KR20230138724A - Hydrogen gas sensor apparatus and measurement method applied with manufacturing deviation compensation - Google Patents

Hydrogen gas sensor apparatus and measurement method applied with manufacturing deviation compensation Download PDF

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KR20230138724A
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이승태
김경현
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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명의 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법은, 온도 및 습도 보상을 적용하는 수소 센서 모듈을 이용한 측정 방법으로서, 상기 수소 센서 모듈에 전원을 인가하는 단계; 전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하는 단계; 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면, 제조 편차로서 업데이트 하는 단계; 및 상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.The hydrogen gas measurement method to which manufacturing deviation compensation of the sensor of the present invention is applied is a measurement method using a hydrogen sensor module that applies temperature and humidity compensation, comprising the steps of applying power to the hydrogen sensor module; Calculating the size of the initial measurement deviation included in the initial output measurement value of the hydrogen sensor module after power is applied; If the initial measurement deviation is within a predetermined standard range, updating it as a manufacturing deviation; And it may include the step of correcting the measurement value output by the hydrogen sensor module by reflecting the manufacturing deviation.

Description

제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치 및 측정 방법{HYDROGEN GAS SENSOR APPARATUS AND MEASUREMENT METHOD APPLIED WITH MANUFACTURING DEVIATION COMPENSATION}Hydrogen gas sensor device and measurement method with manufacturing deviation compensation applied {HYDROGEN GAS SENSOR APPARATUS AND MEASUREMENT METHOD APPLIED WITH MANUFACTURING DEVIATION COMPENSATION}

본 발명은 수소 센서의 전원이 켜진 직후 온도/습도가 보상이 완료된 후 수소 센서가 출력하는 수소농도의 제조 편차로 최초 측정값에 발생하는 편차를 정확하게 보정하기 위한 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.The present invention is a hydrogen gas sensor device with manufacturing deviation compensation applied to accurately correct the deviation that occurs in the initial measurement value due to the manufacturing deviation of the hydrogen concentration output by the hydrogen sensor immediately after temperature/humidity compensation is completed immediately after the hydrogen sensor is turned on. and measurement methods.

일반적으로 화석연료의 전망은 밝지 않다. 최근에는 중국, 인도와 같은 신규 거대 에너지 소비국의 등장으로 매장량에 기반한 사용 기한이 짧아질거라 예상된다. 이에 화석연료를 수소에너지로 대체하려는 연구가 세계적으로 이루어지고 있다.In general, the outlook for fossil fuels is not bright. Recently, with the emergence of new large energy consumers such as China and India, the use period based on reserves is expected to shorten. Accordingly, research is being conducted worldwide to replace fossil fuels with hydrogen energy.

이에 따른 에너지 수급 문제에 대한 각종 대체 에너지의 저장 매체로서 각광 받고 있는 것이 수소에너지이다.Hydrogen energy is receiving attention as a storage medium for various alternative energies to address energy supply and demand problems.

수소는 청정 에너지원으로서 세계적으로 연구가 이루어지고 있고, 현재 연료전지, 내연기관 등 여러분야에서 활용되고 있으며, 수년 내로 연료전지 자동차, 발전동력 등의 분야에서 소비가 확대될 것으로 예상된다.Hydrogen is being researched globally as a clean energy source, and is currently being used in various fields such as fuel cells and internal combustion engines, and its consumption is expected to increase in fields such as fuel cell vehicles and power generation within a few years.

그러나, 수소는 인화점이 높고, 일정 농도 이상이 되면 폭발하는 성질이 있어 이를 다루는 과정에서 수소의 누설 여부를 감지할 수 있는 수소 센서의 필요성이 중요시되고 있다.However, hydrogen has a high flash point and has the property of exploding when its concentration exceeds a certain level, so the need for a hydrogen sensor that can detect hydrogen leakage in the process of handling hydrogen is becoming important.

한편, 화학물질 및/또는 방사성 생성물의 저장 시설, 지열 드릴링(geothermal drilling), 창고 부지 및 공업 탱크와 같은 시설은 저장된 제품에 관련된 수소 방출의 위험성에 놓일 수 있으며, 이러한 수소 방출은 폭발성이고, 인간에게 해로운 어떤 환경에 놓일 수 있다. 상술한 분야에서 위험성을 제어하고, 발생가능한 어떠한 수소 방출을 예방적으로 검출할 필요성도 존재한다.On the other hand, facilities such as storage facilities for chemicals and/or radioactive products, geothermal drilling, warehouse sites and industrial tanks may be at risk of hydrogen emissions associated with the stored products, which are explosive and hazardous to human health. You may be placed in an environment that is harmful to you. There is also a need to control risks in the above-mentioned fields and to preventively detect any hydrogen emissions that may occur.

특히, 수소에너지 사용분야로서 가장 광범위할 것을 예상되는 연료전기 전기자동차(FCEV)의 경우 에너지 효율 및 안정성을 높이기 위해서는 연료전지 스택에 장착된 수소 센서에 크게 의존한다.In particular, fuel electric vehicles (FCEV), which are expected to be the most widely used field of hydrogen energy, rely heavily on hydrogen sensors mounted on the fuel cell stack to increase energy efficiency and stability.

이에 따라 수소가스의 누출을 검사하는 수소 센서로서, 예컨대, 백금, 팔라듐과 같은 금속에 수소가 흡착되어 금속의 전기 전도도가 변화하는 것을 이용한 전기적 방법을 이용한 센서, 산화물 반도체형과 가스 MOSFET 등을 이용한 전기 화학적인 방법을 이용한 센서, 빛을 이용하여 수소 누출을 감지하는 광학적인 방법을 이용한 센서 등이 개발되어 있다.Accordingly, as a hydrogen sensor that detects leaks of hydrogen gas, for example, a sensor using an electrical method that utilizes the change in electrical conductivity of metal when hydrogen is adsorbed on metal such as platinum or palladium, a sensor using an oxide semiconductor type and a gas MOSFET, etc. Sensors using electrochemical methods and sensors using optical methods to detect hydrogen leaks using light have been developed.

