[發明專利]一種混合氣體探測裝置及系統

在審

• 申請號: 202011504881.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112683835A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 康曉旭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/01
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;尹一凡

本發明公開了一種混合氣體探測裝置及系統，其特征在于，包括：光源、分析腔、微通道以及光學傳感芯片，光源用于產生投射光，并向分析腔進行照射；分析腔用于盛放待檢測的混合氣體；光學傳感芯片用于接收穿過分析腔的投射光，檢測所述投射光的光譜信息；微通道用于向所述分析腔中通入所述待檢測的混合氣體，在微通道上設置有針對指定氣體的吸附材料，用于對混合氣體中的指定氣體進行吸附，減緩指定氣體通入所述分析腔中的速度。本發明通過微通道的結構設計，在混合氣體進入分析腔之前，對一部分氣體成分進行吸附，以減緩通入分析腔的速率，以實現混合氣體的暫時分離，從而降低了光譜混疊的程度，能夠提高對混合氣體中氣體成分的檢測精度。

技術領域

本發明涉及光學檢測技術領域，特別是涉及一種混合氣體探測裝置及系統。

背景技術

傳統氣體探測器一般使用化學反應、電化學等方法來檢測氣體，其使用壽命有限，且精度和準確性不夠，容易受到外界環境的影響。隨著光學檢測技術的發展，開始將光學原理應用到氣體探測上，通過光譜分析的方式對氣體成分進行確定。但是，在實際應用中，往往面對的是混合氣體的探測，希望從混合氣體中檢測出目標氣體，或者確定混合氣體的全部成分。

在對混合氣體的探測過程中，由于各種氣體成分的比例不確定，得到的光譜信息會存在較多的干擾，混合氣體中的各種氣體成分的光譜會出現混疊的情況，很難從混合氣體中檢測出目標氣體的成分，尤其是當目標氣體的含量較低時，更加難以檢測出目標氣體，同樣，光譜混疊對于確定全部混合氣體的成分也會造成巨大的干擾。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種混合氣體探測裝置，包括：光源、分析腔、微通道以及光學傳感芯片，

光源用于產生投射光，并向分析腔進行照射；

所述分析腔用于盛放待檢測的混合氣體；

所述光學傳感芯片用于接收穿過所述分析腔的投射光，檢測所述投射光的光譜信息；

所述微通道與所述分析腔連接，用于向所述分析腔中通入所述待檢測的混合氣體，在所述微通道上設置有針對指定氣體的吸附材料，用于在所述混合氣體通入過程中，對混合氣體中的指定氣體進行吸附，減緩該指定氣體通入所述分析腔中的速度。

進一步地，上述混合氣體探測裝置還包括濾光部件，設置在所述光源與所述分析腔之間，用于對所述光源發出的連續光譜的投射光進行濾波，生成窄波段的投射光向所述分析腔照射。

進一步地，所述濾光部件包括多個對應不同波段的單波段濾光鏡頭，所述多個單波段濾光鏡頭設置在可轉動的載物臺上，通過所述載物臺的轉動，依次生成多個窄波段的投射光向所述分析腔照射。

進一步地，在所述分析腔和所述光學傳感芯片之間還設置有透鏡組件，用于將穿過所述分析腔的投射光聚焦到所述光學傳感芯片上。

進一步地，所述光源為紅外光源，所述檢測所述投射光的光譜信息包括：檢測所述投射光的紅外吸收光譜。

進一步地，在所述分析腔還設置有抽氣泵，用于將所述分析腔中的混合氣體向外排出。

進一步地，所述微通道為多個，各個微通道上設置有針對不同指定氣體的吸附材料，通過對多個微通道進行切換，實現對所述混合氣體中的不同氣體成分進行分離。

進一步地，所述光源、分析腔、微通道以及光學傳感芯片為多個，所述多個微通道和多個分析腔以串聯的方式連接在一起，各個微通道上設置有針對不同指定氣體的吸附材料，每個分析腔對應一個光源和光學傳感器芯片。

進一步地，在最后一個分析腔上設置有抽氣泵，用于將各分析腔中的混合氣體向外排出。