本實用新型涉及紅外復合氣體傳感器領域，具體為一種紅外復合氣體傳感器。
背景技術：
工業(yè)企業(yè)的很多工藝都會使用或產(chǎn)生多種有毒有害氣體、易燃易爆氣體。如果泄漏且不及時處理，就會導致作業(yè)場所充斥著多種危險氣體，進而可能會導致爆炸或中毒等事故；人類的居住場所同樣會由于泄漏導致生活環(huán)境中存在多種危險氣體，另外人們使用的多數(shù)材料還會揮發(fā)出有害物質，這些氣體對人們的安全和健康構成巨大威脅。為了保障作業(yè)人員和家人的安全和健康，需要對環(huán)境中的多種氣體同時進行檢測并預警。常規(guī)氣體傳感器，例如電化學傳感器和催化燃燒傳感器，大都只能測量單一氣體，不能同時測量多組分氣體。若要對環(huán)境中的多組分氣體同時進行檢測，則必須要配置多個常規(guī)氣體傳感器，不但提高了成本和體積，而且增加了實施難度和維護量。常規(guī)氣體傳感器，特別是電化學傳感器和催化燃燒傳感器容易受其他氣體的交叉干擾影響，導致測量精度降低，甚至會產(chǎn)生誤報警。因此，這類傳感器在復雜工況環(huán)境下使用，由于交叉干擾影響會導致傳感器無法正確測量。常規(guī)電化學傳感器和催化燃燒傳感器還容易出現(xiàn)中毒，造成傳感器無法正常工作。在此情況下，如果環(huán)境中出現(xiàn)有毒有害氣體或易燃易爆氣體，這類傳感器就無法測量環(huán)境中待測氣體的濃度，也就無法實現(xiàn)預警，進而可能會造成致命危害。常規(guī)電化學傳感器的使用壽命約為1年，常規(guī)催化燃燒傳感器的使用壽命約為2年，用戶需要定期更換傳感器以保障產(chǎn)品正常工作。無論作為工業(yè)用或民用傳感器，這都會增加了產(chǎn)品的維護成本和更換成本。常規(guī)氣體傳感器的零點和靈敏度會隨著時間漂移，導致測量精度降低。為了保證測量精度，在工業(yè)領域，企業(yè)會定期對傳感器進行校準，浪費人力和物力。但是在民用領域，絕大部分用戶都不具備校準條件，因此，家用的很多氣體檢測儀在使用一段時間后，由于測量精度降低而失去檢測意義。復雜的企業(yè)工況和生活環(huán)境，要求傳感器不僅具有超強的抗交叉干擾、抗中毒能力，超長的使用壽命和校準周期，且能夠同時測量多組分氣體。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種紅外復合氣體傳感器。
本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種紅外復合氣體傳感器，包括殼體，所述殼體包括頂殼、底蓋和過濾片，所述底蓋通過螺絲固定設置在頂殼上，所述過濾片設置在殼體的正上方，所述紅外光源、光室、紅外探測器、主控板和接口引腳均設置在殼體內(nèi)，所述主控板與紅外光源、紅外探測器和接口引腳均連接，所述光室兩頭分別與紅外光源和紅外探測器固定連接。
優(yōu)選的，所述光室上設置有一個進氣孔和一個出氣孔。
優(yōu)選的，所述紅外探測器上設置有二氧化碳測量通道、甲烷測量通道和一個參比通道。
優(yōu)選的，所述底蓋上設置有和接口引腳對稱的通孔。
優(yōu)選的，所述頂殼、底蓋和過濾片為耐高溫揮發(fā)材質。
優(yōu)選的，所述紅外光源設置有多層對氣體敏感的材料層。
