KR101963840B1 - 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치 및 가스 센서 검증 시스템 - Google Patents

가스 센서 측정용 희석가스 생성장치 및 가스 센서 검증 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치는 질소 베이스의 측정가스를 공급하는 측정가스 공급수단, 순질소를 공급하는 순질소 공급수단, 순산소를 공급하는 순산소 공급수단 및 상기 순산소가 기 설정된 양만큼 일정하게 공급되는 동안에 상기 측정가스, 상기 순질소, 및 상기 순산소를 혼합하는 혼합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 센서 측정용 희석가스 생성장치 및 가스 센서 검증 시스템 {Apparatus for generating diluent gas and system for verifying gas sensor}
본 발명은 희석가스 생성장치, 및 희석가스 생성장치를 이용한 가스 센서 검증 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플렉서블(flexible) 가스 센서를 검증하기 위한 희석가스를 생성하는 장치 및 가스 센서의 검증 시스템에 관한 것이다.
우리 생활환경에는 많은 종류의 위험한 가스가 존재하고 있어 최근 일반가정, 업소, 공사장에서의 가스사고, 석유콤비나이트, 탄광 등에서의 폭발사고 및 오염 공해 등이 잇따르고 있다. 인간의 감각기관만으로는 위험 가스의 농도를 정량하거나 종류를 거의 판별할 수 없다.
이에 대응하기 위해 물질의 물리적, 화학적 성질을 이용한 가스 센서가 개발되어 가스의 누설감지, 농도의 측정 기록, 경보 등에 사용되고 있다. 가스 센서는 가스분자의 흡착에 따라 전기 전도도 또는 전기 저항이 변화하는 특성 등을 이용하여 유해가스의 종류와 양을 측정할 수 있다.
가스 센서는 온도와 습도 같은 외부 환경에 따라서 측정 결과를 달리하고, 또한 노화가 쉽게 일어나기 때문에 가스 센서가 유해가스를 정확하게 측정하기 위해서는 정기적으로 가스 센서의 정확도를 검증할 필요가 있다.
그리고 가스 센서가 의복 등에 부착되는 플렉서블 가스 센서로 구현되는 경우에는 가스 센서 회로 자체가 기계적으로 또는 열적으로 변형되기 때문에 측정 신뢰성을 확인하는 것이 더욱 필요하다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 가스를 희석하는 과정에서 발생하는 특성변화를 최소화하는 희석가스 생성장치 및 이를 이용한 가스 센서 검증 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 간단한 구성으로 구현할 수 있는 희석가스 생성장치를 제공하며, 이러한 희석가스 생성장치는 희석 과정에서 야기되는 특성변화를 최소화할 수 있어, 가스 희석에 따른 영향 없이 측정가스의 미세한 농도 변화에 따른 가스 센서의 성능을 측정할 수 있는 가스 센서 검증 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치는 질소 베이스의 측정가스를 공급하는 측정가스 공급수단, 순질소를 공급하는 순질소 공급수단, 순산소를 공급하는 순산소 공급수단 및 상기 순산소가 기 설정된 양으로 일정하게 공급되는 동안에 상기 측정가스, 상기 순산소, 및 상기 순질소를 혼합하는 혼합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 측정가스 공급수단, 상기 순산소 공급수단, 및 상기 순질소 공급수단은 각각 제1 내지 제3 유량조절기를 구비하며, 상기 순산소 공급수단에 포함된 상기 제2 유량조절기는 상기 순산소의 유량을 상기 기 설정된 양으로 일정하게 유지하여 상기 혼합수단으로 제공하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치는 상기 제1 유량조절기와 상기 혼합수단을 연결하는 측정가스 공급관에서 분기되어 상기 측정가스를 외부로 배출하는 배출관을 더 포함하며, 상기 측정가스 공급관은 상기 배출관과의 분기점을 기준으로 제1 분기 측정가스 공급관 및 상기 제2 분기 측정가스 공급관으로 구분되어, 상기 제1 분기 측정가스 공급관은 상기 제1 유량조절기와 상기 배출관을 연결하며, 상기 제2 분기 측정가스 공급관은 상기 분기점과 상기 혼합수단을 연결하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치는 상기 배출관의 개폐를 조절하는 제1 밸브, 상기 제2 분기 측정가스 공급관의 개폐를 조절하는 제2 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치는 상기 제1 밸브가 개방되고 상기 제2 밸브가 폐쇄된 후 기 설정된 시간이 경과한 이후에 상기 제1 밸브가 폐쇄되고 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 측정가스, 순산소, 및 순질소를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 기 설정된 시간은 1분 이상 2시간 이하일 수 있으며, 기 설정된 시간 동안에 상기 배출관을 통하여 상기 측정가스가 배출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기 설정된 시간 동안 배출되는 측정가스의 양과, 상기 기 설정된 시간이 경과한 이후에 상기 혼합수단으로 제공되는 측정가스의 양은 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 혼합수단은 상기 순산소 또는 순질소가 유입되는 제1 유입구, 상기 측정가스가 유입되며 상기 제1 유입구 보다 작은 직경을 갖는 제2 유입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 가스 센서 검증 시스템은 순산소가 일정하게 공급되는 동안 질소 베이스의 측정가스와 순질소를 혼합하여 희석가스를 생성하는 희석가스 생성장치, 상기 희석가스의 생성 조건에 기초하여 상기 측정가스, 순산소, 및 순질소의 유량을 조절하는 유량조절기를 제어하는 제어장치, 상기 희석가스 생성장치의 배출구에 연결되어 상기 생성된 희석가스의 농도를 측정하는 가스 센서; 및 상기 희석가스 생성 조건과 상기 가스 센서의 측정 값에 기초하여 상기 가스 센서의 성능을 분석하는 분석장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 가스 센서는 챔버 내에 구비되며, 상기 제어장치는 상기 가스 센서에 대한 테스트 조건에 따라 상기 챔버의 온도, 습도, 및 압력 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 가스 센서는 플렉서블 가스 센서인 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 챔버 내의 온도, 습도, 및 압력 중 적어도 하나가 테스트 조건을 만족하는 경우에 상기 희석가스를 상기 배출구를 통해 제공함으로써 가스 센서가 설정된 테스트 조건 하에서 테스트될 수 있도록 한다.
