KR19980066597A - Ammonia gas sensor and its manufacturing method and ammonia gas sensing method - Google Patents
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Abstract
감도가 우수하고 선택성이 향상된 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법에 관한 것으로, Al2O3기판과, SnO2및 WO3로 이루어진 제 1, 제 2 감지 물질을 준비하고, 기판의 상하부에 Pt를 형성하고 패터닝하여 기판 상부의 일정영역에 제 1, 제 2 전극을, 기판 하부의 일정영역에 히터를 각각 형성한 후, 전극과 히터가 형성된 기판을 열처리하고, 제 1, 제 2 전극상의 일부분을 포함한 기판 상부의 일정영역에 제 1, 제 2 감지 물질을 이용하여 제 1, 제 2 감지부를 형성한 다음, 건조 및 소결하고, 제 1 감지부 표면에 Fe산화물을 코팅하고 제 2 감지부에 Pt 촉매를 첨가한 후, 제 1, 제 2 전극 및 히터의 패드영역에 와이어 본딩 및 패키징하여 제조된 암모니아 가스센서는 히터에 전압을 인가하여 기판을 가열하고, 전극에 전압을 인가하여 가스들에 대한 제 1,감지부의 저항과 제 2 감지부의 저항비에 의해 출력값을 측정함으로써, 감지 특성 및 선택성이 우수한 가스센서를 얻을 수 있다.The present invention relates to an ammonia gas sensor having excellent sensitivity and improved selectivity, a method for producing the same, and an ammonia gas sensing method, which comprises preparing an Al 2 O 3 substrate, first and second sensing materials composed of SnO 2 and WO 3 , Pt is formed on the upper and lower parts and patterned to form the first and second electrodes in a predetermined area on the substrate and the heater in a predetermined area under the substrate respectively and then heat treatment is performed on the substrate on which the electrode and the heater are formed, The first and second sensing units are formed on a predetermined region of the substrate including a part of the electrode and then dried and sintered to coat Fe oxide on the surface of the first sensing unit, After the Pt catalyst is added to the sensing unit, the ammonia gas sensor manufactured by wire bonding and packaging the first and second electrodes and the pad region of the heater heats the substrate by applying a voltage to the heater and applies a voltage to the electrode end By measuring the output value by the resistance of the first sensing unit and the resistance ratio of the second sensing unit to the sensor, a gas sensor having excellent sensing characteristics and selectivity can be obtained.
Description
본 발명은 가스센서에 관한 것으로, 특히 감도가 우수하고 선택성이 향상된 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensor, and more particularly, to an ammonia gas sensor having excellent sensitivity and selectivity, a method of manufacturing the same, and an ammonia gas sensing method.
일반적으로, 가스센서는 주로 대기중에 존재하는 환원성 가스가 센서의 감지 물질 표면에 흡착되어 센서 표면에서 산화/환원 반응이 일어나도록 함으로써, 전자 교환이 이루어지는 일련의 과정을 거치면서 동작된다.Generally, a gas sensor is operated by a series of processes in which a reducing gas existing in the air is adsorbed on a surface of a sensing material of a sensor to cause an oxidation / reduction reaction on the sensor surface, thereby performing an electronic exchange.
즉, 환원성 가스(R)가 가열된 센서 표면에 이미 흡착되어진 산소 이온과 결합하여 아래식과 같이 전도 전자를 발생시킴으로써, 센서의 전기전도도(저항)가 변화된다.That is, the reducing gas (R) combines with the oxygen ions already adsorbed on the surface of the heated sensor to generate conduction electrons as shown in the following equation, whereby the electrical conductivity (resistance) of the sensor is changed.
O-+ R → RO + e-또는 O2 -+ R → RO2+ 2e- O - + R - > RO + e - or O 2 - + R - > RO 2 + 2e -
이러한 반응은 환원성 가스(R)의 종류, 센서의 감지 물질 종류, 첨가된 촉매의 종류와 양, 동작 온도 등에 따라 달라진다.This reaction depends on the kind of the reducing gas (R), the kind of the sensing material of the sensor, the kind and amount of the added catalyst, the operating temperature, and the like.
따라서, 감지하고자 하는 가스의 종류가 무엇이냐에 따라 센서의 감지 물질, 촉매의 종류와 양을 적절히 조절해야 한다.Therefore, depending on what type of gas to be detected, the type and amount of the sensor substance and the catalyst should be appropriately adjusted.
