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氢能源燃烧热量大、来源广泛可再生、燃烧产物为水无污染，其被视为21世纪最具发展潜力的能源之一，在解决能源匮乏和环境污染方面有显著效果。氢气作为一种重要的工业气体的同时也是一种危险性气体，当氢气在空气中的含量达到4％-75％时遇明火就极易引起爆炸，因此研究设计灵敏度高，响应快，损耗低的氢气传感器具有十分重要的意义。 本文列举了氢气传感器的主要类型，最终选取声表面波(SAW)氢气传感器为研究对象，主要工作和研究结果如下: 1、确定有限元法为本论文的主要研究方法，分析了有限元分析方法研究SAW氢气传感器的可行性和具体步骤，阐述了SAW氢气传感器的一些基本理论，重点介绍了压电矩阵、介电常数矩阵、弹性系数矩阵和压电分析的四类压电方程。 2、SAW氢气传感器结构设计及三维建模仿真。选择128°YX-LiNbO3作为传感器压电基底材料，金属Pd作为敏感薄膜材料，在ANSYS中输入材料参数并建模仿真，得到在无氢气情况下SAW氢气传感器的中心频率为95.3429MHz、插入损耗为-28.0028 dB，将Pd膜吸附氢气后改变的材料参数及密度值依次输入到ANSYS中进行仿真，得到SAW氢气传感器在吸附0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.37、0.43、0.5浓度氢气后中心频率偏移量分别为0.0119 MHz、0.0168 MHz、0.0217MHz、0.0542MHz、0.1432MHz、0.2083MHz、0.2685MHz、0.3249MHz，随着氢气浓度的增加传感器中心频率处的插入损耗会逐步变小，当氢气浓度达到0.43时，插入损耗的值有逐渐稳定的趋势。 3、利用ANSYS软件分析SAW氢气传感器结构对其插入损耗的影响。通过仿真得知输入和输出叉指电极距离、叉指电极指宽增大都会使插入损耗变大，另外压电基底厚度等于波长的1/4时，传感器的插入损耗最小。仿真结果帮助我们得到设计低损耗传感器的方法:(a)减小SAW氢气传感器两组叉指电极的中心距离;(b)使压电基底的厚度为波长的1/4;(c)减小叉指电极的指宽距离。 4、利用MEMS制作工艺制作SAW氢气传感器原型，搭建测试系统对128°YX-LiNbO3型SAW氢气传感器进行频率特性测试，得到在无氢气情况下其中心频率为97.05 MHz，对应的插入损耗为-6.352 dB。测试和仿真的中心频率有较好的一致性，但插入损耗存在较大差异。造成此现象的原因可能是仿真中模型的划分网格精细度不够，且实验原型中涂有吸声胶有效抑制了声波的反射干扰。