(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221252449.3 (22)申请日 2022.05.20 (73)专利权人 四方光电股份有限公司 地址 430205 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区凤凰产业园凤 凰园三路3号 (72)发明人 熊友辉　易良顺　吴朝辉　刘申　 胡磊　王子懿　李雪健　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 郝明琴 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/39(2006.01) (54)实用新型名称 一种激光甲烷气体传感器 (57)摘要 本实用新型公开了一种激光甲烷气体传感 器， 包括： 壳体、 依次设置于壳体内的电路板、 激 光发射器、 激光接收器、 光路座和反光座， 激光发 射器和激光接收器间隔设立于电路板上， 光路座 包括底座和设置在底座上的柱体， 底 座设有两个 安装孔以容置激光发射器和激光接收器， 激光发 射器与反光座以及激光接收器构成 “V”型光路。 本实用新型通过仅采用一个带倾角的非镜面反 光座， 与激光发射器及激光接收器形成 “V”型光 路， 保证了甲烷气体检测精度， 避免了复杂的平 面反射镜装配工艺， 成本更低； 此外， 在高湿环境 下， 由于反光座的反射面呈一定角度的斜面， 使 得测试环境中的水汽难以在其表面凝结水珠附 着， 降低了传感器在检测过程中的水分干扰影 响。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 217931345 U 2022.11.29 CN 217931345 U 1.一种激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 包括： 壳体、 依次设置于所述壳体内的 电路 板、 激光发射器、 激光接 收器、 光路座和反光座， 所述激光发射器和所述激光接收器间隔设 立于所述电路板上， 所述光路座包括底座和设置在所述底座上的柱体， 所述底座设有两个 安装孔以容置所述激光发射器和所述激光接收器， 所述激光 发射器与所述反光座以及所述 激光接收器构成 “V”型光路。 2.如权利要求1所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述反光座包含固定部和设 置在所述固定部上的倾斜部， 所述倾斜部的反射面相对于所述固定部呈一定角度设置用来 反射所述激光发射器的发射 光。 3.如权利要求2所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述反光座为不锈钢或铝合 金材料中的至少一种， 所述 倾斜部的反射 面为抛光面。 4.如权利要求1所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述 “V”型光路光程满足L＝ A/tanα， 其中L为所述 “V”型光路的光程， α 为所述反光座倾斜部的倾角， A 为所述激光发射器 和所述激光接收器之间的距离 。 5.如权利要求4所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述激光发射器和所述激光 接收器之间的距离A为10～ 20cm。 6.如权利要求4所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述反光座倾斜部的倾角α 为10～45度。 7.如权利要求1所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述光路座的柱体与所述反 光座可为螺 丝连接或一体成型。 8.如权利要求1所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述壳体包括后罩板、 腔体 罩和前端盖， 所述腔体罩的两端分别与所述后罩板和所述前端盖 螺接。 9.如权利要求8所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述腔体罩的侧壁上设有至 少一个透气孔， 所述透气孔上覆盖有第一滤网。 10.如权利要求8所述的激光甲烷气体传感器， 其特征在于， 所述腔体罩与所述前端盖 之间依次设有第二滤网和防水透气膜。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217931345 U 2一种激光甲烷气体传感器 技术领域 [0001]本实用新型涉及气体传感器技术领域。 更具体地说， 本实用新型涉及一种激光甲 烷气体传感器。 背景技术 [0002]甲烷是可燃气的主要成分， 在煤矿、 油气开采、 天然气输送、 冶金、 能源化工等领域 都有可能产生甲烷的泄露， 有很大 的安全隐患， 因此对这些场景中甲烷的监测预警很有必 要。 现市场上使用的的甲烷传感器分为催化型、 半导型和红外型， 催化型传感器灵敏度高、 响应时间快、 受湿度和温度影响小、 方便使用， 但其量程小， 易受高浓度甲烷及硫化物影响 产生中毒现象， 且存在零点漂移和灵敏度漂移等， 使得其需要频繁校准； 半导型体积小、 不 易中毒、 寿命长， 但选择性差， 尤其是受水蒸气影响严重， 准确度较差、 较高浓度下几乎饱 和； 红外型传感器准确度高、 选择性好、 不易受有害气体影响而中毒老化、 响应速度快及稳 定性好， 但红外甲烷传感器存在着需要定期校准， 易受其 他气体交叉干扰等 缺点。 [0003]可调谐半导体激光吸收光谱技术为利用半导体激光器的波长调谐特性和待测气 体对激光的选择性吸收进 行气体浓度检测的一种技术， 原理为可调谐半导体激光器在驱动 电流的调制下， 发射出特定波长的激光， 随着注入周期性电流的调制， 波长产生周期性变 化， 通过波长扫描使激光器输出中心波长为待测气体的吸收谱线， 利用经过气体 吸收得到 的光谱强度信号等信息反演出待测气体的浓度。 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的激 光甲烷传感器具有实时测量、 准确度高、 选择性好、 无需经常标定等优点， 非常适合用于燃 气检测报警。 [0004]目前， 在采用激光技术进行气体检测时， 为了保证测量精度， 通常通过设置多个平 面镜或者凹面镜组合形成反射结构来进行光路设计， 如CN107991238A公开的一种激光甲烷 传感器， 通过在内腔气室设置了多组反光镜构成 “M”型检测光路， 然而在实际制造过程中， 多组反光镜需要经过金属镀膜和多次粘接， 使得工艺流程复杂且成本高。 此外， 传感器在使 用过程中， 由于环境温差容易造成反射镜面出现冷凝水聚集， 导致光在多次折返过程中路 径发生偏移， 实际光 程发生变化， 影响测量精度。 [0005]本申请的目的是针对现有技术的不足， 提出了一种测量精度 高， 工艺简单且成本 低的激光甲烷气体传感器。 实用新型内容 [0006]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题， 并提供至少后面将说明的优点。 [0007]为了实现根据 本实用新型的这些目的和其它优点， 提供了一种激光甲烷气体传感 器， 包括： 壳体、 依次设置于所述壳体内的电路板、 激光发射器、 激光接收器、 光路座和反光 座， 所述激光发射器和所述激光接 收器间隔设立于所述电路板上， 所述光路座包括底座和 设置在所述底座上的柱体， 所述底座设有两个安装孔以容置所述激光发射器和所述激光接 收器， 所述激光发射器与所述反光 座以及所述激光接收器构成 “V”型光路。说　明　书 1/4 页 3 CN 217931345 U 3