CN115184293A - 具有一致性光程长度的微型红外气体传感器及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了红外气体传感器领域中的一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器及实现方法，该红外气体传感器的气室骨架的内侧壁包括依次分布的三个椭圆反射面，第一椭圆反射面与第二椭圆反射面均在大椭圆轨迹上，第三椭圆反射面在小椭圆轨迹上，大小两个椭圆的焦点重合；红外光源发出的部分光线入射至第一椭圆反射面、第二椭圆反射面，两个椭圆反射面反射红外光线并聚焦至大椭圆的第二个焦点并入射至第三椭圆反射面，第三椭圆反射面反射红外光线并聚焦入射至红外探测器处。本发明不仅可以增加传感器内部红外光线的光程长度，还能保证光学气室内的光路长度具有一致性，另外本发明利用椭圆反射面还提升了光的聚焦效果，提高了传感器的探测效率。

Description

具有一致性光程长度的微型红外气体传感器及实现方法
技术领域
本发明涉及红外气体传感器技术领域，具体的说，是涉及一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器及实现方法。
背景技术
红外气体传感器具有响应速度快、测量精度高、抗干扰能力强、在无氧环境中可以正常使用、使用寿命长等优点，且红外气体传感器不会出现有害气体中毒、老化等现象，因此，其在气体传感器领域具有重要市场应用前景。红外气体传感器的工作原理是利用气体分子固有的振动、转动频率而对特定波长的红外光信号具有吸收作用，且光吸收强度与气体分子浓度的关系满足朗伯-比尔定律。因此，通过探测红外光与气体分子相互作用后特定波长光吸收强度的变化，即可实现对特定气体浓度的精确检测。
在进行气体探测过程中，光程长度是红外气体传感器的一个重要参数指标。根据朗伯比尔定律，光吸收强度与气体分子的浓度和光吸收光程长度相关。当光程长度固定后，光吸收强度只与气体分子浓度有关，气体分子浓度越大，光吸收强度越大。
目前，常用的微型红外传感器光源发出的红外光是通过多次漫反射的方式传输到探测器上，这种方式不仅会增加红外光的反射次数，降低传感器的探测效率，并且红外光在进行反射的过程中会发生能量损耗，降低了红外光的利用效率。
另外，经光源发出的每一束光入射到探测器的距离都不相等，即每一束光线的光程长度各不相等。当气室内气体浓度稳定时，由于每一束光线的光程长度不等，故每一束光线经气体吸收后的透过率也各不相同，这可能会导致传感器的测量精度和稳定性降低。并且通过漫反射的方式传输光线的红外气体传感器同一批次的不同产品光程各不相同，一致性不能保证。
上述缺陷，值得解决。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器及实现方法。
本发明技术方案如下所述：
一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，包括气室骨架和电路板，与所述电路板连接的红外光源、红外探测器均伸入所述气室骨架的气室腔体内，其特征在于，
所述气室骨架的内侧壁包括依次分布的第一椭圆反射面、第三椭圆反射面以及第二椭圆反射面，所述第一椭圆反射面与所述第二椭圆反射面均在同一个大椭圆轨迹上，且所述第一椭圆反射面、第二椭圆反射面对称分布于所述大椭圆轨迹的长轴两侧，所述第三椭圆反射面所在的小椭圆轨迹的两个焦点均与所述大椭圆轨迹的两个焦点重合；
所述红外光源位于两个椭圆轨迹中远离所述第三椭圆反射面的焦点处，所述红外探测器位于两个椭圆轨迹的长轴上。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述气室骨架的内侧壁还包括弧面反射面，所述弧面反射面的两端分别与所述第一椭圆反射面的前端、所述第二椭圆反射面的后端连接，且所述弧面反射面的圆心与两个椭圆轨迹中远离所述第三椭圆反射面的焦点重合。
