CN217931377U - 一种非分光红外型气体检测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种非分光红外型气体检测模块，包括：塑料壳体，具有一内腔气室；塑料上盖，适于密封盖设在所述塑料壳体上，且位于所述内腔气室的一侧；PCB板，适于密封盖设在所述塑料壳体的下表面；红外探测器，设在所述塑料壳体的内腔气室的一侧；红外光源，设在所述塑料壳体的内腔气室的另一侧。与现有技术相比，本实用新型提供的非分光红外型气体检测模块的上盖和壳体均采用塑料注塑成型，相比金属和塑料表面镀金属的气室来说，成品低廉，气室内壁不易被氧化或腐蚀，对信号影响较小，有一定的抗高湿干扰能力；红外光源与红外探测器之间直接正对，使红外光源发射的大部分红外光线直接射入或只经过1‑2次反射，利用率较高。

Description

一种非分光红外型气体检测模块

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，更具体地说，涉及一种非分光红外型气体检测模块。

背景技术

红外气体传感器分为分光型红外气体传感器与非分光型红外气体传感器，其中非分光型红外气体传感器在红外探测器前端加载窄带滤光片，对已经经过气体吸收的红外光进行滤光处理，继而检测其红外光能，非分光型红外气体传感器集成度高、体积小且稳定性好，适用于进行多气体传感器设计。

目前，非分光红外(NDIR)技术气体检测模块的气室通常使用金属(例如金、银、铜、铝)或镀金属来反射红外光线，增加模块的信噪比，以提高产品的稳定性，但是金属或镀金属的气室成本较高(相对比塑料件)，而且容易氧化或腐蚀，使模块信号减小，甚至损坏模块。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种非分光红外型气体检测模块，以解决现有非分光红外技术气体检测模块气室成本较高、易氧化腐蚀的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种非分光红外型气体检测模块，包括：

塑料壳体，具有一内腔气室；

塑料上盖，盖设在所述塑料壳体上，且位于所述内腔气室的一侧；

PCB板，适于密封盖设在所述塑料壳体的下表面；

红外探测器，设在所述塑料壳体的内腔气室的一侧；

红外光源，设在所述塑料壳体的内腔气室的另一侧。

优选的，所述内腔气室的横截面形状设置为椭圆形。

优选的，所述塑料上盖的内侧设有气室盖，所述气室盖位于所述内腔气室的正上方。

优选的，所述气室盖的内表面呈凹面形状，以适于反射所述红外光源发射的红外光线。

优选的，所述红外探测器和所述红外光源分别位于所述内腔气室和所述气室盖的椭圆左右焦点上。

优选的，所述气室盖的内表面为椭球面，且所述椭球面的左右焦点的位置分别与所述红外探测器和所述红外光源的位置重合。

优选的，还包括防水透气膜，所述塑料上盖的上表面设有浅槽，所述防水透气膜适于安装在所述浅槽内。

优选的，所述塑料壳体和所述塑料上盖由聚碳酸酯材料一次注塑成型。

优选的，所述气室盖的内表面均匀开设有透气孔，所述透气孔适于所述内腔气室的外部气体进入。

优选的，所述内腔气室的底部一侧开设有限位孔，所述红外光源适于固定安装在所述限位孔内，所述内腔气室的另一侧侧面还设有固定槽，所述红外探测器适于固定安装在所述固定槽上。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

1、本实用新型中气体检测模块的上盖和壳体均采用塑料注塑成型，成品低廉，相比金属和塑料表面镀金属的气室来说，塑料气室的内壁不易被氧化或腐蚀，对信号影响也较小；在高湿环境下，塑料气室表面也不易产生冷凝，相对金属和塑料表面镀金属的气室来说，有一定的抗高湿干扰能力。

2、红外光源与红外探测器之间直接正对，并且通过将内腔气室的横截面形状设置为椭圆形，气室盖的内表面设置为椭球面，上述椭圆和椭球共焦点，红外光源和红外探测器位于上述椭圆和椭球的焦点上，从而使进入红外探测器的大部分红外光线由红外光源直接射入或只经过1次到2次反射，利用率较高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中非分光红外型气体检测模块的组装结构示意图；

图2为本实用新型实施例中非分光红外型气体检测模块的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例中非分光红外型气体检测模块的主视结构示意图；

图4为本实用新型实施例中非分光红外型气体检测模块的剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例中非分光红外型气体检测模块的分解结构示意图；

图6为本实用新型实施中上盖的结构示意图；

图7为本实用新型实施中上盖的一方向结构示意图；

图8为本实用新型实施中上盖的另一方向结构示意图；

图9为本实用新型实施中壳体的结构示意图；

图10为本实用新型实施中非分光红外型气体检测模块的内部主视结构示意图。

附图标记说明：

1-防水透气膜；2-上盖；201-浅槽；202-凹槽；203-气室盖；204-透气孔；3-壳体；301-气室；302-固定槽；303-限位孔；4-红外探测器；5-红外光源；6-PCB板；7-螺钉。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-10所示，本实用新型的实施例提供一种非分光红外型气体检测模块，所述非分光红外型气体检测模块包括塑料壳体3、塑料上盖2、PCB板6、红外探测器4和红外光源5，其中：

塑料壳体3靠近塑料上盖2的一侧表面具有一内腔气室301，用于反射红外光线；塑料上盖2盖设在塑料壳体3上，且位于内腔气室301的一侧，上盖和壳体都是采用塑料注塑成型，无镀层，不仅重量减轻，而且成本较低。

