KR20070087946A - 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유해가스 검출 기술에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가스 검출 장치는, 유해 가스를 감지하는 제1, 제2 가스 감지부 및 제1, 제2 가스 감지부를 가열하는 하나의 가열부를 포함하되 가열부 및 제1, 제2 가스 감지부가 공통 전원 전극에 연결되는 센서부와, 제1, 제2 가스 감지부로부터 입력되는 감지신호들을 신호처리부에서 인식 가능한 전기 신호 A, B로 변환하는 신호변환부와, 신호변환부로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 유해 가스가 감지된 것으로 판단하는 신호처리부와, 신호처리부로부터 입력되는 판단 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유해가스, 가스 검출 장치, 센서조립체
Description
도 1 은 본 발명에 따른 가스 검출 센서조립체의 사시도 일예,
도 2 는 본 발명에 따른 가스 검출 센서조립체의 분해사시도 일예,
도 3 은 도2의 PCB 어세이에 형성되는 전기회로부 구성에 관한 개략적인 블록도,
도 4a내지 도4c는 본 발명에 사용되는 센서부의 평면도, 일측면도, 배면도 일예,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 센서부에서 출력되는 유해 가스 감지 신호를 나타낸 일예,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에 따른 센서부에서 출력되는 유해 가스 감지 신호를 나타낸 일예,
<도면부호의 간단한 설명>
20 : 가스 검출 센서조립체
21 : PCB 어세이
211 : 기판 212 : 센서부 213 : 단자공
23 : 본체부
231 : 센서 수납부 232 : 필터부재 233 : 연결부
234 : 후크 235 : 지지편 236 : 후크 홈
25 : 탑 커버
251 : 공기 유입홀 252 : 결합홈
27 : 버텀 커버
271 : 후크
291,292 : 방수부재
본 발명은 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체에 관한 것이다.
통상적으로 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체는 대기중에 존재하는 가스를 감지하는 가스 센서를 포함한다. 이러한 가스 센서는 가스의 농도에 따른 전기전도도의 변화를 이용한다. 부연하면, 가스 센서는 산화성 가스와 접촉하면 산소 흡착에 의한 전위장벽 형성으로 전기 전도도가 낮아지지만, 환원성 가스와 접촉하면 흡착된 산소가 환원성 가스와 결합함으로써 전위 장벽이 저하되고 전기 전도도가 높아진다. 그러나 기스 센서를 차량에 설치할 경우, 가솔린 자동차로부터 발생하는 배기가스와 디젤 자동차로부터 발생하는 디젤 배기가스를 함께 감지하기가 곤란하다는 단점을 가진다.
이에 종래에는 두개의 가스 센서가 장착되어 그 하나는 산화질소와 같은 산 화성 가스를 감지하고, 또 다른 하나의 센서는 가솔린 가스로부터 발생하는 수소혼합물 또는 일산화탄소와 같은 환원성 가스를 감지하는 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체가 사용되고 있다. 그런데 두개의 가스 센서를 사용하다 보니 두개의 가스 감지부를 가열하는 가열 히터 또한 두개를 사용해야 함으로 소비전력이 증대되는 문제점이 있었다.
한편, 최근 두개의 가스 감지부를 가열하는 가열 히터를 하나만 사용하면서, 두개의 가스 감지부와 가열 히터의 일단을 공통 전극으로 연결하여 하나의 가스 센서 칩으로 패키지한 기술이 대한민국 등록특허번호 제10-530003(발명의 명칭 : 후막형 가스 센서 칩)에 개시되어 있다. 공개된 기술에는 두 개 이상의 가스 감지부와 하나의 가열부를 칩 기판의 상·하면에 형성시킴으로서 가스 센서 칩을 소형화시키고, 이에 따라 상기 가열부의 소비전력을 감소시킬 수 있도록 하는 기술이 기재되어 있다.
