CN201909754U

CN201909754U - 光学气体传感器

Info

Publication number: CN201909754U
Application number: CN2010206153008U
Authority: CN
Inventors: 张�杰; 于海洋
Original assignee: SHANGHAI YIJIE INDUSTRIAL SECURITY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI AEGIS INDUSTRIAL SAFETY CORPORATION
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-11-19

Abstract

本实用新型涉及一种光学气体传感器，其包括壳体，壳体内具有连通外部的气室，气室内设置有红外光源、反射座、温度传感器和红外接收传感器，该光学气体传感器还包括微处理器，所述的红外光源为宽波段半导体黑体红外光源。采用了该种结构的光学气体传感器，由于其具有宽波段半导体黑体红外光源，使得该红外光源的热滞后小，可使用脉冲供电方式工作，且该光源功耗低、寿命长、漂移小、体积小，灯丝能在毫秒级内被加热或降温，进而脉冲红外光源可以利用干涉滤波窗口滤除要求波长之外的光，脉冲红外光源减少带外发射，以使在整个探测过程，光源灯丝保持暗，从而减少探测器、放大器和其它元件的寄生热，极大提高系统的可靠性和稳定性。

Description

光学气体传感器

技术领域

本实用新型涉及气体探测装置领域，特别涉及用于气体探测的光学设备领域，具体是指一种光学气体传感器。

背景技术

气体传感器经常用于有害气体检测和火灾报警等方面。传统的气体传感器包括电化学气体传感器和催化燃烧可燃气体传感器。

在电化学气体传感器的应用中，当被测量的气体进入传感器内部，被测量气体和电化学传感器内部的电解液进行化学反应，电解液由于电离和分解，产生了一个正向电流，通过外部采样电路对该电流进行采样，得到了一个电压信号和内部气体浓度的对应关系。由于被测量气体消耗电化学传感器内部电解液，因此这一过程是无法逆转的。当被测量气体进入传感器内部的浓度大于该传感器的允许最大测量浓度，传感器内部的电解液将会被耗尽，整个传感器将失效。电化学气体传感器的另一缺点在于，其对气体种类分辩能力差，使用起来对环境的选择是有针对性的，如在对H₂S气体进行检测的情况下，当使用环境种存在H₂Cl气体时，这两种气体均会消耗传感器内部的电解液，导致该传感器对H₂S气体浓度的误判断。也既是说，在H₂S气体浓度的检测的环境中，不允许存在其他干扰气体，否则无法正常反映真实的H₂S气体浓度。电化学气体传感器在长期工作过程中或不通电长期放置的过程中，其自身内部的电解液也会慢慢的自然分解直至失效，而在正常使用过程中需要利用外界手段进行定期的校正和校准。用户一般需要2到3个月对产品进行一次校正和检查，2到3年需要更换该电化学气体传感器，这就增加了用户的成本，也给用户的使用带来了不便。

催化燃烧可燃气体传感器的工作原理是，当被检测的可燃气体进入该传感器内部，可燃气体和内部的催化剂进行燃烧反应，消耗该传感器内部的催化剂，可燃气体被燃烧分解，产生电流，利用外部的采样电路对所产生的电流进行采样，得到了一个电压信号和内部气体浓度的对应关系。由于测量可燃气体需要消耗该传感器内部催化剂，因此该过程也是无法逆转的，而当被测量可燃气体进入传感器内部的浓度大于该传感器的允许最大测量浓度，传感器内部的催化剂将会被耗尽，整个传感器将失效。另外，由于催化剂不能和被测量可燃气体直接进行反应，需要对催化剂和被测量可燃气体进行加热才能进行燃烧反应，由此直接导致整体产品的功耗大增，增加了对现场供电的布线的要求。

由于传统的电化学气体传感器和催化燃烧可燃气体传感器具有上述的缺点，因此，目前相关应用中也开始采用红外气体传感器。红外气体传感器的优点在于，其利用红外光对气体进行浓度检测，在测量过程中被测量气体只吸收红外光源发出来的红外光信号，并不存在不可逆转的化学反应或燃烧反应，传感器可以重复使用，寿命长；其可以允许进入传感器内部的被测量气体浓度远大于该传感器的最大测量浓度，实际使用过程中，红外气体传感器可以在长期存在被测量气体的环境中工作；其所具有的红外光源功耗低、寿命长、发光稳定、低漂移，不需要定期对产品进行调整和校正，使用寿命一般可以达到5年以上，节省了用户的维护和维修成本，降低了现场供电的布线要求。同时，红外气体传感器还具有检测精度高，对被测气体类型分辩能力强，基本不受干扰气体的影响，可测量多种气体，且产品的灵活性好等优点，因此可以广泛地替代传统的电化学气体传感器和催化燃烧可燃气体传感器。

