KR101016609B1 - 센서 테스트 장치 - Google Patents

센서 테스트 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101016609B1
KR101016609B1 KR1020080104668A KR20080104668A KR101016609B1 KR 101016609 B1 KR101016609 B1 KR 101016609B1 KR 1020080104668 A KR1020080104668 A KR 1020080104668A KR 20080104668 A KR20080104668 A KR 20080104668A KR 101016609 B1 KR101016609 B1 KR 101016609B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
storage tank
sensor
gas storage
hydrogen
Prior art date
Application number
KR1020080104668A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100045643A (ko
Inventor
정현식
이재동
진정모
이세희
심재영
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020080104668A priority Critical patent/KR101016609B1/ko
Publication of KR20100045643A publication Critical patent/KR20100045643A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101016609B1 publication Critical patent/KR101016609B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/008—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011—Sample conditioning
    • G01N33/0014—Sample conditioning by eliminating a gas
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

장시간 가스 노출에 대한 센서의 성능 및 내구성 테스트를 수행할 수 있는 센서 테스트 장치가 개시된다. 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 센서 테스트 장치는, 센서를 장착하기 위한 센서 장착부, 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하며 센서 장착부를 통해 센서로 가스를 공급하는 가스공급부, 가스공급부로부터 공급되는 가스의 질량유량을 제어하기 위한 질량식 유량조절기를 포함하고, 가스가 공급되는 동안 가스저장탱크 중 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 일정 이하로 소진되면 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 가스가 연속적으로 공급된다.
센서, 센서장착부, 가스공급부, 질량식 유량조절기, 수소, 연속

Description

센서 테스트 장치{DEVICE FOR TESTING HYDROGEN SENSOR}
본 발명은 센서의 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 장시간 가스 노출에 대한 센서의 성능 및 내구성 테스트를 수행할 수 있는 센서 테스트 장치에 관한 것이다.
최근 들어 환경오염과 화석에너지 고갈에 대한 우려로 저공해 대체에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 대체에서지 중에서도 최근에는 수소에너지에 대한 기대가 커지고 있다. 수소 연료의 이용 특히, 수소 연료 자동차의 상용화가 수 년 내로 이루어질 것으로 예상되고 있으며, 분산발전, 동력 등의 분야에 우선적으로 소비 확대가 이루어지면, 산업용, 안전용 등 수소센서의 수요가 늘어날 것으로 기대되고 있다.
일반적으로 수소는 대기 중의 산소와 결합할 때 자연발화하거나 폭발하는 성질이 있기 때문에, 수소의 생산, 보관, 사용 과정에서 제반의 안전조치를 강구하여 수소의 누출을 방지하고 검지할 수 있는 시스템이 갖추어지지 않고서는 수소연료의 광범위한 사용이 불가능할 것이다.
특히, 수소 연료 자동차의 상용화 연구가 고압으로 압축된 수소를 자동차에 적재하는 방향으로 추진되고 있는 점을 감안하면, 수소 누출을 검지할 수 있는 수소안전 센서의 개발은 그 중요성이 더욱 커지고 있다. 즉, 수소 저장용기를 높은 내구성과 내충격성을 가지도록 안전설계를 한다고 하더라도, 저장용기와 연료전지 본체 사이와 같이 수소가 지나가는 연결부위는 취약할 수밖에 없기 때문에 수소 누출의 우려가 있는 각 부분에 센서를 장착하여 수소 농도를 모니터하는 시스템을 갖출 필요가 있다.
이와 같이, 수소를 안전하고, 효율적으로 사용하기 위해서는 수소검지 센서의 이용은 필수적이며, 사용 환경 즉, 수소의 생산방법 및 공정, 저장방법, 수송수단, 이용방법에 따른 적합한 규격이 정해져야 한다.
현재 많이 연구, 개발되고 있는 수소센서로서는 반도체식, 접촉연소식, FET(field effect transistor)방식, 전해질식(전기화학식), 광섬유식, 압전식, 열전식 등이 있다.
그 중, 최근에는 수소 흡착에 따라 광투과도 또는 반사도가 변화하는 가스채색(gasochromic)특성을 이용한 광학식 수소센서에 대한 개발이 이루어지고 있다. 이러한 광학식 수소센서는 수소에 노출되는 부분에 빛만 보내면 되기 때문에 전기방전에 의한 폭발 가능성을 원천적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
일반적인 광학식 수소센서는 특정 가스에 노출되었을 때 색이 변화하는 가스채색(gasochromic)특성을 갖는 센서박막을 포함하여 구성되며, 수소에 노출되었을 시 센서박막의 투과도 또는 반사도가 달라짐에 따른 투과 또는 반사되는 빛의 세기 변화를 측정하여 수소를 검지할 수 있도록 구성된다.
한편, 광학식 수소센서에서 센서박막의 물리적 특성은 센서의 신뢰성 및 안정성에 많은 영향을 미친다. 즉, 센서박막의 물리적 특성이 변하게 되면 수소를 정확히 감지해내기 어렵고 그에 따른 2차사고가 발생될 우려가 있기 때문에, 적용 환경에 따른 센서박막의 정확한 물리적 특성 및 성능에 대한 사전 테스트가 이루어져야 한다.