일 실시예에서, 상기 챔버는 상기 플렉서블 가스 센서와 연결되어 상기 플렉서블 가스 센서의 기계적 변형을 수행하는 테스트 조건 조성수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 테스트 조건 조성수단은 상기 플렉서블 가스 센서를 구부리거나, 비틀거나, 늘리는 동작을 기 설정된 횟수 수행하여 기계적 변형을 야기한 이후에 상기 가스 센서의 성능을 측정할 수 있다.
실시 예에 따라, 순산소는 20~22%, 순질소는 78~80%의 비율로 혼합되어 공기 중의 질소 및 산소의 농도와 유사한 농도를 가지도록 희석가스를 생성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 희석가스 생성장치 및 희석가스 생성장치를 이용한 가스 센서 측정 시스템은, 희석가스를 생성하는 과정에서 측정하고자 하는 성분과 관계없이 발생하는 가스센서의 신호 왜곡을 줄일 수 있으며, 이에 따라서 측정하고자 하는 가스성분 및 농도를 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 희석가스 생성장치 및 희석가스 생성장치를 이용한 가스 센서 측정 시스템은, 가스들이 혼합될 때 발생하는 순간적인 유량 및 압력 변화를 줄이고, 불순물을 제거하여 안정적으로 농도 측정을 가능하게 함에 따라 가스 센서의 성능을 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 혼합수단의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 검증 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 희석가스 생성장치에 따라 생성된 희석가스의 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 희석가스 생성장치에 따라 생성된 희석가스의 측정결과를 나타낸 그래프들이다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 다음의 설명과 도면들은 발명을 제한하는 방향으로 해석되어서는 아니되며, 다양한 자세한 설명들은 본 발명을 철저히 이해하기 위하여 제공되는 것으로서, 청구항들의 기초가 되며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 제작 및/또는 사용 방법을 가르쳐 주기 위한 기초가 되는 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.
도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하여 중복설명을 생략하였으며, 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀 둔다. 또한 도면 상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시 예들을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 희석가스 생성장치는 측정가스 공급수단(10), 순산소 공급수단(20), 순질소 공급수단(30) 및 혼합수단(40)을 포함한다.
측정가스 공급수단(10)은 측정가스를 혼합수단(40)에 공급한다. 실시 예에 따라, 측정가스는 제1 가스성분을 포함하며, 제1 가스성분 이외는 질소로 이루어진 질소 베이스의 가스를 포함할 수 있다. 질소 이외의 다른 가스로 측정가스를 희석하여 사용할 경우 실제 대기중에서 측정하는 가스 센서의 상황을 고려할 때 왜곡된 결과를 나타낼 수 있다는 단점이 있다. 따라서 99.999% 이상의 순도를 지니는 질소를 사용하여 측정가스를 희석하여 사용하는 것이 바람직하다.
순산소 공급수단(20)은 순산소를 혼합수단(40)에 공급하고, 순질소 공급수단(30)은 순질소를 혼합수단(40)에 공급할 수 있다.
측정가스에 포함된 제1 가스성분은, 가스 센서가 제1 가스성분에 노출될 시 센서의 광학적, 물리적, 화학적 변화가 발생되는 가스를 의미할 수 있다. 제1 가스성분의 종류에 따라서 가스 센서의 특성 변화 폭이 달라질 수 있으며, 또한 동일한 제1 가스성분에 노출된다고 하더라도 가스 센서의 온도나 습도, 노후화 정도에 따라서 상이한 특성 변화가 관찰될 수 있다.
희석가스는 대기 환경에서 제조될 수 있는데, 대기 환경의 대부분을 구성하는 산소와 질소는 가스센서의 특성변화에 큰 영향을 미친다. 따라서, 산소와 질소를 포함하는 가스(예를 들어, 공기)를 베이스로 하는 측정가스를 기준가스(공기)와 혼합하여 희석하는 경우, 혼합되는 가스들 간에 산소 및 질소의 농도가 상이하여 혼합과정에 특성이 변화하는 현상이 발생할 수 있다. 또한 혼합되는 가스들 사이의 전체적인 산소와 질소의 농도가 동일한 경우에도 혼합되는 과정에서 일시적인 불균형에 의한 것인지 명확하지는 않으나 측정가스의 제1 가스성분과는 관계없이 특성 변화가 관찰된다.
특히, 산소의 농도가 가스 센서의 특성 변화에 가장 큰 영향을 미칠 수 있으며, 또한 산소는 반응성이 커서 측정가스에 산소가 포함되어 있는 경우에 측정가스 자체에서 반응을 일으켜 측정하고자 하는 제1 가스성분의 농도에 변화를 일으켜 가스 센서의 특성에 영향을 주어 부정확한 결과가 도출될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 희석가스 생성장치는 공기를 질소와 산소로 구분하여 준비하고, 순질소와 측정을 위한 제1 가스성분만을 포함하는 측정가스를 준비한다. 그리고 혼합수단(40)은 측정가스, 순질소 및 순산소를 혼합한다. 다시 말하면 항상 일정한 양의 순산소가 제공되는 과정에서 측정가스와 순질소가 함께 혼합되면서 혼합과정에서의 순산소가 제공되는 양이 일정하게 유지된다. 따라서 측정가스 유무의 경우에 산소에 따른 가스 센서 특성 변화가 최소화될 수 있다.
