随着大气污染问题日益严峻和各种工矿瓦斯爆炸事故频发，气体检测与控制越来越受到人们的重视。非分光红外(NDIR)气体检测方法因具有诸多的优势而被广泛应用于环境气体检测以及工业废气监测等领域。由于具有成本低、抗干扰能力强、探测精度高、稳定性好等优点，基于微流探测器的NDIR检测技术具有广泛的应用前景。本文针对气体红外吸收光气动探测的应用需求，设计并制备了基于MEMS技术的热膜式微流量传感器，研究了传感器结构参数对其性能的影响；以该传感器为核心研制了微流探测器并将其应用于NDIR测试系统，实现了对CO₂和CH₄气体的检测。

从理论上分析了微流量传感器的输出信号与气体流量的关系，设计了两种不同结构的MEMS微流量传感器(A结构微流量传感器薄膜电阻芯片栅网尺寸为1×1 mm²，B结构微流量传感器薄膜电阻芯片栅网尺寸为0.55×0.565 mm²)；对薄膜电阻芯片进行了退火实验，在300℃空气中退火3小时后，厚度为150 nm和300 nm的薄膜电阻0℃阻值分别约为1.47 KΩ和0.39 KΩ，对应的电阻-温度系数分别约为2890 ppm/℃和3140 ppm/℃；研究了两种结构传感器的薄膜电阻间距和工作温度对传感器灵敏度的影响，最终确定A结构微流量传感器的最佳工作条件为工作温度为150℃，间距为300 μm，B结构微流量传感器的最佳工作条件为工作温度为150℃，间距为200 μm；在最佳工作条件下A、B两种结构微流量传感器的检测限分别约为4.3 μL/min和1.6 μL/min，响应/恢复时间分别约为54 ms/36 ms和16 ms/34 ms；对微流量传感器的温度特性进行了研究，设计了改进的恒温差补偿方法，可消除环境温度对传感器灵敏度的影响；完成了微流探测器的封装，搭建了NDIR气体检测系统并对CO₂和CH₄气体进行了测试，CO₂气体的理论检测下限约为60 ppm (等噪声)。