CN203101269U

CN203101269U - 气体传感器

Info

Publication number: CN203101269U
Application number: CN 201220652945
Authority: CN
Inventors: 德尾圣一
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2022-11-30
Also published as: JP2014016268A; JP5985909B2

Abstract

本实用新型提供一种气体传感器，不会使装置大型化且能够降低噪声。该气体传感器的特征在于，发光部、受光部以及信号处理部被配置在一个基板上，发光部与受光部被相向配置，信号处理部被配置于相向配置的发光部与受光部之间。

Description

气体传感器

技术领域

本实用新型涉及一种气体传感器。更详细地说，涉及一种使用了红外线的气体传感器。

背景技术

作为使用了红外线的气体传感器，已知专利文献1中所记载的气体传感器。从红外线光源产生的光通过被导入了作为测量对象的气体的小室，之后通过光学特性不同的滤波器而入射到红外线检测传感器，根据红外线检测传感器的输出信号来检测作为测量对象的气体是否存在、该气体的浓度。

专利文献1：日本特开平08-75642号公报。

实用新型内容

实用新型要解决的问题

在专利文献1中所记载的以往的气体传感器中，公开了红外线光源等发光部与红外线检测传感器等受光部相向配置，是用于处理来自受光部的信号的信号处理电路等信号处理部配置于气体传感器外部的方式。

当这样将信号处理部配置于气体传感器的外部时，可能产生装置整体大型化、信号传递时噪声增大这种问题。

即，本实用新型的目的在于提供一种不会使装置大型化且能够降低噪声的气体传感器。

用于解决问题的方案

本发明者们为了解决上述问题而进行专心研究的结果是，发现通过以下的气体传感器能够解决上述问题，从而完成了本实用新型，该气体传感器具备：发光部，其发出包含红外线的光；受光部，其输出与接收到的来自上述发光部的包含红外线的光的光量相应的电信号；以及信号处理部，其被输入来自上述受光部的电信号，该气体传感器的特征在于，上述发光部、上述受光部以及上述信号处理部被配置在一个基板上，上述发光部与上述受光部被相向配置，上述信号处理部被配置在相向配置的发光部与受光部之间。

另外，特征在于，本实用新型的气体传感器的信号处理部还输出用于控制上述发光部的光量的信号。

另外，特征在于，本实用新型的气体传感器的受光部包括一个受光部。

另外，特征在于，本实用新型的气体传感器的一个受光部具备光学部件，该光学部件具有使与成为测量对象的气体对应的红外线波长通过的红外线透过特性。

另外，特征在于，本实用新型的气体传感器的受光部包括两个受光部，该两个受光部的波长灵敏度互不相同。

另外，特征在于，本实用新型的气体传感器的两个受光部分别具备光学部件，各光学部件具有互不相同的红外线透过特性。

另外，特征在于，本实用新型的气体传感器还具备罩部件以覆盖基板，该罩部件至少具有一个贯通孔。

实用新型的效果

根据本实用新型，能够提供一种不会使装置大型化且能够降低噪声的气体传感器。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施方式的气体传感器的截面图。

图2是本实用新型的第一实施方式的气体传感器的俯视图。

图3是本实用新型的第二实施方式的气体传感器的俯视图。

附图标记说明

110：发光部；120：受光部；121、122：红外线传感器；123、124：光学部件；130：信号处理部；140：基板；150：罩部件；151：贯通孔。

具体实施方式

下面，参照附图说明本实用新型的气体传感器的实施方式。

[气体传感器]

图1是本实用新型的第一实施方式的气体传感器的截面图，图2是本实用新型的第一实施方式的气体传感器的俯视图(其中没有图示罩部件)。

图1的气体传感器具备发光部110、受光部120、信号处理部130、基板140以及罩部件150。

对于发光部110，如果发出包含红外线的光，则不特别限制发光部110。作为一例，例举出红外线发光元件、灯泡等，但是并不限定于此。

对于受光部120，如果在接收包含红外线的光时根据该光改变输出电压、电流等来改变从受光部输出的电信号，则不特别限制受光部120。作为一例，例举出光电晶体管、光电二极管等量子型红外线传感器、热电传感器、热电堆等热型红外线传感器。

对于信号处理部130，如果从受光部对该信号处理部130输入电信号并能够进行期望的信号处理，则不特别限制信号处理部130。作为在信号处理部中进行的信号处理的具体例，例举出以下例子：生成用于改变发光部的光源的驱动信号的光量控制信号的信号处理，生成用于对设置于发光部与受光部之间的狭缝进行控制来控制光量的光量控制信号的信号处理，由放大器等进行的输入信号的信号放大，输入信号的加减法处理，与输入信号相应的是否存在气体的判断，与输入信号相应的气体浓度运算等。

对于基板140，如果能够配置发光部110、受光部120以及信号处理部130，则不特别限制基板140。作为基板140的具体例，例举出印刷电路板、布线基板、电路板、半导体基板、引线框架等。优选能够将发光部110、受光部120、信号处理部130进行表面安装的基板。另外，在基板140上能够设置用于输出处理得到的信号的输出端子。通常，在很多情况下输出端子被安装于安装基板140的与安装发光部120等的面相反的面，但是不特别限定设置端子的位置。

