KR20140050512A - 화재감지 시스템 - Google Patents

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KR20140050512A
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Abstract

본 발명은 화재감지 시스템을 개시한다. 그의 시스템은, 전원과, 상기 전원에 연결되어 화재 발생을 표시하는 표시부와, 상기 전원에 연결되어 화재 발생을 감지하는 금속-절연체 전이(MIT) 소자를 포함한다. 여기서, 상기 금속-절연체 전이 소자는, 기판과 상기 기판 상의 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들 각각에 연결된 바나듐옥사이드의 금속-절연체 전이 물질들과, 상기 금속-절연체 전이 물질들을 직렬로 연결하는 제 2 전극을 포함할 수 있다.

Description

화재감지 시스템{system for fire detection}
본 발명은 검출 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 정온식 화재감지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 정온식 화재 감지기는 특정 온도를 감지하여 화재 발생을 빛 또는 소리로 알려줄 수 있다. 써미스터와 바이메탈은 설정된 온도를 감지할 수 있다. 바이메탈은 정확한 온도감지 특성을 가지고 있는 반면 고가이며, 공기 중에 노출되어 산화가 일어나고 수명이 짧다는 단점이 있다. 써미스터는 반영구적이지만 온도 감지를 위한 부가적인 회로 또는 부품들을 요구하고 있다. 써미스터와 연결되는 다수의 부품은 화재 감지기의 제조 원가를 상승시키는 요인이 되고 있다. 무엇보다 써미스터와 바이메탈은 수십 또는 수백 mA 정도의 대기 전류를 소모시키는 단점이 있다. 따라서 정온식 화재감지기의 수명, 제조원가, 대기전류를 개선하는 것이 필요하다.
도 1은 종래의 정온식 화재감지 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 정온식 화재감지 시스템은, 정류 회로(100), 써미스터(200) 및 싸이리스터(SCR, 300)을 포함할 수 있다. 정류 회로(100)는 브릿지 회로를 포함할 수 있다. 브릿지 회로는 4개의 다이오드와 적어도 하나의 제너 다이오드로 구성될 수 있다. 써미스터(200)는 온도 감지를 감지할 수 있다. 싸이리스터(300)는 수신부에 화재 여부를 알려주기 위해서는 큰 전류스위칭을 할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 생산성을 향상시킬 수 있는 화재감지 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화재감지 시스템은, 전원; 상기 전원에 연결되어 화재 발생을 표시하는 표시부; 및 상기 전원에 연결되어 화재 발생을 감지하는 금속-절연체 전이(MIT) 소자를 포함한다. 여기서, 상기 금속-절연체 전이 소자는, 기판과 상기 기판에 실장된 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들 각각에 연결된 바나듐옥사이드의 금속-절연체 전이 물질들과, 상기 금속-절연체 전이 물질들을 직렬로 연결하는 제 2 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화재감지 시스템은, 전원, 표시부, 및 금속-절연체 전이 소자를 포함할 수 있다. 전원은 표시부 및 금속-절연체 전이 소자에 전원 전압을 제공할 수 있다. 표시부는 전원 및 금속-절연체 전이 소자에 병렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드들 포함할 수 있다. 병렬 연결된 발광다이오드는 브릿지 회로를 대체할 수 있다. 표시부는 화재 발생을 표시할 수 있다. 금속-절연체 전이 소자는 교류 또는 직류의 전원 전압을 이용하여 정온식으로 화재를 감지할 수 있다. 금속-절연체 전이 소자는 종래의 정류 소자, 써미스터 및 SCR 를 대체할 수 있다. 금속-절연체 전이 소자는 구동 회로를 간소화시켜 생산 원가 및 대기 전력을 최소화 시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 화재감지 시스템은 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 정온식 화재감지 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화재 감지 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 금속-절연체 전이 소자를 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 금속-절연체 전이 소자의 온도 변화에 따른 저항 및 전류의 변화를 각각 나타내는 그래프들이다.
도 6은 도 3의 금속-절연체 전이 소자를 나타내는 사진이다.
도 7은 기판의 배면(back surface)을 나타내는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)"및/또는"포함하고(omprising)"로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화재 감지 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화재 감지 시스템은 전원(10), 표시부(20), 및 금속-절연체 전이(MIT) 소자(30)를 포함할 수 있다.