이를 위해 최근에는 센서박막의 물리적 특성 및 성능을 테스트하기 위한 여러가지 검토가 이루어지고 있으나, 그 근본적인 대책은 아직 확립되지 않고 있다. 특히, 종래에는 수소센서가 장시간 동안 수소에 반복되게 노출될 경우 센서박막의 성능(수소 반응성) 및 내구성을 테스트하기 위한 대책이 확립되어 있지 않으며 이에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 센서의 성능 및 내구성을 정확히 테스트할 수 있는 센서 테스트 장치를 제공한다. 특히, 본 발명은 가스채색 특성을 갖는 센서박막의 물리적 특성 및 성능을 정확히 테스트할 수 있는 센서 테스트 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 센서가 장시간 동안 가스에 반복되게 노출되는 상태하에서 센서의 물리적 특성 및 성능을 정확히 테스트할 수 있는 센서 테스트 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 센서의 성능 향상에 기여할 수 있으며, 수소와 같은 특정 가스의 누출 등에 의해 비롯될 수 있는 안전사고를 방지하고 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 센서 테스트 장치는, 센서를 장착하기 위한 센서 장착부, 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하며 센서 장착부를 통해 센서로 가스를 공급하는 가스공급부, 가스공급부로부터 공급되는 가스의 질량유량을 제어하기 위한 질량식 유량조절기를 포함하고, 가스가 공급되는 동안 가스저장탱크 중 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 일정 이하로 소진되면 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 가스가 연속적으로 공급된다.
가스공급부는 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하여 구성되기 때문에, 가스를 공급하는 도중 가스를 공급하는 가스저장탱크의 잔량이 일정 이하로 소진된다 하더라도 가스의 공급 중단없이 다른 가스저장탱크로부터 가스가 연속적으로 공급될 수 있다. 따라서, 센서의 테스트 도중 가스의 잔량 부족으로 인한 테스트 중단을 미연에 방지할 수 있고, 장시간 반복적인 노출에 따른 센서의 물리적 특성 및 성능을 정확하게 테스트할 수 있다.
가스공급부로부터 공급되는 가스의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 가스공급부를 구성하는 가스저장탱크는 서로 다른 종류의 가스를 공급하는 복수개의 군으로 구분될 수 있으며, 각 군에 포함되는 각각의 가스저장탱크는 동일한 가스를 공급할 수 있다.
일 예로, 가스공급부는 센서가 반응하는 반응가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하는 반응가스 공급부, 및 센서와 무반응성을 갖는 전달가스를 공급하는 전달가스 공급부를 포함할 수 있다. 여기서, 센서와 반응하는 반응가스라 함은, 센서가 반응가스에 노출될 시 센서의 광학적, 물리적, 화학적 변화가 발생되는 가스로 이해될 수 있고, 이와 반대로, 센서와 무반응성을 갖는 전달가스라 함은, 센서가 전달가스에 노출될 시 센서의 광학적, 물리적, 화학적 변화가 발생되지 않는 가스로 이해될 수 있다. 가령, 반응가스로서는 수소가 이용될 수 있다. 아울러 수소는 공기 중에서 일정 이상 농도가 되면 발화하는 특성이 있기 때문에, 전달가스로서는 센서와 무반응성을 갖는 질소 및 산소가 혼합된 혼합가스가 이용될 수 있다. 한편, 센서의 테스트 동안 질소 및 산소가 혼합된 가스는 연속적으로 공급될 수 있고, 수소는 일정 주기로 공급될 수 있기 때문에, 수소에 대한 센서의 반응성을 확인할 수 있음은 물론 장기간 수소 노출에 따른 센서의 성능 변화 및 내구성을 테스트할 수 있다.
각 가스저장탱크의 공급라인 상에는 공급되는 가스를 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 밸브가 구비될 수 있고, 가스저장탱크 중 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 일정 이하로 소진되면, 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크에 해당되는 밸브가 개방된 후, 가스를 공급하던 가스저장탱크에 해당되는 밸브가 차단될 수 있다. 각 가스저장탱크에 해당되는 밸브의 개방 및 차단은 수동 또는 자동으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 가령, 밸브의 개방 및 차단은 컨트롤러에 의해 자동으로 구현되도록 구성될 수 있다. 그리고, 각 가스저장탱크의 공급라인 상에는 가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 제공될 수 있다. 이외에도 각 가스 공급라인 상에는 가스 공급라인을 따라 공급되는 가스의 압력을 나타내는 플로우미터(flowmeter, F/M) 등과 같은 각종 부가수단이 제공될 수도 있으며, 부가수단의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 센서라 함은 특정 가스를 감지 및 검출할 수 있도록 특정 가스에 반응하는 통상의 센서를 의미한다. 일 예로, 센서로서는 수소를 검지하기 위한 통상의 광학식 센서부의 센서박막이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 수소 이외에 다른 가스를 검지하기 위한 다양한 센서가 사용될 수 있다.
참고로, 광학식 센서부는 특정 가스에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 가스채색(gasochromic) 특성을 갖는 센서박막을 포함하여 구성되며, 센서박막의 광학 적 특성 변화를 감지함으로써 통해 특정 가스의 존재를 검출할 수 있다. 이러한 센서박막을 갖는 광학식 센서부의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 센서박막의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이러한, 센서박막으로는 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni) 등을 포함하는 전이금속군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속(transition metal) 박막이 사용될 수 있다. 여기서 전이금속이라 함은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni)외에도 철, 코발, 루테늄, 로듐, 이리듐 등을 포함할 수 있으며, 그 종류 및 개수에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 센서박막으로는 수소를 흡수하면 그 색깔이 변화하는 특성을 갖는 통상의 팔라듐(Pd) 박막이 사용될 수 있으며, 이러한 팔라듐(Pd) 박막은 유리와 같은 통상의 투명기판 상에 증착될 수 있다. 경우에 따라서는 센서박막의 감도를 높이고 내구성 및 안정성을 향상시키기 위해 팔라듐(Pd) 박막에 하부에 산화텅스텐(WO3) 박막 또는 산화바나듐(V2O5) 박막이 적층될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 센서 테스트 장치는, 센서를 장착하기 위한 센서 장착부, 센서가 반응하는 반응가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하는 반응가스 공급부, 센서와 무반응성을 갖는 전달가스를 공급하는 전달가스 공급부, 반응가스 공급부 및 전달가스 공급부와 연결되어 센서 장착부를 통해 센서로 공급되는 반응가스 및 전달가스의 질량유량을 제어하기 위한 질량식 유량조절기, 및 반 응가스가 공급되는 동안 가스저장탱크 중 반응가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 일정 이하로 소진되면 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 반응가스가 연속적으로 공급되도록 하는 컨트롤러를 포함하고, 센서의 테스트 동안 전달가스는 연속적으로 공급되고, 반응가스는 일정 주기로 공급된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 센서 테스트 방법은, 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크 중 어느 하나의 가스저장탱크로부터 센서로 기 가스를 공급하는 단계, 가스가 공급되는 동안 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진되었는지 여부를 판단하는 단계, 및 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 복수개의 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 가스를 연속적으로 공급하는 단계를 포함한다.
