專利名稱：一種紅外氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領域：
一種紅外氣體傳感器技術(shù)領域[0001]本實用新型涉及測量領域，尤其涉及一種紅外氣體傳感器。
背景技術(shù)：
[0002]近幾年，隨著人們對紅外氣體傳感器的重視，紅外氣體傳感器的技術(shù)越來越完善。 紅外氣體傳感器具有測量精度高、抗干擾能力強、可靠性高、抗中毒、壽命長等特點。目前普遍使用的紅外探測器主要是熱釋電探測器和熱電堆探測器，這兩種探測器的響應率都會隨著環(huán)境溫度發(fā)生變化，探測器在高溫時的信號強度降低，測量精度下降，低溫時信號強度過強以至于溢出，即收集到的數(shù)據(jù)超出產(chǎn)品所能承受的閾值范圍時，發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失，從而無法測量氣體濃度。[0003]由于目前使用的紅外氣體探測器的響應率會隨著環(huán)境溫度的變化而變化，這就導致探測器在高溫或者低溫時，不能精確測量氣體濃度或不能測量氣體濃度。實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種紅外氣體傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中溫度對紅外傳感器的測量精度的影響，其具體方案如下[0005]—種紅外氣體傳感器,包括[0006]產(chǎn)生寬帶脈沖紅外光的紅外光源；[0007]檢測環(huán)境溫度信號，并接收所述紅外光源發(fā)出的紅外光，通過所述紅外光獲得紅外光信號，并發(fā)送所述紅外光信號以及環(huán)境溫度信號的測量模塊；[0008]與紅外光源相連的，接收所述紅外光信號以及環(huán)境溫度信號，確定與所述環(huán)境溫度信號對應的預設標準紅外光信號強度，并將所述測得的紅外光信號強度與所述預設標準紅外光信號強度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述紅外光源的開關(guān)頻率進行調(diào)制，利用調(diào)制后的紅外光源發(fā)出的紅外光，檢測氣體濃度信號的微處理器。[0009]進一步的,所述測量模塊包括[0010]當所述紅外光源發(fā)出紅外光后，光線通過的所述測量氣室；[0011]所述紅外光經(jīng)過所述測量氣室，獲得紅外光信號，并將檢測到的所述紅外光信號發(fā)送的紅外氣體探測器；[0012]測量環(huán)境溫度，并將檢測到的所述環(huán)境溫度信號發(fā)送的測溫電路。[0013]進一步的，還包括與所述測量模塊以及微處理器相連的信號處理模塊，所述信號處理模塊接收所述測量模塊發(fā)送的紅外光信號和環(huán)境溫度信號，并對所接收到的信號進行處理，發(fā)送處理后的信號至所述微處理器。[0014]進一步的，所述信號處理模塊包括[0015]接收所述測量模塊發(fā)出的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行放大處理，并發(fā)送的信號放大電路；[0016]與所述信號放大電路相連的，接收所述信號放大電路處理后的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行濾波處理，并發(fā)送的濾波電路；[0017]與所述濾波電路相連的，接收所述濾波電路處理后的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行AD轉(zhuǎn)換，并將處理后的信號發(fā)送給所述微處理器的AD轉(zhuǎn)換電路。[0018]進一步的，所述微處理器包括[0019]接收所述信號處理模塊處理之后的環(huán)境溫度信號和紅外光信號，并發(fā)送的信號接收模塊；[0020]與所述信號接收模塊相連的，接收所述環(huán)境溫度信號后，將將所述該環(huán)境溫度下預設的紅外光信號強度與測得的紅外光信號進行比較，將比較結(jié)果發(fā)送的分析模塊；[0021]與所述分析模塊相連，接收所述分析模塊發(fā)送的信息，并根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述紅外光源的開關(guān)頻率，使所述紅外氣體探測器測得的紅外光信號在不溢出的前提下最大的調(diào)節(jié)模塊。[0022]從上述方案可以看出，本實用新型公開的紅外氣體傳感器，通過增加測溫電路來測量環(huán)境溫度，微處理器·獲得環(huán)境溫度信號后，根據(jù)該環(huán)境溫度的預設標準紅外光信號強度與測得的紅外光信號強度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動調(diào)制光源開關(guān)頻率，從而改變紅外氣體探測器的響應率來改變信號強弱，使得低溫時的信號不至于過強溢出而無法測量濃度，高溫時的信號不至于太弱而導致測量精度下降。因此，解決了現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)境溫度影響紅外氣體傳感器的響應率的問題，使紅外氣體傳感器不隨溫度變化而影響探測器的信號強度，使探測到的氣體濃度更精確。


