熱導(dǎo)式氣體傳感器屬電學(xué)類氣體傳感器，是能感知環(huán)境中某種氣體及其濃度的一種裝置或器件，它能將與氣體種類和濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而可以進(jìn)行檢測、監(jiān)控、分析、報(bào)。口熱導(dǎo)傳感器是早用于氣體檢測的氣體傳感器，具有如下優(yōu)點(diǎn).檢測范圍大，高檢測濃度可達(dá) 工作穩(wěn)定性好，使用壽命長，不存在觸媒老化的問題，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。具有“廣譜”性，可以檢測幾乎所有的氣體，既可以檢測可燃性氣體，也可以檢測惰性氣體，而且在被測環(huán)境中有氧或無氧的情況下都可以實(shí)現(xiàn)氣體濃度的檢測。檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、使用維護(hù)方便。這些優(yōu)良特性是許多氣體傳感器所不具備的。但是熱導(dǎo)氣體傳感器在氣體檢測應(yīng)用中也存在檢測精度差、靈敏度低，溫度漂移大等缺陷，限制了熱導(dǎo)氣體傳感器的廣泛應(yīng)用。我們對(duì)氣體濃度的檢測在、煤炭、事、環(huán)境等諸多域的研究具有十分重要意義。

傳統(tǒng)熱導(dǎo)式氣體傳感器檢測方式

熱傳導(dǎo)式氣敏材料依據(jù)不同可燃性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)與空氣的差異來測定氣體的濃度，通常利用電路將導(dǎo)熱系數(shù)的差異轉(zhuǎn)化為電阻的變化。傳統(tǒng)的檢測方法是將待測氣體送人氣室,氣室中央是熱敏元件如熱敏電阻、鉑絲或鎢絲(如圖1 所示)，對(duì)熱敏元件加熱到一定溫度

由于傳統(tǒng)的熱導(dǎo)傳感器檢測方法是利用傳感器的溫度隨被測氣體濃度的改變而發(fā)生相應(yīng)的變化這一特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同氣體純度的檢測,存在檢測靈敏度低、檢測誤差大、溫度漂移大、環(huán)境溫度補(bǔ)償困難、有交叉敏感現(xiàn)象等諸多問題?！斑@些問題限制了熱導(dǎo)傳感器的廣泛使用。
傳統(tǒng)檢測方法的本質(zhì)特征導(dǎo)致了氣體濃度檢測的精度差、靈敏度低、溫度漂移大等缺陷。這些缺陷是傳統(tǒng)檢測方法固有的，在不改進(jìn)檢測方法的情況下，不可能得到有效克服。要解決熱導(dǎo)式氣體傳感器在應(yīng)用中存在的問題，必須改進(jìn)其檢測方法。
        熱導(dǎo)式氣體傳感器恒溫檢測工作原理
在實(shí)驗(yàn)中我們得出解決存在上述問題的一個(gè)直接有效辦法就是:在氣體濃度檢測過程中始終保持傳感器工作溫度不變，即恒溫檢測的辦法。而要實(shí)現(xiàn)熱導(dǎo)氣體傳感器恒溫檢測，其關(guān)鍵是在氣體濃度變化的情況下,如何使傳感器保持恒定的溫度?以及在傳感器溫度不變的情況下,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)變化的氣體濃度的檢測? 傳統(tǒng)的檢測方法中采用恒定的電流源給傳感器熱絲供電,就無法保持傳感器溫度恒定。要保持溫度恒定就必須在傳感器的溫度隨氣體濃度(即氣體熱導(dǎo)系數(shù))變化時(shí)改變傳感器的工作電流(采用可變電流源)利用電流的熱效應(yīng)確保傳感器的溫度不變5(圖2 即為熱導(dǎo)式氣體檢測傳感器恒溫檢測原理圖只要做到這一點(diǎn)熱導(dǎo)式氣體傳感器在氣體檢測應(yīng)用中的缺陷可以從根本上得以克服。就可以利用傳感器工作電流的變化與被測氣體導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體濃度的檢測。進(jìn)一步研究表明，恒溫檢測方法也會(huì)給后繼進(jìn)行的檢測系統(tǒng)非線性補(bǔ)償、環(huán)境溫度補(bǔ)償以及多組分氣體的檢測創(chuàng)造有利的條件。

圖2中R1R2R3共同組成電橋，電橋與可變電流源、服電路、調(diào)節(jié)器A共同組成閉環(huán)控制電路。當(dāng)氣體濃度為零時(shí)，調(diào)節(jié)橋臂電阻使電橋處于平衡狀態(tài)(rR= RR;)，調(diào)定傳感器的工作電流I。(I決定傳感器的工作溫度)。檢測氣體時(shí)，若氣體導(dǎo)熱系數(shù)增加(減少)，由于氣體的熱傳導(dǎo)作用，傳感器的溫度降低(上升)，阻值減少(增加)，電橋失去平衡，輸出不平衡電壓經(jīng)放大后送到控制伺服電路，伺服電路的輸出使可變電流源的輸出電流增大(減少)，增大(減少)的電流通過熱導(dǎo)傳感器，使溫度上升(下降)，阻值增大(減少)，直到電橋重新恢復(fù)平衡為止。電流增大(減小)的數(shù)值反映的導(dǎo)熱系數(shù)的大小，測出 的變化量從而檢測出被測氣體濃度。

電橋后仍然處于平衡狀態(tài)，所以傳感器電阻未變，即傳感器所處的溫度未變，處于恒定，這便是恒溫檢測的顯著特點(diǎn)。