WO2013027868A1 - 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체 및 이를 이용한 실시간 상태 감시 시스템 - Google Patents

미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체 및 이를 이용한 실시간 상태 감시 시스템 Download PDF

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mesh structure
sensor
sensor assembly
gas
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고종수
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G01N33/1886—Water using probes, e.g. submersible probes, buoys

Definitions

  • the present invention relates to a sensor assembly having a fine mesh structure and a real-time state monitoring system using the same. More specifically, the present invention provides a gas, humidity or temperature to the inside by using a fine mesh structure that allows gas to pass but does not pass liquid. It is about a sensor assembly that can be used in water by mounting a sensor to measure and a real-time monitoring system using the same.
  • the concentration of the gas contained in the sample is changed by contacting the outside air as soon as the sample of the river is put in the sample container and raised, and the concentration of the gas contained in the sample is changed by changing the temperature of the sample during transfer to the laboratory . Therefore, there is a problem that the concentration of the gas contained in the sample transferred to the laboratory is different from the concentration of the gas contained in the actual river water. In other words, since it is difficult to measure the concentration of gas directly in water, it is difficult to implement a technique for accurately measuring the concentration of gas in real time.
  • An object of the present invention is to provide a sensor assembly having a fine mesh structure that can directly measure the concentration of the gas contained in the water, the temperature, and the like.
  • an object of the present invention is to provide a real-time condition monitoring system that can monitor the concentration of the gas contained in the water, the temperature and the like in real time using a sensor assembly having a fine mesh structure.
  • a sensor assembly having a fine mesh structure includes a fine mesh structure and a sensor.
  • the micromesh structure includes a micromesh having a plurality of through holes formed therein through which a gas passes but does not pass a liquid, and a receiving portion is formed therein.
  • the sensor is accommodated in the receiving portion of the micro mesh structure.
  • the sensor assembly preferably further comprises a heating means installed in the receiving portion to heat the inside of the receiving portion.
  • the heating means is preferably stopped when the inside of the receiving portion is above a certain temperature and operates when lower than the temperature.
  • the sensor assembly may further include a support installed inside the receiving portion to support the micromesh.
  • the sensor assembly may further include a protective net surrounding the fine mesh structure to protect the fine mesh structure.
  • the fine mesh may be formed of a polymer, a metal, or a ceramic woven into a fiber shape having fine protrusions on a surface thereof.
  • the sensor assembly may further include a gas flowr installed in the accommodation portion to create an air flow to evenly distribute the gas introduced into the through hole in the accommodation portion.
  • the sensor assembly may further include a position tracker installed in the receiving portion for transmitting the position of the fine mesh structure.
  • the sensor assembly may further include processing means for receiving a signal from the sensor and processing a value measured by the sensor.
  • the sensor assembly may further include lifting means for lifting up and down the micromesh structure.
  • the sensor assembly preferably further includes a gas compressor, a gas line, and a gas valve.
  • the gas compressor is installed in the processing means.
  • the gas line supplies a compressor body of the gas compressor to a receiving portion of the fine mesh structure.
  • the gas valve is installed in the receiving portion to open and close the gas line.
  • the sensor assembly may further include a first pressure sensor and a second pressure sensor.
  • the first pressure sensor may be installed outside the fine mesh structure to measure water pressure.
  • the second pressure sensor may be installed in the accommodation portion of the fine mesh structure to measure the pressure inside the accommodation portion.
  • the gas compressor supplies a compressor body to receive a signal from the first pressure sensor and the second pressure sensor to adjust the pressure inside the receiving portion to a hydraulic pressure.
  • the lifting means preferably has a scale for measuring the length of the fine mesh structure is lowered.
  • the sensor assembly may further include a first wireless communication unit and a second wireless communication unit.
  • the first wireless communication unit is installed in the accommodating unit to transmit data such as the sensor in the micro mesh structure.
  • the second wireless communication unit is installed in the processing means to receive data or the like from the first wireless communication unit.
  • the micromesh structure is elastically shrunk so as to increase the pressure inside the accommodating portion by water pressure when inserted into the water.
  • the sensor assembly may further include a first pressure sensor, a second pressure sensor, and expansion means.
  • the first pressure sensor may be installed outside the fine mesh structure to measure water pressure.
  • the second pressure sensor may be installed in the accommodation portion of the fine mesh structure to measure the pressure inside the accommodation portion.
  • the expansion means expands and contracts the fine mesh structure in order to adjust the pressure in the accommodation portion to a hydraulic pressure.
  • the micro mesh structure may be partially formed of a flexible elastic plate so that the inside of the accommodating part may be contracted by hydraulic pressure.
  • the nano mesh structure may be formed on the outer surface of the micro mesh structure.
  • a sensor assembly having a fine mesh structure includes a fine mesh structure and a sensor.
  • the micromesh structure is formed of a tube to allow the liquid to pass through the micromesh having a plurality of through-holes are formed through the gas but not through the liquid.
  • the sensor senses the gas exiting the through hole.
  • the sensor assembly preferably further comprises a heater for applying heat to the liquid flowing in the fine mesh structure.
  • the sensor assembly preferably further comprises a pump for transferring the liquid to the fine mesh structure.
  • the micromesh may be formed at an end of the micromesh structure.
  • the real time condition monitoring system includes the sensor assembly described above, a wireless communication unit, a repeater, and a central base station.
  • the wireless communication unit transmits data measured by the sensor of the sensor assembly.
  • the repeater receives the data from the wireless communication unit and delivers it.
  • the central base station receives data from the repeater and monitors the state measured by the sensor.
  • the real-time state monitoring system preferably further comprises a portable communication mechanism that receives the state measured by the sensor from the central base station or the repeater.
  • the concentration of the gas contained in the water can be measured directly by installing a gas sensor inside the fine mesh structure that allows gas to pass but does not pass liquid. Therefore, accurate measurement is possible because the measurement is performed in the field without having to go to the laboratory to measure the concentration of a specific gas in the water.
  • the gas is measured but prevents the penetration of water, so it can be used in the environmental monitoring gas detection system in the rain and snowy roads and outdoors, and can also be used in the bathroom, toilet, bath, swimming pool, aquarium, etc. . It can also be used in civilian or military applications, such as firefighting and water systems, where contact with water is frequent.
  • this device In addition to preventing the penetration of water and other liquid substances, this device not only measures water quality, but also measures gas contained in liquid substances such as food, beverage, liquor, and oil. It can be used for gas measurement where it is in droplet or particle form. In addition, it can be utilized in the human body in which a large amount of water, such as blood or gastric juice.
  • a gas compressor such as nitrogen or helium may be stored and used instead of air. Since the injected air initializes the gas sensor, it is possible to measure the gas continuously. Accordingly, it is possible to move the position in the water or to measure the concentration of the gas contained in the water in real time according to the depth of the water.
  • a location tracker and a wireless communication unit are provided, a plurality of gas sensors may be networked to build a ubiquitous sensor network system (USN), which may be used to monitor a large area of water in real time.
  • USN ubiquitous sensor network system
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a sensor assembly having a fine mesh according to the present invention
  • FIG. 2 is a partial cutaway view of the micromesh structure of the embodiment shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 illustrates embodiments of the micromesh structure used in the sensor assembly of FIG.
  • FIG. 9 is a manufacturing flowchart of the micro mesh structure used in the sensor assembly of FIG.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of manufacturing the fine mesh structure shown in FIG. 1 by the method of FIG.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of another embodiment of a fine mesh structure
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of another embodiment of a fine mesh structure
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of another embodiment of a fine mesh structure
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • 16 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • FIG. 19 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • 24 is a real-time state monitoring system according to the present invention.
  • the sensor assembly for measuring the concentration of fine gas in water includes a fine mesh structure 50, a sensor 55, a processing means 60, a lifting means 65, and a gas compressor ( 70, gas line 75, gas valve 80, gas flow 91, position tracker 93, heating means 94, first wireless communication unit 95, 2 includes a wireless communication unit 97.
  • the fine mesh structure 50 includes a fine mesh 52 having a receiving portion 51 formed therein and a plurality of through holes 53 penetrating up to the receiving portion 51.
  • the through hole 53 is formed so as to pass gas but not liquid.
  • the size of the through hole is preferably 10nm ⁇ 0.5mm in size.
  • by forming a micro or nano-sized structure on the surface of the fine mesh 52 can be made of a super water-repellent surface that does not adhere to water.
  • micro-nanostructures may act to inhibit biofouling to which organisms such as proteins or spores are attached in water.
  • the material of the fine mesh structure 50 may be coated with a water repellent coating such as Teflon-based fluorocarbon film or self-assembled monolayer (SAM) when the material itself is water repellent or not water repellent.
  • a water repellent coating such as Teflon-based fluorocarbon film or self-assembled monolayer (SAM) when the material itself is water repellent or not water repellent.
  • micromesh structure 50 there are various manufacturing methods for manufacturing the micromesh structure 50 that allows gas to pass but does not pass liquid. Examples thereof include a photoresist coating step S11, an exposure step, and a developing step ( S17, a plating step S19, a photoresist removing step S21, and an etching step S23.