[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0024]圖I為本實用新型實施例公開的一種紅外氣體傳感器的基本結(jié)構(gòu)圖；[0025]圖2為本實用新型實施例公開的一種測量模塊的基本結(jié)構(gòu)圖；[0026]圖3為本實用新型實施例公開的一種信號處理模塊的基本結(jié)構(gòu)圖；[0027]圖4為本實用新型實施例公開的一種紅外氣體傳感器的基本結(jié)構(gòu)圖；[0028]圖5為本實用新型實施例公開的一種微處理器的基本結(jié)構(gòu)圖；[0029]圖6為本實用新型實施例公開的一種微處理器的基本工作流程圖。
具體實施方式
[0030]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0031]本實用新型公開的一種紅外氣體傳感器，其基本結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括[0032]紅外光源11，與所述紅外光源11相鄰的測量模塊12，以及與所述紅外光源11相連的微處理器13。[0033]所述紅外光源11產(chǎn)生寬帶脈沖的紅外光，所述測量模塊12檢測環(huán)境溫度信號，檢測紅外光信號，并發(fā)送所述紅外光信號以及環(huán)境溫度信號至所述微處理器13，所述微處理器13接收所述信號，獲得所述環(huán)境溫度信號后，將該環(huán)境溫度的預設標準紅外光信號強度與所述測得的紅外光信號強度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述紅外光源11的開關(guān)頻率進行調(diào)制，并根據(jù)調(diào)制后的紅外光測得氣體濃度信號。[0034]本實施例中測量模塊除檢測氣室內(nèi)紅外光信號外，還對環(huán)境溫度信號進行檢測， 所述微處理器獲得環(huán)境溫度信號后，并將該環(huán)境溫度的預設標準紅外光信號與測得的紅外光信號進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)制紅外光源的開關(guān)頻率，從而降低了環(huán)境溫度對測量模塊的影響，進而提高了測量精度。[0035]本實用新型公開的一種紅外氣體傳感器中的測量模塊，其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示， 包括測量氣室21，與所述測量氣室21相連的紅外氣體探測器22，測溫電路23。[0036]所述紅外光源發(fā)出的紅外光，經(jīng)由測量氣室21后，入射到所述紅外氣體探測器22 上，所述紅外氣體探測器22進行紅外光信號的檢測，所述測溫電路23對環(huán)境溫度進行檢測，所述紅外氣體探測器22和所述測溫電路23分別將所檢測到的紅外光信號和環(huán)境溫度信號發(fā)送。[0037]在本實施例中，在測量模塊內(nèi)分出測量氣室、紅外氣體探測器以及測溫電路。其中，紅外氣體探測器測量紅外光信號，測溫電路測量環(huán)境溫度信號，較現(xiàn)有技術(shù)增加了測溫電路，微處理器獲得環(huán)境溫度信號，并將該溫度的預設標準紅外光信號強度與測得的紅外光信號強度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對紅外光源進行調(diào)節(jié)，從而降低了紅外氣體探測器由于環(huán)境變化造成的影響，進而使紅外氣體探測器在不同溫度下的測量精度變高。[0038]本實施例并不限定于上述所述測量模塊包括的測量氣室、與所述測量氣室相連的紅外氣體傳感器以及測溫電路的裝置，包括實現(xiàn)氣體濃度檢測和環(huán)境溫度測量的所有裝置。所述測溫電路還可以用溫度傳感器代替。進一步的，所述紅外氣體傳感器可以為熱釋電探測器，也可以為熱電堆探測器。[0039]本實施例公開了一種紅外氣體傳感器中信號處理模塊的基本結(jié)構(gòu)，如圖3所不， 包括[0040]信號放大電路31，與所述信號放大電路31相連的濾波電路32，與所述濾波電路32 相連的AD轉(zhuǎn)換電路33。