CN205898671U - 红外二氧化碳传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种红外二氧化碳传感器，包括：光学部件、测量电路、显示电路；光学部件包括红外光源、测量气室、红外检测器；测量气室的侧壁为圆形，测量气室内部设置有弧形挡板以及连接板；红外光源安装在连接板上，红外检测器设置在测量气室的中心。本实用新型的光学部件包括红外光源、测量气室、红外检测器，红外光源用于发射红外光线；测量气室内部安装红外光源、红外检测器，可供红外光、二氧化碳进行充分接触；再通过红外检测器测量红外光的衰减；红外检测器将检测到的衰减数据传输给测量电路，测量电路再通过显示电路显示出二氧化碳的浓度；本红外二氧化碳传感器结构简单，成本低廉，稳定性好，灵敏度高。

Description

红外二氧化碳传感器

技术领域

本实用新型涉及气体检测传感器技术领域，尤其涉及一种红外二氧化碳传感器。

背景技术

红外二氧化碳传感器在空气检测系统中用于煤矿井巷，采掘工作面、采空区、回风巷道等处连续监测二氧化碳的浓度，当二氧化碳浓度超限时，能自动发出声、光报警，可供煤矿井下作业人员，气体检测人员，井下管理人员等随身携带使用，也可供上述场所固定使用。

传统二氧化碳传感器不但结构复杂，成本高，而且检测精度较低、环境适应能力弱、稳定性不足。

发明内容

本实用新型提供了一种红外二氧化碳传感器，以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种红外二氧化碳传感器，包括：光学部件、测量电路、显示电路；

所述光学部件、测量电路、显示电路依次连接；

所述光学部件包括红外光源、测量气室、红外检测器；

所述红外光源用于发射波长范围在2.75～2.8μm、4.26～4.3μm、14.25～14.5μm的红外光线；

所述测量气室的侧壁为圆形，所述测量气室内部设置有弧形挡板以及连接板；

所述红外光源安装在所述连接板上，所述红外检测器设置在所述测量气室的中心。

优选地，所述弧形挡板上设置有反光片。

优选地，所述测量气室的中心设置有滤光片；所述滤光片设置在所述红外检测器的顶部。

优选地，所述测量电路包括调理电路、处理器、输出电路；

所述红外检测器、所述调理电路、所述处理器、所述输出电路依次连接。

优选地，所述显示电路包括LED显示屏以及声光报警器件；

所述LED显示屏、所述声光报警器件分别与所述输出电路连接。

优选地，本红外二氧化碳传感器，还包括：供电部件；

所述供电部件包括可充电电池以及电源线；

所述可充电电池分别与所述测量电路、所述显示电路、所述红外光源、所述红外检测器连接；

所述电源线分别与所述测量电路、所述显示电路、所述红外光源、所述红外检测器连接。

优选地，所述处理器为基于ARM内核的16/32位微处理器；

所述处理器的信号输入端连接所述调理电路，所述处理器的信号输出端连接所述输出电路。

具体地，所述声光报警器件包括蜂鸣器和发光二极管。

本公开的实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：光学部件包括红外光源、测量气室、红外检测器，红外光源用于发射红外光线；测量气室内部安装红外光源、红外检测器，可供红外光、二氧化碳进行充分接触；再通过红外检测器测量红外光的衰减；红外检测器将检测到的衰减数据传输给测量电路，测量电路再通过显示电路显示出二氧化碳的浓度；本红外二氧化碳传感器结构简单，成本低廉，稳定性好，灵敏度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型的实施例一的红外二氧化碳传感器的结构框图；

图2为本实用新型的实施例一的测量气室的内部结构示意图。

图中：1、光学部件；2、测量电路；3、显示电路；4、红外光源；5、测量气室；6、红外检测器；7、弧形挡板；8、连接板；9、反光片；10、滤光片；11、调理电路；12、处理器；13、输出电路；14、LED显示屏；15、声光报警器件；16、供电部件；17、可充电电池；18、电源线。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例一

