CN203786031U - 气体浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型披露一种气体浓度检测装置，其包含一电路基板、一检测单元、一光源发射器、一光源传感器。检测单元设置于电路基板上，检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中第一开口端及第二开口端通过采样室相互连通，多个通气口穿过采样室且设置于第一开口端与第二开口端之间。光源发射器设置于第一开口端，且电性连接于电路基板。光源传感器设置于第二开口端，且电性连接于电路基板。本实用新型实施例所提供的气体浓度检测装置使得气体的交换速率增加，且具有检测红外线光源是否老化的功能，以提高气体浓度检测的稳定率及提高气体检测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测装置，尤指一种气体浓度检测装置。
背景技术
现在市面上贩卖的二氧化碳检测装置或二氧化碳分析仪，几乎都是采用非分散式红外线（Non-dispersive Infrared,NDIR）吸收法来检测气体浓度。它的原理是利用气体对红外线特殊波长的吸收特性以及气体浓度与吸收量成正比的特性，来检测特定气体浓度。例如一氧化碳对4.7微米（μm）波长、二氧化碳对4.3微米（μm）波长的红外线的吸收性最强。
然而，已知的气体浓度检测装置都是利用单通道的传感器来检测气体的浓度，但当使用期限久了，采样室的光源易有老化的问题而影响气体浓度检测的稳定率。
此外，已知的气体浓度检测装置，其气体进气口的设计会使得气体采样的时间过久，其检测速度也较缓慢，因此如何提出一种防止红外线光源老化的问题，以提高气体浓度检测的稳定率及提高气体的检测效率，已成为该所属技术领域人士所欲解决的重要课题。
实用新型内容
鉴于以上的问题，本实用新型提供一种气体浓度检测装置，通过长方形通气口的设置以及长方形采样室内部设置一反射层的设计，使得光源呈像更为均匀。此外，通过双通道红外线传感器其中的第一红外线收集窗口用来检测气体浓度，第二红外线收集窗口用来检测红外线光源是否老化的问题且兼具有与第一红外线收集窗口相互校正的功能。
为了达到上述的目的，本实用新型的其中一实施例提供一种气体浓度检测装置，所述气体浓度检测装置包含一电路基板、一检测单元、一光源发射器、一光源传感器。所述检测单元设置于所述电路基板上，所述检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中所述第一开口端及所述第二开口端通过所述采样室相互连通，所述通气口穿过所述采样室且设置于所述第一开口端与所述第二开口端之间。所述光源发射器设置于所述第一开口端，且电性连接于所述电路基板，其中所述光源发射器为一红外线光源。所述光源传感器设置于所述第二开口端，且电性连接于所述电路基板，其中所述光源传感器为一双通道红外线的光源传感器，其中，所述双通道红外线的光源传感器具有一第一红外线收集窗口及一第二红外线收集窗口，所述第一红外线收集窗口的边界与所述第二红外线收集窗口的边界之间的距离为一第一距离，所述第一红外线收集窗口及所述第二红外线收集窗口的高度为第二距离，所述采样室的宽度大于所述第一距离0.1毫米至4毫米之间，所述采样室的高度大于所述第二距离0.1毫米至4毫米之间；其中，所述第一红外线收集窗口与所述第二红外线收集窗口之间的距离为一第三距离，所述通气口的宽度小于或等于所述第三距离。
本实用新型的另一实施例提供一种气体浓度检测装置，所述气体浓度检测装置包含一电路基板、一检测单元、一光源发射器、一光源传感器。所述检测单元设置于所述电路基板上，所述检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中所述第一开口端及所述第二开口端通过所述采样室相互连通，所述通气口穿过所述采样室且设置于所述第一开口端与所述第二开口端之间，所述光源发射器设置于所述第一开口端，且电性连接于所述电路基板，光源传感器设置于所述第二开口端，且电性连接于所述电路基板。
进一步地，所述通气口相互对称地垂直穿过并设置于所述采样室上。
进一步地，所述光源传感器为一双通道红外线的光源传感器，所述光源发射器为一红外线光源。
进一步地，所述采样室为长方形采样室，所述通气口为长方形通气口，所述双通道红外线传感器具有一第一红外线收集窗口及一第二红外线收集窗口，所述第一红外线收集窗口的边界与所述第二红外线收集窗口的边界之间的距离为一第一距离，所述第一红外线收集窗口及所述第二红外线收集窗口的高度为第二距离，所述采样室的宽度比所述第一距离大0.1毫米至4毫米之间，所述采样室的高度比所述第二距离大0.1毫米至4毫米之间，所述第一红外线收集窗口与所述第二红外线收集窗口之间的距离为一第三距离，所述通气口的宽度小于或等于所述第三距离。