그러나, 공개된 기술에는 새로운 가스 센서 칩 구조에 대한 구체적인 기재만 있을 뿐 이러한 가스 센서 칩 구조를 이용하여 유해가스 감지 여부를 판단하는 알고리즘에 대한 구체적인 기재가 없다. 이에 본원 출원인은 공개된 새로운 가스 센서 칩을 이용하여 유해가스 감지 여부를 정확히 판단하여 그 결과를 예컨대 차량의 환기장치로 출력할 수 있는 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 산화성 가스와 환원성 가스를 모두 감지할 수 있고, 나아가 유해가스 감지 여부를 정확히 판정할 수 있는 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 전체적으로 컴팩트하고 견고하게 제조할 수 있는 가스 검출 장치 및 가스 검출 센서조립체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 가스 검출 장치는, 유해 가스를 감지하는 제1, 제2 가스 감지부 및 제1, 제2 가스 감지부를 가열하는 하나의 가열부를 포함하며 가열부 및 제1, 제2 가스 감지부가 공통 전원 전극에 연결되는 센서부와, 제1, 제2 가스 감지부로부터 입력되는 감지신호들을 신호처리부에서 인식 가능한 전기 신호 A, B로 변환하는 신호변환부와, 신호변환부로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 유해 가스가 감지된 것으로 판단하는 신호처리부와, 신호처리부로부터 입력되는 판단 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 같은 양상에 따라 본 발명의 가스 검출 장치는 다양한 종류의 유해가스 예를 들어, 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스나 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스를 모두 감지할 수 있고, 나아가 유해가스 감지 여부를 정확히 판정할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 가스 검출 센서조립체는, 유해 가스를 감지하는 제1, 제2 가스 감지부 및 제1, 제2 가스 감지부를 가열하는 가열부를 포함하되 가 열부 및 제1, 제2 가스 감지부가 공통 전원 전극으로 연결되는 센서부와, 제1, 제2 가스 감지부로부터 입력되는 감지신호들을 신호처리부에서 인식 가능한 전기 신호 A, B로 변환하는 신호변환부와, 신호변환부로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 유해 가스가 감지된 것으로 판단하는 신호처리부 및 신호처리부로부터 입력되는 판단 결과를 출력하는 출력부와, 일측에 커넥터 단자가 관통되게끔 단자공이 형성되는 PCB 어세이와,
PCB 어세이를 내장하되 센서부가 수납되며 상부면으로 돌출 형성되는 센서 수납부와, 센서 수납부 상부면에 부착되는 필터부재와, 일측이 PCB 어세이의 단자공과 결합되며 타측이 외부로 돌출 형성되어 구동전원 및 데이터 입/출력을 담당하는 커넥터 단자가 형성되는 본체부와, 본체부와 결합되는 버텀커버와, 본체부의 센서 수납부와 결합되며 상부면 또는 측면에 공기가 유입되는 다수의 공기 유입홀이 형성되는 탑커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 같은 양상에 따라 본 발명의 가스 검출 센서조립체는 전체적으로 컴팩트하고 견고하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 후술하는 실시예를 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 가스 검출 센서조립체의 사시도이고, 도 2 는 분해사시도이다. 도1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 가스 검출 센서조립체(20)는 전 체적으로 컴팩트하고 경박단소하게 제조된다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 검출 센서조립체(20)는 PCB 어세이(21)와, PCB 어세이(21)를 외부 충격으로부터 보호하는 본체부(23)와, 탑커버(25) 및 버텀커버(27)를 포함한다. 이하, 도2를 참조하여 각 구성(21, 22, 25, 27)을 설명하기로 한다.
PCB 어세이(21)는 기판(211) 상부면에 유해가스를 감지하는 센서부(212)와, 구동전원 및 데이터 입/출력을 담당하는 커넥터 단자가 관통되는 단자공(213) 및 기타 전기회로부가 형성된다. 이하, PCB 어세이(21)에 형성되는 센서부(212) 및 기타 전기회로부의 구성에 대한 설명은 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
본체부(23)는 PCB 어세이(21)에 형성되는 센서부(212)를 수납하기 위해 상부면으로 돌출 형성되는 센서 수납부(231)와, 센서 수납부(231) 상부면에 부착되는 필터부재(232)와, 일측이 PCB 어세이(21)의 단자공(213)과 결합되며 타측이 외부로 돌출 형성되어 구동전원 및 데이터 입/출력을 담당하는 커넥터 단자가 장착된 연결부(233)가 형성된다. 여기서, 참조부호 233a는 와이어 하네스가 삽입되는 삽입홈이다. 한편, 참조부호 234는 후크이며, 참조부호 235는 지지편이고, 참조부호 236은 후크홈이다.
