KR20180101018A - 듀얼 히터 가스센서 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 전면 및 후면의 일부가 개방되고 상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징과 결합하여 수납 공간을 형성하는 베이스-상기 베이스는 서로 높이가 다른 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 경사면으로 연결됨-, 상기 베이스의 제1 영역의 상부면에 결합되고, 상기 하우징의 전면을 통해 유입되는 공기를 가열하는 제1 가스센서 및 상기 베이스의 제2 영역의 상부면에 결합되고, 상기 하우징의 후면을 통해 유출되는 공기에 포함된 특정 가스를 측정하는 제2 가스센서를 포함할 수 있다.

Description

듀얼 히터 가스센서 모듈{GAS SENSOR MODULE USING DUAL HEATER}
본 발명은 듀얼 히터 가스 센서 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 동일한 가스 센서를 이용하여 온도 변화에 적절히 대응함으로써 소비 전력을 감소시키기 위한 가스 센서 모듈에 관한 것이다.
산화물을 이용하는 반도체식 가스센서는 다른 방식의 가스센서에 비해 가스에 대한 감도가 높고 빠른 응답 속도를 가지며 제작이 용이할 뿐 아니라 적당한 촉매제의 첨가로 특정가스에 대한 선택성의 부여가 가능하다는 장점이 있다.
이러한 반도체식 가스센서는 유해가스가 산화물 반도체의 감지막 표면에 노출되면 흡착 및 탈리에 의한 산화물 표면에서의 전기전도성이 변하는 성질을 이용한 것이며, 유해가스를 검출하기 위해서는 감지막을 이루는 감지물질의 온도를 300 이상으로 균일하게 유지시켜야 한다.
따라서 감지막을 일정 온도 이상으로 유지하기 위한 히터가 필요하고 그에 따른 많은 전력이 소모되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 CMOS 또는 CMOS-MEMS 기술을 이용한 마이크로 센서를 적용하고 있으며, 소형화, 경량화, 저전력화, 빠른 반응속도, 대량화, 낮은 제조단가 등의 장점이 있기 때문에 연구개발이 집중되고 있다.
또한 가스센서의 저전력화 및 감도 향상을 위해 나노기술을 이용한 나노크기의 가스 감지막 개발에 대한 연구도 활발히 진행되고 있고 반도체식 가스센서의 가스 감응 특성은 표면 반응에 의한 것이므로 나노물질을 이용한 가스센서는 나노물질의 높은 비표면적으로 인해 벌크 감지막과 비교하여 상대적으로 낮은 동작온도에 기인한 저전력화와 높은 감도 특성을 나타내는 장점을 가진다.
하지만 가스센서용 나노 감지막을 생산하기 위해서는 상당한 축적된 기술력이 필요하고 제조단가가 비싸지는 문제점이 있다.
가스센서용 감지막을 이루는 대표적인 물질은 SnO2 가 있으며, SnO2는 여러 종류의 기체에 우수한 반응특성을 나타내는 물질이지만 SnO2 만으로는 선택적 소비전력 안정성에서 단점이 있다. 따라서 다양한 촉매제를 부가하여 특정기체에 대한 감응 특성을 높이도록 한다. 대표적으로 CuO는 CO, H2S와 같은 특정기체에서 높은 감도를 나타낸다.
가스센서는 보통 특정한 유해가스를 검출하기 위해 설치되기 때문에 특정가스에 대한 감응 특성을 높이기 위해서는 적절한 촉매제가 사용되어야 하며, 이를 위해서는 감지막의 비표면적을 높일 수 있도록 해야 하고 가스센서의 동작온도를 낮춰 소비전력을 최소로 하는 것이 중요하다.
우리가 생활하는 주변 환경에는 수많은 가스가 존재하고 있으며 인체에 무해한 가스부터 유해한 가스가 있다. 이러한 유해한 가스는 일반가정, 업소, 공사장에서의 가스사고, 산업체에서의 가스사고 등에서 나타나고 있으며 이러한 가스를 빠르게 확인하고 빠르게 대처한다면 피해가 최소할 될 수 있다. 이에 각각의 가스에 효과적으로 대응하기 위해 물질의 물리적, 화학적 성질을 이용한 가스센서가 개발되어 사고에 대한 방지, 농도 측정, 경보 등에 사용 되고 있다.
