• 센서학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.6-9
• /
• 2015

Conventional leak detectors are widely based on helium gas sensors. However, the usage of hydrogen sensors in leak detectors has increased because of the high prices of helium leak detectors and the dearth in the supply of helium gas. In this study, a hydrogen leak detector was developed using solid-state hydrogen sensors. The hydrogen sensors are based on Park-Rapp probes with heterojunctions made by oxygen-ion conducting Yttria-stabilized zirconia and proton-conducting In-doped $CaZrO_3$. The hydrogen sensors were used for determining the potential difference between air and air balanced 5 ppm of $H_2$. Even though the Park-Rapp probe shows an excellent selectivity for hydrogen, the sensitivity of the sensor was low because of the low concentration of hydrogen, and the oxygen on the surface of the sensor. In order to increase the sensitivity of the sensor, the sensors were connected in series by Pt wires to increase the potential difference. The sensors were tested at temperatures ranging from $500-600^{\circ}C$.

• 한국가스학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.43-52
• /
• 1999

지하에 매설된 도시가스 배관에서의 누출 가스에 대한 확산 거동을 관찰하기 위하여 지중 확산실험조를 제작하여 실험하였다. 실험조는 도시가스 공급위치와 농도의 측정위치를 변화시킬 수 있도록 acryl로 제작하였으며, MOS 센서를 이용하여 도시가스 농도를 측정하였다. 가스의 지하 확산을 측정하기 위한 토질로서 주문진 표준사와 화강풍화토를 이용하였으며, 가스누출 속도 변화에 따른 도시가스 농도 변화를 시간에 따라 측정하였다. 누출점으로부터 센서의 측정위치가 가까울수록 또는 누출 속도가 증가할수록 가스의 감지시간이 감소하였으며, 누출가스 농도의 빠른 증가로 인하여 정상상태시 높은 농도를 나타내었다. 또한, 주문진 표준사보다 다짐에 의해 밀도가 증가한 화강풍화토에서 초기에 농도가 낮게 측정되었으나, 시간이 지남에 따라 농도가 높게 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권7호
• /
• pp.2373-2379
• /
• 2023

In sodium systems, leakage is one of the safety concerns; it can cause chemical reactions, which may result in fires. There are contact and non-contact types of leak detectors, and the conventional method of non-contact type detection is by gas sampling. Because of the complexity of this method, there has always been a need for a simple gas sensor, and the resistive-type nanostructure ZnO sensor is a promising option with various advantages. In this study, a ZnO sensor was fabricated, and the concept was tested as a leak detector using a dedicated experiment facility. The experiment results showed distinctive changes in resistance with the presence of sodium aerosol under various conditions. Replacing the conventional gas sampling with the ZnO sensors is expected to enable identification of the leakage location if used as a point-wise instrumentation and to greatly reduce the total cost, making the system simple, light, and effective. For further study, more tests will be performed to evaluate the sensitivity of key parameters under various conditions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.51.3-51.3
• /
• 2010

Due to the recent public awareness of global warming and sustainable economic growth, there has been a growing interest in alternative clean energy sources. Hydrogen is considered as a clean fuel for the next generation. One of the technical challenges related to the use of hydrogen is safe monitoring of the hydrogen leak during separation, purification and transportation. For detecting various gases, chemiresistor-type gas sensors have been widely studied and used due to their well-established detection scheme and low cost. However, it is known that many of them have the limited sensitivity and slow response time, when used at low temperature conditions. In our work, a sensor based on Schottky barriers at the electrode/sensing material interface showed promising results that can be utilized for developing fast and highly sensitive gas sensors. Our hydrogen sensor was designed and fabricated based on indium oxide (In2O3)-doped tin oxide (SnO2) semiconductor nanoparticles with platinum (Pt) nanoclusters in combination with interdigitated electrodes. The sensor showed the sensitivity as high as $10^7%$ (Rair/Rgas) and the detection limit as low as 30 ppm. The sensor characteristics could be obtained via optimized materials synthesis route and sensor electrode design. Not only the contribution of electrical resistance from the film itself but also the interfacial effect was identified as an important factor that contribute significantly to the overall sensor characteristics. This promises the applicability of the developed sensor for monitoring hydrogen leak at room temperature.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권4호
• /
• pp.395-401
• /
• 2013

In-situ optical emission spectroscopy (OES) is employed for leak detection in plasma etching system. A misprocessing is reported for significantly reduced silicon etch rate with chlorine gas, and OES is used as a supplementary sensor to analyze the gas phase species that reside in the process chamber. Potential cause of misprocessing reaches to chamber O-ring wear out, MFC leaks, and/or leak at gas delivery line, and experiments are performed to funnel down the potential of the cause. While monitoring the plasma chemistry of the process chamber using OES, the emission trace for nitrogen species is observed at the chlorine gas supply. No trace of nitrogen species is found in other than chlorine gas supply, and we found that the amount of chlorine gas is slightly fluctuating. We successfully found the root cause of the reported misprocessing which may jeopardize the quality of thin film processing. Based on a quantitative analysis of the amount of nitrogen observed in the chamber, we conclude that the source of the leak is the fitting of the chlorine mass flow controller with the amount of around 2-5 sccm.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
• /
• 제12권12호
• /
• pp.525-534
• /
• 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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
• /
• 한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
• /
• pp.282-288
• /
• 1997