이중, 가격대비 효율, 즉, 경제성이 우수한 열전도방식의 수소감지센서의 경우 대기중의 온도/습도 값에 따라서 대기 중 수소농도에 의한 열전도값이 달라지는 영향을 받게되는 바, 대기 온도/상대습도에 대한 열전도값을 보상하여 수소농도를 판별하는 방식으로 적용된다.Among them, in the case of a hydrogen detection sensor of the heat conduction type, which has excellent cost efficiency, that is, economic efficiency, the heat conduction value due to the hydrogen concentration in the atmosphere is affected by changing depending on the temperature / humidity value in the atmosphere. It is applied to determine hydrogen concentration by compensating for the heat conduction value.

도 1은 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서와 열전도방식으로 수소가스 농도를 측정하는 수소 센서를 구비한 수소 센서 장치의 구성을 도시한다. 도시한 ① 과정에서는 온도/습도값이 전달되고, ② 과정에서는 온도/습도값 보상이 수행되고, ③ 과정에서는 온도/습도값 보상된 수소농도가 출력될 수 있다.Figure 1 shows the configuration of a hydrogen sensor device including a temperature and humidity sensor that measures temperature and humidity and a hydrogen sensor that measures hydrogen gas concentration by heat conduction. In process ①, the temperature/humidity value is transmitted, in process ②, temperature/humidity value compensation is performed, and in process ③, the hydrogen concentration with the temperature/humidity value compensated can be output.

열전도방식의 수소가스센싱을 위한 수소 센서 장치의 경우, 대기온도/대기상대습도가 극한으로 가게되면 편차, 특히 제조 공정에 따른 개별 제품의 편차가 커지게 된다. 열전도 방식의 센서는 물리적으로 열전도율을 측정해야하기 때문에 제조 편차가 필연적으로 발생할 수 있으며, 이는 실제 수소가스가 누출되게 되었을 때 정확한 누설량을 파악하기 어렵게 한다. 상기 제조 편차는 온습도 센서(10) 및/또는 수소 센서(20)에서 발생될 수 있으며, 최종적인 ③번의 수소농도 출력에 오류값을 포함시킬 수 있다. In the case of a hydrogen sensor device for thermal conduction-type hydrogen gas sensing, when the atmospheric temperature/relative humidity reaches the extreme, deviations, especially individual product deviations depending on the manufacturing process, increase. Since heat conduction type sensors must physically measure heat conductivity, manufacturing deviations inevitably occur, which makes it difficult to determine the exact amount of leakage when hydrogen gas actually leaks. The manufacturing deviation may occur in the temperature and humidity sensor 10 and/or the hydrogen sensor 20, and an error value may be included in the final hydrogen concentration output in ③.

한편, 각 부품의 제조사들이 독립되어 있는 산업 협력 체계에서, 상기 온도 및 습도 보상을 수행하는 열전도방식의 수소감지센서 제품(즉, 수소 센서 장치)을 사용하는 업자나 이를 최종 조립하는 공정 책임 부서의 경우, MCU(40)에 대한 설정이나 사용은 가능하지만, 상기 수소 센서(20) 자체의 제조자가 아니기 때문에, 상기 수소감지센서의 ③ 과정의 최종적인 수소농도 측정값을 얻을 수 있다.Meanwhile, in an industrial cooperation system in which manufacturers of each component are independent, the contractor who uses the thermal conduction type hydrogen detection sensor product (i.e., hydrogen sensor device) that performs the above temperature and humidity compensation, or the process responsible department that final assembles it, In this case, setting or use of the MCU 40 is possible, but since the manufacturer is not the manufacturer of the hydrogen sensor 20 itself, the final hydrogen concentration measurement value of the ③ process of the hydrogen detection sensor can be obtained.

상술한 상황에서 상기 열전도방식의 수소 센서가 장착된 분야에서, 제조 편차에 의해 실제 수소가스가 누출을 누락되지 않고 이를 정확히 판정할 수 있는 방안이 필요하다.In the above-described situation, in fields where the heat conduction type hydrogen sensor is installed, a method is needed to accurately determine actual hydrogen gas leakage without missing it due to manufacturing deviation.

대한민국 등록공보 10-1490178호Republic of Korea Registration Publication No. 10-1490178

본 발명은 열전도방식의 수소가스센서에 대하여 학습하면서 측정된 값을 이용하여 제조 편차를 제거할 수 있는 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치 및 측정 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a hydrogen gas sensor device and measurement method with manufacturing deviation compensation that can eliminate manufacturing deviations by using values measured while learning about a heat conduction type hydrogen gas sensor.

본 발명의 일 측면에 따른 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법은, 온도 및 습도 보상을 적용하는 수소 센서 모듈을 이용한 측정 방법으로서, 상기 수소 센서 모듈에 전원을 인가하는 단계; 전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하는 단계; 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면, 제조 편차로서 업데이트 하는 단계; 및 상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.A method of measuring hydrogen gas to which manufacturing deviation compensation of a sensor is applied according to an aspect of the present invention is a measurement method using a hydrogen sensor module that applies temperature and humidity compensation, comprising the steps of applying power to the hydrogen sensor module; Calculating the size of the initial measurement deviation included in the initial output measurement value of the hydrogen sensor module after power is applied; If the initial measurement deviation is within a predetermined standard range, updating it as a manufacturing deviation; And it may include the step of correcting the measurement value output by the hydrogen sensor module by reflecting the manufacturing deviation.

여기서, 마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정하여 획득된 값으로 상기 제조 편차를 최초로 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the step of initially storing the manufacturing deviation as a value obtained by measuring the deviation range by flowing a master gas may be further included.

여기서, 상기 기준 범위는, 상기 수소 센서 모듈의 제조 공정에서 수집된 온도별 편차 정보들을 반영하여 결정될 수 있다.Here, the reference range may be determined by reflecting temperature-specific deviation information collected during the manufacturing process of the hydrogen sensor module.

여기서, 상기 기준 범위의 하한은 -1.2 내지 0%vol 중 하나이며, 상기 기준 범위의 상한은 0 내지 1.2%vol 중 하나일 수 있다.Here, the lower limit of the reference range may be one of -1.2 to 0%vol, and the upper limit of the reference range may be one of 0 to 1.2%vol.