进一步的，所述气室骨架的内侧壁还包括第一连接壁、第二连接壁、第三连接壁以及第四连接壁，所述第一连接壁的两端连接所述弧面反射面、所述第一椭圆反射面，所述第二连接壁的两端连接所述第一椭圆反射面、所述第三椭圆反射面，所述第三连接壁的两端连接所述弧面反射面、所述第二椭圆反射面，所述第四连接壁连接所述第二椭圆反射面、所述第三椭圆反射面。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述红外探测器的中心位于两个椭圆轨迹的两个焦点之间，且所述红外探测器中的两个探测通道对称分布于两个椭圆轨迹的长轴两侧。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述气室骨架的内部设有气室底板，所述红外光源、所述红外探测器均穿过所述气室底板后伸入所述气室腔体内。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述气室骨架的上方设有上反射板，所述上反射板上设有向下凸出的斜面反射板，所述斜面反射板位于所述红外探测器的上方，其用于将射入到斜面反射板的光线反射至所述红外探测器处。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述气室骨架的外侧套有防护罩，所述防护罩的顶部设有上下贯穿的透气穿孔，外界气体经由所述透气穿孔进入所述气室腔体内。
另一方面，一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器的实现方法，其特征在于，
红外光源发出的部分光线入射至第一椭圆反射面、第二椭圆反射面；
所述第一椭圆反射面、所述第二椭圆反射面反射红外光线并聚焦至大椭圆的第二个焦点，经过该第二个焦点的红外光线入射至第三椭圆反射面；
所述第三椭圆反射面反射红外光线并聚焦，聚焦后的红外光线入射至红外探测器处。
根据上述方案的本发明，其特征在于，红外光源发出的光线中背离所述第三椭圆反射面的部分射入弧面反射面，被所述弧面反射面反射后的光线经过大椭圆的第一个焦点后入射至第一椭圆反射面、第二椭圆反射面。
根据上述方案的本发明，其特征在于，红外探测器的上方设有斜面反射板，所述第三椭圆反射面反射的光线中射入斜面反射板的部分，被所述斜面反射板反射后入射至红外探测器处。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明中，内外两个椭圆形的反射面的焦点重合，使得外侧椭圆反射面反射的光线能经过对应的焦点射入内侧椭圆反射面，本发明相比单个椭圆反射面的气室结构，能够大大增加红外光线的光程长度，同时，本发明还能保证光学气室内的光路长度具有一致性，使得红外光源发出的每一束光线经待测气体吸收后的透过率相同，增加传感器的测量精度和测量稳定性。
另外，本发明的红外光源经过外侧椭圆反射面反射并聚焦后入射到内侧椭圆反射面，内侧椭圆反射面聚焦后入射至红外探测器，提升了光的聚焦效果，提高了传感器的探测效率。
附图说明
图1为本发明的结构分解图；
图2为本发明中防护罩的结构示意图；
图3为本发明中防护罩另一视角的示意图；
图4为本发明中上反射板的结构示意图；
图5为本发明中上反射板另一视角的示意图；
图6为本发明中气室骨架的结构示意图；
图7为本发明中气室骨架另一视角的示意图；
图8为本发明中气室骨架的俯视图；
图9为本发明的气室骨架中各个反射面的形状分布的示意图；
图10为本发明中气室骨架内的部分光路图；
图11为本发明中气室腔体内的光线传播示意图；
图12为本发明半剖状态时气室腔体内的光线传播示意图；
图13为本发明一实施例中甲烷气体浓度响应曲线。
在图中，各个附图标号为：
10、防护罩；
11、透气穿孔；12、第一安装台；
20、上反射板；
21、斜面反射板；22、镂空槽；23、挡光板；24、扣板；
30、气室骨架；
311、弧面反射面；312、第一椭圆反射面；313、第二椭圆反射面；314、第三椭圆反射面；315、第一连接壁；316、第二连接壁；317、第三连接壁；318、第四连接壁；
321、光源穿孔；322、探测器穿孔；
33、扣槽；
34、第二安装台；
35、气室底板；
40、连接基板；
41、红外光源；42、红外探测器；
50、电路板。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
