气体测量装置的制作方法

文档序号:16770657发布日期:2019-01-29 18:17阅读:152来源:国知局
气体测量装置的制作方法

本发明涉及一种气体测量装置,特别是涉及一种可测量气体浓度的气体测量装置。



背景技术:

首先,现在市面上贩售的二氧化碳检测装置或二氧化碳分析仪,几乎都是采用非分散式红外线(non-dispersiveinfrared,ndir)吸收法来检测气体浓度,其主要依据比尔-朗伯定律(beer-lambertlaw)进行计算。它的原理是利用气体对红外线特殊波长的吸收特性以及气体浓度与吸收量成正比的特性,来检测特定气体浓度。例如一氧化碳对4.7微米(μm)波长、二氧化碳对4.3微米(μm)波长的红外线的吸收性最强。

以目前市面上的气体浓度测量装置的测量精度,仍然受限于气体采样室的结构设计,当投射至红外线感测器的红外线的量减少,将会影响气体浓度的测量精度。

另外,如专利公告第twm476923号的“高效率之非色散式红外线气腔”专利案中,主要利用椭圆型双焦点特性,将红外线光源置于一焦点,红外线感测器置于另一焦点,以获得高集光性,同时满足红外线感测器所需的窄入射角需求。但是,twm476923号专利案,虽然能有效的提高集光性,但是,将会因为了利用椭圆双焦点的特性而增加红外线气腔本体200的长度,使其整体体积过大。再者,也容易因生产组装工艺所造成的误差,而使得红外线感测器不在正确的焦点位置上,进而导致红外线感测器的接收信号下降。

进一步而言,以典型的红外线光感测器而言,投射到红外线光感测器上的入射光线的入射角大于20度时,将会因为滤波片有一定波带宽度,而使得滤波片峰值向短波长偏移约为40nm(nanometer)。借此,将会造成有一部分原本不属于待测气体吸收的光线得以投射至红外线光感测器,而另一部分与待测气体浓度相互关联的光线被拦截在外,从而降低了信号强度,进而降低了实际上的测量精度。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种气体测量装置。

为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是,提供一种气体测量装置,其包括一腔体模块、一发光模块以及一光感测模块。所述腔体模块包括一聚光腔体、一容置腔体以及一连接于所述聚光腔体及所述容置腔体之间的采样腔体,其中,所述聚光腔体具有一第一反射结构、一连接于所述第一反射结构的第二反射结构以及一连接于所述第一反射结构的第三反射结构,其中,所述第一反射结构设置于所述第二反射结构与所述第三反射结构之间。所述发光模块设置于所述聚光腔体上,所述发光模块包括一发光单元,其中所述发光单元对应于所述聚光腔体。所述光感测模块包括一光感测单元,所述光感测单元设置于所述容置腔体中。

更进一步地,所述第一反射结构的曲率、所述第二反射结构的曲率以及所述第三反射结构的曲率三者互不相同。

更进一步地,所述第一反射结构具有一第一焦点以及一对应于所述第一焦点的第二焦点,所述第二反射结构具有一中心点,所述第三反射结构具有一焦点,所述第一焦点、所述中心点以及所述焦点彼此相对应设置。

更进一步地,所述发光单元对应于所述第一焦点、所述中心点以及所述焦点。

更进一步地,所述发光单元设置于所述第一焦点、所述中心点以及所述焦点上。

更进一步地,所述第一反射结构具有一椭圆曲率曲面,所述第二反射结构具有一正圆曲率曲面,所述第三反射结构具有一拋物线曲率曲面。

更进一步地,所述采样腔体包括一连接于所述聚光腔体的第一采样腔、一连接于所述容置腔体的第二采样腔以及一连接于所述第一采样腔与所述第二采样腔之间的转折部。

更进一步地,所述第一采样腔、所述第二采样腔以及所述转折部三者呈u字型形状。

更进一步地,所述采样腔体具有一第一开口以及一对应于所述第一开口的第二开口,所述第一开口连接于所述聚光腔体,所述第二开口连接于所述容置腔体,所述第一开口的截面积小于所述第二开口的截面积。

更进一步地,所述采样腔体具有一第一表面以及一第二表面,所述采样腔体具有一第一开口以及一对应于所述第一开口的第二开口,所述第一开口连接于所述聚光腔体,所述第二开口连接于所述容置腔体,所述第一开口的所述第一表面及所述第二表面之间具有一第一预定距离,所述第二开口的所述第一表面及所述第二表面之间具有一第二预定距离,所述第二预定距离大于所述第一预定距离。

更进一步地,所述腔体模块还进一步包括一设置于所述采样腔体及所述容置腔体之间的导光部,邻近于所述第二开口的所述第二表面与所述光感测单元之间具有一预定高度,所述预定高度及所述第二预定距离符合下列公式:(0.8×l2)≦h≦(3×l2),其中h为所述预定高度,l2为所述第二预定距离。

更进一步地,所述采样腔体包括一第一开口、一对应于所述第一开口的第二开口、一第一表面以及一对应于所述第一表面的第二表面,所述第一开口连接于所述聚光腔体,所述第二开口连接于所述容置腔体,所述第一表面以及所述第二表面设置于所述第一开口与所述第二开口之间,所述第一表面与所述第二表面呈非平行设置。

更进一步地,所述腔体模块还进一步包括一设置于所述采样腔体及所述容置腔体之间的导光部,所述导光部具有一导光面,所述导光面相对于一水平轴线倾斜一介于30度至60度之间的预定角度。

更进一步地,所述腔体模块还进一步包括一设置于所述采样腔体及所述容置腔体之间的导光部以及一开槽,所述开槽连接于所述导光部及所述容置腔体之间,所述采样腔体具有一第一表面及一第二表面,所述开槽具有一预定宽度,所述采样腔体的所述第二表面及所述光感测单元之间具有一预定高度,所述预定宽度及所述预定高度符合下列公式:(0.8×w)≦h≦(3×w),其中h为所述预定高度,w为所述预定宽度。

更进一步地,所述发光模块为红外线发光器,所述光感测模块为红外线光感测器。

更进一步地,所述发光模块所产生的一光线包括一投射于所述第一反射结构的第一投射光线、一投射于所述第二反射结构的第二投射光线以及一投射于所述第三反射结构的第三投射光线,其中,所述第一投射光线通过所述第一反射结构的反射,以形成一投射至所述第二焦点的第一反射光线,所述第一反射光线与所述采样腔体相互配合,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第一接收光线,其中,所述第二投射光线通过所述第二反射结构的反射,以形成一投射至所述第一反射结构的第二反射光线,所述第二反射光线通过所述第一反射结构的反射,以形成一投射至所述第二焦点的第三反射光线,所述第三反射光线与所述采样腔体相互配合,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第二接收光线,其中,所述第三投射光线通过所述第三反射结构的反射,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第三接收光线。

