专利名称：一种红外气体传感器的制作方法
技术领域：
一种红外气体传感器技术领域[0001]本实用新型涉及测量领域，尤其涉及一种红外气体传感器。
背景技术：
[0002]近几年，随着人们对红外气体传感器的重视，红外气体传感器的技术越来越完善。 红外气体传感器具有测量精度高、抗干扰能力强、可靠性高、抗中毒、寿命长等特点。目前普遍使用的红外探测器主要是热释电探测器和热电堆探测器，这两种探测器的响应率都会随着环境温度发生变化，探测器在高温时的信号强度降低，测量精度下降，低温时信号强度过强以至于溢出，即收集到的数据超出产品所能承受的阈值范围时，发生数据的丢失，从而无法测量气体浓度。[0003]由于目前使用的红外气体探测器的响应率会随着环境温度的变化而变化，这就导致探测器在高温或者低温时，不能精确测量气体浓度或不能测量气体浓度。实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种红外气体传感器，以解决现有技术中温度对红外传感器的测量精度的影响，其具体方案如下[0005]—种红外气体传感器,包括[0006]产生宽带脉冲红外光的红外光源；[0007]检测环境温度信号，并接收所述红外光源发出的红外光，通过所述红外光获得红外光信号，并发送所述红外光信号以及环境温度信号的测量模块；[0008]与红外光源相连的，接收所述红外光信号以及环境温度信号，确定与所述环境温度信号对应的预设标准红外光信号强度，并将所述测得的红外光信号强度与所述预设标准红外光信号强度进行比较，根据比较结果对所述红外光源的开关频率进行调制，利用调制后的红外光源发出的红外光，检测气体浓度信号的微处理器。[0009]进一步的,所述测量模块包括[0010]当所述红外光源发出红外光后，光线通过的所述测量气室；[0011]所述红外光经过所述测量气室，获得红外光信号，并将检测到的所述红外光信号发送的红外气体探测器；[0012]测量环境温度，并将检测到的所述环境温度信号发送的测温电路。[0013]进一步的，还包括与所述测量模块以及微处理器相连的信号处理模块，所述信号处理模块接收所述测量模块发送的红外光信号和环境温度信号，并对所接收到的信号进行处理，发送处理后的信号至所述微处理器。[0014]进一步的，所述信号处理模块包括[0015]接收所述测量模块发出的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行放大处理，并发送的信号放大电路；[0016]与所述信号放大电路相连的，接收所述信号放大电路处理后的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行滤波处理，并发送的滤波电路；[0017]与所述滤波电路相连的，接收所述滤波电路处理后的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行AD转换，并将处理后的信号发送给所述微处理器的AD转换电路。[0018]进一步的，所述微处理器包括[0019]接收所述信号处理模块处理之后的环境温度信号和红外光信号，并发送的信号接收模块；[0020]与所述信号接收模块相连的，接收所述环境温度信号后，将将所述该环境温度下预设的红外光信号强度与测得的红外光信号进行比较，将比较结果发送的分析模块；[0021]与所述分析模块相连，接收所述分析模块发送的信息，并根据所述比较结果调节所述红外光源的开关频率，使所述红外气体探测器测得的红外光信号在不溢出的前提下最大的调节模块。[0022]从上述方案可以看出，本实用新型公开的红外气体传感器，通过增加测温电路来测量环境温度，微处理器·获得环境温度信号后，根据该环境温度的预设标准红外光信号强度与测得的红外光信号强度进行比较，根据比较结果自动调制光源开关频率，从而改变红外气体探测器的响应率来改变信号强弱，使得低温时的信号不至于过强溢出而无法测量浓度，高温时的信号不至于太弱而导致测量精度下降。因此，解决了现有技术中环境温度影响红外气体传感器的响应率的问题，使红外气体传感器不随温度变化而影响探测器的信号强度，使探测到的气体浓度更精确。
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0024]图I为本实用新型实施例公开的一种红外气体传感器的基本结构图；[0025]图2为本实用新型实施例公开的一种测量模块的基本结构图；[0026]图3为本实用新型实施例公开的一种信号处理模块的基本结构图；[0027]图4为本实用新型实施例公开的一种红外气体传感器的基本结构图；[0028]图5为本实用新型实施例公开的一种微处理器的基本结构图；[0029]图6为本实用新型实施例公开的一种微处理器的基本工作流程图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0031]本实用新型公开的一种红外气体传感器，其基本结构如图I所示，包括[0032]红外光源11，与所述红外光源11相邻的测量模块12，以及与所述红外光源11相连的微处理器13。