ASIC 칩 내장형 비분산 적외선 이산화탄소 가스센서의 온도보상

Temperature Compensation of NDIR $CO_{2}$ Gas Sensor Implemented with ASIC Chip

본 논문은 온도보상의 특성을 보여주는 비분산 적외선 이산화탄소 가스센서에 대해 기술하였다. 이 가스센서는 두개의 오목한 반사경을 가진 광 공동, 검출기 출력 전압과 온도센서의 증폭을 위해 동일한 금속 패키지 내에 제작된 ASIC 칩을 포함한 써모파일 검출기로 구성되어 있다. 새롭게 개발된 센서 모듈은 0 ppm에서 2,000ppm까지 이산화탄소 가스의 농도를 측정한 결과 ${\pm}40\;ppm$의 오차를 보였으며, 실험 결과에 기초한 가스농도의 계산 방법으로부터 센서 모듈은 $15^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$ 온도 구간에서 ${\pm}5\;ppm$의 오차를 나타냄으로써 높은 정확성을 가진 자기 온도 보상형 센서를 제작하였다.

This paper describes NDIR $CO_{2}$ gas sensor that shows the characteristics of temperature compensation. It consists of novel optical cavity that has two elliptical mirrors and a thermopile that includes ASIC chip in the same metal package for the amplification of detector output voltage and temperature sensor. The newly developed sensor module shows high accuracy ($less\;than {\pm}40\;ppm$) throughout the measuring concentration of $CO_{2}$ gas from 0 ppm to 2,000 ppm. After implementing the calculation methods of gas concentration, which is based upon the experimental results, the sensor module shows high accuracy less than ${\pm}5\;ppm$ error throughout the measuring temperature range ($15^{\circ}C\;to\;35$^{\circ}C$) and gas concentrations with self-temperature compensation.