KR101108495B1 - NDIR Gas Sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적외선 광의 난반사 및 산란을 이용한 비분산 적외선 가스 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a non-dispersive infrared gas sensor using diffuse reflection and scattering of infrared light.

본 발명에서는 광 검출 효율을 높일 수 있도록 비냉각형 볼로미터 센서를 구비하고, 광 경로 상에서 특정 가스에 흡수되는 광량을 최대화 할 수 있도록 광 공동 내부에 구성된 적어도 1개의 반사경 표면에 나노 및 마이크로미터 사이즈 이상 특정 형태의 어레이 패턴을 형성하고, 광원 램프로부터 방출 된 광이 반사경 표면의 패턴에 의해 난반사와 산란을 일으켜, 단위 체적 당 광 경로를 크게 증가시키도록 구성하여, 광 공동의 부피를 크게 줄이고, 가스에 흡수된 적외선 변화량에 대하여 높은 민감도와 신호 세기를 가지는 비분산 적외선 가스센서가 제시된다.In the present invention, a non-cooled bolometer sensor is provided to increase light detection efficiency, and at least one reflector surface configured inside the optical cavity to maximize the amount of light absorbed by a specific gas on the optical path is specified at a nano and micrometer size or more. Form an array pattern in the form, and the light emitted from the light source lamp causes diffuse reflection and scattering by the pattern on the reflector surface, greatly increasing the light path per unit volume, greatly reducing the volume of the optical cavity, A non-dispersive infrared gas sensor with high sensitivity and signal strength with respect to absorbed infrared variation is presented.

비분산, 난반사, 산란, 가스센서, NDIR, 적외선 Non-dispersion, diffuse reflection, scattering, gas sensor, NDIR, infrared

Description

적외선 가스 센서{NDIR Gas Sensor}Infrared gas sensor {NDIR Gas Sensor}

본 발명은 비분산 적외선 가스센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 검출 효율을 높일 수 있도록 비냉각형 볼로미터 센서를 구비하고, 광 경로 상에서 특정 가스에 흡수되는 광량을 최대화 할 수 있도록, 광 공동 내부에 구성된 적어도 1개의 반사경 표면에 나노 및 마이크로미터 사이즈 이상 특정 형태의 어레이 패턴을 형성하고, 광원 램프로부터 방출된 광이 반사경 표면의 패턴 반사경에 의해 난반사와 산란을 일으켜, 단위 체적 당 광 경로를 크게 증가시키도록 구성하여, 광 공동의 부피를 크게 줄이고, 가스에 흡수된 적외선 변화량에 대하여 높은 민감도와 신호세기를 가지는 비분산 적외선 가스센서에 관한 것이다. The present invention relates to a non-dispersive infrared gas sensor, and more particularly, to an uncooled bolometer sensor to increase light detection efficiency, and to maximize the amount of light absorbed by a specific gas in an optical path, Form an array pattern of a specific shape of nano and micrometer size or more on at least one reflector surface, and the light emitted from the light source lamp causes diffuse reflection and scattering by the pattern reflector of the reflector surface, greatly increasing the optical path per unit volume. The present invention relates to a non-dispersive infrared gas sensor having a high sensitivity and signal strength with respect to the amount of infrared change absorbed by the gas, greatly reducing the volume of the optical cavity.

적외선은 전자기적 방사 스펙트럼(Electromagnetic radiation spectrum)의 한 부분으로 0.75μm에서 1mm까지의 특정 파장 범위를 가진다. 가스 분자들은 상호 결합된 여러 개의 원자들로 구성되고, 이런 결합들은 항상 각각의 고유진동수(Natural frequency)를 가지는 진동(Vibration)과 회전(Rotation)을 수행하는데, 진동운동과 회전운동의 주파수들은 원자들의 크기와 결합 힘이 크게 작용하는 함수관계를 갖는다. 이때 고유진동수는 원자 상호간 결합과 분자구조에 의한 기계적 파 에서 오지만 이론적으로는 전자기파와 비슷하다. 그리고 고유진동수는 가스들의 화학적 분자구조에 의해 서로 다른 값을 가지며, 주어진 분자와 결합구조에서는 항상 같다. 따라서 가스의 구성 물질과 분자구조에서 나타나는 고유진동수 특성들은 각각의 지문처럼 사용되어, 주어진 가스의 분자구조를 확인하는 단서를 제공한다.Infrared is part of the electromagnetic radiation spectrum and has a specific wavelength range from 0.75 μm to 1 mm. Gas molecules are composed of several atoms that are bonded together, and these bonds always carry out vibrations and rotations with their respective natural frequencies, the frequencies of which are the atoms They have a functional relationship in which the size and the coupling force are large. The natural frequency is derived from the mechanical waves by the atomic bonds and the molecular structure, but is theoretically similar to electromagnetic waves. Natural frequencies have different values due to the chemical molecular structure of the gases and are always the same for a given molecule and bond structure. Thus, the frequency characteristics of the constituents and molecular structures of the gases are used as individual fingerprints, providing clues to the molecular structure of a given gas.

적외선 광원램프에 의해 방사된 적외선이 가스 분자들과 상호 영향을 미칠 때, 에너지 영역대의 특정 부분은 가스 분자의 고유진동수와 같은 진동수를 가지며, 나머지 다른 에너지 영역의 적외선이 투과되는 동안 흡수된다. 가스 분자가 동일한 진동수를 갖는 특정 영역대의 적외선 에너지를 흡수할 때, 분자는 에너지를 얻고 더욱 크게 진동한다. 이러한 진동은 가스 분자의 온도가 상승하는 결과를 가져오며, 가스 분자에 의해 흡수된 적외선은 광원 원래의 세기를 잃게 된다. 이때 온도는 가스 농도에 비례해서 증가하게 되고 광의 세기는 가스농도에 반비례해서 감소하게 되는데, 감소된 방사 에너지는 전기적 신호로써 감지된다.When infrared radiation emitted by an infrared light source lamp interacts with gas molecules, certain portions of the energy domain have the same frequency as the natural frequency of the gas molecules and are absorbed while the infrared rays of the other energy regions are transmitted. When gas molecules absorb infrared energy in certain areas with the same frequency, the molecules gain energy and vibrate more loudly. This vibration results in an increase in the temperature of the gas molecules, and the infrared rays absorbed by the gas molecules lose their original intensity. At this time, the temperature increases in proportion to the gas concentration and the light intensity decreases in inverse proportion to the gas concentration. The reduced radiant energy is detected as an electrical signal.

