가스센서의 개요와 종류 활용 회로 예

소개글

가스센서의 개요와 종류 활용 회로 예에 대한 보고서 자료입니다.

목차

• 개요
• 반도체식 가스센서
• 접촉 연소식 가스센서
• 열선 반도체식 가스센서
• 갈바니 전지식 가스센서
• 정전위 전해질식 가스센서
• 가스센서의 활용 회로 예
• 고찰
• 참고문헌

본문내용

해서, 음극과 양극간에 일정의 산화환원 전류가 흐르게 된다. 이 전류는 산소분압에 비례하므로, 전류 치로부터 산소농도를 검출할 수 있다. 이 센서는 주로 산소를 검출 대상으로 한다. 다른 원리의 산소센서에 비해 가격이 싸고, 취급이 용이하여, 공업용, 휴대용, 산소센서로 널리 사용되고 있다. 기본적인 센서의 구성은 그림 4-1에 나타낸 바와 같이 수지로 형성된 용기 내에 귀금속 전극, 비금속 전극, 전해액 및 기체 투과막으로 구성된다.
정전위 전해질식 가스센서
정전위 전해질식 가스센서는 전극과 전해질액의 계면을 특정의 전위로 유지하면서 가스를 전해하여 생성되는 전해 전류를 측정하는 방법으로서, 고감도 측정이 가능하고, 출력이 선형적이며, 작용극의 전위를 변화시키므로ㅆ, 가스를 선택적으로 검출할 수 있을 뿐 아니라 간섭 가스의 영향이 적고, 소형 검출기의 제작이 가능하다는 장점이 있다. 정전위 전해질식 가스센서는 산화가 일어나는 작용극과 동시에 환원이 일어나는 대극, 그리고 작용극의 전위를 일정하게 유지시키는 기준 전극과 전해액으로 구성된다. 가스에는 고유의 산화, 환원 전위가 정해져 있어, 각종 가스의 산화 환원 전위에 따라서 전해되는 전위를 선택하면, 특정의 가스를 선택적으로 검출할 수 있다. 단 전위는 작용극 재료, 전해질 등은 전해 조건에 따라 변화하므로, 각각의 경우에 대응하여 전류-전압 특성을 측정할 필요가 있다. 정전위 전해질식 가스센서의 검출 대상이 되는 가스는 일산화타소, 산화질소, 황화수소 및 반도체 제조에 사용되는 각종 특수 재료 가스로 주로 유독성 가스이다. 이 센서는 가스농도와 센서 출력이 선형적이므로, 가스농도를 정량적으로 측정하는데 널리 사용된다. 통상 검출농도 범위는 0~수십 PPM이다. 기본적인 센서의 구조는 그림 5-1에 나타난 바와 같이 3개의 전극과 전해액 및 가스 투과막 등으로 구성되며, 합성수지 용기로 밀폐되어 있다. 예를 들면, 일산화탄소의 경우가스 투과막을 통해서 전해질 내를 확산하여 작용극에 도달하면, 작용극에서 산화반응이 일어나는 한편 대극에서는 환원 반응이 일어난다. 이 때, 작용극과 대극에 흐르는 전류는 일산화탄소의 농도에 비례하므로, 그림 5-2 의 회로를 통해 전류를 측정하여 가스 농도를 검출할 수 있다. 이 센서는 소형, 경량, 저전력 구동이 가능하므로 각종 휴대형, 저치형 독성가스 경보기, 검지기에 사용된다. 또한 공업용, 휴대용, 반도체 공정 관리용 센서, CO센서, 유화수소센서 등이 있다.
광섬유 가스센서
가스의 농도나 종류를 검출하기 위하여 간혹 광섬유를 활용하는 경추가 있다. 여기서는 광섬유를 이용하여 가스를 검출하는 센서에 대하여 간단히 살펴보기로 한다. 광섬유 가스센서에는 광섬유가 가스의 광흡수에 의한 투과광량의 변화를 이용하거나, 분광 측정을 행하여 그 스펙트럼에 의해 판정하는 방식이 있다. 그림 6-1 광섬유 흡수분광 측정법에 의한 가스센서를 나타낸 것으로, 광송신부, 가스 흡수셀, 광수신부로 구성되어 있다. 이러한 광섬유가스센서에서 레이저 광원에 의한 출사광은 광섬유를 통해 흡수셀에 입사되어 흡수셀 내에서 가스 농도에 따라 분광되고, 분광된 광을 간섭필터와 Ge 검출기를 통해 검출하는 원리를 이용하는 것으로, 가연성 가스나 유해가스의 원격감시에 적합하다.
가스센서의 응용
가스센서의 활용 회로 예
나의생각
요즘은 사회는 친환경, 안전한 사회를 바탕으로 흘러가고 있다. 즉 가까운 예로써 음주 운전자의 알콜량 센서에서부터 자동차의 공연비 측정을 위한 산소센서, 가정이나 공장내의 가스누설 경보기, 화재 직후의 건축 재료로부터 나오는 유독가스의 센서, 항내메탄가스 경보기 등으로 세상에는 셀 수 없이 건강에 해로운 가스들이 존재하고 우리는 지금 이 순간에도 마시고 있다. 이 말이 의미하는 바는 미래에 있어서 가스를 검지해내는 센서의 역할은 무거워졌으면 무거워지지 절대 가벼워지지 않는다는 것을 의미하는 바이고 이런 센서들에 대해서 깊이알진 못했지만 보고서를 통해서 간단한 원리에서부터 같은 가스 센서라도 원리는 같지만 만드는 방법도 서로 특허를 낼 정도로 천차만별이란 것을 느끼게 되었고 결론적으로 인간은 언제나 수많은 센서와 공존하며 살게 될 것이다.
참고문헌
센서를 활용하자 / 김보연 / P.153~169
신편 센서공학 / 김동화 / 태훈 출판사 / P.142 ~ 148
센서공학 / 손병기 / 일진사 / P.180 ~ 184
최신 센서공학 / 성영권, 박정호 공저) / P.91~100

키워드

가스센서,   가스,   센서,   화학센서