일 실시예에 있어서, 연결부(233)에 형성되는 커넥터 단자는 와이어 하네스를 통해 차량에 탑재된 모든 전장품을 제어하는 콘트롤박스 또는 환기장치에 연결될 수 있다. 필터부재(232)는 유입되는 공기 중의 이물질을 분리한다. 일 실시예에 있어서, 필터부재(232)는 멤브레인으로 구현될 수 있다. 멤브레인은 반투과의 성 질을 이용하여 어떤 물질을 성질이 다른 물질과 분리할 수 있으며, 단순하게 어떠한 크기 이상을 분리하는 것 이외에도 전하반발력, 용해도, 확산률 등의 성질을 이용하여 분리시키기도 한다.
탑커버(25)는 본체부(23)의 센서 수납부(231)와 결합되며, 상부면 또는 측면에 공기가 유입되는 다수의 공기 유입홀(251)이 형성된다. 다수의 공기 유입홀(251)을 통해 유입되는 외부공기는 센서 수납부(231) 상부면에 부착되는 필터부재(232)를 통해 PCB 어세이(21)에 형성되는 센서부(212)에 도달한다. 여기서, 참조부호 252는 본체부(23)의 지지편(235)과 결합되는 결합홈이다. 버텀커버(27)는 본체부(23)의 후크홈(236)들과 결합되도록 측벽에 다수의 후크(271)들이 형성된다. 이에 따라 버텀커버(27)와 본체부(23)는 견고하게 결합될 수 있다.
도시한 바와 같이, 일 실시예에서 본 발명의 가스 검출 센서조립체는 본체부(23)에 장착되어 PCB 어세이(21)에 물 유입을 차단해 주는 방수부재(291,292)를 포함할 수 있다.
도 3 은 도2의 PCB 어세이에 형성되는 전기회로부 구성에 관한 개략적인 블록도이다. 도시한 바와 같이, PCB 어세이에 형성되는 전기회로부는 유해가스를 감지하는 센서부(310)와, 신호변환부(320)와, 신호처리부(330) 및 출력부(340)를 포함한다.
센서부(310)는 상·하면을 갖는 판상의 절연성 기판과 절연성 기판에 장착되어 유해 가스를 감지하는 제1, 제2 가스 감지부(311,312) 및 제1, 제2 가스 감지부(311,312)를 가열하는 가열부(313)를 포함한다. 바람직하게는, 가열부(313) 및 제1, 제2 가스 감지부(311,312)는 그 일단이 절연성 기판에 형성되는 공통 전원 전극(P)에 전기적으로 연결된다. 이에 본 발명의 센서부(310)는 종래 두개의 가스 감지부와 두개의 가열 히터를 각각 사용하던 가스센서보다 소비전력을 절감할 수 있다. 또한, 제1, 제2 가스 감지부(311,312)와 가열부(313)를 하나의 패키지로 구성할 수 있어, 전체적으로 가스 검출 센서조립체를 컴팩트하게 제조할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 가스 감지부(311)는 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스를 감지하는 WO3, In2O3 금속 산화물 가스 감지막으로 구현될 수 있다. 제2 가스 감지부(312)는 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스를 감지하는 SnO2, ZnO 금속 산화물 가스 감지막으로 구현될 수 있다. 한편, 가열부(313)는 RuO2 Ni-Cr계, Pt, W-Pt 계통의 전도성 물질로 PCB 기판에 스크린 인쇄법으로 도포되어 고온 소성공정을 거쳐 형성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제1, 제2 가스 감지부(311,312)는 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스와 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스 모두에 반응하는 센서로 구현되되, 제1 가스 감지부(311)는 산화성 가스에 더 많이 반응하고 제2 가스 감지부(312)는 환원성 가스에 더 많이 반응하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 가스 감지부(311)는 WO3와 SnO2 금속 산화물을 포함하되, WO3 금속 산화물을 SnO2 금속 산화물 보다 많이 포함되도록 구현될 수 있다. 한편, 제2 가스 감지부(312)는 WO3와 SnO2 금속 산화물을 포함하되, SnO2 금속 산화물을 WO3 금속 산 화물 보다 많이 포함되도록 구현될 수 있다.