本发明所采用的另外一技术方案是,提供一种气体测量装置其包括一腔体模块、一发光模块以及一光感测模块。所述腔体模块包括一聚光腔体、一容置腔体以及一连接于所述聚光腔体及所述容置腔体之间的采样腔体,其中,所述聚光腔体具有一第一反射结构以及一连接于所述第一反射结构的第二反射结构,其中,所述采样腔体包括一连接于所述聚光腔体的第一采样腔、一连接于所述容置腔体的第二采样腔以及一连接于所述第一采样腔与所述第二采样腔之间的转折部,其中,所述转折部上具有一反射面。所述发光模块设置于所述聚光腔体上,所述发光模块包括一发光单元,其中所述发光单元对应于所述聚光腔体。所述光感测模块包括一光感测单元,所述光感测单元设置于所述容置腔体中。

更进一步地,所述第一反射结构的曲率与所述第二反射结构的曲率不同。

更进一步地,所述第一反射结构具有一第一焦点及一对应于所述第一焦点的第二焦点,所述第二反射结构具有一中心点,所述第一焦点与所述中心点彼此相对应设置。

更进一步地,所述发光单元对应于所述第一焦点以及所述中心点。

更进一步地,所述发光单元设置于所述第一焦点以及所述中心点上。

更进一步地,所述第一反射结构具有一椭圆曲率曲面,所述第二反射结构具有一正圆曲率曲面,所述发光单元设置于所述第一焦点及所述中心点上。

更进一步地,所述反射面具有一拋物线曲率。

更进一步地,所述第一采样腔具有一第一轴线,所述第二采样腔具有一第二轴线,所述第一轴线与所述第二轴线呈平行设置。

更进一步地,所述第一采样腔、所述第二采样腔以及所述转折部三者呈u字型形状。

更进一步地,所述发光模块所产生的一光线包括一投射于所述第一反射结构的第一投射光线以及一投射于所述第二反射结构的第二投射光线,其中,所述第一投射光线通过所述第一反射结构的反射,以形成一投射至所述第二焦点的第一反射光线,所述第一反射光线通过所述反射面的反射,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第一接收光线,其中,所述第二投射光线通过所述第二反射结构的反射,以形成一投射至所述第一反射结构的第二反射光线,所述第二反射光线通过所述第一反射结构的反射,以形成一投射至所述第二焦点的第三反射光线,所述第三反射光线通过所述反射面的反射,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第二接收光线。

更进一步地,所述第二采样腔包括一第一开口、一对应于所述第一开口的第二开口、一第一表面以及一对应于所述第一表面的第二表面,所述第一开口连接于所述转折部,所述第二开口连接于所述容置腔体,所述第一开口的所述第一表面及所述第二表面之间具有一第一预定距离,所述第二开口的所述第一表面及所述第二表面之间具有一第二预定距离,所述第二预定距离大于所述第一预定距离。

更进一步地,所述腔体模块还进一步包括一设置于所述第二采样腔及所述容置腔体之间的导光部,邻近于所述第二开口的所述第二表面与所述光感测单元之间具有一预定高度,所述预定高度及所述第二预定距离符合下列公式:(0.8×l2)≦h≦(3×l2),其中h为所述预定高度,l2为所述第二预定距离。

更进一步地,所述腔体模块还进一步包括一设置于所述第二采样腔及所述容置腔体之间的导光部,所述导光部具有一导光面,所述导光面相对于一水平轴线倾斜一介于30度至60度之间的预定角度。

更进一步地,所述腔体模块还进一步包括一设置于所述第二采样腔及所述容置腔体之间的导光部以及一开槽,所述开槽连接于所述导光部及所述容置腔体之间,所述第二采样腔具有一第一表面及一第二表面,所述开槽具有一预定宽度,所述第二采样腔的所述第二表面及所述光感测单元之间具有一预定高度,所述预定宽度及所述预定高度符合下列公式:(0.8×w)≦h≦(3×w),其中h为所述预定高度,w为所述预定宽度。

更进一步地,所述发光模块为红外线发光器,所述光感测模块为红外线光感测器。

更进一步地,所述聚光腔体还进一步具有一连接于所述第一反射结构的第三反射结构,所述第一反射结构设置于所述第二反射结构与所述第三反射结构之间。

更进一步地,所述第三反射结构具有一拋物线曲率曲面。

更进一步地,所述发光模块所产生的一光线包括一投射于所述第一反射结构的第一投射光线、一投射于所述第二反射结构的第二投射光线以及一投射于所述第三反射结构的第三投射光线,其中,所述第一投射光线通过所述第一反射结构的反射,以形成一投射至所述第二焦点的第一反射光线,所述第一反射光线通过所述反射面的反射,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第一接收光线,其中,所述第二投射光线通过所述第二反射结构的反射,以形成一投射至所述第一反射结构的第二反射光线,所述第二反射光线通过所述第一反射结构的反射,以形成一投射至所述第二焦点的第三反射光线,所述第三反射光线通过所述反射面的反射,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第二接收光线,其中,所述第三投射光线通过所述第三反射结构的反射,以形成一投射至所述反射面上的第四反射光线,所述第四反射光线通过所述反射面的反射,以形成一投射至所述光感测单元上而被所述光感测单元所接收的第三接收光线。

本发明的其中一有益效果在于,本发明实施例所提供的气体测量装置,其能利用“所述聚光腔体具有一第一反射结构、一连接于所述第一反射结构的第二反射结构以及一连接于所述第一反射结构的第三反射结构,其中,所述第一反射结构设置于所述第二反射结构与所述第三反射结构之间”的技术方案,或是“所述采样腔体包括一连接于所述聚光腔体的第一采样腔、一连接于所述容置腔体的第二采样腔以及一连接于所述第一采样腔与所述第二采样腔之间的转折部,其中,所述转折部上具有一反射面”的技术方案,而能提高腔体模块的集光性,同时也能将气体测量装置微型化。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例气体测量装置的其中一立体组合示意图。