但目前市场上的红外气体传感器仍存在不少缺点，主要表现在以下几个方面：

a)传统红外气体传感器一般采用铂铑合金丝作为红外发射光源，铂铑合金丝表面涂有很多防氧化涂层，体积大、抗氧化性能差、工作电流高；

b)由于铂铑合金丝发热过程中存在热滞后性，不能采用脉冲供电方式工作，热效率低；为适应气体浓度检测要求，必须在铂铑合金丝红外光输出口增加一个斩光器进行红外光调制，由此增加了整机的体积和功耗，不利于产品的小型化生产；

c)由于铂铑合金丝需要长期供电，容易发生漂移现象，需要定期调整和维护；且寿命短，需要定期更换铂铑合金丝红外发射光源；

d)传统的红外气体检测方式一般采用对射的方式进行气体浓度检测，为保证气体浓度检测的精度，需要一个长度较长的检测气室，增加的产品的体积和成本；

e)由于检测气室长度较长，检测气室内部温度分部不均匀，同时铂铑合金丝一直处在发热状态，无形中增加了探测器、放大器和其它元件的寄生热，极大降低系统的可靠性和稳定性；为保证气体浓度检测的精度、排除水蒸汽对气体浓度检测精度的影响，必须对整个气体探测气室进行高温恒温控制，势必增加了产品的成本、功耗和降低了可靠性；因为需要高温恒温控制，产品从开机到正常使用需要比较长的时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种结构简单，减少寄生热单元，使探测器整体的稳定性和可靠性得到提升，同时体积小、功耗低、免校准、寿命长、检测精度高、生产成本低廉，且应用范围广泛的光学气体传感器。

为了实现上述的目的，本实用新型的光学气体传感器具有如下构成：

该光学气体传感器，包括传感器壳体，其主要特点是，所述的壳体内具有连通壳体外部的气室，所述的气室内设置有红外光源、反射座、温度传感器和红外接收传感器，所述的红外光源、反射座、温度传感器和红外接收传感器均通过固定部件与所述的壳体固定连接，该光学气体传感器还包括微处理器，所述的微处理器的信号输入端连接所述的温度传感器和红外接收传感器，所述的微处理器还具有气体探测信号输出端，所述的红外光源为宽波段半导体黑体红外光源。

该光学气体传感器中，所述的红外光源还包括脉冲式开关，所述的脉冲式开关连接所述的宽波段半导体黑体红外光源。

该光学气体传感器中，所述的微处理器为温度补偿及气体浓度线性化处理单元。

该光学气体传感器中，所述的气体探测信号输出端口包括数字输出端口和直流电压输出端口，所述的数字输出端口和直流电压输出端口均连接于所述的微处理器的信号输出端。

该光学气体传感器中，所述的光学气体传感器还包括金属网，所述的金属网设置于所述的气室和壳体外部之间。

该光学气体传感器中，所述的固定部件包括定位套和插针，所述的红外光源、温度传感器和红外接收传感器通过所述的定位套与所述的反射座嵌合固定，所述的红外光源、温度传感器、反射座、红外接收传感器及定位套均通过所述的插针固定于所述的传感器壳体。

该光学气体传感器中，所述的气室内表面上覆盖有镀金层。

该光学气体传感器中，所述的红外接收传感器为热释电红外传感器。

该光学气体传感器中，所述的热释电红外传感器为双窗口热释电红外传感器。

该光学气体传感器中，所述的双窗口热释电红外传感器的窗口上设置有滤光片，所述的滤光片为具有白宝石基材的多层镀膜窄带滤光片。

该光学气体传感器中，所述的双窗口热释电红外传感器的红外感应电路包括红外接收灵敏元和红外信号输出端，所述的红外信号输出端连接于所述的红外接收灵敏元和微处理器的信号输入端之间。

该光学气体传感器中，所述的红外接收灵敏元为钽酸锂晶体薄片，所述的双窗口热释电红外传感器包括四片相同的钽酸锂晶体薄片，所述的四片相同的钽酸锂晶体薄片两两反极性串联形成两组红外接收单元，每组红外接收单元中包括一片红外探测用钽酸锂晶体薄片和一片补偿用钽酸锂晶体薄片，所述的红外探测用钽酸锂晶体薄片设置于所述的双窗口热释电红外传感器的窗口的位置，所述的补偿用钽酸锂晶体薄片设置于偏离窗口的位置。