신호변환부(320)는 제1, 제2 가스 감지부(311,312)로부터 입력되는 감지신호(a,b)들을 신호처리부(330)에서 인식 가능한 전기 신호들(A, B)로 변환한다. 여기서, 신호변환부(320)는 제1, 제2 가스 감지부(311,312)에서 발생되는 전기적 저항변화를 전압으로 변화시키는 저항-전압 변환회로 또는 주파수로 변화시키는 저항-주파수 변환회로로 구현될 수 있다.
신호처리부(330)는 신호변환부(320)로부터 입력되는 전기 신호 A, B를 기초로 산화성 가스 또는 환원성 가스 감지 여부를 판단한다. 신호처리부(330)는 바람직하게는, 마이크로 콘트롤러라 불리는 IC 또는 OP AMP 등의 능동 소자로 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호처리부(330)는 신호변환부(320)로부터 입력되는 전기 신호 A 또는 B의 시간에 대한 전기적 신호 레벨의 변화량이 일정한 값 이상일 때 산화성 가스 또는 환원성 가스와 같은 유해 가스가 감지된 것으로 판단하도록 구현될 수 있다. 그러나 통상적으로 제1, 제2 가스 감지부(311,312)는 유해가스가 감지되지 않는 경우에도 온도와 습도 변화에 따라 전기적 저항 변화가 일어날 수 있다. 이에, 신호처리부(330)는 신호변환부(320)로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치(
)가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 산화성 가스 또는 환원성 가스와 같은 유해 가스가 감지된 것으로 판단하도록 구현되는 것이 바람직하다.
출력부(340)는 신호처리부(330)로부터 입력되는 판단 결과, 즉 유해가스 감 지 여부에 대한 전기신호를 외부장치로 출력한다. 일 실시예에서 가스 검출 센서조립체가 차량에 부착된 경우, 외부장치는 모든 전장품을 제어하는 콘트롤 박스 또는 환기장치가 될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 출력부(340)는 일정한 값의 전압, 또는 전기적 ON/OFF신호 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 또는 시리얼 통신(CAN, LIN, RS232, RS485)이 가능한 전기적 회로로 구현될 수 있다.
도 4a내지 도4c는 본 발명에 사용되는 센서부의 평면도, 일측면도, 배면도 일예이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 센서부는 제1, 제2 가스 감지부(41,42), 가열부(43), 공통 전원 전극(44) 및 절연성 기판(45)을 포함한다. 본 발명에 사용되는 센서부는 제1, 제2 가스 감지부(41,42), 가열부(43) 및 공통 전원 전극(44)을 절연성 기판(45)의 상·하면에 형성시킴으로써 가스 센서 칩을 소형화시키고, 나아가 가열부(43)의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
여기서, 참조부호 46은 가열부(44)와 전기적으로 연결되는 전극 패드이다. 전극 패드(46)은 절연성 기판(45) 상·하면을 관통하여 형성되는 도전성 비아홀(도시되지 않음.)에 의해 공통 전원 전극(44)과 상호 전기적으로 연결된다. 한편, 참조부호 47,48,49는 각각 제1, 제2 가스 감지부(41,42) 및 가열부(43)와 연결되는 독립 전극 패드들이다. 이러한 전극패드들(46,47,48,49)은 와이어 본딩 작업을 통해 연결되는 와이어를 통해 구동전원 및 감지신호를 전달한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 센서부에서 출력되는 유해 가스 감지 신호를 나타낸 일예이다.
본 실시예에 따른 센서부에 사용되는 제1 가스 감지부는 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스를 감지하는 금속 산화물 가스 감지막으로, 제2 가스 감지부는 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스를 감지하는 금속 산화물 가스 감지막으로 구현될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 센서부에서 출력되는 유해 가스 감지 신호의 특성을 설명하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 유입되는 외부 공기중에 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스만 존재할 때, 제1 가스 감지부의 가스 감지막의 전기 저항 변화를 나타낸다. 도시한 바와 같이 공기 중에 산화성 가스만 존재하면 제1 가스 감지부의 가스 감지막의 전기 저항값은 증가한다.
