• Title/Summary/Keyword: Gas Sensors

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전자코 시스템을 위한 IEEE 1451.4 TEDS의 새로운 표준화 방안 (The New Way to Standardize IEEE 1451.4 TEDS for Electronic Nose System)

  • 김정도;김동진;정영창;정우석;변형기
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제43권1호
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    • pp.21-30
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    • 2006
  • IEEE 1451.4는 센서 및 액츄에이터를 위한 스마트트랜스듀서의 연결 표준안으로 정의되었다. 이 표준은 아날로그 트랜스듀서의 정보를 디지털 형태로 전송한다 이 디지털 형태의 정보를 TEDS(transducer electronic data sheet)라고 부른다. IEEE 1451.4 TEDS는 전자코 시스템에서의 어레이 센서에 대해서는 이용하기가 어렵다. 본 논문은 전자코 시스템에서 센서 인터페이스의 대한 표준화에 대해 분석해보고 새로운 방안을 제안한다.

멀티모달 방식을 통한 가스 종류 인식 딥러닝 모델 개발 (Development of Gas Type Identification Deep-learning Model through Multimodal Method)

  • 안서희;김경영;김동주
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제12권12호
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    • pp.525-534
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    • 2023
  • 가스 누출 감지 시스템은 가스의 폭발성과 독성으로 인한 인명 피해를 최소화할 핵심적인 장치이다. 누출 감지 시스템은 대부분 단일 센서를 활용한 방식으로, 가스 센서나 열화상 카메라를 통한 검출 방식으로 진행되고 있다. 이러한 단일 센서 활용의 가스 누출감지 시스템 성능을 고도화하기 위하여, 본 연구에서는 가스 센서와 열화상 이미지 데이터에 멀티모달형 딥러닝을 적용한 연구를 소개한다. 멀티모달 공인 데이터셋인 MultimodalGasData를 통해 기존 논문과의 성능을 비교하였고, 가스 센서와 열화상 카메라의 단일모달 모델을 기반하여 네 가지 멀티모달 모델을 설계 및 학습하였다. 이를 통해 가스 센서와 열화상 카메라는 각각 1D CNN, GasNet 모델이 96.3%와 96.4%의 가장 높은 성능을 보였다. 앞선 두 단일모달 모델을 기반한 Early Fusion 형식의 멀티모달 모델 성능은 99.3%로 가장 높았으며, 또한 기존 논문의 멀티모달 모델 대비 3.3% 높았다. 본 연구의 높은 신뢰성을 갖춘 가스 누출 감지 시스템을 통해 가스 누출로 인한 추가적인 피해가 최소화되길 기대한다.

$MoO_3$를 첨가한 ZnO 박막 센서의 암모니아 가스 검지 특성 (Ammonia Gas Sensing Characteristics of ZnO Based Thin Film Sensor Doped with $MoO_3$)

  • 김성우;최우창;최혁환;이명교;권태하
    • 센서학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.24-31
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    • 1999
  • 감도가 우수하고 동작온도가 낮으며 반응속도가 빠른 암모니아 가스 센서를 제작하기 위해 ZnO에 촉매불순물 $MoO_3$의 첨가비와 박막 성장분위기 가스를 변화시키면서 RF 마그네트론 스펏터링 방법으로 박막을 성장하였다. 전기적 안정성을 향상시키기 위해 성장된 박막들을 aging 하여 센서를 제작한 후 암모니아 가스의 검지 특성을 조사하였다. 촉매불순물을 첨가하거나 산소분위기에서 성장된 박막의 경우 감도가 향상되었으며, 이는 표면 캐리어 농도와 전자이동도의 증가를 나타냈다. ZnO에 $MoO_3$를 무게비로 0.875 wt.% 첨가한 박막으로 제작한 센서가 160 ppm의 암모니아 가스 농도와 $300^{\circ}C$의 동작온도에서 70정도의 최대감도를 보였다. 산소분위기에서 $330^{\circ}C$로 72시간 동안 aging한 박막으로 만든 센서는 감도가 57정도로 감소하였으나, 센서의 동작온도가 $250^{\circ}C$로 낮아졌고, 선형성이 좋았으며 더 안정된 특성을 나타냈다.