如图1至图12所示，本发明为了解决现有红外气体传感器无法兼顾光程长度、探测效率、测量精度、测量稳定性的缺陷，提出了一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其通过大小两个椭圆轨迹的设计，使得光源发出的光线能够进行多次反射并被探测器接收，并且多次反射过程中，光线的光程较长且光程一致性好，保证了所有选线的气体透过率，增加了测量的精度和稳定性。
如图1、图6至图10所示，该具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，包括气室骨架30和电路板50，其中：气室骨架30用于提供红外光线穿过待测气体的空间（即气室腔体）；电路板50与红外光源41、红外探测器42连接，红外光源41、红外探测器42均伸入气室骨架30的气室腔体内，电路板50控制红外光源41发出红外光线，红外探测器42接收光信号并将光信号转换成电信号，电路板50处理红外探测器42得到的电信号。电路板50还用于实现与外界控制终端连接，用于将探测结果发送至控制终端。
为了提高气体探测的精准度、稳定性，增加光源利用率，本发明的气室骨架30的内侧壁包括依次分布的第一椭圆反射面312、第三椭圆反射面314以及第二椭圆反射面313，其中第一椭圆反射面312与第二椭圆反射面313均在同一个大椭圆轨迹上，且第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313对称分布于大椭圆轨迹的长轴两侧；第三椭圆反射面314位于小椭圆轨迹上。此处的大、小指的是：大椭圆轨迹的长轴长度大于小椭圆轨迹的长轴长度，大椭圆轨迹的短轴长度大于小椭圆轨迹的短轴长度。
本发明的大椭圆轨迹的两个焦点与小椭圆轨迹的两个焦点重合，具体的，F1既是大椭圆轨迹的第一个焦点，也是小椭圆轨迹的第一个焦点，F2既是大椭圆轨迹的第二个焦点，也是小椭圆轨迹的第二个焦点。大椭圆轨迹的长轴长度为a1，其短轴长度为b1，小椭圆轨迹的短轴长度为a2，其短轴长度为b2，a1>a2，b1>b2。第一椭圆反射面312指的是图9中椭圆弧AB，第二椭圆反射面313指的是图9中椭圆弧DC，第三椭圆反射面314指的是图中的椭圆弧EF。
红外光源41位于两个椭圆轨迹中远离第三椭圆反射面314的焦点处（即图9中焦点F1处），红外探测器42位于两个椭圆轨迹的长轴上，优选的，红外探测器42的中心位于两个椭圆轨迹的两个焦点之间（即线段F1F2上）。由于红外光源41位于焦点F1处，因此，根据椭圆的特性，红外光源41发出的光线射入第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313后，可以被第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313反射并聚焦于焦点F2处，并且经由第一椭圆反射面312反射的光线光程长度与经由第二椭圆反射面313反射的光线的光程长度相等；穿过焦点F2的光线可以射入第三椭圆反射面314，第三椭圆反射面314反射的光线会聚焦于焦点F1处，而红外探测器42位于两个焦点之间，使得被第三椭圆反射面314反射的光线可以射入红外探测器42。
在上述光线传输的过程中，光线经过第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313可以被汇聚在一起，另外入射到第三椭圆反射面314的光线可以被进一步汇聚，由于第三椭圆反射面314位于小椭圆轨迹上，相对于大椭圆轨迹可以进一步提升光线的聚焦效果，提高了传感器的探测效率。
优选的，红外探测器42中的两个探测通道对称分布于两个椭圆轨迹的长轴两侧，使得两个探测通道接收的光线能量相等，且光程相等，保证了探测的精准性。
本发明中的气室骨架30的内侧壁还包括弧面反射面311，弧面反射面311的两端分别与第一椭圆反射面312的前端、第二椭圆反射面313的后端连接，使得该弧面反射面311包围于红外光源41的一侧。该弧面反射面311的圆心与两个椭圆轨迹中远离第三椭圆反射面314的焦点（即焦点F1）重合，使得红外光源41发出的光线中入射到弧面反射面311的部分可以被弧面反射面311反射，并且反射后的光线仍旧能经过大椭圆轨迹的焦点（即焦点F1）。
