KR20040028164A - 가스 감지 기능을 갖는 단말기 - Google Patents

가스 감지 기능을 갖는 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 가스 감지 기능을 갖는 단말기는, 가스 센서와 휴대폰 단말기를 일체화하여 휴대성을 높이고, 휴대폰 단말기 내에 장착된 장치를 활용함으로써, 가격적인 측면에서의 장점을 극대화하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 휴대폰 단말기에 있어서, 가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를 생성하여 기준 신호와 동시에 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 출력하는 증폭부; 상기 증폭부로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하는 MSM; 상기 MSM로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 메모리부; 및 상기 MSM로부터 입력받은 영상 신호를 영상으로 표시하는 표시부를 포함한다.

Description

가스 감지 기능을 갖는 단말기{HANDSET FOR SENSING GAS}
본 발명은 가스 감지 기능을 갖는 단말기에 관한 것으로, 특히, 휴대폰에 가스 센서를 내장 혹은 외장함으로써, LCD, 메모리 및 CPU와 같은 휴대폰 내의 장치의 활용도를 높이고, 사용자에게 편의성을 제공하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기 에 관한 것이다.
일반적으로, 가스 센서(Gas Sensor) 회로에는 반도체식, 갈바니 전지식, 정전위 전해질식 등이 있으며, 이중 특히 반도체식에 있어서는, 전기 전도도의 변화를 이용하는 것과 정류 특성의 변화를 이용하는 것이 있는데, 대개 측정 대상 가스가 반도체 표면에 화학적으로 흡착될 때 반도체의 전기 전도도가 변화되는 원리를 이용한다. 반도체 구성 입자의 경계가 깨끗한 공기 중에 노출되었을 때에는 공기 중의 산소가 반도체 표면에 흡착되어 전위 장벽을 형성하므로, 전기 전도도가 낮아진다. 여기에 검출하고자 하는 가스가 접촉되면 반도체 표면에 흡착되었던 산소가 이 가스와 결합하여 전위 장벽이 저하되므로, 전기 전도도가 높아지게 되고, 이러한 전기 전도도의 변화를 전기적인 신호로 변환함으로써 가스의 농도를 알 수 있게 된다. 그러나, 이러한 가스 센서는 모든 산소와 결합할 수 있는 가스에 대해 반응하므로, 하기 표에 도시된 바와 같이, 감지하려는 기체의 종류에 따라 사용하는 재료와 촉매를 달리하고 있다.
[표 1]
반도체 재료 감지 가스
SnO2 환원성 가스
SnO2+Pd/Pt 환원성 가스
SnO2+Rh CH4
SnO2+ThO2 CO
SnO2+Ti/Nb C3H8
SnO2+Na2O n-C4H10
SnO2+Pt CO
SnO2+La2O3 CO2
SnO2+In/Al NOX
ZnO 환원성 가스
SnO2+Pt n-C4H10,C3H8
SnO2+V2O5+Ag2O 알코올
α-Fe2O3 환원성 가스
γ-Fe2O3+Pt/Ir 가연성 가스
γ-Fe2O3 C3H8
TiO2 O2, CO
TiO2 H2
TiO2+Nb2O5 H2S, CH3SH
상술한 표에 따라, 사용자가 생활 환경에서 가장 위험성이 높은 가스를 감지할 수 있는 센서를 제조할 수 있다.
그러나, 가스 센서는 가정이나 산업 분야에서 여러 형태로 사용하고 있으며, 휴대용 가스 센서도 출시되고 있으나, 항상 휴대하는 단말기와 많은 장치를 공유할 수 있음에도 불구하고 따로 가스 센서를 휴대하여야 하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 가스 센서와 휴대폰 단말기를 일체화하여 휴대성을 높이고, 휴대폰 단말기 내에 장착된 장치를 활용함으로써, 가격적인 측면에서의 장점을 극대화하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 센서부를 나타낸 회로도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 증폭부를 나타낸 회로도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 센서부120 : 증폭부
130 : MSM140 : 메모리부
150 : 표시부160 : RF 송수신부
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가스 감지 기능을 갖는 단말기는, 휴대폰 단말기에 있어서, 가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를 생성하여 기준 신호와 동시에 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 출력하는 증폭부; 상기 증폭부로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하는 MSM; 상기 MSM로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 메모리부; 및 상기 MSM로부터 입력받은 영상 신호를 영상으로 표시하는 표시부를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 가스 감지 기능을 갖는 단말기는, 센서부(110), 증폭부(120), MSM(Mobile Station Modem)(130), 메모리부(140), 표시부(150) 및 RF 송수신부(160)를 포함한다.
센서부(110)는, 가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를생성하여 기준 신호와 동시에 후술하는 증폭부(120)에 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 기준 신호 및 상기 전기적인 신호는, 각각 기준 전압(Vref) 및 가스 검출량은 나타내는 가스 전압(V_GAS)의 형식일 수 있다.
또한, 증폭부(120)는, 상기 센서부(110)로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 후술하는 MSM(130)에 출력하는 역할을 한다.
한편, MSM(130)은, 상기 증폭부(120)로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호의 값을 후술하는 메모리부(140)에 저장하며, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하여 후술하는 표시부(150)로 출력하는 역할을 한다.
또한, 메모리부(140)는, 상기 MSM(130)로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 역할을 한다.
한편, 표시부(150)는, 상기 MSM(130)로부터 입력받은 영상 신호를 사용자가 인식할 수 있는 영상으로 표시하는 역할을 한다.
또한, RF 송수신부(160)는, 기지국과 상기 MSM(130)과의 통신을 수행하는 역할을 한다. 여기서, RF 송수신부(160)는, 상기 센서부(110)에서 검출된 가스량을 기지국으로 송신함으로써, 통신 회사측이 가스량에 관한 무선망을 통한 데이터 베이스를 구축할 수 있도록 할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 센서부(110)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