가스센서는 크게 반도체 방식, 고체 전해질 방식, 전기화학식, 접촉연소식, 수정발전식 등으로 구분하고 있으며 이는 물성이나 현상으로 구분하느 방법이다. 이러한 방식에 감지재의 재료에 따라 측정 및 감지 할수 있는 가스가 결정된다.
반도체식 가스센서는 세라믹 반도체 표면에 감지재를 통과한 가스에 따른 전기전도도의 변화를 이용하는 방법이 일반적이며 감지재로 많이 사용되는 물질로는 산화주석(SnO2)을 많이 사용한다. 반도체 방식에서 감지재의 중요성은 이루 말할 것이 없으나 이러한 감지재가 가스와 효과적이고 효율적으로 반응하기 위한 히터의 중요성은 가스센서 개발의 핵심이라 이야기 할 수 있다.
현재 개발되고 상용화가 빠르게 이루어 지고 있는 반도체식 가스센서의 히터는 휴대폰 및 IOT 대응을 위해서 MEMS 형태로 구현되고 있다. MEMS 타입의 히터는 저전력 구현에 핵심이 되고 있으며 소형화에 기반이 되고 있다. 이러한 MEMS타입의 히터의 구동에 따라 같은 감지재의 센서에 라도 측정할 수 있는 가스가 달라지기도 한다. 감지재가 원하는 온도에 빠르고 안전하게 도달하게 된다며 가스센서는 정확하고 빠른 반응을 할 수 있다. 히터는 구동은 가스센서의 성능의 주요 지표가 되며 그러한 연고로 히터 구동및 활용은 가스센서의 중요한 요소가 된다. 구동에 따라 히터의 수명에 영향을 주게되며 센서 장기 신뢰성 및 수명에 대한 주요한 인자이기도 하다.
본 발명의 일 과제는, 가스 센서에서 반응속도, 균일한 공기 흐름 유지 및 잔여 가스 제거가 용이한 가스 센서 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 히터 온도 특성을 이용하여 외부 온도 변화에 신속하게 대응할 수 있는 가스 센서 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 전면 및 후면의 일부가 개방되고 상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징과 결합하여 수납 공간을 형성하는 베이스-상기 베이스는 서로 높이가 다른 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 경사면으로 연결됨-, 상기 베이스의 제1 영역의 상부면에 결합되고, 상기 하우징의 전면을 통해 유입되는 공기를 가열하는 제1 가스센서 및 상기 베이스의 제2 영역의 상부면에 결합되고, 상기 하우징의 후면을 통해 유출되는 공기에 포함된 특정 가스를 측정하는 제2 가스센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 상기 하우징의 전면에 설치되고, 상기 하우징의 전면을 통해 유입되는 공기를 상기 하우징의 후면 방향으로 이동시키는 마이크로 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 상기 제1 가스센서는 감지재를 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 상기 하우징의 후면 개구부는 전면 개구부보다 지면으로부터 높은 곳에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈 동작시 오프셋 값으로 설정되는 구동 저항 값과 구동 전압 값으로 상기 제2 가스센서를 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 상기 제어부는, 기 정해진 시간 이후 상기 제2 가스센서 주변 온도를 측정하고, 온도 변화가 감지되면 상기 제1 가스센서의 저항 변화 값을 리드하고, 상기 제1 가스센서의 저항 변화 값에 대응하여 상기 제2 가스센서의 구동 저항 값및 구동 전압 값을 변경시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 상기 하우징과 상기 베이스는 접합부를 통해 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 상기 베이스의 상부면 및 하부면에는 상기 제1 가스센서 및 상기 제2 가스센서의 전기적 연결을 용이하게 하기 위한 금속부가 실장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 다음과 같다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 일 실시 예에 따르면, 공기 유입부에 마이크로 펌프를 추가하여 가스 센서에서 반응속도, 균일한 공기 흐름 유지 및 잔여 가스를 신속하게 제거하는 기술적 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따르면, 동일한 가스 센서 2개를 이용하여, 하나를 기준 센서로 사용하고 다른 하나를 측정 센서로 사용함으로써, 기준 값의 정확도를 높여 센서 정확도를 향상시키는 기술적 효과가 있다.
