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原文传递一种非分光型红外气体传感器及其运行方式

专利名称：	一种非分光型红外气体传感器及其运行方式
摘要：	本发明涉及一种非分光型红外气体传感器的气室结构，其包括气腔壳及分别与其两端相连的发射端、接收端；气腔壳的侧壁上设置进气孔和出气孔；发射端设置红外光源及位于其前端的机械斩波装置；接收端设置高频响应红外探测器。本发明还涉及一种非分光型红外气体传感器及其运行方式，该传感器包括上述气室结构、通过气管分别与气室结构连接的进气接口和出气接口、通过电缆分别与气室发射端和接收端相连的主控板以及与主控板相连的报警器、显示器和气体浓度输出接口。本发明采用机械调制红外光源及高频响应热释电探测器，在技术装置上总体采用模块化设计，其气室结构采用普通的直气室结构，生产工艺难度较小而且抗恶劣环境影响的能力较强。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海大学
发明人：	吕重谦;唐量;吴明红;袁若婧;李东泽;倪圆亮;王娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910177302.9
公开号：	CN109799206A
代理机构：	上海申新律师事务所
代理人：	俞涤炯
分类号：	G01N21/3504(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	201900 上海市宝山区上大路99号
主权项：	1.一种非分光型红外气体传感器的气室结构，其特征在于，包括发射端、气腔壳和接收端，所述发射端与气腔壳的一端相连，所述接收端与气腔壳的另一端相连；所述气腔壳的侧壁上设置进气孔和出气孔；其中，所述发射端设置红外光源，在所述红外光源的前端安装机械斩波装置。 2.根据权利要求1所述的气室结构，其特征在于，所述接收端设置高频响应红外探测器；所述红外光源选用宽光谱光源，所述高频响应红外探测器选用薄膜型热释电探测器。 3.根据权利要求1所述的气室结构，其特征在于，所述气腔壳为中空圆柱体结构或具有椭球形状气室内壁的椭球形状气室结构，其由金属铝材料加工而成；所述进气孔靠近发射端一侧，所述出气孔靠近接收端一侧。 4.一种具有权利要求1～3中任一项所述的气室结构的非分光型红外气体传感器，其特征在于，还包括：进气接口、出气接口、主控板、报警器、显示器、气体浓度输出接口；所述进气接口和出气接口通过气管分别与气腔壳上的进气孔和出气孔连接；所述主控板通过电缆分别与气室的发射端和接收端相连；所述报警器、显示器、气体浓度输出接口分别与主控板电连接。 5.根据权利要求4所述的非分光型红外气体传感器，其特征在于，所述主控板、气室结构均安装至外壳内部，所述显示器、报警器均安装至外壳前盖上；所述气体浓度输出接口包括模拟接口和数字接口，其与外壳前后盖相连。 6.根据权利要求4所述的非分光型红外气体传感器，其特征在于，所述主控板内设置单片机或数字信号处理器；所述报警器为声光报警器，所述显示器为LCD显示器。 7.一种上述非分光型红外气体传感器的运行方式，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)接入系统电源，主控板对发射端的光源驱动电路供电，以驱动宽光谱光源驱动电路工作，输出直流的宽光谱光能；步骤2)所述直流的宽光谱光能经机械斩波装置处理后变成交变光能，并辐射出光子能量；步骤3)所述接收端的红外探测器接收到光子能量后，将光能转换为电压信号；步骤4)将所述电压信号经放大后输入到主控板进行处理，以计算气体浓度，并获得浓度数据；步骤5)测得的浓度数据通过主控板显示于显示器，并可通过与主控板相连的气体浓度输出接口传送给关联设备，同时主控板根据测得的浓度数据确定是否驱动报警器。 8.根据权利要求7所述的运行方式，其特征在于，所述宽光谱光能的光谱范围为2um-15um，所述交变光能的频率为10Hz-100Hz。 9.根据权利要求7所述的运行方式，其特征在于，所述主控板对电压信号的处理如下：所述接收端的光谱传感器输出的满量程的信号被放大到ADC转换器的全量程电压后，直接进入单片机或数字信号处理器，由单片机或数字信号处理器根据数学模型和预先测定的参数进行浓度的计算，进而得到浓度数据。 10.根据权利要求7所述的运行方式，其特征在于，所述驱动报警器的步骤如下：若所测得的浓度值等于或大于预先设定的、已存储于主控板单片机中的报警域值，主控板则驱动报警器报警；若所测得的浓度值小于预先设定的、已存储于主控板单片机中的报警域值，主控板则不驱动报警器报警。
所属类别：	发明专利