CN206095929U - 一种基于非分光红外技术的co2检测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，包括由上至下配套安装的防水透气膜、上壳、下壳、电路板；电路板上设置非分光红外光源、光电传感器及通讯接口；下壳上设置光电传感器避空区及光源避空区；上壳上设置透气孔、光源安装凸起，上壳侧壁上端设置两个对称的弧形斜面，其对应的弧形内表面与上壳其他内壁共同形成测量气室。本实用新型可以减少光的反射，从而减少对光电传感器及光路的干扰，利于检测；上壳、下壳与电路板固定安装在一起，采用螺丝固定、卡接或焊接的方式，安装方便，稳定可靠，其上壳、下壳采用塑料材质，并且采用金属导电镀膜涂层，涂层材质为金、银、铜、铝等，稳定性好，且反射效率高，功耗低。

Description

一种基于非分光红外技术的CO2检测模块

技术领域

本实用新型属于气体检测及分析技术领域，涉及一种气体浓度检测装置，具体的说是一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块。

背景技术

近年来，人口增长和工业化发展突飞猛进，有害气体的排放量居高不下，加剧了空气污染。CO₂排放可产生温室效应，并且可加快土地沙化，严重影响着环境；另外，现在民用空调、新风系统越来越普及，人们对室内CO₂的监测需求也越来越旺盛。随着人们环保意识的增强、科技的发展，如何快速、有效、准确的检测空气中CO₂的含量，并进一步控制和治理CO₂的排放，是人们越来越关心的问题，研究并推广CO₂检测分析技术意义重大。

CO₂检测分析方法很多，包括电化学法、气相色谱法、容量滴定法等，但这些方法存在着价格昂贵、测量精度低等问题，不宜推广。NDIR红外CO₂检测方法近些年应用比较普遍，但系统、结构设计不够紧凑、小巧。

于是人们就在考虑如何设计才能更好的减少光的反射，减少对光路的干扰，并且可使得分析仪器更加小巧，使用更加方便、价格更平民，在外观设计上更具工业美感。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提出一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，这种CO₂检测模块不仅具有结构简单、紧凑、小巧的单光源和单检测器，而且具有能够减少光的反射、减少对光路的干扰优点的测量气室，可广泛应用于空气品质检测、新风系统控制以及农业、工业生产监控领域。

一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，包括从上至下配套安装的防水透气膜、上壳、下壳、电路板；其中，

电路板上设有光电传感器、非分光红外光源和通讯接口；

下壳对应光电传感器的安装位置设光电传感器避空区、对应非分光红外光源的安装位置设光源避空区；

上壳设有透气孔、光源安装凸起、两个弧形壁；两个弧形壁的内侧面为呈轴对称的弧形面，该弧形面的斜率为30-60°；两个弧形壁的内侧面形成一个U形口，透气孔、光源安装凸起分别位于U形口开口端的两侧，透气孔与光电传感器避空区所在位置对应，光源安装凸起与光源避空区所在位置对应；光源安装凸起为可容纳非分光红外光源伸进的凸起；

防水透气膜覆盖于透气孔上方；

下壳与上壳的包括两个弧形壁在内的侧壁之间形成测量气室。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,两个弧形壁的内侧面为呈轴对称的弧形面，该弧形面的斜率为30-40°或50-60°。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,两个弧形壁的外侧表面为呈轴对称的弧形面。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,光源安装凸起顶部形状与非分光红外光源顶部形状匹配。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,电路板上设有可容纳通讯接口引脚穿过的通孔, 通讯接口以插入通孔的状态焊接于电路板上。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,透气孔至少有两个。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,下壳设置多个下壳安装孔，上壳设置多个与下壳安装孔对应的上壳安装孔，下壳与上壳通过螺栓拧入下壳安装孔、上壳安装孔进行固定；电路板粘接于下壳上。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块,通讯接口为多个，分布于电路板的两端。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

