氫氣壓力傳感器的發展方向和趨勢

氫氣壓力傳感器：目前，電化學和電氫氣壓力傳感器在市場上占有很高的份額。各種電化學氫氣壓力傳感器工作溫度范圍寬、功耗低、靈敏度高，但其電極壽命有限，在工作過程中需要向傳感器提供電流或電壓，因此不適用于易燃易爆場所。電氫氣壓力傳感器具有結構簡單、易于小型化、易于集成化的優點，但其工作溫度高，增加了能耗，工作時容易產生電火花，因此也不適用于易燃易爆場所。

在光學氫氣傳感器中，通過測量其頻率偏移量來檢測氫氣濃度的方法受環境因素的影響很大，而光纖氫氣傳感器具有本質安全、抗電磁干擾、體積小、耐腐蝕等優點，其傳感器具有較高的靈敏度和測量精度，能夠實現實時響應。它適合于根據不同的氫傳感機理制作各種單點和分布式光纖傳感器。因此，光纖氫氣傳感器將成為氫氣傳感器研究領域的主要內容。隨著傳感器制造技術的進步和信號解調技術的發展，光纖氫氣壓力傳感器將占據更大的市場。

雖然氫氣壓力傳感器主要用于氫能源載體，但它們也有其他可能的應用。電網工業、化工和核工業都需要這種氫氣壓力傳感器，還可以用于改進醫療診斷。

2） 聲表面波氫氣壓力傳感器

聲表面波（SAW）是一種沿彈性體表面傳播的聲波。隨著壓電基體材料深度的增加，振幅呈指數下降。使用這種原理的氫氣壓力傳感器通常是一個表面聲波振蕩器。根據反饋元件的不同，這種傳感器可分為延遲線性型和諧振型。目前主要采用延遲線性振蕩器結構。

傳感器的關鍵部件是選擇性氫敏感膜，該膜通常由金屬鈀制成。氫敏感膜吸附氫前后，聲表面波的光學特性會發生變化。氫濃度可以通過測量頻率的變化來檢測。

該傳感器測量精度高，但敏感膜易腐蝕，使用壽命短，成本高。

3） 光聲氫氣壓力傳感器

光聲氣體傳感器的基本原理是基于氣體的光聲效應。氣體的光聲效應可分為兩個階段：（1）光吸收：被測氣體吸收特定波長的調制光后處于激發態；（2） 聲音的產生：在吸收光能后，氣體分子在的松弛過程中將光能轉化為分子的平均動能，從而使氣體分子被加熱，并且氣體溫度以與調制光相同的頻率被調制，從而導致氣體壓力的周期性變化，從而在光聲細胞中激發相應的聲波。

對于紅外波段未被吸收的氫，可通過間接光聲光譜法測量氫濃度。

光聲氫氣壓力傳感器靈敏度高、響應快，但受光聲電池和溫度的影響較大，溫度變化為0.5%0274℃，氫濃度變化100ppm時，聲速變化相同，且方法是間接的，因此該傳感器很少使用。

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