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Fabrication of Optical Fiber Gas Sensor with Polyaniline Clad

  • 이윤수;송갑득;주병수;이상문;최낙진;이덕동;허증수
    • 센서학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.96-100
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    • 2004
  • Optical fiber sensors have been used to detect small amounts of chemical species. In this work, a new thin polymer-clad fiber sensor is developed. Polyaniline is chemically synthesized and thin clad layers of the polymer are easily deposited on optical fiber by dip-coating technique. The optical property of polyaniline as a sensing material is analyzed by UV-Vis-NIR. The light source is stabilized He-Ne laser at 635 nm wavelength with 1 mW power. The light power transmitted through the optical fiber is measured with a spectrophotometer. By selecting a fixed incident angle, variation of transmitted light intensity through the optical fiber can be detected as gas molecules absorbed in the polyaniline clad layer. Among the various gases, the fabricated optical fiber sensor shows good sensitivity to $NH_{3}$ gas. The optical fiber sensors was shown more improved properties than polymer based sensors which measure conductivity changes.

접촉연소식 센서를 이용한 $CH_4$$C_4$$H_{10}$ 감도 측정 및 전압변화 (The $CH_4$and $C_4$$H_{10}$ Sensitivity Measurement and Voltage Variation Using Catalytic Combustion Type Gas Sensor)

  • 윤헌주;신종열;홍진웅
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.44-48
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    • 2001
  • 본 연구에서는, 접촉연소식 가스 탐지 소자를 대상으로 감도특성 및 전기적 특성을 분석하였으며, 24시간 동안 공기중에 노출시킨 후 온도($20^{\circ}c$, $40^{\circ}c$)와 상대습도(65%, 85%)에서 작동시켜 분석하였다. 또한 동일한 주거환경에서 210일 동안 50 cm/sec 유속을 유지하며 가스탐지소자의 동작을 실험하였다. 가스 탐지센서에 공급 전원은 기본회로에 직류 전압별(2.1V, 2.2V, 2.3V)로 인가하였다. 따라서, 상대습도와 온도에 의한 이소부탄과 메탄 특성그래프를 각각 분석한 결과 전반적으로 선형적인 증가를 보임을 확인할 수 있다.

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발전소용 가스터빈 회전축 온도 센서 융합연구 (A Convergency Study on the Gas Turbine Rotation Axis Temperature Sensor for Power Plants)

  • 이정익;나기수
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.293-298
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    • 2019
  • 전 세계 발전소용 온도 센서 시장은 약 350억 원대로 추정되며 우리나라는 이 중 95% 이상을 수입제품에 의존하고 있다. 본 연구는 발전소용 가스터빈 회전체의 온도 측정장치이며 국내 가동되는 100MW급 가스터빈 발전기의 약 800개 이상에 적용 가능하다. 본 연구는 측정부의 형태, 연결부 구조 및 소재 변경 등을 통해 내구성을 향상 시킨것으로 정밀화학공정 및 플랜트 수출 산업에서 사용되는 습도, 가스, 유압 등의 다른 측정장치에서도 적용 가능한 요소 기술이다. 본 연구의 성과로는 발전소용 가스터빈 회전축 온도 측정을 위한 센서 3종으로 설계된 온도 센서는 0℃ - 300℃ 범위에서 Class 1등급 온도 정밀도를 만족하였으며 융합연구를 통하여 기존의 유사 제품들과 비교하여 내구성을 크게 향상시켰다.

BaTiO3가스센서 감지물의 제조와 특성 연구 (Fabrication and Characteristics of Sensing Materials for BaTiO3 Gas Sensors)