일 양상에 따르면, 혼합수단(40)은 순산소가 일정하게 공급되는 동안에 측정가스와 순산소, 및 순질소를 혼합하여 희석가스를 생성할 수 있다. 다시 말하면, 혼합수단(40)은 측정가스와 순질소를 순산소와 동시에 혼합하여 희석가스를 생성할 수 있다. 혼합수단(40)에서 측정가스, 순질소 및 순산소가 동시에 혼합되는 경우, 질소 베이스의 측정가스와 순질소의 두 가스가 혼합되는 과정에서 두 가스 간에 순산소가 공유된다. 그 결과, 종래의 희석가스 생성장치와 같이 혼합되는 가스 간에 산소 농도가 상이함으로 인해 발생하였던 가스 센서의 특성변화가 관찰되지 않는다.
실시 예에 따라, 순산소와 순질소는 공기의 구성비와 유사하게 순산소 20~22%, 순질소 78~80%의 비율로 혼합될 수 있다. 여기서 순산소와 순질소의 비율은 측정가스가 함께 혼합되지 않을 경우에는 순산소와 순질소를 합하여 100%의 구성비를 이루도록 하는 범위 내에서 변경될 수 있으며, 순산소, 순질소 및 측정가스가 함께 혼합되는 경우에는 순산소의 양은 그대로 유지되며 순질소의 양이 줄어들 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 희석가스 생성장치에 따라 생성된 희석가스의 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 7에서는 순산소 공급수단(20)을 통해 105sccm의 순산소를 지속적으로 공급하면서, 순질소 공급수단(30)을 통해 395sccm의 순질소를 혼합수단(40)에 제공하고 있다가, 측정가스 공급수단(10)을 통해 500ppm의 질소 베이스 일산화탄소를 측정가스로 20sccm 공급한다. 측정가스의 공급에 따라 순질소는 375sccm으로 감소하지만 순산소 공급수단(20)을 통해 제공되는 순산소는 105sccm으로 일정하게 유지된다. 이에 따라 혼합수단(40)을 통해 20ppm으로 희석된 일산화탄소 희석가스가 생성된다.
또한, 105sccm의 순산소가 동일하게 공급되는 한편으로 500ppm의 질소 베이스 수소를 측정가스로 20sccm 공급하는 경우, 혼합수단(40)을 통해 20ppm의 수소가 희석가스로 생성된다. 측정가스와 순산소가 혼합되는 경우에 순질소는 375sccm 공급될 수 있다.
각각의 희석가스들이 안정적인 저항을 가지는 것으로 측정된 것을 도 7을 통하여 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 희석가스 생성장치는 측정가스 공급부(11), 순산소 공급부(21), 순질소 공급부(31), 제1 유량조절기(12), 제2 유량조절기(22), 제3 유량조절기(32), 혼합수단(40) 및 가스공급관(50)을 포함한다.
나아가, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 측정가스 공급수단(10)은 측정가스 공급부(11), 제1 유량조절기(12) 및 제1 측정가스 공급관(13)을 포함하며, 순산소 공급수단(20)은 순산소 공급부(21), 제2 유량조절기(22) 및 제1 순산소 공급관(23)을 포함하고, 순질소 공급수단(30)은 순질소 공급부(31), 제3 유량조절기(32) 및 제1 순질소 공급관(33)을 포함한다.
일 양상에 따르면, 순산소 공급수단(20)에 포함된 제2 유량조절기(22)는 순산소의 유량을 일정하게 유지하여 혼합수단(40)으로 유입 시킬 수 있다.
가스공급관(50)은 측정가스, 순산소, 및 순질소를 각각 유량조절기(12, 22, 32)를 통하여 공급받아 분기점(n1)을 통하여 혼합수단(40)으로 유입 시킨다. 일 실시 예에 따르면, 가스공급관(50)은 측정가스 공급부(11), 순산소 공급부(21) 및 순질소 공급부(31)를 일측에서 연결하며(예를 들어, 분기점(n1))에서), 타측에서 혼합수단(40)의 유입구와 연결되는 구성을 가질 수 있다. 측정가스, 순산소 및 순질소는 각 공급관(13, 23, 33)으로부터 가스공급관(50)을 통해 개별적으로 또는 동시에 혼합수단(40)으로 공급될 수 있다. 다만, 실시 예에 따라, 제2 측정가스 공급관(15), 제2 순산소 공급관(25) 및 제2 순질소 공급관(35)은 개별적으로 혼합수단(40)에 연결될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 가스공급관(50)은 제1 유량조절기(12)로부터 측정가스를 제공받는 제2 측정가스 공급관(15), 제2 유량조절기(22)를 통하여 순산소를 공급받는 제2 순산소 공급관(25) 및 제3 유량조절기(32)를 통하여 순질소를 공급받는 제2 순질소 공급관(35)을 포함한다. 제1 및 제2 측정가스 공급관(13, 15), 제1 및 제2 순산소 공급관(23, 25), 그리고 제1 및 제2 순질소 공급관(33, 35)은 유량조절기(12, 22, 32)를 통하여 연속적으로 연결된 공급관일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 각 유량조절기(12, 22, 32)는 각 공급부(11, 21, 31)에서 혼합수단(40)으로 공급되는 기체의 유량을 조절한다. 예를 들어, 각 유량조절기(12, 22, 32)는 통상의 디지털 방식 질량식 유량조절기 또는 아날로그 방식 질량식 유량조절기를 포함할 수 있으며, 희석배율을 약 1~1000배까지 조절할 수 있다. 다만, 본 발명이 유량조절기의 구조 및 특정에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에서 설명한 희석가스 생성장치와 비교하였을 경우, 도 3의 희석가스 생성장치는, 배출관(60), 제1 밸브(70) 및 제2 밸브(71)를 더 포함할 수 있다.
