[实用新型]一种快速检测智能红外气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体传感器，尤其是一种包括气体吸收腔室、红外光源、热释电探头以及信号采集控制板的一种红外气体传感器。

背景技术

在煤矿井下监控瓦斯(CH₄)浓度是预防煤矿瓦斯爆炸事故的重要手段，目前检测CH₄的仪器主要有，催化燃烧型、红外光谱型、半导体气敏型、气相色谱型和光纤测量型等，其中使用最普遍的是催化燃烧式气体传感器。但这种传感器存在着易受环境影响，可靠性和准确性差、使用寿命短、维护成本高、易产生催化中毒等弊端，属于落后的淘汰产品。而基于NDIR技术的红外光谱型传感器是目前的研究热点之一，它从原理上避免了现有催化燃烧式传感器的弊端，具有精度和灵敏度高，可靠性和选择性好，不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、使用寿命长和不需频繁调校等显著优点，可以实现连续分析和智能实时检测等功能。

现有的红外气体传感器，其吸收气室大多采用上部单向通气孔方式和光学聚焦系统，在进行气体检测时，腔室易受待测气体来向干扰或因光强不均匀等因素而造成测量漂移等现象，即当待测气体由不同方向扩散而来或因光路调校不准确，探头响应时间和检测精度及稳定性表现均不理想。为此，人们一直在气体检测稳定性、灵敏性及及检测精度的矛盾中寻求一种更加稳定、更加合理适用的解决方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是在不提高制造成本的前提下，通过吸收腔气室结构及相其应部件设计，提高光能利用率及光信号的信噪比，消除测量漂移隐患，从而达到检测快速响应，提高检测精度及稳定性，进而提供一种快速检测智能红外气体传感器。

基于上述问题和目的，本实用新型所采取的技术措施是一种快速检测智能红外气体传感器的设计方案，包括气体吸收腔、热释电探头和网罩。

所述气体吸收腔是包括第一气体吸收室和第二气体吸收室；所述第一气体吸收室是其周侧壁设置有12个侧壁通气孔，及其相应的，所述顶面设置有12个顶面通气孔，且二者正交并重合于气体吸收腔的内壁表面；其第一气体吸收室的外圆柱呈第一外圆柱阶梯台面和第二外圆柱阶梯台面。

所述热释电探头是设置在第二气体吸收室内，在设置有两个热释电探头时，两个热释电探头呈正交型90o设置，或呈非正交型120o设置，且每个热释电探头设置有两个窄带滤光片端口，一个为参考端，另一个为探测端。

所述网罩是包括第一网罩和第二网罩，所述第一网罩是设置于第一气体吸收室的上端面；所述第二网罩是设置于第一气体吸收室的圆环槽内。

在上述设计方案中，所述第一气体吸收室是呈半球型结构；所述第二气体吸收室是呈浅凹球面结构；所述第一气体吸收室和第二气体吸收室两端面圆周接合处呈凸凹型对中定位弥合结构；所述热释电探头的对称轴线上设置有红外光源，且关于中心点对称设置。

本实用新型通过吸收腔气室的结构及相关部件设计，即采用上部半球型和下部浅凹球面组成的开放式蝶形吸收腔气室结构，使得光线在腔内经过多次折射后光强趋于均匀，探测头上的感光元件不受光路偏移的影响，无需调焦即可接收采样气体。相关部件通气孔的独特设计使腔室光能利用率有效提高，使得光信号的信噪比得以提高；同时，由于采用开放式蝶形气室结构，对于待测气体的横向或纵向扩散均可有效接收，可消除待测气体来向干扰和光强不均匀等因素造成的测量漂移现象；而正交型或非正交型双探测头四通道结构设置，可以预测待测气体真实浓度，通过加权累加算法可以有效修正实测气体浓度，此举提高了气体检测的灵敏性及快速检测响应时间，提高了传感器的检测精度和检测稳定性。

附图说明

图1为本实用新型传感器探头剖视结构示意图；

图2 为本实用新型气体吸收腔第一气体吸收室外形结构示意图；

图3 为本实用新型气体吸收腔第一气体吸收室俯视结构示意图；

图4 为本实用新型气体吸收腔第一气体吸收室正视结构示意图；

图5 为本实用新型气体吸收腔第一气体吸收室剖视结构示意图；

图6 为本实用新型气体吸收腔第二气体吸收室俯视结构示意图；

图7为本实用新型气体吸收腔第二气体吸收室左视结构示意图；

图8为本实用新型的智能红外气体传感器探头爆炸图。