三組分紅外集成氣體傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及紅外氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CO、CO2, SO2三組分紅外集成氣體傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦、石油、化工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中存在大量的易燃、易腐蝕、有毒氣體，其中CO、CO2, 302的安全隱患尤為普遍。其中，CO易燃易爆，且進入人體之后會和血液中的血紅蛋白結(jié)合，進而使血紅蛋白不能與氧氣結(jié)合，造成CO中毒，從而引起機體組織出現(xiàn)缺氧，導致人體窒息死亡；0)2中毒會引起頭痛、惡心、心跳加速等，嚴重時可能導致缺氧，造成永久性腦損傷、昏迷、甚至死亡，CO2含量猛增會導致溫室效應(yīng)、全球氣候變暖、冰川融化、海平面升高等卻2中毒會引起頭痛、頭昏、流淚、畏光、咳嗽，P因、喉灼痛等，嚴重時可在數(shù)小時內(nèi)發(fā)生肺水腫，吸入極高濃度可引起反射性聲門痙攣而致窒息，同時302還是造成酸雨的主要原因之一。當CO、CO2, 302氣體超出一定濃度值時，不僅會對環(huán)境造成嚴重的影響，還會對人民的生命、財產(chǎn)等造成嚴重的威脅。
[0003]GBZ 2.1《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第I部分:化學有害因素》中提到CO的時間加權(quán)平均容許濃度(PC-TWA)為20mg/m3，短時間接觸容許濃度(PC-STEL)為30mg/m3;CO2 的 PC-TWA 為 9000mg/m 3，PC-STEL 為 18000mg/m3;S0 2的 PC-TWA 為 5mg/m 3，PC-STEL 為10mg/m3。因此，為了防止事故的發(fā)生，對易燃、有毒有害氣體進行及時、準確的監(jiān)測則刻不容緩。目前，市面上已有多種從國外進口和國產(chǎn)的氣體傳感器，如催化燃燒式、半導體式、電化學式和光學式等，包含了單一氣體傳感器和多組分氣體傳感器，其中基于紅外技術(shù)的多組分氣體傳感器由于其應(yīng)用廣泛、使用壽命長、靈敏度高、穩(wěn)定性好、適合氣體多、性價比高、維護成本低、可在線分析等等一系列優(yōu)點而越來越受到重視并被廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金工業(yè)、工礦開采、大氣污染檢測、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，為滿足各種復雜環(huán)境對氣體傳感器的發(fā)展要求，在提高檢測的準確性和及時性的同時，紅外氣體傳感器正朝著智能化、集成化、微型化、低功耗、低成本的方向發(fā)展。隨著國家對環(huán)境污染監(jiān)測和治理力度的加大，研發(fā)CO、C02、SO2三組分紅外集成氣體傳感器是防止事故、保護環(huán)境、保障人民生命財產(chǎn)安全的主要手段，對于認真落實國務(wù)院頒布的《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》并及時準確監(jiān)測和檢測生態(tài)環(huán)境、居住環(huán)境、工作場所等環(huán)境質(zhì)量和污染源等具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種CO、CO2, SO2S組分紅外集成氣體傳感器，這種傳感器是利用CO、CO2, SO2氣體分子對紅外光的選擇性吸收實現(xiàn)對CO、CO 2、SO2S種氣體的同時監(jiān)測和檢測。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:這種CO、CO2, SO2S組分紅外集成氣體傳感器，包括外殼、紅外光源、進氣口、出氣口、氣室、一組帶通帶中心波長為4.26 μ m濾光片的測量紅外探測器和帶相應(yīng)特定波長濾光片的參比紅外探測器的集成探測器、一組帶通帶中心波長為4.67 μ m濾光片的測量紅外探測器和帶相應(yīng)特定波長濾光片的參比紅外探測器的集成探測器，一組帶通帶中心波長為7.3 μπι濾光片的測量紅外探測器和帶相應(yīng)特定波長濾光片的參比紅外探測器的集成探測器，信號放大處理器、溫度傳感器、單片機系統(tǒng)、聲光報警系統(tǒng)。