배출관(60)은 측정가스의 유량을 조절하는 제1 유량조절기(12)와 혼합수단(40)을 연결하는 제2 측정가스 공급관(15)에서 분기되어 측정가스를 외부로 배출할 수 있다. 구체적으로 도 3의 희석가스 생성장치는 제2 측정가스 공급관(15)을 분기점(n2)을 기준으로 제1 분기 측정가스 공급관(151)과 제2 분기 측정가스 공급관(153)으로 분리하여 제1 분기 측정가스 공급관(151)과 배출관(60)을 연결하여 제1 밸브(70)를 통하여 측정가스를 외부로 배출할 수 있다.
제1 분기 측정가스 공급관(151)은 제1 유량조절기(12)와 배출관(60)을 연결하며, 제2 분기 측정가스 공급관(153)은 제2 순산소 공급관(25) 및 제2 순질소 공급관(35)과 만날 수 있으며, 제2 분기 측정가스 공급관(153) 상에 제2 밸브(71)가 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 희석가스 생성장치는 기 설정된 시간 동안 제1 밸브(70)를 개방하고, 제2 밸브(71)를 차단하여 혼합수단(40)에는 순산소와 순질소만이 공급되도록 하고, 배출관(60)을 통해 측정가스를 외부로 배출할 수 있다. 이 경우, 측정가스와 함께 제1 분기 측정가스 공급관(151)과 배출관(60)의 불순물도 외부로 배출될 수 있다. 따라서 측정가스가 제2 분기 측정가스 공급관(153)을 통하여 바로 혼합수단(40)으로 제공될 경우에 섞일 수 있는 불순물을 미리 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 배출관(60)을 통해 측정가스를 일정 시간동안 외부로 배출하는 동시에, 측정가스 공급관(13, 15)에 미리 측정가스를 흐르게 하여 유량을 안정화 시킬 수 있다. 다시 말하면, 측정가스 공급관(13, 15)에 아무런 가스가 흐르지 않다가 혼합을 위하여 바로 공급되기 시작하면 측정가스 공급관(13, 15)의 압력이 갑자기 증가하여 순간적으로 희석가스의 농도가 변화할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 희석가스 생성장치는 초기 단계에서 측정가스 공급관(13, 15)의 불순물을 외부로 배출하는 동시에 유량을 안정화 시킬 수 있다. 실시 예에 따라 순산소 및 순질소와 혼합되기 이전에 배출관(60)을 통하여 흐르는 측정가스의 양은, 향후 혼합수단(40)을 통하여 최종적으로 생성되는 희석가스의 목표 농도에 따라 혼합수단(40)에 제공될 측정가스의 양과 동일할 수 있다. 결국 제1 밸브(70)가 개방되고 제2 밸브(71)가 폐쇄되어 측정가스는 배출관(60)으로만 흐르는 경우나, 제1 밸브(70)가 폐쇄되고 제2 밸브(71)가 개방되어 측정가스가 순산소 및 순질소와 함께 혼합수단(40)에서 혼합되는 경우에 측정가스의 양은 동일하게 유지될 수 있다. 위와 같이 양이 동일할 경우 MFC 유량변화에 따른 스파이크가 최소화 되어 희석가스의 농도를 안정적으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.
일 실시 예에 따르면, 측정가스가 혼합수단(40)으로 제공되기 이전에 제1 밸브(70)를 개방하고, 제2 밸브(71)를 차단하면서 제2 및 제3 유량 조절기들(22, 32)을 통하여 순산소 및 순질소가 각각 제2 순산소 공급관(25)과 제2 순질소 공급관(35)에 제공되면, 이후 측정가스와 혼합되는 경우에도 순산소 공급관(23, 25)에 흐르는 순산소의 양은 일정하게 유지되기 때문에 혼합수단(40)에 안정적으로 기체가 공급될 수 있다. 실시 예에 따라 이와 같이 배출관(60)으로 측정가스가 제공되고, 제2 순산소 공급관(25)과 제2 순질소 공급관(35)으로 순산소 및 순질소가 공급되면서 유량이 안정화되는 기 설정된 시간은, 1분 이상에서 2시간 이하일 수 있다. 만일 1분이 경과하지 않는 시간 동안에만 기체를 내보내면 기체의 유량이 완전히 안정화되지 않거나 배출관(60)의 불순물이 완전히 제거되지 않을 수 있다. 또한 안정화를 2시간 이상으로 하면 희석가스를 생성하지 않고 안정화에만 소모되는 가스의 양이 많아져 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명에서는 측정가스의 불순물을 제거하고 유량을 안정화하기 위한 단계에서 제1 밸브(70)를 개방하고 제2 밸브(71)를 차단하는 기 설정된 시간은 1분 내지 2시간일 수 있다.
이와 같이 공급관의 불순물이 제거되고, 제공되는 기체들의 유량이 안정화된 이후에, 제1 밸브(70)를 차단하여 측정가스의 배출을 차단하고, 제2 밸브(71)를 개방하여 측정가스, 순질소 및 순산소를 동시에 혼합수단(40)으로 공급한다. 즉 측정가스의 유로를 배출관(60)에서 제2 측정가스 공급관(15), 정확하게는 제2 분기 측정가스 공급관(153)으로 변경한다.
