专利名称：光电式气体感测模块及其装置的制作方法
技术领域：
本创作是有关一种光电式气体感测模块及其装置，尤指一种具有椭球状内表面， 且该椭球状内表面的两焦点上分别设置发射源组件与接收端组件的光电式气体感测模块 及其装置。
背景技术：
为了防止生活中的各种有毒、可燃性、爆炸性或是窒息性的气体泄漏，而危害人体 甚至造成环境上的伤害，各界已对于能够侦测各种不同气体分子的感测模块投入研究，并 着重于高敏度、低成本、选择性佳、反应快速、高稳定性与再现性等效能。而目前常见的气体 感测模块的类型主要有电化学式、固态电解式、半导体式与光学式等。其中，电化学式气体感测模块是将待测气体溶解于电化学槽的液态电解质中，而 发生氧化还原反应并产生电流或电压的变化，藉此侦测气体。固态电解式气体感测模块是 以固体离子导体作为电解质，再加上阴、阳及材料所组成，主要利用浓淡电池原理，亦即两 电极的气体浓度不同而产生电位差，若其中的一电极的气体浓度为已知，则可使用涅斯特 方程式求得另一电极的气体浓度。半导体式气体感测模块主要是利用金属氧化物作为感测 材料，藉由金属氧化物表面吸附气体的含量多寡所产生的电阻变化，来监测周围的气体浓 度变化。而光学式气体感测模块大部分是采用红外光吸收法来感测。请参阅图1所示，其 为公知光学式气体感测模块，该光学式气体感测模块包含一腔体la、一红外光源2a、一光 谱滤波片3a及一光学传感器4a，该腔体Ia具有两对流孔11a，待测气体由对流孔Ila进入 与排出，并且由红外光源2a所发出具有特定波长范围的红外光，红外光会在腔体Ia内进行 反射与传递，某一特定波长的红外光会穿透光谱滤波片3a而被光学传感器4a所接收。光 学式气体感测模块的原理是利用特定波长范围的红外光被待测气体吸收前后所产生的光 强度变化量，来感测待测气体的种类与浓度。然而，公知光学式气体感测模块的红外光进入 光学传感器的平均入射角较大，并且所接收到的信号较弱。
发明内容本创作主要目的，在于提供一种光电式气体感测模块及其装置，其可使发射源组 件发出的能量经椭球状的腔体内表面上的反射层反射到接收端组件，进而使光电式气体感 测模块及其装置的选择比提高且信号增强。为达上述的目的，本创作提供一种光电式气体感测模块，包括腔体，其具有数个 对流孔，该腔体内部形成容置空间，该容置空间与该对流孔相连通，该腔体内表面为椭球状 且涂设反射层；发射源组件，其设置于该容置空间内；以及一接收端组件，其设置于该容置 空间内；其中，该发射源组件与该接收端组件分别位于椭球状腔体内表面的左右两焦点，该 发射源组件发出的能量经该反射层反射到该接收端组件。本创作另提供一种光电式气体感测装置，包括腔体，其具有数个对流孔与数个扩散孔，该腔体内部形成容置空间，该容置空间分别与该些对流孔和该些扩散孔相连通，该腔 体内表面为椭球状且涂设反射层；发射源组件，其设置于该容置空间内；一接收端组件，其 设置于该容置空间内；电路板组件，其固定于该腔体外缘，该电路板组件电性连接该发射源 组件与该接收端组件；电源组件，其电性连接该电路板组件；以及壳体，其内设置该腔体、 该发射源组件、该接收端组件、该电路板组件与该电源组件；其中，该发射源组件与该接收 端组件分别位于该椭球状腔体内表面的左右两焦点，该发射源组件发出的能量经该反射层 反射到该接收端组件。本创作具有下述有益的效果本创作主要是将发射源组件与接收端组件分别设置于椭球状腔体内表面的两焦 点，并于腔体内表面涂设反射层，使发射源组件发出的能量经反射层反射到接收端组件。藉 此，可使光电式气体感测模块的选择比提高且信号增强。为使能更进一步了解本创作的特征及技术内容，请参阅以下有关本创作的详细说 明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本创作，而非对本创作的保护范围作任何的限 制。
