[发明专利]一种高稳定性薄膜氢气传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种高稳定性薄膜氢气传感器，包括基底、设置在所述基底上的用于检测氢气浓度的氢气测量单元及用于控制所述氢气测量单元温度的温度控制单元，其特征在于：所述氢气测量单元包括由多个电化学特性相同的氢敏电阻元件组成的具有4个桥臂的惠斯通电桥结构，所述4个桥臂上的氢敏电阻元件的个数相同，且在所述4个桥臂中的其中2个桥臂的氢敏电阻元件的表面设有用于隔离氢气的钝化复合镀层，所述2个桥臂为相对的2个桥臂。

2.根据权利要求1所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：每个所述桥臂上的氢敏电阻元件为1个或2个。

3.根据权利要求1所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述钝化复合镀层包括依次设置在所述氢敏电阻元件表面的绝缘介质膜、钝化金属膜和陶瓷介质膜。

4.根据权利要求3所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述绝缘介质膜由二氧化硅、氮化硅中的一种或二种构成。

5.根据权利要求3所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述钝化金属膜由金、铜或银构成。

6.根据权利要求3所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述陶瓷介质膜由碳化硅或氧化铝构成。

7.根据权利要求1或2所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述氢敏电阻元件由钯-铬合金、钯-镍合金或钯-金构成。

8.根据权利要求1所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述温度控制单元包括设置在所述基底上且围绕所述氢气测量单元设置的加热元件及设置在所述基底上且围绕所述加热元件设置的温度传感元件。

9.根据权利要求8所述的高稳定性薄膜氢气传感器，其特征在于：所述加热元件为金属电阻式加热电阻，其由金或铂构成，所述温度传感元件为金属薄膜测温电阻，其由铂、镍或铜构成。

10.一种使用权利要求1~9中任一项权利要求所述的薄膜氢气传感器测量氢气浓度的方法，其特征在于：所述方法包括：

（1）将包括有氢气测量单元的薄膜氢气传感器置于包含有氢气的气体介质环境中，并保持所述氢气测量单元在均匀、恒定的温度环境中，其中，所述均匀、恒定的温度环境通过使用温度控制单元来维持；

（2）通过测量所述氢气测量单元输出的电压信号感测氢气浓度，所述电压信号与所述气体介质环境中的氢气浓度变化成正比关系。