图2为本发明第一实施例气体测量装置的另外一立体组合示意图。

图3为本发明第一实施例气体测量装置的其中一立体分解示意图。

图4为本发明第一实施例气体测量装置的另外一立体分解示意图。

图5为图1的v-v剖线的侧视剖面示意图。

图6为本发明第一实施例气体测量装置的第一反射结构所形成的一光线投射示意图。

图7为本发明第一实施例气体测量装置的第二反射结构所形成的一光线投射示意图。

图8为本发明第一实施例气体测量装置的第三反射结构所形成的一光线投射示意图。

图9为本发明第一实施例气体测量装置的其中一光线投射示意图。

图10为本发明第一实施例气体测量装置的另外一光线投射示意图。

图11为图10的xi-xi部分的局部放大示意图。

图12为本发明第二实施例气体测量装置的其中一光线投射示意图。

图13为本发明第二实施例气体测量装置的另外一光线投射示意图。

图14为本发明第二实施例气体测量装置的再一光线投射示意图。

图15为本发明第三实施例气体测量装置的其中一立体组合示意图。

图16为本发明第三实施例气体测量装置的另外一立体组合示意图。

图17为本发明第三实施例气体测量装置的其中一立体分解示意图。

图18为本发明第三实施例气体测量装置的另外一立体分解示意图。

图19为图15的xix-xix剖线的侧视剖面示意图。

图20为本发明第三实施例气体测量装置的其中一光线投射示意图。

图21为本发明第三实施例气体测量装置的另外一光线投射示意图。

图22为本发明第三实施例气体测量装置的再一光线投射示意图。

图23为图15的xxiii-xxiii剖线的侧视剖面示意图。

图24为光线在第二采样空间中的其中一光线投射示意图。

图25为光线在第二采样空间中的另外一光线投射示意图。

图26为光线在第二采样空间中的再一光线投射示意图。

图27为本发明第三实施例中具有第三反射结构的气体测量装置的光线投射示意图。

图28为本发明第四实施例气体测量装置的立体组合示意图。

图29为本发明第四实施例气体测量装置的立体分解示意图。

图30为本发明第四实施例气体测量装置的其中一内部结构示意图。

图31为本发明第四实施例气体测量装置的另外一内部结构示意图。

图32为本发明第五实施例气体测量装置的内部结构示意图

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“气体测量装置”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范围。

应理解,虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或信号等,但这些元件或信号不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一元件与另一元件,或者一信号与另一信号。另外,如本文中所使用,术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的所有组合。

第一实施例

首先,请参阅图1至图4所示,本发明第一实施例提供一种气体测量装置q,其包括一腔体模块1、一发光模块2、一光感测模块3以及一衬底模块4。发光模块2及光感测模块3可电性连接于衬底模块4上,此外,衬底模块4还可以与一显示单元(图中未示出)、一控制单元(图中未示出)、及一处理单元(图中未示出)电性连接。举例来说,发光模块2可为产生红外线光源的红外线发光器,光感测模块3为红外线光感测器,例如可为单通道红外线光感测器,或者是双通道红外线光感测器(其中一个红外线收集窗口可用来检测气体浓度,另外一个红外线收集窗口可用来检测红外线光源是否老化的问题,且兼具有相互校正的功能),但是本发明不以此为限。

借此,本发明实施例所提供的气体测量装置q可以测量待检测气体的浓度或者是其他性质,附带一提,待检测气体可以是二氧化碳、一氧化碳或二氧化碳及一氧化碳的组合,本发明不以待检测气体为限制。换句话说,可通过不同的发光模块2及光感测模块3而测量不同的待检测气体。举例来说,以测量气体浓度而言,可利用改变光感测模块3上的波长滤波器(滤波片)而测量不同的待检测气体。

接着,请一并参阅图5至图6所示,腔体模块1具有一采样空间s,且腔体模块1包括一聚光腔体11、一容置腔体12及一连接于聚光腔体11及容置腔体12之间的采样腔体13。发光模块2可包括一发光单元21,发光单元21可设置于聚光腔体11上且对应于聚光腔体11,以产生一投射至聚光腔体11的光线t,例如红外线光线。光感测模块3可包括一光感测单元31,光感测单元31可设置于容置腔体12中,以接收发光单元21所产生的光线t。

另外,如图1至图4所示,腔体模块1可由上腔体模块1a及下腔体模块1b所组成,以便于制造与组装。举例来说,上腔体模块1a及下腔体模块1b可利用锁固件(图中未示出)螺锁于固定孔k1中,以结合上腔体模块1a及下腔体模块1b。腔体模块1也可以利用锁固件(图中未示出)螺锁于固定孔k2中,以将腔体模块1固定于衬底模块4上。附带一提,衬底模块4可为一印刷电路板(printedcircuitboard,pcb),发光模块2还可包括一连接线22,光感测模块3还可包括一连接线32。发光模块2的连接线22及光感测模块3的连接线32可通过焊接方式将发光单元21及光感测单元31稳固地固定于衬底模块4上,以防止外力而造成接触不良的情形产生。

接着,请同时参阅图5所示,采样腔体13可具有一矩形形状,例如长方形,但是本发明不以此为限。采样腔体13内表面133(采样腔体13内部的各个表面)可设有一反射层(图中未示出),反射层可通过金属电镀方式或塑胶电镀方式形成于采样腔体13内,反射层可以由含金金属、镍金属或者金金属及镍金属的混合物所组成。借此,矩形形状的采样腔体13就如同一矩形光学积分器,其工作原理是发光模块2所产生的光线t通过采样腔体13内的反射层在采样腔体13中来回反射,使得发光模块2所产生的光线t在采样腔体13内进行光源强度的相互叠加,使得叠加起来的光线能够均匀分布。

承上述,请再次参阅图1至图5所示,采样腔体13包括一第一开口131、一对应于第一开口131的第二开口132、一第一表面1331以及一对应于第一表面1331的第二表面1332。第一开口131连接于聚光腔体11,第二开口132连接于容置腔体12,第一表面1331以及第二表面1332设置于第一开口131与第二开口132之间。另外,第一表面1331与第二表面1332可相互面对。另外,采样腔体13还进一步包括一第三表面(图中未标号)以及一对应于第三表面的第四表面(图中未标号),且第三表面与第四表面可相互面对。换句话说,第一表面1331以及第二表面1332分别为采样腔体13的上表面及下表面,第三表面以及第四表面分别为采样腔体13的左侧表面及右侧表面。

承上述,请再次参阅图1至图5所示,采样腔体13还进一步设置有一个或多个垂直贯穿采样腔体13第一表面1331或第二表面1332的气体扩散槽134,气体扩散槽134可设置于采样腔体13的第一开口131及第二开口132之间。另外,气体扩散槽134为长方形的形状,以图5来说,气体扩散槽134的剖面形状可呈一v字型的形状,使得待检测气体通过白努利效应(bernoulli'sprinciple),让气体流经v字型的形状的气体扩散槽134时,因着v字型形状的气体扩散槽134的口径大小改变,而让气体流速变快,以使气体扩散更为快速而让测量时间缩短。进一步来说,腔体模块1还进一步包括一设置在气体扩散槽134上的气体过滤膜16,举例来说,气体过滤膜16可为一防水透气膜,可避免待检测气体的悬浮微粒进入腔体模块1当中,而造成腔体模块1内部污染或影响测量精度。

