KR102249483B1 - 독성가스 탐지 장치 - Google Patents

독성가스 탐지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102249483B1
KR102249483B1 KR1020190035832A KR20190035832A KR102249483B1 KR 102249483 B1 KR102249483 B1 KR 102249483B1 KR 1020190035832 A KR1020190035832 A KR 1020190035832A KR 20190035832 A KR20190035832 A KR 20190035832A KR 102249483 B1 KR102249483 B1 KR 102249483B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
electrode
detection device
toxic gas
mobile terminal
Prior art date
Application number
KR1020190035832A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200114306A (ko
Inventor
한상도
이기원
이강호
최완규
Original Assignee
주식회사 신우전자
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 주식회사 신우전자 filed Critical 주식회사 신우전자
Priority to KR1020190035832A priority Critical patent/KR102249483B1/ko
Publication of KR20200114306A publication Critical patent/KR20200114306A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102249483B1 publication Critical patent/KR102249483B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
    • G01N27/4074—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen
    • 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
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말에 탈 부착 가능한 독성가스 탐지 장치는, 전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지하는 복수개의 가스 센서; 와 상기 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성하는 중앙 처리부; 및 상기 이동 단말에 연결되어, 상기 이동 단말로 상기 가스관련데이터를 전송하는 연결부를 포함하되, 상기 복수개의 가스 센서 각각은, 상기 중앙 처리부의 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 상기 전류 변화를 전달하는 금속 전극을 포함하고, 상기 금속 전극은 침형 형태로 구성된다.

Description

독성가스 탐지 장치{APPARATUS DETECTING A TOXIC GAS}
본 발명은 독성가스 탐지 장치에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 다양한 종류의 독성가스를 검출하되, 이동 단말에의 탈부착이 용이하고 휴대하기 편리하게 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치에 관한 것이다.
공장 등의 제조업체에서 제품을 생산하는 경우 또는 일상 생활에서, 인체에 치명적이거나 유해한 다양한 종류의 독성가스가 배출된다. 독성가스가 배출되면 이후 인명 사고나 폭발 사고로 이어질 수 있으므로, 초기에 독성가스의 누출을 감지하여 적절한 조치를 취하는 것이 필요하다.
일반적으로 가스센서를 이용하여 가스의 누출을 감지한다. 가스센서란 독성가스 또는 가연성가스의 농도를 측정하거나 허용한계농도 이하에서 신호를 발생하기 위한 목적으로 사용되는 소자이다. 이 경우, 가스센서는 감지 기능만을 수행하므로, 사용자는 측정한 수치값만을 알 수 있을 뿐 이로부터 직관적인 정보를 얻을 수는 없다.
또한, 다양한 종류의 가스를 감지하기 위해서는, 복수개의 가스 센서를 사용해야 한다. 따라서, 사용자는 탐지하고자 하는 가스 종류에 따라, 서로 다른 가스 센서를 사용해야 하므로 번거롭다.
본 발명은 사용자가 항상 소지하는 이동 단말을 통해, 측정한 수치값에 기초한 유의미한 정보를 다양한 방식으로 제공할 수 있는 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이동 단말에 부착 가능하고, 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있으면서도 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 가스 감지 결과에 기초하여 주변의 IoT 기기를 제어할 수 있는 독성가스 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재에 의해 제안되는 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말에 탈 부착 가능한 독성가스 탐지 장치는, 전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지하는 복수개의 가스 센서; 와 상기 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성하는 중앙 처리부; 및 상기 이동 단말에 연결되어, 상기 이동 단말로 상기 가스관련데이터를 전송하는 연결부를 포함하되, 상기 복수개의 가스 센서 각각은, 상기 중앙 처리부의 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 상기 전류 변화를 전달하는 금속 전극을 포함하고, 상기 금속 전극은 침형 형태로 구성된다.
본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 사용자가 항상 소지하는 이동 단말을 통해, 독성가스 탐지 장치가 측정한 수치값에 기초한 유의미한 정보를 다양한 방식으로 제공받을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 이동 단말에 부착 가능하고, 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있으면서도 휴대하기 편리하도록 소형으로 제작된 독성가스 탐지 장치가 제공될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, 가스 감지 결과에 기초하여 주변의 IoT 기기를 제어할 수 있다.
