KR101758021B1 - 가스 센서 - Google Patents

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KR101758021B1
KR101758021B1 KR1020160086896A KR20160086896A KR101758021B1 KR 101758021 B1 KR101758021 B1 KR 101758021B1 KR 1020160086896 A KR1020160086896 A KR 1020160086896A KR 20160086896 A KR20160086896 A KR 20160086896A KR 101758021 B1 KR101758021 B1 KR 101758021B1
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한영근
신종철
황주일
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

가스 센서가 제공된다. 가스 센서는 제1 반사면을 갖는 제1 반사 거울, 가스 충진 공간을 사이에 두고 상기 제1 반사면과 마주하는 제2 반사면을 갖는 제2 반사 거울, 상기 제1 반사면 또는 제2 반사면으로 광을 제공하는 광원부, 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사되는 광의 경로를 변환하는 경로 변환 거울 및 상기 경로 변환 거울에서 반사되어 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하는 광이 입사되는 수광부를 포함하되, 상기 광원부에서 제공된 광은 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하며 제1방향으로 진행하여 상기 광로 변환 거울에 입사되고, 상기 광로 변환 거울에서 반사된 광은 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하며 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 진행하여 상기 수광부에 입사되는 것을 포함한다.

Description

가스 센서{Gas Sensor}
본 발명은 가스 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단순화된 내부 광학계를 포함하여 소형화가 가능한 가스 센서에 관한 것이다.
가스 센서는 가스를 검출하는 센서의 총칭으로, 각종 가스가 에너지원으로 널리 사용됨에 따라 공업용 가스 센서뿐만 아니라 가정용 가스 센서의 수요도 증가하고 있다. 가스 센서는 기체 중에 함유된 타겟 물질을 검출하여 그 농도를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 장치이다.
종래의 가스 센서는 광원으로 일정 폭을 가진 광원 또는 열 광원을 이용하여, 내부 광학계로 렌즈, 또는 오목 거울 등을 포함하였다. 최근에는 가스 센서의 광원으로, 발열이 적고 광의 세기가 강한 레이저를 이용하는 추세이나, 이에 따라, 내부 광학계는 개선되지 못하여, 가스 센서의 구조가 불필요하게 복잡하고, 크기가 크다는 문제점이 지적되어 왔다.
이와 같이, 종래의 가스 센서는 구조가 복잡하여 제조 비용이 많이 들고, 크기가 커 휴대가 힘들다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 광 경로의 길이가 조절 가능한 가스 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 광의 초점 보정이 용이한 가스 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 단순화된 내부 광학계를 포함하여 휴대가 가능한 소형화된 가스 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 가스 센서를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 가스 센서는 제1 반사면을 갖는 제1 반사 거울, 가스 충진 공간을 사이에 두고 상기 제1 반사면과 마주하는 제2 반사면을 갖는 제2 반사 거울, 상기 제1 반사면 또는 제2 반사면으로 광을 제공하는 광원부, 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사되는 광의 경로를 변환하는 경로 변환 거울 및 상기 경로 변환 거울에서 반사되어 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하는 광이 입사되는 수광부를 포함하되, 상기 광원부에서 제공된 광은 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하며 제1방향으로 진행하여 상기 광로 변환 거울에 입사되고, 상기 광로 변환 거울에서 반사된 광은 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하며 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 진행하여 상기 수광부에 입사되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 센서는 상기 광원부로부터 상기 경로 변환 거울로 진행하는 광의 경로 상에서 상기 제1 반사면에는 제1 직선을 따라 반사 포인트들이 위치하고, 상기 경로 반사 거울로부터 상기 수광부로 진행하는 광의 경로 상에서 상기 제1 반사면에는 상기 제1 직선과 소정 각도를 이루는 제2 직선을 따라 반사 포인트들이 위치하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 센서는 상기 제1 직선을 따라 위치하는 반사 포인트들이 상기 제2 직선을 따라 위치하는 반사 포인트들과 상기 경로 변환 거울상의 반사 포인트를 