接着,请再次参阅图1、图3及图5所示,以本发明第一实施例而言,腔体模块1还进一步包括一设置于采样腔体13及容置腔体12之间的导光部14,导光部14可具有一导光面141,以通过导光面141将发光单元21所产生的光线t反射至光感测单元31中。举例来说,导光面141上可涂布有前述反射层(图中未示出),或者是导光面141为一反射镜,本发明不以此为限。另外,腔体模块1还可进一步包括一开槽15,开槽15可连接于导光部14及容置腔体12之间。藉以使得采样腔体13的第二表面1332与光感测单元31之间彼此相距一预定高度h。借此,发光单元21所产生的光线t能够大体呈“l”形的方式由发光单元21投射至光感测单元31上。须注意的是,在其他实施方式(如图12至图14所示的实施方式)中,也可以不设置有导光部14,而使得发光单元21所产生的光线t在通过第一表面1331及第二表面1332的反复反射后而直接投射至光感测单元31中。

接着,请同时参阅图6至图8所示,以下将进一步说明发光单元21所投射的光线t的路径与腔体模块1的结构关系。详细来说,聚光腔体11可具有一第一反射结构111、一连接于第一反射结构111的第二反射结构112以及一连接于第一反射结构111的第三反射结构113,且第一反射结构111可设置于第二反射结构112与第三反射结构113之间。举例来说,第一反射结构111的曲率、第二反射结构112的曲率以及第三反射结构113的曲率三者互不相同。以本发明实施例而言,第一反射结构111可具有一椭圆曲率曲面e,第二反射结构112可具有一正圆曲率曲面c,第三反射结构113可具有一拋物线曲率曲面p。借此,第一反射结构111具有一第一焦点e1及一对应于第一焦点e1的第二焦点e2,第二反射结构112具有一中心点o,第三反射结构113具有一焦点f。第一反射结构111的第一焦点e1、第二反射结构112的中心点o以及第三反射结构113的焦点f可彼此相对应设置。举例来说,第一焦点e1、中心点o以及焦点f可彼此相互重叠,但是本发明不以此为限,在其他实施方式中,第一焦点e1、中心点o与焦点f可非常邻近地设置。另外,发光单元21可对应于第一焦点e1、中心点o以及焦点f而设置。优选地,发光单元21可直接设置于第一焦点e1、中心点o及焦点f上。

承上述,请再次参阅图6至图8所示,发光模块2所产生的一光线t包括一投射于第一反射结构111的第一投射光线t11、一投射于第二反射结构112的第二投射光线t21以及一投射于第三反射结构113的第三投射光线t31。发光单元21所产生的第一投射光线t11、第二投射光线t21及第三投射光线t31可分别通过第一反射结构111、第二反射结构112、第三反射结构113以及采样腔体13的内表面133反射后,而分别形成投射到光感测模块3上且被光感测模块3所接收的第一接收光线t13、第二接收光线t24以及第三接收光线t33。

承上述,如图6所示,以下将先说明发光单元21投射在第一反射结构111上的光路径。详细来说,第一投射光线t11可通过第一反射结构111的反射,以形成一投射至第二焦点e2的第一反射光线t12,借此,第一反射光线t12与采样腔体13中的内表面133(以本发明实施例而言,采样腔体13可以为矩形,且能由第一表面1331、第二表面1332、第三表面以及第四表面所组成,然而,在其他实施方式中,采样腔体13的横截面也可以为五边形的横截面,或者是六边形的横截面,即,采样腔体13可以为具有多边形形状的横截面)相互配合,可以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第一接收光线t13。换句话说,第一反射光线t12可通过采样腔体13内的各个表面反复反射而形成投射至光感测单元31的第一接收光线t13。以本发明第一实施例而言,第一反射光线t12可通过采样腔体13的内表面以及导光部14的导光面141的反射而形成投射至光感测单元31的第一接收光线t13。

承上述,请参阅图7所示,以下将接着说明发光单元21投射在第二反射结构112上的光路径。详细来说,第二投射光线t21通过第二反射结构112的反射,以形成一投射至第一反射结构111的第二反射光线t22,第二反射光线t22通过第一反射结构111的反射,以形成一投射至第二焦点e2的第三反射光线t23,第三反射光线t23与采样腔体13中的内表面相互配合,以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第二接收光线t24。换句话说,第三反射光线t23可通过采样腔体13中的内表面133反复反射而形成投射至光感测单元31的第二接收光线t24。以本发明第一实施例而言,第三反射光线t23可通过采样腔体13的内表面133以及导光部14的导光面141的反射而形成投射至光感测单元31的第二接收光线t24。须说明的是,原则上第二反射光线t22可通过第二反射结构112的中心点o及第一反射结构111的第一焦点e1,但是,为避免混淆,图7中所显示的第二反射光线t22,以未通过第一焦点e1的方式呈现。

承上述,请参阅图8所示,以下将接着说明发光单元21投射在第三反射结构113上的光路径。详细来说,第三投射光线t31通过第三反射结构113的反射,以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第三接收光线t33。以本发明第一实施例而言,第三投射光线t31通过第三反射结构113的反射可以先形成一第四反射光线t32,第四反射光线t32可通过导光部14的导光面141的反射而形成投射至光感测单元31的第三接收光线t33。

接着,请再次参阅图5所示,详细来说,以本发明第一实施例来说,导光部14可连接于第二开口132及容置腔体12之间,导光部14的导光面141可相对于一水平轴线hh倾斜一介于30度至60度之间的预定角度θ,或者是导光部14的导光面141相对于光感测单元31的第一表面1331或第二表面1332倾斜一介于30度至60度之间的预定角度θ。换句话说,光感测单元31的第一表面1331或第二表面1332可与水平轴线hh相互平行。优选地,预定角度θ可以为45度。另外,优选地,开槽15可连接于导光部14及容置腔体12之间。以图5而言,开槽15具有一预定宽度w,邻近于第二开口132的第二表面1332及光感测单元31之间具有一预定高度h,预定宽度w及预定高度h符合下列公式:(0.8×w)≦h≦(3×w),其中h为预定高度h,w为预定宽度w。

进一步地,请一并参阅图5及图9至图11所示,邻近于第一开口131的第一表面1331及第二表面1332之间具有可一第一预定距离l1,邻近于第二开口132的第一表面1331及第二表面1332之间具有一第二预定距离l2。以本发明实施例来说,为了改变第一反射光线t12或是第三反射光线t23投射在光感测单元31上的角度,第一预定距离l1及第二预定距离l2可以不同。优选地,第二预定距离l2大于第一预定距离l1。借此,第一开口131的截面积可小于第二开口132的截面积。再者,预定高度h及第二预定距离l2可符合下列公式:(0.8×l2)≦h≦(3×l2),其中h为预定高度h,l2为第二预定距离l2。换句话说,预定宽度w可以等于第二预定距离l2。