进一步地，所述通气口设有一防水透气膜。
进一步地，采样室为长方形状且设有一反射层，所述采样室为塑胶及铝合金材质之中的其中一种。
进一步地，反射层为铝合金电镀设置或塑胶电镀设置。
进一步地，反射层具有金金属或镍金属。
本实用新型的实施例还提供一种气体浓度检测装置，所述气体浓度检测装置包括一电路基板、一检测单元、一光源发射器以及一光源传感器，所述检测单元设置于所述电路基板上，所述检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中所述采样室具有一上采样室及一下采样室，所述第一开口端及所述第二开口端通过所述采样室相互连通，所述通气口穿过所述采样室且设置于所述第一开口端与所述第二开口端之间，所述光源发射器设置于所述第一开口端，且电性连接于所述电路基板，所述光源传感器设置于所述第二开口端，且电性连接于所述电路基板。
进一步地，所述通气口相互对称地垂直穿过并设置于所述采样室上。
进一步地，光源传感器为一双通道红外线的光源传感器，所述光源发射器为一红外线光源。
进一步地，所述采样室为长方形采样室，所述通气口为长方形通气口，所述双通道红外线传感器具有一第一红外线收集窗口及一第二红外线收集窗口，所述第一红外线收集窗口的边界与所述第二红外线收集窗口的边界之间的距离为一第一距离，所述第一红外线收集窗口及所述第二红外线收集窗口的高度为第二距离，所述采样室的宽度比所述第一距离大0.1毫米至4毫米之间，所述采样室的高度比所述第二距离大0.1毫米至4毫米之间，所述第一红外线收集窗口与所述第二红外线收集窗口之间的距离为一第三距离，所述通气口的宽度小于或等于所述第三距离。
进一步地，所述通气口设有一防水透气膜。
进一步地，所述采样室为长方形状且设有一反射层，所述采样室为塑胶及铝合金材质之中的其中一种。
进一步地，所述反射层为铝合金电镀设置或塑胶电镀设置。
进一步地，所述反射层具有金金属或镍金属。
本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的气体浓度检测装置通过长方形通气口的设置、长方形采样室内部设置一反射层的的设计以及双通道红外线传感器，使得气体的交换速率增加，且具有检测红外线光源是否老化的功能，以提高气体浓度检测的稳定率及提高气体检测效率。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
附图说明
图1为本实用新型气体浓度检测装置第一实施例的其中一分解示意图。
图2为本实用新型气体浓度检测装置第一实施例的另外一分解示意图。
图3为本实用新型气体浓度检测装置第一实施例的其中一组合示意图。
图4为本实用新型气体浓度检测装置第一实施例的其中一剖面示意图。
图5为本实用新型气体浓度检测装置第一实施例的另外一剖面示意图。
图6为本实用新型气体浓度检测装置第一实施例的另外一组合示意图。
图7为本实用新型气体浓度检测装置图3的A-A的剖面示意图。
图8为本实用新型气体浓度检测装置第二实施例的其中一组合示意图。
图9为本实用新型气体浓度检测装置第二实施例的其中一分解示意图。
【符号说明】
气体浓度检测装置 G
气体浓度检测装置 G’
电路基板 1
检测单元 2
采样室 21
上采样室 211
下采样室 212
采样室宽度 L2
采样室高度 W2
第一开口端 22
第二开口端 23
通气口 24
通气口宽度 V1
防水透气膜 25
反射层 26
固定孔 27
固定元件 28
光源发射器 3
发射器连接线 31
光源传感器 4
第一红外线收集窗口 41
第二红外线收集窗口 42
传感器连接线 43
第一距离 L1
第二距离 W1
第三距离 L3
具体实施方式
〔第一实施例〕
请参阅图1至图7所示，本实用新型实施例提供一种气体浓度检测装置G，其包含一电路基板1、一检测单元2、一光源发射器3、一光源传感器4。举例来说，光源发射器3可为红外线光源的光源发射器，光源传感器4可为双通道红外线光源传感器，然而本实用新型不以此为限。
首先，请参阅图1至图5所示，检测单元2设置于电路基板1上，检测单元2具有一采样室21、一第一开口端22、一相对于第一开口端22的第二开口端23及多个通气口24。其中电路基板1上具有与多个通气口24相互对应的孔洞，第一开口端22及第二开口端23通过采样室21彼此相互连通，多个通气口24穿过采样室21且设置于第一开口端22与第二开口端23之间。光源发射器3设置于第一开口端22，且电性连接于电路基板1。光源传感器4设置于第二开口端23，且电性连接于电路基板1。
请参阅图2所示，采样室21可通过固定元件28锁固于采样室21的固定孔27，将采样室21固定于电路基板1上。电路基板1还与一显示单元、控制单元、及处理单元电性连接（图未示）。