도 1은 반도체식 가스센서의 일 예시의 단면도이다.
도 2는 반도체식 가스센서 기판의 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 공기 유입구 및 유출구를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 반도체식 가스센서의 일 예시의 단면도이다.
본 발명에 의한 반도체식 가스센서는 소정의 기판(100)상에 복수개의 히터와 전극(110)이 마련되며, 기판(100)상의 활성영역에 제1박막물질과 제2박막물질이 차례대로 증착된 후 열산화시킴으로써 제1박막(200a)과 제2박막(200b)으로 이루어지는 이종산화물 감지막(200)이 형성된다.
특히, 본 발명에서 제1박막(200a)은 돌출부(210)와 홈부(220)가 반복되면서 형성되며, 돌출부(210)는 두께가 두꺼운 부분이고 홈부(220)는 두께가 얇은 부분을 의미한다. 따라서 기판(100)상의 활영영역에 형성되는 제1박막(200a)은 교대로 돌출부(210)와 홈부(220)가 한 번 이상 반복되면서 형성된다.
바람직하게 제1박막물질은 Sn이며, 제2박막물질은 Cu가 되고, 제1박막물질과 제2박막물질이 증착된 후 열산화 과정을 거치게 되면 제1박막과 제2박막이 결합된 이종 산화물 감지막이 형성된다. 열산화를 통해 형성되는 제1박막(200a)은 SnO2 이며, 제2박막(200b)은 CuO 가 된다. 제1박막(200a)이 이종산화물 감지막(200)을 이루는 주물질이 되고 제2박막(200b)은 촉매제로서 기능하게 된다. 즉, 제2박막(200b)은 특정가스에 대한 가스센서의 감응 특성을 높이기 위해 첨가되는 물질이다.
제1박막(200a)과 결합되는 제2박막(200b)은 제1박막(200a)의 형태와 같이 요철 형태를 이룰 수 있고 혹은 제2박막(200b)은 매끈한 평면을 이루는 것일 수도 있다.
기본적으로 본 발명에서는 제1박막(200a)이 돌출부(210)와 홈부(220)로 이루어지기 때문에 제1박막(200a) 위에 결합되는 제2박막(200b)은 제1박막(200a)의 형태와 같이 요철을 이루는 것일 수 있다.
이 경우 제2박막(200b)의 두께는 위치에 관계없이 전체적으로 동일한 두께를 이루게 된다.
제1박막(200a)을 덮게 되는 제2박막(200b)이 전체적으로 매끈한 평면을 이루도록 하는 경우에는 제1박막(200a)의 돌출부(210) 영역 위의 제2박막(200b)의 두께는 얇고 제1박막(200a)의 홈부(220) 영역 위의 제2박막(200b)의 두께는 두껍게 된다.
즉, 제2박막(200b)이 제1박막(200a)의 홈부(220)를 메우면서 전체적으로 균일한 높이가 되도록 제2박막(200b)이 형성될 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 반도체식 가스센서는 바람직하게 이종산화물 감지막(200)이 200의 작동온도를 갖는 것으로 한다.
공지의 가스센서의 경우 보통 300 ~ 400의 작동온도에서 특정가스에 대한 감도 특성이 최고가 되지만 본 발명의 경우 200 에서 가스에 대한 검출 감도 특성이 최대가 되므로 소비전력을 낮출 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 본 발명은 제1박막(200a)을 돌출부(210)와 홈부(220)가 교대로 반복 형성되게 하므로 이종산화물 감지막(200)의 비표면적을 최대화할 수 있다는 장점이 있고, 제1박막(200a) 위에 결합되는 제2박막(200b)의 결합강도도 높아질 수 있다는 장점이 있다.
준비된 소정의 기판(100)에 제1박막물질을 증착시키고 그 위에 제2박막물질을 증착시킨 후 열을 가하여 열산화시키면 제1박막(200a)과 제2박막(200b)으로 이루어지는 이종산화물이 감지막(200)이 형성된다.
