一种红外气体传感器的吸收腔体结构的制作方法

本实用新型属于红外气体传感器领域，具体涉及一种红外气体传感器的吸收腔体结构。

背景技术：

工业矿井生产中瓦斯(主要成分是甲烷) 爆炸事故是安全生产的重大威胁，目前国内煤矿安全监控普遍采用催化燃烧传感器检测瓦斯浓度。催化燃烧传感器具有灵敏度高，线性输出，不易受温湿度影响，价格便宜的优点，但催化元件易受有机硅或硫化物的毒化，灵敏度会无征兆的急剧降低，带来极大的安全隐患。而且传感器长时间工作，零点漂移和灵敏度衰减不可避免，必须每隔一段时间调整零点，利用标准气体进行灵敏度校正，有很高的维护成本。

随着国内安全法律法规不断健全，对甲烷气体的检测提出了更高的要求。红外检测技术具有测量范围宽，精度高，选择性好，不会中毒，使用寿命长，功耗低，便于操作和维护等优点，使用越来越广泛。但由于催化燃烧传感器在气体检测仪表中已经广泛使用，如要实现红外检测技术的升级替代，除了控制成本，必须满足机械尺寸和电气接口的完全兼容。考虑到催化燃烧传感器的利弊所在，现在出现了红外传感器，这种传感器结构简单，开发方便，性能可靠。其设计原理是根据红外光对甲烷气体的吸收性质来研发的。红外甲烷传感器光路检测部分，主要由红外光源，气室和检测器构成。其中红外光源要求辐射的光谱成分稳定，辐射的能量集中在甲烷特征吸收波段范围，时间参数短，体积小，寿命长。考虑到未来的发展与现有技术的缺点，研发出体积小，寿命长，性能稳定，价格便宜的红外传感器是未来的大势所趋。

在红外传感器的研制过程中，红外光路的吸收腔体的研制也是非常重要的，一个性能可靠的吸收腔体，可以做到让整个光路有个很长的光程，同时能量损失也很小，测量传感器的两个通道的接收光强也比较均匀。 目前市场上的吸收腔体类别很多，有各种带有各种反射面的吸收腔体居多。但是或多或少都会带来测量结果不稳定性的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本本实用新型提供了一种红外气体传感器的吸收腔体结构，本实用新型的吸收腔体结构结构简单，光程较长，装配方便。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种红外气体传感器的吸收腔体结构,包括吸收腔体结构本体和吸收腔体结构上盖；所述腔体结构本体内设有光源、传感器和通光圆管；其中，所述通光圆管介于光源和传感器之间；所述通光圆管作为光源和传感器之间的光传导的介质。

优选地，所述通光圆管为圆弧状。

优选地，所述通光圆管的内壁进行镀镍处理，极大的提高了光的反射率也降低了气体的吸附性。

优选地，所述通光圆管和传感器之间设有圆孔，且所述圆孔位于通光圆管中部，这样让整个腔体内部的通气与换气更加均匀，且不会造成太大的能量损失。

优选地，所述吸收腔体结构上盖上设有第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔和第四通气孔；其中，所述第四通气孔与圆孔相对应，所述第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔均匀分布于通光圆管上方。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：本实用新型的吸收腔体结构具有结构简单、装配方便、外形小巧、光程较长等优点。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1为本实用新型传感器安装的拆分结构示意图；

图2是本实用新型吸收腔体结构本体结构示意图；

图3是本实用新型腔体上盖的结构示意图；

附图标记说明：传感器罩体1、钢网2、吸收腔体结构上盖3、吸收腔体结构底座4、传感器5、光源6、传感器电路板7、通光圆管8、第一通气孔9、第一螺钉孔10、第二通气孔11、第三通气孔12、第四通气孔13、第二螺钉孔14。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。

实施例1

一种红外气体传感器的吸收腔体结构，如图1-图3所示，包括吸收腔体结构本体和吸收腔体结构上盖3；所述腔体结构本体内设有光源6、传感器5和通光圆管8；其中，所述通光圆管8作为光源6和传感器5之间的光传导的介质。

所述通光圆管8为圆弧状。

所述通光圆管8的内壁进行镀镍处理，极大的提高了光的反射率也降低了气体的吸附性。

所述通光圆管8和传感器5之间设有圆孔，且所述圆孔位于通光圆管8中部，这样让整个腔体内部的通气与换气更加均匀，且不会造成太大的能量损失。

所述吸收腔体结构上盖3上设有第一通气孔9、第二通气孔11、第三通气孔12和第四通气孔13；其中，所述第四通气孔13与圆孔相对应，所述第一通气孔9、第二通气孔11、第三通气孔12均匀分布于通光圆管8上方。

整个的吸收腔体结构底座4的外径是18.5mm，内部的通光圆管8直径3.6mm，光源6与传感器5的光程长24.5mm。整个吸收腔体结构整体结构简单，布局紧凑，方便加工。传感器5按照如图所示的方向摆放，即传感器5两个通道的连线方向平行于第四通气孔13与第二螺钉孔14的连线方向，这样摆放测量通道跟参考通道的接收光的强度更加均匀，利于提高传感器5的稳定性与灵敏度。区别于市场上的大部分吸收腔体结构，本发明在通光圆管8与传感器5的壁之间开了一个较大的气孔，这样让整个腔体结构内部的通气与换气更加均匀，且不会造成太大的能量损失。

把本吸收腔体结构用在红外传感器上，安装操作如图1所示，根据实际尺寸大小，用CNC加工中心进行精密加工，按照要求做到设计的加工精度与表面光洁度，在吸收腔体结构表面按照设计要求的位置进行开孔；在通光圆管8的内壁进行镀镍处理，增加表面的反射率，相对于镀铝膜，镀镍更利于操作，表面有更好的密度与平滑度。同时也降低了气体的吸附性。光源6在灯丝方向与光线传播方向相同的位置装好，传感器5按照设计的位置与方向装好。最后盖上吸收腔体结构上盖3，通过第一螺钉孔10和第二螺钉孔14上好螺丝。

经过实际应用发现，本吸收腔体结构的光学稳定性与光强都很好，光程也足够长。搭配本吸收腔体及硬件，测量0-100%LEL浓度的甲烷气体，AD采集的量程可达1000左右，通过使用软件算法最小二乘法进行软件拟合，产品采集分辨率可以达到1%，稳定性达到3%。

以上所述，仅是本实用新型较佳的实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。