도 1은 일반적인 가스 센서의 측면도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 측면 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 에에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 외관 사시도를 도시한 도면이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 복수개의 가스 센서의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치가 주변 IoT 기기를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이하에서 기술되는 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경 및 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예들을 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 해당 기술과 관련하여 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특별한 경우에는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재하였다. 그러므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 미리 밝혀둔다. 이하에서 기술하는 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 1은 일반적인 가스 센서의 측면도를 도시한 도면이다.
가스 센서(100)는 가스를 검출하는 방식에 따라, 고체 전해질식, 반도체식, 전기화학식 등으로 분류될 수 있다.
고체 전해질식 가스 센서는 측정 가스 흡착 전후의 기준전극과 감지전극 사이의 기전력 차이를 이용한다. 반도체식 가스 센서는 표면물질과 검출을 원하는 가스가 반응을 일으키면, 전기전도 역할을 하는 전자가 사로잡히는 상태가 되는 원리를 이용한다. 전기화학식 가스 센서는 가스 분자의 전기적 산화 환원 반응시에 발생하는 전자의 양을 검지하여 가스 농도를 연속적으로 자동 측정한다.
이 경우, 각각의 가스 센서(100)는 외부 전극(미도시)과 연결되어 검지한 전류나 전자를 외부 전극(미도시)에 전도하는 금속 전극(400)을 가진다. 이 경우, 금속 전극(400)은 외부 전극(미도시)과 와이어 본딩 방식으로 연결될 수 있다.
그러나 이와 같이 와이어 본딩 방식에 의해 가스 센서(100)의 금속 전극(400)이 외부 전극과 연결되는 경우, 와이어에 의해 가스 센서(100)의 높이가 증가하여 가스 센서(100)의 크기 및 부피는 증가하게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 측면 단면도를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서(100)는, 전기화학식 가스 센서일 수 있다. 전기화학식 가스 센서(100)는 작용전극(working electrode)과 상대전극(count electrode) 및 기준전극(reference electrode)으로 분류되는 3개의 전극과 전해질을 포함한다. 이 경우, 가스 센서(100)는 작용전극과 기준전극 사이를 일정한 전위로 유지하면서 전해질에 대한 전해를 수행하고, 작용전극과 상대전극 사이에 발생하는 전해전류 크기를 검출하여 가스 유무와 농도를 검출할 수 있다. 이때, 검출하고자 하는 가스종류에 따라 특정 전위를 바꿈으로써 산화 환원 반응을 선택적으로 진행시켜 특정가스를 정량적으로 검지할 수 있다.
가스 센서(100)는 케이스(110), 작용전극부(200), 기준-상대전극부(300), 금속전극(400), 멤브레인(500), 고정부재(600) 및 패킹(700)을 포함하여 구성될 수 있다.
케이스(110)는 가스 센서(100)의 외관을 구성하는 하우징이다. 케이스(110)의 내부에 형성된 빈 공간에는 작용전극부(200), 기준-상대전극부(300) 및 멤브레인(500) 등이 수용될 수 있다. 케이스(110)의 상단면에는 외부의 공기가 유입될 수 있도록 다수의 관통공(112)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 케이스(110)는 PEEK(polyetheretherketon) 재질의 소재로 형성될 수 있다. 여기서, PEEK 재질 소재는 산 및 가스와 반응하지 않고, 전기가 통하지 않는 특성을 가진다.
작용전극부(200)는 기판과, 기판 표면에 형성된 작용전극으로 구성될 수 있다. 여기서, 작용전극은 Pt를 함유하는 탄소를 넓게 코팅하여 형성될 수 있다.
작용전극의 일측 말단에는 접촉부가 형성되어, 복수개의 금속전극(400)들 중에서 어느 하나에만 접촉하도록 구성될 수 있다.
