CN204086116U - 一种ndir红外co2传感器模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及利用微粒辐射束、或无线电波以外的电磁波的传输系统技术领域，具体是一种NDIR红外CO2传感器模组，其上盖与底座为卡接结构，底座固定连结在模拟电路板上，上盖及底座顶部均设有透气装置；光源设在上盖一端，探测器焊接在模拟电路板上；上盖外壳采用对流式扩散结构。本实用新型中的模组采用对流式设计，响应时间快。其次上盖和底座采用卡和连接，保证安装方便，结实可靠，且外套管的外观也美观实用，采用外弧形侧面结合斜面，使得光源更多的光线进入探测器，从而可以提高灵敏度和降低功耗。另外，本实用新型的信号输出多种多样，便于用户选择。提供客户多种校准命令以及手动校准功能，便于客户自己设置校准。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及利用微粒辐射束、或无线电波以外的电磁波的传输系统技术领域，具体是一种NDIR红外CO2传感器模组。
[背景技术]
众所周知，现有NDIR红外CO2传感器模组，大多为美国GE公司型号为的T6615产品，以及国内几家类似T6615腔体结构的设计。这种类型的设计都是单面扩散透气结构，响应慢。美国GE的T6615光学腔体内壁反射主要是依靠45度平面，上下盖设置有斜面汇聚光线。国内的同类产品除了具备这个结构特点，在光源光线准直和45度平面方面做了改进，比如光源光线准直采用抛物柱面，用以改变光线的45度斜面修改为略有收缩的圆柱面，可以更好汇聚进入探测器光线，提高光线利用率。但是这些设计，有一个共同的不足在于对于光源两侧的发出光线没有有效利用，造成了能源的浪费及工作效率的降低。
[实用新型内容]
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中光线利用率低等不足和缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠，提高气体扩散速度并提高光线利用率、降低功耗的NDIR红外CO2传感器模组，包括光学腔体、光源、探测器、模拟电路板，所述的光学腔体包括上盖、底座，上盖与底座为卡接结构，底座固定连结在模拟电路板上，上盖及底座顶部均设有透气装置；所述的光源设在上盖一端，探测器焊接在模拟电路板上；所述的上盖外壳采用对流式扩散结构。
对流式扩散结构为：上盖两侧的侧壁为外弧形结构，上盖靠近光源一端具有一半圆柱型的聚光口，该聚光口的口径小于上盖主体两侧边间的直径，使得光源上下散射光线得到收缩汇聚，上盖另一端具有一改变光向的向下斜面，可以起到对于光源向上散射的光线具有汇聚的作用。
所述的斜面斜率为45°，起到改变光线方向的作用。
所述光源的发光体以及探测器的敏感面分别位于侧壁面外弧形的焦点位置。
透气装置为在上盖和底座顶部均设有透气孔或透气槽，并在上盖和底座外层包裹有防水透气膜。气体通过透气膜自由扩散进入腔体，吸收特定波长的红外线，对应波长的通道的电压发生变化，变化量越大，表示气体浓度越高，从而达到测量浓度的目的。
透气孔或透气槽沿上盖和底座的结构边沿设置。
光源相对于模拟电路板水平安装，探测器相对于模拟电路板垂直安装，光源的轴线和模拟探测器的轴线在一个平面，两者的相对位置为垂直关系。
上盖一端设有用于安装光源的光源安装孔，所述的底座上设有用于安装探测器的探测器安装孔，探测器管脚焊接在电路板上。
光源焊接在小灯板上，所述的小灯板连接在上盖上。
底座底部侧壁设计有方波花纹，起到支撑和透气两个功能。
红外光源的管脚焊接在小灯板，紧密安装在反光镜内，反光镜紧配合安装在内光管的顶端。
本实用新型同现有技术相比，其优点在于本实用新型中的模组采用对流式设计，响应时间快。其次本实用新型的上盖和底座采用卡和连接，保证安装方便，结实可靠，且外套管的外观也美观实用，采用外弧形侧面结合斜面，使得光源更多的光线进入探测器，从而可以提高灵敏度和降低功耗。另外，本实用新型的信号输出多种多样，便于用户选择。提供客户多种校准命令以及手动校准功能，便于客户自己设置校准。
[附图说明]
图1是本实用新型实施例的主要结构剖视图；
图2是本实用新型实施例的主要结构分解示意图；
图3是本实用新型实施例的传感器模组外形图；
图4是本实用新型图3的侧视图；
如图所示，图中：1.上盖 2.底座 3.探测器 4.光源 5.小灯板 6.模拟电路板7.紧定螺丝 8.螺钉 9.防水透气膜 10.斜面 11.侧壁 12.聚光口；