The purpose of this paper is to predict the situation of leak in closed space using an Artificial Neural Network (ANN). The existing system can't monitor the whole He situations with on/off signals. Especially the first stage of data determines the leak spot and intensity is disregarded in gas accidents. To complement these faults, a new prototype of monitoring system is proposed. Ihe system is composed of'sensing systenL data acquisition system computer, and ANN implemented in software and is capable of identifying the leak spot and intensity in closed space. The concentration of gas is measured at the 4 different places. The network has 3 layers that are composed of 4 input Processing Element (PE),24 hidden PEs, md 4 output PEs. The ANN has optimum condition through several experiments and as a consequence the recognition rate of93.75% is achieved finally

• 한국가스학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.66-71
• /
• 2016

현재 산업단지에는 수많은 센서로부터 얻는 정보를 이용해 누출 발생지역을 감지 감시하고 있다. 그러나 화학물질 누출사고는 꾸준히 발생하고 있으며, 때에 따라 다량의 화학물질이 누출되는 경우에는 큰 피해가 발생하고 있다. 이때 중요하게 작용하는 센서 배치가 현재까지는 과거의 경험을 통하여 그 결정이 이루어지거나, 또는 센서제작 업체에서 제시하는 가이드를 통하여 설치되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화학물질 누출이 일어났을 때 빠른 감지 및 대응을 위해 가장 중요한 요소인 센서 배치 최적화 방법론을 제시하였다. 특히 공정구조에 따른 누출흐름이 미반영된 상태에서 초기 배치 최적화를 위해 센서 개수 최소화 측면과 화학물질감지확률 측면으로 나누어 일반적으로 사용할 수 있는 수식을 제시하였다. 제시된 방법은 간단한 누출 시나리오를 이용하여 검증을 진행하였고, 이를 통해 각 공정의 안전성 목표치를 성취함으로써 안전한 공정 운영이 가능하도록 하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.1-12
• /
• 2014

본 논문에서는 적외선센서를 이용하여 방폭형 휴대용 가연성가스 누출검지기를 개발하고 아울러 가스의 농도를 측정하는 정확도를 향상시키는 알고리즘을 제안하였다. 국내최초로 내압 및 본질안전방폭규격(Ex d ib) 적용하여 적외선 가스누출검지기는 개발하였으며, 선형회귀 방정식과 2차 라그랑지(Lagrange) 보간 다항식(interpolation polynomial)을 사용하여 측정정확도를 개선하였다. 아울러 본 연구에서는 현장검사원들의 요구사항을 조사하여 현장에 부합하도록 성능을 향상시키고, 편의기능을 추가하였다. 본 연구에서 개발한 가스누출검지기와 타사의 검지기를 비교하기 위하여 한국가스안전공사에서 제조한 표준가스 8종을 가지고 측정시험을 실시하였다. 본 연구에서 개발한 가스누출검지기의 검지 정확도가 우수함을 실험결과를 통하여 증명하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.44-49
• /
• 2020

본 논문에서는 산화주석 기반 반도체식 가스센서의 제조사양을 분석하여 측정회로를 설계하였다. 또한, 실제 가스안전관리 산업현장에서 가스센서를 사용하기 위하여 응답특성시험을 통한 최적 입출력 방정식을 도출하였다. 산화물 반도체 가스센서의 응답특성은 6종의 농도를 가진 표준가스를 제조하여 주입하며 출력전압을 측정을 통해 분석되었다. 각각 농도가 다른 가스의 주입에 대한 센서의 출력 전압의 관계를 룩업 테이블로 생성하였다. 생성된 룩업테이블의 데이터가 등간격이면 근사함수법으로 다항식을 도출할 수 있다. 그래서 5차의 다항식을 정의하고, 그 계수를 최소자승법으로 구하여 센서의 입출력 특성을 대표하는 5차 다항식을 완성하였다. 제안된 5차 다항식이 가스검지기 등에 실제로 적용되기 위해서는 다항식의 역변환이나 사이 값이 추가된 배열형태로 프로그래밍이 다시 생성되어져야 한다. 본 연구에서는 사이 값을 1/5로 세밀하게 구분 및 보간을 계산하여 배열형태로 구현되었다. 제안한 5차 캘리브레이션 교정식의성능은 표준가스를 주입 및 그 농도를 측정했을 때 일차방정식보다 오차가 감소됨을 확인되었다.