一种钯合金氢气传感器的漂移消除方法、电子设备及介质与流程

本发明属于氢气传感器领域，特别是涉及一种钯合金氢气传感器的漂移消除方法、电子设备及介质。

背景技术：

1、基于钯合金薄膜的氢气传感器具有寿命长、选择性好等优点，是目前较常用的氢气检测技术，原理是pd金属吸附h2分子，并将其催化为h原子，然后扩散进入pd晶格，形成pdhx化合物，导致钯合金薄膜电阻变化，通过获取电阻变化与氢气浓度的对应关系即可实现对氢气浓度的测量。

2、然而，钯合金薄膜同时对氧气也有一定的吸附作用，并且吸附o2后也会部分改变钯合金薄膜的电阻值，虽然由于o2吸附导致的电阻变化要比由于氢气吸附导致的电阻变化小很多，但是也会对氢气检测精度产生较大的影响，此外，钯合金薄膜长期高温工作并暴露在有氧环境下时也会有氧化现象导致电阻变大而产生漂移。目前常规的做法是在钯合金芯片表面通过半导体工艺(如磁控溅射、离子束镀膜等)生成一层选择性薄膜，这层薄膜可以起到类似分子筛的作用，由于分子直径小，h2可以通过选择性薄膜，但是o2等其他分子直径大的气体无法通过，这种方式可以有效解决o2对传感器的干扰和氧化漂移问题，但是会大幅度延长传感器的响应时间，在很多对响应时间要求较高的领域根本无法满足要求。如氢燃料电池领域中对氢气的纯度分析和泄漏监测、锂电池热失控预警系统对氢气的在线监测等。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术不足，提供了一种钯合金氢气传感器的漂移消除方法，基本可以消除钯合金氢气传感器漂移或者干扰气体导致的氢气浓度变化，提高钯合金氢气传感器的测量精度和稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种钯合金氢气传感器的漂移消除方法，通过不同温度下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻差值与氢气浓度的对应关系计算氢气浓度；

4、所述不同温度下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻差值与氢气浓度的对应关系用如下公式表示：

5、ch2＝a*(r(t1)-r(t2))2+b*(r(t1)-r(t2))+c

6、其中，t1、t2分别为钯合金氢气传感器控制温度点，r(t1)表示温度t1下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻值，r(t2)表示温度t2下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻值，ch2表示氢气浓度，a、b、c分别为系数。

7、本发明采用不同温度下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻差值与氢气浓度的关系来计算氢气浓度，由于在不同温度下钯合金氢气传感器漂移或者干扰气体导致的电阻变化基本一致，利用电阻差值关系基本可以消除钯合金氢气传感器漂移或者干扰气体导致的测量误差，提高钯合金氢气传感器的测量精度和稳定性。

8、进一步地，当测量误差小于或等于误差阈值时，a≠0，b＝c＝0。

9、进一步地，其中，f(t1)、f(t2)分别表示在温度t1、t2下的系数。

10、进一步地，当测量误差大于误差阈值时，所述系数a、b、c获取过程包括：

11、通入已知浓度为s1的氢气到钯合金氢气传感器，获取s1浓度时温度点t1和温度点t2下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻值r(t1)s1和r(t2)s1，令x1＝r(t1)s1-r(t2)s1，y1＝s1；

12、通入已知浓度为s2的氢气到钯合金氢气传感器，获取s2浓度时温度点t1和温度点t2下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻值r(t1)s2和r(t2)s2，令x2＝r(t1)s2-r(t2)s2，y2＝s2；

13、通入已知浓度为si的氢气到钯合金氢气传感器，获取si浓度时温度点t1和温度点t2下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻值r(t1)si和r(t2)si，令xi＝r(t1)si-r(t2)si，yi＝si；

14、通入已知浓度为sn的氢气到钯合金氢气传感器，获取sn浓度时温度点t1和温度点t2下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻值r(t1)sn和r(t2)sn，令xn＝r(t1)sn-r(t2)sn，yn＝sn；

15、根据(x1,y1)、(x2,y2)…(xi,yi)…(xn,yn)，利用最小二乘法拟合出二次多项式：ch2＝a*(r(t1)-r(t2))2+b*(r(t1)-r(t2))+c，得到系数a、b、c。

16、基于同一发明构思，本发明还提供了一种电子设备，包括：

17、一个或多个处理器；

18、存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现钯合金氢气传感器的漂移消除方法的步骤。

19、基于同一发明构思，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现钯合金氢气传感器的漂移消除方法的步骤。

20、相对现有技术，本发明的有益效果：

21、本发明采用不同温度下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻差值与氢气浓度的关系来计算氢气浓度，由于在不同温度下钯合金氢气传感器漂移或者干扰气体导致的电阻变化基本一致，利用电阻差值关系基本可以消除钯合金氢气传感器漂移或者干扰气体导致的测量误差，提高钯合金氢气传感器的测量精度和稳定性。

技术特征：

1.一种钯合金氢气传感器的漂移消除方法，其特征在于，通过不同温度下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻差值与氢气浓度的对应关系计算氢气浓度；

2.根据权利要求1所述的钯合金氢气传感器的漂移消除方法，其特征在于，当测量误差小于或等于误差阈值时，a≠0，b＝c＝0。

3.根据权利要求2所述的钯合金氢气传感器的漂移消除方法，其特征在于，其中，f(t1)、f(t2)分别表示在温度t1、t2下的系数。

4.根据权利要求1所述的钯合金氢气传感器的漂移消除方法，其特征在于，当测量误差大于误差阈值时，所述系数a、b、c获取过程包括：

5.一种电子设备，其特征在于，包括：

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种钯合金氢气传感器的漂移消除方法、电子设备及介质，本发明采用不同温度下钯合金氢气传感器氢敏电阻单元的电阻差值与氢气浓度的关系来计算氢气浓度，由于在不同温度下钯合金氢气传感器漂移或者干扰气体导致的电阻变化基本一致，利用电阻差值关系基本可以消除钯合金氢气传感器的漂移或者干扰气体导致的测量误差，提高钯合金氢气传感器的测量精度和稳定性。

技术研发人员：贺海浪,王云志,赵洋,戴铜羽,景涛
受保护的技术使用者：苏州海卓赛思科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16