중심으로 대칭되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 광원부는 광이 진행하는 광섬유를 포함하고, 광섬유의 각도를 조절하여 상기 광원부로부터 상기 제1 반사면 또는 상기 제2 반사면으로 입사되는 광의 입사각을 조절하는 제1 각도 조절부를 포함하고, 상기 입사각의 조절 크기에 대응하여 상기 경로 변환 거울의 각도를 조절하는 경로 변환 거울 각도 조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 수광부는 광이 진행하는 광섬유를 포함하고, 광섬유의 각도를 조절하여 상기 경로 변환 거울에서 반사되어 상기 제2 방향으로 진행하는 광이 수광부로 입사되는 지점이 변경되는 경우에도 광을 수광할 수 있도록 하는 제2 각도 조절부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가스 센서는 상기 광원부로부터 상기 제1 반사면 또는 상기 제2 반사면으로 입사되는 광의 입사각의 조절 범위가 0.02~5°인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서는 한 쌍의 반사 거울을 이용해 단순한 내부 광학계를 제공하여, 가스 센서의 소형화를 가능하게 해줄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서는 광 경로의 길이 조절이 가능하여, 다양한 시료를 용이하게 분석할 수 있는 가스 센서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 센서를 일 측에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 광원부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 광원부의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 경로 변환 거울을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 경로 변환 거울의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에서 수광부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 수광부의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서를 상부에서 바라보았을 때 광의 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에서 제1 반사면에 형성되는 반사 포인트들의 배열을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 광원부에서 가스 충진 공간 내부로 입사되는 광의 입사각 조절을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1 는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 가스 센서를 일 측에서 바라본 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가스 센서는 광원부(100), 제1 반사 거울(310), 제2 반사거울(320), 경로 변환 거울(330), 경로 변환 거울 각도 조절부(350) 및 수광부(200)를 포함한다.
광원부(100)는 광(L1)을 제공한다. 광(L1)은 레이저 광을 포함한다. 광원부(100)는 제1 반사 거울(310)의 하단에 연결되어 제2 반사 거울(320)의 제2 반사면(325)으로 광(L1)을 제공하거나, 또는 제2 반사 거울(320)의 하단에 연결되어 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)으로 광(L1)을 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 광원부(100)는 제2 반사 거울(320)의 하단에 연결되고, 광(L1)은 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)으로 입사될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 광원부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 광원부의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 광원부(100)는 광섬유(110), 광섬유 커넥터(120), 콜리메이팅 렌즈(130) 및 제1 각도 조절부(140)를 포함한다.
광섬유(110)는 광원에서 제공된 광(L1)이 진행하는 경로를 제공한다.
광섬유 커넥터(120)는 광섬유(110)의 말단에 설치되어, 광섬유(110)를 제2 반사 거울(320)에 연결한다.
콜리메이팅 렌즈(130)는 광섬유(110)의 광 출력면에 설치되어, 광원에서 제공되는 광(L1)의 초점을 보정한다. 초점이 보정된 광(L1)은 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)에 제공된다. 콜리메이팅 렌즈(130)를 이용하여 광(L1)의 초점이 보정됨에 따라, 가스 센서에 이용되는 광원의 파장 선택성이 향상될 수 있다. 실시 예에 따르면, 콜리메이팅 렌즈(130)는 N-BK7, CaF2, MgF2, Si, BaF2, ZnSe, Ge 그리고 Te 중 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 각도 조절부(140)는 광섬유 커넥터(120)의 각도를 조절한다. 이로 인해, 광원부(100)로부터 제1 반사면(315)으로 입사되는 광(L1)의 입사각이 조절될 수 있다. 입사각의 조절은 0.02~5° 범위 내에서 제어될 수 있다.