優(yōu)選的，所述的紅外探測器包括紅外熱電堆傳感器和溫度傳感器，所述紅外熱電堆傳感器為多通道紅外熱電堆傳感器，包括二氧化碳測量通道、甲烷測量通道和一個參比通道，在二氧化碳測量通道和甲烷測量通道的窗口上設有濾光片，該濾光片為紅外窄帶濾光片，且該紅外窄帶濾光片的中心波長與該通道的測量氣體的紅外特征吸收波長相關。所述的參比通道上也設有濾光片，該濾光片為紅外窄帶濾光片，且該紅外窄帶濾光片的中心波長為3.9μm。所述的溫度傳感器為熱電阻傳感器。
優(yōu)選的，所述主控板包括信號處理子模塊和微處理器子模塊，所述紅外光源和紅外探測器依次通過信號處理子模塊和微處理器子模塊連接至接口引腳,且信號處理子模塊包括傳感器匹配電路、信號放大電路和信號放大輸出電路，所述的紅外光源和紅外探測器依序通過傳感器匹配電路、信號放大電路和信號放大輸出電路連接至微處理器子模塊，微處理器子模塊包括微處理器、A/D轉換電路和數(shù)據(jù)存儲器，A/D轉化電路、數(shù)據(jù)存儲器均連接至微處理器，所述的信號處理子模塊依次通過A/D轉化電路和微處理器連接至接口引腳，數(shù)據(jù)存儲器為電可擦除可編程只讀存儲器。
優(yōu)選的，所述的接口引腳包括兩個電源引腳和兩個數(shù)字信號傳輸引腳，該紅外復合氣體傳感器通過接口引腳連接外部電路，電源引腳連接外部外部5V直流電源，數(shù)字信號傳輸引腳為TTL串口引腳，連接外部信號采集單元。
優(yōu)選的，所述過濾片為不銹鋼粉末燒結過濾片，所述頂殼和所述的底蓋為鋁合金結構，所述光室的內(nèi)表面設有鍍金層。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：該氣體傳感器基于紅外復合測量技術，可以同時測量多種氣體，具有很強的抗中毒能力、超長的使用壽命和校準周期，該氣體傳感器集成了紅外窄帶濾光片，能夠有效地過濾干擾氣體，提高了所述氣體傳感器的抗干擾能力。且紅外光源不僅作為氣體傳感器的紅外光源，還作為氣體傳感器的測量模塊，增加了氣體測量種類，同時也減少了氣體傳感器的體積和成本。
附圖說明
下面結合附圖中的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但并不構成對本實用新型的任何限制。
圖1是本實用新型拆分結構示意圖。
圖中：1-殼體、2-紅外光源、3-光室、4-紅外探測器、5-主控板、6-接口引腳、11-頂殼、12-底蓋、13-過濾片、31-進氣孔、32-出氣孔、41-二氧化碳測量通道、42-甲烷測量通道、43-參比通道。
具體實施方式
下面將結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。
請參閱圖1，本實用新型提供一種技術方案：一種紅外復合氣體傳感器，包括殼體1，所述殼體1包括頂殼11、底蓋12和過濾片13，所述底蓋12通過螺絲固定設置在頂殼11上，所述過濾片13設置在殼體1的正上方，所述紅外光源2、光室3、紅外探測器4、主控板5和接口引腳6均設置在殼體1內(nèi)，所述主控板5與紅外光源2、紅外探測器4和接口引腳6均連接，所述光室3兩頭分別與紅外光源2和紅外探測器4固定連接。所述光室3上設置有一個進氣孔31和一個出氣孔32，環(huán)境中的待測氣體通過進氣孔31進入光室3，然后通過出氣孔32排出光室3。所述紅外探測器4上設置有二氧化碳測量通道41、甲烷測量通道42和一個參比通道43，為了保證測量精度，紅外探測器4上增加了參比通道43，環(huán)境中的待測氣體，包括一氧化碳、甲醛、二氧化碳和甲烷，都不會吸收波長為3.9μm紅外光，波長為3.9μm的紅外光透過中心波長為3.9μm的紅外窄帶濾光片后被紅外探測器4轉換成模擬電信號，模擬電信號包含所有干擾信息，基于所述參比通道43的模擬電信號，可排除測量通道41的模擬電信號和測量通道42的模擬電信號中的干擾信號，從而提高所述紅外探測器4的測量精度。