感器的拆分图。附图标记：光学腔体上盖1光学腔体下盖2红外探测器3红外光源4信号采集及通讯电路板5通讯排针6防水透气膜7第一椭圆面M1第二平面M2第三平面M3焦点F2于第三平面的点M3a焦点F3于第三平面的点M3b第四椭圆面M4第五平面M5第六椭圆面M6第七反射面M7第八平面M8第九反射平面M9红外光L1、L2、L3第一椭圆面为椭圆柱面时的焦点F1第四椭圆面为椭圆柱面时的焦点F2、F3第六椭圆面为椭圆柱面时的焦点F4具体实施方式为了能够更清楚地描述本技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。本技术的红外光谱分析气体传感器的技术方案中，其主要保护的是支持实现相应功能的整体硬件功能平台的硬件结构及其连接关系，而且其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于实际已知的硬件设备或者集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件拓扑连接结构以及具体硬件电路的改进，硬件部分的改进是存在的，并非仅仅依赖于计算机控制软件，且并非属于仅仅执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本技术仅仅利用这些模块和单元所涉及的实际已知的硬件设备或者硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。该红外光谱分析气体传感器，其中，所述的传感器包括：光学腔体，用于容纳被测气体及对被测气体进行红外光谱分析；红外光源，与所述的光学腔体相连接，用于产生汇聚或离散红外光；探测器，与所述的光学腔体和红外光源相连接，用于接收经过所述的光学腔体多次反射后的红外光。作为本技术的优选实施方式，所述的光学腔体包括上盖和下盖，所述的上盖和下盖均相互连接。作为本技术的优选实施方式，所述的上盖包括第一椭圆面M1、第二平面M2、第三平面M3、第四椭圆面M4、第五平面M5、第六椭圆面M6、第七反射面M7和第八平面M8，所述的第一椭圆面M1、第二平面M2、第三平面M3、第四椭圆面M4、第五平面M5、第六椭圆面M6、第七反射面M7和第八平面M8均位于上盖内部，且均相互连接。作为本技术的优选实施方式，所述的下盖包括第九反射平面M9，所述的第九反射平面M9位于所述的下盖顶部，且与所述的上盖相连接。作为本技术的优选实施方式，所述的光学腔体的下盖设有电路板卡槽，用于数据采集和通讯。作为本技术的优选实施方式，所述的电路板卡槽的深度不大于2mm且不小于0.5mm。作为本技术的优选实施方式，所述的红外光源为柱状光源，安装于所述的电路板卡槽上，放置于所述的第一椭圆面M1的焦点F1处。作为本技术的优选实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外光谱分析气体传感器，其特征在于，所述的传感器包括光学腔体、红外光源和探测器，所述的红外光源与所述的光学腔体相连接，所述的探测器与所述的光学腔体和红外光源相连接；/n所述的光学腔体包括上盖和下盖，所述的上盖和下盖均相互连接；/n所述的上盖包括第一椭圆面(M1)、第二平面(M2)、第三平面(M3)、第四椭圆面(M4)、第五平面(M5)、第六椭圆面(M6)、第七反射面(M7)和第八平面(M8)，所述的第一椭圆面(M1)、第二平面(M2)、第三平面(M3)、第四椭圆面(M4)、第五平面(M5)、第六椭圆面(M6)、第七反射面(M7)和第八平面(M8)均位于上盖内部，且均相互连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外光谱分析气体传感器，其特征在于，所述的传感器包括光学腔体、红外光源和探测器，所述的红外光源与所述的光学腔体相连接，所述的探测器与所述的光学腔体和红外光源相连接；
所述的光学腔体包括上盖和下盖，所述的上盖和下盖均相互连接；
所述的上盖包括第一椭圆面(M1)、第二平面(M2)、第三平面(M3)、第四椭圆面(M4)、第五平面(M5)、第六椭圆面(M6)、第七反射面(M7)和第八平面(M8)，所述的第一椭圆面(M1)、第二平面(M2)、第三平面(M3)、第四椭圆面(M4)、第五平面(M5)、第六椭圆面(M6)、第七反射面(M7)和第八平面(M8)均位于上盖内部，且均相互连接。


2.根据权利要求1所述的红外光谱分析气体传感器，其特征在于，所述的下盖包括第九反射平面(M9)，所述的第九反射平面(M9)位于所述的下盖顶部，且与所述的上盖相连接。


3.根据权利要求1所述的红外光谱分析气体传感器，其特征在于，所述的光学腔体的下盖设有电路板卡槽。


4.根据权利要求3所述的红外光谱分析气体传感器，其特征在于，所述的电路板卡槽的深度不大于2mm且不小于0.5mm。


5.根据权利要求3所述的红外光谱分析气体传感器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晴，于海洋，崔鹏程，张杰，
申请(专利权)人：上海翼捷工业安全设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31