  • the negative photoresist film 3 is coated on the rod 1, which is a three-dimensional structure (FIG. 10A).
  • the exposing step is a step of exposing a light source such as UV, X-ray, electron beam, etc. to the photosensitive film 3 using a flexible mesh sheet having a fine pattern formed thereon, the mesh sheet bonding step S13 and the light source irradiating step S15. Equipped.
  • the mesh sheet bonding step (S13) the rod 1 is wrapped by pulling both ends of the flexible mesh sheet 5 having a fine pattern with a constant force (FIGS. 10B and 10C).
  • the weight 7 is attached to the end of the mesh sheet 5 and pulled with a constant force.
  • the light source irradiation step S15 the area where the light source is exposed is selectively controlled using the slit 9 to expose the light source 11 to the photosensitive film 3 (FIG. 10D).
  • the exposed photosensitive film 5 is developed using a developing solution (Fig. 10E). Then, the portion of the photosensitive film 5 which is not subjected to the light source is selectively removed.
  • the plating layer 13 is formed to a predetermined thickness on the rod 1 on which the photosensitive film 5 is developed using electroplating.
  • the photosensitive film removing step S21 the photosensitive film 5 is removed (FIG. 10F). Then, only the plating layer 13 exists in the rod 1.
  • FIG. 10H is a perspective view of FIG. 10G.
  • 10i and 10j are various micromesh structures that can be produced by the above method. By the above-described method, a micromesh structure 50 may be manufactured that allows gas to pass but does not pass liquid.
  • micromesh structure is another method for forming the micromesh structure.
  • Figure 4 (a) to form a fine mesh 52 of the planar shape and bonded to the tube to form a fine mesh structure.
  • a pair of planar micromeshes 52 are formed to be attached to the upper and lower surfaces of the hollow edge to form a fine mesh structure.
  • the micromesh structure may be formed by various methods.
  • the sensor 55 is accommodated in the receiving portion 51 of the fine mesh structure 50.
  • a gas sensor capable of detecting a specific gas may be used.
  • the sensor 55 since the sensor 55 is in the accommodating part 51 of the micro mesh structure 50, when the micro mesh structure 50 is inserted into the water, no water is introduced and only the gas contained in the water is the fine mesh structure 50. Flows into the receiving portion 51 of the. Thus, the sensor 55 may read the gas entering the container 51.
  • the sensor 55 When the sensor 55 is in direct contact with water, it does not work or malfunctions, but when the sensor 55 is installed inside the fine mesh structure 50, the sensor 55 blocks water so that the gas in the water can be measured.
  • the sensor 55 may be provided with a multi-gas sensor to measure various kinds of various gases at the same time.
  • various sensors such as temperature sensors, humidity sensors, acoustic sensors, optical sensors, ultrasonic sensors, distance sensors, and bio sensors may be used instead of gas sensors depending on the application.
  • sensors such as temperature sensors, humidity sensors, acoustic sensors, optical sensors, ultrasonic sensors, distance sensors, and bio sensors may be used instead of gas sensors depending on the application.
  • the position tracker 93 is installed inside the fine mesh structure 50 to transmit the position of the fine mesh structure 50.
  • the first wireless communication unit 95 is installed inside the fine mesh structure 50 to transmit the signals of the position tracker 93 and the sensor 55 installed inside the fine mesh structure 50 to the outside.
  • the second wireless communication unit 97 is installed in the processing means 60 and receives signals from the sensor 55 and the position tracker 93 transmitted from the first wireless communication unit 95. In addition, the second wireless communication unit 97 may receive and transmit signals from the sensor 55 and the position tracker 93.
  • a plurality of sensor assemblies may be networked by installing a plurality of sensor assemblies in a river, a reservoir, an ocean, a swimming pool, an aquarium, a water purification system, a sewer, a sewage treatment system, and the like to construct a ubiquitous sensor network system (USN). It can then be used to monitor large areas of water in real time.
  • USN ubiquitous sensor network system
  • the processing means 60 includes a processor 61 and a display portion 63.
  • the processor 61 receives a signal from the sensor 55 from the second wireless communication unit 97 provided in the processing means 60 and calculates the concentration of the gas measured by the sensor 55.
  • the sensor 55 and the processor 61 are wirelessly connected, but may be connected by wire according to the embodiment.
  • the display unit 63 serves to display the value calculated by the processor 61 to the user. The user may know the concentration of various gases such as ammonia, methane, carbon phosphate, oxygen, general gases such as nitrogen, various aromatic solvents including benzene and toluene, alcohols such as ethanol and methanol through the display unit 63. Can be.
  • Lifting means 65 serves to elevate the fine mesh structure 50. That is, the lifting means 65 lowers the water to the point where the fine mesh structure 50 is to be measured, and serves to raise the fine mesh structure 50 after the measurement.
  • the lifting means 65 includes a tube 66, a scale 67, and a winding 68.
  • the tube 66 connects the treatment means 60 and the fine mesh structure 50, and the gas line 75 described below enters the inside of the tube 66.
  • the signal line may also enter the tube 66.
  • the scale 67 is displayed on the tube 66 to indicate how deep the fine mesh structure 50 has descended.
  • the scale portion 67 tells the descending length of the fine mesh structure 50.
  • the winding unit 68 winds up or unwinds the tube 66. Therefore, when the tube 66 is released using the winding unit 68, the fine mesh structure 50 descends to enter the water. At this time, it can be seen how deep the fine mesh structure 50 has entered through the scale 67. When the tube 66 is wound using the winding unit 68, the fine mesh structure 50 is raised to recover the fine mesh structure 50.
  • the gas compressor 70 is installed in the processing means 60.
  • the gas line 75 is connected from the gas compressor 70 to the fine mesh structure 50 along the inside of the tube 66 in order to supply the air compressed in the gas compressor 70 to the receiving portion of the micro mesh structure 50. do.
  • the gas valve 80 is installed at the end of the gas line 75 in the receiving portion 51 to open and close the gas line 75.
  • the concentration of the gas is to be measured according to the depth of the river, the fine mesh structure 50 is inserted into a specific depth, and then the concentration of the gas is measured.
  • the interior of the fine mesh structure 50 is filled with a gas having a specific depth. .
  • you want to measure the gas of a different depth through the elevating means 65 to move the fine mesh structure 50 to another depth.
  • the inside of the accommodating part 51 of the fine mesh structure 50 should be filled with clean air.
  • the gas compressor 70 is used. If the compressed air is blown into the gas compressor 70 after opening the gas valve 80, clean compressed air that is not contaminated is supplied to the gas line 75 to discharge the gas inside the accommodating part 51 to the outside. Thus, the accommodating part 51 of the fine mesh structure 50 is filled with the air supplied from the gas compressor 70. Therefore, at a new point, the sensor 55 can be used to measure the concentration of the gas. Therefore, the gas compressor 70 can measure the depth of several points in real time. In addition to air, a gas such as nitrogen or helium may be used for the gas compressor 70.
  • a gas such as nitrogen or helium may be used for the gas compressor 70.
  • the gas line 75, the gas valve 80, and the gas compressor 70 may be used to increase the pressure inside the accommodating part 51 of the fine mesh structure 50.
  • the sensor assembly may further include a first pressure sensor (not shown) and a second pressure sensor (not shown).
  • the first pressure sensor is installed on the outside of the fine mesh structure 50 to measure the water pressure
  • the first pressure sensor is installed on the receiving portion 51 of the fine mesh structure 50 to measure the pressure inside the receiving portion.
  • the gas compressor 70 supplies the compressor body to the accommodating part 51 to increase the pressure inside the fine mesh structure 50.
  • the gas line 75, the gas valve 80, the gas compressor 70, and the elevating means 65 may be omitted.
  • the value measured by the sensor 55 may be a first wireless communication unit ( 95 is transmitted wirelessly.
  • the gas flowr 91 is installed in the accommodating part 51 to create an air flow for evenly distributing the gas introduced into the through hole 53 in the accommodating part 51.
  • the gas flower 91 diffuses from the outside to quickly flow the gas introduced into the through hole 51 into the accommodating part 51, and serves to make the concentration of the gas constant in the accommodating part 51.
  • Such a gas flower 91 may be in the form of a pinwheel as shown in FIG. 3 (a), but may have various shapes such as a fan shape as shown in FIGS. 3 (b) or 3 (c).
  • the heating means 94 is installed inside the accommodating part 51 of the fine mesh structure 50 to heat the accommodating part 51. In this case, those that are less volatile among the gases contained in the water become more volatile when heated. Therefore, even a weak volatility gas contained in the water can be measured.
  • the heating means 94 may be interlocked with a thermometer mounted inside the micromesh structure 50 to stop the operation when the inside of the accommodating part 51 is above a predetermined temperature and operate when the inside of the accommodating part 51 is lower than the predetermined temperature. have. In this case, the temperature of the accommodating part 51 of the fine mesh structure 50 may be actively controlled.
  • the senor 55 uses a gas sensor to measure the gas contained in the water, but uses a non-dispersive infrared absorption (NDIR) and a spectrophotometer using ultraviolet absorption to measure the gas with high precision.
