CN219512095U - 一种气体传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种气体传感器，其包括具有收容腔的壳体以及置于所述收容腔中的声传感器和红外发射器，所述壳体包括盖板、与所述盖板间隔设置的基板以及位于所述盖板和所述基板之间的侧壁，所述壳体设有连通外部和所述收容腔的通气孔，所述气体传感器还设有位于收容腔中的分隔板和柔性膜，所述分隔板和柔性膜共同将收容腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述声传感器位于所述第一腔体中，所述红外发射器位于所述第二腔体中，所述柔性膜、第一腔体以及第二腔体构成谐振系统，所述谐振系统的固有频率与所述红外发射器的调制频率相同，所述通气孔与所述第二腔体连通。与相关技术相比，本实用新型提供的气体传感器可以提高其灵敏度。
Description
【技术领域】
本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种气体传感器。
【背景技术】
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。现有的气体传感器通常包括外壳、阻尼网、基板、红外发射器以及声传感器，外界气体通过扩散作用穿过阻尼网，与内部气体浓度平衡。传感器工作时，红外发射器以某个声波频率(例如30Hz)发出特定波长的红外光，该波长红外光被待测气体强烈吸收，转化成热量，在内部腔体中产生交变压强信号，被声传感器接收，转化为电信号；气体中待测气体浓度越高，产生的低频信号越强，由声传感器输出的信号强度，由此可计算出待测气体浓度。
相关技术中的声传感器和红外发射器位于同一腔体中，调制的红外信号对声传感器产生电干扰，导致测量出现误差；红外信号激发的电信号强度较低，会导致气体传感器的灵敏度不足，另外，外界声音信号会对此种结构的气体传感器形成较强的噪声干扰，导致气体传感器的检测结果不精准。
因此，有必要提供一种气体传感器，用于解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种气体传感器，能够解决相关技术中的气体传感器灵敏度不足的技术问题。
本实用新型的技术方案如下：一种气体传感器，其包括具有收容腔的壳体以及置于所述收容腔中的声传感器和红外发射器，所述壳体包括盖板、与所述盖板间隔设置的基板以及位于所述盖板和所述基板之间的侧壁，所述盖板、所述基板和所述侧壁共同围合形成所述收容腔，所述壳体设有连通外部和所述收容腔的通气孔，所述气体传感器还设有位于收容腔中的分隔板和柔性膜，所述分隔板与所述基板和所述侧壁连接，所述柔性膜位于所述盖板和所述侧壁之间并盖接于所述侧壁和隔板，所述分隔板和柔性膜共同将收容腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体为由所述柔性膜、分隔板、侧壁和基板共同围合形成的密封腔体，所述声传感器位于所述第一腔体中，所述红外发射器位于所述第二腔体中，所述柔性膜、第一腔体以及第二腔体构成谐振系统，所述谐振系统的固有频率与所述红外发射器的调制频率相同，所述通气孔与所述第二腔体连通。
优选的，所述盖板包括顶板、自所述顶板向所述侧壁弯折延伸的连接部以及自所述连接部向外部弯折延伸的固定部，所述固定部固定于所述侧壁的上表面。
优选的，所述固定部小于所述侧壁的上表面，所述柔性膜的一端与所述侧壁的上表面连接，另一端与所述分隔板连接，所述柔性膜位于所述固定部的内侧。
优选的，所述气体传感器还设有与所述柔性膜连接的配重块。
优选的，所述配重块位于所述第一腔体。
优选的，所述侧壁包括位于长轴边的两第一侧壁和位于短轴边的两第二侧壁，所述分隔板连接相对设置两第一侧壁。
优选的，所述分隔板和所述侧壁一体成形。
优选的，所述声传感器和红外发射器与所述基板固定连接。
本实用新型的有益效果在于：由于红外发射器和声传感器布置在不同腔体内，可避免干扰信号的产生；另外，所述谐振系统的固有频率与所述红外发射器的调制频率相同，柔性膜处于共振状态，可使声音信号提升10dB-20dB，显著提高产品的灵敏度；红外发射器的调制频率在40Hz-60Hz，环境噪声的频率远高于此频率，被柔性膜隔绝，不会对声传感器造成干扰；声传感器置于密闭的第一腔体中，可避免颗粒物进入第一腔体造成声传感器失效。
【附图说明】
图1为本实用新型的气体传感器的立体图；
图2为本实用新型的气体传感器的分解图；
图3为图1中A-A向的剖视图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1至图3，在本实施例中，一种气体传感器100，其包括具有收容腔10的壳体1以及置于所述收容腔10中的声传感器20和红外发射器30，所述壳体1包括盖板11、与所述盖板11间隔设置的基板12以及位于所述盖板11和所述基板12之间的侧壁13，所述盖板11、所述基板12和所述侧壁13共同围合形成所述收容腔10。其中，所述红外发射器30向收容腔10中发射光，所发射的光可以是红外光，并且尤其是脉冲光，例如脉冲红外光。声传感器20可以包括麦克风，尤其是MEMS麦克风21，该MEMS麦克风21可根据光声原理来检测由所发射的光引起的声信号。因此，声传感器20可以包括集成电路，例如专用集成电路或ASIC 22。
