KR102631833B1

KR102631833B1 - Gas detection module equipped with reusable gas sensor unit and gas detection device using same

Info

Publication number: KR102631833B1
Application number: KR1020210112590A
Authority: KR
Inventors: 이만희; 윤유진
Original assignee: 코리아디지탈 주식회사
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2024-02-01
Also published as: KR20230030407A

Abstract

개별 가스 센서 유닛을 교정기에 의해 교정할 때 가스 센서 소자와 소켓으로 연동된 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 해당 가스의 교정 값 외에 센서 고유 ID 및 일련번호, 센서의 수명 예측과 신뢰성에 영향을 주는 데이터를 기록, 예를 들면 교정 횟수, 횟수에 따른 교정 연월일, 교정시 표준가스의 압력, 단위시간당 교정 가스의 유량, 교정시 센서 주변 온도 및 습도가 기록된 센서 유닛, 특히 사용자의 필요에 따라 다양한 센서 유닛을 탈착하여 사용할 수 있는 데이터 로깅 기능과 근거리 통신 기능을 갖는 가스검출모듈을 제공하고, 상기 가스검출모듈을 장착하고 가스검출모듈로부터 측정한 센서 값을 사용자에게 제공하도록 함으로써, 상황과 용도에 맞는 가스 센서 유닛을 사용자가 자유롭게 취사선택하여 사용할 수 있도록 한 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈 및 이를 이용한 가스검출장치를 제공한다.When calibrating an individual gas sensor unit with a calibrator, the sensor's unique ID and serial number, in addition to the calibration value of the gas, are stored in the micro control unit (MCU) linked to the gas sensor element and socket, and data that affects the life prediction and reliability of the sensor. Record, for example, the number of calibrations, calibration date according to the number of calibrations, pressure of standard gas during calibration, flow rate of calibration gas per unit time, sensor unit with recorded temperature and humidity around the sensor during calibration, especially various sensors according to user's needs. By providing a gas detection module with a data logging function and a short-distance communication function that can be used by detaching the unit, and by installing the gas detection module and providing the sensor value measured from the gas detection module to the user, it is suitable for the situation and purpose. Provided is a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit that allows the user to freely select and use the gas sensor unit, and a gas detection device using the same.

Description

Gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit and gas detection device using the same}

본 발명은 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈 및 이를 이용한 가스검출장치에 관한 것으로, 개별 가스 센서 유닛을 교정기에 의해 교정할 때 가스 센서 소자와 소켓으로 연동된 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 해당 가스의 교정 값 외에 센서 고유 ID 및 일련번호, 센서의 수명 예측과 신뢰성에 영향을 주는 데이터를 기록, 예를 들면 교정 횟수, 횟수에 따른 교정 연월일, 교정시 표준가스의 압력, 단위시간당 교정 가스의 유량, 교정시 센서 주변 온도 및 습도가 기록된 센서 유닛, 특히 사용자의 필요에 따라 다양한 센서 유닛을 탈착하여 사용할 수 있는 데이터 로깅 기능과 근거리 통신 기능을 갖는 가스검출모듈을 제공하고, 상기 가스검출모듈을 장착하고 가스검출모듈로부터 측정한 센서 값을 사용자에게 제공하도록 함으로써, 상황과 용도에 맞는 가스 센서 유닛을 사용자가 자유롭게 취사선택하여 사용할 수 있도록 한 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈 및 이를 이용한 가스검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit and a gas detection device using the same. When calibrating an individual gas sensor unit with a calibrator, the gas sensor element is connected to a microcontrol unit (MCU) with a socket. In addition to the calibration value of the relevant gas, the sensor's unique ID and serial number, and data that affect the sensor's life prediction and reliability are recorded, such as the number of calibrations, the date of calibration according to the number of calibrations, the pressure of the standard gas at the time of calibration, and the calibration gas per unit time. Provides a sensor unit in which the flow rate, temperature and humidity around the sensor during calibration are recorded, and in particular, a gas detection module with a data logging function and a short-distance communication function that can be used by attaching and using various sensor units according to the user's needs, and the gas detection module is provided. A gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit that allows the user to freely select and use a gas sensor unit suited to the situation and purpose by installing the module and providing the sensor value measured from the gas detection module to the user. This relates to a gas detection device using this.

일반적으로 사용하고 있는 센서 모니터링 장치들은 특정한 센서를 선택하고, 그 선택한 센서에 대해서만 센싱하고 디스플레이하거나 무선으로 센싱 데이터를 전송한다.Sensor monitoring devices in general use select a specific sensor and sense and display only the selected sensor or transmit sensing data wirelessly.

특히, 수명이 비교적 짧은 가스 센서의 경우에는 센서의 수명을 예측하기 어렵고, 더 성능이 좋은 새로운 센서로 교체하거나, 사용자가 임의로 다른 종류의 센서로 교체할 때, 센서 모니터링 장치에서 자동으로 보정할 수 없어 측정 오차가 커질 수밖에 없다.In particular, in the case of a gas sensor with a relatively short lifespan, it is difficult to predict the lifespan of the sensor, and when it is replaced with a new sensor with better performance or when the user arbitrarily replaces it with a different type of sensor, the sensor monitoring device cannot automatically correct it. Without this, measurement error is bound to increase.

특히, 고가의 가스 센서를 재교정하여 사용하는 경우에도 가스 센서 소자의 수명 예측이 더욱 어렵고, 오차 범위도 확대되며, 이러한 불편함은 사용할 가스 센서 종류가 많으면 많을수록 불편함은 가중된다.In particular, even when expensive gas sensors are recalibrated, it is more difficult to predict the lifespan of the gas sensor element, and the error range also increases. This inconvenience is aggravated as the number of types of gas sensors to be used increases.

따라서 수명이 짧은 가스 센서 소자를 교체할 수 있는 가스 센서 유닛과 복수의 가스 센서 유닛을 함께 장착하여 사용할 수 있으며, 장착된 가스 센서 유닛을 자동으로 인식하여 센서 데이터를 처리하여 전송하고, 처리된 데이터를 측정 시간별로 저장한 후 전송하고, 측정된 센서 데이터를 스마트 디바이스나 전용 계측기기에서 디스플레이하여 사용자가 인지할 수 있도록 하며, 사용자가 상황과 용도에 맞게 센서를 자유롭게 탈착하여 사용할 수 있도록 한 장치와 가스 센서 유닛과 가스 검출 모듈을 교정할 수 있는 교정장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, a gas sensor unit that can replace short-lived gas sensor elements and multiple gas sensor units can be installed and used together. The installed gas sensor unit is automatically recognized, sensor data is processed and transmitted, and the processed data is processed. A device that stores and transmits the measured sensor data by measurement time, displays the measured sensor data on a smart device or dedicated measuring device so that the user can recognize it, and allows the user to freely attach and detach the sensor to suit the situation and purpose. There is a demand for the development of a calibration device that can calibrate gas sensor units and gas detection modules.

한편, 센서모듈을 탈착 형태로 사용할 수 있는 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.Meanwhile, a conventional technology that allows the sensor module to be used in a detachable form is disclosed in <Patent Document 1> below.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 비콘 본체에 센서모듈이 착탈 고정되는 구성이 제공으로 BLE(Bluetooth Low Energy) 기반의 무선통신을 수행하는 비콘 단말기가 다양한 공간 조건에서도 간편하고 용이하게 설치되어 활용될 수 있도록 한다. 특히, 다양한 환경데이터를 송신하기 위해서 각각의 비콘을 구비하는 것이 아니라 추가로 구비된 센서모듈을 교체하여 결합하는 간단한 조작으로도 사용자에게 다양한 서비스를 제공한다.The prior art disclosed in <Patent Document 1> provides a structure in which a sensor module is detachably fixed to a beacon body, so that a beacon terminal that performs wireless communication based on BLE (Bluetooth Low Energy) can be installed and utilized simply and easily in various spatial conditions. make it possible In particular, rather than providing individual beacons to transmit various environmental data, a variety of services are provided to users through the simple operation of replacing and combining additional sensor modules.

이러한 종래기술은 센서모듈을 교체하여 사용할 수 있으나, 센서모듈에는 복수의 센서를 교체하여 사용하는 것이 아니고 단지 하나의 센서가 장착되는 방식이므로, 다수의 센서를 이용하고자 할 경우에는 작은 센서모듈의 교체에 따른 불편함이 있다.This conventional technology can be used by replacing the sensor module, but since the sensor module is equipped with only one sensor rather than replacing multiple sensors, if you want to use multiple sensors, you can replace the small sensor module. There is some inconvenience.

대한민국 공개특허 10-2017-0082373(2017.07.14. 공개)(센서모듈의 탈착이 가능한 비콘)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0082373 (published on July 14, 2017) (Beacon with removable sensor module)

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 센서 모니터링 장치와 종래기술에서 발생하는 문제를 해결하고 사용자가 상황과 용도에 맞게 가스 센서 유닛을 자유롭게 탈착하여 사용할 수 있도록 한 장치의 개발 요구에 따라 제안된 것으로서, 개별 가스 센서 유닛을 교정기에 의해 교정할 때 가스 센서 소자와 소켓으로 연동된 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 해당 가스의 교정 값 외에 센서 고유 ID 및 일련번호, 교정 연월일시, 교정 횟수, 교정시 표준가스의 압력, 단위시간당 교정 가스의 유량, 교정시 센서 주변 온도 및 습도 값을 기록해주는 가스 센서 교정기기, 사용자의 필요에 따라 다양한 센서 유닛을 탈착하여 사용할 수 있는 데이터 로깅 기능과 근거리 통신 기능을 갖는 가스검출모듈을 제공하고, 상기 가스검출모듈을 장착하고 가스검출모듈로부터 측정한 센서 값을 사용자에게 제공하도록 함으로써, 상황과 용도에 맞는 가스 센서 유닛을 사용자가 자유롭게 취사선택하여 사용할 수 있도록 한 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈 및 이를 이용한 가스검출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was proposed in response to a demand for the development of a device that solves the problems occurring in the general sensor monitoring device and the prior art as described above and allows the user to freely attach and detach the gas sensor unit to suit the situation and purpose. When calibrating a gas sensor unit using a calibrator, in addition to the calibration value of the gas in the micro control unit (MCU) linked to the gas sensor element and socket, the sensor's unique ID and serial number, calibration date and time, number of calibrations, and the standard gas at the time of calibration are recorded. A gas sensor calibration device that records the pressure, flow rate of calibration gas per unit time, and temperature and humidity values around the sensor during calibration. A gas detection device with a data logging function and a short-distance communication function that allows various sensor units to be detached and used depending on the user's needs. A reusable gas sensor that allows users to freely select and use a gas sensor unit that suits their situation and purpose by providing a module, mounting the gas detection module, and providing the user with sensor values measured from the gas detection module. The purpose is to provide a gas detection module equipped with a unit and a gas detection device using the same.