도 5b를 참조하면, 유입되는 외부 공기중에 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스만 존재할 때, 제2 가스 감지부의 가스 감지막의 전기 저항 변화를 나타낸다. 도시한 바와 같이 공기 중에 환원성 가스만 존재하면 제2 가스 감지부의 가스 감지막의 전기 저항값은 감소한다.
이에 따라 신호처리부(330)는 신호변환부(320)로부터 입력되는 전기 신호 A 또는 B의 시간에 대한 전기적 신호 레벨의 변화량이 일정한 값 이상일 때 산화성 가스 또는 환원성 가스와 같은 유해 가스가 감지된 것으로 판단하도록 구현될 수 있다.
한편, 제1, 제2 가스 감지부는 유해가스가 감지되지 않는 경우에도 주변 공기의 온도와 습도 변화에 따라 도 5c, 도 5d와 같이 전기적 저항 변화가 일어날 수 있다. 즉, 주변 공기의 온도와 습도 변화가 올라가면 도 5c와 같이 제1, 제2 가스 감지부 가스 감지막의 전기 저항값(①, ②)은 모두 증가한다. 반대로 주변 공기의 온도와 습도 변화가 올라가면 도 5d와 같이 제1, 제2 가스 감지부 가스 감지막의 전기 저항값(①, ②)은 모두 감소한다.
이에 신호처리부(330)는 신호변환부(320)로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치(
)가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 산화성 가스 또는 환원성 가스와 같은 유해 가스가 감지된 것으로 판단하도록 구현되는 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에 따른 센서부에서 출력되는 유해 가스 감지 신호를 나타낸 일예이다.
본 실시예에 따른 센서부에 사용되는 제1, 제2 가스 감지부는 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스와 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스 모두에 반응하는 센서로 구현되되, 제1 가스 감지부는 산화성 가스에 더 많이 반응하고 제2 가스 감지부는 환원성 가스에 더 많이 반응하도록 구현될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 센서부에서 출력되는 유해 가스 감지 신호의 특성을 설명하기로 한다.
도 6a를 참조하면, 유입되는 외부 공기중에 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스만 존재할 때, 제1, 제2 가스 감지부의 가스 감지막의 전기 저항 변화를 나타낸다. 도시한 바와 같이 공기 중에 산화성 가스만 존재하는 경우 제1, 제2 가스 감지부 가스 감지막의 전기 저항값(①, ②)은 모두 증가한다. 그러나, 제1 가스 감지부가 산화성 가스에 더 많이 반응하도록 구현됨으로써, 전기 저항값(①)의 변화폭이 제2 가스 감지막의 전기 저항값(②)의 변화폭 보다 큼을 알수 있다.
도 6b를 참조하면, 유입되는 외부 공기중에 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스만 존재할 때, 제1, 제2 가스 감지부의 가스 감지막의 전기 저항 변화를 나타낸다. 도시한 바와 같이 공기 중에 환원성 가스만 존재하는 경우 제1, 제2 가스 감지부 가스 감지막의 전기 저항값(①, ②)은 모두 감소한다. 그러나, 제2 가스 감지부가 환원성 가스에 더 많이 반응하도록 구현됨으로써, 전기 저항값(②)의 변화폭이 제1 가스 감지막의 전기 저항값(①)의 변화폭 보다 큼을 알수 있다.
한편, 제1, 제2 가스 감지부는 유해가스가 감지되지 않는 경우에도 주변 공기의 온도와 습도 변화에 따라 도 6c, 도 6d와 같이 전기적 저항 변화가 일어날 수 있다. 즉, 주변 공기의 온도와 습도 변화가 올라가면 도 6c와 같이 제1, 제2 가스 감지부 가스 감지막의 전기 저항값(①, ②)은 모두 동일하게 증가한다. 반대로 주변 공기의 온도와 습도 변화가 올라가면 도 6d와 같이 제1, 제2 가스 감지부 가스 감지막의 전기 저항값(①, ②)은 모두 동일하게 감소한다.
