KR20210129906A - 가스 감지기 및 가스 감지기 교정 방법 - Google Patents
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Abstract
가스 감지기의 감도가 감소된 정도를 판단하고, 판단된 감도의 감소 정도를 기초로 가스 감지기로부터 측정되는 가스의 농도를 교정하는 가스 감지기 및 가스 감지기 교정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기는 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성하는 가스센서 유닛과, 상기 측정 값을 측정 데이터로 변환하고, 측정 데이터를 출력하는 MCU를 포함하고, 상기 MCU는, 교정 모드에서, 표준 가스의 주입에 응답하여 소정의 시간 동안 측정 데이터를 생성하고, 순차적으로 생성되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하고, 상기 교정 대상 측정 데이터와 상기 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성하고, 상기 교정식에 기초하여 교정된 측정 데이터를 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기는 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성하는 가스센서 유닛과, 상기 측정 값을 측정 데이터로 변환하고, 측정 데이터를 출력하는 MCU를 포함하고, 상기 MCU는, 교정 모드에서, 표준 가스의 주입에 응답하여 소정의 시간 동안 측정 데이터를 생성하고, 순차적으로 생성되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하고, 상기 교정 대상 측정 데이터와 상기 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성하고, 상기 교정식에 기초하여 교정된 측정 데이터를 출력한다.
Description
본 발명은 가스 감지기 및 가스 감지기 교정 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 가스 감지기의 감도가 감소된 정도를 판단하고, 판단된 감도의 감소 정도를 기초로 가스 감지기로부터 측정되는 가스의 농도를 교정하는 가스 감지기 및 가스 감지기 교정 방법에 관한 것이다.
우리 생활환경에는 많은 종류의 위험한 가스가 존재하고 있으며, 최근 일반가정, 업소, 공장에서의 가스사고, 탄광, 화학플랜트 등에서 폭발사고 및 오염 공해 등이 잇따르고 있다.
인간의 감각기관으로는 위험 가스의 농도를 정량화하거나 가스의 종류를 판별하기는 매우 어렵다. 이에 대응하기 위해 물질의 물리적, 화학적 성질을 이용한 가스 감지기가 개발되어 가스의 누설감지, 농도의 측정 기록, 경보 등에 사용되고 있다.
가스 감지기는 접촉연소식 가스센서가 사용될 수 있고, 접촉연소식 가스센서는 가연성 가스와 산소와 반응하여 발생하는 반응열을 전기신호로 변환해서 가스를 감지할 수 있다.
접촉연소식 가스센서는 가스가 촉매를 열화시켜 가스를 감지하는 감도가 감소될 수 있다. 이런 경우 가스 감지기는 실제 가스의 농도보다 더 낮은 농도의 값을 출력하게 되는 문제가 있다.
그러나, 가스 감지기를 매번 교체하기에는 많은 비용과 시간이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스 감지기의 감도가 감소된 정도를 판단하고, 판단된 감도의 감소 정도를 기초로 가스 감지기로부터 측정되는 가스의 농도를 교정하는 가스 감지기 및 가스 감지기 교정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기는 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성하는 가스센서 유닛과, 측정 값을 측정 데이터로 변환하고, 측정 데이터를 출력하는 MCU를 포함하고, MCU는, 교정 모드에서, 표준 가스의 주입에 응답하여 소정의 시간 동안 측정 데이터를 생성하고, 순차적으로 생성되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하고, 교정 대상 측정 데이터와 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성하고, 교정식에 기초하여 교정된 측정 데이터를 출력할 수 있다.
또한, 앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기 교정 방법은 표준 가스의 주입에 응답하여 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성하는 단계와, 측정 값에 대응하여 순차적으로 생성되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하는 단계와, 교정 대상 측정 데이터와 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성하는 단계와, 교정식에 기초하여 교정된 측정 데이터를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기 및 가스 감지기 교정 방법은 가스 감지기의 감도가 감소된 정도를 판단하고, 판단된 감도의 감소 정도를 기초로 가스 감지기로부터 측정되는 가스의 농도를 교정할 수 있다.
또한, 가스 감지기를 교체하거나, 별도로 가스 감지기의 감도를 조정하지 않더라도 정확도가 개선된 가스 농도를 판단할 수 있다.
또한, 교정식에 의해 교정이 적용된 출력 데이터를 디스플레이에 출력함에 따라 사용자는 별도의 교정없이 가스의 농도를 한눈에 파악할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시간에 따른 가스 농도 및 전압의 크기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터셋을 생성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 각 데이터셋의 평균 및 데이터셋간의 편차를 산출하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 데이터셋을 선택하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 측정 데이터를 선택하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 측정 데이터에 따른 가스 농도를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 농도에 따른 교정 대상 측정 데이터 및 표준 측정 데이터의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가스센서 감도 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 측정 데이터를 선택하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시간에 따른 가스 농도 및 전압의 크기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터셋을 생성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 각 데이터셋의 평균 및 데이터셋간의 편차를 산출하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 데이터셋을 선택하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 측정 데이터를 선택하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 측정 데이터에 따른 가스 농도를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 농도에 따른 교정 대상 측정 데이터 및 표준 측정 데이터의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가스센서 감도 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 측정 데이터를 선택하는 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기(1000)는 가스센서 유닛(100), MCU(200), 메모리(300), 디스플레이(400) 및 전원부(500)를 포함할 수 있다.
