氢气压力传感器的发展方向和趋势

氢气压力传感器：目前，电化学和电氢气压力传感器在市场上占有很高的份额。各种电化学氢气压力传感器工作温度范围宽、功耗低、灵敏度高，但其电极寿命有限，在工作过程当中需要向传感器提供电流或电压，因此不适用于易燃易爆场所。电氢气压力传感器具有结构简单、易于小型化、易于集成化的优点，但其工作温度高，增加了能耗，工作时容易产生电火花，因此也不适用于易燃易爆场所。

在光学氢气传感器中，通过测量其频率偏移量来检测氢气浓度的方法受环境因素的影响很大，而光纤氢气传感器具有本质安全、抗电磁干扰、体积小、耐腐蚀等优点，其传感器具有较高的灵敏度和测量精度，可以实现实时响应。它适合于根据不同的氢传感机理制作各种单点和分布式光纤传感器。因此，光纤氢气传感器将成为氢气传感器研究领域的主要内容。随着传感器制造技术的进步和信号解调技术的发展，光纤氢气压力传感器将占据更大的市场。

虽然氢气压力传感器主要用于氢能源载体，但它们也有其他可能的应用。电网工业、化工和核工业都需要这种氢气压力传感器，还可以用于改进医疗诊断。

2） 声表层波氢气压力传感器

声表层波（SAW）是一种沿弹性体表层传播的声波。随着压电基体材料深度的增加，振幅呈指数下降。使用这种原理的氢气压力传感器通常是一个表层声波振荡器。根据反馈元件的不同，这种传感器可分为延迟线性型和谐振型。目前主要采用延迟线性振荡器结构。

传感器的关键部件是挑选性氢敏感膜，该膜通常由金属钯制成。氢敏感膜吸附氢前后，声表层波的光学特性会发生变化。氢浓度可以通过测量频率的变化来检测。

该传感器测量精度高，但敏感膜易腐蚀，使用年限短，成本高。

3） 光声氢气压力传感器

光声气体传感器的基本原理是基于气体的光声效应。气体的光声效应可分为两个阶段：（1）光吸收：被测气体吸收特定波长的调制光后处于激发态；（2） 声音的产生：在吸收光能后，气体分子在无辐射的松弛过程当中将光能转化为分子的平均动能，从而使气体分子被加热，并且气体温度以与调制光相同的频率被调制，从而造成气体压力的周期性变化，从而在光声细胞中激发相应的声波。

对于红外波段未被吸收的氢，可通过间接光声光谱法测量氢浓度。

光声氢气压力传感器灵敏度高、响应快，但受光声电池和温度的影响较大，温度变化为0.5%0274℃，氢浓度变化100ppm时，声速变化相同，且方法是间接的，因此该传感器很少使用。

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