CN218067646U - 一种红外传感器测试治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外气体传感器的测试治具，采用无接触全包围式气密结构，上下合页式开合，卡扣锁紧，能够在红外气体传感器不受外力形变的状态下，完成通气测试。治具气密结构简单可靠、测量气室需要置换空间小、测量数据重复性好、安装更换传感器方便。治具整体体积小，重量轻，方便各种使用现场的通气标定。

Description

一种红外传感器测试治具

技术领域

本实用新型涉及气体分析领域，具体是一种红外传感器测试治具，是一种非分光红外(NDIR)气体传感器的测试治具。

背景技术

随着工业化和城镇化的发展，各种有毒有害气体排放，严重危害人体健康和生活质量。在民用和商用领域，对气体成分和浓度实时监测，需要价格便宜、精度高、性能稳定、寿命长、免维护的气体传感器。NDIR非分光红外气体传感器，使用单通道热电堆检测器能够较好的满足上述要求。例如在暖通空调领域，安装NDIR二氧化碳传感器监测室内二氧化碳浓度，当二氧化碳含量超过设计阈值，通风系统引入新鲜空气，可有效提高室内空气质量。再比如在家用燃气热水器中，安装NDIR 甲烷传感器监测碳氢化合物浓度，当浓度达到爆炸下限，及时切断燃气管道，保证人身安全。

使用单通道热电堆检测器的NDIR非分光红外气体传感器的工作原理是：传感器由一个白炽灯红外光源、光学谐振腔、单通道热电堆红外探测器组成。白炽灯红外光源辐射红外光，其波长包括待测气体的吸收带，待测气体自由扩散到光学谐振腔中，来自红外光源的红外光到达探测器之前，在光学谐振腔中与待测气体相互作用，光强减弱的红外光最终被检测器接收。由红外光源发射的光强和检测器检测到的光强之差，可以转换为待测气体浓度读值。

为控制成本，民用或商用NDIR传感器采用1～2mm壁厚的光学谐振腔，内壁镀膜反射红外光。由于光学谐振腔是薄壁结构，受到轻微外力会产生变形，将导致光路光程和内壁镀层反射率发生变化，测量精度无法保证。这要求传感器的测量治具，能够在传感器不受外力(不产生变形)的状态下，完成通气测试。

在传感器的进气口，要设计一个与气路管道串联，在传感器进气口正上方的测量气室，气室要保证一定空间，满足进入的待测气体可通过扩散方式，进入传感器内部光学谐振腔，实现快速测量。测量气室被待测气体置换的空间要小，能够快速实现被置换后气体浓度的稳定，充分发挥红外传感器响应时间短的优势；但测量气室又不能过小，否则待测气体扩散进入传感器内部的量过少，而且待测气体的流速变化，会导致测气气室的气压、温度、湿度等的扰动，导致测试数据稳定性和重复性降低。

在民用或商用应用场合，对测量的准确度要求越来越高，适时的通气标定是最可靠的方法，需要体积小重量轻便于携带，安装方便结构可靠的标定治具，本治具很好的解决了上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种红外传感器测试治具，解决了薄壁民用或商用NDIR传感器，不受外力变形的状态下准确测量的问题。

为了解决上诉技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种红外传感器测试治具：

包括上盖、底座，所述上盖与底座一侧通过合页轴实现开合，另一侧通过卡扣结构锁紧；所述上盖内设置测量气室，所述测量气室的一侧设置进气口，另一侧设置出气口，所述进气口、出气口通过气路与测量气室相连，所述测量气室的外围设置凸筋；所述底座内与凸筋相对应的位置设置泡棉，所述底座内设置两列插针座，所述插针座焊接在PCB板上，所述插针座从底座的两侧引出。

上述的一种红外传感器测试治具，其中：所述卡扣结构包括设置在上盖上带凸起倒钩的卡扣，以及设置在底座上与卡扣相对应的卡扣锁紧轴，所述卡扣锁紧轴上安装塑料套管。

上述的一种红外传感器测试治具，其中：所述上盖通过合页轴实现180°关合，所述合页轴处安装双弹簧。

上述的一种红外传感器测试治具，其中：所述PCB板通过硅胶层密封，所述硅胶层的下方设置遮盖板。

上述的一种红外传感器测试治具，其中：所述PCB板通过螺丝固定在底座上。

上述的一种红外传感器测试治具，其中：所述进气口、出气口的气路直径为 2mm，所述测量气室为呈直径为9mm、高度为4mm的圆柱状。

上述的一种红外传感器测试治具，其中：所述治具整体由铝合金制作而成。

在上述的方案中：

通过治具上盖的凸出环形筋条，向下挤压下盖凹槽内泡棉，通过柔性密封泡棉的压缩变形，与下盖凹槽壁挤紧，形成无接触全包围式气密结构，实现气密。

通过上下合页式开合，卡扣的锁紧，实现上盖的180度关合，结构简单可靠，合页轴处安装有双扭簧，卡扣松开后上盖可自动打开，可实现单手操作。通过锁紧轴上安装塑料套管，减小卡扣和锁紧轴的安装阻力。卡扣锁紧后，上盖和底座的静止位置，保证泡棉有足够压缩量。