또한, 센서 표면을 적절한 온도로 가열해 주어야 하기 때문에 히터를 센서에 장착하여야 하고 그에 따른 경제성과 내구성을 고려해야 한다.In addition, since the surface of the sensor must be heated to an appropriate temperature, the heater must be mounted on the sensor, and the economic and durability thereof must be considered.
현재, 암모니아 가스를 선택적으로 감지할 수 있는 가스센서는 거의 없으며, 종래에는 여러 다른 가스에도 반응하지만 암모니아도 감지할 수 있는 센서가 있었다.At present, there are few gas sensors capable of selectively sensing ammonia gas, and there have been sensors that can detect ammonia in response to various other gases.
첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 가스센서를 설명하면 다음과 같다.A gas sensor according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 가스센서를 보여주는 구조도로서, 가스센서는 세라믹 튜브(1)내에 센서를 가열하기 위한 히터(2)가 코일 형태로 장착되고, 튜브 외벽에 전극(3)이 형성되어 리더선(4)이 연결되어 있으며, 전극(3)위에는 감지막(5)이 도포되어 있는 구조로 이루어진다.FIG. 1 is a structural view showing a gas sensor according to the prior art. In the gas sensor, a heater 2 for heating a sensor is mounted in a coil form, and electrodes 3 are formed on the outer wall of the tube. A line 4 is connected to the electrode 3 and a sensing film 5 is coated on the electrode 3.
이때, 감지막(5)은 산화주석(SnO2)에 팔라듐(Pd)촉매가 첨가되어 있으며, 암모니아 가스외에 수소(H2), 알콜류 등의 환원성 가스에도 반응하여 저농도의 암모니아를 감지하는데에는 한계가 있었다.In this case, the detection film (5) is a limit to the tin oxide (SnO 2) to palladium (Pd) catalyst may be added, in response to a reducing gas of hydrogen (H 2), alcohol, etc. in addition to ammonia gas sensing a low concentration of ammonia .
종래 기술에 따른 가스센서에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.The conventional gas sensor has the following problems.
첫째, 센서의 감도(저항 변화율)가 낮아 저농도(수십 ppm 이하)의 암모니아 가스를 감지하기 어렵다.First, since the sensitivity of the sensor is low, it is difficult to detect ammonia gas at low concentration (several tens ppm or less).
둘째, 암모니아 가스뿐만 아니라 환원성 가스에 의해서도 센서의 저항이 변화되므로, 암모니아 가스를 선택적으로 감지하기 어렵다.Second, since the resistance of the sensor is changed not only by the ammonia gas but also by the reducing gas, it is difficult to selectively detect the ammonia gas.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저농도의 가스를 감지할 수 있는 감도가 우수한 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an ammonia gas sensor having excellent sensitivity capable of sensing a low concentration of gas, a method for producing the same, and an ammonia gas sensing method.
본 발명의 다른 목적은 암모니아 가스에 대한 선택성을 향상시킬 수 있는 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide an ammonia gas sensor capable of improving selectivity to ammonia gas, a method for producing the same, and a method for sensing ammonia gas.
도 1은 종래 기술에 따른 가스센서를 보여주는 구조도1 is a schematic view showing a gas sensor according to the prior art;
도 2는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서 제조공정 순서도2 is a flow chart of an ammonia gas sensor manufacturing process according to the present invention
도 3a는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서의 전면을 보여주는 평면도3A is a plan view showing a front surface of an ammonia gas sensor according to the present invention;
도 3b는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서의 후면을 보여주는 평면도3B is a plan view showing the rear surface of the ammonia gas sensor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서의 암모니아 10ppm에 대한 저항 변화를 보여주는 그래프4 is a graph showing a change in resistance of ammonia gas sensor according to the present invention to 10 ppm ammonia
도 5은 암모니아 농도에 따른 암모니아 가스센서의 감도(저항 변화율)를 보여주는 그래프5 is a graph showing the sensitivity (rate of resistance change) of the ammonia gas sensor according to the ammonia concentration
도 6은 여러 가스들에 따른 암모니아 가스센서의 저항 변화 특성을 보여주는 그래프6 is a graph showing the resistance change characteristics of the ammonia gas sensor according to various gases
도 7은 본 발명에 따른 암모니아 가스센서를 회로적으로 보여주는 도면7 is a circuit diagram showing an ammonia gas sensor according to the present invention.
