氢气作为一种无污染的高效清洁能源和重要的化工原料,广泛应用于航空航天、核电站、核潜艇、汽车和化工领域等。然而氢气也是一种易燃易爆的气体,在常温常压下,当所占空气体积比例达到4%以上时极易发生爆炸。目前国内外的氢气检测仪普遍采用的是催化式传感器,而这类传感器普遍存在长期稳定性差、功耗高、寿命短等问题,无法在恶劣环境中使用。为保障氢气在工业生产过程中安全使用,本文研制出一套高性能的氢气检测系统,对于国民经济领域甚至国防领域具有重要意义。针对现有氢气检测技术普遍存在的问题,本文提出了一种新型检测方法――超声波相位差法。由于氢气的声速与其他气体的声速具有显著差别,利用此特性便可准确地检测出气体中的氢气浓度,并排除其他气体的干扰。本文采用测量通道和参考通道的双通道设计,巧妙地将超声波速度差转化为相位差,用测得的相位差变化来反映气体浓度的变化,提高了测量精度,同时也消除了环境温度对零点的影响;采用数字温度传感器进行灵敏度补偿,拓展了传感器的工作温度范围,减少了外界环境对测量精度的干扰。本文进行了氢气检测仪的测量模块和主模块的硬件电路设计,完成了检测仪的软件设计。采用完成的检测仪样机进行了氢气浓度实测并进行了误差分析,实验结果表明本设计克服了其它氢气检测仪的主要缺点,实现了氢气快速、高精度、低功耗、低成本检测。由于敏感元件工作于常温状态,具有连续工作的长期稳定性,具有极高的经济价值和实用价值。