본 발명의 다른 목적은 가스검출모듈과 근거리 통신을 이용한 스마트 디바이스(스마트폰, 스마트 패드)를 이용하여 측정값을 실시간으로 확인할 수 있도록 한 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈 및 이를 이용한 가스검출장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit that allows measurement values to be checked in real time using a gas detection module and a smart device (smart phone, smart pad) using short-distance communication, and gas using the same. The purpose is to provide a detection device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "재사용 가능한 가스 센서 유닛이 구비된 가스검출모듈"은,In order to achieve the above-described object, the “gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit” according to the present invention,

가스 센서 소자가 탈착 가능하며, 상기 가스 센서 소자의 검출 신호를 인터페이스하며 재사용 가능한 가스 센서 유닛;A gas sensor unit in which a gas sensor element is detachable, interfaces a detection signal of the gas sensor element, and is reusable;

상기 가스 센서 유닛이 장착될 공간이 마련된 케이스;A case provided with a space for mounting the gas sensor unit;

상기 케이스의 일단에 구비되어 공기를 흡입하는 가스 흡입구;a gas intake port provided at one end of the case to suck air;

상기 케이스의 내부에 흡입된 공기를 외부로 배출하는 가스 배출구;a gas outlet that discharges air sucked into the case to the outside;

상기 케이스의 내부 공간에 마련되며, 사용할 가스 센서 유닛을 탈착할 수 있는 복수의 센서 유닛 소켓;a plurality of sensor unit sockets provided in the inner space of the case and capable of attaching and detaching gas sensor units to be used;

상기 케이스의 임의 위치에 구비되어 상기 센서 유닛 소켓에 장착된 가스 센서 유닛에 구동 전원을 공급하는 전원 공급 단자와, 상기 가스 센서 유닛과 데이터를 인터페이스하는 인터페이스 단자를 포함하는 커넥터; 및A connector provided at an arbitrary position of the case and including a power supply terminal for supplying driving power to the gas sensor unit mounted on the sensor unit socket, and an interface terminal for interfacing the gas sensor unit and data; and

상기 케이스의 임의 위치에 마련되며, 상기 커넥터를 통해 공급되는 전원으로 가스 센서 유닛을 구동하며, 측정할 가스 센서 유닛을 선택하거나 선택된 가스 센서 소자의 측정 데이터의 전송을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)을 포함하는 것을 특징으로 한다.A microcontrol unit (MCU) is provided at an arbitrary location in the case, drives the gas sensor unit with power supplied through the connector, and selects the gas sensor unit to be measured or controls the transmission of measurement data from the selected gas sensor element. It is characterized by including.

또한, 본 발명에 따른 가스 검출 모듈은,In addition, the gas detection module according to the present invention,

상기 커넥터를 통해 입력되는 전원을 구동 전원으로 공급함과 동시에 내장된 배터리를 충전하는 배터리 충전회로;a battery charging circuit that supplies power input through the connector as driving power and simultaneously charges a built-in battery;

상기 케이스의 일단에 장착되어 이동에 활용되는 손잡이;A handle mounted on one end of the case and used for movement;

데이터 로깅 동작을 조작하는 조작 스위치;an operation switch that operates data logging operations;

상기 데이터 로깅 상태를 시각적으로 표시해주는 상태 표시기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further includes a status indicator that visually displays the data logging status.

상기 마이크로 컨트롤 유닛과 연동하며, 외부 기기와 근거리 무선 통신으로 연동하여 외부 기기로부터 제어 명령을 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 전송하거나, 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 출력되는 측정 데이터를 근거리 무선 통신으로 송출하는 근거리 무선 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is linked with the micro control unit, and works in conjunction with an external device through short-distance wireless communication to receive control commands from an external device and transmit them to the micro control unit, or to transmit measurement data output from the micro control unit through short-distance wireless communication. It is characterized by further including a wireless communication module.

상기에서 가스 센서 유닛은,In the above, the gas sensor unit is,

가스를 검출하는 가스 센서 소자;A gas sensor element that detects gas;

상기 가스 센서 소자가 탈착 가능하며, 상기 가스 센서 소자의 검출 신호를 인터페이스하며 재사용 가능한 가스 센서 모듈을 포함하며,The gas sensor element is detachable, interfaces with a detection signal of the gas sensor element, and includes a reusable gas sensor module,

상기 가스 센서 모듈은,The gas sensor module,

가스 측정을 제어하며, 측정 데이터의 전송을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛;A microcontrol unit that controls gas measurement and transmission of measurement data;

상기 가스 센서 소자와 결합하며, 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 출력된 가스 측정 제어신호에 따라 가스 센서 소자를 구동하고, 상기 가스 센서 소자로부터 측정된 측정 데이터를 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 전달하는 전기화학 센서 인터페이스; 및An electrochemical sensor interface that is coupled to the gas sensor element, drives the gas sensor element according to a gas measurement control signal output from the microcontrol unit, and transmits measurement data measured from the gas sensor element to the microcontrol unit; and

상기 전기화학 센서 인터페이스 및 마이크로 컨트롤 유닛에 구동 전원을 공급해주는 전원 공급기를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a power supply that supplies driving power to the electrochemical sensor interface and microcontrol unit.

상기 케이스에 탈착되며 상기 케이스에 구비된 커넥터와 결합하여 상기 가스 센서 유닛의 가스 흡입량을 조절하는 로거 어댑터를 포함하고,It includes a logger adapter that is detachable from the case and combines with a connector provided in the case to adjust the gas intake amount of the gas sensor unit,

상기 로거 어댑터는,The logger adapter is,

가스 검출 모듈로부터 구동 전원 및 유량 값을 수신하는 커넥터;A connector that receives driving power and flow rate values from the gas detection module;

설정된 펌프 구동 제어 프로그램을 이용하여 상기 수신한 유량 값에 대응하게 공기 펌프 모터의 회전수(rpm)를 조절하는 마이크로 컨트롤 유닛;a microcontrol unit that adjusts the rotation speed (rpm) of the air pump motor in response to the received flow rate value using a set pump driving control program;

상기 커넥터를 통해 공급받은 직류 전압을 소정의 직류 전압(DC 12V)으로 만들어 모터 구동 전압을 공급하는 직류/직류 컨버터; 및A DC/DC converter that converts the DC voltage supplied through the connector into a predetermined DC voltage (DC 12V) to supply a motor driving voltage; and

상기 마이크로 컨트롤 유닛의 회전수 제어에 따라 상기 직류/직류 컨버터에서 공급해주는 전원으로 공기 펌프 모터를 구동시켜 상기 가스 검출 모듈의 가스 흡입 유량을 조절하는 모터 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a motor driving circuit that controls the gas intake flow rate of the gas detection module by driving the air pump motor with power supplied from the DC/DC converter according to the rotation speed control of the microcontrol unit.

또한, 본 발명에 따른 "재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈을 이용한 가스검출장치"는,In addition, the "gas detection device using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit" according to the present invention,

가스검출모듈을 탈착하기 위한 탈착부가 마련된 본체;A main body provided with a detachable part for detaching the gas detection module;

상기 탈착부에 장착되며, 복수의 가스 센서 유닛이 탈착 가능하도록 센서 유닛 소켓이 마련되고, 흡입된 외부의 공기를 측정한 후 측정 데이터를 출력하는 가스 검출 모듈;A gas detection module mounted on the detachable unit, provided with a sensor unit socket so that a plurality of gas sensor units can be detached, and configured to measure sucked external air and output measurement data;

상기 가스 검출 모듈에 공기를 흡입시키기 위한 모터 구동회로 및 공기 펌프 모터; 및a motor driving circuit and an air pump motor for sucking air into the gas detection module; and

상기 모터 구동회로의 동작을 제어하며, 상기 가스 검출 모듈에서 출력되는 측정 데이터를 인터페이스하여 표시기를 통해 측정 데이터를 표출하고, 외부 장치와의 측정 데이터 인터페이스를 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized by comprising a microcontrol unit that controls the operation of the motor driving circuit, interfaces the measurement data output from the gas detection module, displays the measurement data through an indicator, and controls the measurement data interface with an external device. do.

외부로부터 공급되는 상용 전원을 소정의 직류 전원으로 만들어 공급하는 전원 공급기(SMPS);A power supply (SMPS) that converts commercial power supplied from the outside into predetermined direct current power and supplies it;

커넥터를 통해 외부로부터 공급되는 전원으로 내장된 배터리를 충전하는 배터리 충전회로; 및a battery charging circuit that charges the built-in battery with power supplied from the outside through a connector; and

상기 마이크로 컨트롤 유닛과 연동하며, 측정 데이터를 유선 인터페이스를 통해 외부장치에 전송하고, 외부장치로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 전달하는 RS-485 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further includes an RS-485 interface that is linked with the microcontrol unit, transmits measurement data to an external device through a wired interface, receives data transmitted from an external device, and transmits it to the microcontrol unit.

가스 센서 유닛에 장착된 가스 센서 소자를 표준가스로 교정하고, 교정된 가스 센서 소자 또는 사용중인 가스 센서 소자의 정확도를 검정하는 교정기를 더 포함하고,It further includes a calibrator for calibrating the gas sensor element mounted on the gas sensor unit with a standard gas and testing the accuracy of the calibrated gas sensor element or the gas sensor element in use,

상기 교정기는 교정용 표준가스를 공급해주는 가스 공급장치와 교정기 본체 사이에 개재되어, 상기 교정기 본체로부터 출력되는 밸브 구동신호에 따라 구동되어 상기 가스 공급장치에서 공급되는 교정용 표준가스 주입량을 조절하여 상기 교정기 본체에 공급하는 전자식 밸브 헤더;The calibrator is interposed between a gas supply device that supplies standard gas for calibration and the calibrator body, and is driven according to a valve driving signal output from the calibrator body to adjust the injection amount of the standard gas for calibration supplied from the gas supply device to Electronic valve header feeding the calibrator body;

교정용 프로그램을 이용하여 상기 전자식 밸브 헤더의 밸브 구동을 제어하며, 장착된 가스 검출 모듈에 구비된 가스 센서 소자를 교정하거나 정확도를 검정하는 교정기 본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.It controls the valve operation of the electronic valve header using a calibration program, and includes a calibrator body that calibrates or verifies the accuracy of the gas sensor element provided in the mounted gas detection module.