도 8는 여러 가스들에 따른 출력값을 보여주는 그래프8 is a graph showing output values according to various gases
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
11 : 기판 12 : 제 1 전극11: substrate 12: first electrode
13 : 제 2 전극 14 : 제 1 감지부13: second electrode 14: first sensing unit
15 : 제 2 감지부 16 : 히터15: second sensing unit 16: heater
본 발명에 따른 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법은 SnO2, WO3및 Fe산화물로 구성되는 제 1 감지부와, SnO2와 Pt로 구성되는 제 2 감지부에 그 특징이 있다.The ammonia gas sensor, the method for producing the same, and the ammonia gas sensing method according to the present invention are characterized by a first sensing unit composed of SnO 2 , WO 3 and Fe oxides, and a second sensing unit composed of SnO 2 and Pt .
본 발명의 다른 특징은 히터에 전압을 인가하여 기판을 가열하고, 제 1, 제 2 감지부에 전압을 인가하여 여러 종류의 가스들에 대한 상기 제 1,감지부와 제 2 감지부의 저항값을 각각 측정하고 측정된 각각의 저항값을 비교하여 그 비교값으로 암모니아여부를 판단하는데 있다.Another characteristic of the present invention is that a voltage is applied to a heater to heat a substrate and a voltage is applied to the first and second sensing units to adjust the resistance values of the first sensing unit and the second sensing unit for various kinds of gases And each of the measured resistance values is compared with each other, and the comparison value is used to determine whether ammonia is present.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.An ammonia gas sensor, a method of manufacturing the same, and an ammonia gas sensing method according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서 제조공정 순서도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 원료 분말(SnO2)에 첨가 물질(WO3)을 무게비로 볼 밀(Ball Mill), 아트리터(Attritor) 등과 같은 장치나 핸드 믹싱(hand mixing)으로 혼합 및 분쇄하여 평균 입도가 수 ㎛이하가 되도록 한 후, 유기 바인더와 섞어서 페이스트(paste)상태의 제 1 감지 물질을 만들고, SnO2인 산화물 반도체와 WO3에 유기 바인더를 섞어서 페이스트(paste)상태의 제 2 감지 물질을 만든다.FIG. 2 is a flow chart of the ammonia gas sensor manufacturing process according to the present invention. As shown in FIG. 2, an additive material (WO 3 ) is added to a raw material powder (SnO 2 ) (Attritor) or the like, or by hand mixing so as to have an average particle size of several micrometers or less, and then mixed with an organic binder to form a first sensing material in a paste state. An oxide of SnO 2 The semiconductor and WO 3 are mixed with an organic binder to make a second sensing material in paste state.
그리고, 뜨리이 롤 밀(three roll mill)을 이용하여 제 1, 제 2 감지 물질을 후공정인 스크린 프린팅(screen printing)하기에 적절한 점도를 갖도록 조절한다.Then, the first and second sensing materials are adjusted to a suitable viscosity for screen printing using a three roll mill.
이때, 제 1, 제 2 감지 물질에 첨가된 유기 바인더는 후공정인 스크린 프린팅 후, 열처리 공정시 제거된다.At this time, the organic binders added to the first and second sensing materials are removed in the heat treatment process after screen printing, which is a post-process.
한편, 기판은 알루미나(Alumina)를 사용하고 적절한 소자의 크기로 레이저 스크라이빙(laser scribing)하여 소자의 제조공정이 끝난 후에 개별 소자로 손쉽게 분리될 수 있도록 준비한다.On the other hand, the substrate is prepared by laser scribing using an alumina and a suitable device size so that the device can be easily separated into individual devices after the manufacturing process is finished.
그리고, 기판을 클리닝(cleaning)한 후, 백금(Pt) 페이스트를 이용하여 기판 상부에 제 1, 제 2 전극 패턴을 인쇄하고 기판 하부에 히터(heater) 패턴을 인쇄한다.After the substrate is cleaned, first and second electrode patterns are printed on the substrate using platinum (Pt) paste, and a heater pattern is printed on the bottom of the substrate.
이어, 제 1, 제 2 전극과 히터 패턴이 형성된 기판을 건조하고 약 1100℃로 열처리한 다음, 제 1 전극상의 일부분을 포함한 기판 상부의 일정영역에 제 1 감지 물질로 제 1 감지부를 인쇄하고, 제 2 전극상의 일부분을 포함한 기판 상부의 일정영역에 제 2 감지 물질로 제 2 감지부를 인쇄한다.Then, the substrate having the first and second electrodes and the heater pattern formed thereon is dried and heat-treated at about 1100 DEG C, and then the first sensing unit is printed with the first sensing material in a predetermined region above the substrate including a portion on the first electrode, And the second sensing portion is printed with the second sensing material in a predetermined region on the substrate including the portion on the second electrode.
