A Micro platform for micro gas sensor consisted of micro heater, insulator, and sensing electrode on 2 ${\mu}m$ thick $SiN_x$ membrane. Three types of micro platforms were designed and fabricated with membrane sizes. Total size of micro platform was 2.6 mm by 2.6 mm. Measured power consumptions were 28 mW, 28 mW, and 32.5 mW for Type 1, Type 2, and Type 3. At this moment, temperatures of membranes on the platforms were $295^{\circ}C$, $297^{\circ}C$, and $296^{\circ}C$, respectively. Fabricated micro platform considered appropriate to apply for low power consumption micro gas sensor. Micro gas sensors were prepared by the sequence that $SnO_2$ nanopowder pastes were dropped on membrane of Type 1 platforms, dried in oven, heat-treated with micro heaters in platforms. One of the micro gas sensors was tested for gas response to 1157 ppm, 578 ppm, and 231 ppm of methane and 1.68 ppm, 0.84 ppm, and 0.42 ppm of $NO_2$.
In this study, we analyzed the LPG and LNG sensitivity measurement and voltage variation using catalytic type gas sensor characteristics in catalytic combustion type gas detecter sensors. gas detector shall operate as intended when exposed for 24 hours to air having a relative humidity of 0~85 percent at a temperature of $20[{\mu}m]$ and humidity of 45 percent at a temperature of $-10{\sim}40[^{\circ}C]$ the gas detecter sensors are to be subjected to operation for 210 days in an area that has been detemined to be equivalent to a typical residential atmosphere with an air velocity of 50 [cm/sec]. The source of energy for a gas detector sensors employing a supplementary basic circuit is energized from a separate source of supply direct applied voltage 2.1[V], 2.2[V], 2.3[V]. As a result, it was confirmed that the relative humidity and temperature by regression each analysis, compared to the LPG characteristic graph and methane characteristics graph by a relative humidity of 0 ~ 85 [%] at a temperature range of $-10{\sim}40[^{\circ}C]$ show a similar linear pattern on the whore.
국내에 설치되어 있는 LPG 충전소는 약 2000개로 매년 26개씩 증가하고 있다. 이 중 15년 이상 된 노후화 된 충전소는 약 500개로 전체의약 25% 해당된다. 이 중 약 86%는 도시에 설치되어 있어 사고 발생 시 매우 큰 피해가 우려되고 있는 실정이다. 이에 따라, 본 논문에서는 LPG/CNG 충전소에서 가스 누출 및 화재 사고를 예방 및 대응 할 수 있는 가스센서 모듈 및 관제시스템을 개발하였다. 듀얼 타입 센서 모듈은 메탄, 부탄 및 수소의 센서에 측정 된 데이터를 FR433Mhz통신을 통하여 데이터를 수집하여, 전달할 수 있는 기능을 가지고 있다. 또한, 각각의 센서는 두 개씩 부착되어 안정성 및 정확도를 높였다. 통합관제시스템의 S/W는 센서에서 측정 된 장치의 실시간 데이터를 감지하고, 위험상황 발생 시 PC와 스마트폰으로 전달하여 위험 경보를 관리자가 시간과 장소에 상관없이 충전소의 상황을 확인 할 수 있도록 하였다.
[ $WO_3$ ]powders were ball-milled with an alumina ball for 0-72 hours. $In_2O_3$ doped $WO_3$ was prepared by soaking ball-milled $WO_3$ in an $InCl_3$ solution. The mixed powder was annealed at $700^{\circ}C$ for 30 min in an air atmosphere. A paste for screen-printing the thick film was prepared by mixing the $WO_3$:In2O3 powders with ${\alpha}$-terpinol and glycerol. $In_2O_3$ doped $WO_3$ thick films were fabricated into a gas sensor by a screen-printing method on alumina substrates. The structural properties of the $WO_3$:$InO_3$ thick films were a monoclinic phase with a (002) dominant orientation. The particle size of the $WO_3$:$InO_3$ decreased with the ball-milling time. The sensing characteristics of the $In_2O_3$ doped $WO_3$ were investigated by measuring the electrical resistance of each sensor in the test-box. The highest sensitivity to 5 ppm $CH_4$ gas and 5 ppm $CH_3CH_2CH_3$ gas was observed in the ball-milled $WO_3$:$InO_3$ gas sensors at 48 hours. The response time of $WO_3$:$In_2O_3$ gas sensors was 7 seconds and recovery time was 9 seconds for the methane gas.