상기에서 교정기 본체는,In the above, the corrector body is,

가스검출모듈을 탈착하기 위한 탈착부가 마련된 케이스;A case provided with a detachable part for detaching the gas detection module;

상기 가스검출모듈을 통해 공급받은 직류 전압을 소정의 직류 전압(DC 12V)으로 만들어 모터 구동 전압을 공급하는 직류/직류 컨버터;A DC/DC converter that converts the DC voltage supplied through the gas detection module into a predetermined DC voltage (DC 12V) to supply a motor driving voltage;

상기 가스검출모듈에 공기를 흡입시키기 위한 모터 구동회로 및 공기 펌프 모터;a motor driving circuit and an air pump motor for sucking air into the gas detection module;

상기 모터 구동회로의 동작을 제어하며, 상기 전자식 밸브 헤더의 밸브 구동을 제어하고, 상기 가스검출모듈에서 출력되는 측정 데이터를 인터페이스하여 표시기를 통해 측정 데이터를 표출하고, 외부 장치와의 측정 데이터 인터페이스를 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛; 및Controls the operation of the motor driving circuit, controls the valve operation of the electronic valve header, interfaces the measurement data output from the gas detection module, displays the measurement data through an indicator, and interfaces the measurement data with an external device. A microcontrol unit that controls; and

상기 마이크로 컨트롤 유닛의 제어에 따라 상기 전자식 밸브 헤더의 밸브를 구동하는 밸브 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by comprising a valve driving circuit that drives the valve of the electronic valve header according to the control of the micro control unit.

또한, 상기 교정기 본체는,In addition, the corrector body,

커넥터를 통해 외부로부터 공급되는 전원으로 내장된 배터리를 충전하는 배터리 충전회로;a battery charging circuit that charges the built-in battery with power supplied from the outside through a connector;

상기 마이크로 컨트롤 유닛과 연동하며, 측정 데이터를 유선 인터페이스를 통해 외부장치에 전송하고, 외부장치로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 전달하는 RS-485 인터페이스; 및an RS-485 interface that works in conjunction with the microcontrol unit, transmits measurement data to an external device through a wired interface, receives data transmitted from an external device, and transmits it to the microcontrol unit; and

상기 마이크로 컨트롤 유닛과 연동하며, 유량센서와 온도센서 및 습도센서 중 적어도 어느 하나 이상의 센서와 인터페이스를 하는 센서 인터페이스 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further includes a sensor interface circuit that is linked to the microcontrol unit and interfaces with at least one sensor selected from a flow sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor.

본 발명에 따르면 사용자의 필요에 따라 다양한 가스 센서 소자를 복수로 탈착하여 사용할 수 있는 가스 검출 모듈을 제공해주어, 사용자가 가스 검출 모듈을 교체사용하는 불편함 없이 상황과 용도에 맞는 가스 센서 소자를 사용자가 자유롭게 취사선택하여 사용할 수 있도록 도모해주는 효과가 있다.According to the present invention, a gas detection module that can be used by attaching and detaching multiple gas sensor elements according to the user's needs is provided, allowing the user to select a gas sensor element suitable for the situation and purpose without the inconvenience of replacing the gas detection module. It has the effect of encouraging people to freely choose and use it.

또한, 본 발명에 따르면 복수의 가스 센서 소자가 장착된 가스 검출 모듈로부터 측정한 다양한 센서 값을 실시간으로 사용자에게 제공해줄 수 있는 효과가 있다.Additionally, according to the present invention, there is an effect of providing the user with various sensor values measured from a gas detection module equipped with a plurality of gas sensor elements in real time.

또한, 본 발명에 따르면 개별 가스 센서 유닛을 교정기에 의해 교정할 때 가스 센서 소자와 소켓으로 연동된 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 해당 가스의 교정 값 외에 센서 고유 ID 및 일련번호, 교정 연월일시, 교정 횟수, 교정시 표준가스의 압력, 단위시간당 교정 가스의 유량, 교정시 센서 주변 온도 및 습도 값을 기록해주어, 가스 센서 교정에 정확성을 도모하고, 가스 센서 관리에 최적화를 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when calibrating an individual gas sensor unit by a calibrator, the micro control unit (MCU) linked to the gas sensor element and a socket contains the sensor's unique ID and serial number, calibration date, date and time, in addition to the calibration value of the gas. By recording the number of times, the pressure of the standard gas during calibration, the flow rate of the calibration gas per unit time, and the temperature and humidity values around the sensor during calibration, it is effective in promoting accuracy in gas sensor calibration and optimizing gas sensor management. .

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 가스 검출 모듈의 사시도 및 투시도,
도 2는 본 발명에 따른 가스 검출 모듈의 회로도,
도 3은 본 발명에 적용되는 가스 센서 유닛의 구조도,
도 4는 본 발명에 적용되는 가스 센서 유닛의 회로구성도,
도 5는 본 발명에 따른 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈을 이용한 가스검출장치의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈을 이용한 가스검출장치의 회로도,
도 7은 본 발명에 적용되는 로거 어댑터의 사시도,
도 8은 도 7의 로거 어댑터의 회로구성도,
도 9는 본 발명에 따른 가스 검출 소자의 교정기 사시도,
도 10은 도 9의 교정기의 회로구성도이다.1A to 1C are perspective and perspective views of a gas detection module according to the present invention;
2 is a circuit diagram of a gas detection module according to the present invention;
3 is a structural diagram of a gas sensor unit applied to the present invention;
4 is a circuit diagram of a gas sensor unit applied to the present invention;
Figure 5 is a perspective view of a gas detection device using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit according to the present invention;
Figure 6 is a circuit diagram of a gas detection device using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit according to the present invention;
Figure 7 is a perspective view of a logger adapter applied to the present invention;
Figure 8 is a circuit diagram of the logger adapter of Figure 7;
9 is a perspective view of a calibrator of a gas detection element according to the present invention;
Figure 10 is a circuit diagram of the calibrator of Figure 9.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈 및 이를 이용한 가스검출장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit and a gas detection device using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore various equivalents and It should be understood that variations may exist.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 검출 모듈(100)의 사시도이고, 도 1b 및 도 1c는 가스 검출 모듈(100)을 좌측 및 우측에서 바라본 투시도이다.FIG. 1A is a perspective view of the gas detection module 100 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 1C are perspective views of the gas detection module 100 viewed from the left and right sides.

본 발명에 따른 가스 검출 모듈(100)은 내부에 가스 센서 소자가 탈착 가능하며, 상기 가스 센서 소자의 검출 신호를 인터페이스하며 재사용 가능한 가스 센서 유닛(111 - 114)이 장착될 공간이 마련된 케이스(101)가 구비되고, 상기 케이스(101)의 일단에는 가스(공기)를 흡입하여 상기 케이스(101)의 내부로 유입시키는 가스 흡입구(102)가 구비된다.The gas detection module 100 according to the present invention has a detachable gas sensor element inside, interfaces the detection signal of the gas sensor element, and has a case 101 provided with a space for mounting the reusable gas sensor units 111 to 114. ) is provided, and a gas inlet 102 is provided at one end of the case 101 to suck in gas (air) and introduce it into the inside of the case 101.

아울러 상기 케이스(101)의 가스 흡입구(102)가 설치된 반대편에는 내부에 흡입된 가스(공기)를 외부로 배출하는 가스 배출구(103)가 구비되며, 상기 케이스(101)의 내부 공간에는 사용할 가스 센서 소자가 장착된 가스 센서 유닛을 탈착할 수 있는 복수의 센서 유닛 소켓(104 - 107)이 구비되어 있다. 여기서 본 발명은 센서 유닛 소켓이 4개 구현된 것으로 표시하고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며 4개 미만 또는 4개 이상의 센서 유닛 소켓을 구현할 수 있음을 당해 분야의 통상의 지식을 가진 기술자라면 자명하다 할 것이다.In addition, on the opposite side of the case 101 where the gas inlet 102 is installed, a gas outlet 103 is provided to discharge the gas (air) sucked inside to the outside, and a gas sensor to be used is located in the inner space of the case 101. A plurality of sensor unit sockets (104 - 107) are provided to enable attachment and detachment of a gas sensor unit equipped with an element. Here, the present invention indicates that four sensor unit sockets are implemented, but the present invention is not limited to this, and a person skilled in the art will know that less than four or more than four sensor unit sockets can be implemented. This would be self-explanatory.

상기 복수의 센서 유닛 소켓(104 - 107)에는 가스 센서 유닛(111 - 114)이 탈착 가능하며, 가스 센서 유닛(111 - 114)에는 가스 센서 소자가 장착된다.Gas sensor units 111 - 114 are detachable from the plurality of sensor unit sockets 104 - 107, and gas sensor elements are mounted on the gas sensor units 111 - 114.

도 1b 및 도 1c는 가스 센서 소자가 장착된 가스 센서 유닛(111 - 114)이 센서 유닛 소켓(104 - 107)에 장착된 상태 도이다.1B and 1C are diagrams showing gas sensor units 111 - 114 equipped with gas sensor elements mounted on sensor unit sockets 104 - 107.

또한, 본 발명에 따른 가스 검출 모듈(100)은 상기 케이스(101)의 임의 위치에 구비되어 상기 센서 유닛 소켓(104 - 107)에 장착된 가스 센서 유닛(111 - 114)에 구동 전원을 공급하는 전원 공급 단자와, 상기 가스 센서 유닛(111 - 114)과 데이터를 인터페이스하는 인터페이스 단자를 포함하는 커넥터(108)가 구비된다.In addition, the gas detection module 100 according to the present invention is provided at an arbitrary position of the case 101 to supply driving power to the gas sensor units 111 to 114 mounted on the sensor unit sockets 104 to 107. A connector 108 is provided including a power supply terminal and an interface terminal for interfacing data with the gas sensor units 111 - 114.

여기서 커넥터(108)는 4핀(pin) 커넥터를 이용할 수 있으며, 제1 및 제4핀은 전원 공급 단자로, 제2 및 제3핀은 데이터 인터페이스를 위한 통신 단자로 활용할 수 있다.Here, the connector 108 can be a 4-pin connector, where the first and fourth pins can be used as power supply terminals, and the second and third pins can be used as communication terminals for a data interface.

또한, 본 발명에 따른 가스 검출 모듈(100)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 케이스(101)의 임의 위치에는 상기 커넥터(108)를 통해 공급되는 전원으로 가스 센서 유닛(111 - 114)을 구동하며, 측정할 가스 센서 유닛(111 - 114)을 선택하거나 선택된 가스 센서 소자의 측정 데이터의 전송을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(110)이 내장되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the gas detection module 100 according to the present invention installs gas sensor units 111 to 114 at any location of the case 101 with power supplied through the connector 108. A microcontrol unit (MCU) 110 that operates and selects gas sensor units 111 to 114 to be measured or controls transmission of measurement data of the selected gas sensor element is built in.