가스센서 유닛(100)은 특정 공간 내의 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 가스센서 유닛(100)은 특정 공간 내에 주입되는 표준 가스의 가스 농도를 감지하고, 표준 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성할 수 있다. 여기서, 가스센서 유닛(100)로부터 생성된 측정 값은 아날로그 신호 또는 디지털 신호의 형태로 MCU(200)로 전송될 수 있다. 이에, 가스센서 유닛(100)은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함할 수 있다. 또한, 가스센서 유닛(100)은 별도의 ADC를 통해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수도 있다. 별도의 ADC를 통해 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 경우, ADC가 변환된 디지털 신호를 MCU(200)로 전송할 수 있고, ADC에서 변환된 디지털 신호를 가스센서 유닛(100)이 수신하여 MCU(200)로 전송할 수도 있다. 한편, 가스센서 유닛(100)은 아날로그 신호를 MCU(200)로 전송할 수 있고, MCU(200)에서 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 가스센서 유닛(100)은 접촉연소식 가스센서를 포함할 수 있고, 접촉연소식 가스센서를 포함하는 가스센서 유닛(100)의 경우, 가스에 의해 가스센서의 촉매가 열화되어 가스를 감지하는 감도가 둔해질 수 있다. 예컨대, 동일한 가스 농도에 대해 감지할 때, 초기의 가스센서 유닛(100)의 경우 실제 가스 농도와 유사하게 가스 농도를 감지하는 반면, 감도가 둔해진 가스센서 유닛(100)의 경우 실제 가스 농도보다 낮게 가스 농도를 감지할 수 있다. 이런 경우, 가스센서 유닛(100)은 실제 가스 농도의 비해 더 낮은 가스 농도를 출력하게 되어 정확하게 가스 농도를 측정할 수 없게 될 수 있다. 한편, 가스센서 유닛(100)의 감도가 감소될 때마다 가스 감지기(1000)를 교환하는 것은 비용적, 시간적 측면에서 효율적이지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기(1000)는 가스센서 유닛(100)의 감도가 감소된 정도를 판단하여 가스센서 유닛(100)으로부터 생성되는 출력 데이터를 교정해줄 수 있다. 이로 인해, 가스 감지기(100)는 가스센서 유닛(100)에서 생성되는 측정 값을 교정함으로써, 가스 감지기(1000)를 교환하지 않고도 정확한 가스 농도를 출력할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 감지기(1000)는 가스센서 유닛(100)의 감도를 직접적으로 보정하는 것이 아닌 가스센서 유닛(100)으로부터 출력되는 값을 교정하여 표시해주는 것일 수 있다. 예컨대, 가스 감지기(1000)는 가스센서 유닛(100)의 감도가 0.5배 감소된 것으로 판단되는 경우, 가스센서 유닛(100)에서 출력되는 값의 2배를 가스 농도로써 표시할 수 있다. 이로 인해, 사용자는 감도가 교정된 값을 확인함으로써 별도의 계산이나, 조작 없이도 정확하게 가스 농도를 확인할 수 있다.
MCU(200)는 가스센서 유닛(100)에서 수신된 측정 값을 측정 데이터로 변환할 수 있다. MCU(200)가 가스센서 유닛(100)으로부터 수신하는 측정 값은 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다. 여기서, MCU(200)는 측정 값이 아날로그 신호인 경우, 디지털 신호로 변환하여 측정 데이터를 생성할 수 있다. 한편, MCU(200)는 측정 값이 디지털 신호인 경우, 디지털 신호를 변환하여 측정 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 측정 값과 측정 데이터는 다른 형태의 디지털 신호일 수 있으며, 동일한 형태의 디지털 신호일 수도 있다. MCU(200)는 변환된 측정 데이터를 출력할 수 있다. 이때, 측정 값과 측정 데이터 사이의 관계를 나타내는 계수를 상관 계수라 할 수 있다. 즉, 다시 말하면, 측정 데이터는 측정 값에 상관 계수를 적용함으로써 생성되는 데이터를 의미할 수 있다.
여기서, 측정 데이터는 전압의 크기를 나타내는 전압 데이터일 수 있고, 전압 데이터는 가스 농도에 비례할 수 있다. 예컨대, 가스 농도가 0%인 경우, MCU(200)에 의해 변환된 측정 데이터는 0V의 전압 신호일 수 있다. 또한, 가스 농도가 100%인 경우, MCU(200)에 의해 변환된 측정 데이터는 10V의 전압 신호일 수 있다. 즉, 가스센서 유닛(100)은 가스 농도가 작을수록 작은 값의 측정 값을 생성하고, 가스 농도가 클수록 큰 값의 측정 값을 생성할 수 있다. 이에 따라, MCU(200)는 측정 값에 비례하는 측정 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 가스 농도에 따른 전압의 크기는 이에 한정되지 않으며, 사용자의 설정, 입력 또는 가스 감지기(1000)의 제조 시의 설정에 따라 상이할 수 있다.
가스 감지기(1000)는 가스에 의해 점차 감도가 감소하게 될 수 있고, 이런 경우, MCU(200)는 교정 모드로 동작할 수 있다. 여기서, 교정 모드는 가스센서 유닛(100)의 감도가 감소된 정도에 따라 측정 데이터를 교정하여 출력하는 것일 수 있다.
구체적으로, MCU(200)는 교정 모드에서 표준 가스의 주입에 응답하여 소정의 시간 동안 측정 데이터를 생성할 수 있다. MCU(200)는 특정 공간 내에 주입된 표준 가스의 농도에 대응하는 측정 값을 가스센서 유닛(100)으로부터 수신할 수 있다. MCU(200)는 수신된 측정 값에 대응되는 측정 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 가스센서 유닛(100)은 일정 주기로 가스 농도를 감지함으로써, 일정 주기로 측정 값을 생성할 수 있다. 이로 인해, MCU(200)는 일정 주기로 측정 값을 수신함으로써 수신되는 측정 값에 대응되는 측정 데이터를 일정 주기로 생성할 수 있다.
MCU(200)는 순차적으로 생성되는 측정 데이터의 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택할 수 있다. 즉, 교정 대상 측정 데이터는 안정화 구간에서의 측정 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들면, 특정 공간에 표준 가스가 주입되면 표준 가스는 특정 공간 내에서 확산되고, 표준 가스가 특정 공간 내에서 모두 확산된 후(즉, 안정 상태에 도달하면)에 가스 감지기(1000)에서 생성되는 복수개의 측정 값은 모두 유사한 값일 수 있다. 이에 따라, MCU(200)는 표준 가스가 모두 확산된 상태일 때, 즉, 측정 데이터의 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 가스 감지기(1000)의 교정을 위해 이용함으로써 더 정확한 교정이 가능할 수 있다.
구체적으로, MCU(200)는 순차적으로 생성되는 측정 데이터를 일정 개수만큼 그룹핑하여 데이터셋을 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 순차적으로 생성되는 그룹핑된 데이터셋의 크기는 증가할 수 있으나, 동일할 수도 있다.
