| 主权项 |
一种微型中红外气体浓度监测方法，其特征在于：该方法使用的微型中红外气体浓度监测装置由防水透气膜(1)，外壳(2)，过滤网(3)，气室壁Ⅰ(4)，气室壁Ⅱ(5)，气室壁Ⅲ(6)，内衬(7)，电路板Ⅰ(8)，电路板Ⅱ(9)，6个电路引脚(10)，中红外光源(11)，双通道红外探测器(12)组成一个整体，其构造是：防水透气膜(1)紧贴在外壳(2)上，过滤网(3)，气室壁Ⅰ(4)，气室壁Ⅱ(5)，气室壁Ⅲ(6)，内衬(7)，电路板Ⅰ(8)，电路板Ⅱ(9)，依次装入外壳之内并粘接牢固，中红外光源(11)和双通道红外探测器(12)焊接在电路板Ⅰ(8)上，并通过内衬(7)隔离和通过气室壁Ⅲ(6)上的孔发出或接收红外光，6个电路引脚(10)焊接在电路板Ⅱ(9)上，并伸出以便于装置与外部的电连接，电路板Ⅰ(8)和电路板Ⅱ(9)之间的空隙灌注密封胶形成密封层(14)，底部用盖板(15)封住；双通道红外探测器(12)前面设置有参比滤光片(16)和测量滤光片(17)，分别通过气室壁Ⅲ(6)上的参比透光孔(19)、测量透光孔(20)接收红外光强信号，所述的参比滤光片(16)和测量滤光片(17)均为窄带干涉滤光片，可通过选择不同波长的滤光片对不同的气体进行测量；气室壁Ⅰ(4)、气室壁Ⅱ(5)和气室壁Ⅲ(6)形成一个无焦点多次反射气室(22)，气室壁Ⅰ(4)形成气室的顶面，其上有进气孔(21)允许气体进入气室，气室壁Ⅱ(5)形成气室的侧壁并提供气室空间，气室壁Ⅲ(6)形成气室的底面和提供红外光进入和射出气室的孔，气室内壁面全部镀金反射膜以增加反射率，中红外光源(11)通过气室壁Ⅲ(6)上的光源孔(18)伸入无焦点多次反射气室(22)内，双通道红外探测器(12)的参比滤光片(16)和测量滤光片(17)的前面分别有参比透光孔(19)和测量透光孔(20)形成参比通道和测量通道；电路板Ⅰ(8)和电路板Ⅱ(9)上包括信号放大滤波、A/D转换、数据处理、光源驱动功能电路，电路板Ⅰ(8)还包含一个温度探测器，两块电路板之间通过电子连接件(13)相互联系，电路板Ⅱ(9)上配备6个电路引脚，分别为Vd、GND、TX、RX、OC1、OC2，Vd、GND是提供电源接入的引脚，TX、RX为发送和接收数字信号的引脚，能够对外输出被测气体浓度的数值和写入温度补偿和零点修正参数，OC1、OC2为开路集电极输出的引脚，分别提供气体浓度的预报警和报警信号，预报警值和报警值可以在连接TX、RX引脚后根据实际使用需求写入；所述的测量滤光片(17)和参比滤光片(16)均为窄带干涉滤光片，针对CH4选择的测量滤光片(17)的中心波长为3.4μm±70nm，半带宽为180nm±20nm，参比滤光片(16)的中心波长为3.93μm±20nm，半带宽为75nm±10nm；针对CO2选择的测量滤光片(17)的中心波长为4.26μm±50nm，半带宽为180nm±20nm，参比滤光片(16)的中心波长为3.93μm±20nm，半带宽为75nm±10nm；被监测的气体，经自然扩散进入所述的微型中红外气体浓度监测装置，经过防水透气膜(1)除去水分，再经过过滤网(3)过滤，进入无焦点多次反射气室(22)，无焦点多次反射气室(22)由三部分构成，气室壁Ⅰ(4)，气室壁Ⅱ(5)，气室壁Ⅲ(6)构成一个微型空间，中红外光源(11)发出红外光通过气室壁Ⅲ(6)的光源孔(18)进入气室，在无焦点多次反射气室(22)的镀金反射膜的内表面上经过多次反射后，被被测气体吸收后到达双通道红外探测器(12)上，双通道红外探测器(12)的参比滤光片(16)和测量滤光片(17)分别选择对应波长的光，输出与光强有关的电压信号，电路板Ⅰ(8)和电路板Ⅱ(9)上的信号处理电路通过分析电压信号的强弱变化，得到一个反映气体浓度的吸收变量D，就可以得到气体浓度信息并对外输出数字信号；为了避免温度所带来的测量误差，建立温度补偿模型，对电压信号随温度的变化关系进行补偿，以消除这种误差，所建立的温度补偿模型通过采集不同温度下，参比电压和测量电压随温度的变化情况，得到吸收变量D随温度变化的关系，采用多项式拟合得到温度补偿模型，根据所建立的温度补偿模型，结合温度探测器测得的实时温度修正吸收变量D后，通过选择几个标准浓度测量点作为标定点，建立吸收变量D与浓度的对应关系，采用查表法得到具体的气体浓度值，根据实际监测的需要，设定预报警值和报警值，在被测气体浓度超过设定值时，通过两个开路集电极输出OC1和OC2输出预报警或报警信号。 |