기준-상대전극부(300)는 기판과, 기판 표면에 형성된 기준전극 및 상대전극으로 구성될 수 있다. 여기서, 기판은 SiO2 메쉬 재질로 형성될 수 있다. 이 경우 재질 특성에 의해, 전해질이 기준전극과 상대전극 및 작용전극에 접촉할 수 있고, 측정 대상 가스가 전해질에 녹아서 반응할 수 있다.
기준전극과 상대전극은 기판상에 서로 이격되어 형성되며, 각각 전도성 탄소재료를 기판 표면에 도포함으로써 형성될 수 있다.
기준전극과 상대전극 각각은, 일측 말단에 접촉부가 형성되어, 복수개의 금속전극(400)들 중에서 어느 하나에만 접촉하도록 구성될 수 있다.
전기화학식 가스 센서가 동작하기 위해서는 전해질이 필요하다. 일 실시 예에 의하면, 전해질은 작용전극에 접촉하는 높이까지 채워질 수 있다. 이 경우, 작용전극과, 기준전극 및 상대전극 사이에 위치하는 SiO2 메쉬 재질의 기판이 전해질에 침지된 형태가 된다.
금속 전극(400)은 작용전극과 기준전극 및 상대전극을 외부와 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우, 금속 전극(400)은 침형 형태로 형성되어 외부 전극과 연결될 수 있다. 이를 위해, 금속 전극(400)은 케이스(110)의 내부에 위치하는 헤드(410)와 케이스(110)의 바닥면을 관통하여 외부로 노출되는 연결부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가짐으로써, 금속 전극(400)은 와이어 본딩 없이도 외부 전극에 연결될 수 있다.
멤브레인(500)은 작용전극부(200)의 위쪽에 배치되어, 전해질의 누액을 방지하는 동시에 외부의 공기를 전해질로 통과시킬 수 있다. 이 경우, 멤브레인(500)은 PTFE 재질의 소재로 형성될 수 있다.
고정부재(600)는 케이스(110)의 하면에 연결부(420)가 관통되는 관통공을 에워싸도록 배치될 수 있다.
패킹(700)은 금속 전극(400)의 연결부(420)가 케이스(110)를 관통하는 부분에 설치되어, 전해질의 누액을 방지할 수 있다.
이와 같이, 도 2에 도시된 실시 예에 의하면, 가스 센서(100)는 금속전극(400)이 케이스(100)의 바닥을 관통하는 침형 형태로 구성되어, 와이어 본딩 없이도 외부 전극과 연결될 수 있다. 이에 의해, 가스 센서(100)는 와이어 높이만큼 부피와 크기가 줄어들게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서의 외관 사시도를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 가스 센서(100)는 와이어 본딩 대신, 침형 형태로 구성된 금속 전극(400)에 의해 외부 전극과 연결될 수 있다. 이 경우, 가스 센서(100)의 높이(H)가 줄어들고, 이에 의해 기존 센서에 비해 상대적으로 크기와 부피는 줄어들어 소형화로 구현되는 것이 가능하다.
독성가스 탐지 장치는, 다양한 종류의 독성 가스를 감지할 수 있도록 복수개의 가스 센서(100)를 포함할 수 있다. 앞서, 도 2에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 가스 센서(100)는 작용전극과, 기준전극 및 상대전극 사이에 위치하는 기판이 전해질에 침지된 형태에서 동작하게 된다. 따라서, 가스 센서(100)는 수평 방향과 평행하게 배치되어야 한다.
또한, 이동 단말에 탈부착이 용이하고 휴대에 편리하도록, 독성가스 탐지 장치는 소형 크기로 구성될 수 있다. 이를 위해, 복수개의 가스 센서(100)는 수직 방향으로 겹쳐진 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 가스 센서(100)의 구조에 의해 가스 센서(100)의 높이가 줄어들기 때문에, 복수개의 가스 센서(100)를 수직 방향으로 겹쳐진 구조로 구성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 가스 센서(100)의 넓이(W)보다 높이(H)가 상대적으로 낮다. 즉, 기존의 가스 센서(100)에 비해 높이가 낮아진다. 따라서, 복수개의 가스 센서(100)가 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성되더라도, 독성가스 탐지 장치는 소형화된 형태로 구현될 수 있다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치를 구성하는 복수개의 가스 센서의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 의하면, 독성가스 탐지 장치에 포함되는 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판 상에 적어도 하나의 행 또는 열로 배열되고, 각 행 또는 열에 대하여 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 수직 방향으로 겹쳐지는 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판의 앞면과 뒷면에 각각 부착될 수 있다. PCB 기판에 의해, 각각의 가스 센서(100)에서 측정된 전류 신호 간의 간섭은 방지될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판상에 2열로 배열되고, 각 열에 대하여는 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성된다.