적외선을 이용한 가스 감지방법은 분산식(Dispersive)과 비분산식(Non Dispersive)으로 나눌 수 있다. 분산식 적외선 감지방법은 가스의 화합물들의 정성분석을 위해 사용하는 방법으로, 적외선 광원램프를 포함하여, 다양한 파장을 분석하기 위한 슬릿 선택기(Slit selector)와 광학 거울, 프리즘, 격자가 들어있는 가스 샘플 셀(Sample cell) 그리고 감지기(Detector), 전자증폭기 등으로 구성된다. 적외선을 화학화합물에 주사(Scanning)하면서 시간에 따라 파장을 변화시키면, 화합물의 흡수띠와 파장에 대한 곡선을 얻을 수 있다. 하지만 이 기술을 사용하는 장비들은 대부분 고정식으로 되어있고, 그 사이즈가 크기 때문에 가정용이나 산업용 으로 사용하기 어렵다.Infrared gas detection can be divided into Dispersive and Non Dispersive. The distributed infrared detection method is used for qualitative analysis of compounds in gas.Slit selector, optical mirror, prism and grating for analyzing various wavelengths including infrared light source lamp It consists of a sample cell, a detector, and an electronic amplifier. If the wavelength is changed over time while scanning infrared rays into a chemical compound, the absorption band and wavelength of the compound can be obtained. However, most of the equipment using this technology is fixed and its size is difficult to use for home or industrial use.

비분산적외선 감지 방법은 가스 샘플 내에 측정대상 가스의 유무에 따라 감지기에 도달하는 적외선 손실 정도의 비율을 측정하므로 정량적인 분석이 가능하며, 적외선을 분산시키기 위해 프리즘이나 격자가 필요하지 않고, 구성장치가 간단하기 때문에 센서로써 소형화할 수 있다.Non-dispersion infrared detection method measures the ratio of the infrared loss to the detector according to the presence or absence of the gas to be measured in the gas sample, so that quantitative analysis is possible, and no prism or grating is needed to disperse infrared rays. Because of its simplicity, it can be miniaturized as a sensor.

이와 같은 비분산적외선 가스센서(NDIR)는 측정대상 가스를 통과할 수 있도록 적외선을 방사하는 광원(Infrared source)과, 방사된 광원이 가스 혼합 분위기 내에서 외부로 분산되지 않고 측정 가스와 충분한 반응을 일으킬 수 있도록, 반사경으로 구성된 광 공동(Optical cavity)과, 측정 가스 분위기를 통과한 적외선 중 특정 파장영역 대의 감소량을 선택적으로 감지하기 위한 적외선 감지센서(IR Detecting Sensor)로 구성된다.Such a non-dispersion infrared gas sensor (NDIR) is a light source (Infrared source) that emits infrared rays to pass through the gas to be measured, and the emitted light source is sufficient to react with the measurement gas without dispersing to the outside in the gas mixture atmosphere In order to be generated, it consists of an optical cavity consisting of a reflector and an IR Detecting Sensor for selectively detecting the amount of reduction in a specific wavelength range of the infrared rays passing through the measurement gas atmosphere.

이때 우수한 감지특성을 갖는 비분산적외선 가스센서를 제작하기 위해서는, 광 공동에서 광 흡수량을 증가시키기 위해 광 경로(Optical path) 길이가 길어야 하고, 광이 적외선 감지센서에 집중(Focusing)되어야 하며, 측정 파장 영역에 대한 적외선 감지센서의 민감도가 우수해야 한다.In this case, in order to fabricate a non-dispersive infrared gas sensor having excellent sensing characteristics, the optical path length should be long to increase the amount of light absorption in the optical cavity, and the light should be focused on the infrared sensor. The sensitivity of the infrared sensor to the wavelength range should be excellent.

일반적으로 비분산적외선 가스센서는 가스분자의 적외선 흡수율을 높이기 위해, 광원에서 방출된 광이 광 검출기에 도달하기까지 거리인 광 경로 길이를 증가시킨다.In general, non-dispersive infrared gas sensors increase the optical path length, which is the distance from the light emitted from the light source to the light detector in order to increase the infrared absorption rate of the gas molecules.

또 다른 종래의 기술로써, 특정 곡률을 가진 반사경을 이용하여 광 공동을 다양한 기하학적 형태로 제작을 하게 되는데, 대부분 두 개 이상의 오목한 반사경 으로 광 공동을 구성하고, 광원으로부터 평행광선을 방사하여, 두 반사경 사이를 다중 반사시키는 기술이다. 따라서 제한된 반사 공간 내부에 대하여 반사 횟수를 증가시켜, 가스에 대한 특정 적외선 파장 영역대의 흡수율을 높이게 된다. Another conventional technique is to produce optical cavities in a variety of geometric shapes using reflectors with specific curvatures, most of which consist of two or more concave reflectors, constituting the optical cavity and radiating parallel rays from the light source, It is a technique to reflect multiple reflections. Therefore, the number of reflections is increased in the limited reflection space, thereby increasing the absorption rate of the specific infrared wavelength range for the gas.

또한 종래의 기술에 따른 대부분의 광 공동 반사경은 타원 또는 포물경 형태의 사용이라는 점에서 유사하며, 광을 예측 가능한 경로로 반사시키기 위한 곡률을 가지기 위해서는 부피 또한 커지므로 가스센서의 초소형화가 어렵고, 정밀한 금형기술, 사출성형 기술, 도금 기술들이 요구되며, 실제 가공 및 제작에 있어 설계되어진 오목 반사경의 곡률을 만족하지 못했을 경우 광 진행 경로의 예측 범위를 벗어나게 되기 때문에, 대량 생산 측면에 있어서도 높은 수율을 기대하기 어려운 단점이 있다.In addition, most optical cavity reflectors according to the prior art are similar in that they are used in the form of ellipses or paraboloids, and have a large volume in order to have curvature for reflecting light in a predictable path, making it difficult to miniaturize the gas sensor and precisely. Mold technology, injection molding technology and plating technology are required, and if the curvature of the concave reflector designed in actual processing and fabrication is not satisfied, it is out of the predicted range of the light propagation path, so high yield is expected in mass production. It is difficult to do.

