一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法技术

本发明专利技术公开一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法，涉及氢气传感器技术领域。所述氢气传感器包括：陶瓷基底、半导体敏感层和热导敏感层；所述陶瓷基底上设有第一空位和第二空位；所述第一空位和所述第二空位相邻放置；其中，所述第一空位用于设置所述半导体敏感层；所述第二空位用于设置所述热导敏感层；所述半导体敏感层的表面和所述热导敏感层的表面覆盖有一层金属网格保护层；所述热导敏感层与所述金属网格保护层之间还设有空室。本发明专利技术能够实现宽量程，高精度，快速响应的氢气测量。测量。测量。

【技术实现步骤摘要】
一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法


[0001]本专利技术涉及氢气传感器
，特别是涉及一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法。

技术介绍

[0002]氢气传感器的发展和应用是现代科学技术发展中的一个重要领域。在市面上，常见的氢气传感器主要有以下几种类型：催化燃烧型、电化学型、半导体型、热导型和表面声波型。催化燃烧型传感器主要依赖于氢与氧气在催化剂的作用下燃烧产生热量的性质。然而，这种传感器可能会受到其它燃烧气体的干扰，而且需要一定的电源来维持催化剂的工作温度，限制了其应用的便利性。电化学型传感器通过氢气在电极上的氧化还原反应产生电流的方式来检测氢气的浓度。但是，这种类型的传感器具有使用寿命短，且在极端环境(如温度和湿度)下存在稳定性不佳的问题。半导体型传感器则是通过氢气与半导体材料反应改变其电导率来测量氢气浓度，这种传感器的问题在于环境湿度和温度的变化容易引起测量误差。热导型传感器的在低温下精度并不高，易受温度影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法，能够实现宽量程，高精度，快速响应的氢气测量。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种双模半导体热导手持式氢气传感器，包括：陶瓷基底、半导体敏感层和热导敏感层；
[0006]所述陶瓷基底上设有第一空位和第二空位；所述第一空位和所述第二空位相邻放置；其中，所述第一空位用于设置所述半导体敏感层；所述第二空位用于设置所述热导敏感层；
[0007]所述半导体敏感层的表面和所述热导敏感层的表面覆盖有一层金属网格保护层；所述热导敏感层与所述金属网格保护层之间还设有空室。
[0008]可选地，所述陶瓷基底采用陶瓷基底电路板。
[0009]可选地，所述半导体敏感层采用半导体探头。
[0010]可选地，所述热导敏感层采用热导探头。
[0011]本专利技术还提供一种双模半导体热导手持式氢气传感器测量方法，包括：
[0012]采集所述热导探头的输出数据和半导体探头的输出数据；
[0013]根据所述热导探头的输出数据、所述半导体探头的输出数据和互解交互算法，确定氢气浓度。
[0014]可选地，所述互解交互算法，具体为：
[0015]C＝a*f(T)+b*g(H)+c*f(T)*g(H)+d
[0016]其中，C表示气体浓度；T表示热导探头的输出数据；H表示半导体探头的输出数据；
f(T)和g(H)分别表示对应探头的输出数据与气体浓度之间关系的函数；a、b和c为互解交互算法的模型因子，a表示热导因子，b表示半导体因子，c表示交互因子；d表示补偿因子。
[0017]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0018]本专利技术公开了一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法，所述氢气传感器包括陶瓷基底、半导体敏感层和热导敏感层；所述陶瓷基底上设有第一空位和第二空位；所述第一空位和所述第二空位相邻放置；其中，所述第一空位用于设置所述半导体敏感层；所述第二空位用于设置所述热导敏感层；所述半导体敏感层的表面和所述热导敏感层的表面覆盖有一层金属网格保护层；所述热导敏感层与所述金属网格保护层之间还设有空室。利用上述结构的氢气传感器和双模交互的互解交互算法对氢气浓度进行检测，能够实现宽量程，高精度，快速响应的氢气测量。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术双模半导体热导手持式氢气传感器的结构示意图；
[0021]图2为本实施例中氢气传感器的简化电路图。
[0022]附图标记：
[0023]1、半导体敏感层；2、热导敏感层；3、陶瓷基底；4、金属网格保护层；5、空室。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术的目的是提供一种双模半导体热导手持式氢气传感器及其测量方法，能够实现宽量程，高精度，快速响应的氢气测量。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]如图1所示，本专利技术提供一种双模半导体热导手持式氢气传感器，包括：陶瓷基底3、半导体敏感层1和热导敏感层2。
[0028]具体地，所述陶瓷基底3上设有第一空位和第二空位；所述第一空位和所述第二空位相邻放置；其中，所述第一空位用于设置所述半导体敏感层1；所述第二空位用于设置所述热导敏感层2；所述半导体敏感层1的表面和所述热导敏感层2的表面覆盖有一层金属网格保护层4；所述热导敏感层2与所述金属网格保护层4之间还设有空室5。
[0029]在本实施例中，所述陶瓷基底3采用陶瓷基底3电路板，所述半导体敏感层1采用半导体探头，所述热导敏感层2采用热导探头。
[0030]在上述传感器结构的基础上，提供如下所述实施例。
[0031]传感器的主体是一块陶瓷基底3电路板。该电路板上有两个相邻传感器空位，用于安装半导体探头和热导探头。半导体敏感层1芯片位于电路板上的左侧空位，热导敏感层2芯片则位于电路板上右侧空位。两个探头传感器的表面覆盖有一层金属网格保护层4，这层保护层可以防止探头被机械损伤，同时也允许气体通过，以便探头能够直接与气体接触。
[0032]本专利技术还提供一种双模半导体热导手持式氢气传感器测量方法，包括：
[0033]步骤100：采集所述热导探头的输出数据和半导体探头的输出数据。
[0034]步骤200：根据所述热导探头的输出数据、所述半导体探头的输出数据和互解交互算法，确定氢气浓度。
[0035]其中，所述互解交互算法，具体为：
[0036]C＝a*f(T)+b*g(H)+c*f(T)*g(H)+d
[0037]其中，C表示气体浓度；T表示热导探头的输出数据；H表示半导体探头的输出数据；f(T)和g(H)分别表示对应探头的输出数据与气体浓度之间关系的函数；a、b和c为互解交互算法的模型因子，a表示热导因子，b表示半导体因子，c表示交互因子；d表示补偿因子。
[0038]在上述测量方案的基础上，提供如下所述实施例。
[0039]在测量时采用的互解交互算法模型中，考虑了热导敏感层2和半导体敏感层1输出之间的交互效应，因此能够提供更准确的气体浓度估计。由于在不同的浓度范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模半导体热导手持式氢气传感器，其特征在于，包括：陶瓷基底、半导体敏感层和热导敏感层；所述陶瓷基底上设有第一空位和第二空位；所述第一空位和所述第二空位相邻放置；其中，所述第一空位用于设置所述半导体敏感层；所述第二空位用于设置所述热导敏感层；所述半导体敏感层的表面和所述热导敏感层的表面覆盖有一层金属网格保护层；所述热导敏感层与所述金属网格保护层之间还设有空室。2.根据权利要求1所述的双模半导体热导手持式氢气传感器，其特征在于，所述陶瓷基底采用陶瓷基底电路板。3.根据权利要求1所述的双模半导体热导手持式氢气传感器，其特征在于，所述半导体敏感层采用半导体探头。4.根据权利要求1所述的双模半导体热导手持式氢气传感器，其特征在于，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王远西，王鼎，王东良，李罗申辉，
申请(专利权)人：上海和璞电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：