이미 가스공급관(50)에는 각 가스들이 미리 흘러 유량이 안정화된 상태이므로, 각 가스들이 혼합되는 순간에 발생할 수 있는 순간적인 유량변화 및/또는 압력변화가 최소화될 수 있다. 따라서 순간적인 유량 변화나 농도변화와 관련된 가스 센서의 특성 변화의 영향을 최소화할 수 있어, 안정적으로 원하는 농도의 희석가스를 생성할 수 있으며, 이러한 희석가스를 제공받은 가스 센서의 정확한 성능 측정이 가능해진다.
일 실시 예에 있어서, 각 밸브의 개방 및 잠금은 요구되는 조건에 따라 수동 또는 자동으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 도시하지는 않았으나 제1 및 제2 밸브(70, 71)는 밸브 컨트롤러에 의해 개방 및 잠금이 제어될 수 있으며, 경우에 따라 각 밸브의 개방 및 잠금이 관리자의 인위적인 조작에 의해 수동으로 이루어질 수도 있다.
도 8은 측정가스를 배출하지 않고 20ppm의 CO 희석가스를 제조하여 주입하고 측정한 결과이다. 측정가스를 배출하여 버리지 않고 120분간 질소와 산소를 주입한 후에 60분간 20ppm의 희석가스를 주입하고 다시 60분간 질소와 산소만 주입한 후에 60분간 20ppm의 희석가스를 주입하는 등 질소와 산소만 주입하는 시간을 변화시키면서 측정을 하였다. 도 8에 나타난 바와 같이 측정가스가 흐르지 않는 시간이 길어지면 길어질수록 측정초기의 가스 센서 특성의 왜곡이 큰 것을 확인할 수 있었으며 이는 가스 센서 자체의 정확한 측정을 저해하는 요소로 작용하는 것을 확인할 수 있다. 이런 결과가 나온 원인으로는 앞에서 기술한 바와 같이 관로에 존재하는 불순물, 압력변화 등의 여러가지 원인으로 발생한 것으로 판단된다. 이러한 왜곡을 최소화 하기 위하여 측정가스가 주입되기 전 30분간 희석가스 생성시와 동일한 양을 배출관(60)을 통하여 버린 뒤에 혼합수단에 주입한 결과 이러한 영향이 거의 관찰되지 않음을 확인할 수 있었다. 이렇게 측정한 가스 센서 측정결과를 도 9에 나타냈으며, 가스 주입기간에 도 8에서 확인할 수 있는 가스 센서의 특성 왜곡은 관찰되지 않았다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치의 혼합수단(40)의 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 혼합수단(40)은 제1 유입구(80), 제2 유입구(81)를 포함할 수 있다.
제1 유입구(80)는 순산소 또는 순질소를 공급받을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 순산소의 유량을 조절하는 제2 유량조절기(22)와 순질소의 유량을 조절하는 제3 유량조절기(32)가 제1 유입구(80)에 연결되어 순산소와 순질소가 혼합수단(40)의 제1 유입구(80)로 유입될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 유입구(81)는 제1 유입구(80) 보다 작은 직경을 가질 수 있으며, 실시 예에 따라 측정가스가 수직으로 하강하여 유입되도록 혼합수단(40)의 상부에 위치하거나, 제1 유입구(80)의 내부에 위치할 수도 있다. 혼합수단(40)이 측정가스, 순산소 및 순질소를 혼합하여 가스 센서에서 측정하기 위한 희석가스를 생성하는 경우 측정가스 주입으로 인한 변화를 최소화하기 위하여, 일반적으로 혼합수단(40)으로 공급되는 측정가스의 유량이 가장 작도록 조절된다. 이 때, 측정가스, 순질소 및 순산소를 하나의 동일한 단면을 가지는 유입구를 통해 혼합수단(40)으로 제공하면 상대적으로 유량이 적은 측정가스의 압력이 낮아 다른 가스들과 균일하게 혼합되지 않을 수 있다. 따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합수단(40)은 유량이 적은 측정가스를 좁은 통로의 제2 유입구(81)를 통하여 혼합수단(40)에 제공함에 따라 측정가스가 제공되는 압력이 높아져 순산소 및 순질소와 빠른 시간 내에 균일하게 혼합될 수 있다. 즉, 제2 유입구(81)를 통하여 제공되는 측정가스의 면속도가 순산소 및/또는 순질소와 거의 유사해질 수 있어 측정가스가 순산소 및 순질소와 균일하게 혼합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 센서 검증 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 센서 검증 시스템은 희석가스 생성장치(100), 챔버(300), 제어장치(200) 및 분석장치(400)를 포함한다.
희석가스 생성장치(100)는 측정가스, 순산소 및 순질소 혼합하여 희석가스를 생성한다. 희석가스 생성장치(100)의 구성 및 특징은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 제어장치(200)는 희석가스의 생성 조건에 기초하여 측정가스, 순산소 및 순질소의 유량을 조절하는 유량조절기(예를 들어, 제1 내지 제3 유량조절기(12, 22, 32)를 제어하여 희석가스에 포함되는 제1 가스성분의 농도를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어장치(200)는 가스 센서(350)의 테스트를 위하여 외부에서 입력되는 희석가스의 생성 조건인 희석비율 및 필요유량에 따라 희석가스 생성장치(100)의 각 유량조절기를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 제어장치(200)는 희석가스의 농도를 일정하게 증가시키거나 감소시키도록 희석가스 생성장치(100)를 제어하거나, 특정한 온도나 습도에 도달한 것을 감지하여 희석가스 생성장치(100)로부터 희석가스를 제공하도록 할 수 있다.
