[发明专利]小型长光程红外气体传感器模块

权利要求书

1.一种小型长光程红外气体传感器模块，其特征在于包括红外光源(2)、热电堆探测器(6)、光学腔体/气室、红外光源电源引线第一连接板(1)、探测器信号引线第二连接板(8)、主电路板(7)，所述的光学腔体/气室包括光学腔体上盖(3)和光学腔体下盖(5)两部分，光学腔体上盖左端设置左台阶孔(13)用于安装红外光源(2)；光学腔体上盖左侧面和底面左半部分构成的半抛物面(12)用于红外光源发出红外光的准直反射，左台阶孔(13)的右侧设置挡板(21)用于防止红外光源发出的散射光直接照射到热电堆探测器(6)的表面，上盖顶端设置反射柱面，腔体上盖底端设置反射柱面，腔体上盖底面右半部分设置斜面(16)用于将红外光反射到热电堆探测器表面；左台阶孔(13)后端设置第一电路板安装槽(10)，右台阶孔(15)后端设置第二电路板安装槽(11)；主电路板(7)通过第一连接板(1)将电源和调制信号接入红外光源(2)；热电堆探测器(6)通过第二连接板(8)将检测信号送入主电路板(7)，主电路板(7)实现检测信号滤波放大、等周期采样、处理和输出；红外光源(2)发出的红外光经半抛物柱面准直后经多次柱面汇聚反射及1次斜面汇聚反射后到达红外探测器(6)表面，在小面积内完成多次反射达到了长光程，进而实现了高分辨率红外气体传感器的小型化。

2.按权利要求1所述的模块，其特征在于所述的光学腔体上盖底平面呈光学通道外设置台阶或通气孔(17)，表面贴有防水透气膜(9)。

3.按权利要求1所述的模块，其特征在于所述的光学腔体上盖右侧面为平面，设置备用透气孔(20)。

4.按权利要求3所述的模块，其特征在于备用透气孔(20)，结合堵头(4)实现扩散式或泵吸式气体交换的转换。

5.按权利要求1所述的模块，其特征在于在光学腔体上盖的左侧面、右侧面和前侧面底端设置凸台(25)用于腔体上下盖咬合后的锁紧；光学腔体下盖的上表面设置环形(23)槽用于腔体上盖的嵌入，光学腔体下盖左侧面、右侧面、底端设置装配孔(24)，用于腔体上下盖的装配。

6.按权利要求1或5所所述的模块，其特征在于光学腔体下盖底面设置4个圆柱(22)用于腔体的支撑。

7.按权利要求1所述的模块，其特征在于：

①后左柱面(18)用于红外光的第一次汇聚反射；

②前柱面(14)用于红外光的第二次汇聚反射；

③后右柱面(19)用于红外光的第三次汇聚反射；

④前柱面、后左柱面和右柱面均为抛物柱面。

8.按权利要求1所述的模块，其特征在于红外光源(2)发出的光经半抛物面(12)汇聚后照射到后左柱面(18)上，经后左柱面(18)反射后到达前柱面(14)，再经前柱面(14)反射后到达后右柱面(19)，经后右柱面(19)反射及上盖底面汇聚后到达红外探测器(6)表面，在光学腔体/气室内部经3次柱面汇聚反射形成“M”型。

9.按权利要求8所述的模块，其特征在于前柱面有m个且m≥1；后左或后右柱面有m-1个且m＞1，形成多个M型反射。

10.按权利要求1所述的模块，其特征在于：

①所述的光学腔体可以采用但不仅限于黄铜材料表面镀金；

②所述的红外光源2可以采用但不仅限于PerkinElmer公司的IRL715；

③所述的热电堆探测器6可以为但不仅限于PerkinElmer公司TPS2534系列热电堆探测器。