[發明專利]光干涉式智能氣體傳感器

有效

• 申請號: 201210225299.1
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102721667A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 梁自澤;林浩;李恩;楊國棟;譚民;翟波;楊明博;何烽光;趙德政
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種光干涉式智能氣體傳感器，包括光干涉計、主控制板、顯示板，其特征在于：

光干涉計包括光源、聚光鏡、背面鍍有全反射膜的平面鏡、氣室、折光棱鏡、補償棱鏡、光電轉換裝置、標準氣囊，所述氣室由經黑化處理的銅壁水平隔開形成相互平行的兩部分，分別為氣樣室和標準氣室，氣樣室經過過濾室連接到進氣口，標準氣室用毛細管連接到標準氣囊，標準氣囊內為盤繞的毛細管，使用帶有小孔的旋塞與大氣相通，標準氣室與氣樣室組成的氣室的前后兩端分別設置與銅壁和基座相互垂直的高透光平面透鏡，所述背面鍍有全反射膜的平面鏡和折光棱鏡也分別布置在氣室外的前后兩端，即與高透光平面透鏡設置在相同的兩端，背面鍍有全反射膜的平面鏡與氣室呈45°角相對布置，光源與背面鍍有全反射膜的平面鏡也成45°角相對放置，但在氣室的另一側，聚光鏡布置在光源和平面鏡之間，所述補償棱鏡布置在平面鏡與氣室之間；由光源發出的光線經聚光鏡會聚后以45°角入射到背面鍍有全反射膜的平面鏡，平面鏡將光線分成兩束光，其中一束光線穿過氣樣室，另一束光線穿過標準氣室，穿過氣室的兩束光線分別經折光棱鏡反射后再次穿過標準氣室，然后穿過補償棱鏡后到達平面鏡重新會合成一束光，產生的干涉條紋，經平面鏡反射后到達光電轉換裝置，轉換成電信號傳輸到主控制板；

主控制板對接收到的電信號進行低通濾波、調理后經模數轉換器采集成為數字信號，再經數字濾波、線性化、溫度補償后利用顯示板進行顯示。

2.根據權利要求1所述的光干涉式智能氣體傳感器，所述主控制板進一步包括：信號處理電路、模數轉換模塊、微處理器、與監控系統通信模塊、電源模塊、撥碼開關、復位按鍵，其中所述信號處理電路包括低通濾波、差分運算單元，處理后的信號電壓范圍適合模數轉換器采集；所述模數轉換模塊包括模數轉換器與模數轉換器基準源；所述微處理器為帶有內部程序存儲器與內部數據存儲器的微處理器，對采集的信號進行數字濾波、線性化以及溫度補償處理；所述與監控系統通信模塊為由微處理器控制的頻率輸出驅動電路；所述電源模塊將輸入電壓經穩壓后為系統供電，經精密穩壓后為光電轉換電路供電；所述撥碼開關用以選擇設備的工作模式、量程范圍；所述復位按鍵為復位設備到出廠設置的狀態。

3.根據權利要求2所述的光干涉式智能氣體傳感器，所述顯示板包括顯示模塊、紅外遙控模塊、聲光報警模塊，所述顯示模塊包括數碼管與數碼管驅動電路；所述紅外遙控模塊為紅外接收器及其驅動；所述聲光報警模塊為發光二極管與有源蜂鳴器。

4.根據權利要求3所述的光干涉式智能氣體傳感器，其進一步包括紅外遙控器，該紅外遙控器通過紅外遙控實現報警點、斷電點、復電點的設置，在調試與工作狀態切換，并對零點漂移、靈敏度漂移進行校正。

5.根據權利要求4所述的光干涉式智能氣體傳感器，其中所述光源由單色高亮發光二極管精密加工處理而成，使LED頂端形成光滑、平整、無肉眼可見紋理的光滑平面，并外套有經黑化處理的帶狹縫的黃銅外殼，所述光源采用高穩定度精密穩壓源供電。

6.根據權利要求5所述的光干涉式智能氣體傳感器，其中在所述平面鏡與氣室之間的光路中，設置有通過轉軸安裝的補償棱鏡，所述補償棱鏡可以繞轉軸旋轉或前后擺動，實現光路補償與調節后鎖定。

7.根據權利要求6所述的光干涉式智能氣體傳感器，其中所述光電轉換裝置由光電轉換電路和兩個L型活動組件組成，所述光電轉換電路包括光電傳感器、溫度傳感器，所述L型活動組件上下左右調節使光干涉條紋照射在光電傳感器上轉換成電信號輸出。

8.根據權利要求7所述的光干涉式智能氣體傳感器，其中光干涉計通過排線與主控制板相連，主控制板與顯示板通過雙排排針排母疊插在一起。