예컨대, MCU(200)는 일정 개수의 측정 데이터를 그룹핑하여 제1데이터셋을 생성하고, 측정 데이터를 추가하여 제2데이터셋을 생성할 수 있다. 이 경우, 제2데이터셋의 크기는 제1데이터셋의 크기보다 클 수 있다.
이 때, 제1데이터셋은 제2데이터셋보다 시간적으로 이전에 생성된 데이터셋일 수 있다. 즉, 제1데이터셋은 이전 데이터셋, 제2데이터셋은 현재 데이터셋으로 지칭될 수 있다.
한편, MCU(200)는 일정 개수의 측정 데이터를 그룹핑하여 제1데이터셋을 생성하고, 제1데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성되는 측정 데이터를 추가하여 제2데이터셋을 생성할 수 있다. 이 경우, 제1데이터셋과 제2데이터셋의 크기는 동일할 수 있다.
MCU(200)는 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터의 변화가 일정 미만일 때의 데이터 셋을 교정 대상 데이터셋으로서 선택할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 사이의 변화량을 판단하고, 판단 결과에 따라 교정 대상 데이터셋을 선택할 수 있다.
구체적으로, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함된 측정 데이터의 표준 편차를 계산하고, 데이터셋들 중에서 계산된 표준 편차가 제1기준 값 미만인 데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택할 수 있다.
또한, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함된 측정 데이터의 데이터셋 평균을 계산하고, 데이터셋 평균들 사이의 편차를 계산하고, 계산된 편차가 기준 편차 미만인 데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택할 수 있다.
구체적으로, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터의 데이터셋 평균을 산출할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 제1데이터셋에 포함되는 측정 데이터의 평균을 계산하여 제1데이터셋 평균을 산출하고, 제2데이터셋에 포함되는 측정 데이터의 평균을 계산하여 제2데이터셋 평균을 산출하고, 제3데이터셋에 포함되는 측정 데이터의 평균을 계산하여 제3데이터셋 평균을 산출할 수 있다.
MCU(200)는 인접된 데이터셋들간의 데이터셋 평균을 비교하여 편차를 산출할 수 있다. MCU(200)는 두 데이터셋의 데이터셋 평균의 차이를 계산함으로써 편차를 산출할 수 있다.
여기서, 인접된 데이터셋은 순차적으로 데이터셋이 생성될 때, 해당 데이터셋 이후에 생성된 데이터셋일 수 있고, 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 중 동일한 데이터의 개수가 가장 많은 데이터셋을 의미할 수도 있다. 예컨대, 제1데이터셋이 생성되고, 제2데이터셋이 생성된 경우 MCU(200)는 제1데이터셋 평균과 제2데이터셋 평균을 비교하여 편차를 산출할 수 있다. 또한, 제2데이터셋은 제1데이터에 포함되는 측정 데이터 중 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성된 특정 데이터가 추가된 것으로, 제2데이터셋과 제1데이터셋에 포함되는 측정 데이터는 각각 하나씩을 제외하고 모두 동일할 수 있다. 이에 따라, MCU(200)는 제1데이터셋 평균과 제2데이터셋 평균을 비교하여 편차를 산출할 수 있다.
MCU(200)는 인접된 데이터셋들간의 편차를 기 설정된 기준 편차와 비교할 수 있다. 여기서, 기준 편차는 상기 제2기준 값을 의미할 수 있다. MCU(200)는 편차와 기준 편차를 비교한 결과, 편차가 기준 편차 미만인 경우 해당 편차가 산출된 데이터셋들 중 가장 최근에 생성된 측정 데이터가 포함된 데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택할 수 있다. 예컨대, 제2데이터셋 평균 및 제3데이터셋 평균의 편차가 기준 편차 미만인 경우, MCU(200)는 제2데이터셋 및 제3데이터셋 중 교정 대상 데이터셋을 선택할 수 있다. 이때, 제3데이터셋은 제2데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성된 측정 데이터가 추가되어 생성된 것이므로, MCU(200)는 새롭게 생성된 측정 데이터가 포함된 제3데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택할 수 있다.
다만, 본 명세서에서 설명되는 교정 대상 데이터셋의 선택 방법은 위 설명된 방법에 한정되지 않으며, 교정 대상 데이터셋을 선택하는 데 있어서 데이터 사이의 변화량을 판단할 수 있는 다양한 기법들이 이용될 수 있다.
MCU(200)는 교정 대상 데이터셋에서 가장 최근에 생성된 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다.
MCU(200)는 가스 농도의 변화량이 일정 미만, 즉, 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다. 이때, 가스센서 유닛(100)으로부터 수신되는 측정 값에 대응되는 측정 데이터를 일정 개수만큼 그룹핑한 데이터셋을 이용할 수 있다. 데이터셋은 추가적으로 측정 데이터가 생성될 때마다 데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 추가적으로 생성된 측정 데이터를 포함시켜 생성될 수 있다. 이에 따라, 실시간으로 측정되는 가스 농도에 대한 측정 값을 반영할 수 있다.
또한, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로서 선택할 수 있다. 즉, 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 된 이후의 측정 데이터는 서로 유사한 것으로 볼 수 있다. 이에 따라, 측정 데이터의 변화가 크지 않다는 것을 알 수 있고, 측정 데이터와 비례하는 가스 농도 또한 변화가 크지 않다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 각 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 된 후 가장 최근에 수집된 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다.
MCU(200)는 교정 대상 측정 데이터와 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, MCU(200)는 표준 가스 및 표준 가스에 지시되는 표준 측정 데이터의 관계를 나타내는 상관 계수를 생성할 수 있다. 상관 계수는 특정 공간 내에 주입되는 표준 가스의 농도에 대해 미리 설정되어 있는 값일 수 있다. 예컨대, 표준 가스의 농도는 90%이며, 가스 농도가 90%일 때의 정상적인 가스센서 유닛(100)은 9V의 전압을 출력할 수 있다. 이에 따라, MCU(100)는 '1'을 상관 계수로 생성할 수 있다. 상관 계수는 가스 농도 및 측정 값에 대한 관계를 나타낼 수 있으며, 예컨대, 가스 농도 및 측정 값의 비율을 나타내는 값일 수 있다. 한편, 상관 계수는 가스 농도 및 측정 값의 비율에 한정되는 것이 아니다. 상관 계수는 MCU(200)에 저장되어 있을 수 있고, 사용자의 입력에 따라 생성될 수도 있다. 또한, 상관 계수는 메모리(300)에 저장되어 있을 수 있고, 생성되는 상관 계수가 메모리(300)에 저장될 수도 있다.