여기서, 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내인지 확인하는 단계는, 상기 수소 센서 모듈에서 측정된 온도값이 소정의 경계 온도 미만인지 확인하는 단계; 상기 온도값이 상기 경계 온도 미만이면, 상술한 최초 측정 편차가 상기 기준 범위에 속하는지 확인하는 단계; 및 상기 온도값이 상기 경계 온도 이상이면, 상기 측정된 온도값 및 습도값에 따른 이슬점 온도가 소정의 경계 이슬점 온도 미만인지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of checking whether the initial measurement deviation is within a predetermined reference range includes checking whether the temperature value measured by the hydrogen sensor module is less than a predetermined boundary temperature; If the temperature value is less than the boundary temperature, checking whether the above-described initial measurement deviation falls within the reference range; And if the temperature value is greater than or equal to the boundary temperature, it may include checking whether the dew point temperature according to the measured temperature value and humidity value is less than a predetermined boundary dew point temperature.

본 발명의 다른 측면에 따른 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치는, 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서와, 열전도방식으로 수소가스 농도를 측정하는 수소 센서를 구비한 수소 센서 모듈; 상기 수소 센서 모듈의 제조 편차를 저장하는 저장부; 상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하여, 보정된 수소가스 농도를 산출하는 보정 연산부; 및 전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하고, 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면, 상기 저장부에 저장된 제조 편차를 업데이트 하는 제조 편차 업데이트부를 포함할 수 있다.A hydrogen gas sensor device to which manufacturing deviation compensation is applied according to another aspect of the present invention includes a hydrogen sensor module including a temperature and humidity sensor that measures temperature and humidity, and a hydrogen sensor that measures hydrogen gas concentration by heat conduction; a storage unit that stores manufacturing deviation of the hydrogen sensor module; a correction calculation unit that reflects the manufacturing deviation and corrects the measured value output by the hydrogen sensor module to calculate the corrected hydrogen gas concentration; And after power is applied, the size of the initial measurement deviation included in the first output measurement value of the hydrogen sensor module is calculated, and if the initial measurement deviation is within a predetermined reference range, the manufacturing deviation stored in the storage unit is updated. It may include a deviation update unit.

여기서, 상기 온습도 센서와 상기 수소 센서의 온도/상대습도에 대한 열전도값을 보상하여 수소농도를 판별하는 디지털 인터페이스를 더 포함할 수 있다.Here, it may further include a digital interface that determines the hydrogen concentration by compensating heat conduction values for temperature/relative humidity of the temperature/humidity sensor and the hydrogen sensor.

여기서, 상기 보정 연산부, 상기 저장부, 상기 제조 편차 업데이트부 및 상기 디지털 인터페이스는, 단일 MCU의 내부 연산 모듈일 수 있다.Here, the correction calculation unit, the storage unit, the manufacturing deviation update unit, and the digital interface may be internal calculation modules of a single MCU.

여기서, 상기 저장부에는 마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정하여 획득된 값이 상기 제조 편차로서 최초로 저장될 수 있다.Here, the value obtained by measuring the deviation range by flowing the master gas in the storage unit may be initially stored as the manufacturing deviation.

여기서, 상기 기준 범위는, 상기 수소 센서 모듈의 제조 공정에서 수집된 온도별 편차 정보들을 반영하여 결정될 수 있다.Here, the reference range may be determined by reflecting temperature-specific deviation information collected during the manufacturing process of the hydrogen sensor module.

여기서, 상기 기준 범위의 하한은 -1.0 내지 0%vol 중 하나이며, 상기 기준 범위의 상한은 0 내지 1.0%vol 중 하나일 수 있다.Here, the lower limit of the reference range may be one of -1.0 to 0%vol, and the upper limit of the reference range may be one of 0 to 1.0%vol.

상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치 및/또는 측정 방법을 실시하면, 열전도방식의 수소가스센서에 대하여 학습하면서 측정된 값을 이용하여 제조 편차를 제거하여, 보다 정확한 측정을 수행할 수 있는 이점이 있다.When the hydrogen gas sensor device and/or measurement method with manufacturing deviation compensation applied according to the spirit of the present invention of the above-described configuration is implemented, manufacturing deviation is removed using the measured value while learning about the heat conduction type hydrogen gas sensor, There is an advantage in being able to perform more accurate measurements.

본 발명의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치 및/또는 측정 방법은, 센서별 제조 편차를 지속적으로 업데이트 함으로써 정확한 수소농도를 측정을 지원하면서도, 실제 수소가 누출되는 시점이나 제조 편차를 오인식할 수 있는 환경/조건에서는 제조 편차값을 업데이트 하지 않음으로써 오감지를 방지할 수 있는 이점이 있다.The hydrogen gas sensor device and/or measurement method to which manufacturing deviation compensation of the present invention is applied supports accurate hydrogen concentration measurement by continuously updating the manufacturing deviation for each sensor, but may not misrecognize the actual hydrogen leak point or manufacturing deviation. There is an advantage in preventing false detection by not updating the manufacturing deviation value in existing environments/conditions.

본 발명의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치 및/또는 측정 방법은, 제조 편차 업데이트는 상대습도/대기온도에 의해 편차가 커지는 환경에서는 사용하지 않음으로, 제조 편차/극한온도 편차/극한습도 편차 중 제조 편차만 구분할 수 있는 이점이 있다.The hydrogen gas sensor device and/or measurement method to which manufacturing deviation compensation of the present invention is applied is not used in an environment where manufacturing deviation update increases due to relative humidity/ambient temperature, so manufacturing deviation/extreme temperature deviation/extreme humidity deviation It has the advantage of being able to distinguish only manufacturing deviations.