下壳与上壳的包括两个弧形壁在内的侧壁之间形成测量气室，两个弧形壁的内侧面为呈轴对称的弧形面，因此，测量气室内表面采用两个呈轴对称的弧形面的设计，两个呈轴对称的弧形面U形口，光电传感器、非分光红外光源位于U形口开口端的两侧，保证光电传感器的测量区与非分光红外光源的光源区交叉，保证更多的测量光线进入光电传感器，测试准确、稳定，减少光污染；结构上还采用了双透气孔，测试响应快；另外，上壳、下壳采用螺栓及卡接的方式固定，安装方便、结实可靠。

附图说明

图1为本实用新型装配图；

图2为本实用新型上壳内部结构示意图；

图3为本实用新型上壳其中一个透气孔结构示意图；

图4为本实用新型上壳另一个透气孔结构示意图；

图5为本实用新型整体结构示意图；

图6为本实用新型电路框图。

附图标记：上壳1；透气孔110；光源安装凸起120；弧形壁130；下壳2；光电传感器避空区210；光源避空区220；下壳安装孔230；电路板3；光电传感器310；非分光红外光源320；通讯接口330；通孔340；防水透气膜4。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，参见图1-5，包括从上至下配套安装的防水透气膜4、上壳1、下壳2、电路板3；其中，

电路板3上设有光电传感器310、非分光红外光源320和通讯接口330；

下壳2对应光电传感器310的安装位置设光电传感器避空区210、对应非分光红外光源320的安装位置设光源避空区220；

上壳1设有透气孔110、光源安装凸起120、两个弧形壁130；两个弧形壁130的内侧面为呈轴对称的弧形面，该弧形面的斜率为30-60°；两个弧形壁130的内侧面形成一个U形口，透气孔110、光源安装凸起120分别位于U形口开口端的两侧，透气孔110与光电传感器避空区210所在位置对应，光源安装凸起120与光源避空区220所在位置对应；光源安装凸起120为可容纳非分光红外光源320伸进的凸起；

防水透气膜4覆盖于透气孔110上方；

下壳2与上壳1的包括两个弧形壁130在内的侧壁之间形成测量气室。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，两个弧形壁130的内侧面为呈轴对称的弧形面，该弧形面的斜率为30-40°或50-60°。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，两个弧形壁130的外侧表面为呈轴对称的弧形面。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，光源安装凸起120顶部形状与非分光红外光源320顶部形状匹配。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，电路板3上设有可容纳通讯接口330引脚穿过的通孔340,通讯接口330以插入通孔340的状态焊接于电路板3上，通讯接口330用于与空气净化器等设备连接，用于传输数据。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，透气孔110至少有两个。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，下壳2设置多个下壳安装孔230，上壳1设置多个与下壳安装孔230对应的上壳安装孔，下壳2与上壳1通过螺栓拧入下壳安装孔230、上壳安装孔进行固定；电路板3粘接于下壳2上。

上述基于非分光红外技术的CO₂检测模块，通讯接口330为多个，分布于电路板3的两端。

实施例1

一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，如图1-5所示，包括防水透气膜4、上壳1、下壳2、电路板3、测量气室、光电传感器310、非分光红外光源320。上壳1、下壳2固定在一起，共同焊接在电路板3上，上壳1一端设置两个透气孔110，非分光红外光源320、光电传感器310设置在电路板3上。

上述的一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，上壳1的两个侧壁上端设置两个对称的弧形壁130，两个弧形壁130的内侧面为呈轴对称的弧形面，其对应的弧形内表面与上壳1其他内壁及下壳共同形成测量气室，便于减少光的反射，从而减少对光电传感器及光路的干扰，利于检测。上壳1上还设置两个透气孔110，透气孔110上表面贴有防水透气膜4，防水透气膜4沿着上壳1上表面的一个窄边和一个长边的边沿张贴；上壳1上还设置一光源安装凸起120；上壳1上设置3或5个上壳安装孔。

上述的一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，下壳2上设置光电传感器避空区210与光源避空区220；光电传感器避空区210对应上壳1的两个透气孔110位置设置，光源避空区220对应上壳1的光源安装凸起120位置设置；下壳2还设置3或5个下壳安装孔230，与上壳1上的上壳安装孔对应，利用螺栓与上壳1固定连接在一起。

