全文摘要
一种具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，属于CO浓度检测技术领域。包括底座（10）和罩体（2），自底座（10）的底部引出有若干与电路板（9）相连的引脚（11），其特征在于：在罩体（2）的顶部对称开设有窗口（1），在两个窗口（1）处设置有密闭的滤光片（3），罩体（2）与底座（10）之间形成密闭空间，并在该密闭空间内充有CO2；在电路板（9）的上方设置有与电路板（9）相连的补偿灵敏元（5）、测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）。在本具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器中，从探测器内部消除CO2浓度对CO检测造成的干扰，使其自身具有消除CO2气体干扰测量结果的结构，达到简化检测CO浓度的步骤及探测器的生产工艺的效果。
主设计要求
1.一种具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，包括底座（10）和罩设在底座（10）上方的罩体（2），在底座（10）的上表面固定有电路板（9），自底座（10）的底部引出有若干引脚（11），引脚（11）穿过底座（10）之后与电路板（9）相连，其特征在于：在罩体（2）的顶部开设有两个窗口（1），在两个窗口（1）处设置有密闭的滤光片（3），罩体（2）与底座（10）之间形成密闭空间，并在该密闭空间内充有CO2；在电路板（9）的上方间隔设置有测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6），在测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）之间还设置有补偿灵敏元（5），补偿灵敏元（5）、测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）同时与电路板（9）相连。
设计方案
1.一种具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，包括底座（10）和罩设在底座（10）上方的罩体（2），在底座（10）的上表面固定有电路板（9），自底座（10）的底部引出有若干引脚（11），引脚（11）穿过底座（10）之后与电路板（9）相连，其特征在于：在罩体（2）的顶部开设有两个窗口（1），在两个窗口（1）处设置有密闭的滤光片（3），罩体（2）与底座（10）之间形成密闭空间，并在该密闭空间内充有CO2<\/sub>；
在电路板（9）的上方间隔设置有测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6），在测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）之间还设置有补偿灵敏元（5），补偿灵敏元（5）、测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）同时与电路板（9）相连。
2.根据权利要求1所述的具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，其特征在于：所述的参比灵敏元（6）和测量灵敏元（7）分别与开设在罩体（2）顶部的窗口（1）一一对应，并分别位于相应窗口（1）的正下方。
3.根据权利要求1所述的具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，其特征在于：在所述电路板（9）的表面对称设置有支撑柱（8），所述的测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）分别固定在相应支撑柱（8）的顶部，测量灵敏元（7）和参比灵敏元（6）分别通过导线与电路板（9）相连。
4.根据权利要求3所述的具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，其特征在于：所述的支撑柱（8）的顶部位于测量灵敏元（7）或参比灵敏元（6）的中心处。
5.根据权利要求1所述的具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，其特征在于：在所述两个窗口（1）处的滤光片（3）的滤光波长不同。
6.根据权利要求1所述的具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，其特征在于：在底座（10）的上部设置有圆形凸台，圆形凸台的外径与罩体（2）的内径相同，所述的电路板（9）固定在圆形凸台表面。
设计说明书
技术领域
一种具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器，属于CO浓度检测技术领域。
背景技术