另外,举例来说,以本发明第一实施例而言,矩形采样腔体13的横截面积优选可大于或等于光感测单元31的感测面积。再者,由于目前双通道红外线光感测器的尺寸大约为4毫米(millimeter,mm)×2毫米(mm),因此第二预定距离l2可以为2.1毫米(mm),而预定宽度w也可以等于第二预定距离l2的尺寸,但是本发明不以此为限,在其他实施方式中,预定宽度w的尺寸大小也可以介于(1.1×l2)至(2.3×l2)之间的距离。预定高度h可以介于1毫米(mm)至2毫米(mm)之间,更优选地,可以为1.5毫米(mm),但是本发明不以此为限。

接着,请再次参阅图9至图11所示,图9为第一表面1331与第二表面1332两者呈平行设置的实施方式,即,第二预定距离l2的尺寸等于第一预定距离l1的尺寸且第一开口131的截面积等于第二开口132的截面积。图10为第一表面1331与第二表面1332两者呈非平行设置的实施方式,即,第一预定距离l1及第二预定距离l2两者不同,或者是第一开口131的截面积小于第二开口132的截面积。以下将说明这两种实施方式对光路径的影响。

详细来说,请再次参阅图9所示,发光模块2可具有一第一中心轴c1,第一中心轴c1可穿过发光单元21的光源中心点(图中未示出)。光感测模块3可具有一第二中心轴c2,第二中心轴c2可穿过光感测模块3中用来接收光源的中心点。以本发明第一实施例而言,第一中心轴c1与第二中心轴c2相互垂直,然而,在其他实施方式中并不以此为限。

进一步来说,请再次参阅图9所示,以下以导光面141的预定角度θ为45度进行说明,同时,以下内容仅为说明第一开口131的截面积等于第二开口132的截面积或第一开口131的截面积小于第二开口132的截面积两者之间的差异性,并不特别针对第一投射光线t11、第二投射光线t21及第三投射光线t31进行说明。也就是说,通过截面积大小的选择,可以对第一接收光线t13、第二接收光线t24及第三接收光线t33产生影响。

详细来说,如图9所示,光线t可包括一投射于第一表面1331的投射光t01,投射光t01通过第一表面1331以及第二表面1332的反射,以形成一投射至导光面141上的入射光t02,入射光t02通过导光面141的反射,以形成一投射至光感测模块3上而被光感测模块3所接收的接收光t03。投射光t01与第一中心轴c1之间具有一投射角α,接收光t03与第二中心轴c2之间具有一接收角β,入射光t02与第一中心轴c1之间具有一入射角λ。以图9的实施例而言,投射光t01与第一中心轴c1之间的投射角α会等于入射光t02与第一中心轴c1之间的入射角λ。接着,入射光t02通过45度的导光面141的反射后,可以形成投射至光感测模块3上而被光感测模块3所接收的接收光t03。而接收光t03与第二中心轴c2之间的接收角β,会因为第一表面1331与第二表面1332相互平行且导光面141为45度,而使得入射角λ与投射角α相同,且接收角β也会与投射角α相同。

接着,请参阅图10及图11所示,以下将进一步说明第一预定距离l1及第二预定距离l2两者不同,且第二预定距离l2大于第一预定距离l1的实施方式,即,第一表面1331与第二表面1332呈非平行设置。以本发明实施例而言,投射光t01在第一表面1331以及第二表面1332之间反射n次。在第一表面1331与水平轴线hh之间以及在第二表面1332与水平轴线hh之间分别具有一斜角γ。另外,投射光t01可通过第一表面1331以及第二表面1332的反射,可形成m个在第一表面1331与第二表面1332之间反射的反射光线(例如:第一反射光r1、第二反射光r2、第三反射光r3),第m个反射光线与第一中心轴c1之间的夹角小于第m-1个反射光线与第一中心轴c1之间的夹角。换句话说,由于第一表面1331与第二表面1332都与第一中心轴c1之间呈一斜角γ,因此,后一个反射光线与第一中心轴c1之间的夹角会小于前一个反射光线与第一中心轴c1的夹角。借此,相较于第一预定距离l1及第二预定距离l2两者相同的情况下,在第二预定距离l2大于第一预定距离l1的情况下,光感测模块3可以进一步接收到更多红外线光。

举例来说,如图10及11所示,以下以导光面141的预定角度θ为45度、斜角γ为0.5度、投射角α为20度进行说明。详细来说,光线t包括一投射于第一表面1331的投射光t01,投射光t01通过第一表面1331以及第二表面1332的反射,以形成一投射至导光面141上的入射光t02,入射光t02通过导光面141的反射,以形成一投射至光感测模块3上而被光感测模块3所接收的接收光t03。借此,通过第一表面1331及第二表面1332的反射后,入射光t02与第一中心轴c1之间可具有一为16度的入射角λ。具有16度入射角λ的入射光t02通过45度的导光面141的反射后,可形成一具有16度接收角β的接收光t03。另外,须说明的是,本发明不以投射角20度为临界值,20度仅为举例,在其他实施方式中,不同的光感测单元31可以有不同于20度的优选入射角。须说明的是,实际的角度计算方式容后说明。

第二实施例

首先,请参阅图12及图13所示,由图12与图9的比较可知,第二实施例与第一实施例最大的差别在于:第二实施例所提供的腔体模块1可不具有导光部14及开槽15,而是直接将发光单元21所产生的光线t投射至光感测单元31上。换句话说,发光模块2可具有一第一中心轴c1,第一中心轴c1可穿过发光单元21的光源中心点(图中未示出)。光感测模块3可具有一第二中心轴c2,第二中心轴c2可穿过光感测模块3中用来接收光源的中心点。值得说明的是,以本发明第二实施例而言,第一中心轴c1与第二中心轴c2相互平行且共轴,然而,本发明不以此为限。另外,须说明的是,第二实施例所提供的气体测量装置q的其他结构与前述实施例相仿,在此不再赘述。

另外,图12为第一表面1331与第二表面1332两者呈平行设置的实施方式,即,第二预定距离l2的尺寸等于第一预定距离l1的尺寸且第一开口131的截面积等于第二开口132的截面积。图13为第一表面1331与第二表面1332两者呈非平行设置的实施方式,即,第一预定距离l1及第二预定距离l2两者不同。以下将说明这两种实施方式对光路径的影响。

承上述,如图12所示,投射光t01与第一中心轴c1之间具有一投射角α,接收光t03与第二中心轴c2之间具有一接收角β。须说明的是,由于第一预定距离l1及第二预定距离l2两者相同,即,采样腔体13的第一表面1331平行于第二表面1332,所以,基于反射定律,当投射角α的角度为20度时,接收角β的角度也仍为20度。

承上述,如图13所示,靠近光感测模块3的第二开口132的第二预定距离l2的尺寸大于靠近发光模块2的第一开口131的第一预定距离l1的尺寸。详细来说,光线t同样也包括一投射于所述第一表面1331的投射光t01(或称:第一投射光t011)以及被光感测模块3所接收的接收光t03(或称:第一接收光t031)。投射光t01与第一中心轴c1之间具有一投射角α(或称:第一投射角α1),接收光t03与第二中心轴c2之间具有一接收角β(或称:第一接收角β1)。值得说明的是,以本发明实施例而言,第一中心轴c1可平行于一水平轴线hh。