[0011]图1为本创作公知技术的示意图。[0012]图2为本创作光电式气体感测模块的腔体示意图。[0013]图3为本创作光电式气体感测模块的半腔体立体图。[0014]图4为本创作光电式气体感测模块的腔体立体图。[0015]图5为本创作光电式气体感测模块的示意图。[0016]图6为本创作光电式气体感测装置的示意图。[0017]符号说明[0018]Ia腔体Ila对流孔[0019]2a红外光源3a光谱滤波片[0020]4a光学传感器1腔体[0021]11半腔体111接榫[0022]112接合槽12对流孔[0023]13扩散孔14容置空间[0024]2发射源组件21红外线发射器[0025]211红外光3接收端组件[0026]31非色散式光学传感器311侦测组件[0027]4反射层5电路板组件[0028]51第一电路板52第二电路板[0029]53第三电路板6置物空间[0030]7电源组件71电池[0031]72电源插头8壳体[0032]9显示器具体实施方式
请参阅图2至图5，其为本创作的第一实施例，本创作为一种光电式气体感测模 块，包括一腔体1、设置于腔体1内的一发射源组件2以及设置于腔体1内的一接收端组 件3。请参阅图2和图3，该腔体1具有相同结构的两半腔体11，两半腔体11各具有两 接榫111与两接合槽112，接榫111凸设于两半腔体11的相互接合处，而对应于接榫111处 凹设形成接合槽112，两半腔体11以接榫111和接合槽112相互组接形成腔体1，藉此，设 计模具时仅需一模的结构，使成形和脱膜更为容易并且组装方便，使生产成本降低。再者，腔体1于两半腔体11接合处形成数个对流孔12与数个扩散孔13，并且于腔 体1内部形成一容置空间14，该容置空间14分别与对流孔12和扩散孔13相连通。藉此， 待测气体(图略)可经对流孔12或扩散孔13流入容置空间14内。此外，该腔体1内表面 为椭球状。当仅需使用对流孔12时，可将扩散孔13封闭，藉此，待测气体以对流的方式在腔 体1内流动；而当周遭环境适合使用扩散孔13时，可将对流孔12封闭。藉此，待测气体以 扩散的方式在腔体1内流动。因此，光电式气体感测模块可视使用者状况选择对流或扩散 的气体流动方式。此外，亦可将腔体1设计为仅具有对流孔12，或者仅具有扩散孔13，使仅需要其中 一种气体流动方式的使用者更为方便。再者，扩散孔13可形成相互错开的类型(如图4)， 藉以防止气流于腔体1内过度扰动，并且避免外部的杂散热源进入腔体1内。请参阅图5，该发射源组件2与接收端组件3设置于容置空间14内，并且将发射源 组件2与接收端组件3分别设置于椭球状腔体1内表面的左右两焦点，并于腔体1内表面 涂设一反射层4，使发射源组件2发出的能量经反射层4反射到该接收端组件3。其中，发 射源组件2具有一红外线发射器21，接收端组件3具有一非色散式光学传感器31，该非色 散式光学传感器31内具有至少两组感测特定波长范围的侦测组件311，每一侦测组件311 包含一感测芯片(图略)以及相对应于该感测芯片的一光谱滤光片(图略)。其中的一组 侦测组件311作为参考对照用；其余至少一组侦测组件311可接收红外线发射器21所发出 的红外光211，并且可用来侦测在特定波长范围内被待测气体吸收的红外光211强度变化 量。当该些侦测组件311为两组时可侦测一种待测气体，若该些侦测组件311为三组时可 侦测两种待测气体，若该些侦测组件311为四组时可侦测三种待测气体。该光电式气体感测模块可进一步设置一电路板组件5，电路板组件5具有锁固于 腔体1两侧的一第一电路板51、一第二电路板52以及设置于腔体1下方的一第三电路板 53。发射源组件2与接收端组件3分别焊接且电性连接于第一电路板51与第二电路板52 上，并且第三电路板53焊接且电性连接第一电路板51与第二电路板52。腔体1与电路板 组件5之间形成一置物空间6，置物空间6可供设置或摆放各式组件与零件。另，光电式气体感测模块可藉由电路板组件5传送警示信号给使用者，或是与空 调系统相结合，藉此，应用于各种需要侦测气体的环境。请参阅图6，其为本创作的第二实施例，本实施例为一种光电式气体感测装置，其 主要将上述的光电式气体感测模块进一步设置一电源组件7以及一壳体8。该电源组件7电性连接电路板组件5，若需携带时，电源组件可使用电池71提供光电式气体感测装置所需的电能，若仅置放于定点，则可使用电源插头72插设于供电的插座 内，藉以提供光电式气体感测装置所需的电能。此外，该壳体8上设置一显示器9，显示器9 电性连接电路板组件5，藉以提供光电式气体感测装置实时侦测到的气体浓度。〔本创作的创作特征及特点〕本创作光电式气体感测模块及其装置的特点如下(1)本创作将发射源组件2与接收端组件3分别设置于椭球状腔体1内表面的两 焦点，并于腔体1内表面涂设一反射层4，使发射源组件2发出的能量经反射层4反射到接 收端组件3。