또한 종래의 기술에 따른 대부분의 광 공동 반사경은 타원 또는 포물경 형태의 사용이라는 점에서 유사하며, 광을 예측 가능한 경로로 반사시키기 위한 곡률을 가지기 위해서는 부피 또한 커지므로 가스센서의 초소형화가 어렵고, 정밀한 금형기술, 사출성형 기술, 도금 기술들이 요구되며, 실제 가공 및 제작에 있어 설계되어진 오목 반사경의 곡률을 만족하지 못했을 경우 광 진행 경로의 예측 범위를 벗어나게 되기 때문에, 대량 생산 측면에 있어서도 높은 수율을 기대하기 어려운 단점이 있다.In addition, most optical cavity reflectors according to the prior art are similar in that they are used in the form of ellipses or paraboloids, and have a large volume in order to have curvature for reflecting light in a predictable path, making it difficult to miniaturize the gas sensor and precisely. Mold technology, injection molding technology and plating technology are required, and if the curvature of the concave reflector designed in actual processing and fabrication is not satisfied, it is out of the predicted range of the light propagation path, so high yield is expected in mass production. It is difficult to do.

또한, 종래의 기술에 따르면, 특정 적외선 영역에서 가스 흡수율을 증가시키고자 광원 램프로부터 방사된 광의 진행 거리와 반사 횟수를 늘리는데, 반사 횟수의 증가에 따른 난반사와 산란, 흡수는 수광 센서에 측정되는 광량의 손실을 야기 하므로, 이를 제거해야할 기술적 문제점으로 인식한다. 따라서 반사 횟수의 증가는 매우 제한적이며, 미소량의 가스에 대한 검출 성능 또한 그 한계를 가질 수밖에 없다. 또한, 타원 또는 포물 반사경이 곡률을 가지기 위해서는 일정한 수준 이상의 공간과 부피가 필요하므로, 초소형화를 이루기 위해서는 기하 광학계에서 기술적인 한계를 가진다. In addition, according to the related art, in order to increase the gas absorption in a specific infrared region, the traveling distance and the number of reflections of the light emitted from the light source lamp are increased, and the diffuse reflection, scattering, and absorption according to the increase in the number of reflections are measured by the light receiving sensor It is a technical problem to be eliminated because it causes a loss of. Therefore, the increase in the number of reflections is very limited, and the detection performance for a small amount of gas also has its limitations. In addition, since the ellipse or parabolic reflector needs a certain level of space and volume in order to have curvature, there is a technical limitation in the geometry optical system to achieve miniaturization.

도 1은 상기 종래기술의 문제점인 상기 기하학적인 구조의 광 공동에서 광의 난반사 및 산란에 의한 광손실을 최소화하기 위한 등록특허 제10-0732708호(공개일: 2007년6월20일)의 “서브 반사경이 구비된 비분산 적외선 가스센서”의 실시예에 관한 구성도이다.1 is a "sub" of Patent No. 10-0732708 (published: June 20, 2007) for minimizing light loss due to diffuse reflection and scattering of light in the optical cavity of the geometric structure which is a problem of the prior art Is a block diagram of an embodiment of a non-dispersive infrared gas sensor equipped with a reflector.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 등록특허 발명은 광 공동(20)의 반사경(11)은 타원형의 메인 반사경(21), 타원형의 서브 반사경(31) 및, 센서 포물경(33)과 광원 포물경(22)으로 구성된다. 상기 서브 반사경(31)은 메인 반사경(21)의 장축방향 한쪽 끝 부분에 일체로 형성되고, 다른 쪽 끝 부분에는 센서 포물경(33)이 일체로 형성되어 있다. 상기 센서 포물경(33)에 인접한 메인 반사경(21)에는 상기 서브 반사경(31)을 향하여 평행 반사광을 방사하기 위한 광원 포물경(22)이 일체로 형성되어 있다. 이때, 바람직하게 상기 광원(12)과 광센서(14)는 상기 광원 포물경(22)과 센서 포물경(33)의 초점(F6)에 설치된다. 상기 구성에 의해, 상기 등록특허 발명은 광원에서 방사되는 메인 광(주광:主光)의 반사 경로와 서브 광(부광:副光)의 반사 경로를 구분하고, 광원에서 방사되는 메인 광은 서브 반사경에서 반사된 후 직접 광센서 포물경으로 입사하도록 하고, 광원에서 방사되는 서브 광은 메인 반사 경에서 다수 회 반사된 후 센서 포물경으로 입사하도록 구성하여, 반사경에서의 산란, 굴절 및 흡수에 의한 메인 광의 손실을 최소화함과 아울러 센서 포물경으로 입사되는 메인광 및 서브 광을 그 초점에 설치된 광센서로 집광함으로써 광센서가 측정에 이용하는 특정 파장 대의 광량(光量)을 최대로 하여 감지력을 향상시키기 위한 구성이다.As shown in FIG. 1, in the registered patent invention, the reflector 11 of the optical cavity 20 includes an elliptical main reflector 21, an elliptical sub reflector 31, and a sensor parabolic 33 and a light source cloth. It consists of the water diameter 22. The sub reflector 31 is integrally formed at one end in the major axis direction of the main reflector 21, and the sensor parabolic mirror 33 is integrally formed at the other end. The main reflector 21 adjacent to the sensor parabolic mirror 33 is integrally formed with a light source parabolic mirror 22 for radiating parallel reflected light toward the sub reflector 31. In this case, the light source 12 and the light sensor 14 are preferably installed at the focal point F6 of the light source parabolic mirror 22 and the sensor parabolic mirror 33. By the above configuration, the registered patent distinguishes the reflection path of the main light (main light) and the sub-light (sub-light) emitted from the light source, and the main light emitted from the light source is the sub reflector After reflecting from the light incident to the light sensor parabolic mirror, and the sub-light emitted from the light source is configured to be reflected to the sensor parabolic mirror after being reflected many times in the main reflector, the main by scattering, refraction and absorption in the reflector In addition to minimizing the loss of light, the main light and the sub light incident on the sensor parabolic light are collected by the optical sensor installed at the focal point to maximize the amount of light in a specific wavelength range used by the optical sensor to improve detection power. Configuration.