보다 구체적으로 기판(100)상의 활성영역에 제1박막물질이 증착되도록 하되, 제1박막물질은 두께가 두꺼운 돌출부(210)와 두께가 얇은 홈부(220)가 반복되면서 형성되도록 한다.
제1박막물질이 형성되면 그 상면에 제2박막물질을 증착시키게 되며, 이후 대략 800에서 8시간 동안 열산화시키면 제1박막(200a)과 제2박막(200b)이 결합된 이종산화물 감지막(200)이 형성되는 반도체식 가스센서를 제조할 수 있게 된다.
여기에서 제1박막(200a)은 SnO2이고, 제2박막(200b)은 CuO 가 된다.
그리고 Sn을 포함하는 제1박막물질은은 Sn의 용융점이 230 이므로 열증착(Thermal evaporation)법으로 증착하며, Cu를 포함하는 제2박막물질은 상대적으로 융점이 높은 관계로(Cu의 용융점은 1080 임) 전자빔 증착(Ebeam evaporation)을 하도록 한다.
도 2는 반도체식 가스센서 기판의 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예가 적용되는 소정의 기판(100)은 실리콘 기판을 기본으로 하게 되며, 질화막 증착 단계(S1), 패터닝 단계(S2), 식각단계(S3), 리프트-오프 단계(S4), 부동태 단계(S5) 및 활성영역 형성단계(S6)로 이루어진다.
질화막 증착단계(S1)는 준비된 실리콘 플레이트(120)의 상하면에 질화막(130)을 증착시키는 과정이며, 패터닝단계(S2)는 실리콘 플레이트(120)에 증착된 하부측 질화막(130)의 일부는 부분적으로 제거하는 것으로 RIE(Reactive ion etching) 을 통해서 질화막을 제거하도록 한다.
실리콘 플레이트(120)의 하부측 질화막(130)을 부분적으로 제거한 다음 식각단계(S3)를 통해서 실리콘 플레이트(120)를 제거하게 된다.
식각단계(S3)에서는 KOH 용액을 이용하여 식각하도록 한다.
다음으로 실리콘 플레이트의 상면의 질화막(130) 위에 히터와 전극(110)을 형성시키는 리프트-오프 단계(S4)가 수행된다.
리프트-오프 단계(S4)는 마스크를 이용하여 질화막(130) 위에 히터와 전극(110)을 형성시키는 것이다.
질화막(130) 위에 히터와 전극(110)들이 형성되면 부동태 단계(S5)로 히터 및 전극(110)이 덮이도록 SiO2 증착막(140)을 형성시키게 된다.
부동태 단계(S5)로 전극과 히터(110)들은 서로 독립되게 확실한 절연이 이루어진다.
다음으로 RIE를 통해서 SiO2 증착막(140)의 일부를 제거하여 상기 히터 및 전극이 노출되게 하는 활성영역 형성 단계(S6)가 뒤따른다.
상술한 바와 같은 과정을 통해서 활성영역을 갖는 기판(100)이 완성되면 상기 기판의 활성영역에 이종산화물 감지막(200)을 형성시키게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈(300)은 2개의 반도체식 가스센서(310, 320) 및 공기의 유입을 조절하는 마이크로 펌프(330)를 포함할 수 있다.
그리고, 듀얼 히터 가스 센서 모듈(300)의 전면부와 후면부에는 공기가 유입되는 유입구 및 공기가 유출되는 유출구가 포함될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 가스센서(310)와 제2 가스센서(320)는 지면을 기준으로 서로 다른 높이에 위치할 수 있다.
즉, 듀얼 히터 가스 센서 모듈(300)은 제1 가스센서(310) 및 제2 가스센서(320) 사이에 높이차를 가지도록 중간에 단차 구조를 형성할 수 있다.
제1 가스센서(310)는 반도체식 가스센서로서 측정센서에서 감지재가 제외되어 있는 형태로 기준센서 역할을 수행할 수 있다.
제2 가스센서(320)는 반도체식 가스센서로서 타겟가스를 측정하기 위한 히터와 감지전극 감지재가 올라간 측정센서 역할을 수행할 수 있다.
