专利名称：甲烷物理传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种气体传感器。
甲烷物理传感器是一种测量甲烷浓度的设备，用于煤矿井下及有关工农业领域中甲烷浓度的检测和报警，防止爆炸事故发生，保护人民生命财产免遭受重大损失。目前多数实用甲烷传感器属化学传感器，存在许多不足之处，容易中毒，易出误报，使用寿命短，校准频繁。正在研制中的光纤气体传感器系统复杂，价格昂贵。上述结构存在严重缺点，有待改进。
本实用新型提出了一种甲烷物理传感器，克服了上述缺点。第一，这是一种物理传感器，性能稳定可靠，使用寿命长；第二，结构简单，体积小，适合煤矿井下工作；第三，校准周期大大延长。
本实用新型所说的物理传感器如附
图1所示，它由5部分组成光源(1)、气室(2)、分色装置(3)、光电接收器件(4)和信号处理及显示系统(5)。
附图1甲烷物理传感器本实用新型具体结构及其作用说明如下光源(1)由发光器件与透镜两部分组成。发光器件是小灯泡或宽光谱的固体发光器件，它们光谱范围落在中红外波段，并被恒幅脉冲电流或恒定电流激励。透镜使它们发出的光变为平行光射进气室(2)，气室(2)能让含有甲烷的气体顺利地进出，使那里甲烷的含量与环境中甲烷的含量基本相同。分色装置(3)接收气室(2)的平行光进行分色。挑出甲烷吸收最强和最弱的两色或多色光进行检测。分色装置(3)是光栅加棱镜组合，或者是分叉光纤和干涉滤波片组成。分叉光纤前需多加一个透镜将平行光聚焦于光纤端面，以便两路分色。光电接收器件(4)是光敏线列或两个单独的光电器件，它们的光谱范围都落在中红外波段，对两色或多色光同时检测，输出两路或多路光电信号至下级处理。光敏线列是普通光电二极管列阵或短路调制光电二极管列阵。信号处理及显示系统(5)除了通常的放大和显示外，还包括报警、几种信号输出、断电等多种功能。通过两路或多路电信号处理，可以自动消除光原变化的影响。
本实用新型的原理是利用甲烷的光谱吸收特性，当复色光通过气室(2)时，甲烷吸收谱的透过率下降快，下降幅度与甲烷浓度有一定关联，因此利用吸收特性可以定量测量甲烷浓度，另外一些波段，甲烷的吸收系数小，透过率与甲烷浓度关系不大，比较上述两波段的透过率，可以消除光源变化的影响。
本实用新型利用甲烷吸收特性，采取复色光源和分色检测，使该传感具有如下优点(1)性能稳定可靠，使用寿命长；(2)结构简单，重量轻，体积小，便于煤矿井下工作；(3)大大减少核准次数；(4)输出功能与现行控制设备匹配，只需替换传感器，即可正常工作；(5)同时检测两色或多色光，可以自动消除光源变化的影响。
权利要求1.一种甲烷物理传感器，它由光源(1)、气室(2)、分色装置(3)、光电接收器件(4)、信号处理及显示系统(5)组成。
2.权利要求1所说的传感器，其特征在于光源由小灯泡或宽光谱的固体发光器件加透镜组成。所说的小灯泡或宽光谱固体发光器件由恒幅脉冲电流或恒定电流激励，光谱落在中红外波段。所说的透镜使小灯炮或宽光谱发光器件发出的光变为平行光射进气室(2)。
3.权利要求1所说的传感器，其特征在于分色装置(3)由光栅加棱镜组合，或由透镜、分叉光纤和干涉滤波片组成。
4.权利要求1所说的传感器，其特征在于光电接收器件(4)是光敏线列或两个单独的光电器件。所说的光敏线列是光电二极管列阵或短路调制光电二极管列阵。
5.权利要求1所说的传感器，其特征在于信号处理及显示系统通过处理两路或多路电信号自动消除光源变化的影响。
专利摘要甲烷物理传感器由光源、气室、分光装置、光电接受器件和信号处理及显示五部分组成。它利用甲烷的吸收谱进行检测。传感器的特点是使用寿命长,结构简单,重量轻,体积小,校准次数大大减少,光源变化自动消除,输出功能与现行控制设备匹配。该传感器能满足煤矿井下和有关工农业领域中甲烷的检测和报警。
文档编号G01N21/31GK2518103SQ02228320
公开日2002年10月23日 申请日期2002年2月1日 优先权日2002年2月1日
发明者何民才 申请人:何民才