寫在前面：過完年deepseek席卷國內(nèi)，我一度感覺我們這個微信公眾號沒有寫下去的意義了。最近問了deepseek不少關(guān)于氣體分析技術(shù)與市場的問題，得到的答案與實際還有較大的差異，比如問道激光氣體傳感器廠家有哪些，羅列了深圳麥樂克、杭州麥樂克、廣東禾信等。頓時覺得，這個偏門小行業(yè)的文章還是可以繼續(xù)寫一寫的。
今天我們聊一聊熱導傳感器。自從氫能的概念火熱以來，我也開始關(guān)注熱導傳感器。曾經(jīng)想著熱導傳感器很簡單，有的廠家據(jù)說拿兩個鉑電阻焊一下就完成了一個熱導傳感器。隨著了解的深入，原來小東西也有大乾坤。
2024年我們也聯(lián)合清華大學博士侯老師，完成了一款高性能mems熱導傳感器的研發(fā)與投產(chǎn)，目前傳感器完成了整整5個月的穩(wěn)定性測試，結(jié)果表明產(chǎn)品完全能替代進口品牌的熱導傳感器，具有很高的性價比，歡迎各位索取測試。
1、什么是熱導
熱導簡單來說就是導熱，不同的物質(zhì)有不同的導熱能力，或者說不同的物質(zhì)有不同的導熱系數(shù)。在日常生活中，我們的暖氣片一般用鋁，CPU的散熱片也用鋁或者氮化鎵。我們穿衣服一般穿羽絨服比較保暖，穿風衣就只能防風但不保暖。
對于氣體來說，不同的氣體也有不同的導熱系數(shù)。就是說在相同條件下，當有同樣的一陣風吹過的時候，不同的氣體所帶走的熱量是不一樣的。
不同氣體熱導系數(shù)
從表中可以看出不同的氣體導熱的能力是不一樣的，其中氫氣和氦氣特別大。那么就可以利用這種原理來分析氣體的濃度。
2、如何利用熱導進行氣體分析
利用氣體的導熱系數(shù)來檢測氣體的濃度，首先需要一個能夠表征氣體熱量傳遞大小的方法。
找到一種電阻絲，他的溫度與電阻有密切的關(guān)系。但是我們需要的這種電阻絲有很多，比如錸鎢絲、鉑絲等。
有了這樣的電阻絲，我們先用特定的電流給電阻絲加熱，讓一定流量的氣體流過這個電阻絲，氣體會帶走這個熱量并達到平衡。不同熱導系數(shù)的氣體帶走的熱量不一樣，電阻也就不一樣。據(jù)此可以檢測出流經(jīng)氣體的熱導系數(shù)。
有一個說法是熱導只適合二元氣體的測量，這句話對嗎？
從某種角度上說，這是對的。只有在兩種氣體的前提下，知道了混合氣體的熱導系數(shù)，才能唯一確定某一種氣體的濃度。反過來說，如果有三種氣體，他的熱導系數(shù)很接近，那就可以考慮采用熱導的方式進行測量?；蛘哒f有時候要求不是很高的情況下也是可以適用的。
3、熱導進行氣體分析要注意什么
當前熱導氣體分析主要應(yīng)用于色譜、氫氣分析，也有用于高濃度氨氣、SF6、甲烷等氣體的檢測。我們實現(xiàn)的熱導傳感器有很多種不同的工藝，大致來說有手工繞制的，也有用mems工藝加工成的。區(qū)別在于形成的熱導傳感器體積不同，和氣體接觸面積不同。不同的熱導傳感器的性能指標也不一樣。
影響熱導氣體分析的幾個要素。
（1）溫壓流的影響
溫度壓力流量的影響主要依賴參比電阻來降低影響，同時采用保溫或者溫度補償?shù)确椒▉淼窒鄳?yīng)的影響。
（2）腐蝕性氣體影響
腐蝕性方面，熱導絲也是會氧化、會腐蝕的。提高抗腐蝕性就是需要在熱導絲表面鍍膜。采用鉑絲也有很好的耐腐蝕性。
（3）交叉干擾的影響
熱導氣體分析要盡量減小交叉干擾的影響。對于交叉干擾方面，比如很多氫氣測量的環(huán)境中存在甲烷，而且甲烷濃度不低，同時還存在一些碳氫。這時就需要對甲烷進行測量，然后做一些補償。
另外熱導目前也有用來測量高濃度的氨氣、或者沼氣等。
4、國內(nèi)外主要熱導傳感器
傳感器層面，氫氣分析儀主要目前主要采用進口的mems熱導傳感器和國產(chǎn)的色譜熱導傳感器，也有國內(nèi)公司嘗試自己繞制熱導傳感器。
傳感器方面主要產(chǎn)品有以下幾個：
（1）德國HLP 熱導式氣體傳感器 - TCS205、TCS208F
（2）荷蘭Xensor 的XEN系列熱導傳感器
（3）瑞士Neroxis 熱導式氣體傳感器MTCS2601
（4）極善思的GSS-TCD型MEMS熱導傳感器
5、國內(nèi)外主要熱導氣體分析儀器
國產(chǎn)產(chǎn)品，目前有很多廠家都有熱導氫分析儀，目前實際還是以進口MEMS熱導傳感器為基礎(chǔ)，研制的熱導分析儀，也有自己采用電阻絲進行繞制的。實際將熱導傳感器變成分析儀還是有不少門檻的，因此每家出來的產(chǎn)品的指標可能有一些差異，主要體現(xiàn)在測量高濃度氫氣和低濃度氫氣時的表現(xiàn)，以及儀器的漂移控制方面。
主要的熱導分析儀主要以下幾個型號：
（1）GE的 XMTC6211
氧中氫、發(fā)電機冷卻系統(tǒng)中氫氣、金屬熱處理爐內(nèi)氫氣、合成氨/甲醇合成氣/氯氣設(shè)備中氫氣、甲烷中CO2、沼氣、氫氣純度、發(fā)小過程中CO2。
（2）西門子的 CALOMAT 6
（3）密析爾的XTC601
（4）南分的RD-1400系列
耐腐型熱導檢測器，可在線分析工業(yè)生產(chǎn)過程混合氣體中H2、SO2、CO2、NH3、Ar等氣體的含量。
測量范圍：0~100%
最小測量范圍：0~0.5%（及98~100% H2）
輸出信號：4~20mA，負載電阻≤550Ω
通信：RS-485（可選）
報警輸出：二位（上、下限）報警輸出，觸點
容量264VAC/1A或30DVC/1A
轉(zhuǎn)載出處：https://mp.weixin.qq.com/s/EtTOqMfisjoG2zuMgMz7nQ 微信公眾號：極善思傳感技術(shù)
