CN103743694A - 非分光红外气体检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了非分光红外气体检测器，包括红外光源、气室、红外传感器、传感器测控系统，作为改进，所述的红外光源为电调制脉冲红外光源，所述的红外传感器的前置放大电路集成于红外传感器上，所述的红外光源、气室、红外传感器设置于同一光轴上。本发明气体检测器通过采用电调制脉冲红外光源，省却了传统方法中的机械调制部件；红外传感器的前置放大电路集成于红外传感器上，可减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰。同时高精度窄带滤波电路一体的化红外传感器以及单光束双波长，配合易拆卸的镀膜气室及数据采集系统，可以实现CO2、CO、NOx、CH4和SO2等气体的快速实时测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种非分光红外即NDIR的气体检测器。
背景技术
NDIR红外气体检测器作为一种快速、准确的气体分析技术，特别连续污染物监测系统（CEMS）以及机动车尾气检测应用中十分普遍。国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用国际上八十年代初的红外气体分析方法，如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。由于采用电机机械调制，仪器功耗大，且稳定性差，仪器造价也很高。同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，因此不适合便携测量。随着红外光源、传感器及电子技术的发展，NDIR红外气体传感器在国外得到了迅速的发展。主要表现在无机械调制装置，采用新型红外传感器及电调制光源，在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。
发明内容
本发明为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种结构简单，使用可靠的非分光红外气体检测器。
本发明解决现有问题的技术方案是：非分光红外气体检测器，包括红外光源、气室、红外传感器、传感器测控系统，作为改进，所述的红外光源为电调制脉冲红外光源，所述的红外传感器的前置放大电路集成于红外传感器上，所述的红外光源、气室、红外传感器设置于同一光轴上。
作为本发明的进一步改进，所述的前置放大电路采用窄带滤波电路。
作为本发明的进一步改进，所述的前置放大电路设有输出一个与气体浓度对应信号并送入传感器测控系统的二级放大电路。
作为本发明的进一步改进，所述的气室可分离设置于外支撑结构；上述的气室固定安装于外支撑结构的中心；上述的气室为镀膜气室。
作为本发明的进一步改进，所述的红外传感器的传感为精度0.1ppm；上述的红外传感器封装上固定安装有针对不同气体的窄带干涉滤光片。
作为本发明的进一步改进，所述的传感器测控系统采集红外接收信号及测量标准气体曲线，采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。
作为本发明的进一步改进，还包括一屏蔽电磁信号的罩体。
作为本发明的进一步改进，所述的红外光源发射窗口上安装有透明窗。
本发明与现有技术相比较，其有益效果是气体检测器通过采用电调制脉冲红外光源，省却了传统方法中的机械调制部件；红外传感器的前置放大电路集成于红外传感器上，可减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰；红外光源、气室、红外传感器设置于同一光轴上，可以使气体红外吸收信号具有较好的分辨率。同时高精度窄带滤波电路一体的化红外传感器以及单光束双波长，配合易拆卸的镀膜气室及数据采集系统，可以实现CO2、CO、NOx、CH4和SO2等气体的快速实时测量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实施案例红外光源1、气室2、红外传感器3、传感器测控系统4、设置于一屏蔽电磁信号的罩体，红外光源1为电调制脉冲红外光源，红外传感器3的前置放大电路集成于红外传感器3上，红外传感器3封装上固定安装有针对不同气体的窄带干涉滤光片，可以实现对不同气体的测量。电调制脉冲红外光源一方面可以保证发射的红外光波长在特定范围内，适合于对常规的气体CO2、CO、NOx、CH4和SO2等气体进行测量。红外光源1、气室2、红外传感器3设置于同一光轴上。本实施案例中，红外传感器3的传感为精度0.1ppm，红外光源1发射窗口上安装有透明窗。
前置放大电路采用窄带滤波电路，前置放大电路设有输出一个与气体浓度对应信号并送入传感器测控系统的二级放大电路。
气室2为镀膜气室，气室2可分离设置于外支撑结构，气室2最好固定安装于外支撑结构的中心。此种结构设计保证了该部件易于装卸、更换；同时由于与外支撑结构分离设计，进一步减小了外界条件的影响，使仪器能适应复杂环境下工作，采用此法后将十分容易，成本也将大大降低。
传感器测控系统4采集红外接收信号及测量标准气体曲线，采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。
通过采用以上技术，非分光红外气体检测器的结构比以往仪器将大大简化，仪器功耗也大幅度降低。此类传感器可以实现模块化和标准化，更加适合广泛使用。
Claims (10)
1.非分光红外气体检测器，包括红外光源、气室、红外传感器、传感器测控系统，其特征在于：所述的红外光源为电调制脉冲红外光源，所述的红外传感器的前置放大电路集成于红外传感器上，所述的红外光源、气室、红外传感器设置于同一光轴上。
2.如权利要求1所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的前置放大电路采用窄带滤波电路。
3.如权利要求1或2所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的前置放大电路设有输出一个与气体浓度对应信号并送入传感器测控系统的二级放大电路。
4.如权利要求1所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的气室可分离设置于外支撑结构。
5.如权利要求1或4所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的气室固定安装于外支撑结构的中心。
6.如权利要求5所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的气室为镀膜气室。
7.如权利要求1所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的红外传感器的传感为精度0.1ppm；所述的红外传感器封装上固定安装有针对不同气体的窄带干涉滤光片。
8.如权利要求1所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的传感器测控系统采集红外接收信号及测量标准气体曲线，采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。
9.如权利要求1所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：还包括一屏蔽电磁信号的罩体。
10.如权利要求1所述的非分光红外气体检测器，其特征在于：所述的红外光源发射窗口上安装有透明窗。
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