CN112540054A - 一种基于ndir技术的检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体检测设备领域，尤其涉及一种基于NDIR技术的检测装置，可以简化NDIR检测系统的校准结构，降低制造成本，并延长使用寿命。一种基于NDIR技术的检测装置，包括底板、光源组件与检测组件，所述光源组件与检测组件设置在底板表面的两端，光源组件与检测组件之间通过光学通道连接，所述光学通道为中空的管状结构，两端通过滤光片封堵，所述光学通道包括平行设置的检测通道与参比通道，所述光源组件设有光路切换装置。

Description

一种基于NDIR技术的检测装置
技术领域
本发明涉及领域，尤其涉及一种基于NDIR技术的检测装置。
背景技术
NDIR(Non-dispersive Infraredsensor)红外气体传感器用一个广谱的光源IRLamp作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。基于此原理，现有检测结构都是光源、光路和探测器连接在一起，探测器为双通道探测器，通过双通道前面的窄带滤波排除干扰气体的影响。为了减少光路光损，光路常使用金属材质，例如金、银等。
现有双光路检测装置中，一般采用分光计来连通光源和双光路，但是分光计造价高，并且需要调整间距，以保证光线均分进两个光路中，给批量生产增加了难度；现有结构中光源、光路和探测器连接在一起，若是长期检测例如二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等有害气体，会污损光源和探测器，造成读数不准。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于NDIR技术的检测装置，可以提高检测精度，减小测量误差，降低制造成本，并延长使用寿命。
本发明提供方案如下：
一种基于NDIR技术的检测装置，包括底板、光源组件与检测组件，所述光源组件与检测组件设置在底板表面的两端，光源组件与检测组件之间通过光学通道连接，所述光学通道为中空的管状结构，两端通过滤光片封堵，所述光学通道包括平行设置的检测通道与参比通道，所述光源组件设有光路切换装置。检测通道与参比通道的使用通过光路切换装置来控制，不需要使用分光器，而是在两个光学通道中择一通过光线，通过参比通道来消除当前的光源状况、设备及环境对检测结果造成的影响，然后通过检测通道对气体进行检测，提高了设备精度。光学通道的两端通过滤光片封堵，保证了透光性的同时，防止了气体的泄漏，保证了其他部件不受待检气体的损害，延长了使用寿命。
优选的，所述光路切换装置包括遮光片，所述遮光片与光源组件滑动连接，所述遮光片设有透光孔，所述遮光片滑动到不同位置时，检测通道与参比通道分别指向透光孔。遮光片通过滑动的方式可以在检测通道与参比通道中进行选择，节约了光源组件的空间，使光源组件更加紧凑。
优选的，所述透光孔为两个，沿对角方向设置在遮光片上。透光孔对角方向设置，可以在滑动时分别使不同的透光孔对应到光学通道上。
优选的，所述光路切换装置包括壳体，所述遮光片设置在壳体内，滑动方向与底板平行。平行于底板的滑动方向，可以减少检测装置在底板纵向上的空间占用。
优选的，所述光源组件内设有光源与光杯，所述光杯凹面朝向光学通道，所述光源设置在光杯的凹面内。光杯内表面光滑，可以反射光源射出的光线，使光线能更充足地进入到光学通道中。
优选的，所述检测组件设有传感器与凸透镜，所述凸透镜位于光学通道与传感器之间。凸透镜可以改变光线的照射方向，使其能够到达传感器，通过一个传感器可以检测两个光学通道内经过的光线。
优选的，所述底板设置电路板。底板既作为设置光源组件与检测组件的基础，还用来设置电路板，便于固定，节约了设备的空间，减少了信号干扰。
优选的，所述光学通道采用塑料材质，其内表面采用电镀金属抛光处理，在电镀时，先采用铜镍合金打底，再电镀金层，金层与铜镍合金的配比为0.1％-0.3％，例如底层有15微米的铜镍合金作为打底，提高金的附着能力，表层有0.015-0.045微米的电镀金属。该方案可增加管道内壁光洁度，减少光损，降低材料成本。
所述光学通道长度为200mm，是光学通道在光损允许的条件下，可达到的最长长度，提高了检测精度，降低误差。
通过双通道设计抵消设备噪声和环境温度的影响，通过增长光学通道和增加管道内壁光洁度，降低了测量误差，提高了检测精度，使检测精度达到0.1ppm。
优选的，所述光学通道为直线或U形。直线形的光学通道宽度较小，可以适用于狭长空间内布置相关组件，U形长度较小，可适用于长度较小的空间内布置相关组件。
