[实用新型]一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统

权利要求书

1.一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：由光学系统和外围电路组成，其中光学系统包括红外光源、聚光片、灯座、曲面反射镜、采样气室、热释电探测器、探测器支架、滤光片、透气膜，外围电路包括交流电源、滤波放大电路、温度检测电路以及由A/D转换器、STM32单片机、TB6612FNG功率放大芯片、带有石墨烯加热片的光学腔壁的智能恒温控制电路；

其中，采样气室包括采样气室一和采样气室二，采样气室一由带有石墨烯加热片的光学腔壁构成，红外光源镶嵌在聚光片内，并通过灯座固定到采样气室一的光学腔壁上，曲面反射镜一和曲面反射镜二分别粘贴在采样气室一的光学腔壁上，封装了六个窄带滤光片的探测器通过支架与采样气室一固定到一起，且与红外光源固定在采样气室的同一端，温度传感器封装在采样气室一内，并在采样气室一进气端封装好透气膜，采样气室一整个镶嵌到由塑料构成的采样气室二上；

探测器连接到采样气室外的滤波放大电路，放大后的信号经过A/D转换电路模数转换之后送入STM32单片机；

STM32单片机连接有电源电路、调制电路、WIFI模块、温度采集电路以及智能温控电路；

温度采集电路测量采样气室一内的实时温度传输给STM32单片机，单片机则根据接受到的温度信号利用智能恒温控制电路实现采样气室恒温；

STM32单片机还与调制电路相连，用于控制红外光源的频率和强度。

2.根据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述聚光片为高透光率亚克力LED透镜，用于将LED红外光源发出的发散式的红外光汇聚成任意需要的角度，所述灯座用于将整个光源固定到采样气室内。

3.根据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述采样气室一为圆筒型复合结构，由带有石墨烯加热片的光学腔壁构成，铝合金光学内壁镀有一层铜膜，且镶嵌有两个曲面反射镜，红外光在气室中反射两次后最终透射到热释电探测器上，所述曲面反射镜为SiO₂，用于对红外光具有良好的反射性，且反射过程中不会对红外光的能量产生削弱作用。

4.根据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述采样气室二为长方体结构，采用塑料材质制成，可与采样气一组合成整体气室，其右侧设计有入气口和出气口，用于标定和检测过程中进行气体交换。

5.根据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述热释电探测器为六通道形式，且封装了六个滤光片，分别通过红外光以及被五个待测气体吸收过的红外光，且整个探测器通过支架固定在采样气室内；所述滤光片选用中心波长分别为3.95μm、4.66μm、4.26μm、3.3μm、7.30μm、1.57μm的窄带滤光片。

6.根据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述透气膜为mv-2fg-01防水透气膜，其孔径小于水珠10000倍，使水分无法通过，微孔通道在膜内结成网状立体结构，均匀密集的微孔分布，使灰尘遇到阻隔，达到有效的防尘效果。

7.据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述滤波放大电路为仪表放大器，具有超高输入阻抗，极其良好的CMRR，低输入偏移，低输出阻抗，能放大那些在共模电压下的信号。

8.根据权利要求1所述的一种带恒温控制功能的高灵敏多气体检测系统，其特征在于：所述温度检测电路采用Pt100铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而变化，用于实时监测采样气室内部的环境气温；所述A/D转换器采用AD7195；所述STM32单片机的芯片型号为STM32F407；所述智能温控电路采用以TB6612FNG芯片为核心的反馈电路。