MCU(200)는 상기 상관 계수를 기초로 표준 측정 데이터에 적용할 교정식을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 교정 대상 측정 데이터에 대해서 생성되는 상관 계수의 값이 표준 측정 데이터에 대해서 생성된 상관 계수의 값과 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다.
예컨대, 표준 가스 농도가 90%일 때, 정상적인 가스센서 유닛(100)에서 생성되어야 하는 측정 값은 9V인데, 실제 가스센서 유닛(100)에서 생성된 측정 값은 4.5V일 수 있다. 이런 경우 가스 농도 및 측정 값에 대한 상관 계수는 0.5일 수 있다. 이때, MCU(200)는 측정 값에 대한 상관 계수가 1이 되도록 측정 값에 적용될 교정식을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 측정 값(측정 데이터)에 대한 상관 계수와, 표준 측정 값(표준 측정 데이터)에 대한 상관 계수의 값이 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, MCU(200)는 영점에서의 표준 측정 데이터 및 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 표준 측정 데이터를 이용하여 제1기울기를 산출할 수 있다. 여기서, 메모리(100)에는 가스 농도별 표준 측정 데이터가 저장되어 있을 수 있고, MCU(200)는 메모리(300)로부터 가스 농도별 표준 측정 데이터를 리드하여 가스 농도가 영점일 때의 표준 측정 데이터 및 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도 및 표준 측정 데이터를 식별할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 표준 측정 데이터와 영점일때의 표준 측정 데이터의 차이를 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도와 영점에서의 가스 농도의 차이를 나누어줌으로써 제1기울기를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 영점에서의 교정 대상 측정 데이터 및 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 교정 대상 측정 데이터를 이용하여 제2기울기를 산출할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 교정 대상 측정 데이터와 영점에서의 교정 대상 측정 데이터의 차이를 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도와 영점에서의 가스 농도의 차이를 나누어줌으로써 제2기울기를 산출할 수 있다.
여기서, 제1기울기 및 제2기울기를 산출하기 위한 영점 및 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도는 동일할 수 있다. 즉, 초기의 가스 감지기(1000)의 감도와 시간이 흐른 후의 가스 감지기(1000)의 감도를 비교하기 위해 동일한 가스의 농도일 때 전압의 크기를 비교하여야 하므로, 영점 및 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도는 동일하고, 가스 농도에 따라 표준 측정 데이터 및 교정 대상 측정 데이터만 상이할 수 있다.
MCU(200)는 산출된 제1기울기 및 제2기울기를 비교하고, 비교결과에 따라 교정 대상 측정 데이터가 표준 측정 데이터와 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1기울기가 3이고, 제2기울기가 1인 경우, MCU(200)는 교정식을 제2기울기×3으로 생성할 수 있다.
교정식은 제2기울기에 따른 교정 대상 측정 데이터의 크기가 제1기울기에 따른 표준 측정 데이터와 동일해지도록 하는 값일 수 있다. 여기서, 영점에서의 표준 측정 데이터 및 교정 대상 측정 데이터는 0V일 수 있다. 이에 따라, 제2기울기에 상수를 곱해줌으로써 교정 대상 측정 데이터는 측정 데이터와 동일해질 수 있다. 이에 따라, MCU(200)는 제2기울기에 상수를 곱하는 식을 교정식으로써 생성할 수 있다.
또한, MCU(200)는 영점에서의 측정 데이터 및 교정 대상 측정 데이터가 0V가 아닌 다른 동일한 값인 경우에도 교정 대상 측정 데이터가 교정 대상 측정 데이터와 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다. 또한, MCU(200)는 영점에서의 측정 데이터 및 교정 대상 측정 데이터가 0V가 아닌 서로 다른 값인 경우에도 교정 대상 측정 데이터가 측정 데이터와 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다.
생성된 교정식은 메모리(300)에 저장될 수 있다. 메모리(300)는 MCU(200)가 가스센서 유닛(100)으로부터 측정 값이 수신되면 저장된 교정식을 MCU(200)로 전송할 수 있고, MCU(200)는 메모리(300)로부터 수신된 교정식을 측정 값 또는 측정 데이터에 적용할 수 있다. 또한, MCU(200)는 측정 값 또는 측정 데이터에 교정식이 적용된 최종 측정 데이터를 디스플레이(500)로 제공할 수 있다.
전원부(400)는 MCU(200)에 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이(500)는 MCU(200)로부터 제공된 최종 측정 데이터의 크기를 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 가스 감지기(1000)의 감도가 교정된 최종 결과를 확인할 수 있다. 즉, 사용자는 별도의 계산이나 조작없이 디스플레이(500)에 표시되는 최종 전압만을 통해 가스의 농도를 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시간에 따른 가스 농도 및 전압의 크기를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, (a)는 시간에 따른 가스 농도를 나타내는 그래프이고, (b)는 가스농도에 따른 전압을 나타내는 그래프이다.
특정 공간에 표준 가스를 주입 시 표준 가스는 특정 공간 내에서 확산되게 된다. 이에 따라, 특정 공간 내의 가스를 감지하기 위한 가스 감지기(1000)에서 표준 가스의 농도를 측정 시 가스의 농도는 비선형적으로 증가하게 될 수 있다. 그러나, 일정 시간(t)이 도과하게 되면 표준 가스는 특정 공간 내에 모두 확산되게 되고, 이에 따라, 가스 감지기(1000)로부터 측정되는 가스 농도의 변화량은 작아질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면 가스 감지기(1000)로부터 측정되는 가스 농도의 변화량이 일정 미만이 되는 시점(t)에서의 가스농도(c)를 이용하여 가스 감지기(1000)의 감도를 교정할 수 있다. 이에 따라, 가스 농도의 변화량이 일정 미만이 되는 시점(t)에서의 가스 농도를 식별하는 것이 중요하다.