[0006]這種CO、CO2, SOg組分紅外集成氣體傳感器，紅外集成氣體傳感器最外部是外殼，紅外光源位于氣室左側(cè)；進氣孔位于氣室上方，出氣口位于氣室下方；三組帶不同特定波長濾光片的測量紅外探測器和帶不同特定波長濾光片的參比紅外探測器的集成探測器位于氣室5右側(cè)，信號放大處理器和溫度傳感器位于三組集成傳感器右側(cè)，單機片系統(tǒng)位于信號放大處理器右側(cè)，聲光報警系統(tǒng)位于單機片系統(tǒng)右側(cè)。
[0007]這種CO、CO2, SO2S組分紅外集成氣體傳感器，紅外光源為寬帶脈沖紅外光源，具有發(fā)射率高、體積小、光電轉(zhuǎn)換效率高、耗電省、壽命長、溫度低等優(yōu)點，其封裝窗口材料為氟化鈣，可通過波長范圍為2-9.5 μπι的紅外光，CO、CO2, SO2S種氣體的特征吸收帶都處于此波長范圍內(nèi)，封裝內(nèi)部配有拋物面反射鏡，可使紅外光源發(fā)出平行紅外光，防止反射光、折射光等造成的光強度和光程改變的影響。
[0008]這種CO、CO2, SO2S組分紅外集成氣體傳感器，紅外探測器和相應(yīng)的濾光片封裝在一起，可避免其他氣體光信號對紅外探測器的干擾。
[0009]這種C0、C02、S02三組分紅外集成氣體傳感器，測量紅外探測器和參比紅外探測器與相應(yīng)的濾光片是集成在一起的集成元件。
[0010]這種CO、CO2, SO2S組分紅外集成氣體傳感器，單機片系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理和存儲功會K。
[0011]這種CO、CO2, SO2S組分紅外集成氣體傳感器，聲光報警系統(tǒng)的配置，能對檢測氣體濃度超出限值時指示燈變亮且發(fā)出報警聲從而做出及時準確的報警。
[0012]本實用新型的氣體傳感器配置有氣體進出的氣口，進氣口和出氣口配置有防塵防潮過濾膜。紅外探測器都帶有相應(yīng)的濾光片，并且封裝在一起，濾光片為窄帶濾光片，窄帶濾光片的通帶中心波長與被檢測氣體的吸收波長相同，窄帶濾光片的通帶中心波長被設(shè)定于與被檢測氣體吸收波長相近但不會被常見氣體吸收的波長位置處。帶有特定波長濾光片的參比紅外探測器和測量紅外探測器是集成在一起的。
[0013]所述溫度傳感器，氣體傳感器配置有聲光報警系統(tǒng)，能對檢測氣體濃度超出限值時做出及時準確的報警，以便工作人員采取相應(yīng)的預(yù)防措施，防止發(fā)生嚴重事故，其數(shù)據(jù)經(jīng)單片機處理后，能扣除環(huán)境中溫度對氣體傳感器的影響，使本產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下仍能正常工作。
[0014]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:
[0015]1、紅外光源為寬帶脈沖紅外光源，具有發(fā)射率高、體積小、光電轉(zhuǎn)換效率高、耗電省、壽命長、溫度低等優(yōu)點，其封裝窗口材料為氟化鈣，可通過波長范圍為2-9.5 μπι的紅外光，C0、C02、SO2S種氣體的特征吸收帶都處于此波長范圍內(nèi)，封裝內(nèi)部配有拋物面反射鏡，可使紅外光源發(fā)出平行紅外光，防止反射光、折射光等造成的光強度和光程改變的影響；
[0016]2、氣體進出的氣口內(nèi)具有微孔防塵結(jié)構(gòu)并含有疏水型防塵防潮膜，具有較好的防潮防塵特性，能提高傳感器的抗干擾性和延長產(chǎn)品使用壽命；
[0017]3、紅外探測器和相應(yīng)的濾光片封裝在一起，可避免其他氣體光信號對紅外探測器的干擾；
[0018]4、測量紅外探測器和參比紅外探測器與相應(yīng)的濾光片所構(gòu)成的集成元件有利于傳感器的小型化和穩(wěn)定性的提尚;
[0019]5、參比紅外探測器和相應(yīng)濾光片的配置，能消除氣室光學元器件、其他干擾氣體等因素的