采用了该实用新型的光学气体传感器，由于其具有宽波段半导体黑体红外光源，使得该红外光源的热滞后小，可使用脉冲供电方式工作，且该光源功耗低、寿命长、漂移小、体积小；开关频率约为2Hz～10Hz，灯丝能在毫秒级时间内被加热或降温。同时，脉冲红外光源可以利用一个干涉滤波窗口来滤掉要求波长之外的光，脉冲红外光源减少带外发射(尤其减少短波和可见光)，以使在整个探测过程，光源灯丝保持暗，而且根本不产生可见光；在气体传感器中，其可以减少探测器、放大器和其它元件的寄生热，极大提高系统的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的光学气体传感器的结构示意图。

图2为本实用新型的光学气体传感器中的红外接收传感器内部电路结构示意图。

图3为本实用新型的光学气体传感器中的红外光源以及红外接收传感器的电路连接方式结构示意图。

图4为本实用新型的光学气体传感器中的微处理器的电路连接方式结构示意图。

图5为本实用新型的光学气体传感器的封装结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本实用新型的光学气体传感器的结构示意图。

该光学气体传感器，包括传感器壳体1，壳体1内具有连通壳体外部的气室2，所述的气室2内表面上覆盖有镀金层。气室内设置有红外光源5、反射座4、温度传感器(图中未示出)和红外接收传感器3，所述的红外光源5、反射座4、温度传感器和红外接收传感器3均通过固定部件与所述的壳体1固定连接。该光学气体传感器还包括微处理器，该微处理器为温度补偿及气体浓度线性化处理单元，所述的微处理器具有信号输入端和气体探测信号输出端口，所述的信号输入端连接所述的温度传感器和红外接收传感器3。所述的红外光源5为宽波段半导体黑体红外光源，该宽波段半导体黑体红外光源连接一冲式开关。

在该实施方式中，如图2所示，所述的红外接收传感器为双窗口热释电红外传感器，其窗口上设置有滤光片G1、G2，所述的滤光片G1、G2为具有白宝石基材的多层镀膜窄带滤光片。该双窗口热释电红外传感器的红外感应电路包括红外接收灵敏元和红外信号输出端，所述的红外信号输出端连接于所述的红外接收灵敏元和微处理器的信号输入端之间。所述的红外接收灵敏元为四片相同的钽酸锂晶体薄片S1、S2、S3和S4，所述的四片相同的钽酸锂晶体薄片S1、S2、S3和S4两两反极性串联形成两组红外接收单元，每组红外接收单元中包括一片红外探测用钽酸锂晶体薄片S1、S4和一片补偿用钽酸锂晶体薄片S2、S3，所述的红外探测用钽酸锂晶体薄片S1、S4设置于所述的双窗口热释电红外传感器的窗口的位置，所述的补偿用钽酸锂晶体薄片S2、S3设置于偏离窗口的位置。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，所述的光学气体传感器还包括金属网8，所述的金属网8设置于所述的气室2和壳体1外部之间。

在另一种优选的实施方式中，如图1所示，所述的固定部件包括定位套6和插针7，所述的红外光源5、温度传感器和红外接收传感器3通过所述的定位套6与所述的反射座4嵌合固定，所述的红外光源5、温度传感器、反射座4、红外接收传感器3及定位套6均通过所述的插针7固定于所述的传感器壳体1。

在又一种优选的实施方式中，如图5所示，所述的气体探测信号输出端口包括数字输出端口TXD、RXD和直流电压输出端口VOUT，所述的数字输出端口和直流电压输出端口均连接于所述的微处理器的信号输出端。

根据红外光谱理论，一些非对称极性气体分子，如：CO₂、CO、CH化合物、S的氧化物、N的氧化物等，由于其内部电偶极距转动、振动等因素，对穿过这些气体分子的红外光进行多次反射、折射和吸收；由于不同类型气体分子的不一致性，使得这些气体分子对特定波长的红外光有明显的吸收作用。这些非对称极性分子所对应的吸收红外光的波长如下表1所示：