다른 실시 예에 의하면, 독성가스 탐지 장치에 포함되는 복수개의 가스 센서(100)는 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 배치되는 PCB 기판 중 어느 하나의 앞면 또는 뒷면에 부착되고, PCB 기판들이 서로 접합됨으로써 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성될 수 있다.
이 경우, 가스 센서(100)간에 배치된 PCB 기판에 의해, 각각의 가스 센서(100)에서 측정된 전류 신호 간의 간섭은 방지될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 복수개의 가스 센서(100)는 PCB 기판의 앞면 또는 뒷면에 각각 부착되고, PCB 기판들이 서로 접합됨으로써, 수직 방향으로 겹쳐진 형태로 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치(50)는 이동 단말에 탈 부착 가능하고, 탈 부착 및 휴대에 편리하도록 소형으로 구현될 수 있다. 이 경우, 독성가스 탐지 장치(50)는 마이크로프로세서(51), 통신 모듈(52), PMU(53), 전력 모듈(54), 연결 모듈(55) 및 복수개의 가스 센서(100)를 포함할 수 있다.
마이크로프로세서(51)는 가스 센서(100)가 감지한 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 가스관련데이터는, 종류, 수치, 농도 및 위험도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마이크로프로세서(51)는 다양한 종류의 가스 수치 및 농도 중 적어도 하나를 측정하도록 적어도 하나의 가스 센서(100)를 제어할 수 있다. 이를 위해, 마이크로프로세서(51)는 측정하고자 하는 독성가스에 대응하여 가스 센서(100)를 선택하고, 선택된 가스 센서(100)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 독성가스 탐지 장치(50)가 용도별로 6개의 가스 센서(100)를 포함하는 경우, 마이크로프로세서(51)는 측정하고자 하는 독성가스를 측정할 수 있는 가스 센서(100)를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 이 경우, 6개의 가스 센서(100)는 각각, 일산화탄소, 황화수소, 암모니아, 아황산가스, 이산화질소 및 수소를 측정할 수 있다.
마이크로프로세서(51)는 가스관련데이터에 대응하여 복수개의 IoT 기기 중 어느 하나에 제어 신호를 전송하도록 통신 모듈(52)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서(51)는 일산화탄소 농도가 높아 위험도가 높다고 판단되면, 주변의 IoT 기기 중 환풍기를 동작시키거나 창문을 개방할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 마이크로프로세서(51)는 복수개의 가스 센서(100)를 바이어스(bias)로 운영할 수 있다. 이에 의해, 가스 센서(100)간의 전기신호 간섭이 최소화될 수 있다.
또한, 마이크로프로세서(51)는 독성가스 탐지 장치(50)의 동작을 전반적으로 제어하는 중앙 처리부의 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 마이크로프로세서(51)는, 통신 모듈(52), PMU(53), 전력 모듈(54), 연결 모듈(55) 및 복수개의 가스 센서(100) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.
통신 모듈(52)은 이동 단말(56) 및 독성가스 탐지 장치(50) 주변에 위치하는 복수개의 IoT 기기 중 적어도 하나와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 통신 모듈(52)은 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy: BLE) 모듈로 구현되어, 저전력 블루투스 통신을 수행할 수 있다.
통신 모듈(52)은 가스 센서(100)가 측정한 아날로그 데이터 값을 이동 단말(56)에 전송할 수 있다. 이 경우, 통신 모듈(52)은 독성가스 탐지 장치(50)의 GPS 좌표값, 단말기 ID 및 전송 시간 중 적어도 하나를 함께 전송할 수 있다.