  • 서동진;장경욱;임실묵;김좌연;최병현;박경순
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권12호
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    • pp.1177-1182
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    • 2003
  • BaTiO$_3$ 분말에 흑연 분말을 첨가하여 BaTiO$_3$계 가스센서용 다공성 감지물을 제조하였으며, 이 감지물의 결정구조와 미세구조를 연구하였다. 이 감지물 소성체는 정방정 perovskite 결정구조를 가지고 있었다 흑연 분말의 첨가량이 증가함에 따라 소성체의 기공도가 증가하였다. 이것은 소성 시 흑연 분말과 산소가 발열반응하여 CO 및 $CO_2$ 가스를 생성하고, 이 가스가 휘발하였기 때문이라고 생각된다. 제조한 BaTiO$_3$계 소성체는 대기에서 측정한 저항과 CO 가스에서 측정한 저항이 고온( >∼20$0^{\circ}C$)에서 큰 차이를 나타내고 있으며 온도가 증가함에 따라 차이가 커짐을 관찰하였다. 소성체 기공도의 증가에 따른 반응 site의 증가로 인하여 소성체의 표면흡착기인 $O_2$$^{-}$와 CO 가스의 반응과, 소성체에 있는 $O^{-}$와 CO 가스의 반응이 활발하기 때문에 CO 가스의 민감도가 크게 증가하였다. 본 연구에서 제조된 다공성 BaTiO$_3$계 세라믹스는 CO 가스센서의 감지물 재료로써 유망하다고 생각된다.

Ag/ZnO-rGO 하이브리드 나노구조 기반 C2H2 가스센서의 제작과 그 특성 (Fabrication of C2H2 Gas Sensors Based on Ag/ZnO-rGO Hybrid Nanostructures and Their Characteristics)

  • 이관우;정귀상
    • 센서학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.41-46
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    • 2015
  • In this work, pure hierarchical ZnO structure was prepared using a simple hydrothermal method, and Ag nanoparticles doped hierarchical ZnO structure was synthesized uniformly through photochemical route. The reduced graphene oxide (rGO) has been synthesized by typical Hummer's method and reduced by hydrazine. Prepared Ag/ZnO nanostructures are uniformly dispersed on the surface of rGO sheets using ultrasonication process. The synthesized samples were characterized by SEM, TEM, EDS, XRD and PL spectra. The average size of prepared ZnO microspheres was around $2{\sim}3{\mu}m$ and showed highly uniform. The average size of doped-Ag nanoparticles was 50 nm and decorated into ZnO/rGO network. The $C_2H_2$ gas sensing properties of as-prepared products were investigated using resistivity-type gas sensor. Ag/ZnO-rGO based sensors exhibited good performances for $C_2H_2$ gas in comparison with the Ag/ZnO. The $C_2H_2$ sensor based on Ag/ZnO-rGO had linear response property from 3~1000 ppm of $C_2H_2$ concentration at working temperature of $200^{\circ}C$. The response values with 100 ppm $C_2H_2$ at $200^{\circ}C$ were 22% and 78% for Ag/ZnO and Ag/ZnO-rGO, respectively. In additions, the sensor still shows high sensitivity and quick response/recovery to $C_2H_2$ under high relative humidity conditions. Moreover, the device shows excellent selectivity towards to $C_2H_2$ gas at optimal working temperature of $200^{\circ}C$.

Effect of Substrate Temperature and Post-Annealing on Structural and Electrical Properties of ZnO Thin Films for Gas Sensor Applications

  • 도강민;김지홍;노지형;이경주;문성준;김재원;박재호;조슬기;신주홍;여인형;문병무;구상모
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.105-105
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    • 2011
  • ZnO is a promising material since it could be applied to many fields such as solar cells, laser diodes, thin films transistors and gas sensors. ZnO has a wide and direct band gap for about 3.37 eV at room temperature and a high exciton binding energy of 60 meV. In particular, ZnO features high sensitivity to toxic and combustible gas such as CO, NOX, so on. The development of gas sensors to monitor the toxic and combustible gases is imperative due to the concerns for enviromental pollution and the safety requirements for the industry. In this study, we investigated the effect of substrate temperature and post-annealing on structural and electrical properties of ZnO thin films. ZnO thin films were deposited by pulsed laser deposition (PLD) at various temperatures at from room temperature to $600^{\circ}C$. After that, post-annealing were performed at $600^{\circ}C$. To inspect the structural properties of the deposited ZnO thin films, X-ray diffraction (XRD) was carried out. For gas sensors, the morphology of the films is dominant factor since it is deeply related with the film surface area. Therefore, the atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to observe the surface of the ZnO thin films. Furthermore, we analyzed the electrical properties by using a Hall measurement system.

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