이러한 마이크로 컨트롤 유닛(110)은 커넥터(108)를 통해 각 가스 센서 소자의 종류별 고유 장치 ID, 명령 종류, 명령 내용, CRC 코드로 구성된 패킷을 수신하여 장착된 가스 센서 소자를 식별하고 가스 센서 소자를 제어하며, 측정된 가스 센서 소자의 측정 데이터의 표시 및 출력을 제어하는 역할을 한다.This microcontrol unit 110 receives a packet consisting of a unique device ID, command type, command content, and CRC code for each type of gas sensor element through the connector 108, identifies the mounted gas sensor element, and detects the gas sensor element. It controls the display and output of measurement data from the measured gas sensor element.

또한, 본 발명에 따른 가스 검출 모듈(100)은 상기 커넥터(108)를 통해 입력되는 전원을 구동 전원으로 공급함과 동시에 내장된 배터리(119)를 충전하는 배터리 충전회로(120)가 내장된다. 여기서 배터리(119)는 충전 및 방전할 수 있는 다양한 2차 전지를 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 리튬-이온(Li-Ion) 배터리를 이용하는 것을 실시 예로 설명한다.In addition, the gas detection module 100 according to the present invention has a built-in battery charging circuit 120 that supplies power input through the connector 108 as driving power and simultaneously charges the built-in battery 119. Here, the battery 119 can use various secondary batteries that can be charged and discharged, and in the present invention, the use of a lithium-ion (Li-Ion) battery is explained as an example.

아울러 상기 케이스(101)의 일단에는 가스 검출 모듈(100)의 이동에 편리함을 도모해주는 손잡이(109), 데이터 로깅 동작을 조작하는 조작 스위치(123), 상기 데이터 로깅 상태를 시각적으로 표시해주는 상태 표시기(124)가 구비된다. 여기서 상태 표시기(124)는 발광다이오드(LED)와 같은 표시장치를 이용할 수 있다.In addition, at one end of the case 101, there is a handle 109 to facilitate the movement of the gas detection module 100, a control switch 123 to control the data logging operation, and a status indicator to visually display the data logging status. (124) is provided. Here, the status indicator 124 may use a display device such as a light emitting diode (LED).

또한, 본 발명에 따른 가스 검출 모듈(100)은 상기 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(110)과 연동하며, 외부 기기와 근거리 무선 통신으로 연동하여 외부 기기로부터 제어 명령을 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전송하거나, 상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)으로부터 출력되는 측정 데이터를 근거리 무선 통신으로 송출하는 근거리 무선 통신모듈(121), 제어 프로그램과 측정 데이터를 저장하는 메모리(127), 상기 커넥터(108)과 접속되어 데이터를 인터페이스하는 RS485 인터페이스(122), 온도를 측정하는 온도 센서(125), 습도를 측정하는 습도 센서(126)를 포함할 수 있다.In addition, the gas detection module 100 according to the present invention is interlocked with the micro control unit (MCU) 110, and receives control commands from the external device by interoperating with an external device through short-distance wireless communication to detect the micro control unit 110. ) or a short-range wireless communication module 121 that transmits the measurement data output from the microcontrol unit 110 through short-range wireless communication, a memory 127 that stores the control program and measurement data, and the connector 108. It may include an RS485 interface 122 that is connected to and interfaces data, a temperature sensor 125 that measures temperature, and a humidity sensor 126 that measures humidity.

상기 근거리 무선 통신으로는 다양한 근거리 무선 통신을 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 블루투스 5.2를 이용하는 것을 예시로 설명한다.A variety of short-range wireless communications can be used as the short-range wireless communication, and the present invention uses Bluetooth 5.2 as an example.

한편, 상기 가스 센서 유닛(111 - 114)은 장착되는 가스 센서 소자만 상이할 뿐, 구성 및 작용이 동일하므로, 이하 하나의 가스 센서 유닛(예를 들어, 111)에 대해서만 설명하기로 한다.Meanwhile, since the gas sensor units 111 to 114 differ only in the gas sensor elements mounted thereon and have the same configuration and operation, only one gas sensor unit (for example, 111) will be described below.

상기 가스 센서 유닛(111)은 도 3에 도시한 바와 같이, 가스를 검출하는 가스 센서 소자(111a)와, 상기 가스 센서 소자(111a)가 탈착 가능하며, 상기 가스 센서 소자(111a)의 검출 신호를 인터페이스하며 재사용 가능한 가스 센서 모듈(111b)로 구현된다.As shown in FIG. 3, the gas sensor unit 111 includes a gas sensor element 111a that detects gas, the gas sensor element 111a is detachable, and the detection signal of the gas sensor element 111a is It interfaces with and is implemented as a reusable gas sensor module (111b).

상기 가스 센서 모듈(111b)은 도 4에 도시한 바와 같이, 가스 측정을 제어하며, 측정 데이터의 전송을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1), 상기 가스 센서 소자(111a)와 결합하며, 상기 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)에서 출력된 가스 측정 제어신호에 따라 가스 센서 소자(111a)를 구동하고, 상기 가스 센서 소자(111a)로부터 측정된 측정 데이터를 상기 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)에 전달하는 전기화학 센서 인터페이스(111b-2), 및 상기 전기화학 센서 인터페이스(111b-2) 및 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)에 구동 전원을 공급해주는 전원 공급기(111b-3)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the gas sensor module 111b is coupled to the gas sensor element 111a and a microcontrol unit 111b-1 that controls gas measurement and transmission of measurement data. The gas sensor element 111a is driven according to the gas measurement control signal output from the micro control unit 111b-1, and the measurement data measured from the gas sensor element 111a is sent to the micro control unit 111b-1. It may include an electrochemical sensor interface (111b-2) that transmits electrochemical sensor interface (111b-2), and a power supply (111b-3) that supplies driving power to the electrochemical sensor interface (111b-2) and the microcontrol unit (111b-1). .

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 검출 모듈(100)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the gas detection module 100 according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 사용자는 사용하고자 하는 가스 센서 소자(111a)를 재사용 가능한 가스 센서 모듈(111b)에 장착한 가스 센서 유닛(111)을 케이스(101)의 내부에 구비된 센서 유닛 소켓(104)에 장착시킨다.First, the user mounts the gas sensor unit 111, in which the gas sensor element 111a to be used is mounted on the reusable gas sensor module 111b, into the sensor unit socket 104 provided inside the case 101. .

센서는 목적에 맞는 다양한 센서를 이용할 수 있다. 즉, 온도 센서, 온도/습도 센서, pH 센서, EC 센서, pH-EC 센서, 토양함수율 센서, 일사량 센서, 풍향 센서, 풍속 센서, 강우 센서, 이산화탄소(CO₂) 센서, 암모니아(NH₃) 센서, 황화수소(H₂S) 센서, CH₄ 센서, O₂ 센서 등을 이용할 수 있다.A variety of sensors can be used to suit the purpose. That is, temperature sensor, temperature/humidity sensor, pH sensor, EC sensor, pH-EC sensor, soil moisture sensor, solar radiation sensor, wind direction sensor, wind speed sensor, rainfall sensor, carbon dioxide (CO ₂ ) sensor, ammonia (NH ₃ ) sensor. , hydrogen sulfide (H ₂ S) sensor, CH ₄ sensor, O ₂ sensor, etc. can be used.

본 발명에서는 암모니아 센서(111), 황화수소 센서(112)를 장착한 것으로 가정한다.In the present invention, it is assumed that the ammonia sensor 111 and the hydrogen sulfide sensor 112 are installed.

여기서 가스 센서 모듈(111b)은 장착된 가스 센서 소자를 구동하고, 가스 센서 소자로부터 측정된 측정 데이터를 신호 처리하여 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)에 전달하는 역할을 하는 것으로서, 재사용 가능하다. 단지 사용되는 가스 센서 소자만을 교체하여 상기 가스 센서 모듈(111b)에 장착하여 사용한다. 어떤 가스 센서 소자가 장착되어도 전기화학방식 가스 센서 소자이면 동일하게 구동시키고, 측정 데이터를 처리하여 인터페이스 할 수 있다.Here, the gas sensor module 111b drives the mounted gas sensor element, processes the measurement data measured from the gas sensor element into a signal, and transmits it to the microcontrol unit 111b-1, and is reusable. Only the gas sensor element used is replaced and mounted on the gas sensor module 111b. No matter what gas sensor element is installed, as long as it is an electrochemical gas sensor element, it can be operated in the same way and processed and interfaced with measurement data.

가스 센서 모듈(111b)의 전원 공급기(111b-3)는 센서 유닛 소켓(104)에 장착되면, 센서 유닛 소켓(104)으로부터 구동 전원(예를 들어, DC 5V)을 공급받아, 소정의 정전압(예를 들어, 3.3V)으로 만들어, 상기 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1) 및 상기 전기화학 센서 인터페이스(111b-2)에 공급해준다.When the power supply 111b-3 of the gas sensor module 111b is mounted on the sensor unit socket 104, it receives driving power (for example, DC 5V) from the sensor unit socket 104 and operates at a predetermined constant voltage ( For example, 3.3V) and supplied to the microcontrol unit (111b-1) and the electrochemical sensor interface (111b-2).

센서 유닛 소켓(104 - 107)에 필요한 센서 유닛 센서를 장착한 후, 뚜껑(140)을 닫아 이물질이 케이스(101)의 내부로 유입되는 것을 차단한다.After installing the necessary sensor unit sensors in the sensor unit sockets 104 - 107, close the lid 140 to block foreign substances from entering the inside of the case 101.

한편, 커넥터(108)를 통해 구동용 전원을 공급하면, 배터리 충전회로(120)는 구동 전원을 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(210)에서 필요로 하는 전원(예를 들어, DC 3.3V)으로 만들어 공급하고, 잉여 전력으로 배터리(207)를 충전시킨다.Meanwhile, when driving power is supplied through the connector 108, the battery charging circuit 120 turns the driving power into the power required by the microcontrol unit (MCU) 210 (for example, DC 3.3V). supply, and charge the battery 207 with surplus power.

커넥터(108)를 통해 외부 전원이 공급되지 않을 경우에는 배터리(119)에 충전된 전원을 이용하여 가스 검출 모듈(100)을 구동시킨다. 이 경우, 정전이 발생한 상황에서도 배터리(119)의 충전 전원을 이용하여 가스 검출 모듈(100)을 지속적으로 구동시킬 수 있다.When external power is not supplied through the connector 108, the gas detection module 100 is driven using the power charged in the battery 119. In this case, even in a situation where a power outage occurs, the gas detection module 100 can be continuously driven using the charging power of the battery 119.