그러나 상기 등록특허 발명은 센서의 구조가 기하학적인 구조를 가지고 있어, 소형화에의 한계, 광 공동을 소형화할 수 없기 때문에 메인 및 서브 반사경에서의 난반사 및 산란에 의한 광 손실이 존재하는 문제점이 있다. However, since the registered patent has a geometrical structure of the sensor, there is a limit to miniaturization and the optical cavity cannot be miniaturized. Therefore, there is a problem that light loss due to diffuse reflection and scattering in the main and sub reflectors exists.

따라서, 반사경에 의한 광의 난반사 및 산란에도 불구하고 광 손실이 적고 광 경로를 크게 증가시켜 높은 감도를 가지는 동시에 소형화된 비분산 적외선 가스센서가 요망된다.Therefore, in spite of diffuse reflection and scattering of light caused by the reflector, there is a need for a non-dispersive infrared gas sensor having a low light loss, greatly increasing the optical path, and having a high sensitivity.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광 공동의 내부 반사경 표면에 나노 또는 마이크로미터 사이즈 이상의 반구 또는 다면체 형태의 반사패턴 어레이를 배열하여 광 공동을 진행하는 적외선 광이 난반사 및 산란하는 것을 이용하는 적외선 가스 센서를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to arrange the reflection pattern array of hemispherical or polyhedral form of nano or micrometer size or more on the surface of the internal reflector of the optical cavity to proceed through the optical cavity The present invention provides an infrared gas sensor using diffuse reflection and scattering.

본 발명의 다른 목적은 광 공동의 사이즈를 초소형화하여 상기 광 공동 내부로 유입되는 가스양이 매우 작은 분위기에서도 높은 민감도와 광세기를 갖는 적외선 가스 센서를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an infrared gas sensor having a high sensitivity and light intensity even in an atmosphere in which the amount of gas introduced into the optical cavity is very small by miniaturizing the size of the optical cavity.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명에서는 고 종횡비를 갖는 원통형을 포함하는 다각형 형태의 초소형 광 동공과, 상기 광 공동 내부의 일단측에 설치되는 적외선 광을 방사하기 위한 광원 램프와, 상기 광원램프의 후방에 설치되는 표면에 반사경과, 상기 광원 램프의 반대 측의 광 공동 단부에 설치되는 적외선 광을 측정하기 위한 비냉각형 볼로미터 센서와, 상기 볼로미터 센서의 주변에 형성되는 가스가 유입되도록 구성된 통기구를 포함하고, 상기 반사경 및 상기 광 공동 내부 표면에 나노 또는 마이크로미터 사이즈 이상의 반구 또는 다면체 형태의 반사 패턴 어레이를 배열하여 패턴 반사경을 형성하고, 상기 광 공동 내부 표면이 반사율이 높은 금속으로 코팅 또는 도금되어 있는 비분산 적외선 가스 센서가 제시된다.As a technical solution for achieving the object of the present invention, in the present invention, a microscopic optical pupil having a polygonal shape including a cylindrical shape having a high aspect ratio, and a light source for emitting infrared light installed at one end inside the optical cavity. An uncooled bolometer sensor for measuring a lamp, a reflector on a surface provided behind the light source lamp, an infrared light provided at an optical cavity end on the opposite side of the light source lamp, and a gas formed around the bolometer sensor And a vent configured to be introduced therein, wherein the reflector and the inner surface of the optical cavity are arranged with a reflective pattern array having a hemispherical or polyhedron shape of nano or micrometer size or more to form a pattern reflector, and the inner surface of the optical cavity has a high reflectance. Non-dispersive infrared gas sensors coated or plated with metal It is poetry.

본 발명에 의하면, 우선 광 공동이 일직선 형태를 가지므로 다수의 곡률 반사경을 사용한 광 공동에 비해 가공, 제작이 단순하다. 따라서 제작 시 발생하는 반사경에서의 곡률 오차가 작다. 또한 기존의 일직선 광 공동에 비해 동일한 길이 또는 그 이하의 길이로 제작하더라도, 광 공동의 두께를 광원 크기 수준으로 줄임으로써, 종횡비를 크게 늘이기 때문에, 광원으로부터 방사된 광이 공동 내부에서 반사하는 횟수를 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, first, since the optical cavity has a straight form, processing and fabrication are simpler than optical cavities using a large number of curvature reflectors. Therefore, the curvature error in the reflector generated during manufacturing is small. In addition, even if manufactured to the same length or less than the conventional straight optical cavity, by reducing the thickness of the optical cavity to the light source size level, the aspect ratio is greatly increased, so that the number of times the light emitted from the light source is reflected inside the cavity There is an effect that can be greatly increased.

또한, 광원 램프로부터 방사된 광을 광 공동 내부면의 피라미드형 또는 다면체의 어레이 패턴을 통해 난반사와 산란을 일으킴으로써 광 반사 횟수를 무한 증가시키며, 난반사와 산란을 통한 광 손실을 보상하기 위하여, 광 공동의 부피와 크기를 초소형화 함으로써, 광 진행 거리 증가에 따른 가스 흡수율 향상과 함께 높은 광 신호세기를 얻을 수 있고, 종래 기술과 비교하여 비분산적외선 가스센서의 크기를 초소형화 할 수 있다. 따라서 높은 성능과 함께 휴대성이 우수하며, 모바일 기기로의 응용이 가능한 효과를 갖는다.In addition, the number of light reflections is infinitely increased by causing diffuse reflection and scattering of the light emitted from the light source lamp through a pyramidal or polyhedral array pattern of the inner surface of the optical cavity, and to compensate for the light loss through the diffuse reflection and scattering. By miniaturizing the volume and size of the cavity, it is possible to obtain a high optical signal intensity and improve the gas absorption rate according to the increase in the light travel distance, it is possible to miniaturize the size of the non-dispersive infrared gas sensor compared to the prior art. Therefore, it is excellent in portability and high performance, and has an effect that can be applied to a mobile device.

