[實用新型]緊湊型紅外光學氣體吸收池及紅外氣體傳感器

有效

• 申請號: 201822252750.4
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN209416911U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 陳海永;楊清永;馮山虎;鄭國鋒;侯賢祥;康寧;張華杰
• 申請（專利權）人: 漢威科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/03
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 黃紅梅;黃軍委

本實用新型提供了一種緊湊型紅外光學氣體吸收池，主要由腔體上蓋、腔體下蓋、紅外光源和探測器組成，所述腔體下蓋設置有反射面一、反射面二、光學入射孔和光學出射孔，所述紅外光源安裝在所述光學入射孔處，所述探測器安裝在所述光學出射孔處；所述腔體上蓋的內壁由反射面三、反射面四、反射面五、反射面六順序連接而成，并在所述腔體上蓋的中央形成中心氣體擴散孔。本實用新型還提供一種使用上述緊湊型紅外光學氣體吸收池的紅外氣體傳感器。上述緊湊型紅外光學氣體吸收池多次利用所述反射面一，可以實現在保證較長光路的情況下，上述吸收池和上述傳感器盡可能小，具有結構簡單、裝配方便、外形小巧、光路長的優點。

技術領域

本實用新型屬于氣體傳感器技術領域，具體的說，涉及了一種緊湊型紅外光學氣體吸收池及使用該緊湊型紅外光學氣體吸收池的紅外氣體傳感器。

背景技術

紅外氣體傳感器是運用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的目標氣體進行探測，具有壽命長、精度高、抗中毒等優點，在氣體檢測領域廣泛應用。紅外氣體傳感器通常有紅外光源、光學腔體、探測器、信號采集和處理電路四部分組成，其中，紅外光源、光學腔體和探測器安裝組合在一起又可以稱為紅外光學氣體吸收池。通常的紅外氣體傳感器采用紅外光源在光學腔體的一端發射紅外光譜，探測器在光學腔體的另外一端接收紅外光譜的光學結構，紅外光譜發出后，被光學腔體的目標氣體吸收并經光學腔體內壁多次反射后匯聚到探測器上，通過對探測器接收的光譜信號進行分析便得到目標氣體的信息。

在現有的紅外氣體傳感器中，紅外光源和探測器多是圓柱狀，紅外光源和探測器需要和光學腔體結合成一個完整的光路，而且紅外光源和探測器的引腳需要焊接在電路板上，這種現狀造成了光學腔體的設計局限于紅外光源、探測器和電路板的焊接方式。為了降低傳感器整體尺寸，需要減少光學腔體的體積，為了增加紅外氣體傳感器的靈敏度和分辨率又需要一個較長的光路。因此，紅外光學氣體吸收池為紅外氣體傳感器的核心部件，直接決定紅外氣體傳感器的性能和外形尺寸。所以，合理設計紅外光學氣體吸收池，有利于紅外氣體傳感器向微小化發展。

為此，河南漢威電子股份有限公司于2014年9月5日申請的、申請號為2014104509082、名稱為“微型紅外氣體傳感器”的實用新型專利中公開一種微型紅外氣體傳感器，包括光學腔體、信號采集電路板以及分別連接在所述信號采集電路板上的紅外光源和探測器，所述光學腔體內設置有光源圍擋反射面、反射曲面和接收聚焦反射面，其中，所述光源圍擋反射面分別對應所述紅外光源、所述反射曲面設置以便將所述紅外光源發出的光會聚并射向所述反射曲面或/和經所述光學腔體內壁多次反射后射向所述反射曲面，所述反射曲面對應所述接收聚焦反射面設置以便將射向所述反射曲面的光會聚并射向所述接收聚焦反射面或/和經所述光學腔體內壁多次反射后射向所述接收聚焦反射面，所述接收聚焦反射面對應所述探測器設置以便將射向所述接收聚焦反射面的光會聚并射向所述探測器。通過上述設計，使得所述微型紅外氣體傳感器在保證長光路的情況下，所述光學腔體盡可能小。

然而，上述微型紅外氣體傳感器的紅外光學氣體吸收池中的光路增長有限，傳感器的尺寸的仍不足夠小，不能滿足現有的需求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型確有必要提供一種緊湊型紅外光學氣體吸收池及使用該緊湊型紅外光學氣體吸收池的紅外氣體傳感器，能夠在保證紅外氣體傳感器的性能的同時進一步增長光路，使得紅外氣體傳感器更加小型化。

為此，本實用新型所采用的技術方案是：一種緊湊型紅外光學氣體吸收池，主要由腔體上蓋、腔體下蓋、紅外光源和探測器組成，其中，