가스감지기 센서 측정원리 및 특징 BHKOREA/비에이치코리아

 

 

안녕하세요. 가스/누액 감지기 검교정및 설치 전문업체 비에이치코리아 입니다.

금일은 가스감지기 센서의 종류와 측정방식에 관련하여 자료를 참고 후 간단하게 적어봤습니다.

대략적인 참고정도로만 봐주시면 감사하겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) 접촉 연소 방식 센서 (Catalytic Combustion)

- 가연성 가스의 감지에 적용. 백금필라멘트의 촉매(백금, 파라디움 등)가 가연성

가스를 함유한 공기와 접촉하면 산화반응을 일으키는 방식

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촉매 연소 방식

촉매연소 방식의 센서는 촉매의 표면위에서 촉매연소에 의해 발생하는

열의 증감(저항의 변화)를 측정한다.

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측정 원리

센서의 표면과 접촉하면, 가스는 폭발 하한치 이하의 농도에서

도 연소(산화)된다. 산화과정에서 열이 발생하여 백금코일의 온도를

증가시킨다. 온도의 곧 가스의 농도와 비례하며, 또한 저항값도 증가된다.

즉, 농도는 측정센서와 온도 보상센서간의 Potential 차이를 측정

하여 “Bridge Circuit”을 이용해 측정 할 수 있다. 온도 보상 센서는 동일한

센서 블록에 위치하고 있으며 이는 주위 온도변화에 효율적으로 보상되며,

신뢰성을 높이는 요인이다.

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특징

Ⅰ. 출력이 농도에 비례하며 LEL 농도까지 Linear한 출력 특성을 갖는다.

Ⅱ. 정밀도과 재현성이 좋고 주위 온도 변화 및 습도변화에 영향이 없다.

Ⅲ. 촉매는 실리콘 화합물, 황화합물, 염소화합물 등에 피독 현상이 있다.

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2)반도체 방식 센서

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- 금속산화물반도체(산화아연, 산화주석 등)의 표면에 가연성가스 등의 분자가

달라붙어 반도체 내의 전자구조를 변화시켜 전기전도도가 증가하는 것을 이용

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반도체 위의 흡착

반도체 센서는 금속 산화물 반도체 표면 위에 가스의 흡착에 따른 전기 전도도

의 변화를 측정한다.

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측정 원리

센서의 외부는 오랜 시간 소결된 금속 산화물(Sno₂)로 구성된 N-반도체로

형성 된다. 내부는 한 쌍의 Platinum Alloy(Pd-Ir) 코일로 되어 있다.

전위는 Joule 열에 의해 350°C 정도로 가열된 하나의 코일에서 적용된다.

만일, 대기조건 아래서 반도체로 전원이 공급되면, 대기 중의 산소는 Sno₂

분자 표면에서 네가티브 이온으로 흡수된다.

센서 내부의 전자는 표면 위에 네가티브이온에 방출되며, 중앙으로 밀집하여

Channel 크기를 감소시킨다. 만일, 수소와 같은 물질이 흡수될 경우,

표면 위의 산소와 같은 반응이 일어나며, 산소 이온의 농도를 감소시켜

Channel 크기를 증가시키며 전류가 다시 자연스럽게 흐르게 된다.

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특징

Ⅰ. 낮은 농도에서 민감하게 반응 (저농도용)

Ⅱ. 센서의 수명이 길다.

Ⅲ. 주위 조건에 따른 보상 능력이 미비

Ⅳ. 선택성이 양호치 못함

Ⅴ. 접촉 연소 방식에 비해 촉매 피독 위험성이 낮다.

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3)대기 확산식 센서

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- 누설 및 체류 등이 용이한 지역에 검지부를 직접 설치하여 대기확산에

의해(유체의 이동) 누설된 가스가 감지소자에 직접 접촉하여 감지하는 방식이다.

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측정 원리

대기 중에 누출되면 비중과 누출시의 압력으로 인하여

누출된 가스는 대류를 하게 되다. 대기 확산식은 이렇게 대류하게 되는 가스가

가장 빠르게 접할 수 있는 곳에 설치하여 누설을 측정하게 된다.

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특징

Ⅰ. 가장 널리 사용되고 있는 방식.

Ⅱ. 초기 설치비용이 흡입식에 비하여 저렴하다.

Ⅲ. 응답속도가 빠르다.

Ⅳ. 고소(高所)지역에 설치는 가능하나 테스트 및 점검이 불편하다.

Ⅴ. 고열, 고습 및 고압인 환경에는 전처리가 불가능하므로 이러한 환경은 오동작의 원인이 된다

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4)전기 화학식 센서

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- 독성검지기에 사용. 투과성의 격막을 통하여 전해질에 확산, 흡수된 가스

는 산화시키고 이때 발생하는 전류를 사용하여 농도를 측정

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정전위 전해센서는 특정전위에서 가스가 전해될 때 생성되는 전래 전류를 검지

하여 농도를 측정하는 센서이다.

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측정 원리

Solvent와 공기 사이의 경계를 이루는 활동전극은 전해 반응이 직접 이루어지

며 전위가 고정된다. 예로서 전해인 경우 두 개의 전극에서 아래와 같이

반응을 한다.

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특징

Ⅰ. 고감도의 센서 (CO의 경우 1ppm까지 검지기능)

Ⅱ. 측정 가스에 대한 선택성이 좋다. (간섭 효과가 작다.)

Ⅲ. Linear한 출력 특성이 있다.

Ⅳ. 소형, 경량으로 취급에 용이.

Ⅴ. 신뢰성, 안정성이 좋다.

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가스감지기 누액감지기 검교정 설치전문업체

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