气体类型	CO₂	CO	CH化合物	S的氧化物	N的氧化物
						波长(微米)	4.26	4.65	3.4	7.4	7.6

表1

根据比尔——朗伯定律I＝I_o(e^-pdK)，其中，I为入射光强；I_o为出射光强；e为自然常数；p为气体浓度；d为入射光通过气体的通光距离；K为消光系数。由该定律公式可知，当气体浓度、通光距离一定时，入射光强和出射光强之间呈对数的关系。

因此，使用特定的宽波段红外光源、宽波段红外接收传感器和特定的气体探测结构，假设气体探测结构内部气体(如CO₂)浓度为一定值，记录好气体进入探测结构前的红外接收传感器电信号和气体进入后的传感器电信号，就可以根据比尔——朗伯定律计算出该气体的浓度。

本实用新型的光学气体传感器即利用上述原理对特定气体的浓度进行探测。在实际应用中，本实用新型的光学气体传感器包括红外接收传感器、红外发射光源、温度传感器、反射座、探测气室、微处理器和连接插针。其中，红外光源以及红外接收传感器的电路连接方式如图3所示。

该光学气体传感器中，红外发射光源使用宽波段半导体黑体红外光源，其波长范围是1μM～8μM，能满足多种气体测量要求。同时，宽波段半导体黑体红外光源可以通过脉冲调制的方式工作，其脉冲频率为2Hz～10Hz，且宽波段半导体黑体红外光源具有功耗低、寿命长、长时间工作漂移低等优点。

红外接收传感器为热释电红外传感器。该传感器为双窗口红外接收传感器并采用标准的TO-5封装，可同时接收两路不同或相同波长的红外光信号。其内部电路结构如图2所示，G1、G2为红外窄带滤光片，R1、R2为钽酸锂晶体薄片电信号采样电阻，FET1、FET2为低噪声、低功耗结型场效应管。所述的红外接收窗口采用白宝石为基材、多层镀膜的窄带滤光片。以二氧化碳检测为例，该传感器能实时检测CO₂气体的浓度，使产品可以在长期存在CO₂气体的环境下，时刻反映出CO₂气体浓度。根据红外光谱理论，其中一片窄带滤光片的中心波长为4.26μM，可以使用该波长的红外光信号作为比尔——朗伯定律中的出射光强，实时检测CO₂气体的浓度变化；而另一片窄带滤光片中心波长为3.8μM，因CO₂气体对该波长的红外光基本不吸收，该波长的红外光信号可作为比尔——朗伯定律中的入射光强。该传感器内部红外接收灵敏元为钽酸锂晶体薄片，为保证传感器具有更高的信噪比和更强的环境温度变化的适应性，传感器内部红外接收灵敏元使用四片相同的钽酸锂晶体薄片两两反向串联而成。钽酸锂晶体薄片S1和S2、S3和S4两两反极性串联，在无红外光信号进入传感器的情况下，四片相同的钽酸锂晶体薄片自产生的噪声电信号基本相同，环境温度变化时四片钽酸锂晶体薄片产生电信号也基本相同，因钽酸锂晶体薄片两两反极性串联的方式，这两种电信号可以相互抵消，从而提高了气体探测器的精度。图2中，钽酸锂晶体薄片S2和S3只作为补偿单元使用，不接收外部红外光信号，接收外部红外光信号的是S1和S4。

在本实用新型的光学气体传感器中反射座和探测气室的内表面均镀金处理，以增强红外光线的反射强度，也保证了产品的一致性。由红外发射光源发出来的红外光信号经过反射座和探测气室多次反射，红外光信号最终可以到达红外接收传感器的接收窗口，红外光从发射点经多次反射到达接收点的距离为一个固定值。为保证探测气室内部防止水蒸汽、灰尘和昆虫进入，同时要保证气体分子能顺利进入探测气室，在探测气室前端放置一片金属网，该金属网的通孔直径为30～80微米，可以有效防止非气体分子进入，保证气体传感器检测精度。该气体传感器外壳采用金属材料，以提高产品外壳强度。

根据红外光谱理论，在不同的环境温度下，同一种非对称极性气体分子由于内部电偶极距转动、振动的程度不一致，直接导致该气体分子吸收红外光的强度也不一致，因此，在本光学气体传感器的内部还安装有一个精密的数字温度传感器，其型号为DS18B20，用于实时监测探测气室内部的气体温度，通过计算机软件算法修正探测气室内部探测到气体的浓度，以此提高该光学气体传感器在不同环境温度下的测量精度。