그리고, 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 복수개의 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 가스를 연속적으로 공급하는 단계에서, 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면, 복수개의 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크가 개방된 후, 가스를 먼저 공급하던 가스저장탱크가 차단될 수 있다. 또한, 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크 중 어느 하나의 가스저장탱크로부터 센서로 가스를 공급하는 단계에서, 가스는 통상의 질량식 유량조절기를 통해 기설정된 질량유량으로 일정하게 공급될 수 있다.
참고로, 본 발명에서 테스트된 센서박막을 구비한 광학식 수소센서는 산업 용(공정제어 및 안전)뿐만 아니라 수소스테이션, 연료 전지자동차, 연료전지 분산발전시스템, 가정용 등으로 널리 사용될 수 있으며, 광학식 수소센서의 구조 및 특성, 적용분야에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 센서 테스트 장치에 의하면, 센서의 성능 및 내구성을 정확히 테스트할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 가스채색 특성을 갖는 센서박막의 물리적 특성 및 성능을 정확히 테스트할 수 있으며, 적용 환경에 따라 최적의 성능을 갖는 센서가 사용될 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따르면 센서의 테스트를 위한 가스의 공급이 테스트 도중 중단되지 않고 지속적으로 공급될 수 있게 함으로써, 센서가 장시간 동안 가스에 반복되게 노출되는 상태하에서 센서의 물리적 특성 및 성능을 정확히 테스트할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 센서의 성능 향상에 기여할 수 있으며, 수소와 같은 특정 가스의 누출 등에 의해 비롯될 수 있는 안전사고를 방지하고 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있게 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 테스트 장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 센서 테스트 장치로서, 광학식 센서부의 구조를 도시한 도면이다. 또한, 도 3 본 발명에 따른 센서 테스트 장치로서, 가스공급부의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 센서 테스트 장치로서, 가스공급부의 제어블록도이다.
한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 센서 테스트 장치에 의한 수소 검지상태를 도시한 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 센서 테스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 4에서 각각 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 센서 테스트 장치는 가스에 반응하는 센서의 물리적 특성, 내구성 및 성능 등을 테스트하기 위한 것으로서, 센서장착부(100), 가스공급부(200), 질량식 유량조절기(300)를 포함한다.
상기 센서장착부(100)는 센서가 장착될 수 있도록 제공된다. 일 예로 센서장착부(100)는 일종의 챔버 형태로 내부에 밀폐된 소정의 테스트 공간을 제공할 수 있으며, 일측은 가스공급부(200)와 연결되어 가스공급부(200)의 가스가 센서장착부(100)의 내부로 공급될 수 있다. 이러한 센서장착부(100)의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 가스공급부(200)는 센서장착부(100) 내부로 특정 가스를 공급하기 위해 제공되며, 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하여 구성된다. 상기 가스공급부(200)는 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하여 구 성되기 때문에, 가스를 공급하는 도중 가스를 공급하는 가스저장탱크의 잔량이 일정 이하로 소진된다 하더라도 가스의 공급 중단없이 다른 가스저장탱크로부터 가스를 연속적으로 공급할 수 있다.
상기 가스공급부(200)로부터 공급되는 가스의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 가스공급부(200)를 구성하는 가스저장탱크는 서로 다른 종류의 가스를 공급하는 복수개의 군으로 구분될 수 있으며, 각 군에 포함되는 각각의 가스저장탱크는 동일한 가스를 공급할 수 있다. 가령, 가스공급부(200)는 서로 다른 3종류의 가스를 공급하는 3개의 군(210,220,230)으로 구분될 수 있으며, 이때 각각의 군에 포함된 가스저장탱크는 모두 동일한 가스를 공급하도록 구성된다.
일 예로, 가스공급부(200)는 센서가 반응하는 반응가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크를 포함하는 반응가스 공급부, 및 센서와 무반응성을 갖는 전달가스를 공급하는 전달가스 공급부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 반응가스로서는 수소가 이용될 수 있다. 아울러 수소는 공기 중에서 일정 이상 농도가 되면 발화하는 특성이 있기 때문에, 전달가스로서는 센서와 무반응성을 갖는 질소 및 산소가 혼합된 혼합가스가 이용될 수 있다.
이하에서는, 가스공급부(200)가 반응가스 공급부와 전달가스 공급부를 포함하여 구성되되, 반응가스 공급부가 서로 병렬로 연결되는 복수개의 수소저장탱크(212)로 구성되고, 전달가스 공급부가 서로 병렬로 연결되는 복수개의 질소저장탱크(222) 및 서로 병렬로 연결되는 복수개의 산소저장탱크(232)를 포함하여 구성 된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 가스공급부(200)로부터 공급되는 수소, 질소 및 산소의 혼합 비율은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
참고로, 센서와 반응하는 반응가스라 함은, 센서가 반응가스에 노출될 시 센서의 광학적, 물리적, 화학적 변화가 발생되는 가스로 이해될 수 있고, 이와 반대로, 센서와 무반응성을 갖는 전달가스라 함은, 센서가 전달가스에 노출될 시 센서의 광학적, 물리적, 화학적 변화가 발생되지 않는 가스로 이해될 수 있다.