CO是一种无色、无味、有毒且易燃易爆的气体，常见于煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井等，CO进入人体之后会和人体血液中的血红蛋白结合，由于CO与血红蛋白的亲和力是O2<\/sub>的210倍，进而导致血红蛋白与氧气的结合受阻，当这种结合达到一定程度后会引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此在产生CO的场合，检测其浓度是保证工作人员生命安全的首要任务，目前对CO的检测最常采用的是红外检测技术。
在CO红外检测过程中，CO2<\/sub>被称为干扰气体，如果待检测气体中混合有CO2<\/sub>气体则会对CO含量的检测产生干扰。其原因是由于CO的红外吸收峰在4.5μm左右，CO2<\/sub>的红外吸收峰在4.3μm左右，两种气体之间存在着重叠的波长吸收区域，在重叠部分红外光被二者所共同吸收，如此使得入射到探测器的红外线能量的减少，造成一定的测量误差，并且该误差的大小还会随着CO2<\/sub>含量的变化而变化。这种情况就给CO含量的检测形成了明显的干扰。为了消除上述干扰现象，传统红外传感器在这方便主要采取以下两种方法：（1）、采用干涉滤光片，将其作为测量气室和参比气室的窗口材料。因为这种干涉滤光片可以得到较窄的通带，其透过的波长可以通过镀层材料的折射率、厚度以及层次等加以调整。上述的CO含量检测中，滤光片的通带需要做得比CO的实际吸收带要窄。如此一来，两路红外线中能通过干涉滤光片的只有CO特征吸收峰波长4.65μm附近很窄的通带。因此干扰组分不能吸收这部分能量，虽然不存在干扰问题，但是在实际测量时容易会产生误差，并且对滤光片的要求较高现有技术很难达到要求。（2）、设置滤波气室，在滤波气室中充入干扰组分气体。当红外线先通过滤波气室时，干扰组分就按自身的特征吸收波长将这一波段范围内的红外线全部吸收掉。在滤波气室中充以CO2<\/sub>和N2<\/sub>，CO2<\/sub>将其吸收波长范围内的红外线全部吸收掉，剩下CO所能吸收的波段。同时，在参比滤波气室中也充以CO2<\/sub>和N2<\/sub>，使另一束红外光束在通过参比气室后，干扰组分将所能吸收的红外线全部吸收掉。于是，进入检测室两侧的红外线能量的差值，就只有经过参比滤波气室后没有被待测组分吸收的红外线，与通过测量气室后被待测组分吸收后的红外线两者之差。此差值的大小与待测组分的含量多少成正比，从而达到克服CO2<\/sub>浓度对检测结果造成的影响的目的。但是该方法在测量CO过程时通入干扰气体增加了检测步骤与成本不利于CO的检测。并且，对于通入干扰气体的量较难控制因此在测量中很难实现完全排除干扰，因此测量中依旧存在一定的误差。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过在罩体与底座之间充入CO2<\/sub>，自内部消除了CO2<\/sub>浓度对CO检测造成干扰的的具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该包括底座和罩设在底座上方的罩体，在底座的上表面固定有线路板，自底座的底部引出有若干引脚，引脚穿过底座之后与线路板相连，其特征在于：在罩体的顶部开设有两个窗口，在两个窗口处设置有密闭的滤光片，罩体与底座之间形成密闭空间，并在该密闭空间内充有CO2<\/sub>；
在线路板的上方间隔设置有测量灵敏元和参比灵敏元，在测量灵敏元和参比灵敏元之间还设置有补偿灵敏元，补偿灵敏元、测量灵敏元和参比灵敏元同时与线路板相连。
优选的，所述的参比灵敏元和测量灵敏元分别与开设在罩体顶部的窗口一一对应，并分别位于相应窗口的正下方。
优选的，所述的参比灵敏元和测量灵敏元分别与对称开设在罩体顶部的窗口一一对应，并分别位于相应窗口的正下方。
优选的，在所述线路板的表面对称设置有支撑柱，所述的测量灵敏元和参比灵敏元分别固定在相应支撑柱的顶部，测量灵敏元和参比灵敏元分别通过导线与线路板相连。
优选的，所述的支撑柱的顶部位于测量灵敏元或参比灵敏元的中心处。
优选的，在所述两个窗口处的滤光片的滤光波长不同。
优选的，在底座的上部设置有圆形凸台，圆形凸台的外径与罩体的内径相同，所述的线路板固定在圆形凸台表面。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
在本具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器中，与现有采用干涉滤光片及设置滤波气室两种技术相比，本实用新型考虑到测量过程中气体由于光源的不稳定及温度等外部因素带来的测量误差，通过参比灵敏元及补偿灵敏元分别对光源及温度带来的误差进行补偿；同时，通过用一定浓度的CO2<\/sub>环境置换传统探测器内部的N2<\/sub>环境，从探测器内部消除CO2<\/sub>浓度对CO检测造成的干扰，使其自身具有消除CO2<\/sub>气体干扰测量结果的结构，达到简化检测CO浓度的步骤及探测器的生产工艺的效果，同时极大程度提高检测精度，经试验测得充入CO2<\/sub>气体的探测器比传统探测器在抗干扰方面性能提高了8%左右。