실시 예에 의하면, 제1 각도 조절부(140)는 모터의 회전을 이용하여 각도를 조절하는 motorized rotation stage일 수 있다. 또는, 압전효과를 이용하여 각도를 조절하는 PZT(piezoelectric) rotation stage일 수 있다. 또는, bearing을 축으로 사용하여 각도를 조절하는 bearing ball stage일 수 있다. 또는, μm~mm 크기의 초소형 정밀 기계 제어에 사용되는 기술로써, 전기 신호를 이용하여 미세 각도를 조절하는 MEMS(micro electro mechanical systems)일 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 반사 거울(310)은 제1 반사면(315)을 포함한다. 일 실시 예에 따르면, 광원부(100)에서 제공된 광(L1)이 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)에 입사된다.
제2 반사 거울(320)은 제2 반사면(325)을 포함하고, 가스 충진 공간(300)을 사이에 두고 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)과 제2 반사면(325)이 마주하도록 배치된다. 실시 예에 따르면, 제1 반사 거울(310)에 입사된 광(L1)은 제1 반사면(315)에서 반사되어 제2 반사면(325)으로 입사된다. 여기서 상기 가스 충진 공간(300)은 제1 반사 거울(310) 및 제2 반사 거울(320) 사이에 제공되는 공간으로, 측정 대상 가스가 충진되며 광(L1, L2)의 진행 경로가 형성되는 공간을 의미한다.
광(L1)은 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)과 제2 반사 거울(320)의 제2 반사면(325) 사이에서 반복적으로 반사되며 제1 방향(340)으로 진행한다.
경로 변환 거울(330)은 제1 반사 거울(310) 또는 제2 반사 거울(320)의 최상단에 위치하고, 광(L1)의 진행 방향을 역방향으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 경로 변환 거울(330)은 제1 반사 거울(310)의 최상단에 위치하고, 제1 방향(340)으로 진행하여 입사된 광(L1)의 진행 방향을 제2 방향(360)으로 변환하여, 제2 반사 거울(320)의 제2 반사면(325)으로 반사한다. 여기서 제1 방향(340)은 제2 방향(360)의 역방향을 의미한다.
실시 예에 따르면, 제1 반사 거울(310), 제2 반사 거울(320) 및 경로 변환 거울(330)은 금(Au), 은(Ag) 그리고 알루미늄(Al) 중 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 경로 변환 거울을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 경로 변환 거울의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 경로 변환 거울(330)은 경로 변환 거울 각도 조절부(350)에 의해 각도가 조절된다. 경로 변환 거울 각도 조절부(350)는 제1 각도 조절부(140)의 각도 조절 크기에 대응하여 경로 변환 거울(330)의 각도를 조절한다. 광섬유 커넥터(120)와 경로 변환 거울(330)의 동일한 각도 크기 조절로, 경로 변환 거울(330)에서 반사된 광(L2)은 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로와 대칭되는 경로인 제2 방향(360)으로 진행할 수 있다. 구체적으로, 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로는 제1 반사면(315) 및 제2 반사면(325)에서의 입사각 및 반사각, 그리고 반사 횟수가 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로와 동일할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 수광부(200)는 광(L2)을 제공받아 측정부로 제공한다. 수광부(200)는 제1 반사 거울(310)의 하단에 연결되어 제2 반사 거울(320)의 제2 반사면(325)에서 반사된 광(L2)을 제공받거나, 또는 제2 반사 거울(320)의 하단에 연결되어 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)에서 반사된 광(L2)을 제공받을 수 있다. 수광부(200)는 광원부(100)와 동일한 높이에 위치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수광부(200)는 제2 반사 거울(320)의 하단에 연결되고, 제1 반사 거울(310)의 제1 반사면(315)에서 반사된 광(L2)이 입사될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에서 수광부를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 수광부의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 수광부(200)는 광섬유(210), 광섬유 커넥터(220), 콜리메이팅 렌즈(230) 및 제2 각도 조절부(240)를 포함한다.
광섬유(210)는 제2 방향(360)에서 제공된 광(L2)이 진행하는 경로를 제공한다.
광섬유 커넥터(220)는 광섬유(210)의 말단에 설치되어, 광섬유(210)를 제2 반사 거울(320)에 연결한다.
콜리메이팅 렌즈(230)는 광섬유(210)의 광 입력면에 설치되어, 제2 방향(360)에서 제공된 광(L2)의 초점을 보정한다. 초점이 보정된 광(L2)은 광섬유(210)를 통해 진행한다.