아울러, 상기 수소저장탱크(212), 질소저장탱크(222) 및 산소저장탱크(232)의 각 가스 공급라인 상에는 각 가스 공급라인을 따라 공급되는 가스를 조절하기 위한 적어도 하나의 밸브가 제공될 수 있다. 상기 밸브로서는 공급되는 가스의 압력을 조절 및 확인할 수 있는 통상의 레귤레이터(regulator)가 사용될 수 있으며, 이러한 밸브의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 각 저장탱크의 가스 공급라인 상에는 공급되는 가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 제공될 수 있으며, 이외에도 가스 공급라인을 따라 공급되는 가스의 압력을 나타내는 플로우미터(flowmeter, F/M)(미도시) 등이 제공될 수 있다.
이하에서는 복수개의 수소저장탱크 중 제1수소저장탱크(212')와 제2수소저장탱크(212")의 공급라인상에 제공되는 레귤레이터(251~255) 및 체크밸브(261,262)를 예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1수소저장탱크(212')로부터 수소를 공급할 시, 제1수소저장탱크(212')의 가스는 가스 공급라인 상에 구비된 제1레귤레이터(251)와 제2레귤레이터(252)를 거쳐 제1체크밸브(261)를 통과한 후, 공급라인 합류 지점에 제공된 제5레귤레이터(255)를 지나 질량식 유량조절기(300)로 공급될 수 있다. 평상시에는 이러한 루트로 가스를 주입하다가 일정 시간이 지난 후에 레귤레이터를 통해 제1수소저장탱크(212')의 가스 잔량을 확인한 후, 가스 잔량이 부족할 경우에는 제2수소저장탱크(212")의 가스 공급라인 상에 구비된 제3레귤레이터(253)와 제4레귤레이터(254)를 개방시키고, 제1레귤레이터(251)와 제2레귤레이터(252)를 폐쇄시킬 수 있다. 그 결과, 가스는 제2수소저장탱크(212")에서부터 제3레귤레이터(253)와 제4레귤레이터(254)를 거쳐 제2체크밸브(262)를 통과한 후, 제5레귤레이터(255)를 지나 질량식 유량조절기(300)로 공급될 수 있다. 그리고, 상기 제2수소저장탱크(212")에서부터 가스가 공급되는 동안 제1수소저장탱크(212')는 새로 교체되거나 충전될 수 있다. 이와 같이 복수개의 수소저장탱크(212',212")는 서로 병렬로 연결되어 있기 때문에 센서의 테스트 동안 수소 공급의 중단없이 장시간 동안 연속적으로 수소를 센서장착부(100)로 공급할 수 있다. 또한, 질소저장탱크 및 산소저장탱크 역시 수소와 마찬가지로 질소 및 산소 공급의 중단없이 장시간 동안 연속적으로 질소 및 산소를 공급할 수 있다.
한편, 각 가스저장탱크에 해당되는 밸브(예를 들어, 251~255)의 개방 및 차단은 요구되는 조건에 따라 수동 또는 자동으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 이하에서는 컴퓨터 제어를 받는 통상의 밸브 컨트롤러(도 4의 500 참조)에 의해 각 밸브의 개방 및 차단이 자동적으로 구현되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 밸브 컨트롤러의 구조 및 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양 하게 변경될 수 있으며, 경우에 따라서는 각 밸브의 개방 및 차단이 관리자의 인위적인 조작에 의해 이루어지도록 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 수소저장탱크(212',212") 교체시 압력에 의한 타 가스의 유입이나 비정상 배출을 방지하기 위하여, 제1수소저장탱크(212')와 제2수소저장탱크(212")의 공급라인상에 각각 두개의 레귤레이터(251,252)가 제공된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1수소저장탱크와 제2수소저장탱크의 공급라인상에 단 하나의 레귤레이터가 구비되도록 구성할 수 있다.
상기 질량식 유량조절기(Mass Flow Controller ; MFC)(300)는 가스공급부(200)와 센서장착부(100)의 사이에 제공되어 가스공급부(200)로부터 공급되는 가스가 미리 설정된 질량유량으로 일정하게 센서장착부(100)로 공급될 수 있게 한다. 이러한 질량식 유량조절기(300)로서는 통상의 디지털 방식 질량식 유량조절기 또는 아날로그 방식 질량식 유량조절기가 사용될 수 있으며, 질량식 유량조절기의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 센서는 센서장착부(100)로 공급된 특정 가스에 반응하도록 센서장착부(100)의 내부에 제공된다. 여기서, 센서라 함은 각종 가스를 감지 및 검출하기 위한 통상의 센서를 포함할 수 있으며, 센서의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 상기 센서로서 수소를 검지하기 위한 광학식 센서부(400)의 센서박막(410)이 적용된 예를 들어 설명하기로 한다. 물론, 경우에 따라서는 수소 이외에 다른 가스를 검지하기 위한 다양한 센서가 사용될 수 있다.