이때, (b)에 따르면, 가스 농도 및 전압은 비례할 수 있다. 전압은 가스 농도를 직관적으로 판단할 수 있도록 표시하는 값일 수 있다. 즉, 가스 농도가 커질수록 전압 또한 커지도록 표시될 수 있고, 이에 따라 가스 농도 및 전압은 비례관계일 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 전압은 측정 데이터를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 가스 농도의 변화량이 일정 미만이 되는 시점(t)에서의 가스 농도가 식별되면, 가스 농도와 비례되는 측정 데이터 또한 식별이 가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터셋을 생성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, MCU(200)는 가스센서 유닛(100)으로부터 생성되는 측정 값에 대응되는 측정 데이터를 생성할 수 있다. 측정 값은 일정 시간 간격으로 가스센서 유닛(100)으로부터 생성되어 MCU(200)로 전송될 수 있고, MCU(200)는 측정 값이 수신될 때마다 순차적으로 측정 데이터를 생성할 수 있다.
예컨대, MCU(200)는 가스센서 유닛(100)으로부터 수신된 측정 값에 대응하는 측정 데이터 V20, V21, V22, V23, V24, V25, V26, V27를 생성할 수 있다. 여기서, V20의 경우, 가스 농도가 0%일 때 측정된 데이터일 수 있다.
MCU(200)는 생성된 측정 데이터를 일정 개수만큼 그룹핑하여 데이터셋(DS)을 생성할 수 있다. 여기서, 측정 데이터를 4개씩 그룹핑하여 데이터셋을 생성하는 것으로 설명하였으나, 데이터셋에 포함되는 데이터의 개수는 4개로 한정되지 않고, 더 많거나 적을 수 있다.
MCU(200)는 순차적으로 수신되는 측정 값에 의해 순차적으로 측정 데이터를 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 순차적으로 측정 데이터 V20, V21, V22, V23이 생성되면 측정 데이터 V20, V21, V22, V23을 그룹핑하여 제1데이터셋(DS1)을 생성할 수 있다. 또한, MCU(200)는 새롭게 측정 데이터 V24가 생성되면, V20을 제외하고, 새롭게 생성된 측정 데이터 V24를 포함하여 제2데이터셋(DS2)을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 V21, V22, V23, V24를 그룹핑하여 제2데이터셋(DS2)을 생성할 수 있다.
또한, MCU(200)는 새롭게 측정 데이터 V25가 생성되면, V21을 제외하고, 새롭게 생성된 측정 데이터 V25를 포함하여 제3데이터셋(DS3)을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 V22, V23, V24, V25를 그룹핑하여 제3데이터셋(DS3)을 생성할 수 있다.
또한, MCU(200)는 새롭게 측정 데이터 V26가 생성되면, V22을 제외하고, 새롭게 생성된 측정 데이터 V26를 포함하여 제4데이터셋(DS4)을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 V23, V24, V25, V26를 그룹핑하여 제4데이터셋(DS4)을 생성할 수 있다.
또한, MCU(200)는 새롭게 측정 데이터 V27가 생성되면, V23을 제외하고, 새롭게 생성된 측정 데이터 V27를 포함하여 제5데이터셋(DS5)을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 V24, V25, V26, V27를 그룹핑하여 제5데이터셋(DS5)을 생성할 수 있다.
도 3에서 제5데이터셋(DS5)까지 생성되었다고 할 때, 제5데이터셋(DS5)은 현재 데이터셋이라고 지칭될 수 있고, 제1 내지 제4데이터셋(DS4)는 이전 데이터셋이라고 지칭될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 각 데이터셋의 평균 및 데이터셋간의 편차를 산출하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, MCU(200)는 각 데이터셋들의 데이터셋 평균을 산출할 수 있다. MCU(200)는 각 데이터셋에 포함된 측정 데이터의 평균을 산출함으로써 데이터셋 평균을 산출할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 제1데이터셋(DS1)의 경우, 측정 데이터 V20, V21, V22, V23의 평균을 산출함으로써 제1데이터셋 평균(A1)을 산출할 수 있다. 또한, MCU(200)는 제2데이터셋(DS2)의 경우, 측정 데이터 V21, V22, V23, V24의 평균을 산출함으로써 제2데이터셋 평균(A2)을 산출할 수 있다. 또한, MCU(200)는 제3데이터셋(DS3)의 경우, 측정 데이터 V22, V23, V24, V25의 평균을 산출함으로써 제3데이터셋 평균(A3)을 산출할 수 있다. 또한, MCU(200)는 제4데이터셋(DS4)의 경우, 측정 데이터 V23, V24, V25, V26의 평균을 산출함으로써 제4데이터셋 평균(A4)을 산출할 수 있다. 또한, MCU(200)는 제5데이터셋(DS5)의 경우, 측정 데이터 V24, V25, V26, V27의 평균을 산출함으로써 제5데이터셋 평균(A5)을 산출할 수 있다.
MCU(200)는 인접된 데이터셋들간의 편차를 산출할 수 있다. 여기서, 인접된 데이터셋은 순차적으로 생성되는 데이터셋 중 해당 데이터셋 이후에 생성된 데이터셋을 의미할 수 있다.
예컨대, MCU(200)는 제1데이터셋(DS1)의 제1데이터셋 평균(A1)과 제2데이터셋(DS2)의 제2데이터셋 평균(A2)을 비교할 수 있다. MCU(200)는 제1데이터셋 평균(A1)과 제2데이터셋 평균(A2)을 비교하여 편차(d12)를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 제2데이터셋(DS2)의 제2데이터셋 평균(A2)과 제3데이터셋(DS3)의 제3데이터셋 평균(A3)을 비교할 수 있다. MCU(200)는 제2데이터셋 평균(A2)과 제3데이터셋 평균(A3)을 비교하여 편차(d23)를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 제3데이터셋(DS3)의 제3데이터셋 평균(A3)과 제4데이터셋(DS4)의 제4데이터셋 평균(A4)을 비교할 수 있다. MCU(200)는 제3데이터셋 평균(A3)과 제4데이터셋 평균(A4)을 비교하여 편차(d34)를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 제4데이터셋(DS5)의 제4데이터셋 평균(A4)과 제5데이터셋(DS5)의 제5데이터셋 평균(A5)을 비교할 수 있다. MCU(200)는 제4데이터셋 평균(A4)과 제5데이터셋 평균(A5)을 비교하여 편차(d45)를 산출할 수 있다.