이후, 외부 장치는 RS-485 인터페이스를 이용하여 장착된 가스 센서 소자의 정보 즉, 가스 센서 소자의 종류별 고유 장치 ID, 명령 종류, 명령 내용, 에러 체크를 위한 CRC 코드로 구성된 패킷을 전송한다.Afterwards, the external device uses the RS-485 interface to transmit information on the installed gas sensor element, that is, a packet consisting of a unique device ID for each type of gas sensor element, command type, command content, and CRC code for error check.

가스 검출 모듈(100)의 RS-485 인터페이스(122)는 수신한 센서 정보 패킷을 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달한다.The RS-485 interface 122 of the gas detection module 100 transmits the received sensor information packet to the microcontrol unit 110.

마이크로 컨트롤 유닛(110)은 RS-485 인터페이스(122)를 통해 수신한 센서 정보 패킷을 내부 메모리(127)에 저장하고, 센서 패킷 정보를 이용하여 장착된 센서를 식별하고 센서를 제어한다.The microcontrol unit 110 stores the sensor information packet received through the RS-485 interface 122 in the internal memory 127, and uses the sensor packet information to identify the installed sensor and control the sensor.

가스 검출 모듈(100)을 이용한 측정 시, 가스 유입구(102)를 통해 외부 공기가 케이스(101)의 내부로 유입되고, 장착된 가스 센서 유닛(111 - 114)에 의해 각각의 환경 정보가 측정되어 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달된다. 아울러 케이스(101)의 내부로 유입된 공기(가스)는 가스 배출구(103)를 통해 외부로 배출된다.When measuring using the gas detection module 100, external air flows into the inside of the case 101 through the gas inlet 102, and each environmental information is measured by the mounted gas sensor units 111 to 114. It is transmitted to the microcontrol unit 110. In addition, air (gas) introduced into the case 101 is discharged to the outside through the gas outlet 103.

여기서 본 발명은 가스 유입구(102) 및 가스 배출구(103)와 같은 물리적 결합 구조를 통해, 공기 중 가스 농도뿐 아니라 호스 등을 이용하여 가스통과 같은 가스 근원지와 집적 연결해서 사용자가 의도하는 수치만큼 가스를 살포 또는 배출하는 것도 가능하다.Here, the present invention uses a physical coupling structure such as the gas inlet 102 and the gas outlet 103 to connect not only the gas concentration in the air but also the gas source such as a gas cylinder using a hose, etc. to provide gas up to the value intended by the user. It is also possible to spray or discharge.

한편, 마이크로 컨트롤 유닛(110)에서 해당 가스 센서 소자로 전달되는 센서 제어 신호는 가스 센서 유닛(111)으로 전달되고, 가스 센서 유닛(111) 내의 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)의 제어에 따라 전기화학 센서 인터페이스(111b-2)를 통해 암모니아 가스 센서 소자(111a)로 전달되고, 암모니아 가스 센서 소자(111a)는 측정한 암모니아 측정 데이터를 상기 전기화학 센서 인터페이스(111b-2)를 통해 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)에 전달된다. 이후, 마이크로 컨트롤 유닛(111b-1)은 연결된 통신 라인을 통해 측정 데이터를 가스 검출 모듈(100)의 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달한다. 장착된 모든 가스 센서 유닛은 상기 암모니아 가스 센서 유닛과 동일하게 제어가 이루어진다.On the other hand, the sensor control signal transmitted from the micro control unit 110 to the corresponding gas sensor element is transmitted to the gas sensor unit 111, and electrical power is transmitted under the control of the micro control unit 111b-1 within the gas sensor unit 111. It is transmitted to the ammonia gas sensor element 111a through the chemical sensor interface 111b-2, and the ammonia gas sensor element 111a transmits the measured ammonia measurement data to the micro control unit through the electrochemical sensor interface 111b-2. It is delivered to (111b-1). Afterwards, the micro control unit 111b-1 transmits the measurement data to the micro control unit 110 of the gas detection module 100 through a connected communication line. All installed gas sensor units are controlled in the same way as the ammonia gas sensor unit.

여기서 전기화학 센서 인터페이스(111b-2) 회로는 전기화학센서와 신호를 인터페이스 하기 위해 당해 분야에 널리 알려진 공지의 인터페이스 회로이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the electrochemical sensor interface 111b-2 circuit is a well-known interface circuit widely known in the art for interfacing signals with an electrochemical sensor, so detailed description thereof will be omitted.

상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)은 상기 암모니아 가스 센서 유닛(111)으로부터 전송된 측정 데이터를 수신하고, 수신한 디지털 측정 데이터를 메모리(127)에 저장한다.The microcontrol unit 110 receives measurement data transmitted from the ammonia gas sensor unit 111 and stores the received digital measurement data in the memory 127.

아울러 저장한 암모니아 측정 데이터를 포함하는 다른 측정 데이터를 하나의 패킷으로 만들어, RS-485 인터페이스(122)를 통해 외부 기기로 전송한다.In addition, other measurement data including the stored ammonia measurement data are made into one packet and transmitted to an external device through the RS-485 interface 122.

여기서 측정 데이터를 전송하는 패킷에는 측정 센서를 식별하는 정보와 측정 데이터가 센서별로 매핑된 상태이다.Here, in the packet transmitting measurement data, information identifying the measurement sensor and measurement data are mapped for each sensor.

한편, 온도 센서(125)로부터 측정한 온도와 습도 센서(126)로부터 측정한 습도 즉, 가스 검출 모듈(100)의 온도 및 습도 측정 데이터도 상기 메모리(127)에 저장한다.Meanwhile, the temperature measured by the temperature sensor 125 and the humidity measured by the humidity sensor 126, that is, the temperature and humidity measurement data of the gas detection module 100, are also stored in the memory 127.

또한, 본 발명의 다른 특징으로서, 상기 가스 검출 모듈(100)은 사용자 단말 또는 외부 기기와 근거리 무선 통신을 통해 제어 명령을 수신하고, 측정한 데이터를 근거리 무선 통신으로 실시간 전송할 수 있다는 것이다.In addition, as another feature of the present invention, the gas detection module 100 can receive control commands from a user terminal or an external device through short-range wireless communication and transmit measured data in real time through short-range wireless communication.

예컨대, 근거리 무선 통신모듈(121)은 상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)과 연동하며, 외부 기기와 근거리 무선 통신으로 연동하여 외부 기기 또는 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰)로부터 제어 명령을 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달한다. 아울러 상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)으로부터 출력되는 측정 데이터를 설정된 근거리 무선 통신 포맷으로 변환하여 근거리 무선 통신 데이터를 페어링된 외부 기기 또는 사용자 단말에 실시간 전송한다.For example, the short-range wireless communication module 121 is interlocked with the microcontrol unit 110, and receives control commands from an external device or a user terminal (for example, a smartphone) by interoperating with an external device through short-range wireless communication. It is transmitted to the microcontrol unit 110. In addition, the measurement data output from the microcontrol unit 110 is converted into a set short-range wireless communication format and the short-range wireless communication data is transmitted in real time to a paired external device or user terminal.

이로써 외부 기기 또는 사용자 단말을 통해 실시간으로 편리하게 센서 측정 데이터를 모니터링할 수 있다.This allows sensor measurement data to be conveniently monitored in real time through an external device or user terminal.

한편, 본 발명에 따른 가스 검출 모듈(100)은 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 케이스(101)에 탈착되며 상기 케이스(101)에 구비된 커넥터(108)와 결합하여 상기 가스 센서 유닛(111 - 114)의 가스 흡입량을 조절하는 로거 어댑터(300)를 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the gas detection module 100 according to the present invention is detached from the case 101 and combined with the connector 108 provided in the case 101 to connect the gas sensor unit 111. - Includes a logger adapter 300 that controls the gas intake amount of 114).

이러한 로거 어댑터(300)는 도 8에 도시한 바와 같이, 가스 검출 모듈(100)로부터 구동 전원 및 유량 값을 커넥터(301)를 통해 수신하여, 마이크로 컨트롤 유닛(302)에 제공한다.As shown in FIG. 8, the logger adapter 300 receives driving power and flow rate values from the gas detection module 100 through the connector 301 and provides them to the microcontrol unit 302.

아울러 직류/직류 컨버터(303)는 상기 커넥터(301)를 통해 공급받은 직류 전압을 소정의 직류 전압(DC 12V)으로 만들어 모터 구동 전압을 공급한다.In addition, the DC/DC converter 303 converts the DC voltage supplied through the connector 301 into a predetermined DC voltage (DC 12V) and supplies a motor driving voltage.

상기 마이크로 컨트롤 유닛(302)은 설정된 펌프 구동 제어 프로그램을 이용하여 상기 수신한 유량 값에 대응하게 공기 펌프 모터(305)의 회전수(rpm)를 조절하는 회전수 조절신호를 모터 구동회로(304)에 발생한다. 여기서 회전수 조절신호는 PWM 형태로 발생할 수 있다.The microcontrol unit 302 sends a rotation speed control signal to the motor drive circuit 304 to adjust the rotation speed (rpm) of the air pump motor 305 in response to the received flow rate value using a set pump drive control program. occurs in Here, the rotation speed control signal may be generated in PWM form.

상기 모터 구동회로(304)는 상기 마이크로 컨트롤 유닛(302)의 회전수 제어에 따라 상기 직류/직류 컨버터(303)에서 공급해주는 전원으로 공기 펌프 모터(305)를 구동시켜 상기 가스 검출 모듈(100)의 가스 흡입 유량을 조절한다.The motor driving circuit 304 drives the air pump motor 305 with power supplied from the DC/DC converter 303 according to the rotation speed control of the microcontrol unit 302 to operate the gas detection module 100. Adjust the gas intake flow rate.

가스 검출 모듈(100)에 구비된 조작 스위치(123)로 로거를 설정하면, 상태 표시기(124)에는 1Hz 간격으로 점멸하면서 데이터 로깅을 시작한다.When the logger is set with the operation switch 123 provided in the gas detection module 100, the status indicator 124 starts flashing data at 1 Hz intervals.

도 5는 본 발명에 따른 "재사용 가능한 가스센서유닛이 구비된 가스검출모듈을 이용한 가스검출장치(이하, "가스검출장치"라 약칭함)(200)"의 사시도로서, 도 1 내지 도 4와 같은 가스 검출 모듈(100)을 탈착하기 위한 탈착부(214)가 마련된 본체(201)가 구비된다. Figure 5 is a perspective view of a "gas detection device (hereinafter abbreviated as "gas detection device") 200" using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit according to the present invention, which is similar to Figures 1 to 4 A main body 201 is provided with a detachable portion 214 for detaching the same gas detection module 100.