承上述,请再次参阅图13所示,以本发明实施例而言,投射光t01在第一表面1331以及第二表面1332之间反射n次。在第一表面1331与水平轴线hh之间以及在第二表面1332与水平轴线hh之间分别具有一斜角γ。接收光t03与第二中心轴c2之间的接收角β符合下列关系式:β=α-2γn,其中α为投射角的角度,β为接收角的角度,γ为斜角的角度,n为反射次数。须说明的是,以本发明实施而言,斜角γ可介于0.1度至5度之间,优选为介于0.3度至3度之间,更优选为0.5度,但是本发明不以此为限。

另外,投射光t01通过第一表面1331以及第二表面1332的反射,可形成m个在第一表面1331与第二表面1332之间反射的反射光线(例如:第一反射光r1、第二反射光r2、第三反射光r3),第m个反射光线与第一中心轴c1之间的夹角小于第m-1个反射光线与第一中心轴c1之间的夹角。换句话说,由于第一表面1331与第二表面1332都与第一中心轴c1之间呈一斜角γ,因此,后一个反射光线与第一中心轴c1之间的夹角会小于前一个反射光线与第一中心轴c1的夹角。

以下以一实际例子进行说明,假设投射光t01与第一中心轴c1之间的投射角α的角度为20度,斜角γ为0.5度,则投射光t01与第一表面1331之间可具有一角度为19.5度的第一角度δ1。投射光t01通过第一表面1331的反射后,可形成一投射至第二表面1332的第一反射光r1。基于反射定律,第一反射光r1与第一表面1331之间同样具有一角度为19.5度的第二角度δ2,而第一反射光r1与第一中心轴c1之间则具有一角度为19度的第三角度δ3。第一反射光r1通过第二表面1332的反射后,可形成一投射至第一表面1331的第二反射光r2。第二反射光r2与第一中心轴c1之间具有一角度为18度的第四角度δ4。第二反射光r2通过第一表面1331的反射后,可形成一投射至第二表面1332的第三反射光r3。第三反射光r3与第一中心轴c1之间可具有一角度为17度的第五角度δ5。第三反射光r3通过第二表面1332的反射后,可形成一投射至光感测模块3而被光感测模块3所接收的接收光t03。接收光t03与第一中心轴c1之间具有一角度为16度的接收角β。

值得一提的是,以本发明第一实施例而言,第一中心轴c1与第二中心轴c2共轴,因此,接收光t03与第二中心轴c2之间也具有一角度为16度的接收角β。另外,投射光t01通过第一表面1331及第二表面1332的反射次数共为4次(即,碰到第一表面1331及第二表面1332的总次数)。换句话说,若是通过上述关系式:β=α-2γn的计算之后,可以得到接收角β为20度-(2×0.5×4)度,可得到接收角β为16度。再者,第二反射光r2与第一中心轴c1之间的夹角,也会小于第一反射光r1与第一中心轴c1之间的夹角。

须说明的是,相较于第一预定距离l1及第二预定距离l2两者相同的情况下,在第二预定距离l2大于第一预定距离l1的情况下,光感测单元31可以进一步接收到更多红外线光。换句话说,接收光t03优选为垂直进入光感测单元31为优选。另外,须说明的是,投射角α为20度仅为举例,本发明不以此为限。换句话说,不同的光感测模块3具有不同的优选接收角β。另外,值得一提的是,以本发明实施例而言,第一开口131至第二开口132之间的距离(即,采样腔体13的长度)可以为35毫米(millimeter,mm)至50毫米(mm)之间,但是本发明不以此为限。

接着,请参阅图14所示,以下将说明当第三表面1333及第四表面1334分别与第一中心轴c1倾斜一角度的实施方式,即,第三表面1333与第四表面1334呈非平行设置。另外,需说明的是,第三表面1333以及第四表面1334分别为采样腔体13的左侧表面及右侧表面。详细而言,第一开口131的第三表面1333与第四表面1334之间具有一第三预定距离l3,第二开口132的第三表面1333与第四表面1334之间具有一第四预定距离l4,第四预定距离l4大于第三预定距离l3。

承上述,请配合前述段落对图13的说明,并请同时再次参阅图14所示,光线t包括一投射于第一表面1331的第一投射光t011以及投射于第三表面1333的第二投射光t012。第一投射光t011通过第一表面1331以及第二表面1332的反射,以形成一投射至光感测模块3上而被光感测模块3所接收的第一接收光t031。第二投射光t012通过第三表面1333以及第四表面1334的反射,以形成一投射至光感测模块3上而被光感测模块3所接收的第二接收光t032。发光模块2具有一第一中心轴c1,第一投射光t011与第一中心轴c1之间具有一第一投射角α1。第二投射光t012与第一中心轴c1之间具有一第二投射角α2。光感测模块3具有一第二中心轴c2,第一接收光t031与第二中心轴c2之间具有一第一接收角β1。第二接收光t032与第二中心轴c2之间具有一第二接收角β2。

接着,第一投射光t011在第一表面1331以及第二表面1332之间反射n1次,第二投射光t012在第三表面1333以及第四表面1334之间反射n2次,第一中心轴c1及第二中心轴c2都平行于一水平轴线hh。在第一表面1331与水平轴线hh之间以及在第二表面1332与水平轴线hh之间分别具有一第一斜角γ1。在第三表面1333与水平轴线hh之间以及在第四表面1334与水平轴线hh之间分别具有一第二斜角γ2。第一接收光t031与第二中心轴c2之间的第一接收角β1符合下列关系式:β1=α1-2γ1n1。第二接收光t032与第二中心轴c2之间的第二接收角β2符合下列关系式:β2=α2-2γ2n2。其中α1为第一投射角的角度,α2为第二投射角的角度,β1为第一接收角的角度,β2为第二接收角的角度,γ1为第一斜角的角度,γ2为第二斜角的角度,n1为第一投射光t011在第一表面1331以及第二表面1332之间的反射次数,n2为第二投射光t012在第三表面1333以及第四表面1334之间的反射次数。

须说明的是,第二投射光t012在第三表面1333及第四表面1334之间的反射方式,与前述第一投射光t011在第一表面1331及第二表面相仿,在此不再赘述。因此,第二投射角α2、第二接收角β2以及第二斜角γ2也都如同前述第一投射角α1、第一接收角β1以及第一斜角γ1所述的实施方式。然而,值得说明的是,由于采样腔体13的采样空间s为一矩形形状的横截面,第三预定距离l3的尺寸也大于第一预定距离l1的尺寸,且第四预定距离l4的尺寸也大于第二预定距离l2的尺寸。借此,第二斜角γ2可介于0.1度至5度之间,优选为介于1度至3度之间,更优选为1.5度,但是本发明不以此为限。