도 1은 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서와 열전도방식으로 수소가스 농도를 측정하는 수소 센서를 구비한 수소 센서 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 4는 제조 편차 보정 학습 조건으로서 온도와 열전도방식으로 수소의 상대 습도 측정값의 관계를 나타낸 그래프.
도 5는 도 2의 S140 단계를 구체화한 실시예를 도시한 흐름도.
도 6은 열전도율/대기온도/상대습도에 대한 경향성을 나타낸 그래프.
도 7a는 도 5의 흐름도 중 저온인 경우에 적용되는 온도와 상태 습도의 관계를 도시한 그래프.
도 7b는 도 5의 흐름도 중 고온인 경우에 적용되는 온도와 상태 습도의 관계를 도시한 그래프.
도 8a는 제조 편차 보정값 업데이트 조건 내의 경우 수소 센서 측정값으로서 전압 패턴을 나타낸 그래프.
도 8b는 제조 편차 보정값 업데이트 조건 밖의 경우 수소 센서 측정값으로서 전압 패턴을 나타낸 그래프.
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a hydrogen sensor device including a temperature and humidity sensor that measures temperature and humidity and a hydrogen sensor that measures hydrogen gas concentration by heat conduction.
Figure 2 is a flow chart showing an embodiment of a hydrogen gas measurement method to which compensation for manufacturing deviation of a sensor is applied according to the spirit of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a hydrogen gas sensor device to which manufacturing deviation compensation is applied according to the spirit of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the relationship between temperature and the relative humidity measurement value of hydrogen using heat conduction method as a manufacturing deviation correction learning condition.
Figure 5 is a flowchart showing an embodiment embodying step S140 of Figure 2.
Figure 6 is a graph showing trends in thermal conductivity/air temperature/relative humidity.
FIG. 7A is a graph showing the relationship between temperature and state humidity applied in the case of low temperature in the flowchart of FIG. 5.
FIG. 7B is a graph showing the relationship between temperature and state humidity applied in the case of high temperature in the flowchart of FIG. 5.
8A is a graph showing a voltage pattern as a hydrogen sensor measurement value within manufacturing deviation correction value update conditions.
8B is a graph showing a voltage pattern as a hydrogen sensor measurement value outside of manufacturing deviation correction value update conditions.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. Terms are intended only to distinguish one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is mentioned as being connected or connected to another component, it can be understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in between. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In this specification, terms such as include or have are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, including one or more other features or numbers, It can be understood that the existence or addition possibility of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not excluded in advance.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Additionally, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

본 발명의 수소 센서 장치에 구비된 MCU가 해당 제조 편차를 학습을 하면서 측정된 열전도율(수소농도)값에 편차를 제거하여 더 정확한 측정을 가능하게 하는 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법을 수행한다. 이때 측정된 열전도율은 제조 편차+극한온도 편차+극한상대습도 편차 가 포함되어 있을 수 있으므로, MCU가 제조 편차 보정값을 학습하는 조건을 설정할 필요가 있다The MCU provided in the hydrogen sensor device of the present invention learns the manufacturing deviation and removes the deviation in the measured thermal conductivity (hydrogen concentration) value to enable more accurate measurement. A hydrogen gas measurement method with manufacturing deviation compensation of the sensor is applied. Perform. At this time, the measured thermal conductivity may include manufacturing deviation + extreme temperature deviation + extreme relative humidity deviation, so it is necessary to set conditions for the MCU to learn the manufacturing deviation correction value.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.Figure 2 is a flowchart showing an embodiment of a hydrogen gas measurement method to which compensation for manufacturing deviation of a sensor is applied according to the spirit of the present invention.

도시한 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법은, 온도 및 습도 보상을 적용하는 수소 센서 모듈에 대한 측정 방법으로서, 상기 수소 센서 모듈에 전원이 인가되는 단계(S110); 전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하는 단계(S120); 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면(S140), 제조 편차로서 업데이트 하는 단계(S150); 및 상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하는 단계(S160, S180)를 포함할 수 있다.The hydrogen gas measurement method to which manufacturing deviation compensation of the sensor is applied is a measurement method for a hydrogen sensor module that applies temperature and humidity compensation, and includes the steps of applying power to the hydrogen sensor module (S110); Calculating the size of the initial measurement deviation included in the initial output measurement value of the hydrogen sensor module after power is applied (S120); If the initial measurement deviation is within a predetermined standard range (S140), updating it as a manufacturing deviation (S150); And it may include a step of correcting the measured value output by the hydrogen sensor module by reflecting the manufacturing deviation (S160, S180).

도시하지는 않았지만, 마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정하여 획득된 값으로 상기 제조 편차를 최초로 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제조 편차를 최초로 저장하는 단계는, 수소 센서 장치의 제조 과정에서 수행되는 바, 수소 센서 장치의 운영의 관점에서는 포함되지 않으며, 편차 측정이 어려운 단순한 제조 공정의 경우, 통계적/경험적으로 유추되는 고정값을 최초 제조 편차로서 적용될 수도 있다.Although not shown, a step of initially storing the manufacturing deviation as a value obtained by measuring the deviation range by flowing a master gas may be further included. The step of initially storing the manufacturing deviation is performed during the manufacturing process of the hydrogen sensor device, and is not included from the perspective of operation of the hydrogen sensor device. In the case of a simple manufacturing process in which it is difficult to measure the deviation, a fixed method inferred statistically/empirically The values may also be applied as original manufacturing deviations.

상기 기준 범위는, 상기 수소 센서 모듈의 제조 공정에서 수집된 온도별 편차 정보들을 반영하여 결정하는 것이 바람직하다. 상술한 수집 정보들 및 수소 센서 장치의 이용 목적을 고려하면, 상기 기준 범위는, -0.2 내지 0.1% vol인 것이 유리하다. 보다 보편적으로 상기 기준 범위는, 그 하한은 -1.0 내지 0%vol 중 하나이며, 그 상한은 0 내지 1.0%vol 중 하나로 규정될 수 있다.The reference range is preferably determined by reflecting temperature-specific deviation information collected during the manufacturing process of the hydrogen sensor module. Considering the above-described collection information and the purpose of use of the hydrogen sensor device, it is advantageous for the reference range to be -0.2 to 0.1% vol. More generally, the reference range can be defined as having a lower limit of -1.0 to 0%vol and an upper limit of 0 to 1.0%vol.