[0041]所述信號放大電路31接收所述測量模塊發(fā)出的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行放大處理，并發(fā)送給所述濾波電路32，所述濾波電路32接收所述信號放大電路31處理后的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收的信號進行濾波處理，并發(fā)送給所述AD轉(zhuǎn)換電路33，所述AD轉(zhuǎn)換電路33接收所述濾波電路32處理后的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行AD轉(zhuǎn)換，并將處理后的信號發(fā)送給所述微處理器。[0042]進一步的，本實施例中所述信號處理模塊運用到一種紅外氣體傳感器中，其基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。[0043]本實施例將所述信號處理模塊進一步細化，分為信號放大電路、濾波電路以及AD 轉(zhuǎn)換電路，對要進入微處理器的信號進行處理，提高了探測器的精度。進一步的，在圖4所5公開的實施例中，將測量模塊進一步細化，由于測溫電路測得的環(huán)境溫度信號，微處理器獲 得環(huán)境溫度信號，并根據(jù)該環(huán)境溫度的預設標準紅外光信號強度與測得的紅外光信號強度 的比較結(jié)果，進行紅外光源的頻率調(diào)制，使紅外氣體探測器受環(huán)境溫度的影響減小，增加了 傳感器在不同溫度下的穩(wěn)定性。本實施例公開了一種紅外氣體傳感器中微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖5所示，包括 信號接收模塊51，與所述信號接收模塊51相連的分析模塊52，與所述分析模塊52相連的 調(diào)節(jié)模塊53。所述微處理器的基本工作流程如圖6所示，包括步驟S61、所述信號接收模塊51接收所述信號處理模塊處理之后的紅外光信號和 環(huán)境溫度信號，并發(fā)送給所述分析模塊52 ；步驟S62、所述分析模塊52接收所述信號接收模塊51發(fā)送的紅外光信號和環(huán)境溫
度信號；步驟S63、所述分析模塊52比較該環(huán)境溫度下預設的紅外光信號與測得的紅外光
信號;步驟S64、所述分析模塊52生成比較結(jié)果；步驟S65、所述分析模塊52將所述比較結(jié)果發(fā)送給所述調(diào)節(jié)模塊53 ；步驟S66、所述調(diào)節(jié)模塊53根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述紅外光源的開關(guān)頻率，使 所述紅外氣體探測器測得的紅外光信號在不溢出的前提下最大。當所述分析模塊判斷所述該環(huán)境溫度的預設標準紅外光信號強度與測得的紅外 光信號強度不符合比較結(jié)果時，所述調(diào)節(jié)模塊對紅外光源的開關(guān)頻率不進行操作。本實施例中所述比較結(jié)果包括所述測量模塊檢測到的紅外光信號強度低于所述 預設標準紅外光信號強度，所述調(diào)節(jié)模塊對所述紅外光源的開關(guān)頻率進行升高調(diào)節(jié)，直至 所述紅外氣體探測器測得的紅外光信號在不溢出的前提下最大；所述測量模塊檢測到的紅 外光信號強度高于所述預設標準紅外光信號強度且所述紅外光信號溢出，所述調(diào)節(jié)模塊對 所述紅外光源的開關(guān)頻率進行降低調(diào)節(jié)，直至所述紅外氣體探測器測得的紅外光信號在不 溢出的前提下最大。本實施例公開的所述比較結(jié)果包括上述比較結(jié)果的任意一種或者全部。只要紅外 光信號符合其中的任意一種情況，即表示符合所述比較結(jié)果。本實施例根據(jù)所述微處理器的基本結(jié)構(gòu)將所述紅外氣體傳感器的基本操作流程 描述出來，微處理器獲得環(huán)境溫度后，根據(jù)該環(huán)境溫度的預設標準紅外光信號強度與測得 的紅外光信號強度進行比較時的各種情況出現(xiàn)后的解決方法進行了詳細的描述，增加了所 述紅外氣體傳感器在不同溫度下所述紅外氣體探測器的精度，減少了溫度對所述紅外氣體 探測器的影響，同時，增加了所述紅外氣體傳感器在不同溫度下的穩(wěn)定性。本實施例并不限定于上述調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)紅外光源的開關(guān)頻率，使紅外光信號強度 在不溢出的前提下最大，也可以是調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)紅外光源的開關(guān)頻率，使其保持在一個保 證紅外氣體探測器可以正常工作的范圍。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置 而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。