CN101059420A - 可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，应用于一气体感测器内，其包括一间歇式光源点亮手段以及一电流控制手段，该间歇式光源点亮手段控制两开关轮流通断，藉此控制两红外线光源轮流地发出红外线，而该电流控制手段控制一可变电流源，随着不同红外线光源上的电压值送入相应的电流量，藉此固定红外线光源的发光功率，如此一来，即可藉由平均使用两红外线光源以及提供该等红外线光源稳定的发光功率，达到延长其使用寿命的目的。

Description

可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法

技术领域

本发明涉及一种方法，特别是涉及一种应用于红外线气体浓度感测技术，令其所需光源使用寿命延长的方法。

背景技术

随着生产密度的提升，工厂中若排气通风不良，则容易因空气中微粒灰尘过多，造成工作人员呼吸道的疾病感染。

为此，有厂商设计出一种微粒感测器，如美国第4,420,256号专利案，请参阅图3所示，其主要包括一外壳(图中未示)、一发光源3、一第一光感测器6、一第二光感测器7以及一运算电路9，其中该外壳内形成有一通道2，令微粒灰尘1藉由媒介流动通过该通道2；该发光源3是设于外壳内，用以发出光线照射微粒灰尘1，其中该光线的照射方向是与媒介流动不同；该第一光感测器6是设于外壳内，并对应设于发光源3所发出光线的照射方向，用以接收未经微粒灰尘1散射以及吸收的光线；该第二光感测器7是设于外壳内任一位置，用以接收由微粒灰尘1反射的光线；该运算电路9是设于外壳内，连接两光感测器6、7，藉由比较两光感测器6、7所接收到的光线强弱，用以运算出空气中微粒灰尘1的浓度。

另外，在日常生活中，不论是居家环境、公共场所或是工作环境，总会伴随着许多隐藏危险，例如居家环境或公共场所因通风不良，造成瓦斯或一氧化碳中毒；或工厂中因通风排气不良，容易造成有毒气体中毒或因二氧化碳浓度过高而影响健康，因此前案提及的感测器亦可使用于一氧化碳或二氧化碳等气体感测应用上。

为确保居家环境、公共场所或是工作环境的空气品质无论何时均为正常，故上述感测器必须长时间运作，因此发光源的使用寿命往往因长时间运作而缩短；又若为此而令发光源周期性的被点亮，则会因发光源不断地由较低的温度瞬间被点亮后，因温度急剧地上升而造成热冲击，如此一来，反而更缩短发光源的使用寿命。

由上述可知，发光源相较于其他元件是属于消耗性元件，因此如何延长发光源使用寿命，则成为感测器能否长时间使用的关键。

由此可见，上述现有的气体感测技术所需光源的使用方法在方法及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的气体感测技术所需光源的使用方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，便成了当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的非分散性红外线气体感测技术所需红外线光源的使用方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，能够改进一般现有的非分散性红外线气体感测技术所需红外线光源的使用方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的气体感测技术所需光源的使用方法存在的缺陷，而提供一种方法，所要解决的技术问题是使其可延长非分散性红外线(Non-Dispersive Infrared，NDIR)气体感测技术所需红外线光源的使用寿命，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，是应用于一非分散性红外线气体感测器内，该感测器主要是由复数红外线光源发出红外线，红外线通过空气后由一光感测器接收，再由一微处理器判断光感测器所接收到的红外线强弱，以运算出空气中所含特定气体的浓度；其中，微处理器内建有一控制流程，其包括：一间歇式光源点亮手段，是交替地点亮各红外线光源，令各红外线光源采交替方式工作；一电流控制手段，先检知红外线光源的电压值，再依据电压值控制一可变电流源送入红外线光源的电流量。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其中所述的间歇式光源点亮手段是藉由控制复数个分别连接红外线光源的开关交替地通断，以交替地点亮各红外线光源。

前述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其中所述的电流控制手段进一步于欲点亮红外线光源时，是控制可变电流源渐进地增加送予欲点亮红外线光源的电流量。

