專利名稱：煤礦用非色散紅外甲烷傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體檢測傳感器，特別涉及一種煤礦用非色散紅外甲 烷傳感器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是煤炭、石油化工領(lǐng)域，易燃易爆氣體是安全生產(chǎn)的 主要威脅。近年來，煤礦安全爆炸事故頻繁發(fā)生，造成巨大的損失。同時，可 燃?xì)怏w釋放后還會對環(huán)境造成污染。而作為瓦斯和天然氣主要成分，屬于無色 無味氣體。因此，只有通過靈敏可靠的檢測儀器進(jìn)行檢測。而如何保證檢測儀 器的使用方便和靈敏可靠是困擾人們的主要問題。
利用紅外線檢測氣體的濃度的技術(shù)由來已久，基本原理是光源發(fā)射紅外 光，氣體與紅外光充分接觸后并吸收部分特定的紅外光，通過探測器檢測被吸 收后特定紅外光的強(qiáng)度，通過計(jì)算得出被測氣體濃度。
在檢測過程中，如何使氣體充分吸收光波，是提高安全性和可靠性比較重要 的一點(diǎn)，也就是如何提高光與氣體相互作用的光程。為檢測吸收系數(shù)較小的氣 體，通常的做法是加大光程，另外，提高光源的強(qiáng)度也是很重要的一個方面。
在分光和光路的實(shí)現(xiàn)上，通常采用雙光路雙波長的方法，紅外光發(fā)射寬帶 光譜，進(jìn)入氣室前由濾光片調(diào)制成特定波長的光，氣室由測量氣室和參考?xì)馐?構(gòu)成，進(jìn)入測量氣室的光為氣體可吸收的部分，進(jìn)入?yún)⒖細(xì)馐业墓獠豢蔀闅怏w 吸收，分別檢測測量、參考?xì)馐姨綔y器的輸出可得到氣體吸收部分光的多少。 也有采用單光路的設(shè)計(jì)，但是很不穩(wěn)定。
光源一般采用鎳锘絲作為紅外光源、機(jī)械調(diào)制紅外光、采用薄膜電容微音器或InSb等作為探測器，機(jī)械調(diào)制功耗大、穩(wěn)定性差、造價高。薄膜電容微音器 對震動敏感，InSb需要制冷， 一般作為氣體分析儀。高精度的氣體分析儀光源 一般采用激光作為光源，腔內(nèi)增強(qiáng)多光程吸收的方法，測量精度非常高，但是 儀器功耗很大、體積大、造價高， 一般用于實(shí)驗(yàn)室檢測，不適用工業(yè)便攜測量。 因此，需要對現(xiàn)有檢測可燃?xì)怏w的傳感器進(jìn)行改造，在靈敏度和可靠性上 符合要求，體積小、重量輕、使用比較方便，并且成本低。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種煤礦用非色散紅外甲烷傳感器， 能夠安全可靠的檢測出可燃?xì)怏w濃度，在靈敏度和可靠性上符合要求，同時還 具有體積小、重量輕、便于攜帶、使用比較方便和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的煤礦用非色散紅外甲垸傳感器，包括紅外光源、氣室和探測 器，所述紅外光源為電調(diào)制脈沖紅外光源，電調(diào)制脈沖紅外光源發(fā)出的單光束 進(jìn)入氣室反射后進(jìn)入探測器得到雙波長紅外光，由探測器轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
進(jìn)一步，所述探測器為熱釋電探測器；
進(jìn)一步，氣室內(nèi)還設(shè)置溫度補(bǔ)償元件；
進(jìn)一步，所述溫度補(bǔ)償元件為熱敏電阻；
進(jìn)一步，所述氣室內(nèi)部表面鍍金屬膜；
進(jìn)一步，所述氣室設(shè)有至少一個與外界相通的氣體擴(kuò)散孔； 進(jìn)一步，所述紅外光源、氣室和探測器固定安裝在殼體內(nèi)，信號輸出電路 板固定設(shè)置在氣室下部，紅外光源和探測器固定設(shè)置在電路板上； 進(jìn)一步，所述氣室氣體進(jìn)口設(shè)置粉塵過濾器；
進(jìn)一步，傳感器通過電路板和多個引腳完成信號的輸出和電源的輸入。 本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的煤礦用非色散紅外甲垸傳感器， 紅外光源采用電調(diào)制脈沖紅外光源的單光路雙波長方法，減少因光源電壓波動、 溫度、濕度、散射等其它偶然性因素引起的誤差，無需機(jī)械斬波，穩(wěn)定性好、精度高，提高靈敏度和安全可靠性，并且體積小、重量輕、功耗小、發(fā)光效率
高、壽命長、光源升降溫度快、使用方便；設(shè)置溫度補(bǔ)償元件，及時補(bǔ)償環(huán)境 溫度變化時造成的測量的誤差，進(jìn)一步提高靈敏度和安全可靠性；氣室內(nèi)部表 面鍍膜，減少光損，有利于保持光的強(qiáng)度，提高反射率；氣體入口設(shè)置粉塵過 濾器，保證進(jìn)入氣室的氣體潔凈，有利于提高傳感器使用壽命；各元件固定安 裝在殼體內(nèi)，使本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖； 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2沿A向視圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖，如圖所示煤礦用非色散紅外甲烷傳感