이하에서, 본 발명의 실시예에 관한 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the invention according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

우선, 본 발명을 이해하는데 용이하도록 본 발명의 특징점을 설명하기로 한다. 본 발명은 다면체형태의 광 공동과, 광 공동 내부 반사경 표면에서 다면체 형상의 반사 패턴 어레이, 하나의 타원경(elliptic mirror), 적외선 볼로미터 센서로 구성되는 비분산 적외선 가스 센서이다. 일반적으로 비분산 적외선 가스 센서는 적외선 광을 방사하기 위한 광원램프와, 광원으로부터 방사된 광이 가스에 흡수될 수 있는 광 공동, 광 공동 내부에서 가스에 흡수되지 않은 적외선을 감지하여 전기적 신호로 바꾸는 수광 센서로 이루어지는데, 본 발명은 종래의 기술에서 난반사와 산란이라는 제거해야 할 기술적 문제를 장점으로 이용하여, 광 공동의 크기를 초소형화 하면서도, 다중 반사 횟수를 크게 증가시킴으로써, 가스에 대한 적외선 흡수율을 높이고, 높은 검출 민감도와 강한 신호의 세기 특성을 얻는 것을 특징으로 하고 있다.First, the features of the present invention will be described to facilitate understanding of the present invention. The present invention is a non-dispersive infrared gas sensor consisting of a polyhedral optical cavity, a polyhedral reflective pattern array, an elliptic mirror, and an infrared bolometer sensor on the surface of the optical cavity internal reflector. In general, non-dispersive infrared gas sensor detects and converts a light source lamp for emitting infrared light, an optical cavity in which light emitted from the light source can be absorbed into the gas, and infrared rays not absorbed by the gas inside the optical cavity to be converted into an electrical signal. In the present invention, the present invention utilizes the technical problems to be eliminated, such as diffuse reflection and scattering, as an advantage in the prior art, while minimizing the size of the optical cavity and greatly increasing the number of reflections, thereby increasing the infrared absorption rate to the gas. To increase the detection sensitivity and obtain a strong signal strength characteristic.

도 2는 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예의 전체 구성도이다. 적외선 가스 센서의 소형화를 이루기 위해 적합한 원통형을 포함하는 다각형의 일직선 형태의 광 공동으로 구성된다. 상기 광 공동(100)의 내부의 일단측에 반사경과 광원램프를 설치하고, 상기 광 공동의 타단측에 설치되는 상기 광에 흡수되지 않은 가스를 측정하기 위한 비냉각형 볼로미터 센서(104)와, 상기 볼로미터 센서(104)의 주변에 가스가 유입될 수 있도록 형성된 통기구(103)를 포함하는 구성이다.2 is an overall configuration diagram of an embodiment of the non-dispersion infrared gas sensor of the present invention. It consists of a polygonal, straight-line optical cavity comprising a suitable cylinder to achieve miniaturization of the infrared gas sensor. An uncooled bolometer sensor 104 for installing a reflector and a light source lamp on one end of the interior of the optical cavity 100 and measuring gas not absorbed by the light installed on the other end of the optical cavity; It is a configuration that includes a vent 103 formed to allow gas to flow around the bolometer sensor 104.

도 3은 본 발명의 비분산 적외선 가스센서의 실시예의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서는 원통형을 포함하는 다각형태의 소정 길이의 일직선 광 공동(100)과, 상기 광 공동(100) 내의 일단측에 설치되는 반사경인 타원경(elliptic mirror)(102)과, 상기 광 공동(100)의 타단측에 설치되는 비냉각형 볼로미터 센서(104)와, 상기 타원경(102)의 전방 가까운 위치에 설치되는 광원램프(111)와, 상기 볼로미터 센서(104)의 주변에 가스가 유입되도록 형성된 적어도 하나의 통기구(103)를 포함하고 있다.3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an embodiment of a non-dispersion infrared gas sensor of the present invention. As shown in FIG. 3, the non-dispersion infrared gas sensor of the present invention is an ellipse that is a polygonal-shaped straight optical cavity 100 having a cylindrical shape and a reflector provided at one end in the optical cavity 100. An elliptic mirror 102, an uncooled bolometer sensor 104 provided at the other end side of the optical cavity 100, and a light source lamp 111 provided at a position near the front of the ellipsoidal mirror 102; In addition, at least one vent 103 formed to allow gas to flow around the bolometer sensor 104 is included.

상기 광 공동(100)은, 후면, 측면, 전면, 상부면 및 하부면으로 구성된 원통형을 포함하는 다면체로 이루어지고, 일직선 형태로 형성하되, 그 수직 절단면의 넓이는 광원 램프의 최소크기 수준에 맞춘, 길이가 길고 두께가 작은 고종횡비 직선 형태로 이루어진다.The optical cavity 100 is formed of a polyhedron including a cylindrical body consisting of a rear surface, a side surface, a front surface, an upper surface and a lower surface, and formed in a straight line shape, wherein the width of the vertical cut surface is adjusted to the minimum size level of the light source lamp. It is composed of high aspect ratio straight lines with long length and small thickness.

상기 본 발명의 광 공동(100)은 육면체 다각형 형태로써 수직 절단된 면적에 비해 길이가 매우 긴, 고 종횡비를 갖는 일직선으로 길게 뻗어있기 때문에, 적외선 광이 광 공동(100) 내부를 진행하는 동안 반사 횟수를 크게 증가시킬 수 있다.Since the optical cavity 100 of the present invention has a hexahedral polygonal shape and extends in a straight line having a high aspect ratio, which is very long in length compared to the vertically cut area, infrared light is reflected while traveling inside the optical cavity 100. You can greatly increase the number of times.

상기 광 공동(100)의 일단측에 설치되는 타원경(102)은 상기 광원램프(111)로부터 후방으로 방사되는 광을 반사시켜 전방으로 광의 진행 방향을 전환시키도록 일정한 곡률반경을 갖는 반구 또는 타원 형태로 구성되어있다.The ellipsoidal mirror 102 installed at one end of the optical cavity 100 reflects the light emitted backward from the light source lamp 111 and has a hemisphere or ellipse having a constant radius of curvature so as to change the direction of the light forward. Consists of the form.

상기 광원램프(111)는 상기 광 공동(100)의 길이 방향에서 수직 또는 수평으로 설치된다.The light source lamp 111 is installed vertically or horizontally in the longitudinal direction of the optical cavity 100.

