一种基于三椭球体吸收腔室结构的红外气体传感器的制造方法
【专利摘要】一种基于三椭球体吸收腔室结构的红外气体传感器的腔室是由第一椭球体、第二椭球体与第三椭球体的焦点O123重叠、焦点O1、O2和O3构成等腰三角形结构，其中第一椭球体两焦点连线与第三椭球体两焦点连线向下呈80°角分布，第二椭球体两焦点连线与水平方向垂直向上；第一椭球体与第三椭球体的短轴半径与长轴半径的比值均为0.6842，第二椭球体的短轴半径与长轴半径的比值为0.7778，红外光源和热释电探头分别置于第一椭球体的焦点O1和第三椭球体的焦点O3处。本发明采用三椭球体封装一体化结构，在促使气室小型化的同时，不仅增加了气室腔内的光路反射光程和增强了聚焦光强，提高了光信号的信噪比，而且降低了光线的分散性，提高了光源的利用率，同时气室内壁表面采用镀金处理，提高了光反射率，降低了光损耗，且具有抗腐蚀的特点。
【专利说明】-种基于H欄球体吸收腔室结构的红外气体传感器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种红外气体传感器，具体而言，是一种基于H楠球体吸收腔室结构 的红外气体传感器。
【背景技术】
[0002] 不同气体对红外福射有着不同的吸收光谱，某种气体的特征光谱吸收强度与该气 体的浓度有关，利用该一原理可W测量某种气体的浓度。为消除光源波动和光路中产生的 干扰，采用双波长差分测量方法，用探测端信号与参考端信号的比值用来确定气体的浓度， 该方法消除了光源及环境变化等因素对探测头信号的影响。
[0003] 因此，计算红外光穿过待测气体后被吸收的能量，由其满足朗伯-比尔 (Lambed-beer)吸收定律，可W得知探测端和参考端测量值分别为：
【权利要求】
1. 一种基于三椭球体吸收腔室结构的红外气体传感器，包括带有两个气体腔室的红外 气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的气室（9)设置有三个气体腔室；所述三个 气体腔室是由第一椭球体（1)、第二椭球体（2)与第三椭球体（3)的焦点0123重叠、焦点0K〇2和〇3构成三角形结构，其中，第一椭球体（1)两焦点连线与第三椭球体（3 )两焦点连线向 下呈80°角分布，第二椭球体（2)两焦点连线与水平方向垂直向上；第一椭球体（1)与第三 椭球体（3)的短轴半径与长轴半径的比值均为0. 6842,第二椭球体（2)的短轴半径与长轴 半径的比值为〇. 7778。
2. 如权利要求1所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的红外光 源（7)是MEMS工艺的热辐射光源，红外光源（7)发光面与水平方向呈45°或其他最适角度。
3. 如权利要求1所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的热释电 探头（8)的感光面与水平方向呈135°或其他最佳接收角度，感光面上设置有两个窄带滤光 片端口，一个为参考端，另一个为探测端。
4. 如权利要求1所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的气室（9) 是由旋转椭球体结构的第一气室（5 )和第二气室（6 )构成，在气室（9 )内镀金并进行一体化 封装。
5. 如权利要求1所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的红外光 源（7)和热释电探头（8)分别位于第一椭球体（1)焦点和第三椭球体（3)焦点03处。
6. 如权利要求4所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的第一气 室（5)和第二气室（6)两端圆周连接处呈凸凹型结构弥合为无缝腔体。
7. 如权利要求4所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的第一气 室（5)顶端设置有待测气体通道。
8. 如权利要求1所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的腔室内 红外光源（7)发射光的反射路径为：第一椭球体（1)焦点处的红外光源（7)发射某一条 光线到达第一椭球体（1)曲面上Pi点，反射后并通过三椭球体重叠焦点〇123，到达第二椭球 体（2)的曲面上己点，再经反射后通过第二椭球体（2)的焦点02到达第二椭球体（2)的曲 面上P3点，再反射并通过重叠焦点〇123，到达第三椭球体（3)曲面上P4点，由此反射到置于 第三椭球体（3 )焦点03处的热释电探头（8 )上。
9. 如权利要求4所述的红外气体传感器，其特征在于：所述红外气体传感器的气室（9) 的顶端设置有冶金粉末防尘罩，所述冶金粉末防尘罩是由一层通气网板（11)上铺设一层金 属粉末过滤网（12)构成。
【文档编号】G01N21/15GK104359850SQ201410661795
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】梁永直, 刘修振, 容幸福, 贾文沛, 李卯东, 王昱东, 孙桓五 申请人:太原理工大学