PMU(Power Management Unit)(53)는 독성가스 탐지 장치(50)의 전력 관리를 수행할 수 있다. 구체적으로, PMU(53)는 전력 모듈(54)로부터 전원을 공급받는 경우, 이를 독성가스 탐지 장치(50)의 동작 전압으로 변환하여 각 모듈로 출력할 수 있다. 예를 들어, PMU(53)는 전력 모듈(54)로부터 +5.0V 전력을 공급받으면, 이를 +1.8V의 전압으로 변환한 후 각 모듈로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, PMU(53)는 마이크로프로세서(51)의 제어에 의해, 감지하고자 하는 가스종류에 대응하여 복수개의 가스 센서(100)에 선택적으로 전원을 공급할 수 있다.
전력 모듈(54)은 이동 단말(56)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이를 위해, 전력 모듈(54)은 연결 모듈(55)에 의해 이동 단말(56)과 연결될 수 있다. 여기서, 전력 모듈(54)은 충전식 배터리를 포함하여 구성될 수 있다.
연결 모듈(55)은 이동 단말(56)과 연결되어, 이동 단말(56)로부터 전력 및/또는 데이터를 공급받을 수 있다. 또한, 연결 모듈(55)은 이동 단말(56)로 가스관련데이터를 전송할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 연결 모듈(55)은 USB OTG(Universal Serial Bus On-The-Go) 규격을 따를 수 있다. USB OTG 규격은 호스트 PC의 개입 없이도, 이동 단말이나 PDA 및 MP3 플레이어 등과 같은 포터블 장치들 간에서도 동작될 수 있도록 수정된 USB 규격이다.
가스 센서(100)는 전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있다. 구체적으로, 가스 센서(100)는 침형 형태로 구성되고, 마이크로프로세서(51)의 외부 전극과 연결되는 금속 전극을 포함할 수 있다. 가스 센서(100)의 금속 전극은 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 전류 변화를 전달할 수 있다. 이 경우, 가스 센서(100)는 기존의 와이어 본딩 대신 침형 형태로 외부 전극과 연결됨으로써, 소형 크기로 구성될 수 있다.
가스 센서(100)는 소정 종류의 독성가스의 수치 및 농도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
또한, 가스 센서(100)는 독성가스 탐지 장치(50)에 복수개가 포함되어, 각각 용도별로 독성가스를 측정할 수 있다.
이동 단말(56)은 독성가스 탐지 장치(50)로부터 수신한 측정값 또는 데이터에 기초하여, 유의미한 정보를 생성하고 이를 화면에 출력할 수 있다. 구체적으로, 이동 단말(56)은 독성가스의 수치나 농도를 그래프나 차트 및 수치 게이지 바 등으로 시각화하여 표시할 수 있다. 또한, 이동 단말(56)은 위험도, 가스 값에 대한 상태(좋음, 보통, 나쁨 등)를 문자 형태의 정보로 표시할 수 있다. 나아가, 이동 단말(56)은 위험도에 대응하여 사용자에게 경고나 알림을 제공할 수 있다.
이를 위해, 이동 단말(56)은 독성가스 탐지 장치(50)와 USB OTG 방식에 의해 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 독성가스 탐지 장치가 주변 IoT 기기를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
독성가스 탐지 장치(50)는 독성가스 측정 결과 대응하여 주변 IoT 기기를 제어할 수 있다. 구체적으로, 독성가스 탐지 장치(50)는 독성가스의 수치 및 농도 중 적어도 하나의 측정결과에 따라 사후 조치가 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 사우 조치가 필요하다고 판단하면, 독성가스 탐지 장치(50)는 이에 대응하여 주변 IoT 기기에 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 일산화탄소 가스 수치가 경고 수준이라 판단하면, 창문을 개방하거나 환풍기를 턴 온 시키거나 가스레인지의 전원을 턴 오프 시킬 수 있다.
이를 위해, 독성가스 탐지 장치(50)는 주변 IoT 기기와 LoRA 통신을 수행할 수 있다. 여기서, LoRA(Long Range) 통신은 사물끼리 서로 통신을 주고받을 수 있게 도와주는 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area) 기술이다.