  • NDIR non-dispersive infrared absorption
  • spectrophotometer Various types of gas analyzers using spectrophotometer, gas chromatography, thermal conductivity, electrochemistry, photochemistry and mass spectrometry can be used.
  • the micromesh structure 50 shown in FIGS. 1 and 2 maintains a constant shape so that the pressure inside the accommodating part 51 is kept constant.
  • the liquid may not pass through the through hole 53 but only a gas such as a gas may pass through.
  • the fine mesh structure 50 descends deeply in water, the hydraulic pressure increases to allow the liquid to pass through the through hole 53.
  • the fine mesh structure may be formed to elastically contract so that the pressure inside the receiving portion is increased by water pressure when inserted into the water.
  • 5 to 7 is an embodiment of the micro mesh structure used in such a sensor assembly.
  • the fine mesh structure 50 is connected to the fine mesh 52 by a flexible rubber or winding type elastic sheet 54 having good elasticity.
  • the fine mesh structure 50 is provided with the flexible elastic plate 54 spaced apart from the fine mesh 52.
  • the flexible elastic plate 54 is bent inward by external water pressure, thereby increasing the internal pressure of the receiving portion of the fine mesh structure 50.
  • Figure 7 (a) to install a spring inside to support the fine mesh.
  • the apparatus further includes a first pressure sensor 55a, a second pressure sensor 55b, and expansion and contraction means 81.
  • the first pressure sensor 55a is installed outside the fine mesh structure to measure water pressure.
  • the second pressure sensor is installed in the receiving portion to measure the pressure inside the receiving portion.
  • the stretching means 81 may be made of a piezoelectric material that is stretched according to an electrical signal, and the like. By measuring the pressure with the first pressure sensor 55a and the second pressure sensor 55b, a signal may be sent to the expansion and contraction means 81 when a difference occurs. Then, the expansion means 81 expands and contracts the flexible elastic plate. So the pressure inside the receiver can be adjusted.
  • the fine mesh structure 50 of FIG. 8 is another embodiment of the micromesh structure 50 used in the sensor assembly.
  • the fine mesh structure 50 of FIG. 8 is formed by forming the fine mesh 52 in a package of a thio can type (TO-Can) made mainly of a metal used for sensor packaging.
  • the fine mesh structure may be made in a variety of ways, such as by forming a fine mesh in the compound malting-type package mainly used for semiconductor packaging.
  • 11 is a conceptual diagram of another embodiment of the micromesh structure used in the sensor assembly according to the present invention.
  • the support 101 is further provided inside the micromesh structure 50.
  • the fine mesh structure 50 goes deep into the water, the water pressure increases. Since the micromesh structure 50 may be deformed when the hydraulic pressure is increased, the support 101 supports the micromesh structure 50 to prevent the micromesh structure 50 from being deformed.
  • the mesh is made of a two-stage structure can further increase the waterproof effect.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of another embodiment of the micromesh structure used in the sensor assembly according to the present invention.
  • a protective net 103 on the outside of the fine mesh structure 50.
  • the fine mesh structure 50 may be damaged when it is impacted from the outside.
  • the protection net 103 may be installed outside the fine mesh structure 50.
  • the micromesh structure 50 may be protected by preventing the micromesh from directly contacting the outside.
  • the micromesh structure according to the present invention may be formed of polymer fibers.
  • Water repellent coating on the mesh formed of the polymer fiber, or further proceed to the plating on the surface of the water repellent coating can be produced a waterproof mesh.
  • the through-holes formed in the polymer fibers are then formed to a fine size, allowing gas to pass but not liquid.
  • the same effect can be obtained when the metal is formed of metal but the holes of the through-holes are not water-resistant and the water-repellent coating is applied or the plating is further performed on their surfaces.
  • the sensor assembly according to the present embodiment includes a fine mesh structure 50, a sensor 55, and a pump 16.
  • the fine mesh structure 50 is formed of a fine mesh having a plurality of through holes 53 formed therein.
  • the fine mesh structure 50 is formed of a tube to allow the liquid to pass through therein.
  • liquid flows into the micromesh structure 50.
  • the gas contained in the liquid is discharged to the outside of the fine mesh structure 50 through the through hole 53.
  • the sensor 55 is installed outside the fine mesh structure 50.
  • a gas sensor capable of detecting a specific gas may be used.
  • the sensor 55 since the sensor 55 is installed outside the fine mesh structure 50, when the liquid flows inside the fine mesh structure 50, the liquid does not flow into the sensor 55, but only the gas contained in the liquid 55. Flows into. Thus, the sensor 55 may read a gas contained in the liquid flowing inside the fine mesh structure 50.
  • the sensor 55 may be a variety of sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an acoustic sensor, an optical sensor, an ultrasonic sensor, a distance measuring sensor, a biosensor, and the like instead of a gas sensor according to a use.
  • the pump 16 serves to transfer the liquid to the fine mesh structure 50. That is, the liquid is transferred so that the liquid to probe the gas flows into the fine mesh structure 50.
  • the pump 16 is operated at the point to be measured. Then, the river water is supplied into the fine mesh structure 50 by the pump 16. At this time, the gas contained in the river while flowing inside the fine mesh structure 50 is discharged to the outside of the fine mesh structure 50 through the through-hole (53). Then, the sensor 55 installed outside the fine mesh structure 50 may detect the gas.
  • the fluid to be forcibly measured using the pump 16 is supplied into the micromesh structure 50, but when the fluid is directly supplied into the micromesh structure 50, the pump 16 may be omitted. have.
  • the micro mesh structure 50 of the present embodiment is installed in a part of the water and sewage pipe, the fluid is directly supplied and the pump 16 is omitted.
  • the senor 55 uses a gas sensor to measure gas contained in water, but gas chromatography may be used to measure gas quantitatively and precisely.
  • gas chromatography may be used to measure gas quantitatively and precisely.
  • a mass spectrometer for processing the data of gas chromatography is installed, and the mass spectrum of the component eluted by gas chromatography can be confirmed in real time.
  • 15 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • the through hole 53 is formed on the outer peripheral surface of the fine mesh structure 50 made of a tube.
  • 15 is a case where the through hole 53 is installed at the distal end of the fine mesh structure 50 made of a pipe.
  • the sensor 55 is installed in front of the distal end of the fine mesh structure 50 to detect the gas emitted from the distal end.
  • 16 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • the liquid naturally moves to the tube end of the micromesh structure 50.
  • the gas is pumped through the pump 16 as shown by arrow 20. The liquid then moves to the distal end of the micromesh structure 50 in tubular form.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • a heater 14
  • heating the liquid activates the evaporation of the gas.
  • the heater 14 serves to heat the liquid inside the fine mesh structure 50.
  • the gas contained in the liquid is evaporated and released to the outside through the through hole 53.
  • the sensor 55 may then measure the gas.
  • 18 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention. 18 is an embodiment in which the gas is measured by operating the heater 14 in a state in which a liquid is supplied to a portion of the fine mesh formed at the end of the fine mesh structure 50.
  • FIG. 19 is a conceptual diagram of another embodiment of a sensor assembly according to the present invention.
  • the micromesh structure 50 is installed in a part of the blood vessel 18.
  • blood flowing through the blood vessel 18 passes through the micromesh structure 50.
  • the gas contained in the blood is discharged through the through-holes of the fine mesh structure 50, and the sensor 55 may measure the gas contained in the blood.
  • this embodiment is installed in blood vessels, medical tubes, food and beverage production tubes, water purifiers, etc. can measure the gas contained in the liquid.
  • the 20 to 23 are application examples of the sensor assembly according to the present invention.
  • the value measured by the sensor installed inside the fine mesh structure 50 is wirelessly transmitted through the first wireless communication unit, and the processing means is omitted.
  • FIG. 20A illustrates an embodiment installed in a piers
  • FIG. 20B illustrates an embodiment installed on an inner wall of a container in which a specific solution is contained.
  • FIG. 21 is a stationary floating type in which the micromesh structure 50 is connected to a stationary structure so that it floats in water or a solution.
  • FIG. 22 is a movable floating type, in which a fine mesh structure 50 is directly mounted or connected to a movable floating object such as a ship.
  • the fine mesh structure 50 may be installed to float on water or a solution.
  • FIG. 23 is a water mobile type
  • the fine mesh structure 50 may be mounted on an object moving underwater, such as a submarine or a robot fish.
  • the real-time condition monitoring system includes a fine mesh structure 50, a repeater 105, and a central base station 107.
  • the micro mesh structure 50 is provided with a sensor, a location tracker, and a wireless communication unit. If necessary, a sensor may be mounted inside the fine mesh structure 50, and a position tracker, a wireless communication unit, or the like may be mounted outside the fine mesh structure. In order to prevent intrusion of water into the component mounted outside the fine mesh structure, a separate waterproof treatment is required.
  • the value measured by the sensor and the signal of the position tracker are transmitted to the repeater 105 through the wireless communication unit.
  • the repeater 105 transmits a signal received from each micromesh structure 50 to the central base station 107.