前述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其中所述的电流控制手段进一步控制该可变电流源，令未发亮的红外线光源仍有少许电流流过。

前述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其中所述的电流控制手段所维持流经未发亮红外线光源的电流量约为点亮红外线光源所需电流量的10％-15％。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达成前述目的所采取的主要技术手段是令前述方法应用于一NDIR气体感测器内，该测器主要是由复数红外线光源发出红外线，红外线通过空气后由一光感测器接收，再由一微处理器判断光感测器所接收到的红外线强弱，以运算出空气中所含特定气体的浓度；其中，微处理器内建有一控制流程，其包括：一间歇式光源点亮手段，是交替地点亮各红外线光源，令各红外线光源采交替方式工作；一电流控制手段，先检知红外线光源的电压值，再依据电压值控制一可变电流源送入红外线光源的电流量。

本发明的方法藉由控制红外线光源交替地发亮，以平均红外线光源的使用量，进而令其有较长的使用寿命；并依据红外线光源的电压值控制可变电流源送入的电流量，以固定发光功率，稳定的红外线光源发光功率可减少红外线光源毁损的机率，且避免因长时间使用后红外线光源阻值改变，影响发光亮度，进而造成计算空气中特定气体浓度时产生误差。

前述间歇式光源点亮手段是藉由控制复数个分别连接红外线光源的开关交替地通断，以交替地点亮各红外线光源。

前述电流控制手段进一步可于欲点亮红外线光源时，控制该可变电流源循序渐进增加送予欲点亮红外线光源的电流量。

前述电流控制手段亦可控制该可变电流源，令未发亮的红外线光源仍有少许电流流过，大约为该可变电流源为点亮红外线光源所需电流量的10％-15％左右。

经由上述可知，本发明是一种可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，是应用于一气体感测器内，其包括一间歇式光源点亮手段以及一电流控制手段，该间歇式光源点亮手段控制两开关轮流通断，藉此控制两红外线光源轮流地发出红外线，而该电流控制手段控制一可变电流源，随着不同红外线光源上的电压值送入相应的电流量，藉此固定红外线光源的发光功率，如此一来，即可藉由平均使用两红外线光源以及提供该等红外线光源稳定的发光功率，达到延长其使用寿命的目的。

借由上述技术方案，本发明可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法至少具有下列优点：

本发明利用控制两红外线光源轮流发出红外线，得以平均红外线光源的使用量，进而令红外线光源有较长的使用寿命；且藉由控制送入红外线光源的电流量，以固定红外线光源的发光功率，减少其毁损的机率；并对于正要发出红外线的红外线光源是采缓慢增加其电流量的方式，以避免红外线光源因瞬间点亮而受到热冲击；而对于未轮到发出红外线的红外线光源则令其保持流经正常电流量10％-15％左右的电流，以减少其发光时间，且因红外线光源是维持在一预热状态，故可更进一步避免热冲击对红外线光源的伤害。

综上所述，本发明新颖的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，可以延长非分散性红外线(Non-Dispersive Infrared，NDIR)气体感测技术所需红外线光源的使用寿命。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的非分散性红外线气体感测技术所需红外线光源的使用方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一应用于二氧化碳感测器的实施例的二氧化碳感测器方块示意图。

图2是本发明一应用于二氧化碳感测器的实施例的流程图。

图3是习用微粒感测器的示意图。

10：微处理器          20：可变电流源

31：开关              32：开关

41：红外线光源        42：红外线光源

50：光感测器          60：电压检知电路

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的可延长非分散性红外线气体感测技术所需红外线光源使用寿命的方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

关于本发明的一较佳实施例，是应用于一二氧化碳感测器内。

请参阅图1所示，该二氧化碳感测器主要是包括一外壳(图中未示)、一微处理器10、一可变电流源20、第一/第二开关31/32、第一/第二红外线光源41/42、一反射镜(图中未示)、一光感测器50以及一电压检知电路60。