优选的，所述检测通道连接两个检测气体口，所述检测气体口设有接头。接头方便连接气路，使气体能够进入检测通道并在检测后排出。
优选的，所述参比通道连接参比气体口，所述参比气体口包括打开与关闭两个状态，参比气体口关闭时密封。参比气体口用于封存校准使用的气体。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明的双光路系统通过光路切换装置来控制，光线仅通过一个光学通道，切换至参比通道可以用来对当前的光源状态及环境进行检测，切换至检测通道则处于工作状态，结构简单；
2.双光路系统使用同一组光源与传感器，节约了产品的成本；
3.光路切换装置通过滑动来实现不同光学通道的通断，结构紧凑，能够节约设备的内部空间；
4.对光学通道进行了加长和两端封堵处理，提高了检测精度，延长了光源和传感器的使用寿命；
5.光学通道的材质采用塑料+镀金的形式，既降低了材料成本，又保证了光洁度；
6.采用过滤片将气体通道和光源组件、检测组件隔开，并采用吸气式进气方式，将检测气体和光源组件、检测组件完全隔离，延长了零件的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一结构示意图；
图2是本发明俯视示意图；
图3是图2的A向剖视图；
图4是光源组件的结构示意图；
图5是光路切换装置的结构示意图；
图6是本发明实施例一结构示意图。
图中：1-底板，2-光源组件，3-检测组件，4-参比通道，5-检测通道，6-光路切换装置，7-滤光片，21-光杯，31-凸透镜，32-传感器，41-参比气体口51-检测气体口，61-遮光片，62-透光孔，63-壳体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1～图5所示，本实施例中提供一种基于NDIR技术的检测装置，包括底板1、光源组件2与检测组件3，光源组件2与检测组件3设置在底板1表面的两端，光源组件2与检测组件3之间通过直线形的光学通道连接，光学通道包括平行设置的检测通道5与参比通道4，光源组件2设有光路切换装置6。底板1还设置有电路板。
光路切换装置6包括遮光片61与壳体63，遮光片61可滑动地设置在壳体63内，滑动方向与底板1平行。遮光片61设有透光孔62，透光孔62为两个，沿对角方向设置在遮光片61上。遮光片62滑动到不同位置时，检测通道5与参比通道4分别指向透光孔62。
光源组件2内设有光源与光杯21，光杯21凹面朝向光学通道，光源设置在光杯21的凹面内，分布方向与光学通道的延伸方向平行。检测组件3设有传感器32与凸透镜31，凸透镜31位于光学通道与传感器32之间。
光学通道为中空的管状结构，两端通过滤光片7封堵。检测通道5连接两个检测气体口51，检测气体口51设有接头。参比通道4连接参比气体口41，参比气体口41包括打开与关闭两个状态，参比气体口关闭时密封。光学通道采用塑料材质，其内表面采用电镀金属抛光处理，在电镀时，先采用铜镍合金打底，再电镀金层，金层与铜镍合金的配比为0.1％-0.3％，例如底层有15微米的铜镍合金作为打底，提高金的附着能力，表层有0.015-0.045微米的电镀金属。改方案可增加管道内壁光洁度，减少光损，降低材料成本。长度优选为200mm。
实施例二
如图6所示，本实施例中，光学通道为U形，光源组件2与检测组件3相邻设置，本实施例其他部分与实施例一基本相同。
本发明工作原理如下：
遮光片61动作，遮挡住检测通道5，使光源射出的光线经过参比通道4到达传感器32，传感器32可通过参比通道4内预置的气体检测光源的发生情况，以及当前环境对检测结果带来的影响。遮光片61再次切换，遮挡住参比通道4，使光源射出的光线经过检测通道5到达传感器32，此时检测通道5内通入的气体可以被检测。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：包括底板、光源组件与检测组件，所述光源组件与检测组件设置在底板表面的两端，光源组件与检测组件之间通过光学通道连接，所述光学通道为中空的管状结构，两端通过滤光片封堵，所述光学通道包括平行设置的检测通道与参比通道，所述光源组件设有光路切换装置。
2.根据权利要求1所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述光路切换装置包括遮光片，所述遮光片与光源组件滑动连接，所述遮光片设有透光孔，所述遮光片滑动到不同位置时，检测通道与参比通道分别指向透光孔。
