CN219996879U - 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，所述气体传感器还包括与所述侧壁连接的柔性膜，所述柔性膜将所述收容腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述红外发射器位于所述第一腔体中，所述声传感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一腔体连通。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，所述气体传感器还包括与所述侧壁连接的柔性膜，所述柔性膜将所述收容腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体由所述柔性膜、侧壁以及盖板共同围合形成，所述第二腔体由所述柔性膜、侧壁以及基板共同围合形成，所述红外发射器位于所述第一腔体中，所述声传感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一腔体连通。
优选的，所述侧壁包括与所述盖板连接的第一侧壁和与所述基板连接的第二侧壁，所述柔性膜夹设于所述第一侧壁和第二侧壁之间。
优选的，所述红外发射器固定于所述盖板。
优选的，所述声传感器固定于所述基板。
优选的，所述第一腔体的体积大于所述第二腔体的体积。
优选的，所述通气孔位于所述盖板。
优选的，所述柔性膜包括位于所述第一腔体的上表面，所述柔性膜的上表面包括铝反射层或银反射层。
本实用新型的有益效果在于：红外发射器和声传感器布置在不同腔体内，可避免干扰信号的发生；另外，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，不会造成干扰；红外发射器的调制频率与柔性膜的共振频率相同，柔性膜处于共振状态，可使声音信号提升20dB，显著提高产品的灵敏度；声传感器位于密闭的第二腔体中，可避免颗粒物进入第二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101的壳体10以及置于所述收容腔101中的声传感器30和红外发射器20，所述壳体10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。其中，所述红外发射器20向收容腔101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30可以包括麦克风，尤其是MEMS麦克风，该MEMS麦克风可根据光声原理来检测由所发射的光引起的声信号。
在本实施方式中，所述气体传感器100还包括与所述侧壁13连接的并置于所述收容腔101中的柔性膜40，所述柔性膜40将所述收容腔分隔成第一腔体102和第二腔体103，所述第一腔体102由所述柔性膜40、侧壁13以及盖板11共同围合形成，所述第二腔体103由所述柔性膜40、侧壁13以及基板12共同围合形成，所述红外发射器20位于所述第一腔体102中，所述声传感器30位于所述第二腔体103中。所述柔性膜40、第一腔体102以及第二腔体103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20的调制频率相同。所述壳体10设有连通外部和所述收容腔101的通气孔110，在本实施方式中，所述通气孔110与所述第一腔体102连通。
具体的，所述侧壁13包括与所述盖板11连接的第一侧壁131和与所述基板12连接的第二侧壁132，所述柔性膜40夹设在第一侧壁131和第二侧壁132之间，即，柔性膜40、第一侧壁131以及盖板11共同围合形成所述第一腔体102，柔性膜40、第二侧壁132以及基板12共同围合形成所述第二腔体103。侧壁13采用分体设计，方便了柔性膜40的固定安装。另外，所述第一腔体102的体积大于所述第二腔体103的体积。在其它实施方式中，侧壁也可设置收容固定柔性膜的凹槽，只要可以固定柔性膜即可。
外界气体通过通气孔110进入第一收容腔102，红外发射器20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，在第一收容腔102中产生交变压强信号，驱动柔性膜40发生共振，在第二收容腔103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30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20和声传感器30布置在不同腔体内，可避免干扰信号的发生；另外，红外发射器20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40隔绝，不会造成干扰；红外发射器20的调制频率与柔性膜40的共振频率相同，柔性膜40处于共振状态，可使声音信号提升20dB，显著提高产品的灵敏度；声传感器30位于密闭的第二腔体103中，可避免颗粒物进入第二腔体103造成声传感器失效。
柔性膜40包括位于第一腔体101的上表面41，上表面41与盖板11相对，柔性膜40的上表面41可电镀铝或者银反射层，提升红外信号利用效率的同时，降低声传感器30受到的光干扰。
另外，红外传感器20固定在盖板11，声传感器30固定在基板12，通气孔110位于所述盖板11。
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 (7)
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，所述气体传感器还包括与所述侧壁连接的柔性膜，所述柔性膜将所述收容腔分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体由所述柔性膜、侧壁以及盖板共同围合形成，所述第二腔体由所述柔性膜、侧壁以及基板共同围合形成，所述红外发射器位于所述第一腔体中，所述声传感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一腔体连通。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述侧壁包括与所述盖板连接的第一侧壁和与所述基板连接的第二侧壁，所述柔性膜夹设于所述第一侧壁和第二侧壁之间。
3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述红外发射器固定于所述盖板。
4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述声传感器固定于所述基板。
5.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述第一腔体的体积大于所述第二腔体的体积。
6.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述通气孔位于所述盖板。
7.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述柔性膜包括位于所述第一腔体的上表面，所述柔性膜的上表面包括铝反射层或银反射层。
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