上述的一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，电路板3上两个窄的端面分别设置有通讯接口330，用于与空气净化器等设备连接，用于传输数据，设置方式为在电路板3上打通孔340，将通讯接口330引脚穿过通孔340焊接在电路板3上；电路板3上两个长的端面的上表面上平行相对设置光电传感器310、非分光红外光源320；光电传感器310在电路板3上设置位置对应下壳2的光电传感器避空区210及上壳1的两个透气孔110；非分光红外光源320在电路板3上设置位置对应下壳2的光源避空区220及上壳1的光源安装凸起120。

上述的一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，非分光红外光源发射区对应上壳1两个弧形壁130相交焦点；光电传感器检测区也对应上壳1两个弧形壁130相交焦点，使得非分光红外光源发射区与光电传感器检测区交叉。

上述的一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，上壳1侧壁的两个弧形壁130的斜率为35-65°。

上述的一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，上壳1、下壳2为塑料材质，且上壳1、下壳2外表面采用金属导电镀膜涂层，涂层材质为金、银、铜、铝。

本实用新型的基于非分光红外技术的CO₂检测模块的电路结构为现有技术，如图6所示。

根据电路板3上的非分光红外光源驱动电路，发出测量光束，经过测试气室，使得测量光束进入光电传感器测量区，产生电信号，经信号传输器传输至中央处理器，通过中央处理器将模拟信号转换为数字信号，信号调理器对信号进行处理，最终得到CO₂浓度。

信号传输器、信号调理器、中央处理器设于电路板3上，光电传感器、信号传输器、信号调理器、中央处理器、通讯接口电连接。

实际测量时，空气中的气体通过透气孔进入测量气室内，气体吸收对应频率的红外光线，导致产生电信号，信号发生变化，输出被测气体CO₂浓度。

本实用新型模块通过电路、软件控制，实现温度修正，在实时测试前进行标定，最终测量时，可得到当前测试环境下的浓度数值。

本实用新型模块具有UART及PPM输出。

本实用新型模块设计小巧、结构简单、性能优越、易于安装，可广泛适用空气净化器、新风系统、带净化功能的空调、空气品质检测仪器、农业物联网、汽车以及消费类电子的配套。

本实用新型中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

包括从上至下配套安装的防水透气膜、上壳、下壳、电路板；其中，

电路板上设有光电传感器、非分光红外光源和通讯接口；

下壳对应光电传感器的安装位置设光电传感器避空区、对应非分光红外光源的安装位置设光源避空区；

上壳设有透气孔、光源安装凸起、两个弧形壁；两个弧形壁的内侧面为呈轴对称的弧形面，该弧形面的斜率为30-60°；两个弧形壁的内侧面形成一个U形口，透气孔、光源安装凸起分别位于U形口开口端的两侧，透气孔与光电传感器避空区所在位置对应，光源安装凸起与光源避空区所在位置对应；光源安装凸起为可容纳非分光红外光源伸进的凸起；

防水透气膜覆盖于透气孔上方；

下壳与上壳的包括两个弧形壁在内的侧壁之间形成测量气室。

2.根据权利要求1所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

两个弧形壁的内侧面为呈轴对称的弧形面，该弧形面的斜率为30-40°或50-60°。

3.根据权利要求1或2所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

两个弧形壁的外侧表面为呈轴对称的弧形面。

4.根据权利要求1或2所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

光源安装凸起顶部形状与非分光红外光源顶部形状匹配。

5.根据权利要求1或2所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

电路板上设有可容纳通讯接口引脚穿过的通孔,通讯接口以插入通孔的状态焊接于电路板上。

6.根据权利要求1或2所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

透气孔至少有两个。

7.根据权利要求1或2所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

下壳设置多个下壳安装孔，上壳设置多个与下壳安装孔对应的上壳安装孔，下壳与上壳通过螺栓拧入下壳安装孔、上壳安装孔进行固定；电路板粘接于下壳上。

8.根据权利要求1或2所述的基于非分光红外技术的CO₂检测模块，其特征在于：

通讯接口为多个，分布于电路板的两端。