가변 저항(R1)은, 기준 전압 출력 단자를 형성하는 저항 조절 단자를 구비하고, 제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 전원 전압(VCC)에 연결되어 상기 기준 전압의 출력값을 조절하는 역할을 한다.
또한, 제1 저항(R3)은, 제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 상기 가변 저항(R1)의 상기 저항 조절 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.
한편, 제2 저항(R2)은, 제1 단자는 상기 가변 저항(R1)의 상기 저항 조절 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 가변 저항(R1)의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제1 저항(R3) 및 상기 제2 저항(R2)은, 브리지 회로의 구성을 위한 것으로, 동일한 저항값을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 제3 저항(R4)은, 제1 단자가 접지되어 저항값을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제3 저항(R4)은, 후술하는 가스 센서 소자(210)의 특성에 따라 저항값이 결정되며, 일반적인 공기 환경에서 후술하는 가스 센서 소자(210)의 기준 저항에 가까운 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 가스 센서 소자(210)는, 제1 단자는 상기 제2 저항(R2)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 가스 전압(V_GAS) 출력 단자를 형성하는 동시에 상기 제3 저항(R4)의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.
상술한 본 발명의 센서부(110)의 동작에 관하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 가변 저항(R1)을 이용하여 출력 전압(VOUT)의 기준점을 맞추고, 가스 센서 소자(210)의 전도도 변화에 따른 전압을 기준 전압(Vref)에 대하여 상대적으로 검출하게 된다. 이 때, 가스 센서 소자(210)의 전도도 변화에 따른 출력 전압(VOUT)의 값은 하기 수학식과 같다.
여기서, RS는 가스 센서 소자(210)의 DC 저항을 말한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 감지 기능을 갖는 단말기 내에 장착된 증폭부(120)를 나타낸 회로도로서, 이러한 본 발명의 증폭부(120)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4 저항(R5)은, 제1 단자로 상기 가스 전압(V_GAS)을 인가받고, 저항값을 제공하는 역할을 한다.
또한, 증폭기(AMP1)는, 반전 단자는 상기 제4 저항(R5)의 제2 단자에 연결되고, 비반전 단자는 상기 기준 전압(Vref)을 인가받으며, 입력된 전압차를 증폭하여 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 증폭기(AMP1)는, 휴대폰 전원에서 사용 가능한 연산 증폭기인 것이 바람직하다.
한편, 제5 저항(R6)은, 제1 단자는 상기 증폭기(AMP1)의 출력 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 증폭기(AMP1)의 비반전 단자에 연결되어 저항값을 제공하는역할을 한다.
상술한 증폭부(120)의 동작에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 센서부(110)로부터 기준 전압(Vref) 및 가스 전압(V_GAS)이 인가되면, 증폭부(120) 내에 내장된 증폭기(AMP1)에 의하여 그 전압차가 증폭되어 하나의 신호로 변환되고, 이러한 신호는 MSM(130)으로 출력된다. 여기서, 상기 증폭부(120)의 이득은이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 가스 센서와 휴대폰 단말기를 일체화하여 휴대성을 높이고, 휴대폰 단말기 내에 장착된 장치를 활용함으로써, 가격적인 측면에서의 장점을 극대화하는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 휴대폰 단말기에 있어서,
    가스량을 검출하고, 검출된 양에 비례하는 전기적인 신호를 생성하여 기준 신호와 동시에 출력하는 센서부;
    상기 센서부로부터 복수개의 신호를 입력받고, 상기 복수개의 신호의 차를 증폭시켜 하나의 감지 신호로서 출력하는 증폭부;
    상기 증폭부로부터 상기 감지 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 영상 신호로 변환하는 MSM;
    상기 MSM로부터 입력받은 디지털 신호의 값을 저장하는 메모리부; 및
    상기 MSM로부터 입력받은 영상 신호를 영상으로 표시하는 표시부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부 및 상기 증폭부는, 단말기 본체에 탈부착이 가능한
    것을 특징으로 하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 센서부는,
    기준 전압 출력 단자를 형성하는 저항 조절 단자를 구비하고, 제1 단자는 접지되며, 제2 단자는 전원 전압에 연결되어 상기 기준 전압의 출력값을 조절하는 가변 저항;
    제1 단자는 접지되고, 제2 단자는 상기 가변 저항의 상기 저항 조절 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 제1 저항;
    제1 단자는 상기 가변 저항의 상기 저항 조절 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 가변 저항의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 제2 저항;
    제1 단자가 접지되어 저항값을 제공하는 제3 저항; 및
    제1 단자는 상기 제2 저항의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 가스 전압 출력 단자를 형성하는 동시에 상기 제3 저항의 제2 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 가스 센서 소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증폭부는,
    제1 단자로 상기 가스 전압을 인가받고, 저항값을 제공하는 제4 저항;
    반전 단자는 상기 제4 저항의 제2 단자에 연결되고, 비반전 단자는 상기 기준 전압을 인가받으며, 입력된 전압차를 증폭하여 출력하는 증폭기; 및
    제1 단자는 상기 증폭기의 출력 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 증폭기의 비반전 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 제5 저항
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 감지 기능을 갖는 단말기.
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