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비분산형 가스센서의 가스농도 측정방법 및 경년변화 보상방법

  • 기술번호 : KST2019034450
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 복수의 독립된 광경로로 타원형 광구조물을 갖는 비분산형 적외선 가스센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원으로부터 조사되는 빛(광)을 별도의 집광 렌즈의 사용없이 가스센서에 집광시킴으로서 가스의 농도를 측정하고, 각 가스센서에 도달하는 에너지 밀도를 조절함으로써, 조절된 입사 에너지에 의해 발생된 출력전압의 변환 및 계산과 환산을 수행하고, 경년변화를 판단하고 보정할 수 있는 광학적 가스센서의 자기 보상방법에 관한 것이다. 이를 위해, 복수의 타원구조부를 갖는 비분산형 적외선 가스센서(600)의 가스농도 측정방법에 있어서, 제 1, 2 타원구조부(200, 300)에 각각 동일한 제 1, 2 적외선센서(130, 140)를 장착하는 단계(S100, S110); 0 ppm 상태에서 온도(T)에 대한 제 1, 2 적외선 센서(130, 140)의 초기전압(Vo1, Vo2)을 측정하는 단계(S120); 초기전압(Vo1, Vo2)에 기초하여 직선방정식을 도출하는 단계(S130); 직선방정식에 기초하여 일정상수(B)를 연산하는 단계(S140); 각 온도에서 가스의 주입에 따른 가스농도대 적외선 센서(130, 140)의 출력전압과의 관계를 도출하여 가스흡수계수(k)와 광경로(ℓ)의 곱에 대한 관계를 도출하는 단계(S150); 및 각 출력전압에 일정상수(B)를 곱하거나 나누어 가스의 농도(x)를 측정하는 단계(S160);를 포함한다.
Int. CL G01N 21/61 (2006.01.01)
CPC G01N 21/61(2013.01)
출원번호/일자 1020160131767 (2016.10.12)
출원인 한국교통대학교산학협력단, (주) 휴마스
등록번호/일자 10-1810423-0000 (2017.12.13)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20171220) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.10.12)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국교통대학교산학협력단 대한민국 충청북도 충주시 대
2 (주) 휴마스 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이승환 대한민국 충청북도 충주시 용관
2 여형기 대한민국 경기도 부천시 소사구
3 이근헌 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 아이퍼스 대한민국 서울특별시 강남구 삼성로**길*, *층(대치동 삼성빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국교통대학교 산학협력단 충청북도 충주시 대
2 (주)휴마스 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2016.10.12 수리 (Accepted) 1-1-2016-0985987-63
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2017.02.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2017.04.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2017-0048766-62
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2017.04.11 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0258157-13
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2017.04.12 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0355668-94
6 등록결정서
Decision to grant
2017.10.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0728874-88
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.02.21 수리 (Accepted) 4-1-2020-5039896-32
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.04.21 수리 (Accepted) 4-1-2020-0014395-12
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번호 청구항
1 1
복수의 타원구조부를 갖는 비분산형 적외선 가스센서(600)의 가스농도 측정방법에 있어서,제 1, 2 타원구조부(200, 300)에 각각 동일한 제 1, 2 적외선 센서(130, 140)를 장착하는 단계(S100, S110);0 ppm 상태에서 온도(T)에 대한 상기 제 1, 2 적외선 센서(130, 140)의 초기전압(Vo1, Vo2)을 측정하는 단계(S120);상기 초기전압(Vo1, Vo2)에 기초하여 직선방정식을 도출하는 단계(S130);상기 직선방정식에 기초하여 하기의 수학식으로부터 일정상수(B)를 연산하는 단계(S140);(여기서, Vb1, Vb2는 각각 적외선센서(130, 140)의 Vband 출력전압, Vg1, Vg2는 각각 적외선센서(130, 140)의 Vgas 출력전압) 각 온도에서 가스의 주입에 따른 가스농도대 상기 적외선 센서(130, 140)의 출력전압과의 관계를 도출하여 가스흡수계수(k)와 광경로(ℓ)의 곱에 대한 관계를 도출하는 단계(S150); 및 각 출력전압에 상기 일정상수(B)를 곱하거나 나누어 상기 가스의 농도(x)를 측정하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 가스농도 측정방법
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 측정단계(S160)이후, 각 출력전압에 상기 일정상수(B)를 곱하거나 나누어 구한 전압과 하기의 수학식들을 통해 측정된 전압을 서로 비교하여 상기 적외선센서들(130, 140)의 정상작동 유무를 판단하는 단계(S170);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 가스농도 측정방법