为了使得弧面反射面311将入射到其表面的光线原路返回，红外光源41的能量能够充分被利用，弧面反射面311对应的圆心角为180°，其半径大于红外光源41的半径，便于红外光源41的安装；另外弧面反射面311的半径小于大椭圆轨迹的焦点与对应一侧的长轴边缘的间距，使得弧面反射面311的外侧具有一定的壁厚，保证气室骨架30的结构强度。
气室骨架30的整体结构一体成型，为了实现气室腔体的结构设计，该气室骨架30的内侧壁还包括第一连接壁315、第二连接壁316、第三连接壁317以及第四连接壁318，第一连接壁315的两端连接弧面反射面311、第一椭圆反射面312，第二连接壁316的两端连接第一椭圆反射面312、第三椭圆反射面314，第三连接壁317的两端连接弧面反射面311、第二椭圆反射面313，第四连接壁318连接第二椭圆反射面313、第三椭圆反射面314。
如图8至图10所示，本发明中的第一连接壁315所在平面、第三连接壁317所在平面共面，且该平面穿过两个椭圆轨迹中远离第三椭圆反射面314的焦点；第二连接壁316所在平面、第四连接壁318所在平面共面，且该平面穿过两个椭圆轨迹中靠近第三椭圆反射面314的焦点。此结构下的气室腔体更加便于生产加工，又能保证气室腔体的结构强度，另外，本发明还能够避免各个连接壁对于光路的影响。
为了尽可能避免光线在反射过程中造成的能量损失，本发明中的气室腔体的内壁镀有反射层，包括弧面反射面311、第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313、第三椭圆反射面314、第一连接壁315、第二连接壁316、第三连接壁317以及第四连接壁318在内的反射侧壁均为镜面反射面。
如图1、图6至图8所示，本发明中的电路板50上设有集成电路，该集成电路与红外光源41、红外探测器42连接。优选的，红外光源41和红外探测器42均设于连接基板40上，使得连接基板40、红外光源41、红外探测器42集成为一个完整的模块，便于该红外气体传感器的生产和装配，该连接基板40通过连接引脚与电路板50连接，实现了红外光源41、红外探测器42与电路板50的电气连接。
气室骨架30的内部设有气室底板35，红外光源41、红外探测器42均穿过气室底板35后伸入气室腔体内。具体的，在实现过程中，气室底板35上设有光源穿孔321、探测器穿孔322，红外光源41穿过光源穿孔321后伸入气室腔体内，红外探测器42穿过探测器穿孔322后伸入气室腔体内。优选的，红外光源41与光源穿孔321之间密封连接，红外探测器42与探测器穿孔322之间密封连接，可以充分避免气室腔体内气体对于电路系统的影响。
在一个具体实施例中，气室骨架30的下侧内边缘设有内凹的第二安装台34，该第二安装台34用于与连接基板40相匹配，使得连接基板40能够内扣在第二安装台34的位置，实现气室骨架30与连接基板40之间的稳定连接。
如图1、图4至8所示，气室骨架30的上方设有上反射板20，上反射板20上设有向下凸出的斜面反射板21，该斜面反射板21由上反射板20的部分向下弯折形成，降低的上反射板20的加工难度。该斜面反射板21位于红外探测器42的上方，其用于将射入到斜面反射板21的光线反射至红外探测器42处；另外斜面反射板21还可以实现“挡光”功能，即：红外光源41直接入射到斜面反射板21的部分直接被斜面反射板向上反射，进而反射出该气室腔体，避免这部分光线在气室腔体内传输而影响红外光程的一致性，并且由于红外光源41射入斜面反射板21并被斜面反射板21反射的光线发散角度较大，故不会对外界环境造成光污染。。
上反射板20上设有上下贯穿的镂空槽22，外界气体经由镂空槽22进入气室腔体内，镂空槽22提供了气体穿过的通道。优选的，上反射板20上设有挡光板23，挡光板23凸出于镂空槽22的边缘，且挡光板23位于红外光源41的正上方，通过挡光板23可以挡住红外光源41发出的红外光，避免光线直接射出而对外界造成光污染，挡光板23设计形成半圆状可以与红外光源41相配合，达到良好的遮挡效果。
上反射板20的侧边设有向下凸出的扣板24（优选为两个或三个），气室骨架30上设有与扣板24位置对应的扣槽33，扣板24与扣槽33扣合连接，使得上反射板20紧密扣合于气室骨架30的上方。在进行装配过程中，直接将扣位内扣到扣槽33的位置，即可实现上反射板20与气室骨架30之间的连接，装配更加方便，并且还能够保证两者连接的稳定性。