상기 광학식 센서부(400)는 특정 가스에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 가스채색(gasochromic) 특성을 갖는 센서박막(410)을 포함하여 구성되며, 센서박막(410)의 광학적 특성 변화를 감지함으로써 통해 특정 가스의 존재를 검출할 수 있다. 이러한 센서박막(410)을 갖는 광학식 센서부(400)의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 상기 광학식 센서부(400)는 수소에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 가스채색(gasochromic)특성을 갖는 재질로 이루어진 센서박막(410), 빛을 조사하는 광원(420), 상기 광원(420)으로부터 조사된 빛을 레퍼런스 빔(Reference beam)과 시그널 빔(Siganl beam)으로 분리하는 광분리기(Spliter)(430), 상기 광분리기(430)로부터 분리된 레퍼런스 빔을 검출하는 제1광검출기(photodetector)(440), 상기 광분리기(430)로부터 분리되어 센서박막(410)을 투과 또는 반사하는 시그널 빔을 검출하는 제2광검출기(450), 및 상기 제1광검출기(440) 및 제2광검출기(450)에서 검출된 레퍼런스 빔과 시그널 빔을 비교하여 수소 반응성을 검지하는 제어부(460)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같이 수소에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 센서박막(410)의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이러한, 센서박막으로는 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni) 등을 포함하는 전이금속군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 통상의 전이금속(transition metal) 박막이 사용될 수 있다. 일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센서박막(410)으로는 수소를 흡수하면 그 색깔이 변화하는 특성을 갖는 통상의 팔라듐(Pd) 박막(414)이 사용 될 수 있으며, 이러한 팔라듐(Pd) 박막(414)은 유리와 같은 통상의 투명기판(412) 상에 증착될 수 있다. 경우에 따라서는 센서박막(410)의 감도를 높이고 내구성 및 안정성을 향상시키기 위해 팔라듐(Pd) 박막에 하부에 통상의 산화텅스텐(WO3) 박막(416) 또는 산화바나듐(V2O5) 박막(미도시)이 적층되도록 구성할 수도 있다. 다르게는 센서박막으로서 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni)을 제외한 여타 다른 전이금속(예를 들어, 철, 코발, 루테늄, 로듐, 이리듐 등) 중 적어도 어느 하나로 이루어진 전이금속 박막이 이용될 수 있다.
상기 산화텅스텐(WO3) 박막(416)은 널리 알려진 전기채색 물질로서, 산화텅스텐(WO3) 박막을 주 전극으로 하고 백금(Pt) 전극을 반대 전극으로 하여 알칼리금속 이온을 함유하는 전해질을 통해 전기를 흘려주면, 전해질의 알칼리금속 이온이 박막 안으로 이동하고 전자는 회로를 통해 공급되어 이온과 전자가 박막에 함께 주입되면서 박막내의 W 이온이 환원되면서 박막의 색깔이 변하게 되는데, 이를 전기채색현상(electrochromism)이라고 한다.
이하에서는 상기 센서박막(410)으로서 팔라듐(Pd) 박막(414)과 산화텅스텐(WO3) 박막(416)이 적층된 예를 들어 설명하기로 한다. Pd/WO3 복층구조의 센서박막(410)의 경우, 팔라듐(Pd) 박막(414)은 주로 수소가스의 수소분자를 원자로 분해하는 역할을 하고, 이렇게 분해된 수소원자가 산화텅스텐(WO3) 박막(416)안으로 확산되어 들어가며 채색현상이 일어난다. 따라서, 대부분의 광투과도 변화는 산화텅 스텐(WO3) 박막(416)에의 가스채색 현상에 의해 일어나게 된다.
한편, 얇은 산화바나듐(V2O5) 박막 위에 팔라듐(Pd) 박막을 증착한 Pd/V2O5 구조에서는 가스채색 현상은 주로 팔라듐(Pd) 박막에서 일어나지만 산화바나듐(V2O5) 박막의 수소 이온(양성자) 저장특성에 의해 팔라듐(Pd) 박막의 내구성이 향상되는 효과를 보인다.
한편, 상기 광원(420)으로서는 빛을 조사할 수 있는 통상의 광원이 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 광원으로서는 통상의 LD(Laser Diode; 레이저 다이오드), LED(Light Emitting Diode), 적외선 램프 등이 사용될 수 있다. 이하에서는 광원(420)으로 헬륨-네온(He-Ne)레이져가 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 광분리기(430)를 통해 분리된 레퍼런스 빔(Reference beam)과 시그널 빔(Siganl beam)은 통상의 광케이블을 통해 전송될 수 있다. 그리고, 상기 제1광검출기(440) 및 제2광검출기(450)로서는 통상의 포토 다이오드(Photodiode)나 써모파일센서 등이 사용될 수 있으며, 각 광검출기(440,450)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이러한 구성에 의해, 광원(420)으로부터 조사된 빛은 광분리기(430)를 통해 레퍼런스 빔(Reference beam)과 시그널 빔(Siganl beam)으로 분리될 수 있다. 광분리기(430)에 의해 분리된 빛 중 레퍼런스 빔은 제1광검출기(440)로 유입될 수 있고, 시그널 빔은 센서장착부(100) 내부로 유입되어 센서박막(410)를 통과한 후 제2광검출기(450)로 유입될 수 있다.
상기 시그널 빔이 센서박막(410)을 통과하는 동안 센서장착부(100) 내부로 수소가 공급되면 센서박막(410)의 색이 변화하며 센서박막(410)의 광학적 특성(광투과도(optical transmittance) 또는 반사도(reflectivity))이 변화하게 된다. 따라서, 광학적 특성이 변화된 센서박막(410)을 통과하는 시그널 빔의 세기 변화를 제2광검출기(450)를 통해 검출한 후, 제1광검출기(440)에서 검출된 레퍼런스 빔의 신호와 비교하여 수소 반응성을 확인할 수 있다. 또한, 장기간에 이 과정을 반복하여 장기간 동안 센서박막(410)의 성능이 얼마나 열화되는 지를 확인하면서 박막의 내구성을 테스트하는 것이 가능하다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 센서장착부(100) 내부에서 센서박막(410)이 수소에 노출되면 센서박막(410)의 광투과도가 급속도로 증가하게 되어 제2광검출기(450)에서 측정되는 시그널빔의 세기가 줄어듬을 확인할 수 있다. 그러나, 수소 주입을 멈추고 질소 및 산소를 주입하면 센서박막(410)의 광투과도가 다시 본래의 값으로 회복되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 수소 및 질소와 산소를 함께 주입하는 과정 및 질소와 산소만을 주입하는 과정을 일정 주기로 수차례 반복하게 되면 센서박막(410)의 반응성이 얼마나 감소되었는지를 확인할 수 있다. 즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전술한 과정의 반복에 의해 센서박막(410)의 반응성이 얼마나 감소되었는지를 확인할 수 있으며, 이를 통해 센서박막(410)의 내구성을 확인할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 센서 테스트 방법을 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명에 따른 센서 테스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 아울러, 동일 개념으로 이해될 수 있는 구성 요소 및 설명은 반복 없이 생략될 수 있으며, 구체적인 언급 없어도 동일 번호는 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다.
