TCD-5880-P2RW热导气体传感器

TCD-5880-P2RW热导气体传感器

热导氢气传感器基于不同气体的热导率差异来工作。氢气的热导率远高于空气，因此在氢气存在的情况下，传感器的热导率会发生变化，用于实时检测氢气泄漏情况‌。其高灵敏度和快速响应的特点，使得够在氢气泄漏达到危险水平之前及时发出警报，从而有效预防安 全事故。

• 热导原理氢气传感器‌优点：热导式传感器可在大范围内实现较为快速的氢气传感（约在10秒内）。它对于氢气的检测具有较宽的测量范围，且在某些情况下能提供相对稳定的性能‌，而且寿命较长，在10年以上。这种热导氢传感器还可以检测高浓度的残氢排放，而且达到很高的精度。催化燃烧的氢气传感器无法进行残氢气检测。
• 根据氢气热导率缺点：对高热导率气体（如氦、甲烷、一氧化碳等）会造成交叉敏感，难以实现对低浓度（500ppm以下）氢气的准确检测。

热导原理氢气传感器在燃料电池车中的应用，不仅提高了车辆的安 全性，还有助于保护环境和提升车辆性能。随着燃料电池技术的不断发展，热导原理氢气传感器在燃料电池车中的应用前景将更加广阔。

TCD-5880-P2RW热导气体传感器敏感元件技术参数规格（22℃和1 V电源）
参数                          类型*               单位                  符号                注释
尺寸
裸模die尺寸                2.50 x 3.33        平方毫米
裸模厚度                     0.3                mm
膜厚                            1                    μm
重量                            0.72              克                     TO-5上的XEN-TCG3880
重量                            1.05                克                         XEN-TCG3880
输出
真空中 在0毫巴            130             V/W            具体取决于生产批次
温度系数（0 Pa）        -0.0            6%/K
空气中在100 kPa         30             V/W                       无上部散热器
空气中在100 kPa         6              V/W                     上部散热器为20μm
氦气中在100 kPa         7             V/W
在空气中，10 MPa         -13         %                 与输出100 kPa相比的变化，R版本
氦气中，10 MPa             2            %             与输出100 kPa相比的变化，R版本
时间常数
在空气中                     9             ms
真空中                         36         ms

稳定性
短期                         10         ppm                                 1天，温度良好+相对湿度稳定
长期                         1200      ppm                                 1年，温度和相对湿度校正
热电堆 

阻抗                         55                     千欧                         Rtp
有效灵敏度                 1.3                 mV/K                     Stp                     指加热器的温度
固有灵敏度                 2.4                 mV/K                 平均塞贝克系数0.2 mV/K，12根线
温度系数                     0.05                 K
加热器
阻抗                             0.6          千欧                 Rheat
温度系数                     0.1             K                     加热器电阻的
热电阻
薄膜                         100             kK/W             真空输出除以热电堆灵敏度
温度系数                    -0.11             K                 真空中
膜+气体                     23             kK/W                 空气中
温度系数                 -0.08                 K         空气中
Max.加热电压                                      Uheat
在空气中                 2.5                 V
真空中                     1                     V
传感器环境温度                                                         不保证终身无保障
Min.限度                     -250                     ℃                 输出信号可能没有显著变化
                                -250至-273             ℃                     输出信号减少
Max.限度                     240                     ℃                     在类似设备上测试，时间短
加热器Max.温度             250                 ℃                 长期无漂移，绝 对 Max.额定值
Pt100                 B级         ± 0.3         0℃                             0℃时误差

TCD-5880-P2RW热导气体传感器推荐使用电路
1、用户需要做加热恒温装置，把敏感元件放入恒温结构中，推荐恒温装置的温度在60℃左右。
2、推荐电路
2.1、恒流源供电
敏感元件的推荐电路如下图，在加热供电电路中串入2k欧姆电阻，此取样电阻精度越高越好，温度系数越小越好，同时提供恒流源供电，建议恒流1.2~1.3mA，供电电流稍大，输出信号稍大，芯片温度越高。在空气中输出在22mV左右；而在100%Vol.氢气或氦气中输出信号为4~5mV左右；测试六氟化硫是建议恒电流在1.4 mA左右,100%SF6气体中输出约45mV左右。。 
2.2、恒压源供电
敏感元件的推荐电路如上图，在加热供电电路中串入2k欧姆电阻，此取样电阻精度越高越好，温度系数越小越好，同时提供4V恒压源供电电压（加热电阻功耗在1mW左右），供电电压越大，输出信号越大。 
3、用电压采集设备测量信号输出电压，电压采集设备输入阻抗不小于1G欧姆。
4、TCD-5880在空气或氮气中，1.3mA加热电流时，输出信号约22mV，在被测气体组份（100%氢气或氦气）中可以输出4~5mV；1.4mA加热电流时，在100%SF6气体中输出约45mV左右。
2.3、恒功率供电，
提供功率越大，输出信号越大，但膜片的温度越高，会降低传感器寿命。建议采用0.9~1mW恒功率。
TCD-5880-P2RW热导气体传感器输出信号与气体浓度的内在关系
1、通入一定浓度的被测气体，气体体积浓度记作C，(ppm或%Vol.)
2、测量信号输出电压，记作V，（mV）。加热器上的功耗记作W, （mW）
3、气体浓度计算：C (ppm或%Vol.)与V，（mV）进行拟合或插值方法
4、更加**的气体浓度计算：C (ppm或%Vol.)与V，（mV）和W, （mW）进行拟合