  • the central base station 107 may collect signals received from all the fine mesh structures 50 and analyze their respective states. For example, when the gas sensor is installed in the fine mesh structure 50 and each of the fine mesh structures 50 is installed in the river, the water quality of each point where the fine mesh structure 50 is installed is real-time at the central base station 107. You can figure it out.
  • the value measured by the sensor is transmitted only to the central base station 107, but may be transmitted from the central base station 107 to a portable communication device such as a mobile phone, a smartphone, a webbook, a PDA, a notebook computer, and the like. If necessary, the value measured by the sensor may be transmitted from the repeater 105 directly to the portable communication device without passing through the central base station 107. In this case, users can monitor the quality of the water from anywhere, regardless of location.
  • heating means 95 the first wireless communication unit
  • second wireless communication unit 101 support

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Abstract

본 발명은 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체 및 이를 이용한 실시간 상태 감시 시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 미세메쉬구조체를 사용하여 내부에 가스나 습도 또는 온도 등을 측정하는 센서를 장착하여 수중에서 사용할 수 있는 센서 조립체 및 이를 활용한 실시간 감시 시스템에 대한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따른 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체는 미세메쉬구조체와, 센서를 포함한다. 상기 미세메쉬구조체는 기체를 통과시키지만 액체를 통과시키지 않는 복수의 관통공이 형성된 미세메쉬를 구비하며, 내부에 수용부가 형성된다. 상기 센서는 상기 미세메쉬구조체의 수용부에 수용된다. 또한, 상기 센서 조립체는 상기 센서로부터 신호를 받아서 상기 센서에서 측정된 값을 처리하기 위한 처리수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 센서 조립체는 상기 미세메쉬구조체를 승강시키기 위한 승강수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 미세메쉬구조체 내부에 가스센서를 장착함으로써, 수중에서 직접 수중에 함유된 가스의 농도를 측정할 수 있다. 그래서 물 속에 함유된 특정 가스의 농도를 측정하기 위하여 실험실로 옮길 필요가 없이 현장에서 바로 측정을 하므로 정확한 측정이 가능하다.

Description

미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체 및 이를 이용한 실시간 상태 감시 시스템
본 발명은 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체 및 이를 이용한 실시간 상태 감시 시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 미세메쉬구조체를 사용하여 내부에 가스나 습도 또는 온도 등을 측정하는 센서를 장착하여 수중에서 사용할 수 있는 센서 조립체 및 이를 활용한 실시간 감시 시스템에 대한 것이다.
강물의 오염 여부를 검사하기 위해서는 강물에 포함된 용존산소량이나, 이산화탄소량 등 특정 가스의 농도를 측정하여 판정한다. 이 경우 종래에는 강물에 포함된 특정 가스의 농도를 실시간으로 측정할 수가 없었다. 그래서 종래에는 측정하고자 하는 강물의 시료를 시료통에 담은 후 실험실로 옮겨서 실험실에서 물 속에 함유된 특정 가스의 농도를 측정하였다.
이 경우 강물의 시료를 시료통에 담아서 올리는 순간 외부의 공기와 접촉하여 시료 속에 함유된 가스의 농도가 달라지며, 또한 실험실로 옮기는 도중 시료의 온도의 변화 등에 의하여 시료 속에 함유된 가스의 농도가 달라진다. 따라서 실험실로 옮긴 시료에 함유된 가스의 농도는 실제의 강물에 함유된 가스의 농도와 다르다는 문제점이 있다. 즉 종래에는 수중에서 직접 가스의 농도를 측정하기 어려웠으므로 가스의 농도를 실시간으로 정확하게 측정하는 기술을 구현하기 어려웠다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 수중에서 직접 수중에 함유된 가스의 농도나, 온도 등을 측정할 수 있는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체를 이용하여 수중에 함유된 가스의 농도나, 온도 등을 실시간으로 감시할 수 있는 실시간 상태 감시 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체는 미세메쉬구조체와, 센서를 포함한다. 상기 미세메쉬구조체는 기체를 통과시키지만 액체를 통과시키지 않는 복수의 관통공이 형성된 미세메쉬를 구비하며, 내부에 수용부가 형성된다. 상기 센서는 상기 미세메쉬구조체의 수용부에 수용된다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 수용부 내부를 가열시키기 위하여 상기 수용부 내부에 설치된 히팅수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서 조립체에 있어서, 상기 히팅수단은 상기 수용부 내부가 일정한 온도 이상이면 멈추고 상기 온도보다 낮으면 작동하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 미세메쉬를 지지하기 위하여 상기 수용부 내부에 설치된 지지체를 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 미세메쉬구조체를 보호하기 위하여 상기 미세메쉬구조체를 감싸는 보호망을 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 센서 조립체에 있어서, 상기 미세메쉬는 표면에 미세 돌기를 구비한 섬유형태로 짜여진 폴리머나 금속 또는 세라믹으로 형성된 것이 가능하다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 관통공으로 유입된 기체를 상기 수용부 내에서 고르게 분포시키기 위한 공기흐름을 만들기 위하여 상기 수용부에 설치된 기체흐름기를 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 미세메쉬구조체의 위치를 전송하기 위하여 상기 수용부에 설치된 위치추적기를 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 센서로부터 신호를 받아서 상기 센서에서 측정된 값을 처리하기 위한 처리수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서 조립체는 상기 미세메쉬구조체를 승강시키기 위한 승강수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서 조립체는 기체압축기와, 기체라인과, 기체밸브를 더 포하하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 기체압축기는 상기 처리수단에 설치된다. 상기 기체라인은 상기 기체압축기의 압축기체를 상기 미세메쉬구조체의 수용부에 공급한다. 상기 기체밸브는 상기 기체라인을 개폐하도록 상기 수용부에 설치된다.
또한, 상기 센서 조립체는 제1압력센서와, 제2압력센서를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1압력센서는 상기 미세메쉬구조체의 외부에 설치되어 수압을 측정할 수 있다. 상기 제2압력센서는 상기 미세메쉬구조체의 수용부에 설치되어 상기 수용부 내부의 압력을 측정할 수 있다. 그리고 상기 기체압축기는 상기 기체압축기는 상기 제1압력센서 및 상기 제2압력센서로부터 신호를 받아서 상기 수용부 내부의 압력을 수압으로 맞추도록 압축기체를 공급한다.
또한, 상기 센서 조립체에 있어서, 상기 승강수단은 상기 미세메쉬구조체가 하강된 길이를 측정할 수 있는 눈금부를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서 조립체는 제1무선통신부와, 제2무선통신부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1무선통신부는 상기 미세메쉬구조체 내부에서 상기 센서 등의 데이터를 전송하기 위하여 상기 수용부에 설치된다. 상기 제2무선통신부는 상기 제1무선통신부로부터 데이터 등을 전송받기 위하여 상기 처리수단에 설치된다.
또한, 상기의 센서 조립체에 있어서, 상기 미세메쉬구조체는 수중에 삽입되면 수압에 의하여 상기 수용부 내부의 압력이 증가하도록 탄성적으로 수축되는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우 상기 센서 조립체는 제1압력센서와, 제2압력센서와, 신축수단을 더 포함할 수 있다. 상기 제1압력센서는 상기 미세메쉬구조체의 외부에 설치되어 수압을 측정할 수 있다. 상기 제2압력센서는 상기 미세메쉬구조체의 수용부에 설치되어 상기 수용부 내부의 압력을 측정할 수 있다. 그리고 상기 신축수단은 상기 수용부 내부의 압력을 수압으로 맞추기 위하여 상기 미세메쉬구조체를 신축시킨다.
또는, 상기의 센서 조립체에 있어서, 상기 미세메쉬구조체는 수압에 의하여 상기 수용부 내부가 수축될 수 있도록 일부가 유연탄성판으로 구성될 수 있다.
또는, 상기의 센서 조립체에 있어서, 상기 미세메쉬구조체는 외표면에 나노구조체가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체는 미세메쉬구조체와, 센서를 포함한다. 상기 미세메쉬구조체는 기체를 통과시키지만 액체를 통과시키지 않는 복수의 관통공이 형성된 미세메쉬를 구비하여 내부에 액체를 통과시킬 수 있도록 관으로 형성된다. 상기 센서는 상기 관통공으로 나오는 기체를 감지한다.
또한, 상기의 센서 조립체는 상기 미세메쉬구조체에 흐르는 액체에 열을 가하기 위한 히터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 센서 조립체는 상기 미세메쉬구조체로 액체를 이송시키는 펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 센서 조립체에 있어서, 상기 미세메쉬는 상기 미세메쉬구조체의 단부에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 실시간 상태 감시 시스템은 상기에서 설명된 센서 조립체와, 무선통신부와, 중계기와, 중앙기지국을 포함한다. 상기 무선통신부는 상기 센서 조립체의 센서에서 측정된 데이터를 전송한다. 상기 중계기는 상기 무선통신부로부터 데이터를 전송받아 이를 전달한다. 상기 중앙기지국은 상기 중계기로부터 데이터를 전달받아 상기 센서에서 측정된 상태를 감시한다.
