一种红外气体传感器的制作方法

本申请涉及一种红外气体传感器，属于传感器。

背景技术：

1、ndir非分光红外光谱分析法作为一种重要的气体分析方法，常用于气体的定量分析。红外光照射被测气体，被测气体对特定波长的光具有吸收功能，根据朗伯—比尔吸收定律，在理想情况下，已知光的有效吸收光程与分子在特定波长上的吸收系数，利用被测气体吸收之前的光信号与吸收之后的光信号的比值可计算出被测气体的浓度。应用ndir原理的气体传感器具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好及寿命长的优势，因此红外气体传感器近年来得到快速发展。

2、但是现有的ndir红外气体传感器的缺陷在于无法在测量时保证目标气体的压力和温度，从而无法保障对应不同的压力、不同温度的检测环境下的气体检测精度。

技术实现思路

1、根据本申请的一个方面，提供了一种红外气体传感器，用以解决现有的红外气体传感器无法保障对应不同的压力、不同温度的检测环境下的检测精度的问题。具体方案为：

2、一种红外气体传感器，包括：

3、流量控制模块；输入端连接有待测气体，输入端和输出端分别设置有阀门；

4、控温模块，包括从上到下依次设置的测温单元和换热单元；

5、所述测温单元位于所述流量控制模块与所述换热单元之间，且分别与二者连接，所述测温单元呈环状结构，所述测温单元的内圈与待测气体接触，所述测温单元的外圈设置有弹性膜片；

6、所述换热单元包括换热通道，所述换热通道的输入端与所述测温单元连接，所述换热通道的周侧设置有换热组件，所述换热通道的输出端与检测气室连接；

7、所述换热组件给换热通道提供换热介质，待测气体经过换热通道换热之后，使进入检测气室内的待测气体的温度为设定温度；

8、采集模块，包括用于检测流量控制模块内气体压力的压力采集模块、用于检测输送到测温单元内的待测气体温度的温度采集模块、用于采集弹性膜片形变的形变采集模块；

9、处理分析模块，分别连接所述压力采集模块、温度采集模块以及形变采集模块，所述处理分析模块根据压力采集模块的反馈数据，获取进入流量控制模块内的待测气体的总气体量，使进入检测气室内的待测气体的压力值为预设压力值，所述处理分析模块根据温度采集模块反馈的待测气体的初始温度，以及形变采集模块获取的弹性膜片的产生的形变，获取待测气体与系统设置的预设温度的温差，并根据获取的温差计算出换热组件给出的换热介质的量，从而实现进入检测气室的待测气体的温度为预设温度；

10、控制模块，分别连接处理分析模块、阀门以及换热组件，所述控制模块根据处理分析模块的指令控制阀门的开、断以及换热组件提供给位于换热通道的换热介质的输出量。

11、优选的，所述流量控制模块包括蓄气室；

12、所述蓄气室的输入端设置有开断阀，所述蓄气室的输入端通入有待测气体，所述蓄气室的输出端与所述测温单元的输入端连接，所述蓄气室内设置有除湿材料，所述蓄气室的输出端设置有单向阀；

13、所述压力采集模块位于所述蓄气室内，所述开断阀、所述单向阀分别与所述控制模块电性连接。

14、优选的，所述测温单元包括测温通道；

15、所述测温通道的输入端与所述蓄气室的输出端连接，所述测温通道的输出端连接所述换热通道的输入端，所述测温通道的周侧设置有温度参考组件；

16、所述温度参考组件包括温控腔；

17、所述温控腔沿着所述测温通道环向设置，所述温控腔朝向所述测温通道的一侧设置有导温膜片，所述温控腔内填充有热敏物质，所述温控腔远离测温通道的一侧设置有弹性膜片；

