热导型气体传感器作为物理型气体传感器，其传感原理是基于待测气体与背景气体的热导率差异，通过传感器测量混合气氛热导信号，检测出待测气体浓度。待测气体与背景气体热导率相差越大，检测越精确。常温下部分气体的热导率和比热容分布见表3-7所示，可以看到CO₂和H₂的热导率数值显著差异于空气中常见的其他气体，因此热导传感器一般用来检测H₂和CO₂。

        热导芯片/吸脱附膜组合结构气体传感器的结构设计图，如图（a）所示，传感器整体结构从下到上分别由金属管壳、第一层陶瓷垫高片、微热板芯片、第二层陶瓷垫高片、透气盖子和传感器盖子组成，其中微热板芯片的镂空结构和电极分布见图（b）所示，其中采用了全新的高性能MEMS热导芯片结构作为热导传感单元，并在其旁边集成一个由单独加热电极、测温电极、叉指电极和吸脱附膜组成的吸脱附单元，其中在吸脱附膜四周均设计一定面积的镂空，形成悬臂式结构降低其功耗。热导传感单元与气体吸脱附单元在封装结构中共处于一个密闭的微型腔室内，通过微型扩散孔与外界连通。

图 热导芯片/吸脱附膜组合结构气体传感器的结构设计图：（a）传感器爆炸图；（b）微热板结构图；

        下图1所示为纯热导式传感器对CO₂的检测曲线，其检测极限为1%，与商用热导传感器相当。图2为片上程序升温式热导传感器对CO₂的响应，由于吸脱附元件的吸附浓缩特性作用，其对CO₂的检测基线可以达到400ppm，可用于空气质量中CO₂的测量。

图1 热导传感器对CO₂的响应

（a）不同浓度下响应-温度曲线；（b）不同浓度下的峰位响应

图2 片上程序升温式热导传感器对CO₂的响应

（a）不同浓度下响应-温度曲线；（b）不同浓度下的峰位响应

图3为热导芯片/吸脱附膜组合结构气体传感器对干扰气体的峰位响应对比，可以看到在对CO₂常见的6种干扰气体中，只有氢气与水存在峰位响应，且氢气的峰位响应与二氧化碳相反，而水的峰位响应温度点在200℃，与CO₂的峰位响应温度点360℃相差较大，因此该传感器也具有较好的抗干扰性。 图4为器件对400ppm CO₂连续测试14天的响应，显示了较好的稳定性。

                       图3 片上程序升温式热导传感器的选择性                                 图4 CO₂响应的稳定性