利用本实用新型的光学气体传感器进行气体浓度探测过程如下所述(以CO₂为例)：

一、气体浓度检测。

a)CO₂气体分子扩散进气体传感器探测气室，红外光直接穿过探测气室，经过多次反射，CO₂气体将吸收特定波长4.26μM的红外光，热释电探测器上有一个中心波长为4.26μM红外滤光片，该滤光片通过的中心波长和被检测气体的吸收波长一致，只有被测气体分子能够吸收的红外波长的光才能通过，其它的气体分子不吸收这种波长的光，只有CO₂气体分子能影响到达探测器的光强度；

b)到达热释电探测传感器的CO₂气体吸收波长的红外光的强度与传感气室的CO₂气体分子浓度有反向的联系。高浓度的CO₂分子比低浓度的要吸收更多的红外光。当传感气室的CO₂气体浓度为零时，热释电探测传感器将完全接收所有强度的光。当CO₂气体浓度增加时，到达探测器的红外光强度显著的降低；

c)为了能实时检测CO₂气体浓度，使产品可以在长期存在CO₂气体的环境下，时刻反映出CO₂气体浓度，根据红外光谱理论，其中一片窄带滤光片的中心波长为4.26μM，可以使用该波长的红外光信号作为比尔——朗伯定律中的出射光强，实时检测CO₂气体的浓度变化；另外一片窄带滤光片中心波长为3.8μM，因CO₂气体对该波长的红外光基本不吸收，该波长的红外光信号可作为比尔——朗伯定律中的入射光强；

d)因为热释电红外光学气体传感器通常使用的红外光探测器对光强的变化是敏感的，而对光的绝对强度不敏感，所以通常要使用一个调制红外光源。红外光源通过微处理器来进行脉动式开关，开关频率约为2Hz～10Hz，灯丝能在毫秒级的时间段内被加热或降温。脉冲红外源通常利用一个干涉滤波窗口，用来滤掉要求波长之外的发光。同时，脉冲红外源减少带外发射(尤其短波，可见光)以致在整个测量过程，灯丝保持暗，而且根本不产生可见光。在气体传感器中，它减少探测器、放大器和其它元件的寄生热，极大提高系统的可靠性和稳定性；

e)通过提供适当的吸收带宽的高发射率和带宽之外的低发射率，将最大化有用带宽的比率，因此使灵敏度最大化了。这个最大化对被测气体是特别重要的，当它只有一个很微弱的红外吸收信号时，必须保证在非常低浓度时被测量到；

f)热释电红外光学气体传感器同时形成了一个通用的气体传感器技术平台，得到了广泛的应用，例如CO₂、CO、CH化合物、S的氧化物、N的氧化物气体浓度检测等，以及火灾探测。如CO₂探测器是火灾指示器，它能提供早期火灾报警；

g)热释电红外光学气体传感器具有价格、尺寸、稳定性、可靠性、高线性、使用寿命长、易维护、测量精确、响应和恢复时间快等多方面的优势。

二、温度补偿、浓度的线性化处理及处理结果的输出。

a)原始的红外光信号转换为电信号后必须经过复杂的线性化处理及温度补偿处理才能得到准确的气体浓度数值。

b)处理结果需要以一种简单的接口形式输出到外部供用户使用。

c)鉴于上述情况，气体传感器内部装备了微处理器，该微处理器的电路连接方式如图4所示，用以对原始信号进行补偿及线性化，之后向外部提供数字输出(串口)及直流电压输出(满幅2.5V)。

如图5所示，VOUT引脚是模拟量输出引脚，输出直流电压，范围0～2v，输出小于0.2v时表示传感器故障。0.4v～2v对应气体浓度为0％FS～100％FS。TXD、RXD引脚是数字量输出引脚，UART，TTL电平，电压信号为0～2.5V。数字输出的数据包由ASCII码组成，以Tab(0x09)+校验和的两位HEX码(如校验和为0x23时，为“23”，校验为0xab时，为“AB”，注意ABCDEF必须大写)+cr(0x0d)，lf(0x0a)结束。

校验算法：将从头到tab(不包含tab)前的所有字符求取单字节累加和假定为s，则校验字为checksum＝(unsigned char)(-(signed char)s)。

传感器通电后将以每秒一次的间隔按上述格式发送浓度数据。用户可通过检查校验字验证数据是否正确。

用户可通过串口向传感器发送指令，指令及格式如下：

标定指令：

B[数值][tab][校验][0x0d][0x0a]，数值可以为0(标定零点)或者其他0～10000间的浮点数或整数。

指令发出后，如果成功，传感器会立刻原样回复本数据包，否则无回复。

恢复出厂状态指令：

H[tab][校验(B8)][0x0d][0x0a]

