一种光学氨气传感器的制造方法

文档序号:10894906阅读:364来源:国知局
一种光学氨气传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光学氨气传感器,包括入射光通道、出射光通道、设置在入射光通道中的光源、设置在出射光通道中的光电传感器以及设置在入射光通道和出射光通道交汇处的氨敏材料,所述的光源与氨敏材料之间设有聚焦镜。本实用新型中,通过聚焦镜对光源实现光强信号的控制,光电传感器对不同光强的响应信号存在着差异,通过调整物距与焦距,可以控制入射光的强度,实现传感信号强度最大化,更易于实现信号的传感放大及稳定输出,可实现对响应光谱的控制,降低干扰信号,本实用新型光学氨敏传感器可以大大提高其响应灵敏度,拓展氨敏传感器的应用范围,同时本实用新型结构简单,成本低,更容易实现产业化。
【专利说明】
一种光学氨气传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及氨气传感器领域,具体涉及一种光学氨气传感器。
【背景技术】
[0002]目前,在环保领域使用的氨气传感器多种多样,根据所用的敏感材料及检测方法分类,主要有金属氧化物类氨敏传感器、导电聚合物类氨敏传感器,以及光化学型氨敏传感器和电化学型氨敏传感器。
[0003]金属氧化物类氨气传感器具有价廉、耐用等特点,得到人们的广泛关注,但此类传感器工作温度高,存在安全隐患且对气体的选择性差,容易受干扰。导电聚合物类氨气传感器尽管解决了高温使用、选择性差的问题,但它同样存在着检查的氨气浓度范围窄、分辨率低等问题。
[0004]电化学类氨气传感器作为另一类备受人们关注的传感器,具有监测气体浓度范围广等优点,被广泛应用于现场检测。但电化学类氨气传感器在应用过程中,会随着于电解液的蒸发或污染,发生传感器信号衰降,使得实际使用寿命缩短。
[0005]吸收类氨气光学传感器作为一种新型的常温氨气传感器,不仅在灵敏度、稳定性、响应速度上等方面上表现出优异的性能,而且其结构相对简单,更容易实现量产化。
[0006]吸收类氨气光学传感器的结构主要包括:传感气室、光源、光电管、气敏材料、计算机。其基本原理:光源入射到气敏材料上,利用光电管采集气敏材料上反射的光强信号,然后利用计算机转化为可视信号,当气体经过气敏材料时,反射信号会相应产生变化,反射信号的强度与敏感气体的浓度相关联,所以能实现精确的浓度检测(CN201788144 U)。吸收类氨气光学传感器的灵敏度主要取决于氨敏材料的响应强度与光电信号的分辨率。国内外对氨敏材料做了大量的研究,制备了很多选择性好,响应强度强的氨敏材料,但灵敏度高的氨敏材料通常伴随工艺复杂,制备困难,稳定性差,难以实现工业化。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供了一种简单高效的光学氨气传感器,通过聚焦镜对光源实现光强信号的控制,实现传感信号强度最大化,同时,提供了一个体积小,密封性好的换气腔体,能够有效地缩短响应时间。
[0008]—种光学氨气传感器,包括入射光通道、出射光通道、设置在入射光通道中的光源、设置在出射光通道中的光电传感器以及设置在入射光通道和出射光通道交汇处的氨敏材料,所述的光源与氨敏材料之间设有聚焦镜。
[0009]本实用新型中,通过聚焦镜对光源实现光强信号的控制,光电传感器对不同光强的响应信号存在着差异,通过调整物距与焦距,可以控制入射光的强度,实现传感信号强度最大化。
[0010]所述的光学氨气传感器,还包括进气通道和出气通道,所述的进气通道与入射光通道连通,所述的出气通道与出射光通道连通。检测气体通过进气通道进入到入射光通道,然后与氨敏材料结合,再从出射光通道到出气通道流出。
[0011]为了进一步稳定响应信号,所述的氨敏材料盖有密封盖,密封盖具有固定氨敏材料,密封腔体的作用。
[0012]作为优选,所述的入射光通道、出射光通道以及进气通道和出气通道设在截面为直角梯形的基座上,所述的入射光通道设置在所述直角梯形的直角边上,所述的进气通道设置在所述直角梯形的较短底边上,所述的出气通道和出射光通道设置在所述直角梯形的较长底边上,所述的氨敏材料设置在所述直角梯形的斜边上。该光学氨气传感器能够对聚焦镜、光电传感器进行限位,为光源提供活动进程,实现光强信号的控制,同时该光学氨气传感器提供了一个体积小且密封性好的气路腔室,能够促使气体快速置换,加快响应时间。
[0013]本实用新型中,所说的直角梯形,不仅包括严格意义上的直角梯形,还包括在严格意义上的直角梯形稍作改变的形状,如切掉在直角梯形的一个尖角上的一个小块。
[0014]进一步优选,所述的直角梯形的两底边与斜边形成锐角为45°,从而方便光路的设置,能够形成更加紧凑的结构,能够促使气体快速置换,并且保证光强信号快速传输,加快响应时间。
[0015]进一步优选,所述的进气通道和出气通道均采用两段式结构,与所述氨敏材料连接一侧的通道要小于另一侧。即靠近氨敏材料连接一侧的通道要小一点,从而保证氨敏材料上单位面积的检测气体变多,方便检测,加快响应时间。
[0016]与现有技术相比,本实用新型有益效果是:
[0017]—、本实用新型光学氨气传感器能够对聚焦镜、光电管进行限位,为光源提供活动进程,实现光强型号的可控,同时该传感基座提供了一个体积小且密封性好的气路腔室,能够快速实现气体置换,气体置换时间可忽略。
[0018]二、本实用新型光学氨气传感器对不同光强的响应信号存在着差异,通过调整物距与焦距,可以控制入射光的强度,实现传感信号强度最大化。本实用新型光学氨气传感器能够检测0.1ppm的氨气,灵敏度更高。
[0019]三、与现有的传感器相比,本实用新型光路准度高,光程短,光强可调控,能有效地提高光强响应信号,更易于实现信号的传感放大及稳定输出,与LED光源结合使用,可实现对响应光谱的控制,降低干扰信号,本实用新型光学氨敏传感器可以大大提高其响应灵敏度,拓展氨敏传感器的应用范围,同时本实用新型结构简单,成本低,更容易实现产业化。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型光学氨气传感器的结构示意图;
[0021 ]其中,I为基座,2为密封盖,3为聚焦镜,4为光源,5为光电传感器,6为氨敏材料,7为进气通道,8为出气通道,9为入射光通道,1为出射光通道。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型光学氨气传感器作进一步详细描述。
[0023]如图1所不,一种光学氨气传感器,包括入射光通道9、出射光通道10、设置在入射光通道9中的光源4、设置在出射光通道10中的光电传感器5、设置在入射光通道9和出射光通道10交汇处的氨敏材料6,光源4与氨敏材料6之间设有聚焦镜3。光学氨气传感器,还包括进气通道7和出气通道8,进气通道7与入射光通道9连通,出气通道8与出射光通道10连通。检测气体通过进气通道7进入到入射光通道9,然后与氨敏材料6结合,再从出射光通道10到出气通道8流出。通过聚焦镜3对光源4实现光强信号的控制,光电传感器5对不同光强的响应信号存在着差异,通过调整物距与焦距,可以控制入射光的强度,实现传感信号强度最大化。
[0024]氨敏材料6盖有密封盖2,可固定氨敏材料6,同时密闭腔体。
[0025]入射光通道9、出射光通道10以及进气通道7和出气通道8设在截面为直角梯形的基座I上,入射光通道9设置在直角梯形的直角边上,进气通道7设置在直角梯形的较短底边上,出气通道8和出射光通道10设置在直角梯形的较长底边上,氨敏材料6设置在直角梯形的斜边上。该光学氨气传感器能够对聚焦镜3、光电传感器5进行限位,为光源提供活动进程,实现光强信号的控制,同时该光学氨气传感器提供了一个体积小且密封性好的气路腔室,能够促使气体快速置换,加快响应时间。
[0026]本实用新型中,所说的直角梯形,不仅包括严格意义上的直角梯形,还包括在严格意义上的直角梯形稍作改变的形状,如切掉在直角梯形的一个尖角上的一个小块。图1中,在直角梯形的一个尖角上切掉了一个小块,属于本实用新型所说的直角梯形。
[0027]直角梯形的两底边与斜边形成锐角为45°,从而方便光路的设置,能够形成更加紧凑的结构,能够促使气体快速置换,并且保证光强信号快速传输,加快响应时间。
[0028]进气通道7和出气通道8均采用两段式结构,与氨敏材料6连接一侧的通道要小于另一侧,进气通道7和出气通道8靠近直角梯形的底边的通道要大于与氨敏材料6连接一侧的通道,即进气通道7和出气通道8靠近氨敏材料6连接一侧的通道要小一点,从而保证氨敏材料6上单位面积的检测气体变多,方便检测,加快响应时间。
[0029]以上所述的【具体实施方式】对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光学氨气传感器,包括入射光通道、出射光通道、设置在入射光通道中的光源、设置在出射光通道中的光电传感器以及设置在入射光通道和出射光通道交汇处的氨敏材料,其特征在于,所述的光源与氨敏材料之间设有聚焦镜。2.根据权利要求1所述的光学氨气传感器,其特征在于,所述的氨敏材料盖有密封盖。3.根据权利要求1所述的光学氨气传感器,其特征在于,还包括进气通道和出气通道,所述的进气通道与入射光通道连通,所述的出气通道与出射光通道连通。4.根据权利要求3所述的光学氨气传感器,其特征在于,所述的入射光通道、出射光通道以及进气通道和出气通道设在截面为直角梯形的基座上。5.根据权利要求4所述的光学氨气传感器,其特征在于,所述的入射光通道设置在所述直角梯形的直角边上,所述的进气通道设置在所述直角梯形的较短底边上,所述的出气通道和出射光通道设置在所述直角梯形的较长底边上,所述的氨敏材料设置在所述直角梯形的斜边上。6.根据权利要求5所述的光学氨气传感器,其特征在于,所述的直角梯形的两底边与斜边形成锐角为45°。7.根据权利要求5所述的光学氨气传感器,其特征在于,所述的进气通道和出气通道均采用两段式结构,与所述氨敏材料连接一侧的通道要小于另一侧。
【文档编号】G01N21/01GK205580969SQ201620270869
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】姚燕, 盛伟民, 李世雄, 徐晓军
【申请人】浙江同兴技术股份有限公司
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