该外壳内形成有一通道，空气可经由该通道的一端流动进入外壳内，再由通道另端流出。

该微处理器10是设于外壳内，为所述二氧化碳感测器的处理中枢。

该可变电流源20是连接电源与前述微处理器10，可由微处理器10控制，改变所述可变电流源20输出的电流量。

该第一/第二开关31/32是设于外壳内，与前述微处理器10连接，由微处理器10控制所述第一/第二开关31/32的通断。

该两红外线光源41、42是设于外壳内，分别与前述第一/第二开关31/32以及该可变电流源20连接，由微处理器10通过控制第一/第二开关31/32的通断来点亮/熄灭所述红外线光源41、42。

该反射镜是设于外壳内，面对该两红外线光源41、42，以反射红外线光源41、42所发出的红外线。

该光感测器50是设于外壳内，连接前述微处理器10，用以接收经反射镜反射后的红外线，并将红外线强弱资讯送入该微处理器10。

该电压检知电路60是分别跨接于该两红外线光源41、42上，且连接该微处理器10，用以量测红外线光源41、42的电压值并送予微处理器10，由于可变电流源20是由微处理器10控制，因此微处理器10可由公式“功率＝电压×电流”运算出各红外线光源41、42的功率。

另本发明的方法是一内建于前述微处理器10内的控制流程，请参阅图2所示，其包括一间歇式光源点亮手段以及一电流控制手段。

该间歇式光源点亮手段，可控制该第一/第二开关31/32交替地通断，因此当点亮第一红外线光源41时，第二红外线光源42则被熄灭101，点亮第二红外线光源42时，第一红外线光源41则被熄灭102，藉此平均两红外线光源41、42的使用量，进而令每一红外线光源能有较长的使用寿命。

该电流控制程序可控制该可变电流源20送入红外线光源41、42的电流量，其具有以下三种功能：

1、令可变电流源20渐进增加送入所欲点亮红外线光源的电流量201，以避免红外线光源于发出红外线瞬间，因瞬间点亮造成热冲击。

2、令未发亮的红外线光源仍有少许电流流经202，大约为点亮红外线光源所需电流量的10％-15％左右，令红外线光源仍有些微亮度，如此一来，当轮到此红外线光源发出红外线时，不但可减少其发光时间，且因红外线光源是维持在一预热状态，故可进一步避免红外线光源受到热冲击的伤害。

3、依据电压检知电路60所量测出红外线光源的电压值，控制该可变电流源送入红外线光源的电流量203，藉此固定红外线光源的发光功率，避免因红外线光源长时间使用后阻值改变，造成发光功率的改变，稳定的发光功率不但可减少红外线光源毁损的机率，且又可令红外线光源持续发出固定亮度的红外线，而不致于计算空气中特定气体浓度时产生误差。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1、一种可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，是应用于一非分散性红外线气体感测器内，该感测器主要是由复数红外线光源发出红外线，红外线通过空气后由一光感测器接收，再由一微处理器判断光感测器所接收到的红外线强弱，以运算出空气中所含特定气体的浓度；其中，微处理器内建有一控制流程，其特征在于该控制流程包括：

一间歇式光源点亮手段，是交替地点亮各红外线光源，令各红外线光源采交替方式工作；

一电流控制手段，先检知红外线光源的电压值，再依据电压值控制一可变电流源送入红外线光源的电流量。

2、根据权利要求1所述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其特征在于其中该间歇式光源点亮手段是藉由控制复数个分别连接红外线光源的开关交替地通断，以交替地点亮各红外线光源。

3、根据权利要求1所述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其特征在于其中该电流控制手段进一步于欲点亮红外线光源时，是控制可变电流源渐进地增加送予欲点亮红外线光源的电流量。

4、根据权利要求1或3所述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其特征在于其中该电流控制手段进一步控制该可变电流源，令未发亮的红外线光源仍有少许电流流过。

5、根据权利要求4所述的可延长红外线气体侦测技术所需光源使用寿命的方法，其特征在于其中该电流控制手段所维持流经未发亮红外线光源的电流量约为点亮红外线光源所需电流量的10％-15％。

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