실시 예에 따라, 제어장치(200)는 희석가스 생성장치(100)에 구비된 각 밸브의 개방 및 잠금을 제어하는 밸브 컨트롤러를 포함하여, 각 밸브가 밸브 컨트롤러에 의해 자동적으로 개방되거나 잠기도록 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 제어장치(200)는 가스 센서(350)를 측정하기 위한 희석가스의 온도, 습도, 부피율(Volume fraction)을 설정하고 이에 적합한 희석가스를 생성하도록 유량조절기 및 밸브를 제어할 수 있다. 특히 주입하는 가스의 총량은 일정하게 유지하는 것이 바람직하며 가스 센서의 빠른 감도 변화를 확인하기 위하여 챔버(300)의 부피와 동일하거나 그 이상의 유량을 1분당 주입하는 것이 바람직하다. 또한 제어장치(200)는 희석가스의 온도 및 습도도 제어할 수 있다. 다만, 실시 예에 따라, 희석가스의 온도 및 습도는 챔버(300) 내에서 보정(calibration)될 수도 있다. 따라서 제어장치(200)는 테스트 조건에 따라서 챔버(300)의 온도, 습도 및 압력 중 적어도 하나를 조절하여 챔버(300) 내의 환경을 제어할 수도 있다.
희석가스는 챔버(300)로 제공될 수 있으며, 챔버(300) 내에 위치한 가스 센서(350)의 성능이 측정된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 센서 측정 시스템에서는 다양한 테스트 조건에 따라서 가스 센서(350)의 성능을 측정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 가스 센서(350)는 플렉서블 가스 센서를 포함할 수 있다. 플렉서블 가스 센서는, 의복이나 신체에 착용 가능하도록 플렉서블한 고분자 또는 종이 재질의 기판에 구현될 수 있다. 플렉서블 가스 센서는 유연한 기판 상에 잉크젯 인쇄 방식 또는 롤 투 롤(Roll to Roll) 인쇄 방식을 이용하여 인터디지탈 트랜스듀서(IDT; Interdigital Transducer) 전극을 형성함으로써 제조될 수 있다.
플렉서블 가스 센서는 가스 선택성이 우수한 금속과 표면적이 넓고, 전자 방출과 화학적 반응성이 우수한 탄소 나노튜브를 감지물질로 이용하여 저 농도의 가스농도에서도 높은 감지와 빠른 응답 속도 및 회복 속도를 가질 수 있다.
실시 예에 따라, 희석가스는 15°C 내지 25°C 의 온도 범위에서 ±5K 의 온도 변이를 가질 수 있으며, 20% 에서 80% 사이의 습도 범위 내에서 10%의 상대 습도(Relative Humidity)를 가지도록 생성되거나, 희석가스가 제공된 후 챔버(300) 내의 온도와 습도가 위와 같이 조성될 수 있다. 실시 예에 따라, 가스 센서(350)의 성능은, 공기 환경에서 86kPa 내지 106kPa 의 압력 하에서 측정될 수 있다. 결론적으로 가스 센서(350)가 특정한 온도, 습도, 또는 압력 하에서 희석가스를 감지하는 성능을 측정할 수 있다.
이러한 테스트 조건에 따라서 챔버(300) 내의 테스트 조건 조성수단(330)이 챔버(300)의 온도, 습도, 압력 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 테스트 조건 조성수단(330)은 가스 센서(350)가 일정한 온도 한계에서 정상적으로 동작하는지를 테스트하기 위하여 건열(dry heat) 또는 습열(damp heat) 조건을 조성할 수 있다.
테스트 조건 조성수단(330)은 건열 조건에서는 온도를 상승시키고, 제어장치(200)가 가스 센서(350)에 전원을 공급함으로써 공기 또는 희석가스를 정확히 감지하는지 측정할 수 있다. 건열 조건에서는 IEC 60068-2-14에서 규정하는 온도 변화 방법에 따라서 급격한 온도 변화에 따른 가스 센서의 성능을 측정할 수 있다. 급격한 온도 변화를 주기 위하여 하나의 챔버 내에서 온도를 변화시키거나, 높은 온도와 낮은 온도의 두 개의 챔버를 이동하면서 가스 센서의 성능을 측정할 수 있다. 두 챔버 사이의 이동은 적어도 3분 이내에 이루어져야 한다. 가스 센서가 챔버 내에 삽입된 이후에 공기의 온도는 노출 시간의 10%가 경과하지 않은 상태에서 ±2 oC 의 허용 오차 내에 있어야 한다.
가스 센서는 IEC 60068-2-1 및 IEC 60068-2-2에 규정된 내용에 따라 테스트 온도가 결정될 수 있다. 가스 센서(350)가 노출되는 가장 낮은 온도와 가장 높은 온도에 일정한 시간 동안 노출되는 한 번의 사이클(Cycle)을 거칠 수 있다. 예를 들어 가장 높은 온도는 50oC ~ 1000oC에 상응할 수 있으며 가장 낮은 온도는 -50oC ~ 50oC에 상응할 수 있다. 한 번의 사이클에 노출되면, 결국 가스 센서는 두 번의 노출 시간과 두 번의 이동 시간을 가지게 된다.