测量气室设计在治具的上盖内，进气和出气口设置在上盖左右两侧，测量气室空间充分优化，保证在300～700ml/min流量范围，测量数据不受气体流速变化影响，同时传感器响应时间最短。

传感器通过自身的Pin针，安装在两列针座上，一侧5位，一侧4位；传感器的供电和输出信号，由插针座从治具底座两侧引出，用硅胶密封剂密封，同时保证绝缘，并安装有遮盖板12保护胶层，避免外来因素，如溶剂、尖锐物破坏；插针座焊接在PCB板上，有4个螺丝固定在治具底座，可拆卸更换，当插针座长时间使用后，与传感器的Pin脚接触电阻变大后，可更换，治具其他部分可继续使用；治具整体采用铝合金材料，降低重量；表面氧化处理，防止短路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：解决了薄壁民用或商用NDIR传感器，不受外力变形的状态下准确测量的问题；治具的测量气室被待测气体置换的空间小，能准确反映传感器的最短响应时间；结构简单可靠，能保证测试数据稳定性和重复性；体积小重量轻便于携带，安装方便，可用于各种民用或商用现场的通气标定。

附图说明

图1为红外传感器测试治具的结构示意图。

图2为安装了传感器的红外传感器测试治具的结构示意图。

图3为底座的剖面图。

图4为实施例1所示的结构示意图。

图5为红外传感器测试治具的内部结构示意图。

图中：

1上盖2底座3卡扣4进气口5测量气室6出气口7凸筋8合页轴9泡棉10卡扣锁紧轴11插针座12遮盖板13PCB板

A传感器进气口B信号线引出端C硅胶灌封区域

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

具体实施例1：

测试治具如图4所示，治具材料使用铝合金6061，表面氧化绝缘，上盖1和底座2采用合页上下开合结构，通过卡扣3锁紧。泡棉9使用3M的电子密封级单面EVA泡棉胶带。气体由进气口4进入，气路直径2mm，测量气室5是直径9mm 高度4mm的圆柱状，气路从中心穿过气室5，由出气口6排出。

信号线从治具底部引出，具体位置如图4所示，该区域用日本三键Three Bond 硅胶TB-1001密封灌封，防止气体泄漏。底座2通过螺丝孔安装遮盖板12，覆盖在硅胶灌封区表面，防止外来因素，如溶剂、尖锐物的破坏。

测量治具的内部结构图5所示，卡扣3锁紧实现气密，卡扣3锁紧后，上盖1 和底座2的静止位置，保证泡棉9有足够压缩量。

本治具解决了薄壁民用或商用NDIR传感器，不受外力变形的状态下准确测量的问题；治具的测量气室被待测气体置换的空间小，能准确反映传感器的最短响应时间；结构简单可靠，能保证测试数据稳定性和重复性；体积小重量轻便于携带，安装方便，可用于各种民用或商用现场的通气标定。

Claims (7)

1.一种红外传感器测试治具，其特征在于，包括上盖、底座，所述上盖与底座一侧通过合页轴实现开合，另一侧通过卡扣结构锁紧；所述上盖内设置测量气室，所述测量气室的一侧设置进气口，另一侧设置出气口，所述进气口、出气口通过气路与测量气室相连，所述测量气室的外围设置凸筋；所述底座内与凸筋相对应的位置设置泡棉，所述底座内设置两列插针座，所述插针座焊接在PCB板上，所述插针座从底座的两侧引出。

2.如权利要求1所述的一种红外传感器测试治具，其特征在于：所述卡扣结构包括设置在上盖上带凸起倒钩的卡扣，以及设置在底座上与卡扣相对应的卡扣锁紧轴，所述卡扣锁紧轴上安装塑料套管。

3.如权利要求2所述的一种红外传感器测试治具，其特征在于：所述上盖通过合页轴实现180°关合，所述合页轴处安装双弹簧。

4.如权利要求3所述的一种红外传感器测试治具，其特征在于：所述PCB板通过硅胶层密封，所述硅胶层的下方设置遮盖板。

5.如权利要求4所述的一种红外传感器测试治具，其特征在于：所述PCB板通过螺丝固定在底座上。

6.如权利要求5所述的一种红外传感器测试治具，其特征在于：所述进气口、出气口的气路直径为2mm，所述测量气室为呈直径为9mm、高度为4mm的圆柱状。

7.如权利要求6所述的一种红外传感器测试治具，其特征在于：所述治具整体由铝合金制作而成。

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