一種ndir紅外co2傳感器模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及利用微粒輻射束、或無線電波以外的電磁波的傳輸系統(tǒng)【技術領域】，具體是一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其上蓋與底座為卡接結構，底座固定連結在模擬電路板上，上蓋及底座頂部均設有透氣裝置；光源設在上蓋一端，探測器焊接在模擬電路板上；上蓋外殼采用對流式擴散結構。本實用新型中的模組采用對流式設計，響應時間快。其次上蓋和底座采用卡和連接，保證安裝方便，結實可靠，且外套管的外觀也美觀實用，采用外弧形側面結合斜面，使得光源更多的光線進入探測器，從而可以提高靈敏度和降低功耗。另外，本實用新型的信號輸出多種多樣，便于用戶選擇。提供客戶多種校準命令以及手動校準功能，便于客戶自己設置校準。
【專利說明】—種ND IR紅外CO2傳感器模組
[【技術領域】]
[0001]本實用新型涉及利用微粒輻射束、或無線電波以外的電磁波的傳輸系統(tǒng)【技術領域】，具體是一種NDIR紅外CO2傳感器模組。
[【背景技術】]
[0002]眾所周知，現有NDIR紅外CO2傳感器模組，大多為美國GE公司型號為的T6615產品，以及國內幾家類似T6615腔體結構的設計。這種類型的設計都是單面擴散透氣結構，響應慢。美國GE的T6615光學腔體內壁反射主要是依靠45度平面，上下蓋設置有斜面匯聚光線。國內的同類產品除了具備這個結構特點，在光源光線準直和45度平面方面做了改進，比如光源光線準直采用拋物柱面，用以改變光線的45度斜面修改為略有收縮的圓柱面，可以更好匯聚進入探測器光線，提高光線利用率。但是這些設計，有一個共同的不足在于對于光源兩側的發(fā)出光線沒有有效利用，造成了能源的浪費及工作效率的降低。
[實用新型內容]
[0003]本實用新型的目的就是為了解決現有技術中光線利用率低等不足和缺陷，提供一種結構新穎、安全可靠，提高氣體擴散速度并提高光線利用率、降低功耗的NDIR紅外CO2傳感器模組，包括光學腔體、光源、探測器、模擬電路板，所述的光學腔體包括上蓋、底座，上蓋與底座為卡接結構，底座固定連結在模擬電路板上，上蓋及底座頂部均設有透氣裝置；所述的光源設在上蓋一端，探測器焊接在模擬電路板上；所述的上蓋外殼采用對流式擴散結構。
[0004]對流式擴散結構為:上蓋兩側的側壁為外弧形結構，上蓋靠近光源一端具有一半圓柱型的聚光口，該聚光口的口徑小于上蓋主體兩側邊間的直徑，使得光源上下散射光線得到收縮匯聚，上蓋另一端具有一改變光向的向下斜面，可以起到對于光源向上散射的光線具有匯聚的作用。
[0005]所述的斜面斜率為45°，起到改變光線方向的作用。
[0006]所述光源的發(fā)光體以及探測器的敏感面分別位于側壁面外弧形的焦點位置。
[0007]透氣裝置為在上蓋和底座頂部均設有透氣孔或透氣槽，并在上蓋和底座外層包裹有防水透氣膜。氣體通過透氣膜自由擴散進入腔體，吸收特定波長的紅外線，對應波長的通道的電壓發(fā)生變化，變化量越大，表示氣體濃度越高，從而達到測量濃度的目的。
[0008]透氣孔或透氣槽沿上蓋和底座的結構邊沿設置。
[0009]光源相對于模擬電路板水平安裝，探測器相對于模擬電路板垂直安裝，光源的軸線和模擬探測器的軸線在一個平面，兩者的相對位置為垂直關系。
[0010]上蓋一端設有用于安裝光源的光源安裝孔，所述的底座上設有用于安裝探測器的探測器安裝孔，探測器管腳焊接在電路板上。
[0011]光源焊接在小燈板上，所述的小燈板連接在上蓋上。
[0012]底座底部側壁設計有方波花紋，起到支撐和透氣兩個功能。
[0013]紅外光源的管腳焊接在小燈板，緊密安裝在反光鏡內，反光鏡緊配合安裝在內光管的頂端。
[0014]本實用新型同現有技術相比，其優(yōu)點在于本實用新型中的模組采用對流式設計，響應時間快。其次本實用新型的上蓋和底座采用卡和連接，保證安裝方便，結實可靠，且外套管的外觀也美觀實用，采用外弧形側面結合斜面，使得光源更多的光線進入探測器，從而可以提高靈敏度和降低功耗。另外，本實用新型的信號輸出多種多樣，便于用戶選擇。提供客戶多種校準命令以及手動校準功能，便于客戶自己設置校準。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0015]圖1是本實用新型實施例的主要結構剖視圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例的主要結構分解示意圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例的傳感器模組外形圖；
[0018]圖4是本實用新型圖3的側視圖；
[0019]如圖所示，圖中:1.上蓋2.底座3.探測器4.光源5.小燈板6.模擬電路板7.緊定螺絲8.螺釘9.防水透氣膜10.斜面11.側壁12.聚光口 ；