[0033]所述红外光源11产生宽带脉冲的红外光，所述测量模块12检测环境温度信号，检测红外光信号，并发送所述红外光信号以及环境温度信号至所述微处理器13，所述微处理器13接收所述信号，获得所述环境温度信号后，将该环境温度的预设标准红外光信号强度与所述测得的红外光信号强度进行比较，根据比较结果对所述红外光源11的开关频率进行调制，并根据调制后的红外光测得气体浓度信号。[0034]本实施例中测量模块除检测气室内红外光信号外，还对环境温度信号进行检测， 所述微处理器获得环境温度信号后，并将该环境温度的预设标准红外光信号与测得的红外光信号进行比较，根据比较结果调制红外光源的开关频率，从而降低了环境温度对测量模块的影响，进而提高了测量精度。[0035]本实用新型公开的一种红外气体传感器中的测量模块，其基本结构如图2所示， 包括测量气室21，与所述测量气室21相连的红外气体探测器22，测温电路23。[0036]所述红外光源发出的红外光，经由测量气室21后，入射到所述红外气体探测器22 上，所述红外气体探测器22进行红外光信号的检测，所述测温电路23对环境温度进行检测，所述红外气体探测器22和所述测温电路23分别将所检测到的红外光信号和环境温度信号发送。[0037]在本实施例中，在测量模块内分出测量气室、红外气体探测器以及测温电路。其中，红外气体探测器测量红外光信号，测温电路测量环境温度信号，较现有技术增加了测温电路，微处理器获得环境温度信号，并将该温度的预设标准红外光信号强度与测得的红外光信号强度进行比较，根据比较结果对红外光源进行调节，从而降低了红外气体探测器由于环境变化造成的影响，进而使红外气体探测器在不同温度下的测量精度变高。[0038]本实施例并不限定于上述所述测量模块包括的测量气室、与所述测量气室相连的红外气体传感器以及测温电路的装置，包括实现气体浓度检测和环境温度测量的所有装置。所述测温电路还可以用温度传感器代替。进一步的，所述红外气体传感器可以为热释电探测器，也可以为热电堆探测器。[0039]本实施例公开了一种红外气体传感器中信号处理模块的基本结构，如图3所不， 包括[0040]信号放大电路31，与所述信号放大电路31相连的滤波电路32，与所述滤波电路32 相连的AD转换电路33。[0041]所述信号放大电路31接收所述测量模块发出的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行放大处理，并发送给所述滤波电路32，所述滤波电路32接收所述信号放大电路31处理后的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收的信号进行滤波处理，并发送给所述AD转换电路33，所述AD转换电路33接收所述滤波电路32处理后的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行AD转换，并将处理后的信号发送给所述微处理器。[0042]进一步的，本实施例中所述信号处理模块运用到一种红外气体传感器中，其基本结构如图4所示。[0043]本实施例将所述信号处理模块进一步细化，分为信号放大电路、滤波电路以及AD 转换电路，对要进入微处理器的信号进行处理，提高了探测器的精度。进一步的，在图4所5公开的实施例中，将测量模块进一步细化，由于测温电路测得的环境温度信号，微处理器获 得环境温度信号，并根据该环境温度的预设标准红外光信号强度与测得的红外光信号强度 的比较结果，进行红外光源的频率调制，使红外气体探测器受环境温度的影响减小，增加了 传感器在不同温度下的稳定性。本实施例公开了一种红外气体传感器中微处理器的内部结构，如图5所示，包括 信号接收模块51，与所述信号接收模块51相连的分析模块52，与所述分析模块52相连的 调节模块53。所述微处理器的基本工作流程如图6所示，包括步骤S61、所述信号接收模块51接收所述信号处理模块处理之后的红外光信号和 环境温度信号，并发送给所述分析模块52 ；步骤S62、所述分析模块52接收所述信号接收模块51发送的红外光信号和环境温
度信号；步骤S63、所述分析模块52比较该环境温度下预设的红外光信号与测得的红外光