또한, 상기의 실시간 상태 감시 시스템은 상기 중앙기지국 또는 상기 중계기로부터 상기 센서에 측정된 상태를 전달받는 휴대형 통신기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 미세메쉬구조체 내부에 가스센서를 장착함으로써, 수중에서 직접 수중에 함유된 가스의 농도를 측정할 수 있다. 그래서 물 속에 함유된 특정 가스의 농도를 측정하기 위하여 실험실로 옮길 필요가 없이 현장에서 바로 측정을 하므로 정확한 측정이 가능하다. 또한, 가스는 측정하되 물의 침투를 막으므로, 비나 눈이 내리는 도로 및 야외에서의 환경모니터링 가스감지시스템에 활용될 수 있고, 수분이 많은 욕실, 화장실, 목욕탕, 수영장, 수족관 등에서도 활용이 가능하다. 또한 물과의 접촉이 빈번한 소방장치, 수상장치와 같은 민수용 또는 군용의 전분야에 활용될 수 있다. 또한 물의 침투만 막는 것이 아니라 기름 등 여타 액상의 물질의 침투도 막으므로, 이 장치는 수질 측정뿐만 아니라, 각종 식음료, 주류, 유류 등 액상의 물질 속에 포함된 가스를 측정하거나, 이러한 액상의 물질이 방울 또는 입자 형태로 존재하는 곳에서의 가스 측정에 활용될 수 있다. 뿐만 아니라, 혈액 또는 위액과 같이 다량의 수분이 존재하는 인체 내에서도 활용 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 기체압축기를 사용하여 미세메쉬구조체 내부에 오염되지 않은 공기를 불어 넣을 수 있다. 기체압축기에는 공기 대신에 질소, 헬륨 등과 같은 가스가 저장되어 활용될 수 있다. 주입된 공기는 가스센서를 초기화시키므로 연속적으로 가스측정이 가능하며, 이에 따라 수중에서 위치를 이동하거나 수중의 깊이에 따라 실시간으로 수중에 함유된 가스의 농도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 위치추적기 및 무선통신부를 구비하므로 다수의 가스센서를 네트워크화 하여 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템(USN)을 구축하여 넓은 지역의 물을 실시간으로 모니터링하는 데 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미세메쉬를 구비한 센서 조립체의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 미세메쉬구조체의 부분 절개도,
도 3은 기체흐름기의 실시예들,
도 4는 도 1의 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체의 실시예들,
도 5는 미세메쉬구조체의 다른 실시예,
도 6은 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예,
도 7은 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예,
도 8은 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예,
도 9는 도 1의 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체의 제작 순서도,
도 10는 도 9의 방법으로 도 1에 도시된 미세메쉬구조체를 제작하는 개념도,
도 11은 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 12는 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 13은 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 14는 본 발명에 따른 센서 조립체의 다른 실시예의 개념도,
도 15는 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 16은 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 17은 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 18은 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 19는 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도,
도 20 내지 도 23은 본 발명에 따른 센서 조립체의 적용 예,
도 24은 본 발명에 따른 실시간 상태 감시 시스템이다.
본 발명에 따른 센서 조립체의 일 실시예를 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 수중에서 미세 가스 농도를 측정하는 센서 조립체는 미세메쉬구조체(50)와, 센서(55)와, 처리수단(60)와, 승강수단(65)과, 기체압축기(70)와, 기체라인(75)과, 기체밸브(80)와, 기체흐름기(91)와, 위치추적기(93)와, 히팅수단(94)과, 제1무선통신부(95)와, 제2무선통신부(97)를 포함한다.
미세메쉬구조체(50)는 내부에 수용부(51)를 형성하고, 수용부(51)까지 관통된 복수의 관통공(53)이 형성된 미세메쉬(52)를 구비한다. 여기서 관통공(53)은 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않도록 형성된다. 이를 위하여 관통공의 크기는 10nm ~ 0.5mm의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 또한 미세메쉬(52)의 표면에 마이크로 또는 나노 크기의 구조체를 형성하여 물이 묻지 않는 초발수성 표면을 만들 수 있다.
이러한 마이크로 나노 구조는 물 속에서 단백질 또는 포자와 같은 생물체가 부착되는 바이오파울링(biofouling)을 억제하는 역할을 할 수 있다. 미세메쉬구조체(50)의 재질은 재질 자체가 발수성이거나, 발수성이지 않은 경우 테프론 계열의 탄화불소막 또는 자가조립단분자막(SAM) 등과 같은 발수성 코팅제로 코팅하는 것이 바람직하다.
이와 같이 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 미세메쉬구조체(50)를 제작하는 제작방법은 다양하게 존재하며, 그 일례는 도 9와 같이 감광막코팅단계(S11)와, 노광단계와, 현상단계(S17)와, 도금단계(S19)와, 감광막제거단계(S21)와, 식각단계(S23)를 포함한다.
감광막코팅단계(S11)에서는 3차원 구조물인 봉(1)에 음성감광막(3)을 코팅한다(도 10a).
상기 노광단계는 미세패턴이 형성된 유연한 메쉬시트를 사용하여 감광막(3)에 UV, X-ray, 전자빔 등과 같은 광원을 노광하는 단계로서, 메쉬시트접착단계(S13)와 광원조사단계(S15)를 구비한다. 메쉬시트접착단계(S13)에서는 미세패턴이 형성된 유연한 메쉬시트(5)의 양단을 일정한 힘으로 잡아당겨서 봉(1)을 감싼다(도 10b 및 도 10c). 본 실시예의 경우 메쉬시트(5)의 끝부분에 추(7)를 달아 일정한 힘으로 잡아당긴다. 광원조사단계(S15)에서는 슬릿(9)을 사용하여 광원이 노광되는 면적을 선택적으로 제어하여 광원(11)을 감광막(3)에 노광시킨다(도 10d).
현상단계(S17)에서는 현상액을 사용하여 노광된 감광막(5)을 현상한다(도 10e). 그러면 감광막(5)에서 광원을 받지 않은 부분이 선택적으로 제거된다.
도금단계(S19)에서는 전주도금을 이용하여 감광막(5)이 현상된 봉(1)에 일정한 두께로 도금층(13)을 형성한다.
감광막제거단계(S21)에서는 감광막(5)을 제거한다(도 10f). 그러면 봉(1)에는 도금층(13)만 존재한다.
식각단계(S23)에서는 식각용액을 사용하여 원형 봉(1)을 식각하여 봉(1)을 제거한다(도 10g). 그러면 미세메쉬구조체만 남는다. 도 10h는 도 10g의 사시도이다. 도 10i 및 도 10j는 상기와 같은 방법으로 제작할 수 있는 다양한 미세메쉬구조체다. 상기의 방법에 의하여 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는 미세메쉬구조체(50)를 제작할 수 있다.
도 4는 미세메쉬구조체를 형성하기 위한 다른 방법이다. 도 4의 (a)의 경우 평면형태의 미세메쉬(52)를 만들어 튜브에 접합시켜서 미세메쉬구조체를 형성한다. 도 4의 (b)의 경우 한 쌍의 평면형태의 미세메쉬(52)를 만들어 속이 비어 있는 테두리의 상면과 하면에 붙여서 미세메쉬구조체를 형성한다. 이와 같이 다양한 방법으로 미세메쉬구조체를 형성할 수 있다.
센서(55)는 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51)에 수용된다. 센서(55)로는 특정 기체를 감지할 수 있는 가스센서가 사용될 수 있다. 이 경우 센서(55)가 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51)에 있으므로 미세메쉬구조체(50)가 수중에 삽입될 경우 물은 유입되지 않고 물에 함유된 기체만 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51)로 유입된다. 그래서 센서(55)는 수용부(51)로 들어오는 가스를 검침할 수 있다. 센서(55)는 물에 직접 접촉되면 고장나거나 작동되지 않지만 미세메쉬구조체(50) 내부에 설치될 경우 물을 차단하므로 수중의 가스를 측정할 수 있다. 이러한 센서(55)는 여러 가지 종류의 다양한 가스를 동시에 측정할 수 있도록 다중가스센서가 구비될 수 있다. 또한 용도에 따라 가스센서 대신 온도센서, 습도센서, 음향센서, 광센서, 초음파센서, 거리측정센서, 바이오센서 등 다양한 센서가 사용될 수 있다. 이러한 다양한 센서가 함께 어셈블리가 되면 수질측정에 필요한 모든 정보를 한꺼번에 얻을 수 있다.
위치추적기(93)는 미세메쉬구조체(50) 내부에 설치되어 미세메쉬구조체(50)의 위치를 전송한다.
제1무선통신부(95)는 미세메쉬구조체(50) 내부에 설치되어 미세메쉬구조체(50) 내부에 설치된 위치추적기(93)와 센서(55)의 신호를 외부로 전송한다.