[0020]指定圖1為本實用新型的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022]如圖1和圖2所示，本實用新型提供一種紅外C02模組，它由光學腔體、光源、探測器以及電路板組成。光學腔體上蓋設置有光源安裝孔，光源焊接在小燈板上，小燈板通過緊定螺釘固定在光學腔體上蓋；光學腔體底座內設置探測器安裝孔，探測器焊接在電路板上；光學腔體上蓋和光學腔體底座為卡槽設計，緊扣成為一體，通過緊定螺釘連接在一起的電路板。光學腔體上蓋和光學腔體底座設置有透氣孔或透氣槽，外層包裹有防水透氣膜。
[0023]電路板上設置有光源驅動電路，控制紅外光源發(fā)出脈沖紅外光，經過光學腔體匯聚，使得光線進入探測器敏感面，探測器敏感面接收到紅外光線后，產生微弱電信號，經過電路板上模擬放大電路，濾波、放大然后進入電路板上的CPU的AD輸入口，AD轉換后變成數字信號，CPU對信號一系列處理，查表運算，最后計算氣體濃度值。氣體通過透氣膜自由擴散進入腔體，吸收特定波長的紅外線，對應波長的測量通道的電壓發(fā)生變化，那么對應數字變化量越大，表示氣體濃度越高，從而達到測量濃度的目的。參考通道信號僅僅與光源衰減和腔體內壁的污染有關，與氣體濃度變化無關。二者參比就可以排除干擾，得到一個只對濃度信息變化的數值。
[0024]傳感器制作完畢后，需要高低溫循環(huán)，然后進行溫度、濃度二維標定試驗，得到二維標定數據表格，CPU處理后的特征數據，需要通過查表計算，最后得到氣體濃度數值。
[0025]本實用新型屬于一種紅外氣體傳感器模組，該模組采用專利設計的光學腔體、進口的光源和雙通道探測器，實現了空間上雙光路參比補償。該模組具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，壽命長。
[0026]該模組具有UART、IIC數字輸出、模擬電壓輸出以及PWM頻率輸出方式，方便客戶選擇應用；該模組提供給客戶零點校準、靈敏度校準和清潔空氣校準命令，并且提供客戶一個手動校準的MCDL管腳，方便客戶在使用室外自由流動清潔空氣對傳感器模組進行相對零點校準。該模組采用對流式擴散透氣方式，擴散速度快。
[0027]該模組可廣泛應用于暖通制冷換新風控制、室內空氣質量監(jiān)測、農業(yè)及畜牧業(yè)生產過程監(jiān)控，可安裝于智能樓宇、通風系統(tǒng)、控制器、壁掛使用、機器人、汽車等應用場合，也可應用于其他狹小空間空氣質量監(jiān)測。
【權利要求】
1.一種NDIR紅外CO2傳感器模組，包括光學腔體、光源、探測器、模擬電路板，所述的光學腔體包括上蓋、底座，其特征在于所述的上蓋(I)與底座(2)為卡接結構，底座固定連結在模擬電路板(6)上，上蓋及底座頂部均設有透氣裝置；所述的光源設在上蓋一端，探測器(3)焊接在模擬電路板上；所述的上蓋外殼采用對流式擴散結構。
2.如權利要求1所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的對流式擴散結構為:上蓋兩側的側壁為外弧形結構，上蓋靠近光源一端具有一半圓柱型的聚光口(12)，該聚光口的口徑小于上蓋主體兩側邊間的直徑，上蓋另一端具有一改變光向的向下斜面(10)。
3.如權利要求2所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述光源的發(fā)光體以及探測器(3)的敏感面分別位于側壁面外弧形的焦點位置。
4.如權利要求2所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的斜面斜率為45。。
5.如權利要求1所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的透氣裝置為在上蓋和底座頂部均設有透氣孔或透氣槽，并在上蓋和底座外層包裹有防水透氣膜(9)。
6.如權利要求5所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的透氣孔或透氣槽沿上蓋和底座的結構邊沿設置。
7.如權利要求1所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的光源(4)相對于模擬電路板(6)水平安裝，探測器(3)相對于模擬電路板(6)垂直安裝，光源(4)的軸線和模擬探測器(3)的軸線在一個平面，兩者的相對位置為垂直關系。
8.如權利要求1所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的上蓋一端設有用于安裝光源的光源安裝孔，所述的底座上設有用于安裝探測器的探測器安裝孔。
9.如權利要求1所述的一種NDIR紅外CO2傳感器模組，其特征在于所述的光源焊接在小燈板上，所述的小燈板連接在上蓋上。
【文檔編號】G01N21/3504GK204086116SQ201420579666
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】張永懷, 宋春婷, 李華榮, 張晨飛, 張佳楊, 楊幫華 申請人:上海申渭電子科技有限公司