[發(fā)明專利]乙炔氣體探測用紅外濾光片、制備方法及其應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010400699.6 | 申請日： | 2020-05-13 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111323861B | 公開（公告）日： | 2021-12-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 何虎;王昕;張杰;于海洋;許晴 | 申請（專利權(quán)）人： | 翼捷安全設(shè)備（昆山）有限公司 |
| 主分類號(hào)： | G02B5/20 | 分類號(hào)： | G02B5/20 |
| 代理公司： | 上海智信專利代理有限公司 31002 | 代理人： | 王潔 |
| 地址： | 215325 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 乙炔 氣體 探測 紅外 濾光 制備 方法 及其 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及一種乙炔氣體探測用紅外濾光片，包括基底材料、主膜系結(jié)構(gòu)和截止膜系結(jié)構(gòu)；主膜系結(jié)構(gòu)為Sub/LH2LHLHLH4LHLHLH2LH2L/Air，設(shè)計(jì)波長為3040nm；截止膜系結(jié)構(gòu)為：Sub/0.68(0.5HL0.5H)^6 1.54(0.5LH0.5L)^6 2.05(0.5LH0.5L)^6/Air，設(shè)計(jì)波長為3040nm；紅外濾光片的透射中心波長為3040±20nm，透射帶寬為145±20nm，截止區(qū)1500～2850nm和3300nm～7000nm最大透射率小于1%。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及氣體探測器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種乙炔氣體探測用紅外濾光片、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
乙炔C2H2是重要的焊接及切割原料和重要化工原料，但也是易燃易爆氣體，其爆炸下限為2.2%vol。因此，在乙炔的生產(chǎn)制備、儲(chǔ)存和使用過程中，都需要密切關(guān)注乙炔的泄露問題，否則容易造成重大安全事故。
如圖1所示，基于NDIR技術(shù)的紅外氣體傳感器，通常包括帶光源驅(qū)動(dòng)的紅外光源、具有進(jìn)氣孔和排氣孔的測量氣室、濾光片、探測器，由紅外光源發(fā)出的紅外光線經(jīng)過測量氣室，氣體分子吸收部分特定波長的紅外光，使得接收到的紅外光衰減，被吸收的紅外光的強(qiáng)度與氣體濃度符合朗伯-比爾吸收定律，通過計(jì)算可以獲得氣體濃度情況。濾光片的作用是僅允許乙炔紅外吸收區(qū)的光線進(jìn)入探測器，其他波段的光線全部截止，因此，紅外氣體傳感器可以作為乙炔氣體探測的重要手段。但在目前市面上，還沒有專門針對乙炔氣體探測進(jìn)行設(shè)計(jì)的紅外濾光片，這影響了乙炔氣體探測的準(zhǔn)確度和靈敏度等指標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對以上存在的無專門針對乙炔氣體探測的紅外濾光片的問題，提供一種基于NDIR技術(shù)的的乙炔氣體探測用紅外濾光片、制備方法及其應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的乙炔氣體探測用紅外濾光片的技術(shù)方案如下：包括基底材料、主膜系結(jié)構(gòu)和截止膜系結(jié)構(gòu)，所述的主膜系結(jié)構(gòu)和截止膜系結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于所述的基底材料的兩側(cè)；
所述的主膜系結(jié)構(gòu)為Sub/ LH2LHLHLH4LHLHLH2LH2L /Air，其中Sub表示基底材料，Air表示空氣，H為四分之一波長光學(xué)厚度的Ge膜層，L為四分之一波長光學(xué)厚度的ZnS膜層，膜系結(jié)構(gòu)中的數(shù)字為膜層厚度系數(shù)，設(shè)計(jì)波長為3040nm；
所述的截止膜系結(jié)構(gòu)為：Sub/ 0.68(0.5HL0.5H)^6 1.54(0.5LH0.5L)^6 2.05(0.5LH0.5L)^6 /Air，其中Sub表示基底材料，Air表示空氣，H為四分之一波長光學(xué)厚度的Ge膜層，L為四分之一波長光學(xué)厚度的ZnS膜層，膜系結(jié)構(gòu)中的數(shù)字為膜層厚度系數(shù)，符號(hào)^6表示括號(hào)內(nèi)的膜堆重復(fù)的次數(shù)，設(shè)計(jì)波長為3040nm；
所述的紅外濾光片的透射中心波長為3040±20nm，透射帶寬為145±20nm，截止區(qū)1500～2850nm和3300nm～7000nm最大透射率小于1%。
較佳地，所述的基底材料為單晶硅基底材料。
本發(fā)明提供了一種所述的乙炔氣體探測用紅外濾光片的制備方法，所述的制備方法包括步驟：
（1）將基底材料裝入夾具并放置到鍍膜機(jī)真空室內(nèi)，抽真空；
（2）烘烤所述的基底材料；
（3）離子轟擊所述的基底材料；
（4）按照主膜系結(jié)構(gòu)要求的膜層逐層鍍制主膜系結(jié)構(gòu)，按照截止膜系結(jié)構(gòu)要求的膜層逐層鍍制截止膜系結(jié)構(gòu)；
（5）鍍制結(jié)束后，破空，取件。
較佳地，所述的步驟（1）具體為：
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