이러한 본체(201)의 탈착부(214)에는 복수의 가스 센서 유닛이 탈착 가능하도록 센서 유닛 소켓이 마련되고, 흡입된 외부의 공기를 측정한 후 측정 데이터를 출력하는 가스 검출 모듈(100)이 장착 또는 분리된다.The detachable part 214 of the main body 201 is provided with a sensor unit socket so that a plurality of gas sensor units can be detached, and a gas detection module 100 that measures the sucked external air and outputs measurement data is installed. or separated.

여기서 가스 검출 모듈(100)은 전술한 도 1 내지 도 4의 가스 검출 모듈의 구조와 동일하고 작용 역시 동일하다.Here, the gas detection module 100 has the same structure and function as the gas detection module of FIGS. 1 to 4 described above.

가스검출장치(200)의 본체(201) 외면에는 측정 데이터를 실시간 표시해주기 위한 표시기(212)가 구비되고, 사용자가 장착된 가스 센서 유닛을 선택하거나 기타 사용자 조작을 통해 기능 선택 등을 수행하기 다수의 버튼으로 이루어진 조작부(213)가 설치되어 있다.The outer surface of the main body 201 of the gas detection device 200 is equipped with an indicator 212 to display measurement data in real time, and allows the user to select a mounted gas sensor unit or perform other function selection through user manipulation. A control panel 213 consisting of buttons is installed.

아울러 본체(201)의 임의 위치에는 가스 검출 모듈(100)을 통해 흡입한 공기를 필터링하여 정화된 공기를 외부에 배출하기 위한 에어 필터(202)가 설치될 수 있다.In addition, an air filter 202 may be installed at any position of the main body 201 to filter the air sucked in through the gas detection module 100 and discharge the purified air to the outside.

여기서 에어 필터(202)의 일단에는 가스 검출 모듈(100)에 구비된 가스 배출구(103)와 관(호스)을 통해 연결되는 것이 바람직하다.Here, one end of the air filter 202 is preferably connected to the gas outlet 103 provided in the gas detection module 100 through a pipe (hose).

도 6은 본 발명에 따른 가스 검출 장치(200)의 구성도로서, 가스 검출 모듈(100)에 공기를 흡입시키기 위한 모터 구동회로(203) 및 공기 펌프 모터(204), 상기 모터 구동회로(203)의 동작을 제어하며, 상기 가스 검출 모듈(100)에서 출력되는 측정 데이터를 인터페이스하여 표시기(212)를 통해 측정 데이터를 표출하고, 외부 장치와의 측정 데이터 인터페이스를 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(210)을 포함한다.Figure 6 is a configuration diagram of the gas detection device 200 according to the present invention, including a motor drive circuit 203 and an air pump motor 204 for sucking air into the gas detection module 100, and the motor drive circuit 203. ), a microcontrol unit (MCU) that interfaces with the measurement data output from the gas detection module 100, displays the measurement data through the indicator 212, and controls the measurement data interface with an external device. Includes (210).

또한, 본 발명에 따른 가스검출장치(200)는 커넥터를 통해 외부로부터 공급되는 전원으로 내장된 배터리(207)를 충전하는 배터리 충전회로(208), 상기 마이크로 컨트롤 유닛(210)과 연동하며, 측정 데이터를 유선 인터페이스를 통해 외부장치에 전송하고, 외부장치로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛(210)에 전달하는 RS-485 인터페이스(209), 외부로부터 공급되는 상용 전원(AC 220V)을 정류하고 필터링하여 직류 전원으로 만들고, 만들어진 직류 전원을 소정의 직류 전원으로 만들어 복수의 구동 전원을 공급하는 전원 공급기(SMPS)(206)가 더 구비될 수 있다.In addition, the gas detection device 200 according to the present invention is linked with the microcontrol unit 210 and a battery charging circuit 208 that charges the built-in battery 207 with power supplied from the outside through a connector, and measures An RS-485 interface 209 that transmits data to an external device through a wired interface, receives data transmitted from an external device and transmits it to the microcontrol unit 210, and commercial power (AC 220V) supplied from the outside. A power supply (SMPS) 206 may be further provided that rectifies and filters the DC power source and converts the DC power source into a predetermined DC power source to supply a plurality of driving power sources.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스검출장치(200)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the gas detection device 200 according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 사용자는 사용하고자 하는 가스 센서 소자를 가스 센서 유닛에 장착하고, 가스 센서 유닛을 가스 검출 모듈(100)의 케이스(101)의 내부에 구비된 센서 유닛 소켓(104 - 107)에 선택적으로 장착시킨다. 가스 센서 소자는 목적에 맞는 다양한 센서를 이용할 수 있다. 본 발명에서는 암모니아 센서(111), 황화수소 센서(112)를 장착한 것으로 가정한다.First, the user installs the gas sensor element to be used on the gas sensor unit, and selectively attaches the gas sensor unit to the sensor unit sockets 104 to 107 provided inside the case 101 of the gas detection module 100. I order it. Gas sensor elements can use a variety of sensors suited to their purpose. In the present invention, it is assumed that the ammonia sensor 111 and the hydrogen sulfide sensor 112 are installed.

센서 유닛 소켓(104 - 107)에 필요한 가스 센서 소자를 장착한 가스 센서 유닛을 장착한 후, 뚜껑(140)을 닫아 이물질이 케이스(101)의 내부로 유입되는 것을 차단한다.After mounting the gas sensor unit equipped with the required gas sensor element into the sensor unit sockets 104 - 107, the lid 140 is closed to block foreign substances from entering the inside of the case 101.

이렇게 완성된 가스 검출 모듈(100)을 본체(201)에 구비된 탈착부(214)에 장착시킨다.The gas detection module 100 completed in this way is mounted on the detachable part 214 provided in the main body 201.

이어, 가슴 검출 모듈(100)과 가스검출장치(200)에 구비된 커넥터를 연결하여 RS-485 인터페이스를 통해 가스 검출 모듈(100)과 가스검출장치(200) 간의 제어 및 측정 데이터 인터페이스가 이루어지도록 한다.Next, connect the connector provided in the chest detection module 100 and the gas detection device 200 to establish a control and measurement data interface between the gas detection module 100 and the gas detection device 200 through the RS-485 interface. do.

커넥터(108)를 통해 구동용 전원을 공급하면, 배터리 충전회로(208)는 구동 전원을 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(210)에서 필요로 하는 전원(예를 들어, DC 3.3V)으로 만들어 공급하고, 잉여 전력으로 배터리(207)를 충전시킨다.When driving power is supplied through the connector 108, the battery charging circuit 208 converts the driving power into the power required by the micro control unit (MCU) 210 (for example, DC 3.3V) and supplies it. , the battery 207 is charged with surplus power.

커넥터(108)를 통해 외부 전원이 공급되지 않을 경우에는 배터리(207)에 충전된 전원을 이용하여 가스 검출 모듈(100)을 구동시킨다. 이 경우, 정전이 발생한 상황에서도 배터리(207)의 충전 전원을 이용하여 가스 검출 모듈(100)을 지속적으로 구동시킬 수 있다.When external power is not supplied through the connector 108, the gas detection module 100 is driven using the power charged in the battery 207. In this case, even in situations where a power outage occurs, the gas detection module 100 can be continuously driven using the charging power of the battery 207.

이후, 가스 검출 모듈(100)의 RS-485 인터페이스는 수신한 센서 정보 패킷을 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달한다. 마이크로 컨트롤 유닛(110)은 RS-485 인터페이스를 통해 수신한 센서 정보 패킷을 메모리에 저장하고, 센서 패킷 정보를 이용하여 장착된 가스 센서 유닛을 식별하고 가스 센서 소자를 제어한다.Afterwards, the RS-485 interface of the gas detection module 100 transfers the received sensor information packet to the microcontrol unit 110. The microcontrol unit 110 stores the sensor information packet received through the RS-485 interface in memory, uses the sensor packet information to identify the installed gas sensor unit and controls the gas sensor element.

가스 검출 모듈(100)을 이용한 측정 시, 가스검출장치(200)의 마이크로 컨트롤 유닛(210)은 모터구동회로(203)를 동작시켜 공기펌프 모터(204)를 가동시킨다. 여기서 모터는 BLDC 모터를 이용할 수 있으며, 이에 따라 모터 구동회로도 BLDC 모터 구동회로를 이용한다.When measuring using the gas detection module 100, the microcontrol unit 210 of the gas detection device 200 operates the motor driving circuit 203 to operate the air pump motor 204. Here, the motor can be a BLDC motor, and accordingly, the motor drive circuit also uses a BLDC motor drive circuit.

공기펌프의 구동에 따라 공기흡입 연결 튜브(205)를 통해 유입된 외부 공기가 가스 검출 모듈(100)의 가스 유입구(102)를 통해 케이스(101)의 내부로 유입되고, 장착된 가스 센서 유닛(111 - 114)에 의해 각각의 환경 정보가 측정되어 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달된다. 아울러 케이스(101)의 내부로 유입된 공기(가스)는 가스 배출구(103)를 통해 외부로 배출된다. 이때 가스 배출구(103)와 에어 필터(202)를 호스로 연결하면, 배출되는 공기는 필터링이 이루어져 정화된 상태로 배출할 수 있다. 이러한 기능을 통해 가스검출장치를 이용하여 공기를 정화하는 기능도 수행할 수 있다.As the air pump is driven, external air introduced through the air intake connection tube 205 flows into the inside of the case 101 through the gas inlet 102 of the gas detection module 100, and the mounted gas sensor unit ( Each environmental information is measured by 111 - 114 and transmitted to the microcontrol unit 110. In addition, air (gas) introduced into the case 101 is discharged to the outside through the gas outlet 103. At this time, if the gas outlet 103 and the air filter 202 are connected with a hose, the discharged air can be filtered and discharged in a purified state. Through this function, it can also perform the function of purifying the air using a gas detection device.

한편, 마이크로 컨트롤 유닛(110)에서 해당 가스 센서 유닛(111)으로 전달되는 센서 제어 신호는 전기화학 센서 인터페이스를 통해 암모니아 가스 센서 소자(111a)로 전달되고, 암모니아 가스 센서 소자(111a)는 측정한 암모니아 측정 데이터를 상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)에 전달한다. 장착된 모든 가스 센서 소자는 암모니아 가스 센서 소자와 동일하게 제어가 이루어지므로, 이하, 암모니아 가스 센서 소자의 제어에 대해서만 설명하기로 한다.Meanwhile, the sensor control signal transmitted from the microcontrol unit 110 to the corresponding gas sensor unit 111 is transmitted to the ammonia gas sensor element 111a through the electrochemical sensor interface, and the ammonia gas sensor element 111a measures the Ammonia measurement data is transmitted to the microcontrol unit 110. Since all installed gas sensor elements are controlled in the same way as the ammonia gas sensor elements, only the control of the ammonia gas sensor elements will be described below.

