本發(fā)明涉及一種紅外輻射源。

背景技術(shù)：

由于大氣對(duì)紅外輻射的吸收，可以用各種不同強(qiáng)度的重疊光譜線(xiàn)組成的離散帶來(lái)表征，重疊的程度取決于譜線(xiàn)的半寬度，而這些譜線(xiàn)在整個(gè)吸收帶內(nèi)的分布取決于吸收分子，因?yàn)槌霈F(xiàn)不同的吸收帶，大氣中的大多數(shù)氣體在紅外波段都存在吸收峰，如一氧化碳在4.8μm出現(xiàn)一個(gè)吸收帶；二氧化碳在2.7μm、4.3μm和15μm三處有強(qiáng)吸收帶；水蒸氣、臭氧、一氧化氮、甲烷等都存在吸收帶。根據(jù)這一吸收帶選取對(duì)應(yīng)的紅外輻射源，組成氣體傳感器，將這一類(lèi)傳感器稱(chēng)為NDIR，與電化學(xué)式傳感器相比，此類(lèi)傳感器具有精度高、選擇性好、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

將NDIR技術(shù)應(yīng)用在氣體濃度檢測(cè)是從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，隨后，西方發(fā)達(dá)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)都相繼開(kāi)展了此領(lǐng)域的研究工作，對(duì)光學(xué)氣體檢測(cè)技術(shù)起到了推動(dòng)作用。如今，美、英、日、德等國(guó)家在氣體檢測(cè)傳感器的研制領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，已經(jīng)有許多成熟的NDIR氣體檢測(cè)產(chǎn)品。

國(guó)內(nèi)NDIR氣體傳感器的研究起步較晚，始于上世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，我國(guó)紅外氣體檢測(cè)的技術(shù)水平和能力都有了較大提高，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，還有一定差距，主要表現(xiàn)在：技術(shù)上局部先進(jìn)，但總體落后；傳感器的生產(chǎn)廠家多，但技術(shù)偏低，規(guī)模較小。

而NDIR的核心部分為探測(cè)器和穩(wěn)定輸出的紅外輻射源。目前國(guó)內(nèi)使用的紅外輻射源主要有紅外LED、能斯特等、鹵鎢燈等。其中，紅外LED能量低，而且散熱方面存在缺陷，受溫度影響大，光源的帶寬小等問(wèn)題；黑體是最理想的紅外輻射源，但其復(fù)雜的溫控系統(tǒng)，需要長(zhǎng)時(shí)間的溫控才能保證其輸出穩(wěn)定性；鹵鎢燈同樣存在光源帶寬窄的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有紅外LED的散熱方面存在缺陷，受溫度影響大，光源的帶寬小，黑體的溫控系統(tǒng)復(fù)雜，鹵鎢燈存在光源帶寬窄的問(wèn)題；而提供一種新型紅外輻射源。

一種新型紅外輻射源包括光源基座、引腳燒結(jié)槽、光源引腳、發(fā)熱絲、保溫涂層、保護(hù)涂層和固定絲；

在光源基座上設(shè)置引腳燒結(jié)槽，并把光源引腳固定在引腳燒結(jié)槽內(nèi)；

所述的發(fā)熱絲由纏繞部和連接部組成；

在發(fā)熱絲的纏繞部表面包覆保溫涂層，在保溫涂層包覆保護(hù)涂層；

所述的發(fā)熱絲的連接部點(diǎn)焊至光源引腳上；

所述的固定絲一端燒結(jié)至保溫涂層中，一端點(diǎn)焊至光源引腳上，且保證固定絲與發(fā)熱絲不接觸。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：

一、本發(fā)明以紅外熱輻射為發(fā)光機(jī)理，對(duì)繞制的光源通以固定的電流，來(lái)獲得寬帶的紅外光譜；二、本發(fā)明新型紅外輻射源設(shè)有保溫涂層和保護(hù)涂層，起到保溫和定型的作用；三、本發(fā)明新型紅外輻射源中燒結(jié)有固定絲，焊接到引腳上，增加了光源的抗震性能；四、本發(fā)明新型紅外輻射源可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)小巧，低功耗，易于生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明新型紅外輻射源用于低功耗氣體檢測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明新型紅外輻射源用于航空航天領(lǐng)域的氣體檢測(cè)系統(tǒng)中。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明新型紅外輻射源的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1，本實(shí)施方式是一種新型紅外輻射源，它包括光源基座1、引腳燒結(jié)槽2、光源引腳3、發(fā)熱絲4、保溫涂層5、保護(hù)涂層6和固定絲7；