进一步地,请配合上述说明并同时再次参阅图10及图11所示,在前述第一实施例中,导光面141相对于一水平轴线hh倾斜一预定角度θ,投射光线t1在第一表面1331以及第二表面1332之间反射n次,第一中心轴c1平行于一水平轴线hh,在第一表面1331与水平轴线hh之间以及在第二表面1332与水平轴线hh之间分别具有一斜角γ,入射光t02与第一中心轴c1之间的入射角λ符合下列关系式:λ=α-2γn,其中α为投射角的角度,λ为入射角的角度,γ为斜角的角度,n为反射次数。

另外,须说明的是,第二实施例中所提供的气体测量装置的其他结构与前述实施例相仿,且前述实施例的实施方式皆可应用于第二实施例,因此,在此不再赘述。

第三实施例

首先,请参阅图15至图18所示,由图15与图1的比较可知,第三实施例与第一实施例最大的差别在于:第三实施例所提供的气体测量装置q中的采样腔体13可具有不同的形状,另外,聚光腔体11可以仅具有第一反射结构111及第二反射结构112,且第一反射结构111的曲率与第二反射结构112的曲率彼此不同,而第三反射结构113可以选择性的设置。另外,须说明的是,第二实施例所提供的气体测量装置q的其他结构与前述实施例相仿,在此不再赘述。

请再次参阅图15至图18所示,并一并参阅图19所示,详细来说,气体测量装置q可包括一腔体模块1、一发光模块2、一光感测模块3以及一衬底模块4。腔体模块1可包括一聚光腔体11、一容置腔体12以及一连接于聚光腔体11及容置腔体12之间的采样腔体13。以第三实施例而言,聚光腔体11具有一第一反射结构111以及一连接于第一反射结构111的第二反射结构112。然而,在其他实施方式中,也可以进一步设置如同前述实施例所述的第三反射结构113,本发明不以此为限制。另外,第三实施例中所提供的气体测量装置q可包括一导光部14,其效果如同前述第一实施例所述,主要是利用设置于导光部14上的导光面141将光线导入至光感测模块3之中。

另外,如图19至图20所示,第一反射结构111具有一第一焦点e1及一对应于第一焦点e1的第二焦点e2,第二反射结构112具有一中心点o,第一焦点e1与中心点o彼此相对应设置。第一反射结构111具有一椭圆曲率曲面e,第二反射结构112具有一正圆曲率曲面c。进一步来说,发光模块2可设置于聚光腔体11上且对应于聚光腔体11,发光模块2包括一发光单元21,且发光单元21可对应于第一焦点e1及中心点o。优选地,发光单元21可设置于第一焦点e1及中心点o上。再者,光感测模块3包括一光感测单元31,光感测单元31可设置于容置腔体12中。

进一步来说,如图17及图19所示,腔体模块1可由上腔体模块1a及下腔体模块1b所组成,腔体模块1具有一采样空间s(第一采样空间s1及第二采样空间s2),且采样腔体13可包括一连接于聚光腔体11的第一采样腔13a、一连接于容置腔体12的第二采样腔13b以及一连接于第一采样腔13a与第二采样腔13b之间的转折部13c,其中,转折部13c上具有一反射面13cs。优选地,反射面13cs可具有一拋物线曲率。另外,第一采样腔13a可具有一第一轴线a1以及一位于第一采样腔13a中的第一采样空间s1,第二采样腔13b可具有一第二轴线a2以及一位于第二采样腔13b中的第二采样空间s2,第一轴线a1与第二轴线a2大体呈平行设置。以本发明实施例而言,第一采样腔13a、第二采样腔13b以及转折部13c三者可呈u字型形状,但是本发明不以此为限。举例来说,在其他实施方式中,第一采样腔13a、第二采样腔13b以及转折部13c三者可呈l字型形状(请参阅图32所示)。

接着,请再次参阅图20至图23所示,发光模块2所产生的一光线t包括一投射于第一反射结构111的第一投射光线t11、一投射于第二反射结构112的第二投射光线t21以及一直接投射于反射面13cs的投射光线t41。发光单元21所产生的第一投射光线t11、第二投射光线t21及投射光线t41可分别通过第一反射结构111、第二反射结构112、采样腔体13的内表面133(第一表面1331、第二表面1332、第三表面1333以及第四表面1334)以及转折部13c的反射面13cs的反射后,而分别形成投射到光感测模块3上的第一接收光线t13、第二接收光线t24以及接收光线t43。

承上述,如图20所示,以下将先说明发光单元21投射在第一反射结构111上的光路径。详细来说,第一投射光线t11可通过第一反射结构111的反射,以形成一投射至第二焦点e2的第一反射光线t12,借此,第一反射光线t12与采样腔体13中的内表面133相互配合,且第一反射光线t12通过反射面13cs的反射,以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第一接收光线t13。以本发明第三实施例而言,第一反射光线t12可通过采样腔体13的内表面133、转折部13c的反射面13cs以及导光部14的导光面141的反射而形成投射至光感测单元31的第一接收光线t13。

承上述,请参阅图21所示,以下将接着说明发光单元21投射在第二反射结构112上的光路径。详细来说,第二投射光线t21通过第二反射结构112的反射,以形成一投射至第一反射结构111的第二反射光线t22,第二反射光线t22通过第一反射结构111的反射,以形成一投射至第二焦点e2的第三反射光线t23,第三反射光线t23与采样腔体13中的内表面相互配合,且第三反射光线t23通过反射面13cs的反射,以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第二接收光线t24。以本发明第三实施例而言,第三反射光线t23可通过采样腔体13的内表面133、转折部13c的反射面13cs以及导光部14的导光面141的反射而形成投射至光感测单元31的第二接收光线t24。须说明的是,原则上第二反射光线t22可通过第二反射结构112的中心点o及第一反射结构111的第一焦点e1,但是,为避免混淆,图21中所显示的第二反射光线t22,以未通过第一焦点e1的方式呈现。

接着,请参阅图22所示,以下将接着说明发光单元21直接投射在转折部13c的反射面13cs上的光路径。详细来说,发光单元21产生的投射光线t41可直接投射在反射面13cs上,且由于反射面13cs为拋物线曲率的曲面,因此,投射光线t41可通过反射面13cs的反射而形成一通过反射面13cs的焦点u的反射光线t42,且反射光线t42可再通过反射面的反射,而形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的接收光线t43。

接着,请参阅图23至图25所示,并一并配合前述第一实施例中对图5及图9至图11的说明,以下将进一步说明光线在第二采样腔13b中的路径。详细来说,以本发明第三实施例而言,腔体模块1包括一设置于采样腔体13及容置腔体12之间的导光部14,导光部14可具有一导光面141,以通过导光面141将发光单元21所产生的光线t反射至光感测单元31中。另外,腔体模块1还可进一步包括一开槽15,开槽15可连接于导光部14及容置腔体12之间。藉以使得采样腔体13的第二表面1332与光感测单元31之间彼此相距一预定高度h。借此,发光单元21所产生的光线t能够大体呈“l”形的方式由发光单元21投射至光感测单元31上。

