[发明专利]一种长寿命的微流红外SO2传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种长寿命的微流红外SO₂传感器。 

背景技术

煤碳、石油、天然气等燃料在发电厂、钢铁厂、有色冶金、石化工业、水泥厂、陶瓷玻璃厂等行业中的锅炉、窑炉的燃烧过程中，会产生大量的烟气。随着环境问题的日益严峻，对各类锅炉、窑炉排放的烟气进行监测和治理显得十分重要，烟气分析仪是开展监测和治理工作的必要工具。烟气的共同特点是含有一定量的SO₂、NO、CO等气体，对这些气体体积浓度进行测量的气体传感器是烟气分析仪的核心部件。对于SO₂体积浓度的测量，红外气体分析技术目前是国际上主流的分析方法。 

在文献《在线红外气体分析器的发展及工程应用研究》中，介绍了我国的北京分析仪器厂(北分麦哈克)、川仪九厂等在80年代引进了国外的微音器技术的红外气体传感器，该类型传感器的核心探测部分分为左、右气室，通过一片薄膜分离，通过检测左、右气室吸收红外线的差别在薄膜上产生的震动的大小测量气体的含量，由于使用了薄膜，此类传感器抗震性较差。 

为了克服微音器技术的红外气体传感器抗震性较差的缺点，90年代后，国际上的分析仪器厂家如ABB、SIEMENS等纷纷推出了新型的微流红外气体传感器，与以往微音器技术采用薄膜分离左、右气室不同，该传感器的核心探测部分采用前、后气室直接连通，通过在连通通道上安装高灵敏度的微流量探测器，探测由于前、后气室吸收红外线的差别造成的压力进而在前、后气室形成流动的大小得到气体的含量。该传感器结构更加简单，抗震性大大提高。 

微流红外气体传感器的核心是连通前、后气室通道上的微流量探测器，由于测量通道十分狭小，通常需要采用MEMS技术制作该类型探测器。当用于测量SO₂气体时，需要向微流红外气体探测器的前、后气室通入纯净的SO₂气体。 

目前ABB、SIEMENS等国际知名分析仪器企业推出了长寿命的微流红外SO₂传感器，其核心的微流量探测器采用了特殊的MEMS芯片工艺技术，能抗SO₂腐蚀，传感器的使用寿命长。但是这种类型的微流量探测器价格十分昂贵，且制造工艺是各厂家的 技术机密，很少见公开资料。 

我们国内目前由于工艺、成本等问题，对于特殊的抗腐性MEMS流量探测器的设计是一片空白，普遍采用价格低廉的通用MEMS芯片技术制造微流量探测器，不能抗SO₂腐蚀，导致传感器的使用寿命很短。 

发明内容

本发明的目的为了克服国内现有微流红外SO₂传感器存在的上述问题和缺陷，提供一种长寿命的微流红外SO₂传感器。 

本发明的技术方案为： 

一种长寿命的微流红外SO₂传感器，包括红外光源系统、采样气室、窄带滤光片、微流红外SO₂探测器，所述的微流红外SO₂探测器包括微流量探测器、三个窗口及气室，三个窗口将气室分隔成前气室、后气室及补偿气室，微流量探测器位于连通前气室、后气室的通道上，前气室与补偿气室间有连通道，前气室、后气室、补偿气室中均填充具有SO₂特征吸收光谱线特点的非SO₂气体。 

所述的一种长寿命的微流红外SO₂传感器，其特征在于：所述的填充气体为CH₄、C₂H₂、iC₄(异丁烷)、nC₄(正丁烷)气体中的一种或多种的混合气体。 

所述的一种长寿命的微流红外SO₂传感器，其特征在于：所述的填充气体为CH₄。 

所述的一种长寿命的微流红外SO₂传感器，其特征在于：所述的填充气体为C₂H₂。 

所述的一种长寿命的微流红外SO₂传感器，其特征在于：所述的填充气体为iC4。 

所述的一种长寿命的微流红外SO₂传感器，其特征在于：所述的充填气体为nC₄。