CN102507490A - 气体侦测器 - Google Patents

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Abstract

一种气体侦测器，利用连接通道予以连接光源件以及传感器所在的光源腔室和感测腔室，而可供导入待测气体吸收部份波长的光线，以提供传感器感测并判别，且连接信道设计为非线性、非同心圆的螺旋状通道，大幅缩小光学腔(Air Cell)的体积。

Description

气体侦测器
技术领域
本发明涉及一种气体侦测器，应用于侦测譬如为二氧化碳等气体，特别是一种设计为鹦鹉螺状的形态，而可大幅缩小体积的气体侦测器。
背景技术
现在市场上贩卖的二氧化碳侦测器或二氧化碳分析仪，几乎都是采用非分布式红外线(Non-dispersive Infrared，NDIR)吸收法来感测。它的原理是运用气体对红外线特殊波长的吸收特性以及气体浓度与吸收量成正比的特性，例如一氧化碳对4.7微米(μm)波长、二氧化碳对4.3微米(μm)波长的红外线的吸收性最强，得以侦测特定气体浓度。
典型的气体侦测器，请参阅美国公告第5,163,332号专利，为直线型的形态，主要利用直线型管道、两端分别连接有光源与传感器，而可供待测气体于管道内吸收由光源所发出的光线中，特定波长的光线，然后，再由传感器来予以接收、判别。因为是采用直线型的设计，因此整体长度较长，携带、包装运送都较不方便；同时，直线型管道的设计，也很容易使光线在没有经过太多气体吸收后，即受到传感器的接收，因此，判别气体上会遇到较大的问题。
另外，如美国公告第7,244,939号专利，设计为同心圆的形态，传感器置放于同心圆的中心，而光源则设置于外圈上，使得光源所发出的光线，能够沿着同心圆环绕的方式，来进入传感器内，有效于有限空间内，增加光线行经的光路路径。然而，因为此结构较为复杂，且气体传感器的体积不大，因此组装上不太容易，变相增加了工时、提高了制造成本。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的主要目在于提出一种气体侦测器，具有足够的光路路径来提供气体吸收特定波长的光线，同时结构简单、体积小，且易于组装、运送，由此，可大体上解决前述现有技术的缺失。
因此，为达上述目的，本发明提出一种气体侦测器，其包括：一光源件，可发出光线；一基座；一传感器，可侦测所述光源件发出的所述光线；一上盖体，结合于所述基座上，所述上盖体包含：一光源腔室，用以供所述光源件设置；一感测腔室，用以供所述传感器装设；以及一连接通道，连接所述光源腔室以及所述感测腔室，而可引入一待测气体，使该待测气体吸收部份波长的所述光线，而后供所述传感器感测所述光线而予以判别，且所述连接通道为非同心圆的螺旋状通道；所述的气体侦测器还包括一基板，用以承载上述的光源件、基座、传感器以及上盖体。
其中，所述螺旋状通道与所述光源腔室、所述感测腔室构成一鹦鹉螺形状的空间，而可提供足够的光路路径，给予引入的待测气体吸收部份波长的光线，而后供传感器感测光线并予以判别。
其中，所述连接通道具有至少一透气通槽。
其中，所述透气通槽贴附有不织布。
其中，所述透气通槽沿着所述螺旋状通道的侧面开设。
其中，所述光源腔室的体积大于所述感测腔室的体积。
其中，所述连接通道的横截面，沿着所述光源腔室渐缩至所述感测腔室。
其中，所述连接通道的内侧表面具有反光膜。
其中，所述感测腔室上方具有一反射斜面。
本发明的有益效果是：利用非线性、非同心圆的螺旋状通道(譬如为鹦鹉螺的型态)，不仅体积小、成本降低，同时采用平面式组装，大幅降低组装工时与成本。同时，光源与传感器位于不同腔室，大幅降低热污染的风险；同时又具备有足够的光路路径，提供待测气体吸收特定波长的光线，提高侦测的正确性。
为使对本发明的目的、特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明如下：
附图说明
图1为本发明气体侦测器的立体分解示意图；
图2A-2C为本发明气体侦测器的底部部件组装的示意图；
图3A-3B为本发明气体侦测器的组装完成的立体示意图；以及
图4为本发明气体侦测器的光路路径示意图。
附图标记说明：10-基板；11-第一固定孔；21-传感器；22-光源件；30-基座；31-第一穿孔；32-安装件；33-第二穿孔；40-上盖体；41-连接通道；42-光源腔室；43-感测腔室；44-透气通槽；45-反光斜面；46-缺口；47-延伸部；48-第二固定孔；49-不织布；61-光路路径；70-固定组件。
具体实施方式
根据本发明所揭露的气体侦测器，请参考图1所示，为本发明的气体侦测器的立体分解示意图，气体侦测器主要包含有基板10、传感器21、光源件22、基座30以及上盖体40。
基板10主要是用以承载上述各组件，且其可为一印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)，而可供与光源件22、传感器21形成电连接，并与外界侦测判断电路连接(容后详述)；而基板10上具有多个第一固定孔11，其可为单一尺寸或是多种尺寸的混合。传感器21则固定于基板10的适当位置上，如图2A所示，承上所述，若基板10为印刷电路板，则传感器21可为表面贴装器件(SMD，Surface Mounted Devices)或是双列直插式封装(DIP，Dual ln-line Package)，而可与其构成电连接。
而基座30的两端，分别具有第一穿孔31及安装件32，安装件32具有第二穿孔33，且第二穿孔33与基座30的横截面平行，因此，当基座30装设固定于基板10上时，如图2B所示，第一穿孔31可供传感器21对应穿出，第一穿孔31的孔径以略大于传感器21为佳。再如图2C所示，光源件22穿设于第二穿孔33中，第二穿孔33的孔径以略大于光源件22为佳，且光源件22可为双列直插式封装，而可与基板10构成电连接。
接着，请同时参照图3A、图3B，上盖体40包含有缺口46、感测腔室43、光源腔室42以及连接通道41，整体上盖体40形状以构成一个譬如鹦鹉螺(Nautilus)型态的非线性、非同心圆的螺旋状通道为佳；就其形态来说，其向径和切线的夹角保持一定。当上盖体40结合于基座30上时，可形成密闭空间，感测腔室43恰好罩设于传感器21上，光源腔室42恰好罩设于光源件22上，而缺口46的形状恰好罩设于安装件32上；一般来说，气体侦测器用的光源件22，常见者为红外线光源，为避免其发光时的热污染，光源腔室42的体积宜大于感测腔室43的体积，且较佳者，连接通道41的横截面是沿着光源腔室42渐缩至感测腔室43，其中，光源件22的可发出光线端朝向连接通道41，且位于感测腔室43内，而光源件22的接脚端裸露于缺口46外，且电连接至基板10。同时，因为需要光线于内部反射，因此连接通道41的内侧表面具有反光膜，来增加光线折射的比率。
而上盖体40的外侧延伸有多个延伸部47，每一延伸部47具有一第二固定孔48，而第二固定孔48对应基板10上的第一固定孔11，上盖体40可通过固定组件70(譬如为螺丝)穿过基板10的第一固定孔11及第二固定孔48来予以固定于基板10上。同时，上盖体40上具有至少一个透气通槽44，其可为沿着螺旋状通道的侧面开设，在此以设有三个透气通槽44为例，并于其上贴附有不织布49，防止灰尘进入，如图3B所示。同时，光路路径的末端，换句话说，接近传感器21的上方，在感测腔室43上具有反射斜面45，而能够有效将反射光线导引入传感器21。
请参阅图4，显示光源件22所发出的光线的光路路径61，光线在连接通道41内行进，受到其内侧表面的反光膜反射而持续前进，同时，连接通道41内的气体会吸收特定波长的光线(譬如一氧化碳对4.7微米(μm)波长、二氧化碳对4.3微米(μm)波长的红外线的吸收性最强)，最后光线透过反射斜面45的反射光路路径而进入传感器21，经过分析后，即可判别出特定的待测气体。
本发明揭露一种气体侦测器，是利用非线性、非同心圆的螺旋状通道(譬如为鹦鹉螺的型态)，不仅体积小、成本降低，同时采用平面式组装，大幅降低组装工时与成本。同时，光源与传感器位于不同腔室，大幅降低热污染的风险；同时又具备有足够的光路路径，提供待测气体吸收特定波长的光线，提高侦测的正确性。
虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。

