石油、天然气等都是工业中不可或缺的能源,但这些能源被使用的同时也伴随着大量的有毒气体的产生。每年因气体泄漏导致人员伤亡的事故数不胜数,虽然目前已有多种监测系统用于气体泄漏检测中,但工业环境复杂,现有的监测系统仍存在一定的问题。通过调研国内外气体检测及传感器的研究现状,结合实际工业环境,利用障碍物模型及恒温控制方法对工业物联网中的气体传感器检测的性能做了如下相关研究:(1)分析了气体流速波动对基于加热器的气体传感器响应的影响,提出障碍物在降气体流速、提高传感器响应性能方面的作用。分别仿真了不同尺寸及不同形状障碍物的传感器在存在气体流速环境中的响应。结果表明在传感器上添加障碍物能减小气体流速波动对传感器电压响应的误差,增大障碍物直径能增加传感器电压响应误差减小的幅度。相比无障碍物时的16.45%的传感器响应误差,0.5mm直径障碍物的传感器的电压响应误差仅为11.37%。且相比响应误差为11.76%的0.4mm直径圆柱障碍物传感器,响应误差为10.19%的0.4mm边长的棱柱障碍物传感器有着更好的检测精度。其次,通过实验验证了添加障碍物确实能减小传感器响应误差,且无需额外的能耗。0.5mm障碍物传感器在80sccm二氧化碳气体流速环境中的响应误差仅为82.01%,远小于相同流速环境中未添加障碍物时的242.1%的响应误差。(2)进行了MG811气体传感器的恒温控制实验,分析了1%二氧化碳气体浓度时的气体流速与恒温控制的传感器的响应之间的关系。结果表明通过恒温控制可以补偿气体流速波动对加热器温度的影响,但气体流速仍影响着气体与传感器敏感材料之间发生物理或化学反应的程度。80sccm气体流量时传感器的电压响应偏差分别为25.23%(使用恒温控制)和45.07%(未使用恒温控制)。通过获取并分析该恒温控制时的气体流速与气体传感器响应的关系,若结合流量传感器,则可以进一步提高气体传感器的响应精度。(3)分析了U型加热器的悬臂梁间距对加热器温度的影响,结果表明悬臂梁间距越大,加热器的能量-温度转换效率越低。同时,气体流速波动对加热器能量-温度转换效率影响较大,与自然对流中悬臂梁间距为5μm的加热器相比,二氧化碳流速为0.5m/s的环境下的加热器能量-温度转换效率降低了45.66%。将尖端改进为蛇形结构后,自然对流环境下的加热器的能量-温度转换效率提高了2.51%,二氧化碳流速为0.5m/s的环境下的加热器能量-温度转换效率提高了2.21%。之后,从三种不同结构的蛇形加热器温度分布仿真结果发现变电极间距平面加热器温度偏差受气体流速影响最小,在恒温控制中能较好的减小传感器检测偏差。