在光源基座1上設(shè)置引腳燒結(jié)槽2，并把光源引腳3固定在引腳燒結(jié)槽2內(nèi)；

所述的發(fā)熱絲4由纏繞部4-1和連接部4-2組成；

在發(fā)熱絲4的纏繞部4-1表面包覆保溫涂層5，在保溫涂層5包覆保護(hù)涂層6；

所述的發(fā)熱絲4的連接部4-2點(diǎn)焊至光源引腳3上；

所述的固定絲7一端燒結(jié)至保溫涂層5中，一端點(diǎn)焊至光源引腳3上，且保證固定絲7與發(fā)熱絲4不接觸。

本實(shí)施方式的目的是實(shí)現(xiàn)低功耗，原理簡(jiǎn)單，光源帶寬寬的特點(diǎn)，所以選擇光源的發(fā)光類(lèi)型為原理最為簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高的熱輻射發(fā)光，根據(jù)維恩位移定律λT＝2898可知，只要絕對(duì)溫度T不等于零，就存在輻射，且峰值波長(zhǎng)為λ，通過(guò)給加熱絲通電，加熱燈絲，讓燈絲發(fā)光。

優(yōu)選發(fā)熱絲4的熔斷溫度達(dá)到1800℃，這種發(fā)熱絲4熔點(diǎn)高，是理想的發(fā)光熱絲。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：所述的發(fā)熱絲4是利用金屬絲采用密繞方式制備而成。其他與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二之一不同點(diǎn)是：所述的金屬絲為鉑絲、鎢絲、鉑銥絲或鎳鉻絲。其他與具體實(shí)施方式一或二相同。

本實(shí)施方式所述的金屬絲的直徑為0.02mm～0.05mm。

本實(shí)施方式采用抗氧化性能好的鉑絲、鎢絲、鉑銥絲或鎳鉻絲為發(fā)熱絲，避免長(zhǎng)時(shí)間通電發(fā)生的氧化現(xiàn)象。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖1，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同點(diǎn)是：所述的固定絲7為直徑為0.05mm～1mm的金屬絲。其他與具體實(shí)施方式一至三相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同點(diǎn)是：所述直徑為0.05mm～1mm的金屬絲為直徑為0.05mm～1mm的鎳鉻絲、直徑為0.05mm～1mm的不銹鋼絲或直徑為0.05mm～1mm的鐵鉻鋁絲。其他與具體實(shí)施方式一至四相同。

具體實(shí)施方式六：結(jié)合圖1，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同點(diǎn)是：所述的保溫涂層5為固化的氧化鋁粉末。其他與具體實(shí)施方式一至五相同。

本實(shí)施方式采用氧化鋁涂層作為保溫涂層5，對(duì)發(fā)熱絲4進(jìn)行保溫。

具體實(shí)施方式七：結(jié)合圖1，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同點(diǎn)是：所述的保護(hù)涂層6采用玻璃粉漿料燒結(jié)而成。其他與具體實(shí)施方式一至六相同。

本實(shí)施方式采用玻璃釉涂層作為保護(hù)涂層6，對(duì)發(fā)熱絲4進(jìn)行定型。

具體實(shí)施方式八：結(jié)合圖1，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同點(diǎn)是：由所述的發(fā)熱絲4、保溫涂層5、保護(hù)涂層6和固定絲7組成光源，所述的發(fā)熱絲4保持松弛狀態(tài)，使光源的重量完全承受在固定絲7兩端。其他與具體實(shí)施方式一至七相同。

本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)具體實(shí)施方式的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。

采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果

實(shí)施例1：一種新型紅外輻射源，它包括光源基座1、引腳燒結(jié)槽2、光源引腳3、發(fā)熱絲4、保溫涂層5、保護(hù)涂層6和固定絲7；

在光源基座1上設(shè)置引腳燒結(jié)槽2，并把光源引腳3固定在引腳燒結(jié)槽2內(nèi)；

所述的發(fā)熱絲4由纏繞部4-1和連接部4-2組成；

在發(fā)熱絲4的纏繞部4-1表面包覆保溫涂層5，在保溫涂層5包覆保護(hù)涂層6；

所述的發(fā)熱絲4的連接部4-2點(diǎn)焊至光源引腳3上；

所述的固定絲7一端燒結(jié)至保溫涂層5中，一端點(diǎn)焊至光源引腳3上，且保證固定絲7與發(fā)熱絲4不接觸。

本實(shí)施例由所述的發(fā)熱絲4、保溫涂層5、保護(hù)涂層6和固定絲7組成光源，所述的發(fā)熱絲4保持松弛狀態(tài)，使光源的重量完全承受在固定絲7兩端。