도시한 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법에 따르면, 전원이 켜진 이후 온도/습도 보정이 적용된 최초의 수소농도를 측정하여(S120), 제조 편차보정값을 EEPROM에 업데이트 할지 여부를 결정하고(S140), 업데이트시(S150), 업데이트 후 해당 값을 다음 측정값부터 편차값을 소거하여 적용하고(S180), 조건밖으로 업데이트 불가시, 기존에 EEPROM 내 저장된제조 편차값을 불러들여 해당 값을 제조 편차 보정값으로 사용한다.According to the hydrogen gas measurement method with manufacturing deviation compensation applied to the sensor shown, the first hydrogen concentration with temperature/humidity correction applied after the power is turned on is measured (S120), and whether to update the manufacturing deviation compensation value in the EEPROM is determined. (S140), when updating (S150), after the update, the corresponding value is applied by erasing the deviation value from the next measurement value (S180), and if the update is not possible outside the conditions, the manufacturing deviation value previously saved in the EEPROM is loaded and the corresponding value is changed. Used as a correction value for manufacturing deviation.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a hydrogen gas sensor device to which manufacturing deviation compensation is applied according to the spirit of the present invention.

도시한 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치(100)는, 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서(110)와, 열전도방식으로 수소가스 농도를 측정하는 수소 센서(120)를 구비한 수소 센서 모듈; 상기 수소 센서 모듈의 제조 편차를 저장하는 저장부(146); 상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하여, 보정된 수소가스 농도를 산출하는 보정 연산부(144); 및 전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하고, 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면, 상기 저장부(146)에 저장된 제조 편차를 업데이트 하는 제조 편차 업데이트부(145)를 포함할 수 있다.The hydrogen gas sensor device 100 to which manufacturing deviation compensation is applied includes a hydrogen sensor module including a temperature and humidity sensor 110 that measures temperature and humidity, and a hydrogen sensor 120 that measures hydrogen gas concentration by heat conduction; a storage unit 146 that stores manufacturing deviation of the hydrogen sensor module; A correction calculation unit 144 that corrects the measured value output by the hydrogen sensor module by reflecting the manufacturing deviation and calculates the corrected hydrogen gas concentration; And after power is applied, the size of the initial measurement deviation included in the first output measurement value of the hydrogen sensor module is calculated, and if the initial measurement deviation is within a predetermined standard range, the manufacturing deviation stored in the storage unit 146 is calculated. It may include a manufacturing deviation update unit 145 that updates.

또한, 도시한 바와 같이, 상기 온습도 센서(110)와 상기 수소 센서(120)의 온도/상대습도에 대한 열전도값을 보상하여 수소농도를 판별하는 디지털 인터페이스(140)를 더 포함한다.In addition, as shown, it further includes a digital interface 140 that determines the hydrogen concentration by compensating the heat conduction value for the temperature/relative humidity of the temperature and humidity sensor 110 and the hydrogen sensor 120.

상기 제조 편차 업데이트부(145)는, 상기 보정 연산부(144)의 내부 블록으로 구현될 수 있으며, 학습을 수행하여 상기 저장부(146)에 저장된 제조 편차를 보정할 수 있다.The manufacturing deviation update unit 145 may be implemented as an internal block of the correction calculation unit 144, and may correct the manufacturing deviation stored in the storage unit 146 by performing learning.

도시한 수소가스 센서 장치(100)의 경우, 상기 보정 연산부(144), 상기 저장부(146), 상기 제조 편차 업데이트부(145) 및 상기 디지털 인터페이스(142)는, 단일 MCU(140)의 내부 연산 모듈로서 구현되었다.In the case of the hydrogen gas sensor device 100 shown, the correction calculation unit 144, the storage unit 146, the manufacturing deviation update unit 145, and the digital interface 142 are located inside a single MCU 140. It was implemented as a computation module.

상기 저장부(146)는 수시로 업데이트되는 상기 제조 편차를 저장하기 위해 EEPROM(도면에서는 MCU 내장 EEPROM으로 구현됨) 등 메모리가 될 수 있으며, 구현에 따라 상기 저장부(146)에는 마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정하여 획득된 값이 상기 제조 편차로서 최초로 저장될 수도 있다.The storage unit 146 may be a memory such as an EEPROM (implemented as an MCU-embedded EEPROM in the drawing) to store the manufacturing deviation that is updated from time to time. Depending on the implementation, the storage unit 146 flows a master gas to detect the deviation. The values obtained by measuring the range may initially be stored as the manufacturing deviation.

도시한 수소가스 센서 장치(100)는, 수소가스센서 구성으로서, 온습도 센서(110) / 수소 센서(120) / MCU(140)로 구성이 된다. 이때, MCU(140)는 온도습도 센서(110)로부터 대기온도/대기상대습도정보를 습득한다. 상기 대기온도/대기상대습도를 수소 센서(120)로 보내게 되면, 수소 센서(120)가 전달받은 대기온도/상대습도를 이용하여 열전도율을 보정하여 수소농도값을 출력하게 된다. 여기서, 수소 센서(120)는 수소누출을 감지하는 센서로 일반적인 사용조건이 수소가 0%인 환경에 노출되게 된다.The hydrogen gas sensor device 100 shown is a hydrogen gas sensor and is comprised of a temperature and humidity sensor 110/hydrogen sensor 120/MCU 140. At this time, the MCU 140 acquires air temperature/relative humidity information from the temperature and humidity sensor 110. When the air temperature/relative humidity is sent to the hydrogen sensor 120, the hydrogen sensor 120 corrects the thermal conductivity using the received air temperature/relative humidity and outputs a hydrogen concentration value. Here, the hydrogen sensor 120 is a sensor that detects hydrogen leakage and is exposed to an environment in which general use conditions are 0% hydrogen.

이때, 사용조건하에서 [학습을 위한 특정 조건]하에서는 MCU(140)가 제조 편차 보정치를 MCU(140) 내부 저장부로서 비휘발성메모리(EEPROM)(146)에 저장한다. At this time, under the usage conditions [specific conditions for learning], the MCU 140 stores the manufacturing deviation correction value in the non-volatile memory (EEPROM) 146 as an internal storage unit of the MCU 140.

본 발명의 사상에 따라 상기 MCU(140)가 수소가스 센서 장치(100)의 최종적인 수소농도를 출력할때는 상기 EEPROM(146)에 저장된 제조 편차 보정값을 이용하여 더욱 정밀한 값을 출력할 수 있다.According to the spirit of the present invention, when the MCU 140 outputs the final hydrogen concentration of the hydrogen gas sensor device 100, a more precise value can be output using the manufacturing deviation correction value stored in the EEPROM 146.