信号;步骤S64、所述分析模块52生成比较结果；步骤S65、所述分析模块52将所述比较结果发送给所述调节模块53 ；步骤S66、所述调节模块53根据所述比较结果调节所述红外光源的开关频率，使 所述红外气体探测器测得的红外光信号在不溢出的前提下最大。当所述分析模块判断所述该环境温度的预设标准红外光信号强度与测得的红外 光信号强度不符合比较结果时，所述调节模块对红外光源的开关频率不进行操作。本实施例中所述比较结果包括所述测量模块检测到的红外光信号强度低于所述 预设标准红外光信号强度，所述调节模块对所述红外光源的开关频率进行升高调节，直至 所述红外气体探测器测得的红外光信号在不溢出的前提下最大；所述测量模块检测到的红 外光信号强度高于所述预设标准红外光信号强度且所述红外光信号溢出，所述调节模块对 所述红外光源的开关频率进行降低调节，直至所述红外气体探测器测得的红外光信号在不 溢出的前提下最大。本实施例公开的所述比较结果包括上述比较结果的任意一种或者全部。只要红外 光信号符合其中的任意一种情况，即表示符合所述比较结果。本实施例根据所述微处理器的基本结构将所述红外气体传感器的基本操作流程 描述出来，微处理器获得环境温度后，根据该环境温度的预设标准红外光信号强度与测得 的红外光信号强度进行比较时的各种情况出现后的解决方法进行了详细的描述，增加了所 述红外气体传感器在不同温度下所述红外气体探测器的精度，减少了温度对所述红外气体 探测器的影响，同时，增加了所述红外气体传感器在不同温度下的稳定性。本实施例并不限定于上述调节模块调节红外光源的开关频率，使红外光信号强度 在不溢出的前提下最大，也可以是调节模块调节红外光源的开关频率，使其保持在一个保 证红外气体探测器可以正常工作的范围。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置 而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。[0058]专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
权利要求1.一种红外气体传感器，其特征在于，包括产生宽带脉冲红外光的红外光源；检测环境温度信号，并接收所述红外光源发出的红外光，通过所述红外光获得红外光信号，并发送所述红外光信号以及环境温度信号的测量模块；与红外光源相连的，接收所述红外光信号以及环境温度信号，确定与所述环境温度信号对应的预设标准红外光信号强度，并将所述测得的红外光信号强度与所述预设标准红外光信号强度进行比较，根据比较结果对所述红外光源的开关频率进行调制，利用调制后的红外光源发出的红外光，检测气体浓度信号的微处理器。
2.根据权利要求I所述的红外气体传感器，其特征在于，所述测量模块包括当所述红外光源发出红外光后，光线通过的所述测量气室；所述红外光经过所述测量气室，获得红外光信号，并将检测到的所述红外光信号发送的红外气体探测器；测量环境温度，并将检测到的所述环境温度信号发送的测温电路。
3.根据权利要求I所述的红外气体传感器，其特征在于，还包括与所述测量模块以及微处理器相连的信号处理模块，所述信号处理模块接收所述测量模块发送的红外光信号和环境温度信号，并对所接收到的信号进行处理，发送处理后的信号至所述微处理器。
4.根据权利要求I所述的红外气体传感器，其特征在于，所述信号处理模块包括接收所述测量模块发出的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行放大处理，并发送的信号放大电路；与所述信号放大电路相连的，接收所述信号放大电路处理后的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行滤波处理，并发送的滤波电路；与所述滤波电路相连的，接收所述滤波电路处理后的所述红外光信号和环境温度信号，对所接收到的信号进行AD转换，并将处理后的信号发送给所述微处理器的AD转换电路。
5.根据权利要求I所述的红外气体传感器，其特征在于，所述微处理器包括接收所述信号处理模块处理之后的环境温度信号和红外光信号，并发送的信号接收模块；与所述信号接收模块相连的，接收所述环境温度信号后，将将所述该环境温度下预设的红外光信号强度与测得的红外光信号进行比较，将比较结果发送的分析模块；与所述分析模块相连，接收所述分析模块发送的信息，并根据所述比较结果调节所述红外光源的开关频率，使所述红外气体探测器测得的红外光信号在不溢出的前提下最大的调节模块。
专利摘要本实用新型公开了一种红外气体传感器，包括红外光源，测量模块以及与所述红外光源相连的微处理器。所述红外光源产生宽带脉冲红外光，测量模块接收红外光，检测红外光信号以及环境温度信号，并发送给所述微处理器，所述微处理器接收环境温度信号后，将该环境温度下预设的红外光信号与测得的所述红外光信号进行比较，根据比较结果对所述红外光源的开关频率进行调制，根据调制后的红外光源发出的红外光获得气体浓度信号。上述红外气体传感器，增加了测量环境温度信号的过程，通过红外光信号的变化，调制红外光源的开关频率，从而降低环境温度对测量模块的影响，提供测量精度。
文档编号G01N21/17GK202735241SQ20122037614
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者祁泽刚, 任志雷, 王书潜, 连金峰, 赵云祥 申请人:河南汉威电子股份有限公司