本實(shí)施例所述的發(fā)熱絲4是利用鉑絲采用密繞方式制備而成。

本實(shí)施例所述的固定絲7為直徑為0.07mm的鎳鉻絲，直徑為0.07mm的鎳鉻絲的機(jī)械強(qiáng)度大。

本實(shí)施例所述的保溫涂層5為固化的氧化鋁粉末。

本實(shí)施例所述的保護(hù)涂層6采用玻璃粉漿料燒結(jié)而成。

本實(shí)施例的具體實(shí)施方法如下：

一、選取直徑為0.04mm的鉑絲作為發(fā)熱絲4：通過(guò)繞線(xiàn)機(jī)將直徑為0.04mm的鉑絲密繞若干圈后，從繞線(xiàn)機(jī)取下密繞燈絲，進(jìn)行簡(jiǎn)單矯形，隨后用蒸餾水清理燈絲表面雜質(zhì)，即得到發(fā)熱絲4；

二、保溫涂層5為固化的氧化鋁粉末：將氧化鋁粉末與水進(jìn)行混合攪拌，得到氧化鋁漿料；將步驟一得到的發(fā)熱絲4的兩端固定至可通電夾具上，將夾具放置于顯微鏡下操作，將氧化鋁漿料均勻涂抹與發(fā)熱絲4表面，對(duì)夾具進(jìn)行通電，通低電壓至氧化鋁涂層表面的水分蒸干時(shí)斷電，得到表面固化保溫涂層5的發(fā)熱絲4；

三、保護(hù)涂層6采用玻璃粉漿料燒結(jié)而成：(1)、將釉粉與水混合，均勻攪拌，得到玻璃漿料；將玻璃漿料涂抹在保溫涂層5表面，對(duì)夾具進(jìn)行通電，通低電壓至玻璃漿料表面的水分蒸干時(shí)，逐步加大通電電壓，通過(guò)顯微鏡觀察玻璃粉狀態(tài)，持續(xù)通電至表面的玻璃粉完全處于流動(dòng)的熔融狀態(tài)時(shí)，逐步降低電壓直至完全斷電；(2)、將玻璃漿料再次均勻涂抹在保溫涂層5表面，將所述的固定絲7插入涂層漿料中，對(duì)夾具進(jìn)行通電，通低電壓至玻璃漿料表面的水分蒸干時(shí)，逐步加大通電電壓，通過(guò)顯微鏡觀察玻璃粉狀態(tài)，持續(xù)通電至表面的玻璃粉完全處于流動(dòng)的熔融狀態(tài)時(shí)，逐步降低電壓直至完全斷電；

四、先將固定絲7兩端點(diǎn)焊至引腳兩端，然后在將發(fā)熱絲4點(diǎn)焊至引腳兩端，點(diǎn)焊的發(fā)熱絲4保持松弛狀態(tài)，這樣可使光源的重量完全承受在直徑大的固定絲7兩端，發(fā)熱絲4不直接受力，這樣可以加大光源機(jī)械抗震強(qiáng)度；

五、將制作好的新型紅外輻射源封裝在反射罩中，完成紅外輻射源制作，通過(guò)控制紅外輻射源電流來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶的紅外輻射源；可以在反射罩表面加入濾光片，過(guò)濾掉無(wú)用波長(zhǎng)的光，留下需要的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)窄帶的紅外輻射源。

采用上述方案制成的紅外輻射源可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)小巧，低功耗，易于生產(chǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)寬帶紅外輻射源和窄帶的紅外輻射源，增加了光源使用的靈活性。

上述方法制作的紅外輻射源所選取的熱絲材料、繞制圈數(shù)、繞制直徑和玻璃釉粉材質(zhì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，具體紅外輻射源的實(shí)施方案應(yīng)按照光源實(shí)際的需求情況來(lái)確定，如光源的功耗、尺寸等。