[實(shí)用新型]一種橋式微流氣動(dòng)紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420559833.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204422410U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫明偉;孫曉辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫明偉
• 主分類號(hào): G01N21/3504
• 分類號(hào): G01N21/3504;G01N27/02
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于煙氣監(jiān)測(cè)精密傳感元器件領(lǐng)域，尤其是一種橋式微流氣動(dòng)紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的低濃度氣體紅外檢測(cè)器，根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)的不同，可分為熱電堆、微音電容(Condenser?Micro-Phone)、微流(Micro-Flow)探測(cè)器技術(shù)等不同類型。

目前ABB、SIEMENS等國(guó)際知名分析儀器企業(yè)推出了各具特色的微流紅外傳感器，但由于價(jià)格十分昂貴，且制造工藝是各廠家的技術(shù)機(jī)密，很少見(jiàn)公開(kāi)資料。我們國(guó)內(nèi)目前由于工藝、成本等問(wèn)題，對(duì)于特殊的抗震動(dòng)、抗干擾的微流探測(cè)器的設(shè)計(jì)是一片空白，普遍采用價(jià)格低廉的通用MEMS芯片技術(shù)制造微流量探測(cè)器，導(dǎo)致傳感器的使用壽命很短。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的：為了克服現(xiàn)有國(guó)內(nèi)微流紅外傳感器存在的上述問(wèn)題和缺陷，提供一種針對(duì)低濃度氣體的高精度、高穩(wěn)定性橋式微流氣動(dòng)紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種橋式微流氣動(dòng)紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，包括透射玻璃窗口1、密封圈2、聚光鏡3、吸光室4、集光器5、氣體補(bǔ)償室6、端蓋7、微流通道8、微流探測(cè)器9、安裝螺孔座10、密封墊11、氣體過(guò)濾器12，結(jié)構(gòu)如圖1所示；其中，透射玻璃窗口1與聚光鏡3之間由密封圈2來(lái)密封；氣體補(bǔ)償室6與端蓋7由密封墊11來(lái)密封；集光器5位于聚光鏡3錐形孔口正中聚焦處；氣體過(guò)濾器12與氣體補(bǔ)償室6相通；吸光室4和氣體補(bǔ)償室6之間有通道8連接；吸光室4設(shè)置在透射玻璃窗口1和聚光鏡3之間的錐形空間內(nèi)；氣體補(bǔ)償室6為環(huán)狀環(huán)繞在吸光室4和聚光鏡3外圍；安裝螺口座10設(shè)置在端蓋7表面上；微流探測(cè)器9為直徑20～30mm、厚度13～16mm的圓柱形，緊配在端蓋(7)上的孔內(nèi)；聚光鏡3和吸光室4及集光器5在同一軸心線上，但聚光鏡3和吸光室4及集光器5與微流探測(cè)器9不在同一軸心線上。

所述透射玻璃窗口1材料為CaF₂。

所述的微流探測(cè)器9，包括第一溫度傳感器16和第二溫度傳感器19，第一盲孔17?和第二盲孔20，受熱槽18，釋電器本體21，第二溫度傳感器引出線22和第一溫度傳感器引出線26，第一吸光引出線23和第二吸光引出線25，釋電引出線24，第一導(dǎo)線27、第二導(dǎo)線29和第三導(dǎo)線32，第一電阻絲28和第二電阻絲31，鉑絲組件30；其中，第二溫度傳感器引出線22和第一溫度傳感器引出線26通過(guò)短接并線后，可與電路板上溫控器元件相接；第一吸光引出線23和第二吸光引出線25及其第一導(dǎo)線27和第三導(dǎo)線32與吸光室04相通；釋電引出線24及其第二導(dǎo)線29與氣體補(bǔ)償室6相通；第一溫度傳感器16和第二溫度傳感器19分別安裝在第一盲孔17和第二盲孔20底部；其中的第一溫度傳感器16和第二溫度傳感器19可監(jiān)控微流探測(cè)器9的發(fā)熱或溫度變化狀況。

所述鉑絲組件30由3根幾乎平行布置的鉑絲組成，3根鉑絲的兩端焊接在一起，焊接頭一端與第一導(dǎo)線27和第三導(dǎo)線32相連，另一端與第二導(dǎo)線29相連；鉑絲組件30位于正對(duì)集光器5；鉑絲組件30與第一導(dǎo)線27、第二導(dǎo)線29和第三導(dǎo)線32和第一電阻絲28和第二電阻絲31，平放安置在受熱槽18內(nèi)；單根鉑絲的直徑為15～20um，要求發(fā)熱溫度在100℃～150℃；整個(gè)鉑絲組件要求能加熱到400℃。

所述的微流探測(cè)器本體21由TaLiO₃材料制成。?

本實(shí)用新型的微流氣動(dòng)紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)有里外兩個(gè)氣室：吸光室4和氣體補(bǔ)償室6；氣室內(nèi)封裝了一種特殊氣體；里外氣室之間有一條很細(xì)的通道8，通道內(nèi)設(shè)置了特殊工藝制成的Pt鉑絲組件30和微流探測(cè)器9；兩氣室的壓力泄露率要求小于9^-11mbar/s；當(dāng)紅外光進(jìn)入吸光室4時(shí)，吸光室4中的氣體發(fā)生膨脹；由于存在膨脹差異，會(huì)導(dǎo)致里、外氣室之間產(chǎn)生微小的流量；微流探測(cè)器9檢測(cè)到該流量后，通過(guò)第一吸光引出線23和第二吸光引出線25及釋電引出線24，即可在本發(fā)明結(jié)構(gòu)外配的電路板相關(guān)接受元器件上產(chǎn)生測(cè)量所需要的交流電壓信號(hào)。

本實(shí)用新型采用惠斯通電橋技術(shù)，將第一電阻絲28和第二電阻絲31作為電橋的2個(gè)橋臂，當(dāng)被測(cè)量對(duì)象(比如鉑絲組件30電阻值)發(fā)生變化導(dǎo)致感應(yīng)元件的阻抗發(fā)生變化時(shí)，電橋的輸出電壓信號(hào)也同步發(fā)生變化；信號(hào)幅度大小與流經(jīng)通道8的氣體流量成正比，而與待測(cè)組分氣體濃度成反比；從而通過(guò)測(cè)量電橋的這個(gè)變化信號(hào)就可以準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)煙氣成分(如NO)的濃度值。