[发明专利]一种用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器

权利要求书

1.一种用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器，其特征在于，包括敏感探头、信号调理电路和控制电路；

所述敏感探头包括检测气室（5）、安装在检测气室（5）一端的红外光源（1）、设置在红外光源（1）发射端的聚光片（2）、M个滤光片阵列、红外探测器阵列和旋转盘（8），所述检测气室（5）上设有进气口（3）和出气口（12），所述旋转盘（8）上设有多个标识符（14），每个所述标识符（14）内置不同阻值的电阻，当所述旋转盘（8）转动至设定的标识符（14）时，所述旋转盘（8）上的旋转盘引线（13）接入到单片机中；

所述检测气室（5）包括框架（4）和安装在框架（4）内壁面的反射镜（9），所述滤光片阵列、红外探测器阵列和旋转盘（8）依次设置在红外光源（1）出射端的框架（4）上；所述滤光片阵列包括三条滤光片阵列，每条阵列设有四个滤光片，且每个滤光片的长度和滤光片间间隔的长度相等，使得反射到滤光片上的再反射后刚好到达下一个滤光片，每个间隔段都用支架连接着，每条阵列均以其中心点为交叉点，每条阵列的夹角为60°；

每条滤光片阵列中三个滤光片为探测滤光片，另一个为对比滤光片，即探测滤光片通过对应的三种气体的一个红外吸收峰，对比滤光片通过一个波段的红外光，此红外光不被气体所吸收；

所述红外探测器阵列包括四个红外探测器（6），将四个探测器固定在气室上部框架（4）上，每个探测器正对一个滤光片（10）；所述支架（11）的中心设有支柱，所述支柱的顶端与旋转盘（8）相连接；

所述信号调理电路包括信号放大器、与信号放大器输出端相连接的信号滤波器和信号滤波器输出端相连接的功率放大器，所述信号放大器的输入端与红外探测器（6）的输出端相连接；

所述控制电路包括与功率放大器输出端相连接的AD转换器、与AD转换器输出端相连接的信号隔离器和单片机；

所述旋转盘（8）的输出端和信号隔离器的输出端均与单片机的输入端相连接；

三个所述滤光片阵列安装在圆盘上，所述圆盘正对检测气室（5）的一面为反射面。

2.根据权利要求1所述的用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器，其特征在于，转动所述旋转盘（8），当所述标识符（14）上箭头方向与框架（4）上对准标志符（15）对齐时，每个所述红外探测器（6）正对一个滤光片（10）。

3.根据权利要求1所述的用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器，其特征在于，所述红外光源（1）具体采用的是LED红外光源，其波长范围为1~20μm。

4.根据权利要求1所述的用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器，其特征在于，所述聚光片（2）具体采用的是光学玻璃LED聚光透镜，用于将红外光源（1）发出的红外光汇聚成一束平行光。

5.根据权利要求1所述的用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器，其特征在于，所述滤光片（10）具体采用的是带通滤光片；所述红外探测器（6）具体采用的是热释电红外传感器。

6.根据权利要求1所述的用于多地区及多气体测量的非分光式红外气体传感器，其特征在于，所述AD转换器采用的是AD7195；所述信号隔离器采用的是ADuM5401数字隔离器；所述单片机采用的是STM32F407。