도 4는 상기 제조 편차 업데이트부의 제조 편차 보정 학습 조건으로서 온도와 열전도방식으로 수소의 상대 습도 측정값의 관계를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the relationship between temperature and the relative humidity measurement value of hydrogen using the heat conduction method as a manufacturing deviation correction learning condition of the manufacturing deviation update unit.

수소 센서 장치의 일상 사용조건이 이슬점(Dewpoint) 45도를 넘지 않을 것이므로, 이슬점이 45도가 되는 건구온도/상대습도 기준을 도 4의 그래프와 같이 적용할 수 있다. 여기에, 실제 수소가 누출되는 환경에서 제조 편차로 오익식하면 안되기 때문에, 측정된 수소농도가 제조 편차로 인식할만한 범위일 경우 제조 편차로 인식하여 해당시점의 수소 농도값(즉, 전압값)을 저장부(146, EEPROM)에 저장한다.Since the daily use conditions of the hydrogen sensor device will not exceed the dewpoint of 45 degrees, the dry bulb temperature/relative humidity standard with a dewpoint of 45 degrees can be applied as shown in the graph in FIG. 4. Here, since it should not be mistaken as a manufacturing deviation in an environment where actual hydrogen leaks, if the measured hydrogen concentration is within a range that can be recognized as a manufacturing deviation, it is recognized as a manufacturing deviation and the hydrogen concentration value (i.e. voltage value) at that point is stored. Store it in unit 146 (EEPROM).

수소농도 자체의 편차 범위는 센서 생산라인에서 수소농도 0%인 마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정한다. 본 발명에서 예시하는 차량용 수소 센서 장치의 경우 0%가스에 대한 제조 편차 범위가 -0.2 ~ +0.1%vol로 확정하는 것이 유리함을 제조 공정상 정보들을 분석하여 찾아내었다.The deviation range of the hydrogen concentration itself is measured by flowing a master gas with 0% hydrogen concentration in the sensor production line. In the case of the vehicle hydrogen sensor device exemplified in the present invention, it was found by analyzing information on the manufacturing process that it is advantageous to determine the manufacturing deviation range for 0% gas to be -0.2 to +0.1% vol.

도 5는 열전도율/대기온도/상대습도에 대한 경향성을 나타낸 그래프이다.Figure 5 is a graph showing trends in thermal conductivity/air temperature/relative humidity.

대기온도가 45℃ 기준보다 적을 경우 상대습도변화에 따른 열전도율 변화가 크지 않다. 대기온도가 45℃ 기준보다 크게되면 상대습도 변화에 따른 열전도율 변화가 커지게 된다. 따라서, 온도 조건 45℃를 기준으로 본 발명의 사상에 따른 제조 편차 보상의 방식을 다르게 적용할 수 있다.When the air temperature is lower than the standard of 45℃, the change in thermal conductivity due to changes in relative humidity is not significant. When the air temperature becomes greater than the standard of 45℃, the change in thermal conductivity due to changes in relative humidity increases. Therefore, a different method of manufacturing deviation compensation according to the spirit of the present invention can be applied based on the temperature condition of 45°C.

도 6은 도 2의 S140 단계를 구체화한 실시예를 도시한 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment embodying step S140 of FIG. 2.

도 7a는 도 5의 흐름도 중 저온인 경우에 적용되는 온도와 상태 습도의 관계를 도시한 그래프이고, 도 7b는 고온인 경우에 적용되는 온도와 상태 습도의 관계를 도시한 그래프이다. FIG. 7A is a graph showing the relationship between temperature and state humidity applied in the case of low temperature in the flowchart of FIG. 5, and FIG. 7b is a graph showing the relationship between temperature and state humidity applied in the case of high temperature.

살펴본 바와 같이, 온도 조건 45℃를 기준으로 제조 편차 보상의 방식을 다르게 적용하는 구현의 경우, 상기 S140 단계는 도 6의 흐름도와 같이 구체화할 수 있다.As seen, in the case of an implementation that applies a different manufacturing deviation compensation method based on the temperature condition of 45°C, step S140 can be specified as shown in the flowchart of FIG. 6.

즉, 도시한 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내인지 확인하는 단계(S140)는, 상기 온습도 센서가 측정한 온도값이 소정의 경계 온도(도면에서는 45℃) 미만인지 확인하는 단계(S142); 상기 온도값이 상기 경계 온도 미만이면, 상술한 최초 측정 편차가 상기 기준 범위에 속하는지 확인하는 단계(S146); 및 상기 온도값이 상기 경계 온도 이상이면, 상기 온습도 센서가 측정한 온도값 및 습도값에 따른 이슬점 온도가 소정의 경계 이슬점 온도 미만인지 확인하는 단계(S143, S144)를 포함할 수 있다.That is, the step of checking whether the initial measurement deviation shown is within a predetermined reference range (S140) includes the step of checking whether the temperature value measured by the temperature and humidity sensor is less than a predetermined boundary temperature (45°C in the drawing) (S142). ; If the temperature value is less than the boundary temperature, checking whether the above-mentioned initial measurement deviation falls within the reference range (S146); And if the temperature value is greater than or equal to the boundary temperature, it may include a step (S143, S144) of checking whether the dew point temperature according to the temperature and humidity values measured by the temperature and humidity sensor is less than a predetermined boundary dew point temperature.

상기 S146 단계에서 상술한 최초 측정 편차가 상기 기준 범위 이내로 판정되면, 상기 최초 측정 편차를 제조 편차로서 업데이트한다(S147).If the initial measurement deviation described above in step S146 is determined to be within the reference range, the initial measurement deviation is updated as a manufacturing deviation (S147).

