摘要

(目的)围绕氢气传感器在航天领域生命保障系统、氢燃料电池汽车领域能源供给系统等领域氢气泄露检测的迫切需求,针对在实际工况下工作温度对Pd-Ni合金薄膜电阻氢敏性能影响尚不清楚的问题,研究不同应用场景下工作温度对Pd-Ni合金氢敏电阻的灵敏度、响应-恢复时间以及回零特性影响。(方法)将氢敏电阻分别置于80℃、90℃、100℃和110℃等不同工作温度,采用一定流量的动态气体测试方法,通入不同氢气浓度的测试气体,通过数据采集系统实时测量其电阻变化曲线,并评价其氢气敏感特性。(结果)通过提高工作温度,在2%H_(2)/N_(2)和4%H_(2)/N_(2)氢气浓度下,110℃下的灵敏度相比80℃近线性降低约28%,80℃下两个浓度点的响应-恢复时间分别从16.5s、12.9s降低至110 ℃下的12.5s、9.5s,灵敏度的降低幅度与响应-恢复时间的加快幅度在100℃~110℃趋于平缓;发现在氮气气氛或空气气氛下其零点电阻存在差异或未恢复至绝对零点,不影响氢气浓度测量的绝对值。(结论)工作温度升高会降低氢敏灵敏度,但能提升其响应与恢复时间,也能加速其零点电阻的恢复,100℃-110℃工作温度下综合性能较佳;测试氢气浓度越高其响应恢复时间越快;同时也发现“假零点”现象,可以指导在实际场景中如何有效更优使用。