藉此，可使光电式气体感测模块的选择比提高且信号增强。(2)本创作的腔体1为相同结构的两半腔体11组合而成。藉此，设计模具时仅需 一模的结构，使射出成形更为容易，进而降低生产成本。(3)本创作的腔体1具有对流孔12与扩散孔13。藉此，可视状况选择对流或扩散 的气体流动方式，藉以符合使用者的需求。(4)本创作的扩散孔13可形成错开的类型，藉以防止气流于腔体1内过度扰动，并 且避免腔体1内有外部的杂散热源进入。(5)本创作的电源组件7具有电池71与电源插头72。藉此，可随身携带光电式气 体感测装置，或者将光电式气体感测装置设置于定点。以上所揭露者，仅为本创作较佳实施例而已，自不能以此限定本创作的保护范围， 因此依本创作所做的均等变化或修饰，仍属本创作权利要求所涵盖的范围。
权利要求一种光电式气体感测模块，其特征在于，包括腔体，其具有数个对流孔，该腔体内部形成容置空间，该容置空间与该些对流孔相连通，该腔体内表面为椭球状且涂设反射层；发射源组件，其设置于该容置空间内；以及接收端组件，其设置于该容置空间内；其中，该发射源组件与该接收端组件分别位于该椭球状腔体内表面的左右两焦点，该发射源组件发出的能量经该反射层反射到该接收端组件。
2.根据权利要求1所述的光电式气体感测模块，其特征在于该腔体为相同结构的两 半腔体接合而成。
3.根据权利要求2所述的光电式气体感测模块，其特征在于该两半腔体各具有至少 一接榫以及至少一接合槽，该两半腔体的该接榫与该接合槽相互组接形成该腔体。
4.根据权利要求1所述的光电式气体感测模块，其特征在于该腔体进一步设置数个 扩散孔。
5.根据权利要求1所述的光电式气体感测模块，其特征在于该发射源组件具有一红 外线发射器，该接收端组件具有一非色散式光学传感器，该非色散式光学传感器内具有至 少两组感测特定波长范围的侦测组件，其中的一组为参考对照用的侦测组件。
6.根据权利要求1所述的光电式气体感测模块，其特征在于进一步设置一电路板组 件，该电路板组件固定于该腔体外缘，该电路板组件电性连接该发射源组件与该接收端组 件。
7.根据权利要求6所述的光电式气体感测模块，其特征在于该电路板组件具有一第 一电路板、一第二电路板以及一第三电路板，该腔体两侧分别连接于该第一电路板与该第 二电路板，该发射源组件与该接收端组件分别固定且电性连接于该第一电路板与该第二电 路板，该第三电路板设置于该腔体下方，该第三电路板固定且电性连接该第一电路板与该 第二电路板。
8.一种光电式气体感测装置，其特征在于，包括腔体，其具有数个对流孔与数个扩散孔，该腔体内部形成一容置空间，该容置空间分别 与该些对流孔和该些扩散孔相连通，该腔体内表面为椭球状且涂设反射层；发射源组件，其设置于该容置空间内；接收端组件，其设置于该容置空间内；电路板组件，其固定于该腔体外缘，该电路板组件电性连接该发射源组件与该接收端 组件；电源组件，其电性连接该电路板组件；以及壳体，其内设置该腔体、该发射源组件、该接收端组件、该电路板组件与该电源组件；其中，该发射源组件与该接收端组件分别位于该椭球状腔体内表面的左右两焦点，该 发射源组件发出的能量经该反射层反射到该接收端组件。
9.根据权利要求8所述的光电式气体感测装置，其特征在于该电源组件具有电池和 电源插头。
10.根据权利要求8所述的光电式气体感测装置，其特征在于该壳体上设置显示器， 该显示器电性连接该电路板组件。
专利摘要一种光电式气体感测模块及装置，包括腔体、发射源组件以及接收端组件，腔体具有数个对流孔且内部形成容置空间，该容置空间与对流孔相连通；发射源组件与接收端组件设置于容置空间内。腔体内表面为椭球形状，发射源组件与接收端组件分别位于椭球状腔体内表面的两焦点上；腔体内表面涂设反射层，使发射源组件发出的能量经反射层反射到接收端组件。藉此，可使光电式气体感测模块的选择比提高且信号增强，并且可以降低生产成本。此外，本创作另提供一种光电式气体感测装置。
文档编号G01N21/35GK201681044SQ20102015641
公开日2010年12月22日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者李宗昇 申请人:友丽系统制造股份有限公司;深圳市宝富利科技有限公司