전원(source, 10)은 표시부(20) 및 금속-절연체 전이 소자(30)에 전원 전압을 제공할 수 있다. 전원(10)은 배터리, 변압기, 또는 발전기를 포함할 수 있다. 표시부(20)는 병렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 병렬 연결된 발광 다이오드들은 서로 반대방향으로 연결될 수 있다. 반대 방향의 발광 다이오드들은 정류 회로인 브릿지 회로를 대체할 수 있다. 금속-절연체 전이 소자(30)에 전류가 흐르면, 표시부(20)는 화재 발생을 표시할 수 있다. 금속-절연체 전이 소자(30)는 교류 또는 직류의 전원 전압에 의해 동작될 수 있다. 금속-절연체 전이 소자(30)는 종래의 정류 소자, 써미스터 및 SCR 를 대체하여 화재를 감지할 수 있다. 금속-절연체 전이 소자(30)는 구동 회로를 간소화시켜 생산 원가 및 대기 전력을 최소화 시킬 수 있다. 금속-절연체 전이 소자(30)는 표시부(20)의 발광 다이오드에 사용되는 패키지 또는 다양한 반도체 패키지를 사용하여 부품으로 제작되어 화재감지를 위한 센서로 동작될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 화재감지 시스템은 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 금속-절연체 전이 소자(30)를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 금속-절연체 전이 소자(30)는 기판(도 6의 38)과, 상기 기판 상의 복수개의 제 1 전극들(32)과, 상기 복수개의 제 1 전극들(32)에 각각 연결된 금속-절연체 전이 물질들(34)과, 상기 금속-절연체 전이 물질들(34) 사이에 직렬로 연결된 제 2 전극(36)을 포함할 수 있다. 제 1 전극들(32) 및 제 2 전극(36)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 탄탈륨(Ta), 또는 티탄(Ti)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 금속-절연체 전이 물질들(34)은 금속-절연체 전이(MIT) 특성을 가질 수 있다. 금속-절연체 전이 물질들(34)은 바나듐옥사이드을 포함할 수 있다. 금속-절연체 전이 물질들(34)는 사파이어 기판(미도시)에 약 100nm의 두께를 가질 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3의 금속-절연체 전이 소자(30)의 온도 변화에 따른 저항 및 전류의 변화를 각각 나타내는 그래프들이다.
도 4를 참조하면, 금속-절연체 전이 소자(30)는 상온에서 약 4 MΩ의 높은 저항을 갖고, 약 60도 정도의 고온에서 약 300 Ω의 낮은 저항상태로 전이 되는 금속-절연체 전이(MIT) 특성을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 바나듐옥사이드의 금속-절연체 전이 소자(30)는 상온에서 약 5 mA의 적은 전류를 흘리며, 약 70 도의 고온에서 약 80 mA의 큰 전류를 흘릴 수 있다. 여기서, 전원(24)은 24V의 전압을 제공할 수 있다. 금속-절연체 전이 물질(34)은 100 mm 정도의 길이와, 40 mm의 폭을 갖는다. 소자의 저항, 전류 특성은 길이와 폭을 적절하게 조절함으로써 임의대로 결정될 수 있다.
도 6은 도 3의 금속-절연체 전이 소자(30) 나타내는 사진이다.
도 6을 참조하면, 금속-절연체 전이 소자(30)는 기판(38) 상에 돌출될 수 있다. 금속-절연체 전이 소자(30)는 3f LED 패키지를 사용하여 패키징되고, 절연방수코팅으로 기판(38)에 고정될 수 있다. 기판(38)은 PCB를 포함할 수 있다.
도 7은 기판(38)의 배면(back surface)을 나타내는 사진이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 표시부(20)와 전원 커넥터(12)는 기판(38)의 배면에 실장(mounted)될 수 있다. 기판(38)은 사각형 모양을 가질 수 있다. 표시부(20)와 전원 커넥터(12)는 기판(38)의 모서리에 배치될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 전원 12: 전원 커넥터
20: 표시부 30: 금속-절연체 전이 소자
32: 제 1 전극들 34: 금속-절연체 전이 물질
36: 제 2 전극 38: 기판
100: 정류 회로 200: 써미스터
300: 싸이리스트

Claims (1)

  1. 전원;
    상기 전원에 연결되어 화재 발생을 표시하는 표시부; 및
    상기 전원에 연결되어 화재 발생을 감지하는 금속-절연체 전이(MIT) 소자를 포함하되,
    상기 금속-절연체 전이 소자는, 기판과 상기 기판 상의 복수개의 제 1 전극들과, 상기 제 1 전극들 각각에 연결된 바나듐옥사이드의 금속-절연체 전이 물질들과, 상기 금속-절연체 전이 물질들을 직렬로 연결하는 제 2 전극을 포함하는 화재감지시스템.
KR1020130028122A 2012-10-18 2013-03-15 화재감지 시스템 KR101923726B1 (ko)

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