基于微流量热导传感器的氢气浓度检测系统研究

孙冬梅，刘　林，徐海滨
南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京

摘　　　要：对氢气分析仪器中的核心传感器进行研究，采用基于ＭＥＭＳ工艺的微型热导传感器，代替现有分析仪器常用热导池检测器，设计了氢气浓度检测系统机械结构；设计信号调理电路，并在传感器外部设计环境温度控制电路，以实现传感器的恒温检测。传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出，通过集成运算放大器加法、放大运算，较后把标准电压信号送入单片机的测量系统进行后续处理；开发了基于单片机的信号调理、温度控制和电源控制模块，构建氢气浓度在线检测系统；从安全、节能的角度保证传感器的使用性能，并结合工程实践进行了实验验证，结果表明了该检测系统的可行性。

关　键　词：热导传感器；检测系统；温度控制

１　引　言
氢分析仪器中，氢气浓度检测的灵敏度在于传感器的选择和信号采集处理电路的设计。传统的热导池检测器存在检测灵敏度低、检测误差大、温度漂移大、环境温度补偿困难等缺陷［１］。为了检测和分析空间场中不同位置混合气体中氢气的浓度，本文设计基于微流量热导式传感器的便携式氢气检测系统，不需要提前提取样气，直接携带到现场的取样点处连接上导气管后即可进行测试；设计了基于单片机的数据采集系统，具有体积小、功耗低、样气使用量少、响应迅速等优点，极大地提高了检测仪的性能。

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