감지재가 제외된 제1 가스센서(310)의 히터부는 정확한 구동을 위한 기준값 제공 기능 및 제2 가스센서(320)의 센서부에서 가스의 반응을 빠르게 하기 위해 공기의 온도를 올리며 온도차에 의한 공기의 흐름을 만들 수 있다.
제1 가스센서(310)의 히터부에 따라 가열된 공기는 단차구조를 통해 상승 및 이동할 수 있다.
또한, 제1 가스센서(310)는 기준센서로서 역할을 수행하고, 히터의 상태 및 수명예측에 활용될 수 있다.
마이크로 펌프(330)는 가스 센서에서의 반응속도 조절, 균일한 공기 흐름 방향 및 흐름 유지, 그리고 잔여가스의 빠른 배출에 의한 리프레쉬(refresh) 기능을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 마이크로 펌프(330)로 유입된 공기는 제1 가스센서(310)에서 히터 구동을 통하여 전체적인 온도의 상승을 이루며 압력차를 발생 시킬 수 있다.
마이크로 펌프(330)의 흐름과 온도상승의 압력차의 발생은 가열된 공기의 빠른 흐름과 제2 가스센서(320)의 센싱부에서 감지재와 반응하는 시간의 단축 및 시스템내에 빠른 흐름을 이끌어낼 수 있다.
그리고, 상기 빠른 흐름은 시스템내에 잔여가스의 없음을 이끌어내게 되며 이는 가스 센서 모듈의 빠른 리플래쉬를 만들어낼 수 있는 기술적 효과가 있다.
가스 센서 모듈의 공기의 유동로는 직선의 형태를 이루지 않는데 이는 제1 가스센서(310)의 발생된 열원에서 가열된 가스의 제2 가스센서(320)로의 빠른 흐름과 역류가 이뤄지지 않게 단차를 적용할 수 있다.
이를 통해 마이크로 펌프(330)로 유입-히팅-가열된 공기의 상승구간-측정의 흐름을 가질 수 있다.
마이크로 펌프(330)는 저전력 구동시 전력 상승의 요인일 될 수 있다.
이에 제1 가스센서(310)의 열원발생이 압력차의 발생으로 흐름을 만들 수 있으므로 선택적인 첨가를 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 공기 유입구 및 유출구를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 듀얼 히터 가스 센서 모듈(300)의 전면부 중앙에 공기 유입구(610)가 구비될 수 있다.
공기 유입구(610)는 필터가 적용될 수 있고, 수분 방지 및 타겟 가스의 선택 역할을 수행할 수 있다.
또한, 듀얼 히터 가스 센서 모듈(300)의 후면부에는 사각형 형태의 공기 유출구(620)가 형성될 수 있다.
공기 유출구(620)도 필터가 적용될 수 있고, 듀얼 히터 가스 센서 모듈 내의 잔여가스의 원활한 배출과 후면으로부터 들어올 수 있는 외부 공기 유입을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
종래 가스 센서 모듈의 경우 외부온도가 변화가 있어도 이를 반영하지 못하게 된다.
즉, 외부 온도 영향으로 구동 타켓 온도보다 낮거나 높은 온도에서 구동이 일어나게 되고 이에 정확한 감도가 아닌 변화된 감도로 측정이 된다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 의한 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 제1 가스센서(310)에서 저항의 변화를 확인하고 이를 보정하는 저항 값과 전압을 변경하여 제2 가스센서(320)를 구동할 수 있다.
따라서, 주변온도가 변하더라도 설정된 감도를 유지하여 정확한 측정을 진행할 수 있다.
종래에도 온도 센서를 설치하고 이를 보정용으로 사용되는 방법도 있기는 하다. 하지만 이는 외부의 온도 변화만을 반영하게 되는것이며 이로 인한 가스센서의 감지재 및 히터 자체의 영향은 배제되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 온도변화에 따른 영향을 측정센서와 동일 구조를 가지는 기준센서의 변화를 확인하는 방법이기에 더 정확한 보정이 가능하다
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 듀얼 히터 가스 센서(300)를 구동할 때, 가장 먼저 제1 가스센서(310) 및 제2 가스센서(320)의 구동 저항 값을 설정할 수 있다(S710).