도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 센서 테스트 방법은 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 것으로서, 서로 병렬로 연결되는 복수개의 가스저장탱크 중 어느 하나의 가스저장탱크로부터 센서로 가스를 공급하는 단계(S10), 상기 가스가 공급되는 동안 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진되었는지 여부를 판단하는 단계(S20), 및 상기 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 복수개의 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 가스를 연속적으로 공급하는 단계(S30)를 포함한다.
먼저, 복수개의 가스저장탱크(도 1의 212, 222, 232 참조) 중 어느 하나의 가스저장탱크로부터 센서로 가스가 공급된다.(S10) 이때 복수개의 가스저장탱크 중 가스가 공급되는 순서는 선택적으로 변경될 수 있으며, 가스저장탱크로부터 공급된 가스는 센서장착부(도 1의 100 참조)를 통해 센서로 공급될 수 있다.
전술한 바와 같이, 가스저장탱크로부터 공급되는 가스의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 복수개의 가스저장탱크는 서로 다른 종류의 가스를 공급하는 복수개의 군으로 구분될 수 있으며, 각 군에 포함되는 각각의 가스저장탱크는 동일한 가스를 공급할 수 있다. 일 예로, 상기 각 가스저장탱크에서는 수소, 질소 및 산소 중 적어도 어느 하나의 가스가 공급될 수 있으며, 센서의 테스트 동안 질소 및 산소는 연속적으로 공급될 수 있고, 수소는 일정 주기로 공급될 수 있다.
또한, 센서의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 센서로는 수소를 검지하기 위한 광학식 센서부(도 2의 400 참조)의 센서박막(도 2의 410 참조)이 적용될 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 수소 이외에 다른 가스를 검지하기 위한 다양한 센서가 사용될 수 있다. 수소에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 센서박막의 구조 및 특성은 요구되는 조건 및 테스트환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이러한, 센서박막으로는 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni)을 포함하는 전이금속군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 통상의 전이금속(transition metal) 박막이 사용될 수 있다. 일 예로, 센서박막으로는 수소를 흡수하면 그 색깔이 변화하는 특성을 갖는 통상의 팔라듐(Pd) 박막(도 2의 414 참조)이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 센서박막의 감도를 높이고 내구성 및 안정성을 향상시키기 위해 팔라듐(Pd) 박막에 하부에 통상의 산화텅스텐(WO3) 박막(도 2의 416 참조) 또는 산화바나듐(V2O5) 박막(미도시)이 적층되도록 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 가스저장탱크로부터 센서로 가스를 공급하는 단계(S10)에서, 상기 공급되는 가스는 통상의 질량식 유량제어기(도 1의 300 참조)를 통해 기설정된 질량유량으로 일정하게 공급될 수 있다.
다음, 상기 센서로 가스가 공급되는 동안 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진되었는지 여부를 판단하게 된다.(S20) 이 단계에서, 가스저장탱크의 가스 잔량은 통상의 레귤레이터 등을 이용하여 확인할 수 있으며, 가스저장탱크의 기설정된 설정량은 가스저장탱크의 용량 및 저장되는 가스 종류 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
다음, 상기 가스가 공급되는 동안 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면, 복수개의 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크로부터 가스를 연속적으로 공급하게 된다.(S30) 즉, 이단계에서, 가스를 공급하는 가스저장탱크의 가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면, 복수개의 가스저장탱크 중 다른 가스저장탱크(가스 잔량이 충분한 가스저장탱크)가 개방된 후, 가스를 먼저 공급하던 가스저장탱크가 차단되게 함으로써, 가스의 공급이 중단없이 연속적으로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기와 같이 가스를 공급하는 가스저장탱크를 교체하는 단계(S30)에서 해당되는 가스저장탱크의 개방 및 차단은 통상의 밸브(도 3의 251~255 참조)에 의해 이루어질 수 있으며, 각 밸브의 개방 및 차단은 요구되는 조건에 따라 수동 또는 자동으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 일 예로, 각 밸브는 컴퓨터 제어를 받는 통상의 밸브 컨트롤러(도 4의 500 참조)에 의해 개방 및 차단이 자동적으로 구현되도록 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 각 밸브의 개방 및 차단이 관리자의 인위적인 조작에 의해 수동으로 이루어지도록 구성할 수도 있다.
이러한 방식으로 센서박막을 수소에 노출시켜 센서박막의 반응성을 확인할 수 있다. 또한, 이러한 방식은 센서박막의 테스트 도중 수소, 질소 및 산소의 공급이 중단되지 않고 장시간 동안 지속적으로 공급될 수 있게 하며, 센서박막이 장시 간 동안 수소에 반복되게 노출되는 상태하에서 센서박막의 열화성 및 내구성을 정확히 테스트할 수 있게 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 테스트 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 센서 테스트 장치로서, 광학식 센서부의 구조를 도시한 도면이다.