如图1至图3所示，本发明的气室骨架30的外侧套有防护罩10，通过防护罩10实现气室骨架30以及电路板50、连接基板40、红外光源41、红外探测器42等结构的防护。为了保证外界的待测气体能够顺利进入气室腔体内，本发明的防护罩10的顶部设有上下贯穿的透气穿孔11，外界气体经由透气穿孔11进入气室腔体内。优选的，透气穿孔11处设有防尘透气网，防尘透气网不仅能够避免外界的灰尘杂质进入气室腔体内，避免杂质对光线的光路造成影响，其还能够保证外界气体顺利进入气室腔体内。
在一个具体实施例中，防护罩10的下侧内边缘设有内凹的第一安装台12，该第一安装台12用于与电路板50相互匹配，使得电路板50能内扣在第一安装台12的位置，既能实现防护罩10对于电路板50的保护，又方便防护罩10与电路板50之间的装配与固定。
基于上述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，本发明还公开了该微型红外气体传感器的实现方法，其采用了双椭圆的光路结构，根据椭圆反射面的光学特性保证了光源发出的任意红外光线光程的一致性。
具体的，如图9至图12所示：
（1）红外光源41发出的部分光线入射至第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313；
（2）第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313反射红外光线并聚焦至大椭圆的第二个焦点，经过该第二个焦点的红外光线入射至第三椭圆反射面314；
（3）第三椭圆反射面314反射红外光线并聚焦，聚焦后的红外光线入射至红外探测器42处。
考虑到红外光源41发出光线的多向性，本发明中的弧面反射面311可以对入射到其表面的光线进行反射利用：红外光源41发出的光线中背离第三椭圆反射面314的部分射入弧面反射面311，被弧面反射面311反射后的光线经过大椭圆的第一个焦点后入射至第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313。
本发明中的红外探测器42的上方设有斜面反射板21，第三椭圆反射面314反射的光线中射入斜面反射板21的部分，被斜面反射板21反射后入射至红外探测器42处。
本发明的椭圆轨迹具有一大一小两个规格，并且大椭圆轨迹的焦点与小椭圆轨迹的焦点重合，在尽可能减少反射次数的情况下增加光程长度，并且还可以实现光线的聚焦，相对于单一椭圆的设计，可以进一步增加聚焦效果，提高了探测器接收的光强，进而提升了传感器的探测效率。
另外，本发明的双椭圆轨迹焦点重合，可以保证红外光源41发出的光线经由第一椭圆反射面312、第三椭圆反射面314到达红外探测器42位置的光程长度，与红外光源41发出的光线经由第二椭圆反射面313、第三椭圆反射面314到达红外探测器42位置的光程的长度相等，红外探测器42接收的光线光程长度具有一致性。以图10所示的光线传输示意来说明，经过理论计算，F1p1+p1p2+p2p3的光程长度为29.75mm，F1q1+q1q2+q2q3的光程长度为29.83mm，两条光路的光程长度一致性程度高，从焦点F1发出的光线到红外探测器42的光程近似相等。
由于红外光源41发射光线的多向性，经由弧形反射面反射的光线的光程较直接入射到第一椭圆反射面312、第二椭圆反射面313的光线的光程大2r（r为弧形反射面的半径长度），但是经由弧形反射面反射的光线到达红外探测器42两个通道的光程相等，未经过弧形反射面反射的光线到达红外探测器42的两个探测通道的光程相等，并且两部分的光线的光能量占比为1：1，因此到达红外探测器42两个探测通道的光程为上述两部分光程的均值。故，本发明中红外探测器42接收的光线的光程一致性相较于传统圆反射面反射的方式更优。
本发明提供一个测量甲烷气体的浓度的具体实施例。
将该红外传感器的各部分组件组装成整机后放入到甲烷气体探测的配比箱内，并把甲烷气体以一定速率通入到配比箱内。分别读取从0%～4.5%VOL（间隔0.5%VOL）浓度时传感器的相对光功率变化情况，记录每个浓度点对应传感器的相对光功率大小，得到浓度点与相对光功率的对应关系，并采用非线性拟合曲线（朗伯比尔定律公式）拟合，得到如图13所示的甲烷气体浓度响应曲线。