여기서, MCU(200)는 데이터셋이 생성될 때 바로 데이터셋 평균 및 편차를 산출할 수 있다. 즉, MCU(200)는 제1데이터셋(DS1)이 생성되면 제1데이터셋 평균(A1)을 바로 산출하고, 제2데이터셋(DS2)이 생성되면 제2데이터셋 평균(A2)을 바로 산출할 수 있다. 또한, MCU(200)는 제1데이터셋 평균(A1) 및 제2데이터셋 평균(A2)이 산출되면 바로 제1데이터셋 평균(A1) 및 제2데이터셋 평균(A2)의 편차(d12)를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 제3데이터셋(DS3)이 생성되면 바로 제3데이터셋 평균(A3)을 산출하고, 제2데이터셋 평균(A2)과의 편차(d23)를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 데이터셋을 선택하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, MCU(200)는 산출된 편차(d12, d23, d34, d45)를 기준 편차(ds)와 비교할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 제1데이터셋 평균(A1)과 제2데이터셋 평균(A2)의 편차(d12)를 기준 편차(ds)와 비교할 수 있고, 비교 결과, 편차(d12)는 기준 편차(ds)를 초과한 값일 수 있다.
또한, MCU(200)는 제2데이터셋 평균(A2)과 제3데이터셋 평균(A3)의 편차(d23)를 기준 편차(ds)와 비교할 수 있고, 비교 결과, 편차(d23)는 기준 편차(ds)를 초과한 값일 수 있다.
또한, MCU(200)는 제3데이터셋 평균(A3)과 제4데이터셋 평균(A4)의 편차(d34)를 기준 편차(ds)와 비교할 수 있고, 비교 결과, 편차(d34)는 기준 편차(ds)를 초과한 값일 수 있다.
또한, MCU(200)는 제4데이터셋 평균(A4)과 제5데이터셋 평균(A5)의 편차(d45)를 기준 편차(ds)와 비교할 수 있고, 비교 결과, 편차(d45)는 기준 편차(ds) 미만인 값일 수 있다.
여기서, 편차(d12, d23, d34)는 기준 편차(ds)를 초과하고, 편차(d45)는 기준 편차(ds) 미만인 것으로 개시하였으나, 편차(d12, d23, d34)가 기준 편차(ds) 미만일 수도 있다.
MCU(200)는 제1데이터셋 평균(A1)과 제2데이터셋 평균(A2)의 편차(d12)가 산출되는 즉시 기준 편차(ds)와 비교할 수 있다. 즉, 각 편차가 산출될 때마다 기준 편차(ds)와 비교할 수 있고, 모든 편차가 산출된 뒤 각각의 편차를 기준 편차(ds)와 비교할 수도 있다.
MCU(200)는 편차와 기준 편차(ds)를 순차적으로 비교하고, 비교 결과, 편차가 기준 편차(ds)보다 작으면, 더 이상 편차와 기준 편차(ds)를 비교하지 않을 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 편차(d23)와 기준 편차(ds)를 비교한 결과, 편차(d23)가 기준 편차(ds)보다 작은 경우, 편차(d34) 및 편차(d45)를 기준 편차(ds)와 비교하는 것은 더 이상 수행하지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 측정 데이터를 선택하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 편차가 기준 편차 미만인 경우 MCU(200)는 가장 마지막에 생성된 측정 데이터를 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다. 즉, 편차가 기준 편차(ds) 미만인 경우 MCU(200)는 편차를 산출한 두개의 데이터셋 중 나중에 생성된 데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택하고, 교정 대상 데이터셋에서 가장 마지막에 생성된 측정 데이터가 측정된 시점에서의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다. 예컨대, 편차(d45)가 기준 편차(ds) 미만인 경우, MCU(200)는 제4데이터셋(DS4) 및 제5데이터셋(DS5) 중 제5데이터셋(DS5)을 교정 대상 데이터셋으로 선택하고, 제5데이터셋(DS5)에 포함된 측정 데이터 중 가장 마지막에 생성된 V27을 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 측정 데이터에 따른 가스 농도를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 가스 농도 및 측정 데이터는 비례 형태일 수 있다. 이에 따라, MCU(200)는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터인 교정 대상 측정 데이터(V27)에 대응되는 가스 농도(c2)를 식별할 수 있다. MCU(200)는 V27에 대응되는 가스 농도를 제2가스 농도(c2)로 선택할 수 있다.
또한, MCU(200)는 영점일때, 즉, 측정 데이터가 0V일 때의 가스 농도를 제1가스 농도(c1)로 선택할 수 있다. 여기서, 측정 데이터가 0V일 때의 가스 농도는 0%일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 농도에 따른 교정 대상 측정 데이터 및 표준 측정 데이터의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, MCU(200)는 제1가스 농도(c1) 및 제2가스 농도(c2)에 대한 교정 대상 측정 데이터 및 표준 측정 데이터를 식별할 수 있다. 여기서, 제1가스 농도(c1)에서의 표준 측정 데이터(vf11) 및 교정 대상 측정 데이터(vf12)은 0V일 수 있다. MCU(200)는 메모리(300)로부터 가스 농도별 표준 측정 데이터를 리드하고, 제1가스 농도(c1)에서의 표준 측정 데이터(vf11)를 식별할 수 있다.
또한, MCU(200)는 메모리(300)로부터 가스 농도별 표준 측정 데이터를 리드하고, 제2가스 농도(c2)에서의 표준 측정 데이터(vf21)를 식별할 수 있다. 또한, 제2가스 농도(c2)에서의 교정 대상 측정 데이터 (vf22)는 도 8에서 식별된 교정 대상 측정 데이터(v27)와 동일한 전압일 수 있다.
MCU(200)는 제1가스 농도(c1)에서의 표준 측정 데이터(vf11) 및 제2가스 농도(c2)에서의 표준 측정 데이터(vf21)를 기초로 제1기울기(a)를 산출할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 제2가스 농도(c2)에서의 표준 측정 데이터(vf21)와 제1가스 농도(c1)서의 표준 측정 데이터(vf11)의 차이에 제2가스 농도(c2)와 제1가스 농도(c1)의 차이를 나누어줌으로써 제1기울기(a)를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 제1가스 농도(c1)에서의 교정 대상 측정 데이터(vf12) 및 제2가스 농도(c2)에서의 교정 대상 측정 데이터(vf22)를 기초로 제2기울기(b)를 산출할 수 있다. 예컨대, MCU(200)는 제2가스 농도(c2)에서의 교정 대상 측정 데이터(vf22)와 제1가스 농도(c1)에서의 교정 대상 측정 데이터(vf12)의 차이에 제2가스 농도(c2)와 제1가스 농도(c1)의 차이를 나누어줌으로써 제2기울기(b)를 산출할 수 있다.