그 후, 제 1, 제 2 감지부가 형성된 기판을 약 150℃에서 30분간 건조하고 공기중에서 약 700℃에서 1시간 정도 소결한다.Thereafter, the substrate on which the first and second sensing portions are formed is dried at about 150 ° C for 30 minutes and sintered in air at about 700 ° C for about 1 hour.
그리고, 제 1 감지부 표면에 FeCl3수용액을 코팅하고, 제 2 감지부에 Pt 촉매를 첨가한 후, 열처리하면 제 1 감지부에는 Fe가 산화되어 Fe산화물(Fe2O3또는 Fe3O4)이 남게 된다.The first was coated a FeCl 3 solution to sensor surfaces, the addition of Pt catalyst to the second sensor, when the heat treatment first sensing unit is the Fe oxidation Fe oxide (Fe 2 O 3 or Fe 3 O 4 ).
이때, 제 1 감지부 표면에 FeCl3수용액을 코팅하는 공정은 선택적으로 후공정인 와이어 본딩후에 진행할 수도 있으며, 제 2 감지부에 Pt 촉매를 첨가하는 공정은 초기 공정인 제 2 감지 물질을 만들 때, 선택적으로 진행할 수도 있다.At this time, the step of coating the FeCl 3 aqueous solution on the surface of the first sensing unit may be optionally performed after the wire bonding, which is a post-process, and the step of adding Pt catalyst to the second sensing unit may include a step of preparing the second sensing material , Optionally proceeding.
이어, 제 1, 제 2 전극 및 히터의 패드영역에 각각 백금(Pt) 와이어로 본딩하고, 제 1, 제 2 전극과 히터가 형성된 기판 전후면을 패키징하여 암모니아 가스센서를 완성한다.Next, the first and second electrodes and the pad region of the heater are bonded with platinum (Pt) wires, respectively, and the front and rear surfaces of the substrate on which the first and second electrodes and the heater are formed are packaged to complete the ammonia gas sensor.
도 3a는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서의 전면을 보여주는 평면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 암모니아 가스센서의 후면을 보여주는 평면도로서, 그 구조를 살펴보면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(11) 전면의 일정영역에 제 1, 제 2 전극(12,13)이 형성되고, 제 1 전극(12)의 일부분을 포함한 기판(11) 전면의 일정영역에 제 1 감지부(14)가 형성되며, 제 2 전극(13)의 일부분을 포함한 기판(11) 전면의 일정영역에 제 2 감지부(15)가 형성된다.FIG. 3A is a plan view showing a front surface of the ammonia gas sensor according to the present invention, FIG. 3B is a plan view showing the rear surface of the ammonia gas sensor according to the present invention, The first and second electrodes 12 and 13 are formed in a predetermined region of the front surface of the substrate 11 and the first sensing portion 14 is formed in a predetermined region of the front surface of the substrate 11 including a portion of the first electrode 12 The second sensing unit 15 is formed in a predetermined region of the front surface of the substrate 11 including a portion of the second electrode 13. [
이때, 제 1 감지부(14)는 SnO2와 WO3및 Fe산화물(Fe2O3또는 Fe3O4)로 구성되고, 제 2 감지부(15)는 SnO2와 WO3및 Pt로 구성된다.At this time, the first sensing unit 14 is composed of SnO 2 , WO 3 and Fe oxide (Fe 2 O 3 or Fe 3 O 4 ), and the second sensing unit 15 is composed of SnO 2 , WO 3 and Pt do.
즉, 제 1 감지부(14)는 여러 가스중에서 암모니아 가스에 민감하게 반응하는 감지 물질로 구성되고, 제 2 감지부(15)는 일종의 보상부로써, 암모니아 가스에는 상대적으로 덜 민감하지만 암모니아 가스외의 다른 가스에는 제 1 감지부(14)와 비슷한 반응성을 갖는 감지 물질로 구성된다.That is, the first sensing unit 14 is made of a sensing material sensitive to ammonia gas among various gases, and the second sensing unit 15 is a kind of compensating unit, which is relatively less sensitive to ammonia gas, The other gas is composed of a sensing material having a reactivity similar to that of the first sensing unit 14. [
그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(11) 후면의 일정영역에는 히터(16)가 형성된 구조로 이루어진다.As shown in FIG. 3B, the heater 16 is formed in a predetermined area on the rear surface of the substrate 11. [0031] As shown in FIG.