제2무선통신부(97)는 처리수단(60)에 설치되어 제1무선통신부(95)에서 전송되어 오는 센서(55)와 위치추적기(93)의 신호를 수신 받는다. 또한 제2무선통신부(97)는 센서(55)와 위치추적기(93)의 신호를 수신 받아서 송신도 가능하다. 이 경우 다수의 센서 조립체를 강물, 저수지, 바다, 수영장, 수족관, 물정화시스템, 하수구, 오수처리시스템 등에 설치함으로써 네트워크화하여 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템(USN)을 구축할 수 있다. 그러면 넓은 지역의 물을 실시간으로 모니터링하는 데 활용될 수 있다.
처리수단(60)는 처리기(61)와 표시부(63)를 구비한다. 처리기(61)는 처리수단(60)에 설치된 제2무선통신부(97)로부터 센서(55)로부터 신호를 받아서 센서(55)가 측정한 가스의 농도를 계산한다. 본 실시예의 경우 센서(55)와 처리기(61)는 무선으로 연결되었으나 실시예에 따라서 유선으로 연결될 수도 있다. 표시부(63)는 처리기(61)에서 계산된 값을 사용자에게 나타내기 위하여 표시하는 역할을 한다. 사용자는 표시부(63)를 통하여 수중에 함유된 암모니아, 메탄, 인산화탄소, 산소, 질소와 같은 일반 가스, 벤젠, 톨루엔을 포함한 각종 방향족 용제, 에탄올, 메탄올과 같은 알코올류 등 다양한 가스의 농도를 알 수 있다.
승강수단(65)은 미세메쉬구조체(50)를 승강 시키는 역할을 한다. 즉 승강수단(65)은 미세메쉬구조체(50)를 측정하고자 하는 지점까지 수중에 내렸다가, 측정 후 미세메쉬구조체(50)를 올리는 역할을 한다. 이를 위하여 승강수단(65)은 튜브(66)와, 눈금부(67)와, 권치부(68)를 구비한다. 튜브(66)는 처리수단(60)와 미세메쉬구조체(50)를 연결시키며, 튜브(66)의 내부에는 하술하는 기체라인(75)이 들어간다. 센서(55)와 처리기(61)가 유선의 시그널라인으로 연결될 경우 시그널라인도 튜브(66) 내부에 들어갈 수 있다. 그래서 미세메쉬구조체(50)는 튜브(65)를 통하여 처리수단(60)에 메달려 있다. 눈금부(67)는 튜브(66)에 표시되어 미세메쉬구조체(50)가 얼마만큼의 깊이로 내려갔는가를 알려준다. 즉 눈금부(67)는 미세메쉬구조체(50)의 하강한 길이를 알려준다. 권치부(68)는 튜브(66)를 감거나 풀어준다. 따라서 권치부(68)를 사용하여 튜브(66)를 풀어주면 미세메쉬구조체(50)가 하강하여 수중으로 들어간다. 이때 눈금부(67)를 통하여 미세메쉬구조체(50)가 얼마만큼의 깊이로 들어갔는지 알 수 있다. 그리고 권치부(68)를 사용하여 튜브(66)를 감으면 미세메쉬구조체(50)가 상승하여 미세메쉬구조체(50)를 회수할 수 있다.
기체압축기(70)는 처리수단(60)에 설치된다. 기체라인(75)은 기체압축기(70)에서 압축된 공기를 미세메쉬구조체(50)의 수용부에 공급하기 위하여 기체압축기(70)에서 튜브(66) 내부를 따라 미세메쉬구조체(50)까지 연결된다.
기체밸브(80)는 기체라인(75)을 개폐하도록 수용부(51)에서 기체라인(75)의 끝단에 설치된다. 예를 들어 강물의 깊이에 따라 가스의 농도를 측정하고자 할 경우 미세메쉬구조체(50)를 특정 깊이에 삽입한 후 가스의 농도를 측정하면 미세메쉬구조체(50)의 내부는 특정 깊이의 가스로 채워진다. 그리고 다른 깊이의 가스를 측정하고자 할 경우 승강수단(65)을 통하여 미세메쉬구조체(50)를 다른 지점의 깊이로 이동시킨다. 이 경우 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51) 내부에는 먼저 측정한 지점의 가스로 채워져 있으므로 정확한 측정을 할 수 없다. 따라서 이 경우 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51) 내부를 깨끗한 공기로 채워 넣어야 한다. 이때 기체압축기(70)를 사용한다. 기체밸브(80)를 개방시킨 후 기체압축기(70)로 압축공기를 불어 넣으면 오염되지 않은 깨끗한 압축공기가 기체라인(75)으로 공급되어 수용부(51) 내부의 가스를 외부로 방출시킨다. 그래서 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51)는 기체압축기(70)에서 공급된 공기로 채워진다. 그러므로 새로운 지점에서 센서(55)를 사용하여 가스의 농도를 측정할 수 있다. 따라서 기체압축기(70)를 사용하면 여러 지점의 깊이를 실시간으로 측정할 수 있다. 기체압축기(70)에는 공기 이외에 질소 또는 헬륨 등과 같은 가스가 사용될 수 있다.
한편 기체라인(75)과 기체밸브(80)와 기체압축기(70)는 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51) 내부의 압력을 올리는데 사용될 수 있다. 미세메쉬구조체(50)가 수심이 깊은 곳으로 들어가면 수압이 높아서 방수가 되지 않고 관통공(53)을 통하여 미세메쉬구조체(50) 내부로 물이 침투할 수 있다. 이 경우 수용부(51) 내부의 압력을 수심이 깊어진 만큼 보상하여 주면 미세메쉬구조체(50) 내부로 물이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 미세메쉬구조체(50)가 수심이 깊은 곳에 들어갈 경우 기체압축기(70)를 사용하여 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51)에 가스를 주입하여 압력을 높여줄 수 있다. 이 경우 센서 조립체는 제1압력센서(미도시) 및 제2압력센서(미도시)를 더 구비할 수 있다. 제1압력센서는 미세메쉬구조체(50)의 외부에 설치되어 수압을 측정하며, 제1압력센서는 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51)에 설치되어 상기 수용부 내부의 압력을 측정한다. 제1압력센서 및 제2압력센서로부터 신호를 받아서 압력차가 많이 날 경우 기체압축기(70)는 압축기체를 수용부(51)에 공급하여 미세메쉬구조체(50) 내부의 압력을 높인다.
실시예에 따라서 기체라인(75)과, 기체밸브(80), 기체압축기(70) 및 승강수단(65)은 생략될 수 있으며, 이 경우 센서(55)에서 측정된 값은 제1무선통신부(95)를 통하여 무선으로 전송된다.
기체흐름기(91)는 관통공(53)으로 유입된 가스를 수용부(51) 내에서 고르게 분포시키기 위한 공기흐름을 만들기 위하여 수용부(51) 내에 설치된다. 기체흐름기(91)는 외부에서 확산되어 관통공(51)으로 유입되는 가스를 수용부(51) 내부로 빨리 유입되도록 하고, 가스의 농도를 수용부(51) 내에서 일정하게 만드는 역할을 한다. 이러한 기체흐름기(91)는 도 3의 (a)와 같이 바람개비 모양이나, 도 3의 (b)나 (c)와 같이 부채모양과 같이 공기 유동을 일으킬 수 있는 다양한 형태로 될 수 있다.
히팅수단(94)은 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51) 내부에 설치되어 수용부(51)를 가열시킨다. 이 경우 수중에 함유된 가스 중 휘발성이 약한 것들은 열을 받으면 휘발성이 강해진다. 그래서 수중에 함유된 휘발성이 약한 가스도 측정을 할 수가 있다. 그리고 히팅수단(94)은 수용부(51) 내부가 일정한 온도 이상이면 작동을 멈추고 수용부(51) 내부가 일정한 온도보다 낮으면 작동하도록 미세메쉬구조체(50) 내부에 장착된 온도계와 연동될 수 있다. 이 경우 미세메쉬구조체(50)의 수용부(51) 온도를 능동적으로 조절할 수 있다.
