慧闻科技热导氢气传感器，为氢气安全检测提供多元化解决方案

中国氢能联盟预计，到2025年我国氢能产值将达1万亿元；到2050年氢能在我国能源体系中占比将超过10%，产业链产值将达12万亿元。

2020年以来我国出台了一系列氢能相关政策，使我国氢能发展政策框架得到进一步完善。氢能产业化和规模化发展是国家能源产业化顶层设计中的重要课题。通过技术创新，降低氢燃料相关零部件和产业链成本，解决高压储氢技术、大幅降低氢能储存成本、提高储氢能效。然而，氢气“无色无味、易燃易爆”的特点使其在实际应用场景中存在显著安全隐患，是当前我国氢能产业化顶层设计中无法回避的问题，对氢气安全检测就成了少不了的一个环节。

氢气检测最早被用于飞艇加气站，后来逐渐普及到各类工业生产中，发展已历经百余年。

值得注意的是，氢气检测技术的需求还延伸到了锂电池安全领域。锂电池在过充或大功率充电过程中容易引起锂枝晶生长，严重时还会刺穿隔膜， 导致电池短路，从而引起火灾甚至爆炸事故。但锂枝晶生长发生在电池内部，目前尚无有效技术手段对其生长进行直接监测。近些年研究发现，锂枝晶生长时会与电池内部的粘合剂发生反应，释放出氢气。研究还发现，对环境中氢气浓度进行监测，可比传统烟雾传感器提前十余分钟实现安全预警，大幅提高了锂电池使用过程的安全性。

在氢气检测技术发展初期，传统检测手段以气相质谱仪、色谱仪等大型分析仪器为主，但这些仪器价格昂贵、体积庞大、维护复杂，且检测响应速度缓慢，无法满足实时监测的需求，在应对氢气泄漏等紧急情况时存在明显短板。相比之下，氢气传感器凭借成本低、尺寸小、检测响应快速等优势，逐渐成为氢气检测领域的主流技术方向。经过几十年的技术迭代与创新研发，有许多不同类型的氢气传感器实现了技术突破或商业化应用，为各领域的氢气安全检测提供了多元化解决方案。

鉴于不同气体具有不同导热系数，热导式氢气传感器是通过氢气与背景气体的热导率差异进行检测的氢气传感器。

氢气热导率为16.3W/(m·K)， 约为空气（约0.024W/(m·K)）的 680 倍。利用氢气热导率远大于其他气体热导率的特点，可知待测混合气体的导热系数与氢气的浓度存在相关关系，即整体导热能力改变的幅度与氢气体积分数相关。当发生氢气泄漏时，泄漏氢气会融入周围背景气体，导致混合气体的热导率发生改变，这种热导率的变化直接引起了传感器内部热敏电阻的阻值变化，然后利用惠斯通电桥将热敏电阻的阻值变化转化为电压信号输出，最终根据电压信号与氢浓度的对应关系，实现对氢气浓度的定量检测。

由于热导式氢气传感器的检测原理基于气体热传导特性，而非化学反应，因此传感器材料不会在检测过程中被消耗或失活。这种优异的材质稳定性使其具备“半永久性使用寿命”，正常工况下使用寿命可达10年。

但热导式传感器易受温度条件影响，当环境温度改变时，传感器精度会相应下降，造成灵敏度发生改变。基于热导型氢气传感器的响应机理，传感器输出同工作电阻周围气体的热导系数有关，因为温度变化会改变气体热导系数，进而影响传感器的输出电压。

同样影响热导型氢气传感器还有环境湿度和压力，但是经过试验验证，传感器在不同温度、湿度和压力下输出线性度好，通过在电路和计算公式上的补偿措施可保证其精度，满足绝大部分场景下的氢气检测需求。

慧闻科技研发的热导式氢气传感器SKF1012实现从设计到生产的全链条自主可控，满足十年以上长期稳定的工作需求。该传感器较传统催化燃烧式、半导体式氢气传感器，具有更快响应速度、更长使用寿命及更宽测量范围，支持氢气泄漏快速报警、氢气浓度实时监测，应用于氢燃料电池汽车、制氢加氢站、储能锂电池安全检测等场景。

热导式氢气传感器模组MKF1012具有寿命长、检测范围大、稳定性良好、成本低廉等非常多的技术优势。其应用于气体浓度检测中，可以有效的提升气体浓度检测的效率和精准度，模组在传感器信号处理上采用了惠斯通电桥和专用ADC，最大程度的提高了模组的抗干扰和可靠性，对于相关行业的氢气检测需求非常有帮助。