메탄, 프로판 등을 주성분으로 하는 연료가스는 폭발위험장소에서 사용될 수 있으며, 누출로 인한 공정조건의 영향으로 불균일한 혼합기를 형성할 수 있다. 균일한 혼합기를 대상으로 측정된 문헌 데이터를 이용한 화재 폭발 위험성 평가, 손상 예측은 가스 누출에 의한 실제 폭발 사고와 다른 결과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 가스 누출시 나타날 수 있는 농도 변화에 있어서 불균일성 혼합기의 폭발압력, 화염속도 등의 폭발특성을 조사하였다. 길이 0.82 m의 스테인리스 재질의 밀폐 배관에서 수행하였으며 컬러 초고속 카메라 및 압력 센서를 사용하여 관찰하였다. 또한 배관 내의 시간에 따른 농도차이 변화에 대해 회귀분석 모델을 사용하여 불균일 혼합물의 정량화 방법을 제안하였다. 본 연구의 농도 불균일성 조건에 있어서 메탄 폭발 시 전파화염은 불균일성 농도가 높아짐에 따라 화염 면적의 증가가 관찰되었고 이는 난류 화염의 주름진 화염 구조와 유사하였다. 메탄의 최대압력까지 걸리는 소요시간은 불균일성이 클수록 감소하였고, 폭발압력은 불균일성이 클수록 증가하였다. 농도가 불균일한 메탄의 KG(폭연지수)의 범위는 1.30~1.58 [MPa·m/s]으로서 메탄의 농도가 균일성에서 불균일성로 변화하면서 17.7% 증가하였다.
메탄, 프로판가스를 검출하기 위하여 ${\gamma}-Al_{2}O_{3}$ 담체에, Pd 촉매를 섞어서 접촉연소식 센서 및 digital 계측기를 제작한 후 그 소자특성 및 계측기로서 응용가능성을 조사하였다. 본 연구에서 제조된 센서는 인가전압 2 V에 소모전력은 700mW가 나왔고, 출력전압변화는 1,000ppm의 프로판의 경우 약 700mV, 메탄의 경우 500mV 변화를 나타냈다. 계측기에서는 2,400ppm을 10회 반복적으로 주입시켜 측정하였다. 그 결과로, ${\pm}25ppm({\pm}1%)$의 오차를 보였고, 감도, 선형성, 재현성이 우수한 것을 볼 수 있었다.
폭발성 및 가연성 가스의 종류 및 그 정량화론 위한 10개의 개별 센서가 하나의 기판 위에 집적시킨 센서 어레이를 개발하였다. 이 센서어레이는 여러 가지 가연성 가스(부탄, 메탄, 프로판, 일산화탄소, LPG)에 대해서 차별화 된 감도 패턴을 가지도록, 나노 사이즈의 grain를 가지는 $SnO_2$를 모 물질로 하는 10개의 서로 다근 감지 물질로 구성하였고, 센서어레이 전반에서 균일한 온도 분포가 되도록 히터를 기판에 내장시켰다. $400^{\circ}C$에서 동작하는 어레이상의 센서들은 저농도에서도 고감도와 재현성의 특성을 보여 주었다. 이들 감도패턴을 이용하여, 주성분 분석 기법을 통해 환경기준치(LEL, TLV) 범위에서 부탄, 프로판, 메탄, LPG의 폭발성 및 가연성 가스의 종류 인식 및 정량화 할 수 있었다. 그리고, 주성분 분석 기법으로 치적 센서 개수 선정에 응용하였다.
This paper describes Hyundai's research and development work on a flexible fuel vehicle (FFV). The work on FFV has been conducted to evaluate its potential as an alternative to the conventional gasoline vehicle. Hyundai FFV described here can be operated on M85, gasoline, or any of their combinations, in which the methanol concentration is measured by an electrostatic type fuel sensor. For that operation, a special FFV ECU(Eletronic Control Unit) has been developed and incorporated in the FFV. The characteristics affecting FFV operation, such as FFV ECU control strategy and injector flow rate, have been investigated and optimized through the experiment. And various development tests have been performed in view of engine performance, durability, cold startability, and exhaust emissions reduction. The exhaust gas aftertreatment system consisting of manifold type catalyst and secondary air injection system shows good emission reduction performance including formaldehyde, and finally, the possibility of the FFVs as the low emission vehicles is evaluated by presenting NMOG(Non-Methane Organic Gases) levels with respect to M0 and M85. With these results, it is concluded that FFV can be a candidate for the low emission vehicles, but more works on its durability improvement is required.
비표면적이 약 $200\;m^2/g$인 ${\gamma}-Al_2O_3$를 합성하여 얻은 ${\gamma}-Al_2O_3$ 담체에 Pd, Pt와 같은 귀금속 촉매를 첨가하여 접촉연소식 가스감지소자를 제작하였다. 제작된 센서는 최적동작을 위한 인가전압 1.75 V에서 소모전력은 약 500 mV였고, 부탄, 메탄 및 프로판 각각 100 %LEL에 대해서 약 120 mV의 높은 감도 특성을 보였다. 제작된 센서는 탄화수소 가스 농도에 대한 선형성, 재현성, 그리고 상대 습도변화에 대해서 안정된 감도 특성을 보여 주었다. 그리고 약 100일 동안 부탄 가스에 대해서 안정된 센서 감도 특성을 보여 주었다.
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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[게시일 2004년 10월 1일]
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