[實用新型]紅外氣體探測傳感器

有效

• 申請號: 200820059920.0
• 申請日: 2008-06-18
• 公開（公告）號: CN201222035Y
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 張杰;于海洋;莫慈
• 申請（專利權）人: 上海安譽智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01J1/00;H01L31/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術領域

本實用新型涉及探測傳感器領域，特別涉及氣體探測傳感器技術領域，具體是指一種紅外氣體探測傳感器。

背景技術

現代社會中，隨著科學技術的不斷進步，越來越多的探測傳感器應運而生，特別使用最廣泛的就是氣體傳感器，其中，常規的氣體傳感器一般分為電化學氣體傳感器、催化燃燒可燃氣體傳感器。

(1)電化學氣體傳感器缺點如下：

a)電化學氣體傳感器，當被測量的氣體進入傳感器內部，被測量氣體和電化學傳感器內部的電解液進行化學反應，電解液由于電離和分解，產生了一個正向電流，通過外部采樣對該電流進行采樣，得到了一個電壓信號和內部氣體濃度的對應關系；

b)因為被測量氣體是消耗電化學傳感器內部電解液，此過程是無法逆轉的，當被測量氣體進入傳感器內部的濃度大于該傳感器的允許最大測量濃度，傳感器內部的電解液將會被耗盡，整個傳感器將失效；

c)電化學氣體傳感器對氣體種類分辯能力差，使用起來對環境的選擇是有針對性的，如H2S氣體的檢測，當使用環境種存在H2Cl氣體時，這兩種氣體均會消耗傳感器內部的電解液，導致該傳感器對H2S氣體濃度的誤判斷；也既是說，在H2S氣體濃度的檢測的環境中，不允許存在其他干擾氣體，否則無法正常反映真實的H2S氣體濃度；

d)電化學氣體傳感器，在長期工作過程中或不通電長期放置過程中，自身內部的電解液也會慢慢的自然分解，在正常使用過程中需要利用外界手段進行定期的校正和校準，長期這樣下去，其內部電解液完全分解直至失效；用戶一般需要2到3個月對產品進行一次校正和檢查，2到3年需要更換該電化學氣體傳感器，增加了用戶的維護、維修等成本，也給用戶的工作帶來了很多不利。

(2)催化燃燒可燃氣體傳感器缺點如下：

a)催化燃燒可燃氣體傳感器，當被檢測的可燃氣體進入該傳感器內部，可燃氣體和內部的催化劑進行燃燒反應，消耗該傳感器內部的催化劑，可燃氣體被燃燒分解，產生電流，利用外部的采用電路對其產生的電流進行采樣，得到了一個電壓信號和內部氣體濃度的對應關系；

b)因為被測量可燃氣體是消耗該傳感器內部催化劑，此過程也是無法逆轉的，當被測量可燃氣體進入傳感器內部的濃度大于該傳感器的允許最大測量濃度，傳感器內部的催化劑將會被耗盡，整個傳感器將失效；

c)由于催化劑不能和被測量可燃氣體直接進行反應，需要對催化劑和被測量可燃氣體進行加熱才能進行燃燒反應，直接導致整體產品的功耗大增，增加了對現場供電的布線的要求。

基于以上狀況，目前已經出現了紅外氣體傳感器，其優點如下：

a)利用紅外光對氣體進行濃度檢測，在測量過程中被測量氣體只吸收紅外光源發出來的紅外光信號，并不存在不可逆轉的化學反應或燃燒反應，傳感器可以重復使用，壽命長；

b)可以允許進入傳感器內部的被測量氣體濃度遠大于該傳感器的最大測量濃度，實際使用過程中，紅外氣體傳感器可以在長期存在被測量氣體的環境中工作；

c)紅外光源功耗低、壽命長、發光穩定、低漂移，不需要定期對產品進行調整和校正，使用壽命一般可以達到5年以上，節省了用戶的維護和維修成本，降低了現場供電的布線要求；

d)檢測精度高，對被測氣體類型分辯能力強，基本不受干擾氣體的影響；

e)可測量多種氣體，產品的靈活性好；

但是，對于傳統的紅外氣體探測傳感器來說，其缺點如下：

a)一般采用鉑銠合金絲作為紅外發射光源，鉑銠合金絲表面涂了很多防氧化涂層，體積大、抗氧化性能差、工作電流高；

b)由于鉑銠合金絲發熱過程中存在熱滯后性，不能采用脈沖供電方式工作，熱效率低；為適應氣體濃度檢測要求，必須在鉑銠合金絲紅外光輸出口增加一個斬光器進行紅外光調制，無形中增加了整機的體積和功耗，不利用產品的小型化生產；

c)由于鉑銠合金絲需要長期供電，容易發生漂移現象，需要定期調整和維護；同時壽命短，需要定期更換鉑銠合金絲紅外發射光源；

d)傳統的紅外氣體檢測方式一般采用對射的方式進行氣體濃度檢測，為保證氣體濃度檢測的精度，需要一個長度較長的檢測氣室，增加的產品的體積和成本；