그리고, 상기 설정한 구동 저항 값에 대응하여 타겟 가스를 측정하기 위한 구동 전압 값을 설정할 수 있다(S720).
그리고, 외부 온도 변화 여부를 센싱할 수 있다(S730).
상기 외부 온도 변화 센싱 결과, 외부 온도 변화가 없으면 상기 설정한 구동 저항 값 및 구동 전압 값을 유지할 수 있다(S740).
반면 상기 외부 온도 변화 센싱 결과, 외부 온도 변화가 있으면 제1 가스센서(310)의 저항 변화를 체크할 수 있다(S752).
그리고, 상기 제1 가스센서(310)의 저항 변화에 따라 구동 저항 값을 변경할 수 있고(S754), 변경된 구동 저항 값에 따라 전력 소모를 낮추기 위해 구동 전압 값을 변경할 수 있다(S756).
따라서, 외부 온도가 변화하는 경우에도 기준 센서 기능을 하는 제1 가스센서(310)의 저항 변화를 통해 빠르게 제2 가스센서(320)의 구동 저항을 변경시킴으로써, 전력 소모 감소를 극대화하는 기술적 효과가 있다.
유로 발생 방법의 경우, 도 3에서 설명한 제1 가스센서(310)의 히터를 통한 유로 발생 방법의 경우 단차에 의한 물리적인 유로의 방법이 한 예시가 될 수 있다.
이는 효과적인 흐름을 만들수 있으나 이는 구현에 난이도 동반 될 수 있다.
본 발명의 핵심적 특징은 제1 가스센서(310)의 측정가스 온도 상승과 온도 흐름에 따른 유로의 발생이 하나이다.
이에 단차가 없더라도 동일선상에 있더라도 온도차에 의한 유로 발생은 나타나게 되는 파생되는 구조도 가능하다.
정리하자면 기준열원과 이를 통한 유로발생을 가지고 열원은 유로 발생의 핵이 되며 열원은 타겟 가스의 온도상승을 유발하여 측정센서의 반응성 향상을 이끄는 구조를 가지는 것이 본 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 가장 큰 기술적 특징 중 하나 일 수 있다.
상기와 같이 설명된 듀얼 히터 가스 센서 모듈은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 듀얼 히터 가스 센서 모듈에 있어서,
    전면 및 후면의 일부가 개방되고 상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징과 결합하여 수납 공간을 형성하는 베이스-상기 베이스는 서로 높이가 다른 제1 영역 및 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 경사면으로 연결됨-;
    상기 베이스의 제1 영역의 상부면에 결합되고, 상기 하우징의 전면을 통해 유입되는 공기를 가열하는 제1 가스센서; 및
    상기 베이스의 제2 영역의 상부면에 결합되고, 상기 하우징의 후면을 통해 유출되는 공기에 포함된 특정 가스를 측정하는 제2 가스센서를 포함하는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 전면에 설치되고, 상기 하우징의 전면을 통해 유입되는 공기를 상기 하우징의 후면 방향으로 이동시키는 마이크로 펌프를 더 포함하는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가스센서는 감지재를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 후면 개구부는 전면 개구부보다 지면으로부터 높은 곳에 위치하는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 듀얼 히터 가스 센서 모듈 동작시 오프셋 값으로 설정되는 구동 저항 값과 구동 전압 값으로 상기 제2 가스센서를 설정하는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 정해진 시간 이후 상기 제2 가스센서 주변 온도를 측정하고,
    온도 변화가 감지되면 상기 제1 가스센서의 저항 변화 값을 리드하고,
    상기 제1 가스센서의 저항 변화 값에 대응하여 상기 제2 가스센서의 구동 저항 값및 구동 전압 값을 변경시키도록 제어하는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 베이스는 접합부를 통해 결합되는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스의 상부면 및 하부면에는 상기 제1 가스센서 및 상기 제2 가스센서의 전기적 연결을 용이하게 하기 위한 금속부가 실장되는,
    듀얼 히터 가스 센서 모듈.
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