이에, 신호처리부(330)는 신호변환부(320)로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치(
)가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 산화성 가스 또는 환원성 가스와 같은 유해 가스가 감지된 것으로 판단하도록 구현되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다양한 종류의 유해가스 예를 들어, 산화질소(NOx)와 같은 산화성 가스나 수소혼합물(Hx), 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 가스를 모두 감지할 수 있다. 나아가 유해가스가 감지되지 않는 경우에도 주변 공기의 온도와 습도 변화에 따라 전기적 저항 변화가 일어나더라도 오류없이 유해 가스 감지여부를 판정할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스 검출 센서조립체는 전체적으로 컴팩트하고 견고하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.
Claims (5)
- 유해 가스를 감지하는 제1, 제2 가스 감지부 및 상기 제1, 제2 가스 감지부를 가열하는 하나의 가열부를 포함하며, 상기 가열부 및 제1, 제2 가스 감지부가 공통 전원 전극에 연결되는 센서부와;상기 제1, 제2 가스 감지부로부터 입력되는 감지신호들을 신호처리부에서 인식 가능한 전기 신호 A, B로 변환하는 신호변환부와;상기 신호변환부로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 유해 가스가 감지된 것으로 판단하는 신호처리부와;상기 신호처리부로부터 입력되는 판단 결과를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 제2 가스 감지부는 산화성 가스와 환원성 가스 모두에 반응하는 센서로 구현되되, 제1 가스 감지부는 산화성 가스에 더 많이 반응하고 제2 가스 감지부는 환원성 가스에 더 많이 반응하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 가스 검출 장치.
- 유해 가스를 감지하는 제1, 제2 가스 감지부 및 상기 제1, 제2 가스 감지부를 가열하는 하나의 가열부를 포함하며 상기 가열부 및 제1, 제2 가스 감지부가 공통 전원 전극에 연결되는 센서부와, 상기 제1, 제2 가스 감지부로부터 입력되는 감지신호들을 신호처리부에서 인식 가능한 전기 신호 A, B로 변환하는 신호변환부와, 상기 신호변환부로부터 입력되는 전기 신호 A, B의 신호 레벨 차이값의 절대치가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 유해 가스가 감지된 것으로 판단하는 신호처리부 및 상기 신호처리부로부터 입력되는 판단 결과를 출력하는 출력부와, 일측에 커넥터 단자가 관통되게끔 단자공이 형성되는 PCB 어세이와;상기 PCB 어세이를 내장하되, 상기 센서부가 수납되며 상부면으로 돌출 형성되는 센서 수납부와, 상기 센서 수납부 상부면에 부착되는 필터부재와, 일측이 상기 PCB 어세이의 단자공과 결합되며 타측이 외부로 돌출 형성되어 구동전원 및 데이터 입/출력을 담당하는 커넥터 단자가 형성되는 본체부와;상기 본체부와 결합되는 버텀커버와;상기 본체부의 센서 수납부와 결합되며, 상부면 또는 측면에 공기가 유입되는 다수의 공기 유입홀이 형성되는 탑커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 센서조립체.
- 제 3 항에 있어서, 상기 가스 검출 센서조립체가 :상기 본체부에 장착되어 상기 PCB 어세이에 물 유입을 차단해 주는 방수부 재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 센서조립체.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제1, 제2 가스 감지부는 산화성 가스와 환원성 가스 모두에 반응하는 센서로 구현되되, 제1 가스 감지부는 산화성 가스에 더 많이 반응하고 제2 가스 감지부는 환원성 가스에 더 많이 반응하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 가스 검출 센서조립체.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008051731A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | 3M Innovative Properties Company | Testing performance of gas monitors |
| US7497108B2 (en) | 2006-10-23 | 2009-03-03 | 3M Innovative Properties Company | Gas monitor testing apparatus, method, and system |
| KR20150111104A (ko) * | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 가스 센서 패키지 |
| KR20150112224A (ko) * | 2014-03-27 | 2015-10-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 가스 센서 패키지 |
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