在本实施方式中，所述气体传感器100还设有位于收容腔10中的分隔板40和柔性膜50，分隔板40与所述基板12和所述侧壁13连接，所述柔性膜50位于所述基板12和所述侧壁13之间并盖接于所述侧壁13和分隔板40的远离所述基板12的一侧，所述分隔板40和柔性膜50共同将收容腔10分隔成第一腔体101和第二腔体102，所述第一腔体101为由所述柔性膜50、分隔板40、侧壁13和基板12共同围合形成的密封腔体，所述声传感器20位于所述第一腔体101中，所述红外发射器30位于所述第二腔体102中，所述柔性膜50、第一腔体101以及第二腔体102构成谐振系统，所述谐振系统的固有频率与所述红外发射器30的调制频率相同。另外，所述壳体1设有连通外部和所述第二收容腔102的通气孔110。
外界气体通过通气孔110进入第二收容腔102，红外发射器30以某个声波频率(例如30Hz)发出特定波长的红外光，该波长红外光被待测气体强烈吸收，转化成热量，在第二收容腔102中产生交变压强信号，驱动柔性膜50发生共振，在第一收容腔101中形成强烈的声学共振信号，由此转化为电信号，由声传感器20输出信号强度，由此可计算出待测气体浓度。
在本实施方式中，由于红外发射器30和声传感器20布置在不同腔体内，可避免干扰信号的产生；另外，所述谐振系统的固有频率与所述红外发射器30的调制频率相同，柔性膜50处于共振状态，可使声音信号提升10dB-20dB，显著提高产品的灵敏度；红外发射器30的调制频率在40Hz-60Hz，环境噪声的频率远高于此频率，被柔性膜50隔绝，不会对声传感器20造成干扰；声传感器20置于密闭的第一腔体101中，可避免颗粒物进入第一腔体101造成声传感器20失效。
具体的，所述盖板11包括顶板111、自所述顶板111向所述侧壁13弯折延伸的连接部112以及自所述连接部112向外部弯折延伸的固定部113，固定部113与侧壁13的上表面130固定连接，顶板111和连接部112围合形成供柔性膜50振动的振动空间。固定部113小于上表面130，可使侧壁13的上表面130留取空间与柔性膜50固定连接，柔性膜50位于固定部113的内侧,柔性膜50的一端与所述侧壁13的上表面130连接，另一端与所述分隔板40连接。为了调节谐振系统的共振频率，可在柔性膜50上设置配重块51，配重块51可位于第一腔体101中以充分利用第一腔体101的空间。
侧壁13包括位于长轴边的两第一侧壁131和位于所述短轴边的两第二侧壁132，所述分隔板40连接相对设置的两第一侧壁131，分隔板40可与侧壁13一体设置，由此减少装配步骤并且便于标准化生产，在其它实施方式中，分隔板也可与侧壁分体设置。
另外，声传感器20和红外发射器30与基板12固定连接，通气孔110设于盖板11的顶板111。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种气体传感器，其包括具有收容腔的壳体以及置于所述收容腔中的声传感器和红外发射器，所述壳体包括盖板、与所述盖板间隔设置的基板以及位于所述盖板和所述基板之间的侧壁，所述盖板、所述基板和所述侧壁共同围合形成所述收容腔，所述壳体设有连通外部和所述收容腔的通气孔，其特征在于，所述气体传感器还设有位于收容腔中的分隔板和柔性膜，所述分隔板与所述基板和所述侧壁连接，所述柔性膜位于所述盖板和所述侧壁之间并盖接于所述侧壁和隔板，所述分隔板和柔性膜共同将收容腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体为由所述柔性膜、分隔板、侧壁和基板共同围合形成的密封腔体，所述声传感器位于所述第一腔体中，所述红外发射器位于所述第二腔体中，所述柔性膜、第一腔体以及第二腔体构成谐振系统，所述谐振系统的固有频率与所述红外发射器的调制频率相同，所述通气孔与所述第二腔体连通。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述盖板包括顶板、自所述顶板向所述侧壁弯折延伸的连接部以及自所述连接部向外部弯折延伸的固定部，所述固定部固定于所述侧壁的上表面。
3.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，所述固定部小于所述侧壁的上表面，所述柔性膜的一端与所述侧壁的上表面连接，另一端与所述分隔板连接，所述柔性膜位于所述固定部的内侧。
4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述气体传感器还设有与所述柔性膜连接的配重块。
5.根据权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，所述配重块位于所述第一腔体。
6.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述侧壁包括位于长轴边的两第一侧壁和位于短轴边的两第二侧壁，所述分隔板连接相对设置两第一侧壁。
7.根据权利要求6所述的气体传感器，其特征在于，所述分隔板和所述侧壁一体成形。
8.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述声传感器和红外发射器与所述基板固定连接。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202223612509.0U Active CN219512095U (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种气体传感器 |
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2022
- 2022-12-30 CN CN202223612509.0U patent/CN219512095U/zh active Active
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