附图说明
图1为具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器结构示意图。
图2为具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器俯视图。
图3为图2后视图。
图4为图2中A-A方向剖视图。
图5为图2中B-B方向剖视图。
其中：1、窗口 2、罩体 3、滤光片 4、电子元件 5、补偿灵敏元 6、参比灵敏元7、测量灵敏元 8、支撑柱 9、电路板 10、底座 11、引脚。
具体实施方式
图1~5是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~5对本实用新型做进一步说明。
如图1~3所示，一种具有气体相关抗干扰功能的CO浓度探测器（以下简称探测器），包括底座10以及罩设在底座10上表面的罩体2，底座10与罩体2的截面均为圆形，在底座10的上表面形成圆形凸台，圆形凸台的外径与罩体2的内径相符，从而使得罩体2的底部套设在圆形凸台的外圈。在罩体2的顶面还对称开设有两个窗口1，还设置有与窗口1分别对应的两片滤光片3，且两片滤光片3滤光的波长范围不同，滤光片3密封固定在罩体2的内表面，对相应的窗口1进行遮挡。
罩体2罩设在底座10的上表面之后罩体2与底座10的结合处密封，在罩体2与底座10之间形成密闭空间，罩体2与底座10的密封过程在CO2<\/sub>的环境中完成，因此在罩体2与底座10密闭之后，在罩体2与底座10之间的密闭空间内充有相应浓度的CO2<\/sub>气体。
在底座10的圆形凸台表面固定有电路板9，在底座10的底部引出若干引脚11，引脚11向上穿过底座10之后与电路板9上的电路相连，通过引脚11将信号引出。在电路板9的表面对称设置有两条支撑柱8，参比灵敏元6和测量灵敏元7分别固定在两个支撑柱8的顶部，且测量支撑柱8的顶部位于参比灵敏元6以及测量灵敏元7的中心处。参比灵敏元6以及测量灵敏元7位于上述与窗口1的正下方，且参比灵敏元6和测量灵敏元7分别通过导线（图中未画出）接入电路板9上的电路。参比灵敏元6和测量灵敏元7分别用于通过两片滤光片3探测到相应波长的光强，并生成相应的测量信号。
在两个支撑柱8之间设置有补偿灵敏元5，补偿灵敏元5位于圆形凸台的圆心处，在补偿灵敏元5的两侧还分别对称设置有一个电子元件4，两个电子元件4所在直径大于测量灵敏元7以及参比灵敏元6所在直径，且参比灵敏元6与测量灵敏元7的连线与两个电子元件4的连线垂直。补偿灵敏元5通过导线（图中未画出）接入电路板9上的电路，电子元件4直接焊接在电路板9上并接入电路板9上的电路，补偿灵敏元5在测量过程中起到温度补偿的作用。
具体工作过程及原理如下：
由于在罩体2和底座10之间的密闭空间内填充有CO2<\/sub>气体，光线经过滤光片3后得到不用波长的光线，光线进入罩体2内部之后被CO2<\/sub>气体充分吸收对应波段范围的红外光，使测量过程中CO2<\/sub>与其可吸收的红外光始终保持在一个动态平衡的状态下，使得本探测器本身具有对CO2<\/sub>浓度补偿的效果，从而导致光敏元只能检测到CO所吸收的红外光强，并分别被参比灵敏元6以及测量灵敏元7测量，排除因CO2<\/sub>与CO就有重合吸收峰的干扰。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，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。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型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，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920309521.3
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:37(山东)
授权编号:CN209656556U
授权时间:20191119
主分类号:G01N 21/3504
专利分类号:G01N21/3504
范畴分类:31E;
申请人:淄博新颖传感器有限公司
第一申请人:淄博新颖传感器有限公司
申请人地址:255200 山东省淄博市博山区夏家庄镇中心路良庄段路南（博矾路82号）
发明人:郭丽;马建卫;焦淑凤;徐群;郭凯旋
第一发明人:郭丽
当前权利人:淄博新颖传感器有限公司
代理人:孙爱华
代理机构:37223
代理机构编号:淄博佳和专利代理事务所(普通合伙) 37223
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计