[0058]專業(yè)人員還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本實用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種紅外氣體傳感器，其特征在于，包括產(chǎn)生寬帶脈沖紅外光的紅外光源；檢測環(huán)境溫度信號，并接收所述紅外光源發(fā)出的紅外光，通過所述紅外光獲得紅外光信號，并發(fā)送所述紅外光信號以及環(huán)境溫度信號的測量模塊；與紅外光源相連的，接收所述紅外光信號以及環(huán)境溫度信號，確定與所述環(huán)境溫度信號對應的預設標準紅外光信號強度，并將所述測得的紅外光信號強度與所述預設標準紅外光信號強度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述紅外光源的開關(guān)頻率進行調(diào)制，利用調(diào)制后的紅外光源發(fā)出的紅外光，檢測氣體濃度信號的微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紅外氣體傳感器，其特征在于，所述測量模塊包括當所述紅外光源發(fā)出紅外光后，光線通過的所述測量氣室；所述紅外光經(jīng)過所述測量氣室，獲得紅外光信號，并將檢測到的所述紅外光信號發(fā)送的紅外氣體探測器；測量環(huán)境溫度，并將檢測到的所述環(huán)境溫度信號發(fā)送的測溫電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紅外氣體傳感器，其特征在于，還包括與所述測量模塊以及微處理器相連的信號處理模塊，所述信號處理模塊接收所述測量模塊發(fā)送的紅外光信號和環(huán)境溫度信號，并對所接收到的信號進行處理，發(fā)送處理后的信號至所述微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紅外氣體傳感器，其特征在于，所述信號處理模塊包括接收所述測量模塊發(fā)出的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行放大處理，并發(fā)送的信號放大電路；與所述信號放大電路相連的，接收所述信號放大電路處理后的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行濾波處理，并發(fā)送的濾波電路；與所述濾波電路相連的，接收所述濾波電路處理后的所述紅外光信號和環(huán)境溫度信號，對所接收到的信號進行AD轉(zhuǎn)換，并將處理后的信號發(fā)送給所述微處理器的AD轉(zhuǎn)換電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紅外氣體傳感器，其特征在于，所述微處理器包括接收所述信號處理模塊處理之后的環(huán)境溫度信號和紅外光信號，并發(fā)送的信號接收模塊；與所述信號接收模塊相連的，接收所述環(huán)境溫度信號后，將將所述該環(huán)境溫度下預設的紅外光信號強度與測得的紅外光信號進行比較，將比較結(jié)果發(fā)送的分析模塊；與所述分析模塊相連，接收所述分析模塊發(fā)送的信息，并根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述紅外光源的開關(guān)頻率，使所述紅外氣體探測器測得的紅外光信號在不溢出的前提下最大的調(diào)節(jié)模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種紅外氣體傳感器，包括紅外光源，測量模塊以及與所述紅外光源相連的微處理器。所述紅外光源產(chǎn)生寬帶脈沖紅外光，測量模塊接收紅外光，檢測紅外光信號以及環(huán)境溫度信號，并發(fā)送給所述微處理器，所述微處理器接收環(huán)境溫度信號后，將該環(huán)境溫度下預設的紅外光信號與測得的所述紅外光信號進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對所述紅外光源的開關(guān)頻率進行調(diào)制，根據(jù)調(diào)制后的紅外光源發(fā)出的紅外光獲得氣體濃度信號。上述紅外氣體傳感器，增加了測量環(huán)境溫度信號的過程，通過紅外光信號的變化，調(diào)制紅外光源的開關(guān)頻率，從而降低環(huán)境溫度對測量模塊的影響，提供測量精度。
文檔編號G01N21/17GK202735241SQ20122037614
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者祁澤剛, 任志雷, 王書潛, 連金峰, 趙云祥 申請人:河南漢威電子股份有限公司