앞서 본 발명의 실시 예들에 대한 설명에서는 독성가스를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 독성가스 뿐 아니라, 유해가스, 무해가스 등 다양한 종류의 가스를 측정하는 경우에도 모두 적용될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
50: 독성가스 탐지 장치 51: 마이크로프로세서
52: 통신 모듈 53: PMU
54: 전력 모듈 55: 연결 모듈
56: 이동 단말 100: 가스 센서
110: 케이스 112: 관통공
200: 작용전극부 300: 기준-상대전극부
400: 금속전극 410: 헤드
420: 연결부 500: 멤브레인
600: 고정부재 700: 패킹

Claims (8)

  1. 이동 단말에 탈 부착 가능한 독성가스 탐지 장치에 있어서,
    전류 변화를 감지함으로써, 다양한 종류의 가스를 감지하는 복수개의 가스 센서;
    상기 전류 변화에 대응하여 가스관련데이터를 생성하는 중앙 처리부; 및
    상기 이동 단말에 연결되어, 상기 이동 단말로 상기 가스관련데이터를 전송하는 연결부를 포함하되,
    상기 복수개의 가스 센서 각각은,
    상기 중앙 처리부의 외부 전극과 전류를 도통하여 상기 외부 전극에 상기 전류 변화를 전달하는 금속 전극을 포함하고, 상기 금속 전극은 압정 형태로 구성되며,
    상기 금속 전극은, 작용전극과 기준전극 및 상대전극을 상기 외부 전극과 전기적으로 연결하고,
    상기 금속 전극은 케이스의 내부에 위치하는 헤드와 상기 케이스의 바닥면을 관통하여 외부로 노출되는 연결부를 포함하여 구성되어 상기 바닥면에 형성된 관통공을 관통하도록 배치되고, 상기 헤드의 너비는 상기 관통공의 직경보다 크게 구성되어 상기 금속 전극이 상기 관통공을 관통하는 경우 상기 헤드가 상기 바닥면에 걸리고,
    상기 바닥면에 상기 연결부가 관통되는 상기 관통공을 에워싸도록 배치되는 고정부재를 더 포함하고,
    상기 작용전극과 상기 기준전극 및 상기 상대전극은 수직 방향으로 적층되고, 전해질이 상기 작용전극에 접촉하는 높이까지 채워지며, 상기 전해질의 누액을 방지할 수 있도록 상기 연결부가 상기 바닥면을 관통하는 부분에는 패킹이 설치되는, 독성가스 탐지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가스 센서는,
    수직 방향으로 겹쳐진 형태로 배치되는, 독성가스 탐지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 가스 센서 각각은,
    수직 방향으로 겹쳐진 형태로 배치되는 복수개의 PCB 기판 중 어느 하나의 앞면 또는 뒷면에 부착되는, 독성가스 탐지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스관련데이터는,
    종류, 수치, 농도 및 위험도 중 적어도 하나를 포함하는 독성가스 탐지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 독성가스 탐지 장치 주변에 위치하는 복수개의 IoT 기기와 통신을 수행하는 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 중앙 처리부는 상기 가스관련데이터에 대응하여 상기 복수개의 IoT 기기 중 어느 하나에 제어 신호를 전송하도록 상기 통신 모듈을 제어하는, 독성가스 탐지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    USB OTG(Universal Serial Bus On-The-Go) 규격에 의하여 상기 이동 단말과 연결되는, 독성가스 탐지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 가스 센서에 전원을 공급하는 전력 모듈을 더 포함하고,
    상기 중앙 처리부는, 감지하고자 하는 가스종류에 대응하여 상기 복수개의 가스 센서에 선택적으로 상기 전원을 공급하도록 상기 전력 모듈을 제어하는, 독성가스 탐지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 모듈은,
    상기 이동 단말로부터 상기 전원을 공급받는 독성가스 탐지 장치.