请同时参阅图3所示，图3为本实用新型第一实施例的其中一组合示意图，光源发射器3设置于第一开口端22内，且电性连接于电路基板1。光源传感器4设置于第二开口端23内，且电性连接于电路基板1。举例来说，电路基板1为一印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB），光源发射器3的发射器连接线31以及光源传感器4的传感器连接线43通过焊接将发射器连接线31及传感器连接线43稳固地固定于电路基板1上，以防止外力而造成光源发射器3的发射器连接线31以及光源传感器4的传感器连接线43无法电性连接于电路基板1上。
请参阅图4及图5所示，举例来说，采样室21为一长方形的形状，采样室21可为塑胶及铝合金材质之中的其中一种，采样室21内部设有一反射层26，反射层26是经由铝合金电镀方式或塑胶电路方式形成于采样室21内，反射层26可以由含金金属、镍金属或者金金属及镍金属的混合物所组成。此外，长方形的采样室21就如同一矩形光学积分器，其工作原理是光源发射器3通过采样室21内的反射层26在采样室21来回反射，使得光源发射器3所产生的光源在采样室21内进行光源强度的相互叠加，使得叠加起来的光源能够均匀分布。
请参阅图4及图5所示，采样室21上设置有多个通气口24且相互对称地垂直穿过设置于采样室21上，多个通气口24为长方形的形状，主要目的是使的待测气体通过多个通气口24进入采样室21的内部时，无论光源发射器3的光源打到采样室21的上方或采样室21的下方，都不会影响气体浓度检测装置G的精度，且长方形的多个通气口24的设置位置，不会减低红外线光源的光源发射器3能量反射传递，且光源发射器3的光源能更均匀地呈现在光源传感器4上且光源不易流失。因此长方形通气口24可以于采样室21上设置更多处，使的气体扩散的时间大幅提高，进而提高测量反应速度。
此外，请同时参阅图6所示，多个通气口24上可以设置一防水透气膜25，其主要目的是藉以避免待测气体的悬浮微粒进入采样室21当中，造成采样室21污染或影响测量精度。待测气体可以是二氧化碳、一氧化碳或二氧化碳及一氧化碳的组合。
因此，以本实用新型实施例为例，双通道红外线的光源传感器设置于检测单元2的第二开口端23，用以接收设置于第一开口端22的红外线光源的光源发射器，红外线光源的光源发射器光源进入采样室21当中，并通过反射层26反复反射而持续前进。同时，外界的气体进入采样室21当中，此时采样室21内的待测气体会吸收特定波长的光线（例如一氧化碳对4.7微米（μm）波长、二氧化碳对4.3微米（μm）波长的红外线的吸收性最强）。双通道红外线的光源传感器其中的第一红外线收集窗口41用来检测气体浓度，第二红外线收集窗口42用来检测红外线光源是否老化的问题且兼具有与第一红外线收集窗口41相互校正的功能，防止测量不准确的问题产生。
请同时参阅图7所示，图7为图3的A-A剖面示意图，采样室21内部的长度尺寸须大于双通道红外线的光源传感器的第一红外线收集窗口41以及第二红外线收集窗口42的尺寸。此外双通道红外线的光源传感器的第一红外线收集窗口41的最外侧边界与第二红外线收集窗口42的最外侧边界之间的距离为第一距离L1，第一红外线收集窗口41及第二红外线收集窗口42的高度为第二距离W1。采样室21内部的尺寸分别为采样室宽度L2及采样室高度W2。双通道红外线的光源传感器的第一红外线收集窗口41与第二红外线收集窗口42之间的距离为第三距离L3。举例来说，多个通气口24的剖面形状可为一V字形的形状，其中通气口宽度V1小于或等于双通道红外线的光源传感器的第一红外线收集窗口41与第二红外线收集窗口42之间的第三距离L3。采样室21内部的采样室宽度L2大于第一距离L1的尺寸0.1毫米至4毫米之间，采样室21内部的采样室高度W2大于第二距离W1的尺寸0.1毫米至4毫米之间。
〔第二实施例〕
首先，请参阅图8及图9所示，本实用新型第二实施例提供一种气体浓度检测装置G’，其包含一电路基板1、一检测单元2、一光源发射器3、一光源传感器4。举例来说，光源发射器3可为红外线光源的光源发射器，光源传感器4可为双通道红外线的光源传感器，然而本实用新型不以此为限。由图9与图5比较可知，本实用新型第二实施例与第一实施例最大的差别在于：第二实施例的气体浓度检测装置G’，采样室21具有上采样室211及下采样室212，可便于制造与组装。
检测单元2设置于电路基板1上，检测单元2具有一采样室21、一第一开口端22、一相对于第一开口端22的第二开口端23及多个通气口24。其中采样室21具有一上采样室211及一下采样室212，第一开口端22及第二开口端23通过采样室21彼此相互连通，多个通气口24穿过采样室21且设置于第一开口端22与第二开口端23之间。光源发射器3设置于第一开口端22，且电性连接于电路基板1。光源传感器4设置于第二开口端23，且电性连接于电路基板1。