이와 같은 구조를 갖는 암모니아 가스센서의 제 1, 제 2 감지부의 저항 변화 특성을 설명하면 다음과 같다.The resistance change characteristics of the first and second sensing portions of the ammonia gas sensor having such a structure will now be described.
먼저, 가스들에 대한 제 1 감지부의 저항 변화를 살펴보면, 도 4는 제 1 감지부에서의 암모니아 10ppm에 대한 저항 변화를 보여주는 그래프로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 암모니아 가스에 의해 제 1 감지부의 저항이 증가함을 알 수 있다.4 is a graph showing a change in resistance with respect to ammonia of 10 ppm in the first sensing unit. As shown in FIG. 4, the resistance of the first sensing unit with respect to the first sensing unit The negative resistance increases.
일반적으로, n형 산화물 반도체 감지 물질로 구성된 가스센서의 경우는 환원성 가스에 의해 감지 물질의 저항이 감소하지만 본 발명에 따른 제 1 감지부의 감지 물질은 오히려 저항이 증가한다.Generally, in the case of a gas sensor composed of an n-type oxide semiconductor sensing material, the resistance of the sensing material is reduced by the reducing gas, but the sensing material of the first sensing unit according to the present invention increases resistance.
이는 첨가된 WO3와 Fe산화물(Fe2O3또는 Fe3O4)에 의해 암모니아 가스가 센서 표면에서 질소 산화물 가스(NOX)와 같은 산화성 가스 성분으로 분해되어 제 1 감지부내의 전자 농도를 감소시키기 때문이다.This is because the ammonia gas is decomposed into an oxidizing gas component such as nitrogen oxide gas (NO x ) at the surface of the sensor by the added WO 3 and Fe oxide (Fe 2 O 3 or Fe 3 O 4 ) .
또한, 도 5은 암모니아 농도에 따른 제 1 감지부의 감도(저항 변화율)를 보여주는 그래프로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 암모니아 가스의 일반 환경 허용치인 50ppm이하의 농도를 충분히 감지할 수 있으므로 암모니아 감지 특성이 우수함을 알 수 있다.5 is a graph showing the sensitivity (resistance change rate) of the first sensing unit according to the ammonia concentration. As shown in FIG. 5, since the concentration of the ammonia gas of 50 ppm or less, It can be seen that the characteristics are excellent.
그리고, 도 6은 여러 가스들에 따른 제 1 감지부의 저항 변화 특성을 보여주는 그래프로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 암모니아 가스 이외의 환원성 가스류에도 반응하는데, 일반 환원성 가스(알콜, 메탄, 프로판, 일산화탄소 등)에는 저항이 감소하며 암모니아 가스에는 저항이 증가함을 알 수 있다.FIG. 6 is a graph showing the resistance change characteristics of the first sensing unit according to various gases. As shown in FIG. 6, it also reacts with reducing gas species other than ammonia gas. The general reducing gas (alcohol, , Carbon monoxide, etc.), the resistance decreases and the resistance increases with ammonia gas.
한편, 제 2 감지부의 경우는 암모니아 가스에는 저항이 약간 감소하지만, 다른 환원성 가스에도 제 1 감지부 이상으로 저항이 감소하는 특징이 있다.On the other hand, the resistance of the ammonia gas is slightly reduced in the case of the second sensing part, but the resistance is reduced in the other reducing gas more than the first sensing part.
즉, 감지하고자 하는 특정 가스(암모니아)에는 저항이 서로 반대로 변하거나(암모니아 가스에 대해 제 1 감지부는 저항 증가, 제 2 감지부는 저항 감소) 변화율이 다르게 나타나고, 그 외의 다른 가스들에는 저항 변화율이 비슷하게 나타나는 제 1, 제 2 감지부를 이용하여 암모니아 가스를 선택적으로 감지할 수 있는 것이다.That is, the rate of change is different for the specific gas (ammonia) to be detected (the resistance of the first sensing unit is increased with respect to the ammonia gas and the resistance of the second sensing unit is decreased), and the rate of change in resistance The ammonia gas can be selectively detected by using the first and second sensing units which are similar to each other.
이와 같은 저항 변화를 갖는 암모니아 가스센서를 이용한 암모니아 가스 감지방법을 설명하면 다음과 같다.The ammonia gas detection method using the ammonia gas sensor having such a resistance change will be described as follows.
