[實用新型]一種二氧化硫氣體傳感器

有效

• 申請號: 201820340881.5
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN207882146U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 顧芳;何鵬翔;黃亞磊;陳帥東;王麗陽;夏偉祥
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

本實用新型公開了一種二氧化硫氣體傳感器，該二氧化硫氣體傳感器包括紅外光源、光學氣室、紅外雙光路濾光片陣列、紅外探測器陣列；光學氣室上設有進氣口和出氣口；紅外光源設于光學氣室的頭端；紅外雙光路濾光片陣列、紅外探測器陣列依次設于光學氣室的尾部；紅外雙光路濾光片陣列包括探測濾光片和參考濾光片；紅外探測器包括與探測濾光片、參考濾光片一一對應的二氧化硫氣體探測器和參考探測器；二氧化硫氣體探測器和參考探測器均采用熱電偶陣列，該熱電偶陣列采用三個熱電偶呈正三角形排列，且在冷端采用冷端補償器。本實用新型能有效消除溫漂對探測器本身的影響，提高了探測器的靈敏度，集成化程度高。

技術領域

本實用新型屬于紅外氣體傳感器領域，具體涉及一種二氧化硫氣體紅外傳感器。

背景技術

如今大氣環境檢測是世界各地廣泛關注的重要課題，SO₂作為一種污染性氣體，不僅對自然生態系統、建筑物、農作物造成了一定的危害，更危及人體健康，而我國作為SO₂氣體排放大國，對SO₂氣體進行實時監測具有重要意義。目前，二氧化硫濃度測量方法主要有電化學法、紅外光譜吸收法以及紫外熒光法等。其中紅外吸收型SO₂傳感器因具有測量范圍寬、精度高、穩定性好及選擇性好等優點得到了廣泛應用。但由于室內外環境SO₂氣體濃度非常小，且氣體吸收效率極易受到環境溫濕度的影響從而產生較大的傳感器測量偏差，因此現階段SO₂氣體傳感器存在測量精度不高、靈敏度低且無法良好適用于極端天氣測量等問題，有鑒于此，有必要對現有的SO₂紅外氣體傳感器予以改進以解決上述問題。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能夠減小環境溫濕度影響的氣體傳感器。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種二氧化硫氣體傳感器，該二氧化硫氣體傳感器包括紅外光源、光學氣室、紅外雙光路濾光片陣列、紅外探測器陣列；所述光學氣室上設有進氣口和出氣口，通過進氣口和出氣口與待測氣體環境相通；所述紅外光源設于所述光學氣室的頭端；所述紅外雙光路濾光片陣列、紅外探測器陣列依次設于所述光學氣室的尾部；所述紅外光源出射的寬譜紅外光依次經光學氣室、紅外雙光路濾光片陣列后，進入紅外探測器陣列；所述紅外雙光路濾光片陣列包括探測濾光片和參考濾光片；所述紅外探測器包括與探測濾光片、參考濾光片一一對應的二氧化硫氣體探測器和參考探測器；所述二氧化硫氣體探測器和參考探測器均采用熱電偶陣列，該熱電偶陣列采用三個熱電偶呈正三角形排列，且在冷端采用冷端補償器。

進一步的，光學氣室包括光入射端圓柱體、光出射端圓柱體、以及兩者之間的過渡部分；光學氣室內腔體在光出射端圓柱體處的半徑為光入射端圓柱體處半徑的兩倍；所述光學氣室的光入射端圓柱體、過渡部分、光出射端圓柱體的長度比例為1:1:3。

進一步的，光學氣室內的腔體總長度L′為

其中，r為光入射端圓柱體處的腔體半徑，θ為紅外光源斜入射時與光學氣室中心軸線的夾角，L為所述二氧化硫氣體探測器在光學氣室采用圓柱體時的最優腔體長度。

進一步的，探測濾光片和參考濾光片的中心波長分別為3.98μm和3.95μm。

進一步的，二氧化硫氣體探測器和參考探測器在對應探測濾光片和參考濾光片的位置處分別設有光強感應窗口，所述熱電偶陣列分別設于對應的光強感應窗口內；所述光強感應窗口采用黑體材料。

進一步的，光學氣室的內側壁采用絕緣絕熱材料，且表面設有鍍金反光層。

進一步的，光學氣室的進氣口和出氣口處分別設有過濾網。

本實用新型相比現有技術具有以下優點：