光電氣體傳感器及檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體傳感器技術領域，特別是涉及一種光電氣體傳感器及一種包括該光電氣體傳感器的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]近年，隨著對環(huán)境安全的要求日益高漲，各種氣體檢測技術層出不窮，其中紅外光吸收技術以其探測范圍大，精度高，壽命長等優(yōu)良的特性而成為研宄熱點。
[0003]光學式氣體傳感器包括紅外吸收型、光譜吸收型、熒光型、光纖化學材料型等，主要以紅外吸收型氣體分析儀為主，由于不同氣體的紅外吸收峰不同，通過測量和分析紅外吸收峰來檢測氣體。
[0004]光學式氣體傳感器具有高抗振能力和抗污染能力，與計算機相結合，能連續(xù)測試分析氣體，具有自動校正、自動運行的功能，精度高，反應快，同時因為它的結構關系一般造價高，主要應用于石油、采礦、半導體工業(yè)等工礦企業(yè)以及家庭中環(huán)境檢測和控制。在石油、石化、采礦工業(yè)中，硫化氫、一氧化碳、氯氣、甲烷和可燃的碳氫化合物是主要檢測氣體。在半導體工業(yè)中最主要是檢測磷、砷和硅烷。家庭中主要是檢測煤氣和液化氣的泄漏以及是否通風。
[0005]現(xiàn)有技術中的氣體傳感器大多采用激光源和探測器相對位置為直線式的氣室結構，在傳感器的體積受到限制的情況下，光路長度受到限制，待測氣體對光的吸收不夠充分，從而導致氣體傳感器的探測信噪比低、測量精度不高，并且也不利于設備的小型化。
[0006]鑒于此，克服該現(xiàn)有技術所存在的缺陷是本技術領域亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種光電氣體傳感器。
[0008]本發(fā)明采用如下技術方案:
一種光電氣體傳感器，包括:
殼體；
設于所述殼體頂部的蓋板；
用于為待測目標氣體提供吸收容積的氣體吸收池，所述氣體吸收池由殼體和蓋板之間的腔體所構造形成，所述氣體吸收池底部中央開設有多個通氣孔，所述氣體吸收池底部設有兩個透光窗口；
設于所述殼體下方的一個可調諧激光源和一個探測器，其中，所述探測器是接收所述可調諧激光源產(chǎn)生的調制激光束的光學傳感器，所述可調諧激光源的激光束出射口、所述探測器的激光束入射口分別與兩個透光窗口對應設置；
多反射光路結構，包括布設于所述多個通氣孔周邊的多個反光棱鏡，從可調諧激光源發(fā)出的調制激光束經(jīng)所述多個反光棱鏡的多次反射被所述探測器接收。
[0009]一些實施方式中，所述殼體下方分別設有用于固定可調諧激光源的第一安裝部、以及用于固定探測器的第二安裝部。
[0010]一些實施方式中，所述蓋板上設有金屬濾網(wǎng)。
[0011]一些實施方式中，所述氣體吸收池的內壁經(jīng)噴砂和鍍膜處理。
[0012]一些實施方式中，所述多個通氣孔的其中一個內設有用于反饋氣體吸收池內溫度的溫度傳感器。
[0013]一些實施方式中，該傳感器還設有一個電子處理器，用于控制所述可調諧激光源并產(chǎn)生測量信號。
[0014]一些實施方式中，所述可調諧激光源為激光器芯片。
[0015]本發(fā)明進一步要解決的技術問題是提供一種光電氣體檢測裝置，該裝置包括上述的光電氣體傳感器。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的光電氣體傳感器將激光源和探測器分別設于氣體吸收池的一方，可調諧激光源發(fā)出的調制激光束經(jīng)光路結構中多個反光棱鏡的多次反射被所述探測器接收，大大減小了傳感器的體積；并且通過光路結構增加了光程，有利于提高探測信噪比以及測量精度；本發(fā)明的傳感器可調諧激光源和探測器安裝方便，易于更換。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種光電氣體傳感器的立體結構示意圖；
圖2是圖1所示光電氣體傳感器的主視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]首先，需要說明的是，以下將以示例的方式對集成式格柵結構的具體結構及特點進行說明，不應將其理解為對本發(fā)明形成的任何限制。其次，在下列具體實施例中所提及(具體描述或隱含公開)的任何一個技術特征，以及被直接顯示或隱含在各個附圖中的任意一個技術特征，仍然可以在這些技術特征(或其等同物)之間繼續(xù)進行任意組合或刪減，從而獲得可能未在本發(fā)明中直接提及的更多其他實施例。
[0020]請參閱圖1至圖2所示，通過這些附圖以舉例的方式示意性的示出了光電氣體檢測裝置一個實施例的基本結構。如上述附圖所示，在這個給出的實施例中，該光電氣體檢測裝置包括:殼體11、蓋板12、氣體吸收池、可調諧激光源141、探測器142以及光路結構，下面對這些組成部分進行詳細的說明。
[0021]蓋板12設于殼體11的頂部；氣體吸收池由殼體11和蓋板12之間的腔體所構造形成，用于為待測目標氣體提供吸收容積，另外，氣體吸收池底部中央開設有多個通氣孔131，氣體吸收池底部設有兩個透光窗口(圖未示)。
