电学型氢气传感器有哪些分类？零点漂移问题如何诊断与校准

在这篇文章中，小编将对氢气传感器的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、电学型氢气传感器有哪些分类

1）电阻型氢气传感器

电阻型氢气传感器主要为半导体金属氧化物氢气传感器，半导体金属氧化物吸附氧气时， 电阻率会显著增加，当氢气等还原性气体将金属氧化物化学吸附层中的氧气还原时， 电阻率会随之变化， 通过检测电阻变化量即可检测氢气浓度。

大部分半导体金属氧化物传感器都采用氧化锡作为敏感材料， 其平均响应时间在 4s 至 20s，可测氢气浓度范围为 10ppm至 20ppm。采用单一的金属氧化物对于氢气的选择性不高，为了提高选择性， 可以掺杂对氢气选择性好的金属材料，比如钯、铂等。

电阻型氢气传感器响应速度快， 使用寿命长， 可以达到 10 年。但是其对氢气选择性差， 极易受到其他还原性气体的干扰，例如甲烷、一氧化碳、醇类物质等。

2）非电阻型氢气传感器

非电阻型氢气传感器主要是利用了材料电容或势垒与氢气浓度成一定的函数关系。根据传感器工作原理和结构的不同分为肖特基二极管型和场效应管型。

目前，肖特基二极管型传感器应用较广泛。肖特基二级管型氢气传感器的基本原理是: 在半导体上沉积一层非常薄的金属就形成“肖特基结”，氢气接触到肖特基结时被吸附在具有催化性能的金属表面， 并被快速催化分解为 H， H 经过金属晶格间隙， 扩散至金属半导体界面， 将一定偏置电压加在传感器上， 由于 H 的存在，半导体二极管特征曲线发生漂移， 传感器通过检测电压或电容的变化来检测氢气浓度。

二、氢气传感器零点漂移问题诊断与校准

在石油化工企业的日常监测中，某加氢站工作人员发现传感器在无氢环境下的输出信号持续偏高，24小时内漂移量超过满量程的3%。这种现象通常由三种因素导致：首先是传感器敏感元件老化，特别是电化学传感器中的电解液挥发会导致基线不稳定；其次是环境温湿度突变，当温度每变化10℃时，某些半导体传感器的零点输出可能偏移2-5%；第三是电路补偿失效，如惠斯通电桥中的补偿电阻阻值变化。

解决方案应采用三级校准法：先用高纯氮气进行零点标定，再通入50%量程的标准气体进行中点校验，最后用满量程气体验证线性度。对于电化学传感器，需要检查电解液液位，当液面低于观察窗1/3时应及时补充专用电解液。某炼油厂的实际案例显示，通过建立每周一次的自动校准周期，将零点漂移故障率降低了72%。

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