이와 같은 온도 환경에 노출된 이후에 가스 센서(350)의 성능이 측정될 수 있다. 실시 예에 따라 가스 센서(350)를 온도 환경에 노출시키기 위한 챔버들과 가스 센서(350)의 성능을 평가하기 위하여 희석가스를 공급하는 챔버는 상이한 챔버일 수 있다. 가스 센서(350)의 성능을 측정한 이후에는 감지 결과, 가스 센서에 대하여 온도 처리가 이루어진 사이클 횟수, 테스트 조건 등과 함께 검사 결과를 획득할 수 있다. 결국 혹독한 온도 환경에 노출된 이후에도 가스 센서(350)가 정상적으로 동작하는지를 확인하여 신뢰성을 테스트할 수 있다.
습열 조건에서는 습도로 인하여 테스트 가스가 균일하게 제공되지 않을 수 있기 때문에 테스트 조건 조성수단(330)은 챔버(300) 내의 온도를 상승시킨 후에 습도 조건을 만족시키도록 환경을 조성할 수 있다. 실시 예에 따라, 챔버(300) 내의 습도를 제어하는 과정은 IEC 60068-3-4에 따를 수 있다. 온도와 습도가 목표 치에 도달하면 가스 센서(350)에 전원이 공급되어 공기 또는 희석가스의 감지를 측정할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 IEC 60068-2-30에서 규정하고 있는 환경에 따라서 높은 습도와 표면 내의 응결이 일어난 이후 가스 센서의 성능을 측정할 수 있다.
예를 들어, 온도는 25 oC에서 ±2oC의 오차 범위 내에서 2.5 시간에서 3.5 시간 사이 동안 유지될 수 있다. 상대적인 습도는 온도가 높아지는 경우나 일정하게 유지되는 동안에는 93±3%를 유지하고, 온도가 내려가는 주기 동안에는 80% 내지 96@의 상대습도를 유지할 수 있다. 습도를 유지하기 위하여 사용되는 챔버 내의 물은 50Ωm보다 작은 면저항을 가질 수 있다.
이러한 습도를 유지한 상태에서 가장 높은 온도가 40oC 또는 55oC 에 상응하고 가장 낮은 온도는 25oC에 상응하도록, 온도의 차이를 두는 주기를 일정한 사이클 동안 반복한 이후에 가스 센서(350)의 성능을 측정할 수 있다.
실시 예에 따라, 테스트 조건 조성수단(330)은 상온에서 챔버(300) 내의 온도를 일정한 온도로 상승시키고 안정화 시킨다. 테스트에 필요한 조건이 안정화되면 가스 센서(350)에 대하여 공기와 테스트 가스를 순차적으로 노출시켜 그 성능을 테스트한다. 실시 예에 따라, 가스의 종류나 농도를 다르게 하면서 1000회 사이클 동안 가스 센서(350)의 성능이 테스트될 수 있다.
또한, 실시 예에 따라 테스트 조건 조성수단(330)은 가스 센서(350)의 기계적 변형을 야기하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스트 조건 조성수단(330)은 가스 센서(350)의 적어도 일부분을 고정하여 가스 센서(350)를 구부리거나(bending) 늘리고(Stretching) 비트(torsion)는 등의 동작을 반복적으로(예를 들어 1000회) 수행한다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 센서 측정 시스템은 테스트 조건 조성수단(330)에 의하여 스트레스를 받은 가스 센서(350)가 기계적 변형에 의하여 성능이 변화하는지를 측정할 수 있다.
예를 들어, 테스트 조건 조성수단(330)은 IEC 62899-201, IEC 62899-501-1 및 ISO/IEC 10373-1: 2006에 규정된 구부림 테스트 섹션에 기재된 내용에 따라서 가스 센서(350)를 구부리거나, ISO/IEC 10373-1:2006의 비틀기 테스트 섹션에 기재된 내용에 따라 가스 센서(350)를 비틀 수 있다. 또한, 테스트 조건 조성수단(330)은 ISO 6943: 2011의 과정에 따라서 가스 센서(350)의 본래 형태가 훼손되지 않는 범위 내에서, 즉 본래 형태로 회복될 수 있는 범위 내에서 가스 센서(350)를 늘릴 수 있다. 이러한 기계적인 변형 동작을 1000회 이상 반복한 이후에도 가스 센서(350)가 정상적으로 동작하는 경우에 양품인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 가스 센서(350)는 희석가스 생성장치(100)의 배출구에 연결되어 생성된 희석가스의 제1 가스성분의 농도를 측정할 수 있다. 실시 예에 따라, 가스 센서(350)는 제1 가스성분의 농도를 감지하여 전기적, 기계적 또는 광학적 신호 등으로 변환시킬 수 있다.
일 양상에 따르면, 분석장치(400)는 희석가스 조건과 가스 센서의 측정 값에 기초하여 가스 센서의 성능을 분석할 수 있다. 일 실시예에 따라, 분석장치(400)는 제어장치(200)를 통해 제어된 제1 가스성분의 농도와 가스 센서(350)의 측정 값을 수신하여 오차를 측정할 수 있다. 실시 예에 따라, 분석장치(400)는 가스 센서(350) 및 제어장치(200)로부터 데이터를 수신하고 이를 분석하여 가스 센서(350)의 성능을 측정할 수 있다.