제2 각도 조절부(240)는 제1 각도 조절부(140) 및 경로 변환 거울 각도 조절부(350)의 각도 조절 크기에 대응하여, 광섬유 커넥터(220)의 각도를 조절한다. 실시 예에 의하면, 제2 각도 조절부(240)는 제1 각도 조절부(140)와 동일한 소자를 이용할 수 있다. 광섬유 커넥터(120), 광섬유 커넥터(220)와 경로 변환 거울(330)이 동일한 각도로 조절되므로, 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)은 광섬유(210)로 입사될 수 있다.
수광부(200)로 입사된 광(L2)은 가스 충진 공간(300)에 충진된 측정 대상 가스의 정보를 담고 외부로 진행한다.
이하 상술한 가스 센서에서의 광의 진행 경로에 대해 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서를 상부에서 바라보았을 때 광의 경로를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에서 제1 반사면에 형성되는 반사 포인트들의 배열을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 광원부(100)에서 제공된 광(L1)은 제1 방향(340)으로 진행하고, 경로 변환 거울(330)에 반사된 광(L2)은 제2 방향(360)으로 진행하여 수광부(200)로 수광 된다.
가스 센서를 상부에서 바라보았을 때, 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로와 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로는 경로 변환 거울(330)의 반사 포인트(380)를 기준으로 대칭된다. 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로와 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로는 제1 반사면(315) 및 제2 반사면(325)에서의 입사각 및 반사각, 그리고 반사 횟수가 동일하다. 따라서, 가스 센서를 측면에서 바라보았을 때, 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로과 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로는 중첩되어 보인다. 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로 상에서 제1 반사면(315)에는 제1 직선(345)을 따라 광(L1)의 반사 포인트들(370)이 위치한다. 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로 상에서 제1 반사면(315)에는 제1 직선(345)과 소정 각도를 이루는 제2 직선(365)을 따라 광(L2)의 반사 포인트들(390)이 위치한다.
제1 직선(345)을 따라 위치하는 반사 포인트들(370)과 제2 직선(365)을 따라 위치하는 반사 포인트들(390)은 경로 변환 거울(330)상의 반사 포인트(380)를 중심으로 대칭된다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 광원부에서 가스 충진 공간 내부로 입사되는 광의 입사각 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 광원부(100)로부터 제1 반사면(315)으로 입사되는 광(L1)의 입사각(θ)은 조절될 수 있다. 입사각(θ)에 따라 제1 방향(340)으로 진행하는 광(L1)의 경로 길이 및 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로 길이가 달라질 수 있다.
아래 표 1은 입사각(θ)의 변경에 따른 광의 경로 길이 변화를 나타내는 표이다. 표 1은 제1 반사 거울(310) 및 제2 반사 거울(320)이 폭 3cm, 높이 20cm의 크기로 제공되고, 가스 충진 공간(300)으로써 두 반사 거울의 사이 간격이 20cm인 가스 센서를 실시 예로 하였다. 입사각(θ)은 0.02~5° 범위에서 변경하였다.
