[实用新型]渗透扩散式气体浓度测量传感器

说明书

本发明涉及渗透扩散式气体浓度测量传感器，属于气体浓度测量传感器领域。包括气室部件、光源及透镜部件、微音器与电路板；所述的气室组件上安装有防水透气膜和凹透镜壁。通过扩散效应，以渗透式的方式在气室内容纳气体，能避免普通气体传感器气体泵入时产生的气流紊乱，消除气流紊乱造成的噪音，提高测量精度；能够在气室内形成全光区，提高光线能量的利用率，可以提高气室内空气分子的活跃数量，进而提高光声效应产生的声信号强度；温度传感器的设置可以实现温度补偿；可以通过使用不同的滤光片选择不同的波长的光线，进而实现测量不同气体的浓度。

技术领域

本发明涉及渗透扩散式气体浓度测量传感器，具体地说是利用光声光谱技术测量特定气体的浓度，属于气体浓度测量传感器领域。

背景技术

光声光谱气体检测是利用光声转换效应的原理以及微弱信号检测技术实现的，主要原理是：当一束特定的单色光以固定频率f射入通有待测气体的容器中，如果入射光的波长在被测气体的吸收范围内就会被待测气体吸收，产生与调制频率相同周期的声波，即光声效应。利用微音器将检测到的声波信号转换为可被处理的电信号，通过分析检测到的电信号就可以计算得出被检测气体的浓度。

常用的检测气体浓度的方法有非光学法和光学法，非光学法主要有电化学法、热催化法等；光学法主要包括吸收光谱法、光声光谱法等。近年来随着微音器灵敏度的不断提高，使得光声光谱技术得到了快速的发展，利用光声光谱法来检测气体浓度成为一种主流趋势。利用光声光谱法检测气体浓度时不需要对待测气体做预处理，直接通过测得的声波信号就可以确定气体的浓度，其与传统检测的非光学检测方法相比具有检测速度快、实时性好等优点。

但是当前利用光声光谱技术测量特定气体浓度的方法存在一定弊端。一是光线发射以及气室结构不合理，使光线能量利用率较低；二是通气泵入口结构设计不合理，气体进出入气室会造成气体流动，也会产生噪音信号，需要等待较长时间才能恢复稳定，会影响检测精度，增加检测时长。

发明内容

针对上述光线能量利用率低、气体进出入气室会造成气体流动的问题，本发明提供了气体浓度传感器。

本发明是通过以下技术方案实现的：渗透扩散式气体浓度测量传感器，包括气室部件、光源及透镜部件、微音器与电路板；所述的气室组件上安装有防水透气膜和凹透镜壁。

所述气室部件具有气室主体、防水透气膜与凹透镜壁，所述气室主体的底面壁安装在电路板上，气室主体的前后两面和顶面上安装有防水透气膜，气室主体的顶面上无防水透气膜的位置贯穿安装有微音器，微音器探头在气室主体形成的气室内，气室主体的一个侧面壁的内侧为凹透镜壁，凹透镜壁是凹透镜结构。

所述的光源及透镜部件具有光源、光源安装壳、透镜与滤光片，滤光片贯穿安装在气室主体的非凹透镜壁的另一侧壁中，光源安装壳粗部连接在安装有滤光片的侧壁的外侧，光源安装在光源安装壳细部，透镜安装在光源安装壳内部，位于光源与滤光片之间，光源、透镜与滤光片的与电路板底面垂直方向的截面的面心在一条直线上。

所述透镜包括但不仅限于凸透镜和菲涅尔透镜。

所述的防水透气膜包括但不仅限于PTFE薄膜与超细纤维织物。

所述的气室主体内面、凹透镜壁内面为镜面材料制成和/或镀有镜面镀层和/或经过镜面抛光，所述的镜面材料包括但不仅限于镜面铝合金、镜面不锈钢，所述的镜面镀层包括但不仅限于化学镀镍层，所述的镜面抛光是指表面粗糙度值Ra小于等于Ra0.2；结合凹透镜壁的凹透镜结构，可在封闭气室内形成全光区。