如图1、图2所示的一种红外二氧化碳传感器，包括：光学部件1、测量电路2、显示电路3；光学部件1、测量电路2、显示电路3依次连接；光学部件1包括红外光源4、测量气室5、红外检测器6；红外光源4用于发射波长范围在2.75～2.8μm、4.26～4.3μm、14.25～14.5μm的红外光线；测量气室5的侧壁为圆形，测量气室5内部设置有弧形挡板7以及连接板8；红外光源4安装在连接板8上，红外检测器6设置在测量气室5的中心。

其中，光学部件1作为本红外二氧化碳传感器的主要检测部件，光学部件1包括红外光源4、测量气室5、红外检测器6，需要检测浓度的气体从外部进入到测量气室5，红外光源4用于发射波长范围在2.75～2.8μm、4.26～4.3μm、14.25～14.5μm的红外光线，二氧化碳能够吸收的红外光的光谱范围为2.75～2.8μm、4.26～4.3μm、14.25～14.5μm，常用情况下，红外光源4发射波长为4.27μm，当二氧化碳吸收了红外光的能量后，红外光的能力有所衰减，当二氧化碳的气体浓度越大时，对红外光光的衰减也越大；此时再通过红外检测器6测量红外光的衰减，通过测量气体对红外光的衰减来测量气体浓度；而红外光源4可采用连续光源或断续光源，连续光源发出的光能量是连续不断的，由红外光源4内部的电机带动的切光片对光线调制，产生特定频率的红外辐射光，采用同步电机作为切光电机的分析器要求电源频率在较窄范围，如50±0.5Hz，超出规定的范围，会产生电源频率影响误差，而断续光源发出的光能量是随时间变化的，例如脉冲光源，通过控制输入光源的电信号，具体为电压或电流的频率，可以产生特定频率的红外辐射光；测量气室5采用非分光式反射气室，测量气室5的侧壁为圆形，测量气室5内部设置有弧形挡板7以及连接板8，红外光源4安装在连接板8上，红外检测器6设置在测量气室5的中心，弧形挡板7和测量气室5的侧壁能够形成一个可供红外光、二氧化碳进行充分接触的通道，二氧化碳充满测量气室5的内部，而红外光在弧形挡板7和测量气室5的侧壁形成的通道里进行多次反射，在反射的过程中，能量被二氧化碳吸收，最终红外光到达测量气室5的中心，通过设置在测量气室5的中心的红外检测器6来检测红外光的衰减；红外检测器6将检测到的衰减数据传输给测量电路2，测量电路2再通过显示电路3显示出二氧化碳的浓度。

在本实用新型一种可能的实现方式中，弧形挡板7上设置有反光片9。

其中，在弧形挡板7上设置有反光片9，红外光在弧形挡板7和测量气室5的侧壁形成的通道里进行多次反射，在反射的过程中，红外光到达到反光片9的位置，反光片9能够将反射来的红外光反射到测量气室5的中心，从而使得测量气室5的中心的红外检测器6能够检测红外光的衰减。

在本实用新型另一种可能的实现方式中，测量气室5的中心设置有滤光片10；滤光片10设置在红外检测器6的顶部。

其中，滤光片10用于滤过杂质光线，使得透过滤光片10照射到红外检测器6上的光线主要为红外光，避免对检测的数据造成干扰，影响检测效果。

在本实用新型又一种可能的实现方式中，测量电路2包括调理电路11、处理器12、输出电路13；红外检测器6、调理电路11、处理器12、输出电路13依次连接。

其中，当红外检测器6检测到红外光的能量后，将检测得到的模拟信号传递给调理电路11，调理电路11将模拟信号转化为数字信号，调理电路11再将转化后的数字信号发送给处理器12，处理器12通过数据处理，得到二氧化碳的浓度数据，在通过输出电路13传递给显示电路3。