根据图13可以看出，数据点与拟合曲线之间吻合的很好，表明该红外传感器检测待测甲烷气体时是符合朗伯比尔吸收定律的，并且测试误差很小，体现了具有一致性光路长度红外传感器的优势所在。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，包括气室骨架和电路板，与所述电路板连接的红外光源、红外探测器均伸入所述气室骨架的气室腔体内，其特征在于，
所述气室骨架的内侧壁包括依次分布的第一椭圆反射面、第三椭圆反射面以及第二椭圆反射面，所述第一椭圆反射面与所述第二椭圆反射面均在同一个大椭圆轨迹上，且所述第一椭圆反射面、所述第二椭圆反射面对称分布于所述大椭圆轨迹的长轴两侧，所述第三椭圆反射面所在的小椭圆轨迹的两个焦点均与所述大椭圆轨迹的两个焦点重合；
所述红外光源位于两个椭圆轨迹中远离所述第三椭圆反射面的焦点处，所述红外探测器位于两个椭圆轨迹的长轴上。
2.根据权利要求1所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其特征在于，所述气室骨架的内侧壁还包括弧面反射面，所述弧面反射面的两端分别与所述第一椭圆反射面的前端、所述第二椭圆反射面的后端连接，且所述弧面反射面的圆心与两个椭圆轨迹中远离所述第三椭圆反射面的焦点重合。
3.根据权利要求2所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其特征在于，所述气室骨架的内侧壁还包括第一连接壁、第二连接壁、第三连接壁以及第四连接壁，所述第一连接壁的两端连接所述弧面反射面、所述第一椭圆反射面，所述第二连接壁的两端连接所述第一椭圆反射面、所述第三椭圆反射面，所述第三连接壁的两端连接所述弧面反射面、所述第二椭圆反射面，所述第四连接壁连接所述第二椭圆反射面、所述第三椭圆反射面。
4.根据权利要求1所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其特征在于，所述红外探测器的中心位于两个椭圆轨迹的两个焦点之间，且所述红外探测器中的两个探测通道对称分布于两个椭圆轨迹的长轴两侧。
5.根据权利要求1所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其特征在于，所述气室骨架的内部设有气室底板，所述红外光源、所述红外探测器均穿过所述气室底板后伸入所述气室腔体内。
6.根据权利要求1所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其特征在于，所述气室骨架的上方设有上反射板，所述上反射板上设有向下凸出的斜面反射板，所述斜面反射板位于所述红外探测器的上方，其用于将射入到斜面反射板的光线反射至所述红外探测器处。
7.根据权利要求1所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器，其特征在于，所述气室骨架的外侧套有防护罩，所述防护罩的顶部设有上下贯穿的透气穿孔，外界气体经由所述透气穿孔进入所述气室腔体内。
8.一种具有一致性光程长度的微型红外气体传感器的实现方法，其特征在于，
红外光源发出的部分光线入射至第一椭圆反射面、第二椭圆反射面；
所述第一椭圆反射面、所述第二椭圆反射面反射红外光线并聚焦至大椭圆的第二个焦点，经过该第二个焦点的红外光线入射至第三椭圆反射面；
所述第三椭圆反射面反射红外光线并聚焦，聚焦后的红外光线入射至红外探测器处。
9.根据权利要求8所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器的实现方法，其特征在于，红外光源发出的光线中背离所述第三椭圆反射面的部分射入弧面反射面，被所述弧面反射面反射后的光线经过大椭圆的第一个焦点后入射至第一椭圆反射面、第二椭圆反射面。
10.根据权利要求8所述的具有一致性光程长度的微型红外气体传感器的实现方法，其特征在于，红外探测器的上方设有斜面反射板，所述第三椭圆反射面反射的光线中射入斜面反射板的部分，被所述斜面反射板反射后入射至红外探测器处。
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