본 실시예의 경우 센서(55)는 수중에 함유된 가스를 측정하기 위하여 가스센서가 사용되었으나, 가스를 초정밀하게 측정하기 위하여 비분산적외선(NDIR:non dispersive infrared absorption), 자외선 흡광을 이용한 분광광도계(spectrophotometer), 가스크로마토그라피(gas chromatography), 열전도도법, 전기화학법, 광화학법, 질량분석법 등을 이용한 다양한 종류의 가스분석기가 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 미세메쉬구조체(50)는 일정한 형상을 유지하여 수용부(51) 내부의 압력은 일정하게 유지된다. 이 경우 수압이 낮은 곳에서는 관통공(53)으로 액체는 통과하지 않고 가스와 같은 기체만 통과할 수 있다. 그러나 미세메쉬구조체(50)가 수중 깊숙이 내려가면 수압이 증가하여 관통공(53)으로 액체가 통과할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 미세메쉬구조체는 수중에 삽입되면 수압에 의하여 수용부 내부의 압력이 증가하도록 탄성적으로 수축되도록 형성될 수 있다. 도 5 내지 도 7은 이와 같은 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체의 실시예이다. 도 5의 경우 미세메쉬구조체(50)는 미세메쉬(52)가 탄성이 좋은 고무류나 구불구불한 타입의 유연탄성판(54)으로 연결되어 있다. 그래서 도 5의 (b)와 같이 미세메쉬구조체(50)가 수중에 삽입되면 외부의 수압으로 인하여 유연탄성판(54)은 안으로 휘어진다. 이로 인하여 미세메쉬구조체(50)의 수용부의 내압은 증가한다. 그래서 수심이 깊은 곳에 미세메쉬구조체(50)가 삽입되더라도 관통공으로 물이 새지 않아 방수능력을 유지할 수 있다. 도 6은 미세메쉬구조체(50)는 유연탄성판(54)이 미세메쉬(52)와 이격되어 설치되어 있다. 이 경우도 도 6의 (b)와 같이 미세메쉬구조체(50)가 수중에 삽입되면 외부의 수압에 의하여 유연탄성판(54)이 안으로 휘어져서 미세메쉬구조체(50)의 수용부의 내압이 증가한다. 도 7의 (a)의 경우 내부에 스프링을 설치하여 미세메쉬를 지지하도록 하였다. 따라서 이 경우에도 수압에 비례하여 스프링이 수축하므로 외부의 수압에 대응하여 수용부 내부의 압력을 높일 수 있다. 도 7의 (b)의 경우 유연탄성판을 측면에 설치하여 수압에 따라서 미세메쉬구조체가 수축되도록 하였다. 도 7의 (c)의 경우 수용부 내부의 압력을 외부의 수압과 맞추기 위하여 유연탄성판을 강제로 신축시키는 구조이다. 이를 위하여 제1압력센서(55a)와, 제2압력센서(55b)와, 신축수단(81)을 더 포함한다. 제1압력센서(55a)는 미세메쉬구조체의 외부에 설치되어 수압을 측정한다. 제2압력센서는 수용부에 설치되어 수용부 내부의 압력을 측정한다. 신축수단(81)은 전기적 신호에 따라 신축되는 압전물질 등으로 구성될 수 있으며, 유연탄성판을 신축시킬 수 있도록 유연탄성판에 결합된다. 제1압력센서(55a)와 제2압력센서(55b)로 압력을 측정하여 차이가 발생할 경우 신축수단(81)에 신호를 보낼 수 있다. 그러면 신축수단(81)이 신축하여 유연탄성판을 신축시킨다. 그래서 수용부 내부의 압력을 조절할 수 있다.
도 8은 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체(50)의 또 다른 실시예이다. 도 8의 미세메쉬구조체(50)는 주로 센서 패키징에 사용되는 금속으로 된 티오 캔(TO-Can) 타입의 패키지에 미세메쉬(52)를 형성하여 형성된다. 또한 미세메쉬구조체는 반도체 패키징에 주로 사용되는 컴파운드 몰팅 타입의 패키지에 미세메쉬를 형성하여 제작되는 등 다양하게 만들어질 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체의 다른 실시예의 개념도이다. 도 11에 도시된 실시예의 경우 미세메쉬구조체(50)의 내부에 지지체(101)가 더 구비된다. 미세메쉬구조체(50)가 수중으로 깊이 내려갈수록 수압이 증가한다. 수압이 증가하면 미세메쉬구조체(50)가 변형될 수 있으므로 지지체(101)는 미세메쉬구조체(50)를 지지하여 미세메쉬구조체(50)가 변형되는 것을 방지하여 준다. 이 경우 메쉬가 2단의 구조로 제작되므로 방수 효과를 더욱 높일 수 있다.
도 12은 본 발명에 따른 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 12에 도시된 실시예의 경우 미세메쉬구조체(50)의 외부에 보호망(103)을 더 구비한다. 미세메쉬구조체(50)는 외부로부터 충격을 받을 경우 파손될 염려가 있다. 이를 방지하기 위하여 미세메쉬구조체(50)의 외부에 보호망(103)을 설치할 수 있다. 그러면 미세메쉬가 외부와 직접적으로 접촉하는 것을 방지함으로써 미세메쉬구조체(50)를 보호할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 센서 조립체에 사용되는 미세메쉬구조체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 미세메쉬구조체는 폴리머 섬유로 형성될 수 있다. 폴리머 섬유로 형성된 메쉬에 발수 코팅을 하거나, 이들의 표면에 도금을 추가로 진행하고 발수 코팅을 하여 방수용 메쉬를 제작할 수 있다. 그러면 폴리머 섬유에 형성된 관통공이 미세한 크기로 형성되어 기체는 통과시키지만 액체는 통과시키지 않는다. 이는 금속으로 형성되었지만 관통공의 구멍이 커 방수가 되지않는 메쉬에 발수 코팅을 하거나 이들의 표면에 도금을 추가로 진행하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 기존의 폴리머 섬유로된 메쉬에 건식으로 식각하여 섬유의 표면에 나노 돌기의 미세 돌기 구조를 만든 후 발수성 코팅을 하여 방수용 메쉬를 만들 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 본 실시예에 따른 센서 조립체는 미세메쉬구조체(50)와, 센서(55)와, 펌프(16)를 포함한다.
미세메쉬구조체(50)는 복수의 관통공(53)이 형성된 미세메쉬로 형성된다. 여기서 미세메쉬구조체(50)는 내부에 액체를 통과시킬 수 있도록 관으로 형성된다. 그래서 미세메쉬구조체(50)의 내부로는 액체가 흐른다. 이 경우 액체 내부에 함유된 가스는 관통공(53)을 통하여 미세메쉬구조체(50) 외부로 방출된다.
센서(55)는 미세메쉬구조체(50)의 외부에 설치된다. 센서(55)로는 특정 기체를 감지할 수 있는 가스센서가 사용될 수 있다. 이 경우 센서(55)가 미세메쉬구조체(50)의 외부에 설치되므로 액체가 미세메쉬구조체(50) 내부에 흐를 경우 액체는 센서(55)로 유입되지 않고 액체에 함유된 기체만 센서(55)로 유입된다. 그래서 센서(55)는 미세메쉬구조체(50) 내부에 흐르는 액체 속에 함유된 가스를 검침할 수 있다. 센서(55)는 용도에 따라 가스센서 대신 온도센서, 습도센서, 음향센서, 광센서, 초음파센서, 거리측정센서, 바이오센서 등 다양한 센서가 사용될 수 있다.
펌프(16)는 미세메쉬구조체(50)로 액체를 이송시키는 역할을 한다. 즉 가스를 탐침할 액체를 미세메쉬구조체(50) 내부로 흐르도록 액체를 이송시킨다.
예를들면 강물의 오염을 측정하기 위하여 측정하려는 지점에서 펌프(16)를 작동시킨다. 그러면 강물이 펌프(16)에 의하여 미세메쉬구조체(50) 내부로 공급된다. 이때 미세메쉬구조체(50) 내부를 흐르면서 강물에 포함된 가스는 관통공(53)을 통하여 미세메쉬구조체(50) 외부로 방출된다. 그러면 미세메쉬구조체(50) 외부에 설치된 센서(55)가 가스를 탐지할 수 있다.
본 실시예의 경우 펌프(16)를 사용하여 강제로 측정하려는 유체를 미세메쉬구조체(50)의 내부로 공급하였지만 유체가 직접 미세메쉬구조체(50) 내부에 공급될 경우 펌프(16)는 생략될 수 있다. 예를들어 상하수도관의 일부에 본 실시예의 미세메쉬구조체(50)을 설치할 경우 유체가 바로 공급되므로 펌프(16)는 생략된다.
또한, 본 실시예의 경우 센서(55)는 수중에 함유된 가스를 측정하기 위하여 가스센서가 사용되었으나, 가스를 정량적으로 초정밀하게 측정하기 위하여 가스크로마토그래피(gas chromatography)가 사용될 수 있다. 이 경우 가스크로마토그래피의 데이터를 처리하는 질량분석계가 설치되어 가스크로마토그래피로 분리하여 용출해 나오는 성분의 질량스펙트럼을 실시간으로 확인할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 14에 도시된 실시예의 경우 관통공(53)은 관으로 된 미세메쉬구조체(50)의 외주면에 형성되었다. 도 15의 실시예는 관통공(53)이 관으로 된 미세메쉬구조체(50)의 말단부에 설치된 경우이다. 이 경우 센서(55)는 미세메쉬구조체(50)의 말단부의 앞에 설치되어 말단부에서 방출되는 가스를 탐지한다.
도 16은 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 15에 도시된 실시예의 경우 액체 자체에 압력이 존재하는 경우 액체가 자연적으로 미세메쉬구조체(50)의 관 끝까지 이동한다. 그러나 액체의 압력이 낮거나 없는 경우에는 관 끝까지 액체를 강제로 이동시킬 수 있다. 도 16의 경우 펌프(16)를 통하여 기체를 화살표 20과 같이 펌핑한다. 그러면 액체가 관으로 된 미세메쉬구조체(50)의 말단부까지 이동한다.
도 17은 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 17에 도시된 실시예의 경우 히터(14)를 더 포함한다.