상기 마이크로 컨트롤 유닛(110)은 상기 암모니아 가스 센서 유닛(111)으로부터 측정된 측정 신호를 아날로그/디지털 컨버터(ADC)를 통해 디지털 측정 데이터로 수신하고, 수신한 디지털 측정 데이터를 메모리에 저장한다.The microcontrol unit 110 receives the measurement signal measured from the ammonia gas sensor unit 111 as digital measurement data through an analog/digital converter (ADC), and stores the received digital measurement data in memory.

아울러 저장한 암모니아 측정 데이터를 포함하는 다른 측정 데이터를 하나의 패킷으로 만들어, RS-485 인터페이스를 통해 가스검출장치(200)로 전송한다.In addition, other measurement data including the stored ammonia measurement data are made into one packet and transmitted to the gas detection device 200 through the RS-485 interface.

가스검출장치(200)의 마이크로 컨트롤 유닛(210)은 가스 검출 모듈(100)로부터 측정된 측정 데이터를 수신하여 내부 메모리에 저장하고, 측정 데이터를 표시기(212)를 통해 표출해주어 실시간으로 사용자가 공기 측정 결과를 확인하도록 한다.The microcontrol unit 210 of the gas detection device 200 receives the measurement data measured from the gas detection module 100, stores it in the internal memory, and displays the measurement data through the indicator 212 to allow the user to air the air in real time. Be sure to check the measurement results.

아울러 가스검출장치(200)의 마이크로 컨트롤 유닛(210)은 측정 데이터를 RS-485 인터페이스(209)를 통해 외부 기기로 전송한다. 여기서 측정 데이터를 전송하는 패킷에는 측정 센서를 식별하는 정보와 측정 데이터가 센서별로 매핑된 상태이다.In addition, the microcontrol unit 210 of the gas detection device 200 transmits measurement data to an external device through the RS-485 interface 209. Here, in the packet transmitting measurement data, information identifying the measurement sensor and measurement data are mapped for each sensor.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서, 상기 가스 검출 모듈(100)에 장착되는 가스 센서 소자를 최적으로 교정하고, 교정된 가스 센서 소자의 검정 또는 사용중인 가스 센서 소자의 정확도를 검정할 수 있다는 것이다.Meanwhile, another feature of the present invention is that the gas sensor element mounted on the gas detection module 100 can be optimally calibrated and the calibrated gas sensor element can be tested or the accuracy of the gas sensor element in use can be tested.

이를 위해 본 발명은 도 9와 같은 교정기(400)를 이용한다.For this purpose, the present invention uses a straightener 400 as shown in FIG. 9.

교정기(400)는 가스 센서 유닛(111 - 114)에 개별적으로 장착된 각각의 가스 센서 소자를 표준가스로 교정하고, 교정된 가스 센서 소자 또는 사용중인 가스 센서 소자의 정확도를 검정하는 역할을 한다.The calibrator 400 serves to calibrate each gas sensor element individually mounted on the gas sensor units 111 to 114 with a standard gas and to test the accuracy of the calibrated gas sensor element or the gas sensor element in use.

이러한 교정기(400)는 교정용 표준가스를 공급해주는 가스 공급장치(410)와 교정기 본체(430) 사이에 개재되어, 상기 교정기 본체(430)로부터 출력되는 밸브 구동신호에 따라 구동되어 상기 가스 공급장치(410)에서 공급되는 교정용 표준가스 주입량을 조절하여 상기 교정기 본체(430)에 공급하는 전자식 밸브 헤더(420), 교정용 프로그램을 이용하여 상기 전자식 밸브 헤더(420)의 밸브 구동을 제어하며, 장착된 가스 검출 모듈에 구비된 가스 센서 소자를 교정하거나 정확도를 검정하는 교정기 본체(430)를 포함한다.This calibrator 400 is interposed between a gas supply device 410 that supplies standard gas for calibration and the calibrator body 430, and is driven according to a valve drive signal output from the calibrator body 430 to supply the gas supply device. The electronic valve header 420 supplies the standard gas for calibration supplied from 410 to the calibrator body 430, and controls the valve operation of the electronic valve header 420 using a calibration program, It includes a calibrator body 430 that calibrates or verifies the accuracy of the gas sensor element provided in the mounted gas detection module.

아울러 교정기 본체(400)는 가스검출모듈(100)을 탈착하기 위한 탈착부(456)가 마련된 케이스(441)가 구비된다.In addition, the calibrator main body 400 is provided with a case 441 provided with a detachable part 456 for detaching the gas detection module 100.

또한, 교정기 본체(400)는 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 가스검출모듈(100)을 통해 공급받은 직류 전압을 소정의 직류 전압(DC 12V)으로 만들어 모터 구동 전압을 공급하는 직류/직류 컨버터(442), 상기 가스검출모듈(100)에 공기를 흡입시키기 위한 모터 구동회로(443) 및 공기 펌프 모터(444), 상기 모터 구동회로(443)의 동작을 제어하며, 상기 전자식 밸브 헤더(420)의 밸브 구동을 제어하고, 상기 가스검출모듈(100)에서 출력되는 측정 데이터를 인터페이스하여 표시기(448)를 통해 측정 데이터를 표출하고, 외부 장치와의 측정 데이터 인터페이스를 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(446), 및 상기 마이크로 컨트롤 유닛(446)의 제어에 따라 상기 전자식 밸브 헤더(420)의 밸브를 구동하는 밸브 구동회로(445)를 포함한다.In addition, as shown in FIG. 10, the calibrator body 400 is a DC/DC converter that converts the DC voltage supplied through the gas detection module 100 into a predetermined DC voltage (DC 12V) and supplies a motor driving voltage. (442), a motor driving circuit 443 and an air pump motor 444 for sucking air into the gas detection module 100, and controlling the operation of the motor driving circuit 443, and the electronic valve header 420 ), controls the valve operation, interfaces the measurement data output from the gas detection module 100, displays the measurement data through the indicator 448, and controls the measurement data interface with an external device (446). ), and a valve driving circuit 445 that drives the valve of the electronic valve header 420 under the control of the microcontrol unit 446.

또한, 상기 교정기 본체(430)는 외부로부터 공급되는 상용 전원을 소정의 직류 전원으로 만들어 공급하는 전원 공급기(SMPS)(447), 커넥터를 통해 외부로부터 공급되는 전원으로 내장된 배터리(449)를 충전하는 배터리 충전회로(450), 상기 마이크로 컨트롤 유닛(446)과 연동하며, 측정 데이터를 유선 인터페이스를 통해 외부장치에 전송하고, 외부장치로부터 전송된 데이터를 수신하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛(446)에 전달하는 RS-485 인터페이스(451), 및 상기 마이크로 컨트롤 유닛(446)과 연동하며, 유량센서(452)와 온도센서(453) 및 습도센서(454) 중 적어도 어느 하나 이상의 센서와 인터페이스를 하는 센서 인터페이스 회로(455)를 더 포함할 수 있다.In addition, the calibrator body 430 has a power supply (SMPS) 447 that converts commercial power supplied from the outside into predetermined direct current power and supplies it, and charges the built-in battery 449 with power supplied from the outside through a connector. A battery charging circuit 450 that works in conjunction with the microcontrol unit 446, transmits measurement data to an external device through a wired interface, receives data transmitted from an external device, and transmits it to the microcontrol unit 446. an RS-485 interface 451, and a sensor interface that interfaces with the microcontrol unit 446 and interfaces with at least one of the flow sensor 452, temperature sensor 453, and humidity sensor 454. It may further include a circuit 455.

이와 같이 구성된 교정기(400)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the calibrator 400 configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 가스 센서 소자를 표준 가스로 교정하거나, 교정된 가스 센서 소자 또는 이미 사용중인 가스 센서 소자의 정확도를 검정하기 위해서, 가스 센서 소자가 가스 센서 유닛에 장착되고 가스 검출 모듈(100)의 센서 유닛 소켓에 장착된 가스 검출 모듈(100)을 탈착부(456)에 장착한다.First, in order to calibrate the gas sensor element with a standard gas or test the accuracy of the calibrated gas sensor element or the gas sensor element already in use, the gas sensor element is mounted on the gas sensor unit and the sensor unit of the gas detection module 100 The gas detection module 100 mounted on the socket is mounted on the detachable part 456.

즉, 암모니아 가스센서, 황화수고 가스센서, 이산화탄소 등의 가스 센서는 각각의 센서 소자별로 각각의 표준가수로 교정을 한 후 사용해야 정확성을 도모할 수 있다.In other words, gas sensors such as ammonia gas sensors, hydrogen sulfide gas sensors, and carbon dioxide can only be used after calibration with each standard number for each sensor element to ensure accuracy.

이를 위해, 개별 가스 센서 유닛을 교정기(400)에 의해 교정할 때, 마이크로 컨트롤 유닛(446)에서 밸브 구동회로(445)를 통해 전자식 밸브 헤더(420)를 동작시킨다. 여기서 교정하고자 하는 가스 센서가 암모니아 가스 센서일 경우, 교정용 암모니아 표준가스를 공급하는 전자식 밸브 헤더만을 구동시키는 것이 바람직하다.To this end, when calibrating an individual gas sensor unit by the calibrator 400, the microcontrol unit 446 operates the electronic valve header 420 through the valve driving circuit 445. Here, when the gas sensor to be calibrated is an ammonia gas sensor, it is desirable to drive only the electronic valve header that supplies the ammonia standard gas for calibration.

동시에 4개의 가스 센서의 교정이 가능하다.Calibration of four gas sensors is possible at the same time.

특정 가스 센서 소자의 교정 시, 가스 센서 소자와 소켓으로 연동된 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(446)에 해당 가스의 교정 값 외에 센서 고유 ID 및 일련번호, 교정 연월일시, 교정 횟수, 교정시 표준가스의 압력, 단위시간당 교정 가스의 유량, 교정시 센서 주변 온도 및 습도 값을 저장한다.When calibrating a specific gas sensor element, in addition to the calibration value of the gas, the sensor's unique ID and serial number, calibration date and time, number of calibrations, and standard gas at the time of calibration are sent to the micro control unit (MCU) 446 linked to the gas sensor element and a socket. The pressure, flow rate of calibration gas per unit time, and temperature and humidity values surrounding the sensor during calibration are stored.

교정은 가스 센서 소자에 교정용 표준가스를 주입하고, 가스 센서 소자의 측정 결과를 저장 및 표시하며, 이를 교정자가 확인하면서 가스 센서 소자를 교정한다.In calibration, a standard gas for calibration is injected into the gas sensor element, the measurement results of the gas sensor element are stored and displayed, and the calibrator confirms them while calibrating the gas sensor element.

