[发明专利]一种微型远红外气体浓度监测方法及装置

摘要

本发明提供一种微型远红外气体浓度监测方法及装置，该装置采用双波长红外监测原理，辅以合理的微型结构设计，形成一个微型无焦点多次反射气室，在气室内壁镀金反射膜，增加红外光的反射，使得在微小的空间里红外探测器能够获得足够的信息以反映被测气体的浓度。通过加入光阑和窗口片对远红外光源进行汇聚，得到测量所需的远红外光。采用过滤网加防水透气膜的结构进行过滤、防水保护，在保证监测精度的同时，亦能对气室及光学元件进行保护。装置提供数据输出引脚和报警输出引脚，对外输出气体浓度数字信号和开路集电极报警信号，能适应危险场所气体浓度报警的需求。

主权项

一种微型远红外气体浓度监测装置，其特征在于：由防水透气膜（1），外壳（2），过滤网（3），气室壁Ⅰ（4），气室壁Ⅱ（5），气室壁Ⅲ（6），内衬（7），电路板Ⅰ（8），电路板Ⅱ（9），6个电路引脚（10），远红外光源（11），双通道红外探测器（12）组成一个整体，其构造是：防水透气膜（1）紧贴在外壳（2）上，过滤网（3），气室壁Ⅰ（4），气室壁Ⅱ（5），气室壁Ⅲ（6），内衬（7），电路板Ⅰ（8），电路板Ⅱ（9），依次装入外壳之内并粘接牢固，6个电路引脚（10）焊接在电路板Ⅱ（9）上，并伸出以便于与外部的电连接，远红外光源（11）和双通道红外探测器（12）装在电路板Ⅰ（8）上，电路板Ⅰ（8）和电路板Ⅱ（9）之间的空隙灌注密封胶形成密封层（14），底部使用盖板（15）封住；远红外光源（11）其上设置有光阑（16）和窗口片（17），通过粘接进行固定和密封，红外光通过窗口片（17）从光阑（16）上的开孔中通过射入气室；远红外光源（11）和双通道红外探测器（12）通过内衬（7）隔离，并通过气室壁Ⅲ（6）上的参比透光孔（20）、测量透光孔（21）和光源孔（22）发出或接收红外光，双通道红外探测器（12）前面设置有参比滤光片（18）和测量滤光片（19），所述的参比滤光片（18）和测量滤光片（19）均为窄带干涉滤光片，可通过选择不同波长的滤光片对不同的气体进行测量；气室壁Ⅰ（4）、气室壁Ⅱ（5）和气室壁Ⅲ（6）形成一个无焦点多次反射气室（24），气室壁Ⅰ（4）形成气室的顶面，其上有进气孔（23）允许气体进入气室，气室壁Ⅱ（5）形成气室的侧壁并提供气室空间，气室壁Ⅲ（6）形成气室的底面和提供红外光进入和射出气室的孔，气室内壁面全部镀金反射膜以增加反射率，远红外光源（11）发出的远红外光通过气室壁Ⅲ（6）上的光源孔（22）进入无焦点多次反射气室（24）内，双通道红外探测器（12）的参比滤光片（18）和测量滤光片（19）的前面分别有参比透光孔（20）和测量透光孔（21）形成参比通道和测量通道；电路板Ⅰ（8）和电路板Ⅱ（9）上包括信号放大滤波、A/D转换、数据处理、光源驱动等功能电路，电路板Ⅰ（8）还包含一个温度探测器，两块电路板之间通过电子连接件（13）相互联系，装置配备6个电路引脚（10）焊接在电路板Ⅱ（9）并伸出，分别为Vd、GND、TX、RX、OC1、OC2，Vd、GND是提供电源接入的引脚，TX、RX为发送和接收数字信号的引脚，能够对外输出被测气体浓度的数值和写入温度补偿和零点修正等参数，OC1、OC2为开路集电极输出的引脚，分别提供气体浓度的预报警和报警信号，预报警值和报警值可以 在连接TX、RX引脚后根据实际使用需求写入。