承上述,请再次参阅图23所示,导光部14的导光面141可相对于一水平轴线hh倾斜一介于30度至60度之间的预定角度θ,或者是导光部14的导光面141相对于光感测单元31的第一表面1331或第二表面1332倾斜一介于30度至60度之间的预定角度θ。优选地,预定角度θ可以为45度。另外,值得说明的是,导光部14与开槽15的其他特征与前述实施例相仿,在此不再赘述。

接着,请参阅图24及25所示,在第三实施例所提供的第二采样腔13b中的第一表面1331与第二表面1332两者可呈平行设置或是呈非平行设置。如图24所示的实施方式,第二预定距离l2的尺寸等于第一预定距离l1的尺寸且第一开口131的截面积等于第二开口132的截面积。图25所示的实施方式,第一预定距离l1及第二预定距离l2两者不同,且第二预定距离l2大于第一预定距离l1。

详细来说,如图24及25所示,第二采样腔13b具有一第一表面1331以及一第二表面1332,第二采样腔13b具有一第一开口131以及一对应于第一开口131的第二开口132,所述第一开口131连接于转折部13c,第二开口132连接于容置腔体12,第一开口131的第一表面1331及第二表面1332之间具有一第一预定距离l1,第二开口132的第一表面1331及第二表面1332之间具有一第二预定距离l2,第二预定距离l2大于第一预定距离l1。换句话说,第一开口131的截面积小于第二开口132的截面积,以提高光感测单元31所能够接收到的红外线能量。需说明的是,图24及图25中的第二采样腔13b中的光线路径如同前述,因此,请参阅图24及图25中的附图标记并同时参阅前述实施例中对图9及图10的描述说明,在此不再赘述。也就是说,第三实施例中所提供的气体测量装置q的第二采样腔13b中的光线也符合关系式:λ=α-2γn,其中α为投射角的角度,λ为入射角的角度,γ为斜角的角度,n为反射次数。

承上述,请参阅图26所示,并一并配合图14所示,在其他实施方式中,第二采样腔13b的第三表面1333与相对于第三表面1333的第四表面1334两者之间也可呈非平行设置。详细而言,第一开口131的第三表面1333与第四表面1334之间具有一第三预定距离l3,第二开口132的第三表面1333与第四表面1334之间具有一第四预定距离l4,第四预定距离l4大于第三预定距离l3。借此,通过上述特征,也能提高光感测单元31所能够接收到的红外线能量。进一步来说,在其他实施方式中,第一采样腔13a的第三表面1333与相对于第三表面1333的第四表面1334两者之间也可呈非平行设置,以改变光线的路径,进而提高光感测单元31所能够接收到的红外线能量。

接着,请参阅图27所示,由图27与图20至图22的比较可知,在图27的实施方式中,聚光腔体11还可进一步包括一如同前述第一实施例所述的第三反射结构113。详细来说,以第三实施例而言,发光模块2所产生的一光线t还进一步包括一投射于第三反射结构113的第三投射光线t31。第三投射光线t31可通过第三反射结构113的反射,以形成一投射至转折部13c的反射面13cs上的第四反射光线t32,第四反射光线t32可通过反射面13cs的反射,以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第三接收光线t33。优选地,反射面13cs可以为一拋物线曲率的曲面,借此,投射至反射面13cs上的第四反射光线t32可以先通过反射面13cs的焦点u,再投射至反射面13cs上,以形成一投射至光感测单元31上而被光感测单元31所接收的第三接收光线t33。

另外,须特别说明的是,第三实施例所提供的第二采样腔13b的结构与前述第一实施例的采样腔体相仿,且第一实施例及第二实施例中的实施方式皆能应用于第三实施例中,因此,在此不再赘述。

第四实施例

首先,请参阅图28至图30所示,由图28与图15的比较可知,第四实施例与第二实施例最大的差别在于:第四实施例所提供的气体测量装置q中的容置腔体12与可具有不同的形状,另外,聚光腔体11可以仅具有第一反射结构111及第二反射结构112,且第一反射结构111的曲率与第二反射结构112的曲率彼此不同,而第三反射结构113可以选择性的设置。另外,以第四实施例而言,腔体模块1可不具有导光部14及开槽15,而是直接将发光单元21所产生的光线t通过转折部13c的反射面13cs的反射后,而投射至光感测单元31上。换句话说,发光模块2可具有一第一中心轴c1,第一中心轴c1可穿过发光单元21的光源中心点(图中未示出)。光感测模块3可具有一第二中心轴c2,第二中心轴c2可穿过光感测模块3中用来接收光源的中心点。值得说明的是,以本发明第二实施例而言,第一中心轴c1与第二中心轴c2相互平行。须说明的是,第四实施例所提供的气体测量装置q的其他结构与前述实施例相仿,在此不再赘述。

接着,请参阅图30及图31所示,第二采样腔13b具有一第三表面1333以及一第四表面1334,第二采样腔13b具有一第一开口131以及一对应于第一开口131的第二开口132,所述第一开口131连接于转折部13c,第二开口132连接于容置腔体12,第一开口131的第三表面1333及第四表面1334之间具有一第三预定距离l3,第二开口132的第三表面1333及第四表面1334之间具有一第四预定距离l4,第四预定距离l4可大于或等于第三预定距离l3。换句话说,第一开口131的截面积可小于或等于第二开口132的截面积以提高光感测单元31所能够接收到的红外线能量。

第五实施例

首先,请参阅图32所示,由图32与图20的比较可知,第五实施例所提供的气体测量装置q中的采样腔体13可具有不同的形状。也就是说,第一采样腔13a、第二采样腔13b以及转折部13c三者可呈l字型形状。

另外,须说明的是,第五实施例中所提供的气体测量装置的其他结构与前述实施例相仿,且前述实施例的实施方式皆可应用于第五实施例,因此,在此不再赘述。

实施例的有益效果

本发明实施例所提供的气体测量装置q,其能利用“聚光腔体11具有一第一反射结构111、一连接于第一反射结构111的第二反射结构112以及一连接于第一反射结构111的第三反射结构113,其中,第一反射结构111设置于第二反射结构112与第三反射结构113之间”的技术方案,或是“采样腔体13包括一连接于聚光腔体11的第一采样腔13a、一连接于容置腔体12的第二采样腔13b以及一连接于第一采样腔13a与第二采样腔13b之间的转折部13c,其中,转折部13c上具有一反射面13cs”的技术方案,而能提高腔体模块1的集光性,同时也能将气体测量装置q微型化。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

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