热导检测器(Thermal Conductivity Detector)是气相色谱仪各种不同检测器中比较常用的一种,在石油化工、冶金、煤炭等行业内,热导检测器已是不可缺少的分析工具。因此对待测物成分进行定性定量分析中需要具备高灵敏度、快速响应时间、便携式等特点的气体分析装置。微型热导检测器由于具有高灵敏度、响应速度快、便携小巧、功率消耗低等优点,已逐渐在热导传感器领域中占据重要的地位。热导检测器普遍配置于气相色谱仪、流量计、红外感应仪中,是气相色谱仪的心脏部件,可实现气体在线分析工作。本文以微型热导检测器作为研究对象,研究了微型热导传感器设计中的几个关键技术,涉及到的研究工作主要包括热导检测器的工作原理以及工作环境、热敏元件的选择、微型热导检测器的池体材料和结构的研究及制作、热导检测器恒流源设计、温度控制系统以及单片机数据采集系统的设计与应用等几部分的内容。文章首先阐述了热导检测器的发展历程以及研究现状,随后探讨了气相色谱基本理论及热导检测器性能指标。基于此理论对热导检测器的工作原理进行分析,深入对比了现有热导检测器与传统机械化热导检测器的结构特点,并对热导检测器的热敏元件、载气种类进行选择。同时在传热学中的有限元的理论基础上,利用Ansys软件对微型热导检测器进行稳态热仿真分析,以达到优化热导检测器结构,使其微型化的目的。由于惠斯通桥流电源的电流变化将使热导检测器信号输出产生误差,因此为提高其灵敏度采用恒流源的方式供电。基于对以上几个关键技术的研究,设计出高灵敏度、检测范围广且低成本的微型热导检测器。将微型热导检测器配置在气相色谱仪中,由单片机进行数据采集后通过色谱工作站对输出样品曲线图进行定性定量分析。最后对论文整个研究内容进行总结以及展望。