在本实用新型又一种可能的实现方式中，显示电路3包括LED显示屏14以及声光报警器件15；LED显示屏14、声光报警器件15分别与输出电路13连接。

其中，显示电路3收到输出电路13传递来的二氧化碳的浓度数据，再利用LED显示屏14显示出二氧化碳的浓度数据，使用者还需在处理器12中预先设定一个本红外二氧化碳传感器工作环境所需的安全浓度范围，当二氧化碳的浓度超出了安全浓度范围时，处理器12通过输出电路13控制声光报警器件15发出警报，通过光和声响来提醒使用者，以便及时采取合适的安全措施。

在本实用新型又一种可能的实现方式中，本红外二氧化碳传感器，还包括：供电部件16；供电部件16包括可充电电池17以及电源线18；可充电电池17分别与测量电路2、显示电路3、红外光源4、红外检测器6连接；电源线18分别与测量电路2、显示电路3、红外光源4、红外检测器6连接。

其中，本红外二氧化碳传感器的供电部件16采用可充电电池17以及电源线18两种部件共同组成，使用者可根据实际的工作环境来采用合适的供电方式；可充电电池17具有便利性，不会受周围线路的约束，而电源线18进行供电则可以保证供电稳定。

在本实用新型又一种可能的实现方式中，处理器12为基于ARM内核的16/32位微处理器；处理器12的信号输入端连接调理电路11，处理器12的信号输出端连接输出电路13。

其中，处理器12为本红外二氧化碳传感器的信号、数据的传输、处理提供硬件支持，用来保证本红外二氧化碳传感器正常运作。

在本实用新型又一种可能的实现方式中，声光报警器件15包括蜂鸣器和发光二极管。

其中，蜂鸣器和发光二极管的具备体积小的优点，能在不过多占用本红外二氧化碳传感器内部空间的情况下共同完成声光报警。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种红外二氧化碳传感器，其特征在于，包括：光学部件(1)、测量电路(2)、显示电路(3)；

所述光学部件(1)、测量电路(2)、显示电路(3)依次连接；

所述光学部件(1)包括红外光源(4)、测量气室(5)、红外检测器(6)；

所述红外光源(4)用于发射波长范围在2.75～2.8μm、4.26～4.3μm、14.25～14.5μm的红外光线；

所述测量气室(5)的侧壁为圆形，所述测量气室(5)内部设置有弧形挡板(7)以及连接板(8)；

所述红外光源(4)安装在所述连接板(8)上，所述红外检测器(6)设置在所述测量气室(5)的中心；

还包括：供电部件(16)；

所述供电部件(16)包括可充电电池(17)以及电源线(18)；

所述可充电电池(17)分别与所述测量电路(2)、所述显示电路(3)、所述红外光源(4)、所述红外检测器(6)连接；

所述电源线(18)分别与所述测量电路(2)、所述显示电路(3)、所述红外光源(4)、所述红外检测器(6)连接。

2.如权利要求1所述的红外二氧化碳传感器，其特征在于：所述弧形挡板(7)上设置有反光片(9)。

3.如权利要求1所述的红外二氧化碳传感器，其特征在于：所述测量气室(5)的中心设置有滤光片(10)；所述滤光片(10)设置在所述红外检测器(6)的顶部。

4.如权利要求1所述的红外二氧化碳传感器，其特征在于：所述测量电路(2)包括调理电路(11)、处理器(12)、输出电路(13)；

所述红外检测器(6)、所述调理电路(11)、所述处理器(12)、所述输出电路(13)依次连接。

5.如权利要求4所述的红外二氧化碳传感器，其特征在于：所述显示电路(3)包括LED显示屏(14)以及声光报警器件(15)；

所述LED显示屏(14)、所述声光报警器件(15)分别与所述输出电路(13)连接。

6.如权利要求4所述的红外二氧化碳传感器，其特征在于：所述处理器(12)为基于ARM内核的16/32位微处理器；

所述处理器(12)的信号输入端连接所述调理电路(11)，所述处理器(12)的信号输出端连接所述输出电路(13)。

7.如权利要求5所述的红外二氧化碳传感器，其特征在于：所述声光报警器件(15)包括蜂鸣器和发光二极管。