| 요약 |
본 발명은 가스에 포함된 수소의 농도를 측정하는 광학식 수소센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광체에서 조사한 빛을 수소흡착막이 구비된 멤브레인으로 통과시킨 후 외부로 공급하는 검지부와, 상기 검지부에서 공급한 빛을 받아 광기전력을 발생하는 광기전력출력부와, 상기 광기전력출력부에서 발생한 광기전력의 전압을 연산하여 수소 농도를 검출하는 측정수단이 포함되고, 상기 검지부는 빛을 발하는 LED발광체와, 상기 LED발광체를 상부에 내설하고, 상기 LED발광체에서 조사한 빛을 광출단부로 유도하는 광유도관과, 상기 광유도관의 광출단부에 일체로 결합되고, 상기 광출단부에서 방사된 빛이 통과하는 광투과홀이 형성된 Si기판과, 상기 Si기판의 하단면에 접합하여, 상기 광투과홀을 통해 입사되는 빛을 외부로 투과시키며, 일측면에는 수소흡착막이 구비된 멤브레인이 포함될 수 있고, 상기 멤브레인은 P형-Si으로 구성한 기판과, 상기 기판의 저면에 N형 다결정3C-SiC를 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)로 1~3um 성장한 후 이방성 식각한 3C-SiC멤브레인막과 상기 3C-SiC멤브레인막의 저면에 Pd으로 스포터 증착한 수소흡착막이 포함될 수 있으며, 상기 수소흡착막에 WO3로 된 WO3층이 더 포함될 수 있고, 상기 Si기판의 광투과홀은 상광하협의 형태로 구성될 수 있으며, 상기 광기전력출력부는 두께 0.2~0.4um의 다결정3C-SiC으로 구성한 3C-SiC층과, P형-Si으로 구성한 Si층이 포함될 수 있고, 상기 광기전력출력부에는 상기 3C-SiC층 평면과 상기 Si층 저면에 각각 형성되며, 도전선이 결합된 Al전극이 더 포함될 수 있는 광학식 수소센서를 제공한다.따라서 발광체에서 조사된 빛을 검지부로 통과시킨 후 광기전력출력부으로 공급하면, 상기 광기전력출력부에서 발생한 광기전력의 전압을 측정수단으로 연산해 가스의 수소 농도를 측정할 수 있어, 종래보다 상대적으로 간단한 구조로 인해 소형화가 가능하고, 수소의 농도가 높은 고농도의 가스에서도 정밀측정이 가능하고, 광기전력의 전압으로 수소 농도를 측정하기에 폭발의 위험성 없으며, 수소뿐만 아니라 멤브레인 흡착막의 흡착물질에 따라 다양한 휘발성유기화합물가스(VOC)센서에 응용이 가능하다.
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