도 7은 본 발명에 따른 암모니아 가스센서를 회로적으로 보여주는 도면으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 히터에 전압(VH)를 인가하여 암모니아 센서를 200∼400℃로 가열한다.FIG. 7 is a circuit diagram showing an ammonia gas sensor according to the present invention. As shown in FIG. 7, a voltage V H is first applied to a heater to heat the ammonia sensor to 200 to 400 ° C.
이어, 제 1, 제 2 감지부에 전압(VC)를 인가하여 가스들에 대한 제 1,감지부의 저항(RS)과 제 2 감지부의 저항(RC)과의 비(X)에 의해 출력값(Vout)을 측정한다.Next, by applying a voltage (V C ) to the first and second sensing units, by the ratio X of the first sensing unit resistance R S to the second sensing unit resistance R C for the gases And the output value V out is measured.
즉, 출력값 Vout= VC(1 / 1 + X), X = RS/ RC로 나타낼 수 있다.That is, the output value V out = V C ( 1/1 + X) and X = R S / R C.
도 8는 VC가 5V 일 때, 각 가스들에 따른 출력값을 보여주는 그래프로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 어떠한 가스도 존재하지 않는 일반 공기중에서의 저항비는 0.07Ω이며 출력 전압은 4.6V 정도이다.8 is a graph showing an output value according to each gas when V C is 5 V. As shown in FIG. 8, the resistance ratio in ordinary air in which no gas is present is 0.07? And the output voltage is 4.6 V Respectively.
그리고, 다른 환원성 가스들에 따른 출력 전압은 일반 공기중에서의 값과 비슷하며 암모니아 가스의 경우만이 약 3V 값으로 변화되어 암모니아 가스를 선택적으로 감지할 수 있다.Also, the output voltage according to other reducing gases is similar to the value in the general air, and only the ammonia gas is changed to about 3V to selectively detect the ammonia gas.
즉, 제 1, 제 2 감지부는 다른 환원성 가스에는 저항값 자체는 변하지만 변화율은 비슷하며, 암모니아 가스에는 변화율이 다름을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the first and second sensing units have a different rate of change in the ammonia gas although the resistance value itself is different for the other reducing gas, but the rate of change is similar.
이와 같이 제조된 가스센서 및 가스 감지방법은 두 개의 감지부를 잘 선정하고 두 감지부의 저항 변화 차이를 이용하면, 또 다른 실시예로서 암모니아 가스 이외의 다른 가스의 경우도 선택적으로 감지할 수 있다.In the gas sensor and the gas sensing method thus manufactured, if the two sensing portions are well selected and the difference in resistance of the two sensing portions is utilized, another gas can be selectively sensed in addition to the ammonia gas.
즉, 적절한 감지소자와 보상소자가 하나의 소자위에 형성된 구조의 가스 센서는 주변 가스들 중에서 특정 가스만을 정확히 분리하여 선택적으로 감지할 수 있기 때문에 다양한 가스 감지 시스템에 응용되어질 수 있다.That is, a gas sensor having a structure in which an appropriate sensing element and a compensation element are formed on one element can be applied to various gas sensing systems because it can selectively detect only a specific gas among the surrounding gases.
예를 들면, LNG, LPG 등의 누설 경보기에 응용되면 기존의 반도체식 가스 센서의 단점인 오동작을 방지할 수 있으며, 자동차 배기가스 분석기를 비롯한 탄화수소가스의 농도를 측정하고자 하는 시스템에도 응용할 수 있다.For example, when applied to a leak detector such as LNG or LPG, it can prevent a malfunction which is a disadvantage of the conventional semiconductor type gas sensor and can be applied to a system for measuring concentration of hydrocarbon gas including an automobile exhaust gas analyzer.
본 발명에 따른 암모니아 가스센서 및 그의 제조방법과 암모니아 가스 감지방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The ammonia gas sensor, the method of manufacturing the same, and the ammonia gas sensing method according to the present invention have the following effects.
첫째, 센서의 감도(저항 변화율)가 높아 수십 ppm 이하의 저농도인 암모니아 가스를 충분히 감지할 수 있어 감지 특성이 우수하다.First, since the sensitivity of the sensor is high (resistance change rate), the ammonia gas having a low concentration of several tens of ppm or less can be sufficiently detected, and the detection characteristic is excellent.
둘째, 감지하고자 하는 특정 가스외에 다른 가스에 영향을 받지 않으므로, 가스 센서의 선택성이 우수하다.Second, the gas sensor is excellent in selectivity because it is not affected by other gases other than the specific gas to be detected.
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