红外模块高精度检测恒温系统的制作方法

本实用新型涉及检测系统，尤其是一种红外模块高精度检测恒温系统。

背景技术：

市场上气体传感器种类繁多，检测原理及其结构各种各样，但也存在不少问题，例如选择性差、稳定性不高、寿命短、环境适应性差、性价比差等。在众多气体检测方法中，基于气体的红外特征吸收谱法的红外分析法是比较理想的方法之一，因为它是基于被测气体的物理本质特性，不需要敏感功能材料或者催化剂等带来选择性差和稳定性差问题的特定材料。但是由于光学器件如激光器、耦合器、准直器容易受到温度、应力等环境因素变化的影响而改变光发生功率和光耦合效率，使得通过气室后的传输光光强发生变化，从而与气体吸收损耗带来的光强变化混淆，带来测量误差，影响红外光谱吸收技术的测量精度和长期稳定性。

目前，针对技术中存在的不足，申请号为201310064192.8、名称为的“一种基于数字电位器改善红外气体检测系统稳定性的方法”提出利用数字电位器作为放大电路的增益电阻，通过微处理器采集到的最终波形的变化经过软件处理后，反馈调节数字电位器的阻值来改变传输光路电信号的放大倍数，达到自动补偿由于环境因素(除气体吸收以外)带来的通过气室的传输光光功率波动的目的。这一技术侧重解决校准采集信号的问题，提高测量精度，但是元器件种类较多，电路实现复杂。

申请号为201510847875.X、名称为“一种能改善检测稳定性的红外气体检测系统”提出由光纤一分二耦合器将光路分成两路，其中一路经气室到达光电探测器A，光电探测器A输出接放大电路B；另一路光路经光纤一分二耦合器接到光电探测器B，光电探测器B输出接放大电路B，放大电路A和B的输出端分别连接到差分电路的两输入端。其输出端连接滤波电路，滤波电路的输出端和微处理器连接，微处理器分别连接温控电路和电流驱动电路，温控电路和电流驱动电路的输出端分别和DFB激光器相连。该技术方案也是侧重解决分析误差产生后的数据校准，其缺陷仍然是元器件连接复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，提出了一种红外模块高精度检测恒温系统，结构简单，安装方便，能够保证红外气体检测模块处于恒温环境，提高了红外气体检测模块的检测精度。

本实用新型的技术方案是：一种红外模块高精度检测恒温系统，包括温度检测模块、制冷模块和加热模块，其中，还包括保温壳体和红外气体检测模块，所述保温壳体包括保温上盖和保温主壳体，保温上盖位于保温主壳体的上方，保温上盖和保温主壳体固定连接，保温上盖和保温主壳体之间形成保温空腔，红外气体检测模块、温度检测模块和加热模块均设置在该空腔内，保温主壳体的侧壁上设有出气接嘴和进气接嘴，进气接嘴与红外气体检测模块的进气端连接，出气接嘴与红外气体检测模块的出气端连接，红外气体检测模块与保温壳体固定连接，温度检测模块位于红外气体检测模块和加热模块之间，温度检测模块与红外气体检测模块固定连接，制冷模块设置在保温上盖上。

本实用新型中，所述加热模块包括支撑板、隔热支撑块、加热板和搅动风扇，支撑板与保温主壳体固定连接，支撑板呈方形，隔热支撑块固定在支撑板的四个角点处，沿支撑板长度方向的两侧边分别固定有加热板，支撑板沿宽度方向的一侧边对称固定有两个搅动风扇，且搅动风扇的中部正对加热板的侧边。

所述红外气体检测模块包括发出红外光的红外线光源、斩光板、测量室和检测器，检测器由膨胀气室和微流传感器组成，膨胀气室设有进气端和出气端，膨胀气室包括充满待测组分气体的前膨胀气室和后膨胀气室。

所述制冷模块包括排风风扇、散热片、制冷块和过滤防护网，制冷块产生的冷空气依次通过散热片和排风风扇排入保温壳体的腔体内，冷空气进入腔体前，由过滤防护网对冷空气进行过滤。当保温壳体内的温度高于设定温度时，制冷模块工作，从而使保温壳体内的温度保持恒定。