아울러 교정 후에는 실제 외부 공기를 주입하고, 외부 공기의 가스를 검출하고, 이를 저장 및 표시하는 과정을 통해 검정을 한다.In addition, after calibration, verification is performed by injecting actual outside air, detecting gas in the outside air, and storing and displaying it.

가스 센서 소자의 교정이나 사용중인 가스 센서 소자의 검정은 모두 동일한 방식으로 이루어진다.Calibration of gas sensor elements and verification of gas sensor elements in use are all performed in the same way.

이렇게 교정이 이루어진 가스 검출 모듈을 실제 사용시 가스검출장치에 장착하여 가스를 검출하며, 일정 주기 또는 필요에 따라 상기 교정기를 이용하여 가스 센서 소자를 교정하여, 항상 정확한 가스가 검출되도록 한다.When the gas detection module calibrated in this way is actually used, it is mounted on a gas detection device to detect gas, and the gas sensor element is calibrated using the calibrator at regular intervals or when necessary, so that accurate gas is always detected.

이상 상술한 본 발명에 따르면 사용자의 필요에 따라 다양한 가스 센서를 탈착하여 재사용할 수 있는 가스 센서 유닛을 제공해주어, 사용자가 자유롭게 상황 및 용도에 맞는 가스 센서 소자를 사용할 수 있도록 하며, 가스 센서의 교체 및 사용에 편의성을 도모해준다.According to the present invention described above, a gas sensor unit is provided that can detach and reuse various gas sensors according to the user's needs, allowing the user to freely use a gas sensor element suitable for the situation and purpose, and replace the gas sensor. and promotes convenience in use.

또한, 본 발명에 따르면 복수의 가스 센서가 장착된 가스 검출 모듈로부터 측정한 다양한 센서 값을 실시간으로 사용자에게 제공해줄 수 있다.Additionally, according to the present invention, various sensor values measured from a gas detection module equipped with a plurality of gas sensors can be provided to the user in real time.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention, as is known in the art. It is self-evident to those who have.

100: 가스 검출 모듈
101: 케이스
102: 가스 유입구
103: 가스 배출구
104 - 107: 센서 유닛 소켓
108: 커넥터
109: 손잡이
110, 210: 마이크로 컨트롤 유닛
111 - 114: 가스 센서 유닛
111a: 가스 센서 유닛
111b: 가스 센서 모듈
120, 208: 배터리 충전회로
122, 209: RS-485 인터페이스
121: 근거리 무선 통신 모듈
123: 조작 스위치
124: 상태 표시기
200: 가스검출장치
203: 모터 구동회로
204: 공기펌프 모터
206: 전원 공급기(SMPS)
212: 표시기
214: 탈착부
300: 로거 어댑터
301: 커넥터
302: 마이크로 컨트롤 유닛
303: 직류/직류 컨버터
304: 모터구동회로
305: 공기펌프 모터
400: 교정기
410: 가스공급장치
420: 전자식 밸브 헤더
430: 교정기 본체
445: 밸브 구동회로
446: 마이크로 컨트롤 유닛100: gas detection module
101: case
102: gas inlet
103: gas outlet
104 - 107: Sensor unit socket
108: connector
109: handle
110, 210: microcontrol unit
111 - 114: Gas sensor unit
111a: gas sensor unit
111b: gas sensor module
120, 208: Battery charging circuit
122, 209: RS-485 interface
121: Short-range wireless communication module
123: operation switch
124: Status indicator
200: Gas detection device
203: Motor driving circuit
204: Air pump motor
206: Power supply (SMPS)
212: indicator
214: Removable part
300: Logger adapter
301: connector
302: Microcontrol unit
303: DC/DC converter
304: Motor driving circuit
305: Air pump motor
400: Straightener
410: Gas supply device
420: Electronic valve header
430: Braces body
445: Valve driving circuit
446: Microcontrol unit

Claims

A gas sensor unit in which a gas sensor element is detachable, interfaces a detection signal of the gas sensor element, and is reusable;
A case provided with a space for mounting the gas sensor unit;
a gas intake port provided at one end of the case to suck air;
a gas outlet for discharging air sucked into the case to the outside;
a plurality of sensor unit sockets provided in the inner space of the case and capable of attaching and detaching gas sensor units to be used;
A connector provided at an arbitrary position of the case and including a power supply terminal for supplying driving power to the gas sensor unit mounted on the sensor unit socket, and an interface terminal for interfacing the gas sensor unit and data;
A microcontrol unit (MCU) is provided at an arbitrary position in the case, drives the gas sensor unit with power supplied through the connector, and selects the gas sensor unit to be measured or controls the transmission of measurement data from the selected gas sensor element. (110); and
It includes a logger adapter that is detachable from the case and combines with a connector provided in the case to adjust the gas intake amount of the gas sensor unit,
The microcontrol unit 110 receives a packet consisting of a unique device ID, command type, command content, and CRC code for each type of gas sensor element through the connector, identifies the installed gas sensor element, and controls the gas sensor element. and controls the display and output of measurement data from the measured gas sensor element,
A gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit, characterized in that it includes a hose that is connected at one end to the gas inlet and the gas outlet, and is integrated with the gas source to spray or discharge gas as much as the user intends.

In claim 1, a battery charging circuit that supplies power input through the connector as driving power and simultaneously charges a built-in battery;
A handle mounted on one end of the case and used for movement;
an operation switch that operates data logging operations;
A gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit, further comprising a status indicator that visually displays the data logging status.

In claim 1, it is linked to the micro control unit 110, and receives control commands from an external device by linking with an external device through short-distance wireless communication and transmits them to the micro control unit 110, or the micro control unit 110 A gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit, further comprising a short-range wireless communication module for transmitting measurement data output from the short-range wireless communication.

In claim 1, the gas sensor unit,
A gas sensor element that detects gas; and
The gas sensor element is detachable, interfaces with a detection signal of the gas sensor element, and includes a reusable gas sensor module,
The gas sensor module,
A microcontrol unit (111b-1) that controls gas measurement and transmission of measurement data;
It is coupled to the gas sensor element, drives the gas sensor element according to the gas measurement control signal output from the micro control unit (111b-1), and transmits measurement data measured from the gas sensor element to the micro control unit (111b-1). 1) Transmitting electrochemical sensor interface; and
A gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit, comprising a power supply that supplies driving power to the electrochemical sensor interface and the microcontrol unit (111b-1).

In claim 1, the logger adapter,
A connector that receives driving power and flow rate values from the gas detection module;
A microcontrol unit 302 that adjusts the rotation speed (rpm) of the air pump motor in response to the received flow rate value using a set pump driving control program;
A DC/DC converter that converts the DC voltage supplied through the connector into a predetermined DC voltage (DC 12V) to supply a motor driving voltage; and
Characterized by comprising a motor drive circuit that controls the gas intake flow rate of the gas detection module by driving the air pump motor with power supplied from the DC/DC converter according to the rotation speed control of the microcontrol unit 302. Gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit.

A main body provided with a detachable part for detaching the gas detection module;
a gas detection module mounted on the detachable unit, provided with a sensor unit socket so that a plurality of gas sensor units can be detached, and configured to measure sucked external air and output measurement data;
a motor driving circuit and an air pump motor for sucking air into the gas detection module; and
It includes a microcontrol unit 210 that controls the operation of the motor driving circuit, interfaces the measurement data output from the gas detection module, displays the measurement data through an indicator, and controls the measurement data interface with an external device. ,
The microcontrol unit 210 has a unique device ID for each type of gas sensor element, command type, command content, CRC code, number of calibrations, calibration date according to the number of calibrations, pressure of standard gas during calibration, and flow rate of calibration gas per unit time. , During calibration, a packet consisting of the temperature and humidity around the sensor is received, the gas sensor element is identified and the gas sensor element is controlled, and the display and output of the measurement data of the measured gas sensor element are controlled.
The gas detection module includes a hose that has one end connected to a gas inlet and a gas outlet, and is integrated with a gas source to spray or discharge gas in an amount desired by the user. Gas using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit, which is detachably provided in the case and includes a logger adapter that adjusts the gas intake amount of the gas sensor unit by combining with a connector provided in the case. Detection device.

In claim 6, a power supply (SMPS) that converts commercial power supplied from the outside into predetermined direct current power and supplies it;
a battery charging circuit that charges the built-in battery with power supplied from the outside through a connector; and
It interoperates with the microcontrol unit 210 and further includes an RS-485 interface for transmitting measurement data to an external device through a wired interface, receiving data transmitted from an external device, and transmitting it to the microcontrol unit 210. A gas detection device using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit.

In claim 6, further comprising a calibrator for calibrating the gas sensor element mounted on the gas sensor unit with a standard gas and testing the accuracy of the calibrated gas sensor element or the gas sensor element in use,
The calibrator is interposed between a gas supply device that supplies standard gas for calibration and the calibrator body, and is driven according to a valve driving signal output from the calibrator body to adjust the injection amount of the standard gas for calibration supplied from the gas supply device to Electronic valve header feeding the calibrator body; and
A reusable gas sensor unit that controls the valve operation of the electronic valve header using a calibration program and includes a calibrator body that calibrates or verifies the accuracy of the gas sensor element provided in the mounted gas detection module. Gas detection device using the provided gas detection module.

In claim 8, the corrector body,
A case provided with a detachable part for detaching the gas detection module;
A DC/DC converter that converts the DC voltage supplied through the gas detection module into a predetermined DC voltage (DC 12V) to supply a motor driving voltage;
a motor driving circuit and an air pump motor for sucking air into the gas detection module;
Controls the operation of the motor driving circuit, controls the valve operation of the electronic valve header, interfaces the measurement data output from the gas detection module, displays the measurement data through an indicator, and interfaces the measurement data with an external device. a microcontrol unit 446 for controlling; and
A gas detection device using a gas detection module equipped with a reusable gas sensor unit, comprising a valve driving circuit that drives the valve of the electronic valve header under the control of the microcontrol unit 446.

In claim 9, the corrector body,
A power supply (SMPS) that converts commercial power supplied from the outside into predetermined direct current power and supplies it;
a battery charging circuit that charges the built-in battery with power supplied from the outside through a connector;
An RS-485 interface that works in conjunction with the microcontrol unit 446, transmits measurement data to an external device through a wired interface, receives data transmitted from an external device, and transmits it to the microcontrol unit 446; and
Gas detection equipped with a reusable gas sensor unit, which interoperates with the microcontrol unit 446 and further includes a sensor interface circuit that interfaces with at least one of a flow sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor. Gas detection device using a module.