입사각(°) 5 4 3 2 1 0.5 0.25 0.1 0.05 0.02
광 경로(m) 4.59 5.73 7.64 11.46 22.92 45.84 91.67 229.1 458.3 1145.9
표 1을 참조하면, 입사각(θ) 조절에 따라 제1 방향(310)으로 진행하는 광(L1)의 경로 길이와 제2 방향(360)으로 진행하는 광(L2)의 경로 길이 합이 4.59~1145.9m 범위 내에서 형성됨을 알 수 있다. 이는 입사각(θ)의 조절에 따른 제1 반사면(315)과 제2 반사면(325) 간의 반사 반복 횟수가 변경됨에 따라 전체 광(L1, L2)의 경로 길이가 변경되는 것으로 이해된다. 이와 같이, 본 발명은 3cm X 20cm X 20cm 크기의 소형 가스 센서로 4.59~1145.9m 범위의 광(L1, L2) 경로 길이를 형성할 수 있다. 광(L1, L2)의 경로 길이는 가스 충진 공간(300)에 충진되는 측정 대상 가스의 농도에 따라 달라질 수 있다. 충진된 가스 농도가 낮을 경우 광(L1, L2)의 경로 길이를 길게 형성함으로써, 가스 센서의 분석 정확도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가스 센서는 사용자가 휴대하기 용이한 소형 크기로 제작 가능하여, 메탄가스 또는 암모니아 가스 등을 포함하는 다양한 산업 현장에 사용되는 유독 가스를 측정하는 데 이용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 광원부
110: 광섬유
120: 광섬유 커넥터
130: 콜리메이팅 렌즈
140: 제1 각도 조절부
200: 수광부
210: 광섬유
220: 광섬유 커넥터
230: 콜리메이팅 렌즈
240: 제2 각도 조절부
300: 가스 충진 공간
310: 제1 반사 거울
315: 제1 반사면
320: 제2 반사 거울
325: 제2 반사면
330: 경로 변환 거울
340: 제1 방향
345: 제1 직선
350: 경로 변환 거울 각도 조절부
360: 제2 방향
365: 제2 직선
370: 제1 반사 포인트
380: 제2 반사 포인트
390: 제3 반사 포인트
L1: 입사광
L2: 반사광
θ: 입사각

Claims (6)

  1. 제1 반사면을 갖는 단일의 제1 반사 거울;
    가스 충진 공간을 사이에 두고 상기 제1 반사면과 마주하는 제2 반사면을 갖는 단일의 제2 반사 거울
    상기 제1 반사면 또는 상기 제2 반사면으로 광을 제공하는 광원부;
    상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사되는 광의 경로를 변환하는 경로 변환 거울; 및
    상기 경로 변환 거울에서 반사되어 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하는 광이 입사되는 수광부;
    상기 광원부의 각도를 조절하여 상기 광원부로부터 상기 제1 반사면 또는 상기 제2 반사면으로 입사되는 광의 입사각을 조절하는 제1 각도 조절부;
    상기 입사각의 조절 크기에 대응하여 상기 경로 변환 거울의 각도를 조절하는 경로 변환 거울 각도 조절부; 및
    상기 경로 변환 거울에서 반사되어 제2 방향으로 진행하는 광이 상기 수광부로 입사되는 지점이 변경되는 경우에도 광을 수광할 수 있도록 상기 수광부의 각도를 조절하는 제2 각도 조절부를 포함하되,
    상기 광원부에서 제공된 광은 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하며 제1 방향으로 진행하되, 제1 직선을 따라 상기 제1 반사면에 반사 포인트들이 위치하고,
    상기 경로 변환 거울에서 반사된 광은 상기 제1 반사면과 상기 제2 반사면 간에 반사를 반복하며 상기 제1 방향의 역방향인 상기 제2 방향으로 진행하되, 상기 제1 직선과 소정 각도를 이루는 제2 직선을 따라 상기 제1 반사면에 반사 포인트들이 위치하고,
    상기 제1 직선을 따라 위치하는 반사 포인트들과 상기 제2 직선을 따라 위치하는 반사 포인트들은 상기 경로 변환 거울 상의 반사 포인트를 중심으로 대칭되며,
    상기 광원부, 상기 경로 변환 거울 그리고 상기 수광부의 각도 조절에 따라 상기 제1 반사면에 형성되는 반사 포인트들의 개수가 달라지는 가스 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 광이 진행하는 제1 광섬유를 포함하고,
    상기 제1 각도 조절부가 상기 제1 광섬유의 각도를 조절하는 가스 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수광부는 광이 진행하는 제2 광섬유를 포함하고,
    상기 제2 각도 조절부가 상기 제2 광섬유의 각도를 조절하는 가스 센서.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광원부로부터 상기 제1 반사면 또는 상기 제2 반사면으로 입사되는 광의 입사각의 조절 범위는 0.02~5°인 것을 포함하는 가스 센서.
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