액체 내부에 가스가 함유된 경우 액체를 가열하면 가스의 증발이 활발해진다. 이를 위하여 히터(14)는 미세메쉬구조체(50) 내부의 액체를 가열시키는 역할을 한다. 액체가 가열되면 액체에 함유된 가스는 증발되어 관통공(53)을 통하여 외부로 방출된다. 그러면 센서(55)가 가스를 측정할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 18은 미세메쉬구조체(50)의 말단에 형성된 미세메쉬 부분까지 액체가 공급되는 상태에서 히터(14)를 작동하여 가스를 측정하는 실시예이다.
도 19는 본 발명에 따른 센서 조립체의 또 다른 실시예의 개념도이다. 도 19의 경우 혈관(18)의 일부에 미세메쉬구조체(50)을 설치한 실시예이다. 이 경우 혈관(18)을 통하여 흐르는 혈액은 미세메쉬구조체(50)을 통과한다. 그러면 혈액 속에 함유된 가스는 미세메쉬구조체(50)의 관통공을 통하여 방출되고, 센서(55)가 혈액 속에 함유된 가스를 측정할 수 있다.
즉 이와같이 본 실시예는 혈관이나 의료용관, 식품 및 식음료 생산용 관, 정수기 등에 설치되어 액체 속에 함유된 가스를 측정할 수 있다.
도 20 내지 도 23는 본 발명에 따른 센서 조립체의 적용 예이다. 이 경우 미세메쉬구조체(50) 내부에 설치된 센서에서 측정된 값은 제1무선통신부를 통하여 무선으로 전송되며, 처리수단은 생략되었다.
도 20의 경우 고정형으로서 고정형 구조물에 미세메쉬구조체(50)가 부착된다. 그러면 미세메쉬구조체(50)가 부착된 지점의 수질을 파악할 수 있다. 도 20의 (a)는 교각에 설치된 실시예이며, 도 20의 (b)는 특정 용액이 수용된 용기의 내벽에 설치된 실시예이다.
도 21은 고정식 부유형으로서 미세메쉬구조체(50)가 물이나 용액에 뜨 있도록 고정형 구조물에 연결된다.
또한 도 22는 이동식 부유형으로서 미세메쉬구조체(50)가 배와 같은 이동식 부유형 물체에 직접 장착되거나 연결되어 있다. 또는 미세메쉬구조체(50)가 물이나 용액 위에 떠 있도록 설치될 수 있다.
또한 도 23은 수중이동형으로서 미세메쉬구조체(50)가 잠수함이나 로봇물고기와 같이 수중에서 이동하는 물체에 장착될 수 있다.
도 24는 본 발명에 따른 실시간 상태 감시 시스템이다. 실시간 상태 감시 시스템은 미세메쉬구조체(50)와, 중계기(105)와, 중앙기지국(107)을 포함한다. 미세메쉬구조체(50)의 내부에는 센서와, 위치추적기와, 무선통신부가 설치된다. 필요에 따라서 미세메쉬구조체(50) 내부에 센서가 장착되고, 위치추적기, 무선통신부 등은 미세메쉬구조체 외부에 장착될 수 있다. 미세메쉬구조체 외부에 장착된 구성부에 물 침입을 막기 위해서는 별도의 방수처리가 필요하다.
센서에서 측정된 값과 위치추적기의 신호는 무선통신부를 통하여 중계기(105)로 전송된다. 중계기(105)는 각각의 미세메쉬구조체(50)로부터 전송받은 신호를 중앙기지국(107)에 전송한다. 그러면 중앙기지국(107)에서는 모든 미세메쉬구조체(50)에서 전송받은 신호를 취합하여 각각의 상태를 분석할 수 있다. 예를 들어 가스센서가 미세메쉬구조체(50)에 설치되고, 각각의 미세메쉬구조체(50)가 강물에 설치되면 미세메쉬구조체(50)가 설치된 각각의 지점의 수질을 중앙기지국(107)에서 실시간으로 파악할 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우 센서에서 측정된 값이 중앙기지국(107)으로만 전송되었지만 중앙기지국(107)에서 휴대폰이나 스마트폰, 웹북, PDA, 노트북 등 휴대형 통신기구에 전송될 수 있다. 필요에 따라 중앙기지국(107)을 거치지 않고 센서에서 측정된 값이 중계기(105)에서 곧바로 휴대형 통신기구에 전송될 수도 있다. 이 경우 사용자가 장소에 구애받지 않고 어디서든 수질의 상태를 감시할 수 있다.
1 : 봉 3 : 감광막
5 : 메쉬시트 7 : 추
9 : 슬릿 11 : 광원
13 : 도금층 14 : 히터
16 : 펌프 18 : 혈관
50 : 미세메쉬구조체 51 : 수용부
52 : 미세메쉬 53 : 관통부
54 : 유연탄성판 55 : 센서
60 : 처리수단 61 : 처리기
63 : 표시부 65 : 승강수단
66 : 튜브 67 : 눈금부
68 : 권치부 70 : 기체압축기
75 : 기체라인 80 : 기체밸브
91 : 기체흐름기 93 : 위치추적기
94 : 히팅수단 95 : 제1무선통신부
97 : 제2무선통신부 101 : 지지체
103 : 보호망 105 : 중계기
107 : 중앙기지국

Claims (24)

  1. 기체를 통과시키지만 액체를 통과시키지 않는 복수의 관통공이 형성된 미세메쉬를 구비하며, 내부에 수용부가 형성된 미세메쉬구조체와,
    상기 미세메쉬구조체의 수용부에 수용된 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용부 내부를 가열시키기 위하여 상기 수용부 내부에 설치된 히팅수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히팅수단은 상기 수용부 내부가 일정한 온도 이상이면 멈추고 상기 온도보다 낮으면 작동하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세메쉬를 지지하기 위하여 상기 수용부 내부에 설치된 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체를 보호하기 위하여 상기 미세메쉬구조체를 감싸는 보호망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세메쉬는 표면에 미세 돌기를 구비한 섬유형태로 짜여진 폴리머나 금속 또는 세라믹으로 형성된 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 관통공으로 유입된 기체를 상기 수용부 내에서 고르게 분포시키기 위한 공기흐름을 만들기 위하여 상기 수용부에 설치된 기체흐름기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체의 위치를 전송하기 위하여 상기 수용부에 설치된 위치추적기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서로부터 신호를 받아서 상기 센서에서 측정된 값을 처리하기 위한 처리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체를 승강시키기 위한 승강수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 처리수단에 설치된 기체압축기와,
    상기 기체압축기의 압축기체를 상기 미세메쉬구조체의 수용부에 공급하기 위한 기체라인과,
    상기 기체라인을 개폐하도록 상기 수용부에 설치된 기체밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체의 외부에 설치되어 수압을 측정할 수 있는 제1압력센서와,
    상기 미세메쉬구조체의 수용부에 설치되어 상기 수용부 내부의 압력을 측정할 수 있는 제2압력센서를 더 포함하며,
    상기 기체압축기는 상기 제1압력센서 및 상기 제2압력센서로부터 신호를 받아서 상기 수용부 내부의 압력을 수압으로 맞추도록 압축기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 승강수단은 상기 미세메쉬구조체가 하강된 길이를 측정할 수 있는 눈금부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체 내부에서 상기 센서 등의 데이터를 전송하기 위하여 상기 수용부에 설치된 제1무선통신부와,
    상기 제1무선통신부로부터 데이터 등을 전송받기 위하여 상기 처리수단에 설치된 제2무선통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체는 수중에 삽입되면 수압에 의하여 상기 수용부 내부의 압력이 증가하도록 탄성적으로 수축되는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체의 외부에 설치되어 수압을 측정할 수 있는 제1압력센서와,
    상기 미세메쉬구조체의 수용부에 설치되어 상기 수용부 내부의 압력을 측정할 수 있는 제2압력센서와,
    상기 수용부 내부의 압력을 수압으로 맞추기 위하여 상기 미세메쉬구조체를 신축시키기 위한 신축수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체는 수압에 의하여 상기 수용부 내부가 수축될 수 있도록 일부가 유연탄성판으로 구성된 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체는 외표면에 나노구조체가 형성된 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  19. 기체를 통과시키지만 액체를 통과시키지 않는 복수의 관통공이 형성된 미세메쉬를 구비하여 내부에 액체를 통과시킬 수 있도록 관으로 형성된 미세메쉬구조체와,
    상기 관통공으로 나오는 기체를 감지하기 위한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체에 흐르는 액체에 열을 가하기 위한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 미세메쉬구조체로 액체를 이송시키는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 미세메쉬는 상기 미세메쉬구조체의 단부에 형성된 것을 특징으로 하는 미세메쉬구조체를 구비한 센서 조립체.
  23. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 센서 조립체와,
    상기 센서 조립체의 센서에서 측정된 데이터를 전송하기 위한 무선통신부와,
    상기 무선통신부로부터 데이터를 전송받아 이를 전달하기 위한 중계기와,
    상기 중계기로부터 데이터를 전달받아 상기 센서에서 측정된 상태를 감시하는 중앙기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 상태 감시 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 중앙기지국 또는 상기 중계기로부터 상기 센서에 측정된 상태를 전달받는 휴대형 통신기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 상태 감시 시스템.
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