[实用新型]一种红外气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于防爆检测技术领域，具体涉及煤矿井下的气体检测技术，尤其涉及多组分的红外气体传感器。

背景技术

红外气体传感器，是利用被测气体对特定波长的红外辐射有吸收的原理，根据各种气体光谱曲线上某些特定波长处吸收峰的变化来测定气体的浓度。

采用红外技术的多组分气体传感器，弥补煤矿检测仪器的不足，改善检测仪器的性能，为煤矿安全提供更为行之有效的检测手段及装备，对提高煤矿的安全生产，保障国家财产和人员生命安全有极其重要的现实意义。但是，现有的红外气体传感器不能适合于煤矿井下爆炸性环境、恶劣环境下使用，温度、水汽、粉尘、腐蚀性气体、易燃易爆气体对传感器造成损害，使其性能下降，具体表现总结为如下几个方面：

1、现有的传感器防爆、防尘、防湿、防腐蚀性、防干扰性能差，影响传感器在恶劣环境下的安全使用和测量的准确性；

2、现有的传感器气室结构及光学系统复杂，因此，制造工艺复杂、成本高、维护困难，也很难实现对多组分气体的测量；

3、现有的传感器气室结构，不利于气室与环境充分交换气体，导致测量响应时间长，对环境中气体检测的不可靠；

4、现有的传感器一般只检测一种气体浓度。

为此，大量的科研机构与厂矿企业对红外气体传感器进行了广泛的研究与技术探索，但仍然有需要进一步改进、完善的地方。专利 “一种非色散红外气体传感器”（CN201477043U）的加工要简单些，但很难实现光路的聚焦。专利 “双光源双敏感元件红外多气体检测传感器”（CN101105449）提供一种双光源双敏感元件红外气体检测传感器，其光路结构复杂，需要反射镜聚焦，且气室的制造较为复杂，实用性差。

实用新型内容

针对现有红外气体传感器所存在的上述不足，本实用新型提供一种红外气体传感器，其具体的结构为：一种红外气体传感器，包括外壳1、內筒体2和电路组件；其中，在內筒体2的外部套有外壳1，在內筒体2的底部连接有电路组件；

所述外壳1为中空圆筒，在外壳1的顶端设有向内伸展的台阶11；所述台阶11呈环形；在台阶11的顶部覆盖有一层过滤膜12；在台阶11的底部罩有一层金属网13，金属网13的底面与通气板14相连接；所述通气板14为薄片金属盘状，在通气板14上均布有一圈贯穿孔15；即由过滤膜12、金属网13和通气板14将外壳1的顶部开口覆盖起来；

所述內筒体2为顶部封口的中空圆筒，在內筒体2的底部设有向外延伸的环形边21，在內筒体2的侧壁上设有一个进光口22；在环形边21上设有一个准三棱柱体，所述准三棱柱体由反射板23、挡光板24和弧形板26围绕而成，其中，反射板23与挡光板24相连处的棱角边与进光口22左侧的內筒体2侧壁相连接，弧形板26的底边与环形边21的一段边缘相重合；在靠近挡光板24的环形边21上设有一个通孔25；

內筒体2的顶面与通气板14的底面紧密接触；內筒体2的环形边21与外壳1的内壁相接；在环形边21与外壳1的连接处填充有环氧树脂密封；外壳1与内筒体2所围成的区域构成本红外气体传感器的气室9；即外界环境气体依次穿过过滤膜12、金属网13和通气板14的贯穿孔15后扩散并进入气室9；

所述电路组件包括底板3、光源4、红外探测器5、温度传感器6和光源调制驱动电路7；所述底板3为金属圆板且与环形边21的外径等长；底板3与环形边21的底面相连接，即通过底板3将內筒体2下方的开口封住；

在底板3顶面的中央设有红外探测器5；在靠近红外探测器5的底板3顶面上设有温度传感器6；光源4设置在靠近挡光板24一侧的气室9端部，光源4的底部穿过通孔25后与底板3相连接；光源调制驱动电路7安置在底板3上，并通过导线和光源4相连接；红外探测器5、温度传感器6和光源调制驱动电路7分别与本产品外部的上位机相连接；

光源调制驱动电路7接收本产品外部的上位机的周期性控制信号后，转换为同周期的驱动电压加载到光源4上，所述周期性电压为方波；在周期性电压的驱动下，光源4产生周期性的辐射光波；光源4产生的周期性辐射光波经气室9反射后并穿过进光口22照射在红外探测器5上；光源4产生的周期性辐射光波对气室9内的气体进行周期性的加热，促使气室9内的气体周期性地膨胀收缩，从而实现气室9内的气体与外壳1外部的环境气体快速地进行气体交换，形成了“呼吸性气室”；

红外探测器5将接收到的周期性辐射光波，转化为与辐射光波相同周期的电信号后由信号线传递至本产品外部的上位机；