指定图1为本实用新型的摘要附图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种红外CO2模组，它由光学腔体、光源、探测器以及电路板组成。光学腔体上盖设置有光源安装孔，光源焊接在小灯板上，小灯板通过紧定螺钉固定在光学腔体上盖；光学腔体底座内设置探测器安装孔，探测器焊接在电路板上；光学腔体上盖和光学腔体底座为卡槽设计，紧扣成为一体，通过紧定螺钉连接在一起的电路板。光学腔体上盖和光学腔体底座设置有透气孔或透气槽，外层包裹有防水透气膜。
电路板上设置有光源驱动电路，控制红外光源发出脉冲红外光，经过光学腔体汇聚，使得光线进入探测器敏感面，探测器敏感面接收到红外光线后，产生微弱电信号，经过电路板上模拟放大电路，滤波、放大然后进入电路板上的CPU的AD输入口，AD转换后变成数字信号，CPU对信号一系列处理，查表运算，最后计算气体浓度值。气体通过透气膜自由扩散进入腔体，吸收特定波长的红外线，对应波长的测量通道的电压发生变化，那么对应数字变化量越大，表示气体浓度越高，从而达到测量浓度的目的。参考通道信号仅仅与光源衰减和腔体内壁的污染有关，与气体浓度变化无关。二者参比就可以排除干扰，得到一个只对浓度信息变化的数值。
传感器制作完毕后，需要高低温循环，然后进行温度、浓度二维标定试验，得到二维标定数据表格，CPU处理后的特征数据，需要通过查表计算，最后得到气体浓度数值。
本实用新型属于一种红外气体传感器模组，该模组采用专利设计的光学腔体、进口的光源和双通道探测器，实现了空间上双光路参比补偿。该模组具有很好的选择性，无氧气依赖性，寿命长。
该模组具有UART、IIC数字输出、模拟电压输出以及PWM频率输出方式，方便客户选择应用；该模组提供给客户零点校准、灵敏度校准和清洁空气校准命令，并且提供客户一个手动校准的MCDL管脚，方便客户在使用室外自由流动清洁空气对传感器模组进行相对零点校准。该模组采用对流式扩散透气方式，扩散速度快。
该模组可广泛应用于暖通制冷换新风控制、室内空气质量监测、农业及畜牧业生产过程监控，可安装于智能楼宇、通风系统、控制器、壁挂使用、机器人、汽车等应用场合，也可应用于其他狭小空间空气质量监测。
Claims (9)
1.一种NDIR红外CO2传感器模组，包括光学腔体、光源、探测器、模拟电路板，所述的光学腔体包括上盖、底座，其特征在于所述的上盖(1)与底座(2)为卡接结构，底座固定连结在模拟电路板(6)上，上盖及底座顶部均设有透气装置；所述的光源设在上盖一端，探测器(3)焊接在模拟电路板上；所述的上盖外壳采用对流式扩散结构。
2.如权利要求1所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的对流式扩散结构为：上盖两侧的侧壁为外弧形结构，上盖靠近光源一端具有一半圆柱型的聚光口(12)，该聚光口的口径小于上盖主体两侧边间的直径，上盖另一端具有一改变光向的向下斜面(10)。
3.如权利要求2所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述光源的发光体以及探测器(3)的敏感面分别位于侧壁面外弧形的焦点位置。
4.如权利要求2所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的斜面斜率为45°。
5.如权利要求1所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的透气装置为在上盖和底座顶部均设有透气孔或透气槽，并在上盖和底座外层包裹有防水透气膜(9)。
6.如权利要求5所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的透气孔或透气槽沿上盖和底座的结构边沿设置。
7.如权利要求1所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的光源(4)相对于模拟电路板(6)水平安装，探测器(3)相对于模拟电路板(6)垂直安装，光源(4)的轴线和模拟探测器(3)的轴线在一个平面，两者的相对位置为垂直关系。
8.如权利要求1所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的上盖一端设有用于安装光源的光源安装孔，所述的底座上设有用于安装探测器的探测器安装孔。
9.如权利要求1所述的一种NDIR红外CO2传感器模组，其特征在于所述的光源焊接在小灯板上，所述的小灯板连接在上盖上。
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