3 3
복수의 타원구조부를 갖고 상기 타원구조부중 하나는 광경로의 적어도 일부를 차단하는 격벽(180)이 형성되어 있는 비분산형 적외선 가스센서(600)의 가스농도 측정방법에 있어서,제 1, 2 타원구조부(200, 300)에 각각 동일한 제 1, 2 적외선 센서(130, 140)를 장착하는 단계(S200, S210);0 ppm 상태에서 온도(T)에 대한 상기 제 1, 2 적외선 센서(130, 140)의 초기전압(Vo1, Vo2)을 측정하는 단계(S220);상기 초기전압(Vo1, Vo2)에 기초하여 직선방정식을 도출하는 단계(S230);상기 직선방정식에 기초하여 하기의 수학식으로부터 일정상수(B)를 연산하는 단계(S240);(여기서, Vb1, Vb2는 각각 적외선센서(130, 140)의 Vband 출력전압, Vg1, Vg2는 각각 적외선센서(130, 140)의 Vgas 출력전압) 각 온도에서 가스의 주입에 따른 가스농도대 상기 적외선 센서(130, 140)의 출력전압과의 관계를 도출하여 가스흡수계수(k)와 광경로(ℓ)의 곱에 대한 관계를 도출하는 단계(S250); 각 출력전압에 상기 일정상수(B)를 곱하거나 나누어 상기 가스의 농도(x)를 연산하는 단계(S260); 및연산된 상기 가스농도(x)와 실제 측정된 가스농도를 상대적으로 비교하여 서로 유사한 가스 농도값을 도출하는 단계(S270);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 가스농도 측정방법
4 4
제 3 항에 있어서, 상기 S220 단계 내지 상기 S260 단계를 복수회 반복하여 도출된 가상의 가스농도와 실제 측정된 가스농도의 평균을 구해 더 정확한 가스농도를 구하는 단계(S280);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 가스농도 측정방법
5 5
복수의 타원구조부를 갖는 비분산형 적외선 가스센서(600)의 경년변화 보상방법에 있어서,상기 가스센서(600)에 제 1, 2 적외선센서(130, 140) 및 기준 적외선센서를 장착하는 단계(S300);특정온도(T)에서 0 ppm의 가스를 주입하는 단계(S310);상기 제 1, 2 적외선센서(130, 140)의 출력전압의 비가 초기 일정상수(B)와 동일한지 판단하는 단계(S320);상기 기준 적외선센서의 초기 출력전압(Vr,o)이 기저정된 값과 비교하여 차이가 있는지 여부를 2개의 온도(T)에서 실시하는 단계(S330); 및하기 수학식들의 오프셋 전압과 상기 초기 출력전압(Vr,o)을 보정하여 경년변화에 대한 보상을 수행하는 단계9S340);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 경년변화 보상방법
6 6
제 5 항에 있어서, 상기 S310단계에서 주입되는 가스는 고순도 질소가스인 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 경년변화 보상방법
7 7
복수의 타원구조부를 갖는 비분산형 적외선 가스센서(600)를 이용한 이종가스의 가스농도 측정방법에 있어서,0 ppm일 때 제 1 적외선센서(130)의 기저장된 출력전압값과 측정된 전압을 비교하여 제 1 적외선센서(130)의 정상동작 여부를 판단하는 단계(S400);상기 제 1 적외선센서(130)와 제 2 적외선센서(140)의 출력전압 비를 기저장된 값과 비교하여 정상동작 여부 및 경년변화중 적어도 하나를 판단하는 단계(S410);상기 제 1 적외선센서(130)는 일정 전압을 출력하고, 상기 제 2 적외선센서(140)는 주입된 가스의 농도(x)에 따라 지수함수적으로 감소하는 전압을 출력하는 단계(S420);상기 제 1, 2 적외선센서(130, 140)의 출력전압의 비(R) 및 농도와 전압비의 3차방정식에 기초하여 상기 주입된 가스의 농도(x5)를 산출하는 단계(S430);상기 제 2 적외선센서(140)의 출력전압의 농도 곡선에서 상기 주입된 가스의 농도에 따른 출력 전압과 관련된 하기의 수학식에 기초하여 상기 주입된 가스의 농도(x6)를 역산하여 산출하는 단계(S440); 및(여기서, V04는 적외선센서의 초기전압, VB4는 적외선센서의 VBand 전압, Vg4는 적외선센서의 Vgas 전압, ℓ은 광경로임)상기 가스 농도(x5, x6)의 중간값을 상기 가스의 농도로 산출하는 단계(S450);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서를 이용한 이종가스의 가스농도 측정방법
8 8
복수의 타원구조부를 갖는 비분산형 적외선 가스센서(600)를 이용한 이종가스의 가스농도 측정방법에 있어서,이종가스에 대한 제 1, 2 적외선센서(130, 140)의 각 출력전압을 측정하는 단계(S500);상기 제 1 적외선센서(130)의 출력전압이 가스가 존재하지 않는 상태에서의 전압과 동일한지 여부 판단하는 단계(S510);만약 동일하지 않은 경우, 상기 이종가스의 공존으로 판단하여 2개의 상기 제 1 적외선센서(130)의 출력으로부터 제 1 측정가스의 농도(xav
9 9
제 8 항에 있어서,상기 제 1 측정가스는 이산화탄소 가스이고, 상기 제 2 측정가스는 알콜가스인 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서를 이용한 이종가스의 가스농도 측정방법
10 10
제 8 항에 있어서,상기 출력전압의 측정단계(S500)를 수행하기 앞서서,상기 제 1, 2 적외선센서(130, 140)의 초기 출력전압(V01, V02, V03, V04) 및 기준 적외선센서의 출력전압(Vref)에 기초하여 , ,, 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및상기 산출된 , ,, 중 적어도 하나를 기준으로 가스 농도영역을 구분하고, 상기 구분된 가스 농도영역을 상이한 샘플링으로 연산을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서를 이용한 이종가스의 가스농도 측정방법
11 11
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 타원구조부는 2개 또는 3개인 것을 특징으로 하는 비분산형 가스센서의 가스농도 측정방법
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