반면, 상기 이슬점 온도가 소정의 경계 이슬점 온도 이상이거나, 또는, 상기 S146 단계에서 상술한 최초 측정 편차가 상기 기준 범위를 벗어나면, 해당 파워온에 따라 얻어진 상기 최초 측정 편차는 무시되고, 이전 과정에서 업데이트되어 저장된 제조 편차를 그대로 수소가스 측정값 보정에 이용한다. On the other hand, if the dew point temperature is above a predetermined boundary dew point temperature, or if the first measurement deviation described in step S146 is outside the reference range, the first measurement deviation obtained according to the corresponding power-on is ignored, and in the previous process The updated and stored manufacturing deviation is used to correct hydrogen gas measurement values.

상기 도면들에서는 상기 경계 온도 및 상기 경계 이슬점 온도를 모두 45℃로 적용하였으나, 보다 보편적으로 상기 경계 온도 및/또는 상기 경계 이슬점 온도는 30℃ 내지 60℃ 중 하나의 값으로 적용할 수 있으며, 상기 경계 온도 및 상기 경계 이슬점 온도를 같은 값으로 또는 서로 다른 값으로 적용할 수 있다.In the drawings, both the boundary temperature and the boundary dew point temperature are applied as 45°C, but more generally, the boundary temperature and/or the boundary dew point temperature can be applied as one of 30°C to 60°C, and The boundary temperature and the boundary dew point temperature can be applied as the same value or as different values.

최종적으로 저장부(EEPROM)에 제조 편차보정값을 업데이트하는 조건이 되는 도 6에 나타낸 제조 편차 보정 학습조건에서는, 대기온도 45℃ 이하일 경우에는 상대습도 0~100%를 전체 보정가능하므로 상대습도조건을 포함하지 않고, 수소농도에 대한 영역만 추가된다. 반면, 대기온도 45℃ 이상일 경우 이슬점 45℃가 되는 건구온도별 상대습도 값을 수식화(S143)하여 적용한다.In the manufacturing deviation correction learning conditions shown in FIG. 6, which are the conditions for finally updating the manufacturing deviation correction value in the storage unit (EEPROM), when the air temperature is 45°C or lower, the entire relative humidity of 0 to 100% can be corrected, so the relative humidity condition is not included, and only the area for hydrogen concentration is added. On the other hand, if the air temperature is above 45℃, the relative humidity value for each dry bulb temperature, which becomes the dew point of 45℃, is applied by formulating (S143).

도 8a는 제조 편차 보정값 업데이트 조건 내의 경우 수소 센서 측정값으로서 전압 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 8a는 제조 편차 보정값 업데이트 조건 밖의 경우 수소 센서 측정값으로서 전압 패턴을 나타낸 그래프이다.FIG. 8A is a graph showing a voltage pattern as a hydrogen sensor measurement value within manufacturing deviation correction value update conditions, and FIG. 8A is a graph showing a voltage pattern as a hydrogen sensor measurement value outside of manufacturing deviation correction value update conditions.

상기 그래프들에서 턴온후 2초까지 출력되는 값은, 회로가 초기화되며 나오는 값으로서 최초 출력 측정값과는 무관하며, 턴온 후 2초에서 3초까지의 구간에서 평탄한 레벨로 출력되는 값이 최초 출력 측정값이 된다. 구체적인 사례에서 0%를 나타내는 레벨은, 예컨대 전압 레벨로는 0.5V이며, 이와 같은 0% 레벨은 수소가스 센서 장치 제품 종류에 따라 고정된 값이 적용될 수 있다. 도 8a에서는 상기 0%를 나타내는 전압 레벨에 가깝게 측정값이 출력되지 않으면(즉, 0.4V이하), 오검출로 클램핑 처리하는 것도 함께 나타내었다. In the above graphs, the value output up to 2 seconds after turn-on is the value that appears when the circuit is initialized and is unrelated to the initial output measurement value. The value output at a flat level in the section from 2 to 3 seconds after turn-on is the initial output. It becomes a measured value. In a specific case, the level representing 0% is, for example, 0.5V as a voltage level, and this 0% level may be a fixed value depending on the type of hydrogen gas sensor device product. In Figure 8a, if the measured value is not output close to the voltage level indicating 0% (i.e., 0.4V or less), clamping processing as a false detection is also shown.

도 8a에서 턴온후 2초에서 3초까지의 구간에서 출력이 상기 기준 범위이내인 경우를 표현하고 있으며, 반면, 도 8b에서는 상기 기준 범위를 크게 벗어나 상향된 레벨에 도달하였음을 알 수 있다. Figure 8a shows a case where the output is within the reference range in the section from 2 to 3 seconds after turning on, whereas in Figure 8b, it can be seen that it significantly deviates from the reference range and reaches an increased level.

도 8a의 경우에 0% 레벨을 기준으로 %로 구해지는 출력값은 본 발명의 사상에 따른 제조 편차로서 업데이트되며 해당 출력값은 수소가스 0%인 경우로 간주하게 된다.In the case of FIG. 8A, the output value calculated as a % based on the 0% level is updated as a manufacturing deviation according to the spirit of the present invention, and the corresponding output value is considered to be 0% hydrogen gas.

반면, 도 8b의 경우에는 % 레벨을 기준으로 %로 구해지는 출력값은 수소누출 등으로 인하여 검출된 수소가스의 농도로 받아들이게 된다. On the other hand, in the case of Figure 8b, the output value calculated as a % based on the % level is accepted as the concentration of hydrogen gas detected due to hydrogen leakage, etc.

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.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features, and that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. Just do it. The scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

110 : 온습도 센서
120 : 수소 센서
140 : MCU
142 : 디지털 인터페이스
144 : 보정 연산부
146 : 저장부
110: Temperature and humidity sensor
120: Hydrogen sensor
140: MCU
142: digital interface
144: Correction calculation unit
146: storage unit

Claims (11)

