[發明專利]二氧化碳氣體傳感設備

無效

• 申請號: 201210416713.7
• 申請日: 2012-10-28
• 公開（公告）號: CN103776798A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 高培良
• 申請（專利權）人: 天津奇譜光電技術有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G02F1/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種二氧化碳氣體傳感設備，其特征在于：包括一個紅外寬帶光源、一個可調諧法布里-珀羅濾波器、一個氣體采樣室、一個光電探測裝置以及驅動控制和數據分析系統、所述光電探測器的驅動和信號接收電路以及控制電路和數據分析系統，由所述紅外寬帶光源發出的光首先通過可調諧法布里-珀羅濾波器后，通過所述氣體采樣室后被所述第一光電探測裝置接收，由所述控制電路和數據分析系統進行對所檢測的氣體的吸收頻譜進行數據分析得到該氣體的濃度。

2.根據權利要求1所述的一種二氧化碳氣體傳感設備，其特征在于：所述可調諧法布里-珀羅濾波器包括第一帶通濾波器、液晶相位調制器、第二帶通濾波器和驅動源，液晶相位調制器設置在由第一帶通濾波器和第二帶通濾波器構成的法布里-珀羅濾波器的腔內，通過控制法布里-珀羅腔內液晶相位調制器實現濾波器的調諧功能。

3.根據權利要求1和2所述的可調諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于：所述的第一帶通濾波器和第二帶通濾波器是一種在光學透明材料的內表面上設置的多層介質膜的帶通濾波器并具有相同的透射帶寬，在所述帶通濾波器的通帶內可根據對透射光的銳度系數設置不同的反射率，該反射率設置在80%到98%之間，在通帶以外設置100%或接近100%的反射率，且在光學透明材料的外表面上設置光學增透膜。

4.根據權利要求1和2所述的可調諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于：所述的第一帶通濾波器和第二帶通濾波器的通帶的中心與所需檢測的氣體的吸收光譜的中心相同或接近相同，該通帶的寬度是根據對氣體測試精度的要求而定，設置為2納米到5納米之間，所述法布里-珀羅濾波器的自由光譜范圍應大于所述的通帶寬度，使得透過所述可調諧窄帶光學濾波器的光信號為單模光信號。

5.根據權利要求1所述的可調諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于：包括一個長波通階躍濾波器、液晶相位調制器、一個短波通階躍濾波器和驅動源，液晶相位調制器設置在由所述長波通階躍濾波器和所述短波通階躍濾波器構成的法布里-珀羅濾波器的腔內，通過控制所述法布里-珀羅腔內液晶相位調制器實現濾波器的調諧功能。

6.根據權利要求1和5所述的可調諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于：所述的長波通階躍濾波器和短波通階躍濾波器是一種在光學透明材料的內表面上設置的多層介質膜的光學濾波器，所述的長波通階躍濾波器對于小于截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，所述的短波通階躍濾波器對于大于截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率；在所述的長波通階躍濾波器和短波通階躍濾波器的通帶內可根據對透射光的銳度系數設置不同的反射率，該反射率設置在80和98%之間，且在光學透明材料的外表面上設置光學增透膜。

7.根據權利要求1和5所述的可調諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于：所述的長波通階躍濾波器的截止頻率小于所述的短波通階躍濾波器的截止頻率，由所述的長波通階躍濾波器的截止頻率和所述短波通階躍濾波器的截止頻率構成所述的法布里-珀羅濾波器的通帶寬度，該通帶的寬度是根據對氣體測試精度的要求而定，設置在2納米到5納米之間，該通帶的中心與所需檢測的氣體的吸收光譜的中心相同或接近相同，所述的可調諧法布里-珀羅濾波器的自由光譜范圍大于其通帶范圍，使得透過所述可調諧窄帶光學濾波器的光信號為單模光信號。

8.根據權利要求1、2和5所述的可調諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于：所述的液晶相位調制器采用的是向列相型液晶材料，液晶材料的厚度為幾微米至十幾微米。

9.根據權利要求1所述的一種二氧化碳氣體傳感設備，其特征在于：所述可調諧法布里-珀羅濾波器驅動源是一種頻率約為2KHz，電壓幅度可以在零到正負5伏的可調制的方波信號，且方波電壓幅度的調制頻率為10千赫或以上。

10.根據權利要求1所述的一種二氧化碳氣體傳感設備，其特征在于：所述控制電路和數據分析系統包括一個以數字信號處理器以及嵌入式軟件為核心的系統，用于控制所述可調諧法布里-珀羅濾波器的驅動源、所述光電探測器的驅動和信號接收電路以及接收外界控制信號和輸出信號，以實現對所述紅外氣體傳感設備對所檢測氣體的吸收光譜和濃度的檢測功能。

11.根據權利要求1所述的一種二氧化碳氣體傳感設備，其特征在于：所述氣體采樣室的尺寸根據對所要檢測氣體的濃度和精度等因素決定，一般為幾厘米到幾百厘米長。