所述底蓋12上設置有和接口引腳6對稱的通孔，用于固定該氣體傳感器。所述頂殼11、底蓋12和過濾片13為耐高溫揮發(fā)材質，在高溫環(huán)境下都不會揮發(fā)出氣體。所述紅外光源2設置有多層對氣體敏感的材料層，材料層可測量對應的敏感氣體，在特定溫度下，輸出與氣體濃度相關的電信號。所述的紅外探測器4包括紅外熱電堆傳感器和溫度傳感器，所述紅外熱電堆傳感器為多通道紅外熱電堆傳感器，包括二氧化碳測量通道41、甲烷測量通道42和一個參比通道43，在二氧化碳測量通道41和甲烷測量通道42的窗口上設有濾光片，該濾光片為紅外窄帶濾光片，且該紅外窄帶濾光片的中心波長與該通道的測量氣體的紅外特征吸收波長相關。所述的參比通道43上也設有濾光片，該濾光片為紅外窄帶濾光片，且該紅外窄帶濾光片的中心波長為3.9μm。所述的溫度傳感器為熱電阻傳感器，熱電阻傳感器輸出紅外熱電堆傳感器的環(huán)境溫度。所述主控板5包括信號處理子模塊和微處理器子模塊，所述紅外光源2和紅外探測器4依次通過信號處理子模塊和微處理器子模塊連接至接口引腳6。所述的信號處理子模塊包括傳感器匹配電路、信號放大電路和信號放大輸出電路，所述的紅外光源2和紅外探測器4依序通過傳感器匹配電路、信號放大電路和信號放大輸出電路連接至微處理器子模塊。所述的微處理器子模塊包括微處理器、A/D轉換電路和數(shù)據(jù)存儲器，A/D轉化電路、數(shù)據(jù)存儲器均連接至微處理器，所述的信號處理子模塊依次通過A/D轉化電路和微處理器連接至接口引腳6，數(shù)據(jù)存儲器為電可擦除可編程只讀存儲器。所述的接口引腳6包括兩個電源引腳和兩個數(shù)字信號傳輸引腳，該紅外復合氣體傳感器通過接口引腳6連接外部電路，電源引腳連接外部外部5V直流電源，給紅外復合氣體傳感器供電，數(shù)字信號傳輸引腳為TTL串口引腳，連接外部信號采集單元，對外輸出所述紅外復合氣體傳感器的濃度測量值。所述過濾片13為不銹鋼粉末燒結過濾片，所述頂殼11和底蓋12為鋁合金結構。光室3的內(nèi)表面設有鍍金層，以防止雜散光干擾及內(nèi)表面被腐蝕。
工作原理：模擬電信號經(jīng)通過電源引腳給所述的紅外復合氣體傳感器供5V直流電，紅外光源2在所述傳感器匹配電路的驅動下對外輻射特定光譜的紅外光，作為紅外復合氣體傳感器的紅外光源2。另外，紅外光源2集成了多個對氣體敏感的材料層（例如對一氧化碳敏感的材料層、對甲醛敏感的材料層），材料層可測量對應的敏感氣體。待測氣體從進氣孔進入光室3后與紅外光源2接觸，紅外光源2在傳感器匹配電路的驅動下輸出模擬電信號，模擬電信號過信號放大電路和信號放大輸出電路處理后輸出至微處理器電路，模擬電信號與氣體濃度相關。微處理器通過A/D轉換電路采集所述的模擬電信號，處理獲得一氧化碳和甲醛氣體的濃度值。數(shù)據(jù)存儲子單元為電可擦除可編程只讀存儲器，用于存放所述紅外復合氣體傳感器的關鍵數(shù)據(jù)。
以上所舉實施例為本實用新型的較佳實施方式，僅用來方便說明本實用新型，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本實用新型所提技術特征的范圍內(nèi)，利用本實用新型所揭示技術內(nèi)容所作局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本實用新型的技術特征內(nèi)容，均仍屬于本實用新型技術特征的范圍內(nèi)。