18、所述导温膜片的边沿分别与所述温控腔连接，所述导温膜片的一侧与进入所述测温通道内的气体接触，所述导温膜片的另一侧与所述热敏物质接触；

19、所述弹性膜片的边沿分别与所述温控腔连接，所述弹性膜片与所述热敏物质接触；

20、所述形变采集模块设置在弹性膜片远离热敏物质的一侧。

21、优选的，所述蓄气室的截面、所述换热通道的截面均大于所述测温通道的截面。

22、优选的，所述换热组件包括换热管；

23、所述换热管的剖面呈开口向下的u型结构；

24、所述换热管沿着所述换热通道环向设置，所述换热管内填充有换热介质，所述换热管的两端分别设置有磁性驱动组件；

25、所述磁性驱动组件包括上下设置的磁性活塞和电磁驱动板；

26、所述磁性活塞位于所述换热管内，所述磁性活塞一侧与所述换热介质接触；

27、所述电磁驱动板位于所述磁性活塞背向换热介质的一侧，所述电磁驱动板安装在所述换热管的端部，所述电磁驱动板的控制器与所述控制模块连接。

28、优选的，所述换热管的管体为导热管体。

29、优选的，所述温控腔的顶部，以及换热管背向换热通道的一侧分别设置有温控层；

30、所述温控层的控制器与所述控制模块连接，所述温控层用于控制换热管内的换热介质的温度和热敏物质的温度为预设温度。

31、所述温控层与所述控制模块连接。

32、优选的，所述磁性活塞与换热介质接触的一侧设置有绝缘层。

33、优选的，形变采集模块为图形采集器。

34、本申请能产生的有益效果包括：

35、本申请通过流量控制模块控制进入蓄气室内的待测气体的流量，以实现进入检测气室内的待测气体的压力为预设压力(即待测气体检测时的最佳压力)，具体为：待测气体进入蓄气室内，通过蓄气室内的压力采集模块，采集蓄气室内待测气体的压力值，当压力值为预设压力值时，即关闭蓄气室输入端的阀门，此时蓄气室内的气体压力为预设压力(即，理想状态下的最佳压力)；

36、本申请通过控温模块实现进入蓄气室内的待测气体的温度为预设温度(即满足检测时的理想状态下的最佳温度)，具体为：控制模块通过控制设置在流量模块输出端的阀门，使满足预设压力的待测气体进入测温单元内，通过形变采集模块采集弹性膜片发生的型变量，并反馈给处理模块，处理模块根据形变采集模块的反馈值与预设温度的比对之后的温度差值，并根据温度差值计算出待测气体在换热通道内需要换热的路径距离，从而获取换热组件提供给位于换热通道一侧的换热管内的换热介质的量，并将换热组件给出的换热介质的量的值反馈给控制模块，控制模块对应控制换热单元，实现待测气体经过换热单元换热之后的温度满足预设温度，从而解决现有的红外气体传感器无法保障对应不同压力、不同温度的检测环境下的检测精度的问题。

技术特征：

1.一种红外气体传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述流量控制模块包括蓄气室；

3.根据权利要求2所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述测温单元包括测温通道；

4.根据权利要求3所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述蓄气室的截面、所述换热通道的截面均大于所述测温通道的截面。

5.根据权利要求2所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述换热组件包括换热管；

6.根据权利要求5所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述换热管的管体为导热管体。

7.根据权利要求5所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述温控腔的顶部，以及换热管背向换热通道的一侧分别设置有温控层；

8.根据权利要求5所述的一种红外气体传感器，其特征在于，所述磁性活塞与换热介质接触的一侧设置有绝缘层。

9.根据权利要求1所述的一种红外气体传感器，其特征在于，形变采集模块为图形采集器。

技术总结
一种红外气体传感器，包括：流量控制模块、控温模块、采集模块、处理分析模块以及控制模块，所述控温模块分别连接流量控制模块和检测气室，控温模块，包括测温单元和换热单元。本申请通过流量控制模块实现待测气体的压力满足检测时的最佳压力，待测气体进入蓄气室内，通过蓄气室内的压力采集模块采集蓄气室内待测气体的压力值，当压力值为预设压力值时，蓄气室内不再进入气体，此时蓄气室内待测气体的压力为检测时的最佳压力；控温模块包括测温单元和换热单元，待测气体进入测温单元内，处理分析模块获取从而测温单元获取待测气体与预设温度的差值，控制模块对应控制换热单元进行布置，实现待测气体经过换热单元换热之后的温度满足预设温度。

技术研发人员：赵康柱,赵伟刚,方聪,寇英平
受保护的技术使用者：西安博康电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26