또한, 분석장치(400)는 실제로 제공된 희석가스의 농도와 가스 센서(350)에서 측정된 농도의 차이를 분석결과데이터로 가공하여 사용자 인터페이스를 통하여 표시할 수 있다. 또한 분석장치(400)는 분석결과데이터를 저장하여 관리하고 특정한 조건의 가스 센서에 대하여 획득된 테스트 결과를 누적하여 일정 조건에서의 측정 결과 분포를 산출하고, 수학적 모델링을 수행함으로써 특정 조건에 따른 가스 센서의 성능 변화를 예측할 수도 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 희석가스 생성장치
10: 측정가스 공급수단
20: 순산소 공급수단
30: 순질소 공급수단
40: 혼합수단

Claims (16)

  1. 가스 센서 측정용 희석가스 생성장치에 있어서,
    측정가스 공급부로부터 질소 베이스의 측정가스를 제1 유량조절기를 통해 공급하는 측정가스 공급수단;
    순산소 공급부로부터 순산소를 제공받아 제2 유량조절기를 통해 기 설정된 양의 순산소를 공급하는 순산소 공급수단;
    순질소 공급부로부터의 순질소를 제3 유량조절기를 통해 공급하는 순질소 공급수단; 및
    제1 유입구를 통해 상기 순산소 및 상기 순질소를 공급받고, 상기 제1 유입구보다 작은 직경을 가지면서 수직 방향으로 형성되는 제2 유입구를 통해 상부로부터 수직으로 하강하는 방향으로 상기 측정가스를 공급받되, 상기 순산소가 기 설정된 양만큼 일정하게 공급되는 동안에 상기 측정가스, 상기 순질소, 및 상기 순산소를 혼합하는 혼합수단을 포함하며,
    상기 혼합수단에서 생성되는 희석가스의 생성조건에 기초하여 상기 제1 내지 제3 유량조절기를 제어하는 제어장치에 의해, 초기 단계에서 상기 측정가스 공급수단의 상기 제1 유량조절기와 상기 혼합수단을 연결하는 측정가스 공급관으로부터 분기된 배출관을 통해 상기 희석가스의 생성 조건에 포함된 목표 농도에 따라 결정되는 측정가스의 양과 동일한 양의 측정가스를 기 설정된 시간 동안 배출하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 희석가스 생성장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 측정가스 공급관은 상기 배출관과의 분기점을 기준으로 제1 분기 측정가스 공급관 및 제2 분기 측정가스 공급관으로 구분되어, 상기 제1 분기 측정가스 공급관은 상기 제1 유량조절기와 상기 배출관을 연결하며, 상기 제2 분기 측정가스 공급관은 상기 분기점과 상기 혼합수단을 연결하는 것을 특징으로 하는 희석가스 생성장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 배출관의 개폐를 조절하는 제1 밸브; 및
    상기 제2 분기 측정가스 공급관의 개폐를 조절하는 제2 밸브를 더 포함하며,
    상기 제1 밸브가 개방되고 상기 제2 밸브가 폐쇄된 후 상기 기 설정된 시간이 경과한 이후에 상기 제1 밸브가 폐쇄되고 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 측정가스, 순산소, 및 순질소를 혼합하되,
    상기 기 설정된 시간이 경과하는 동안 상기 순산소가 공급되는 양은 상기 기 설정된 양으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 희석가스 생성장치.
  5. 삭제
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 기 설정된 시간은 1분 이상 2시간 이하인 것을 특징으로 하는 희석가스 생성장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 순산소가 일정하게 공급되는 동안 질소 베이스의 측정가스와 순질소를 혼합하여 희석가스를 생성하는 희석가스 생성장치;
    상기 희석가스의 생성 조건에 기초하여 상기 측정가스, 순산소, 및 순질소의 유량을 조절하는 유량조절기를 제어하는 제어장치;
    상기 희석가스 생성장치의 배출구에 연결되어 상기 생성된 희석가스의 농도를 측정하는 가스 센서; 및
    상기 희석가스 생성 조건과 상기 가스 센서의 측정 값에 기초하여 상기 가스 센서의 성능을 분석하는 분석장치를 포함하며,
    상기 희석가스 생성장치는,
    측정가스 공급부로부터 질소 베이스의 측정가스를 제1 유량조절기를 통해 공급하는 측정가스 공급수단;
    순산소 공급부로부터 순산소를 제공받아 제2 유량조절기를 통해 기 설정된 양의 순산소를 공급하는 순산소 공급수단;
    순질소 공급부로부터의 순질소를 제3 유량조절기를 통해 공급하는 순질소 공급수단; 및
    제1 유입구를 통해 상기 순산소 및 상기 순질소를 공급받고, 상기 제1 유입구보다 작은 직경을 가지면서 수직 방향으로 형성되는 제2 유입구를 통해 상부로부터 수직으로 하강하는 방향으로 상기 측정가스를 공급받되, 상기 순산소가 기 설정된 양만큼 일정하게 공급되는 동안에 상기 측정가스, 상기 순질소, 및 상기 순산소를 혼합하는 혼합수단을 포함하며,
    상기 제어장치는 초기 단계에서 상기 측정가스 공급수단의 상기 제1 유량조절기와 상기 혼합수단을 연결하는 측정가스 공급관으로부터 분기된 배출관을 통해 상기 희석가스의 생성 조건에 포함된 목표 농도에 따라 결정되는 측정가스의 양과 동일한 양의 측정가스를 기 설정된 시간 동안 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가스 센서는 챔버 내에 구비되며, 상기 제어장치는 상기 가스 센서에 대한 테스트 조건에 따라 상기 챔버의 온도, 습도, 및 압력 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 가스 센서는
    플렉서블 가스 센서인 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 챔버 내의 온도, 습도, 및 압력 중 적어도 하나가 테스트 조건을 만족하는 경우, 상기 희석가스를 상기 배출구를 통해 제공하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 플렉서블 가스 센서와 연결되어 상기 플렉서블 가스 센서의 기계적 변형을 수행하는 테스트 조건 조성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 테스트 조건 조성수단은 상기 플렉서블 가스 센서를 구부리거나, 비틀거나, 늘리는 동작을 기 설정된 횟수 수행하여 상기 기계적 변형을 수행하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 순산소는 20~22%와 상기 순질소는 78~80%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 검증 시스템.
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