李栋辉，孙永国，张洪泉

(1.哈尔滨理工大学机械动力工程学院，黑龙江哈尔滨 150080；2.哈尔滨工程大学智能科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150001)

0 引言

气体传感器广泛应用在石油化工、环境保护、生物医疗以及动植物的养殖等领域，对于气体检测领域来说，能迅速准确地检测出环境中的目标气体变化对生产生活安全以及相关领域的经济效益最大化有着重要的意义[1]。按照检测方式的不同，气体传感器可以分为半导体式、催化燃烧式、红外式、热导式与电化学式[2]，其中热导式气体传感器有着广泛的检测范围，即可检测活泼气体也可检测惰性气体，并且具有工作寿命长、成本低的优点，使其在气体检测领域有着广泛的应用[3]。

传统热导气体的敏感单元由焊接在底座上的Pt电阻丝以及烧结在Pt电阻丝上的气敏材料与贵金属催化剂构成，通过与目标气体发生热量交换来进行检测，而传感器在高温工作条件下会不断向四周散发辐射热，文献[4]中指出，在温度超过673 K(400 ℃)时，热辐射超过热对流与热传导成为传感器主要散热形式，这其中未与气体进行热量交换的辐射热就成为传感器的热损失，从而造成热导传感器的响应时间慢、灵敏度低以及加热功耗浪费的问题。中国矿业大学的童敏明等率先提出用纳米Al2O3来提高传感器的稳定性[5]，但传感器的灵敏度有所下降；2015年，日本的Tomoyo Goto 等人用AuPtPd/SnO2与Pt/α-Al2O3双重催化剂使传感器的敏感材料获得了较好的活性[6]。

基于上述讨论，本文所设计的热导传感器采用了GO/α-Al2O3内外核结构，使热导传感器在高温工作时具有稳定的温度场，在无需贵金属催化的条件下也具有良好的输出特性，有效减少辐射热损耗对传感器的传感性能影响。……