도 3 본 발명에 따른 센서 테스트 장치로서, 가스공급부의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 센서 테스트 장치로서, 가스공급부의 제어블록도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 센서 테스트 장치에 의한 수소 검지상태를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 센서 테스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 센서장착부 200 : 가스공급부
300 : 질량식 유량조절기 400 : 광학식 센서부
410 : 센서박막 420 : 광원
430 : 광분리기 460 : 제어부
500 : 컨트롤러

Claims (23)

  1. 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 센서 테스트 장치에 있어서,
    상기 센서를 장착하기 위한 센서 장착부;
    상기 센서가 반응하는 수소가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 수소가스저장탱크를 포함하는 수소가스 공급부;
    상기 센서와 무반응성을 갖는 질소가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 질소가스저장탱크, 및 상기 센서와 무반응성을 갖는 산소가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 산소가스저장탱크를 포함하는 전달가스 공급부;
    상기 수소가스저장탱크, 상기 질소가스저장탱크 및 상기 산소가스저장탱크의 합류지점에 제공되며, 상기 합류 지점을 통과하여 상기 센서 장착부를 통해 상기 센서로 공급되는 상기 수소가스, 상기 질소가스 및 상기 산소가스의 질량유량을 제어하기 위한 질량식 유량조절기; 및
    상기 수소가스가 공급되는 동안 상기 수소가스저장탱크 중 수소가스를 공급하는 수소가스저장탱크의 수소가스 잔량이 일정 이하로 소진되면 상기 수소가스저장탱크 중 다른 수소가스저장탱크로부터 수소가스가 연속적으로 공급되도록 하고, 상기 질소가스가 공급되는 동안 상기 질소가스저장탱크 중 질소가스를 공급하는 질소가스저장탱크의 질소가스 잔량이 일정 이하로 소진되면 상기 질소가스저장탱크 중 다른 질소가스저장탱크로부터 질소가스가 연속적으로 공급되도록 하며, 상기 산소가스가 공급되는 동안 상기 산소가스저장탱크 중 산소가스를 공급하는 산소가스저장탱크의 산소가스 잔량이 일정 이하로 소진되면 상기 산소가스저장탱크 중 다른 산소가스저장탱크로부터 산소가스가 연속적으로 공급되도록 하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 센서의 테스트 동안 상기 질소가스 및 상기 산소가스는 연속적으로 공급되고, 상기 수소가스는 일정 주기로 비연속적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수소가스저장탱크, 상기 질소가스저장탱크 및 상기 산소가스저장탱크의 각 공급라인 상에는 공급되는 상기 수소가스, 상기 질소가스, 및 상기 산소가스를 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 밸브가 구비되되,
    상기 수소가스저장탱크 중 수소가스를 공급하는 수소가스저장탱크의 수소가스 잔량이 일정 이하로 소진되면, 상기 컨트롤러는 상기 수소가스저장탱크 중 다른 수소가스저장탱크에 해당되는 밸브를 개방시킨 후, 상기 수소가스를 공급하던 수소가스저장탱크에 해당되는 밸브를 차단하고,
    상기 질소가스저장탱크 중 질소가스를 공급하는 질소가스저장탱크의 질소가스 잔량이 일정 이하로 소진되면, 상기 컨트롤러는 상기 질소가스저장탱크 중 다른 질소가스저장탱크에 해당되는 밸브를 개방시킨 후, 상기 질소가스를 공급하던 질소가스저장탱크에 해당되는 밸브를 차단하며,
    상기 산소가스저장탱크 중 산소가스를 공급하는 산소가스저장탱크의 산소가스 잔량이 일정 이하로 소진되면, 상기 컨트롤러는 상기 산소가스저장탱크 중 다른 산소가스저장탱크에 해당되는 밸브를 개방시킨 후, 상기 산소가스를 공급하던 산소가스저장탱크에 해당되는 밸브를 차단하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수소가스저장탱크, 상기 질소가스저장탱크 및 상기 산소가스저장탱크의 각 공급라인 상에 제공되어 상기 수소가스, 상기 질소가스, 및 상기 산소가스의 역류를 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 수소가스에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 가스채색(gasochromic) 재질로 형성된 센서박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서박막은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni)을 포함하는 전이금속군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서박막은 상기 전이금속 박막에 하부에 적층되는 산화텅스텐(WO3) 박막 또는 산화바나듐(V2O5) 박막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 가스에 반응하는 센서를 테스트하기 위한 센서 테스트 방법에 있어서,
    수소가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 수소가스저장탱크를 포함하는 수소가스 공급부, 및 상기 센서와 무반응성을 갖는 질소가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 질소가스저장탱크와, 상기 센서와 무반응성을 갖는 산소가스가 저장되며 서로 병렬로 연결되는 복수개의 산소가스저장탱크를 포함하는 전달가스 공급부로부터 상기 센서로 상기 수소가스, 상기 질소가스 및 상기 산소가스를 공급하는 단계;
    상기 수소가스가 공급되는 동안 상기 수소가스를 공급하는 수소가스저장탱크의 수소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진되었는지 여부, 상기 질소가스가 공급되는 동안 상기 질소가스를 공급하는 질소가스저장탱크의 질소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진되었는지 여부, 및 상기 산소가스가 공급되는 동안 상기 산소가스를 공급하는 산소가스저장탱크의 산소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 수소가스를 공급하는 수소가스저장탱크의 수소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 상기 복수개의 수소가스저장탱크 중 다른 수소가스저장탱크로부터 수소가스를 연속적으로 공급하고, 상기 질소가스를 공급하는 질소가스저장탱크의 질소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 상기 복수개의 질소가스저장탱크 중 다른 질소가스저장탱크로부터 질소가스를 연속적으로 공급하며, 상기 산소가스를 공급하는 산소가스저장탱크의 산소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 상기 복수개의 산소가스저장탱크 중 다른 산소가스저장탱크로부터 산소가스를 연속적으로 공급하는 단계;를 포함하되,
    상기 센서로 상기 수소가스, 상기 질소가스 및 상기 산소가스를 공급하는 단계에서, 상기 질소가스 및 상기 산소가스는 연속적으로 공급되고, 상기 수소가스는 일정 주기로 불연속적으로 공급되며,
    상기 수소가스 공급부 및 상기 전달가스 공급부의 합류 지점에 제공되는 질량식 유량조절기에 의해, 상기 합류 지점을 통과하는 상기 수소가스, 상기 질소가스 및 상기 산소가스는 기설정된 질량유량으로 일정하게 공급되는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수소가스를 공급하는 수소가스저장탱크의 수소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 상기 복수개의 수소가스저장탱크 중 다른 수소가스저장탱크로부터 수소가스를 연속적으로 공급하고, 상기 질소가스를 공급하는 질소가스저장탱크의 질소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 상기 복수개의 질소가스저장탱크 중 다른 질소가스저장탱크로부터 질소가스를 연속적으로 공급하며, 상기 산소가스를 공급하는 산소가스저장탱크의 산소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면 상기 복수개의 산소가스저장탱크 중 다른 산소가스저장탱크로부터 산소가스를 연속적으로 공급하는 단계에서,