온도 및 습도 보상을 적용하는 수소 센서 모듈을 이용한 측정 방법으로서,
상기 수소 센서 모듈에 전원을 인가하는 단계;
전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하는 단계;
상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면, 제조 편차로서 업데이트 하는 단계; 및
상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하는 단계
를 포함하는 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법.
A measurement method using a hydrogen sensor module applying temperature and humidity compensation,
Applying power to the hydrogen sensor module;
Calculating the size of the initial measurement deviation included in the initial output measurement value of the hydrogen sensor module after power is applied;
If the initial measurement deviation is within a predetermined standard range, updating it as a manufacturing deviation; and
A step of correcting the measurement value output by the hydrogen sensor module by reflecting the manufacturing deviation.
Hydrogen gas measurement method with compensation for manufacturing deviation of the sensor including.
제1항에 있어서,
마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정하여 획득된 값으로 상기 제조 편차를 최초로 저장하는 단계
를 더 포함하는 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법.
According to paragraph 1,
A step of first storing the manufacturing deviation as a value obtained by measuring the deviation range by flowing a master gas.
A hydrogen gas measurement method with manufacturing deviation compensation of the sensor applied, further comprising:
제1항에 있어서,
상기 기준 범위는,
상기 수소 센서 모듈의 제조 공정에서 수집된 온도별 편차 정보들을 반영하여 결정되는 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법.
According to paragraph 1,
The above standard range is,
A hydrogen gas measurement method applying manufacturing deviation compensation of the sensor, which is determined by reflecting temperature-specific deviation information collected in the manufacturing process of the hydrogen sensor module.
제1항에 있어서,
상기 기준 범위의 하한은 -1.0 내지 0%vol 중 하나이며,
상기 기준 범위의 상한은 0 내지 1.0%vol 중 하나인 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법.
According to paragraph 1,
The lower limit of the reference range is one of -1.0 to 0%vol,
A hydrogen gas measurement method with compensation for manufacturing deviation of a sensor in which the upper limit of the reference range is one of 0 to 1.0% vol.
제1항에 있어서,
상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내인지 확인하는 단계는,
상기 수소 센서 모듈에서 측정된 온도값이 소정의 경계 온도 미만인지 확인하는 단계;
상기 온도값이 상기 경계 온도 미만이면, 상술한 최초 측정 편차가 상기 기준 범위에 속하는지 확인하는 단계; 및
상기 온도값이 상기 경계 온도 이상이면, 상기 측정된 온도값 및 습도값에 따른 이슬점 온도가 소정의 경계 이슬점 온도 미만인지 확인하는 단계
를 포함하는 센서의 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 측정 방법.
According to paragraph 1,
The step of checking whether the initial measurement deviation is within a predetermined standard range is,
Confirming whether the temperature value measured by the hydrogen sensor module is less than a predetermined boundary temperature;
If the temperature value is less than the boundary temperature, checking whether the above-described initial measurement deviation falls within the reference range; and
If the temperature value is above the boundary temperature, checking whether the dew point temperature according to the measured temperature value and humidity value is below a predetermined boundary dew point temperature.
Hydrogen gas measurement method with compensation for manufacturing deviation of the sensor including.
온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서와, 열전도방식으로 수소가스 농도를 측정하는 수소 센서를 구비한 수소 센서 모듈;
상기 수소 센서 모듈의 제조 편차를 저장하는 저장부;
상기 제조 편차를 반영하여 상기 수소 센서 모듈이 출력하는 측정값을 보정하여, 보정된 수소가스 농도를 산출하는 보정 연산부; 및
전원이 인가된 후 상기 수소 센서 모듈의 최초 출력 측정값에 포함된 최초 측정 편차의 크기를 산출하고, 상기 최초 측정 편차가 소정의 기준 범위 이내이면, 상기 저장부에 저장된 제조 편차를 업데이트 하는 제조 편차 업데이트부
를 포함하는 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치.
A hydrogen sensor module including a temperature and humidity sensor that measures temperature and humidity, and a hydrogen sensor that measures hydrogen gas concentration by heat conduction;
a storage unit that stores manufacturing deviation of the hydrogen sensor module;
a correction calculation unit that reflects the manufacturing deviation and corrects the measured value output by the hydrogen sensor module to calculate the corrected hydrogen gas concentration; and
After power is applied, the size of the initial measurement deviation included in the first output measurement value of the hydrogen sensor module is calculated, and if the initial measurement deviation is within a predetermined standard range, the manufacturing deviation stored in the storage is updated. update department
A hydrogen gas sensor device with manufacturing deviation compensation applied, including a.
제6항에 있어서,
상기 온습도 센서와 상기 수소 센서의
온도/상대습도에 대한 열전도값을 보상하여 수소농도를 판별하는 디지털 인터페이스
를 더 포함하는 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치.
According to clause 6,
of the temperature and humidity sensor and the hydrogen sensor
Digital interface that determines hydrogen concentration by compensating heat conduction value for temperature/relative humidity
A hydrogen gas sensor device to which manufacturing deviation compensation is applied, further comprising:
제7항에 있어서,
상기 보정 연산부, 상기 저장부, 상기 제조 편차 업데이트부 및 상기 디지털 인터페이스는,
단일 MCU의 내부 연산 모듈인 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치.
In clause 7,
The correction calculation unit, the storage unit, the manufacturing deviation update unit, and the digital interface are,
Hydrogen gas sensor device with manufacturing deviation compensation, which is an internal calculation module of a single MCU.
제6항에 있어서,
상기 저장부에는 마스터 가스를 흘려서 편차 범위를 측정하여 획득된 값이 상기 제조 편차로서 최초로 저장되는 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치.
According to clause 6,
A hydrogen gas sensor device with manufacturing deviation compensation applied in which the value obtained by measuring the deviation range by flowing the master gas in the storage unit is first stored as the manufacturing deviation.
제6항에 있어서,
상기 기준 범위는,
상기 수소 센서 모듈의 제조 공정에서 수집된 온도별 편차 정보들을 반영하여 결정되는 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치.
According to clause 6,
The above standard range is,
A hydrogen gas sensor device with manufacturing deviation compensation determined by reflecting temperature-specific deviation information collected during the manufacturing process of the hydrogen sensor module.
제6항에 있어서,
상기 기준 범위의 하한은 -1.0 내지 0%vol 중 하나이며,
상기 기준 범위의 상한은 0 내지 1.0%vol 중 하나인 제조 편차 보상이 적용된 수소가스 센서 장치.
According to clause 6,
The lower limit of the reference range is one of -1.0 to 0%vol,
A hydrogen gas sensor device with manufacturing deviation compensation applied, wherein the upper limit of the reference range is one of 0 to 1.0% vol.
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