MCU(200)는 산출된 제1기울기(a) 및 제2기울기(b) 사이의 관계에 기초하여 교정 대상 측정 데이터의 크기가 표준 측정 데이터와 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다.
MCU(200)는 생성된 교정식을 이용하여 측정 값으로부터 교졍된 측정 데이터를 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 교정된 측정 데이터는 표준 측정 데이터와 동일할 수 있다.
예컨대, MCU(200)는 측정 값에 상관 계수를 적용하여 측정 데이터를 생성하고, 생성된 측정 데이터에 생성된 교정식을 적용하여 교정된 측정 데이터를 생성할 수 있다. 또한, MCU(200)는 측정 값에 상관 계수와 교정식을 적용하여 교정된 측정 데이터를 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 상관 계수를 교정식을 이용하여 교정함으로써 교정된 상관 계수를 생성하고, 교정된 상관 계수를 이용하여 측정 값으로부터 교정된 측정 데이터를 생성할 수 있다.
MCU(200)는 측정 데이터가 생성되면, 교정식을 측정 데이터에 적용하여 디스플레이(500)로 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가스센서 감도 교정 방법을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 가스센서 유닛(100)은 표준 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성할 수 있다(S100). 가스센서 유닛(100)은 측정 값을 MCU(200)로 전송할 수 있다.
MCU(200)는 가스센서 유닛(100)으로부터 수신되는 측정 값에 대응하는 측정 데이터를 생성할 수 있다(S200).
MCU(200)는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 측정 데이터로 선택할 수 있다(S300).
MCU(200)는 교정 대상 측정 데이터와 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성할 수 있다(S400).
MCU(200)는 표준 가스 및 표준 가스에 지시되는 표준 측정 데이터의 관계를 나타내는 상관 계수를 생성할 수 있다. 상관 계수는 특정 공간 내에 주입되는 표준 가스의 농도에 대해 미리 설정되어 있는 값일 수 있다.
MCU(200)는 상기 상관 계수를 기초로 표준 측정 데이터에 적용할 교정식을 생성할 수 있다. 즉, MCU(200)는 교정 대상 측정 데이터에 대해서 생성되는 상관 계수의 값이 표준 측정 데이터에 대해서 생성된 상관 계수의 값과 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다.
또한, MCU(200)는 영점에서의 표준 측정 데이터와 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 표준 측정 데이터간의 제1기울기를 산출하고, 영점에서의 측정 데이터와 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터간의 제2기울기를 산출할 수 있다.
MCU(200)는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 표준 측정 데이터와 영점일때의 표준 측정 데이터의 차이를 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도와 영점에서의 가스 농도의 차이로 나누어줌으로써 제1기울기를 산출할 수 있다.
또한, MCU(200)는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 교정 대상 측정 데이터와 영점에서의 교정 대상 측정 데이터의 차이를 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 가스 농도와 영점에서의 가스 농도의 차이로 나누어줌으로써 제2기울기를 산출할 수 있다.
MCU(200)는 산출된 제1기울기 및 제2기울기를 비교하고, 비교결과에 따라 교정 대상 측정 데이터가 표준 측정 데이터와 동일해지도록 하는 교정식을 생성할 수 있다. 교정식은 제2기울기에 따른 교정 대상 측정 데이터의 크기가 제1기울기에 따른 표준 측정 데이터와 동일해지도록 하는 값일 수 있다.
MCU(200)는 생성된 교정식을 측정 데이터에 적용한 결과를 출력할 수 있다(S500). MCU(200)는 가스센서 유닛(100)으로부터 수신된 측정 값에 대응하여 측정 데이터가 생성되면, 생성된 측정 데이터에 교정식을 적용하여 디스플레이(500)에 제공할 수 있다. 디스플레이(500)는 MCU(200)로부터 제공되는 교정식이 적용된 최종 측정 데이터의 크기를 표시할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 교정 대상 측정 데이터를 선택하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, MCU(200)는 순차적으로 생성되는 측정 데이터를 일정 개수만큼 그룹핑하여 데이터셋을 생성할 수 있다(S310). 예컨대, MCU(200)는 일정 개수의 측정 데이터를 그룹핑하여 제1데이터셋을 생성할 수 있다. 또한, MCU(200)는 제1데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성되는 측정 추가하여 제2데이터셋을 생성할 수 있다.
MCU(200)는 데이터셋 각각의 데이터셋 평균을 산출하고, 인접된 데이터셋들간의 데이터셋 평균을 비교하여 편차를 산출할 수 있다(S320). 예컨대, MCU(200)는 데이터셋 각각에 포함되는 측정 데이터의 평균을 계산하여 데이터셋 평균을 산출할 수 있다.
MCU(200)는 두 데이터셋의 데이터셋 평균의 차이를 비교하여 편차를 산출할 수 있다. 여기서, 인접된 데이터셋은 순차적으로 데이터셋이 생성될 때, 해당 데이터셋 이후에 생성된 데이터셋일 수 있다.
MCU(200)는 산출된 편차를 기 설정된 기준 편차와 비교하고, 비교 결과, 편차가 기준 편차 미만인지 판단할 수 있다(S330).
MCU(200)는 편차와 기준 편차를 비교한 결과, 편차가 기준 편차 미만이 아닌 경우 다른 데이터셋간의 편차와 기준 편차를 비교할 수 있다.
MCU(200)는 편차와 기준 편차를 비교한 결과, 편차가 기준 편차 미만인 경우 나중에 생성된 데이터셋을 선택 데이터로 선택하고, 교정 대상 데이터셋을 이용하여 교정 대상 측정 데이터를 선택할 수 있다(S340). 예컨대, 제2데이터셋 평균 및 제3데이터셋 평균의 편차가 기준 편차 미만인 경우, MCU(200)는 제2데이터셋 및 제3데이터셋 중 교정 대상 데이터셋을 선택할 수 있다. 이때, 제3데이터셋은 제2데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성된 측정 데이터가 추가되어 생성된 것이므로, MCU(200)는 나중에 생성된 제3데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택할 수 있다.