器，包括紅外光源l、氣室2和探測器3，紅外光源l為電調(diào)制脈沖紅外光源， 電調(diào)制脈沖紅外光源1發(fā)出的單光束進(jìn)入氣室2反射后通過參考干涉濾光片41 和測量干涉濾光片4，得到的雙波長紅外光進(jìn)入探測器3，由探測器3轉(zhuǎn)換為電
信號輸出。
圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2沿A向視圖，如圖所示本 實(shí)施例的煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，包括電調(diào)制脈沖紅外光源l、氣室2和 熱釋電探測器3，電調(diào)制脈沖紅外光源1發(fā)出的單光束進(jìn)入氣室2經(jīng)反射后通過 熱釋電探測器3，通過探測器3的濾光片后得到的雙波長紅外光，由熱釋電探測 器3轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
電調(diào)制脈沖紅外光源1、氣室2和熱釋電探測器3固定安裝在殼體9內(nèi)，電 路板5壓在氣室2上，信號輸出電路板5固定設(shè)置在氣室2下部，紅外光源1和探測器3固定設(shè)置在電路板5上，氣室2頂部設(shè)置氣體擴(kuò)散孔4，本實(shí)用新型 ，擴(kuò)散式取氣，取樣準(zhǔn)確；氣體擴(kuò)散孔4與氣室之間設(shè)置粉塵過濾器8，氣室2 內(nèi)部表面鍍金屬膜；氣室2內(nèi)還設(shè)置有熱敏電阻10，將補(bǔ)償信號輸出至轉(zhuǎn)換電 路，用于補(bǔ)償溫度對檢測結(jié)果的影響。
傳感器通過電路板5和七個引腳6完成信號的輸入輸出和電源的輸入，其 中引腳61和62連接電調(diào)制脈沖紅外光源1的電源控制，引腳63連接直流電源 供熱釋電探測器3正常工作，引腳64輸出測量端的信號，引腳65輸出參考端 的信號，引腳66用于輸出熱敏電阻10的內(nèi)部溫度補(bǔ)償輸出信號，引腳67為傳 感器的地端。
.最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí) 用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，包括紅外光源(1)、氣室(2)和探測器(3)，其特征在于所述紅外光源(1)為電調(diào)制脈沖紅外光源，電調(diào)制脈沖紅外光源(1)發(fā)出的單光束進(jìn)入氣室(2)反射后進(jìn)入探測器(3)得到雙波長紅外光，由探測器(3)轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，其特征在于所述探測器(3)為熱釋電探測器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，其特征在于氣室(2)內(nèi)還設(shè)置溫度補(bǔ)償元件(10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦用非色散紅外甲垸傳感器，其特征在于所述溫度補(bǔ)償元件(10)為熱敏電阻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，其特征在于所述氣室(2)內(nèi)部表面鍍金屬膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，其特征在于所述氣室(2)設(shè)有至少一個與外界相通的氣體擴(kuò)散孔(4)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦用非色散紅外甲垸傳感器，其特征在于所述紅外光源(1)、氣室(2)和探測器(3)固定安裝在殼體(9)內(nèi)，信號輸出 電路板(5)固定設(shè)置在氣室(2)下部，紅外光源(1)和探測器(3)固定設(shè) 置在電路板(5)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦用非色散紅外甲垸傳感器，其特征在于所 述氣室(2)氣體進(jìn)口設(shè)置粉塵過濾器(8)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，其特征在于傳 感器通過電路板(5)和多個引腳(6)完成信號的輸出和電源的輸入。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤礦用非色散紅外甲烷傳感器，包括紅外光源、氣室和探測器，紅外光源為電調(diào)制脈沖紅外光源，電調(diào)制脈沖紅外光源發(fā)出的單光束進(jìn)入氣室反射后通過參考干涉濾光片和測量干涉濾光片，得到的雙波長紅外光進(jìn)入探測器，由探測器轉(zhuǎn)換為電信號輸出，本實(shí)用新型的紅外光源采用電調(diào)制脈沖紅外光源的單光路雙波長方法，減少因光源電壓波動、溫度、濕度、散射等其它偶然性因素引起的誤差，無需機(jī)械斬波，穩(wěn)定性好、精度高，提高靈敏度和安全可靠性，并且體積小、重量輕、功耗小、發(fā)光效率高、壽命長、光源升降溫度快、使用方便。
文檔編號G01N21/31GK201110830SQ20072018852
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者慶 于, 孫世玲, 軍 李, 秦少平, 趙新權(quán), 強(qiáng) 黃 申請人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院