    상기 수소가스를 공급하는 수소가스저장탱크의 수소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면, 상기 복수개의 수소가스저장탱크 중 다른 수소가스저장탱크가 개방된 후, 상기 수소가스를 먼저 공급하던 수소가스저장탱크가 차단되고,
    상기 질소가스를 공급하는 질소가스저장탱크의 질소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면, 상기 복수개의 질소가스저장탱크 중 다른 질소가스저장탱크가 개방된 후, 상기 질소가스를 먼저 공급하던 질소가스저장탱크가 차단되며,
    상기 산소가스를 공급하는 산소가스저장탱크의 산소가스 잔량이 기설정된 설정량 이하로 소진된 것으로 판단되면, 상기 복수개의 산소가스저장탱크 중 다른 산소가스저장탱크가 개방된 후, 상기 산소가스를 먼저 공급하던 산소가스저장탱크가 차단되
    는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제16항에 있어서,
    상기 센서는 수소가스에 노출될 시 광학적 특성이 변화하는 가스채색(gasochromic) 재질로 형성된 센서박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 센서박막은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni)을 포함하는 전이금속군에 서 선택된 적어도 하나를 포함하는 전이금속 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 센서박막은 상기 전이금속 박막 박막에 하부에 적층되는 산화텅스텐(WO3) 박막 또는 산화바나듐(V2O5) 박막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 테스트 방법.
KR1020080104668A 2008-10-24 2008-10-24 센서 테스트 장치 KR101016609B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080104668A KR101016609B1 (ko) 2008-10-24 2008-10-24 센서 테스트 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080104668A KR101016609B1 (ko) 2008-10-24 2008-10-24 센서 테스트 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100045643A KR20100045643A (ko) 2010-05-04
KR101016609B1 true KR101016609B1 (ko) 2011-02-22

Family

ID=42273263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080104668A KR101016609B1 (ko) 2008-10-24 2008-10-24 센서 테스트 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101016609B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6808558B2 (ja) * 2017-03-31 2021-01-06 新コスモス電機株式会社 ガス検知器の点検処理システム
CN108918902A (zh) * 2018-09-25 2018-11-30 上海新奥林汽车传感器有限公司 一种气体功能检测仪用自动化气体供应系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100213452B1 (ko) * 1996-04-26 1999-08-02 윤종용 반도체 소자 제조용 가스 공급 처리 장치
KR20050030020A (ko) * 2003-09-24 2005-03-29 삼성전자주식회사 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100213452B1 (ko) * 1996-04-26 1999-08-02 윤종용 반도체 소자 제조용 가스 공급 처리 장치
KR20050030020A (ko) * 2003-09-24 2005-03-29 삼성전자주식회사 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100045643A (ko) 2010-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2468291C (en) Fueling nozzle with integral molecular leak sensor
WO2019228407A1 (zh) 一种环形多点反射式光电气体传感器探头
US8535821B2 (en) Optical leak detection sensor
KR20150121658A (ko) 내부 광학적 감지 기반 배터리 관리
WO2000039870A2 (en) Method and apparatus for detecting a leak within a fuel cell
KR101016609B1 (ko) 센서 테스트 장치
JP2016176778A (ja) 光学式水素ガス検知装置及び方法
CN100573103C (zh) 混合比检测装置及其控制方法、及搭载它的燃料电池系统
KR101163876B1 (ko) 휘발성 유기화합물 가스 감지장치 및 이를 이용한 휘발성 유기화합물 가스 감지방법
Cubillas et al. Methane sensing at 1300 nm band with hollow-core photonic bandgap fibre as gas cell
Wang et al. Cavity-Enhanced Raman Spectroscopy for Detection of Trace Gaseous Impurities in Hydrogen for Fuel Cells
KR20170010946A (ko) 방폭 공기 흡입형 적외선 센서 방식 가스 감지 장치
Yang et al. High-sensitivity fiber optic hydrogen sensor in air by optimizing a self-referenced demodulating method
CN210269792U (zh) 一种隔离有害气体的自动门锁装置
KR102169036B1 (ko) 이차전지 셀에 대한 내압 측정 장치
Beshay et al. Miniaturized real-time monitor for fuel cell leak applications
Franke et al. Review and evaluation of metal-hydride-based hydrogen sensors as safety devices for future sustainable aviation
US20050150276A1 (en) In-situ measurement of water of hydration in polyelectrolyte membrane (pem) of fuel cell
KR20060072707A (ko) 연료전지 차량용 수소누출 감시장치
WO1998043060A1 (en) Volatile organic substance leak detector having water-proof mechanism
Weng et al. Fiber Laser Methane Detection Device based on TDLAS and Its Application
US20120039767A1 (en) Sensing element for cyclic saturated hydrocarbons optical detector which uses the same
Li et al. Near-infrared wide-range dual-gas sensor system for simultaneous detection of methane and carbon monoxide in coal mine environment
Terlip et al. H2FIRST Hydrogen Contaminant Detector Task: Requirements Document and Market Survey
KR19990071930A (ko) 고분자 박막을 이용한 광학적 연료증기 검지기 및 연료누설감시 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140218

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150205

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170208

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee