【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体传感器测定领域，具体涉及一种新型二氧化碳传感器及其测定算法。
技术介绍
1、二氧化碳传感器是利用非分散红外(ndir)原理检测二氧化碳浓度，该传感器主要用于检测气体环境中二氧化碳浓度的变化。可用于包括汽车座舱环境检测，热泵空调冷媒泄露检测等有二氧化碳检测需求的应用场景。
2、ndir(non-dispersive infrared非分散红外技术)式气体传感器是一种基于气体吸收理论的气体传感器，当红外光通过待测气体时，待测气体分子对特定波长的红外光有吸收作用，其吸收关系遵循朗伯比尔(lambert-beer)吸收定律。ndir式气体传感器主要包括红外光源、光路、透镜、红外接收器、电路和软件算法组成的光学传感器。
3、ndir基于热电堆的气体传感器主要包括红外光源、光路、透镜、热电堆、电路和软件算法组成，通过热电堆采集温度信号，并转化为相应的电信号，在根据朗伯比尔定律可计算出气体浓度值。
4、基于ndir的二氧化碳传感器精度在生产制造过程中，主要受到光通道结构、反射镀层厚度、均匀度和光滑度等诸多因素的影响。
5、由于传统算法需要通过事先拟合光通道等效光学路径系数，并带入算法的方式，对光通道在生产制造中保持一致性的要求较高，因此需要花费较高的成本在维持生产制造的一致性上。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种精度高、生产成本低的二氧化碳传感器及其测定算法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技
3、一种新型二氧化碳传感器，包括：
4、传感器外壳，所述外壳包括底壳和顶盖，所述底壳和顶盖通过卡扣结构卡合固定在一起，所述传感器外壳上规则设置有若干进气孔；
5、pcb板，所述pcb板规则布置安装在所述传感器外壳内部，所述pcb板上规则布置焊接有用于发射红外光源的红外发射管和用于接收红外光源信号的热电堆，所述pcb板上还规则设置有插针，并通过所述插针引出所述传感器外壳形成数据接口；
6、盒体，所述盒体固定在所述pcb板的上端，所述盒体包括下方的底盒和上方的顶盒，所述顶盒和所述底盒上下拼接成型组成所述盒体，所述盒体的内部规则设置有光通道，所述光通道规则设置在所述底盒的上端和所述顶盒的下端，当所述底盒和所述顶盒拼接呈所述盒体以后，即可在其内部形成所述光通道；
7、所述红外发射管和所述热电堆穿过所述底盒规则布置在所述光通道的首尾两端，所述红外发射管布置在所述光通道的首端发射所述红外光源，所述红外光源在所述光通道内部规则传播至其尾端，被其尾端处的所述热电堆接收采集；
8、所述顶盒上规则设置有进气口，所述进气口与所述盒体内部的所述光通道连通，所述盒体内部的光通道依次通过所述顶盒上的所述进气口和所述外壳上的所述若干进气孔与外界环境连通；
9、所述进气口的上方还规则设置有过滤网。
10、1.进一步的，所述光通道为u形光通道，所述红外发射管和所述热电堆水平布置在所述u形光通道的首尾两端；所述u形光通道依次包括发射通道、反射通道和接收通道，所述发射通道和所述接收通道左右平行布置，所述反射通道连接所述发射通道的尾端和所述接收通道的首端；所述发射通道和所述反射通道之间规则设置有第一反射面，所述第一反射面将所述发射通道中的所述红外光源向前反射至所述反射通道中，形成第一反射光源，所述反射通道和所述接收通道之间规则设置有第二反射面，所述第二反射面将所述反射通道中的所述第一反射光源向前反射至所述接收通道中，形成第二反射光源，所述第二反射光源在所述接收通道中传播至其尾端，被所述热电堆接收采集。
11、进一步的，所述热电堆垂直布置在所述u形光通道的尾端，位于所述顶盒下端的所述接收通道的尾端还向下倾斜设置有第三反射面，所述第三反射面设置在所述热电堆的正上方，所述第三反射面将所述接收通道中的所述第二反射光源向下反射至所述热电堆上端的工作面上。
12、进一步的，所述pcb板包括上下设置的主板pcb和底板pcb，所述底盒固定在所述主板pcb的上表面，所述主板pcb通过针座架在所述底板pcb的上方、并与之电性连接，所述底板pcb通过设置在所述底壳中的若干支撑柱和紧固件固定在所述底壳中；所述插针规则设置在所述底板pcb上，所述底壳上规则设置有接口，所述插针穿过所述底壳至所述接口中，形成所述数据接口。
13、进一步的，所述若干支撑柱作为所述底板pcb的支撑柱和固定柱，所述若干支撑柱规则设置在所述底壳的内部四边角处，所述支撑柱的上端规则设置有螺纹孔或布置安装有螺母。
14、进一步的，所述底壳的前后或左右两侧规则设置有一个或多个弹性卡扣，所述顶盖的相应位置处则规则设置有突出的卡点，所述卡点卡在所述弹性卡扣中实现所述底壳和所述顶盖的卡合固定。
15、一种新型二氧化碳传感器的测定算法，包括以下步骤：
16、步骤s1：注入零气体，所述零气体包括纯氮气，并待气体浓度稳定后，记录此时热电堆的电压值v0；
17、步骤s2：注入已知低浓度二氧化碳气体x1，并待气体浓度稳定后，记录此时热电堆的电压值vl；
18、步骤s3：注入已知高浓度二氧化碳气体x2，并待气体浓度稳定后，记录此时热电堆的电压值vh；
19、步骤s4：通过多点标定法计算出系数b和系数c的值，计算公式如下：
20、
21、步骤s5：公式转换，基于朗伯比尔定律和热电堆的电压信号公式转换得到以下x关于v的函数公式：
22、
23、进一步的，在所述步骤s4中，将所述步骤s1、s2和s3中的标定获得的v0、x1、x2、vl和vh带入公式从而获得以下的方程组：
24、
25、以推导出系数b和系数c的计算公式。
26、本专利技术的有益效果是：
27、1.本专利技术的新型二氧化碳传感器的测定算法，通过结合在标定过程中增加零气体的标定点，对光通道的一致性要求较低，可以有效降低生产制造的成本。光通道系数通过标定得出，每个传感器的算法系数都更加贴合传感器本身的状态，精度更高。
28、2.本专利技术的新型二氧化碳传感器，结构合理，对于光通道的要求较低，因此生产制造成本相对较低。并且结合本专利技术的测定算法，使得传感器的测量精度更高，每个二氧化碳传感器出厂的一致性更好。
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1.一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述光通道为U形光通道，所述红外发射管和所述热电堆水平布置在所述U形光通道的首尾两端；所述U形光通道依次包括发射通道、反射通道和接收通道，所述发射通道和所述接收通道左右平行布置，所述反射通道连接所述发射通道的尾端和所述接收通道的首端；所述发射通道和所述反射通道之间规则设置有第一反射面，所述第一反射面将所述发射通道中的所述红外光源向前反射至所述反射通道中，形成第一反射光源，所述反射通道和所述接收通道之间规则设置有第二反射面，所述第二反射面将所述反射通道中的所述第一反射光源向前反射至所述接收通道中，形成第二反射光源，所述第二反射光源在所述接收通道中传播至其尾端，被所述热电堆接收采集。
3.如权利要求2所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述热电堆垂直布置在所述U形光通道的尾端，位于所述顶盒下端的所述接收通道的尾端还向下倾斜设置有第三反射面，所述第三反射面设置在所述热电堆的正上方，所述第三反射面将所述接收通道中的所述第二反射光源向下反射至所述热电堆上端
4.如权利要求1所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述PCB板包括上下设置的主板PCB和底板PCB，所述底盒固定在所述主板PCB的上表面，所述主板PCB通过针座架在所述底板PCB的上方、并与之电性连接，所述底板PCB通过设置在所述底壳中的若干支撑柱和紧固件固定在所述底壳中；所述插针规则设置在所述底板PCB上，所述底壳上规则设置有接口，所述插针穿过所述底壳至所述接口中，形成所述数据接口。
5.如权利要求4所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述若干支撑柱作为所述底板PCB的支撑柱和固定柱，所述若干支撑柱规则设置在所述底壳的内部四边角处，所述支撑柱的上端规则设置有螺纹孔或布置安装有螺母。
6.如权利要求1所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述底壳的前后或左右两侧规则设置有一个或多个弹性卡扣，所述顶盖的相应位置处则规则设置有突出的卡点，所述卡点卡在所述弹性卡扣中实现所述底壳和所述顶盖的卡合固定。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的一种新型二氧化碳传感器的测定算法，其特征在于：包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的一种新型二氧化碳传感器的测定算法，其特征在于：在所述步骤S4中，将所述步骤S1、S2和S3中的标定获得的V0、x1、x2、Vl和Vh带入公式从而获得以下的方程组：
...【技术特征摘要】
1.一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述光通道为u形光通道，所述红外发射管和所述热电堆水平布置在所述u形光通道的首尾两端；所述u形光通道依次包括发射通道、反射通道和接收通道，所述发射通道和所述接收通道左右平行布置，所述反射通道连接所述发射通道的尾端和所述接收通道的首端；所述发射通道和所述反射通道之间规则设置有第一反射面，所述第一反射面将所述发射通道中的所述红外光源向前反射至所述反射通道中，形成第一反射光源，所述反射通道和所述接收通道之间规则设置有第二反射面，所述第二反射面将所述反射通道中的所述第一反射光源向前反射至所述接收通道中，形成第二反射光源，所述第二反射光源在所述接收通道中传播至其尾端，被所述热电堆接收采集。
3.如权利要求2所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述热电堆垂直布置在所述u形光通道的尾端，位于所述顶盒下端的所述接收通道的尾端还向下倾斜设置有第三反射面，所述第三反射面设置在所述热电堆的正上方，所述第三反射面将所述接收通道中的所述第二反射光源向下反射至所述热电堆上端的工作面上。
4.如权利要求1所述的一种新型二氧化碳传感器，其特征在于：所述pcb...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓自强，蒋航，
申请(专利权)人：广东迈能欣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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