还包括控制板，所述控制板设置在保温壳体内，控制板与保温主壳体固定连接，控制板分别通过导线与制冷模块、红外气体检测模块、温度检测模块和加热模块连接。

所述保温上盖和保温主壳体的内壁上设有保温棉，保温主壳体的底部设有数个减震底脚。

本实用新型的有益效果是：

(1)该系统采用模块化设计，将各部分制作成单独的模块，装配使将各模块连接安装在一起即可，结构简单，安装方便；

(2)通过该系统，使红外气体检测模块处于一个恒温的环境中，从源头上控制影响检测数据的因素，使红外气体检测模块得到的检测数据精密可靠。

附图说明

图1是本申请的外部结构示意图；

图2是本申请的内部结构示意图；

图3是本申请中加热模块的结构示意图。

图中：1保温上盖；2制冷模块；3保温主壳体；4减震底脚；5出气接嘴；6进气接嘴；7保温棉；8红外气体检测模块；9温度检测模块；10加热模块；11控制板；12支撑板；13隔热支撑块；14加热板；15搅动风扇。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型所述的红外模块高精度检测恒温系统包括保温壳体、红外气体检测模块8、温度检测模块9、制冷模块2和加热模块10。保温壳体包括保温上盖1和保温主壳体3，保温上盖1位于保温主壳体3的上方，保温上盖1和保温主壳体3之间固定连接，保温上盖1和保温主壳体3的内壁上设有5mm厚的保温棉，保温棉能够有效地保证保温上盖1和保温主壳体3之间的空腔保持恒温，不受外部环境的影响，从而使保温上盖1和保温主壳体3之间形成保温空腔，红外气体检测模块8、温度检测模块9和加热模块10均设置在该密闭的空腔内。保温主壳体3的侧壁上设有出气接嘴5和进气接嘴6，保温主壳体3的底部设有数个减震底脚4，本实施例中设置五个减震底脚，起到了减震的作用，防止红外气体检测模块在运动过程中由于受到外部振动而影响其检测数据。红外气体检测模块8与保温壳体固定连接，该模块利用高精度非分散红外吸收法测量原理分析气体成分。温度检测模块9位于红外气体检测模块8和加热模块10之间，温度检测模块9与红外气体检测模块8固定连接。制冷模块2设置在温度检测模块9外部的保温上盖1上。

如图3所示，加热模块9包括支撑板12、隔热支撑块13、加热板14和搅动风扇15，支撑板12由导热性能好的铝材制成，支撑板12与保温主壳体3固定连接。支撑板12呈方形，隔热支撑块13固定在支撑板12的四个角点处，沿支撑板12长度方向的两侧边分别固定有加热板14，加热板14采用PTC加热陶瓷作为加热元件，具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响极小、自然寿命长等优点。支撑板12沿宽度方向的一侧边对称固定有两个搅动风扇15，且搅动风扇15的中部正对加热板14的侧边，因此搅动风扇15可以有效地将加热板散发出来的热量搅拌均匀，从而使腔体内的温度均匀。

红外气体检测模块8包括膨胀气室，膨胀气室设有进气端和出气端，保温壳体上的进气接嘴6与红外气体检测模块的进气端通过耐吸附性的氟胶管连接，保温壳体上的出气接嘴5与红外气体检测模块的出气端通过耐吸附性的氟胶管连接，气体经过进气接嘴6进入红外气体检测模块8进行气体成分分析后，再经出气接嘴5排出保温壳体。红外气体检测模块8的工作原理是：红外线光源发出的红外光，经过斩光板调制频率后，进入测量室；由于二氧化硫等异种原子构成的分子对红外光具有吸收特性，若测量室中存在上述气体，则进入测量气室的部分红外光会被吸收，未被吸收的红外光进入检测器。检测器由前膨胀气室、后膨胀气室、微流传感器组成，前、后膨胀气室充满待测组分的气体。在红外光的作用下，检测器前、后膨胀气室中的气体发生膨胀，由于存在膨胀差异，会导致前、后膨胀气室之间产生微小的流量；微流传感器检测到该流量后，产生交流电压信号，信号经处理后得到气体的浓度。

制冷模块2包括排风风扇、散热片、制冷块和过滤防护网，制冷块产生的冷空气依次通过散热片和排风风扇排入保温壳体的腔体内，冷空气进入腔体前，由过滤防护网对冷空气进行过滤，以保证腔体内空气的洁净度。当保温壳体内的温度高于设定温度时，制冷模块2工作，从而使保温壳体内的温度保持恒定。

本实用新型还包括控制板11，控制板11设置在保温壳体内，控制板11与保温主壳体3固定连接。控制板11分别通过导线与制冷模块2、红外气体检测模块8、温度检测模块9和加热模块10连接。温度检测模块9包括温度传感器，通过温度传感器检测保温壳体内的温度，并将测得的温度值传输给控制板11，实现温度的调控。当温度检测模块9检测到保温壳体内部温度高于设定温度时，控制板11给出制冷命令，制冷模块2动作，降低保温壳体内的温度，直到温度检测模块9检测到保温壳体内的温度达到设定值，制冷模块2停止工作；当温度检测模块9检测到保温壳体内的温度低于设定温度时，将信号传递到控制板11，控制板11控制加热板14与搅动风扇15动作，均匀加热，提高保温壳体内的温度，直到温度检测模块9检测到保温壳体内的温度达到设定值，加热模块10停止工作。

本实用新型的工作原理是，需要检测的气体通过进气接嘴6进入红外气体检测模块8，进行气体成分分析后，通过出气喷嘴5从红外气体检测模块8内排出。在气体成分分析过程中，为了保证其检测精度，要保证红外气体检测模块8所在的保温壳体内部的温度恒定。通过温度检测模块9对保温壳体内的温度进行实时检测，并将检测到的温度传输至控制板11，由控制板11控制制冷模块2或者加热模块10动作，以保证保温壳体内的温度恒定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。