对于罩部件150，如果配置成覆盖上述基板，则不特别限制罩部件150。作为罩部件的材质的一例，例举出对树脂、金属进行成形处理而得到的部件。另外，在具备罩部件150的情况下，也可以具备用于将作为被检测对象的气体导入到发光部110与受光部120之间的空间的贯通孔151。为了使本实用新型的气体传感器容易地进行气体检测，优选的是贯通孔151位于气体直接进入到受光部的受光面的位置。具体地说，优选的是将贯通孔151配置于罩部件的上表面中央部，更优选的是配置在发光部与受光部之间的靠近受光部的位置处以使气体直接进入到受光部的受光面。另一方面，在从贯通孔151以外的部分将气体导入到气体传感器内的情况下，不需要具备贯通孔151。另外，为了将发出的光高效率地送到受光部，对罩部件150使用光反射效率高的材料，或者也可以对罩部件150的内部或者整体的表面进行光反射效应处理。

发光部110、受光部120以及信号处理部130被配置在基板140上。发光部110与受光部120被配置成其发光面与受光面相向。信号处理部130被配置于发光部110与受光部120之间。通过采用这种配置，不会使装置大型化且来自受光部的信号不是输出到外部而是输入到信号处理部，因此能够降低噪声。

受光部120具备红外线传感器121和光学部件123，形成一个受光部。光学部件123被配置于红外线传感器121的受光面侧，具有仅使与成为测量对象的气体对应的红外线波长通过的红外线透过特性。具体地说，设定波长频带以仅使会被成为测量对象的气体成分吸收的红外线波长透过。

当成为测量对象的气体进入到气体传感器时，由发光部110发出的红外线中的会透过光学部件123的红外线波长被气体吸收。由红外线传感器121检测被气体吸收后的残余红外线。在此，红外线的光量根据气体的浓度而变化。因而，当作为测量对象的气体进入到气体传感器时，由红外线传感器121检测出的红外线的光量发生变化，通过在信号处理部130中对检测出的光量的变化进行判断等来进行气体的检测。

作为本实用新型的第二实施方式的气体传感器，能够将受光部120设为例如检测两个波长的结构。图3是第二实施方式的气体传感器的俯视图。如第一实施方式那样，在设为仅检测一个波长的结构的情况下，气体传感器内的温度变化、干扰气体等也会导致红外线传感器输出的信号发生变化，有时导致在气体检测中产生误差，但是在设为检测两个波长的结构的情况下，能够减小该误差。

在该情况下，除红外线传感器121以外，还设置另一个红外线传感器122，另外，在各红外线传感器121、122的受光面侧设置红外线透过特性互不相同的光学部件123、124。在此，红外线传感器121和光学部件123以及红外线传感器122和光学部件124分别各形成一个受光部。光学部件123和124具有互不相同的红外线透过特性。具体地说，对光学部件123设定波长频带以仅使会被成为测量对象的气体吸收的红外线波长透过，另一方面，对光学部件124设定不会被成为测量对象的气体吸收的红外线波长频带或者会被干扰气体强烈吸收的波长频带。

当成为测量对象的气体进入到气体传感器时，发光部发出的红外线中的会透过光学部件123的红外线波长被气体吸收。由红外线传感器121检测被气体吸收后的残余红外线。因而，当作为测量对象的气体进入到气体传感器时，由红外线传感器121检测出的红外线的光量发生变化。另一方面，对于光学部件124，在使用不会被气体吸收的红外线波长频带的情况下，即使红外线被气体吸收，由红外线传感器122检测出的红外线的光量也不会变化，并且在使用会被干扰气体强烈吸收的波长频带的情况下，由红外线传感器122检测出的红外线的光量与干扰气体影响的比例相应地发生变化。

因而，通过对由红外线传感器121检测出的红外线的光量与由红外线传感器122检测出的红外线的光量之差进行测量，能够测量是否存在检测对象的气体、该气体的浓度。

产业上的可利用性

本实用新型适用于二氧化碳等的小型气体传感器。

Claims

1.一种气体传感器，具备：

发光部，其发出包含红外线的光；

受光部，其输出与接收到的来自上述发光部的包含红外线的光的光量相应的电信号；以及

信号处理部，其被输入来自上述受光部的电信号，

该气体传感器的特征在于，

上述发光部、上述受光部以及上述信号处理部被配置在一个基板上，

上述发光部与上述受光部被相向配置，

上述信号处理部被配置在相向配置的上述发光部与上述受光部之间。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

上述信号处理部还输出用于控制上述发光部的光量的信号。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

上述受光部包括一个受光部。

4.根据权利要求3所述的气体传感器，其特征在于，

上述一个受光部具备光学部件，该光学部件具有使与成为测量对象的气体对应的红外线波长通过的红外线透过特性。

5.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

上述受光部包括两个受光部，该两个受光部的波长灵敏度互不相同。

6.根据权利要求5所述的气体传感器，其特征在于，

上述两个受光部分别具备光学部件，各光学部件具有互不相同的红外线透过特性。

7.根据权利要求1~6中的任一项所述的气体传感器，其特征在于，

还具备罩部件以覆盖上述基板，该罩部件至少具有一个贯通孔。