PCB电路板6适于密封盖设在塑料壳体3的下表面，PCB电路板6的两侧均匀设有螺孔，通过螺钉7可将气体检测模块固定在所需要的部件上，另PCB电路板6的表面用于固定安装零器件，还可对塑料壳体3的下表面形成密封。

红外光源5设在塑料壳体3的内腔气室301的一侧，红外探测器4作为红外光接收部件，设在塑料壳体3的内腔气室301的另一侧，由红外光源5中发射的红外光进入到红外探测器4内。红外光源5与红外探测器4之间直接正对，使进入红外探测器4的大部分红外光线由红外光源5直接射入或只经过1次到2次反射，利用率较高。

具体地，请参阅图9所示，在本实用新型的实施例当中，内腔气室301的横截面形状设置为椭圆形。

具体地，请参阅图8所示，在本实用新型的实施例当中，塑料上盖2的内侧设有气室盖203，气室盖203位于内腔气室301的正上方。

具体地，红外探测器4和红外光源5分别位于内腔气室的椭圆左右焦点上。

由此，气室盖203表面光滑，无镀层，用于反射红外光线。

具体地，请参阅图8所示，在本实用新型的实施例当中，气室盖203的内表面与内腔气室301的形状相适配，且呈凹面形状，以适于反射红外光源5发射的红外光线。

具体地，请参阅图9所示，在本实用新型的实施例当中，气室盖203的内表面为椭球面，且红外探测器4和红外光源5的位置与椭球的左右焦点重合。

即红外探测器4和红外光源5分别位于内腔气室301椭球表面和气室盖203的椭圆左右焦点上，根据椭球面上的点到两个焦点的位置相同的性质，可以保证，由红外光源5发射出的光，直接入射至红外探测器4，或者经过椭球表面的一次反射，入射至红外探测器4，提高光信号的利用率。

具体地，请参阅图4、5所示，在本实用新型的实施例当中，非分光红外型气体检测模块还包括防水透气膜1，塑料上盖2的上表面设有浅槽201，防水透气膜1适于安装在浅槽201内。

由此，防水透气膜1的使用，使得红外光学传感器的光学、电学等重要元器件或模块比避免出现水汽凝结现象，影响了气体检测的可靠性，提高传感器使用寿命。

另外需要注意的是，防水透气膜1的选用要合适得当，高防水的透气膜会严重阻碍气体的扩散，延长了红外光学传感器的响应时间，同时也不利于散热；而低防水的透气膜，又无法彻底解决凝露问题。

具体地，在本实用新型的实施例当中，塑料壳体3和塑料上盖2由聚碳酸酯材料一次注塑成型。

由此，塑料壳体3和塑料上盖2都是注塑成型，无镀层，材料为聚碳酸酯(PC)，不仅重量轻，而且成品低廉；相比金属和塑料表面镀金属的气室，塑料气室内壁不易被氧化或腐蚀，对信号影响较小。

具体地，请参阅图8所示，在本实用新型的实施例当中，气室盖203的内表面均匀开设有透气孔204，透气孔204适于内腔气室301的外部气体进入。

由此，开设多个透气孔204可提高气体扩散的效率，缩短传感器的响应时间。

具体地，请参阅图7所示，在本实用新型的实施例当中，塑料上盖2上位于浅槽201与气室盖203之间还开设有凹槽202。由此，凹槽202用于方便气体交换。

具体地，请参阅图9所示，在本实用新型的实施例当中，内腔气室301的底部一侧开设有限位孔303，红外光源5适于固定安装在限位孔303内，内腔气室301的另一侧侧面还设有固定槽302，红外探测器4适于固定安装在固定槽302上。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种非分光红外型气体检测模块，其特征在于，包括：

塑料壳体(3)，具有一内腔气室(301)；

塑料上盖(2)，盖设在所述塑料壳体(3)上，且位于所述内腔气室(301)的一侧；

PCB板(6)，适于密封盖设在所述塑料壳体(3)的下表面；

红外探测器(4)，设在所述塑料壳体(3)的内腔气室(301)的一侧；

红外光源(5)，设在所述塑料壳体(3)的内腔气室(301)的另一侧。

2.根据权利要求1所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述内腔气室(301)的横截面形状设置为椭圆形。

3.根据权利要求2所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述塑料上盖(2)的内侧设有气室盖(203)，所述气室盖(203)位于所述内腔气室(301)的正上方。

4.根据权利要求3所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述气室盖(203)的内表面呈凹面形状，以适于反射所述红外光源(5)发射的红外光线。

5.根据权利要求3所述非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述红外探测器(4)和所述红外光源(5)分别位于所述内腔气室(301)的椭圆左右焦点上。

6.根据权利要求4所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述气室盖(203)的内表面为椭球面，且所述椭球面的左右焦点的位置分别与所述红外探测器(4)和所述红外光源(5)的位置重合。

7.根据权利要求3所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，还包括防水透气膜(1)，所述塑料上盖(2)的上表面设有浅槽(201)，所述防水透气膜(1)适于安装在所述浅槽(201)内。

8.根据权利要求1所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述塑料壳体(3)和所述塑料上盖(2)由聚碳酸酯材料一次注塑成型。

9.根据权利要求3所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述气室盖(203)的内表面均匀开设有透气孔(204)，所述透气孔(204)适于所述内腔气室(301)的外部气体进入。

10.根据权利要求3所述的非分光红外型气体检测模块，其特征在于，所述内腔气室(301)的底部一侧开设有限位孔(303)，所述红外光源(5)适于固定安装在所述限位孔(303)内，所述内腔气室(301)的另一侧侧面还设有固定槽(302)，所述红外探测器(4)适于固定安装在所述固定槽(302)上。

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