[0022]可調諧激光源141和一個探測器142，可調諧激光源141產(chǎn)生調制激光束，探測器142是接收該調制激光束的光學傳感器?？烧{諧激光源141的激光束出射口、探測器142的激光束入射口分別與兩個透光窗口對應設置。多反射光路結構包括布設于多個通氣孔131周邊的多個反光棱鏡15，從可調諧激光源141發(fā)出的調制激光束經(jīng)所述多個反光棱鏡15的多次反射被探測器142接收。
[0023]與現(xiàn)有技術中采用的激光源和探測器相對位置為直線式的氣室結構不同，本發(fā)明的光電氣體傳感器將激光源與探測器封裝在一體化光收發(fā)器件內，并將將激光源和探測器分別設于氣體吸收池的一方，并通過光路結構將從激光源出射的激光耦合至探測器內，在傳感器的體積受到限制的情況下，增加了光路長度，待測氣體對光的吸收充分，提高了光電氣體傳感器的探測信噪比和測量精度，并且有利于設備的小型化；另外，傳感器中可調諧激光源和探測器安裝方便，易于更換。
[0024]請繼續(xù)參閱圖1所示，在一個優(yōu)選的實施方式中，殼體11下方分別設有第一安裝部1101和第二安裝部1102，第一安裝部1101用于固定可調諧激光源141，第二安裝部1102用于固定探測器142。
[0025]本實施例的光路結構中的多個反光棱鏡15外表面鍍有反射膜，可以實現(xiàn)反射棱鏡的功能，具體排列方式只需滿足使從可調諧激光源141發(fā)出的調制激光束經(jīng)多次反射最終被探測器142接收即可。本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的精神也可以對反光棱鏡15的數(shù)量和位置進行調整，從而實現(xiàn)不同的光路長度不同的氣體吸收光程。
[0026]另外，蓋板12上設有金屬濾網(wǎng)(圖未示)，用來防止灰塵等污染氣體吸收池內部，進一步地，氣體吸收池的內壁經(jīng)噴砂和鍍膜處理，用來防止內壁對光的反射并起到防腐蝕的作用。
[0027]多個通氣孔131的其中一個內設有用于反饋氣體吸收池內溫度的溫度傳感器132，反饋氣體吸收池中的溫度，當溫度出現(xiàn)波動時及時實現(xiàn)環(huán)境溫度補償，達到進一步提高測量精度的目的。
[0028]另外，本發(fā)明的光電氣體傳感器還設有一個電子處理器，用于控制所述可調諧激光源并產(chǎn)生測量信號；可調諧激光源141可以是各類半導體激光器芯片。
[0029]本發(fā)明實施例還提供了一種光電氣體檢測裝置，包括上述實施例的光電氣體傳感器。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種光電氣體傳感器，其特征在于，該傳感裝置包括: 殼體； 設于所述殼體頂部的蓋板； 用于為待測目標氣體提供吸收容積的氣體吸收池，所述氣體吸收池由殼體和蓋板之間的腔體所構造形成，所述氣體吸收池底部中央開設有多個通氣孔，所述氣體吸收池底部設有兩個透光窗口； 設于所述殼體下方的一個可調諧激光源和一個探測器，其中，所述探測器是接收所述可調諧激光源產(chǎn)生的調制激光束的光學傳感器，所述可調諧激光源的激光束出射口、所述探測器的激光束入射口分別與兩個透光窗口對應設置； 多反射光路結構，包括布設于所述多個通氣孔周邊的多個反光棱鏡，從可調諧激光源發(fā)出的調制激光束經(jīng)所述多個反光棱鏡的多次反射被所述探測器接收。
2.根據(jù)權利要求1所述的光電氣體傳感裝置，其特征在于，所述殼體下方分別設有用于固定可調諧激光源的第一安裝部、以及用于固定探測器的第二安裝部。
3.根據(jù)權利要求1所述的光電氣體傳感裝置，其特征在于，所述蓋板上設有金屬濾網(wǎng)。
4.根據(jù)權利要求1所述的光電氣體傳感裝置，其特征在于，所述氣體吸收池的內壁經(jīng)噴砂和鍍膜處理。
5.根據(jù)權利要求1所述的光電氣體傳感裝置，其特征在于，所述多個通氣孔的其中一個內設有用于反饋氣體吸收池內溫度的溫度傳感器。
6.根據(jù)權利要求1所述的光電氣體傳感裝置，其特征在于，還設有一個電子處理器，用于控制所述可調諧激光源并產(chǎn)生測量信號。
7.根據(jù)權利要求1所述的光電氣體傳感裝置，其特征在于，所述可調諧激光源為激光器芯片。
8.一種光電氣體檢測裝置，其特征在于，包括權利要求1至7任一項所述的光電氣體傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣體傳感器技術領域，特別是涉及一種光電氣體傳感器及一種包括該光電氣體傳感器的檢測裝置。其中，該光電氣體檢測裝置包括：殼體、蓋板、氣體吸收池、可調諧激光源、探測器以及光路結構。本發(fā)明的光電氣體傳感器將激光源和探測器分別設于氣體吸收池的一方，可調諧激光源發(fā)出的調制激光束經(jīng)光路結構中多個反光棱鏡的多次反射被所述探測器接收，大大減小了傳感器的體積；并且通過光路結構增加了光程，有利于提高探測信噪比以及測量精度；本發(fā)明的傳感器可調諧激光源和探測器安裝方便，易于更換。
【IPC分類】G01N21-39
【公開號】CN104568830
【申請?zhí)枴緾N201410787609
【發(fā)明人】鄭光輝, 張紹榮
【申請人】武漢六九傳感科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月18日