Claims (9)

1.一种气体侦测器，其特征在于，包括：
一光源件，发出光线；
一基座；
一传感器，侦测所述光源件发出的所述光线；
一上盖体，结合于所述基座上，所述上盖体包含：
一光源腔室，用以供所述光源件设置；
一感测腔室，用以供所述传感器装设；以及
一连接通道，连接所述光源腔室以及所述感测腔室，而能够引入一待测气体，使该待测气体吸收部份波长的所述光线，而后供所述传感器感测所述光线而予以判别，且所述连接通道为非同心圆的螺旋状通道；以及
一基板，用以承载上述的光源件、基座、传感器以及上盖体。
2.根据权利要求1所述的气体侦测器，其特征在于，所述螺旋状信道与所述光源腔室、所述感测腔室构成一鹦鹉螺形状的空间。
3.根据权利要求1所述的气体侦测器，其特征在于，所述连接通道具有至少一透气通槽。
4.根据权利要求3所述的气体侦测器，其特征在于，所述透气通槽贴附有不织布。
5.根据权利要求3所述的气体侦测器，其特征在于，所述透气通槽沿着所述螺旋状通道的侧面开设。
6.根据权利要求1所述的气体侦测器，其特征在于，所述光源腔室的体积大于所述感测腔室的体积。
7.根据权利要求6所述的气体侦测器，其特征在于，所述连接通道的横截面，沿着所述光源腔室渐缩至所述感测腔室。
8.根据权利要求1所述的气体侦测器，其特征在于，所述连接通道的内侧表面具有反光膜。
9.根据权利要求1所述的气体侦测器，其特征在于，所述感测腔室上方具有一反射斜面。
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