采样室21为一长方形的形状，采样室21可为塑胶及铝合金材质之中的其中一种，采样室21内部设有一反射层26，反射层26是经由铝合金电镀方式或塑胶电路方式形成于采样室21内，反射层26可以由含金金属、镍金属或者金金属及镍金属的混合物所组成。此外，长方形的采样室21就如同一矩形光学积分器，其工作原理是光源发射器3通过采样室21内的反射层26在上采样室211及下采样室212来回反射，使得光源发射器3所产生的光源在采样室21内进行光源强度的相互叠加，使得叠加起来的光源能够均匀分布。
上采样室211及下采样室212都设置有多个通气口24且相互对称地垂直穿过设置于上采样室211及下采样室212上，多个通气口24为长方形的形状，主要目的是使的待测气体通过多个通气口24进入采样室21的内部时，无论光源发射器3的光源打到上采样室211或下采样室212，都不会影响气体浓度检测装置G’的精度，且长方形的多个通气口24的设置位置，不会减低红外线光源的光源发射器3能量反射传递，且光源发射器3的光源能更均匀地呈现在光源传感器4上且光源不易流失。因此长方形通气口24可以于上采样室211及下采样室212上设置更多处，可以使气体扩散的时间大幅提高，进而提高测量反应速度。
〔实施例的可能效果〕
综上所述，本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的气体浓度检测装置G，可通过多个通气口24设计为长方形的形状并设置于长方形的采样室21上，使得不会减低红外线光源的光源发射器光源能量反射传递，且红外线光源的光源发射器光源能更均匀地呈现在双通道红外线的光源传感器上且光源不易流失。可使气体扩散的时间大幅提高，进而提高测量反应速度。此外，通过双通道红外线的光源传感器其中的第一红外线收集窗口41检测气体浓度，第二红外线收集窗口42检测红外线光源是否老化的问题且兼具有与第一红外线收集窗口41相互校正的功能，进而提升测量精度的准确性。
以上所述仅为本实用新型的优选可行实施例，非因此局限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的权利要求保护范围内。
Claims (17)
1.一种气体浓度检测装置，其特征在于，所述气体浓度检测装置包含：
一电路基板；
一检测单元，所述检测单元设置于所述电路基板上，所述检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中所述第一开口端及所述第二开口端通过所述采样室相互连通，所述通气口穿过所述采样室且设置于所述第一开口端与所述第二开口端之间，所述采样室为长方形采样室，所述通气口为长方形通气口；
一光源发射器，所述光源发射器设置于所述第一开口端，且电性连接于所述电路基板，其中所述光源发射器为一红外线光源；以及
一光源传感器，所述光源传感器设置于所述第二开口端，且电性连接于所述电路基板，其中所述光源传感器为一双通道红外线的光源传感器；
其中，所述双通道红外线的光源传感器具有一第一红外线收集窗口及一第二红外线收集窗口，所述第一红外线收集窗口的边界与所述第二红外线收集窗口的边界之间的距离为一第一距离，所述第一红外线收集窗口及所述第二红外线收集窗口的高度为第二距离，所述采样室的宽度大于所述第一距离0.1毫米至4毫米之间，所述采样室的高度大于所述第二距离0.1毫米至4毫米之间；
其中，所述第一红外线收集窗口与所述第二红外线收集窗口之间的距离为一第三距离，所述通气口的宽度小于或等于所述第三距离。
2.一种气体浓度检测装置，其特征在于，所述气体浓度检测装置包含：
一电路基板；
一检测单元，所述检测单元设置于所述电路基板上，所述检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中所述第一开口端及所述第二开口端通过所述采样室相互连通，所述通气口穿过所述采样室且设置于所述第一开口端与所述第二开口端之间；
一光源发射器，所述光源发射器设置于所述第一开口端，且电性连接于所述电路基板；以及
一光源传感器，所述光源传感器设置于所述第二开口端，且电性连接于所述电路基板。
3.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述通气口相互对称地垂直穿过并设置于所述采样室上。
4.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述光源传感器为一双通道红外线的光源传感器，所述光源发射器为一红外线光源。