상기 타원경(102)의 반사면 및 상기 광 공동(100)의 본체 내부면은 피라미드 형태 또는 다면체 형태의 반사 패턴을 어레이로 배열되어 패턴 반사경이 형성되도록 하였다. 또한, 상기 반사 패턴은 원, 구, 반구, 타원과 같은 형태로도 어레이 배열할 수 있다. 상기 본 발명의 MEMS 머시닝 또는 포토리소그래피 또는 기계적 가공에 의해, 상기 광 공동(100) 내부면에 형성된 미세 어레이 패턴은, 광원 램프로부터 방사된 광을 난반사 및 산란시켜, 반사 횟수와 광의 진행 거리를 크게 증가시킨다. The reflective surface of the ellipsoidal mirror 102 and the inner surface of the main body of the optical cavity 100 are arranged in an array of reflection patterns in the form of a pyramid or a polyhedron to form a pattern reflector. In addition, the reflective patterns may be arranged in an array such as circles, spheres, hemispheres, and ellipses. By the MEMS machining or photolithography or mechanical processing of the present invention, the fine array pattern formed on the inner surface of the optical cavity 100 diffusely reflects and scatters the light emitted from the light source lamp, thereby greatly increasing the number of reflections and the traveling distance of the light. Increase.

또한, 상기 타원경(102)의 반사면 및 상기 광 공동(100)의 내부면은 반사율이 높은 금속을 코팅 또는 도금되어 있어 반사경으로서의 기능을 수행하도록 구성되어 있다.In addition, the reflective surface of the ellipsoidal mirror 102 and the inner surface of the optical cavity 100 are coated or plated with a metal having a high reflectance, and are configured to function as a reflector.

상기 타원경(102) 및 상기 광 공동(100)의 내부면의 상기 반사 패턴 어레이 배열에 의해 상기 광원램프(111)로부터 방사된 광이 난반사 및 산란하여 광이 광 공동(100) 내부를 진행하는 동안 다중반사의 횟수를 크게 증가시킬 수 있다.The light emitted from the light source lamp 111 is diffusely reflected and scattered by the reflection pattern array arrangement of the ellipsoid mirror 102 and the inner surface of the optical cavity 100 so that the light travels inside the optical cavity 100. Can significantly increase the number of multiple reflections.

또한, 상기 볼로미터 센서(104)의 주변에 형성된 적어도 하나의 통기구(103)를 통해 유입되는 가스에 의해 상기 광 공동(100)의 내부는 측정 가스 혼합 분위기로 형성된다.In addition, the inside of the optical cavity 100 is formed in a measurement gas mixing atmosphere by the gas flowing through at least one vent 103 formed around the bolometer sensor 104.

상기 적외선 볼로미터 센서(104)는 상기 광이 광 공동(100) 내부를 진행하는 동안 가스에 흡수되지 않은 적외선 광을 측정하기 위한 구성이다.The infrared bolometer sensor 104 is configured to measure infrared light that is not absorbed by the gas while the light travels inside the optical cavity 100.

도 4는 상기 광 공동(100) 내부에 설치된 상기 광원 램프(111)로부터 방사된 적외선 광의 전방 진행과, 상기 광원램프(111)의 후방으로 방사된 적외선 광의 상기 타원경(102)에 반사되어 진행하는 현상을 설명하기 위한 것이다.4 is reflected by the ellipsoidal mirror 102 of the infrared light emitted from the light source lamp 111 installed inside the optical cavity 100 and the infrared light emitted from the rear of the light source lamp 111. This is to explain the phenomenon.

광원 램프(111)로부터, 자오선을 따라 180°, 적도선을 따라 360° 방향으로 각각 특정 각을 가지고 방출 되어진 전체 광은 상기 광 공동(100)의 내부면 즉, 상, 하, 좌, 우 측면에 형성된 본체 반사경(101)과, 본체 반사경(101) 표면에 형성 되어진 피라미드 형상 또는 다면체 반사 패턴으로 이루어진 반사경에 의해 난반사 또는 산란되면서 다중반사하며 상기 볼로미터 센서(104)를 향해 진행하고, 일부 광은 난반사 또는 산란에 의해 상기 타원경(102)을 향해 진행한다. 따라서, 상기 광 원 램프(111)로부터의 후면 방사광 또는 상기 광 공동(100)의 내부면에 형성된 반사 패턴의 반사경에 의해 후방으로 반사된 광은 상기 타원경(102)에 의해 반사되어 상기 볼로미터 센서(104)를 향해 진행한다.From the light source lamp 111, the total light emitted at a particular angle in the direction of 180 ° along the meridian and 360 ° along the equator line is the inner surface of the light cavity 100, that is, the upper, lower, left and right sides. It is diffusely reflected or scattered by the reflector made of the main body reflector 101 formed in the pyramidal shape or the polyhedral reflecting pattern formed on the surface of the main body reflector 101 and proceeds toward the bolometer sensor 104, and some light Progress toward the ellipsoidal mirror 102 by diffuse reflection or scattering. Accordingly, the light reflected backward by the rear radiant light from the light source lamp 111 or the reflector of the reflection pattern formed on the inner surface of the optical cavity 100 is reflected by the ellipsoidal mirror 102 so that the bolometer sensor Proceed toward 104.

도 5는 상기 난반사 및 산란에 의해 다중반사를 하며 진행 되어 온 적외선 광(112)의 진행 상태와, 상기 광 공동(100) 내부 끝단에서 적외선 광(112)을 측정하기 위한 볼로미터 센서(104) 및 외부로부터 측정 시료 가스의 유입을 위한 통기구(103)를 설치한 상태를 설명하기 위한 측부 평면도이다.5 is a bolometer sensor 104 for measuring the progress state of the infrared light 112 which has been multi-reflected by the diffuse reflection and scattering, and the infrared light 112 at the inner end of the optical cavity 100; It is a side plan view for demonstrating the state which provided the air vent 103 for inflow of a measurement sample gas from the exterior.

상기 광원 램프(111)로부터 전방 방향으로 진행 한 적외선 광(112)은 광 공동(100)의 내부면인 본체의 반사경(101)과, 상기 본체 반사경(101) 표면에 형성되어진 반사 패턴에 의해 난반사 및 산란, 다중 반사한 후, 상기 볼로미터 센서(104) 측정부에 입사하게 된다.The infrared light 112 traveling forward from the light source lamp 111 is diffusely reflected by the reflector 101 of the main body, which is an inner surface of the optical cavity 100, and the reflection pattern formed on the surface of the main body reflector 101. And after scattering and multiple reflections, it is incident on the bolometer sensor 104 measuring unit.