由于非对称极性气体分子，如：CO₂、CO、CH化合物、S的氧化物、N的氧化物等，对红外线的吸收具有相似性，根据以上论述得知，红外气体传感器实现了CO₂气体浓度的检测。而通过更改红外接收传感器两个接收窗口的窄带滤光片中心波长，就可以做成针对多种气体的光学气体传感器。

采用了该实用新型的光学气体传感器，由于其具有宽波段半导体黑体红外光源，使得该红外光源的热滞后小，可使用脉冲供电方式工作，且该光源功耗低、寿命长、漂移小、体积小；开关频率约为2Hz～10Hz，灯丝能在毫秒级时间内被加热或降温。同时，脉冲红外光源可以利用一个干涉滤波窗口来滤掉要求波长之外的光，脉冲红外光源减少带外发射(尤其减少短波和可见光)，以使在整个探测过程，光源灯丝保持暗，而且根本不产生可见光；在气体传感器中，其可以减少探测器、放大器和其它元件的寄生热，极大提高系统的可靠性和稳定性。另外，气室采用多次反射的方式检测气体浓度，在包装红外线光路足够长的基础上可以近可能缩小气室的长度，减小产品的体积。由于产品体积小，气室内部温度分部比较均匀，同时在气室前端增加了一片金属网，有效地防止水蒸汽的进入，所以不需要对整个探测气室进行高温恒温控制，降低的产品的体积和功耗。由于本实用新型具有体积小、功耗低、寿命长、气体浓度检测精度高、成本低等优点，因此利于批量生产且应用面广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种光学气体传感器，包括传感器壳体，其特征在于，所述的壳体内具有连通壳体外部的气室，所述的气室内设置有红外光源、反射座、温度传感器和红外接收传感器，所述的红外光源、反射座、温度传感器和红外接收传感器均通过固定部件与所述的壳体固定连接，该光学气体传感器还包括微处理器，所述的微处理器的信号输入端连接所述的温度传感器和红外接收传感器，所述的微处理器还具有气体探测信号输出端，所述的红外光源为宽波段半导体黑体红外光源。

2.根据权利要求1所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的红外光源还包括脉冲式开关，所述的脉冲式开关连接所述的宽波段半导体黑体红外光源。

3.根据权利要求1所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的微处理器为温度补偿及气体浓度线性化处理单元。

4.根据权利要求1所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的气体探测信号输出端口包括数字输出端口和直流电压输出端口，所述的数字输出端口和直流电压输出端口均连接于所述的微处理器的信号输出端。

5.根据权利要求1所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的光学气体传感器还包括金属网，所述的金属网设置于所述的气室和壳体外部之间。

6.根据权利要求1所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的固定部件包括定位套和插针，所述的红外光源、温度传感器和红外接收传感器通过所述的定位套与所述的反射座嵌合固定，所述的红外光源、温度传感器、反射座、红外接收传感器及定位套均通过所述的插针固定于所述的传感器壳体。

7.根据权利要求1所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的气室内表面上覆盖有镀金层。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的红外接收传感器为热释电红外传感器。

9.根据权利要求8所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的热释电红外传感器为双窗口热释电红外传感器。

10.根据权利要求9所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的双窗口热释电红外传感器的窗口上设置有滤光片，所述的滤光片为具有白宝石基材的多层镀膜窄带滤光片。

11.根据权利要求9所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的双窗口热释电红外传感器的红外感应电路包括红外接收灵敏元和红外信号输出端，所述的红外信号输出端连接于所述的红外接收灵敏元和微处理器的信号输入端之间。

12.根据权利要求11所述的光学气体传感器，其特征在于，所述的红外接收灵敏元为钽酸锂晶体薄片，所述的双窗口热释电红外传感器包括四片相同的钽酸锂晶体薄片，所述的四片相同的钽酸锂晶体薄片两两反极性串联形成两组红外接收单元，每组红外接收单元中包括一片红外探测用钽酸锂晶体薄片和一片补偿用钽酸锂晶体薄片，所述的红外探测用钽酸锂晶体薄片设置于所述的双窗口热释电红外传感器的窗口的位置，所述的补偿用钽酸锂晶体薄片设置于偏离窗口的位置。