5.根据权利要求4所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述采样室为长方形采样室，所述通气口为长方形通气口，所述双通道红外线传感器具有一第一红外线收集窗口及一第二红外线收集窗口，所述第一红外线收集窗口的边界与所述第二红外线收集窗口的边界之间的距离为一第一距离，所述第一红外线收集窗口及所述第二红外线收集窗口的高度为第二距离，所述采样室的宽度比所述第一距离大0.1毫米至4毫米之间，所述采样室的高度比所述第二距离大0.1毫米至4毫米之间，所述第一红外线收集窗口与所述第二红外线收集窗口之间的距离为一第三距离，所述通气口的宽度小于或等于所述第三距离。
6.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述通气口设有一防水透气膜。
7.根据权利要求2所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述采样室为长方形状且设有一反射层，所述采样室为塑胶及铝合金材质之中的其中一种。
8.根据权利要求7所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述反射层为铝合金电镀设置或塑胶电镀设置。
9.根据权利要求7所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述反射层具有金金属或镍金属。
10.一种气体浓度检测装置，其特征在于，所述气体浓度检测装置包含：
一电路基板；
一检测单元，所述检测单元设置于所述电路基板上，所述检测单元具有一采样室、一第一开口端、一相对于所述第一开口端的第二开口端及多个通气口，其中所述采样室具有一上采样室及一下采样室，所述第一开口端及所述第二开口端通过所述采样室相互连通，所述通气口穿过所述采样室且设置于所述第一开口端与所述第二开口端之间；
一光源发射器，所述光源发射器设置于所述第一开口端，且电性连接于所述电路基板；以及
一光源传感器，所述光源传感器设置于所述第二开口端，且电性连接于所述电路基板。
11.根据权利要求10所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述通气口相互对称地垂直穿过并设置于所述采样室上。
12.根据权利要求10所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述光源传感器为一双通道红外线的光源传感器，所述光源发射器为一红外线光源。
13.根据权利要求12所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述采样室为长方形采样室，所述通气口为长方形通气口，所述双通道红外线传感器具有一第一红外线收集窗口及一第二红外线收集窗口，所述第一红外线收集窗口的边界与所述第二红外线收集窗口的边界之间的距离为一第一距离，所述第一红外线收集窗口及所述第二红外线收集窗口的高度为第二距离，所述采样室的宽度比所述第一距离大0.1毫米至4毫米之间，所述采样室的高度比所述第二距离大0.1毫米至4毫米之间，所述第一红外线收集窗口与所述第二红外线收集窗口之间的距离为一第三距离，所述通气口的宽度小于或等于所述第三距离。
14.根据权利要求10所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述通气口设有一防水透气膜。
15.根据权利要求10所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述采样室为长方形状且设有一反射层，所述采样室为塑胶及铝合金材质之中的其中一种。
16.根据权利要求15所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述反射层为铝合金电镀设置或塑胶电镀设置。
17.根据权利要求15所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述反射层具有金金属或镍金属。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104897601A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-09-09 | 昆山曼特益光电科技有限公司 | 二氧化碳侦测装置 |
| CN107356546A (zh) * | 2016-05-10 | 2017-11-17 | 热映光电股份有限公司 | 气体测量装置 |
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2014
- 2014-03-03 CN CN201420093675.0U patent/CN203786031U/zh not_active Expired - Lifetime
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