도 6은 상기 광 공동(100)의 내부 중 일부를 절개한 단면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광 공동(100)의 내부면(200)은 그 표면에 예를 들면, 피라미드 형상의 패턴 반사경(201)(202)이 형성되어 있다.6 is a cross-sectional view of a portion of the interior of the optical cavity 100 cut away. As shown in Fig. 6, the inner surface 200 of the optical cavity 100 of the present invention is formed with, for example, pyramidal pattern reflectors 201 and 202 on its surface.

상기 광 공동(100) 또는 광 공동의 본체 내부면(200)에는 본체 반사경(101)이 설치되어 있고, 본체 반사경(101)의 전체 면적에 걸쳐 그 표면상에는 피라미드 형태의 패턴 반사경(201)(202)이 어레이로써 배열되어져 있다. 이때, 상기 패턴 반사경(201)(202)은 원, 구, 반구, 타원과 같은 형태로도 배열이 가능하다. 또한, 상기 패턴 반사경(201, 202)의 크기는 나노미터 수준에서 센티미터 수준까지 다양한 크기로 제작할 수 있고, 상기 패턴 반사경(201)(202)의 크기와 형태에 따른 난반 사, 산란 등, 다중 반사 경향은 달라질 수 있다.The optical cavity 100 or the main body inner surface 200 of the optical cavity is provided with a main body reflector 101, and a pyramidal pattern reflector 201 (202) over the entire area of the main body reflector 101. ) Are arranged as an array. In this case, the pattern reflectors 201 and 202 may be arranged in the form of a circle, sphere, hemisphere, or ellipse. In addition, the size of the pattern reflector (201, 202) can be produced in a variety of sizes from nanometer level to centimeter level, multi-reflection, such as diffuse reflection, scattering, etc. according to the size and shape of the pattern reflector (201, 202) The trend can vary.

도 7은 본 발명의 적외선 가스 센서의 볼로미터 센서(104) 및 통기구(103)가 형성된 상기 광 공동(100)의 단부 확대도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광 공동(100)을 육면체 다각형으로 구성한 경우, 상기 광 공동(100)의 단부 정 중앙에 적외선 광을 수광하기 위한 측정부인 비냉각형 볼로미터 센서(104)가 설치되고, 상기 볼로미터 센서(104)의 주변을 따라서 적어도 하나의 가스 유입을 위한 통기구(103)가 형성되는 구성이다. 바람직하게는 상기 육면체 다각형 광 공동(100)에서는 상기 통기구(103)가 4각을 이루도록 4개를 형성할 수 있다. 7 is an enlarged view of the end of the optical cavity 100 in which the bolometer sensor 104 and the vent 103 of the infrared gas sensor of the present invention are formed. As shown in FIG. 7, when the optical cavity 100 of the present invention is configured by a hexahedral polygon, an uncooled bolometer sensor 104 which is a measurement unit for receiving infrared light at the center of the end of the optical cavity 100 is It is installed, the vent 103 for the at least one gas inlet is formed along the periphery of the bolometer sensor 104 is formed. Preferably, in the hexahedral polygonal optical cavity 100, four vent holes 103 may be formed in four angles.

도 8은 본 발명의 실시예로서 광원 램프(111)와 광 공동(100)과 1개의 타원경(102), 피라미드 형태의 패턴 반사경(201)(202), 통기구(103), 볼로미터 센서(104)가 설치된 비분산 적외선 가스센서에서, 광학 시뮬레이션(모의시험)을 통해 상기 광 공동(100) 내부를 난반사 및 산란하며 다중 반사하고, 진행하는 적외선 광의 경로 증가를 설명하기 위한 것이다.FIG. 8 illustrates a light source lamp 111, an optical cavity 100, an ellipsoidal mirror 102, a pyramidal pattern reflector 201 202, a vent 103, and a bolometer sensor 104 according to an embodiment of the present invention. In the non-dispersion infrared gas sensor installed), the optical reflection (simulation test) to reflect the scattering and scattering of the inside of the optical cavity 100, and multi-reflected, to explain the path increase of the infrared light proceeds.

상술한 본 발명의 실시예에서 알 수 있듯이, 본 발명은 종래의 기술에서는 광손실을 줄이기 위해 제거해야할 문제로 인식되었던, 광의 난반사와 산란을 광 경로 증가를 위한 장점으로 이용하여 광 공동의 크기를 초소형화하면서도, 다중 반사 횟수를 크게 증가시킴으로써, 가스에 대한 적외선 흡수율을 높이고, 높은 검출 민감도와 강한 신호를 얻을 수 있도록 하는 특징적인 구성을 가지고 있다.As can be seen in the above-described embodiments of the present invention, the present invention uses the size of the optical cavity by using diffuse reflection and scattering of light as an advantage for increasing the optical path, which was recognized as a problem to be eliminated in order to reduce light loss in the prior art. While miniaturizing, the number of multiple reflections is greatly increased, thereby increasing the infrared absorption rate of the gas, and having a characteristic configuration capable of obtaining a high detection sensitivity and a strong signal.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에서 구현될 수 있는 다양한 실시예 중의 하나에 불과하다. 즉, 본 발명의 광 공동 내부 반사경에 의한 난반사 및 산란에 의한 다중반사를 이용하여 광 경로를 증가시키기 위한 초소형 광 공동 구성 및 이를 실현하기 위한 기술적 사상에 포함되는 어떠한 변형예도 본 발명의 범주에 포함되는 것은 당연하다. 본 발명의 다른 실시예로서, 예를 들면, 상기 실시예에서는 상기 통기구(103)가 상기 광 공동(100)의 단부에 상기 볼로미터 센서(104)의 주변에 형성되도록 구성하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 광 공동(100)이 예를 들면 육면체 다각형의 형상인 경우, 상기 가스가 유입되는 통기구(103)를 상기 광 공동(100)의 상부, 측부 또는 하부면에 적어도 하나 이상 형성시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 광 공동(100)의 단부에 설치되는 상기 볼로미터 센서(104)와 인접한 위치에 상기 진행되어 온 적외선 광을 반사시켜 상기 볼로미터 센서(104)에 초점을 맺게 하기 위한 적어도 하나의 포물경을 설치할 수도 있다.Embodiment of the present invention described above is only one of various embodiments that can be implemented in the technical spirit of the present invention. That is, any modifications included in the ultra-compact optical cavity configuration for increasing the optical path by using diffuse reflection by the optical cavity internal reflector and multi-reflection by scattering and the technical concept for realizing the same are included in the scope of the present invention. It is natural to be. As another embodiment of the present invention, for example, in the above embodiment, the vent 103 is configured to be formed around the bolometer sensor 104 at the end of the optical cavity 100, but is not limited thereto. When the optical cavity 100 is, for example, in the shape of a hexahedron polygon, at least one or more vent holes 103 into which the gas is introduced may be formed on the top, side, or bottom surface of the optical cavity 100. In addition, as another embodiment of the present invention, by reflecting the infrared light which has been advanced to the position adjacent to the bolometer sensor 104 installed at the end of the optical cavity 100 to focus on the bolometer sensor 104. At least one parabolic mirror may be provided.