KR1020190035832A 2019-03-28 2019-03-28 독성가스 탐지 장치 KR102249483B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190035832A KR102249483B1 (ko) 2019-03-28 2019-03-28 독성가스 탐지 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190035832A KR102249483B1 (ko) 2019-03-28 2019-03-28 독성가스 탐지 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200114306A KR20200114306A (ko) 2020-10-07
KR102249483B1 true KR102249483B1 (ko) 2021-05-11

Family

ID=72883876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190035832A KR102249483B1 (ko) 2019-03-28 2019-03-28 독성가스 탐지 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102249483B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102482126B1 (ko) 2022-07-20 2022-12-30 (주)하이브시스템 인공지능 기반 유해 가스 누출 상황을 관리하는 방법 및 장치
KR102517478B1 (ko) 2022-07-20 2023-04-05 (주)하이브시스템 인공지능 기반 유해 가스 누출 여부를 결정하는 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003507738A (ja) * 1999-08-24 2003-02-25 セントラル リサーチ ラボラトリーズ リミティド 気体センサーおよびその製造方法
US20150153299A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-04 TricornTech Taiwan Real-time air monitoring with multiple sensing modes
KR101695596B1 (ko) * 2016-06-16 2017-01-11 정상권 이동통신 단말기를 이용한 유해가스 모니터링 시스템
US20190025243A1 (en) 2016-01-12 2019-01-24 Honeywell International Inc. Electrochemical sensor
KR101944278B1 (ko) * 2017-07-28 2019-01-31 주식회사 신우전자 평판형 외형의 전기화학식 가스 센서

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003507738A (ja) * 1999-08-24 2003-02-25 セントラル リサーチ ラボラトリーズ リミティド 気体センサーおよびその製造方法
US20150153299A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-04 TricornTech Taiwan Real-time air monitoring with multiple sensing modes
US20190025243A1 (en) 2016-01-12 2019-01-24 Honeywell International Inc. Electrochemical sensor
KR101695596B1 (ko) * 2016-06-16 2017-01-11 정상권 이동통신 단말기를 이용한 유해가스 모니터링 시스템
KR101944278B1 (ko) * 2017-07-28 2019-01-31 주식회사 신우전자 평판형 외형의 전기화학식 가스 센서

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102482126B1 (ko) 2022-07-20 2022-12-30 (주)하이브시스템 인공지능 기반 유해 가스 누출 상황을 관리하는 방법 및 장치
KR102517478B1 (ko) 2022-07-20 2023-04-05 (주)하이브시스템 인공지능 기반 유해 가스 누출 여부를 결정하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200114306A (ko) 2020-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11085896B2 (en) Auxiliary micro-electrodes for diagnostics of electrochemical gas sensors
EP2239562B1 (en) Checking electrochemical gas sensors
EP3649465B1 (en) Electrochemical gas sensor housing having a one-piece design
KR102249483B1 (ko) 독성가스 탐지 장치
CN108369206B (zh) 一种电流电化学气体传感器以及操作其检测环境中的分析物的方法
EP2585829B1 (en) Hand-held test meter with deep power conservation mode
US11740216B2 (en) Method and apparatus for measuring humidity using an electrochemical gas sensor
ES2905654T3 (es) Modelo de pronóstico de pila de combustible basado en diagrama de circuito equivalente
CN111751417B (zh) 计量装置
KR20130128030A (ko) 3 전극계 전압 측정지그
CN110114665A (zh) 电解质浓度测量的方法和设备
Li et al. Wearable autonomous microsystem with electrochemical gas sensor array for real-time health and safety monitoring
CA2854125C (en) Orientation independent meter
CN213812483U (zh) 水深检测模组及电子设备
CN108375619A (zh) 一种便携式活性氧在线检测装置
JP2016170020A (ja) ガス検知器
JP5112119B2 (ja) ガス検知装置
CN103593948B (zh) 一种检测方法和气体报警器
CN217521106U (zh) 作用于mems传感器的多功能老化装置
Niewiński et al. A Microcontroller Based System for the Selected Gases Detection with Alert Feature
KR102640660B1 (ko) 가스 측정 장치
JP2024131827A (ja) センサモジュール及びガス検知器
CN112967581A (zh) 一种物体导电性检测器及检测方法
CN103412022A (zh) 一种自置偏压电化学传感器
KR20200078307A (ko) 일산화탄소 탐지 기능을 가진 휴대용 전자기기 및 그에 의한 위험 탐지 방법

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)