3.根据权利要求2所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述透光孔为两个，沿对角方向设置在遮光片上。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述光路切换装置包括壳体，所述遮光片设置在壳体内，滑动方向与底板平行。
5.根据权利要求1所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述光源组件内设有光源与光杯，所述光杯凹面朝向光学通道，所述光源设置在光杯的凹面内。
6.根据权利要求1所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述检测组件设有传感器与凸透镜，所述凸透镜位于光学通道与传感器之间。
7.根据权利要求1所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述底板设置电路板。
8.根据权利要求1所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述光学通道使用塑料材质，内表面电镀金属并抛光；
在电镀时，先采用铜镍合金打底，再电镀金层，金层与铜镍合金的配比为0.1％-0.3％。
9.根据权利要求8所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述光学通道为直线或U形。
10.根据权利要求1所述的一种基于NDIR技术的检测装置，其特征在于：所述检测通道连接两个检测气体口，所述检测气体口设有接头；
所述参比通道连接参比气体口，所述参比气体口包括打开与关闭两个状态，参比气体口关闭时密封。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781910A (en) * 1971-09-28 1973-12-25 Schlumberger Compteurs Infrared absorption analysis method and apparatus for determining gas concentration
JP2004233308A (ja) * 2003-02-03 2004-08-19 Shimadzu Corp 赤外線ガス分析計
CN103091279A (zh) * 2013-01-11 2013-05-08 四川汇源科技发展股份有限公司 一种具有弯管气室的气体传感器
CN204718954U (zh) * 2015-06-11 2015-10-21 重庆工商大学 便携式红外气体分析仪红外线气体分析单元
CN107389587A (zh) * 2017-09-04 2017-11-24 苏州诺联芯电子科技有限公司 能够降低检测下限的非色散红外气体传感器及其检测方法
CN210166302U (zh) * 2019-04-26 2020-03-20 成都安可信电子股份有限公司 一种检测甲烷气体浓度的长光程红外气体传感器反射气室

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781910A (en) * 1971-09-28 1973-12-25 Schlumberger Compteurs Infrared absorption analysis method and apparatus for determining gas concentration
JP2004233308A (ja) * 2003-02-03 2004-08-19 Shimadzu Corp 赤外線ガス分析計
CN103091279A (zh) * 2013-01-11 2013-05-08 四川汇源科技发展股份有限公司 一种具有弯管气室的气体传感器
CN204718954U (zh) * 2015-06-11 2015-10-21 重庆工商大学 便携式红外气体分析仪红外线气体分析单元
CN107389587A (zh) * 2017-09-04 2017-11-24 苏州诺联芯电子科技有限公司 能够降低检测下限的非色散红外气体传感器及其检测方法
CN210166302U (zh) * 2019-04-26 2020-03-20 成都安可信电子股份有限公司 一种检测甲烷气体浓度的长光程红外气体传感器反射气室

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