MCU(200)는 교정 대상 데이터셋에 포함되는 측정 데이터 중 가장 최근에 생성된 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 가스센서의 감도의 감소 정도를 판단하고, 판단된 감도의 감소 정도를 기초로 가스센서로부터 측정된 가스 농도를 교정하여 디스플레이하는 가스센서 감도 교정 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 가스센서 유닛
200: MCU
300: 메모리
400: 디스플레이
500: 전원부
200: MCU
300: 메모리
400: 디스플레이
500: 전원부
Claims (20)
- 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성하는 가스센서 유닛; 및
상기 측정 값을 측정 데이터로 변환하고, 측정 데이터를 출력하는 MCU를 포함하고,
상기 MCU는, 교정 모드에서,
표준 가스의 주입에 응답하여 소정의 시간 동안 측정 데이터를 생성하고,
순차적으로 생성되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하고,
상기 교정 대상 측정 데이터와 상기 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성하고,
상기 교정식에 기초하여 교정된 측정 데이터를 출력하는 가스 감지기. - 제1항에 있어서,
상기 MCU는 상기 교정식을 상기 측정 값에 적용하여 상기 측정 값으로부터 교정된 측정 데이터를 출력하는 가스 감지기. - 제1항에 있어서,
상기 MCU는 상기 측정 값으로부터 상기 측정 데이터를 생성하고, 상기 교정식을 상기 측정 데이터에 적용하여 교정된 측정 데이터를 출력하는 가스 감지기. - 제1항에 있어서,
상기 MCU는 상기 교정 대상 측정 데이터와 상기 표준 측정 데이터 사이의 비율을 기초로 교정식을 생성하는 가스 감지기. - 제1항에 있어서,
상기 MCU는 순차적으로 생성되는 측정 데이터를 일정 개수만큼 그룹핑하여 데이터셋을 생성하는 가스 감지기. - 제5항에 있어서,
상기 MCU는 순차적으로 생성되는 측정 데이터를 그룹핑하여 복수의 데이터셋들을 생성하되, 이전에 생성된 데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성되는 측정 데이터를 추가하여 현재 데이터셋을 생성하는 가스 감지기. - 제6항에 있어서,
상기 MCU는 생성된 복수의 데이터셋들 각각에 포함되는 측정 데이터의 평균을 계산하여 데이터셋 평균을 산출하고, 데이터셋 사이의 편차를 산출하는 가스 감지기. - 제7항에 있어서,
상기 MCU는 산출된 편차가 기 설정된 기준 편차 미만인 경우 상기 현재 데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택하고, 상기 교정 대상 데이터셋에 포함된 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택하는 가스 감지기. - 제1항에 있어서,
상기 MCU는 영점에서의 표준 측정 데이터와 상기 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 표준 측정 데이터간의 제1기울기를 산출하고,
영점에서의 측정 데이터와 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터간의 제2기울기를 산출하는 가스 감지기. - 제9항에 있어서,
상기 MCU는 상기 제1기울기 및 상기 제2기울기 사이의 비율을 산출하고, 산출된 비율을 기초로 생성된 교정식이 적용된 측정 데이터를 출력하는 가스 감지기. - 표준 가스의 주입에 응답하여 가스를 감지하고, 감지결과에 따라 가스 농도에 대응하는 측정 값을 생성하는 단계;
상기 측정 값에 대응하여 순차적으로 생성되는 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하는 단계;
상기 교정 대상 측정 데이터와 상기 표준 가스에 의해 지시되는 표준 측정 데이터의 관계에 기초하여 교정식을 생성하는 단계; 및
상기 교정식에 기초하여 교정된 측정 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 가스 감지기 교정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 교정된 측정 데이터를 출력하는 단계는,
상기 교정식을 상기 측정 값에 적용하여 상기 측정 값으로부터 교정된 측정 데이터를 출력하는 가스 감지기 교정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 교정된 측정 데이터를 출력하는 단계는,
상기 측정 값으로부터 상기 측정 데이터를 생성하고, 상기 교정식을 상기 측정 데이터에 적용하여 교정된 측정 데이터를 출력하는 가스 감지기 교정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 교정식을 생성하는 단계는,
상기 교정 대상 측정 데이터와 상기 표준 측정 데이터 사이의 비율을 기초로 교정식을 생성하는 가스 감지기 교정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하는 단계는,
순차적으로 생성되는 측정 데이터를 일정 개수만큼 그룹핑하여 데이터셋을 생성하는 가스 감지기 교정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하는 단계는,
순차적으로 생성되는 측정 데이터를 그룹핑하여 복수의 데이터셋들을 생성하되, 이전에 생성된 데이터셋에서 가장 먼저 생성된 측정 데이터를 제외하고, 새롭게 생성되는 측정 데이터를 추가하여 현재 데이터셋을 생성하는 가스 감지기 교정 방법. - 제16항에 있어서,
상기 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하는 단계는,
생성된 복수의 데이터셋들 각각에 포함되는 측정 데이터의 평균을 계산하여 데이터셋 평균을 산출하고, 데이터셋 평균 사이의 편차를 산출하는 가스 감지기 교정 방법. - 제17항에 있어서,
상기 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로써 선택하는 단계는,
산출된 편차가 기 설정된 기준 편차 미만인 경우 상기 현재 데이터셋을 교정 대상 데이터셋으로 선택하고, 상기 교정 대상 데이터셋에 포함된 측정 데이터를 교정 대상 측정 데이터로 선택하는 가스 감지기 교정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 교정식을 생성하는 단계는,
영점에서의 표준 측정 데이터와 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 표준 측정 데이터간의 제1기울기를 산출하고,
영점에서의 측정 데이터와 측정 데이터 사이의 변화가 일정 미만이 될 때의 측정 데이터간의 제2기울기를 산출하는 가스 감지기 교정 방법. - 제19항에 있어서,
상기 교정식을 생성하는 단계는,
상기 제1기울기 및 상기 제2기울기 사이의 비율을 산출하고, 산출된 비율을 기초로 교정식을 생성하는 가스 감지기 교정 방법.
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