[发明专利]一种非色散高灵敏度红外气体传感器

说明书

本发明涉及一种非色散高灵敏度红外气体传感器，包括壳体、上端盖、冶金粉末网、温度传感器、加热电阻、电路板、光学通道和设置在光学通道首尾的红外光源、探测器，所述光学通道为至少两层连通同心圆环。本发明在有限的范围、空间内实现光学通道长度的最大化，提高传感器的灵敏度与分辨率。

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，具体公开一种非色散高灵敏度红外气体传感器。

背景技术

红外气体传感器是依据朗伯比尔定律中气体浓度与光吸收强度的对应关系对气体浓度进行探测，由于这种传感器具有精度高、稳定性好、寿命长、抗干扰等优点，正逐渐替代电化学、催化燃烧等传统传感器，在煤矿、石油化工、天然气管道、工厂以及公共场所得到广泛的普及和应用。

随着人们对生活和生产环境质量的重视，对红外气体传感器的性能要求越来越高，提高传感器的精度，将传感器小型化并集成到可穿戴设备中如安全帽等以便于随身携带，可以更好的保证作业场所人员的安全。红外传感器通常由红外光源、光学腔体、探测器和电路部分组成，红外光源发出的红外光，经过腔内气室的气体吸收后，被探测器接受，将光强度转化为电信号，从而得到气体浓度输出。在传感器尺寸不变的情况下，对红外传感器性能的改进，如精度、灵敏度、稳定性等方面，主要针对测量方法和气室结构进行。

当前，多数微型红外传感器采用的测量方法是，选择白光光源作为红外光源，成本低、测量范围较广；探测器选择双通道，通过测量和参考的比较来抵消外界环境的干扰；气室结构选择非分光，结构简单、体积小。该方案的典型代表专利是CN 202092949U等。除此之外，也有一些专利提出了新的方法，例如专利CN 203758909U提出一种单光束非色散的红外气体感应器,利用高低幅度驱动可以产生不同波长的红外光源实现参考和信号两个通道，因而可以用单探头替代传统的双通道探测器，结构简单、成本较低，但该专利所使用的气室结构较长、体积较大，难以集成到小型化的部件中扩大其应用。为了能够得到高性能的微型红外传感器，人们一直在寻求新的光学气室设计方案，在有限空间实现光程最大化，它的设计改进对红外气体传感器的精度、灵敏度起着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于：为解决以上问题提供一种非色散高灵敏度红外气体传感器，具有精度高、体积小、成本低、灵敏度高的特点。

本发明采用的技术方案是这样的：

一种非色散高灵敏度红外气体传感器，包括壳体、上端盖、冶金粉末网、温度传感器、加热电阻、电路板、光学通道和设置在光学通道首尾的红外光源、探测器，所述光学通道为至少两层连通的同心圆环。

进一步地，所述光学通道相邻两层连接处设置抛物反射面，抛物反射面的长轴为两个通道和中间内壁的长度之和。

进一步地，所述光学通道为横截面呈圆弧形的槽道。

进一步地，所述光学通道腔体由金属制造，内表面抛光。

进一步地，所述红外光源为红外黑体辐射光源。

进一步地，在所述光学通道起始处设置有圆弧形反射面。

进一步地，所述探测器为单通道探测器，窗口带有滤光片。

综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：