도 1은 종래의 비분산 적외선 가스 센서의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional non-dispersion infrared gas sensor.

도 2는 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예에 관한 외형도이다.2 is an external view of an embodiment of a non-dispersive infrared gas sensor of the present invention.

도 3은 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic structural diagram of an embodiment of a non-dispersive infrared gas sensor of the present invention.

도 4는 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예의 주요부 확대 및 작용 설명도이다.Fig. 4 is an enlarged view of the principal parts of the embodiment of the non-dispersion infrared gas sensor of the present invention.

도 5는 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예의 다른 주요부 확대 및 작용 설명도이다.5 is an enlarged view of another principal part of the embodiment of the non-dispersion infrared gas sensor of the present invention.

도 6은 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예의 난반사 및 산란을 위한 반사 패턴의 개략적인 구성도이다.FIG. 6 is a schematic diagram of a reflection pattern for diffuse reflection and scattering of an embodiment of a non-dispersive infrared gas sensor of the present invention. FIG.

도 7은 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 실시예의 볼로미터 센서 및 통기구의 구성도이다.7 is a configuration diagram of the bolometer sensor and the vent of the embodiment of the non-dispersion infrared gas sensor of the present invention.

도 8은 본 발명의 비분산 적외선 가스 센서의 시물레이션도이다.8 is a simulation diagram of a non-dispersive infrared gas sensor of the present invention.

Claims (10)

소정 길이의 원통형 또는 다각형으로 형성되고 적어도 하나의 가스 유입구가 형성된 광 공동과,An optical cavity formed of a cylinder or polygon of a predetermined length and having at least one gas inlet; 상기 광 공동의 내부의 일단측에 설치된 일정한 곡률반경을 갖는 반구 또는 타원 형태의 타원경과,An ellipsoid in the shape of a hemisphere or an ellipse having a constant radius of curvature provided at one end of the inside of the optical cavity; 상기 광 동공의 내부의 타단측에 설치된 비냉각형 볼로미터 센서와,An uncooled bolometer sensor provided on the other end side of the optical pupil; 상기 타원경과 상기 비냉각형 볼로미터 센서의 사이에서 상기 타원경에 근접한 위치에 설치된 광원램프를 포함하고,And a light source lamp installed at a position proximate to the ellipsoid between the ellipsoid and the uncooled bolometer sensor. 상기 광 공동은 길이가 길고 두께가 작은 고종횡비의 직선 형태이고, The optical cavity has a high aspect ratio straight form with a long length and a small thickness, 상기 광 공동의 내부면은 상기 광원램프로부터 방사된 광이 난반사 및 산란, 다중반사를 하도록 반사 패턴이 형성되어 있고,The inner surface of the optical cavity has a reflection pattern is formed so that the light emitted from the light source lamp is diffuse reflection, scattering, multiple reflection, 상기 타원경의 반사면은 다면체 형태의 반사 패턴이 어레이로 배열되어 패턴 반사경이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서. The reflective surface of the ellipsoid is a non-dispersion infrared gas sensor, characterized in that the reflecting pattern of the polyhedral form is arranged in an array to form a pattern reflector. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광 공동에 형성되는 가스 유입구는 적어도 하나의 통기구 또는 멤브레인인 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.And a gas inlet formed in the optical cavity is at least one vent or membrane. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광 공동 내부면에 형성되는 반사 패턴은 다면체형상의 어레이로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.And the reflective patterns formed on the inner surface of the optical cavity are arranged in a polyhedral array. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광 공동 내부면에 형성되는 반사 패턴은 원, 구, 반구 또는 타원 형상의 어레이로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.And the reflective patterns formed on the inner surface of the optical cavity are arranged in an array of circles, spheres, hemispheres or ellipses. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광 공동 내부면에 형성되는 반사 패턴은 MEMS 머시닝 공정, 포토리소그래피 또는 기계적 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.The reflective pattern formed on the inner surface of the optical cavity is formed by a MEMS machining process, photolithography or mechanical processing. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광 공동 내부면에 형성되는 반사 패턴은 나노미터에서부터 센티미터까지 다양한 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.Non-dispersive infrared gas sensor, characterized in that the reflective pattern formed on the inner surface of the optical cavity is formed in a variety of sizes from nanometer to centimeters. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광 공동의 내부 벽면은 반사율이 높은 금속으로 코팅 또는 도금되어 있 는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.And the inner wall of the optical cavity is coated or plated with a highly reflective metal. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 볼로미터 센서의 근접한 위치에 상기 광원램프로부터 진행되어 온 광을 반사시켜 상기 볼로미터 센서에 초점을 형성하게 하기 위한 적어도 하나의 포물경을 더 포함하는 비분산 적외선 가스 센서.And at least one parabolic mirror for reflecting light propagated from the light source lamp in a proximate position of the bolometer sensor to focus on the bolometer sensor. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광원램프에서 전방으로 방사된 광의 일부는 상기 광 공동의 내부면에서 난반사 및 산란되어 후방으로 진행하고, A part of the light emitted forward from the light source lamp is diffusely reflected and scattered in the inner surface of the light cavity to proceed backward 상기 광원램프로부터 후방으로 방사된 광 및 상기 광 공동의 내부면에서 난반사 및 산란되어 후방으로 진행된 광은 상기 타원경에 의해 반사되어 광의 진행 방향이 전방으로 전환되는 것을 특징으로 하는 비분산 적외선 가스 센서.Non-dispersive infrared gas sensor, characterized in that the light radiated backward from the light source lamp and the light diffused back and scattered from the inner surface of the optical cavity is reflected by the ellipsoid to shift the direction of light forward .
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